研究者業績

日浦 慎作

ヒウラ シンサク  (Shinsaku Hiura)

基本情報

所属
兵庫県立大学 大学院工学研究科 電子情報工学専攻 教授
学位
修士(工学)(1995年3月 大阪大学)
博士(工学)(1997年3月 大阪大学)

J-GLOBAL ID
200901030947225493
researchmap会員ID
1000282146

外部リンク

主要な論文

 147
  • Yuki Shiba, Satoshi Ono, Ryo Furukawa, Shinsaku Hiura, Hiroshi Kawasaki
    ICCV 2017 115-123 2017年10月  査読有り
  • 河本悠, 日浦慎作, 宮崎大輔, 古川亮, 馬場 雅志
    情報処理学会論文誌 57(2) 783-793 2016年2月15日  査読有り
    非合焦画像からぼけを取り除くために符号化開口が有効であることが知られている.しかし,その開口形状の設計に関する研究は十分に行われていない.そこで本論文では実用的な設計法とその詳細な実装を示すことを目的とし,特に最適化に用いる遺伝的アルゴリズムの性能を大きく左右する交叉法の比較と評価を行う.また,ぼけ除去画像を認識に用いる場合,その画像の良し悪しは画質(視覚的品質)ではなくその後の認識率により評価されるべきである.そこで本論文では,PSNRを基準とした画質評価と,その画像を認識した際の認識率との関係を示す.Although coded aperture is known as an efficient technique to remove the optical blur from the defocused image, studies on designing the shape of the aperture have not been well explored yet. Therefore in this paper, we will show a practical method with detailed implementation of the optimization of the coded apertures. Especially, crossover process which strongly affects to the performance of genetic algorithm is intensively evaluated and compared with the other methods. In the context of object recognition, the performance of the deblurring should be evaluated by not the visual quality but the resultant recognition rates. Therefore we will show the relationships between PSNR-based image quality criterion and actual recognition rates through experiment.
  • Hiroshi Kawasaki, Satoshi Ono, Yuki Horita, Yuki Shiba, Ryo Furukawa, Shinsaku Hiura
    Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision 2015 3568-3576 2015年2月17日  査読有り
    The central projection model commonly used to model cameras as well as projectors, results in similar advantages and disadvantages in both types of system. Considering the case of active stereo systems using a projector and camera setup, a central projection model creates several problems, among them, narrow depth range and necessity of wide baseline are crucial. In the paper, we solve the problems by introducing a light field projector, which can project a depth-dependent pattern. The light field projector is realized by attaching a coded aperture with a high frequency mask in front of the lens of the video projector, which also projects a high frequency pattern. Because the light field projector cannot be approximated by a thin lens model and a precise calibration method is not established yet, an image-based approach is proposed to apply a stereo technique to the system. Although image-based techniques usually require a large database and often imply heavy computational costs, we propose a hierarchical approach and a feature-based search for solution. In the experiments, it is confirmed that our method can accurately recover the dense shape of curved and textured objects for a wide range of depths from a single captured image.
  • Masakazu Iwamura, Masashi Imura, Shinsaku Hiura, Koichi Kise
    IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications 6 45-52 2014年  査読有り
    The paper addresses the recognition problem of defocused patterns. Though recognition algorithms assume that the input images are focused and sharp, it does not always hold on actual camera-captured images. Thus, a recognition method that can recognize defocused patterns is required. In this paper, we propose a novel recognition framework for defocused patterns, relying on a single camera without a depth sensor. The framework is based on the coded aperture which can recover a less-degraded image from a defocused image if depth is available. However, in the problem setting of "a single camera without a depth sensor," estimating depth is ill-posed and an assumption is required to estimate the depth. To solve the problem, we introduce a new assumption suitable for pattern recognition templates are known. It is based on the fact that in pattern recognition, all templates must be available in advance for training. The experiments confirmed that the proposed method is fast and robust to defocus and scaling, especially for heavily defocused patterns.
  • 笹尾朋貴, 日浦慎作, 佐藤宏介
    電子情報通信学会論文誌 J96-D(8) 1778-1789 2013年8月  査読有り
