ノイズロバストな透視可視化に基づく，大規模文化遺跡の３次元計測ビッグデータ活用
| Project/Area Number |
19KK0256
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
田中 覚 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (60251980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 恭子 立命館大学, 情報理工学部, 講師 (00388109)
李 亮 立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (00609836)
SONG Yuting 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (50849388)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | デジタルアーカイブ / ３次元計測 / 可視化 / 計測ノイズ / バーチャルリアリティー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，大規模有形文化財の３次元計測ポイントクラウドを対象とし，野外の建造物等の文化遺跡に関して，計測ノイズに影響されにくい高精細・高視認性な可視化を実現する．計測ノイズとしては，熱帯の強い太陽光の下での，森林の木の葉などによる光の散乱の影響で生ずるノイズを，主に扱う．実証実験には，インドネシアのユネスコ世界文化遺産「ボロブドゥール寺院遺跡」及びその周辺の有形文化財群を用いる．これらを対象とし，高精細可視化，３次元構造を視認しやすくする３次元エッジハイライト，CADデータと３次元計測データの融合による超高精細複合型３次元ビジュアルモデル構築，等を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本側メンバーがインドネシアのジョグジャカルタ地区を複数回訪れ，「ボロブドゥール遺跡保存局」(ボロブドゥール寺院遺跡を管理する組織)，「ジョグジャカルタ考古学センター」（ジョグジャカルタ近郊の文化財の管理と調査を行う研究組織），「インドネシア科学院」（国際共同研究をコーディネートする政府系研究機関）と，2020年度以降の３次元計測に関する本格的な国際共同研究に正式合意できた．各研究機関の所長クラスの人物との新たな人的ネットワークも多数構築できた．
ボロブドゥール寺院遺跡の第ゼロ階層及び第１階層の一部に関し，高精度の３次元計測を実施した．取得したデータを活用して，高精細透視可視化を実現し，月光を考慮した仏像の造形の可能性など，考古学的に興味深い知見も取得した．計測にあたっては， 研究費で購入した計測機器やデータ処理ソフトウェアを，インドネシア側に提供し，計測は日本・インドネシアの合同で行った．
３次元計測で問題となる計測ノイズを，可視化において自動的に消失させる「ノイズ透明化」の手法を開発した．その論文は，３次元計測分野のトップジャーナル ISPRS Journal (Impact factor: 6.942)で採択された．それ以外にも複数の国際学術論文誌で，開発した基盤技術に関する論文が採択された．また，バーチャルリアリティー分野の著名国際会議，Cyberworlds 2019にて，研究成果を，研究代表者が招待講演として報告した．その他，国際会議，国内学会等で多数の研究発表を行った．
バーチャルリアリティー分野の研究に関しては，３次元計測データをゲームエンジンUnity に読み込ませ，バーチャルリアリティーシステムを構築する実験を行ない，有望な結果を得た．
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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
学術研究としての成果は，当初の予定以上に進展している．とくに，３次元計測分野のトップジャーナルである ISPRS Journal で，本研究プロジェクトで利用予定の基盤技術に関する論文が採択されたことは，大きな成果である．ISPRS は，３次元計測分野で世界最大規模かつ最も歴史のある国際学会である．上記論文で発表した技術により，本研究プロジェクトの遂行に必須の計測ノイズの大幅削減は，概ね，達成できる目処が立った．ISPRS Journal 以外でも，ISPRSが発行する学術論文誌で2件の論文が採択されたことは，誇るべき成果と考える．また，本研究プロジェクトは，バーチャルリアリティー分野の著名な国際会議，Cyberworlds 2019での研究代表者による招待講演などを通じて，国内外で認知されつつある．
インドネシアでの３次元計測に関しては，半年の間に行った２回のインドネシア訪問により，１月までに当初予定していた分量の約７割は実施できた．したがって，これまでに得られたデータで，当面の研究は十分に遂行できる．ただし，新型コロナウィルスによる日本，インドネシア双方での外出制限などのため，２月以降の計測活動は中断している．
インドネシア側の研究協力者との連携は，極めて上手くいっている．２回のインドネシア訪問に加え，電子メールやSNSを用いて，頻繁に連絡を取り合っている．ただし，インドネシアから研究協力者らを３月に日本に招く予定は，新型コロナウィルスのため，断念せざるを得なかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
日本とインドネシアの双方での，新型コロナウィルスによる外出制限などの行動制限が解除され次第，インドネシアを再訪し，３次元計測を再開する．それまでは，電子メール，SNS,リモート会議などでの研究打合せを続け，計測等の計画を策定する．ボロブドゥール寺院遺跡の第１階層の全体と第２階層の一部の本年度内の計測実施を目標とする．また，取得したデータのデータベース化も進める．合わせて，ジョグジャカルタ考古学センターから提案のあった，ジョグジャカルタ近郊のリヤンガン遺跡（最近発見された古代都市遺跡）の３次元計測の計画を策定する．
可視化の技術開発としては，まず，複雑形状の透視可視化の視認性向上に有効な，３次元計測で得られる大規模ポイントクラウドの特徴強調可視化の手法を開発する．テストデータとしては，ボロブドゥール寺院の計測データに加えて，日本国内の文化財の計測データを活用する．例えば，熱帯ジャングルの計測データの代わりに，京都・藤ノ森神社の森の計測データを用いる．また，複雑な凹凸を有する計測物の例として，徳島城博物館所蔵の蜂須賀家の鎧兜を３次元計測し，取得した計測データを可視化実験に用いる．また，３次元計測で得られる大規模な点群型データ（ポイントクラウド）を用いたバーチャルリアリティーの技術開発を継続する．
研究打合せとしては，日本メンバーのインドネシア訪問に加えて，年度内に，昨年度に新型コロナウィルスのため行えなかったインドネシアの研究協力者らの日本招聘を実現する．立命館大学のアート・リサーチセンターにおいて，京都の文化遺産のデータベース化の例を紹介しつつ，本プロジェクトで取得するデジタルデータのデータベース化について議論する．
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Report
(1 results)
Research Products
(18 results)
