画像解析技術と形態生成モデルの結合による植物の三次元計測に関する基礎的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

まず、CCDカメラで植物体の画像データをコンピュータに取り込み、保存するシステムを構築した。ハードウエアとして、CCDカメラ、画像処理ボード、画像解析用コンピュータ、画像データ記録装置、照明装置、植物体を載せるターンテーブルを用いた。開発したシステムによって植物体の多方向からの画像を取り込み、保存することが可能になった。また、本システムによって26万画素データ192枚の多量の画像情報を同時に扱うことができるようになった。次に、多方向からの植物体の側面画像をもとに三次元画像を再構築するアルゴリズムを開発した。単純逆投影法を改良した方法によって各層の断層像を得、それらを積み上げて三次元の画像に再構築した。ただし、簡単のために側面画像は平行光線による投影画像と仮定した。アルゴリズムの有効性を確かめるために、コンピュータ上の仮想空間にランダムに配置された直線と円の180の方向からの投影画像を求め、その画像から元の図形を復元した。領域の大きさに対して個々の図形の大きさが十分に小さければ、視線方向の画像領域の遮蔽率が約60〜70%以下の場合に画像の復元が可能であった。さらに、植物の3次元画像を生成するプログラムを作成し、ボクセル空間に生成されたモデル植物に上記のアルゴリズムを適用し、側面画像から植物の三次元情報を復元できることも確かめた。計算速度向上のために、観測方向を1度刻みから、10度刻みに減らしても、もとの画像を再構成できた。以上より、可視光CTでは植物の相互遮蔽によって情報が失われるが、比較的小さな葉が過度の集中なく分布している場合には、この方法によって三次元画像に復元できることが示唆された。実際に植物体の画像を画像取り込みシステムによって記録したが、三次元画像に復元するには、カメラのレンズ補正と中心投影画像からの画像復元アルゴリズムの開発が課題として残された。