(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える
情報処理装置。
【請求項２】
前記算出部は、
前記測定対象領域の測定値に基づいて、前記測定対象領域を複数の領域に分割した分割領域ごとに、日向と日陰の度合いを算出し、
前記分割領域ごとの日向と日陰の度合い、及び前記基準指標に基づいて、前記日向測定対象領域指標と前記日陰測定対象領域指標を算出する
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタとを含む光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値から得られる値と、前記基準指標を算出するための係数とを対応付けたテーブルに基づいて、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記係数は、前記基準反射領域の測定値から得られる光の分光特性の傾きに応じた値であり、
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値に、前記係数を乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記測定値は、Ｂ成分、Ｇ成分、及びＲ成分を含み、
前記算出部は、
前記Ｂ成分、前記Ｇ成分、及び前記Ｒ成分から、前記Ｂ成分と前記Ｒ成分の比、前記Ｂ成分と前記Ｇ成分の比、及び前記Ｇ成分と前記Ｒ成分の比を算出し、
前記Ｂ成分と前記Ｒ成分の比、前記Ｂ成分と前記Ｇ成分の比、及び前記Ｇ成分と前記Ｒ成分の比に基づいて、前記テーブルから、Ｂ成分、Ｇ成分、及びＲ成分の係数を決定し、
前記Ｂ成分の測定値に前記Ｂ成分の係数、前記Ｇ成分の測定値に前記Ｇ成分の係数、及び前記Ｒ成分の測定値に前記Ｒ成分の係数をそれぞれ乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを、色成分ごとに算出する
請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、各領域に入射する光に関する指標に対応した光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、前記基準反射領域と前記測定対象領域とを同時にセンシングすることで得られる
請求項１乃至７のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記測定対象領域は、植生に関する領域であり、
前記測定対象領域指標は、植物に入射する光が光合成にどれだけ作用するかを示す指標である
請求項１乃至８のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記測定対象領域指標は、光合成有効光量子束密度（PPFD：Photosynthetic Photon Flux Density）である
請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記光合成有効光量子束密度（PPFD）の値に応じた情報を出力する出力部をさらに備える
請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記出力部は、前記植生に関する領域のうちの特定の領域内の植生の光合成有効光量子束密度（PPFD）に関する時間帯ごとの情報を出力する
請求項１１に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記出力部は、前記植生に関する領域の各部分領域ごとの光合成有効光量子束密度（PPFD）に関する共通の時間の単位での情報を出力する
請求項１１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記基準反射領域及び前記測定対象領域に対するセンシングを行うセンサをさらに備える
請求項１乃至１３のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記センサは、２次元配列された複数の画素を有する
請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
情報処理装置の情報処理方法において、
前記情報処理装置が、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
ステップを含む
情報処理方法。
【請求項１７】
コンピュータを、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える情報処理装置と
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラムに関し、特に、より広い範囲で、測定対象領域に入射する光に関する指標を求めることができるようにした情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物の光合成は、光のエネルギーではなく、光の粒子である光量子の数に影響を受けることが知られている。また、特許文献１には、植物の光合成に有効な光量子束密度を測定するための光量子計に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されている光量子計は、植物の光合成に有効な光量子束密度をピンポイントの狭い領域に対して測定するものであるため、より広い範囲で、測定対象領域に入射する光に関する指標を求めることが望まれている。【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より広い範囲で、測定対象領域に入射する光に関する指標を求めることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一側面の情報処理装置は、基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する算出部を備える情報処理装置である。【０００７】
本技術の一側面の情報処理装置は、独立した装置であってもよいし、１つの装置を構成している内部ブロックであってもよい。また、本技術の一側面の情報処理方法又はプログラムは、上述した本技術の一側面の情報処理装置に対応する情報処理方法又はプログラムである。【０００８】
本技術の一側面の情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラムにおいては、基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標が算出され、測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標が算出される。
【発明の効果】
【０００９】
本技術の一側面によれば、より広い範囲で、測定対象領域に入射する光に関する指標を求めることができる。【００１０】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光に関連する単位を説明する図である。
【図２】スタジアムにおける植生エリアの例を示している。
【図３】第１の実施の形態の指標演算装置の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のPPFD値算出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】光学フィルタと基準反射領域との関係を示す図である。
【図６】スタジアムにおける植生エリアのPPFD値の算出例を示す図である。
【図７】植生エリアの日照状況の変化を時系列で示した図である。
【図８】植生エリアの分割領域ごとの各時間帯のPPFD値の提示の例を示した図である。
【図９】植生エリアの分割領域ごとのPPFD値の１日の平均値の提示の例を示した図である。
【図１０】第２の実施の形態の指標演算装置の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の信号処理部の詳細な構成例を示す図である。
【図１２】PPFD値と、RGBの色成分の値との関係を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態のPPFD値算出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１４】リファレンスエリアPPFD値算出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１５】グレー反射板を用いた場合の太陽光の分光特性の例を示す図である。
【図１６】グレー反射板を用いた場合のルックアップテーブル（LUT）の例を示す図である。
【図１７】グレー反射板を用いた場合の太陽光ごとのPPFD値の例を示す図である。
【図１８】アンツーカを用いた場合の太陽光の分光特性の例を示す図である。
【図１９】アンツーカを用いた場合のルックアップテーブル（LUT）の例を示す図である。
【図２０】アンツーカを用いた場合の太陽光ごとのPPFD値の例を示す図である。
【図２１】指標演算システムの構成例を示す図である。
【図２２】測定装置の具体例を示す図である。
【図２３】基準反射板の配置例を示す図である。
【図２４】コンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行うものとする。
【００１３】
１．本技術の概要
２．第１の実施の形態：PPFDフィルタを用いた場合に、基準反射領域を利用してPPFD値を算出
３．第２の実施の形態：RGBフィルタを用いた場合に、基準反射領域とルックアップテーブル（LUT）を利用してPPFD値を算出
４．変形例
５．コンピュータの構成
【００１４】
＜１．本技術の概要＞
【００１５】
図１は、光に関連する単位を説明する図である。
【００１６】
図１のＡは、放射束密度の各波長における単位エネルギー当たりの相対値を示す図である。放射束密度は、波長ごとのエネルギー強度を足し合わせたものである。したがって、どの波長でも同じ値となり、全体としての特性はフラットとなる。なお、光合成に有効な400nm〜700nmの波長範囲だけを通すフィルタを用いて測定した放射束密度のことを、光合成放射束密度という。
【００１７】
図１のＢは、光合成有効光量子束密度の各波長における単位エネルギー当たりの相対値を示す図である。ここで、植物の光合成は、光のエネルギーではなく、光の粒子である光量子（光子）の数によって左右される。葉緑素（クロロフィル）の吸収波長に対応した400nm〜700nmの波長での光量子が、単位時間で、単位面積当たりに入射する個数で示したのが、光合成有効光量子束密度（PPFD：Photosynthetic Photon Flux Density）である。つまり、光合成有効光量子束密度（PPFD）は、光のエネルギーではなく、光の粒子である光量子（光子）の個数で表現した単位である。
【００１８】
図１のＣは、照度の各波長における単位エネルギー当たりの相対値を示す図である。照度は、人間の目の感度に合わせた特性を有している。したがって、図１のＡに示すようなエネルギーが一定の光が照射された場合には、図１のＣに示すように、400nm以下と、700nm以上の波長では、エネルギーがゼロとなる特性を有している。つまり、照度は、植物の光合成とは何ら関係のない単位であり、この単位を用いて植物の光環境を評価することはできない。
【００１９】
植物では、生育を左右する環境条件として光が大変重要な要素となるが、ここでは、光を粒子として考えることが重要であり、そのために、植物に入射する光が、光合成にどれだけ作用するかを示す指標として、図１のＢに示した光合成有効光量子束密度（PPFD）が規定されている。
【００２０】
また、近年、スタジアムにおける芝の管理や、精密農業における植物の管理など、植生の厳密な管理が必要となる場面が増加している。特に、サッカー場などのスタジアムの芝の管理では、植生の厳密な管理に関するニーズが高い。
【００２１】
