パンチルトカメラを用いてリアルタイムに移動物体を追跡するシステムにおいて, フレーム間差分法を用いて移動物体を追跡するとき, 複数の移動物体のうちの, 特定の1個のみを追跡することを試みた. フレーム間差から対象の移動方向と移動速度を求めて後続のフレーム内の位置を予測し, 前後のフレームで対応付けして追跡する.移動物体が2個であるような単純な実験環境では, その一方のみを画面のほぼ中央付近に捉え続けることができた.

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近年, 人と共生するロボットが注目を集めている. 人と共生するロボットには障害物検出システムが必要不可欠である. 多くのロボットは超音波センサやステレオ視を用いて障害物検出を行っているが, 単一のセンサではあらゆる状況での障害物検出は困難である. そこで本論文では, 超音波センサから得られる距離情報と全方位カメラから得られる画像情報を統合した障害物検出システムを提案する. 画像情報からの障害物検出には固有空間法を用い, 固有空間上での固有平面と入力データの距離を求め, 閾値処理を行うことで障害物の有無を判別する. 提案した障害物検出システムに対して実験を行った結果, 単体でセンサを動作させた場合に比べ高い障害物検出率を示すことを確認した.

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移動ロボットがオフィスや廊下など既存の環境において経路探索を行う場合、環境を仮想的にメッシュ状に区切ったマップを用いる事で、簡単な経路探索の問題に落す事ができる。しかし、環境内には椅子や箱など時間の経過とともに移動する障害物が存在するため、このような障害物が仮想的なマップ中のどのメッシュに存在するかを正確に推定し、マップを更新する必要がある。そこで、障害物までの距離を求めるために障害物が存在する領域を抽出した場所で、全方位カメラを上下させて高さの異なる全方位画像を2枚取得し、全方位ステレオ視を行い、それにより検出した障害物情報を仮想的なマップに更新する。また全方位ステレオ視による距離精度を確かめるための実験を行った。

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従来,ロボットビジョンに関する研究は,ビデオカメラなどから得られる2次元情報を用いたものがほとんどであった.しかしながら,2次元情報より3次元情報を用いた方が人間の視覚に近く,より正確な実環境の認識が可能であると考えられる.当研究室ではリアルタイムで3次元情報を取得可能な3次元計測装置を開発した.本装置は,ロボットの視覚として十分利用可能である.しかしながら,現段階では,安全面・重量面において問題があるため,実際に視覚センサとして用いるまでには至っていない.そこで,我々が開発したリアルタイム3次元計測装置システムを,移動ロボットの視覚として応用することを想定したシミュレータの開発について述べる.

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An approach to improve the degree of automation in making digital motion picture is to combine Artificial Intelligence (AI) within the integrated design environment [1-2]. This paper implements a prototype of rule-based reasoning architecture which accommodates cinematic knowledge, goals and actions to endow movie making with high degree of automation from verbal screenplay input. It was written in CLIPS language.

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本論文は, 特定人物への追従を行う空中ロボットシステムの構築を将来の目標とした, 室内における小型飛行船を用いた移動物体追従システムの開発について述べる. 視覚機能を持つ空中ロボットが, 上空から特定人物を認識し, その行動に追従することができれば, セキュリティやアミューズメント, 行動解析など様々な面での応用が期待できる. 本システムは飛行船の下部に小型・軽量のCCDカメラを搭載して, 得られる画像情報より移動物体の抽出及び飛行船の姿勢情報を取得し, 制御を行う. 本件では画像情報を利用した追従に有効な飛行船の設計と, その飛行船に搭載したCCDカメラから得られる画像情報による情報取得のアルゴリズムについて述べ, 本システムを用いた定置制御実験, 移動物体への追従制御実験の結果より提案法の有効性を示す。

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3D物体の形状を多数の2D画像から復元する方法として, 弱透視カメラモデルとムーア・ペンローズ(MP)一般逆行列を利用するものがある. この方法に対して, 本報告は次の2点を改良した反復的な形状復元法を提案し, その有効性を数値実験により明らかにしている. 第1の改良点では, 用いる線形カメラモデルと実際の透視カメラとの差異を補正するために, 復元誤差の重み付けと無相関化を実行できる一連の一般逆行列を構成して用いる. 第2に, 最小平均2乗誤差を与える線形カメラモデルを提案し利用する. 本提案法は, MP逆行列による復元から始め, 再帰的に重み付け用の行列とカメラモデルを修正して, 収束するまで反復する.

