SSII2011　 第17回 画像センシングシンポジウム

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DS1-01
高速ランダムビンピッキングロボット
～バラ積みされた3mm径の細ねじを高速に取出し～

　堂前幸康、北明靖雄、奥田晴久（三菱電機先端技術総合研究所）

これまでに、従来困難であった小型・3mm径の細ねじのビンピッキングを実現する３次元センシング技術を発表してきた。今回展示するシステムでは３次元センサによる計測時間を早め、従来の1/2程度の高速処理を実現した。これにより計測のために一時停止しない高速なビンピッキングシステムを実現した。

DS1-02
バラ積みピッキング用３D認識システム
～簡単登録で部品の３D認識を行なうことができるバラ積みピッキングのための画像センサシステム～

　西郷知泰、林真司、柴田進（（株）マクシス・シントー）、梅崎太造（名工大）

様々な形状の部品を簡単登録でピッキング可能にするシステムです。固定カメラによる３次元位置認識とロボットアームに取り付けた２Dカメラを併用しています。固定カメラでは、部品中の平面部分の３次元認識に特化させており、安定して部品の位置／及び傾きを認識することができます。また、２Dカメラにてピッキング可否やピッキングに必要な精度を実現します。ワーク登録作業の簡略化も図っており、工場の自動化に貢献します。

DS1-03
介護者と協調移動するロボット車椅子システム
～誰かが操作しなくても自動で介護者についていくロボット車椅子～

　高野恵利衣、小林貴訓、久野義徳（埼玉大学）　

高齢化社会の到来と共に、車椅子の潜在的な需要が高まっています。そこで、車椅子利用者は介護者と共に行動することが多いという点に着目し、介護者に自動追随するロボット車椅子システムを開発しました。これは、車椅子の操作を不要にすることで車椅子利用者と介護者の双方の負担を軽減し、横に並んで移動することでお互いのコミュニケーションを促進できることが大きな特長です。

DS1-04
三次元画像計測法を用いた人体計測
市販デジタルカメラによる頭表のNIRSプローブ位置の自動三次元画像計測

　森山拓哉（トプコン）、檀　一平太（自治医科大学）、高地伸夫、山田光晴、渡邉広登（トプコン）

NIRSは近赤外光で脳の活動状態を計測する脳機能測定法の一つで、非験者への低い拘束性などの特徴からさまざまな分野で研究が行われている。しかし、NIRS計測では脳構造の情報が得られないため、脳構造への対応化に頭表上に設置したプローブの位置計測が必要である。我々は、カラーコードターゲットを用いた自動三次元画像計測技術を応用したプローブ位置計測システムを開発した。さらに、頭表のプローブ位置を精度よく求める頭部面曲率推定補正技術も開発した。本展示では、数社のNIRSメーカーに対応した製品の紹介をする。

DS1-05
ロバストステレオマッチング手法を用いた小型人体計測システムの開発
～ディジタル写真測量法を用いた全自動画像計測システム～

　高地伸夫、北村和男、渡邉広登、山田光晴、野間孝幸、秀島昌行（（株）トプコン）、金子俊一（北海道大学）

小型カメラと小型プロジェクタを組み込んだ計測用小型撮影ユニットを開発し、自動で人体の全周三次元計測が行えるシステムを開発しました。前処理に校正用Boxを利用し、全周計測には４台の撮影ユニットを設置します。撮影ユニットとUSBで接続したPCから１回の命令で撮影し、ステレオマッチングにより三次元計測します。マッチングには、OCM（方向符号照合法）とLSM（最小二乗相関法）を組み合わせたロバストな手法を開発し、計測の全自動化を実現しました。

DS1-06
FPGA を使った車載用サラウンド・ビュー・システム
～ サラウンド・ビューで直感的な映像を!! ～

　鈴木量三朗（ザイロン ジャパン）

ドライバの運転をサポートするアプリケーションとしてサラウンド・ビューは多くの乗用車に採用されるようになりました。今後はより多くの車種に広がり、様々なアプリケーションと連携していくでしょう。一方でサラウンド・ビューを支える技術は魚眼レンズの補正であったり、視点変換であったりと複雑なものです。これらのコア技術を FPGＡ のモジュールとして提供し汎用性を高めたソリューションとして提供します。

DS1-07
GPU/CUDA プログラミングによる３ D 映像のリアルタイム処理
～ 見やすく安全な３ Ｄ 映像の制作のために～

　趙延軍、天野諭、長谷川清、松永力、和田雅徳（朋栄）

左右の目に映る像の見え方の違いである両眼視差を利用した３D映像が映画をはじめとして、近年大きな盛り上がりを見せています。３D映像における左右の映像を幾何学的・光学的に一致させることは必須です。見やすく安全な３D映像を制作するためにも欠かせません。本展示では、３D映像における左右の映像の明るさ・色、光軸のずれを映像から自動的に計算して一致させる補正処理を、ＧＰＵを使用してソフトウェアによりリアルタイムに実現します。

