(57)【要約】  マルチスペクトル映像取得方法およびその装置を提供する。  本発明に係る映像取得方法は、マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に光を照射する複数の光源に対してオン−オフの組み合わせを決定するステップと、マイクロコントローラの制御信号によって決定されたオン−オフの組み合わせにより複数の光源を用いて被写体に光を照射し、制御信号と同期化した制御信号によってカメラを駆動して被写体の映像を取得するステップと、取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数およびスペクトル基底関数に対する加重値を決定し、複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値を総合して被写体の全域反射スペクトルを決定するステップとを含み、本発明は、必要な測定手段の数を最小化することにより、極めて実用的かつ効果的な全域反射スペクトル映像を取得することができる方法を提供する。したがって、本発明に係る全域反射スペクトル映像は、従来のＲＧＢ映像技術が有する限界を克服することができ、多様な分野、例えば、映像分野や医療分野などに幅広く用いることができる。
2010517460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に光を照射する複数の光源に対してオン−オフの組み合わせを決定するステップと、
マイクロコントローラの制御信号によって前記決定されたオン−オフの組み合わせにより、前記複数の光源を用いて前記被写体に光を照射し、前記制御信号と同期化した制御信号によってカメラを駆動して前記被写体の映像を取得するステップと、
前記取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数および前記スペクトル基底関数に対する加重値を決定し、前記複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値段を総合して前記被写体の全域反射スペクトルを決定するステップと、
を含むマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項２】
前記加重値は、予め知られたカメラのスペクトル応答特性および前記複数の光源それぞれに対するスペクトルを用いて決定されることを特徴とする請求項１に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項３】
前記スペクトル基底関数は、前記被写体の反射スペクトルに対して線形的特性を示す対応モデルを誘導することによって決定されることを特徴とする請求項１に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項４】
前記スペクトル基底関数は、
マンセルカラーチップの反射スペクトルのデータから演算される相関行列の固有ベクトルによって構成されることを特徴とする請求項３に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項５】
前記複数の光源は、ＬＥＤクラスタを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項６】
前記被写体の全域反射スペクトルs(λ)は、
複数のスペクトル基底関数がb(λ)であり、前記スペクトル基底関数に対する加重値がσkであり、前記複数のスペクトル基底関数の数をKsとするとき、下記の数式（１）によって決定されることを特徴とする請求項１に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【数１】
2010517460.tif 000015
【請求項７】
前記被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせを決定するステップは、
前記スペクトル基底関数、前記カメラのチャンネル、前記光源のスペクトル、および固定した数のフレームＮに対して、ユーザによって予め決定された代表物質の反射スペクトルとの誤差を最小化する加重値行列によって前記被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせを決定するステップであることを特徴とする請求項１に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項８】
前記被写体に加えられる光源は、
前記カメラチャンネルのスペクトル応答が前記映像のフレームそれぞれに対して少なくとも１つの光源に対して重畳し、前記カメラの各チャンネルに対して前記光源のスペクトルが前記映像のフレームそれぞれに対して相違し、前記映像のフレームにおいて前記被写体に加えられる光源のパワー総合が前記光源の半分がオンとなったときに得られたパワー総合と類似した光源であることを特徴とする請求項７に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項９】
マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせによって光源にオン−オフ制御信号を送信し、前記送信される制御信号と同期化してカメラに駆動制御信号を送信するマイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラの制御信号によって、前記決定されたオン−オフの組み合わせによって前記被写体に光を照射する複数の光源と、
前記駆動制御信号によって前記被写体の映像を取得するカメラと、
前記カメラから取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数および前記スペクトル基底関数に対する加重値を決定し、前記複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値を総合して前記被写体の全域反射スペクトルを決定するマルチスペクトル映像取得部と、
を備えるマルチスペクトル映像取得装置。
【請求項１０】
前記マイクロコントローラは、マスターボードおよび複数のスレーブボードでなされたＬＥＤコントローラを備え、
前記マスターボードは、ユーザの入力を処理してスレーブボードを制御し、前記スレーブボードは、前記マスターボードの制御信号によって前記複数の光源のオン−オフを制御することを特徴とする請求項９に記載のマルチスペクトル映像取得装置。
【請求項１１】
前記複数の光源は、ＬＥＤクラスタを含むことを特徴とする請求項９に記載のマルチスペクトル映像取得装置。
【請求項１２】
前記カメラは、ＲＧＢカメラを含むことを特徴とする請求項９に記載のマルチスペクトル映像取得装置。
【請求項１３】
前記スペクトル基底関数は、前記被写体の反射スペクトルに対して線形的特性を示す対応モデルを誘導することによって決定されることを特徴とする請求項９に記載のマルチスペクトル映像取得方法。
【請求項１４】
前記スペクトル基底関数は、
マンセルカラーチップの反射スペクトルのデータから演算される相関行列の固有ベクトルによって構成されることを特徴とする請求項１３に記載のマルチスペクトル映像取得装置。