図２には、スタジアムにおける植生エリアの例を示している。図２において、スタジアムの芝（植生）の領域である植生エリア１に対し、スタジアムの建造物による陰の領域である陰エリア２が重なっている。図２においては、植生エリア１の約2/3が陰になっている。ここで、植生エリア１にかかる陰エリア２は、その領域が時間とともに変化し、さらに季節や天候などによっても、その状態が大きく変化するものである。
【００２２】
ところで、上述した特許文献１に開示されている光量子計は、光合成に有効な光量子束密度をピンポイントの狭い領域で測定するものであり、スタジアムの植生エリア１のような広い範囲における植物の状態を把握することはできない。特に、スタジアムの植生エリア１にかかる陰エリア２は、その状態が時間や季節、天候などに応じて大きく変化してしまうため、その状態を把握することがさらに困難となる。
【００２３】
そのため、スタジアムの植生エリア１のような広い範囲における植物の光合成有効光量子束密度（PPFD）を求めるための技術が望まれている。本技術は、スタジアムの植生エリア１のような広い範囲で、光合成有効光量子束密度（PPFD）を求めることができるようにするものである。
【００２４】
以下、本技術による光合成有効光量子束密度（PPFD）の算出方法について説明する。ここでは、まず、第１の実施の形態として、PPFDに対応したフィルタ（PPFDフィルタ）を用いた場合に、反射率が既知の基準反射領域を利用して植生エリアの光合成有効光量子束密度（PPFD）を求める場合の構成を説明する。また、その後に、第２の実施の形態として、RGBに対応したフィルタ（RGBフィルタ）を用いた場合に、基準反射領域とともに、あらかじめ作成したルックアップテーブル（LUT：Look Up Table）を利用して植生エリアの光合成有効光量子束密度（PPFD）を求める場合の構成を説明する。なお、以下の説明では、光合成有効光量子束密度（PPFD）は、PPFD値とも称する。
【００２５】
＜２．第１の実施の形態：PPFDフィルタを用いた場合に、基準反射領域を利用してPPFD値を算出＞
【００２６】
（指標演算装置の構成）
図３は、本技術を適用した指標演算装置の一実施の形態（第１の実施の形態）の構成を示す図である。
【００２７】
指標演算装置１０は、測定対象領域をセンシングして、その測定対象領域に入射する光に関する指標の演算を行うための装置である。ここで、センシングとは、測定対象領域を測定することを意味する。また、センシングには、測定対象領域を撮像することが含まれる。また、測定対象領域を撮像して得られる画像には、可視光から得られる可視画像のほか、赤外光（赤外線）等の可視光以外の光から得られる画像も含まれる。このように、センシングで得られる測定信号（測定値）には、画像が含まれるが、画像以外の情報であってもよい。
【００２８】
また、以下の説明では、測定対象領域として植生に関する領域が対象とされ、その指標（測定対象領域指標）としてPPFD値（光合成有効光量子束密度（PPFD））が演算される場合を説明する。
【００２９】
図３において、指標演算装置１０は、光学フィルタ１０１、センサ１０２、及び増幅器１０３を有する測定部１１と、信号処理部１０４及び出力部１０５を有する処理部１２とから構成される。
【００３０】
光学フィルタ１０１は、PPFD値に対応した光学フィルタである。すなわち、光学フィルタ１０１は、後段のセンサ１０２がPPFD値に応じた光を検出できるようにするためのフィルタである。したがって、光学フィルタ１０１を通過した光は、図１のＢに示した光合成有効光量子束密度（PPFD）と同様の特性を有することになる。
【００３１】
センサ１０２は、そのセンサ面に、複数の画素が２次元配列された画素アレイ部を有するセンサである。センサ１０２は、光学フィルタ１０１を通過した光を、画素アレイ部に２次元配列された複数の画素によりセンシングすることで、光の光量に応じた測定信号（測定値）を、増幅器１０３に出力する。
【００３２】
なお、光学フィルタ１０１は、センサ１０２の画素アレイ部に２次元配列される複数の画素の上部に、オンチップフィルタとして構成されるようにすることができる。
【００３３】
増幅器１０３は、センサ１０２から出力される測定信号を増幅して、信号処理部１０４に出力する。
【００３４】
信号処理部１０４は、CPU(Central Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の回路などにより構成され、増幅器１０３から出力される測定信号（測定値）に対し、所定の信号処理を行うことで、測定対象領域のPPFD値（測定対象領域指標）を算出し、出力部１０５に出力する。
【００３５】
この信号処理の詳細な内容は後述するが、ここでは、例えば、測定対象領域となる植生エリアのほかに、反射率が既知となる基準反射領域（日向と日陰のリファレンスエリア）をセンシングして得られる測定値から、リファレンスエリアにおける日向のPPFD値（日向基準指標）と日陰のPPFD値（日陰基準指標）を算出する。そして、この信号処理では、当該リファレンスエリアの日向と日陰のPPFD値（基準指標）を利用して、植生エリアにおける日向のPPFD値（日向測定対象領域指標）と日陰のPPFD値（日陰測定対象領域指標）とからなるPPFD値（測定対象領域指標）を算出することができる。
【００３６】
なお、基準反射領域には、分光反射率の特性がフラットになるもの（後述の図５のＡに示すような、横軸を波長（nm）として縦軸を分光特性としたときに、その分光反射率の特性の値が一定になるもの）と、フラットにならないもの（後述の図５のＢに示すような、横軸を波長（nm）として縦軸を分光特性としたときに、その分光反射率の特性の値が一定にならないもの）があるが、その詳細な内容についても後述する。
【００３７】
出力部１０５は、外部出力インターフェース回路などにより構成され、信号処理部１０４から出力される測定対象領域のPPFD値を処理して、ディスプレイ等の表示装置や半導体メモリ等の記憶装置などの外部の装置に、数値データや画像データ（例えば、後述する図８のＢの２次元のグラフや、図９の３次元のグラフのデータ）として出力する。これにより、例えば、表示装置に、植生エリアのPPFD値に対応した画像を表示させたり、あるいは記憶装置にPPFD値の数値データや画像データを記憶させたりすることができる。
【００３８】
指標演算装置１０は、以上のように構成される。
【００３９】
（PPFD値算出処理）
次に、図４のフローチャートを参照して、図３の指標演算装置１０により実行される、第１の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明する。
【００４０】
ステップＳ１０１において、測定部１１は、被写体のセンシングを行う。ここでは、例えば、測定対象領域が、スタジアムの芝（植生）の領域である植生エリア１（図２）となる場合、この植生エリア１とともに、反射率が既知の基準反射領域としてのリファレンスエリア（例えば、グレー反射板又はアンツーカ）についてもセンシングされる。ここで、アンツーカは、サッカー場などのスタジアムで、植生エリア１となる芝の領域の周囲の領域に形成され、反射特性がほぼ一定であり、あらかじめ測定しておくことが可能であるので、リファレンスエリアとして利用することができる。
【００４１】
なお、ステップＳ１０１の処理で得られる測定値に応じた画像は、センサ１０２の前段に設けられた、PPFD値に対応した光学フィルタ１０１を通過した光から得られる、PPFD値に応じた画像（以下、PPFD対応画像ともいう）となる。
【００４２】
また、光学フィルタ１０１の分光透過率の特性であるが、リファレンスエリアの分光反射率の特性がフラットであるかどうかにより決定される。例えば、図５には、横軸を波長（nm）とし、縦軸を分光特性（反射率又は透過率を0.00〜1.00の範囲に正規化して表したときの分光特性）としたときの、光学フィルタ１０１の分光透過特性と、リファレンスエリアの分光反射特性との関係を表している。
【００４３】
例えば、リファレンスエリアとしてグレー反射板を用いた場合、図５のＡに示すように、その分光反射特性の値は、約0.18で一定となり、分光反射率の特性がフラットとなる。この場合、光学フィルタ１０１の分光透過特性は、図５のＡに示すように、反射率が既知のグレー反射板の分光反射特性に応じて、波長が大きくなるにつれて、分光透過率の値が大きくなる右上がり傾きの略直線になるようにする。
【００４４】
一方で、例えば、リファレンスエリアとしてアンツーカを用いた場合、図５のＢに示すように、その分光反射特性の値は、約0.04から0.15程度に変動するため、分光反射率の特性がフラットにはならない。この場合、光学フィルタ１０１は、図５のＢに示すように、反射率が既知のアンツーカの分光反射特性に応じた曲線を持つものを用いる。
【００４５】
ステップＳ１０２において、信号処理部１０４は、ステップＳ１０１の処理で得られるPPFD対応画像を処理して、リファレンスエリアの日向の領域と日陰の領域とを分離する。ここでは、スタジアムの植生エリア１やリファレンスエリアに対しては、スタジアムの建造物による陰エリア２が重なることがあるので、所定の信号処理を行うことで、リファレンスエリアにおける日向の領域と日陰の領域が分離されることになる。
【００４６】
この日向の領域と日陰の領域を分離するための所定の信号処理としては、例えば、ステップＳ１０１の処理で得られるPPFD対応画像から得られる輝度レベルを用いた処理を行うことで、PPFD対応画像に含まれるリファレンスエリアを、日向の領域と日陰の領域のいずれかの領域に分離することができる。
【００４７】
なお、PPFD対応画像から輝度レベルを得ることができない場合には、例えば、センサ１０２の複数の画素から得られる測定信号に基づき、輝度レベル（に相当する情報）を作り出すようにしてもよい。また、ここでは、輝度レベルを用いた信号処理を一例に説明したが、PPFD対応画像に含まれるリファレンスエリアを、日向の領域と日陰の領域に分離可能な技術であれば、各種の公知の技術を用いることができる。
【００４８】
ステップＳ１０３において、信号処理部１０４は、ステップＳ１０２の処理結果に基づいて、リファレンスエリアの日向の領域と日陰の領域のPPFD値を算出する。ここでは、増幅器１０３からは、測定値（PPFD対応画像）として、PPFD値に比例した値が出力されるため、信号処理部１０４は、この測定値に対し、ある定数を乗算するだけで、リファレンスエリアにおける日向の領域のPPFD値と、日陰の領域のPPFD値を算出することができる。
【００４９】
ステップＳ１０４において、信号処理部１０４は、ステップＳ１０１の処理で得られるPPFD対応画像を処理して、植生エリアの所定の領域ごとの日向度と日陰度（日向と日陰の度合い）を算出する。ここでは、スタジアムの植生エリア１を、複数の領域に分割し、その分割領域ごとに日向度と日陰度が算出される。例えば、植生エリア１のうち、陰エリア２と全く重なっていない分割領域は、日向度100％となる。一方で、植生エリア１のうち、陰エリア２と完全に重なっている分割領域は、日陰度100％となる。
【００５０】
ステップＳ１０５において、信号処理部１０４は、ステップＳ１０３の処理で算出されるリファレンスエリアの日向の領域と日陰の領域のPPFD値と、ステップＳ１０４の処理で算出される植生エリアの分割領域ごとの日向度と日陰度に基づいて、植生エリアの日向と日陰のPPFD値を算出する。
【００５１】
すなわち、ここでは、反射率が既知となる基準反射領域としてのリファレンスエリアを、日向と日陰の両方に配置して、リファレンスエリアの日向の領域と日陰の領域のPPFD値をそれぞれ算出し、このようにして算出されたPPFD値を利用することで、測定対象領域としての植生エリア１の日向の領域と日陰の領域のPPFD値が算出されるようにしている。
【００５２】
ステップＳ１０６において、信号処理部１０４又は出力部１０５は、ステップＳ１０５の処理で算出された植生エリアのPPFD値を蓄積する。なお、植生エリアのPPFD値は、信号処理部１０４又は出力部１０５のほか、処理部１２内の他のブロック（不図示）により蓄積されるようにしてもよい。また、本明細書において、蓄積とは、一時的又は永続的にデータを記録することを意味する。
【００５３】
