2015 Fiscal Year Annual Research Report
能動絞りを用いた画像符号化による新しいカメラ撮像の提案
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14J05055
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
園田 聡葵 九州大学, システム情報科学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ハイスピードイメージング / コンピュテーショナルフォトグラフィ / イメージセンサ / カメラ / 画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は『擬似ピクセルコーディング露光CMOSイメージセンサによるハイスピード撮像』についての研究を行った．
本トピックのモチベーション：空間解像度と時間解像度（フレームレート）の間のトレードオフはイメージセンサの普遍的な問題である．これに対し，ランダムな時空間のサンプリングと疎復元を用いた手法が近年盛んに研究されている．これらの手法は高時空間解像度なシーン撮像を実現しているものの，そのサンプリングの方法は実現性が高いものではなかった．ランダムな露光を実現できるイメージセンサは商用に現状存在しない．従来の研究ではシミュレーションのみか，もしくは光学変調素子と通常のイメージセンサを組み合わせ，擬似的に任意のピクセルにアクセスすることでランダム露光を実現し，手法の有用性を確認していた．本研究ではより実用性の高いランダムな時空間のサンプリングを実現することを目的とした．
提案手法：我々はピクセルごとに異なる露光タイミングを設定できるCMOSイメージセンサデザインと，これを用いた擬似ランダム露光を実現する手法を提案した. 作成した試作機は全てのピクセルに，通常のCMOSセンサにはない露光開始信号を8列毎に，露光終了信号を8行毎に共有して持つ．これにより8x8ピクセルのブロック内で，ピクセル同士に異なる露光時間を設定できる．またこの露光の時空間的なランダム性を高める操作方法についても提案した．試作機により得られた符号化画像は，大量の動画から学習した辞書を用いたパッチベースの疎復元により，高時空間解像度の動画として再構成される．
本研究は浜松ホトニクス株式会社との共同研究である．また，本研究の成果はコンピュテーショナルフォトグラフィ分野で最高レベル国際会議であるICCPに採択された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
手法の実現性を，シミュレーション実験にとどまらず，試作機を用いた実験により示すところまで達成できた．また手法自体の有意性はコンピュテーショナルフォトグラフィ分野で最高レベル国際会議であるICCPに採択されたことからも，高いと判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記提案手法の詳細な分析を行い，最終的なハイスピード撮像動画の画質向上を目指す．ジャーナル採録を目途として，次にハイダイナミック撮像などの更なる高度センシングを実現するサンプリング手法を検討する．
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] LCoSを用いた能動絞りカメラ2015
Author(s)
園田 聡葵, Sofiene Ouerdiane, 長原 一, 谷口 倫一郎
Organizer
第18回画像の認識・理解シンポジウム（MIRU2015)
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2015-07-27 – 2015-07-30
