計測情報処理論(1)
画像センサの概要
講義予定(1)
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画像センサの概要
画像センサの歴史
カメラ・写真の歴史
放送・ビデオの歴史
デジタル化
 画像センサの構成要素
光学系,撮像素子,信号系,キャプチャ
 画像センサの近似的表現
ピンホールカメラモデルとカメラの数理

写真の歴史について
1839年 銀板写真の発明
 1900年 ロールフィルムの発売
 1935年 カラーフィルムの発売
 1932年 35mm フィルムカメラ(ライカ)
 1930~50年ごろ 距離計連動カメラ
 1950~60年 一眼レフカメラの台頭
 1960~70年 自動露出
 1977年 オートフォーカス
 1995年 デジタルカメラ(casio QV-10)
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JCII
テレビ放送・ビデオの歴史
1884年
 1897年
 1925年
 1930年
 1951年
 1953年
 1960年
 1985年
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NHK
機械走査方式テレビ
ブラウン管の発明
歴史
テレビ放送の発明
テレビ用撮像管の発明
VTRの開発
NHKテレビ放送開始
国内カラーテレビ放送開始
家庭用CCDビデオカメラ発売
画像センサとカメラ
銀塩カメラと画像センサは,撮像媒体
(光を映像として記録するための媒体)
が違うだけ
 例:デジタル一眼レフ vs 銀塩一眼レフ

映像の品質を決めるものは?
カメラはただの箱
 (銀塩カメラでは)フィルムも共通品
「写真はレンズで決まる」
 デジタルカメラではその限りではない
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ただし CCD の性能向上も著しく,レンズ
そのものが再び問題化している
画像解析においては,精度を大きく左右
するのはレンズの性能
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例えば歪曲収差は 1~2%
画像の撮影・取り出し原理は?
CCD上での画質劣化とは?
カメラの選択方法は?
画像入力装置
CCD
CCD駆動回路
信号処理回路
キャプチャ
回路
レンズ系
レンズの基本定数とは?
収差とはどのようなものか?
画像に及ぼす影響は?
計測の上で問題となる収差とは?
パラメータの設定方法は?
画像入力装置
同期,サンプリング方法は?
色信号の処理は?
NTSCの画質劣化とは?
CCD
CCD駆動回路
信号処理回路
キャプチャ
回路
レンズ系
CCDの駆動方式は?
色信号の計算方法は?
明度値は正確か?
レンズ系が画像に与える影響(収差等)
 CCDの性質と信号処理の問題
 画像伝送方式とキャプチャの問題
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理想的な画像センサとは
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光軸(レンズの対称軸)に垂直な平面上の図形に対して,
常に相似の像が得られること
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
ゆがみがあってはいけない
ぼけがあってはいけない
ピンホールカメラモデル

小さな「針穴」を通して像が出来る
被写体と像の関係には厳密な幾何学的関係
(光の直進性より)
 実際には像が暗すぎて使えない
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レンズの役割
レンズ
撮像素子・フィルム
撮影に十分な量の光を撮像素子に集める
 画像処理ではほとんどの場合,カメラの特性は
出来るだけピンホールカメラに近いほうが良い

図形が歪まない・像が甘くならない
単純な1枚のレンズでは実現できない
 ボケが生じない(光量確保に相反する要求)
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1. 画像センサの歴史と構成要素