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画像解析に基づく表面下散乱の数理モデル化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K16027
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知覚情報処理
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

久保 尋之  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90613951)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードコンピュータビジョン / コンピュータグラフィクス / コンピュテーショナルフォトグラフィ / 表面下散乱 / 数理モデル / 画像解析 / Directional Dipole / 位相関数 / 光学的最短経路長 / 曲率に依存する反射関数 / インバースレンダリング
研究成果の概要

本研究では,従来は表面下散乱現象の複雑さから解析が難しかった半透明物体に対して,コンピュータビジョンによる画像を用いた被写体の幾何形状と散乱パラメータの取得技術の実現を目的とする.本研究を通じて,私たちは,半透明物体を対象として被写体の陰影情報から法線情報を推定する新たな陰影解析手法を提案した.さらに,液体のような散乱の性質にも着目し,散乱現象の方向依存性を表す位相関数の計測を実現した.また,これらの知見をもとに,寄与最大経路から表面下散乱光を計算することで,もっともらしいレンダリング結果をリアルタイムに得ることができる手法を新たに提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちの身の回りには光を散乱する素材で溢れており,プラスチックや多くの液体,私たち自身の肌などがそれにあたる.従来のコンピュータビジョンの研究では,不透明な物体の位置や形状などの情報が推定可能であるが,このような光を散乱する素材に対しては適用できなかった.本研究では,このような問題を解決し,ありふれた存在である半透明物体を例えばマシンビジョンによって機械が正しく理解することが可能となり,機械・ロボットが我々の日常により緊密に溶け込むことが可能となる.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Optical tomography based on shortest-path model for diffuse surface object2018

    • 著者名/発表者名
      Iwaguchi Takafumi、Funatomi Takuya、Aoto Takahito、Kubo Hiroyuki、Mukaigawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s41074-018-0051-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acquiring non-parametric scattering phase function from a single image2018

    • 著者名/発表者名
      Minetomo Yuki、Kubo Hiroyuki、Funatomi Takuya、Shinya Mikio、Mukaigawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      Computational Visual Media

      巻: 4 号: 4 ページ: 323-331

    • DOI

      10.1007/s41095-018-0122-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光学的最短経路長を用いた表面下散乱の高速計算による半透明物体の リアルタイム・レンダリング2017

    • 著者名/発表者名
      小澤禎裕,谷田川達也,久保尋之,森島繁生
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 4 ページ: 533-546

    • NAID

      130007613477

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light Path Alignment for Computed Tomography of Scattering Material2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Iwaguchi, Takuya Funatomi, Hiroyuki Kubo, Yasuhiro Mukaigawa
    • 雑誌名

      Trans. on Computer Vision and Applications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1186/s41074-016-0003-2

    • NAID

      120007147748

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Blind Watermarking for 3-D Printed Objects using Surface Norm Distribution2018

    • 著者名/発表者名
      A. Delmotte, K. Tanaka, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 学会等名
      Joint 7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision and 2nd International Conference on Imaging, Vision & Pattern Recognitoin (ICIEV & icIVPR) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acquiring and Characterizing Plane-to-Ray Indirect Light Transport2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kubo, S. Jayasuriya T.Iwaguchi, T. Funatomi, Y. Mukaigawa, S. Narasimhan
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acquiring Short Range 4D Light Transport with Synchronized Projector Camera System2018

    • 著者名/発表者名
      T. Iwaguchi, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa, S. Narasimhan
    • 学会等名
      ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エピポーラ幾何に基づくPlane-to-Rayライトトランスポートの計測と解析2018

    • 著者名/発表者名
      久保尋之, S. Jayasuriya, 岩口尭史, 舩冨卓哉, 向川康博, S. Narasimhan
    • 学会等名
      Visual Computing シンポジウム 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光学特性の異なる液体の混合による半透明物体の散乱特性再現2017

    • 著者名/発表者名
      伏下晋,久保尋之,舩冨卓哉,向川康博
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2017
    • 発表場所
      東京都文京区,お茶の水女子大学
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluating Inverse Rendering of Subsurface Scattering using Translucent Spherical Object2017

