SSII2012　 第18回 画像センシングシンポジウム

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デモンストレーションセッション　7日(木）～8日(金)10:00～17:00

1F 画像センシング展会場内 SSII2012デモンストレーションゾーン

DS1-01
実時間高速ビジョンプラットフォーム IDP Express
　～高速現象の自動ビヘイビアマイニングツールを目指して～
石井抱、顧慶毅、高木健（広島大学）、田嶋健司、清水一弘(フォトロン）

IDP Expressは、2台カメラからの512×512濃淡/カラー画像及びFPGA回路による処理結果を2000fpsでPCメモリに高速転送することにより、HFR映像記録と実時間画像処理を同時実現した高速ビジョンです。例えば、長時間かつ高速に連続稼働する生産機械における異常動作に対するドライブレコーダとして、そのインシデント解明の時間短縮等に直結する等、様々な分野での次世代自動ビヘイビアマイニングツールとして期待されます。

DS1-02
コーナー検出に基づく低演算SIFTのFPGAによる実時間処理
　～Full-HDに対し60 fpsの特徴点マッチング処理～
鈴木貴大、池永剛（早稲田大学）

SIFT (Scale-Invariant Feature Transform)はあらゆる画像変化にロバストな特徴抽出手法ですが、演算量が大きく実時間アプリケーションへ適用できません。本研究では、SIFTをコーナー検出により低演算化し並列性を高めたアルゴリズムをFPGA上にハードウェア実装しました。処理時間が特徴点数に依存しない構成となっています。低演算化により17倍の高速化、ハードウェア化によりさらに60倍の高速化に成功し、Full-HD (1920x1080) の入力に対し60 fpsでの実時間特徴点マッチングが可能となっています。

DS1-03
GPU実装に基づくリアルタイムステレオビジョンシステム
　～リアルタイム・高精度・簡便な3次元計測システムを目指して～
三浦 衛（東北大学）、札野欽也（NECソフトウェア東北）
伊藤康一、青木孝文、滝沢寛之、小林広明（東北大学）

ステレオカメラを用いた3次元計測システムは、レーザーを用いたシステムと比較して安価で簡便な装置で実現できるため、様々な分野で高い需要があります。開発したシステムでは、高精度かつ高速な3次元計測を実現するために、位相限定相関法 (Phase-Only Correlation: POC)に基づくステレオ画像対応付けをGPU (Graphics Processing Unit) 上に実装しました。本システムを用いることで、約10,000点の3次元点をサブミリ精度かつ15 fpsの速度で計測できることを実演いたします。

DS1-04
整数化によるSURFアルゴリズムの高速化
　～ARMやFPGAに適したSURFの実装方法～
吉岡勇太、和田俊和（和歌山大学）

画像を用いた物体認識、複数画像の貼り合わせなどに、SURF(Speeded Up Robust Features)と呼ばれる局所特徴量がよく用いられます。このSURFの高速計算を可能にする実装法として1)アルゴリズムの完全な整数化と、2)キーポイント検出の間引き処理と詳細探索の導入、3)不要なキーポイントを削除する後処理の導入を行った。これにより、高速処理と高精度化を両立させることが可能になります。また、OpenCVやOpen-SURFなど、実装の違いによって速度と精度に大きく違いがあるため、デモでは比較の実験を行います。

DS1-05
マイクロレンズアレイを用いた高精度なARマーカ
　～正面から見ても姿勢がグラグラしないARマーカを開発～
田中秀幸、角保志、松本吉央（産業技術総合研究所）

従来のARマーカは、正面付近から見たときの姿勢推定精度が悪い（グラグラする）という問題がありました。我々はマイクロレンズアレイを用いた新しい原理によってこの問題を解決しました。本マーカは、見る角度に応じて変化する2次元モアレパターンを有し、それを画像解析することで正面付近から観測したときでも高精度な姿勢推定を実現します。本展示では、CGの重畳表示やロボット作業に本マーカを活用し、従来マーカと比較した精度向上の効果を実演します。

