JP2019028814A - Estimation device, estimation method, and program - Google Patents

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宏美 矢島
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達也 織茂
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Abstract

To provide an estimation device, an estimation method, and a program achieving an improvement in estimation accuracy upon estimating, from a plurality of filter images, the filter image with a wavelength section more subdivided than the plurality of filter images through estimation of a spectral reflectance by use of a basic function.SOLUTION: An estimation device 10 acquires, from a plurality of filter images obtained by photographing a predetermined subject by a photographing feature amount acquisition unit 111, a photographing feature amount of each of the plurality of filter images, and estimates, from the plurality of filter images based on the photographing feature amount acquired by an estimation unit 130, the filter image with a wavelength section more subdivided than the plurality of filter images.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、推定装置、推定方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to an estimation device, an estimation method, and a program.

近年、進歩の目覚しい分光技術として、ハイパースペクトル情報を取得/解析する技術がある。ここで、ハイパースペクトルとは、数百のスペクトルバンド(分光帯)を意味する。そして、一度に数百のスペクトルバンド(一般的には、100以上)を使用して、物体のスペクトル情報を取得する。   In recent years, as a spectroscopic technique that has made remarkable progress, there is a technique for acquiring / analyzing hyperspectral information. Here, the hyper spectrum means several hundred spectrum bands (spectral bands). Then, the spectral information of the object is acquired using several hundred spectral bands (generally, 100 or more) at a time.

また、イメージングを行うものとしては、ハイパースペクトルイメージング(ハイパースペクトルカメラ)が知られている。ハイパースペクトルカメラは、主に、リモートセンシング分野で利用されてきたものである。しかし、近年では、医療分野での研究も行われており、組織の評価や、染色技術と組み合わせた病理診断等への応用が行われている。   Further, hyperspectral imaging (hyperspectral camera) is known as an imaging device. Hyperspectral cameras have been used mainly in the field of remote sensing. However, in recent years, research in the medical field has also been conducted, and applications to tissue evaluation and pathological diagnosis combined with staining techniques have been performed.

このハイパースペクトルカメラには、いくつかの方式がある。例えば、ラインセンサを用いた方式は、測定視野一水平ライン分を垂直方向に分光し、スリットを通過した光が、回折格子またはプリズム等の分光素子によって、波長に応じて分離されるものである。分離された波長ごとの光は、二次元イメージセンサによって検出される。しかし、この方式では、一度に、1ライン分の分光情報しか取得できない。そのため、カメラまたは対象物を垂直方向に移動しながら撮影を行う必要がある。   There are several types of hyperspectral cameras. For example, in the method using a line sensor, a horizontal line for a measurement visual field is vertically divided, and light passing through a slit is separated according to a wavelength by a spectroscopic element such as a diffraction grating or a prism. . The separated light for each wavelength is detected by a two-dimensional image sensor. However, this method can acquire only one line of spectral information at a time. Therefore, it is necessary to perform shooting while moving the camera or the object in the vertical direction.

また、ファブリペローを用いた方式は、平行平面板に光を導入し、平行平面板を構成する平面板の間での多重反射と干渉とにより、特定の波長の光のみを取り出すものである。具体的には、2枚の平行平面板の距離を変えることにより、取り出す光の波長を変更するものである。この他にも、音響光学素子(Acousto−Optic Tunable Filter:AOTF)を用いる方式や、液晶チューナブルフィルターを用いる方式も提案されている。   In the system using Fabry-Perot, light is introduced into a plane parallel plate and only light of a specific wavelength is extracted by multiple reflection and interference between the plane plates constituting the plane parallel plate. Specifically, the wavelength of the light to be extracted is changed by changing the distance between the two parallel flat plates. In addition to this, a method using an acousto-optic tunable filter (AOTF) and a method using a liquid crystal tunable filter have been proposed.

しかし、いずれの方式も二次元のイメージセンサにより、x、yの座標位置において波長方向の情報を取得する手法である点では共通する。このため、いずれの方式も数百の分光情報を取得できる。その一方で、リアルタイムでの撮影は難しく、解像度や波長分解能とのトレードオフとなる。また、ハイパースペクトルカメラは、高額であり、主に、研究用途として使用され、一般的にはあまり普及していないのが現状である。   However, both methods are common in that they use a two-dimensional image sensor to acquire information in the wavelength direction at the x and y coordinate positions. For this reason, several systems can acquire hundreds of spectral information. On the other hand, real-time imaging is difficult, which is a trade-off with resolution and wavelength resolution. In addition, hyperspectral cameras are expensive, are mainly used for research purposes, and are currently not widely used.

このような点を考慮し、比較的低価格で、リアルタイムに、数バンドの情報を取得するマルチスペクトルカメラを用いて、ハイパースペクトル情報を推定する研究も行われている。マルチスペクトルカメラによるマルチスペクトル情報からハイパースペクトル情報を推定する手法の1つとして、分光反射率を基底スペクトル群の低次元線形和によって近似する手法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Considering these points, research is also being conducted to estimate hyperspectral information using a multispectral camera that acquires several bands of information in real time at a relatively low cost. As a technique for estimating hyperspectral information from multispectral information obtained by a multispectral camera, a technique is known in which spectral reflectance is approximated by a low-dimensional linear sum of base spectrum groups (see, for example, Patent Document 1). .

