2012 Fiscal Year Annual Research Report
適応的高速3次元センシングとその情報再構築に関する研究
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24680018
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡辺 義浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教 (80456160)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | センシングデバイス・システム / 計測システム / センシング情報処理 / コンピュータビジョン / 画像情報処理 / 3次元センシング / 高速ビジョン / 能動計測 |
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| Research Abstract |
本研究では、適応的高速3次元センシングとその情報再構築のための基盤技術と新応用創出に向けて、4つのサブテーマに着手する。具体的には、A)高速適応機能を有する3次元センシング、B)高速3次元情報の統合による情報再構築、C)高速3次元センシングによる知的撮像制御、D)大型環境の瞬時スキャンである。
平成24年度は、サブテーマA、B、Dに着手した。まず、サブテーマAでは、3次元センシングの超高速化によって新たに可能となる機能を設計した。その結果、動的なターゲットの3次元形状とともに、反射特性も同時に取得できる見込みが高いことが分かった。反射特性は環境や物体の物理特性として重要な情報であり、3次元形状と同時に取り込むことができれば、システムの応用展開の可能性が大幅に広がることが期待できる。本年度は、ターゲットとしてめくり動作中の書籍に着目し、紙面に印字された書籍画像とともに、その紙の反射特性も同時に取り込めるシステムを構築し、動作を検証した。
次に、サブテーマBでは、連続的に取得された3次元形状の情報から高解像度の連続曲面を再構築するための手法を構築した。本手法は、形状表現として適応的な階層構造を有する陰関数表現を用いるとともに、形状特徴を利用した運動推定と、推定された運動による点群の移動量に応じた形状推定によって、運動と形状の単なる交互推定ではなく、より厳密な同時推定を達成することで、高精度化を図るものである。評価実験の結果、低解像度の距離画像からでも、複雑な形状を高い精度で復元できることを実証した。
さらに、サブテーマDでは、小型3次元センシングモジュールの開発に向けて、高速画像処理をスタンドアロンで実施できるシステムを開発した。これまでの高速ビジョンシステムは大型であり、可搬性やモジュール化を運用上の設計の焦点としていなかった。そこで、小型・スタンドアロンな高速ビジョンシステムがもたらす応用展開を、本研究課題に留まらず、様々な観点から検討し、その要請を整理した上で、設計と開発を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
サブテーマAでは、当初の計画を超えて、3次元形状だけでなく、反射特性をも同時に高速に捉えることが可能となった。また、サブテーマBでは手法の構築だけでなく、実シーンに近い状況での評価実験を実施し、その精度を実証することができた。また、サブテーマDも当初の計画では次年度以降の実施を予定していたが、本年度にシステムの開発までを実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
サブテーマAでは、高速適応機能を本格的に導入することで、センシングの性能をさらに向上させる。サブテーマBでは、復元精度をさらに向上させるために、センシングの時の情報埋込や物体の特性情報を利活用する可能性を検討する。サブテーマCは次年度以降に着手開始する。サブテーマDは、開発したシステム上での処理機能の実装を進めるとともに、3次元センシングモジュールとの統合を図る。
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