2014 Fiscal Year Research-status Report
三次元顕微計測データを用いた超多重解像度・高精度形状モデル生成に関する挑戦的研究
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26630038
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
三浦 憲二郎 静岡大学, 工学研究科, 教授 (50254066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼杵 深 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60508191)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 三次元顕微計測 / 形状モデリング / 不均一多重解像度モデル / 高精度形状モデル / 超精密ものづくり / 製品検査 / リバースエンジニアリング / 幾何特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，機械部品の著しい微細化，精密化により，その外観検査のためには高分解能な計測データを取得する必要が出てきた．ナノ・マイクロ分野での顕微計測等の計測技術は急速に進歩している．その中でも特に光学顕微鏡は低コスト，高スループットなど多くの利点を有し様々な分野で活用されているが，顕微鏡では視野が狭くなるため，対象の相対的な位置の把握が困難である．液晶などの製品検査では広範囲かつ詳細な粗さが必要とされるが，顕微鏡は通常のカメラと比べて撮影範囲がとても小さく被写界深度も浅いため，一度に多くの情報を得ることはできない．そのため観察対象に応じて様々な顕微鏡や倍率で撮影する必要があるが，実際に検査を行うためにはそれぞれの画像の相対的な位置関係を把握しなければならない．しかし，検査対象全域をナノ・マイクロオーダの高分解能画像で表そうとすると，膨大なメモリ量と画像サイズになってしまう．このような理由によって測定したデータを十分に活用できないため，ナノ・マイクロ分野の形状モデリングに関する研究はほとんど行われていない．そのため，異なる分解能での計測データ処理や複数の計測結果の合成，三次元ナノ形状の高速検出などが困難である．
そこで，我々は解像度が大きく異なる計測データを効率よく処理する多重解像度モデル生成処理システムを提案した．多重解像度モデルを構築するためには，取得条件や解像度が異なる画像間の対応付けを正確に行う必要がある．従来手法では SURF特徴点検出を基にして対応付けを行っていたが，この手法では特徴量が類似した画像間の合成は困難であった．そこで，本稿では顕微鏡画像から抽出したエッジ情報に基づいた画像間合成手法を提案する．これにより，従来手法では合成することが困難であった画像に対し合成を行い，多重解像度モデル構築の精度を向上させた．
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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
局所的な詳細モデルを全体モデルに埋め込む方法とともに，これらの手法を極端に解像度の異なる形状モデルが混在できるように拡張する方法を開発した．さらに，特徴抽出の際に各種顕微観察手法の精度，ノイズの強度やその分布の情報に基づいて手法を変更する必要があり，それらの情報を多重解像度モデルの中に持たせる方法についても研究開発を行えたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画にしたがい，複数計測データの合成（タイリング）は，ものづくりのための顕微計測データ処理としてニーズが高く，初年度においては各種顕微計測データのノイズ分布やその強度の特徴を把握するため，合成について研究する．また，倍率や計測波長の異なる計測結果の合成についても研究する．従来法と異なるここでのアプローチは，いかに顕微計測データ用多重解像度モデルを有効に利用するかであり，解像度の低いモデル同士のマッチングをまず行い，粗い位置決め，さらに解像度の高いモデルのマッチングを行うことで処理の高精度化と高速化を実現する．
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