能動視覚による動的な空間知覚と立体形状認識機構の解明とその応用システムの構築

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13224004
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 出口 光一郎 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30107544)
• 研究分担者: 中島 平 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 講師 (30312614) ; 岡谷 貴之 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 講師 (00312637)
• キーワード: 視覚認識 / ロボット視覚 / 立体形状復元 / ステレオ / 能動視覚 / 動画像処理 / 移動ロボット / コンピュータビジョン

研究概要

人間の能動的な視覚機構の数理的な構造、特に注視のための身体運動と眼球運動の視覚情報処理における役割と、立体形状知覚センサーとしての仕掛けを解明を目的として、その機構を模した自らも高速で移動したり首を振ったりできる能動的な搭載カメラによって、刻々変化する空間環境をとらえ、カメラの置かれている空間や対象の形状を実時間で認識するシステムを構築した。さらに、このとき、このような目的で認識にとってよりよい画像を得るような運動をカメラ自らが想起して行動するための、能動視覚の基本原理を確立した。
本年度は、特に次の3つのシステムの構築を目指し、一部を実現した。
(1)能動カメラによる追跡に基づく高速移動体の実時間形状認識システム-たとえば、移動ロボットの前方を横切る物体、監視カメラの前方を横切る車両などの立体形状を実時間で認識する
(2)協調する複数カメラからの画像の統合による移動体、静止物体の実時間形状認識システム-人間の両眼を模した2台のカメラが注視点をそろえて協調して対象の動きをとらえ、形状を計測する
(3)能動的にカメラを移動させながら撮影した多方向からの画像による高精度形状認識システム-自由にカメラを移動させながら対象を撮影し、得られた画像系列から対象の立体形状を再現する
そして、これらの成果を統合し、人間の視覚情報処理における眼球の能動制御の仕掛け、能動視覚をもつロボットにおけるその視覚による空間知覚と運動制御を考察した。

研究成果

• [文献書誌] Okatani, Deguchi: "On Uniqueness of the Three Light Source Photometric Stereo : Conditions on Surface Reflectance and Illumination Condition, Computer Vision and Image Un-derstanding"Computer Vision and Image Understanding. 81. 211-226 (2001)
• [文献書誌] 岡谷, 出口: "反射鏡を利用した全方位カメラにおける画像の照度について"情報処理学会論文誌-コンピュータビジョンとイメージメディア. SIG13-CVIM3. 71-80 (2001)
• [文献書誌] 柳井, 出口: "物体間の支持関係を利用した室内画像の認識"電子情報通信学会論文誌. J84-DII-8. 1741-1752 (2001)
• [文献書誌] 出口, 日浦: "視覚センサによる3次元形状計測-分散協調視覚のための能動視覚センサの開発"日本ロボット学会誌. 19-4. 420-426 (2001)
• [文献書誌] 出口: "画像と運動の対応付け"計測自動制御学会誌. 40-9. 618-623 (2001)
• [文献書誌] 出口: "コンピュータピジョンの手法による内視鏡画像の立体形状復元"消化器内視鏡. 14-3. (2002)
• [文献書誌] 出口(共著): "計測工学ハンドブック(第5章 画像計測を担当)"朝倉書店. 500 (2001)