ステップＳ１０７においては、ステップＳ１０６の処理で蓄積されたPPFD値を出力するかどうかが判定される。なお、ここでは、例えば、ユーザの指示に応じて出力の有無を判定することができる。
【００５４】
ステップＳ１０７において、PPFD値を出力しないと判定された場合、処理は、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０７の処理が繰り返される。これにより、指標演算装置１０では、その状態が時間や季節、天候などに応じて大きく変化する陰エリア２の影響で、日照状況が大きく変化する植生エリア１のPPFD値が、時系列で蓄積されることになる。
【００５５】
そして、ステップＳ１０７において、PPFD値を出力すると判定された場合、処理は、ステップＳ１０８に進められる。ステップＳ１０８において、出力部１０５は、ステップＳ１０６の処理で蓄積された植生エリアのPPFD値を処理（集計）して、ディスプレイ等の表示装置や半導体メモリ等の記憶装置などの外部の装置に、数値データや画像データ（例えば、後述する図８のＢの２次元のグラフや、図９の３次元のグラフのデータ）として出力する。これにより、例えば、表示装置に、植生エリアのPPFD値に対応した画像を表示させたり、あるいは記憶装置にPPFD値の数値データや画像データを記憶させたりすることができる。
【００５６】
以上、第１の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明した。ここで、図６と、図７乃至図９を参照して、第１の実施の形態のPPFD値算出処理（図４）をより具体的に説明する。
【００５７】
（PPFD値の算出の例）
図６には、スタジアムの芝（植生）の領域である植生エリア１が模式的に示されている。また、このスタジアムの植生エリア１に対し、スタジアムの建造物による陰の領域である陰エリア２が重なっている。上述したように、この植生エリア１にかかる陰エリア２は、その領域が時間とともに変化し、さらには、季節や天候などよってもその状態が変化する。
【００５８】
また、測定対象領域となる植生エリア１の周囲の領域は、反射率が既知の基準反射領域としてのリファレンスエリア３となる。このリファレンスエリア３としては、例えば、反射率が既知となるグレー反射板やアンツーカ等を利用することができる。ただし、光学フィルタ１０１は、このリファレンスエリア３の分光反射特性に応じた分光透過特性を有している。また、リファレンスエリア３は、日向の領域に位置する日向のリファレンスエリア３−１と、日陰の領域に位置する日陰のリファレンスエリア３−２とに分けられる。
【００５９】
ここでは、図６に示すように、２台の指標演算装置１０、すなわち、指標演算装置１０−１及び指標演算装置１０−２を、スタジアムの植生エリア１の一部であるが広範囲に見渡せる位置に設置することで、測定対象領域である植生エリア１の全体が、指標演算装置１０−１の測定部１１−１と、指標演算装置１０−２の測定部１１−２によりセンシングされる（図４のＳ１０１）。ただし、ここでは、植生エリア１と同時又は異時に、その周囲のリファレンスエリア３についてもセンシングされているものとする（図４のＳ１０１）。
【００６０】
なお、図６の例では、指標演算装置１０−１と指標演算装置１０−２の２台の指標演算装置１０により、植生エリア１の全体をセンシングする場合を例示したが、指標演算装置１０は２台に限らず、その設置位置に応じて、１台又は複数台の指標演算装置１０により植生エリア１の全体をセンシングすることができる。また、複数台の指標演算装置１０を設置する場合には、複数の測定部１１が植生エリア１を広範囲に見渡せる位置に設置されていればよく、測定部１１からの測定値を処理する処理部１２は、他の指標演算装置１０の処理部１２と共通化されるようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、指標演算装置１０の構成要素のうち、センサ１０２を含む測定部１１だけを植生エリア１を見渡せる位置に設置さえすれば、処理部１２は、どのような場所に設置されるようにしてもよい。また、１台の指標演算装置１０の測定部１１（センサ１０２）を移動させて、植生エリア１の全体をセンシングするようにしてもよい。
【００６２】
植生エリア１とその周囲のリファレンスエリア３がセンシングされると、処理部１２（の信号処理部１０４）は、その測定値に応じたPPFD対応画像を処理して、日向のリファレンスエリア３−１と、日陰のリファレンスエリア３−２とを分離する（図４のＳ１０２）。この分離処理として、例えば、輝度レベルを用いた信号処理が行われるのは、先に述べた通りである。そして、処理部１２（の信号処理部１０４）は、日向のリファレンスエリア３−１のPPFD値と、日陰のリファレンスエリア３−２のPPFD値を算出する（図４のＳ１０３）。
【００６３】
ここで、指標演算装置１０−１の測定部１１−１と、指標演算装置１０−２の測定部１１−２においては、PPFD値に対応した光学フィルタ１０１を通過した光が、センサ１０２によりセンシングされているため、増幅器１０３からは、測定値として、PPFD値に比例した値が出力される。そのため、処理部１２（の信号処理部１０４）では、増幅器１０３から出力される測定値（PPFD値に比例した値）に対し、あらかじめ定められた定数を乗算するだけで、PPFD値を算出することができる。また、ここでは、例えば、各リファレンスエリア３の全体の領域の平均値、又は一部の領域の平均値から、PPFD値を算出することができる。
【００６４】
次に、処理部１２（の信号処理部１０４）は、PPFD対応画像を処理して、測定対象領域である植生エリア１を、複数の領域に分割し、その分割領域ごとに日向度と日陰度を算出する（図４のＳ１０４）。
【００６５】
ここで、図６の例では、植生エリア１上の縦横の実線で表すように、植生エリア１は、横方向に12分割され、かつ縦方向に8分割されている。このように12×8分割された各分割領域における、日向の面積と日陰の面積との割合に応じて、日向度と日陰度が算出される。例えば、植生エリア１の12×8分割された分割領域のうち、陰エリア２と全く重なっていない分割領域は、日向度100％（日陰度0％）となる一方で、陰エリア２と完全に重なっている分割領域は、日陰度100％（日向度0％）となる。
【００６６】
また、植生エリア１の12×8分割された分割領域のうち、その領域の一部が陰エリア２と重なっている分割領域は、その領域における日向の面積と日陰の面積の割合に応じて、日向度と日陰度を算出することができる。ただし、この日向と日陰の中間の分割領域では、日向度と日陰度とを加算すると、その値は、100％となる。
【００６７】
次に、処理部１２（の信号処理部１０４）は、測定対象領域である植生エリア１の日向と日陰のPPFD値を算出する（図４のＳ１０５）。ここで、植生エリア１における各分割領域のPPFD値は、次の式（１）により算出される。
【００６８】
PPFD値 = （日向度×日向のリファレンスエリアのPPFD値）＋（日陰度×日陰のリファレンスエリアのPPFD値）      ・・・（１）
【００６９】
すなわち、植生エリア１における各分割領域のPPFD値は、日向のPPFD値と日陰のPPFD値をそれぞれ算出した後に、それらのPPFD値を加算することで求められる。このようにして、植生エリア１における各分割領域のPPFD値が求められることで、結果として、植生エリア１の全体のPPFD値が求められ、時系列で蓄積することができる（図４のＳ１０６）。
【００７０】
ここでは、植生エリア１のPPFD値を出力すると判定される（図４のＳ１０７の「YES」）まで、植生エリア１のPPFD値の蓄積が継続される（図４のＳ１０７の「NO」）。そして、処理部１２（の出力部１０５）は、植生エリア１のPPFD値を出力すると判定されたときに、蓄積されていたPPFD値を処理（集計）して出力することになる（図４のＳ１０８）。
【００７１】
なお、図４のステップＳ１０６の処理では、植生エリア１（の各分割領域）のPPFD値が蓄積されるが、ここでは、植生エリア１における各分割領域の日向のPPFD値と日陰のPPFD値とが別々に蓄積されるようにして、後段のステップＳ１０８の処理で、処理（集計）されるようにしてもよい。
【００７２】
また、ここでは、ステップＳ１０７の処理と、ステップＳ１０８の処理とを入れ替えて、蓄積されていたPPFD値の処理（集計）を継続して行い（図４のＳ１０８）、出力すると判定された場合（図４のＳ１０７の「YES」）に、処理（集計）済みのPPFD値を出力するようにしてもよい。
【００７３】
（PPFD値の集計の例）
次に、PPFD値の集計の例について説明する。図７には、スタジアムの芝（植生）の領域（フィールド）である植生エリア１の日照状況の変化が時系列に示されている。なお、図７では、植生エリア１の領域の日照状況を濃淡で表現しており、その濃度が薄いほど明るく、その濃度が濃いほど暗いことを表している。
【００７４】
図７においては、6:00から18:00までの間に、2時間おきに、植生エリア１をセンシングした場合の例を示している。6:00は、まだ日の出前であるため、光がなく、植生エリア１は、全体が暗い状態となる。8:00になると、太陽が姿を現して、植生エリア１の下側の領域に光が当たるようになる。また、日陰の部分も、6:00の場合と比べると、全体的に明るくなっている。
【００７５】
10:00になると、太陽が徐々に昇ってきて、植生エリア１の光が当たっている領域が拡大される一方で、日陰の部分の領域が縮小している。そして、12:00になると、太陽が最も高く、最も明るい状態となり、10:00の場合と比べても、植生エリア１の光が当たっている領域も拡大されているが、右側の領域に、スタジアムの建造物による日陰の部分（陰エリア２）が残っている。
【００７６】
その後、14:00には、12:00の場合と比べて、図７中の植生エリア１の下側の領域に、日陰の部分が、徐々にできはじめている。そして、16:00になると、植生エリア１の全面が日陰状態となる。また、18:00には、日没後となるので、植生エリア１は、全体が暗い状態となる。
【００７７】
ここで、処理部１２（の信号処理部１０４）においては、図７の植生エリア１上の縦横の実線で表すように、植生エリア１を、横方向に12分割し、かつ縦方向に8分割して、12×8分割された各分割領域のPPFD値を算出して集計することができる。すなわち、処理部１２では、PPFD値算出処理（図４）によって、植生エリア１のPPFD値が算出され、蓄積され続けているため（Ｓ１０１乃至Ｓ１０６）、このようにして時系列で蓄積されたPPFD値を、植生エリア１における分割領域ごとに集計することができる（Ｓ１０８）。
【００７８】
具体的には、図８のＡに示すように、植生エリア１の12×8分割された分割領域のうち、分割領域Ａ１乃至分割領域Ａ５の５つの分割領域（四隅と略中心の領域）が、注目している分割領域（注目領域）として選択された場合を想定する。そして、選択された５つの注目領域におけるPPFD値を、所定の時間帯ごとに集計すると、図８のＢに示すようになる。図８のＢにおいては、各時間帯（図７に対応した6:00から18:00の間の２時間単位）における、注目領域Ａ１乃至注目領域Ａ５ごとのPPFD値が提示されている。これにより、スタジアムの植生エリア１のような広い領域であっても、時間帯ごとに、注目領域のうち、PPFD値の高い領域と、PPFD値の低い領域とを直感的に認識することができる。
【００７９】
また、植生エリア１等の植生にとっては、光合成に有効な光を観測するためには、PPFD値の１日の平均値が重要であり、植生エリア１の12×8分割された分割領域ごとのPPFD値の１日の平均値を集計すると、図９に示すようになる。図９の３次元のグラフにおいては、植生エリア１の12×8分割された分割領域ごと、PPFD値の１日の平均値が提示されている。
【００８０】
なお、この３次元のグラフで表した分割領域ごとのPPFD値の１日の平均値は、時系列で蓄積されたPPFD値（植生エリア１のPPFD値）を処理することで得られる統計値の一例であって、植生の管理を行う場合には、このような所定の時間範囲（例えば１日単位）の平均値であることが好ましいが、平均値以外に中央値などの統計値を用いることもできる。また、図９に示した３次元のグラフは、植生エリア１の分割領域ごとのPPFD値の統計値を提示するための表示形態の一例であって、他の表示形態で、PPFD値の統計値を表示するようにしてもよい。
