2014 Fiscal Year Annual Research Report
解析的微小面拡散反射モデルに基づく光学的画像解析に関する研究
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23500214
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
原 健二 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 准教授 (50380712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦濱 喜一 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (10150492)
井上 光平 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 准教授 (70325570)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 陰影からの形状復元 / 照度差ステレオ / Oren-Nayarモデル / 最大／最小照度比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Lambertian 反射モデルは，拡散反射を簡潔に表すモデルとしてコンピュータビジョンや画像処理の分野で標準的に利用されている．しかし，特に粗い面において実際に観測される拡散反射はLambertian モデルに厳密に従わないことが知られている．そこで，Lambertian モデルを用いた既存手法において，Lambertianモデルの代わりにより正確な拡散反射モデルを用いることで，精度向上が期待できる．このような研究として，Ragheb らの報告が挙げられる．彼らは，通常の陰影からの形状復元（Shape-from-Shading）手法を拡張し，Oren-Nayar反射モデルに基づく画像補正により物体の表面法線をより高精度に復元する手法を提案した．Oren-Nayarモデルは，Lambertian モデルを一般化したもので，Lambertianモデルよりも実際に忠実に拡散反射を表現することができる．彼らの手法はOren-Nayarモデルの反射パラメータを既知と仮定しているが，現実の問題では反射特性は既知でないことが多いため，表面法線と反射特性の両方を推定する手法が望まれていた．
本年度（最終年度）は，陰影からの形状復元の拡張手法では，光源方向と視線方向が等しく，拡散反射特性が物体表面上で均一という仮定の下で，拡散反射画像の物体領域における最大／最小画素値から得られる代数方程式を解くことにより，拡散反射特性と物体形状を復元する手法を開発した．実画像を用いた実験により，提案手法の有効性を示した．
研究期間全体では，Lambertianモデルに基づく通常の照度差ステレオと陰影からの形状復元の手法をそれぞれ拡張し，粗い面にも適用可能でかつ表面法線と拡散反射特性を同時推定する二手法を開発した．合成画像と実画像を用いた実験により，提案手法の有効性を示した．
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