複眼カメラ ―トンボの眼から学ぶ複眼撮像システム―

谷田 純(著)

谷田 純(著)

定価 4,290 円(本体 3,900 円+税)

A5判/216ページ
刊行日:2024年10月01日
ISBN:978-4-254-21044-6 C3050

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内容紹介

トンボの眼のような複眼構造に基づいたイメージングシステムとその応用を解説.〔内容〕光と眼/イメージングの基礎/イメージング光学系/複眼光学系/複眼撮像システム/ハードウェア実装/利用法/応用(歯科・内視鏡・ドローン)/情報科学・数理科学による拡張(計算・圧縮・機械学習・仮想化)/さらなる発展に向けて

編集部から

人間の眼と近い構造をもつ通常のカメラと異なり,トンボの眼のような構造をもつイメージングシステムの解説書
著者が研究してきた複眼撮像システムの基礎から,具体的なハードウェア実装・利用,情報科学・数理科学との連携まで紹介する

目次

1. 光と眼
 1. 1 光とは
  1. 1. 1 波動としての光
  1. 1. 2 光線としての光
  1. 1. 3 粒子としての光
 1. 2 眼とは
  1. 2. 1 目と眼
  1. 2. 2 眼の分類
 1. 3 複眼とは
  1. 3. 1 複眼の分類
  1. 3. 2 連立像眼
  1. 3. 3 重複像眼
 1. 4 バイオミメティクス
2. イメージングの基礎
 2. 1 光学と計算科学
  2. 1. 1 イメージングとイメージング技術
  2. 1. 2 カメラと画像
  2. 1. 3 デジタル画像
  2. 1. 4 光学と計算科学の融合
 2. 2 撮像モデル
  2. 2. 1 物体情報と光
  2. 2. 2 ピンホールカメラ
  2. 2. 3 幾何学的イメージングモデル
  2. 2. 4 レジストレーション
  2. 2. 5 光線情報と物体像
 2. 3 ライトフィールド
  2. 3. 1 光線情報の記述
  2. 3. 2 ライトフィールドとは
  2. 3. 3 ライトフィールドレンダリング
 2. 4 イメージングの数理モデル
  2. 4. 1 線形イメージングモデル
  2. 4. 2 擬似逆行列
  2. 4. 3 数理最適化
3. イメージング光学系
 3. 1 レンズ
  3. 1. 1 レンズとは
  3. 1. 2 レンズの理論
  3. 1. 3 レンズの主要点
 3. 2 結像光学系
  3. 2. 1 レンズによる結像
  3. 2. 2 被写界深度
  3. 2. 3 収差
 3. 3 空間周波数解析
  3. 3. 1 空間周波数
  3. 3. 2 画像のフーリエ解析
  3. 3. 3 イメージングのフーリエ解析
  3. 3. 4 画像修正フィルタリング
 3. 4 ハイブリッド光学系
  3. 4. 1 ライトフィールドカメラ
  3. 4. 2 マルチスケールレンズシステム
4. 複眼光学系
 4. 1 均一複眼光学系
  4. 1. 1 均一複眼光学系の特性
  4. 1. 2 均一複眼光学系モデル
  4. 1. 3 物体距離依存性
 4. 2 複眼光学系の空間周波数特性
  4. 2. 1 均一複眼光学系の特性
  4. 2. 2 問題の解決
 4. 3 複眼撮像システム
  4. 3. 1 構成法
  4. 3. 2 複眼撮像のカスタマイズ
 4. 4 人工複眼システム
  4. 4. 1 連立像眼模倣システム
  4. 4. 2 拡張連立像眼システム
  4. 4. 3 複眼撮像システムTOMBO
  4. 4. 4 人工複眼システムの分類
5. 複眼撮像システムTOMBO
 5. 1 TOMBO とは
  5. 1. 1 概要
  5. 1. 2 基本構成
 5. 2 個眼ユニットの分離
  5. 2. 1 信号分離隔壁
  5. 2. 2 偏光フィルタによる信号分離
 5. 3 個眼ユニットの機能設定
  5. 3. 1 基本原理
  5. 3. 2 同種均一個眼ユニット
  5. 3. 3 異種混合個眼ユニット
  5. 3. 4 さらなる機能拡張
6. TOMBO のハードウェア実装
 6. 1 TOMBO 試作システム
  6. 1. 1 TOMBO 評価システム
  6. 1. 2 一体型TOMBO モジュール
  6. 1. 3 カラーCCD 評価システム
  6. 1. 4 TOMBO-Plaza 1
