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2011 年度 実績報告書

高次元空間の直交射影による多画像からの最適な3次元復元

研究課題

研究課題/領域番号 21500172
研究機関岡山大学

研究代表者

金谷 健一  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60125838)

研究分担者 新妻 弘崇  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (60452562)
キーワード幾何学的推定 / 超精度最小二乗法 / 超精度くりこみ法 / 回転推定 / 相似変換推定 / ガウス・ニュートン法 / ガウス・ヘルマート法 / GPSデータ解析
研究概要

1.誤差のあるデータからの幾何学的計算の最適化手法
前年度に反復を伴わない最適化手法として,最小二乗法の精度を飛躍的に向上させる「超精度最小二乗法」を提案したが,それをさらに「超精度くりこみ法」とよぶ反復手法に発展させた.これは申請者が以前に提唱した「くりこみ法」の精密な誤差解析による高精度化である.そして,これを画像中の円形物体の識別のための楕円の計算,画像の対応点から3次元復元を行うために基礎行列の計算,および平面物体の3次元復元のための射影変換の計算に適用し,これまで最も精度が高いとみなされていた最尤推定(再投影誤差最小化)を上回る精度であることを発見した.
2.非一様な誤差のある3次元位置データからの3次元運動の計算
ステレオ視やレンジファインダーなどの3次元センサーによって計測した3次元位置は,センサーの種類や位置,向きに依存する非一様,非等方の誤差が生じる.空間中を移動する3次元点に対して,そのような誤差のある運動前後の3次元位置からの3次元運動の正確に推定する手法として,まず回転に対しては申請者が以前に提唱したくりこみ法の改良,回転のリー代数表現や四元数表現によるレーベンバーグ・マーカート法を比較した.次に並進やスケール変化を含む相似変換の計算法として,ガウス・ニュートン法とガウス・ヘルマート法を比較し,ガウス・ヘルマート法を変形した改良ガウス・ヘルマート法と呼ぶ手法を考案した.そして,シミュレーション実験によって,提案する改良ガウス・ヘルマート法が既存の手法の中で収束特性において最も優れていることを確認した.さらに地震による地盤の移動を計測したGPSデータの解析に応用した.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Optimal computation of 3-D similarity from space data with inhomogeneous noise distributions2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University

      巻: 46 ページ: 1-9

  • [雑誌論文] Calibration of ultra-wide fisheye lens cameras by eigenvalue minimization2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University

      巻: 46 ページ: 10-20

  • [雑誌論文] Optimal computation of 3-D similarity: Gauss-Newton vs.Gauss-Helmert2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University

      巻: 46 ページ: 21-23

  • [雑誌論文] Hyper least squares fitting of circles and ellipses2011

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      Computational Statistics and Data Analysis

      巻: 55 ページ: 2197-2208

    • DOI

      doi:10.1016/j.csda.2010.12.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal two-view planar triangulation2011

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 3 ページ: 67-79

    • DOI

      doi:10.2197/ipsjtcva.3.67

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HyperLS and its applications2011

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications

      巻: 3 ページ: 80-94

    • DOI

      doi:10.2197/ipsjtcva.3.80

    • 査読あり
  • [学会発表] 超精度くりこみ法:複数拘束2012

    • 著者名/発表者名
      金谷健一
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 基礎行列と射影変換の計算精度の比較:最小二乗法から超精度くりこみ法まで2012

    • 著者名/発表者名
      菅谷保之
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 幾何学的推定のための最適化手法:最小化を越えて2012

    • 著者名/発表者名
      金谷健一
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 超精度くりこみ法2012

    • 著者名/発表者名
      金谷健一
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪市)
    • 年月日
      2012-01-20
  • [学会発表] 楕円当てはめの精度比較:最小二乗法から超精度くりこみ法まで2012

    • 著者名/発表者名
      横田健太
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪市)
    • 年月日
      2012-01-20
  • [学会発表] Kinectを用いた動作解析システムの構築2011

    • 著者名/発表者名
      横田健太
    • 学会等名
      第33回中国四国リハビリテーション医学研究会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山市)
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] Optimal estimation for computer vision applications2011

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kanatani
    • 学会等名
      Winter School for Young researchers on Mathematical Aspects of Image Processing and Computer Vision
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-26
  • [学会発表] 3次元相似変換の最適化計算:ガウス・ニュートン法vs.ガウス・ヘルマート法2011

    • 著者名/発表者名
      本田卓士
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市)
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] 超広角魚眼レンズカメラの固有値最小化法による校正2011

    • 著者名/発表者名
      丸茂哲平
    • 学会等名
      第16回パターン計測シンポジウム
    • 発表場所
      長良川観光ホテル石金(岐阜市)
    • 年月日
      2011-11-05
  • [学会発表] 3次元相似変換の最適化計算:ガウス・ニュートン法vs.ガウス・ヘルマート法2011

    • 著者名/発表者名
      本田卓士
    • 学会等名
      第16回パターン計測シンポジウム
    • 発表場所
      長良川観光ホテル石金(岐阜市)
    • 年月日
      2011-11-04
  • [学会発表] Optimal computation of 3-D rotation under inhomogeneous anisotropic noise2011

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Niitsuma
    • 学会等名
      12th IAPR Conference on Machine Vision Applications
    • 発表場所
      なら100年会館(奈良市)
    • 年月日
      2011-06-13
  • [学会発表] High accuracy calibration of ultra-wide fisheye lens camera by eigenvalue minimization2011

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Nakamura
    • 学会等名
      第17回画像センシングシンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2011-06-10
  • [学会発表] Implementation and evaluation of bundle adjustment for 3-D reconstruction2011

    • 著者名/発表者名
      Kenichi, Kanatani
    • 学会等名
      第17回画像センシングシンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2011-06-10
  • [学会発表] Optimal computation of 3-D similiarity from space data with inhomogeneous noise distributions2011

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Niitsuma
    • 学会等名
      第17回画像センシングシンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2011-06-10
  • [図書] 理数系のための技術英語練習帳-さらなる上達を目指して-2012

    • 著者名/発表者名
      金谷健一
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      共立出版

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公開日: 2013-06-26  

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