イメージスキャナを用いた書籍表面および3次元物体の形状復元

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本研究では,イメージスキャナを用いて書籍表面や一般的な3次元物体の形状復元手法について検討することを目的としており,特に固有空間法を用いた書籍表面の形状復元方法とイメージスキャナ内の複数の光源を利用した形状復元方法について検討した.固有空間法を用いた形状復元方法では,あらかじめいくつかの書籍表面の画像とその断面形状を取得し,陰影情報と形状情報をそれぞれ固有空間中の多様体に変換する.そして,与えられた書籍表面画像の陰影情報から,固有空間中における誤差を考慮した線形補間によって,その書籍断面形状を推定する方法である.この方法によって従来よりも高速な形状復元が可能となり,実時間で鮮明な書籍表面画像が得られることが分かった.この内容については,研究成果として2000年11月末に開かれた国際会議MVA2000および電子情報通信学会論文誌に発表した.一方,スキャナ内の複数の光源を用いた形状復元方法では,スキャナの光源は線光源となり光学モデルが複雑になることから,基本的には非線形最小二乗法を用いた形状復元方法を構成し,また適切な初期値を得るため,光源からの距離と物体表面の法線方向を交互に反復して求める方法を考案した.そして,表面が白く反射率が一定である曲面物体については形状復元が可能であることを確認した.この内容についても国際会議MVA2000にて発表した.さらに,物体表面が局所的に滑らかという条件を利用して,物体表面に色が付いている場合の形状復元方法や部分的に得られた形状情報を統合する方法についても検討しており,より一般的な3次元物体についても,イメージスキャナを用いて形状復元することが可能であることが分かった.