シーン中の光線解析に基づく画像の鮮明化

基于场景光线分析的图像锐化

基本信息

批准号：
14J06433
负责人：
田中賢一郎
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06433/
关键词：
コンピュテーショナルフォトグラフィ３次元形状復元

项目摘要

申請者が当該年度で実施した研究の大きな成果は，半透明物体が配置されたシーンを適切に理解するために，それらの物体の材質を明らかにしたことである．半透明物体の計測は，霧や水中などの悪条件下での撮影，また，自動ロボットのシーン理解など，様々な応用において重要な基礎技術である．本年度は，特に，物体の時間的な光の応答に基づく半透明物体の材質の分類手法を開発した．光の時間的な応答は，新たなシーン理解の手掛かりであり，コンピュータビジョン分野において革新的なセンシング手法である．本研究では，光の時間的応答を，光の飛行時間から物体までの距離を計測する Time-of-Flight (ToF) カメラを用いて間接的に計測し，シーン中の材質分類に応用した．近年，Kinect に代表される，光の飛行時間から物体までの距離を計測するTime-of-Flight (ToF) カメラが広く使われるようになった．しかしながら，半透明物体では光が物体内部で散乱し平均光路長が長くなるため，計測される距離は，実際よりも長く計測されてしまう．この計測ずれは，物体の材質に関する情報を暗示的に持っているため，材質復元の手掛かりにすることができる．本手法では，ToFカメラの計測ずれが，材質の時間的応答の違いによって異なることを利用して，材質の分類行った．また，このToFカメラの計測ずれが変調周波数と，物体までの距離に応じて様々に変化することを明らかにし，この計測モデルを用いて，計測の情報量を増やし精度を向上させることが出来ることを示した．

申请人今年进行的研究的一个主要成果是澄清了半透明物体的材质，以便正确理解放置这些物体的场景。测量半透明物体是各种应用的重要基础技术，例如在雾或水下等不利条件下进行拍摄，以及自动机器人的场景理解。特别是今年，我们开发了一种根据物体的时间光响应对半透明物体的材料进行分类的方法。光的时间响应是场景理解的新线索，也是计算机视觉领域的创新传感方法。在这项研究中，我们使用飞行时间 (ToF) 相机间接测量光的时间响应，该相机根据光的飞行时间测量到物体的距离，并将其应用于场景中的材质分类。近年来，基于光的飞行时间来测量到物体的距离的 Kinect 等飞行时间 (ToF) 相机已得到广泛使用。然而，对于半透明物体，光在物体内部发生散射，平均光路长度变长，因此测量的距离比实际距离长。这种测量偏差隐含地包含了物体材质的信息，因此可以作为还原材质的线索。该方法利用ToF相机的测量偏差根据材料的时间响应而不同的事实来对材料进行分类。我们还发现，该 ToF 相机的测量偏差会根据调制频率和到物体的距离而变化，并且使用该测量模型，我们可以增加测量中的信息量并提高准确性。