【００８１】
これにより、スタジアムの植生エリア１のような広い領域であっても、所定の分割領域ごとに、光合成に有効な光を観測することができる。また、このような情報を、１日単位や１週間単位、１ヶ月単位などの所定の時間範囲で集計することで、植生の成長に重要な日照に関するデータを蓄積することが可能となる。すなわち、指標演算装置１０では、植生エリア１の分割領域ごとに、例えば１日単位や１週間単位などの共通の時間の単位で、各分割領域内の植生のPPFD値に関する情報を集計することができる。
【００８２】
以上、第１の実施の形態について説明した。第１の実施の形態では、測定対象領域（例えば、図６の植生エリア１）と、基準反射領域（例えば、図６のリファレンスエリア３）を、センサ１０２によりセンシングして得られる測定値に基づいて、基準反射領域の基準指標（PPFD値）を算出し、当該基準反射領域の基準指標（PPFD値）を用いて、測定対象領域の測定対象領域指標（PPFD値）を算出することができる。
【００８３】
すなわち、センサ１０２は、複数の画素を有するため、測定対象領域と基準反射領域を、画像（PPFD対応画像）として撮像することができ、そのような画像の解析結果から、測定対象領域の測定対象領域指標を算出することができる。そのため、例えば、スタジアムの植生エリア１のような広い範囲であっても、スタジアムの植生エリア１の全体を俯瞰するような画像を撮像して解析することで、植生エリア１のPPFD値を算出することが可能となる。これにより、スタジアムにおける芝の管理や、精密農業における植物の管理など、植生の厳密な管理が必要となる場面にも十分に対応することができる。
【００８４】
また、スタジアムの植生エリア１にかかる陰エリア２は、その状態が時間や季節、天候などに応じて大きく変化するものであるが、第１の実施の形態では、基準反射領域（リファレンスエリア）として、日向のリファレンスエリア３−１と、日陰のリファレンスエリア３−２を用い、植生エリア１において、日向と日陰に応じたPPFD値（日向基準指標と日陰基準指標）を算出することができる。そのため、陰エリア２の状態にかかわらず、スタジアムの植生エリア１のような広い領域の日照状況を、正確に把握することが可能となる。
【００８５】
＜３．第２の実施の形態：RGBフィルタを用いた場合に、基準反射領域とルックアップテーブル（LUT）を利用してPPFD値を算出＞
【００８６】
（指標演算装置の構成）
図１０は、本技術を適用した指標演算装置の一実施の形態（第２の実施の形態）の構成を示す図である。
【００８７】
指標演算装置２０は、上述した指標演算装置１０（図３）と同様に、測定対象領域をセンシングして、その測定対象領域に入射する光に関する指標の演算を行うための装置である。なお、第２の実施の形態においても、測定対象領域としては、植生に関する領域が対象とされ、その指標（測定対象領域指標）としてPPFD値（光合成有効光量子束密度（PPFD））が演算される場合を説明する。
【００８８】
図１０において、指標演算装置２０は、光学フィルタ２０１、センサ２０２、及び増幅器２０３を有する測定部２１と、信号処理部２０４、出力部２０５、及び記憶部２０６を有する処理部２２とから構成される。
【００８９】
光学フィルタ２０１は、例えば、RGBカラーフィルタ等のフィルタを含んで構成される。
【００９０】
センサ２０２は、そのセンサ面に、複数の画素が２次元配列された画素アレイ部を有するセンサである。センサ２０２は、光学フィルタ２０１を通過した光を、画素アレイ部に２次元配列された複数の画素によりセンシングすることで、光の光量に応じた測定信号（測定値）を、増幅器２０３に出力する。
【００９１】
なお、光学フィルタ２０１は、センサ２０２の画素アレイ部に２次元配列される複数の画素の上部に、オンチップフィルタとして構成されるようにすることができる。
【００９２】
例えば、光学フィルタ２０１として、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタを設けることで、センサ２０２の画素アレイ部では、例えば、図１０のRGBカラーフィルタとして配列パターン２０１Ａに示すように、ベイヤー配列により、複数の画素を２次元配列することができる。ここで、ベイヤー配列とは、緑（Ｇ）のＧ画素が市松状に配され、残った部分に、赤（Ｒ）のＲ画素と、青（Ｂ）のＢ画素とが一列ごとに交互に配される配列パターンである。また、カラーフィルタの配列パターンとしては、配列パターン２０１Ａとして示したベイヤー配列に限らず、他の配列パターンが採用されるようにしてもよい。
【００９３】
また、例えば、光学フィルタ２０１として、IRカットフィルタを設けずに、カラーフィルタのみを設けることで、センサ２０２の画素アレイ部では、例えば、図１０の配列パターン２０１Ｂに示すような配列パターンとすることができる。この配列パターン２０１Ｂにおいては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の可視光の波長を透過するRGBカラーフィルタに対応したＲ，Ｇ，Ｂ画素のほかに、赤外光（IR）に対応したIR画素が配される。なお、本明細書においては、赤外光もカラーの１つであって、カラーフィルタには、赤外光の波長を透過するフィルタも含まれるものとする。
【００９４】
図１０の配列パターン２０１Ｂでは、例えば、横方向に４個の画素が配され、縦方向に２個の画素が配された4×2画素（２個のＲ画素（R1，R2）、２個のＧ画素（G1，G2）、２個のＢ画素（B1，B2）、２個のIR画素（IR1，IR2））が、１セットとされる。そして、このような８画素を１セットとして、ｎ（ｎは１以上の整数）セットを構成する複数の画素が、画素アレイ部に繰り返し配置されることになる。なお、１セット当たりの画素数は、８画素に限定されることなく、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ，IR画素を１つずつ含んだ４画素を、１セットとした構成などの他の形態を採用することができる。
【００９５】
増幅器２０３は、センサ２０２から出力される測定信号を増幅して、信号処理部２０４に出力する。
【００９６】
信号処理部２０４は、CPUやFPGA等の回路から構成され、増幅器２０３から出力される測定信号（測定値）に対し、所定の信号処理を行うことで、測定対象領域のPPFD値（測定対象領域指標）を算出し、出力部２０５に供給する。
【００９７】
この信号処理の詳細な内容は後述するが、ここでは、例えば、測定対象領域となる植生エリアのほかに、反射率が既知となる基準反射領域（日向と日陰のリファレンスエリア）をセンシングして得られる測定値（RGB信号）に対し、記憶部２０６にあらかじめ記憶されたルックアップテーブル（LUT）から取得される係数を乗じることで、太陽光の分光特性に応じた、リファレンスエリアにおける日向のPPFD値（日向基準指標）と日陰のPPFD値（日陰基準指標）を算出する。
【００９８】
そして、この信号処理では、当該リファレンスエリアの日向と日陰のPPFD値（基準指標）を利用して、植生エリアにおける日向のPPFD値（日向測定対象領域指標）と日陰のPPFD値（日陰測定対象領域指標）とからなるPPFD値（測定対象領域指標）を算出することができる。なお、基準反射領域には、上述した第１の実施の形態と同様に、分光反射率の特性がフラットになるものと、フラットにならないものがあるが、その詳細な内容についても後述する。
【００９９】
出力部２０５は、外部出力インターフェース回路などにより構成され、信号処理部２０４から出力される測定対象領域のPPFD値を処理して、ディスプレイ等の表示装置や半導体メモリ等の記憶装置などの外部の装置に、数値データや画像データ（例えば、上述した図８のＢの２次元のグラフや、図９の３次元のグラフのデータ）として出力する。これにより、例えば、表示装置に、植生エリアのPPFD値に対応した画像を表示させたり、あるいは記憶装置にPPFD値の数値データや画像データを記憶させたりすることができる。
【０１００】
指標演算装置２０は、以上のように構成される。
【０１０１】
（信号処理部の構成）
図１１は、図１０の信号処理部２０４の詳細な構成例を示す図である。ただし、以下の説明では、光学フィルタ２０１として、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタが設けられ、センサ２０２の画素アレイ部に２次元配列される複数の画素が、図１０に示した配列パターン２０１Ａの配列パターンになっている場合を一例に説明する。
【０１０２】
図１１において、信号処理部２０４は、B/R値算出部２２１−１、B/G値算出部２２１−２、G/R値算出部２２１−３、W1決定部２２２−１、W2決定部２２２−２、W3決定部２２２−３、乗算器２２３−１、乗算器２２３−２、及び乗算器２２３−３から構成される。
【０１０３】
信号処理部２０４においては、測定部２１から、測定値として入力されるＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号のうち、Ｂ信号は、B/R値算出部２２１−１とB/G値算出部２２１−２と乗算器２２３−１に入力される。また、Ｇ信号は、B/G値算出部２２１−２とG/R値算出部２２１−３と乗算器２２３−２に入力され、Ｒ信号は、B/R値算出部２２１−１とG/R値算出部２２１−３と乗算器２２３−３に入力される。
【０１０４】
B/R値算出部２２１−１は、そこに入力されるＢ信号を、Ｒ信号で除算し、それにより得られるB/R値を、W1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３のそれぞれに出力する。
【０１０５】
B/G値算出部２２１−２は、そこに入力されるＢ信号を、Ｇ信号で除算し、それにより得られるB/G値を、W1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３のそれぞれに出力する。
【０１０６】
G/R値算出部２２１−３は、そこに入力されるＧ信号を、Ｒ信号で除算し、それにより得られるG/R値を、W1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３のそれぞれに出力する。
【０１０７】
W1決定部２２２−１は、そこに入力されるB/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W1を決定し、乗算器２２３−１に出力する。乗算器２２３−１は、そこに入力されるＢ信号に、W1決定部２２２−１からの係数W1を乗じる。
【０１０８】
W2決定部２２２−２は、そこに入力されるB/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W2を決定し、乗算器２２３−２に出力する。乗算器２２３−２は、そこに入力されるＧ信号に、W2決定部２２２−２からの係数W2を乗じる。
【０１０９】
W3決定部２２２−３は、そこに入力されるB/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W3を決定し、乗算器２２３−３に出力する。乗算器２２３−３は、そこに入力されるＲ信号に、W3決定部２２２−３からの係数W3を乗じる。
【０１１０】
ここで、Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値のそれぞれに対し、係数W1，係数W2，係数W3をそれぞれ乗じる理由について説明する。図１２には、PPFD値と、RGBの色成分の値との関係を示している。図１２のＡは、縦軸を分光放射輝度(W/sr・m2/nm)とし、横軸を波長(nm)としたときの屋外における太陽光の分光特性を示している。また、図１２のＢは、縦軸をRGB信号の信号レベルとし、横軸を波長(nm)としたときの図１０の配列パターン２０１Ａのカラーフィルタを備えたセンサから出力されるRGB信号を示している。
【０１１１】