特開2009−175926号公報JP 2009-175926 A

特許文献1に記載の技術は、基底関数を用いて、分光反射率を推定して、マルチスペクトル情報からハイパースペクトル情報を推定する手法である。しかしながら、上記特許文献1には、「分光反射率の低次元線形モデルに必要とされる次元数は、人間の肌等では3程度、より一般的には5〜8程度とされており」との記載があるのみで、最適な基底関数の基底数を取得する方法については、一切言及されていない。そのため、マルチスペクトル情報からハイパースペクトル情報を推定するのに使用する基底関数の基底数の選択によっては、推定精度が大きくばらつくという問題があった。そこで、本発明が解決しようとする課題には、上述した問題が一例として挙げられる。   The technique described in Patent Document 1 is a method of estimating hyperspectral information from multispectral information by estimating spectral reflectance using a basis function. However, the above-mentioned patent document 1 states that “the number of dimensions required for a low-dimensional linear model of spectral reflectance is about 3 for human skin and the like, and more generally about 5 to 8”. There is no mention of a method for obtaining the basis number of the optimum basis function. Therefore, there is a problem that the estimation accuracy varies greatly depending on the selection of the basis number of the basis function used to estimate the hyperspectral information from the multispectral information. Therefore, the above-described problem is given as an example of the problem to be solved by the present invention.

本発明は、上述の一例として挙げられた問題に鑑みてなされたものであり、基底関数を用いて分光反射率を推定して、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する際に、推定精度の向上を図る推定装置を提供することを主な目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problem as an example. The spectral reflectance is estimated using a basis function, and is subdivided from a plurality of filter images than the plurality of filter images. It is a main object of the present invention to provide an estimation device that improves the estimation accuracy when estimating a filtered image of different wavelength sections.

請求項1に記載の発明は、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から該複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する撮像特徴量取得部と、該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する推定部と、を備えたことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, an imaging feature amount acquisition unit that acquires an imaging feature amount for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject, and the acquired imaging features And an estimation unit configured to estimate a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images based on a quantity.

請求項8に記載の発明は、照明光スペクトルが既知であるときに、分光反射率が既知の被写体と所定の被写体とを撮像することにより得られる複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する撮像特徴量取得部と、該取得された前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量に基づいて、前記所定の被写体の分光反射率のスペクトルを推定する分光反射率推定部と、該推定された分光反射率のスペクトルと、前記既知の分光反射率のスペクトルと、の差分から誤差を算出する誤差算出部と、該算出された誤差に基づいて、基底関数の基底数を決定し、該決定された前記基底数により、前記複数のフィルター画像ごとの分光反射率を推定し、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する推定部と、を備えたことを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, when the illumination light spectrum is known, an imaging feature amount for each of a plurality of filter images obtained by imaging a subject with a known spectral reflectance and a predetermined subject is acquired. An imaging feature amount acquisition unit, a spectral reflectance estimation unit that estimates a spectral reflectance spectrum of the predetermined subject based on the acquired imaging feature amount for each of the plurality of filter images, and the estimated spectral An error calculation unit that calculates an error from the difference between the reflectance spectrum and the known spectral reflectance spectrum, and the basis number of the basis function is determined based on the calculated error. Spectral reflectance for each of the plurality of filter images is estimated based on the basis number, and the filter image of the wavelength division subdivided from the plurality of filter images than the plurality of filter images. Characterized in that and a estimation unit that estimates a.

請求項10に記載の発明は、撮像特徴量取得部と、推定部と、を備えた推定装置における推定方法であって、前記撮像特徴量取得部が、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する第1の工程と、前記推定部が、該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する第2の工程と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 10 is an estimation method in an estimation apparatus including an imaging feature quantity acquisition unit and an estimation unit, and the imaging feature quantity acquisition unit is obtained by imaging a predetermined subject. A first step of acquiring imaging feature amounts for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images; and the estimation unit, based on the acquired imaging feature amounts, from the plurality of filter images, And a second step of estimating a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the filter image.

請求項11に記載の発明は、撮像特徴量取得部と、推定部と、を備えた推定装置における推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記撮像特徴量取得部が、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する第1の工程と、前記推定部が、該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する第2の工程と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 11 is a program for causing a computer to execute an estimation method in an estimation apparatus including an imaging feature quantity acquisition unit and an estimation unit, wherein the imaging feature quantity acquisition unit is a predetermined A first step of acquiring imaging feature values for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging a subject; and the estimation unit, based on the acquired imaging feature values, And a second step of estimating a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images.

本発明の実施形態において、推定に使用する基底数による推定精度の変化を画像データのノイズの有無により分けて説明する図である。In an embodiment of the present invention, it is a figure explaining change of the estimation accuracy by the number of bases used for estimation according to the presence or absence of noise of image data. 本発明の実施形態に係る推定装置の一例を示す電気的構成図である。It is an electrical block diagram which shows an example of the estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る推定装置の一例を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows an example of the estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例1に係る推定装置におけるデータテーブルの作成方法を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the creation method of the data table in the estimation apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る推定装置の一例を示す電気的構成図である。It is an electrical block diagram which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る推定装置の一例を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る推定装置の一例を示す電気的構成図である。It is an electrical block diagram which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る推定装置の一例を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る推定装置の処理を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the process of the estimation apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る推定装置の一例を示す電気的構成図である。It is an electrical block diagram which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る推定装置の一例を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows an example of the estimation apparatus which concerns on Example 3 of this invention.

<実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

前述のように、撮像することにより得られる複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する技術が知られている。例えば、基底関数を用いた推定方法では、未知数nがフィルター数m以下であれば、撮像することにより得られる複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定することができる。
ここで、この推定方法で使用される基底関数の基底数(以下の記載において、注釈がない限り、単に、基底数と表現する)は、一般に3〜8とされている。
なお、複数のフィルター画像とは、被写体から撮像部に入射する近紫外から近赤外の光を分光して得られる異なる波長バンドからなる画像をいう。以下において、複数のフィルター画像とは、上記の画像を指すものとする。
As described above, a technique for estimating a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging is known. For example, in the estimation method using the basis function, if the unknown number n is equal to or less than the filter number m, a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images obtained by imaging from the plurality of filter images. Can be estimated.
Here, the basis number of the basis function used in this estimation method (in the following description, simply expressed as a basis number unless otherwise noted) is generally 3 to 8.
Note that the plurality of filter images refers to images composed of different wavelength bands obtained by spectrally separating near-ultraviolet to near-infrared light incident on the imaging unit from a subject. In the following, a plurality of filter images refers to the above images.

