形状計測と機能認識の並列協調処理による非剛体物体モデル獲得

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15700149
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 諸岡 健一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80323806)
• Keywords: 3次元画像計測 / ステレオ視 / 3次元物体モデリング / 機能モデリング

Research Abstract

本研究では,3次元非剛体物体の機能とそれにより生じる形状変形の因果関係に着目し,形状計測器と機能認識器を有機的に結合したシステムによって,形状情報と機能情報を持つ3次元物体モデルを生成することを目的とする.平成15年度は,異なる視点方向から撮像した2枚のカラー画像を用いた3次元画像計測システムの構築に関する研究を行った.この計測法では,画像間の対応点探索が重要な問題であり,従来の画素の濃淡パターンによる照合では誤対応が生じていた.そこで,本研究では,そこで,対象の平均的な形状が既知であると前提し,ステレオ視による新たな3次元計測法を構築した.この実現のために,以下に挙げる研究を行った.
まず,カメラや対象物の存在範囲等の情報が既知であるとし,それらの情報と平均形状モデルを用いて,顔の各部位に応じて適切なウィンドウ設定手法を構築した.具体的には,複数種類のウィンドウをあらかじめ用意し,それらの中で,対応する点とそれ以外の点との濃淡パターンの相関性の差が明らかに大きいものを最適なウィンドウとして選ぶ.また,カメラと対象物の相対的な位置関係を利用して,対応点を探索する範囲を限定した.以上の手法により,対応点の精度向上が見られた.
次に,上述の部位毎のウィンドウと探索範囲を用いて対応点探索を行い3次元情報を獲得する手法を構築した.各個人の形状は平均顔とは異なるため,その個人の部位に合った最適なウィンドウを求める必要がある.そこで,平均顔モデルの変形とウィンドウの更新を相互に繰り返し行うアルゴリズムを構築した.前者の場合,モデルに対し色や輝度などを評価するエネルギー関数を定義し,そのエネルギーが最小となるよう平均顔モデルを変形する.そして,変形後のモデルを使って,部位毎の最適なウィンドウと探索範囲を再び求める.しかし,エネルギー関数の定義がモデルの精度に影響を及ぼす問題がある.今後の課題として,この繰り返しアルゴリズムの確立が挙げられる.

Research Products

• [Publications] K.Morooka, H.Takagi, H.Nagahashi: "Active Balloon Model Based On 3D Skeleton Extraction By Competitive Learning"Proceeding of Fourth International Conference on 3D Imaging and Modeling. 87-94 (2003)
• [Publications] 元 鍾勲, 諸岡 健一, 長橋 宏: "アクティブカメラシステムを用いた3次元形状の獲得"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. Vol.2004, No.6. 23-30 (2004)
• [Publications] K.Morooka, H.Zha, T.Hasegawa: "View Space Representation And Viewpoint Planning Computation For Automatic 3-D Object Modeling"System and Computers in Japan2. (掲載決定). (2004)