DS1-06
入退管理システム向け なりすまし検知システム
　～顔の経年変化や環境条件に影響されないスムーズな認証を実現～
小松佑人、永吉洋登、吉永智明、松原大輔、影広達彦（日立製作所）
染谷哲（日立情報通信エンジニアリング）

ICカードを用いた入退管理システム向けに、入退室のたびに登録される顔画像により認証を行う「なりすまし」検知技術を開発しました。本技術を用いた入退管理システムは、入退室のたびに撮影した顔画像を認証のためのデータベースとして逐次登録し、照合に用います。そのため、経年変化に対応した顔画像の更新作業が不要となります。また、膨大な登録画像をもとにしたリアルタイムでの本人認証を実現します。

DS1-07
VisionNet Manager人物カウントアプリケーション
　～来客人数を把握する画像認識を用いた人流計測～
伊藤誠也、吉永智明、李媛、影広達彦、三好雅則（日立製作所）

入退場者数をカウントする人物カウントアプリケーションを開発しました。従来、ドア上部より撮像するカメラや、ステレオカメラ等の専用機器で実現するケースがよく見られましたが、提案するシステムでは、人物の頭部や追跡判定のアルゴリズムを導入することで、既設のカメラを用いて入退場者数をカウントすることが可能となりました。設定もドア領域や感度の設定のみの簡単な手順で実現することができるよう工夫しました。

DS1-08
オンライン3次元復元システム
　～見る見るうちにデジカメ画像が3Dに！～
鳥居秋彦、半澤悠樹、金杞昌、阿達大地、杉本茂樹、奥富正敏（東京工業大学）

従来の一般的なカメラ、つまり3D撮影非対応のカメラからであっても、3Dデータを構成するシステムの提案です。提案する3次元復元システムでは、撮影した画像がPCに届くごとに、カメラの位置と向き、撮影対象物の3D位置を高速に計算し、見る見るうちに3Dデータを作成します。

DS1-09
LCD表示色のXYZ値高精度推定方法
　～ディスプレイ画像と印刷された画像の色を一致させるための技術～
鈴木均（ノブオ電子）、松井聡子（静岡大学）、中村信夫（ノブオ電子）

ディスプレイに表示されている画像と、それを印刷した画像の色合いが合っていないことは、日常よく経験することです。ディスプレイに表示されている画像のXYZ値（色の三刺激値）を高精度に推定できる方法を考案しました。これに、XYZ値に忠実に印刷する測色的高精度色変換方式を組み合わせることにより、ディスプレイに表示されている画像と印刷された画像の色を、測色的に一致させることが可能になりました。

DS1-10
超細ファイバーカメラアレーによるパイプ状カメラシステムの試作
　～パイプ状だけでなく薄板状などライトフィールドカメラの未来につながる一つのアイデア～
桑島茂純、松山方大（ビュープラス）

内視鏡手術などに応用できるパイプ状カメラシステム（MagicFUSION）を試作した。一種のライトフィールドカメラである。
中空のパイプ状（直径約12mm）に超細ファイバーカメラ25台を並べた構成となっている。医用だけでなくさまざまな作業、観察に使用できる。

DS1-11
指静脈認証装置と合焦点法による高精度三次元計測装置の開発
　～高度なセキュリティシステムと品質検査向け三次元計測装置～
山田貴哉、近藤真司、服部公央亮、田口亮、梅崎太造（名古屋工業大学）、保黒政大（中部大学）

情報化社会の発展に伴いバイオメトリクス認証技術、特に指静脈を用いた静脈認証は注目を集めています。我々は高い認証精度をもつ透過型静脈認証装置と、小型化が可能な反射型静脈認証装置を開発しました。透過型では一指登録での認証率99.98[%]、反射型では認証率98.82[%]を実現しています。さらに、品質検査で注目を集めている三次元計測装置のひとつの合焦点式三次元計測装置も展示します。これまでの同方式の計測装置は撮影枚数が多いことが問題でした。そこで周波数比較による合焦点検出手法を提案し、画像枚数を削減しても高精度に計測可能な手法を開発しました。

