三次元形状情報を用いた高次元ヒューマンインターフェースの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750051
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉川 宣一 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (00282335)
• Keywords: 三次元認識 / 三次元計測 / 三次元相関演算 / 光情報処理 / ヒューマンインターフェース

Research Abstract

1.縞パターン相関法に基づいた三次元形状計測システムの最適化
本研究では、顔の微小な形状変化をマンマシンインターフェースの情報として用いる。そこで顔の三次元情報を抽出するための三次元計測光学システムを構築した。本システムは格子パターン投影装置と高解像度デジタルカメラを用いて、格子パターン相関法により三次元情報の抽出と認識を行う。今年度は、投影格子パターンの条件を変えたときの三次元情報抽出に関する検討を行った。対象物体の三次元形状および表面色により、格子の角度および色に関して最適な条件があることがわかった。また、格子の角度および計測システムの位置関係に起因して、三次元情報がまったく取得できない格子形状の条件があることを明らかにした。
2.顔の移動に関する検討
人間には常に微小に動いていることから、顔の位置が微小に移動してしまう問題がある。本研究では、水平移動および回転に対する耐性を調べた。水平移動に関しては、格子パターン相関法の原理により、三次元認識の精度は不変であることがわかった。回転に対しては、照明条件にもよるが、約5度以下の回転ならば認識できることがわかった。これより回転に対してデータベース量を増やす必要があることがわかった。
3.光学的三次元認識システムの検討
三次元情報の取得と認識を高速に行うことは困難である。これらを高速に行うために、光の並列性を利用した光学的三次元認識法について検討した。この手法は、ディスプレイに表示された変形格子像とフィルタ面に置かれたホログラムメモリとの光相関演算により認識処理を行う方法である。本研究では、計算機ホログラム手法を用いてホログラムメモリを作製した。光学的三次元認識システムのための作製条件などの最適化を行った。

Research Products

• [Publications] Nobukazu Yoshikawa: "Human face recognition based on fringe pattern correlator"Proceedings SPIE. 4829. 1057-1058 (2002)
• [Publications] 吉川宣一: "レーザー直接描画による微細回折光学素子の作製"信学技報. 102・357. 19-22 (2002)
• [Publications] 吉川宣一: "電子ビーム描画による計算機ホログラムの作製-光情報処理応用を中心に-"光学. 30・3. 167-171 (2001)
• [Publications] Nobukazu Yoshikawa: "Fringe pattern correlator for three-dimensional object recognition using multiplex color grating"Proceedings SPIE, Optical Engineering for Sensing and Nanotechnology. 4416. 436-439 (2001)