2021 Fiscal Year Research-status Report
安価なRGBカメラでのセグメンテーション精度向上のための光学フィルタの設計
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20K11870
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
栗原 徹 高知工科大学, 情報学群, 教授 (50401245)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光学フィルタ / セマンティックセグメンテーション / ハイパースペクトル / 深層学習 / スマート農業 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、広く普及している安価なRGBカメラを用いたセマンティックセグメンテーション精度向上のための光学フィルタ設計法の確立である。通常、RGBカメラは可視光をイメージセンサ直前に置いたRGBカラーフィルタによって適当に重み付けを行い、3バンド画像として世界の光量を記録している。本研究では、元の光信号が連続スペクトルであることに立ち返り、RGBカラーフィルタによる3バンド重みづけ撮像を行う前に、目的のための最適波長を選択する枠組みを構築する。
そのため深層学習により、(1)RGBカラー画像のセグメンテーションニューラルネットワーク、(2)RGBカラーフィルタ前に配置する光学フィルタの分光透過率、の2つを同時にend-to-endで学習することで、連続スペクトル情報を有効に利用し、かつ設計された光学フィルタに対し最適なセグメンテーションニューラルネットワークを同時に実現するセグメンテーションの仕組みを実現する。
本年度は、画像特徴の算出としてRGBの画素値それぞれの比を導入し、これらをセグメンテーションニューラルネットワークの入力として追加し12ｃｈ入力とすることで、F1とmIoU評価スコアをさらに向上させることができた。一方で、発注した光学フィルタは入射角依存性をもっており、画像周辺部では透過特性が設計値と異なることがわかった。この課題を一部解決する手法を考案し発表に向けて準備を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、画像特徴の算出としてRGBそれぞれ比を導入し、新たな光学フィルタを設計した。
一方で、発注した光学フィルタは入射角依存性をもっており、画像周辺部では透過特性が設計値と異なることがわかり、入射角依存性を抑えたフィルタの設計法を考案し性能を評価している。
期待する性能が得られれれば、光学フィルタを発注し実際のカメラにて評価を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究推進過程で、新たな光学フィルタ設計・課題・利用法の知見が得られてきた。
今後はこれらについて検討・試作を行い、より有用で安価な仕組みを整えられないか検討を行っていくと共に、新たな応用分野を開拓するために大学見本市に出展する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの感染拡大により海外発表旅費、国内発表旅費が必要なく次年度に繰り越すこととした。
繰り越された予算は翌年度予算と合わせて、新たに考案する光学フィルタ設計法に基づいた光学フィルタの試作や設計環境の充実に充てる。
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