図１２のＡにおいては、時間や季節、天候などの条件に応じた太陽光の分光特性として、夏の太陽光、夕方の太陽光、日陰の太陽光、及びくもりの太陽光の分光特性を示している。このとき、PPFD値は、太陽光の各波長のレベルに、各波長を乗じた値の積分値として得ることができる。すなわち、PPFD値は、次の式（２）により算出される。
【０１１２】
【数１】
0006764577.tif 000002
・・・（２）
【０１１３】
なお、この式（２）において、Aは、分光放射輝度(W/sr・m2/nm)を表し、λ(nm)は、波長を表している。また、λ=400nm〜700nmは、光合成有効光量子束密度（PPFD）の葉緑素の吸収波長に対応している。さらに、C1は、係数である。
【０１１４】
図１２のＡにおいては、夏の太陽光のPPFD値として1500umol、夕方の太陽光のPPFD値として660umol、日陰の太陽光PPFD値として500umol、くもりの太陽光のPPFD値として100umolがそれぞれ算出されている。このように、太陽光の分光特性、具体的には、波長を横軸、分光放射輝度を縦軸とし、分光放射輝度を0〜1の範囲に正規化した場合のグラフの傾きによって、PPFD値は大きく異なっている。
【０１１５】
ここで、図１２のＢに示すように、図１０の配列パターン２０１Ａでは、入射光が、Ｂ，Ｇ，Ｒの画素ごとに対応する波長帯域の信号が積分された値が、センサから出力される。そして、RGBの信号から、PPFD値を求めるためには、Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に対し、それぞれの係数W1，係数W2，係数W3を乗じて、PPFD値として求められるべき値と同等の結果が得られるように、係数W1，係数W2，係数W3を制御すればよい。
【０１１６】
また、指標演算装置２０では、光学フィルタ２０１が、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタから構成されるため、センサ２０２からの出力がRGBの信号となる。そのため、指標演算装置２０においても、Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に対し、それぞれの係数W1，係数W2，係数W3を乗じて、PPFD値として求められるべき値と同等の結果が得られるように、係数W1，係数W2，係数W3を制御すればよいことになる。すなわち、指標演算装置２０においては、次の式（３）の関係を満たすように、係数W1，係数W2，係数W3を制御すればよいと言える。
【０１１７】
【数２】
0006764577.tif 000003
・・・（３）
【０１１８】
なお、この式（３）において、B，G，Rは、Ｂ信号，Ｇ信号，Ｒ信号の各値をそれぞれ表し、W1，W2，W3は、係数W1，係数W2，係数W3をそれぞれ表している。また、C2は、係数である。
【０１１９】
ここで、図１１の信号処理部２０４において、W1決定部２２２−１は、B/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W1を決定している。同様に、W2決定部２２２−２は、B/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W2を決定し、W3決定部２２２−３は、B/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W3を決定している。
【０１２０】
すなわち、W1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３では、センサ２０２から得られるＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値から、Ｂ信号とＲ信号との比、Ｂ信号とＧ信号との比、又はＧ信号とＲ信号との比を算出することで、その比の値（B/R値、B/G値、又はG/R値）から、太陽光の分光特性の傾き（に相当する値）を得ることができる。
【０１２１】
そして、指標演算装置２０の処理部２２においては、記憶部２０６に、太陽光の分光特性の傾き（B/R値、B/G値、又はG/R値から得られる分光特性の傾き）と、係数W1，係数W2，係数W3とを対応付けたルックアップテーブル（LUT）を記憶しておくようにする。これにより、W1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３では、このルックアップテーブルから、B/R値、B/G値、又はG/R値から得られる分光特性の傾きに応じた係数W1乃至係数W3を決定することができる。
【０１２２】
すなわち、W1決定部２２２−１では、ルックアップテーブルを参照することで、B/R値等から得られた分光特性の傾きに応じた係数W1が決定される。その結果、乗算器２２３−１では、Ｂ信号に、W1決定部２２２−１により決定された係数W1が乗じられ、Ｂ信号のPPFD値（W1×B）が求められる。
【０１２３】
また、W2決定部２２２−２では、ルックアップテーブルを参照することで、B/R値等から得られた分光特性の傾きに応じた係数W2が決定される。その結果、乗算器２２３−２では、Ｇ信号に、W2決定部２２２−２により決定された係数W2が乗じられ、Ｇ信号のPPFD値（W2×G）が求められる。
【０１２４】
また、W3決定部２２２−３では、ルックアップテーブルを参照することで、B/R値等から得られた分光特性の傾きに応じた係数W3が決定される。その結果、乗算器２２３−３では、Ｒ信号に、W3決定部２２２−３により決定された係数W3が乗じられ、Ｒ信号のPPFD値（W3×R）が求められる。
【０１２５】
そして、信号処理部２０４では、上述の式（３）に従い、乗算器２２３−１からの出力（W1×B）と、乗算器２２３−２からの出力（W2×G）と、乗算器２２３−３からの出力（W3×R）が加算されることで、PPFD値（W1×B + W2×G + W3×R）が算出される。
【０１２６】
（PPFD値算出処理）
次に、図１３のフローチャートを参照して、図１０の指標演算装置２０により実行される、第２の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明する。
【０１２７】
なお、第２の実施の形態のPPFD値算出処理（図１３）は、上述した第１の実施の形態のPPFD値算出処理（図４）と比べて、リファレンスエリアの日向と日陰のPPFD値を算出する処理が異なるが、それ以外の処理は基本的に同様の処理が行われる。すなわち、図１３のフローチャートの処理と、図４のフローチャートの処理を比べれば、図１３のステップＳ２０３の処理と、図４のステップＳ１０３の処理とでは、処理の内容が異なるが、図１３のステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４乃至Ｓ２０８と、図４のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４乃至Ｓ１０８では、同様の処理が行われる。
【０１２８】
したがって、以下の説明では、リファレンスエリアの日向と日陰のPPFD値を算出するためのステップＳ２０３の処理を中心に説明する。ここで、図１４は、図１３のステップＳ２０３に対応する、リファレンスエリアPPFD値算出処理の詳細を説明するフローチャートである。
【０１２９】
ステップＳ２１１において、信号処理部２０４は、センサ２０２からの測定値に応じたRGB対応画像のＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値を取得する。
【０１３０】
なお、ステップＳ２１１で処理されるRGB対応画像は、センサ２０２の前段に設けられた、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタの順で入射光を透過させる光学フィルタ２０１を通過した光から得られる、RGB信号に応じた画像である。
【０１３１】
ステップＳ２１２において、信号処理部２０４は、ステップＳ２１１の処理で取得されたＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に基づいて、B/R値、B/G値、又はG/R値を算出する。
【０１３２】
より具体的には、B/R値算出部２２１−１では、Ｂ信号とＲ信号から、B/R値が算出される。また、B/G値算出部２２１−２では、Ｂ信号とＧ信号から、B/G値が算出される。さらに、G/R値算出部２２１−３では、Ｇ信号とＲ信号から、G/R値が算出される。
【０１３３】
ステップＳ２１３において、信号処理部２０４は、記憶部２０６に記憶されたルックアップテーブルを参照して、ステップＳ２１２の処理で算出されたB/R値、B/G値、又はG/R値に応じた係数W1，係数W2，係数W3を決定する。
【０１３４】
より具体的には、W1決定部２２２−１では、B/R値、B/G値、又はG/R値に応じた太陽光の分光特性の傾きが得られ、ルックアップテーブルから、その分光特性の傾きに応じた係数W1が決定される。同様に、W2決定部２２２−２とW3決定部２２２−３では、B/R値等に応じた太陽光の分光特性の傾きが得られ、ルックアップテーブルから、それらの分光特性の傾きに応じた係数W2と係数W3が決定される。
【０１３５】
ステップＳ２１４において、信号処理部２０４は、ステップＳ２１１の処理で取得されたＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に対し、ステップＳ２１３の処理で決定されたそれぞれの係数W1，係数W2，係数W3を乗じて、リファレンスエリアのPPFD値を算出する。
【０１３６】
より具体的には、乗算器２２３−１では、Ｂ信号に、係数W1が乗じられる。また、乗算器２２３−２では、Ｇ信号に、係数W2が乗じられる。さらに、乗算器２２３−３では、Ｒ信号に、係数W3が乗じられる。そして、信号処理部２０４では、乗算器２２３−１からの出力（W1×B）と、乗算器２２３−２からの出力（W2×G）と、乗算器２２３−３からの出力（W3×R）とが加算され、リファレンスエリアのPPFD値（W1×B + W2×G + W3×R）が求められる。
【０１３７】
ただし、ここでは、図１３のステップＳ２０２の処理で、リファレンスエリアにおける日向の領域と日陰の領域が分離されているので、日向の領域と日陰の領域のそれぞれについて、ステップＳ２１１乃至Ｓ２１４の処理が行われる。その結果、リファレンスエリアの日向の領域のPPFD値と、リファレンスエリアの日陰の領域のPPFD値がそれぞれ算出されることになる。
【０１３８】
ステップＳ２１４の処理が終了すると、処理は、図１３のステップＳ２０３に戻り、それ以降の処理が実行される。
【０１３９】
すなわち、ステップＳ２０４においては、植生エリアの日向度と日陰度が算出される。そして、ステップＳ２０５においては、ステップＳ２０３の処理で算出されたリファレンスエリアの日向の領域と日陰の領域のPPFD値と、ステップＳ２０４の処理で算出された植生エリアの日向度と日陰度に対して、上述した式（１）を適用することで、植生エリアの日向と日陰のPPFD値が算出されることになる。
【０１４０】
ステップＳ２０６において、信号処理部２０４又は出力部２０５は、ステップＳ２０５の処理で算出された植生エリアのPPFD値を蓄積する。
【０１４１】
ステップＳ２０７においては、ステップＳ２０６の処理で蓄積されたPPFD値を出力するかどうかが判定される。
【０１４２】
ステップＳ２０７において、PPFD値を出力しないと判定された場合、処理は、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０７の処理が繰り返される。これにより、指標演算装置２０では、その状態が時間や季節、天候などに応じて大きく変化する陰エリア２の影響で、日照状況が大きく変化する植生エリア１のPPFD値が、時系列で蓄積されることになる。
【０１４３】
そして、ステップＳ２０７において、PPFD値を出力すると判定された場合、処理は、ステップＳ２０８に進められる。ステップＳ２０８において、出力部２０５は、ステップＳ２０６の処理で蓄積された植生エリアのPPFD値を処理（集計）して、出力する。
