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2014 年度 実績報告書

処理・センシング融合型時間多重複眼撮像システム

研究課題

研究課題/領域番号 24686046
研究機関静岡大学

研究代表者

香川 景一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30335484)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード複眼カメラ / 超高速カメラ / 圧縮センシング
研究実績の概要

前年度に試作した改良版CMOSイメージセンサの時間分解能特性を計測した.シャッタパターンを生成するディジタル回路の問題で200MHzまでしか動作しなかったため,最高時間分解能(1フレーム当たりの時間)は5nsに留まった.前述のCMOSイメージセンサに適合するレンズアレイを試作した.市販の焦点距離3mm,外形1.0mmのダブレットレンズの両側をカットし,横0.7mm,縦1.2mmピッチで横5個,縦3個配列し,接着剤により固定した.観察対象が小さい場合,この前方に対物レンズを配置して利用した.圧縮サンプリングのソルバーとして,インターネット上でソースコードが公開されているTVAL3を用いた.復元像の再現性をPSNRを用いてシミュレーションにより評価し,一定の拘束をかけた条件で,再現性の良いシャッタパターンを選んだ.測定対象として,ナノ秒YAGレーザの2倍高調波による空気のブレークダウンプラズマを選択し,シングルショットによる超高速撮影を試みた.イメージセンサを連続撮影状態とし,プラズマ発光をトリガとして撮影を停止して画像を読み出した.15個のマルチアパーチャ画像から逆問題を解くことで,1枚当たりの時間分解能5nsで32枚の連続画像を復元することに成功した.これは,シリコンイメージセンサにおける世界最高速度である.また,圧縮しない状態でシングルショット撮影した結果と比較し,両者が近いことを確認した.マルチアパーチャ画像に含まれる視差を十分補正できなかったこと,レンズ間の明るさの違い,歪曲収差などが原因で,これらが完全には一致しなかったと考えられる.また,USAFチャートとピコ秒パルスレーザで照明し,繰り返し蓄積により圧縮撮像した.圧縮撮像ではシャッタのデューティ比を50%と高く設定できるため,圧縮しない場合の6.7%(~1/15)よりも高いS/Nの画像を復元することができた.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (11件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 画素内圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサによる200Mfpsバースト撮影2015

    • 著者名/発表者名
      望月風太, 香川景一郎, 沖原伸一朗, ソ ミンウン, 張博, 高澤大志, 安富啓太, 川人祥二
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-03-27
  • [学会発表] Single-shot 200Mfps 5x3-aperture compressive CMOS imager2015

    • 著者名/発表者名
      F. Mochizuki, K. Kagawa, S. Okihara, M. –W. Seo, B. Zhang, T. Takasaw, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 学会等名
      ISSCC
    • 発表場所
      Marriott Marquis Hotel, San Francisco, USA
    • 年月日
      2015-02-23
  • [学会発表] High-speed three dimensional measurement by coding of exposure time and TOF with a multi-aperture imaging system2014

    • 著者名/発表者名
      K. Moriguchi, D. Miyazaki, K. Kagawa, F. Mochizuki
    • 学会等名
      2nd Aisan Image Sensors and Imaging Systems Symposium
    • 発表場所
      Tamachi Campus, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-01
  • [学会発表] Designing CMOS image sensors as a key building block of new camera systems2014

    • 著者名/発表者名
      . Kagawa, T. Takasawa, M. –W. Seo, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 学会等名
      he 16th Takayanagi Kenjiro Memorial Symposium
    • 発表場所
      Sanaru Hall, Hamamatsu, Shizuoka
    • 年月日
      2014-11-12
  • [学会発表] 画素内圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサによる撮像実験2014

    • 著者名/発表者名
      望月風太, 髙澤大志, 香川景一郎, ソミンウン, 安富啓太, 川人祥二
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-11-05
  • [学会発表] Multi-point and multi-aperture time-resolving CMOS image sensors2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kagawa, K. Yasutomi, and S. Kawahito
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory
    • 発表場所
      Lakeshore Hotel Hsinchu, Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2014-10-22
  • [学会発表] An ultra-high-speed compressive multi-aperture CMOS image sensor2014

    • 著者名/発表者名
      F. Mochizuki, T. Takasawa, K. Kagawa, M-W. Seo, K. Yasutomi, and S. Kawahito
    • 学会等名
      Imaging Systems and Applications
    • 発表場所
      Sheraton Seattle Hotel, Seattle, USA
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-17
  • [学会発表] 高性能・高機能マルチアパーチャセンサとカメラおよびその応用2014

    • 著者名/発表者名
      香川景一郎, 川人祥二, 映情学技報
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 発表場所
      大社文化プレイスうらら館(島根県出雲市)
    • 年月日
      2014-07-03
  • [学会発表] 3Dだけではない多眼カメラの新展開:小型高機能と超高性能の実現2014

    • 著者名/発表者名
      香川景一郎,谷田純,川人祥二
    • 学会等名
      画像センシングシンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] 画素内圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサの検討2014

    • 著者名/発表者名
      望月風太, 髙澤大志, 香川景一郎, ソミンウン, 安富啓太, 川人祥二
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-06-02
  • [学会発表] 画素内圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサと撮像実験,2014

    • 著者名/発表者名
      望月風太, 高澤大志, 香川景一郎, ソミンウン, 安富啓太, 川人祥二
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2014-05-26
  • [産業財産権] 2)距離画像計測装置2015

    • 発明者名
      香川景一郎, 川人祥二, 望月風太, 安富啓太
    • 権利者名
      香川景一郎, 川人祥二, 望月風太, 安富啓太
    • 産業財産権種類
      特許特願2015-032121
    • 産業財産権番号
      特願2015-032121
    • 出願年月日
      2015-02-20

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公開日: 2016-06-01  

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