JP2016128816A - プレノプティック・カメラを使った表面属性の推定 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレノプティック・カメラは点源によって照明されるオブジェクト150のプレノプティック画像を捕捉する。プレノプティック画像は、オブジェクトから反射される四次元ライトフィールドのサンプリングである。プレノプティック画像はスーパーピクセルからなり、各スーパーピクセルはサブピクセルからなる。各スーパーピクセルはオブジェクトのある領域(すなわち、x、y空間座標のある範囲)からの光を捕捉し、スーパーピクセル内のサブピクセルはある方向範囲(すなわち、u、v空間方向の範囲)内において伝搬する光を捕捉する。よって、光学的属性推定、表面法線再構成、奥行き推定および三次元レンダリングが、単一のプレノプティック画像のみを処理することによって提供できる。
【選択図】図1
Description
112 主結像光学系
115 像形成要素のアレイ
114 副次結像アレイ
150 オブジェクト
155 光学像
170 プレノプティック像
180 センサー・アレイ
190 処理モジュール
195 表面属性
Claims (20)
- オブジェクトの表面属性を推定するためのコンピュータ・システム上で実装される方法であって:
点源によって照明されるオブジェクトのプレノプティック画像にアクセスする段階であって、前記プレノプティック画像は複数のスーパーピクセルを含み、各スーパーピクセルは前記オブジェクトのある領域から反射された光を捕捉し、各スーパーピクセルは複数のサブピクセルを含み、各サブピクセルはある範囲の伝搬方向にわたって反射された光を捕捉する、段階と;
前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの表面属性を推定する段階とを含む、
コンピュータ実装される方法。 - 前記表面属性は、前記オブジェクトの種々の領域についての表面法線、前記オブジェクトの種々の領域についての鏡面反射、前記オブジェクトの種々の領域についての表面粗さのうちの少なくとも一つを含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記サブピクセルを処理することが、前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの双方向反射率分布関数(BRDF)を推定することを含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記サブピクセルを処理することが、前記オブジェクトから対応するサブピクセルへの諸領域および伝搬方向のマッピングを使って前記サブピクセルを処理することを含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記オブジェクトから対応するサブピクセルへの諸領域および伝搬方向の前記マッピングが前記点源による照明の幾何学的構成に依存し、前記照明の前記幾何学的構成および前記オブジェクトから前記サブピクセルへの前記マッピングの両方が前記サブピクセルを処理する前に既知である、請求項4記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記プレノプティック画像を捕捉するプレノプティック・イメージング・システムを較正して前記オブジェクトから前記サブピクセルへの前記マッピングを決定する段階をさらに含む、
請求項4記載のコンピュータ実装される方法。 - 前記点源がコリメートされた源である、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記オブジェクトの基準面への奥行きを推定する段階をさらに含み、前記オブジェクトの前記表面属性を推定することが、前記基準面に対する前記オブジェクトの前記表面属性を推定することを含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記オブジェクトの基準面への奥行きを推定することが、前記プレノプティック画像を捕捉する前記プレノプティック・イメージング・システムの光学的設計に基づく、請求項8記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記オブジェクトの基準面への奥行きを推定することが、捕捉された前記プレノプティック画像を処理することに基づく、請求項8記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記プレノプティック画像を捕捉する前記プレノプティック・イメージング・システムの焦点を、前記の推定された奥行きに合わせ直し;
前記プレノプティック画像を、前記の推定された奥行きに焦点を合わせ直された前記プレノプティック・イメージング・システムを用いて捕捉することをさらに含む、
請求項8記載のコンピュータ実装される方法。 - 前記サブピクセルを処理することが、単一のプレノプティック画像からの前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの前記表面属性を推定することを含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- プレノプティック画像にアクセスする段階が、異なる点源幾何構成によって照明される前記オブジェクトの複数のプレノプティック画像にアクセスすることを含み;
前記サブピクセルを処理することが、前記複数のプレノプティック画像からの前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの前記表面属性を推定することを含む、
請求項1記載のコンピュータ実装される方法。 - 前記複数のプレノプティック画像が少なくとも三つのプレノプティック画像を含み、前記表面属性が前記オブジェクトの種々の領域についての表面法線、鏡面反射、表面粗さおよび拡散反射を含む、請求項13記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記複数のプレノプティック画像が分光的にコーディングされ、前記複数のプレノプティック画像が同時に捕捉される、請求項13記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記プレノプティック画像および/または推定された表面属性から前記オブジェクトの高さマップを生成する段階をさらに含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- 前記プレノプティック画像および/または推定された表面属性から前記オブジェクトの三次元レンダリングを生成する段階をさらに含む、請求項1記載のコンピュータ実装される方法。
- プレノプティック画像にアクセスする段階が、時間的に逐次的に捕捉されたプレノプティック画像のフレームをもつビデオにアクセスすることを含み、
前記サブピクセルを処理することが、前記サブピクセルを処理して前記ビデオの各フレームについて表面属性を推定することを含む、
請求項1記載のコンピュータ実装される方法。 - オブジェクトの表面属性を推定するためのシステムであって:
点源によって照明されるオブジェクトのプレノプティック画像を捕捉するプレノプティック・イメージング・システムであって、前記プレノプティック画像は複数のスーパーピクセルを含み、各スーパーピクセルは前記オブジェクトのある領域から反射された光を捕捉し、各スーパーピクセルは複数のサブピクセルを含み、各サブピクセルはある範囲の伝搬方向にわたって反射された光を捕捉する、プレノプティック・イメージング・システムと;
前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの表面属性を推定するプロセッサとを有する、
システム。 - コンピュータに、
点源によって照明されるオブジェクトのプレノプティック画像にアクセスする段階であって、前記プレノプティック画像は複数のスーパーピクセルを含み、各スーパーピクセルは前記オブジェクトのある領域から反射された光を捕捉し、各スーパーピクセルは複数のサブピクセルを含み、各サブピクセルはある範囲の伝搬方向にわたって反射された光を捕捉する、段階と;
前記サブピクセルを処理して前記オブジェクトの表面属性を推定する段階とを含む方法を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
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