DS1-12
成功する目視検査をめざして
　～検査速度が飛躍的にUP！　見逃しが激減！且つ疲れない！周辺視目視検査法！！～
石井明（香川大学）、佐々木章雄（周辺視目視検査研究所)、角田興俊（東京電機大学）
丸地三郎（FAビジョン)、中島慶人（電力中央研究所）、中野宏毅（日本IBM）、広瀬修（住友化学）
舟橋琢磨（中京大学）、劉偉（ファースト）、有友秀樹（日立GST)、板垣忠司（CCS）
松本俊之（青山学院大学)

外観目視検査の一般的なイメージは「集中力」、「不良探し」であり、とにかくよく見ることが求められています。実は、これこそが見逃しが無くならない大きな要因です。その理由は、「集中力」が短時間しか持たないからです。それではベテラン検査員はどうしているかというと、「良品の確認」と「リズム」で検査をしています。その方法こそが周辺視目視検査法なのです。本展示では、周辺視目視検査法を理解できるようデモスライドと、実施例のビデオ上映および導入にあたっての相談コーナーを設けています。

DS1-13
方向別共起ヒストグラムを活用したガンマ線検出
　～既設画像監視システムで，ガンマ線の増減を確認できます～
中島慶人、星裕子、堤富士雄（電力中央研究所）

放射線量が一定以上の場所であれば、家庭用カメラや監視カメラの画像に、放射線の通過痕跡が雑音として現れます。そこで、画像内に現れる雑音を検出し、撮影場所での放射線量の増減を大まかに把握する画像処理フィルタを開発しました。原子力発電所等での既設画像監視システムの一機能として、現場の皆様の安全確保にご活用ください。

DS1-14
Cartesiaポータブル3Dボディースキャナー
　～簡単操作で自動採寸、移動と設置が手軽な3次元人体計測システム～
西尾裕志、亀嶋英人（スペースビジョン）、林昌希、佐藤幸男（慶應義塾大学）

Cartesiaポータブル3Dボディースキャナーは人体全身の3D形状を2.0秒で高速撮影可能な3Dボディースキャナーです。独自技術により設置後の調整が簡単なので、誰でも手軽に移動と設置ができます。また[TC]2社のソフトウェア"3D Body Measurement System"と連携し、人体の3D形状からバスト、ウエストなど400項目以上の人体採寸項目を自動的に採寸できます。

DS1-15
エリア深度センサによるポイントクラウド(PC)データ処理における2D画像処理資産の活用
　～実績のある2D画像処理ライブラリを使い、少ない工数でKinectアプリケーションを実現する～
青木公也、望月優介、小林一喜（中京大学)、CVSLab.メンバ

ステレオカメラ、TOFセンサ、Kinect等、エリア深度センサの目覚ましい発展から、センサは低価格化し、汎用計算機でもリアルタイムに3Dデータ(ポイントクラウドデータ)を取得できるようになりました。特にKinectを使ったシステムは魅力的ですが、3Dデータ処理用の新たなライブラリ構築には時間を要します。そこで、既に実務レベルで運用され実績のある画像処理ライブラリを活用し、3Dデータならではの処理が実現できないかを考えてみました。研究室で実験的に構築したシステムをご覧ください。

DS1-16
『裸眼用3次元ディスプレイHolo-Deck』および『高機能小型カメラ』
　～3D立体映像表示装置とハイダイナミックレンジカメラ～
堀米秀嘉、小池一郎、梅崎太造（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-Deck』をデモ展示します。この装置では指向性スキャニングプレートを回転することで生じる回折現象を利用したダイレクト光スキャニング方式を採用しており、高い臨場感を実現しております。さらに、我々が開発した高機能小型カメラは新型イメージセンサを搭載することで、超高感度・広ダイナミックレンジの撮影を実現しました。また、カメラ内に画像処理用のFPGAが搭載されているため、カメラ単体でセンシングシステムして利用することが出来ます。

