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ダイナミック光線空間の圧縮撮像

研究課題

研究課題/領域番号 18K19810
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

高橋 桂太  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30447437)

研究分担者 長原 一  大阪大学, データビリティフロンティア機構, 教授 (80362648)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード光線空間 / 圧縮センシング / 符号化開口法 / 深層学習 / コンピュテーショナルカメラ / 圧縮撮影 / 圧縮撮像
研究成果の概要

本研究では,撮影対象に動きがあるダイナミックな光線空間を撮像する技術に取り組んだ。これは、数十視点の動画像を同時に取得することを意味するため、データ帯域(単位時間あたりのデータ量)の観点で挑戦的な課題である。本研究では、圧縮センシングの枠組みのもと、情報を圧縮された形で撮像し、計算処理によって元の光線空間を復元するアプローチを取った。圧縮撮像には符号化開口法を採用し、開口パターンと復元アルゴリズムを深層学習の枠組みで同時に最適化した。また、撮影対象の動きに対応する撮像法および学習手法を明らかにした。さらに、本研究の有効性を示すため、実際のハードウェアを用いた実験を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ダイナミックな光線空間の効率的な撮影技術を提案するものである。この技術は、3次元情報の可視化、デプス推定、物体の光学特性の計測など、光線空間の様々な応用において、今後の活用が期待できる。また、従来の研究においても、光線空間の圧縮撮影が議論されているが、被写体が動かないことを想定したものがほとんどであり、被写体の動きへの対応を可能にした本研究の貢献は重要である。さらに、本研究における深層学習を活用した開口パターンの導出手法は、物理的光学系を学習ベースで最適化する枠組みであるディープオプティクスの先端を切り開く研究例と位置付けられ、関連分野に波及効果を与え得るものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] [Paper] CFA Handling and Quality Analysis for Compressive Light Field Camera2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakai, Yasutaka Inagaki, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii, Hajime Nagahara
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: 9 号: 1 ページ: 25-32

    • DOI

      10.3169/mta.9.25

    • NAID

      130007965629

    • ISSN
      2186-7364
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Binary and Rotational Coded-Aperture Imaging for Dynamic Light Fields2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakai, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E104-D

    • NAID

      130008070240

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acquiring Dynamic Light Fields Through Coded Aperture Camera2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Kohei、Takahashi Keita、Fujii Toshiaki、Nagahara Hajime
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in Computer Science (Proc. European Conference on Computer Vision)

      巻: 12364 ページ: 368-385

    • DOI

      10.1007/978-3-030-58529-7_22

    • ISBN
      9783030585280, 9783030585297
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 符号化開口カメラを用いた光線空間撮影の高フレームレート化2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 康平, 高橋 桂太, 藤井 俊彰, 長原 一
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 符号化開口と焦点変更による光線空間の取得2020

    • 著者名/発表者名
      立石 航平, 高橋 桂太, 藤井 俊彰, 長原 一
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 回転型符号化開口法による動的光線空間の撮影2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 康平, 高橋 桂太, 藤井 俊彰
    • 学会等名
      画像符号化シンポジウム・映像メディア処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 符号化露光法を用いた光線空間の取得2020

    • 著者名/発表者名
      立石 航平, 坂井 康平, 高橋 桂太, 藤井 俊彰
    • 学会等名
      画像符号化シンポジウム・映像メディア処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Light Field Acquisition from Focal Stack via a Deep CNN2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Inagaki, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii
    • 学会等名
      International Display Workshop (IDW19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning-Based Framework for Capturing Light Fields through a Coded Aperture Camera2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Inagaki, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii, Hajime Nagahara
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning to Capture Light Fields through a Coded Aperture Camera2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Inagaki, Yuto Kobayashi, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii, Hajime Nagahara
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2値マスクを用いた符号化開口カメラによる動的な光線空間の取得2019

    • 著者名/発表者名
      坂井 康平, 稲垣 安隆, 高橋桂太, 藤井 俊彰, 長原一
    • 学会等名
      画像符号化シンポジウム・映像メディア処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 符号化開口カメラによる動的な光線空間の取得にむけて2019

    • 著者名/発表者名
      坂井 康平, 稲垣 安隆, 高橋 桂太, 藤井 俊彰, 長原 一
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational Acquisition and Display Technologies for Light Fields2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Takahashi
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia, Information Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Learning to Capture Light Fields through a Coded Aperture Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Inagaki, Yuto Kobayashi, Keita Takahashi, Toshiaki Fujii, Hajime Nagahara
    • 学会等名
      European Conference on Computer Vision (ECCV)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 符号化開口カメラを用いた視差推定手法の深層学習による最適化2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣 安隆, 高橋 桂太, 藤井 俊彰, 長原 一
    • 学会等名
      画像符号化シンポジウム・映像メディア処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた符号化開口カメラによる光線空間の取得2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣 安隆, 小林優斗, 高橋 桂太, 藤井 俊彰, 長原 一
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Computational Camera Project

    • URL

      https://www.fujii.nuee.nagoya-u.ac.jp/~takahasi/Research/CompCam/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Computational Camera Project

    • URL

      http://www.fujii.nuee.nagoya-u.ac.jp/~takahasi/Research/CompCam/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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