JP2020061130A - グラフ信号処理を使用したオブジェクトの高密度な表面を再構築するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この特許出願は、2018年9月1日に提出されたインド特許出願201821032911の優先権を主張する。
本明細書の開示は、一般的に表面の再構築に関し、より詳細には、グラフ信号処理を使用したオブジェクトの高密度な表面の再構築のためのシステムおよび方法に関する。
係数
反射のタイプ、つまり偏光拡散反射または偏光正反射に応じて、偏光度ρは以下の式(3)および(4)のように関連する場合がある。
Φ=0.9777、0.0896、0.5204、0.3205、および0.8261;
ここで、計算された位相角値は、オブジェクトの表面上の5つの隣接点のセットに対応し、各計算された位相値は、5つの隣接点のセットのうちの1つの点に対応する。
グラフ信号、グラフフーリエ変換(GFT)、帯域制限、サンプリングおよびサンプリングされた信号の再構築を理解することにより、方位角値の第2セットを推定するためのグラフ信号処理(グラフ信号処理技術とも呼ばれる)の実行について説明する。
ω帯域制限として定義できる。
一実施形態では、R={1,2,……,r)および相補セットを
Sdを、その列がSの指標関数であり、サンプリングセット演算子
行列UVRおよびUSRの次元を参照すると、
およびdist(p,q)は、ピクセルpとqの位置間のユークリッド距離を示す。g(Φp,Φq)は、2つの角度ΦpとΦqの間の距離を計算し、反射タイプの変化による位相角π/2の変化に対して不変であることが容易にわかる。
さらに、カットオフグラフ周波数ωは、GFTスペクトルが正確に0に到達しないため、GFTスペクトル
実行例では、上記の表1のGFT行列および識別された値の第1セットから、方位角値の第2セット(ラジアン単位)は、1.9068、-2.0293および2.7394と推定され得る。さらに再び図5を参照すると、GFTスペクトル(ノード1およびノード2を含む)の例を参照することができる。
0.7706、1.7507、1.9068、-2.2093、および2.7394;
-0.2071、1.6611、1.3864、-3.9205、および1.9132;
ここで、第1の値、つまり-0.2071は0.7706から0.09777を引くことによって取得され、第2の値1.6611は1.7507から0.0896を引くことなどによって取得される。
Claims (15)
- グラフ信号処理を使用してオブジェクトの高密度な表面を再構築する方法であって、該方法は、プロセッサ実行型の以下のステップ:
画像キャプチャデバイスを使用して、複数のマルチビュー偏光画像をキャプチャするステップ(201)であって、複数のマルチビュー偏光画像の各々は、複数の偏光角でオブジェクトのマルチピクセル画像を含む、前記ステップ;
キャプチャされた複数の偏光画像に基づいて、1以上のハードウェアプロセッサによって複数のステップを実施するステップ(202)であって、該複数のステップは:
(i)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像の各々にマルチビューステレオ(MVS)技術を実行することにより、オブジェクトの1以上のスパース3次元形状を抽出するステップ(202(i))であって、1以上のスパース3次元形状は、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するために使用される、前記ステップ;および
(ii)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像に偏光反射率モデリング技術を実行することにより、オブジェクトの表面点の各ビューに対応する偏光度および位相角を計算するステップ(202(ii));
を含む、前記ステップ;
位相角と1以上のスパース3次元形状を使用して、グラフ信号処理技術により方位角値の第2セットを推定するステップ(203)であって、該推定は:
(i)1以上のスパース3次元形状から、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するステップ(203(i));
(ii)位相角を使用して、方位角値の第1セットと推定される方位角値の第2セットとの間の関係構造をキャプチャしたグラフを構築するステップ(203(ii));
(iii)グラフ信号処理技術によって構築されたグラフに対応するグラフフーリエ変換(GFT)行列を取得するステップ(203(iii));および
(iv)GFT行列および方位角値の第1セットから、グラフ信号処理技術によってオブジェクトの第2領域に対応する明確な方位角値を含む方位角値の第2セットを推定するステップ(203(iv));
