[nikomat:13225] Re: [f-length]

[HIURA Shinsaku <shinsaku@vision.kuee.kyoto-u.ac.jp>]

ひうら＠きょうだいです。

茨城大学の乾さん：
> (1) ピンホールカメラによる映像とレンズによる映像の違い．
> 
> これは式に書くとすぐ分かることなんですが，ピンホールカメラ
> によってできる映像と理想的なレンズによってできる映像の違い
> は，像の深さ(すいません，専門違いの悲しさで適切な用語が分かり
> ません)だけです．
> 
> #つまりピントがあっているかどうかの違いだけ．

そうですね。被写界深度の概念があるかどうか。

逆に言うと、「単眼では距離の復元が不可能」という常識は、
このレンズによるぼけの効果を無視しているからなのです。
この原理に立脚して、ステレオ計測だとかやっています。

> ですから，様々な距離の被写体にピントを合わせて1枚の画像に
> 合成する技術があれば，ピンホールカメラにより生成される画像と，
> このような特殊なカメラより生成される画像は一致するはずです．
> 実際レンズを絞りに絞ると，最後はピンホールカメラになっちゃ
> いますもんね．

はい、複数のピントの画像を合成する方法はいろいろ提案されています。
ただし、これらの研究ではどれかの画像でピントがあっていることが必要です。

あと上記プロセスの過程で、物体までの距離が分かるのがメリットです。
しかし、ぼけを含む画像から、完全合焦画像と距離画像を綺麗に
分離する手法は確立していません。どちらかを取り出す研究は
けっこうありますが。

実は今、僕はこの点を研究しています。

現段階では、多重フォーカスカメラという同時に３個所にピント
が合うカメラと、特殊な光学系を組み合わせて信号処理的に
上記分離操作をほぼ完全に行えるものが出来てきています。
（距離も３個所ではなく、連続的な値が出ます。原画像も、
撮影した３枚の画像が全てボケていてもちゃんと出ます。）
ちょっと、対象を選びますが・・この正月にインドで発表してきます。

＃先の「ノイズキャンセルヘッドフォン」に近い処理、
＃テレビのゴーストキャンセラとか、FM 受信機のマルチパス歪
＃除去、ハウリング防止装置とかと似たような考え方です。

> そのようなカメラが存在するかどうかは知りませんが，最近みた
> 幾つかの写真は，ピントを変えて撮影した複数の写真を電子的に
> 合成することで隅々までピントがあった映像を作りだしていまし
> た．

手で行うこともできますが、自動でもほぼ完全に行えます。
（ピント位置による拡大縮小効果の除去処理も必要）

> 日浦さんご兄弟の「ピンホールカメラ」モデルではだめ，という
> のは，この「ピント」の問題をさすのでしょうか? それともレンズ
> のもろもろの収差の影響評価ということをさすのでしょうか?

いえ、ほとんどこれでいいんですけれど、
ちゃんとカメラをモデリングすると他にもいろいろ情報が
抽出できるということで。
ピンホールカメラモデルは単なる一次近似なのです。
歪みに関しても、ぼけに関しても、・・・

> (2) 広角レンズで歪んだ顔
> 広角レンズの場合の映像が歪んで感じられるのは，撮影の段階で
> は視点と映像の距離がごく近くであったものを，写真としてある
> 程度の距離をおいて観察するからだそうです．

そうですね。

例えば焦点距離 50mm のレンズで撮影したネガを10倍に引き延ばすと、
それを 50cm の距離に置いて（片目で）観察したときに、
元通りの臨場感が得られます。

> したがって広角レンズで撮影した映像は，電子的に歪まない映像に
> 修正可能です．しかしそのようにして作成した映像は，ごく普通の
> (なんの面白みもない)映像になると思いますけど．．．

いえ、これは出来ないですね。この「歪み」が、
パースペクティブ歪み（つまり、遠くのものが近くのものより
小さく見える効果）とすれば、ですが。

一度平面の画像になってしまった段階で、撮影位置による物体の
見え方は画像内の像の歪みに変化してしまい、画像は単なる
平面になってしまいますから、そこからもう一度歪み方、つまり
パースペクティブ歪みを再計算することはできません。

例えば奥行き 1m の箱を 1m の距離から撮影すると、向こうの
辺は手前の辺の半分の長さに写りますが、これを遠くから
望遠レンズで撮影したような、歪みのない写真に変換するには
箱の形状に関する情報が必要になります。

ではでは