DS1-17
多数のラインLED を用いた光源切替位相シフト法による高速高精度形状計測
　～高速・高精度・小型・安価な三次元形状の時間変化計測用4Dカメラ～
森本吉春、柾谷明大（4Dセンサー）、浅井大介（ヒカリ）

1. 光学的な格子投影法です（高速）
2. 格子の解析は位相シフト法です（高精度）
3. 位相シフトは、格子を固定して、多数のLED光源（特許申請）を切り替えます
　液晶やピエゾステージを用いず、移動機構がありません（高速・小型・安価）
4. 全空間テーブル化手法（特許）を使います
　計算しないで表を見るだけで三次元座標が得られます（高速）
5. 表を作ったときと同じ光学系を使うので、少々の誤差はキャンセルされます（高精度）

デモンストレーションセッション　7日(木）～8日(金)10:00～17:00

2F SSII2012 デモンストレーションゾーン

DS2-01
プロジェクタカメラフィードバックを用いた質感制御
　～光投影による現実世界での超現実感提示と視覚能力増強～
天野敏之、中野翔太、山下駿也、笹渕貴史、山下高寛、五十嵐将志、小村謙一（山形大学）

物体の見かけは、その反射特性だけでなく、照明の特性との関係によって決定します。従って、照射する照明を意図的に操作することにより、現実世界において物体の見かけを自在に変化させることができます。本展示では、瞳位置を一致させたプロジェクタカメラ系により、立体物の見かけのコントラスト増強や明度均一化、色彩制御さらには、半透明化などの動的な質感制御を実演します。我々は、この見かけの制御は超現実を提示するだけでなく、視覚能力の増強も実現できる革新的な技術であると信じています。

DS2-02
経年変化を考慮した顔認識システム
　～年齢推定による顔認識結果の類似度補正～
吉野広太郎（オムロンソーシアルソリューションズ）、木原裕太（立命館大学）、山下直晃（とめ研究所）
張海虹、倉田剛、勞世紅(オムロンソーシアルソリューションズ）

従来の顔認識システムでは、登録されている人物が歳をとると認識率が下がってしまっていました。本システムでは、顔登録時に撮影日と年齢を付加することで、照合時に推定した年齢との合理性を評価し、照合結果の候補順位を補正します。これにより、似たような年齢の他人との一致度が高くなることを防ぎ、登録時と入力時の年齢差が大きい場合でも本人として認識するようになりました。

DS2-03
直感的操作による検索キー表現が可能な画像検索システム
　～We　know what you are looking for～
阮翔、山下隆義、田中清明、森山孝三（オムロン）

本デモは、大量の画像の中からユーザが意図する画像を効率的に見つけることができる画像検索システムです。従来のキーワードまたは類似画像をベースとした検索システムと違い、シーンや顔などの属性情報と手書き情報を用いることで、ユーザの検索意図をより柔軟的に表現できます。また、ユーザの操作に合わせてインタラクティブに検索結果を表示します。我々は、ユーザの意図を理解し、「セマンティックギャップ」を埋める検索システムの実現を目指しています。

DS2-04
人物の行動や特徴による人物映像検索
　～カメラ監視業務の役割の拡大～
森口拓雄、鍵谷悠樹、夏見拓明（綜合警備保障）

近年、監視カメラの普及が進むとともに、画像監視に対する要求が多様化、高度化しています。そこで、監視映像の可用性を高めるべく、より直感的な映像検索を可能とする手法を考案しました。本展示では、複数の人物特徴を用いて、該当する人物の映像を検索するシステムを紹介いたします。本システムは、カメラ監視業務における監視者の負担を軽減すべく、映像を時間ではなく、人物の特徴で検索します。また、予め探したい人物の特徴を設定することで、該当する特徴を有する人物が撮影される都度、通知することも可能です。

DS2-05
複数の監視カメラを用いた公共空間向けセキュリティーシステム
　～複数カメラを連動して不審人物を追跡～
米司健一、吉永智明、淺原彰規、松原大輔、影広達彦（日立製作所）

