画素単位動き補償イメージング

概要

高速移動体からの撮像ではモーションブラーが生じることから，鮮明な画像を得るためには，シャッタースピードを高速にする必要があり，同じ感度条件の下では強力な照明が必要となる．そのため，例えば，高速道路のトンネル壁面の検査用の撮像は，トンネルの交通を規制する必要が生じ，頻度の高い検査の障害となっている．このモーションブラーを取り除くため，像面情報のみから対象との相対速度と同じ速度で，撮像系の光軸を高速に追従制御する「画素毎動き補償イメージング」を本研究室では提案しており，撮像画像の画質改善を確認している．

光軸の角度制御には１軸ガルバノミラーを用い，新たにトラッキングアルゴリズムを開発することにより，対象画像の高速トラッキングを実現している．この結果，従来の方法に比べて，特に高周波数帯域においてモーションブラーが改善されることを実証した．

また，従来の方法では，ガルバノミラーの応答性の不足により，システム全体の速度に限界があり，本研究で利用するガルバノミラーでも，当初は，100Hzでの実行が限界であったが，プリエンファシス技術を利用することにより，高精度に追従できる周波数領域を拡張する方法を提案し，実験により，500Hzまで十分な精度を保って実行可能であることを示している．この方法をモーションブラー補償装置に適用した結果，高周波でのガルバノミラー駆動でモーションブラーの除去性能が改善されることが分かった．

参考文献

1. Tomohiko Hayakawa, Takanoshin Watanabe, Taku Senoo, and Masatoshi Ishikawa: Gain-compensated sinusoidal scanning of a galvanometer mirror in proportional-integral-differential control using the pre-emphasis technique for motion-blur compensation, Applied Optics, Vol. 55, Issue 21, pp. 5640-5646 (2016)
2. Tomohiko Hayakawa, Takanoshin Watanabe, and Masatoshi Ishikawa: Real-time high-speed motion blur compensation system based on back-and-forth motion control of galvanometer mirror, Opt. Express, Vol.23, Issue 25, pp. 31648-31661 (2015).