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本研究では交通流計測を目的としている。道路上における車両の動きは殆どが一次元運動であると考えられる。従って一次元運動をする物体の撮影に適しているスリットカメラを本研究では使用する。単一カメラによる背景差分を用いた車両認識では、影も車両として認識してしまう可能性がある。そこで2台のスリットカメラをステレオに設定する事によってステレオ画像を得る。そしてステレオマッチングにより高さが測定できるため、高さが0である影は路面であると認識できる。さらに求められた車両の二次元断面形状から三次元形状を構成できる。本研究では目視による特徴点検出と差分マッチングにより三次元断面形状を得ることができた。

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本報では、CCDカメラとデジタルプロジェクタを用いて、安価で簡単に使用できる3次元計測装置の開発を目指した。このような装置では従来、カメラとプロジェクタを固定し、その位置関係をキャリブレーションによって、あらかじめ明らかにしておく必要があった。しかし、計測環境によっては、カメラとプロジェクタを固定して設置しておくの現実的ではなく、利便性に欠ける場面が多々ある。そこで、カメラとプロジェクタの位置を固定せずに、計測時に計測環境に応じて適切に設置し、簡単にキャリブレーションできる手法を提案する。また、実機による実験を行い、精度や安定性の評価を行ったところ、本手法が十分に実用的であることが確認できた。

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本論文では、傾斜光投影法に基づくリアルタイム3次元計測装置の開発について述べる。従来の傾斜光投影法に基づく3次元計測システムでは、システムを構成するプロジェクターやカメラの入出力特性が十分に考慮されておらず、測定精度などの面で、問題があった。そこで、本論文では、レンズの歪み、シェーディング歪みなどを考慮した補正を行い処理時間を増やすことなく精度・安定性の向上を目指した。

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本論文では, モーションキャプチャによって得られた異なる動作の3次元データをつなぎ合わせる手法とその応用法を提案する. モーションキャプチャは, 人の動作を扱うさまざまな分野で利用されている技術である. モーションキャプチャで得られたデータはさまざまな分野への応用が可能であるが, 通常は各動作ごとに復元を行うため, 各動作の3次元復元データは不連続になる. そこで各動作のつなぎ合わせを行う必要がある. モーションキャプチャには因子分解法を用いるため, ビデオカメラのキャリブレーション, 時間軸方向のモーションのつなぎ合わせは共に不要である. またどのような形状の物体であっても画像上で特徴点の座標を得ることができれば復元可能である. 本論文では, 異なる動作をつなぎ合わせる際に, 3次元復元データの回転や平行移動を行い相対位置の調整を行う. また境界フレーム間では補間処理を行うことで自然な動作の流れを保つことが可能となる. あらかじめ複数の動作カットの3次元復元データを用意すれば, それらをつなぎ合わせることでさまざまな動作シーンを生成することが可能となる.

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個人を認証する手法として、手書き図形の円を用いた筆者認識の手法について提案する。円は、文字などと同様に手書きの際に個人間での筆跡特徴が大きく分かれる図形である。また、円はサイン・文章中などにも多く存在し、多様性があると考えられる。本研究では、円での個人認識に特化し、形状特徴を表すパラメータを用いて、より簡単な識別アルゴリズムについて研究した。

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バイオメトリクスの一つである筆跡を用いた個人認証の一実現手段として、偽筆によるなりすましを防ぐため、照合のたびに異なるテキストを提示するテキスト提示型のチャレンジ・レスポンス手順を提案する。ここで隠れマルコフモデルを用いることにより、テキストが正しいかを判定するテキスト照合と、筆者が正しいかを判定する筆者照合とを同一の手法で行っている点が特徴となる。本報告では、筆跡の特徴パラメータの抽出アルゴリズムとともに、シミュレーションによる照合精度の結果について述べる。

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現在, カーナビゲーションシステム(以下, カーナビ)の表示では, 案内時における実際の風景との対応付けを容易にするために, 三次元コンピュータグラフィックス(3D-CG)で表示する方式が一般化している. しかし, 実際の景色とあまりに違い, 瞬時の目視によって同一の場所と認識, 理解することは極めて困難である. そこで, 筆者らはカメラから取り込んだ実写画像を利用し, リアルタイム画像処理で道路幾何情報を抽出やCG化をし, 瞬時の視認性の高いドライバーズビュー表示のシステムの開発を進めている. 現在の代表的な3D-CGのみの表示に較べ実写画像とCGの合成によるカーナビ表示がユーザにとって視認性が高いことをシミュレーションを用いた心理実験を用いて検証するとともに, 実写画像からの道路機過情報抽出についても検討する.

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整形外科の治療において, 骨を人工物で置き換える手術が多く行われている. これらは術前に力学的な安全性を明らかにしておくことが求められる. 本研究においてはDICOM データ形式のCT画像を用い計算機上に人工股関節と骨組織の仮想空間を構築しシミュレーション解析を行うことで人工関節における固定法の評価を行った. 接触面積と応力分布の安定性の相関を検証するために, 人工関節モデルを展開し三次元形状に置き換えた数理モデルの解析を行った. その結果, 金属と皮質骨のような硬い材料の接触においては面積の増加にともない安定性が減少することが明らかになった. このことから理想的な人工関節設置方法は固定部位の限定であることが示唆された.

