Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

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

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。

3次元画像処理 / コンピュータ・グラフィックス / コンピューテッド・トモグラフィ / 光学的情報処理 / エキスパート・システム / 三次元画像 / 三次元イメージング / X線CT / ボリュームレンダリング / コンピュ-タ・グラフィックス / コンピュ-テッド・トモグラフィ / エキスパ-ト・システム

本研究では、コーンビーム投影を用いた3次元CTに関して実験的に検討し、また3次元ボリュームデータを高速に表示するシステムの試作を行った。従来の順次断層像を撮影する2次元CTに対し、コーンビームCTは一回転のスキャンでデータ収集が可能な本格的な3次元CTである。ここでは実用化に向けた諸問題を検討し、ファントムおよび生体を用いた実験を行うことでその能力を明らかにした。その結果、拡大撮影を用いることで従来のCTでは不可能であった構造の非常に細かい骨の構造の画像化に成功した。
またコーンビームCTを用いた心臓血管の3次元イメージング法に関して検討し、シミュレーテッド・アニーリングのアルゴリズムを用いることで、少ない投影方向数のデータから血管像を再構成できることを実験により確認した。本手法を用いれば静脈造影により心臓血管のイメージングが可能であり、その意義は大きいと思われる。
そして上記のシステムにより収集した3次元ボリュームデータを視覚化するシステムの開発を行った。これは、3次元空間の各点が値を持つボリュームデータを画像化するための新しい方法である光学モデル法を用いて、3次元データを高速に回転や拡大・縮小しながら観察するシステムである。光学的な処理をを用いたハイブリッド処理系を活用することで小規模なシステムで高速処理が可能となる。本システムは、従来のCTの断層像を表示する際と似たような利用者が自由に調整できるパラメータとして、CT値-光学常数の変換テーブルを持つ。試作したシステムにおいて、実際のX線CTのデータから骨、脳、腫瘍等を表示するための変換テーブルを求め、様々な視点の画像を作成した。これにより、腫瘍や脳等の従来X線CT画像から3次元的に表示することが困難であった境界のあいまいな部位の構造を、変換テーブルを調整することで表示できることを示した。

【研究分担者】
佐藤洋一	東京大学	生産技術研究所	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
山口雅浩	東京工業大学	工学部	助手	(Kakenデータベース)
本田捷夫	東京工業大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)