【請求項１５】
前記複数の光源は、
前記カメラの各チャンネルのスペクトル応答が前記映像のフレームそれぞれに対して少なくとも１つの光源に対して重畳し、前記カメラの各チャンネルに対して前記光源のスペクトルが前記映像のフレームそれぞれに対して相違し、前記映像のフレームにおいて前記被写体に加えられる光源のパワー総合が前記光源の半分がオンとなったときに得られたパワー総合と類似した光源であることを特徴とする請求項９に記載のマルチスペクトル映像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチスペクトル映像取得方法およびその装置に関し、より詳細には、効率的であり、簡単な構成および少数のフレームのみでも効果的な全域反射スペクトル映像を得ることができるマルチスペクトル映像取得方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
相違した映像物質の物質構成または調整の変化に起因し、物体には微少な色または外形の変化が発生し、このような変化を検出することは、映像取得装置において極めて重要である。特に、医療目的の映像装置、自動検査装置およびリモートセンシングなどのような分野、例えば、肌などの人体器官に疾患があるか否かの判断、食品検査および山林伐採などのような非正常的な状況を容易に感知および認識するために、物体の表面からの反射スペクトル変化を検出するための目的の装置を用いてきた。
【０００３】
しかしながら、このような表面反射スペクトルの復旧および分析は、通常のＲＧＢカメラでは極めて困難である。その理由は、取得された映像の様相が光源（照明）スペクトルと物体の反射スペクトルなどによって左右されるためである。すなわち、光源スペクトルが知られているとしても、ＲＧＢカメラは単純に３種類の測定値（赤色、緑色、青色）のみをユーザに提供するため、結局は物体表面から発生する反射スペクトルをすべて復旧および分析することは事実上不可能である。したがって、現在、ＲＧＢ基盤のコンピュータ映像装置およびグラフィック技術は、実際のカラーとは異なり、ＲＧＢの単純化されたスペクトル加重値の和によって色を表現しているという点においてその限界があり、その結果、ＲＧＢ基盤の技術は、全域スペクトルを用いるものに比べて色再現性が不足し、多様な照明環境や媒質への適用が困難である。さらに、単純化されたスペクトルで表現したり区別するには不可能な構造の条件等色を有する色（ｍｅｔａｍｅｒ）も存在するため、従来のＲＧＢ映像技術では非常に有用な情報を失ってしまう危険もある。
【０００４】
したがって、このようなＲＧＢ限界を克服しようと、対象物体の反射スペクトルを測定するための多様な方法が開発されてきた。特に、停止した物体に対してスペクトルが知られた光源と、この光源によって光が照射される対象物体に対するカメラの分光学的敏感度を時間によって変化させることで、反射マルチスペクトルを決定することができる。しかしながら、これとは反対に、動いている対象物体に対して、反射スペクトルは、高い時間−解像度で測定されなければならないが、リアルタイムで動く対象物体に対して、マルチスペクトル映像をすべて捕捉できる方法は未だかつて存在しない実情にある。
【０００５】
また、固定した光源およびマルチスペクトルカメラを用いたマルチスペクトル取得方法の代わりに、光源のスペクトルを時間によって調節する方法により、マルチスペクトル光源を提供することができる。この方法は、照明の光源の製造がより簡単であり、さらに、もしＭ個のカメラチャンネルおよびスペクトル特性において区別されるＮ個の光源がある場合、有効なチャンネルの数がＭ×Ｎとなるという長所がある。特に、このような乗算効果は、システムの複雑度を最小化しながらも、独立した測定チャンネルの急激な増加を招来してくれるという効果がある。しかしながら、この場合にも、動いている物体に対する全域マルチスペクトルを得る場合には多数のチャンネルが要求され、これは多数のＭが要求されることになる。
【０００６】
このように、従来の技術は、カメラのスペクトル敏感度または光源のスペクトルを変化させることによってマルチスペクトルを取得する方法を提供しているが、このような方法は、空間解像度を低下させたり、取得したデータのフレーム速度を低下させるという問題がある。
【０００７】
したがって、このような従来の技術が有する限界を克服し、空間解像度および時間解像度をすべて保持できる新たなマルチスペクトル映像取得技術が切に求められている状況にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明がなそうとする第１の課題は、従来のＲＧＢ映像技術の限界を克服しながら、簡単な構成のみでも動画の取得が可能なマルチスペクトル映像取得方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明がなそうとする第２の課題は、本発明に係るマルチスペクトル映像取得方法を実現する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した第１の課題を解決するために、本発明は、マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に光を照射する複数の光源に対して、オン−オフの組み合わせを決定するステップと、マイクロコントローラの制御信号によって前記決定されたオン−オフの組み合わせにより、前記複数の光源を用いて前記被写体に光を照射し、前記制御信号と同期化した制御信号によってカメラを駆動して前記被写体の映像を取得するステップと、前記取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数および前記スペクトル基底関数に対する加重値を決定し、前記複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値を総合して前記被写体の全域反射スペクトルを決定するステップとを含むマルチスペクトル映像取得方法を提供する。
【００１１】
また、前記加重値は、予め知られたカメラのスペクトル応答特性および前記複数の光源それぞれに対するスペクトルを用いて決定され、前記スペクトル基底関数は、マンセル（Ｍｕｎｓｅｌｌ）カラーチップの反射スペクトルのデータから演算される相関行列の固有ベクトルによって構成される。
本発明の一実施形態において、前記複数の光源はＬＥＤクラスタを含み、前記被写体の全域反射スペクトルs(λ)は、複数のスペクトル基底関数がb(λ)であり、前記スペクトル基底関数に対する加重値がσkであり、前記複数のスペクトル基底関数の数をKsとするとき、下記の数式（１）によって決定される。
【００１２】
【数１】
2010517460.tif 000003
【００１３】
また、本発明において、前記被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせを決定するステップは、前記スペクトル基底関数、前記カメラのチャンネル、前記光源のスペクトル、および固定した数のフレームＮに対して、ユーザによって予め決定された代表物質の反射スペクトルとの誤差を最小化する加重値行列によって、前記被写体に加えられる複数の光源のオン−オフの組み合わせを決定する。
