メディア
特集
» 2010年11月01日 00時00分 公開

コンピュテーショナルフォトグラフィの活用で :多機能化に向かう次世代カメラ (5/5)

[坂東 洋介 (東芝 セミコンダクター社),EDN Japan]
前のページへ 1|2|3|4|5       

システム構成の例

 上記いずれかの方法により、光学系についてはライトフィールドの取得が可能になったとしよう。その場合、バックエンド側はどのようなシステムにすればよいのだろうか。


図20 システムの構成例 図20 システムの構成例 ライトフィールド処理エンジンを挿入することによって、後段に既存の画像処理エンジンを用いることができる(a)。この構成が、ライトフィールド導入のハードルを下げると考えられる。両処理エンジンはその後統合されていくであろう(b)。
図21 ライトフィールド撮影システムの構成例 図21 ライトフィールド撮影システムの構成例 FPGAを用いて構成している。筆者らは、この構成で、評価ボードの試作を進めている。
図22 ライトフィールド処理エンジンの概念図 図22 ライトフィールド処理エンジンの概念図 
表2 各機能の演算規模 表2 各機能の演算規模 
表3 そのほかの諸条件 表3 そのほかの諸条件 

 従来の2次元画像撮影システムからの発展形として考えると、まずは図20(a)のように、ライトフィールドを取得する光学系の後ろに、ライトフィールドのデータを処理して2次元画像を出力する専用ハードウエア(ライトフィールド処理エンジン)を配置する構成が考えられる。この構成であれば、後段に既存の画像処理エンジンを使用することができる。いずれライトフィールド処理エンジンと既存の画像処理エンジンは図20(b)のように統合されるであろうが、筆者らはライトフィールド処理エンジンを用いる図20(a)のシステム構成で評価ボードの試作を進めている(図21)。

 この例では、ライトフィールドを取得する光学系には、小型カメラを多数配置したカメラアレイ方式を用いている。また、ライトフィールド処理エンジンはFPGAによって実装する。既存の画像処理エンジンとしては、市販のイメージセンサー評価ボードを使用している。このイメージセンサー評価ボードは、単一のセンサーからの画像を取り込むように設計されている。ライトフィールド処理エンジンは、この設計に適合する形でイメージセンサー評価ボードに対して通信を行う。すなわち、イメージセンサー評価ボードにとって、ライトフィールドを取得する光学系とライトフィールド処理エンジンが、全体として1つのイメージセンサーに見えるように振る舞う。

 図22に示したのは、ライトフィールド処理エンジンの概念図である。図21のシステム仕様に従って、ライトフィールドはN視点の画像として入力され、同エンジンは結果として単一の画像を出力する。図21ではFPGAに外部メモリーを接続しているが、図22の構成では使用していない。ここでは、利用する機能として、焦点ボケ合成、奥行き推定、前景抽出を考えた(各処理の詳細については、前掲の各参考文献を参照されたい)。各機能の演算規模は、表2のような見積もりとなる。ただし、この見積もりは各アルゴリズムの演算数を数え上げて単純にゲート数に置き換えたものである。そのほかの諸条件は表3に示したとおりだ。


 カメラの未来を模索する大きな動きとなっているコンピュテーショナルフォトグラフィ。本稿では、この分野の技術のうち、ライトフィールドを中心として概要を説明した。画像処理技術はすでに実用レベルに達しており、撮影(ライトフィールドのデータ取得)方式がコンパクトで安価になれば、実用化は近いであろう。コンピュテーショナルフォトグラフィの技術は、ライトフィールド関連以外にも多数開発されて日進月歩している。この技術により、カメラの将来はさらに多様化することが期待される。

前のページへ 1|2|3|4|5       

Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.

RSSフィード

公式SNS

EDN 海外ネットワーク

All material on this site Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
This site contains articles under license from AspenCore LLC.