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マルチスペクトルイメージングによる透明・半透明物体のモデリングと質感編集

公募研究

研究領域多様な質感認識の科学的解明と革新的質感技術の創出
研究課題/領域番号 18H05011
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関九州工業大学

研究代表者

岡部 孝弘  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (00396904)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードコンピュータビジョン / コンピュテーショナルフォトグラフィ
研究実績の概要

透明・半透明物体の見えは,反射・屈折・散乱・吸収などの物体と入射光との相互作用により豊かな質感を生じる.本研究では,これらの相互作用が入射光の波長に依存することから,多波長照明や多波長画像,つまり,マルチスペクトルイメージングによる透明・半透明物体のモデリングに取り組む.
透明物体に関しては,動的な水面と静的な水底(水中物体を含む)の両方の形状を復元する技術を開発した.具体的には,可視1バンドと近赤外2バンドの動画像から,可視画像に基づく対応点探索と近赤外画像に基づく深度推定を統合した手法を提案した.合成動画と実動画を用いた実験を行い,水底にテクスチャがある場合には,動的な水面と静的な水底の両方の形状を復元できることを確認した.また,ハイパースペクトルイメージングにより,分光反射率未知の物体表面上において水を検出する技術も開発した.具体的には,可視域の反射率から近赤外域の本来の反射率を推定して,それを近赤外域の見かけの反射率と比較することで,近赤外光の吸収の有無に基づいて水を検出する手法を提案した.
半透明物体に関しては,物体表面上で観察される拡散反射成分と表面下散乱成分の光学的特性を推定する技術を開発した.具体的には,等方的な散乱特性(点拡がり関数:PSF)を仮定して,プロジェクタを用いた能動照明の枠組みで,チェッカーパタンと正弦波パタンを組み合わせた複合パタンを投影したときに得られる複数の画像から,拡散反射の反射率と表面下散乱のPSFを推定する手法を提案した.合成画像と実画像を用いた実験を行い,提案手法がうまく働くことを確認した.また,鏡面反射の拡がりに基づいて半透明物体の表面粗さを推定する技術も開発した.具体的には,ディスプレイを光源として光源方向を制御するとともに,偏光に基づいて鏡面反射成分を抽出することで,効率的かつ頑健に表面粗さを推定する手法を提案した.

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

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] エバーハルト・カール大学テュービンゲン(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] エバーハルト・カール大学テュービンゲン(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 光線空間による再照明と質感編集2019

    • 著者名/発表者名
      岡部孝弘
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 73(3) ページ: 408-412

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] コンピュテーショナルイルミネーション: 多色LEDドームを用いた研究事例2019

    • 著者名/発表者名
      岡部孝弘
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 30(10) ページ: 48-53

    • NAID

      40022029671

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NMF vs. ICA for Light Source Separation under AC Illumination2020

    • 著者名/発表者名
      Ruri Oya, Ryo Matsuoka, Takahiro Okabe
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image-based Material Editing for Making Reflective Objects Fluorescent2020

    • 著者名/発表者名
      Daichi Hidaka, Takahiro Okabe
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Computer Graphics Theory and Applications (GRAPP2020),
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光源の制御による実物体の見かけの彩度の操作2020

    • 著者名/発表者名
      高木亜衣, 日高大地, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2面直交リフレクタを用いたShape from Focus2020

    • 著者名/発表者名
      布施良朗, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 可視画像・熱画像対に基づく一時的な影の除去2020

    • 著者名/発表者名
      藤田和也, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多波長・多方向光源下画像の相互反射除去2020

    • 著者名/発表者名
      森英真, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 屈折と吸収に基づく水中物体と動的水面の形状復元2020

    • 著者名/発表者名
      陰山賢太, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2020年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reflective and Fluorescent Separation under Narrow-Band Illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Koyamatsu, Daichi Hidaka, Takahiro Okabe, Hendrik P. A. Lensch
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏光プロジェクタを用いた動的シーンの成分分離2019

    • 著者名/発表者名
      新坂祐人, 岡部孝弘, 天野敏之
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 偏光プログラマブル照明による半透明物体の表面粗さ推定2019

    • 著者名/発表者名
      有枝航汰, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合パターン投影による半透明物体の反射・散乱特性の頑健な推定2019

