【研究分野】知覚情報処理

【研究領域課題番号】26540088 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コンピュータビジョン / イメージベーストモデリング / コンピュータグラフィックス

【研究成果の概要】

一般ユーザが民生用カメラで撮影した単一画像の理解を目指して，カメラレスポンス関数未知の画像から，光源環境，反射特性，および，形状などのシーンの記述を復元する手法を開発した．具体的には，基底関数の線形結合表現に基づく全方位光源分布とレスポンス関数の同時推定，テクスチャ分布のエントロピー最小化に基づくテクスチャとレスポンス関数の同時推定，および，両者を統合した全方位光源分布とテクスチャとレスポンス関数の同時推定を実現した．また，非線形レスポンス関数が形状復元に与える影響を調べるとともに，可積分条件に基づく形状とレスポンス関数の同時推定を試みた．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】知覚情報処理

【研究領域課題番号】25280057 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コンピュータビジョン / コンピュータグラフィックス / パターン認識 / コンピュテーショナルフォトグラフィ

【研究成果の概要】

本研究では，従来独立に研究されることの多かった明るさ解析と色解析の統一を目指して，任意の空間分布・任意の分光分布を持つ光源環境における物体の見えに関する研究を行った．具体的には，(1)多波長・多方向光源装置の作製，(2)多波長・多方向光源下の画像集合に内在する構造の解明，および，(3)効率的な画像獲得手法の開発に取り組んだ．また，画像の理解・認識・生成に関する応用として，(4)形状・反射率の推定，(5)材質認識，および，(6)照明シミュレーションにも取り組んだ．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】知覚情報処理・知能ロボティクス

【研究領域課題番号】24650077 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コンピュータビジョン / コンピュータグラフィックス / コンピュテーショナルフォトグラフィ

【研究成果の概要】

本研究では，実世界光源の放射強度分布を計測するための画像ベースの手法を開発した．LEDのような大きさの無視できる光源については，拡散反射板を光源の周囲で動かしながら撮影した画像を手掛かりにして，放射強度の角度分布を効率的に計測する手法を提案した．蛍光灯のような一定の大きさを持つ光源については，液晶パネルと拡散反射板からなる装置において，液晶パネルの透過率を動的に制御することで，4次元ライトフィールドを密にかつ効率的に計測する手法を提案した．また，獲得した実世界光源のモデルを用いて，写実的な画像生成や正確な反射率推定を実現した．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】計測・制御工学

【研究領域課題番号】09450164 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カラー画像解析 / 3次元画像処理 / 実光源環境計測 / フィジクスベースビジョン / 複合現実感 / 仮想現実感 / コンピュータビジョン / コンピュータグラフィクス / 三次元画像処理

【研究成果の概要】

画像処理技術にもとづき、仮想現実感システムのために、実在物体の3次元形状および色・艶などの見えのモデルを自動的に生成する手法を前年度に引き続き開発した。
3次元モデルに関しては、従来手法では測定不可能であった透明物体の形状取得法を前年度開発した。透明物体の表面において面素方向に応じて、偏光の特性が変化することを利用し、これの形状を測定する。反射光は特定の入射方向・反射方向の関係が満たされる場合にのみ観測できる。この手法では、ブリュースター角と呼ばれる特異点まわりで、偏光度と角度との関係が一位に定まらない。この問題を解決する為、赤外波の偏光度と可視光のそれを比較しアンビギュイテーの問題を解決した。
色・艶の面では、固有テクスチャー法を前年度開発した。3次元幾何形状をベースに、3次元形状の表面に物体の多数方向からの見えを貼り付ける。さらに、この3次元モデルの表面の座標系でこれらの見えを固有空間法を利用して圧縮し、固有ベクトルとして保存する。これらの固有べクトルから高精細の見えが再現できるというものであった。本年度も引き続き、各種の表面形状、光源状況等の異なる条件下での実験を行い、この手法の有効性を確認した。以上、これらの研究成果を学会誌、国際会議、シンポジウムを通して国内外において広く発表した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】15,600千円 (直接経費: 15,600千円)

【研究分野】情報通信工学

【研究領域課題番号】06555111 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

表情合成 / 感情空間 / 表情認識 / 表情計測 / アクションユニット / テクスチャマッピング / ニューラルネット / リップシンク / コンピュータグラフィックス / 表情分析 / 3次元モデル / モーションキャプチャ / コンピュータビジョン / ヒューマンコンピュータインタラクション / 感性情報処理 / FACS / モデリング / エージェント / 3次元グラフィックス

【研究成果の概要】

まず、本研究では、顔面の動きを3次元的に計測するシステムを構築した。これは、被験者の顔面にマーカーを付与し、これを垂直に配置した2台のカメラで撮影して、各特徴点の動きを3次元座標の移動量として取得するものである。このシステムを利用して、心理学分野で提唱されているFacial Action Coding Systemのアクションユニットの定量化や、発話時の口形状の実測を実施した。また頭部を表現した3次元ワイヤフレームの変形と正面画像のテクスチャマッピングにより、計測した原画像の表情をそのままコンピュータグラフィックスとして再現することを可能にした。次のテーマとして、アクションユニットの組み合わせによって実現される6つの基本表情を作成し、この表情記述パラメータからニューラルネットの恒等写像学習によって3次元の感情空間を獲得した。これは、表情記述パラメータの組み合わせによって記述された感情状態を3次元の空間の1点として表現するもので、感情の認識と合成を同時に実現することができる。この感情空間の評価により、空間内では表情が連続的に記述され、心理学的にも妥当な空間が獲得されていることが明かとなった。次に手がけたテーマは、マーカを添付せずに、表情認識する試みである。これは、目と唇領域に注目し、画像の空間周波数情報が表情変形と相関が高いことに着目して、縦方向と横方向の周波数帯域成分から6つの基本感情を推定するシステムを構築した。このシステムでは目と唇領域を自動的に追跡して、フレーム毎に感情状態の認識結果を実時間で出力することができるようになった。実験結果から人間の主観による認識に近い性能を実現できた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1994 - 1996

【配分額】12,100千円 (直接経費: 12,100千円)