カメラ運動による連続画像からの実時間3次元構造復元における収束性に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15650031
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 深尾 隆則 京都大学, 情報学研究科, 助手 (60291431)
• Keywords: コンピュータビジョン / 三次元構造復元 / 拡張カルマンフィルタ / リアルタイムシステム / 収束性 / 特徴点追従 / 可観測性 / ノイズ

Research Abstract

単眼カメラから得られる連続画像に基づいた3次元構造復元手法に関して,拡張カルマンフィルタを用いたアルゴリズムに主眼を置き,その推定値の真の値への収束性に関する理論的側面の研究を行った.これは,リアルタイム性が要求される実環境において利用する上では,その前提条件が明らかになることが必要であり,そのために理論面の整備が必要であるからである.まず,拡張カルマンフィルタを用いたStructure from Motion手法に関して,構造復元が可能となる可観測性の条件を考察した.このような3次元構造復元が可能となる前提条件を明らかにするため,特徴点の追跡やオクルージョンといった障害を緩和し,さらに推定精度を高めるためのアルゴリズムを開発した.また,カメラ運動を初期位置,初期姿勢からのずれとして表現する記述方法にしたがい,中心射影カメラモデルと弱中心射影カメラモデルに関して拡張カルマンフィルタを用いることによる連続画像からの3次元構造復元アルゴリズムの可観測性についても考察した.以上のことを理想的な状態で,シミュレーションを行うことにより,多くの環境を作り出して実験した.そして,実用の観点から確認するためにも,実際に撮影した屋内外のビデオ映像に適用し,検討を重ねた.今後さらに踏み込んだ理論構築や実証実験が重要であるために,現在さらなる研究を進行している.