画像処理エンジニア検定エキスパート　⑦ 動画像処理／3次元復元／光学的解析とシーンの復元

カメラキャリブレーションは透視投影行列の未知数11と対応点6組、アフィンカメラの8と4組という数字を区別させる。ステレオビジョンは視差と奥行きが反比例し、基線長を長くすると視差が大きくなる関係、エピポーラ線の向きが要点。光学的解析では均等拡散面の放射輝度がカメラからの距離に依存しない理由、フォンのモデルの指数n、BRDFの変数が均質4・不均質6という区別、偏光板を回して得た最大値と最小値から拡散反射成分と鏡面反射成分を分離する式が出る。動画像は背景差分とフレーム間差分の必要データの違い、3枚差分の論理積、オプティカルフローの拘束式とKLTトラッカー。

この分野の問題81問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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第499問透視投影行列を求めるカメラキャリブレーションにおいて、透視投影行列の未知数の数はいくつになるか。ただし、行列を定数倍しても同じ投影を表すため適当な成分を1に固定するものとする。

A8個
B9個
C11個
D12個

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正解：C．11個

透視投影行列は3行4列の12成分だが、定数倍の不定性を除くため1成分を固定すると未知数は11個となる。

画像処理エンジニア検定エキスパート ⑦ 動画像処理／3次元復元／光学的解析とシーンの復元

第499問透視投影行列を求めるカメラキャリブレーションにおいて、透視投影行列の未知数の数はいくつになるか。ただし、行列を定数倍しても同じ投影を表すため適当な成分を1に固定するものとする。

第500問透視投影行列を求めるカメラキャリブレーションにおいて、空間中の位置とその投影点の画像上の位置の組が最少で何組あれば透視投影行列を求めることができるか。

第501問アフィンカメラのモデルを用いてカメラキャリブレーションを行う場合、アフィン行列の未知数の数はいくつになるか。

第502問アフィンカメラのキャリブレーションにおいて、空間中の位置と画像上の投影点の組は最少で何組必要か。

第503問透視投影行列をキャリブレーションする際、1組の対応点から得られる方程式の数はいくつか。

第504問カメラキャリブレーションに関する説明として、誤っているものはどれか。

第505問焦点距離を6としたカメラにおいて、3次元空間上の方向ベクトル(1, 2, 3)に平行な直線の消失点の画像座標として正しいものはどれか。

第506問焦点距離を10としたカメラにおいて、3次元空間上の方向ベクトル(3, 4, 5)に平行な直線の消失点の画像座標として正しいものはどれか。

第507問焦点距離を12としたカメラにおいて、3次元空間上の方向ベクトル(2, 1, 4)に平行な直線の消失点の画像座標として正しいものはどれか。

第508問焦点距離を8としたカメラにおいて、3次元空間上の方向ベクトル(1, 1, 2)に平行な直線の消失点の画像座標として正しいものはどれか。

第509問焦点距離を9とした透視投影モデルにおいて、方向ベクトル(2, 4, 3)の直線の消失点座標を求める計算として正しいものはどれか。

第510問同じ焦点距離を持つカメラAとカメラBがある。カメラBの光学中心がカメラAの座標系のx軸上に配置されている場合、カメラBの画像上のエピポーラ線はどのようになるか。

第511問同じ焦点距離を持つカメラAとカメラBがある。カメラBの光学中心がカメラAの座標系のy軸上に配置されている場合、エピポーラ線はどのようになるか。

第512問ステレオビジョンにおいて、空間中の点の奥行きと視差の関係として正しいものはどれか。

第513問ステレオビジョンにおける基線長と算出される空間中の点の奥行きの関係として正しいものはどれか。

第514問ステレオビジョンにおいて、エピポーラ平面はどのような平面か。

第515問ステレオビジョンに関する記述として、誤っているものはどれか。

第516問ステレオビジョンにおける基線長と視差の関係の記述として、誤っているものはどれか。

第517問均等拡散面上の点からカメラの1画素に届く放射照度は、カメラから対象面までの距離に対してどのような関係になるか。

第518問カメラの1画素に対応する均等拡散面の面積は、カメラから対象面までの距離に対してどのような関係になるか。

第519問均等拡散面の放射輝度とカメラから対象面までの距離の関係について、正しいものはどれか。

第520問均等拡散面の放射輝度がカメラからの距離に依存しなくなる理由はどれか。

第521問均等拡散面の輝度を決定する要因として正しいものはどれか。

第522問均等拡散面の輝度に関する記述として、誤っているものはどれか。

第523問均等拡散面の法線ベクトルが3成分とも等しい正の値であるとする。輝度が最大となる光源ベクトルとして正しいものはどれか。

第524問均等拡散面の法線ベクトルが3成分とも等しい正の値であるとする。光源ベクトルがマイナスx軸方向のみを向く場合、輝度はどうなるか。

第525問入射光が物体表面層で散乱を繰り返すことにより生じる反射成分について、正しいものはどれか。

第526問入射光が空気と物体の境界面において反射して生じる反射成分について、正しいものはどれか。

第527問フォンのモデルにおいて、物体表面の鏡面反射成分の明るさは何に比例するとモデル化されているか。ただし、正反射方向と視線方向のなす角度をα、表面の粗さを示す指数をnとする。

