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Computational Illumination with High Degrees-of-Freedom Active Light Fields

高自由度主动光场的计算照明

基本信息

批准号：
20H00612
负责人：
岡部孝弘
金额：
$ 28.62万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題を構成するA1からD1の7つの項目のうち，令和4年度は，新たに次の2つの項目（A2，D1）に取り組んだ．A2のマテリアルの識別では，素材による分光反射率，表面粗さ，屈折率などの違いを捉えるために，多波長・多方向光源下の偏光画像を用いた手法を提案した．具体的には，多波長・多方向光源の明るさ，および，偏光チャネルの重みを，光源の明るさに非負値制約を課して最適化することで，ワンショットの画像から識別を行う枠組みを提案した．D1の照明シミュレーションでは，プロジェクタ，透過型液晶，および，スクリーンからなる照明装置を構築した．鏡面反射光の明るさが入射光の偏光方向に強く依存することに着目して，光源の色・明るさだけでなく偏光方向も制御することで，物体表面上で観察される鏡面反射光を強調・抑制できることを確認した．また，前年度までに研究・開発した技術をブラッシュアップした．B1の成分分離とB2の形状復元については，両方の基盤となる鏡面反射成分と拡散反射成分の分離に取り組んだ．具体的には，非偏光光源下の鏡面反射成分と拡散反射反射成分が部分偏光であること，また，完全偏光光源下の鏡面反射成分が完全偏光であるのに対して拡散反射成分が部分偏光であることに基づいて，色情報と偏光情報を融合した単一カラー偏光画像からの反射成分分離を実現した．また，カラー画像と高時間分解能・高ダイナミックレンジの偏光イベントを併用した反射成分分離手法も提案した．さらに，偏光と陰に基づく単一カラー偏光画像からの法線推定手法や，鏡面反射に基づく少数画像からの表面粗さ推定手法などを提案するとともに，偏光に基づく映り込み除去などを実現した．

This research topic is composed of seven items (A1, D1), and four new items (A2, D1). The identification of A2 items is based on spectral reflectance, surface roughness, refractive index, and detection of polarized images under multi-wavelength and multi-directional light sources. Specifically, multi-wavelength, multi-directional light sources, polarization, generation, and weight, light sources, and non-negative value constraints are optimized. D1 illumination systems, transparent liquid crystals, and transparent liquid crystal illumination devices are constructed. The brightness of specular reflected light strongly depends on the polarization direction of incident light. The color of light source is strongly dependent on the polarization direction. The specular reflected light observed on the surface of the object is strongly dependent on the polarization direction. In the past year, the research and development of technology have been carried out. The separation of B1 components and the shape reconstruction of B2 components have been carried out. The specular reflection components of the square substrate have been separated from the scattered reflection components. Specifically, specular reflection component and diffuse reflection component under non-polarized light source are partially polarized, specular reflection component under fully polarized light source is fully polarized, and diffuse reflection component is partially polarized. Color information and polarized information are fused. In addition, a reflective component separation method was proposed to combine the use of kala-image, high temporal resolution energy, and high polarization energy. In addition, the polarized light and the polarized light are reflected in the background. The polarized light is reflected in the background. The polarized light is reflected in the background.