| 研究課題/領域番号 |
19H04143
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61010:知覚情報処理関連
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
来海 暁 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (30312987)
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| 研究分担者 |
土居 元紀 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (00304155)
西 省吾 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (70411478)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 時間相関カメラ / BRDF / 分光画像 / 球面調和関数 / フーリエ係数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，分光BRDFを高い時空間分解能で計測する手法を開発する．計測系は波長可変光源，DLPモジュール，楕円鏡，および時間相関カメラにより構成する．波長可変光源からの照明光は波長ごと，さらにDLPモジュールにより入射方向ごとに位相シフトを加えて正弦波で強度変調する．時間相関カメラを通して対象物体を撮像すると，各反射方向に対応する画素における高々2フレームの出力から，対象物体の分光BRDFが分光反射率のフーリエ係数ごとに，入射方向の球面調和関数のBRDF展開係数として計測できる．本研究により，従来は長時間を要した分光BRDFの計測が，空間分解能を維持しつつ短時間で計測できるようになる．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，従来は長時間を要していた分光BRDF（波長・入射方向・視線方向ごとの反射率の分布）の計測を短時間で行う手法を開発することである．その特色は，BRDFそのものを計測する代わりに近似的分解成分を異なる周波数で時間変調し，その周波数を手掛かりとして時間相関カメラという機器を用いて各成分を分離し計測する点にある．時間変調には波長ごとに強度が可変の光源，およびプロジェクタ用表示素子を使用する．光学系には楕円鏡の作製が必要になるが，表面に瑕のない楕円鏡の完成には至らなかった．しかし，計測理論の構築，照明光の時間変調，時間相関カメラによる成分ごとの抽出など，要素技術の確立には到達した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物体表面における光の反射特性はBRDFという関数で記述され，視覚刺激から物体の材質を感じ取る「質感」と深く関わっている．さらに光の波長を考慮した分光BRDFでは，入射方向や視線方向に応じて見かけの色が変化する現象が記述できる．しかし，分光BRDFの計測には角度や波長の分解能と計測時間との間にトレードオフが介在する．本研究の目標はこのトレードオフを解消し，分光BRDFの計測およびそれに基づく画像生成をオンラインで実現して，ディジタルアーカイブやメタバースを介した視覚情報共有などの応用に貢献することである．最終目標にまでは到達できなかったが，それに向けての要素技術は確立することができた．
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