複合鏡を用いた仮想多視点カメラシステムにおける単一参照点の観測に基づく線形外部キャリブレーション法

摘要

平面鏡に映り込む物体の鏡像は，鏡によって生成された仮想カメラから観測した像である．このことから，1台の実カメラに対して複数の鏡を用いることで仮想的に多視点カメラシステムを構築することが可能である．この仮想カメラの位置姿勢は鏡の法線や実カメラからの距離といった鏡のパラメータに依存する．本研究ではこの鏡のパラメータを求める手法，すなわち仮想多視点カメラシステムにおける外部キャリブレーション法を提案する．本研究では，一枚の鏡の反射によって得られる反射像だけでなく，複数の鏡によって得られる物体の多重反射像を利用する．多重反射像は複数の鏡の反射によるものであるため，得られる像の三次元位置は鏡のパラメータに関して非線形な値となる．これに対し，本研究では多重反射像の二次元投影点に着目し，単一の参照点の投影点間に成り立つ幾何関係を利用することで線形に外部キャリブレーションを行う手法を提案する．実験ではシミュレーションデータおよび実データを用いて提案手法の有効性を確認した．