三次元物体の形状類似検索

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、産業や医療など、様々な分野で利用されている三次元物体データを、その形状を手掛かりに検索を行う、三次元物体の形状類似検索技術を開発することである。本年度は、これまでの研究をふまえ、さらなる検索性能の向上ため、新しい三次元物体の特徴量Dense Voxel Spectrum Descriptor(DVD)とLocal Feature Correlation Descriptor(LCoD)を考案した。DVDは、三次元物体の形状を離散的に表したボクセル表現を複数のセルに重複分割し、分割したセルごとに計算したフーリエスペクトルを並べたものを特徴量とする。ボクセル表現全体ではなく、分割したセルごとにフーリエスペクトルを計算することで、三次元空間のどこにどのような形状があるかを捉える。DVDは、特に、機械部品によるデータセットEngineering Shape Benchmarkで、優れた検索性能となった。一方、LCoDは、形状の凹凸をグレースケールで表したDepth Buffer画像を複数の視点からレンダリングし、各Depth Buffer画像ごとに計算した局所特徴量の相関を並べたものを特徴量とする。Depth Buffer画像から抽出した局所特徴量の相関を特徴量とすることで、形状の凹凸変化の傾向を捉える。LCoDは、Princeton Shape Benchmarkのような、様々な形状の三次元物体が含まれるデータセットにおいて、優れた検索性能となった。また、特徴量の考案だけでなく、三次元物体データセットの作成も行った。これまでの三次元物体データセットの多くは1,000個程度の三次元物体からなる小規模なものであった。そこで、10,000個の三次元物体からなる大規模なデータセットToyohashi Shape Benchmark(TSB)を作成し、国際学会にて発表した。TSBは、今後の三次元物体に関する研究に対して、大きな貢献となると考える。この他、データ解析において悪影響を与える、データセット全体の傾向から逸脱したデータを検出する技術Local Kernel Density Outlier Factorや、データ分布の局所的な構造を重視し、高次元空間の距離で表される計量情報を保存するように低次元空間に射影する局所計量保存射影を考案した。