【０１４４】
以上、第２の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明した。ここで、図１５乃至図２０を参照して、第２の実施の形態のPPFD値算出処理（図１３）をより具体的に説明する。ただし、第２の実施の形態で用いられるルックアップテーブルは、リファレンスエリアとして、グレー反射板などの分光反射特性がフラットとなるリファレンスエリアを用いた場合と、アンツーカなどの分光反射率特性がフラットではないリファレンスエリアを用いた場合とでは、その内容が異なる。
【０１４５】
そこで、以下の説明では、まず、図１５乃至図１７を参照して、分光反射特性がフラットなリファレンスエリアであるグレー反射板を用いた場合のPPFD値の算出の例を説明してから、その後、図１８乃至図２０を参照して、分光反射特性がフラットではないリファレンスエリアであるアンツーカを用いた場合のPPFD値の算出の例を説明するものとする。なお、ここで説明するPPFD値は、図１３のステップＳ２０３の処理で算出されるリファレンスエリアのPPFD値に相当するものである。
【０１４６】
（グレー反射板を用いた場合のPPFD値の算出の例）
まず、図１５乃至図１７を参照して、リファレンスエリアとして、グレー反射板を用いた場合のPPFD値の算出の例について説明する。図１５は、縦軸を分光放射輝度(W/sr・m2/nm)とし、横軸を波長(nm)とした場合に、グレー反射板を用いたときの太陽光の分光特性の例を示している。図１５のＡの分光特性は、右上がりの直線からなり、夕方の日向において現れる傾向がある。また、図１５のＢの分光特性は、ほぼ一定の値からなり、日没後の分光特性で現れる傾向がある。さらに、図１５のＣの分光特性は、右下がりの直線からなり、日陰の分光特性で現れる傾向がある。このように、グレー反射板を用いた場合には、上述した図５のＡに示したようにその分光反射特性がフラットになるため、太陽光の分光特性は直線で表される。
【０１４７】
図１６は、グレー反射板を用いた場合のルックアップテーブルの例を示している。図１６において、横軸は、B/R値から得られる太陽光の分光特性の傾きを表し、縦軸は、係数W1，係数W2，係数W3の値を表している。すなわち、このルックアップテーブルでは、太陽光の分光特性の傾きとして得られる値（B/R値）と、係数W1，係数W2，係数W3とが対応付けられている。
【０１４８】
ここで、例えば、図１５のＡの夕方の日向の分光特性の太陽光のとき、指標演算装置２０では、測定部２１によりセンシングが行われ、信号処理部２０４によって、約0.3であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４（のW1決定部２２２−１乃至W3決定部２２２−３）は、図１６のルックアップテーブルを参照することで、約0.3であるB/R値に対応した係数として、458である係数W1，553である係数W2，653である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ１）。
【０１４９】
信号処理部２０４（の乗算器２２３−１乃至乗算器２２３−３）では、Ｂ信号に458である係数W1、Ｇ信号に553である係数W2、Ｒ信号に653である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図１７のＡに示すように、Ｂ信号のPPFD値（W1×B）として、80umolが算出され、Ｇ信号のPPFD値（W2×G）として、207umolが算出され、Ｒ信号のPPFD値（W3×R）として、373umolが算出される。そして、それらのPPFD値（W1×B，W2×G，W3×R）を加算することで、夕方の日向のPPFD値として、約660umolが算出される。
【０１５０】
また、図１５のＢの日没後の分光特性の太陽光のとき、指標演算装置２０では、測定部２１によりセンシングが行われ、信号処理部２０４によって、約1.0であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４は、図１６のルックアップテーブルを参照することで、約1.0であるB/R値に対応した係数として、455である係数W1，552である係数W2，650である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ２）。
【０１５１】
指標演算装置２０では、Ｂ信号に455である係数W1、Ｇ信号に552である係数W2、Ｒ信号に650である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図１７のＢに示すように、Ｂ信号のPPFD値（W1×B）として、27umolが算出され、Ｇ信号のPPFD値（W2×G）として、33umolが算出され、Ｒ信号のPPFD値（W3×R）として、40umolが算出される。そして、それらのPPFD値（W1×B，W2×G，W3×R）を加算することで、日没後のPPFD値として、約100umolが算出される。
【０１５２】
さらに、図１５のＣの日陰の分光特性の太陽光のとき、指標演算装置２０では、測定部２１によりセンシングが行われ、信号処理部２０４によって、約3.3であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４は、図１６のルックアップテーブルを参照することで、約3.3であるB/R値に対応した係数として、445である係数W1，550である係数W2，639である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ３）。
【０１５３】
指標演算装置２０では、Ｂ信号に445である係数W1、Ｇ信号に550である係数W2、Ｒ信号に639である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図１７のＣに示すように、Ｂ信号のPPFD値（W1×B）として、224umolが算出され、Ｇ信号のPPFD値（W2×G）として、178umolが算出され、Ｒ信号のPPFD値（W3×R）として、98umolが算出される。そして、それらのPPFD値（W1×B，W2×G，W3×R）を加算することで、日没後のPPFD値として、約500umolが算出される。
【０１５４】
このように、リファレンスエリアとしてグレー反射板を用いた場合に、図１５に示した分光特性を有する太陽光となるとき、指標演算装置２０の信号処理部２０４では、図１６のルックアップテーブルを参照することで、測定部２１の測定値から得られるB/R値（B/R値から得られる太陽光の分光特性の傾き）に応じた係数W1，係数W2，係数W3が決定される（図１４のＳ２１２，Ｓ２１３）。
【０１５５】
そして、信号処理部２０４では、この係数を、Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に乗じることで、図１７に示したリファレンスエリア（グレー反射板）のPPFD値を算出することができる（図１４のＳ２１４）。この場合において、測定部２１内では、測定信号（測定値）が、Ｂ，Ｇ，Ｒの画素ごとの波長帯域の信号が積分された形で取得される一方で、処理部２２内で算出されるPPFD値も、それぞれの波長帯域で積分されたPPFD値となっている。
【０１５６】
また、リファレンスエリアとしてグレー反射板を用いた場合における、図１５に示した太陽光ごとの分光特性の傾きと、図１７に示した太陽光ごとのＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号のPPFD値とは、あらかじめ求めておくことが可能な値（既知の値）となる。そのため、それらの既知の値に基づいて、係数W1，係数W2，係数W3を求めることで、図１６のグレー反射板を用いた場合のルックアップテーブルを作成して、指標演算装置２０の記憶部２０６にあらかじめ記憶しておくことが可能となる。
【０１５７】
なお、図１５乃至図１７の例では、太陽光の分光特性の傾きを得るために、B/R値を用いたが、B/G値又はG/R値を用いてもよく、B/R値、B/G値、及びG/R値の少なくとも１つの値が用いられる。また、図１７のＡ乃至図１７のＣのPPFD値は、それぞれのPPFD値を比較し易いように正規化しており、図１７のＡでは、正規化により約1/40に調整され、図１７のＢでは、正規化により約1/4に調整され、図１７のＣでは、正規化により約1/20に調整されている。
【０１５８】
（アンツーカを用いた場合のPPFD値の算出の例）
次に、図１８乃至図２０を参照して、リファレンスエリアとして、アンツーカを用いた場合のPPFD値の算出の例について説明する。上述した図５のＢに示したように、アンツーカの分光反射特性は、フラットにはならないため、指標演算装置２０の測定部２１の出力は、アンツーカによる反射率の影響を受けたものとなる。
【０１５９】
そのため、上述した図１５のＡ乃至図１５のＣでは、分光反射特性がフラットとなるグレー反射板を用いた場合の太陽光の分光特性を示したが、この線形な分光特性が、アンツーカを用いた場合には、反射光の影響を受けて、図１８のＡ乃至図１８のＣに示すような非線形な分光特性に変化する。すなわち、図１８のＡは、夕方の日向において現れる傾向がある分光特性を示している。また、図１８のＢは、日没後に現れる傾向がある分光特性を示し、図１８のＣは、日陰に現れる傾向がある分光特性を示している。なお、図１８においても、図１５と同様に、縦軸を分光放射輝度(W/sr・m2/nm)とし、横軸を波長(nm)としている。
【０１６０】
図１９は、アンツーカを用いた場合のルックアップテーブルの例を示している。図１９のルックアップテーブルでは、図１６と同様に、太陽光の分光特性の傾きとして得られる値（B/R値）と、係数W1，係数W2，係数W3とが対応付けられている。
【０１６１】
ここで、例えば、図１８のＡの夕方の日向の分光特性の太陽光のとき、信号処理部２０４では、約0.1であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４は、図１９のルックアップテーブルを参照することで、約0.1であるB/R値に対応した係数として、457である係数W1，325である係数W2，189である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ１）。
【０１６２】
信号処理部２０４では、Ｂ信号に457である係数W1、Ｇ信号に325である係数W2、Ｒ信号に189である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図２０のＡに示すように、Ｂ信号のPPFD値として80umol，Ｇ信号のPPFD値として207umol，Ｒ信号のPPFD値として373umolがそれぞれ算出され、それらを加算することで、夕方の日向のPPFD値として、約660umolが算出される。
【０１６３】
また、図１８のＢの日没後の分光特性の太陽光のとき、信号処理部２０４では、約0.2であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４は、図１９のルックアップテーブルを参照することで、約0.2であるB/R値に対応した係数として、546である係数W1，333である係数W2，160である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ２）。
【０１６４】
信号処理部２０４では、Ｂ信号に546である係数W1、Ｇ信号に333である係数W2、Ｒ信号に160である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図２０のＢに示すように、Ｂ信号のPPFD値として27umol，Ｇ信号のPPFD値として33umol，Ｒ信号のPPFD値として40umolがそれぞれ算出され、それらを加算することで、日没後のPPFD値として、約100umolが算出される。
【０１６５】
さらに、図１８のＣの日陰の分光特性の太陽光のとき、信号処理部２０４では、約1.0であるB/R値が算出されるものとする。このとき、信号処理部２０４は、図１９のルックアップテーブルを参照することで、約1.0であるB/R値に対応した係数として、444である係数W1，358である係数W2，190である係数W3を決定する（図中の点線Ｄ３）。
