時間的な光の応答に基づく画像の鮮明化と測距の同時実現

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霧や煙霧，濁った水中などにおける物体の見えは，光が様々な方向に散乱する影響により，不鮮明となってしまう．この問題は，自動運転車やロボットなどが正しく３次元空間を認識するための大きな妨げとなっている．本研究では，Time-of-Flightカメラを用いて散乱光の時間的な応答を計測することで，鮮明な物体の見えと，物体までの正しい距離を同時に復元しようという新しい試みに挑戦した．本研究では，霧などの散乱体の時間的な応答を計測するためのシステムの作成・および撮影されたデータを処理するアルゴリズムの設計という，ハードウェア・ソフトウェア双方からのアプローチが必要である．本年度では，まず，時間的な光の応答を計測するため，照射する時間的な強度変調光を自由にコントロールできるTime-of-Flightシステムを，カメラに備え付けの光源をバイパスし強度変調周波数の一部をコントロール可能な光源に付け替える改造を施すことによって，作成した．次に，Time-of-Flight計測を複素平面上で解釈することで，霧の影響がどのように発生するのかを分かりやすくモデル化し，複数の計測から，霧の影響を一意に特定し除去するアルゴリズムを開発・実装した．実際に，霧を発生させた環境を撮影することで，霧の影響が除去できていることを確認した．本研究成果は，情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会にて論文発表した．