しかしながら、過去の知見や様々な検証によって、基底数と、フィルター数および撮像することにより得られる複数のフィルター画像のS/N値と、の間には、有意な関係があることを見出した。以下、具体的に、その内容について説明する。
図1は、横軸を波長λ、縦軸を分光反射率S(λ)とし、波長λに対する分光反射率S(λ)を基底数ごとに表している。図1は、上段に、フィルター画像にノイズが無い場合を、下段に、フィルター画像にノイズが有る場合を示した図である。さらに、図1では、分光反射率S(λ)の真値を実線で示し、分光反射率S(λ)の測定値を破線で示している。
ここで、図1を参照すると、撮像により得られる複数のフィルター画像にノイズが無い理想的なデータ(S/N値が大きいデータ)を使用する場合には、使用する基底数をフィルター数に近づけると推定精度が向上することがわかる。一方で、撮像により得られる複数のフィルター画像にノイズが存在するデータ(S/N値が小さいデータ)を使用する場合には、基底数を増やすと推定結果が破綻するという傾向にあるとの知見を得ることができる。
However, past knowledge and various verifications have found that there is a significant relationship between the number of bases, the number of filters, and the S / N values of a plurality of filter images obtained by imaging. Hereinafter, the content will be specifically described.
In FIG. 1, the horizontal axis represents the wavelength λ, the vertical axis represents the spectral reflectance S (λ), and the spectral reflectance S (λ) with respect to the wavelength λ is represented for each basis number. FIG. 1 is a diagram showing a case where there is no noise in the filter image in the upper stage, and a case where there is noise in the filter image in the lower stage. Further, in FIG. 1, the true value of the spectral reflectance S (λ) is indicated by a solid line, and the measured value of the spectral reflectance S (λ) is indicated by a broken line.
Here, referring to FIG. 1, when using ideal data (data having a large S / N value) without noise in a plurality of filter images obtained by imaging, the base number to be used is brought close to the number of filters. It can be seen that the estimation accuracy is improved. On the other hand, when using data with noise (data with a small S / N value) in a plurality of filter images obtained by imaging, the knowledge that the estimation result tends to break down when the number of bases is increased Can be obtained.

すなわち、フィルター画像の推定精度は、撮像することにより得られる複数のフィルター画像のS/N値によって異なる。詳しくは、S/N値が大きい場合(取得した画像のノイズが少ない場合)には、使用する基底数をフィルター数mに近づけることにより、フィルター画像の推定精度を向上させることができる。一方で、S/N値が小さい場合(取得した画像にノイズが多く含まれている場合)には、使用する基底数をフィルター数mよりも小さくすることにより、フィルター画像の推定精度を向上させることができる。
以下で、詳述する本実施形態および実施例は、上記の知見に基づくものである。
That is, the estimation accuracy of the filter image varies depending on the S / N values of a plurality of filter images obtained by imaging. Specifically, when the S / N value is large (when the noise of the acquired image is small), the estimation accuracy of the filter image can be improved by bringing the number of bases used closer to the filter number m. On the other hand, when the S / N value is small (when the acquired image contains a lot of noise), the estimation accuracy of the filter image is improved by making the base number to be used smaller than the filter number m. be able to.
In the following, the present embodiment and examples described in detail are based on the above findings.

<推定装置の電気的構成>
本実施形態に係る推定装置10の電気的構成について、図2を用いて説明する。
本実施形態に係る推定装置10は、図2に示すように、撮像部110と、撮像特徴量取得部111と、推定部130と、制御部140とを含んで構成されている。
<Electrical configuration of estimation apparatus>
An electrical configuration of the estimation apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As illustrated in FIG. 2, the estimation apparatus 10 according to the present embodiment includes an imaging unit 110, an imaging feature amount acquisition unit 111, an estimation unit 130, and a control unit 140.

撮像部110は、所定の被写体を撮像することにより、複数のフィルター画像を得る。
撮像特徴量取得部111は、撮像部110から得られる複数のフィルター画像から複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。ここで、被写体は、物体であってもよいし、人体や生物あるいは、これらの組織等であってもよい。また、フィルター画像を取得するためのフィルター数mには、特に制限はないが、フィルター画像の推定処理効率を考慮すれば、マルチスペクトルカメラ程度のフィルター数が好ましい。また、撮像特徴量としては、例えば、フィルター数m、各画素の画素値、輝度値、S/N値、カメラのゲイン等を例示することができる。本実施形態において、撮像特徴量取得部111は、撮像特徴量としてフィルター画像のS/N値を取得する。ここで、S/N値の取得は、直接的な測定によって取得してもよいし、S/N値と有意な関係を有する撮像特徴量を指標として推定してもよい。
The imaging unit 110 obtains a plurality of filter images by imaging a predetermined subject.
The imaging feature amount acquisition unit 111 acquires the imaging feature amount for each of the plurality of filter images from the plurality of filter images obtained from the imaging unit 110. Here, the subject may be an object, a human body, a living organism, or a tissue thereof. Further, the number of filters m for obtaining the filter image is not particularly limited, but considering the filter image estimation processing efficiency, the number of filters of the order of the multispectral camera is preferable. Further, examples of the imaging feature amount include a filter number m, a pixel value of each pixel, a luminance value, an S / N value, a camera gain, and the like. In the present embodiment, the imaging feature quantity acquisition unit 111 acquires the S / N value of the filter image as the imaging feature quantity. Here, the acquisition of the S / N value may be acquired by direct measurement, or an imaging feature amount having a significant relationship with the S / N value may be estimated as an index.

