2020年度学院等開講科目工学院システム制御系システム制御コース

コンピュータビジョン

開講元: システム制御コース
担当教員: 奥冨正敏
授業形態: 講義 (ZOOM)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金7-8 (Zoom)
クラス: -
科目コード: SCE.I454
単位数: 100
開講時期: 2020年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、まず画像から３次元空間を復元するという問題について、いくつかの側面から考察する。ついで空間と画像の幾何学的関係がどのように数学的に記述されるかを説明する。その上で、画像から空間の３次元情報を復元するための基礎的な理論や手法について紹介する。さらに、画像が生成される際の光学的なモデルを説明し、それに基づいてシーンの情報を復元するためのアプローチについても紹介する。
　画像からの３次元復元は、２次元から３次元を推定する困難な問題である。このような問題の本質を捉え、その困難な問題に対するアプローチや考え方を学ぶ。

到達目標

(1) ２次元画像から３次元空間を復元する問題の概要を理解する。
(2) 画像と空間の幾何学的な関係のモデル化や数式を理解する。
(3) ステレオビジョンやストレクチャフロームモーションによる３次元復元の方法を理解する。
(4) 画像の光学的モデルと、それを利用した形状、反射特性、光源分布等のシーンの復元法について理解する。

キーワード

３次元復元、幾何学的モデル、カメラキャリブレーション、ステレオビジョン、モーション推定、ストラクチャフロームモーション、光学的モデル、反射特性

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

画像からの３次元復元の問題に対し、その概要と基礎的な理論、手法について解説する。
学生の知識や興味に応じて、内容の変更の可能性あり。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	画像からの３次元復元問題について	画像からの３次元復元という問題の本質や、人間の視覚との関係性の理解
第2回	画像生成の幾何学的モデルとカメラキャリブレーション	空間と画像の関係を表す幾何学的モデリングや、カメラキャリブレーションの理解
第3回	ステレオビジョン	ステレオビジョンの原理と数式の理解
第4回	ステレオマッチング、マルチビューステレオ、カメラの姿勢推定	より良い復元のためのステレオ対応点探索法や多視点カメラの利用法等の理解任意画像からのカメラの姿勢推定に関する理解
第5回	ストラクチャフロームモーション、SLAM	カメラモーションと３次元位置を同時に推定する問題に関する理解
第6回	画像生成の光学的モデルとシーンの復元	画像生成のモデル化と、それに基づく物体の３次元形状、物体表面の反射特性、環境の光源分布を、画像から復元する方法の理解
第7回	デモンストレーションと補足	関連手法のデモンストレーションと補足説明

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

下記の参考書と配布資料を使用する。

参考書、講義資料等

ディジタル画像処理[改訂第二版]　発行：公益財団法人画像情報教育振興協会（CG-ARTS協会）

成績評価の方法及び基準

課題に対するレポートの提出により、講義内容の理解度や応用力を評価する。

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない