Qualitative description of the sequential change of the environment based on optical flow

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令和4年度には，オプティカルフローを解析するソフトウェアの開発を行なった．オプティカルフローに関するライブラリーが用意されていること，画像やベクトルなどの行列データの処理が容易であることを考慮して，Matlabを開発環境として選択した．Matlabによる開発を専門とする業者に依頼し，動作の確認と機能の修正を重ね，ソフトウェアを完成させることができた．5種類のアルゴリズム（Farneback，Horn-Schunck，Lucas-Kanade，Lucas-Kanade derivative，Block Matcher）を実装し，各パラメーターを調整できるようにした．入力データとしては，360度の環境を撮影した正距円筒図法の動画を使用する．投影の歪みによる影響を除くため，フィボナッチ格子という手法により，解析する画素（オプティカルフローのベクトルの始点）を均等に分布させるようにした．出力データとしては，検出されたベクトルの数値データに加え，それらを重畳した動画ファイルが記録される．さらに，大学キャンパス内で撮影したサンプル映像を用いて，オプティカルフローの検出精度の確認を行なった．検討を重ねた結果，Farneback法を使用して，高解像度（5760×2880画素）の映像を1フレームごと（30fps）に処理することにより，誤検出が減少することが分かった．また，検出されたベクトルの値に対して，時間軸方向にメディアンフィルターを適用することも有効であった．現時点では，0.5秒間隔でベクトルを合成し，各方向（前，右，左，上，下）の角速度の平均値を求め，オプティカルフローの強度の指標としている．その指標には環境のレイアウトとテクスチャーが反映されていて，生態学的視覚論の基づいているという点において，画期的な環境のシークエンスの記述法だと言える．