【００１４】
さらに、前記被写体に加えられる光源は、前記カメラチャンネルのスペクトル応答が前記映像のフレームそれぞれに対して少なくとも１つの光源に対して重畳し、前記カメラの各チャンネルに対して前記光源のスペクトルが前記映像のフレームそれぞれに対して相違し、前記映像のフレームにおいて前記被写体に加えられる光源のパワー総合が前記光源の半分がオンとなったときに得られたパワー総合と類似した光源である。
【００１５】
上述した第２の課題を解決するために、本発明は、マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせによって光源へオン−オフ制御信号を送信し、前記送信される制御信号と同期化してカメラに駆動制御信号を送信するマイクロコントローラと、前記マイクロコントローラの制御信号によって前記決定されたオン−オフの組み合わせにより、前記被写体に光を照射する複数の光源と、前記駆動制御信号によって前記被写体の映像を取得するカメラと、前記カメラから取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数および前記スペクトル基底関数に対する加重値を決定し、前記複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値を総合して前記被写体の全域反射スペクトルを決定するマルチスペクトル映像取得部とを備えるマルチスペクトル映像取得装置を提供する。
【００１６】
前記マイクロコントローラは、マスターボードおよび複数のスレーブボードからなるＬＥＤコントローラを含み、前記マスターボードは、ユーザの入力を処理してスレーブボードを制御し、前記スレーブボードは、前記マスターボードの制御信号によって前記複数の光源のオン−オフを制御する。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記複数の光源はＬＥＤクラスタを含み、前記カメラはＲＧＢカメラを含む。
【００１８】
また、本発明において、前記スペクトル基底関数は、マンセルカラーチップの反射スペクトルのデータから演算される相関行列の固有ベクトルによって構成され、前記複数の光源は、前記カメラの各チャンネルのスペクトル応答が前記映像のフレームそれぞれに対して少なくとも１つの光源に対して重畳し、前記カメラの各チャンネルに対して前記光源のスペクトルが前記映像のフレームそれぞれに対して相違し、前記映像のフレームにおいて前記被写体に加えられる光源のパワー総合が前記光源の半分がオンとなったときに得られたパワー総合と類似した光源であるという特徴を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るマルチスペクトル映像取得方法は、必要な測定手段の数を最小化することにより、極めて実用的かつ効果的な全域反射スペクトル映像を取得することができる方法を提供する。したがって、本発明に係る全域反射スペクトル映像取得方法は、従来のＲＧＢ映像技術が有する限界を克服することができ、多様な分野、例えば、映像分野や医療分野などで幅広く用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明では、従来のマルチスペクトル映像システムが有する限界を克服するために、反射スペクトルのための必要測定手段の数を減少させた。これは２つの方法で達成することができるが、１つ目は、スペクトル側面において区別される複数の光源を用いることであり、２つ目は、制限された数のスペクトル測定手段を用いて連続的な全域反射スペクトルを復旧することである。このうち、複数の光源の使用において、本発明では、従来技術のように連続的に光源を駆動させる代わりに、光源を多重化させることができる最適な方法（組み合わせ）を導き出したが、このとき、高いシグナル対ノイズの比率を保持することができた上に、取得した映像の数を最小化することができた。したがって、本発明では、このような２つの方法によって、動画速度のマルチスペクトル映像取得方法およびその装置の実現を可能とする。
【００２１】
すなわち、本発明は、多重光源を最適化した後、最適化した多重光源から被写体に光を照射して得られた映像を線形モデルを用いて再構成することによって全域反射スペクトル映像を得ることができる方法を提供する。以下、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る映像取得方法を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
図１を参照すれば、被写体に対して、好ましくは、それぞれ区別されるスペクトル領域を有する複数の光源に対して、本発明に係る全域反射スペクトルを再構成することができる最適なオン−オフの組み合わせを決定する。この組み合わせによって与えられた複数光源の動作シーケンスが決定され、その結果、再構成された全域反射スペクトルの誤差が最小化されるようになる。すなわち、本ステップを介して、マルチスペクトル取得のための多重光源構成が最適化する。
【００２４】
この後、最適化した多重照明を用いて被写体の映像を取得する。本発明の一実施形態において、被写体の映像取得は、多重照明のオン信号と同期化した信号によって作動する複数のＲＧＢカメラを用い、このＲＧＢカメラによって取得した映像から全面反射スペクトルを再構成するようになる。すなわち、本発明に係るマルチスペクトル取得方法は、下記のステップおよびこれを実現する装置を提供する。
【００２５】
１．多重光源構成の最適化
上述したように、本発明では、区別されるスペクトル（あるものは狭い領域帯とすることができ、他のものは広域帯とすることができる）を有する複数の光源および与えられた測定手段の数に対して、本発明者は、スペクトル測定の誤差を最小化する光源の多重化シーケンスを決定した。
【００２６】
２．モデル−基盤スペクトル再構成
簡単かつ実験的なモデルを適用して、少数の多重化測定手段から得られる映像から各ピクセルにおける全域反射スペクトルを得ることができる。このモデルは線形モデルであるため、再構成によって得られる全域反射スペクトルは効果的かつ安定である。
【００２７】
３．マルチスペクトル映像システム
本発明は、マルチスペクトル映像を３０ｆｐｓで捕捉することができる極めて実用的で低費用の映像取得装置（システム）を提供した。この映像取得装置は、オフ−ザ−シェルフ（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ）の構成要素を用い、本発明の一実施形態において、これは、常用のＲＧＢビデオカメラおよび一端のＬＥＤ光源を含む。しかしながら、これは一例に過ぎず、本発明において提供するマルチスペクトル映像取得方法の実現が可能である限り、あらゆる測定手段および光源も本発明の範囲に属する。
【００２８】
以下、本発明を図面などを参照しながら詳しく説明するが、本明細書に含まれた図面および具体的な手段などはすべて本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２９】
