可動ステレオビジョンを用いた動的環境の3次元モデル化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580450
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 石川 聖二 九州工業大学, 工学部, 教授 (90128116)
• 研究分担者: 金 亨燮 九州工業大学, 工学部, 講師 (80295005)
• キーワード: ステレオ / ステレオビジョン / 因子分解 / 復元 / モデル化 / モバイル / モバイルカメラ

研究概要

人の動作・運動の3次元モデル化の需要が近年高まっているが,3次元モデル化を行うには,スタジオのようにカメラ群が精密に設定された撮影環境で,モデル化したい動作をそこで再現する必要があり,任意の場所で,実際に行われている人の活動をモデル化する手法は確立していない.
そこで本研究では,「可動ステレオビジョンを用いた動的環境の3次元モデル化」というテーマのもとに,平成14年度は,ビデオ映像上で抽出される任意の特徴点を用いてカメラキャリブレーションを行う方法,また対象物体の形や動き,さらにその環境の3次元モデル化を行うために,対象物体や環境内にある特徴点の3次元位置を計算する以下の方法を考案した.なお,特徴点は,絶対位置の変わらない固定特徴点と,物体の動きによって位置の変化する移動特徴点の2種類に分けられる.
まず,観察時間内で,独立に移動する2台のカメラ(可動ステレオカメラ)から共通に観察される,対象物体上及び環境内の特徴点をサンプル時間ごとに多数選び,ステレオ画像間でのそれら特徴点の対応関係と画像座標を行列として記録する.次に,観察時間内で共通に観察された固定特徴点をその行列から抽出し,因子分解法により固定特徴点の3次元位置と,カメラの運動(各位置におけるカメラの向き)を求める.さらに,求められたカメラの向きと移動特徴点の画像座標を用いて,移動特徴点の3次元位置を計算する.以上の手続きによって固定・移動両特徴点の3次元位置を求め,対象物体及びその環境の3次元モデル化を行う.
上記の手法をプログラム化し,実験室レベルで,運動する人の3次元モデル化実験を行い,開発した可動ステレオビジョンによる3次元モデル化法の有効性を確認した.

研究成果

• [文献書誌] Tan, J.K., Uchinoumi, M., Ishikawa, S.: "On recovering shape of non-rigid objects employing a remote motion capture system"Proceedings of SICE Annual Conference. 1308-1313 (2002)
• [文献書誌] 内海公志, タン ジュークイ, 石川聖二: "ビデオ映像処理に基づく遠隔環境の3次元モデル化"電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 229 (2002)
• [文献書誌] Tan, J.K., Ishikawa, S.: "A remote motion capture system based on mobile cameras"Proceedings of IAPR Workshop on Machine Vision Applications. 205-208 (2002)
• [文献書誌] Tabusa, T., Tan, J.K., Ishikawa, S.: "Recovering 3-D wide range human motions employing mobile cameras"Proceedings of SICE Annual Conference. 1502-1503 (2002)
• [文献書誌] 田房友典, タン ジュークイ, 石川聖二: "広範囲の運動の三次元復元と解析法"画像電子学会誌. 31・6. 1175-1182 (2002)
• [文献書誌] Tabusa, T., Tan, J.K., Ishikawa, S.: "Recovering and analyzing wide range human motions based on mobile cameras"Proceedings of IAPR Workshop on Machine Vision Applications. 162-163 (2002)