複数の監視カメラを連動して特定人物を追跡し、情報提供するセキュリティーシステムを提案します。本研究では、非同期映像に対応したパーティクルフィルタを用いて人物を追跡し、追跡結果を基にPTZカメラを制御して追跡対象をカメラに捉え続けます。さらに、顔映像を検出して収集し、その顔映像をキーとして過去映像の検索を行うことで、不審人物を常に捉え続けながら情報提供することが可能なシステムを実現します。

DS2-06
低次元人体形状モデルを用いた姿勢変動や遮蔽に頑健な人物検出と追跡
　～単眼カメラからの高精度な行動認識を目指して～
橋本潔、加賀屋智之、片岡裕雄（慶應義塾大学）、田靡雅基、藤田光子（パナソニック）
青木義満（慶應義塾大学）

本システムでは、低次元人体形状モデルを利用した人物検出、追跡手法を提案しています。検出処理では、事前に大量の機械学習をすることなく、高速に人体頭部を識別することができます。また追跡処理では、対象を基幹部位に分割することで、姿勢変動時にも柔軟に人物を捉えることが可能です。これにより、追跡結果から人物の大まかな姿勢情報を抽出できます。

DS2-07
深度画像を用いた能動対象追跡
　～暗闇の中を追いかける！深度センサを使った人物追跡～
島田喜明、和田俊和（和歌山大学）

本展示ではパンチルトユニット(PTU)に搭載した深度カメラ(Kinect)を用いて対象の 3 次元位置を検出し、その情報を元に PTU の角速度を制御することで人物を能動的に追跡します。対象の位置検出に深度のみを使っているため、照明変化の影響を受けることなく追跡が行えます。 また、OpenNI の人物姿勢推定ライブラリと合わせて用いることで、広範囲での人物動作認識等に応用できます。

DS2-08
GMM-supervectorを用いた映像の高速セマンティック検索システム
　～映像の意味に基づいた検索を実現～
井上中順、篠田浩一（東京工業大学）

近年、デジタル録画機器やネットワークの発展により、膨大な映像データが利用可能となりました。本展示では、それらの映像に「飛行機」などの物体や「歌っている」などのイベントを表す意味的タグを自動付与し、映像を検索するシステムを公開します。本システムでは、確率・統計に基づいた手法を採用しており、具体的には、混合ガウス分布（GMM）を用いて映像のモデル化を行っています。また、本手法は様々なシーン・イベント認識への応用も期待されます。

DS2-09
インターネットを活用した超高速オンライン転移学習
　～ネットから直ちに学習して、カメラの前のものを一瞬で認識します！～
木村大毅、Kankuekul Pichai、西村竜太朗、長谷川修（東京工業大学）

Google Imageの検索結果から得られる大量の画像から、長谷川研独自のSOINNという学習機を用いることで、画像に含まれる多様な属性知識を学習します。そして、未知クラスの物体に対して、既学習の属性知識を転移し、カメラの前の物体を認識します。例えば、未知クラスの腕時計をカメラの前に提示すると、サッカーボールやマンホールなどから学習した「丸い」という属性知識や、カレンダーや電卓などから学習した「文字や絵などの細かいテクスチャがある」という属性知識などが転移されます。その後、属性知識と、物体表現に関する辞書を照合し、"腕時計"と推定します。

DS2-10
広角・PTZカメラを組み合わせた画像監視システム
　～広範囲を24時間監視できるリアルタイム防犯システムの実現に向けて～
小野佑樹、東久保政勝、森口雅弘、荻内康雄、梅村充一（住友電気工業）

本展示の画像監視システムは、高解像度の広角カメラとPTZカメラを、画像監視装置を介して連動させることによって、広い範囲の監視と特定の異常事象の大きく鮮明な画像の取得を同時に可能にします。さらに、近赤外照明の導入により、夜間を含めた24時間監視に対応しています。また、犯罪などの未然防止に寄与するために、異常事象に関するテキストや画像などの情報を、スマートフォンなどにリアルタイムで送信・通報します。