マルチスペクトル動画は２つの空間次元を有するが、このうち１つはスペクトル次元であり、他の１つは時間次元である。これは、時間によって可変する測定手段の３Ｄ−ボリュームと呼ぶことができる。このような３Ｄ−ボリュームは、多様な映像方法およびこれを実現する装置を用いることによって取得することができるが、この方法および装置は、空間および／または時間に対して照射された光をスペクトル要素で分離することにおいて、その作用メカニズムがそれぞれ相違する。一般的に、照射された光のスペクトル分離は、プリズム、位相格子、可変光フィルタ、またはゲル−フィルタなどを用いて実行する。
【００３０】
このような相違した方法でスペクトルを分離する現存映像システムにおいて、どのように空間および時間解像度をトレード−オフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）するかも相違する。
【００３１】
すなわち、停止した対象物体に対して、時間的な次元が用いられてスペクトルを測定することができる。例えば、分光計が用いられて単一地点のスペクトルを測定することができ、全体映像領域は時間によってスキャニングされる。さらに他の装置は、時間によってカメラのスペクトル敏感度を変化させることにより、一端の黒白２次元イメージを得る。このとき、スペクトル敏感度を変化させることにおいて人気の方法は、可変光フィルタを用いることである。さらに他の混成方法のうちの１つは、通常のカメラを改造して空間およびスペクトルに対して停止した映像を同時にスキャニングすることであり、このような目的を達成するために、複雑な光学装備および通常の光センサを用いる高価の装置が動いている物体の超微細映像を得ることができるリモートセンシングとして開発された。
【００３２】
しかしながら、従来のシステムはすべて、時間および／または空間解像度をトレード−オフしてスペクトル情報を得るという問題があったため、このようなトレード−オフ問題を回避しようと開発された技術のうちで注目する価値があるものはＩＲＯＤＯＲＩシステムであるが、これは光学分割器、カラーフィルタ、および２つのＲＧＢセンサを使って６−バンドＨＤＴＶ映像を取得することができる。しかしながら、このシステムは、６個のカラー測定手段から連続的なスペクトルをどのように復旧するかを取り扱わない。
【００３３】
したがって、本発明によって提供される最適化した多重光源は、上述したあらゆるマルチスペクトルカメラに対して補完的かつ効果的であるとすることができるが、本発明によって多重光源を最適化する方法は、下記でより詳しく説明されるため、まず本発明に係るスペクトル再構成方法について詳しく説明する。
単一光源で通常的なＲＧＢセンサを用いて光の反射を回収することは既に公知された技術であるが、これは、表面反射に対して制限的であるという仮定に基づき、実現可能な再構成においては極めて制限的である。
【００３４】
一般的に、自然物質に対する反射スペクトル曲線の空間は、低い次元の線形モデルによって近似値化されることができ、測定されたスペクトル反射に基づいて多くの線形モデルが提案された。このうちのいくつかは非線形モデルであったし、本発明において、このような非線形モデルを補正することにより、反射スペクトル再構成に関する線形モデルのパラメータを得たし、さらに、得られる反射スペクトルがすべてプラス（＋）の値を有するように一定の制限（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）を置いた。以下、本発明に係るマルチスペクトル映像取得方法についてより詳しく説明する。
【００３５】
モデル−基盤スペクトル再構成
図２は、本発明に係るマルチスペクトルイメージ取得方法の概略的なシステムを示す図である。
【００３６】
図２を参照すれば、映像化される物体は、区別される一連の多重光源を用いて照射され、各光源による映像は、多重光源のオン信号と同期化した信号によって動作するＲＧＢカメラによって得た。その結果、Ｍ番目のカメラチャンネルとＮ番目の光源におけるＭＮチャンネルを有した多重マルチスペクトル映像が得られる。
【００３７】
しかしながら、本発明において、限定された測定手段（カメラチャンネル）から得られた映像に基づいて全域スペクトル反射s(λ)を再構成するためにいくつかの仮定が要求されるが、下記にてこれを説明する。
【００３８】
もし、スペクトル曲線が任意で複雑な場合であれば、ＭＮは極めて大きくなるであろう。しかしながら、動的環境（動画撮影）においてＲＧＢカメラで撮った反射スペクトルを撮影するためには、多重の照明数をＮ＝２かＮ＝３水準の少ない数にしなければならないという制限がある。したがって、このような問題を解決しようと、本発明者は、実世界における物体の反射スペクトルは相当に少ない数のパラメータを有する線形モデルが大部分であるという点に注目した。このような線形モデルは、反射スペクトル特性が知られた物体から誘導することができるが、本発明に係る一実施形態では、このような線形モデルとしてＰａｒｋｋｉｎｅｎなどが提案したスペクトル基底関数（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｂａｓｉｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）bk (λ)の集合を用いるが、このとき、基底関数は、１２５７個のマンセルカラーチップの反射スペクトルを測定したデータから相関行列の固有ベクトルを求めた。しかしながら、このような線形モデルは、本発明の一実施形態で用いられたことに過ぎず、反射スペクトルを求めようとする被写体の特性に応じて線形的特性を示す対応線形モデルを採択することができ、上述した線形モデルに本発明が制限されることはない。
【００３９】
本発明では、実験的にこのモデルが実際に存在する多様な範囲の物質に対して適用する場合、相当に正確な反射スペクトル再構成が可能であり、今後極めて効果的なマルチスペクトル映像化が実現されることができるという点に注目した。
【００４０】
上述したモデルは、下記の数式（２）で示すことができる。
【００４１】
【数２】
2010517460.tif 000004
【００４２】
ここで、σkは各基底関数に対するスキラー関数（加重値）であり、Ksは上述したモデルのパラメータ数である。数式（２）を数式（１）に代入させれば、下記の数式（３）を得ることができる。
【００４３】
【数３】
2010517460.tif 000005
【００４４】
しかしながら、一端のイメージからパラメータを得るために、まず、補正を介して各カメラのカラーチャンネルのスペクトル応答特性cm(λ)および多重光源に対するそれぞれのスペクトルパワー分布pｎ(λ)を予め決定する必要がある。本発明において、補正は、分光器と既に知っている物体の反射度を用いて実行したし、その結果、得られたcm(λ)およびpｎ(λ)を上記の数式（３）において係数形態で示すことができ（ＭＮＫ個の係数）、これはfmnk=∫bk(λ)cm(λ)pn(λ)dλで示すことができる。
【００４５】
前記係数を用いて上記の数式（３）を行列形態で示せば、下記の数式（４）のようになる。
【００４６】
【数４】