推定部130は、撮像特徴量取得部111により取得された撮像特徴量に基づいて、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。なお、本実施形態においては、推定のための条件として、照明光スペクトルまたは分光反射率のいずれかが既知であるとする。
具体的には、照明光スペクトルが既知であるとすると、撮像特徴量取得部111によって撮像特徴量として取得されたS/N値が、予め定められたS/N値に対して、大きい場合には、推定部130は、使用する基底数をフィルター数mに近づける。一方で、取得されたS/N値が、予め定められたS/N値に対して小さい場合には、推定部130は、使用する基底数をフィルター数mよりも小さくする。そうして、得られた基底数から基底関数の重み係数を算出し、被写体の分光反射率を推定する。これにより、被写体の画素ごとの色信号スペクトルを導出して、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。なお、「予め定められたS/N値」とは、例えば、図1に示すノイズが無いと判定されるS/N値を例示することができる。
Based on the imaging feature amount acquired by the imaging feature amount acquisition unit 111, the estimation unit 130 estimates a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images. In the present embodiment, it is assumed that either the illumination light spectrum or the spectral reflectance is known as a condition for estimation.
Specifically, when the illumination light spectrum is known, when the S / N value acquired as the imaging feature quantity by the imaging feature quantity acquisition unit 111 is larger than the predetermined S / N value. The estimation unit 130 brings the base number to be used closer to the filter number m. On the other hand, when the acquired S / N value is smaller than a predetermined S / N value, the estimation unit 130 makes the basis number to be used smaller than the filter number m. Then, the weighting coefficient of the basis function is calculated from the obtained basis number, and the spectral reflectance of the subject is estimated. As a result, a color signal spectrum for each pixel of the subject is derived, and a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images is estimated. The “predetermined S / N value” can be exemplified by, for example, the S / N value determined as having no noise shown in FIG.

制御部140は、本実施形態に係る推定装置10の動作を内部に格納された制御プログラムに基づいて制御する。また、制御部140は、一例として、撮像部110に対して、所定の被写体の撮像を指示する。また、制御部140は、撮像部110から撮像データを入力し、撮像特徴量取得部111の要求に応じて、入力した撮像データを撮像特徴量取得部111に出力する。また、制御部140は、撮像特徴量取得部111が取得した撮像特徴量を入力し、推定部130の要求に応じて、入力した撮像特徴量を推定部130に出力する等の処理を実行する。   The control unit 140 controls the operation of the estimation device 10 according to the present embodiment based on a control program stored therein. For example, the control unit 140 instructs the imaging unit 110 to image a predetermined subject. In addition, the control unit 140 inputs imaging data from the imaging unit 110 and outputs the input imaging data to the imaging feature amount acquisition unit 111 in response to a request from the imaging feature amount acquisition unit 111. In addition, the control unit 140 inputs the imaging feature amount acquired by the imaging feature amount acquisition unit 111, and executes processing such as outputting the input imaging feature amount to the estimation unit 130 in response to a request from the estimation unit 130. .

<推定装置の処理>
本実施形態に係る推定装置10の処理について、図3を用いて説明する。
<Processing of estimation device>
Processing of the estimation apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、撮像特徴量取得部111は、撮像部110が所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する(S101)。そして、推定部130は、取得された撮像特徴量に基づいて、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する(S102)。   First, the imaging feature quantity acquisition unit 111 acquires imaging feature quantities for each of a plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by the imaging unit 110 imaging a predetermined subject (S101). Then, the estimation unit 130 estimates a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images based on the acquired imaging feature amount (S102).

以上、説明したように、本実施形態に係る推定装置10によれば、例えば、撮像特徴量として、撮像特徴量取得部111が、S/N値を取得する場合、この複数のフィルター画像のS/N値に基づいて、取得した複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定するために使用する最適な基底数を決定することができる。
さらに、本実施形態に係る推定装置10では、決定した最適な基底数を使用して、取得した複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。そのため、本実施形態に係る推定装置10によれば、推定精度の高いフィルター画像を推定することができる。
As described above, according to the estimation apparatus 10 according to the present embodiment, for example, when the imaging feature quantity acquisition unit 111 acquires S / N values as imaging feature quantities, the S of the plurality of filter images is obtained. Based on the / N value, it is possible to determine the optimum basis number to be used for estimating the filter image of the wavelength segment subdivided from the plurality of acquired filter images.
Furthermore, the estimation apparatus 10 according to the present embodiment estimates the filter image of the wavelength segment subdivided from the plurality of acquired filter images using the determined optimum basis number. Therefore, according to the estimation apparatus 10 according to the present embodiment, it is possible to estimate a filter image with high estimation accuracy.

<実施例>
上述した実施形態に対応する具体的な実施例について、図4から図11を用いて説明する。
<Example>
A specific example corresponding to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS.

なお、具体的な実施例の説明の前に、以下の実施例で例示的に用いる推定手法について説明する。
以下の実施例で例示的に用いる推定手法は、複数の基底関数を組み合わせることにより、近似によって、さらに、細分化された波長区分のフィルター画像の推定を行うものである。
Prior to the description of specific examples, an estimation method used in the following examples will be described.
The estimation method used as an example in the following embodiments is to estimate a filter image of further subdivided wavelength sections by approximation by combining a plurality of basis functions.

