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色収差およびカラーフィルタ絞りを利用したアオリ光学系による距離推定技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K11384
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関福山大学

研究代表者

池岡 宏  福山大学, 工学部, 准教授 (20579966)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード距離推定 / アオリ光学系 / カラーフィルタ / 絞り / カラーフィルタ絞り / 車載 / アオリ光学 / 鮮鋭度 / 3次元位置推定 / 色収差 / ニューラルネットワーク / 深層学習
研究成果の概要

アオリ光学系を用いた距離推定方式において,RGBの各チャンネルで得意とする距離推定レンジが大きく異なることが分かった.そこで,合焦面位置や被写界深度の深さが異なる各チャンネルのデモザイキング画像を利用することで,各画素におけるチャンネル間鮮鋭度比から距離推定可能な方式を提案し,検討を行った.加えて,カラーフィルタにより構成した絞りを光学系に組み込むことで,各チャンネル間で被写界深度の分布に大きな差異を設定し,1枚のイメージセンサで距離推定を可能とする方式を検討した.例えば,通常絞りはF5.6,Gカラーフィルタ絞りはF11として,RB平均画像とG画像間の鮮鋭度比から距離を推定する方式を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

焦点距離の異なる2枚以上画像から,鮮鋭度の差異より距離推定を行うDepth-from-Defocus(DFD)方式があるが,これにイメージセンサとレンズ主面を非平行に配置したアオリ光学系を導入することで, (1)低コスト,(2)実時間対応,(3)外乱に頑健,というDFD方式の特徴に加え(4)広範囲推定の4要件を備えたリアルタイム用途に適した距離推定システムを実現できる.本研究では,さらに光学系を工夫し,カラー(RGB)成分で異なる3枚アオリ画像を1枚のイメージセンサから取得し,距離を推定する方式を確立することで,装置のコンパクト化やさらなる低コスト化の実現を図る道筋をつけることに成功した.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [学会発表] Study on Adaptation of Auto Feeding System for Sillago Japonica to Actual Aquaculture Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Saragai, Takuya Sato, Haruki Kuroki,Hiroshi Ikeoka, Koichi Isawa
    • 学会等名
      International Conference on Image Processing and Robotics(ICIPRob)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF REAL-TIME FISH POSITION RECOGNITION SYSTEM FOR AUTOMATIC FEEDING AQUACULTURE2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sato, Haruki Kuroki, Hiroshi Ikeoka, Koichi Isawa
    • 学会等名
      Image Electronics and Visual Computing Workshop(IEVC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Depth Estimation with Tilted Optics by Multi-Aperture Using Color Filter2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ikeoka, Takayuki Hamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of simulator for efficient aquaculture of Sillago japonica using reinforcement learning2020

    • 著者名/発表者名
      Haruki Kuroki, Hiroshi Ikeoka, Koichi Isawa
    • 学会等名
      International Conference on Image Processing and Robotics (ICIPRob)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy improvement of depth estimation with tilted optics by optimizing neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ikeoka, Takayuki Hamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アオリ光学系における色収差を用いた距離推定2018

    • 著者名/発表者名
      西峯沙耶, 池岡宏, 浜本隆之
    • 学会等名
      2018映像情報メディア学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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