時間的な光の応答に基づく画像の鮮明化と測距の同時実現

基于时间光响应的同步图像锐化和距离测量

基本信息

批准号：
17H06865
负责人：
田中賢一郎
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

霧や煙霧，濁った水中などにおける物体の見えは，光が様々な方向に散乱する影響により，不鮮明となってしまう．この問題は，自動運転車やロボットなどが正しく３次元空間を認識するための大きな妨げとなっている．本研究では，Time-of-Flightカメラを用いて散乱光の時間的な応答を計測することで，鮮明な物体の見えと，物体までの正しい距離を同時に復元しようという新しい試みに挑戦した．本研究では，霧などの散乱体の時間的な応答を計測するためのシステムの作成・および撮影されたデータを処理するアルゴリズムの設計という，ハードウェア・ソフトウェア双方からのアプローチが必要である．本年度では，まず，時間的な光の応答を計測するため，照射する時間的な強度変調光を自由にコントロールできるTime-of-Flightシステムを，カメラに備え付けの光源をバイパスし強度変調周波数の一部をコントロール可能な光源に付け替える改造を施すことによって，作成した．次に，Time-of-Flight計測を複素平面上で解釈することで，霧の影響がどのように発生するのかを分かりやすくモデル化し，複数の計測から，霧の影響を一意に特定し除去するアルゴリズムを開発・実装した．実際に，霧を発生させた環境を撮影することで，霧の影響が除去できていることを確認した．本研究成果は，情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会にて論文発表した．

雾、烟、浑水中等物体的可见度因各方向光散射的影响而变得不清晰。这个问题是自动驾驶汽车和机器人正确识别三维空间的主要障碍。在这项研究中，我们尝试了一种新的尝试，通过使用飞行时间相机测量散射光的时间响应，同时恢复物体的清晰视图和到物体的正确距离。这项研究需要硬件和软件的方法：创建一个系统来测量雾等散射体的时间响应，并设计一种算法来处理捕获的数据。今年，为了测量光的时间响应，我们将首先开发一种飞行时间系统，可以自由控制照射的时间强度调制光，绕过相机中安装的光源并调整强度它是通过用可控光源替换该部件而创建的。接下来，通过解释复杂平面上的飞行时间测量，我们可以轻松地模拟雾效应如何发生，并从多个测量中独特地识别和消除雾效应。通过实际拍摄产生雾的环境，我们确认可以消除雾的影响。这项研究的结果以论文的形式提交给日本信息处理学会计算机视觉和图像媒体研究小组。