複数光源を用いたモアレシステムと光反射モデルに基づく物体の形状と反射率の決定

長沼　将一  田川　憲男  皆川　明洋  守屋　正  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J88-D2    No.1    pp.66-77
発行日: 2005/01/01
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Print ISSN: 0915-1923
論文種別: 論文
専門分野: 画像認識，コンピュータビジョン
キーワード: 
形状計測,  モアレ解析,  反射モデル,  反射率の分類,  複数光源,  

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あらまし: 
本論文ではモアレ解析と反射モデルに基づく画像からの形状と反射率の決定法を提案する．物体表面はPhongの反射モデルに従うと仮定し，それぞれ異なる反射率をもつ複数の領域から構成されているものとする．また，この各領域は均一な反射率をもち，その領域数は既知とする．提案法ではまず，物体にしまを投影した観測画像を撮像し，モアレ解析を行って絶対しま次数を不定とする相対的な形状を獲得する．次に物体表面に反射モデルを適用し，物体形状と光源方向に基づいて理想画像を生成する．この理想画像と観測画像とを比較し，各画素の輝度値が一致するように絶対しま次数と反射率を決定し，同時に各画素がもつ反射率を分類する．このとき，異なる反射率で同じ輝度値が生成される画素，及び投影じまにより輝度値が低下する画素において反射率に不定性が生じる．本論文ではこの反射率の不定性の特性を明らかにし，相対位置の異なる複数の光源の配置，及び各光源に取り付けた格子への位相シフト法の適用によって，上記不定性の除去を可能とする方法を提案する．実験により，提案法を用いて正確な物体の形状と反射率が決定できることを確認した．