まず、被写体の色信号をモデル化する。例えば、波長をλとし、被写体の表面の分光反射率をS(λ)、照明光スペクトルをE(λ)、ある位置xにおける重み係数をα(x)とした場合、ある位置xにおける被写体の色信号C(x、λ)は、以下の数1に示すようにモデル化することができる。但し、ここでは、説明を簡略化するために、鏡面反射成分を「0」と仮定する。   First, the color signal of the subject is modeled. For example, when the wavelength is λ, the spectral reflectance of the surface of the subject is S (λ), the illumination light spectrum is E (λ), and the weighting coefficient at a certain position x is α (x), The color signal C (x, λ) can be modeled as shown in Equation 1 below. However, here, in order to simplify the description, it is assumed that the specular reflection component is “0”.

次に、分光反射率S(λ)をn個の基底ベクトルの線形和により近似し、数2に示すように表現する。ここで、Sは、i番目の基底関数であり、σはi番目の基底関数に対する重み係数である。一般的に、基底関数(基底ベクトル)は、分光反射率が既知であるデータ群に対して主成分分析を行い、算出した固有ベクトル中、寄与率の高いベクトルから順に使用する。 Next, the spectral reflectance S (λ) is approximated by a linear sum of n basis vectors and expressed as shown in Equation 2. Here, S i is the i-th basis function, and σ i is a weighting coefficient for the i-th basis function. In general, basis functions (basis vectors) are used in order from the highest contribution vector among the calculated eigenvectors by performing principal component analysis on a data group whose spectral reflectance is known.

また、撮像部110としてマルチスペクトルカメラを例示する。ここで、マルチスペクトルカメラのk番目のセンサ出力信号をρ(x)、k番目のマルチスペクトルカメラのセンサ感度をR(λ)とすると、マルチスペクトルカメラのk番目のセンサ出力信号ρ(x)は、以下の数3のように表すことができる。 In addition, a multispectral camera is exemplified as the imaging unit 110. Here, assuming that the kth sensor output signal of the multispectral camera is ρ k (x) and the sensor sensitivity of the kth multispectral camera is R k (λ), the kth sensor output signal ρ k of the multispectral camera. (X) can be expressed as Equation 3 below.

ここで、照明光スペクトルE(λ)を既知とすると、フィルター数mが未知数n以上であれば、基底関数の重み係数σを推定する事により、1画素の分光反射率を推定する事が出来る。なお、未知数nは基底関数(基底ベクトル)の重みベクトルの次数であり、推定に使用する基底数(基底ベクトルの次数)により変化する。
以下の実施例では、基底数を決定することにより、分光反射率S(λ)を推定し、取得した複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像の推定を行うことについて、説明する。
Here, if the illumination light spectrum E (λ) is known, the spectral reflectance of one pixel can be estimated by estimating the weighting coefficient σ of the basis function if the number of filters m is greater than or equal to the unknown number n. . The unknown number n is the order of the weight vector of the basis function (basis vector), and varies depending on the basis number (order of the basis vector) used for estimation.
In the following example, the spectral reflectance S (λ) is estimated by determining the basis number, and the filter image of the wavelength segment subdivided from the plurality of acquired filter images is estimated. To do.

<実施例1>
以下、図4〜図6を用いて、実施例1について説明する。
なお、本実施例は、フィルター画像の平均輝度値をS/N値の指標とするものである。例えば、分光反射率が異なる複数の既知の被写体のフィルター画像における平均輝度値と、最適な基底数と、の組からなるデータ群を複数有するデータテーブルを予め用意しておく。
具体的には、図4に示すように、予め測定済みの被写体Aの分光反射率を真値とする。そして、被写体Aを撮像して得られた複数のフィルター画像の平均輝度値を求め、最も低い平均輝度値を特定する。さらに、最も低い平均輝度値であったフィルター画像について、全ての基底数における分光反射率を推定し、その推定結果と真値とを比較して、誤差を算出して、当該誤差が閾値以内である基底数のうち、最大の基底数を特定する。
より具体的には、照明光の明るさを変化させながら、上述の処理を複数回実施して、上記の最も低い平均輝度値と最大の基底数とを対応付けたデータの組を得る。さらに、既知である分光反射率のスペクトルがともに異なる被写体A以外の複数の被写体についても、同様の処理を行う。そして、上記の処理から得られる最大の基底数と、最も低い平均輝度値と、を組にした複数のデータ群からなるデータテーブルを作成する。
所定の被写体のフィルター画像の分光反射率を推定する場合には、当該フィルター画像の平均輝度値を算出し、この平均輝度値に基づいて、上記データテーブルを参照して基底数を決定する。そして、この決定した基底数を用いて、複数のフィルター画像を構成する全ての画素について、所定の被写体の分光反射率を求める。そして、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。
つまり、本実施例は、予め用意した上記データテーブルを用いて、決定した基底数をフィルター画像の全ての画素に適用することにより、フィルター画像全体で推定処理を行うものである。
以下、上記の推定処理を行うための構成および詳細な処理内容について説明する。
<Example 1>
Hereinafter, Example 1 is demonstrated using FIGS. 4-6.
In this embodiment, the average luminance value of the filter image is used as an index of the S / N value. For example, a data table having a plurality of data groups each consisting of an average luminance value in a filter image of a plurality of known subjects having different spectral reflectances and an optimum base number is prepared in advance.
Specifically, as shown in FIG. 4, the spectral reflectance of the subject A that has been measured in advance is assumed to be a true value. Then, an average luminance value of a plurality of filter images obtained by imaging the subject A is obtained, and the lowest average luminance value is specified. Furthermore, for the filter image having the lowest average luminance value, spectral reflectances at all base numbers are estimated, the estimation result is compared with the true value, an error is calculated, and the error is within the threshold value. Among the certain base numbers, the maximum base number is specified.
More specifically, the process described above is performed a plurality of times while changing the brightness of the illumination light to obtain a data set in which the lowest average luminance value is associated with the maximum basis number. Further, the same processing is performed for a plurality of subjects other than the subject A having different spectral reflectance spectra. Then, a data table including a plurality of data groups in which the maximum base number obtained from the above processing and the lowest average luminance value are paired is created.
When estimating the spectral reflectance of the filter image of a predetermined subject, the average luminance value of the filter image is calculated, and the basis number is determined with reference to the data table based on the average luminance value. Then, using the determined basis number, the spectral reflectance of a predetermined subject is obtained for all the pixels constituting the plurality of filter images. And the filter image of the wavelength division subdivided rather than the some filter image from the some filter image is estimated.
That is, in the present embodiment, the estimation process is performed on the entire filter image by applying the determined basis number to all the pixels of the filter image using the data table prepared in advance.
Hereinafter, a configuration for performing the above-described estimation process and detailed processing contents will be described.

