ステレオ型イメージスキャナの開発と3次元物体のモデリングに関する研究

立体图像扫描仪研制及3D物体建模研究

基本信息

批准号：
13780286
负责人：
浮田浩行
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研写では,従来よりも容易にかつ正確に3次元物体の形状・色情報を取得するため,ステレオ型イメージスキャナを開発し,これによる3次元形状復元方法および物体のモデリング方法についての検討を行なった.今年度は,まず,前年度試作したステレオ型イメージスキャナの改良を行なった.具体的には,電動スライダーとモーター制御ボードを新たに購入し,そして,前年度購入済の組込用小型カメラと小型蛍光灯を組み合わせて,よりコンパクトな装置とした.次に,新たな形状計測方法として,ステレオ法と相補的な特徴を持つ陰影情報からの形状復元方法について検討した.この方法では,まず,サンプル形状として様々な2次曲面を,またサンプル明度情報として光学モデルから求められた2次曲面上の明度分布を用意する.そして,これらのサンプルデータを固有空間に投影・保存する.次に,画像中の部分的な明度パターンを固有空間に投影し,空間内での線形補間によって形状を復元する.この方法によって,明度変化が傾らかでステレオ法では計測しにくい物体表面の形状を復元することが可能になる.しかし,実験では,形状復元は可能であったが,復元形状に誤差が含まれる場合が多いものであった.これは,固有空間中でサンプルデータの分布に偏りが生じていたためと考えられるので,今後は,この問題についての検討が必要である.また,本研究では.物体形状を凸包によってモデリングする方法についても検討した.これは,スキャナでは部分的にしか3次元形状が得られないので,それらを統合する必要があるためである.ここでは,表面の法線ベクトルの分布を用いる方法について検討し,部分形状の統合が可能であることを確認した.今後もこれらの研究結果を踏まえ,安価で扱い易いステレオ型イメージスキャナについて検討していく予定である.

在该研究项目中，我们开发了一个立体声型图像扫描仪，以比以前更容易，更准确地获得三维对象的形状和颜色信息，并检查了恢复三维形状和对象建模的方法。今年，我们首先改善了上一年生产的立体声图像扫描仪。具体来说，我们购买了一个新的电动滑块和一个电动机控制板，并将上一年购买的小型嵌入式摄像头和小型荧光灯组合在一起，以创建更紧凑的设备。接下来，我们检查了一种新的形状测量方法，这是一种从阴影信息恢复形状的方法，该方法具有与立体声方法的互补性。在这种方法中，我们首先准备了各种二次表面作为样品形状，以及从光学模型获得的二次表面上的亮度分布作为样品亮度信息。然后，我们将这些示例数据投影并保存到本征空间中。接下来，我们检查了图像中的部分亮度模式。通过投射到特征空间和空间中的线性插值来恢复形状。这种方法使得可以恢复对象表面的形状，这很难用立体声方法测量，因为亮度变化是倾斜的，并且很难用立体声方法测量。但是，在实验中，可以进行形状恢复，但是恢复的形状通常包含错误。这被认为是因为样本数据在本征空间中的分布有偏见，因此将来需要这个问题。此外，在这项研究中，我们还检查了一种使用凸壳对象形状建模的方法。这是因为扫描仪只能部分获得三维形状，因此有必要整合它们。在这里，我们使用表面正常向量的分布研究了一种方法，并确认可以整合部分形状。基于这些研究结果，我们将继续考虑便宜且易于使用的立体声图像扫描仪。