Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

画像処理 / 画像合成 / クロマキー / 立体画像 / コンピュータビジョン / 3次元計測 / バーチャル・リアリティ / ステレオカメラ

1.ストライプ状背景を用いた撮影画像からの対象抽出:スタジオ内で撮影された人物などの画像と別途撮影された画像を合成するために必要な、画像からの対象抽出手法を構築した。背景色と同一色の対象を抽出することが不可能であるという従来のクロマキーの問題点を解決するため、2色から成るストライプ状背景を用いて任意色対象の抽出を行った。
2.輪郭抽出処理の高精度化:ストライプ状背景を用いた対象抽出処理で得られる抽出結果をさらに高精度化するために、同結果を初期輪郭として動的輪郭モデル(Snakes)を適用する処理手順を構築した。
3.市松模様の背景を用いた撮影画像からの対象抽出:ストライプ状背景は水平方向のみにエッジが存在するという方向性を有する。従って抽出対象のエッジがこのエッジと平行な場合は両エッジは交差せず、輪郭情報を得ることができない。そこで背景の垂直方向にもエッジを持たせるように市松模様の背景とする方式を提案し、これにより任意の方向の輪郭を抽出することを可能とした。
4.対象抽出・画像合成の改善:異なる2枚の画像を合成する際に綺麗な合成画像を得るためには、対象抽出の輪郭および合成境界部分において、前景画像と背景画像の色合いがどの程度混ぜ合わさっているかを表す指標であるα値の推定が重要である。そこで、より高精度にα値を推定する手法を構築した。
5.画像合成のための幾何学的関係推定:背景と人物の位置や大きさの関係を考慮せずに画像合成を行うと、不自然な画像となってしまう。そこで、ステレオカメラを用いて対象の3次元計測を行うことにより、合成時の前景となる対象の位置情報や幾何学的情報を取得する手法について検討した。
6.立体画像合成実験:提案した画像抽出・合成手法による立体画像合成実験を多数の被写体に対して行うことにより、提案手法の有効性を確認した。

経路認知 / シミュレーション / 模型空間 / CG / 画像合成 / 街路空間 / バーチャルリアリティ / CG画像 / リアルタイム / 画像合成装置

本研究は、ヘッドマウントディスプレイを用いた視環境シミュレータに、CGによって作成された、人、自動車などの動的な要素を付加して表示するシステムを開発し、これを用いた経路認知(記憶と再認、および雰囲気の違いの評価)についてのシミュレーション実験を行い、これを従来の固定的環境要素のみによる実験結果と比較することによって、動的な付加的要素の効果を明らかにすることを目的として行われた。
まず、CG画像を用いて、街路の動的環境要素としての歩行者の流れや滞留が経路の記憶、再認に及ぼす影響に関する実験を行った。その結果、多くの人が人の流れや滞留を経路記憶の手がかりとしていること、したがってそれらが変化することによって迷いが生じること、さらに滞留する人々の存在によってその場所の意味付けが強化され記憶されやすいことなどを明らかにした。
次に、より現実感のあるシミュレーション空間を作成するため、人や車などの動的環境要素をコンピュータグラフィックスで生成し、模型空間の画像と合成する新しいシミュレーションシステムを開発した。そして、動的環境要素が街路空間の雰囲気に及ぼす影響について実験を行った結果、本装置のある程度の有効性が確認された。
本研究で開発したシミュレータシステムは、先に述べた場所の雰囲気に関する実験のみならず、経路探索や緊急時の避難行動、あるいは街路や室内の快適性評価など、これまでに人や車などの動的な環境要素が存在しない設定のもとで行われてきた様々なシミュレーション実験に応用できるものと期待される。

バーチャルリアリティ / ヒューマンインタフェース / 没入型ディスプレイ / 臨場感通信 / 高速ネットワーク / ビデオアバタ / 画像合成 / 実映像コミュニケーション

本研究では、複数の多面ディスプレイをネットワークで接続し、実映像世界を共有したコミュニケーション技術を確立することを目的としている。本年度は、まず実験環境の構築として、東京大学インテリジェント・モデリング・ラボラトリーに設置されている5面ディスプレイCABINと学内の70インチの1面スクリーンのディスプレイ間をネットワークで接続した実映像共有環境の構築を行った。次に、このネットワーク環境の中で実映像コミュニケーションを行うための人物像の投影技術として、利用者の姿をビデオカメラで撮影し、ネットワークを経由して転送し、相手側のスクリーンに映像として合成するビデオアバタ手法の開発を行った。この方法では、あらかじめ撮影しておいた背景映像との差分によって、撮影映像から人物像だけを切り出して用いること、複数台のカメラを設置し相手の視線方向に応じて最も近いカメラを選択して用いる等の方法を取っていることが特徴である。この方法を用いたコミュニケーション支援技術の評価として、指さし等の指示動作実験を行った結果、15cm程度の誤差で相手に指示位置の情報を伝達できることがわかった。また実映像世界の共有に関する研究としては、東京大学のCABINと郵政省通信総合研究所に存在する3面ディスプレイ間のATMネットワークの通信回線を利用し、東京大学側で撮影あるいは再生された多面対応のビデオ映像をそれぞれのディスプレイで表示することで、映像空間を共有する実験を行った。また人物像の投影技術に関する応用としては、東京大学と通信総合研究所の多面ディスプレイ間でビデオアバタを用いたコミュニケーション実験を行った。今後の研究としては、ビデオカメラで撮影された実映像世界の中に利用者のビデオアバタ映像を合成することで、実映像を基本としたコミュニケーション手法を確立することが課題である。

【研究分担者】
山下淳	静岡大学	工学部	助手	(Kakenデータベース)
新井民夫	東京大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
三浦憲二郎	静岡大学	創造科学技術大学院	教授	(Kakenデータベース)
奥平雅士	武蔵工業大学	環境情報学部	教授	(Kakenデータベース)