2022 Fiscal Year Annual Research Report
Robust and precise 3D endoscope system based on pattern projection and deep learning
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18H04119
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
古川 亮 近畿大学, 工学部, 教授 (50295838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 信治 広島大学, 病院(医), 教授 (00260670)
佐川 立昌 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (30362627)
岡 志郎 広島大学, 病院(医), 講師 (30403538)
川崎 洋 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80361393)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 3次元内視鏡 / パターン投光 / アクティブステレオ / 形状統合 / 形状位置合わせ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２２年度には、「（３）形状解像度，距離精度の向上」「（４）（深層学習による）複雑な対象形状への対応」を進めるために，複数のフレームでの計測結果から，フレーム間でのカメラ及び投光器の位置合わせと，形状推定を同時に行う手法を開発した．この方法では，計測画像と投影パターンとの位置情報を，計測画像からパターン座標への写影情報として入力する．同時に，カメラ位置，プロジェクタ位置，形状の初期推定値を入力として与える．これらの情報から，計測画像の画素からパターン座標への写影情報をシミュレーションし，レンダリングする．カメラ位置，プロジェクタ位置，形状が正しければ，レンダリング結果は，観測結果と一致するので，レンダリングの誤差を最小化するように微分レンダリングを行うことで，カメラ位置，プロジェクタ位置，形状の最適化を行う．これによって，３次元形状計測が精度良く実施できることが示された．
また，本年度には，投影するパターンの改良と，パターンの画角の広角化を行った．これにより，パターンの画角が50度程度から90度程度まで広がり，内視鏡の視野の殆どをカバー可能になった．このパターンを利用することで，広範囲の形状計測を高密度に実施できることが示された．
このような研究成果の一部を，国内学会のMIRU2022，国際学会MICCAIのワークショップ，国際ジャーナルComputer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization，国際学会EMBCで発表した．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
国内シンポジウム「次世代内視鏡・医工連携シンポジウム」を開催した．URLはhttps://www.hyper3dsensing.com/symposium2023.html
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