| 研究課題/領域番号 |
20K11893
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| 研究機関 | 長野大学 |
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研究代表者 |
富永 昌二 長野大学, 企業情報学部, 研究員 (10103342)
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| 研究分担者 |
田中 法博 長野大学, 企業情報学部, 教授 (90387415)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 質感計測 / 質感解析 / 質感再現 / 光沢と蛍光 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，質感に重要な役割を果たす光沢と蛍光を有する物体の見え（material appearance）を計測・解析・再現する総合的な技法の確立を目指している．本年度の具体的な研究実績は下記の通りである．
①蛍光物体は一般物体に比べて質感が向上する．本年度，相互照明効果を持つ蛍光物体のアピアランスを合成する方法を開発した．近接した二つの蛍光物体のリアルなアピアランスをレンダリングすることを目的とした．均一照明を想定し、視線方向，および形状のさまざまな条件下で、2つの蛍光物体の見えを合成した．
②ハイライトや光沢を有する不均質誘電体について，複数光源下で撮影した分光画像データから，分光反射率を推定する方法を開発した．まず，ハイライト検出により光源スペクトルを推定し，次に分光反射率を推定するための反復アルゴリズムを開発した．
③画像を利用する多くの分野で，カメラの分光感度関数の知識は重要である．最近，イメージン系として，ディジタル一眼レフカメラよりも，携帯電話（モバイル・ホーン）カメラを使用することが便利になってきた．今回，携帯電話カメラの分光感度を直接測定および間接的に推定する方法を開発した．まず，分光感度を測定して，分光感度のデータベースを作成し，次に特徴を抽出し，色見本を使用して分光感度を推定する方法を開発した．
④RGBデジタルカメラで取得した画像データから物体表面の分光反射率を推定するための新しい方法を考案した．システムとしてマルチスペクトル画像取得を想定しており，複数光源の下で物体をカメラで撮影する．カメラからの推定値と元の表面分光反射率との間の平均二乗誤差を最小化するために，最適な反射率の推定値を求める線形推定器を開発した．この推定器は，従来のWiener推定器よりも精度が向上することを理論的に証明し，さらに実験的にも検証した．
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| 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
当初予定していた蛍光物体の計測では，複雑な形状を有する蛍光物体や均一照明下での相互反射の観測系を開発した．この課題はほぼ完了した．蛍光物体の質感再現では，対象物体を平面物体から自由曲面物体に拡張した．また再現方法として，解析的な手法でなく，物理シミュレーションを組み合わせた手法を新たに開発した．質感解析では，光沢感の視感評価実験は今後も継続するが，光沢物体の分光画像を，色に依存する分光反射率と形状に依存する因子に分離して推定する方法を開発した．また質感解析のために，携帯電話カメラの分光感度を測定および推定する方法を開発し，分光感度のデータベースを作成した．今度はこれの応用を検討する．
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| 今後の研究の推進方策 |
質感計測について，まず漆器の計測で，真正漆器・合成漆器の対象を拡大して計測・実験を継続する．蛍光物体の計測で，不均一照明下での相互反射の実験系を構築する．
質感解析では，光沢を有する多数の物体について，光沢感の視感評価実験を実施する．一方，光沢物体の計測画像から光沢感を予測する方法を検討する．また光沢物体から光源スペクトルや物体の分光反射率等の物理情報を推定する方法を開発する．
質感再現では，蛍光物体の見えの再構築を，より一般的な不均一照明下での拡散相互反射をモデル化し，リアルな見えを再現するレンダリング法を検討する．光沢物体の見えの再構築を不均質誘電体について検討する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19のため海外出張（研究発表と共同研究）ができなかった．次年度これの制約がなくなった時点で，海外出張を再開する．また実験補助者の採用を予定していたが，これもCOVID-19のため中止したが，次年度はこのため人件費を使用する．
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