研究

星景写真からの天空の撮影領域の推定

夜空の写真をもとに、そこに写る天体や星座を特定することは天文や星座などの知識を必要とします。この問題はAstrometric calibrationやPlate solvingとして知られています。星々が古くは航海の目印に用いられたように、探査機や人工衛星はスタートラッカという機器を搭載しこの問題を解くことで姿勢推定を行っています。

この研究では、夜空の写真の中でも特に広角レンズで撮影した星景写真と呼ばれる写真でこの問題を解くことに着目しました。提案手法は画角や撮影位置情報などの事前情報を利用せず、与えられた画像が天球上のどの領域を撮影したものかを特定するカメラパラメータを幾何学的計算により求めます。既存手法の多くが必要とする幾何学的ハッシュの事前計算をすることなく、比較的高速かつ正確にカメラパラメータを求めることができました。

卒業論文はこのテーマで執筆しました。2020年11月にComputational Visual Mediaに掲載されました。

物理ベースの夜空のCGモデル

CGではシーンの背景として空を表現するケースが多くあります。日中の空に関しては多くの研究がされているものの、夜間の空に関しては比較的多くは検討されていません。日中の空では太陽以外の光源は無視できる程度の明るさですが、夜間の空を照らす自然光源は月・惑星・星雲・恒星・大気光などと様々です。また、夜間のシーンでよりリアルな表現をするためには、暗所視の性質である広いダイナミックレンジや色に対する感度および視力の低下を考慮する必要があります。

既存研究では自然光源と人の視覚特性を考慮した物理ベースのCGモデルが提案されています。しかし、実際の夜空では都市などから放射される人工光源が空を照らす影響が著しく大きいため、自然光源のみでは実際の見た目に近い夜空を再現することはできません。そこで、当研究では従来のモデルに加えて人工光源の影響を考慮したCGモデルについて検討しています。