市販の単眼カメラで高精度な距離計測を実現する立体認識AIを開発

市販の単眼カメラの映像からステレオカメラ並みの精度で距離を計測できるシステムを、東芝が人工知能(AI)の技術を活用して開発しています。

近年はロボットを使った物品のピッキング、工場内での無人配送車の自律移動、あるいはドローンを遠隔操作することでインフラを点検するなど、あらゆる分野において画像センシングの重要性が増加しています。

これらの用途においては、撮影された被写体の形状や距離情報などの立体情報を高精度で把握することが必要とされており、またシステムの小型化という観点からは単眼カメラを使った計測技術の開発が求められています。

単眼カメラを使った距離の計測においては、被写体の形状のほか背景などの風景情報を学習して距離を推定する技術の研究が進められています。

しかしこれらの技術においては学習した風景情報に依存するため、学習したものとは違った背景で撮影すると精度が著しく低下するといった欠点があります。

そこで、2色のカラーフィルターをレンズに装着して被写体までの距離に応じて生じる「画像ぼけ」の色と大きさを分析することで、風景情報に依存することなく距離を推定できる技術を開発しました。

さらに、ディープラーニングの技術を活用して、レンズ上の位置によって画像がどのようにぼけているか、ぼけの形状を解析して通常の単眼カメラのみによってステレオカメラ並みの高精度な距離計測を可能にする立体認識AIを開発しました。

一般的にピント位置から被写体までの距離が等しければ、遠近いずれのポイントであってもぼけの形状が等しくなるため、ぼけ形状のみからは距離を計測することは難しいと考えられていました。

これまでの常識(東芝)

しかし実際にぼけの形状を分析したところ、遠近いずれかによってぼけ形状に大きな違いがあることがわかりました。

原理(東芝)

今後は市販されているカメラとレンズを使って汎用性の確認をして、また画像処理の高速化を進めることで2020年度の社会実装を目指すとしています。

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