<推定装置の電気的構成>
本実施例に係る推定装置11の電気的構成について、図5を用いて説明する。
本実施例に係る推定装置11は、図5に示すように、撮像部110と、撮像特徴量取得部111と、第1の算出部121と、第2の算出部122と、スペクトル推定部123と、誤差算出部124と、記憶部125と、推定部131と、制御部141と、を含んで構成されている。
なお、本実施例では、一例として、第2の算出部122と、スペクトル推定部123と、誤差算出部124と、記憶部125と、制御部141とが上記データテーブルを作成するために機能し、撮像部110と、撮像特徴量取得部111と、第1の算出部121と、記憶部125と、推定部131と、制御部141とがフィルター画像の推定のために機能する場合について、以下、説明する。
また、本実施例を含め、実施例4を除く、以下の実施例においては、照明光スペクトルが既知であるとする。
<Electrical configuration of estimation apparatus>
The electrical configuration of the estimation apparatus 11 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the estimation apparatus 11 according to the present embodiment includes an imaging unit 110, an imaging feature amount acquisition unit 111, a first calculation unit 121, a second calculation unit 122, and a spectrum estimation unit 123. And an error calculation unit 124, a storage unit 125, an estimation unit 131, and a control unit 141.
In this embodiment, as an example, the second calculation unit 122, the spectrum estimation unit 123, the error calculation unit 124, the storage unit 125, and the control unit 141 function to create the data table. In the case where the imaging unit 110, the imaging feature quantity acquisition unit 111, the first calculation unit 121, the storage unit 125, the estimation unit 131, and the control unit 141 function for filter image estimation, ,explain.
In addition, in the following examples including the present example and excluding Example 4, it is assumed that the illumination light spectrum is known.

撮像部110は、所定の被写体を撮像することにより、複数のフィルター画像を得る。なお、本実施例では、推定装置11内に撮像部110を備えることを例示したが、フィルター画像を取得する構成は、これに限らない。例えば、推定装置11内に撮像部110を備えることなく、外部の撮像部が撮像したフィルター画像を取得する構成であってもよい。また、例えば、既に、撮像部110が撮像済みのフィルター画像を内部に記憶する推定装置11内の記憶部や外部のサーバから取得する構成であってもよい。   The imaging unit 110 obtains a plurality of filter images by imaging a predetermined subject. In addition, although the present Example illustrated having the imaging part 110 in the estimation apparatus 11, the structure which acquires a filter image is not restricted to this. For example, a configuration may be adopted in which a filter image captured by an external imaging unit is acquired without including the imaging unit 110 in the estimation device 11. In addition, for example, a configuration may be employed in which the imaging unit 110 acquires a filter image that has already been captured from a storage unit in the estimation apparatus 11 that stores the filter image or an external server.

撮像特徴量取得部111は、撮像部110から得られる複数のフィルター画像から複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。   The imaging feature amount acquisition unit 111 acquires the imaging feature amount for each of the plurality of filter images from the plurality of filter images obtained from the imaging unit 110.

第1の算出部121は、撮像特徴量取得部111により取得された撮像特徴量から、所定の被写体の所望の撮像特徴量を算出する。本実施例においては、一例として、撮像特徴量取得部111により取得された輝度値から各フィルター画像の平均輝度値を算出する。そして、算出された各フィルター画像の平均輝度値のうち最も低い平均輝度値を後述する推定部131に出力することを例示できる。   The first calculation unit 121 calculates a desired imaging feature amount of a predetermined subject from the imaging feature amount acquired by the imaging feature amount acquisition unit 111. In this embodiment, as an example, the average luminance value of each filter image is calculated from the luminance value acquired by the imaging feature amount acquisition unit 111. Then, it can be exemplified that the lowest average luminance value among the calculated average luminance values of each filter image is output to the estimation unit 131 described later.

第2の算出部122は、照明光の明るさを変化させ、既知である分光反射率のスペクトルがともに異なる複数の被写体をそれぞれ撮像することにより得られる複数のフィルター画像ごとの平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値を所望の撮像特徴量として算出する。
そして、第2の算出部122は、算出された最も低い平均輝度値を後述する制御部141に出力する。
The second calculation unit 122 changes the brightness of the illumination light, out of the average luminance value for each of the plurality of filter images obtained by imaging a plurality of subjects each having a different spectrum of known spectral reflectance. The lowest average luminance value is calculated as a desired imaging feature amount.
Then, the second calculation unit 122 outputs the calculated lowest average luminance value to the control unit 141 described later.

スペクトル推定部123は、第2の算出部122において、最も低い平均輝度値が算出されたフィルター画像に対して、複数の基底数ごとの分光反射率のスペクトルを推定する。ここで、推定に用いられる基底数は、フィルター数m以下の全ての基底数である。   The spectrum estimation unit 123 estimates the spectrum of spectral reflectance for each of a plurality of base numbers for the filter image for which the lowest average luminance value is calculated by the second calculation unit 122. Here, the basis numbers used for estimation are all the basis numbers less than or equal to the filter number m.

