2011 Fiscal Year Research-status Report
カラー成分の非線形写像を伴う映像オドメトリのためのビット深度階層符号化
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23560445
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
岩橋 政宏 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (30251854)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 画像信号処理 |
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| Research Abstract |
映像から自己位置を推定し、自律的に走行できる探査ロボットを、レスキュー現場に複数台配備する。この際、伝送される膨大な映像データが、通信路の限られた伝送容量を圧迫し、通信が不安定となる問題が生じる。本課題では、自己位置推定に必要最小の成分のみを抽出して伝送することで、データ量を大幅に圧縮できる機能的階層符号化に、カラー成分の非線形写像と、ビット深度の類別符号化を、新たに導入する。これにより、特徴点が不明確な床面上での、安定した自律走行を実現する。 主成分分析（PCA）により、RGBカラー成分を無相関化することで、映像オドメトリにおけるマップ生成の安定性を、大幅に向上できることを実験的に確認した。これを非線形写像として一般化し、オドメトリの有効成分を上位ビットに集約させた。また、カラー画像の色変換法として、固有変換を適用することで、複数の色成分を少数の成分に集約させ、既に成功しているカーペット上でのマップ生成を、より特徴の少ないコンクリート上での走行ケースに適用した。 圧縮伝送については、下位ビットがスパースな信号に対する類別符号化の効果を確認した。このスパース性を制御可能な、トーン・マッピングの設計方法を研究した。簡易なロボットをLEGOで作成し、カーペット上でのマップ生成に成功した。先行車が予め生成したマップ上で、後続車の走行経路を遠隔指定し、自律走行させる方法を研究し、課題の抽出と対応方法の研究開発を実施した。
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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
主成分分析に基づくカラー成分の無相関化により、マップ生成の安定性を向上できることを確認し、学会発表できた。多方向・多色照明を採用することで、映像オドメトリを更に安定化できることを確認し、学会発表でき、IEEE CAS学生表彰を受賞した。スパースな信号に対する高能率符号化方法を提案し、学会発表できた。簡易なロボットをLEGOで作成し、カーペット上でのマップ生成に成功した。以上より、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
4つの色成分（RG1G2B）と、12 bitのビット深度を持つRAW画像を用い（標準は3色8 bit）、視認性の高いトーン・マッピング方法を研究する。非線形写像として一般化し、高圧縮率かつ可逆なトーン・マッピングを新規に提案する。4つの色成分と12 bitのビット深度へと、より少ない成分とビット深度への集約法を提案する。その際、人の目に対する鮮明度ではなく、自己位置推定の精度により判定する基準を考案する。更に、データ圧縮の観点も考慮することで、映像オドメトリに特化した階層符号化を提案する。実証フィールドを、室内から室外へ、更には屋外へと拡張する。但し、晴天か曇天時に限定する。カーペット上から、コンクリートやレンガ敷きの道などへ、適用範囲を拡張する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
無線LANネットワークカメラ、および高速無線LANルータを、既存のロボットに装備する。小型映像処理器、および映像処理用コンピュータ本体を、ロボットに搭載する。Matlabを更新する。国内外の学術集会での研究成果発表に必要となる、旅費と参加登録費、および、論文出版にかかる投稿費を計上した。
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