2010517460.tif 000006
【００４７】
このとき、FTFに対する逆行列が存在すれば、最小自乗法（ｌｅａｓｔ  ｓｑｕｑｒｅｓ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）によってσ=(FTF)-1FTIを得ることができ、したがって、加重値σを求めることができる。しかしながら、最小自乗法を用いる場合は、特定の波長帯で回復した反射スペクトルが負数になることがあるため、すべての波長に対して下記の条件を満たさなければならない。
【００４８】
【数５】
2010517460.tif 000007
【００４９】
上記の数式（５）の条件で上記の数式（４）を再び示す場合、これは下記の数式（６）のようになる。
【００５０】
【数６】
2010517460.tif 000008
【００５１】
ここで、１≦ｌ≦Ｌ、１≦ｋ≦Ｋｓであるとき、Ａlk=bk(λl)が成立する。このような最適化は、二次計画法（ｑｕａｄｒａｔｉｃ  ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）によって解決されるが、ＦがＫｓよりも低い係数（ｒａｎｋ）を有したり、Ｆが大きい条件の数を有するようになれば、数学的に二次計画法で最適化することができない。この場合、多くの制限を置かなくては、妥当性のある解を期待することができない。したがって、本発明者は、実際の反射スペクトルは平坦な（ｓｍｏｏｔｈ）傾向があることに注目し、本発明によって得られる反射スペクトルが平坦な形態を有することができるように一定の制限（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）を置いたが、λに対して反射スペクトルの二次導関数を採択することにより、反射スペクトルが大きすぎる値を採択しないようにした。
【００５２】
【数７】
2010517460.tif 000009
【００５３】
ここで、αは平坦度パラメータである。上記の数式７を最適化して再び示せば、下記の数式（８）のようになる。
【００５４】
【数８】
2010517460.tif 000010
【００５５】
このように、正規化を用いた最小化過程は、二次計画法を用いて求めることができ、本発明の一実施形態においては、Ｍａｔｌａｂのｑｕａｄｐｒｏｇルーチンを用いた。
【００５６】
本発明において、パラメータＫｓとαは、復旧したスペクトルを正規化するための別途の方法で理解されることができるが、Ksは実験的に得られた反射度に基づいて反射スペクトルの復旧条件を設定し、αは得られた解を平坦化させるようになる（すなわち、得られた反射スペクトルが大き過ぎる値を有さないようにする）。このような２つのパラメータの組み合わせを介して全域反射スペクトルの合理的な値を適切に得ることができ、特に、本発明では、少数のチャンネル（Ｍ＝３）と少数の映像（Ｎ＝２）でもマルチスペクトル映像方法を動画にリアルタイムでも適用することができる。
【００５７】
多重照明
上述したように光源を連続的に駆動させることは非効率的であり、動画速度のマルチスペクトル映像を取得するためには、スペクトル側面において区別される光源の照明が可能な限り少なく要求される。さらに、測定した値が優れたシグナル対ノイズ比を有するため、イメージャーによって収集される発光は高くなければならない。したがって、このような条件を満たす光源のオン−オフの組み合わせを探す方法が必要であり、本発明においては、最も効果的なオン−オフの組み合わせによって複数の光源をオン−オフさせることにより、上述した方法による全域反射スペクトルを得ることができた。以下、本発明に係る複数の光源のオン−オフの組み合わせを求める方法について詳しく説明する。
【００５８】
多重照明の最適化
上述したように、動画環境でも効果的に本発明に係るマルチスペクトル映像方法を適用するために、スペクトル照明を迅速に変化させることが必要であり、その結果、多くのソース要素からなる複合光源を用いることができる。このような光源は、Ｑ種類を有する光源クラスタとして理解されることができ、それぞれは区別されるスペクトル曲線lq(λ)を有する。ｎ番目に取得された映像に用いられた照明は、Ｑ光源に対して加重値が付与された合であり、この加重値はdnqで示すことができる（ここで、0≦dng≦１である）。ここで、加重値d11が０または１（d11=0、d11=１）であるという意味は、１番目のフレームでそれぞれ１番目の種類の光源が完全に消えたり、または完全に灯ることを意味する。したがって、ｎフレームに対する複合光源のスペクトルは、下記の数式（９）で示される。
【００５９】
【数９】
2010517460.tif 000011
【００６０】
もし、上記数式を用いて数式（３）のpnを置換すれば、カメラチャンネルＭおよびフレームＮで測定されたピクセルの映像（Ｉ）が下記の数式（１０）のように整理され、
【００６１】
【数１０】
2010517460.tif 000012
gmkq=∫bk(λ)cm(λ)lq(λ)dλ．である。ここで、gmkqは、対象物体または用いられた照明に依存しないという点に注目する必要がある。特に、与えられた基底関数｛bk｝、与えられた一端のカメラチャンネル｛cm｝、与えられた一端の光源スペクトル｛lq｝、および固定した数のフレームＮに対して、反射スペクトルが知られた代表的な物質の反射スペクトル集合を再構成することにおいて、その誤差を最小化する加重値行列d=｛dng｝を求めることができ、これはdoptであり、下記の数式（１１）で示される。
【００６２】
【数１１】
2010517460.tif 000013
【００６３】
上記の数式において、ｅは反射度が知られた代表物質を示し、Imn,eは物質ｅに対する理想的な映像強度である。
【００６４】
得られる値は、用いられた代表物質によって決定されるが、本発明者は、一般的な物体の知られた反射曲線を用いた（これは、ＮＹＵのホームページｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｓ．ｎｙｕ．ｅｄｕ／ｆｔｐ／ｌｔｍ／ＳＳＲ／で使用が可能）。
dnqが変数指標であるとき（すなわち、dnq∈｛0,1｝）、光源は完全にオンとなったりオフのみとなることができる。この場合、doptは、すべての変数に対する全域探索法（ｂｒｕｃｅ  ｆｏｒｃｅ  ｓｅａｒｃｈ）を用いることによって求めることができ、光源の相違した種類Ｑが少ない場合、複数の光源オン−オフ駆動に対する最適な組み合わせdoptは、適切な時間範囲内で実行されることができる。このために、本発明者は、本発明の一実施形態として「白」「赤」「黄」「緑」および「青」色の複合光源であるＬＥＤクラスタを構成した（Ｑ＝５）。このとき、多重照明のオン−オフの組み合わせを決定するために、まず、カメラの応答特性ｃｍ、基底関数ｂｋ、および得られるフレーム数Ｎを予め定めなければならない。５つのＬＥＤのスペクトルパワーとカメラの３つのチャンネル（Ｍは３）のスペクトル応答特性は図３に示した。測定された映像の明るさからスペクトルを再構成するために、Ｐａｒｋｋｉｎｅｎ基底関数（ｂｋ）の１番目の８要素（Ｋｓ＝８）を用いた。
【００６５】