誤差算出部124は、既知である分光反射率のスペクトルと、スペクトル推定部123において推定された複数の基底数ごとの分光反射率のスペクトルと、を対比する。
そして、誤差算出部124は、既知である分光反射率のスペクトルに対して、推定された複数の基底数ごとの分光反射率のスペクトルの誤差を算出して、後述する制御部141に出力する。
The error calculation unit 124 compares the spectrum of the known spectral reflectance with the spectrum of the spectral reflectance for each of the plurality of base numbers estimated by the spectrum estimation unit 123.
Then, the error calculation unit 124 calculates an error of the spectral reflectance spectrum for each of the estimated plurality of base numbers with respect to the known spectral reflectance spectrum, and outputs it to the control unit 141 described later.

制御部141は、本実施例に係る推定装置11の動作を内部に格納された制御プログラムに基づいて制御する。
また、制御部141は、一例として、第2の算出部122により算出された最も低い平均輝度値と、誤差算出部124により算出された誤差のうち、誤差が予め定められた閾値以内である基底数のうちの最も大きい基底数と、を対応づけたデータテーブルを作成し、後述する記憶部125に記憶させる。
なお、上記では、平均輝度値を例示したが、カメラのゲインが取得できる場合には、平均輝度値の代わりに、カメラのゲイン値をS/N値の指標として使用してもよい。この場合には、予めカメラのゲイン値と、最適な基底数と、を対応付けたテーブルを後述する記憶部125に記憶させておくものとする。
The control unit 141 controls the operation of the estimation device 11 according to the present embodiment based on a control program stored therein.
Further, as an example, the control unit 141 includes a base whose error is within a predetermined threshold among the lowest average luminance value calculated by the second calculation unit 122 and the error calculated by the error calculation unit 124. A data table in which the largest base number among the numbers is associated is created and stored in the storage unit 125 described later.
In the above, the average luminance value is exemplified, but when the camera gain can be acquired, the camera gain value may be used as an index of the S / N value instead of the average luminance value. In this case, it is assumed that a table in which the camera gain value and the optimum base number are associated with each other is stored in the storage unit 125 described later.

記憶部125は、所望の撮像特徴量と基底数とを対応付けたデータテーブルを記憶する。なお、本実施例においては、一例として、制御部141が作成したデータテーブルを記憶することを例示できる。また、記憶部125は、分光反射率が既知の被写体の分光反射率のスペクトル情報(スペクトルデータ)を記憶する。
また、本実施例においては、上記のように、推定装置11内に記憶部125を有することを例示したが、データテーブルを記憶する構成は、これに限らない。例えば、推定装置11内に記憶部125を備えることなく、外部のサーバに、上記データテーブルやデータを記憶させる構成であってもよい。
The storage unit 125 stores a data table in which desired imaging feature amounts and basis numbers are associated with each other. In the present embodiment, as an example, storing the data table created by the control unit 141 can be exemplified. The storage unit 125 also stores spectral information (spectral data) of spectral reflectance of a subject whose spectral reflectance is known.
Moreover, in the present Example, although having illustrated having the memory | storage part 125 in the estimation apparatus 11 as mentioned above, the structure which memorize | stores a data table is not restricted to this. For example, the configuration may be such that the data table and data are stored in an external server without providing the storage unit 125 in the estimation device 11.

推定部131は、第1の算出部121において算出された各フィルター画像の平均輝度値のうち最も低い平均輝度値をS/N値の指標として、この平均輝度値に基づいて、記憶部125内のデータテーブルの情報を参照して基底数を決定する。   The estimation unit 131 uses the lowest average luminance value among the average luminance values of the respective filter images calculated by the first calculation unit 121 as an S / N value index, and stores in the storage unit 125 based on the average luminance value. The base number is determined with reference to the information in the data table.

また、推定部131は、推定処理に使用する基底数を決定すると、m枚のフィルター画像の中で対応座標に位置する画素(m枚のフィルター画像において、同一の座標位置にある画素)の画素値を取得し、取得した画素値を入力とし、上記の数7により、基底関数の重み係数を求める。次いで、推定部131は、上記の数2により、分光反射率を基底関数の近似により推定する。さらに、推定部131は、推定された分光反射率を上記の数1に代入して、m枚のフィルター画像の中で対応座標に位置する画素の色信号スペクトルを推定する。そして、推定部131は、複数のフィルター画像を構成する全ての画素について、このような処理を実施することにより、取得した複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像の推定を行う。   Further, when the estimation unit 131 determines the number of bases used for the estimation process, the pixel of the pixel located at the corresponding coordinate in the m filter images (the pixel at the same coordinate position in the m filter images). A value is acquired, and the acquired pixel value is used as an input, and a weighting coefficient of a basis function is obtained by the above equation (7). Next, the estimation unit 131 estimates the spectral reflectance by approximation of the basis function according to Equation 2 above. Further, the estimation unit 131 substitutes the estimated spectral reflectance into the above formula 1, and estimates the color signal spectrum of the pixel located at the corresponding coordinate in the m filter images. And the estimation part 131 estimates the filter image of the wavelength division subdivided rather than the acquired several filter image by implementing such a process about all the pixels which comprise a several filter image. .

<推定装置の処理>
本実施例に係る推定装置11の処理について、図6を用いて説明する。
なお、以下の説明では、説明をより具体的にするために、撮像部110をマルチスペクトルカメラとして例示して、当該マルチスペクトルカメラで撮像したフィルター画像に基づく推定処理を説明する。
<Processing of estimation device>
The process of the estimation apparatus 11 which concerns on a present Example is demonstrated using FIG.
In the following description, in order to make the description more specific, the imaging unit 110 is exemplified as a multispectral camera, and an estimation process based on a filter image captured by the multispectral camera will be described.

