• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実施状況報告書

ノイズロバストな透視可視化に基づく,大規模文化遺跡の3次元計測ビッグデータ活用

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0256
研究機関立命館大学

研究代表者

田中 覚  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (60251980)

研究分担者 長谷川 恭子  立命館大学, 情報理工学部, 講師 (00388109)
李 亮  立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (00609836)
SONG Yuting  立命館大学, 情報理工学部, 助教 (50849388)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
キーワード3次元計測ビッグデータ / 超高精細可視化 / デジタルアーカイブ / ボロブドゥール寺院
研究実績の概要

まず、ボロブドゥール寺院の「隠された基壇」の壁面レリーフを単眼写真から3次元復元する手法を改良し、復元率を95パーセントから97パーセントに上げることができた。数字としてはわずか2パーセントの改善であるが、細部の高精細さの改善効果は大きい。この研究成果に関して、3次元計測分野のトップジャーナルであるISPRS Journal誌で論文が採択された。
次に、ボロブドゥール寺院遺跡の外部の3次元計測データ、地下基礎工事部分の3次元復元データ、そして隠された基壇のレリーフの3次元復元データを全て点群化して、ボロブドゥール寺院の全体像を高精細な透視可視化で視認できるようにすることに成功した。この研究成果に関して、3次元計測分野のトップジャーナルである Remote Sensing誌で論文が採択された。加えて、点群として生成された寺院全体の3次元モデルを利用して、現実を正確に反映した点群ベースVRシステムを構築した。この研究成果に関しては、3次元計測分野のトップカンファレンスある ISPRS Congress 2021で論文が採択された。
最後に、昨年までの研究で開発した、文化財の3次元計測データから3次元エッジなどの形状特徴領域を抽出して強調可視化する手法を改良して、エッジ上の点数が少ない場合でも高精細な結果が得られるようにした。とくに、文化財で多く見られる丸みを帯びたエッジの可視化を高品質化した。この研究成果に関しても、3次元計測分野のトップジャーナルである Remote Sensing誌で論文が採択された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナ禍のため、インドネシアでの新たな3次元計測は実施できなかった。しかし、これまでに取得したデータを活用して、上記のように、十分な研究成果をあげることができた。トップジャーナルでの論文掲載3件、トップカンファレンスで1件の論文採択は、予想以上の成果である。また、本研究の成果は、研究代表者の田中により、複数の国際会議や日本学術会議公開シンポジウムなどでのキーノート講演や招待講演で報告されている。
上記のように、手法開発を含む学術的な成果は十分であるが、本プロジェクトの目的のひとつである可視化コンテンツの開発に関しては、計測済みのデータのみを用いて構築しているため、完全なものとは言い難い。それでも、寺院全体の透視可視化やVRシステムを実現するなど、成果物は確実に仕上がりつつある。ただし、VRシステムに関しては、まだプロトタイプの状態であり、本年度中に完成度を高めたい。
なお、現在、本年度中に3次元計測を再開すべく、インドネシア側と相談中である。

今後の研究の推進方策

本研究では、ボロブドゥール寺院の(1)寺院表面、(2)地下基礎工事部分、(3)隠された基壇の3つの部分について、それぞれ異なるデータソースから3次元モデルを構築できた。そして、構築された3つの3次元モデルを点群データとして統合し、寺院全体を記述する点群ベース3次元モデルを作成できた。これにより、見えない部分も含めた寺院全体を透視可視化で観察することができるようになった。今後はこの点群ベース統合3次元モデルを活用し、寺院が地下部分から始めて次第に建造されている過程を、透視可視化を用いて表現する。透視可視化を用いれば、時系列で建造されていく寺院に関して、建造の各時点で組み上げられた部分を全て視認できる。すなわち透視可視化は、3次元シーンの時間発展情報を表現する4次元可視化の新しいアプローチと言える。このような、新しい4次元可視化を実現したい。また、VRシステムの完成度も上げ、4次元可視化とも連動させたい。
ボロブドゥール寺院のデジタルアーカイブの作業はまだ未完であり、かつ、進行中である。将来的には、寺院の全ての部分の精密な3次元計測を完了し、3次元/4次元可視化の質を向上させる予定である。また、デジタルアーカイブされたデータとその可視化画像を有効に活用し、ボロブドゥール寺院のビジュアルデータベースを構築する予定である。

