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2017 年度 実績報告書

コンピュータビジョンで実現する多様で複雑な質感の認識機構

計画研究

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 15H05918
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

佐藤 いまり  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (50413927)

研究分担者 平 諭一郎  東京藝術大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (10582819)
鄭 銀強  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (30756896)
向川 康博  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60294435)
佐藤 洋一  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70302627)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードコンピュータビジョン / 分光解析 / 反射解析 / 散乱解析 / 光学モデル
研究実績の概要

本計画研究では,既存の反射モデルでは表現することが難しい微細構造を持つ物体を対象に,物体表面の微細構造に起因する表面下散乱,内部散乱,異方性反射,構造色,相互反射といった複雑な光学現象に起因する質感を効率的に記録・再現・加工する手法の開発を目指している.平成29年度は,対象物体の状態変化、具体的には乾く/濡れると物体表面の輝度は下がり、彩度が上がるという現象を実験的に確認し、物体内部での光の散乱、吸収および水などの媒質による光の吸収を考慮した物理モデル式を導き、1枚の分光画像から水分量、物体表面の色変化を推定する技術を開発し、コンピュータビジョンのトップ会議で研究成果を発表した。また、物体表面の相互反射や内部散乱といった光学現象の各要素を分離して計測する技術の開発を進めた。具体的には、分離計測を行うための予備実験、物理モデルに基づくシミュレーションを進め、計測システムの構築を行った。これにより初期の実験結果を得ることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

物体の状態変化(dry/wet)に伴い、物体表面の見えがどのように変化するかを物理の専門的な知識と実験の両側面から検証し、乾く/濡れるという状態変化がおきると物体表面の輝度は下がり、彩度が上がるという現象のモデル化を実現できた。この成果は、新規性、有効性ともに高い評価をうけ、コンピュータビジョンのトップ会議に採択され、研究成果を発表した。また、物体表面の相互反射や内部散乱といった光学現象の各要素を分離して計測する技術の開発を進め、良好な結果な結果を得ている。

今後の研究の推進方策

H29年度は、物体の状態変化(dry/wet)に伴い、物体表面の見えがどのように変化するかを物理の専門的な知識と実験の両側面から検証を進め、さらに、物体表面の相互反射、物体内部での散乱といった複雑な現象を分離して計測できる技術の初期結果を得ることができた。今後、さらに複雑な物体に対して、計測と解析を進め、計測/推定された光学現象の各要素とその要素が導く質感の関係についてのユーザースタディを進め、質感をモデル化し再現できる技術へと発展させことを予定している。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件)

  • [国際共同研究] Drexel University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Drexel University
  • [雑誌論文] Recovering Temporal PSF using ToF Camera with Delayed Light Emission2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, T. Okamoto, K. Tanaka, T. Aoto, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s41074-017-0026-3.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive spatial-spectral dictionary learning for hyperspectral image restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Fu, A. Lam, I. Sato, Y. Sato.
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Vision

      巻: 122-2 ページ: 228-245

    • DOI

      10.1007/s11263-016-0921-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovering Temporal PSF using ToF Camera with Delayed Light Emission2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, T. Okamoto, K. Tanaka, T. Aoto, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2017)

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] BRDF Reconstruction from Real Object using Reconstructed Geometry of Multi-view Images2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      SIGGRAPH Asia2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/3145749.3149426

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acquiring Non-parametric Scattering Phase Function from a Single Image2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Minetomo, H. Kubo, T. Funatomi, M. Shinya, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      SIGGRAPH Asia2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/3145749.3149424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examining Single Scattering Region in Concentration, Depth, and Wavelength on Diluted Media2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsubota, T. Takatani, T. Aoto, K. Tanaka, H. Kubo, T. Funatomi, Y. Mukaigawa
    • 雑誌名

      OSJ - OSA Joint Symposia on Nanophotonics and Digital Photonics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] From RGB to Spectrum for Natural Scenes via Manifold-Based Mapping2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Jia, Y. Zheng, L. Gu, A. Subpa-Asa, A. Lam, Y. Sato, I. Sato.
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Computer Vision(ICCV2017)

      巻: - ページ: 4715-4723

    • DOI

      10.1109/ICCV.2017.504. 4715.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Microfacet-Based Reflectance Model for Photometric Stereo with Highly Specular Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Chen L, Zheng Y, Shi B, Subpa-Asa A, Sato I.
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Computer Vision(ICCV2017)

      巻: - ページ: 3181-3189

    • DOI

      10.1109/ICCV.2017.343.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wetness and Color from A Single Multispectral Image2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shimano, H. Okawa, Y. Asano, R. Bise, K. Nishino, I. Sato.
    • 雑誌名

      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR2017)

      巻: - ページ: 321-329

    • DOI

      https://doi.org/10.1109/CVPR.2017.42

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Material Classification using Frequency and Depth Dependent Time-of-Flight Distortion2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, Y. Mukaigawa, T. Funatomi, H. Kubo, Y. Matsushita, Y. Yagi
    • 雑誌名

      IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR2017)

      巻: - ページ: 2740-2749

    • DOI

      10.1109/CVPR.2017.293.

    • 査読あり

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-10-18  

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