    本論文では撮像素子の各画素の受光感度分布をそれぞれランダムな形状に符号化することで,複数の画像を入力とする超解像処理を高性能化することができることを示す.既存の撮像素子の各画素の受光感度分布は方形であるため,画像の入力過程は原画像に対し方形を畳み込んだものをサンプリングしていることと等価である.このとき畳込みにより原画像の高空間周波数成分が失われることが超解像の性能を制限する要因となっている.そこで本研究では,撮像素子の上に細かい黒色粉末を散布することで,各画素の受光感度分布をランダムに符号化する.これに圧縮センシング分野で用いられているスパース正則化を組み合わせることで,少ない枚数の入力画像から高解像度な画像を復元し,既存の撮像素子を備えたカメラより超解像の性能が向上することを実機を用いた実験により示す.
  • 武田祐一, 日浦慎作, 佐藤宏介
    電子情報通信学会論文誌 J96-D(8) 1688-1700 2013年8月  査読有り
    ステレオ法はシーンに対して光を投影することなくシーンの奥行マップを得ることができる手法であるが,被写体上のテクスチャやエッジが繰返し模様であったりエピポーラ線と並行である場合に画像間の対応付けが不安定になるという問題がある.一方,錯乱円径が距離によって変化することを利用し距離を得るDepth from Defocusは,レンズの口径によって奥行精度が限定されるという欠点をもつ.そこで本研究では,ステレオカメラの左右のカメラに異なる合焦距離を与え,更に符号化開口を導入することでステレオ法とDepth from Defocusを融合し,両手法の利点を兼ね備えた安定度と精度をもつ奥行推定方法を提案する.
  • Yu Kawamoto, Shinsaku Hiura, Naoki Asada
    International Conference on Computational Photography(ICCP2013) 2013年4月13日  査読有り
  • Tomoki Sasao, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    2013 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL PHOTOGRAPHY (ICCP 2013) 2013年  査読有り
    This paper shows a random and distinct shape of each pixel improves the performance of super-resolution using multiple input images. Since the spatial light sensitivity distribution in each pixel of an image sensor is rectangular and identical, the process of imaging is equivalent to the point sampling of blurred image which is a result of convolution of a rectangle with the original image. The convolution results in a loss of the high spatial frequency component of the original image, which limits the performance of super-resolution. Thus, we sprayed a fine-grained black powder on an image sensor to give a random code to the spatial light sensitivity distribution in each pixel. This approach was combined with a reconstruction technique based on sparse regularization, which is commonly used in compressed sensing, in an experiment with an actual setup. A high-resolution image was reconstructed from a limited number of input images and the performance of super-resolution was significantly improved.
  • Yuichi Takeda, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    2013 IEEE CONFERENCE ON COMPUTER VISION AND PATTERN RECOGNITION (CVPR) 209-216 2013年  査読有り
    In this paper we propose a novel depth measurement method by fusing depth from defocus (DFD) and stereo. One of the problems of passive stereo method is the difficulty of finding correct correspondence between images when an object has a repetitive pattern or edges parallel to the epipolar line. On the other hand, the accuracy of DFD method is inherently limited by the effective diameter of the lens. Therefore, we propose the fusion of stereo method and DFD by giving different focus distances for left and right cameras of a stereo camera with coded apertures. Two types of depth cues, defocus and disparity, are naturally integrated by the magnification and phase shift of a single point spread function (PSF) per camera. In this paper we give the proof of the proportional relationship between the diameter of defocus and disparity which makes the calibration easy. We also show the outstanding performance of our method which has both advantages of two depth cues through simulation and actual experiments.
  • Takehiro Tachikawa, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications 3 172-185 2011年  査読有り
    This paper describes a method to determine the direction of a light source and the distribution of diffuse reflectance from two images under different lighting conditions. While most inverse-rendering methods require 3 or more images, we investigate the use of only two images. Using the relationships between albedo and light direction at 6 or more points, we firstly show that it is possible to simultaneously estimate both of these if the shape of the target object is given. Then we extend our method to handle a specular object and shadow effect by applying a robust estimation method. Thorough experimentation shows that our method is feasible and stable not only for well controlled indoor scenes, but also for an outdoor environment illuminated by sunlight. © 2011 Information Processing Society of Japan.
  • 古瀬達彦, 日浦慎作, 佐藤宏介
    計測自動制御学会論文集 46(10) 589-597 2010年10月  査読有り
