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

2002 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) ; 椋木 雅之 広島市立大学, 情報科学部, 助教授 (20283640) ; 天野 晃 京都大学, 大学院・情報科学部, 助教授 (60252491)
• Keywords: カメラモデル / キャリブレーション / 画像合成 / ぼけ画像 / 距離計測 / 立体視

Research Abstract

実写画像とコンピュータグラフィックス画像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)のモデル化とそれらのキャリブレーションに基づく画像合成の技術を確立する必要がある.本年度は,次の項目について検討を行った.
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検証と評価
2.高精度ぼけ画像生成のための多重ピンホールアルゴリズムの実装と評価
3.アイキャリブレーションに基づく立体視画像合成の応用
これらの成果を以下に述べる.
・多重ズームぼけ画像からの距離計測を行い,昨年度までに開発した薄凸ズームレンズモデルに基づくズーム・フォーカス・アイリス統合カメラモデルの検証とキャリブレーション精度の評価を行った.また,ズーム変化によるレンズ中心の前後移動からの距離計測法との比較評価を行い,さらに周期的濃淡パターンを用いたキャリブレーション法の検討も行った.
・統合カメラモデルに基づく高精度ぼけ画像生成のアルゴリズムとして多重ピンホールアルゴリズムを視野画像シミュレータに実装した.そして,シーン中の最大ぼけ幅に応じてレンズサンプル点数を増減する基準を検討し,画質を低下させずに画像生成時間を短縮する方法を開発した.
・昨年度までに開発したアイキャリブレーションに基づく高精度立体視画像合成の手法を,双眼顕微鏡を用いた眼科手術シミュレータに応用した.顕微鏡の光学系による視線光軸の変化に対応するために視点位置を両眼独立に推定するアイキャリブレーションを適用し,スケールが異なる立体視にも応用可能であることを確認した.

Research Products

• [Publications] 馬場雅志: "薄凸ズームレンズモデルを用いた多重ズームぼけ画像からの距離計測"電子情報通信学会論文誌D-II. J85-D-II・9. 1446-1454 (2002)
• [Publications] Masashi Baba: "A Thin Lens Based Camera Model for Depth Estimation from Defocus an Translation by Zooming"Proceedings of International Conference on Vision Interface. 244-281 (2002)
• [Publications] 馬場雅志: "多重ズーム画像からの距離計測法の評価"画像の認識・理解シンポジウム論文集. II. 341-346 (2002)