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3次元CGアニメーションによる、近景を対象とした現実感の高い降雨現象の効率的な表現手法を提案する。提案手法では、視点の移動、視軸のパン、ティルトを伴う雨粒の落下軌跡を比較的小さい計算コストで表現可能である。具体的には、(1)雨粒の存在領域を視点近傍のバウンディングボックスとし、雨粒軌跡を3次元でスクロールする手法、(2)視点移動、視軸回転で発生する、雨粒の見かけ上の移動を考慮可能な手法により、現実感の高い降雨表現を実現した。提案手法による視軸のパン、ティルトを伴うアニメーションを作成し、提案手法の有用性を確認した。

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コンピュータビジョンは2次元となってしまった画像情報から元の3次元世界の情報を復元する必要があり、原理的に難しい問題であるが、その問題を解決する方法として、複数のカメラから得られた情報を統合するアプローチが考えられている。多視点の画像処理の大きな問題点は、多数のカメラから得られる膨大な処理をどのように効率的に処理するかという点にある。本論文では、複数のカメラから得られた情報(多視点画像)を実時間で解析するために開発したPCクラスタ(多数のPC、カメラを高速ネットワークで接続したシステム)について紹介する。

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本稿では、我々が開発してきた手および人物の動作認識手法についてまとめる。対象物体の構造(形状)を表す画素値分布特徴を利用した物体検出モデルでは、多数のサンプル画像から距離マップを計算し、対象物体の見え方モデルを構成した。本手法により、画像内の対象物体の位置を検出することで、色・テクスチャ情報を含む追跡モデルを得ることができる。これらの手法と多視点追跡システムを組み合わせることで対象物体の3次元運動をを効率的に追跡することが可能となる。さらに任意物体の見え方モデルを動的に生成し、人物の動作認識や手と物体のインタラクションを検出する手法を示した。

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視点を自由に移動させて遠隔地の3次元空間を見ることのできる自由視点テレビFTV(Free Viewpoint Television)について、その構成法と要素技術を説明すると共に、リアルタイム実験について述べる。

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本稿では、ネットワークベースのディジタルデータであるオーディオ、ビデオ及びその融合であるマルチメディアの品質評価について、国連傘下の電気通信諮問委員会及び関連した団体である国際電気標準会議やビデオ品質専門化グループにおける最近の活動を報告する。オーディオについてはより低品質へのシフト、ビデオについてはモニタリングの応用を視野に入れた活動、マルチメディアについては、最近のインタネットプロトコルベースの新しいメディアを対象とした品質評価活動である。

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電気通信諮問委員会に反映されるVQEG Phase 2の活動に直接参加し、ビデオ品質主観評価を独自に実施した結果と、3つの独立機関の結果を基に, 基本統計量(平均と標準偏差)等に基づいて主観評価値を総合的に比較検討した。また, その提示方法も提案した。主観評価結果より、525@60Hzの映像においては、映像の内容に依存し、明らかに評価映像が悪いと判断される映像と、劣化してもあまり気にならない映像の種類に分類できることが示された。また、評定者個々の特徴として、視力、看視位置、年齢、性別、主観評価機関による影響、主観表価値の正規化についても検討を行った。

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ビデオ送受信系末端間での客観的なビデオ品質評価法の開発を客観評価モデルは,過去の知見すなわちオリジナルビデオ(SRC)と処理済ビデオ(HRC)対とそれに対応した既知の主観評価値をモデルの教師データとする数学モデルで,モデルパラメータを,ある意味で最適に決定しようとする客観評価モデルについて述べている。具体的にこれを実行するために,既知のDMOSとともにSRC-HRC対を非圧縮ビットマップフレームの時間系列として用意し利用した。なお,客観評価モデル開発後に評価対象とする未知ビデオ対およびそのDMOSの推定に適用することを念頭に,可能な限り一般化した。

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IP電話の総合通話品質評価技術に関する標準化動向を概観し, 標準化技術の問題点を考察した結果に基づき, これを解決する新たな評価技術を提案する.

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In this paper, we investigate objective video quality assessment technologies. Since the subjective test is expensive and cannot be done in real time, there has been a great interest in developing objective methods for video quality measurement. Generally, when there are a large number of parameters in an objective model for video quality measurement, the model can provide a high performance for the training data. However, when the model is applied to new test videos, it may not provide satisfactory performance. In this paper, we investigate several objective models for video quality measurement with various numbers of parameters and analyze their performances.

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