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距離画像からの自然二次曲面表面群のパラメータ推定

山本 国士, 大阪大学大学院 修士学位論文, Feb. 2005.

論文概要

コンピュータビジョンの主要な研究テーマの一つとして,実環境に存在する物体を計測し,計測されたデータ中に存在する物体を三次元的に認識することが挙げられる.認識方法の一つとして,計測されたデータ中の物体を簡易幾何モデルの集合で表現する方法がある.実環境を簡易幾何モデルの集合で表現する方法には,入力データに対しての大幅なデータ量の削減が可能であることや,事前処理を必要とせずに任意の実環境に対して適用できることが利点として挙げられる.そこで本論文では,距離画像中の実物体を自然二次曲面(球,円柱,円錐)と平面の計四種類のパラメトリックモデルの集合で近似して表現する手法を提案する.提案手法では,ハフ変換と期待値最大化法を応用する.ハフ変換は,入力データ中のパラメトリックモデルを多数決処理によって抽出するための手法である.この手法により,モデルの個数とそのパラメータ群を推定し,期待値最大化法の初期値として使用する.期待値最大化法は,観測データの欠落がある場合において最尤推定を反復して行うことにより,パラメータの精度向上を図るアルゴリズムである.この手法により,領域分割されていない入力データからのパラメータ群の同時推定を行い,それに併せて領域分割を行う.さらに,抽出したモデル群から最適なモデル個数を選択するために, Williams' Statistical Test を使用した.本手法の有効性を確認するためのアルゴリズムを実装し,シミュレーションデータ及び実環境の距離画像データを使用して評価実験を行った.評価実験の結果,ハフ変換によるパラメータ群の初期推定と期待値最大化法によるパラメータ群の同時収束の有効性を確認したが,複数モデルの抽出精度などの問題点も明らかになった.(pdf file)

関連論文

  • "距離画像からの自然二次曲面表面群のパラメータ推定", 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)講演論文集, pp. 305-311, Jul. 2005. (pdf file)
  • "ハフ変換と期待値最大化法による距離画像からの自然二次曲面の抽出", 電子情報通信学会 技術研究報告, PRMU2004-188, Feb. 2005. (pdf file)
  • "ハフ変換と期待値最大化法による距離画像からの二次曲面モデルのパラメータ推定", 電子情報通信学会 技術研究報告, MVE2004-44, Dec. 2004. (pdf file)
  • "ボクセルデータからの簡易なポリゴン変換の一手法", 電子情報通信学会 総合大会講演論文集, D-12-141, Mar. 2003. (pdf file)
  • "測地ドームの収縮と再帰分割によるボクセルデータからの簡易ポリゴンモデルの作成手法", 大阪大学 特別研究報告, Feb. 2003. (pdf file)