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

2021 年度 研究成果報告書

• 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
• キーワード: 距離推定 / アオリ光学系 / カラーフィルタ / 絞り

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．

自由記述の分野

コンピュータビジョン

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．