この後、この方法によって、対象スペクトルに対して最も低い再構成誤差（最も高い順位）を示す２つの多重光源のオン−オフの組み合わせを上記の数式（１１）を用いて求め、この２つの光源のスペクトルおよびカメラによって取得された対応スペクトルは図４に示した。
【００６６】
また、最も低い誤差を示す多重光源組み合わせのうち、３つの組み合わせを図５に示したが、この照明は、上述した方法を実現する検索アルゴリズムを用いて自動的に求め、これは下記のような好ましい特性を有する。
（ａ）完全活用（Ｆｕｌｌ  Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）：各カメラチャンネルのスペクトル応答が２つのフレームそれぞれにおいて少なくとも１つの光源（ＬＥＤ）に対して重畳した場合。
（ｂ）独立：各カメラチャンネルに対して、照明スペクトルは、２つのフレームに対して相違した場合。
（ｃ）正規化：フレームにおいて照明のパワー総合が光源の半分がオンになったときに得られたパワー総合と類似した場合。
【００６７】
パラメータＫｓおよびαがスペクトル再構成アルゴリズム実行にどのように影響を及ぼすかを理解するために、ＮＹＵの一般的な物体スペクトル（ＮＹＵ  ｃｏｍｍｏｎ  ｏｂｊｅｃｔ  ｓｐｅｃｔｒａ）を用いて広範囲なシミュレーションを実行した。このとき得られた結果のうちの一部を図６に示した。
【００６８】
図６を参照すれば、与えられたＫｓおよび最適のオン−オフの組み合わせをなすことができる光源照明（Ｎ＝２）であるとき、α（正規化用語）に対して復旧した対象スペクトルが有するＲＭＳ誤差が分かる。すべてのシミュレーションでは、ＰｏｉｎｔＧｒｅｙ  Ｄｒａｇｏｎｆｌｙ  Ｅｘｐｒｅｓｓカメラに対して計算されたノイズモデルを用いてノイズを付加したが、類似した一端のシミュレーションがＮが３の場合にも実行された。しかしながら、驚くべきことに、この場合に誤差はＮが２の場合に比べて減少しなかったが、結局はより多くのフレームを用いるという長所を得るために、区別されるスペクトルを有した光源を多数用いることができる。すなわち、本発明では、スペクトル側面において相違した光源およびこのオン−オフの組み合わせを用いることにより、再構成による誤差を減らすことができる。しかしながら、この場合、動画の場合には多くのフレームを得なければならないが、これは高速カメラを用いることによって解決されることができるが、この場合、露出時間の減少はＳＮＲを低下させるようになるという問題がある。したがって、このような理由のために、本発明においては、２つのフレームと５種類の光源を用いたが、このような構成のみでも十分に柔らかい全域反射スペクトル映像を得ることができた。
【００６９】
マルチスペクトル映像化システム
図７は、本発明の一実施形態に係るマルチスペクトル映像取得装置を示す写真である。
【００７０】
図７を参照すれば、本発明に係るマルチスペクトル映像取得装置は、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、コントローラの制御信号によって被写体に光を照射する複数の光源（ＬＥＤ  ｃｌｕｓｔｅｒ）と、駆動制御信号によって被写体（ｓｃｅｎｅ）の映像を取得するカメラ（ｃａｍｅｒａ）とを備える。本発明の一実施形態において、光源としてＬＥＤを用いたが、これは他の光源に比べて低廉、簡単、または制御が容易であるという長所があるためである。より詳しくＬＥＤ光源を詳察すれば、本発明の実施形態において、２つの等しいＬＥＤクラスタを設置したが、それぞれは５種類のＬＥＤでなされており、これは「白」「赤」「黄」「緑」および「青」色であった（ＩｔｓｗｅｌｌＴＭ）。本発明において用いられたクラスタのうちの１つを図７の左下端に示した。このクラスタにおいて、ＬＥＤの総合は、１２×１２＝１４４であった。すべての単位（ｃｅｌｌ）で同じ位置に存在するＬＥＤは、マイクロプロセッサ（ＡＶＲＴＭ）を用いて制御した（図示せず）。本発明の実施形態において、相違した種類のＬＥＤのスペクトルパワーをスペクトロラジオメータ（Ｌｕｃｈｅｍ  ＳＰＲ−４００１ＴＭ）を用いて測定し、さらに外部に撮影動作部（ｔｒｉｇｇｅｒ）が存在するＣＣＤカメラ（ＰｏｉｎｔＧｒｅｙ  Ｄｒａｇｏｎｆｌｙ  Ｅｘｐｒｅｓｓ）を用いて映像化の対象物体を撮影した。このカメラは１２０ｆｐｓでも安定的に駆動されるが、映像発光を増加させるためにカメラを６０ｆｐｓで動作させ、３０ｆｐｓ（Ｎ＝２）でマルチスペクトル動画を取得した。マイクロプロセッサは、ＬＥＤクラスタのタイミングを制御し、カメラに同期化した信号を提供する。各カメラチャンネルの放射学的応答は、公知の方法によって補正された。
【００７１】
本発明に係るマルチスペクトル測定に対する正確性を分析するために、視覚的に照明度を測定することができるマクベスカラーチェッカーチャート（Ｍａｃｂｅｔｈ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｈｅｃｋｅｒ  ｃｈａｒｔ）を用いて証明した。分析のためのパラメータであるＰａｒｋｋｉｎｅｎ基底関数の係数Ｋｓを８とし、平坦度のパラメータであるαを６４．０で設定した。
【００７２】
図８において、マクベスカラーチェッカーチャートのいくつかのカラーに対するスペクトル情報を赤色実線と黒色点線で示した。赤色実線はマクベスカラーチェッカーチャートを介して予め知っているスペクトルの真値に対して示すものであり、黒色点線はマルチスペクトル映像再照明の測定されたスペクトルに対して示すものである。
【００７３】
図８を参照すれば、測定されたスペクトルと実際のスペクトルが極めて類似した形態を有する。これにより、マルチスペクトル映像取得システムを用いてオブジェクトに対する反射スペクトルを求め、これを映像再照明に用いれば、全域スペクトルの映像再構成が可能であることが分かる。図９は、マクベスカラーチェッカーチャートに対して再構成されたスペクトルの誤差を示す棒グラフである。
【００７４】
上述したマルチスペクトル映像取得方法を実現するための装置を本発明が提供し、図１０は、本発明に係るマルチスペクトル映像取得装置を示すブロック図である。
【００７５】
図１０を参照すれば、本発明は、マルチスペクトル映像取得を実行しようとする被写体に加えられる光源のオン−オフの組み合わせによって光源にオン−オフ制御信号を送信し、送信される制御信号と同期化してカメラに駆動制御信号を送信するマイクロコントローラと、マイクロコントローラの制御信号によって決定されたオン−オフの組み合わせにより被写体に光を照射する複数の光源と、駆動制御信号によって被写体の映像を取得するカメラと、カメラから取得された映像のスペクトルに対する複数のスペクトル基底関数およびスペクトル基底関数に対する加重値を決定し、複数のスペクトル基底関数に対応する加重値を掛けた値を総合して被写体の全域反射スペクトルを決定するマルチスペクトル映像取得部とを備える。
【００７６】
