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アクアビジョン:カメラ・プロジェクタ群が形成する水中光線空間のモデル化とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 26240023
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理
研究機関京都大学

研究代表者

延原 章平  京都大学, 情報学研究科, 講師 (00423020)

研究分担者 川嶋 宏彰  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40346101)
波部 斉  近畿大学, 理工学部, 准教授 (80346072)
松山 隆司  京都大学, 情報学研究科, 教授 (10109035)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2014年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
キーワードカメラキャリブレーション / 3次元形状・運動計測 / 水中環境 / 反射屈折光学系 / コンピュータビジョン / 光線空間 / 3次元形状・運動復元
研究成果の概要

本研究は水中環境における多視点カメラ・プロジェクタ群を用いた3次元形状・運動計測を目的として,屈折を伴う撮像課程のモデル化,効率的な投影計算アルゴリズムの考案,微小物体を対象とした新たな光学系の設計,およびこれらの周辺技術としての水中物体の検出,追跡技術に取り組んだものであり,特に球面レンズと複合鏡を組み合わせた反射屈折光学系によって微小物体の多視点撮影および3次元形状計測が可能であることを実証した点に新規性・独創性を有する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンピュータビジョン分野では画像を入力とした3次元形状・運動計測が広く研究されてきたが,それらの多くは屈折のない通常環境における撮像を想定しており,学術的・産業的応用が多く存在するにもかかわらず,水中環境にそのまま適用することはできなかった.本研究では特に屈折のモデル化について検討を行い,水中から撮像面への順投影計算を簡潔に記述することができる新たなカメラモデルを考案して3次元形状計測を実現するとともに,これを微小物体環境へと適用できるように新たな反射屈折光学系とその投影モデルを考案した点に学術的意義が存在する.

報告書

(7件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamic 3D capture of swimming fish by underwater active stereo2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kawahara, S. Nobuhara, and T. Matsuyama
    • 雑誌名

      Methods in Oceanography

      巻: 17 ページ: 118-137

    • DOI

      10.1016/j.mio.2016.08.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Underwater 3D Surface Capture Using Multi-view Projectors and Cameras with Flat Housings2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kawahara, Shohei Nobuhara, and Takashi Matsuyama
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 6 号: 0 ページ: 43-47

    • DOI

      10.2197/ipsjtcva.6.43

    • NAID

      130004952373

    • ISSN
      1882-6695
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Camera Calibration Based on Mirror Reflections2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takahashi and Shohei Nobuhara
    • 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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] One-Shot Underwater Active Stereo Through Refractive Parallel Flat Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      M.-Y. J. Kuo and S. Nobuhara
    • 学会等名
      第2回PoTS映像学シンポジウム
    • 発表場所
      慶応大学(横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 複合鏡を用いた仮想多視点カメラシステムにおける単一参照点の観測に基づく線形外部キャリブレーション法2017

    • 著者名/発表者名
      高橋康輔, 宮田明裕, 延原章平, 松山隆司
    • 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
    • 発表場所
      京都大学(京都市左京区)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Multi-Camera System for Underwater Real-Time 3D Fish Detection and Tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Rodrigo Verschae, Hiroaki Kawashima, and Shohei Nobuhara
    • 学会等名
      IEEE OCEANS
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Linear Extrinsic Calibration of Kaleidoscopic Imaging System From Single 3D Point2017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takahashi, Akihiro Miyata, Shohei Nobuhara, and Takashi Matsuyama
    • 学会等名
      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Teleidoscopic-Imagingシステムによる微小物体の多視点撮影2017

    • 著者名/発表者名
      川原僚, 延原章平
    • 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(CVIM)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Teleidoscopic-Imagingシステムによる微小物体の多視点撮影2017

    • 著者名/発表者名
      川原僚, 延原章平
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 屈折を考慮した水中非剛体Structure from Motion2017

    • 著者名/発表者名
      村井聖, 延原章平
    • 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(CVIM)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 平行平面屈折層を備えたプロジェクタ・カメラシステムの自己較正2017

    • 著者名/発表者名
      奥野琢也, 延原章平
    • 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(CVIM)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Single-Shot Multi-Path Interference Resolution for Mirror-Based Full 3D Shape Measurement with a Correlation-Based ToF Camera2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobuhara, T. Kashino, T. Matsuyama, K. Takeuchi, and K. Fujii
    • 学会等名
      International Conference on 3D Vision
    • 発表場所
      Stanford, California, USA
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Real-Time 3D Fish Detection and Tracking System2016

    • 著者名/発表者名
      R. Verschae, S. Nobuhara, H. Kawashima, and T. Matsuyama
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 平行柱面屈折層を備えたRay-Pixelカメラのキャリブレーション2016

    • 著者名/発表者名
      植野夏樹, 延原章平, 松山隆司
    • 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
    • 発表場所
      立命館大学(大阪府茨木市)
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 屈折面における光線空間の幾何光学的・波動光学的変化を用いた透明物体の3次元形状復元2016

    • 著者名/発表者名
      石原裕之,延原章平,松山隆司
    • 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
    • 発表場所
      金沢工業大学(石川県野々市市)
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Linear Generalized Camera Calibration From Three Intersecting Reference Planes2015

    • 著者名/発表者名
      Mai Nishimura, Shohei Nobuhara, Takashi Matsuyama, Shinya Shimizu, Kensaku Fujii
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)
    • 発表場所
      Satiago, Chile
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interference-free Epipole-centered Structured Light Pattern for Mirror-based Multi-view Active Stereo2015

    • 著者名/発表者名
      Tomu Tahara, Ryo Kawahara, Shohei Nobuhara, and Takashi Matsuyama
    • 学会等名
      International Conference on 3D Vision (3DV2015)
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鏡によるパターン光の多重照射を考慮した仮想多視点アクティブステレオ2015

    • 著者名/発表者名
      田原都夢,川原僚,延原章平,松山隆司
    • 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
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 複合鏡を用いた全周囲3次元形状計測のためのプロジェクタカメラシステム2015

    • 著者名/発表者名
      田原都夢,川原僚,延原章平,松山隆司
    • 学会等名
      第77回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス,京都府京都市
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Vision-based 3D Tracking System for Fish Interaction Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      鐘陽紅,川嶋宏彰,松山隆司
    • 学会等名
      第77回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス,京都府京都市
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 多視点画像を用いた半透明水中物体の3次元形状・透過率分布推定2015

    • 著者名/発表者名
      矢野 智彦, 延原 章平, 松山 隆司
    • 学会等名
      第196回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
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Underwater 3D Surface Capture using Multi-view Projectors and Cameras with Flat Housings2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kawahara, Shohei Nobuhara, and Takashi Matsuyama
    • 学会等名
      第17回画像の認識理解シンポジウム
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター,岡山県岡山市
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] A Linear Generalized Camera Calibration

    • URL

      http://vision.kuee.kyoto-u.ac.jp/~nob/proj/iccv2015/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 京都大学アカデミックデイ2014「水中生物の3次元自由視点映像」

    • URL

      http://research.kyoto-u.ac.jp/academic-day/2014/40/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 形状測定装置、形状測定方法、形状測定プログラム及び内視鏡システム2019

    • 発明者名
      西野 恒, 延原 章平, 川原 僚, グウオ モン, ユージェニファー, 村井 聖
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-188208
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Workshop on Aqua Vision 20162016

    • 発表場所
      京都大学(京都市左京区)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2021-07-06  

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