第528問フォンのモデルにおける表面の粗さを示す指数nに関する説明として正しいものはどれか。

第529問反射のモデルに関する記述として、誤っているものはどれか。

第530問不透明で均質な物体の反射特性を表す双方向反射率分布関数は、合計いくつの変数をもつか。

第531問不透明で不均質な物体の反射特性を表す関数は、合計いくつの変数をもつか。

第532問不均質な物体の反射特性の関数において、均質な物体の4変数から追加される2つの変数は何を表しているか。

第533問双方向反射率分布関数の変数に含まれないものはどれか。

第534問物体の反射特性を表す関数の変数に関する記述として、誤っているものはどれか。

第535問偏光板を用いた反射成分の分離において、カメラの前の直線偏光板を回転させても明るさが変化しない成分はどれか。

第536問偏光板を用いた反射成分の分離において、カメラの前の直線偏光板を回転させると明るさが変化する成分はどれか。

第537問直線偏光板を回転させたときに観察される反射光の明るさの最小値を表す式として正しいものはどれか。ただし、偏光板がないときの拡散反射成分をLd、鏡面反射成分をLsとする。

第538問直線偏光板を回転させたときに観察される反射光の明るさの最大値を表す式として正しいものはどれか。ただし、偏光板がないときの拡散反射成分をLd、鏡面反射成分をLsとする。

第539問物体表面の反射において、偏光板を用いて鏡面反射成分を完全に遮断したとき、カメラで観察される明るさはどうなるか。

第540問偏光板を回転させて得られた明るさの最大値と最小値から、鏡面反射成分を求める式として正しいものはどれか。

第541問偏光板を回転させて得られた明るさの最小値から、拡散反射成分を求める式として正しいものはどれか。

第542問偏光フィルタを回転させたところ、最大輝度が100、最小輝度が30であった。このときの拡散反射成分と鏡面反射成分の値はそれぞれいくらか。

第543問偏光に基づく反射成分の分離に関する記述として、誤っているものはどれか。

第544問反射成分の分離に関する記述として、誤っているものはどれか。

第545問背景差分法による移動体検出において、移動体が正しく抽出できない主な要因として正しいものはどれか。

第546問フレーム間差分法において、移動物体がうまく検出されなくなる条件として正しいものはどれか。

第547問動画像からの移動体抽出において、背景画像が事前に得られている場合に最も適した抽出手法はどれか。

第548問3つの連続する時刻の画像を用いた移動体抽出において、中央の時刻における移動体の領域を正しく抽出するための論理演算はどれか。

第549問3つの連続する時刻の画像を用いて移動体を抽出する手法において、2つの差分画像を作成するための計算として正しいものはどれか。

第550問動画像からの移動体抽出に関する説明として、誤っているものはどれか。

第551問移動体抽出のしきい値処理後に、孤立した小さなノイズを除去するために用いられる処理はどれか。

第552問移動体抽出のしきい値処理後に、抽出された領域にあいた小さな穴を埋めるために用いられる処理はどれか。

第553問勾配法によるオプティカルフロー計算で用いられる拘束条件式として正しいものはどれか。ただし、x方向とy方向の空間勾配および時間勾配と、フローの各成分を用いる。

第554問オプティカルフローの拘束条件式における時間勾配は何を表しているか。

第555問オプティカルフローの拘束条件式において、uとvは何を表しているか。

第556問勾配法によるオプティカルフローの拘束条件式が導出される前提となる仮定はどれか。

第557問オプティカルフローの拘束式に関する記述として、誤っているものはどれか。

第558問カメラが光軸に垂直な右方向に移動しながら静止した平面を撮影したとき、画像上のオプティカルフローはどのようになるか。

第559問カメラが光軸に沿って被写体に近づく方向に移動しながら撮影したとき、画像上のオプティカルフローはどのようになるか。

第560問カメラをズームアウトしながら撮影を行ったとき、画像上のオプティカルフローはどのようになるか。

第561問画像上のオプティカルフローが一様に下方向を向いている場合、想定されるカメラの動きはどれか。

第562問オプティカルフローのパターンに関する記述として、誤っているものはどれか。

第563問KLTトラッカーにおいて、追跡に適した特徴点として一般的に検出されるものはどれか。

第564問LK法において、大きな動きを求めるためにフローの精度を向上させる目的で行われる手法はどれか。

第565問LK法におけるフローの算出と更新の手順について、正しいものはどれか。

第566問LK法を用いた特徴点追跡において、更新される微小なオプティカルフローは何を意味するか。

第567問KLTトラッカーの一連の処理の流れとして正しいものはどれか。

第568問KLTトラッカーとLK法に関する記述として、誤っているものはどれか。

第569問ステレオビジョンにおける視差と奥行きの関係として、正しいものはどれか。

第570問ステレオビジョンにおける基線長と視差の関係として、正しいものはどれか。

第571問透視投影行列とアフィン行列の未知数の個数の組み合わせとして、正しいものはどれか。

第572問拡散反射成分と鏡面反射成分の偏光の性質の組み合わせとして、正しいものはどれか。

第573問均等拡散面をカメラで撮影したとき、カメラから対象面までの距離と画素値の関係として正しいものはどれか。

第574問背景差分法とフレーム間差分法が必要とするデータの組み合わせとして、正しいものはどれか。

第575問カメラの平行移動と前進移動によって生じるオプティカルフローのパターンの組み合わせとして、正しいものはどれか。

第576問KLTトラッカーが追跡対象として選ぶ特徴点の性質として、正しいものはどれか。

第577問均質な物体と不均質な物体の反射特性を表す関数の変数の個数の組み合わせとして、正しいものはどれか。

画像処理エンジニア検定エキスパート　⑦ 動画像処理／3次元復元／光学的解析とシーンの復元