Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

20160612 第34回cv勉強会@関東 コンピュテーショナルフォトグラフィ

936 views

Published on

CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィのための光学系入門 2章冒頭~2.2.1 レンズの基礎

Published in: Technology
  • Be the first to comment

20160612 第34回cv勉強会@関東 コンピュテーショナルフォトグラフィ

  1. 1. 第34回 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィのための光学系入門 2章冒頭 ~ 2.2.1 レンズの基礎 2016年6月12日 @OZ_Z_C 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 1
  2. 2. 自己紹介 @OZ_Z_C (twitter)  某企業研究所所属 専門:画像符号化 (画像圧縮) 2016/4~ CV的な研究テーマに従事 CV勉強会 参加歴 聴講:2年位前から しばしば 発表:初 よろしくお願いします! 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 2
  3. 3. 担当範囲 コンピュータビジョン最先端ガイド 4 2章 コンピュテーショナルフォトグラフィ理解のための工学系入門 1. はじめに 2. レンズ 1. レンズの基礎 2. 理想レンズと収差 3. 結合公式とシャインフリュークの法則 3. 光線の表現とカメラの働き 4. 応用例 5. ライトフィールドの特性と解析 6. まとめ ←担当範囲 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 3
  4. 4. 第2章のスコープ コンピュテーショナルフォトグラフィ Computational Photography : CP 理解するには、光学系や信号処理に関する知識が必要 第2章では、CPに関する光学系の基礎を説明 関連分野 コンピュータビジョン イメージベーストレンダリング 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 4
  5. 5. コンピュテーショナルフォトグラフィとは 計算機による演算を介してシーンの画像・映像を獲得する手法 既存のデジタルカメラ フィルム式カメラのフィルムをセンサに置き換えただけ レンズの役割: 記録デバイス上に鮮明な像を形成 CPではカメラの機能面に着目:被写体の像を画素値として出力 センサからの出力データを復号して画像が出てくれば良い レンズが形成する像 : 光記録過程の中間表現の一つに過ぎない → 美しい像を形成する必要はない 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 5
  6. 6. コンピュテーショナルフォトグラフィとは CPの基本的な動機 カメラ全体の構成を一から見直す余地あり 所望の画像を得る/必要な機能を実装するため 従来とは全く異なる光学系とデータ処理の組み合わせに新たな有効性? カメラ進化の第2幕として注目を集めている 第1幕:撮像素子によるフィルムの置き換え 第2幕:半導体デバイス・計算機技術による進化 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 6
  7. 7. コンピュテーショナルフォトグラフィとは デジタルリフォーカス 撮影したあとで信号処理によってフォーカスを変える技術 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 7 手前の馬型の何か にフォーカス 奥の馬にフォーカス 背景にフォーカスhttps://pictures.lytro.com/lytro/collections/41/pictures/1015262
  8. 8. コンピュテーショナルフォトグラフィとは 符号化撮像(第3章のテーマ) 露光時間や絞りを符号化(意図的なパタンでON/OFF)してわざと画像をぼかす ことで、ぼけ画像の復元や奥行き推定を容易/安定にする 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 8
  9. 9. コンピュテーショナルフォトグラフィの歴史 CPが生まれたのは2004~05年ごろ? 元ネタ:”Computational Photography”の伝道師 https://www.cgarts.or.jp/report/rep_kr/rep0309-2.html 2005年5月に“Computational Photography and Video”というシンポジウムが開 催@MIT まだ生まれてから10年程度の新しい分野 定義や範囲がまだはっきりとしていない?(少なくとも2011年時点では) イメージベーストレンダリング(Image-Based Rendering : IBR)との違い? 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 9
  10. 10. イメージベーストレンダリングとは 従来:モデルベーストレンダリング 3次元モデルから任意視点画像を生成→3次元モデルを作るのが大変 イメージベーストレンダリング 複数視点の画像から任意視点画像を生成 空間の光線情報を記述したライトフィールドを用いる 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 10 http://www.map.archi.fr/aibm/Portal_of_Architectural_Image-Based-Modeling/Exp-Moreno.html
  11. 11. CPとIBRの違い IBR あくまで、単体でも鑑賞に堪えうる画像の獲得を目指すもの? CP 画像の獲得方法を変えようとするもの? 実際、光学系の解析や設計に踏み込む機会は多い レンズ光学系の性質、ライトフィールドに関する知識が必要 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 11
  12. 12. レンズの基礎 レンズの働き 平行光を1点に集める 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 12
  13. 13. レンズの基礎 前置き 写真用レンズは通常3枚以上のレンズで構成→収差を補正するため 以降では入射光と出射光の関係のみに注目 入射光と出射光を延長した際の交点を点Aとする 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 13
  14. 14. 焦点距離とは 下記2点の距離を焦点距離fと定義 入射光を極限まで光軸に近づけたときの交点A その時の像B(出射光と光軸の交点) 焦点距離は光軸付近を通る平行光によって定められる レンズの収差には影響されない→どんなレンズでも定められる 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 14
  15. 15. 焦点距離と像の大きさの関係 焦点距離が長いほど大きな像になる 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 15
  16. 16. ズームレンズ 焦点距離を変化させられるレンズ 内部の凹凸レンズの間隔を変えることで焦点距離を変える 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 16 http://web.canon.jp/Camera-muse/tech/report/2014/12/
  17. 17. ズームレンズの倍率 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 17 ズームレンズの倍率 = 焦点距離 焦点距離の最小値(広角端) ≠ 倍率𝑀(𝑐𝑓. 2.2.3) = 像の大きさ 被写体の大きさ http://av.jpn.support.panasonic.com/support/dsc/knowhow/knowhow13.html
  18. 18. 被写界深度 被写界深度 = ピントがあう距離の範囲 範囲狭い/広い→被写界深度が浅い/深い 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 18 深 浅
  19. 19. 被写界深度 ピントがあう、とは? 被写体上の1点から出た光が、撮像素子上の1点に集まること 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 19 http://fujifilm.jp/support/digitalcamera/knowledge/lens/apd/index.html
  20. 20. 被写界深度 東芝:カラー開口撮像技術 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 20
  21. 21. 口径 口径 入射光の円筒の太さ 絞りで調整可能 口径が大きいほど被写界深度が浅くなる 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 21 小 大
  22. 22. F値 F値 = 焦点距離/口径 レンズの明るさを示す値 F値が小さいほど明るいレンズ 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 22 小 大
  23. 23. F値 F値 = 焦点距離/口径 レンズの明るさを示す値 F値が小さいほど明るいレンズ 口径が1 2になると光を集める面積は1/2 = F値が 2倍になると明るさが1/2 通常のカメラでは1段階で明るさが倍半分になるF値を使用 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 23
  24. 24. 結像公式 Q. 結像公式は経験からの近似?厳密性あり? A. 理想レンズで自然に成り立つ厳密な式 続きは2.2.2で 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 24 1 𝑎 + 1 𝑏 = 1 𝑓
  25. 25. fin. 2016年6月12日 @OZ_Z_C 2016/6/12 CV勉強会@関東 CV最先端ガイド4 コンピュテーショナルフォトグラフィ 25

×