2015 Fiscal Year Annual Research Report
不均衡点群照合法を用いた３次元対象物へのロバスト画像投影システムの開発
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25330181
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| Research Institution | Hokkai-Gakuen University |
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Principal Investigator |
高氏 秀則 北海学園大学, 工学部, 教授 (90431329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 俊一 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (50134789)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 画像情報処理 / 視覚情報提示 / 3次元形状認識 / 点群照合 / Time-of-Flight カメラ / 知能ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プロジェクタの投影対象を２次元平面から３次元物体へ拡張した「２Ｄ」プロジェクタを実現するため、申請課題を独立した二つの課題「投影対象物の３次元形状認識手法の開発」と「ロバスト投影画像生成手法の開発」に切り分け、並行して研究を遂行した。
１．「３次元点群照合における点群数削減手法の比較」
３次元点群照合の高速化には点群数の削減が有効であるが、点群削減方法に依存して照合速度と照合精度が異なる。本年度は、点群削減方法としてボクセル法と特徴点抽出法の２手法の比較を行った。特徴点の抽出には近傍点を利用して局所平面を複数生成し、各局所平面の法線方向間に大きな違いがある場合に、その点を特徴点として抽出した。実データを用いた照合実験の結果、ボクセル法は元点群の形状情報を残した点群削減が行われるため、照合精度の低下の少ない高速な照合が行えたが、特徴点抽出法はエッジを強調する手法のため、曲面の多い点群に対しては元点群の形状情報が失われることになり、結果として照合精度の低下が発生することが確認された。
２．「画像投影における投影距離に依存した輝度減衰の軽減」
画像投影において投影対象に光が届くまでに距離に依存して光量が減衰する。このためユーザが目にする投影画像の輝度値は投影距離によってバラつき、ユーザに対して適切な画像提示が行えない。本年度は、投影距離の影響を検証し、それに応じて投影画像の輝度を補正する手法を開発した。投影画像の輝度補正には観測カメラから取得した画像の輝度情報を利用するが、この取得画像はレンズの絞りの影響から画像周辺部の輝度が低下する周辺減光が発生している。そこでプロジェクタの輝度補正の精度を高めるために、取得画像中心部の輝度値を利用した周辺減光補正を行った。次に基準距離地点で取得した画像との輝度差を利用し投影画像の輝度補正を行うことで、投影距離に依存した輝度減衰の軽減を実現した。
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