本発明の一実施形態では、複数の光源に対応するマルチスペクトル映像取得システムを実現するためのＬＥＤクラスタ（ＬＥＤ  Ｃｌｕｓｔｅｒ）、マイクロコントローラに対応するＬＥＤコントローラ（ＬＥＤ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、およびカメラキャプチャリングシステムを備える。ＬＥＤクラスタは、４００〜７００ｎｍ間の波長帯の多様な範囲のＬＥＤで構成されている照明装置を言い、本発明の実施形態において、ＬＥＤクラスタは合計１２個で構成されており、１つのクラスタには合計８１個のＬＥＤが配置されることができる。また、多数のＬＥＤクラスタを制御するために合計４個のＬＥＤコントローラがあるが、コントローラは、マスターボード（Ｍａｓｔｅｒ  Ｂｏａｒｄ）とスレーブボード（Ｓｌａｖｅ  Ｂｏａｒｄ）とに分けられる。マスターボードは、スレーブボード制御およびユーザの入力に対する処理を実行する。スレーブボードは、マスターボードから送信した制御信号を介してＬＥＤクラスタに対する制御を実行する。
【００７７】
図１１は、実施形態によって構成されたマルチスペクトル取得装置を示す図である。
【００７８】
図１１を参照すれば、ＬＥＤコントローラは、ユーザの入力を処理してスレーブボードを制御するマスターボードと、マスターボードの制御信号に基づいてＬＥＤクラスタを制御する複数のスレーブボードとに分けられる。
【００７９】
図１２は、マスターボードの写真であり、３つのスレーブボードを制御するのに必要な制御信号を送信するためのシリアル通信機能、ＬＥＤクラスタとカメラの間の同期を合わせるための同期信号を発生する機能、ユーザがコンピュータを用いて直接にスレーブボードを制御するための遠隔制御機能で構成される。本発明の一実施形態では３つのスレーブボードを用いたが、これは光源の数によって相違して変形して用いることができる。
【００８０】
実施形態において、マスターボードは、ＡＴｍｅｌ社のＡＶＲ系列のマイクロプロセッサであるＡＴｍｅｇａ１２８を用い、ＡＴｍｅｇａ１２８は、ＡＶＲ  ＲＩＳＣ構造に基づいた低電力ＣＭＯＳ型の８ビットマイクロコントローラであって、分岐命令などを除いた大部分の命令語は１クロックサイクルに実行される。ＡＴｍｅｇａ１２８は、１ＭＩＰＳ／ＭＨｚに近い処理速度を出すことができるため、電力消耗を最適化することができる。ＡＶＲコアは、３２個の汎用レジスターと共に豊富な命令語を有する。すべての３２個のレジスタは、ＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｌｏｇｉｃ  Ｕｎｉｔ）と直接連結しており、１クロックサイクルに実行される１つの命令語で２つの独立したレジスタを処理することができる。
【００８１】
また、実施形態において、スレーブボードは、上述したように３つで構成される。１つのスレーブボードは、４つのＬＥＤクラスタを制御することができ、合計３つのスレーブボードを介して１２個のＬＥＤクラスタを制御するようになる。一方、１つのスレーブボードには、図１３に示すように４つのＬＥＤクラスタを制御するため、合計でＡｔｍｅｇａ２５６０１個、１０ビットバッファ３６個、デマルチプレクサー４個で構成される。Ａｔｍｅｇａ２５６０は、共通データバス（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｂｕｓ）を介してそれぞれの９個の１０ビットバッファにＬＥＤのｏｎ／ｏｆｆ信号を送信し、デマルチプレクサーを介して順にバッファおよびＬＥＤを制御することにより、１つのスレーブボードを介して４つのＬＥＤクラスタが最終的に制御される。
【００８２】
本発明に係るマルチスペクトル映像取得装置は、シリアル通信部を備えるが、シリアル通信部は、機器間の通信やコンピュータと機器との通信においてシリアル方式を用いれば、少数の線で長距離の通信を可能にする。シリアル通信方式は、同期式通信と非同期式通信とに大別され、高速のデータ送信のために同期式通信を用いるが、送受信機器間の同期を合わせなければならないため、非同期式に比べて制御が困難である。ＡＶＲで支援するＵＳＡＲＴは、外部デバイスと直列でインターフェースを介してデータを送受信できるようにする。ＵＳＡＲＴによるシリアル通信におけるデータは、１ビットの開始（Ｓｔａｒｔ）ビット、５〜９データビット、０〜１ビットのパリティビット、１〜２ビットの停止（Ｓｔｏｐ）ビットなどで構成される。
【００８３】
シリアル通信部によるマスターボードとスレーブボード間のデータ通信は、図１４で定義される。
【００８４】
図１４を参照すれば、ＡＶＲにおけるデータ通信は、１度に８ビットずつなされるため、１６ビットを送信するためには、実際に２回のデータ送信の過程が必要となる。本システムでは、データパケットを１回目の８ビットと２回目の８ビットとに分けるが、１回目のデータビットはＩＤを識別するために用いるものであり、２回目のデータビットはＰＷＭ値（ｐｕｌｓｅ−ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）として用いる。１回目の８ビットは、上位４ビットと下位４ビットとに分けられるが、上位４ビットはＬＥＤコントローラの識別子として用いられ、下位４ビットはＬＥＤクラスタの識別子として用いられる。２回目の８ビットは、それぞれのＬＥＤに対するＰＷＭ値の設定に用いられる。
【００８５】
本発明の一実施形態において用いるＬＥＤクラスタは、合計１２個で構成されるが、本発明がこれに制限されることはない。実施形態におけるＬＥＤクラスタ構成は図１５に示され、３×３配列で９個のピクセル（Ｐｉｘｅｌ）で構成される。１つのピクセルには、合計６種類のＬＥＤが配置され、余分の空間にはＬＥＤ特性上、明るさが相対的に低い方に属するＬＥＤを配置した。すなわち、Ｌ１〜Ｌ６までは白色、赤色、オレンジ色、緑色、青緑色、青色で配置し、Ｌ７〜Ｌ９まではＬ１〜Ｌ６に配置された色のうちで相対的に低い明るさを有する色（緑色、青緑色、オレンジ色）を配置した。実際に製作されたＬＥＤクラスタ構造は図１６のとおりであり、ソケット（Ｓｏｃｋｅｔ）形態で製作してＬＥＤ配置を流動的に可能に製作し、これによって実験の方式によってＬＥＤを再配置することができる。また、ＬＥＤクラスタの配線をそれぞれのＬＥＤごとに連結することにより、個別制御が可能となる。すなわち、ＬＥＤごとにオン／オフ制御および明るさ調節を自由に制御できるように製作した。
【００８６】
本発明の実施形態において、ＲＧＢカメラとしてＰｏｉｎｔ  Ｇｒｅｙ社のドラゴンフライエクスプレス（Ｄｒａｇｏｎｆｌｙ  Ｅｘｐｒｅｓｓ）を用いたが、これを図１７に示した。ドレゴンフライエクスプレスのイメージセンサは、Ｋｏｄａｋ１／３プログレッシブスキャンＣＣＤセンサ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｃａｎ  ＣＣＤ  ｓｅｎｓｏｒ）が用いられる。カメラの解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）は６４０×４８０、フレームレート（ｆｒａｍｅｒａｔｅ）は６４０×４８０であるとき、２００ＦＰＳまで可能である。インターフェースは、９ピンＩＥＥＥ１３９４ｂインターフェースを用い、データ送信速度が８００Ｍｂｐｓと迅速なフレームレートの映像を撮影することができる。
【００８７】
応用
