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非伝統的モデルに基づく画像列からの物体形状・照明解析

基于非传统模型的图像序列中的物体形状和照明分析

基本信息

批准号：
20K11866
负责人：
右田剛史
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では画像からのパラメータ推定の高度化を目指している．この手法は画像生成の逆問題として定式化され，推定パラメータに基づく生成画像と入力画像の差を最小化するようにパラメータを反復的に最適化するものであり，順計算である画像生成を繰り返し行う必要がある．近年，画像生成専用ハードウェア（GPU）による高速なレイトレーシングが可能となっており，従来型グラフィクス（三角形に基づく描画）に比べ複雑な反射や影のある画像を扱うことができる．一方，複雑な画像の解析ではパラメータ推定の難易度も上がるため，新たな効率的な計算法の開発を要する．本年度は，前年度までの超楕円体（楕円体を含む）を利用した推定手法を拡張し，レイトレーシングによる画像生成からのパラメータ推定を実現した．(i) 物体表面のテクスチャを，物体形状と配置・光源位置等のパラメータと同時に推定する．レイトレーシングは，画像中の複雑な反射を計算する手法であり，ヤコビ行列（出力画像とテクスチャの関係）は複雑になる．この計算を効率的に行うためのデータ表現法と計算法を新たに考案し，それに基づくパラメータ推定法を実現した．(ii) 前年度にも検討した交互推定を用いる．一方，Schur補行列等の複雑な方法の利用は難しい． (iii) これらの計算は GPU 上で実行され，CPU を介することによるオーバーヘッドは低減されているが，数値微分のための数十枚の画像生成等は効率化の余地がある．(iv) レイトレーシングの利用は透視投影モデルとほぼ不可分であり，従来利用していた並行投影モデルから切り替えた．(v) レイトレーシングでは反射・影・屈折を扱うことが多いが，現時点では屈折には対応していない．(vi) 現時点で扱える3次元シーンの自由度が低いため，より一般的なシーンを容易に扱えるように一般化を要する．

This research topic is to estimate the height of the image. This method is to minimize the difference between the image generation and the input image based on the inverse problem of image generation. In recent years, the image generation system (GPU) has been able to generate high-speed images, such as images, etc. On the one hand, the analysis of complex images is difficult to estimate. This year, compared with the previous year, the super body (including the body) has been realized by using the estimation method. (i)The object shape, light source position, etc. are estimated simultaneously. The method of calculating the complex reflection in the image is to calculate the complex reflection in the image. The calculation method is based on the calculation method. (ii)The previous year's survey was conducted on the basis of mutual presumptions. A square, Schur complement row and so on and the use of complex methods difficult. (iii)The calculation is carried out on the GPU, and the CPU is able to generate dozens of images. (iv)The use of perspective projection is inseparable from the use of parallel projection. (v)The first is the reflection of the shadow. The second is the reflection of the shadow. (vi)The current point is that the degree of freedom of the three-dimensional system is low, and it is easy to generalize.