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画像による光学解析に基づく物体の形状と材質特性の再現

研究課題

研究課題/領域番号 17J05602
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知覚情報処理
研究機関国立情報学研究所 (2019)
奈良先端科学技術大学院大学 (2017-2018)

研究代表者

高谷 剛志  国立情報学研究所, コンテンツ科学研究系, 特任研究員

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード質感再現 / 物体内部計測 / 光学特性 / デジタルファブリケーション
研究実績の概要

本研究の目的は,画像による光学解析手法によって計測された材質特性をデジタルファブリケーションを用いて物理的に再現することである.最終年度は,材質が持つ光沢度の計測および再現に取り組んだ.光沢度は物体表面における光の反射現象に起因し,鏡面反射成分が重要な役割を担う.そこで,反射光の偏光状態を用いて光沢度を定義し,偏光光源と偏光カメラを用いた光沢度計測システムを構築した.鏡面反射は面法線に対する入射光と出射光の角度に依存するが,光源とカメラを可能な限り接近させ,平面状物体を対象とすることで,定量化した.光沢度再現では,UVプリンタのクリアインクを用い,インク層の数および印刷パターンに対する光沢度の関係性を明らかにした.光沢を持つ平面状物体を対象として,光沢度の計測および再現を実施した.また,機械学習導入のためのシミュレーション合成に取り組んだ.偏光状態を保持できる物理ベースレンダラを用いて定義した半透明度および光沢度を仮想的に計測できるソフトウェアを開発した.3DプリンタやUVプリンタに用いられるインクの材質特性を計測し,ソフトウェアに導入することによって仮想的に印刷物体の外観を再現できた.研究期間全体として,半透明度の計測および再現はおおむね達成でき,光沢度の計測および再現は一定の成果を得ることができた.機械学習によるインバースレンダリングには取り組めていないが,様々な印刷条件において印刷される物体の外観を仮想的に合成できるようになったため,実施可能性を大きく高めることができた.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Carnegie Mellon University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Non-Line-of-Sight Imaging from Specular and Diffuse Reflections2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kaga, T. Kushida, T. Takatani, K. Tanaka, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      IPSJ Trans. on Computer Vision and Applications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1186/s41074-019-0060-4

    • NAID

      120006778546

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling translucency by UV printing on a translucent object2018

    • 著者名/発表者名
      Takatani Tsuyoshi、Fujita Koki、Tanaka Kenichiro、Funatomi Takuya、Mukaigawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1186/s41074-018-0043-x

    • NAID

      120006881081

    • 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] Decomposition of reflection and scattering by multiple-weighted measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Takatani Tsuyoshi、Mukaigawa Yasuhiro、Matsushita Yasuyuki、Yagi Yasushi
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s41074-018-0049-4

    • 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
  • [学会発表] Thermal Non-Line-of-Sight Imaging from Specular and Diffuse Reflections2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kaga, Takahito Kushida, Tsuyoshi Takatani, Kenichiro Tanaka, Takuya Funatomi, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コンピュテーショナルファブリケーションによる半透明度の再現2019

    • 著者名/発表者名
      高谷剛志,田中賢一郎,久保尋之,舩冨卓哉,向川康博
    • 学会等名
      日本画像学会年次大会 Imaging Conference JAPAN 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling Translucency by UV Printing on a Translucent Object2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved Light Transport Decomposition for Thermal Photometric Stereo2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved Light Transport Decomposition for Thermal Photometric Stereo2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani, Kenichiro Tanaka
    • 学会等名
      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstruction of Volumetric Reflectance using Spatio-Sequential Frequency Correlation Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques in Asia (SIGGRAPH Asia)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-shot Hyperspectral Imaging using Faced Reflectors2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani, Takahito Aoto, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Robust Computer Vision
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱伝導の経時特性に基づく成分分解を用いた遠赤外照度差ステレオ法2018

    • 著者名/発表者名
      池谷信寛, 田中賢一郎, 高谷剛志, 久保尋之, 舩冨卓哉, 向川康博
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会(第210回)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 半透明材質へのUV印刷による半透明感の制御2018

    • 著者名/発表者名
      高谷剛志, 藤田紘樹, 田中賢一郎, 舩冨卓哉, 向川康博
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータグラフィックスとビジュアル情報学研究会(第169回)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved Light Transport Decomposition for Thermal Photometric Stereo2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Tanaka, Nobuhiro Ikeya, Tsuyoshi Takatani, Hiroyuki Kubo, Takuya Funatomi, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computational Photography
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved Light Transport Decomposition for Thermal Photometric Stereo2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Tanaka, Nobuhiro Ikeya, Tsuyoshi Takatani, Hiroyuki Kubo, Takuya Funatomi, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-shot Hyperspectral Imaging using Faced Reflectors2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani, Takahito Aoto, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      IEEE International Workshop on Computational Cameras and Displays
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-shot Hyperspectral Imaging using Faced Reflectors2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takatani, Takahito Aoto, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 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
      Kazusa Tsubota, Tsuyoshi Takatani, Takahito Aoto, Kenichiro Tanaka, Hiroyuki Kubo, Takuya Funatomi, Yasuhiro Mukaigawa
    • 学会等名
      OSJ - OSA Joint Symposia on Nanophotonics and Digital Photonics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 物体内部の光学特性を計測する計測装置及び方法2018

    • 発明者名
      高谷剛志,青砥隆仁,田中賢一郎,舩冨卓哉,向川康博
    • 権利者名
      高谷剛志,青砥隆仁,田中賢一郎,舩冨卓哉,向川康博
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-219125
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 撮像装置及び画像処理装置2017

    • 発明者名
      高谷剛志,青砥隆仁,向川康博
    • 権利者名
      高谷剛志,青砥隆仁,向川康博
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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