角膜表面反射像の超解像処理による高解像シーン画像の推定

摘要

The corneal imaging technique enables extraction of scene information from corneal reflections and realizes a large number of applications including environment map reconstruction and estimation of a person's area of view. However, since corneal reflection images are usually low quality and resolution, the outcome of the technique is currently limited. To overcome this issue, we propose a first non-central catadioptric approach to reconstruct high-resolution scene information from a series of lower resolution corneal images through a super-resolution technique. We describe a three-step process, including (1) single image environment map recovery, (2) multiple image registration, and (3) high-resolution image reconstruction. In a number of experiments we show that the proposed strategy successfully recovers high-frequency textures that are lost in the source images, and also works with other non-central catadioptric systems, e.g., involving spherical mirrors.%角膜表面反射像は，人の取り巻くシーンの光が入•反射したものであり，その画像を解析すればシーンの状況を復元できることが知られている.しかし実際には画像の品質が限られているため復元されたシーン画像の解像度も低い.この問題を解決するため我々は，複数の角膜表面反射画像を統合して超解像処理を行い，解像度の高いシーン画像を復元する手法を提案する.復元された高品質のシーン画像から，1枚の撮影像では観察できなかった細かな情報も得ることができる.本手法は角膜を球面と見なし，角膜表面反射の撮影像を3次元空間に逆投影することにより角膜周辺の光線マップを復元する.複数の画像から得られた光線マップを統合し，再構築型の超解像処理を適用する.このため，眼球のみならず球面ミラー等の非単一焦点をもつ反射光学系にも適用可能である.実験では，高周波数テクスチャのあるシーンが投影された角膜反射画像や金属球の反射画像から超解像処理を行い，本手法の有効性を確認した.