ユビキタス・ビジョン・テクノロジーの実用化研究の背景と目的東北大学大学院情報科学研究科では，これまでに，位相限定相関法（Phase-Only Correlation: POC）と呼ばれる超高精度画像照合技術に関する研究開発を実施し，株式会社山武ならびに松下電器産業株式会社などとの連携のもとに，セキュリティ向け指紋照合装置，工業用スマートビジョンセンサ，リアルタイム画像計測 VLSI プロセッサなどを実用化するとともに，次世代画像圧縮技術などへの応用を検討してきた．画像照合は，あらゆるビジョンシステムの基盤技術として重要である．位相限定相関法は 1/100 ピクセル精度での画像照合（レジストレーション）が可能であり，また，計算の規則性を生かして組み込みマイクロプロセッサによるリアルタイム処理が可能である．来るべきユビキタス情報化社会においては，さまざまな情報機器が IPv6 によるネットワークを介して結合されることが予想されている．その際に高い信頼性と利便性を実現するためには，さまざまな情報機器が外界との画像インターフェース（セキュリティ向け認証機能，2 次元・3 次元キャプチャリング機能，映像伝送機能など）を備えることが必須になると思われる．このような組み込み機器をターゲットとして，生活のすみずみに浸透させることを目的とした「ユビキタス・ビジョン・テクノロジー」の実用化に向けた研究開発を行う．主な研究目的は以下の３項目である． (1) ユビキタス・ビジョン・テクノロジーの共通基盤として，位相限定相関法に基づく超高精度・超高速画像照合技術に関する体系的な研究を行う． (2) 上記の研究に基づき，(i)セキュリティ向け個人認証技術（バイオメトリクス技術），(ii)高精度 2 次元および 3 次元情報取得技術，(iii)マンマシンインターフェース技術，(iv)マルチメディア情報圧縮伝送技術を開発すると共に，それらの実用化を目指す． (3) これらに関連する研究開発を推進する産学連携フォーラムを運営し，研究成果の産業界への広範な普及を図る．なお，この基本的な枠組みとなる産学連携フォーラム（Intelligent Vision Forum: IVF）については，すでに本年２月に本研究者らによって設立され，活動を開始している． 1 位相限定相関法による超高精度リアルタイム画像照合技術（ユビキタス・ビジョン・テクノロジーの基盤技術）位相限定相関法は，1/100 ピクセル精度での画像の位置ずれ検出と 1/100 度精度での回転角度検出が可能でかつシグナルプロセッサでの超高速処理が可能な画像照合技術である．（株）山武のホームページ http://www.compoclub.com/svs/ より抜粋． POC(Phase Only Correlation)*は、東北大学と（株）山武の共同研究により開発された世界初の画像処理技術。元になる登録画像と照合すべき入力画像の相関(類似性)を算出するため、デジタル信号化された画像をフーリエ変換で数学的に処理すると、振幅(濃淡データ)と位相(像の輪郭データ)に分解されます。この２つの情報のうち形状情報が含まれない振幅情報は使わずに、位相情報のみを用いて相関を瞬時に画像処理するアルゴリズム(演算手引き)、それが POC(位相限定相関法)です。この POC テクノロジーは、振幅情報を用いた従来の２次元相関法や特徴抽出法とは全く異なります。 POC は外乱に強く、大きな誤りが無いという特徴を持っています。 *現在特許申請中 2 位相限定相関法のアプリケーション展開（ユビキタス・ビジョン・テクノロジーへ向けて）本研究グループでは，位相限定相関法に基づく超高精度リアルタイム画像照合技術を下図のようなきわめて広範囲の分野に応用展開することを計画している．図中の赤字は，すでに研究開発に着手している分野である．来るべきユビキタス情報化社会には，家電製品などさまざまな設備や装置に IPv6 による固有のアドレスを与えられた情報機器が組み込まれ，ネットワークの末端が分散的にインテリジェント化していくことが予想されている．その際にユーザが安心して使用できる信頼性と誰でも簡単に使える利便性を実現するためには，さまざまな組み込み情報機器が外界との画像インターフェース（認証機能，2 次元・3 次元環境情報取得機能，映像伝送機能など）を備えることが必須になると思われる．本プロジェクトにより，組み込み機器をターゲットとして，生活のすみずみに浸透させることを目的とした「ユビキタス・ビジョン・テクノロジー」の基盤技術の確立を目指す．マンマシンインターフェース距離計測映像情報圧縮・伝送リモートセンシングスマートイメージセンサ映像ブレ補正ロボットビジョン自律走行車生体画像計測医用画像計測超解像イメージング顕微鏡焦点合わせＩＴＳ（高度道路交通ｼｽﾃﾑ）レーザースペックル計測３次元計測インターネット移動物体検出・追跡向け個人認証半導体製造装置監視カメララベリングマシン入退室管理装置テーピング装置ログイン装置マルチメディアチップマウンタ印鑑照合個人認識マウスセキュリティ（バイオメトリクス）携帯電話ユーザ認証知的システムマーキング装置産業用画像処理製品検査傷・汚れ検出指紋照合顔画像照合ワイヤボンダ網膜パターン照合照合・認識位置合わせ画像レジストレーション位相限定相関（ＰＯＣ）による超高精度リアルタイム画像照合技術 3 赤字はすでに研究開発に着手しているもの実用化に向けた準備状況上記の応用分野の一部をカバーすることを目的として，すでに下記の製品の実用化に成功している．工業用スマートビジョンセンサ SVS シリーズセキュリティ向け指紋照合装置フレンドタッチシリーズ技術の広範な普及に向けた産学連携フォーラムの設立ユビキタス情報化社会において優れた技術を普及させるためには，従来のように単独のグループの利益追求を優先した閉鎖的な研究開発体勢では不十分である．むしろさまざまな企業や大学の垣根を取り払い，バックグラウンドの異なる技術者・研究者が気軽に会して議論し，相乗的な研究開発効果を発揮していく横断的な組織を形成することが必須である．このような観点から，本研究グループでは，すでに本年の２月に位相限定相関法の各種アプリケーションを中心的に議論するフォーラム「インテリジェント・ビジョン・フォーラム（Intelligent Vision Forum: IVF）」を設立し，横断的な産学連携の活動を開始している．詳しくは，下記のホームページを参照されたい．このような，開かれたユビキタス情報化社会に適する横断的な産学連携の場を準備することも今後の大学の重要な機能であると考える．東北大学大学院情報科学研究科におけるインテリジェント・ビジョン・フォーラムのホームページ： http://ivf.higuchi.ecei.tohoku.ac.jp/ 4 関連する新聞報道 5 6