光の散乱解析に基づく画像の鮮明化

基于光散射分析的图像锐化

基本信息

批准号：
13J06215
负责人：
井下智加
金额：
$ 1.28万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で目指すのは，実環境中において光が散乱することにより視認性が低下してしまう現象に対し，散乱光のふるまいに基づいた画像の鮮明化を実現することである。最終年度となる本年度では散乱光のモデルに基づく画像の鮮明化とその応用について研究を行った。1. 散乱光のモデルに基づく画像の鮮明化初年度において光学的に濃い媒体において観測される散乱光は入射光の方向に関わらず同じ強度であり，各位置において等方的に広がるという特徴が得られた。この事実から媒体境界面における光の散乱の効果が画像のぼけモデルで表せることが明らかとなった。そのため，既存の画像のぼけ除去を適用することで散乱光の影響を取り除いた鮮明化画像を得ることができる。2. 画像の鮮明化の応用散乱光が生じるシーンに対する画像の鮮明化の応用として，半透明物体における照度差ステレオ法に着目し，散乱光による形状推定誤差の軽減を目指した。古典的な照度差ステレオ法は拡散反射を起こす物体に対してその面の向きを推定する手法として提案されたが，半透明物体においては散乱光による推定誤差が存在する。それに対して本手法を適用することで散乱光の影響を抑制し，散乱光による形状推定誤差を小さくすることを実現した。我々の身の回りには人肌や食物，大理石やプラスチックなど散乱光を生じる半透明物体が数多く存在しており，それらに対する形状推定の実現は物体の形状を扱う技術(製品の外観検査，コンピュータグラフィックスに用いる形状モデルの取得，ロボットの自動制御等)において非常に重要である。

这项研究的目标是根据散射光的行为来提高图像的清晰度，以应对现实环境中因光散射而导致能见度降低的现象。今年，也就是最后一年，我们基于散射光模型进行了图像锐化及其应用的研究。 1.基于散射光模型的图像锐化在第一年中，在光密介质中观察到的散射光无论入射光的方向如何都具有相同的强度，并且通过在每个位置处各向同性地传播来获得特征。。这一事实清楚地表明，介质界面处的光散射效应可以通过图像模糊模型来表达。因此，通过应用现有的图像去模糊技术，可以获得消除散射光影响的锐化图像。 2.图像锐化的应用作为图像锐化在发生散射光的场景中的应用，我们重点关注半透明物体的光度立体方法，旨在减少散射光引起的形状估计误差。经典的光度立体方法被提出作为估计引起漫反射的物体的表面方向的方法，但是对于半透明物体，由于散射光而存在估计误差。相比之下，通过应用这种方法，我们能够抑制散射光的影响并减少散射光引起的形状估计误差。我们周围有很多产生散射光的半透明物体，例如人体皮肤、食物、大理石、塑料等，而实现这些物体的形状估计需要处理物体形状的技术（产品外观检测、计算机图形学等） .).这对于获得用于应用、机器人自动控制等的几何模型非常重要）。