DS1-08
非線形フィルタに基づく高精細ディスプレイ向け実時間超解像
～FPGAを用いた実時間超解像システムの実現～

　清水嘉泰、池永剛（早稲田大学基幹理工学研究科電子光システム学専攻）

近年、ディスプレイの高解像度化が進み、高精細化を伴う画像拡大手法として超解像技術が注目を集めている。超解像技術は従来の画像拡大手法に比べ高演算量であるため、実時間処理が課題となっていた。本研究では、今後普及するであろう超高精細ディスプレイに向け、非線形フィルタを用いた低演算量超解像手法を提案する。提案手法をFPGAにて実装したところ、Full HD(1920×1080)、60fps、progressiveの実時間処理を実現した。

DS1-09
水平３６０度表示３Dディスプレイ「Holo-Table」への実写撮影立体画像表示
～テーブルの上に浮かび上がるリアルな３D実写立体映像撮影＆表示システム～

　堀米秀嘉（有限会社ホーリーマイン、合同会社３Dragons）、小池一郎（合同会社３Dragons）、梅崎太造（合同会社３Dragons）

複数の観察者が、水平360度のそれぞれ自由な視点から３次元物体を観察可能な3Dディスプレイシステム『Holo-Table』をデモ展示します。今回は実物を多視点から実写撮影して、Holo-Table上の空間に立体映像として浮き上がらせて表示するデモを行います。空間に浮かぶホログラムのようなもう一人のあなたに会ってみませんか？

DS1-10
MRの実用化に向けたキヤノンの取り組み
３Dワールドを進化させるインタラクティブMR

　麻生隆、角田弘幸、小川真葉、斉藤洋一 (キヤノン株式会社)

複写機を例として、製品の簡易モックアップに３D設計データを重畳し、手触り感や操作感などを伴いながら視覚的な評価（デザイン性やユーザビリティ性）を可能とする実験を紹介する。この評価実験では、ユーザが操作するパネル部分だけを再現し、そこに3D-CADで設計された設計データが重畳される。設計中の仮想製品を、実機と同様な体勢で評価することができることを示す。また、併せて、写真測量した世界遺産ーBamiyanを実物大で見せる試行も紹介する。

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DS2-01
Webカメラを用いた動画像顔認証システム
～WebカメラとノートPCで手軽にリアルタイムの顔認証を実現～

　早坂昭裕、森下雄介、今岡仁（NEC）

近年、機械を介して本人認証する場面の増加から、人間の生体情報、特に顔を使った個人認証（顔認証）の要求が高まっています。筆者らはこれまで高性能な顔認証アルゴリズムの開発に注力し、昨年、米国国立標準技術研究所(NIST)によって開催された顔認証ベンチマークプログラムの静止顔画像部門で最高の認証性能かつ最速の照合処理速度を達成することができました。そこで今回は、開発した顔認証アルゴリズムを動画像の処理へ適用して、ノートPCとWebカメラで手軽に実現できるリアルタイムの動画像顔認証システムを構築し、そのデモを展示いたします。

DS2-02
頭部姿勢推定および表情認識に基づくアバターシステム
～キャラクターをリアルタイムで動かせます～

　高橋巧一（東京農工大学）、満倉靖恵（慶應義塾大学）

本展示では、ウェブカメラを用いた単眼システムにより頭部姿勢推定および表情認識を行ない、推定結果に基づいてアバターを操作するシステムを展示します。提案システムは、顔の特徴点の変動をアバターが模擬するのではなく、認識した表情に基づいてデフォルメ化されたアクションを表現できるという特徴を持っています。ウェブ対話システムでの利用も可能なため、実用的なアバターシステムとなっています。

DS2-03
高速な視線および目開閉推定による人のモニタリング
～人の目の状態をリアルタイムにセンシング～

　入江 淳、田中清明（オムロン(株)）、高際睦起（(株)とめ研究所）、森山孝三、山下隆義（オムロン(株)）

本展示は高速な視線および目開閉推定を用いた人のモニタリングシステムである。このシステムはリアルタイムに視線と目開閉状態を推定することで、被写体をモニタリングすることができるようになっている。この結果、リアルタイムでモニタリングする必要があるドライバモニタリングやデジタルカメラによるカメラ目線、目が開いた瞬間にシャッターを下ろすアプリケーションへの適応が可能となった。

