パラレルバスパターンによるRGB-D同時高速計測

概要

3次元形状（Depth）と色情報（RGB）の同時計測には高い需要がある一方で、従来のRGB-D計測システムには課題がありました。 RGB-D計測のために複数のセンサを組み合わせる方式では、形状と色のデータ間に誤対応が生じやすいだけでなく、 複数センサの導入によるシステム全体の高コスト化や統合処理にかかる計算負荷が問題でした。 また、単一センサで時分割的にRGB-D計測を実現する場合でも、動的な対象に対しては時空間的なずれが生じてしまうという問題がありました。

本研究では、高速・低遅延な3次元計測を実現するパラレルバスパターン を用いたワンショットの構造化光法を応用し、この手法の構造的特性を利用することで、3次元形状と色情報を同時に取得する新手法を開発しました。 本手法は、単一カメラの単一フレームからRGB-D情報を計測するため、時空間的な誤対応を原理的に排除し、同時にハードウェアコストを抑えることができます。 さらに、色情報の計測では画像全体のデベイヤ処理を必要としないため、基盤となった3次元計測技術同様に計算コストを抑えた高速低遅延計測が期待できます。 実験では、約22,000点の頂点色付き3次元点群を約0.3msの計算時間で取得し、1,000fpsのRGB-D計測を実現しており、 本手法はその高いリアルタイム性能から、素早い動きを伴う動的シーンのデジタル化に活用されることが期待されています。

参考文献

1. Leo Miyashita and Masatoshi Ishikawa: Simultaneous measurement of color and depth images at 1,000 fps based on a parallel-bus pattern, SPIE Optics+Optoelectronics, Real-time Processing of Image, Depth and Video Information 2025, Oral, 13526-13, Prague, Czech Republic, 7-10 Apr. (2025)