高精度マシンビジョンと産業応用


東北大学 大学院情報科学研究科 情報基礎科学専攻
計算機構論分野
URL: http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/index-j.html
教授 青木孝文
准教授 本間尚文
助教 伊藤康一

aoki_lab位相情報に基づく超高精度画像マッチング技術
本研究では,画像の位相情報に基づく一連の超高精度画像マッチング技術を「位相限定相関法(POC: Phase-Only Correlation)」として体系化するとともに,さまざまな企業との産学連携研究を通して広範囲の応用に適用している.位相限定相関法は,あらゆるタイプの画像に対して対応付けが可能であるという意味での「ロバスト性」を備えるとともに,ピクセル分解能を越えたサブピクセル精度での位置合わせ(レジストレーション)が可能であるという意味での「高精度」を兼ね備えた画像マッチング技術である.位相限定相関法は5つの基本アルゴリズム:(i) 画像照合アルゴリズム,(ii) 相似変換パラメータ推定アルゴリズム,(iii) サブピクセル対応点探索アルゴリズム,(iv) 受動型3次元計測アルゴリズム,(v) 波形マッチングアルゴリズムからなる.これらは,すべて,共通の位相限定相関の数学モデルに基づいて設計されており,用途ごとに画像モデルを変更することで高精度化を達成している.例えば,約0.01ピクセル精度で平行移動量を推定可能である.

位相限定相関法の応用展開
現在までに,さまざまな企業との共同研究を推進し,バイオメトリクス認証,工業用マシンビジョン,顕微鏡画像解析,レーザースペックル計測,3次元計測,車載カメラ,映像信号処理,LSI動作解析などの広範な応用において位相限定相関法の有効性を実証している(上図).

主要業績

  1. 青木孝文ほか,電子情報通信学会論文賞(1990年,1997年)および猪瀬賞(1997年)
  2. 青木孝文ほか,英国電気学会アンブローズ・フレミング賞(1994年)およびマウントバッテン賞(1999年)
  3. 青木孝文,第40回市村学術賞貢献賞(2008年)