マルチスペクトル映像は、従来のＲＧＢ映像に比べて各単位ピクセルでより多くの測定値を提供することができる。その結果、多くの映像分野に応用が可能であるが、このような応用例のうちの２つの場合を下記で説明する。しかしながら、これは、本発明に係る多重スペクトル映像取得方法が応用することができる一例に過ぎず、本発明の範囲がこれに制限されることはない。
【００８８】
１．特定対象検索／分割
図１８は、本発明に係る効果を用いる一例を示しているが、ここで条件等色発光を分離する効果を見ることができる。星模様の化粧用パッチを被験者の頬に付着した。このパッチ上の映像化対象地点と肌は、ＲＧＢ映像では区別が事実上不可能であった。図１８を参照すれば、本発明によって上述したパッチをマルチスペクトル映像で取得する場合（ＭＳＩに該当）、従来のＲＧＢ映像（ＲＧＢ）や多重照明による２つのＲＧＢ映像（ＲＧＢ×２）に比べてより明確に区別されることが分かる。このような結果は、図１９のＲＯＣ（Ｔｈｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｃｕｒｖｅ）グラフによっても分かる。
【００８９】
２．再照明
各対象地点に対して、本発明によって得られた全域反射スペクトルs(λ)を用いて、対象物体を分光学的に正確に再照明することができる。本発明に係る再照明の算式は、上述した数式から下記の数式（１２）で示すことができる。
【００９０】
【数１２】
2010517460.tif 000014
【００９１】
上記の数式は、マルチスペクトル再照明式であり、ここでgmk=∫bk(λ)cm(λ)lv(λ)dλであり、これは仮想カメラと仮想光源のスペクトル特性から得られる。
【００９２】
本発明において、ＲＧＢイメージから得られた再照明結果と本発明に係るマルチスペクトル再照明結果とを比較した。
【００９３】
ＲＧＢ再照明は、全域反射スペクトルと全域光源スペクトルとの間の反応に対して考慮しないため、所望する光源によって取得された実際の映像と比べて多くの人工カラーを生産することができる。例えば、図２０を参照すれば、照射された光と豚や象の人形のＲＧＢ再照明イメージは、グラウンドトゥルース（ｇｒｏｕｎｄ  ｔｒｕｔｈ）と比べて区分が極めて困難である。しかしながら、本発明に係るマルチスペクトル再照明イメージは、取得したイメージと極めて適切に一致し、これは照射された色要素と象および豚が互いに区別される色を有するものとして見える。
【００９４】
以上の応用例の他に、本発明に係る多重スペクトル映像取得方法および装置は、映像化が必要とするすべての分野、例えば、顕微鏡や内視鏡などを含む光学分野などで幅広く用いることができるため、本発明の範囲は、特定分野および装置に制限されることはない。したがって、任意の装置や方法などが本発明に係る多重スペクトル映像取得方法を用いる限り、これは本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１は、本発明に係る映像取得方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図２は、本発明に係るマルチスペクトルイメージ取得方法の概略的なシステムを示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るマルチスペクトルイメージ取得方法における光源スペクトルパワーとカメラのスペクトル応答特性を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る照明スペクトルおよび照明スペクトルに対応してカメラによって取得された対応スペクトルを示すグラフである。
【図５】図５は、復旧した全域反射スペクトルが最も低い誤差を示す多重照明の組み合わせの一例を示す概念図である。
【図６】図６は、復旧した全域反射スペクトルが有するＲＭＳ誤差を示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係るマルチスペクトル映像取得装置を示す写真である。
【図８】図８は、マクベスカラーチェッカーチャートのいくつかのカラーに対する測定されたスペクトルと実際のスペクトルを示すグラフである。
【図９】図９は、マクベスカラーチェッカーチャートに対して再構成されたスペクトルの誤差を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明に係るマルチスペクトル映像取得装置を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態によって構成されたマルチスペクトル取得装置を示す構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に係るマスターボードの写真である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係るマスターボードの写真である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係るシリアル通信部によるマスターボードとスレーブボードとの間のデータ通信を示す構成図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤクラスタ構成図である。
【図１６】図１６は、実際に製作されたＬＥＤクラスタの写真である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態で用いられたＲＧＢカメラの写真である。
【図１８】図１８は、本発明に係るマルチスペクトル映像取得方法によって条件等色発光を分離する効果を示す写真である。
【図１９】図１９は、ＲＯＣ（Ｔｈｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｃｕｒｖｅ）グラフである。
【図２０】図２０は、本発明に係るマルチスペクトル映像取得方法による再照明効果を示す写真である。
【図１】
2010517460.tif 000016
【図２】
2010517460.tif 000017
【図３】
2010517460.tif 000018
【図４】
2010517460.tif 000019
【図５】
2010517460.tif 000020
【図６】
2010517460.tif 000021
【図７】
2010517460.tif 000022
【図８】
2010517460.tif 000023
【図９】
2010517460.tif 000024
【図１０】
2010517460.tif 000025
【図１１】
2010517460.tif 000026
【図１２】
2010517460.tif 000027
【図１３】
2010517460.tif 000028
【図１４】
2010517460.tif 000029
【図１５】
2010517460.tif 000030
【図１６】
2010517460.tif 000031
【図１７】
2010517460.tif 000032
【図１８】
2010517460.tif 000033
【図１９】
2010517460.tif 000034
【図２０】
2010517460.tif 000035
【国際調査報告】
2010517460.tif 000036
2010517460.tif 000037