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画素単位動き補償イメージング

概要

高速移動体からの撮像ではモーションブラーが生じることから,鮮明な画像を得るためには,シャッタースピードを高速にする必要があり,同じ感度条件の下では強力な照明が必要となる.そのため,例えば,高速道路のトンネル壁面の検査用の撮像は,トンネルの交通を規制する必要が生じ,頻度の高い検査の障害となっている.このモーションブラーを取り除くため,像面情報のみから対象との相対速度と同じ速度で,撮像系の光軸を高速に追従制御する「画素毎動き補償イメージング」を本研究室では提案しており,撮像画像の画質改善を確認している.


deformable interface bear deformable interface bear deformable interface bear

光軸の角度制御には1軸ガルバノミラーを用い,新たにトラッキングアルゴリズムを開発することにより,対象画像の高速トラッキングを実現している.この結果,従来の方法に比べて,特に高周波数帯域においてモーションブラーが改善されることを実証した.

また,従来の方法では,ガルバノミラーの応答性の不足により,システム全体の速度に限界があり,本研究で利用するガルバノミラーでも,当初は,100Hzでの実行が限界であったが,プリエンファシス技術を利用することにより,高精度に追従できる周波数領域を拡張する方法を提案し,実験により,500Hzまで十分な精度を保って実行可能であることを示している.この方法をモーションブラー補償装置に適用した結果,高周波でのガルバノミラー駆動でモーションブラーの除去性能が改善されることが分かった.

参考文献

  1. Tomohiko Hayakawa, Takanoshin Watanabe, Taku Senoo, and Masatoshi Ishikawa: Gain-compensated sinusoidal scanning of a galvanometer mirror in proportional-integral-differential control using the pre-emphasis technique for motion-blur compensation, Applied Optics, Vol. 55, Issue 21, pp. 5640-5646 (2016)
  2. Tomohiko Hayakawa, Takanoshin Watanabe, and Masatoshi Ishikawa: Real-time high-speed motion blur compensation system based on back-and-forth motion control of galvanometer mirror, Opt. Express, Vol.23, Issue 25, pp. 31648-31661 (2015).

東京大学 情報理工学系研究科 システム情報学専攻 ・創造情報学専攻 / 工学部 計数工学科 石川渡辺研究室
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