    • 著者名/発表者名
      X. Zeng, T. Iwaguchi, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 学会等名
      情報処理学会CGVI研究会
    • 発表場所
      東京都千代田区,株式会社GYAO
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Acquiring Non-parametric Scattering Phase Function from a Single Image2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Minetomo, H. Kubo, T. Funatomi, M. Shinya, Y. Mukaigawa
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Examining Single Scattering Region in Concentration, Depth, and Wavelength on Diluted Media2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsubota, T. Takatani, T. Aoto, K. Tanaka, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 学会等名
      OSJ - OSA Joint Symposia
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Parameters of Subsurface Scattering using Directional Dipole Model2017

    • 著者名/発表者名
      X. Zeng, T. Iwaguchi, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 学会等名
      NICOGRAPH International 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散乱を利用した物体反射特性推定における観測の散乱異方性を考慮したモデル化2017

    • 著者名/発表者名
      櫛田貴弘, 舩冨卓哉, 久保尋之, 向川康博
    • 学会等名
      情報処理学会 第209回 CVIM研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 半透明物体の散乱特性再現を目的とした液体の混合比率推定2016

    • 著者名/発表者名
      伏下晋,久保尋之, 舩冨卓哉, 向川康博
    • 学会等名
      画像関連学会連合会 第3回秋季合同大会
    • 発表場所
      京都府京都市,京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Light Path Alignment for Computed Tomography of Scattering Material2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Iwaguchi, Takuya Funatomi, Hiroyuki Kubo, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      第19回画像の認識・理解シンポジウム
    • 発表場所
      静岡県浜松市,アクトシティ浜松
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Acquiring Curvature-Dependent Reflectance Function from Translucent Material2016

    • 著者名/発表者名
      M. Okamoto, H. Kubo, Y. Mukaigawa, T. Ozawa, K. Mochida, S. Morishima
    • 学会等名
      NICOGRAPH International 2016
    • 発表場所
      China, Hangzhou
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不均一な半透明物体の描画のためのTranslucent Shadow Mapsの拡張2016

    • 著者名/発表者名
      持田恵佑, 岡本翠, 久保尋之, 森島繁生
    • 学会等名
      情報処理学会 第78回全国大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 曲率に依存した反射関数を用いた半透明物体の照度差ステレオ法2015

    • 著者名/発表者名
      岡本翠,久保尋之,向川康博,森島繁生
    • 学会等名
      ビジュアルコンピューティングワークショップ2015
    • 発表場所
      戸田屋(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的計画法を用いた半透明物体のリアルタイムレンダリング2015

    • 著者名/発表者名
      小澤禎裕, 岡本翠, 久保尋之,森島繁生
    • 学会等名
      グラフィクスとCAD研究会 第161回研究発表会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元状を考慮した半透明物体のリアルタイムレンダリング2015

    • 著者名/発表者名
      持田恵佑, 岡本翠, 小澤禎裕, 久保尋之, 森島繁生
    • 学会等名
      グラフィクスとCAD研究会 第161回研究発表会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Realistic Translucent Objects in Computer Graphics and Beyond2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kubo
    • 学会等名
      RIEC International Symposium on Computer Graphics and Interactive Techniques: New Horizon
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Realistic Appearance in Computer Graphics and Beyond2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kubo
    • 学会等名
      China-Japan Student Workshop 2015
    • 発表場所
      中国湖南省
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Translucency Magnitudeを用いた半透明物体のリアルタイムシェーダの紹介2015

    • 著者名/発表者名
      久保尋之, 床井浩平, 向川康博
    • 学会等名
      CEDEC2015
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-time Rendering of Subsurface Scattering according to Translucency Magnitude2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kubo, Kohe Tokoi, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      SIGGRAPH2015
    • 発表場所
      Los Angeles, USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 提案する数理モデルを用いてCGでリアルタイムに可視化するデモプログラム

    • URL

      http://omilab.naist.jp/~hkubo/demo/cdrf/app/bunny_mcdrf.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Real-time Rendering of Subsurface Scattering

    • URL

      http://omilab.naist.jp/~hkubo/project/tmsss/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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