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2017 年度 実績報告書

多重散乱光トモグラフィのコンピュータビジョン的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 26280061
研究機関広島大学

研究代表者

玉木 徹  広島大学, 工学研究科, 准教授 (10333494)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードトモグラフィ / コンピュータビジョン / 多重散乱 / 吸収係数 / 内点法 / 制約付き最適化問題 / ヘッセ行列
研究実績の概要

本研究の目的は,人体内部を安全に可視化するための新しいトモグラフィ手法の基礎となる理論を開発することである.本研究では, 人体内部で赤外線が散乱する様子をコンピュータグラフィクスで用いられている手法を用いて解析し,コンピュータビジョンのアプロ ーチにより逆問題を解いて物体内部の様子を推定する手法を開発することである.本年度の成果は以下のとおりである.
主双対内点法と対数障壁法,さらに昨年提案したヘッセ行列と勾配ベクトルの効率的な計算方法,ニュートン法と準ニュートン法の組み合わせを比較検討した結果,それぞれの利点が明らかになった.まずいずれの組み合わせにおいても,効率的なヘッセ行列計算方法を用いることで計算速度が向上することがわかった.もっとも高速化されたのは,対数障壁法とニュートン法の組み合わせであり,従来の計算方法では1万秒程度の計算時間がかかるが,提案する計算方法では60秒程度にまで減少することが確認された.主双対内点法を用いた場合,ほとんどの場合に対数障壁法よりも計算時間が短縮された.しかし準ニュートン法を用いる場合,対数障壁法のほうが計算時間が短い場合があることが確認された.これは準ニュートン法による勾配ベクトル計算の近似精度が主双対内点法の収束性能に悪影響を及ぼしていると考えられるためである.したがって主双対内点法を用いる場合には準ニュートン法ではなくニュートン法を採用したほうが良いことがわかった.
また3Dプリンタを用いて様々な形状の物体を作成し,2次元と3次元での散乱の違いを実物体での計測を行った.その結果,2次元散乱を上下から再反射させることによって,3次元散乱に近い形状が得られることが確認された.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Marker-based non-overlapping camera calibration methods with additional support camera views2018

    • 著者名/発表者名
      Zhao Fangda、Tamaki Toru、Kurita Takio、Raytchev Bisser、Kaneda Kazufumi
    • 雑誌名

      Image and Vision Computing

      巻: 70 ページ: 46~54

    • DOI

      10.1016/j.imavis.2017.12.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Primal-dual approach to optical tomography with discretized path integral with efficient formulations2017

    • 著者名/発表者名
      Yuan Bingzhi、Tamaki Toru、Raytchev Bisser、Kaneda Kazufumi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 4 ページ: 033501~033501

    • DOI

      10.1117/1.JMI.4.3.033501

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 散乱トモグラフィにおける2次元レイヤと3次元レイヤの散乱の影響2017

    • 著者名/発表者名
      兼森 光平, 玉木 徹, Bisser Raytchev, 金田 和文
    • 学会等名
      第20回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2017)

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公開日: 2018-12-17  

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