【０１６６】
信号処理部２０４では、Ｂ信号に444である係数W1、Ｇ信号に358である係数W2、Ｒ信号に190である係数W3がそれぞれ乗じられる。その結果、図２０のＣに示すように、Ｂ信号のPPFD値として224umol，Ｇ信号のPPFD値として178umol，Ｒ信号のPPFD値として98umolがそれぞれ算出され、それらを加算することで、日没後のPPFD値として、約500umolが算出される。
【０１６７】
このように、リファレンスエリアとしてアンツーカを用いた場合に、図１８に示した分光特性を有する太陽光となるとき、指標演算装置２０の信号処理部２０４では、図１９のルックアップテーブルを参照することで、測定部２１の測定値から得られるB/R値に応じた係数W1，係数W2，係数W3が決定される（図１４のＳ２１２，Ｓ２１３）。そして、信号処理部２０４では、この係数を、Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値に乗じることで、図２０に示したリファレンスエリア（アンツーカ）のPPFD値を算出することができる（図１４のＳ２１４）。
【０１６８】
ここで、図２０に示したPPFD値は、上述した図１７に示したPPFD値と同一の値となっている。すなわち、リファレンスエリアとして、アンツーカを用いた場合には、反射光の影響を受けて、測定部２１の出力が、グレー反射板を用いた場合とは異なるが、アンツーカを用いた場合に対応したルックアップテーブル（図１９）を用いることで、最終的に得られるPPFD値（図２０）は、グレー反射板を用いた場合のPPFD値（図１７）と同じ結果が得られることになる。
【０１６９】
なお、図２０においても、図１７と同様に、図２０のＡ乃至図２０のＣのPPFD値を比較し易いように正規化しており、図２０のＡでは、正規化により約1/40に調整され、図２０のＢでは、正規化により約1/4に調整され、図２０のＣでは、正規化により約1/20に調整されている。
【０１７０】
また、リファレンスエリアとしてアンツーカを用いた場合における、図１８に示した太陽光ごとの分光特性の傾きと、図２０に示した太陽光ごとのＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号のPPFD値とは、あらかじめ求めておくことが可能な値（既知の値）となる。そのため、それらの既知の値に基づいて、係数W1，係数W2，係数W3を求めることで、図１９のアンツーカを用いた場合のルックアップテーブルを作成して、指標演算装置２０の記憶部２０６にあらかじめ記憶しておくことが可能となる。
【０１７１】
（PPFD値の集計の例）
また、第２の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様に、PPFD値算出処理（図１３）によって、リファレンスエリアのPPFD値から、植生エリア１のPPFD値が算出され、蓄積され続けているため（Ｓ２０１乃至Ｓ２０６）、このようにして時系列で蓄積されたPPFD値を、植生エリア１における所定の領域ごとに集計することができる（Ｓ２０８）。そして、各時間帯における、注目領域（例えば図８の注目領域Ａ１乃至注目領域Ａ５）ごとのPPFD値を提示したり、あるいは、植生エリア１の分割された分割領域ごとに、PPFD値の１日の平均値を提示したりすることができる（図９の３次元のグラフ）。
【０１７２】
以上、第２の実施の形態について説明した。第２の実施の形態では、測定対象領域（例えば、図６の植生エリア１）と、基準反射領域（例えば、図６のリファレンスエリア３）を、センサ２０２によりセンシングして得られる測定値（Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号の各値）に、あらかじめ作成されたテーブル（図１６又は図１９のルックアップテーブル）から得られる係数（係数W1，係数W2，係数W3）を乗じることで、基準反射領域の基準指標（PPFD値）を算出し、当該基準反射領域の基準指標（PPFD値）を用いて、測定対象領域の測定対象領域指標（PPFD値）を算出することができる。
【０１７３】
すなわち、センサ２０２は、複数の画素を有するため、測定対象領域と基準反射領域を、画像（RGB対応画像）として撮像することができ、そのような画像の解析結果から、測定対象領域の測定対象領域指標を算出することができる。そのため、例えば、スタジアムの植生エリア１のような広い範囲であっても、スタジアムの植生エリア１の全体を俯瞰するような画像を撮像して解析することで、植生エリア１のPPFD値を算出することが可能となる。これにより、スタジアムにおける芝の管理や、精密農業における植物の管理など、植生の厳密な管理が必要となる場面にも十分に対応することができる。
【０１７４】
また、スタジアムの植生エリア１（図６）にかかる陰エリア２（図６）は、その状態が時間や季節、天候などに応じて大きく変化するものであるが、第２の実施の形態においては、基準反射領域（リファレンスエリア）として、日向のリファレンスエリア３−１（図６）と、日陰のリファレンスエリア３−２（図６）を用い、植生エリア１において、日向と日陰に応じたPPFD値（日向基準指標と日陰基準指標）を算出することができる。そのため、陰エリア２の状態にかかわらず、スタジアムの植生エリア１のような広い領域の日照状況を、正確に把握することが可能となる。
【０１７５】
また、光学フィルタ２０１は、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタからなり、PPFD値に対応した特殊な光学フィルタを用いる必要はない。
【０１７６】
すなわち、指標演算装置２０は、例えば、特殊な光学フィルタを持たない一般的なデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、撮像機能を有する情報端末装置等の撮像装置として構成されるようにすることができる。換言すれば、この種の撮像装置が、信号処理部２０４の機能と、記憶部２０６に記憶されたルックアップテーブル（図１６又は図１９）を有していれば、図１３のPPFD値算出処理を実行することが可能となる。そのため、特別な機器を用いずに、低コストで、植生エリア１のPPFD値を算出することが可能となる。
【０１７７】
なお、指標演算装置２０が通信機能を有している場合には、当該指標演算装置２０に対し、インターネット等の通信網を介して、外部のサーバから、ルックアップテーブルが提供されるようにしてもよい。
【０１７８】
＜４．変形例＞
【０１７９】
（指標演算システムの構成）
上述した説明では、図３や図１０に示したように、指標演算装置１０や指標演算装置２０が、すべての機能を有する場合の構成について説明したが、指標演算装置１０や指標演算装置２０の一部の機能を、他の装置が有するようにしてもよい。
【０１８０】
例えば、図２１には、測定装置４０と処理装置５０から構成される指標演算システム３０の構成が示されている。図２１の指標演算システム３０において、測定装置４０は、測定部１１（図３）又は測定部２１（図１０）に対応し、処理装置５０は、処理部１２（図３）又は処理部２２（図１０）に対応している。
【０１８１】
測定装置４０は、光学フィルタ４０１、センサ４０２、増幅器４０３、及び送信部４０４から構成される。光学フィルタ４０１乃至増幅器４０３は、光学フィルタ１０１乃至増幅器１０３（図３）又は光学フィルタ２０１乃至増幅器２０３（図１０）に対応している。送信部４０４は、増幅器４０３から出力される測定信号（測定値）を、伝送路６０を介して、処理装置５０に送信する。
【０１８２】
処理装置５０は、受信部５０１、信号処理部５０２、及び出力部５０３から構成される。受信部５０１は、測定装置４０から、伝送路６０を介して送信されてくる、測定信号（測定値）を受信し、信号処理部５０２に供給する。
【０１８３】
信号処理部５０２乃至出力部５０３は、信号処理部１０４乃至出力部１０５（図３）又は信号処理部２０４乃至出力部２０５（図１０）に対応している。すなわち、信号処理部５０２は、PPFD値算出処理（図４）又はPPFD値算出処理（図１３）を実行して、植生エリア等の測定対象領域のPPFD値を算出する。
【０１８４】
なお、伝送路６０は、例えば、インターネットや電話回線等の通信網とされ、測定装置４０と処理装置５０が、共に通信機能を有することで、所定の規格に準拠した無線通信又は有線通信を利用して、データをやりとりすることができる。例えば、処理装置５０がインターネット上に設けられたサーバである場合、測定装置４０は、インターネットを介して処理装置５０にアクセスし、データを送信することになる。さらに、データは、光ディスクや半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体を介してやりとりされるようにしてもよい。
【０１８５】
また、処理装置５０は、PPFD値を処理して得られる数値データや画像データを、ディスプレイ等の表示装置や半導体メモリ等の記憶装置などの外部の装置に出力するほか、処理装置５０に、ディスプレイ等の表示部が設けられている場合には、当該表示部に、PPFD値に対応した画像を表示させることができる。また、処理装置５０に、半導体メモリ等の記憶部が設けられている場合には、当該記憶部に、PPFD値の数値データや画像データを記憶させることができる。
【０１８６】
指標演算システム３０は、以上のように構成される。
【０１８７】
（測定装置の具体例）
図２２には、図２１の測定装置４０の具体例として、定点観測を行う定点測定装置７０と、移動観測を行う移動測定装置８０を例示している。
【０１８８】
図２２のＡに示した定点測定装置７０は、固定脚７１によって、測定対象領域（例えば植生エリア）をセンシングすることが可能な位置に固定され、そこで測定された測定信号（測定値）を、伝送路６０を介して処理装置５０（図２１）に送信する。処理装置５０は、定点測定装置７０から送信されてくる測定信号を処理することで、定点測定装置７０により定点測定された測定対象領域の測定対象領域指標（PPFD値）を求めることができる。
【０１８９】
図２２のＢに示した移動測定装置８０は、例えば無人航空機（UAV：Unmanned Aerial Vehicle）であって、プロペラ状の回転翼８１が回転することで飛行し、上空から、測定対象領域（例えば植生エリア）をセンシング（空撮）する。移動測定装置８０は、そこで測定された測定信号（測定値）を、伝送路６０を介して処理装置５０（図２１）に送信する。処理装置５０は、移動測定装置８０から送信されてくる測定信号を処理することで、移動測定装置８０により移動測定された測定対象領域の測定対象領域指標（PPFD値）を求めることができる。
【０１９０】
なお、移動測定装置８０は、無線操縦のほか、例えば、飛行ルートを座標データとしてあらかじめ記憶しておくことで、GPS(Global Positioning System)などの位置情報を用いて自律飛行するようにしてもよい。また、図２２のＢでは、移動測定装置８０が、回転翼８１を有する回転翼機であるとして説明したが、移動測定装置８０は、固定翼機であってもよい。
【０１９１】
また、測定装置４０は、人工衛星に搭載されるようにしてもよい。この人工衛星において、測定装置４０によるセンシング（人工衛星からの撮像）で得られる測定信号（例えば衛星画像に応じた測定値）は、所定の通信経路を介して処理装置５０（図２１）に送信される。処理装置５０は、人工衛星に搭載された測定装置４０から送信されてくる測定信号を処理することで、人工衛星から測定された測定対象領域（例えば植生エリア）の測定対象領域指標（PPFD値）を求めることができる。
【０１９２】
（基準反射板の配置例）
上述した説明では、反射率が既知の基準反射領域（リファレンスエリア）として、グレー反射板やアンツーカ等のリファレンスエリア３（図６）を利用する場合を説明したが、基準反射領域は、据え置きの領域に限らず、移動可能な領域であってもよい。ここでは、基準反射領域を有する移動可能な板を、基準反射板（基準反射物）と称する。
【０１９３】