次年度使用額が生じた理由

2021年度には、コロナ禍のため、日本人メンバーのインドネシア訪問、インドネシア人の研究協力者の日本招聘、そしてボロブドゥール寺院等の3次元計測が実施ができず、そのための予算が執行できなかった。ただし、前年度までに取得したデータを用いて、研究業績は十分にあげることができた。
2022年度に繰り越された予算は、これまでに取得した3次元計測データ及びそれらの可視化画像等を活用して、ボロブドゥール寺院の仮想体験VRコンテンツや壁面レリーフパネルのデータベース化を構築するための人件費にあてる。加えて、追加の3次元計測やインドネシアからの研究者招聘を、本来の2022年度の予算を用いてできる限り行う。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] インドネシアの国立研究革新庁 (BRIN)/ボロブドゥール遺跡保存局 (BKB)/ジョグジャカルタ考古学センター(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      インドネシアの国立研究革新庁 (BRIN)/ボロブドゥール遺跡保存局 (BKB)/ジョグジャカルタ考古学センター
  • [雑誌論文] 3D reconstruction of Borobudur reliefs from 2D monocular photographs based on soft-edge enhanced deep learning2022

    • 著者名/発表者名
      Pan Jiao、Li Liang、Yamaguchi Hiroshi、Hasegawa Kyoko、Thufail Fadjar I.、Brahmantara、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 183 ページ: 439~450

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2021.11.007

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Integrated High-Definition Visualization of Digital Archives for Borobudur Temple2021

    • 著者名/発表者名
      Pan Jiao、Li Liang、Yamaguchi Hiroshi、Hasegawa Kyoko、Thufail Fadjar I.、Brahmantara、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 ページ: 5024~5024

    • DOI

      10.3390/rs13245024

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A DIGITAL ARCHIVE OF BOROBUDUR BASED ON 3D POINT CLOUDS2021

    • 著者名/発表者名
      Kawato M.、Li L.、Hasegawa K.、Adachi M.、Yamaguchi H.、Thufail F. I.、Riyanto S.、Tanaka S.、Brahmantara
    • 雑誌名

      The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

      巻: XLIII-B2-2021 ページ: 577~582

    • DOI

      10.5194/isprs-archives-XLIII-B2-2021-577-2021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Learning-Based Point Upsampling for Edge Enhancement of 3D-Scanned Data and Its Application to Transparent Visualization2021

    • 著者名/発表者名
      Li Weite、Hasegawa Kyoko、Li Liang、Tsukamoto Akihiro、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 ページ: 2526~2526

    • DOI

      10.3390/rs13132526

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visuomotor control of intermittent circular tracking movements with visually guided orbits in 3D VR environment2021

    • 著者名/発表者名
      Choi Woong、Yanagihara Naoki、Li Liang、Kim Jaehyo、Lee Jongho
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 ページ: e0251371

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0251371

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of Multiple Iso-Surface Rendering to Improvement of Perceived Depth in Transparent Stereoscopic Visualization2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi Daimon、Hasegawa Kyoko、Li Liang、Sakano Yuichi、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      巻: 8 ページ: 128~142

    • DOI

      10.15748/jasse.8.128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Invisiblization of Measurement Noise for Visualization of 3D Scanned Data2021

    • 著者名/発表者名
      TANAKA Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Visualization Society of Japan

      巻: 41 ページ: 7~11

    • DOI

      10.3154/jvs.41.160_7

  • [雑誌論文] ICTとビックデータの時代における文化財の保存・活用への挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      田中覚
    • 雑誌名

      月刊文化財

      巻: 692号(令和3年5号) ページ: 4~7

  • [学会発表] 計測点群の半透明立体視における視覚ガイドとしてのエッジ強調可視化2022

    • 著者名/発表者名
      青井 大門,長谷川 恭子, 李 亮 ,坂野 雄一,坂本 尚久,田中 覚
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会
  • [学会発表] 鎧兜の3次元計測データに基づくデジタルコンテンツの作成2022

    • 著者名/発表者名
      ZHANG Zian
    • 学会等名
      第11回 知識・芸術・文化情報学研究会
  • [学会発表] 深層学習によるボロブドゥール寺院壁画レリーフのセマンティック・セグメンテーション2022

    • 著者名/発表者名
      季申予
    • 学会等名
      第11回 知識・芸術・文化情報学研究会
  • [学会発表] Stochastic Noise Reduction for High-Quality Transparent Visualization of 3D Scanned Point Clouds2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      the 20th Asia Simulation Conference 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of the Edge Upsampling Network to Soft-Edge Regions in a 3D-Scanned Point Cloud2021

    • 著者名/発表者名
      Weite Li, Kyoko Hasegawa, Liang Li, Akihiro Tsukamoto, Yamaguchi Hiroshi, Fadjar I. Thufail, Brahmantara, Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      the 20th Asia Simulation Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Noise-Robust Transparent Visualization of Large-Scale Point Clouds Acquired by 3D Scanning2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      Simulation Technology Application Conference 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adaptive Opacity Control using Implicit Function for Visualizing Large-Scale 3D Measurement Point Clouds2021

