DCTパターン変調イメージベースド照明による高圧縮三次元物体デジタルアーカイブ法

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550417
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 佐藤 宏介 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (90187188)
• 研究分担者: 西躰 朝子(木村 朝子) 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (20324832) ; 日浦 慎作 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (40314405)
• キーワード: デジタルアーカイブ / イメージベースドレンダリング / 能動照明 / 全周計測

研究概要

液晶ディスプレイを方体状に内向きに設置した液晶ディスプレイキューブを用いて、資料を覆うように照明する光学系を構成し、全方位からの照明環境の再現を行った。このキューブの中心に対象物体を配置し、内包した小型カメラを用いて撮影することによって、任意の照明条件下の陰影を再現することが可能である。再現した照明環境下での撮影画像は実照明環境下での撮影画像と比較すると、精細さやダイナミックレンジが不足し、十分な照明環境が再現できていないことが判明した。再現したい照明環境を取得するのに球面鏡と望遠カメラを用いたが、一般的にCCDカメラのダイナミックレンジは実照明環境に比べて狭いという問題があり、正確な照明環境を取得するためにはこの問題は無視できない。同時に、照明の再現に用いている液晶ディスプレイのダイナミックレンジについても同様のことが言える。そこで、以下の手順及び方法論によりこれを解決した。まず、カメラのダイナミックレンジを広げるためには露光時間を変化させる手法をとった。露光時間を変化させた球面鏡画像を複数撮影し、これら全てを組み合わせることでダイナミックレンジの広い照明環境を取得する。液晶ディスプレイのダイナミックレンジについては、撮影した球面鏡画像群を用いて照明環境を再現した際の対象物体を撮影し、これに露光時間の比率分重み付けして加算する。ここで、各球面鏡画像の画素値の飽和部分と暗部を取り除く処理を施している。また液晶ディスプレイは構造上、黒を表示しても微弱な光がバックライトより透過するため、液晶ディスプレイをすべて黒表示して対物体を撮影した画像をオフセット画像としてバックグラウンド差分処理を加えている。上記の他、文化財の全周計測と形状データの可視化と形状非比較法の検討、光投影法の高精度化についても研究を行なった。

研究成果

• [文献書誌] 多井堅一郎, 金谷一朗, 塚本敏夫, 佐藤宏介: "高精細3次元形状データを用いた拓本画像作成"日本情報考古学会論文誌. Vol.8,No.2. 1-9 (2003)
• [文献書誌] Ken'ichirou Ooi, Toshio Tsukamoto, Kosuke Sato: "Computer Ink Rubbing with Three-Dimensional Measurement"PNC Annual Conference and Joint Meetings 2002. 88-88 (2002)
• [文献書誌] 多井堅一郎, 佐藤宏介, 糊田寿夫, 塚本敏夫: "文化財の3次元計測とその可視化処理"計測自動制御学会第7回パターン計測シンポジウム. 1-6 (2002)
• [文献書誌] 日向匡史, 佐藤宏介, 井白征士: "光切断時間の時空間マッチングによる高精度三次元計測"計測自動制御学会第7回パターン計測シンポジウム. 33-36 (2002)
• [文献書誌] 多井堅一郎, 塚本敏夫, 佐藤宏介: "考古遣物の3次元デジタルアーカイブとその画像分析に関する研究"日本情報考古学会第15回大会予稿集. (2003)
• [文献書誌] 中山浩佑, 佐藤宏介, 井口征士: "液晶ディスプレイキューブを用いた高ダイナミックレンジ照明環境再現"2003年電子情報通信学会総合大会予稿集. (2003)