符号化開口を用いたプロジェクタカメラシステムによるぼけを利用した三次元計測手法

堀田 祐樹  小野 智司  川崎 洋  木村 誠  高根 靖雄  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J96-D   No.8   pp.1823-1833
発行日: 2013/08/01
Online ISSN: 1881-0225
Print ISSN: 1880-4535
論文種別: 特集論文 (画像の認識・理解論文特集)
専門分野: 光学的解析・画質改善
キーワード: 
アクティブ三次元計測,  構造化光,  符号化開口,  Depth from Defocus,  

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あらまし: 
本研究は,プロジェクタの投影光学系に符号化開口を装着することで生成する構造化光を利用し,広い奥行範囲における三次元計測を実現する試みである.近年の一般的なパターン投影に基づく三次元計測法は三角測量に基づいており,投影パターンと観測画像の間の対応関係の推定によって三次元座標を獲得しているため,投影パターンを精度良く観測する必要がある.つまりカメラと投影パターンの双方が計測対象上で合焦していることが陰なる前提条件となっているが,プロジェクタは一般的に被写界深度が浅いため,計測の奥行範囲には制約が存在する.この制約は,被写界深度の深いパターン投影法(レーザスリット光など)を利用すれば解決可能であるが,そのためには特殊な光源やレンズ設計が必要である.本研究では一般的な光源とレンズを用い,投影パターンのぼけを利用したDepth from Defocus(DfD)によるアプローチを提案する.プロジェクタの被写界深度の浅さはぼけの大きな変化を生むため,本手法では逆に利点となる.本研究では投影パターンに符号化開口を用いることで,既存の類似DfD手法よりも曖昧さの少ない復元手法を実現した.