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2009 年度 実績報告書

学習に基づく姿勢推定における画像変化の解析と3自由度への拡張

研究課題

研究課題/領域番号 20700163
研究機関広島大学

研究代表者

玉木 徹  広島大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10333494)

キーワード画像、文章、音声等認識 / 知能ロボティクス / コンピュータビジョン / 姿勢推定
研究概要

本研究は、カメラにより撮影された物体の姿勢推定の手法の開発と、理論的な側面の考察を目的としている。
本年度の研究成果は次の2点である。
まず、3自由度の姿勢推定に用いる姿勢表現についての実験的評価を行い、回転行列を用いる利点とその有意性を示した。3自由度の姿勢表現には、オイラー角(ロール・ピッチ・ヨー)、単位四元数、回転角・回転軸(指数写像)、3x3回転行列などがある。しかし、一般的にパラメータ表現がパラメータ推定に大きな影響を与えるにもかかわらず、姿勢推定においてどの表現が適切なのかということは従来検討されてこなかった。そこで本研究においては、100個の異なる物体について100の異なる姿勢の推定を行い、姿勢表現が推定精度に与える影響をt検定を用いて定量的に評価した。その結果、回転行列を用いた場合の姿勢推定誤差が他に比べて優位に小さいことが示された。
次に、3自由度回転の高周波表現を用いた姿勢推定手法を開発し、その有効性を示した。3自由度回転を3x3回転行列Rで表した場合、見えに基づく姿勢推定ではその行列の冪R^1, R^2,...,R^nも同時に学習することができる。これらを推定にも用いることで、R^1を単独で用いる場合に比べて推定誤差を優位に減らせることが示された。数値シミュレーションにおいては、Rの推定値に比較的大きなノイズが乗った場合でも、推定誤差は急激に減少することが確かめられた。見えに基づく手法に応用した結果、姿勢推定手法としてもっとも単純な線形回帰を用いた場合でも、推定誤差を減少させられることが確認できた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Representing images of a rotating object with cyclic permutation for view-based pose estimation2009

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamaki, Toshiyuki Amano, Kazufumi Kaneda
    • 雑誌名

      Computer Vision and Image Understanding 113

      ページ: 1210-1221

    • 査読あり
  • [学会発表] Estimating a Rotation Matrix R by using higher-order Matrices R^n with Application to Supervised Pose Estimation2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamaki, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      The Seventh LASTED International Conference on Signal Processing, Pattern Recognition and Applications
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      20100217-20100219
  • [学会発表] Comparison of 3 DOF Pose Representations for Pose Estimations2010

    • 著者名/発表者名
      Kengo Harada, Satoko Tanaka, Toru Tamaki, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      the 16th Korea-Japan Joint Workshop on Frontiers of Computer Vision
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      20100204-20100205
  • [学会発表] Yet Another Representation of SO(3) by Spherical Functions for Pose Estimation2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamaki, Toshiyuki Amano, Kazufumi Kaneda
    • 学会等名
      the 16th Korea-Japan Joint Workshop on Frontiers of Computer Vision
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      20100204-20100205
  • [学会発表] Linear 3-D Object Pose Estimation with Dense Sample Images -Discussions about Limitation of Parameter Estimation Ability by the Linear Regressions-2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Toru Tamaki
    • 学会等名
      IAPR Conference on Machine Vision Applications 2009
    • 発表場所
      Keio University, Japan
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [学会発表] An Appearance Based Fast Linear Pose Estimation2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Toru Tamaki
    • 学会等名
      IAPR Conference on Machine Vision Applications 2009
    • 発表場所
      Keio University, Japan
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [学会発表] 姿勢推定における姿勢表現の比較:100物体を用いた実験的評価2009

    • 著者名/発表者名
      田中聡子, 原田健吾, 玉木徹, Bisser Raytche, 金田和文, 天野敏之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 パターン認識・メディア理解研究会
    • 発表場所
      広島大学,広島
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] 姿勢推定と回転行列2009

    • 著者名/発表者名
      玉木徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 スマートインフォメディアシステム研究会(SIS)信号処理研究会(SIP)オーディオビジュアル複合情報処理研究会(IPSJ-AVM)
    • 発表場所
      広島大学,広島
    • 年月日
      2009-09-23
  • [学会発表] R^nはRより高精度にRを推定できるか?2009

    • 著者名/発表者名
      玉木徹, Bisser Raytchev, 天野敏之, 金田和文
    • 学会等名
      MIRU2009 画像の認識・理解シンポジウム
    • 発表場所
      くにびきメッセ,島根
    • 年月日
      2009-07-20
  • [学会発表] 線形的な3自由度姿勢推定のための姿勢表現の性質の実験的評価2009

    • 著者名/発表者名
      原田健吾, 玉木徹, Bisser Raytchev, 天野敏之, 金田和文
    • 学会等名
      MIRU2009 画像の認識・理解シンポジウム
    • 発表場所
      くにびきメッセ,島根
    • 年月日
      2009-07-20

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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