研究内容RESEARCHES

Smart Vision & Sensing 高速ビジョン・センシング

広島大学大学院先進理工系科学研究科 電気システム制御プログラム
スマートロボティクス研究室 教授
石井 抱 Idaku ISHII
>> 研究テーマ
1秒間に1000コマ以上の実時間画像処理を実現する高速ビジョン技術を始めとして、人間の感覚能力を遥かに上回る実時間センシング技術の確立を目指した情報システム/デバイスの研究開発を行うとともに、高速化・集積化を念頭においたアルゴリズムの研究、さらには人間には感じとることが難しい振動ダイナミクス等の情報を積極的利用した新たなセンシング技術の実現を目指します。

時空間光変調素子を用いた実時間振動イメージング



本研究では、時空間光変調素子の一つであるDMD(Digital Micro-mirror Device)を用いて、 多重周波数測定を可能としたビジョンシステムの開発を行い、分布的な実時間振動イメージングを実現することを目的とする。

提案する手法は,画像内において、数百Hzから数千Hzの周期で振動している複数の対象に対して、 DMDの時空間的制御により、意図する振動現象のみを抽出し、可視化を行うものである。右上図に、本手法の基本的なアルゴリズムを示す。 イメージャ前段に配置されたDMDをf[Hz]でon/off制御し、その振動周波数が被計測対象中のある輝度振動と一致し、 かつ逆相となる場合、その振動成分を含む特定の対象のみ選択的にフィルタリングされ る。従って、DMDによるフィルタリングの無い元画像との差分をとったイメージング画像を生成することにより、 特定周波数の振動のみを可視化できる。 通常, 被計測対象振動物の位相は未知であることから、本研究ではDMDの制御を時間的、空間的に周波数を変化させることによる 多重周波数振動イメージング手法を考案し、複数の異なる周波数帯域の可視化を実現した。

実際に、時間的に周波数が変化する振動源(スピーカー)を用いて 振動イメージング実験を行った。 実験システムおよび振動源の周波数変化を右中図に示す。 右下図の通り,複数の周波数を含む振動現象を正しくイメージングできていることを確認した。
時空間光変調素子を用いた実時間振動イメージング 時空間光変調素子を用いた実時間振動イメージング
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