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本研究の目的は，物体における光の表面反射特性（双方向テクスチャ関数，BTF）を，入射方向・受光方向に関して密に，カメラのダイナミックレンジの拡張なしに，かつ従来よりも大幅に短い時間で計測するシステムを開発することである．本研究ではこのようなシステムを時間相関イメージセンサ（CIS），2軸回転走査照明，および2軸傾斜ステージを用いて構成する．
本研究の大きな課題は2軸回転走査照明の実現にある．この照明は，球面を緯線ごとに円環で分割し，各円環にLEDを並べて構成する．CISカメラの1フレーム間に，特定の円環のLEDが1個ずつ順次点灯しつつ1周し，球面の中心位置に置かれた物体を入射方向を変えつつ平行光で照明する．
平成27年度は，まず理論面において，2軸回転走査照明が物体の背面から入射する条件での時間相関イメージセンサの出力画像を数学的に記述し，それに基づきすべての緯度の照明に対して得られた出力画像系列から拡散反射成分と鏡面反射成分を分離するアルゴリズムを構築した．この理論に基づき，計測精度を数値計算により見積もった．またハードウェアの面では，前年度に設計した2軸回転走査照明の駆動用回路基板を製作するとともに，前年度に製作した照明用構造物にLEDを固定し回路基板と接続することにより，照明装置を完成させた．
この照明装置の下で試験物体を撮影し，照明装置が正しく動作していることを確認するとともに，拡散反射成分と鏡面反射成分の分離，法線ベクトル分布と拡散反射係数の推定，および鏡面反射成分パラメータの推定を行った．その結果，法線ベクトル分布と拡散反射係数は妥当な値で推定できるものの，鏡面反射成分パラメータは理論通りに推定できなかった．この原因は照明のパルス走査によって時間相関イメージセンサの出力が非線形応答を生じることであると考えられ，照明変調方式の変更が必要であることが確認された．
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