コンピュテーショナルイメージングの研究動向1

　新たな機能のまず第一は，波面符号化です。被写体を撮影する場合，カメラの絞りを広げると，焦点面にはフォーカスが合いますが，それ以外のところはフォーカスが外れます。そこで提唱されたのが，波面符号化です。3次元形状板を挿入することでフォーカス点を散らし，さまざまな距離で同じようなボケ方にします。対象の距離を気にせずに，1つの同じボケ関数を使って対象のボケ回復を行うことができ，鮮明な画像を高速で作ることができます。
　次に，複眼カメラです。TOMBOと呼ばれる複眼カメラの中央には3×3の穴が開いており，そこに小さなレンズが入っています。基本的に，カメラはレンズの焦点距離によって決まります。単眼カメラのように大きなレンズを使うと筐体は厚くなります。一方，TOMBOのような焦点距離の短いレンズをたくさん使うことで，レンズとイメージセンサーとの間の距離を短くすることができ，カメラ全体を薄くすることができます。複眼カメラでは小さい画像がたくさん得られ，各個眼像は違う情報をもつことになります。それらを超解像することで鮮明な画像を再構成します。また，3次元情報を得ることもでき，超解像度処理をすれば，3次元の被写体に対しても高解像度の画像を作ることができます。
　次に，コンプレッシブセンシングです。たくさんの色を撮るための分光イメージングの場合，被写体はXYの空間座標に波長（色）に対応する次元λから構成されます。イメージセンサーはXYの2次元の画像を取得するので，2つの間には次元のギャップがあります。そこで，1つの方法として，それぞれの色に対応するカラーフィルターを用意し，入れ替えながら撮影し，オリジナルのデータキューブを得ることができます。ただし，それぞれの色のカラーフィルターを用意しなければならないので，入れ替えの時間がかかるといった課題があります。こうした課題に対して，コンプレッシブセンシングは非常に有効に働きます。

＜次ページへ続く＞