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研究内容

統計モデルに基づく足形状の計測

[慶應義塾大学 斎藤英雄教授株式会社 アイウエアラボラトリーとの共同研究]

概要

人体の形状は,任意の3次元形状を持ち得るわけではなく,ある程度限定された形状を持つことは明らかである. 我々デジタルヒューマン研究センターでは人体の形状データベースを構築しており.そのようなデータベースを統計処理することで,単なる平均や分散だけではなく「統計的にあり得る人体形状」の範囲を求めることが可能となる.

言いかえるとデータベースに基づいて統計的に人体形状のモデルを構築することが可能であり,そのようなモデルを利用することで人体形状計測はより容易になる. 本研究では,そのような考え方を足の形状に適用し,大量の市販の安価なwebカメラと,市販のプロジェクタを使って足の形状計測を低コストに行うシステムを構築した.

撮影環境

計測エリアの前後に2台の市販プロジェクタを配置し,ランダムなカラーパターンを投影する. 計測エリアの周囲には10台のwebカメラが配置され,キャリブレーションされている.

この環境で多眼ステレオ法が成功すれば足の3次元形状が計測可能であるが,実際には,精度や処理の安定性の面で課題がある. 本研究ではモデルベースの処理を行うため,形状計測はパラメータの最適化問題に置き換えることが可能である. そこで,「その形状が正しいと仮定した場合に,複数のカメラ間のテクスチャはどの程度辻褄があっているか」を評価関数とし,モデルパラメータへ最適化を適用することで足の形状計測を行った.

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計測結果の例

以下の図は実際の人間の足による実験結果の例である. 石膏の足による精度検証では,平均誤差1.25mmという結果が得られている.

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論文

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