DS2-04
機能集積イメージセンサによる自由空間光通信システム
～カメラに新しい役割を。LEDとカメラで高速光通信～

　高井勇（豊田中央研究所）、原田知育（豊田中央研究所）、太田滋（豊田中央研究所）、 安藤道則（豊田中央研究所）、伊藤真也（静岡大学）、川人祥二（静岡大学）

LEDを送信機、イメージセンサ(カメラ)を受信機とする次世代の新しい光通信システムを紹介いたします。これまでほとんどの画像処理システムでは、カメラは単に画像を取得するための装置でしかありませんでした。そこで“撮像”というカメラが本来持っている機能に加え、我々は新たに“通信”という機能をカメラに与え、新しい付加価値を持ったカメラの高機能化に挑戦しました。今回独自開発した通信用イメージセンサによってMbpsクラスの高速な伝送速度を実現し、更にLEDのリアルタイム追跡機能によって移動体間通信への応用も可能になりました。従来からの画像という空間輝度情報と、通信情報の統合的利用による新しいカメラシステムの形を提案します。

DS2-05
3次元点群を用いた全探索による3次元物体認識と追跡
FAに向けたロバストで高速な物体の位置姿勢の認識

　深井寛修、高木淳平、徐剛（立命館大学）

本システムは距離センサを用いたロバストで高速な3次元物体認識を実現する。3次元の物体認識とは、対象の物体の位置姿勢の推定問題に他ならない。代表的な手法にICPアルゴリズムがあるが、これは物体の位置姿勢がおおまかに分かっている必要があった。そこで本システムは全探索を用いておおまかな位置合わせを実現する。全探索によりロバストな推定が可能になる。また全探索を高速に行うアルゴリズムにより高速な処理を実現する。

DS2-06
入退室管理システム向け なりすまし検知システム
～カメラで撮影した顔画像を用いてなりすましを検知し、通報するシステム～

　小松佑人、吉永智明、松原大輔、影広達彦((株)日立製作所 中央研究所)、染谷哲(日立情報通信エンジニアリング(株))

入退室管理システム向け、なりすまし検知機能を試作しました。従来の入退室管理システムでは、ICカードのみを用いて入退室を管理していたため、カードの紛失・不正貸与による「なりすまし」が可能であるという課題がありました。そこで、カメラで撮影した顔画像を用いてなりすましを検知し、通報するシステムを構築しました。 試作システムの技術特徴は以下に示す通りです。 (1)入退時の顔画像を常に記録し続け、その全てと照合するため経年変化に頑健な顔検索が可能。 (2)入退時の顔画像を常に記録し続けるため、一定の間隔(1年、2年ごと)で顔画像を登録し直す必要がなく、顔画像を事前登録する運用上の手間が少ない。

DS2-07
口笛操作による仮想家具配置ARシステム
～口笛でお手軽ハンズフリーなAR操作～

　藤 大樹（東京農工大学）、満倉 靖恵（慶應義塾大学）

近年、拡張現実感(AR)技術が注目されています。本特別展示では、口笛操作を用いた仮想家具配置ARシステムを展示します。このシステムの特徴として、雑音環境下で比較的セパレートしやすい音声として知られている口笛を用いることで、簡易でハンズフリーな操作が行なえます。位置姿勢推定については、既存のARマーカ型手法を用いており、口笛音の高低・長さにより、CGモデルを変更する等が行なえるシステムとなっています。

DS2-08
オンライン画像合成撮影
～ふたりっきりでもツーショット撮影～

　田中正行、神尾亮、奥富正敏（東京工業大学）

これまでは、グループや二人で集合写真を撮影する場合は、グループ外の誰かに頼むか、三脚を用いセルフタイマーを利用するほかなかった。本発表の画像合成撮影を利用して、図のように交互に撮影を行うことにより、グループ全員の写った集合写真の撮影が可能になる。 従来の画像合成では、撮影された画像に対して、PC上で行う必要があり、誰でも利用できる技術ではなかった。一方、画像合成撮影では、画像合成結果をライブビューで確認しながら、撮影を行うため、画像合成の失敗がなく、誰にでも簡単に画像合成を楽しむことが可能である。また、集合写真のみならず、手軽に画像合成撮影が楽しめる。

DS2-09
フィールドスポーツにおける同期多カメラを用いた複数移動物体の実時間追跡
～全選手の位置と軌跡を知るマップの実時間作成～

　増田哲朗、高井翔太、後藤敦士、深井寛修、徐剛（立命館大学 情報理工学部 メディア情報学科）

このシステムはサッカーなどのフィールドスポーツにおいて、複数の選手の動きを追跡し、その軌跡を知るためのマップ作成システムである。同期多カメラを用いることでGPSなどの装置をつける必要が無いため、選手への負荷が無く、実際の試合でも使用できる。複数の選手の鳥瞰視点における追跡を実時間で行うため、生中継の試合でのデータ放送の有効活用が見込めるシステムでもある。