2013 Fiscal Year Annual Research Report
疎表現に基づく質感と３次元形状の同時推定
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities |
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| Project/Area Number |
25135704
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
酒井 宏 筑波大学, システム情報系, 教授 (80281666)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 神経科学 / 認知科学 / 感性情報学 / 画像・文章・音声等認識 |
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| Research Abstract |
疎性(sparseness)を制約とした成分分析を行って，BRDF kernel の推定を行った。BRDFが数十程度のkernelによって疎表現できることを示すために，独立性および自然光源を制約とした成分分析(NMF)を行った。具体的には，MERL/MIT databaseから100物体の自然BRDF を入力として，これらBRDFをNMFによって成分分析し，BRDF kernel を算出した。
同時に，視覚心理物理実験系の構築を行った。リアリスティックで良く制御された質感を，BRDF kernelによって画像表現できる実験系を構築した。刺激は，最新のray-tracing 技術(Physically Based Rendering: pbrt-v2 )によって作成した。この系によって，任意のBRDFをもつ任意形状の物体が，任意の照明下(天半球)にある時の画像を容易に生成可能とした。特に，BRDF kernelの線形結合によってBRDFを表現する系を用意し，任意のkernelを制御した人工的なBRDFをもつ物体像を生成することを可能とした。
構築した実験系を使って，質感知覚の BRDF kernel への依存を検討するために，BRDF kernelを操作した刺激による心理物理実験を始めた。具体的には，単一のBRDF kernel からなる刺激を作成し，これが質感知覚において順応を示すかどうかを測定する。少数のBRDF kernelについて実験を実施し，結果を解析したところ，順応を示すBRDF kernelがあることが判った。このことは，疎表現を基礎とするBRDF kernelが皮質においても存在することを示唆する。
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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
当初計画の通り，BRDF Kernel が算出された。適当な疎性制約によって自然なBRDF kernel を算出することができた。心理実験系の構築についても順調に進展し，当初計画通りの実験系を構築できた。順応実験は，適当な条件の探索・刺激の作成にかなりの時間を要した。特にBRDF kernel からの刺激作成は計算量が膨大であったが，ワークステーションの増強等によって，当初計画通りに予備実験を実施できた。結果は仮説を支持するものであった。このように，実験・研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
H25年度までの計算実験により，心理物理実験に供することができるBRDF kernelの算出が行われた。このBRDF Kernel による心理物理実験系の構築も行われ，予備実験が開始された。H26年度は，この心理物理実験を本格的に実施する。具体的には，実験に供するBRDF kernel を選択しつつ，多数のBRDF kernel について実験を行う。また，成分分析における寄与率と順応の関係を検討する。自然BRDF からのBRDF kernelの減算を行い，その順応へ与える効果等についても検討する。さらに，計算実験・心理実験の結果を基に，BRDF kernel の線形結合による質感表現モデルおよび形状推定モデルを提案する。
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Research Products
(13 results)
