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ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
All images are compressed.
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/
ウェーブレットテクスチャ：ドベシィウェーブレットと
反射モデルと円偏光板によるBRDF圧縮
宮崎大輔
柴田卓司
池内克史
（東京大学生産技術研究所）
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/
VRモデル生成のための３つの要素
幾何情報
レンジデータ
光学情報
カラー画像
環境情報
環境情報
Introduction(1/4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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モデルベーステクスチャ
• 物体の反射を数学的に定式化
反射パラメータ
カラー画像
幾何モデル
 2 
Ks
I  K d cos i 
exp   2 
cos  r
 2 
VRモデル
反射パラメータ推定
Introduction(2/4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
合成
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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イメージベーステクスチャ
• 撮像された実画像のデータベースを保持
主成分分析など
カラー画像
幾何モデル
VRモデル
圧縮
Introduction(3/4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
合成
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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提案手法（ウェーブレットテクスチャ）
• モデルベーステクスチャ＋イメージベーステクスチャ
カラー画像
幾何モデル
反射パラメータ推定
VRモデル
差分を圧縮
反射パラメータ
Introduction(4/4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
合成
ウェーブレット圧縮
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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円偏光板による鏡面反射成分と拡散反射成分の分離
右円偏光板
右円偏光左円偏光
右円偏光板
非偏光
鏡面反射
Introduction(4)
Separation(1/2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
拡散反射
Experiment(6)
Conclusion(1)
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分離結果
通常の画像
Introduction(4)
Separation(2/2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
拡散反射画像
Parameter(2)
Wavelet(3)
鏡面反射画像
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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LambertianモデルとTorrance-Sparrowモデル
 2 
Ks
I  K d cos i 
exp   2 
cos  r
2 

Lambertian
（拡散反射） Torrance-Sparrow
（鏡面反射）
最小二乗法
法線
視点
入射光
[反射パラメータ]
Kd: 拡散反射率
Ks: 鏡面反射率
: 表面粗さ係数
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
i

二等分ベクトル
r
物体表面
Parameter(1/2)
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
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推定された反射パラメータ
拡散反射率 K d
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
鏡面反射率 K s
Parameter(2/2)
Wavelet(3)
表面粗さ係数 
Experiment(6)
Conclusion(1)
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差分
入力画像
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
レンダリング画像
Parameter(2)
Wavelet(1/3)
差分
Experiment(6)
Conclusion(1)
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差分をウェーブレット圧縮
光学的要因
幾何学的要因
反射モデルに従わない材質
相互反射
幾何データの精度
カメラキャリブレーションの精度
差分も重要なので保持すべき
データ圧縮の性能が良い，ドベシィウェーブレット(N=2)を使用
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(2/3)
Experiment(6)
Conclusion(1)
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画像合成
レンダリング画像
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
圧縮された差分
Parameter(2)
Wavelet(3/3)
合成画像
Experiment(6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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実験装置
レンジセンサ
光源
カメラ
物体
偏光板
回転台
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(1/6)
Conclusion(1)
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レンダリング結果
通常の画像
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
提案手法によるレンダリング画像(2%)
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(2/6)
Conclusion(1)
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圧縮率ごとのレンダリング精度
通常の画像
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
5%のデータ
を使用した
合成画像
Parameter(2)
Wavelet(3)
1.5%のデータ
を使用した
合成画像
Experiment(3/6)
Conclusion(1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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モデルベーステクスチャとの比較
通常の画像
Introduction(4)
モデルベーステクスチャ
によるレンダリング画像
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
提案手法による
レンダリング画像(5%)
Experiment(4/6)
Conclusion(1)
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イメージベーステクスチャとの比較(2%)
イメージベーステクスチャ
分離なし・反射モデル不使用
画質(PSNR)=33dB
提案手法
分離あり・反射モデル使用
通常の画像
画質(PSNR)=38dB
結果
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
誤差
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(5/6)
Conclusion(1)
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全周の動画(20%)
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(6/6)
Conclusion(1)
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まとめ
モデルベーステクスチャ
イメージベーステクスチャ
○ハイライト成分の再現性に優れている
○データ量が小さい
×反射モデルで表現できない物体もある
○実画像による写実性
×ハイライト成分の再現が難しい
×データ量が大きくなる
提案手法（ウェーブレットテクスチャ）
○ハイライト成分の再現性に優れている
○反射モデルで表現できない物体でも実画像により表現可能
○データ量が小さい
Introduction(4)
Separation(2)
ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
Parameter(2)
Wavelet(3)
Experiment(6)
Conclusion(1/1)
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
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ウェーブレットテクスチャ（宮崎大輔，柴田卓司，池内克史）
(c) Daisuke Miyazaki 2006
All rights reserved.
http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/
宮崎大輔, 柴田卓司, 池内克史, "ウェーブレットテクスチャ：
ドベシィウェーブレットと反射モデルと円偏光板によるBRDF
圧縮," ３Ｄ映像（三次元映像のフォーラム）, Vol.20, No.4,
pp.21-29, 東京, 2006年11月
Ikeuchi Lab, The University of Tokyo
http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/

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