近接光源下における物体の見えの解析とその認識・モデリングへの応用

近光源下物体的外观分析及其在识别和建模中的应用

• 批准号: 18700168
• 负责人: 岡部 孝弘
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700168/
• 关键词: コンピュータビジョン; 画像パターン認識

近接光源は,物体表面上において光源のみかけの方向が変化したり逆二乗則に従って照度が減衰したりするなどの,非線形な現象を引き起こす.本研究課題では,(1)非線形性の回避と(2)非線形性の積極的な利用という二つの異なる側面から研究を行なった.特に本年度は,後者を中心に,照度差ステレオの研究に取り組んだ.照度差ステレオは,視点と物体姿勢を固定して様々な照明条件で撮影した物体の画像列から物体表面の法線ベクトルや形状を推定するもので,コンピュータビジョンの基本的な技術の一つである.古典的な照度差ステレオでは光源の明るさと方向を事前に求める必要があるために,近年では,光源のキャリブレーションを必要としない未較正照度差ステレオの研究が盛んに行なわれている.しかしながら,未較正照度差ステレオで復元される物体形状にはGeneralized Bas-Relief (GBR) ambiguityと呼ばれる不定性があることが知られている.この不定性は,Lambert表面の輝度が法線ベクトルと光源についての双線形関数で表現されることに起因している.本研究の基本的な着想は,近接点光源のもたらす非線形な現象を利用して双線形性に起因する不定性を解決することである.本研究では,まず,平行光線を利用した未較正照度差ステレオによりGBR不定性を持つ物体形状が推定されていると仮定して,未知の点光源下で観察される陰影を説明できる物体形状が唯一であることを証明した.特に,GBR変換が距離を保存しないことから,逆二乗則に従う照度の減衰が不定性解決の本質であることを示した.次に,GBR変換の自由度を残して物体形状が与えられているときに,未知の近接点光源下における陰領域の境界と拡散反射の輝度分布を手掛かりにして,未知のGBR変換のパラメタを推定できることを示した.

Close to the light source, the direction of the light source on the surface of the object changes, and the illumination decreases, and the non-linear phenomenon arises. This research topic is: (1) Non-linearity and avoidance (2) Non-linearity and active utilization (2) Non-linearity and diversity (3) Research and implementation (4). In particular, this year, the latter is the center, the illumination difference is the center of the study. The illumination difference is different, the viewpoint and the posture of the object are fixed, the illumination conditions are different, the image of the object is different, the normal line of the object surface is different, and the shape of the object is estimated. The classical illumination difference is different from the direction of the light source. In recent years, the illumination difference is different from the direction of the light source. The shape of the object is Generalized Bas-Relief (GBR) ambiguity and uncertainty. The uncertainty is that the luminance of Lambert's surface is normal to the light source and the bilinear relationship is expressed in terms of the cause. The basic purpose of this study is to solve the uncertainty caused by the nonlinear phenomenon of point light source. In this study, the use of parallel light is not correct illumination difference, GBR uncertainty, object shape estimation, unknown point light source, observation, shadow explanation, object shape uniqueness, proof, etc. In particular,GBR transformation distance preservation, inverse two rules, illumination attenuation, uncertainty solution essence. Second, the degree of freedom of GBR transformation is not determined by the shape of the object, but by the boundary of the shadow field and the luminance distribution of the scattered reflection under the unknown close point light source.

项目成果

近接点光源は未較正照度差ステレオにおける形状復元の不定性を解決するか?

近点源能否解决未校准光度立体中形状重建的不确定性？

• 发表时间: 2007
• 期刊: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2007)論文集
• 作者: 岡部孝弘;佐藤洋一
• 通讯作者: 佐藤洋一