3次元画像計測に基づく物体の全周形状と表面反射特性のモデリングに関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480098
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 横矢 直和 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10252834)
• 研究分担者: 町田 貴史 大阪大学, サイバーメディアセンター, 助手 (30346126) ; 竹村 治雄 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (60263430) ; 山澤 一誠 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (40283931)
• キーワード: 実物体の仮想化 / 物体モデリング / 反射特性推定 / 3次元画像計測 / 複合現実 / 動画像解析 / コンピュータビジョン

研究概要

本年度は、以下の研究を実施した。
1.3次元表面形状データと複数の照明条件下で取得したカラー画像からの物体表面の点毎での反射係数(拡散反射係数、鏡面反射係数、表面粗さ係数)の推定
まず前年度に開発した複数光源による3次元画像計測手法を用いて、距離データと複数カラー画像の同時取得を行い、拡散反射と鏡面反射の分離に基づく物体表面の点毎での反射係数(拡散反射係数、鏡面反射係数、表面粗さ係数)の推定法を開発し、評価実験を行なった。次に、物体表面での相互反射の影響をラジオシティによって記述し、反射係数を補正する方法を開発した。これによって、形状の複雑さに起因する相互反射の影響を排除して物体表面の点毎での正確な反射係数の推定が可能になった。さらに、本研究の具体的な応用例として、現実環境の表面形状モデルと表面反射モデルを用いた照明シミュレーションシステムを開発し、仮想光源を用いた描画実験により提案手法の有効性を確認した。
2.多視点距離画像の位置合わせ・統合による3次元全周表面形状モデルの構築
動画像系列から多視点距離画像を得る手法を開発するとともに、複数の動画像系列から得られる多数の距離画像をボクセル空間に投票することによってテクスチャ付き全周形状モデルを作成する手法を開発した。なお、複数の動画像系列から得られる3次元形状データ間の位置合わせは、複数の動画像取得時に共通の基準マーカを撮影することによって実現した。

研究成果

• [文献書誌] Tomokazu Sato: "Dense 3-D reconstruction of an outdoor scene by hundreds-baseline stereo using a hand-held video camera"Int. Journal of Computer Vision. 47・1-3. 119-129 (2002)
• [文献書誌] 佐藤 智和: "マルチベースラインステレオ法を利用した動画像からの屋外環境の三次元モデル化"日本バーチャルリアリティ学会論文誌. 7・2. 275-282 (2002)
• [文献書誌] 佐藤 智和: "複数の動画像系列を用いたマルチベースラインステレオによる屋外環境の三次元復元"情報技術レターズ. 1. 151-152 (2002)
• [文献書誌] Takashi Machida: "Dense estimation of surface reflectance properties of objects with interreflections"Proc. 16th IAPR Int. Conf. on Pattern Recognition. 1. 348-351 (2002)
• [文献書誌] Tomokazu Sato: "3D modeling of an outdoor scene by multi-baseline stereo using a long sequence of images"Proc. 16th IAPR Int. Conf. on Pattern Recognition. 3. 581-584 (2002)
• [文献書誌] Takashi Machida: "Virtualizing real objects with surface interreflections"Proc. IEEE Int. Conf. on Multimedia and Expo. 1. 833-836 (2002)