を含む、前記ステップ;
推定された方位角値の第2セットと位相角との比較に基づいて、オブジェクトの偏光正反射優勢領域および偏光拡散反射優勢領域を分類するステップ(204);
分類に基づいて、非線形最小二乗推定技術を実行することにより天頂角を推定するステップ(205)であって、天頂角は、オブジェクトの表面の偏光度と屈折率との関数である、前記ステップ;および
方位角値の第2セットおよび天頂角を使用して、オブジェクトの高密度な3次元表面を再構築するステップ(206);
を含む、前記方法。 - 方位角値の第2セットを推定するステップの前に、グラフ信号処理技術の実行によって方位角値の第1セットに対応するサンプリングセットを取得する、請求項1に記載の方法。
- 方位角値の第2セットを推定するステップが、グラフ信号再構築技術を使用してGFT行列に線形変換を実施することを含む、請求項1に記載の方法。
- グラフを構築するステップが、方位角値の第2セットを推定するための位相角のグラフフーリエ変換(GFT)スペクトルをグラフ信号処理技術によって表すことを含む、請求項1に記載の方法。
- GFTスペクトルを表すステップが、GFTスペクトルに基づいて、カットオフグラフ周波数を選択して方位角値の第2セットを推定することを含み、カットオフグラフ周波数は構築されたグラフに対応する、請求項4に記載の方法。
- 位相角と、識別された方位角値の第1セットおよび推定された方位角値の第2セットの組み合わせとが、構築されたグラフ上でキャプチャされた同一の帯域制限を有し、同一の帯域制限は、方位角値の第1セットおよび方位角値の第2セットの組み合わせの各々の間の最適な表現を表す、請求項1に記載の方法。
- グラフ信号処理を使用してオブジェクトの高密度な表面を再構築するシステム(100)であって、該システム(100)は:
命令を記憶するメモリ(102);
1以上の通信インターフェース(106);および
1以上の通信インターフェース(106)を介してメモリ(102)に結合された1以上のハードウェアプロセッサ(104)
を含み、
1以上のハードウェアプロセッサ(104)は、以下の命令:
画像キャプチャデバイスを使用して、複数のマルチビュー偏光画像をキャプチャするステップであって、複数のマルチビュー偏光画像の各々は、複数の偏光角で変わるオブジェクトのマルチピクセル画像を含む、前記ステップ;
キャプチャされた複数の偏光画像に基づいて、複数のステップを実施するステップであって、該複数のステップは:
(i)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像の各々にマルチビューステレオ(MVS)を実行することにより、オブジェクトの1以上のスパース3次元形状を抽出するステップであって、1以上のスパース3次元形状は、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するために使用される、前記ステップ;および
(ii)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像に偏光反射率モデリング技術を実行することにより、オブジェクトの表面点の各ビューに対応する偏光度および位相角を計算するステップ;
を含む、前記ステップ;
位相角と1以上のスパース3次元形状を使用して、グラフ信号処理技術により方位角値の第2セットを推定するステップであって、該推定は:
(i)1以上のスパース3次元形状から、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するステップ;
(ii)位相角を使用して、方位角値の第1セットと推定される方位角値の第2セットとの間の関係構造をキャプチャしたグラフを構築するステップ;
(iii)グラフ信号処理技術によって構築されたグラフに対応するグラフフーリエ変換(GFT)行列を取得するステップ;および
(iv)GFT行列および方位角値の第1セットから、グラフ信号処理技術によってオブジェクトの第2領域に対応する明確な方位角値を含む方位角値の第2セットを推定するステップ;
を含む、前記ステップ;
推定された方位角値の第2セットと位相角との比較に基づいて、オブジェクトの偏光正反射優勢領域および偏光拡散反射優勢領域を分類するステップ;
分類に基づいて、非線形最小二乗推定技術を実行することにより天頂角を推定するステップであって、天頂角は、オブジェクトの表面の偏光度と屈折率との関数である、前記ステップ;および
方位角値の第2セットおよび天頂角を使用して、オブジェクトの高密度な3次元表面を再構築するステップ、