図２３には、撮像装置９０の前方に、基準反射板９１を取り付けた場合の例を示している。なお、撮像装置９０は、指標演算装置１０（図３）、指標演算装置２０（図１０）、又は測定装置４０（図２１）に対応する構成を有している。
【０１９４】
図２３のＡにおいて、撮像装置９０に設けられた棒状の部材の先端（測定対象領域側の先端）には、円形の形状からなる基準反射板９１が取り付けられている。また、図２３のＢには、撮像装置９０によりセンシングされる対象物（被写体）として、測定対象領域としてのスタジアムの植生エリア（芝生）と、円形の形状からなる基準反射板９１とが、同一の画角内に存在していることを示している。これにより、基準反射領域として、据え置きの領域ではなく、基準反射板９１を用いる場合でも、測定対象領域と基準反射板９１とを同時にセンシングして、測定対象領域（植生エリア）の測定対象領域指標（PPFD値）を求めることができる。
【０１９５】
なお、基準反射板９１としては、所定の反射率を有する基準反射板を作成し、それを利用するようにしてもよい。この場合においても、基準反射板は、任意の位置に設置することが可能であるが、例えば、図２３に示したように、測定対象領域と同時にセンシング可能な位置に設置することができる。また、基準反射領域（基準反射板）は、測定対象領域とは時間的に別のタイミングでセンシングしてもよい。
【０１９６】
（センサの具体例）
上述した説明では、センサ１０２（図３）又はセンサ２０２（図１０）が、複数の画素が２次元配列された画素アレイ部を有するセンサであるとして説明したが、このセンサとしては、例えば１次元のラインセンサやイメージセンサ等の各種のセンサを含めることができる。
【０１９７】
（ルックアップテーブルの以外の例）
上述した説明では、第２の実施の形態において、係数Wは、ルックアップテーブルで対応付けられた値から決定されるとして説明したが、係数Wの決定方法は、他の方法であってもよく、例えば、係数Wは、線形又は非線形の方程式を解くことにより求めるようにしてもよい。また、このとき、当該方程式の係数が、ルックアップテーブルから得られるようにしてもよい。
【０１９８】
＜５．コンピュータの構成＞
【０１９９】
上述した一連の処理（PPFD値算出処理）は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。図２４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示す図である。
【０２００】
コンピュータ１０００において、CPU(Central Processing Unit)１００１、ROM(Read Only Memory)１００２、RAM(Random Access Memory)１００３は、バス１００４により相互に接続されている。バス１００４には、さらに、入出力インターフェース１００５が接続されている。入出力インターフェース１００５には、入力部１００６、出力部１００７、記録部１００８、通信部１００９、及び、ドライブ１０１０が接続されている。
【０２０１】
入力部１００６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部１００７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記録部１００８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部１００９は、ネットワークインターフェースなどよりなる。ドライブ１０１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブル記憶媒体１０１１を駆動する。
【０２０２】
以上のように構成されるコンピュータ１０００では、CPU１００１が、ROM１００２や記録部１００８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース１００５及びバス１００４を介して、RAM１００３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０２０３】
コンピュータ１０００(CPU１００１)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブル記憶媒体１０１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０２０４】
コンピュータ１０００では、プログラムは、リムーバブル記憶媒体１０１１をドライブ１０１０に装着することにより、入出力インターフェース１００５を介して、記録部１００８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線又は無線の伝送媒体を介して、通信部１００９で受信し、記録部１００８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１００２や記録部１００８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０２０５】
ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含む。また、プログラムは、１のコンピュータ(プロセッサ)により処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。
【０２０６】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上述した複数の実施の形態の全て又は一部を組み合わせた形態を採用することができる。
【０２０７】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０２０８】
（１）
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える
情報処理装置。
（２）
前記算出部は、
前記測定対象領域の測定値に基づいて、前記測定対象領域を複数の領域に分割した分割領域ごとに、日向と日陰の度合いを算出し、
前記分割領域ごとの日向と日陰の度合い、及び前記基準指標に基づいて、前記日向測定対象領域指標と前記日陰測定対象領域指標を算出する
前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタとを含む光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
前記（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値から得られる値と、前記基準指標を算出するための係数とを対応付けたテーブルに基づいて、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
前記（３）に記載の情報処理装置。
（５）
前記係数は、前記基準反射領域の測定値から得られる光の分光特性の傾きに応じた値であり、
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値に、前記係数を乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
前記（４）に記載の情報処理装置。
（６）
前記測定値は、Ｂ成分、Ｇ成分、及びＲ成分からなり、
前記算出部は、
前記Ｂ成分、前記Ｇ成分、及び前記Ｒ成分から、前記Ｂ成分と前記Ｒ成分の比、前記Ｂ成分と前記Ｇ成分の比、及び前記Ｇ成分と前記Ｒ成分の比を算出し、
前記Ｂ成分と前記Ｒ成分の比、前記Ｂ成分と前記Ｇ成分の比、及び前記Ｇ成分と前記Ｒ成分の比に基づいて、前記テーブルから、Ｂ成分、Ｇ成分、及びＲ成分の係数を決定し、
前記Ｂ成分の測定値に前記Ｂ成分の係数、前記Ｇ成分の測定値に前記Ｇ成分の係数、及び前記Ｒ成分の測定値に前記Ｒ成分の係数をそれぞれ乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを、色成分ごとに算出する
前記（５）に記載の情報処理装置。
（７）
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、各領域に入射する光に関する指標に対応した光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
前記（２）に記載の情報処理装置。
（８）
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、前記基準反射領域と前記測定対象領域とを同時にセンシングすることで得られる
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の情報処理装置。
（９）
前記測定対象領域は、植生に関する領域であり、
前記測定対象領域指標は、植物に入射する光が光合成にどれだけ作用するかを示す指標である
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１０）
前記測定対象領域指標は、光合成有効光量子束密度（PPFD：Photosynthetic Photon Flux Density）である
前記（９）に記載の情報処理装置。
（１１）
前記光合成有効光量子束密度（PPFD）の値に応じた情報を出力する出力部をさらに備える
前記（１０）に記載の情報処理装置。
（１２）
前記出力部は、前記植生に関する領域のうちの特定の領域内の植生の光合成有効光量子束密度（PPFD）に関する時間帯ごとの情報を出力する
前記（１１）に記載の情報処理装置。
（１３）
前記出力部は、前記植生に関する領域の各部分領域ごとの光合成有効光量子束密度（PPFD）に関する共通の時間の単位での情報を出力する
前記（１１）に記載の情報処理装置。
（１４）
前記基準反射領域及び前記測定対象領域に対するセンシングを行うセンサをさらに備える
前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１５）
前記センサは、２次元配列された複数の画素を有する
前記（１４）に記載の情報処理装置。
（１６）
情報処理装置の情報処理方法において、
前記情報処理装置が、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
ステップを含む
情報処理方法。
（１７）
コンピュータを、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える情報処理装置と
して機能させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０２０９】
１０  指標演算装置，  １１  測定部，  １２  処理部，  ２０  指標演算装置，  ２１  測定部，  ２２  処理部，  ３０  測定システム，  ４０  測定装置，  ５０  処理装置，  ７０  定点測定装置，  ８０  移動測定装置，  ９０  撮像装置，  １０１  光学フィルタ，  １０２  センサ，  １０３  増幅部，  １０４  信号処理部，  １０５  出力部，  ２０１  光学フィルタ，  ２０１Ａ，２０１Ｂ  配列パターン，  ２０２  センサ，  ２０３  増幅部，  ２０４  信号処理部，  ２０５  出力部，  ２０６  記憶部，  ２２１−１  B/R値算出部，  ２２１−２  B/G値算出部，  ２２１−３  G/R値算出部，  ２２２−１  W1決定部，  ２２２−２  W2決定部，  ２２２−３  W3決定部，  ２２３−１  乗算器，  ２２３−２  乗算器，  ２２３−３  乗算器，  ４０１  光学フィルタ，  ４０２  センサ，  ４０３  増幅部，  ４０４  送信部，  ５０１  受信部，  ５０２  信号処理部，  ５０３  出力部，  １０００  コンピュータ，  １００１  CPU
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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