DS2-11
Action-Printによる空間の利用法推定
　～人間の様々な行動を空間にマッピング～
栁澤英樹、青木義満（慶應義塾大学）

物体に対する人間の行動は、行為者や環境によって変化します。物体や環境の認識を行うには人間と物体のインタラクションが重要な要素であると考えられます。本研究では、物体や環境に対する人間の行動情報の履歴を空間にマッピングしたものをAction Printと呼んでおり、これらの情報を解析することで，空間や製品のデザインなどに応用できると考えています。本展示ではAction Printに人間の行動情報が累積される様子を可視化するシステムを展示いたします。

DS2-12
カスタマイズ可能なハンドジェスチャインタフェース
　～あなただけのTVリモコンを作ります！～
島田敬士（九州大学）、山下隆義（オムロン）、谷口倫一郎（九州大学）

手の形状や動きを利用して機器を操作するためのハンドジェスチャインタフェースの実現に向けて、先行研究の多くでは画像認識性能や認識処理速度の向上に目を向けられていました。これに対して本研究では、"ユーザにとって使いやすいインタフェースとは何か？"という点に注目しています。ハンドジェスチャによるTVリモコンを題材として、ユーザにインタフェースを自由に設計できる機会を与えることで、「覚えやすい」、「操作しやすい」という利便性を追求したハンドジェスチャインタフェースを実現します。

DS2-13
単眼カメラによる3DCGモデル操作システム
　～誰でも簡単に好きなキャラクターを操作～
高橋巧一、満倉靖恵（慶應義塾大学）

本展示では、USB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、ユーザの頭部の動きに合わせてアバターを操作するシステムを紹介します。提案システムは、顔の様々な特徴点の変動を抽出することで、顔の向きや表情、口唇形状をリアルタイムに反映します。本システムを利用することで、ウェブ対話システムやゲーム，3Dアニメーション制作への応用が可能となります。

DS2-14
内視鏡応用に向けた拡 張被写界深度複眼カメラ
　～複数の目で立体・多 波長の映像を捉える～
香川景一郎（静岡大学）、田中映治（パナソニックエレクトロニックデバイス）、山田憲嗣（大阪大学）
川人祥二（静岡大学）、谷田純（大阪大学）

昆虫の複眼構造に着想を得た、複眼カメラTOMBOの内視鏡への応用を進めています。TOMBOは1つのイメージセンサにレンズアレイを組み合わせた小型・薄型のマルチカメラです。その多眼性を利用することで、3次元形状計測、分光画像撮像などが可能になります。これらの特徴を活かし、近年重要性がますます増している内視鏡の高機能化・高性能化に取り組んでいます。TOMBO内視鏡の基本機能として、拡張被写界深度やパターン投影による3次元形状計測、超解像処理による高解像度化をデモします。

DS2-15
複数の劣化要因に対応可能な動画像の高品質復元ハードウェア
　～ボケた動画、拡大した動画をリアルタイムできれいに復元～
和田耕一、伊藤翼、小野雅晃、三井知則（筑波大学）

本研究では、ビデオカメラからの動画像や圧縮保存された動画像を対象に、ぼけや圧縮、解像度変換など複数の要因で劣化した画像を、実時間で高品質に復元するシステムを開発しています。複数の劣化過程をニューラルネットワークに学習させ、FPGA(Field Programmable Gate Array)に実装しています。実装にあたっては、極力少ないハードウェアで実現するためのネットワーク学習方法を開発し、スクリプトによりニューラルネットワークを自動生成しています。

DS2-16
SIFT-FPGA : 低コストFPGAによるSIFTのハードウェア化
　～アルゴリズムをFPGAにてハードウェア化し、組込みシステムで利用する～
鈴木康哲（アルファプロジェクト）

物体認識に有効なSIFTアルゴリズム、テンプレート比較回路、重心投票回路をFPGAに実装しました。回転・スケール変化・照明変化に頑健な特徴量を記述するSIFTに、テンプレート比較回路と投票回路を加えることにより、比較する画像とカメラ映像を入力することで比較画像の有無・数を検知するシステムを容易に構築することができます。デモでは道路交通標識をテンプレートにして電車模型の制御を行います。