平行高周波照明による透過光と散乱光の分離 - kenichiro tanaka · 2014. 8. 18. ·...
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平行高周波照明による透過光と散乱光の分離田中 賢一郎*1, 向川 康博*2, 松下 康之*3, 八木 康史*1
*1大阪大学 産業科学研究所，*2奈良先端科学技術大学院大学，*3マイクロソフトリサーチアジア
物体内部の可視化
セキュリティ（静脈認証など）
医療
産業応用（異物検査など）
散乱による不鮮明な画像
透過画像
食品 静脈
透過光と散乱光の性質の違い
polarizer
analyzer 𝑡
性質
透過光
散乱光
偏光
保持
徐々に失う
出射角度
まっすぐ
広がる
出射位置
同一直線上
広がる
出射時間
早い
遅れる
3つの性質を手掛かりに分離
透過光 と散乱光 の分離
目的
透過光
投影パターンを保持
散乱光
パターンの均一化
ローパスフィルタ
分離のアイデア - 高周波パターンを投影
透過光 散乱光
投影パターンを変化させる
透過光の分だけ観測が変化
変化した成分＝透過光成分
変化しなかった成分＝散乱光成分
対象物体 透明な水（真値）
可視光通常照明
近赤外光通常照明
提案手法（透過成分）
真値 可視光
近赤外光 提案手法
数値評価
相互相関値
相互相関値
提案手法（透過成分）
通常照明
濃度
0.98 0.68 0.30 0.06 0.01
0.95 0.95 0.84 0.21 0.03
1.9％ 2.2% 2.5% 2.8% 3.1%
輝度値のプロット提案手法
（散乱成分）
平行投影高周波
パターン
高周波パターン
透過＋散乱
散乱のみ
明るい場所
暗い場所
成分分離
水で薄めた牛乳に沈めたらせん状の金属 様々な濃度での評価
プロジェクタ（光源）
𝐼max = 𝐿𝑡 +1
2𝐿𝑠
観測輝度値
成分分離
𝐼min =1
2𝐿𝑠
𝐿𝑡 = 𝐼max − 𝐼min
𝐿𝑠 = 2𝐼min
軽量な計算コスト
近赤外光プロジェクタ
平行投影を実現するテレセントリックレンズ
ミラー
カメラ
偏光板
偏光板
対象物体
撮影環境
実験結果
可視光通常照明
ねじの山までくっきり鮮明
近赤外通常照明
対象物体（上から見た図）
透過光画像
散乱光画像
水で薄めた牛乳に沈めた金属部品
葉脈
マウスの耳
実験結果～生体への適用～
透過光画像近赤外通常照明
耳の内部構造が鮮明化された
透過光画像近赤外通常照明
背骨や内臓が鮮明化された
めだか
透過光画像近赤外通常照明
葉脈の細部が鮮明化された
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