Aqua Vision: Underwater light-field capture with projector-camera system and its applications

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26240023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Perceptual information processing
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nobuhara Shohei 京都大学, 情報学研究科, 講師 (00423020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川嶋 宏彰 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40346101) ; 波部 斉 近畿大学, 理工学部, 准教授 (80346072) ; 松山 隆司 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10109035)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: カメラキャリブレーション / ３次元形状・運動計測 / 水中環境 / 反射屈折光学系

Outline of Final Research Achievements

This project is aimed at developing a new image-based 3D shape and motion capture technique for underwater environment using multi-view projector-camera system, and its achievements include a new underwater camera model for modeling refractive process and its application for an efficient numerical forward projection, a new catadioptric system for micro-scale object capture, and underwater object detection and tracking algorithms. In particular the project developed a new teleidoscopic imaging system which integrates a spherical lens and a kaleidoscope in front of a perspective camera to realize a multi-view capture of micro-scale objects from a single viewpoint.

Free Research Field

コンピュータビジョン

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンピュータビジョン分野では画像を入力とした３次元形状・運動計測が広く研究されてきたが，それらの多くは屈折のない通常環境における撮像を想定しており，学術的・産業的応用が多く存在するにもかかわらず，水中環境にそのまま適用することはできなかった．本研究では特に屈折のモデル化について検討を行い，水中から撮像面への順投影計算を簡潔に記述することができる新たなカメラモデルを考案して３次元形状計測を実現するとともに，これを微小物体環境へと適用できるように新たな反射屈折光学系とその投影モデルを考案した点に学術的意義が存在する．