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kishimoto, Motoaki Adachi, Kyoko Hasegawa, Liang Li and Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology (JSST2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving Depth Perception of Transparent Objects in Stereoscopic Vision using Ambient Occlusion2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kataoka, Yuichi Sakano, Naohisa Sakamoto, Kyoko Hasegawa, Liang Li, Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology (JSST2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Visibility in Feature Emphasis Visualization of 3D Measured Point Cloud2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Katahira, Kyoko Hasegawa, Liang Li and Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology (JSST2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint Extraction of Clinical Entities and Relations Using Multi-head Selection Method2021

    • 著者名/発表者名
      Xintao Fang, Yuting Song, Akira Maeda
    • 学会等名
      2021 International Conference on Asian Language Processing (IALP 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] ICT 時代の文理融合研究を創出する可視化2021

    • 著者名/発表者名
      田中覚
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム・科学的知見の創出に資する可視化分科会(7)
    • 招待講演
  • [学会発表] ボロブドゥール寺院壁面レリーフの3次元復元のための学習データセット作成支援法2021

    • 著者名/発表者名
      JI Shenyu,LI Liang,長谷川 恭子,田中 覚
    • 学会等名
      情報処理学会・人文科学とコンピュータシンポジウム(じんもんこん2021)
  • [学会発表] 鎧兜の3次元計測データに基づくデジタルコンテンツの作成2021

    • 著者名/発表者名
      ZHANG Zian,LI Liang,長谷川 恭子,田中 覚
    • 学会等名
      情報処理学会・人文科学とコンピュータシンポジウム(じんもんこん2021)
  • [学会発表] 世界文化遺産「ボロブドゥール寺院遺跡」の3次元復元と融合可視化2021

    • 著者名/発表者名
      田中覚,李亮,長谷川恭子
    • 学会等名
      SPAR2021J第17回3次元計測フォーラム
  • [学会発表] 不透明度グラデーションを用いた大阪湾の渦の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      神阪 壮哉,中田 聡史,長谷川恭子,李亮,田中覚
    • 学会等名
      可視化情報学会 第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 3次元計測点群の半透明表示のためのエッジとオブジェクト外縁部の同時強調可視化2021

    • 著者名/発表者名
      佐々野 拓人,長谷川恭子,李亮,田中覚
    • 学会等名
      可視化情報学会 第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 3次元計測点群データのためのエントロピーを用いた特徴強調可視化2021

    • 著者名/発表者名
      中山 拓人,長谷川恭子,李亮,田中覚
    • 学会等名
      可視化情報学会 第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 適応的点密度調整に基づく3次元点群データの高精細等高線描画2021

    • 著者名/発表者名
      稲田 行宏,長谷川恭子,李亮,田中覚,伊藤 大貴,竹内 庸晴
    • 学会等名
      可視化情報学会 第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 半透明立体視の奥行き知覚改善のための多重面を用いた輝度分布調整2021

    • 著者名/発表者名
      青井大門,長谷川恭子,李亮,坂野雄一,田中覚
    • 学会等名
      可視化情報学会 第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 大規模文化遺跡のデジタルアーカイブデータの統合型高精細可視化2021

    • 著者名/発表者名
      Pan JIAO,李亮,山口欧志,長谷川恭子,Fadjar I. Thufail,Bramantara,田中覚
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
  • [学会発表] 深層学習を用いたアップサンプリングに基づく3次元計測データのエッジ強調可視化2021

    • 著者名/発表者名
      李威特,長谷川恭子,李亮,塚本章宏,田中覚
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
  • [学会発表] 3次元計測を活用した,ユネスコ世界文化遺産・ボロブドゥール寺院遺跡の高品質可視化2021

    • 著者名/発表者名
      田中覚
    • 学会等名
      精密工学会 大規模環境の3次元計測と認識・モデル化技術専門委員会
  • [学会発表] ノイズ透明化による3次元計測点群データ高品質可視化2021

    • 著者名/発表者名
      田中覚
    • 学会等名
      点群データ分析・可視化ワークショップ (主催:可視化情報学会ビジュアルデータサイエンス研究会)
    • 招待講演
  • [備考] 世界初の“3次元透視可視化”技術で文化遺産デジタルアーカイブは新局面へ

    • URL

      https://shiruto.jp/technology/1474/

  • [備考] RARA Satoshi Tanaka

    • URL

      https://rara.ritsumei.ac.jp/fellows/satoshi-tanaka/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi