カメラと眼のキャリブレーションに基づく高精度立体視画像合成の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680357
• Research Institution: Hiroshima City University
• Principal Investigator: 浅田 尚紀 広島市立大学, 情報科学部, 教授 (10167885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青山 正人 広島市立大学, 情報科学部, 助手 (40285424) ; 馬場 雅志 広島市立大学, 情報科学部, 助手 (30281281) ; 天野 晃 広島市立大学, 情報科学部, 助教授 (60252491)
• Keywords: 画像合成 / コンピュータグラフィックス / カメラモデル / キャリブレーション / ぼけ画像

Research Abstract

実写画像と仮想物体を合成して高品質な画像を作成するには,画像の入力側(実写画像を撮影するカメラ)と出力側(合成画像を見る人間の眼)のモデル化とキャリブレーションに基づいて画像の合成を行う必要がある.本研究では,カメラと眼のモデル化とそれらのキャリブレーションに基づく画像生成法に関して,以下の検討を行っている.
(1)実カメラのズーム,フォーカス,アイリスの特性を忠実にモデル化した統合カメラモデルの設計とキャリブレーション手法の確立
(2)統合カメラモデルを用いた画像生成アルゴリズムの開発と高速化
(3)眼のモデル化とキャリブレーション手法の開発
(4)カメラと眼のキャリブレーションに基づく高精度立体視画像合成法の開発
本年度は,(1)(2)に関して以下の成果を得た.
・ズーム・フォーカス・アイリス統合カメラモデルのキャリブレーション手法について検討した.ぼけに対して周期と位相が不変となる正弦波濃淡パターンを液晶ディスプレイに表示し,各種レンズパラメータ設定において最適な周期の画像を撮影した.この動的キャリブレーションパターンを用いることによって,従来より高速かつ高精度にモデルパラメータが得られることを示した.
・高精度なぼけ画像を生成するアルゴリズムとして多重Zバッファアルゴリズムと多重ピンホールアルゴリズムを実装し,高速化について検討した.その結果,レンズの光学現象を忠実に再現するには多重Zバッファアルゴリムが適しているが,高速化には多重ピンホールアルゴリズムが適していることを示した.また,多重ピンホールアルゴリズムを用いて実写画像と仮想物体のぼけ画像合成を行い,実時間処理の可能性を検討した.

Research Products

• [Publications] Naoki Asada: "A Unified Camera Model of Zoom, Focus, and Iris Parameters for Camera-Calibrated Computer Graphics"Proceedings of Internatioanl Conference on Computer Graphics and Imaging. 101-106 (2000)