コンピュータビジョン最先端ガイド４　２章の3.1-3.3節

1. 第34回CV勉強会＠関東
CV最先端ガイド4「2章コンピュテーショ
ナルフォトグラフィ」 3.1-3.3節
皆川卓也(takmin)

2. 自己紹介
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テクニカル・ソリューション・アーキテクト
皆川 卓也（みながわ たくや）
フリーエンジニア（ビジョン＆ITラボ）
「コンピュータビジョン勉強会＠関東」主催
博士（工学）
略歴：
1999-2003年
日本HP（後にアジレント・テクノロジーへ分社）にて、ITエンジニアとしてシステム構築、プリ
セールス、プロジェクトマネジメント、サポート等の業務に従事
2004-2009年
コンピュータビジョンを用いたシステム/アプリ/サービス開発等に従事
2007-2010年
慶應義塾大学大学院 後期博士課程にて、コンピュータビジョンを専攻
単位取得退学後、博士号取得（2014年）
2009年-現在
フリーランスとして、コンピュータビジョンのコンサル/研究/開発等に従事

3. 発表範囲
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3. 光線の表現とカメラの働き
3.1. ライトフィールド
3.2. ライトフィールドの表現
3.3. レンズの機能
3.4. 光線行列
3.5. 光学系の構成要素とその働き

4. 3.1. ライトフィールド
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 空間中の光線一点をサンプリングすると、その輝度は以
下の式(プレノプティック関数)で表せる
 𝐼 = 𝑃 𝑋, 𝑌, 𝑍, 𝜃, 𝜙, 𝜆, 𝑡
図2.7
三次元座標 光線の
向き
波長 時刻

5. ピンホールカメラ
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 理想的なピンホールカメラでは画素の位置が光線方向
に対応している
カメラはある特定の(𝑋, 𝑌, 𝑍, 𝜆, 𝑡)のうち、ある範囲(𝜃, 𝜙)に関する輝度分布を
記録する装置
画素

6. 3.2. ライトフィールドの表現
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光線方向で輝度は一定
（反射・散乱・屈折・吸収されない領域で）
位置と光線方向を表す変数 𝑋, 𝑌, 𝑍, 𝜃, 𝜙
を１つ減らせる

7. 3.2. ライトフィールドの表現
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図2.8
𝑥, 𝑦, 𝑡, 𝑠 𝑥, 𝑦, 𝑢, 𝑣

8. 3.2. ライトフィールドの表現
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 通過点と傾きによる表現
図2.8

9. 3.3. レンズの機能
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 レンズは光の方位を像の位置に変換

10. 3.3. レンズの機能
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 各画素の値は以下を積分したもの
 並行光の太さ
 露光時間
 撮像素子が対応する波長の範囲
 画素の大きさに対応する方位の範囲

11. 3.3. レンズの機能
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 レンズの絞り
 ピンホールカメラの穴の大きさにあたる
 大きいと焦点ボケ
 小さいと露光時間が延びる
画素
×
絞りが小さい

12. 3.3. レンズの機能
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 レンズの絞り
 ピンホールカメラの穴の大きさにあたる
 大きいと焦点ボケ
 小さいと露光時間が延びる
画素
×
絞りが大きい

13. 3.3. レンズの機能
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 画素の大きさが方位の範囲に対応
画素
この範囲の角度の光線を積
分した値が画素の値