によって構成される、前記システム(100)。 - 1以上のハードウェアプロセッサ(104)が、方位角値の第2セットを推定するステップの前に、グラフ信号処理技術の実行によって方位角値の第1セットに対応するサンプリングセットを取得するように構成される、請求項7に記載のシステム(100)。
- 1以上のハードウェアプロセッサ(104)が、グラフ信号再構築技術を使用してGFT行列に線形変換を実施して、方位角値の第2セットを推定するように構成される、請求項7に記載のシステム(100)。
- 1以上のハードウェアプロセッサ(104)が、グラフ信号処理技術を使用して、方位角値の第2セットを推定するための位相角のグラフフーリエ変換(GFT)スペクトルを表すことによって、グラフを構築するように構成される、請求項7に記載のシステム(100)。
- 1以上のハードウェアプロセッサ(104)が、GFTスペクトルに基づいて、カットオフグラフ周波数を選択して方位角値の第2セットを推定することによって、GFTスペクトルを表すように構成され、カットオフグラフ周波数は構築されたグラフに対応する、請求項10に記載のシステム(100)。
- 位相角と、識別された方位角値の第1セットおよび推定された方位角値の第2セットの組み合わせとが、構築されたグラフ上でキャプチャされた同一の帯域制限を有し、同一の帯域制限は、方位角値の第1セットおよび方位角値の第2セットの組み合わせの各々の間の最適な表現を表す、請求項7に記載のシステム(100)。
- 1以上の命令を含む1以上の非一時的な機械可読情報記憶媒体であって、該命令は1以上のハードウェアプロセッサによって執行されると:
画像キャプチャデバイスを使用して、複数のマルチビュー偏光画像をキャプチャするステップ(201)であって、複数のマルチビュー偏光画像の各々は、複数の偏光角で変わるオブジェクトのマルチピクセル画像を含む、前記ステップ;
キャプチャされた複数の偏光画像に基づいて、1以上のハードウェアプロセッサによって複数のステップを実施するステップ(202)であって、該複数のステップは:
(i)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像の各々にマルチビューステレオ(MVS)技術を実行することにより、オブジェクトの1以上のスパース3次元形状を抽出するステップ(202(i))であって、1以上のスパース3次元形状は、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するために使用される、前記ステップ;および
(ii)キャプチャされた複数のマルチビュー偏光画像に偏光反射率モデリング技術を実行することにより、オブジェクトの表面点の各ビューに対応する偏光度および位相角を計算するステップ(202(ii));
を含む、前記ステップ;
位相角と1以上のスパース3次元形状を使用して、グラフ信号処理技術により方位角値の第2セットを推定するステップ(203)であって、該推定は:
(i)1以上のスパース3次元形状から、オブジェクトの第1領域に対応する方位角値の第1セットを識別するステップ(203(i));
(ii)位相角を使用して、方位角値の第1セットと推定される方位角値の第2セットとの間の関係構造をキャプチャしたグラフを構築するステップ(203(ii));
(iii)グラフ信号処理技術によって構築されたグラフに対応するグラフフーリエ変換(GFT)行列を取得するステップ(203(iii));および
(iv)GFT行列および方位角値の第1セットから、グラフ信号処理技術によってオブジェクトの第2領域に対応する明確な方位角値を含む方位角値の第2セットを推定するステップ(203(iv));
を含む、前記ステップ;
推定された方位角値の第2セットと位相角との比較に基づいて、オブジェクトの偏光正反射優勢領域および偏光拡散反射優勢領域を分類するステップ(204);
分類に基づいて、非線形最小二乗推定技術を実行することにより天頂角を推定するステップ(205)であって、天頂角は、オブジェクトの表面の偏光度と屈折率との関数である、前記ステップ;および
方位角値の第2セットおよび天頂角を使用して、オブジェクトの高密度な3次元表面を再構築するステップ(206);
をさせる、前記1以上の非一時的な機械可読情報記憶媒体。 - 方位角値の第2セットを推定するステップの前に、グラフ信号処理技術の実行によって方位角値の第1セットに対応するサンプリングセットを取得する、請求項13に記載の1以上の非一時的な機械可読情報記憶媒体。
- 方位角値の第2セットを推定するステップが、グラフ信号再構築技術を使用してGFT行列に線形変換を実施することを含む、請求項13に記載の1以上の非一時的な機械可読情報記憶媒体。
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