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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)
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