色恒常性機能をもつカメラシステムの実現とその物体認識

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680418
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka Electro-Communication University
• Principal Investigator: 富永 昌二 大阪電気通信大学, 情報工学部, 教授 (10103342)
• Keywords: カラー / 色恒常性 / カメラシステム / 物体認識 / 分光 / 反射率 / ハイライト

Research Abstract

(1)RGBの3センサによる色恒常性の実現は現状では困難な面がみられるので、倍のセンサ数をもつマルチバンドのカメラシステムを構築した。このカメラシステムはモノクロCCDカメラ、写真レンズ、及び数枚のカラーフィルタからなる。モノクロCCDカメラはSonyモデルTK-66で、レンズは焦点距離50mmと35mmのNikon標準レンズである。シャッタースピードを容易に変えられるように、外部スイッチを作って元のカメラを変更した。
(2)カメラの分光感度関数の知識は照明光と分光反射率を推定するために絶対に必要である。そこで試作したカメラシステムの分光感度を測定した。最初にカメラ出力の線形性を校正したCRTモニタを用いて調べ、カメラの応答が線形であること確認した。次にカメラシステムの各部分のスペクトル特性を個別に測定した。モノクロCCDカメラ本体の分光感度を計測するために31個の干渉フィルタを用いた。分光感度関数は、各波長点においてカメラ出力値と計測した輝度値の比を取ることにより決定した。
(3)シーンの陰影からハイライトまで、測定すべき輝度レベルは大きく異なる。そこでカメラのダイナミックレンジを拡張する方法を検討した。このために同じシーンをCCDカメラのシャッタースピードを変えて撮影し、複数の画像を結合して一つの精密な画像を作るようにした。
(4)分光画像の処理アルゴリズムを開発した。表面分光反射率と照明光の関数の推定問題を2段階で解いた。最初に、照明光パラメータは、いくつかの物体表面からのセンサー出力に共通して含まれている成分として推定した。次に、推定した照明光を用いて、各物体表面に固有の反射率を推定した。

Research Products

• [Publications] S. Tominaga: "Analysis and Rendering of Object Color Images Using a Reflection Model" Proc. of Asia Display ' 95. 315-318 (1995)
• [Publications] S. Tominaga: "Using Reflectance Models for Surface Estimation" Proc. of Color Imaging Gonference. 29-33 (1995)
• [Publications] 富永 昌二: "色恒常性を実現するカメラ系とアルゴリズム" 信学技報. 95. 77-84 (1995)