    In this paper, we propose a method to accurately measure the shape of objects by suppressing indirect reflection such as interreflection or subsurface scattering. We use a modulation with M-sequence shifted along the line of the slit light to be accurately detected on the captured image in two ways. This method has two advantages; one is the characteristics of propagation of higher spatial frequency components and the other is geometric constraint between the projector and the camera. Prior to the measurement, epipolar constraint is obtained through calibration, and then the phase consistency is evaluated to suppress the interreflection. The value of cross-correlation is used to suppress the dilation of the light caused by the subsurface scattering.
  • Shinsaku Hiura, Ankit Mohan, Ramesh Raskar
    IPSJ Transactions on Computer Vision and Applications 2 186-199 2010年  査読有り
    We propose a novel wide angle imaging system inspired by compound eyes of animals. Instead of using a single lens, well compensated for aberration, we used a number of simple lenses to form a compound eye which produces practically distortion-free, uniform images with angular variation. The images formed by the multiple lenses are superposed on a single surface for increased light efficiency. We use GRIN (gradient refractive index) lenses to create sharply focused images without the artifacts seen when using reflection based methods for X-ray astronomy. We show the theoretical constraints for forming a blur-free image on the image sensor, and derive a continuum between 1:1 flat optics for document scanners and curved sensors focused at infinity. Finally, we show a practical application of the proposed optics in a beacon to measure the relative rotation angle between the light source and the camera with ID information. © 2010 Information Processing Society of Japan.
  • Ankit Mohan, Grace Woo, Shinsaku Hiura, Quinn Smithwick, Ramesh Raskar
    ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS 28(3) 1-8 2009年8月  査読有り
    We show a new camera based interaction solution where an ordinary camera can detect small optical tags from a relatively large distance. Current optical tags, such as barcodes, must be read within a short range and the codes occupy valuable physical space on products. We present a new low-cost optical design so that the tags can be shrunk to 3 m m visible diameter, and unmodified ordinary cameras several meters away can be set up to decode the identity plus the relative distance and angle. The design exploits the bokeh effect of ordinary cameras lenses, which maps rays exiting from an out of focus scene point into a disk like blur on the camera sensor. This bokeh-code or Bokode is a barcode design with a simple lenslet over the pattern. We show that a code with 1 5 mu m features can be read using an off-the-shelf camera from distances of up to 2 meters. We use intelligent binary coding to estimate the relative distance and angle to the camera, and show potential for applications in augmented reality and motion capture. We analyze the constraints and performance of the optical system, and discuss several plausible application scenarios.
  • 日浦慎作, 森谷貴行, 佐藤宏介
    情報処理学会論文誌コンピュータビジョンとイメージメディア 2(1) 14-31 2009年3月  査読有り
  • Natsumi Kusumoto, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    CVPR: 2009 IEEE CONFERENCE ON COMPUTER VISION AND PATTERN RECOGNITION, VOLS 1-4 2544-2551 2009年  査読有り
    Exaggerated defocus can not be created with an ordinary compact digital camera because of its tiny sensor size, so it is hard to take pictures that attract a viewer to the main subject. On the other hand, there are many methods for controlling focus and defocus of previously taken pictures. However most of these methods require purpose-built equipment such as a camera array to take pictures. Therefore, in this paper we propose a method to create images focused at any depth with arbitrarily blurred background from the set of images taken by a handheld compact digital camera moved randomly. Using our method, it is possible to produce various aesthetic blurs by changing the size, shape or density of the blur kernel. In addition, we confirm the potential of our method through a subjective evaluation of blurred images created by our system.
