時間相関型イメージセンサに基づく実時間分光イメージングの研究

基于时间相关图像传感器的实时光谱成像研究

• 批准号: 13750384
• 负责人: 来海 暁
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Electro-Communication University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750384/
• 关键词: 時間相関イメージセンサ; CMOSビジョンチップ; スペクトルマッチング; 分光画像センシング; カラー画像センシング; 分光透かし; タグベーストビジョン; 真贋鑑定; マッチトフィルタ; 分光画像計測; カラー画像計測; 透かし検出; ネットワークタグセンシング

本研究では時間相関型イメージセンサに基づく実時間分光イメージングシステムの実現を目的とする.時間相関型イメージセンサは入射光強度と全画素共通の外部電気信号との時間相関を画像として出力する撮像素子であり,従来の汎用イメージセンサでは不可能だった,光パターン入力の高周波時間軸情報を利用した画像センシングを可能にするものである.このセンサを用い,時間相関を利用して分光情報処理を行うことにより実時間分光イメージングの実現を目指す.本研究で取り組むべき主な課題は,1)時間相関型、RGBカラーイメージセンサの実現,2)スペクトルマッチングイメージャの実現,3)スペクトルマッチング型イメージセンサに基づく物品識別タグ認識システムの実現であり,これまでに,1)波長可変単色光源を実現し,2)これを用いたスペクトルマッチングイメージャを実現した.これを承けた本年度の成果は以下の通りである.1.AM符号化スペクトルマッチングイメージャの提案:各波長成分を互いに直交するキャリアで振幅変調した照明(AM符号化分光照明)を用いたスペクトルマッチングイメージャを提案した.昨年度用いた波長可変単色光源では各時刻に単一の波長成分しか照射できなかったのに比べ,AM符号化分光照明では各波長成分を同時に照射できるため,照明の利用効率の点で優れる.AM符号化スペクトルマッチングの理論を構築し,白色光回折分光-再集光光学系および空間チャープAM変調器に基づくAM符号化分光照明の実現法を提案した.しかし,この方法では光学系の配置および振幅変調波形に問題が生じることが分かった.2.多波長LED照明を用いたAM符号化スペクトルマッチングイメージャの実現:上記の問題を解決する方法として,複数の波長チャネルにわたる狭帯域分光分布LEDを用いたAM符号化分光照明を提案した.LEDを利用しているため,複雑な分光光学系や振幅変調機構の必要なしに,各波長チャネルを容易に振幅変調できる.12チャネル分光照明を試作し,見かけの色が類似で分光透過率の異なる色ガラス対の識別に成功した.

This study で は time phase type masato イ メ ー ジ セ ン サ に base づ く be time spectral イ メ ー ジ ン グ シ ス テ ム の purpose be presently を と す る. Time phase type masato イ メ ー ジ セ ン サ は incident light intensity と all pixels の common external electric 気 signal と の masato time phase portraits を と し て output す る pinch of pixel son で あ り, 従 to の domestic イ メ ー ジ セ ン サ で は impossible だ っ た, light パ タ ー ン の high frequency time axis into force intelligence を using し た portrait セ ン シ ン グ を may に す る も の で あ る. こ の セ ン サ を い, time phase masato を using し て spectral line intelligence 処 reason を う こ と に よ り be time spectral イ メ ー ジ ン グ の be presently を refers す. で this study group take り む べ き は な subject, type 1) time phase masato, RGB カ ラ ー イ メ ー ジ セ ン サ の be now, 2) ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ イ メ ー ジ ャ の be now, 3) ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ type イ メ ー ジ セ ン サ に base づ く item identification タ グ know シ ス テ ム の be presently で あ り, こ れ ま で に, 1) wavelength can be - 単 colored light Source を be し now, 2) こ れ を with い た ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ イ メ ー ジ ャ を be presently し た. こ れ を bearing け た は の achievements this year following の tong り で あ る. 1 AM symbolic ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ イ メ ー ジ ャ の proposal: different wavelength components を mutual い に rectangular す る キ ャ リ ア で amplitude variations adjustable し た lighting symbolic spectral lighting (AM) Youdaoplaceholder0 proposes a proposal for たスペ た by using を たスペ ト ト たスペ ッチ ッチ グ メ メ ジャを ジャを. Last year with い た wavelength can be - 単 color light source で に は each time a の 単 wavelength composition し か irradiation で き な か っ た の に than べ, AM symbolic spectral lighting で は を に irradiation at the same time different wavelength components で き る た め, lighting の using sharper rate の point で optimal れ る. AM symbolic ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ を build し の theory, inflexion spectral densities - set optical light again Department お よ び space チ ャ ー プ AM - modulator に base づ く AM symbolic spectral lighting の be presently proposed method を し た. し か し, こ の way で は optics の configuration お よ び - adjustable amplitude waveforms に problem が raw じ る こ と が points か っ た. 2. Multiwavelength LED lighting を with い た AM symbolic ス ペ ク ト ル マ ッ チ ン グ イ メ ー ジ ャ の be now: written の を solve す る method と し て, plural の wavelength チ ャ ネ ル に わ た る narrow spectral distribution of LED を 帯 domain with い た AM symbolic spectral lighting を proposal し た. LED を using し て い る た め, complex 雑 な や department of spectral light amplitude variations Institutions の な necessary し に, each wavelength チ ャ ネ ル を に amplitude variations easily adjustable で き る. 12 チ ャ ネ ル spectral lighting し を try, see か け の color が similar で spectral transmittance の different な る color ガ ラ ス の recognition に successful seaborne し た.

项目成果

A.Kimachi et al.: "Spectral matching imager using correlation image sensor and AM-coded multispectral illumination"Sensors, Cameras, and Systems for Scientific/Industrial Applications V, Proc. of SPIE. 5017. (2003)

A.Kimachi 等人：“使用相关图像传感器和 AM 编码多光谱照明的光谱匹配成像仪”科学/工业应用的传感器、相机和系统 V，Proc。

A.Kimachi et al.: "AM-coded spectral matching imager using correlation image sensor"Proc. of SICE Annual Conference. 1387-1392 (2002)

A.Kimachi 等人：“使用相关图像传感器的 AM 编码光谱匹配成像仪”Proc。

来海 暁, 安藤 繁: "相関センシングとその応用"信号処理. 6(2). 79-90 (2002)

Akira Kurumi、Shigeru Ando：“相关传感及其应用”信号处理 6(2)。

来海 暁, 今泉 利英, 加藤 あい, 安藤 繁: "時間相関イメージセンサを用いたスペクトルマッチングイメージャ"第18回センシングフォーラム. 193-198 (2001)

Akira Kurumi、Toshihide Imaizumi、Ai Kato、Shigeru Ando：“使用时间相关图像传感器的光谱匹配成像仪”第 18 届传感论坛 (2001)。

A.Kimachi, T.Imaizumi, A.Kato, S.Ando: "Spectral matching imager using correlation image sensor and variable wavelength illumination"Sensors, Cameras, and Systems for Scientific/Industrial Applications IV, Proc. SPIE. 4669. (2002)

A.Kimachi、T.Imaizumi、A.Kato、S.Ando：“使用相关图像传感器和可变波长照明的光谱匹配成像仪”科学/工业应用的传感器、相机和系统 IV，Proc。