物体表面の3次元形状と反射特性の解析および推定に関する研究

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1.簡易なセットアップによる3次元モデル生成の実現商用のフラッシュ付きのカメラを,対象物体の周りで自由に動かしながら撮影した画像列から,物体の3次元形状および,その反射率を推定し,3次元モデルを生成することができた.従来取り扱うことが難しかった鏡面反射を持つ物体を,色情報を用いて解析することによって,鏡面反射成分のみを除去し,安定に3次元モデルを推定することが可能となった.また,対象物体を中心としてドーム状に取り囲むような方向から撮影した画像列を入力とし,物体の表裏などオクルージョンが非常に多く発生するような問題に対して,基準とする視点からの制約を加えることで,各視点での推定の安定化をおこなった.さらに,それぞれの視点で推定された3次元点群を,同時に推定された法線情報を用いてより正確な位置が定まるように統合することで,完全な3次元形状を推定することができた.2.反射特性やカメラの特性によらない法線推定手法の提案法線を推定する手法として最もよく利用される照度差ステレオは,対象物体の反射特性がLambertianモデルに従っていることを前提とし,取得された画像から反射光の物理法則に基づいて解析をおこない,法線を推定する手法であるが,本手法では,Lambertianモデルなどのパラメトリックな反射モデルを仮定することなく,また,入力画像がカメラの非線形なレスポンス関数によって物理法則を満たさなくなる場合であっても,法線をロバストに推定することができる手法を提案した.本手法は物体の反射について,単調増加性,可視性,等方性の非常に基本的な3つの性質のみを仮定している.それぞれの性質から法線の解空間を限定する不等式を導き,それらの共通部分をとることで法線を求めている.本手法を用いることで,従来法では難しい条件下でも安定に法線を求めることができている.