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屋外大規模環境を対象とした映像生成のための光学特性推定法

研究課題

研究課題/領域番号 18K18075
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関東京大学 (2019-2021)
早稲田大学 (2018)

研究代表者

谷田川 達也  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50817484)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード逆レンダリング / 多視点ステレオ法 / 双方反射分布関数 / 反射パラメータ / 実時間レンダリング / 形状データ補正 / 表面形状計測 / 形状補完 / ノイズ除去 / 点群位置揃え / 逆レンダリング法 / 双方向反射分布関数 / 反射パラメータ推定 / 三次元形状復元 / コンピュータ・ビジョン / コンピュータ・グラフィクス
研究成果の概要

本研究は、屋外の大規模な環境を対象とし、多視点ステレオ法と光学特性推定法を組み合わせて、形状取得精度を向上させることを目指していた。この目的に関する研究でも、一定の成果が得られたものの、研究分野の急激な発展も相まって、上記の研究主題そのものよりは、それと関連する映像表現技術や、取得形状の補正に関する成果が多く得られた。特に、層状材質や自己発光する散乱媒質の映像生成技術では、これまでに難しかった物理的対象について、効率的な計算モデルの開発に成功した。また、形状の補正技術についても、従来、大量の学習データが必要であった深層学習に基づく手法を、ごく少数のデータで同等の性能を得られるまでに向上させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多視点ステレオと光学特性推定の組み合わせでは、一定の条件下で形状取得精度を向上させることが示唆された一方、深層学習器の訓練に用いるデータを適切に用意できない場合には、少数の訓練データに結果が大きく依存してしまい、未知の結果に対する測定精度が低下する、という機械学習に基づく手法に共通の問題も確認された。この知見は、深層学習に基づく多視点ステレオ法が、どのような指標に基づいて形状を与えるか、という点について、一定の示唆を与える一方、期待以上の結果が得られなかった点に残念さが残った。この知見と、その他の関連分野において得られた研究成果を元に、今後は、より広範な使用場面での精度向上を目指したい。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件) 備考 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Real-time Shading with Free-form Planar Area Lights using Linearly Transformed Cosines2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kuge, Tatsuya Yatagawa, Shigeo Morishima
    • 雑誌名

      Journal of Computer Graphics Techniques

      巻: 11 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LinSSS: linear decomposition of heterogeneous subsurface scattering for real-time screen-space rendering2020

    • 著者名/発表者名
      Yatagawa Tatsuya、Yamaguchi Yasushi、Morishima Shigeo
    • 雑誌名

      The Visual Computer

      巻: 36 号: 10-12 ページ: 1979-1992

    • DOI

      10.1007/s00371-020-01915-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time Rendering of Layered Materials with Anisotropic Normal Distributions2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomoya, Yatagawa Tatsuya, Tokuyoshi Yusuke, Morishima Shigeo
    • 雑誌名

      Computational Visual Media

      巻: 6 号: 1 ページ: 29-36

    • DOI

      10.1007/s41095-019-0154-z

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real‐time Indirect Illumination of Emissive Inhomogeneous Volumes using Layered Polygonal Area Lights2019

    • 著者名/発表者名
      Kuge Takahiro、Yatagawa Tatsuya、Morishima Shigeo
    • 雑誌名

      Computer Graphics Forum

      巻: 38 号: 7 ページ: 449-460

    • DOI

      10.1111/cgf.13851

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Deep Mesh Prior: Unsupervised Mesh Restoration using Graph Convolutional Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Hattori, Tatsuya Yatagawa, Yutaka Ohtake, Hiromasa Suzuki
    • 学会等名
      CVPR Workshop on Learning to Generate 3D Shapes and Scenes
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended Differentiable Marching Cubes by Manifold-Preserving Shape Inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Kiichi Itoh, Tatsuya Yatagawa, Yutaka Ohtake, Hiromasa Suzuki
    • 学会等名
      British Machine Vision Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light Source Selection in Primary-Sample-Space Neural Photon Sampling2021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Tsuji, Tatsuya Yatagawa, Shigeo Morishima
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2021 Posters
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフ畳み込みニューラルネットワークを用いた教師なし学習によるノイズ除去法2021

    • 著者名/発表者名
      服部 翔大, 谷田川 達也, 大竹 豊, 鈴木 宏正
    • 学会等名
      Visual Computing 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自由曲線を境界形状とする平面光源の実時間レンダリング法2021

    • 著者名/発表者名
      久家 隆宏, 谷田川 達也, 森島 繁生
    • 学会等名
      Visual Computing 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ベジエ曲線を境界形状とする面光源のコサイン空間における実時間レンダリング法2020

    • 著者名/発表者名
      久家 隆宏, 谷田川 達也, 森島 繁生
    • 学会等名
      Visual Computing 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural Progressive Photon Mapping: 深層学習による適応的フォトン散布を用いたフォトンマッピング法2020

    • 著者名/発表者名
      辻 雄太, 谷田川 達也, 森島 繁生
    • 学会等名
      Visual Computing 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-time Rendering of Layered Materials with Anisotropic Normal Distributions2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomoya, Yatagawa Tatsuya, Tokuyoshi Yusuke, Morishima Shigeo
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2019, Technical Brief
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光沢反射面に映りこむ炎と煙の新表現 -層化仮想面光源を用いた自己発光ボリュームの実時間大域照明法2019

    • 著者名/発表者名
      久家 隆宏,谷田川 達也,森島 繁生
    • 学会等名
      Computer Entertainment Developers Conference (CEDEC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状面光源を用いた自己発光ボリュームからの間接照明のリアルタイムレンダリング2019

    • 著者名/発表者名
      久家 隆宏,谷田川 達也,森島 繁生
    • 学会等名
      Visual Computing 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分離型畳み込みカーネルを用いた非均一表面下散乱の効率的な計測と実時間レンダリング法2019

    • 著者名/発表者名
      谷田川 達也,山口 泰,森島 繁生
    • 学会等名
      Visual Computing 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分離型畳み込みカーネルを用いた非均一表面下散乱の効率的推定法2019

    • 著者名/発表者名
      谷田川 達也,山口 泰,森島 繁生
    • 学会等名
      第174回コンピュータグラフィクスとビジュアル情報学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] コサイン関数の線形変換によるBRDFの近似を用いた自由形状平面面光源の実時間レンダリング法 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/kuge2021bezlight

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] グラフ畳み込みニューラルネットワークによる教師なしメッシュ補正法 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/hattori2021dmp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 多様体保存型メッシュ変形による微分可能マーチングキューブ法の拡張 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/itoh2021ddmc

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 原始標本空間におけるニューラルネットワークを用いたフォトンサンプリングのための光源選択法 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/tsuji2021nppm

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 非均質材質の実時間スクリーン空間レンダリングのための材質特性の線形分解法 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/linsss20/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 非等方法線分布関数を有する層状材質の実時間レンダリング (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/anisolayer19/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 層状多面体面光源を用いた発光媒質からの実時間間接照明計算法 (英語)

    • URL

      https://tatsy.github.io/projects/lpal19/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 画像レンダリング方法、画像レンダリングシステム及びプログラム2019

    • 発明者名
      久家 隆宏, 谷田川 達也, 森島 繁生
    • 権利者名
      久家 隆宏, 谷田川 達也, 森島 繁生
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-159051
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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