イメージ科学
担当者近藤 直樹教員紹介
学年・開講期3年次 後期  [理工学部 情報電子工学科]
科目の種類専門
区分・単位選択 2単位
科目ナンバー3D331

授業の概要(ねらい)

イメージ情報の記録・処理・再生技術は、計算機の飛躍的な能力の高まりに支えられて、今日、新たな発展期にさしかかっています。また、近年のネットワーク/ストレージ技術の爆発的な発達により、得られた膨大な量のデータの転送・蓄積も可能になってきています。これはより高度なイメージ情報、例えば3次元画像情報などを処理・共有できる技術的枠組みが整いつつある事を意味し、エンターテインメントや医療・福祉分野等での応用の発展が期待されています。
本科目では、イメージ情報を扱うための物理・数理的諸原理(幾何光学, 結像理論, エピポーラ幾何等)およびその計算機上での実装の基礎について学びます。
この科目は、DP4M, DP4Eに関連しています。

授業の到達目標

イメージ情報を扱うための物理・数理的諸原理およびその計算機上での実装の基礎を身に着けることで、現代の高度なイメージ情報技術をより深く理解して利用できるようになることが目標です。

成績評価の方法および基準

小テストとレポート(50%)と期末試験の結果(50%)で評価します。
小テストとレポートは、提出後原則1週間以内に評価をつけて返却します。

教科書・参考文献

種別書名著者・編者発行所
教科書授業前半(結像理論まで)で用いる資料は、LMSに掲載します。
後半については、以下の教科書を用います。
教科書ディジタル画像処理[改訂新版]ディジタル画像処理編集委員会CG‒ARTS協会
参考文献光波工学を学ぶ今井洋理工図書
参考文献MATLAB入門高井信勝工学社
参考文献

準備学修の内容

予習としては、資料や参考書の該当部分に目を通すようにしてください(1時間程度)。
復習には、数式の導出やプログラミングの部分を、自分で手を動かして検証するなどするとよいでしょう(2時間程度)。

その他履修上の注意事項

プログラムを動かすためのソフトウェアとして、MATLABを使用します。

授業内容

授業内容
第1回序論:2次元画像ができるまでの物理過程について学ぶ理由
第2回光の物理1(Maxwell方程式, 波動方程式と偏光)
第3回光の物理2(光学理論モデル)
第4回幾何光学(光線の概念と性質, 屈折-反射-吸収)
第5回線形代数の復習
第6回結像理論1(光線転送行列,自由空間伝搬)
第7回結像理論2(レンズの作用, 結像の仕組み)
第8回演習1(簡易な光線追跡プログラムによる結像シミュレーション)
第9回画像からの3次元復元1(平行ステレオビジョン)
第10回画像からの3次元復元2(画像と空間の幾何学的関係)
第11回画像からの3次元復元3(エピポーラ幾何)
第12回画像からの3次元復元4(カメラキャリブレーション)
第13回画像からの3次元復元5(ステレオビジョンの原理)
第14回演習2(ステレオビジョンからの3次元復元)
第15回テスト、まとめ
上記予定は進度によって、若干の調整を行う可能性があります。