未校正多視点カメラシステムを用いた任意視点画像の生成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750367
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 斎藤 英雄 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90245605)
• Keywords: 未校正カメラ / 多視点画像 / 射影幾何 / 任意視点画像合成 / 仮想現実 / イメージベースドレンダリング / 射影グリッド空間 / 3次元形状復元

Research Abstract

本研究の目的は,カメラ校正を必要とせず,取得した画像からの情報のみで対象シーンの3次元復元を行う手法を提案し,実験により有効性を検証することである.この目的のために、本年度は、まず,10台程度のCCDカメラにより構成される多視点カメラシステムを構築した.これらは,複数のPCに接続され,640×480画素のデジタルカラー画像としてPCのメモリに取り込まれる仕組みになっている.次に,上記の多視点カメラから,カメラ校正を必要としない射影グリッド空間法を適用した3次元復元アルゴリズムとアピアランスベース法によるレンダリングアルゴリズムを構築した.これまでに行ってきた研究では,各カメラにおいて撮影された対象物体のシルエットを検出し,3次元構造を復元する体積空間の各点毎にシルエットの内外判定を行う手法を用いた.しかし,この方法では復元できる形状の複雑さに限界があるため,シルエットのみではなく,従来のステレオマッチングで利用されているような,画像の濃度パターンに基づいた手法を導入し,より複雑な形状の復元が行えるアルゴリズムを考案した.さらに,上記の3次元復元アルゴリズムの構築に加え,復元された現実3次元形状を仮想物体や,他の現実3次元形状と融合させるためのアルゴリズムを構築した.本研究で利用する射影グリッド空間は射影3次元空間であるため,通常のユークリッド3次元空間における3次元物体の融合とは異なり,射影の原点の整合性をとりながら融合する必要があった.このためには,一旦2次元画像に投影した2次元パターンとして融合する必要があり,これを効率的に行うアルゴリズムを構築した.

Research Products

• [Publications] 矢口悟志, 木村誠, 斎藤英雄, 金出武雄: "未校正多視点カメラシステムを用いた任意視点画像生成"情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会論文誌. 42・SIG6(CVIM2). 9-21 (2001)
• [Publications] Hideo Saito: "Arbitrary View Video Generation from Multiple Camera System"2001 International Technical Conference on Circuits/Systems,Computers and Communications. Vol.2. 672-675 (2001)
• [Publications] Makoto Kimura, Hideo Saito: "3D Reconstruction Based on Epipolar Geometry"IEICE Transactions on Information and Systems. Vol.E84-D,No.12. 1690-1697 (2001)
• [Publications] 斎藤英雄, 木村誠, 矢口悟志, 稲本奈穂: "多視点画像による現実シーンの仮想化"情報処理学会研究報告. 2002-CVIM-131. 53-60 (2002)
• [Publications] 斎藤英雄: "多視点画像からの自由視点映像生成技術の動向"電気学会論文誌C. Vol.121-C,No.10. 1493-1499 (2001)