    • 著者名/発表者名
      柴田青, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reflective and Fluorescent Separation under Narrow-Band Illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Koyamatsu, Daichi Hidaka, Takahiro Okabe, Hendrik P. A. Lensch
    • 学会等名
      The 30th IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多波長ライトステージによるコンピュテーショナルイルミネーション2019

    • 著者名/発表者名
      岡部孝弘
    • 学会等名
      2019年度 第47回画像電子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分光画像に基づく反射率未知の物体表面における水の検出2019

    • 著者名/発表者名
      奥山享彦, 王超, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] 受動的な明るさの振動に基づく固有画像分解2019

    • 著者名/発表者名
      大屋瑠璃, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] 偏光パターン光投影による動的シーンの成分分離2019

    • 著者名/発表者名
      新坂祐人, 松岡諒, 岡部孝弘, 天野敏之
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] 質感編集のための単一画像中の物体への蛍光成分付加2019

    • 著者名/発表者名
      日高大地, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] 複合パターン投影による半透明物体の光学的特性の推定2019

    • 著者名/発表者名
      柴田青, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] 半透明物体の表面粗さの効率的で頑健な推定2019

    • 著者名/発表者名
      有枝航汰, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第22回画像の認識・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] フリッカに基づく固有画像分解とその色補正への応用2019

    • 著者名/発表者名
      大屋瑠璃, 松岡諒, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム (FIT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multispectral Direct-Global Separation of Dynamic Scenes2019

    • 著者名/発表者名
      Moriaki Torii, Takahiro Okabe, and Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      The 19th IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV2019), pp.1923-1931
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 屈折と吸収に基づく多波長画像からの水面・水中物体の形状復元2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋倫太郎, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, Vol.2019-CVIM-216, No.4
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 外観検査のための半透明物体の表面粗さ推定2019

    • 著者名/発表者名
      有枝航汰, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 1V-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハイパースペクトルイメージングに基づく半透明物体表面の外観検査2019

    • 著者名/発表者名
      藤川晃希, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 1V-06
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分光反射率未知の物体表面における水の検出2019

    • 著者名/発表者名
      奥山享彦, 王超, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 1V-07
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 参照物体を用いた燐光物体の法線推定2019

    • 著者名/発表者名
      村上時代, 日高大地, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 1V-08
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パターン光投影による半透明物体の反射・散乱特性の頑健な推定2019

    • 著者名/発表者名
      柴田青, 岡部孝弘
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 2ZD-08
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的シーンにおける鏡面反射成分・拡散反射成分・大域成分の分離2019

    • 著者名/発表者名
      新坂祐人, 岡部孝弘, 天野敏之
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会, 2ZD-09
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一画像に基づく材質識別のための少数光源による符号化照明2018

    • 著者名/発表者名
      王超, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第24回画像センシングシンポジウム (SSII2018), IS1-14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的シーンにおける直接・大域成分のマルチスペクトル分解2018

    • 著者名/発表者名
      鳥居 杜朗, 岡部孝弘, 天野敏之
    • 学会等名
      第24回画像センシングシンポジウム (SSII2018), IS1-26
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光成分の付与による質感編集2018

    • 著者名/発表者名
      日高大地, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第24回画像センシングシンポジウム (SSII2018), IS2-22
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 狭帯域光源下画像の反射成分と蛍光成分の分離2018

    • 著者名/発表者名
      小屋松孝治, 日高大地, 岡部孝弘, Hendrik Lensch
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2018), OS1-L2
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一画像からの照度推定に基づいた蛍光成分の付与による質感編集2018

    • 著者名/発表者名
      日高大地, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2018), PS2-71
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ワンショット材質識別のための少数光源による符号化照明2018

    • 著者名/発表者名
      王超, 岡部孝弘
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2018), PS3-56
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的シーンの光学的解析のための投影パターンの最適化2018

    • 著者名/発表者名
      鳥居杜朗, 岡部孝弘, 天野敏之
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2018), PS3-70
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 九州工業大学情報工学部知能情報工学科岡部研究室ホームページ

    • URL

      http://www.pluto.ai.kyutech.ac.jp/~okabe/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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