微小回転と偏光解析に基づく 透明物体の表面形状計算 宮崎大輔 理学部情報科学科４年 ８１０３０ 池内研究室 発表の流れ 研究の目的 測定原理 計算方法 実験結果 まとめ 研究の目的 表面形状を計測 透明物体を計測 今まで簡便な良い 方法が実現されてな い 一般的な光源 CCDカメラは固定 カメラ前に偏光板 アクリル製の透明物体 コンピュータデータ 光度から偏光度を計算 偏光度：偏光の度合 偏光度から入射角 入射角＝反射角 光源 偏光板を回転 光度の最大・最小 次式で偏光度を計 I max I min 算 I max I min 表面法線 反 入 射 射 角 角 θ カメラ 直線偏光子 入射面 物体 物体の表面法線 偏光度１→角度２ 正しい角度を要選 択 ブリュースタ角では 角度１→これに着目 2 2 2 sin tan n sin 2 n sin 2 sin 2 tan2 polarization ρ 問題点：角度が２つ出てくる 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 21 41 61 degree θ 81 角度ー偏光度 グラフ 解決方法：物体を微小回転 y 物体の微小回転のようす 150 height 物体を微小回転 回転による偏光度 の変化で判断 輪郭線を検出 ブリュースタ線検出 物体表面形状は連 続で滑らかと仮定 z 100 50 0 輪郭線とブリュースタ線 パターン① 間の角度は両端のブリュースタ角より小さい 最小偏光度点の角：近0º→近ブリュースタ角 偏光度は増加 B B B B 0° B 90° 回転前 回転後 角度の変化 パターン② 間の角度は両端のブリュースタ角より大きい 最小偏光度点の角：近ブリュースタ角→近90º 偏光度は減少 B B B 回転前 B 回転後 B 0° 90° 角度の変化 パターン③④ 間の角度は両端のブリュースタ角より小さい 最小偏光度点の角：0º、変化なし 偏光度は変化しない ③ B ④ B B B 偏光度が変化しない２つのパターン パターン⑤ 間の角度は両端のブリュースタ角より大きい 最小偏光度点の角：近90º→近ブリュースタ角 偏光度は増加 B B B 回転前 0° B 回転後 B 90° 角度の変化 パターン⑥ 間の角度は両端のブリュースタ角より小さい 最小偏光度点の角：近ブリュースタ角→近0º 偏光度は減少 B B 回転前 0° B B B 90° 回転後 角度の変化 実験結果 100 100 height height 150 50 0 50 0 元の物体 20 15 height 10 5 0 結果の物体 15 10 height 5 0 まとめ 透明物体の計測 実験が簡便 偏光度１つから角度２つが算出 物体を微小回転 回転による偏光度の変化で判断 このアルゴリズムは有用 (c) Daisuke Miyazaki 2000 All rights reserved. http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/ 宮崎大輔, "微小回転と偏光解析に基づく 透明物体の表面形状計算," 卒業論文, 東京大学, 2000年2月
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