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本研究では、特殊な内視鏡を用いるのではなく、現在広く用いられている内視鏡による画像データから対象の立体形状を計測する二つの手法を開発した。
本研究の目的は、医用、工業用内視鏡によって、例えば消化管壁の凹凸やパイプ内の異物を任意の位置で捉えた内視鏡画像から、計算機処理によって対象の三次元立体形状を復元するシステムを構築することであった。
第一の手法では、ヘッドを対象に向けて自由に動かし、その時得られる少しずつ視点の変化する画像系列を利用し、画像処理によって形状を計算、復元する。このときヘッドの運動は任意で良いとしているので、医用におけるように観察中に対象の消化管壁が動いても構わない。したがって、カメラヘッドと対象の相対的な動きと、対象形状を同時に画像系列から復元できる手法が望まれる。この問題に対して、我々は、因子分解法を呼ばれている手法の応用をはかり、その有効性をさまざまな状況を仮定して膨大な実験を行うことで、検証した。
しかし、特に医用内視鏡の場合、対象は撮影中に形状を変化させることが多い。そこで、内視鏡の照明による陰影からも形状情報を得て、両情報を統合することで、より信頼性のある形状復元を行うシステムを構築して、本研究を完成させることにした。
内視鏡では、照明が点光源とみなせ、また、対象に近接した位置で画像を得ているので、従来の平行光の照明を仮定した、陰影からの形状復元の手法をそのまま応用することは出来ない。そこで、新しい形状復元の手法を開発した。近接した点光源からの照明による陰影から、また、画像の結像系を簡略にモデル化することなしに、対象の形状を復元する試みは、本手法の開発が、おそらく、世界で最初であろう。
以上の成果について、本研究の期間中に公表した関連研究論文のリストを載せ、さらに、直接の成果を報告した論文、報告書を掲載した報告書を作成し添付する。
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