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H18 6
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屋外 自由度
自然特徴点ランドマークデータベース
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準備段階 MR-PreViz撮影
A
F
F
ランドマーク
データベース
ランドマーク カメラトラッキング
データベースの構築
- 12. 1 2
マーカの配置 動画像の取得
3 4
ランドマークデータベース構築 マーカの取り払い
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- 13. ポイント
自然特徴点の3次元位置推定
自然特徴点
1th frame tth frame nth frame
カメラ位置
F A T [t ] X RA 1
ステレオ視 Structure-from-Motion
- 15. 実験
立命館大学 朱雀キャンパスの駐車場
撮影カメラ Sony DSR-PD170
入力画像 720×480 pixel (プログレッシブ，15fps)
処理用PC Core2 Extreme 2.8GHz，4.0GB RAM
- 16. ランドマークデータベース構築実験
• ランドマーク数：
940点
• 再投影誤差の平均：
0.81 pixel
• 3次元位置推定処理時間
– 250フレームの動画像
– 合計約187秒
3次元位置が推定済みの特徴点
検出された特徴点（3次元位置は未知）
- 21. カメラ位置姿勢推定
ランドマーク
World
特徴点
Camera
変換行列 M4×4
対応づけをいかに行うか
- 22. ポイント
SIFT特徴量を用いた対応付け 入力画像例
スケール変化
ランドマーク
データベース
回転変化
SIFT SIFT
照合
特徴量 特徴量
データベース
構築時の画像
照明変化
高速性と安定性の両立
- 23. 処理時間
全体
対応付け
r' d '
SIFT SIFTscale
記述 d
r’： DB構築時のSIFT記述領域
d’： DB構築時のカメラ間距離
d： トラッキング時のカメラ間距離
高速化前 高速化後
高速化 SIFTの記述領域をカメラと
ランドマークの3次元距離から決定
- 24. 安定化 破綻フレームの前後でランドマークを
SIFT特徴量により対応付ける
- 25. トラッキング実験
• 処理時間：
18.05 [ms / frame]
• 推定誤差
– 平均位置推定誤差：
19.3 [mm]
– 光軸向きの平均推定誤差： 1フレームあたりの処理時間の内訳
0.18 [degree] 各処理 処理時間 [ms]
ランドマークの選択 0.21
特徴点検出 15.60
対応付け 1.68
カメラ位置姿勢推定 0.56
合計 18.05
- 26. トラッキング実験 破綻からの復帰
60
対応付けに成功したランドマーク
50
40
[個数]
30
20
10
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
経過時間 [フレーム]
ランドマークがない方向へ データベース構築時の
瞬間的にカメラを向けた際の破綻 カメラパスから離れた際の破綻
- 28. まとめ
・マーカを常に映さなくてよいランドマーク
データベース構築手法
・実時間かつ安定したカメラトラッキング手法
撮影対象とカメラの移動範囲が事前に特定
できる場合，他のMRシステムにも適用可能
今後の課題
・自然特徴点を拾えない対象への対処
