研究紹介

画像研究室研究一覧
屋外環境に適用できる超音波を用いた頭部方向測定システム
本研究は、環境教育において新しい学習評価指標を開発するために超音波を用いた屋外環境で使用することができる頭部方向測定システムを開発する。頭部方向の測定は、図1のように1つのヘルメットに3つの超音波スピーカーを取り付け、各スピーカーの受信時間差から経路差を求め(図2)、水平・垂直の頭部方向を算出する。このシステムを用いて環境教育で新しい評価指標が開発されることで、教育方法の改善や教育プログラムを改善し、対象児童によって効果的な教育を行うことができる。

  1. 中田有哉, 田開寛太郎, 中田崇行, ”注意度推定のための子供の頭部方向測定手法の研究,” 第28回日本環境教育学会, 岩手大学, Sep. 2017.
  2. 中田有哉, 田開寛太郎, 中田崇行, ”屋外における環境教育のための超音波を用いた視線方向推定,” 第12回日本環境教育学会関東支部大会, 学習院大学, Mar. 2018.

デュアルプロジェクタ型裸眼立体ディスプレイ
高精細な映像を出力できるプロジェクタが商品化され,大画面で臨場感のある映像を見ることができるようになってきている.そうしたなか,プロジェクタ型の立体ディスプレイを開発することで,さらに映像の臨場感を高めることができる.専用のメガネを必要としない,プロジェクタ型裸眼立体ディスプレイの研究はすでになされているが、多数の光学機器が必要となるため装置が大きくなってしまう.これに対し,本研究では2台のプロジェクタと2枚のスクリーンのみの光学機器を用いたデュアルプロジェクタ型裸眼立体ディスプレイを開発する.
立体視可能な映像を得るために,2層液晶ディスプレイの光減衰を用いた乗算系更新式による裸眼立体映像最適化手法[参考文献1]を基に,2重プロジェクタ映像の光重畳を用いた加算系更新式による裸眼立体映像の最適化を行う.

[参考文献1]Douglas Lanman, et al. “Content-adaptive parallax barriers: optimizing dual-layer 3D displays using low-rank light field factorization,” ACM Transactions on Graphics, VOL.29, pp.163:1-163:10, 2010.
  1. 黒田雄太,西原功,松田弘成,中田崇行,“二重投影型裸眼立体ディスプレイのための映像最適化,” 電子情報通信学会総合大会, 東京電機大学, Mar. 21, 2018.

カラーカメラを用いた非接触型の嘘の検出
本研究では,被験者にセンサーを装着することが基本であった嘘検出手法に対し,被験者にセンサーを装着せずに嘘を検出する方法を考案する.本研究で使用する機器はRGBカメラであり,被験者の顔を撮影し顔色の変化から嘘を検出することで非接触型の嘘検出を実現する.もし被験者にセンサーなどを装着することなく,嘘を検出することができたら,例えば空港の保安検査場などでのやり取りの際にテロ行為などを意図する怪しい人物をその場で特定でき,事故の防止につながる可能性がある.

  1. 中出 勝雄,松田 弘成,中田 崇行,"人間の肌色解析による嘘の判別," 平成29年度北陸地区学生による研究発表会,金沢工業大学,Mar. 2018.

全天球カメラによる3Dテレイグジスタンスのため視点内挿
インターネットや映像機器の高度化に伴い,VR(バーチャルリアリティ) 技術を用いたサービスが展開されることが予想される.これらの技術を用いたテレイグジスタンスがあり,観光や遠隔医療など様々な分野での応用が期待されている.遠隔地へのステレオ画像の提示方法として,ステレオカメラを用いて,頭部回転に従ってカメラを物理的に回転させる方法があるが,遠隔地であればあるほど通信遅延が発生する。全天球画像を用いることで,利用者の首の動きに対して通信遅延を無視した映像提示ができるが,立体視が出来ない問題がある。複数の全天球カメラから撮影された画像からカメラとカメラの間の画像を画像処理によって補間することで、あらゆる視点におけるステレオ画像をリアルタイムに生成する。

  1. 酒井一樹,松田弘成,中田崇行, "複数台の全天球カメラによる低遅延トラッキング立体視テレイグジスタンス," 平成28年度北陸地区学生による研究発表会,福井高専,Mar. 2017.
  2. 酒井一樹,松田弘成,中田崇行, "全天球カメラによる3Dテレイグジスタンスのための畳み込みニューラルネットワークによる視点内挿," 平成29年度電気関係学会北陸支部連合大会, 富山大学, Sep. 2017.(学生優秀論文発表賞 受賞)
  3. Kazuki Sakai, Hironari Matsuda, Takayuki Nakata. “View Interpolation using Neural Network for Fullsphere 3D Telepresence,”IWAIT2018, Chiang Mai, Thailand, Jan. 7-9, 2018.

非対称振動を用いた仮想力覚デバイスにおける点刺激による接触手法の影響
機械で反力を再現する力覚デバイスに比べて,錯覚からなる仮想力覚提示デバイスの弱点は,力覚量が小さいという点である.本研究では,仮想力覚提示デバイスからの振動をより最適に皮膚へと伝えるために接触手法を改良することで力覚量向上を図った.接触を単純化するため,ピン型の点刺激を用い,その点密度を変更することにより,力覚錯覚の一因であるパチニ小体に最適な提示手法を考察する.

  1. Yusuke Kazashi, Hironari Matsuda, Takayuki Nakata,”Effective Contact Method without Lateral Inhibition in Virtual Force Perception Device,”International Workshop on Advanced Image Technology 2018, Chiang Mai, Thailand, Jan. 2018.
  2. 嘉指裕介,中田崇行,”非対称振動を用いた仮想力覚デバイスにおける点刺激による接触手法の影響,”第22回日本バーチャルリアリティ学会大会, 徳島大学, no.2D2-06, Sep. 2017.
  3. 嘉指裕介,松田弘成,中田崇行,”仮想力覚提示デバイスと皮膚との接触面変化による力覚量向上効果,”平成29年度電気関係学会北陸支部連合大会, 富山大学, Sep. 2017.(学生優秀論文発表賞 受賞)
  4. 嘉指裕介,松田弘成,中田崇行,”仮想力覚提示デバイスの力覚量向上のための振動提示手法の考察,”平成28年度学生による研究発表会, 福井高専, Mar. 2017.

近年,裸眼立体ディスプレイが普及している.裸眼立体視表示は多くの分野で活用されているが,より一般的な活用のためには,大画面における精密な物理的位置あわせを開発する必要がある.そこで,ソフトウェア処理により,様々な物理的状況に対応したディスプレイ上の表示位置の調整を動的に行う手法を提案した.従来研究に対し,特に画像周辺部における映像品質の低下をローカルマッピング手法により改善させている.同時にキャリブレーションにかかる時間も大幅に短縮した.
ディスプレイの更なる大型化のために任意の枚数のレンチキュラを使用する手法を提案する.何枚かのレンチキュラを張り合わせることで,1枚板のレンチキュラを用意できない大型のディスプレイでも裸眼立体視ができることを示す.
レンズシートごとに個体差があり,測定範囲が複数のレンズをまたいでいるとその範囲の調整は正しく行うことができない.そこで境界付近の測定を回避するか,境界付近の測定の影響を小さくすることでこの問題を回避する.
これによって街頭の広告で使われるような大型のディスプレイにも容易に裸眼立体ディスプレイを導入することができる.


配管量自動測定システムの開発 建築で使われる設計図面から配管を抜き出し、その配管の長さや種類、太さなどを自動で認識するシステムである。図面は、図形に特別な情報を持たない描画されただけのものを使用する。 図面と認識結果の例

Log-Polar変換による中心射影に不変な画像認識

カメラ任意位置の カメラ被検索画像任意位置のカメラ画像から登録テンプレートを見つけ出し, その位置姿勢を検出する技術である.

処理前と処理後


スマートフォン用3次元スキャナアプリの開発

人間の鑑賞用として利用を目的とした3次元情報を、スマートフォンだけで簡単に取得することができるアプリケーションである。この3次元情報は特徴点の座標として出力される。

本アプリから得られた3次元情報のモデル図


Kinectを用いた3Dオブジェクト生成アプリの開発

既存の2Dプリンタを用いて3次元情報を持ったオブジェクト生成を行うことを目的としたアプリケーションについての開発である。Kinectを用いて距離情報を取得し、距離情報ごとにRGB情報を出力して3次元情報を持たせる。

作成したアプリでの実行結果


過去の学位論文

企業との共同研究が半分を占めます. 企業側が研究室に依頼することもあれば,こちらから企業に企画を持ちかけて立ち上げることもあります.
平成24年度
  • 修士論文
    • 角ダクト中心線の自動描画および認識手法
    • スマートフォンを利用した3次元スキャナアプリの開発
  • 学士論文
    • Log-Polar変換を用いたアフィン不変な局所特徴量の記述法
    • 周波数解析を用いた布欠陥検知用パラメータ推定
    • 誤差拡散画像の重畳による外観改善QRコードの作成

平成23年度
  • 修士論文
    • 周波数領域上の特徴を利用した図形の姿勢変化検出
    • 画像への重畳によるQRコードの外観改善に関する研究
  • 学士論文
    • 眼鏡式4視差3Dプロジェクターシステムの研究
    • 軽量・広視野角HMDの研究

平成22年度
  • 学士論文
    • 配管量自動測定システムにおける角ダクト認識アルゴリズムの実装(共同研究)
    • 眼鏡式4視差立体プロジェクターシステムの作成
    • 携帯端末を用いた任意視点画像生成・観賞システム

平成21年度
  • 修士論文
    • 二重回転ガラスを用いたCCDカメラの超高精細化(共同研究)
  • 学士論文
    • 周波数領域でのLog-Polar変換を用いた三次元環境でのアフィン変換に不変な認識
    • チューリップ花壇の高付加価値化に関する研究(共同研究)

平成20年度
  • 修士論文
    • CAD中に描かれた配管の自動認識に関する研究(共同研究)
    • 魚眼レンズと円錐鏡を用いた距離計測カメラに関する研究(共同研究)
  • 学士論文
    • 画像処理を用いた布の傷検出の研究(共同研究)

平成19年度
  • 修士論文
    • HD画質の高精細映像のマルチキャスト伝送の研究
    • バーチャル視点映像合成装置のハードウェア化に関する研究
  • 学士論文
    • 二重回転ガラス板による高精細画像実現法の研究(共同研究)
    • 光線画像処理による任意方向の画像作成アルゴリズムの開発
    • 任意方向の立体映像作成法

平成18年度
  • 修士論文
    • バーチャル視点画像の観察装置に関する研究
    • 魚眼レンズと円錐鏡を用いた三次元カメラに関する研究(共同研究)
  • 学士論文
    • バーチャル視点映像合成装置のハードウェア化プログラミング

平成17年度
  • 修士論文
    • 魚眼レンズを用いた任意方向観察システム(共同研究)
  • 学士論文
    • マルチキャスト伝送による画像伝送システム
    • 任意視点合成システムのハードウェア化に関する研究
    • HD画像伝送ソフトウェアの伝送遅延評価

平成16年度
  • 修士論文
    • 魚眼レンズを用いたバーチャル視点映像合成(共同研究)
  • 学士論文
    • 魚眼レンズと鏡を用いた三次元形状取得カメラ
    • 立体情報映像伝送に関する研究