  • Natsumi Kusumoto, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    Kyokai Joho Imeji Zasshi/Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers 63(6) 857-865 2009年  査読有り
    Exaggerated defocus cannot be achieved with an ordinary compact digital camera because of its tiny sensor size, so taking pictures that draw the attention of a viewer to the subject is hard. Many methods are available for controlling the focus and defocus of previously taken pictures. However, most of these methods require custom-built equipment such as a camera array to take pictures. Therefore, in this paper, we describe a method for creating images focused at any depth with an arbitrarily blurred background from a set of images taken by a handheld compact digital camera that is moved at random. Our method can produce various aesthetic blurs by changing the size, shape, or density of the blur kernel. In addition, we demonstrate the potential of our method through a subjective evaluation of blurred images created by our system.
  • 川端聡, 日浦慎作, 佐藤宏介
    電子情報通信学会論文誌 J91-D(1) 110-119 2008年1月  査読有り
    本論文では,三次元空間中に任意に設定した領域への侵入を複数の未校正カメラによって実時間で検知するシステムを提案する.このシステムは三次元形状復元手法の一つである視体積交差法に基づいているが,平面間透視投影を用いた限定的な形状復元を行うため検知にかかわるすべての処理を二次元空間で行うことができ,三次元空間中で完全な形状復元を行う手法に比べて効率的に物体の侵入を検知することが可能である.また,複数カメラによる形状計測において校正は避けて通ることのできない問題であり,基準物体や複雑な手順を要求される場合が多く,専門知識をもたないユーザは行うことが困難な作業である.このため,提案システムではユーザがマーカを用いて大まかに入力した点群を射影復元し,その凸包を侵入禁止領域として自動生成することにより,校正作業を不要にした.したがって,ユーザは個々のカメラの仕様や配置を意識することなく直観的に侵入禁止領域を設定することが可能である.
  • 森谷貴行, 日浦慎作, 佐藤 宏介
    電子情報通信学会論文誌 J90-D(6) 1579-1591 2007年6月  査読有り
    シーンの三次元モデルから生成したCG画像と入力画像の差の最小化によりシーンに対するカメラの位置・姿勢の変化を追跡し,同時にステレオカメラによりシーンの三次元形状を求めることで,自己位置と環境マップの同時推定(SLAM)を行う手法について述べる.ステレオカメラによる距離画像取得処理計算は濃淡画像入力に比べ著しくCPU負荷が高いため処理サイクルが不均一となりがちで,この間に追跡が不安定になったり,シーンの三次元形状の位置合せ精度が低下するおそれがある.そこで本論文ではモデリングと追跡の2種の処理を並列化し,加えてステレオ計算中の運動追跡処理を改良することによって追跡の安定度と位置合せ精度を向上させる方法について述べる.実験ではシーンモデルの更新の有無にかかわらず高精度に追跡とモデリングが同時実行できることが確認された.
  • Osamu Nasu, Shinsaku Hiura, Kosuke Sato
    2007 IEEE CONFERENCE ON COMPUTER VISION AND PATTERN RECOGNITION, VOLS 1-8 3586-+ 2007年  査読有り
  • 川端聡, 日浦慎作, 佐藤宏介
    電子情報通信学会論文誌 J89-D(4) 826-835 2006年4月  査読有り
    コンピュータビジョンにおいて,画像中の処理対象領域を抽出する手段として背景差分法が広く用いられている.背景差分法は,あらかじめ背景となる画像を取得しておき入力画像との差分を求めることにより,背景から大きく変化した領域を処理対象領域として抽出する手法であるため,背景の変化に対応することが難しい.これに対応する手段として背景画像の更新によるものが多く提案されているが,一定の条件を満たせば新規物体を背景画像の一部と自由に置き換えられるため,背景の確からしさを保証できない.そこで本論文では固有空間を用いて動的背景の画像列を学習し,学習段階に存在しなかった未知物体領域を実時間で抽出する手法を提案する.提案手法は単純な固有空間への投影と逆投影によって構成されるが,従来手法であるBPLPによる解へ収束することを示した.また,未知物体領域と背景画像を同時推定する場合,従来手法より高速かつ高精度に推定することができる.
  • 森谷貴行, 日浦慎作, 佐藤宏介
    電子情報通信学会論文誌 J88-D-II(5) 876-885 2005年3月  査読有り
  • 東城賢司, 日浦慎作, 井口征士
    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 7(2) 169-176 2002年6月  査読有り
    We developed a direction system of real-world operation from distant site. The system consists of several sets of cameras, projectors and PCs connected via network each other. At first, the 3-D shape of the object is measured using pattern light projection method, and it is sent to the distant PC. A supervisor can observe the CG of the object from any viewpoint and draw annotation figures on the CG. The direction message is sent to the real field and projected onto the object using projectors. The projected annotations are well aligned geometrically because the all cameras and projectors are calibrated with single reference object. The worker is free from any wearing equipment, ex. HMD, and multi projectors avoid the problem of occlusion by the worker body. Direction of alignment task of both existing and new object are also implemented.
  • 日浦慎作, 村瀬健太郎, 松山隆司
    情報処理学会論文誌 41(11) 3082-3091 2000年11月  査読有り
  • 日浦慎作, 松山隆司
    電子情報通信学会論文誌 J82-D-II(11) 1912-1920 1999年11月  査読有り
  • 日浦慎作, 山口証, 佐藤宏介, 井口征士
    電子情報通信学会論文誌 J80-D-II(11) 2904-2911 1997年11月  査読有り
    滑らかな自由曲面により定義される物体の運動を追跡するためには距離画像が有効であるが, より計測安定度を向上させるためには物体表面のテクスチャなど濃淡情報を融合することが望ましい. 本論文では, 単に濃淡画像による姿勢推定手法を距離画像による追跡システムに追加するのではなく, 距離・濃淡情報の融合により対象のテクスチャマップモデルを得たと考え, モデルベース的に対象の6軸運動を求める手法を提案する. まず, こう配法に対象物体の剛体性を適用することで直接対象の運動を求める手法について述べ, 次にこの手法が簡単に距離画像による運動追跡と融合できることを示す. また, CGハードウェアにより高速な画像生成と反射率推定を行う手法を導入し, 実験により対象物体の6軸運動追跡と形状・反射率モデル獲得が実時間的に実行可能であることを示す.
  • 日浦慎作, 山口証, 佐藤宏介, 井口征士
    電子情報通信学会論文誌 J80-D-II(6) 1539-1546 1997年6月  査読有り
  • 日浦慎作, 佐藤宏介, 井口征士
    情報処理学会論文誌 36(10) 2295-2302 1995年10月  査読有り

