偏光解析透明物体形状计测.ppt

Shape Estimation of Transparent Objects by using Polarization Analyses偏光解析による透明物体の形状計測 宮崎大輔 博士課程３年 池内研究室 目的 透明な物体の３次元形状を計測する 偏光という物理現象を解析する 応用分野 関連研究 関連研究 ３章熱放射光による方法 Journal of Optical Society of America A Vol.19, No.4, pp.687-694, 2002 偏光の定義 光→電磁波→波→振動している 振動方向が偏る→偏光 偏光度＝偏光の度合い 反射 反射光の偏光度と法線 熱放射光 熱を持った物体→熱放射 ドライヤーで加熱した物体→赤外線を発生 熱放射光も電磁波→偏光する 放射 放射光の偏光度と法線 曖昧性除去 熱放射光の偏光度は低い→エラーに弱い 可視光の偏光度で角度を計算 赤外光の偏光度で曖昧性を除去 ３章（熱放射光）?アルゴリズムのまとめ 全ての方向から光を当てて観測 実験装置?可視光 実験装置?赤外光 物体をドライヤーで加熱（30°～40°） 実験結果 実験結果 ４章微分幾何による方法 IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence Vol.26, No.1, pp.73-82, 2004 情報処理学会CVIM論文誌 Vol.44, No.SIG9, pp.86-93, 2003 反射光の偏光度と法線 ２視点 2視点からの偏光データを物体表面上の同一点で比較して曖昧性除去 →対応点探索が必要 領域分割 ガウス写像 放物的曲線 定理：折り返し線=放物的曲線 放物的曲線=ガウス曲率が0の曲線 ?折り返し線=幾何学的不変量（対応点として妥当） 証明 対応点の定義 対応点＝折り返し線∩大円 対応点＝偏光度最小(s.t.法線//回転方向) 形状を知ることなく偏光度から対応点が求まる 偏光度の微分 ４章（微分幾何）?アルゴリズムのまとめ シミュレーション結果 実験結果 実験結果 実験結果 実験結果 ５章偏光レイトレによる方法 和文ジャーナル 条件付き採録 問題点 反射と透過 偏光レイトレーシング法 ミュラー計算法 ストークスベクトル ミュラー計算法の計算例 反射の計算方法 透過の計算方法 回転 位相のずれ 形状計測手法 記号の表記法 誤差関数 変分法 形状から法線を計算 法線を更新 弛緩法で法線から高さを計算 ５章（レイトレ）?アルゴリズムのまとめ シミュレーション結果 実験結果 実験結果 実験結果 実験結果 他の手法と比較 秦らの手法 秦らの手法の結果 比較結果 考察 研究内容 卒業後の展開 発表文献：20件+予定約4～5件 ジャーナル：3件+予定約1件 英文ジャーナル：2件 和文ジャーナル：1件+条件付き採録1件 国際学会：9件+予定約3～4件 査読付き：8件+推薦2件+査読中1件 査読無し：1件+発表決定1件 国内学会：8件 査読付き：5件 査読無し：3件 論文賞：1件 査読付き国際学会?最優秀論文 日本学術振興会?特別研究員 ? Daisuke Miyazaki 2005All rights reserved. http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/ 宮崎大輔, 偏光解析による透明物体の形状計測, 博士論文, 東京大学, 2005.01 ５章 初期値 1ループ目 30ループ目 法線誤差：0.3° 初代 一世代目 五十世代目 秦ら 法線誤差：2.3° 熱放射光手法(13) 微分幾何手法(14) 偏光レイトレ手法(27/27) おわりに(3) はじめに(5) レイトレ(10) 実験(9/9) 手法(8) 偏光解析による透明物体の３次元形状計測手法を３つ提案 ５章?偏光レイトレによる方法 偏光レイトレーシング法の逆問題を解いて，光線の透過の影響を考慮 ４章?微分幾何による方法 対応点問題を微分幾何をつかって解決 ３章?熱放射光による方法 熱力学の理論にもとづいて熱放射光の偏光を解析 熱放射光手法(13) 微分幾何手法(14) 偏光レイトレ手法(27) おわりに(1/3) はじめに(5) 屈折率推定 ? リアルタイム計測装置の開発 物理学者と共同研究 ? 実用化 熱放射光手法(13) 微分幾何手法(14) 偏光レイトレ手法(27) おわりに(2/3) はじめに(5) 熱放射光手法(13) 微分幾何手法(14) 偏光レイトレ手法(27) おわりに(3/3) はじめに(5) シミュレーションで２枚の偏光度データを生成 領域分割→曖昧性除去→形状復元 反射は一回のみ 熱放射光手法(13) 微分幾何手法(10/1