  6. 1. 5 船井TOMBO モジュール
  6. 1. 6 PiTOMBO
 6. 2 TOMBO システムの実装技術
  6. 2. 1 TOMBO の構成ハードウェア
  6. 2. 2 光学素子
  6. 2. 3 信号分離隔壁
  6. 2. 4 イメージセンサ
  6. 2. 5 制御プロセッサ
7. 基本的な利用法
 7. 1 画像再構成
  7. 1. 1 画素サンプリング法
  7. 1. 2 レジストレーション法
  7. 1. 3 画素再配置法
  7. 1. 4 線形システムモデル法
 7. 2 距離計測
  7. 2. 1 ステレオ法
  7. 2. 2 レジストレーション誤差評価法
  7. 2. 3 距離計測法の比較
 7. 3 カラー撮像
  7. 3. 1 カラー化方式
  7. 3. 2 RGB 撮像
  7. 3. 3 マルチスペクトル撮像
  7. 3. 4 光強度ダイナミックレンジ拡張
 7. 4 並列画像計測
  7. 4. 1 偏角画像
  7. 4. 2 視野拡張
  7. 4. 3 偏光画像
  7. 4. 4 動き計測
 7. 5 TOMBO 構成における留意事項
  7. 5. 1 画素ずれ問題
  7. 5. 2 光学特性のばらつき
8. 発展的な利用法
 8. 1 不規則配列法
  8. 1. 1 遠距離撮像の課題
  8. 1. 2 不規則配列の導入
  8. 1. 3 不規則配列の最適化
  8. 1. 4 複眼配列による特性比較
 8. 2 超解像
  8. 2. 1 撮像解像度の課題
  8. 2. 2 超解像処理
  8. 2. 3 反復逆投影法
 8. 3 ライトフィールド撮像
  8. 3. 1 ライトフィールドカメラの課題
  8. 3. 2 複眼ライトフィールドカメラ
 8. 4 フレキシブルTOMBO
  8. 4. 1 撮影視野の制御
  8. 4. 2 フレキシブル基板の導入
9. さまざまな応用
 9. 1 歯科計測
  9. 1. 1 課題
  9. 1. 2 複眼撮像システムの適合性
  9. 1. 3 試作システム
  9. 1. 4 計測結果
 9. 2 立体内視鏡
  9. 2. 1 課題
  9. 2. 2 複眼撮像システムの適合性
  9. 2. 3 試作システム1
  9. 2. 4 試作システム2
 9. 3 ドローン応用計測
  9. 3. 1 課題
  9. 3. 2 複眼撮像システムの適合性
  9. 3. 3 試作システム
 9. 4 バイオメトリクス認証
  9. 4. 1 課題
  9. 4. 2 複眼撮像システムの適合性
  9. 4. 3 TOMBO システムによる接写撮影
 9. 5 文書鑑定
  9. 5. 1 課題
  9. 5. 2 複眼撮像システムの適合性
  9. 5. 3 偏角撮像システム
  9. 5. 4 ハンドヘルド型偏角撮像システム
 9. 6 3 次元画像インターフェース
  9. 6. 1 インテグラルフォトグラフィ
  9. 6. 2 3 次元画像インターフェースの実装
10. 情報科学・数理科学による拡張
 10. 1 計算イメージング
  10. 1. 1 イメージングの進化
  10. 1. 2 ライトフィールドイメージング
  10. 1. 3 PSF 制御イメージング
  10. 1. 4 計算イメージングの動向と複眼撮像システム
 10. 2 圧縮イメージング
  10. 2. 1 圧縮センシング
  10. 2. 2 圧縮イメージング
  10. 2. 3 複眼撮像システムによる実装
  10. 2. 4 重畳イメージング
 10. 3 機械学習イメージング
  10. 3. 1 機械学習
  10. 3. 2 ニューラルネットワーク
  10. 3. 3 機械学習イメージング
  10. 3. 4 複眼画像再構成
 10. 4 光学系の仮想化
  10. 4. 1 ライトフィールドイメージング
  10. 4. 2 位相変調ライトフィールドイメージング
 10. 5 ブロックチェーンとの連携
  10. 5. 1 ブロックチェーン
  10. 5. 2 スマートコントラクト
  10. 5. 3 時空間認証カメラ
11. さらなる発展に向けて
 11. 1 個眼ユニット数
 11. 2 光学系/演算系バランス
 11. 3 連立像眼と重複像眼
おわりに
文献
索引

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