MISC

 134

書籍等出版物

 9
  • 月刊画像ラボ編集部 (担当:分担執筆, 範囲:pp.1-6「三次元計測の各種法とその特性」)
    日本工業出版 2017年10月 (ISBN: 9784819029216)
  • 小松英彦, 西田眞也, 本吉勇, 澤山正貴, 渡邊淳司, 黒木忍, 藤崎和香, 大澤五住, 本田学, 日浦慎作, 佐藤いまり, 中内茂樹, 岡谷貴之, 岩井大輔, 坂本真樹, 岡本正吾 (担当:共著, 範囲:4.1 質感を生み出す光と物の性質)
    朝倉書店 2016年10月20日 (ISBN: 9784254102741)
  • 伊藤 裕之, 岩崎 慶, 大口 孝之, 奥富 正敏, 楽 詠灝, 加藤 博一, 金井 崇, 金田 和文, 後藤 道子, 近藤 邦雄, 斎藤 隆文, 斎藤 英雄, 清水 雅夫, 杉本 麻樹, 高橋 成雄, 乃万 司, 馬場 雅志, 日浦 慎作, 藤代 一成, 宮田 一乘, 村岡 一信 (担当:共著, 範囲:302-308)
    CG-ARTS協会 2015年3月23日 (ISBN: 9784903474496)
  • 天野敏之, 池田聖, 石井裕剛, 石川智也, 一刈良介, 岩井大輔, 内山英昭, 大石岳史, 大隈隆史, 大星直樹, 亀田能成, 神原誠之, 北原格, 清川清, 蔵田武志, 黒田知宏, 黒田嘉宏, 興梠正克, 酒田信親, 柴田史久, 杉本麻樹, 田中秀幸, 谷川智洋, 鳴海拓志, 日浦慎作, 堀謙太, 牧田孝嗣, 山本豪志朗 (担当:共著, 範囲:第3章1節 シーン形状のモデリング)
    科学情報出版 2015年
  • 高松淳, 日浦慎作, 長原一, 富永昌治, 向川康博 (担当:共著, 範囲:23-52)
    アドコム・メディア 2011年12月7日 (ISBN: 9784915851438)

講演・口頭発表等

 83

共同研究・競争的資金等の研究課題

 31

学術貢献活動

 3

社会貢献活動

 2

メディア報道

 3