まず、図6に示すように、マルチスペクトルカメラによって、フィルター数mに相当するm枚のフィルター画像を取得する(S201)。第1の算出部121は、取得した各フィルター画像の平均輝度値を算出する(S202)。   First, as shown in FIG. 6, m filter images corresponding to the number of filters m are acquired by a multispectral camera (S201). The first calculation unit 121 calculates the average luminance value of each acquired filter image (S202).

制御部141は、m枚のフィルター画像に対して平均輝度値が第1の算出部121により、算出されたか否かを判定し(S203)、算出されていないと判定した場合(S203の「No」)には、次のフィルター画像に対して算出処理を行う。
一方で、制御部141は、m枚のフィルター画像に対して平均輝度値が算出済みであると判定した場合(S203の「Yes」)には、S204に処理を進める。
The control unit 141 determines whether or not the average luminance value is calculated by the first calculation unit 121 for the m filter images (S203), and determines that the average luminance value is not calculated (“No” in S203). ]), A calculation process is performed on the next filter image.
On the other hand, when it is determined that the average luminance value has already been calculated for the m filter images (“Yes” in S203), the control unit 141 advances the process to S204.

S204では、第1の算出部121が、m枚のフィルター画像に対して算出した平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値を決定して、推定部131に出力する。推定部131は、第1の算出部121によって、決定された最も低い平均輝度値に基づいて、推定処理に使用する基底数を決定する。より詳細には、推定部131は、記憶部125に記憶された予め作成済みの最も低い平均輝度値と、推定処理に使用する基底数と、を定義したデータテーブルを参照して基底数を決定する(S204)。   In S <b> 204, the first calculation unit 121 determines the lowest average luminance value among the average luminance values calculated for the m filter images and outputs the determined average luminance value to the estimation unit 131. Based on the lowest average luminance value determined by the first calculation unit 121, the estimation unit 131 determines the base number used for the estimation process. More specifically, the estimation unit 131 determines the number of bases by referring to a data table that defines the lowest average luminance value that has been created in advance stored in the storage unit 125 and the number of bases used for the estimation process. (S204).

また、S204において、基底数を決定した後、推定部131は、m枚のフィルター画像の中で対応座標に位置する画素の画素値を取得する(S205)。そして、推定部131は、取得した画素値を入力とし、上記の数7により、基底関数の重み係数を求め、次いで、上記の数2により分光反射率を基底関数の近似により推定する(S206)。分光反射率の推定後、制御部141は、画像中の全画素値に対して、分光反射率の推定処理が行われたか否かの判定を行う(S207)。そして、制御部141が、全画素値に対して分光反射率の推定処理が行われていないと判断した場合(S207の「No」)には、次の画素値に対して処理を行うため、処理をS204に戻す。
一方で、制御部141が、全画素値に対して、分光反射率の推定処理が行われたと判断した場合(S207の「Yes」)には、分光反射率の推定処理を終了する。
In S204, after determining the base number, the estimation unit 131 acquires the pixel value of the pixel located at the corresponding coordinate in the m filter images (S205). Then, the estimation unit 131 receives the obtained pixel value as an input, obtains the weighting coefficient of the basis function by the above equation 7, and then estimates the spectral reflectance by the approximation of the basis function by the above equation 2 (S206). . After estimating the spectral reflectance, the control unit 141 determines whether or not the spectral reflectance estimation processing has been performed on all pixel values in the image (S207). When the control unit 141 determines that the spectral reflectance estimation process is not performed on all pixel values (“No” in S207), the process is performed on the next pixel value. The process returns to S204.
On the other hand, when the control unit 141 determines that the spectral reflectance estimation process has been performed on all pixel values (“Yes” in S207), the spectral reflectance estimation process ends.

さらに、推定部131は、推定された分光反射率を上記の数1に代入して、m枚のフィルター画像の中で対応座標に位置する画素について、被写体の色信号スペクトルを推定する。そして、推定部131は、画像を構成する全ての画素について、このような処理を実施することにより、取得した複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像の推定を行う。   Further, the estimation unit 131 substitutes the estimated spectral reflectance into the above formula 1, and estimates the color signal spectrum of the subject for the pixel located at the corresponding coordinate in the m filter images. And the estimation part 131 estimates the filter image of the wavelength division subdivided rather than the acquired some filter image by implementing such a process about all the pixels which comprise an image.

以上、説明したように、本実施例に係る推定装置11では、既知の分光反射率のスペクトルと、最も低い平均輝度値を得たフィルター画像において推定した分光反射率のスペクトルと、の誤差が閾値以内である基底数のうち最大の基底数と、各フィルター画像の平均輝度値のうち最も低い平均輝度値と、を対応付けたデータテーブルを使用する。そして、分光反射率のスペクトルが未知の被写体に対する複数のフィルター画像の平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値に対して、上記データテーブルを参照して、フィルター画像の推定に用いる基底数を決定する。
したがって、本実施例に係る推定装置11によれば、S/N値とフィルター画像の推定品質との関係を利用して、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像の平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値をデータテーブルと照合することによって、簡便な方法で、最適な基底数を自動的に決定することができる。
As described above, in the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, an error between the spectrum of the known spectral reflectance and the spectrum of the spectral reflectance estimated in the filter image that has obtained the lowest average luminance value is a threshold value. A data table is used in which the maximum base number among the base numbers that are within is associated with the lowest average brightness value among the average brightness values of each filter image. Then, for the lowest average luminance value among the average luminance values of the plurality of filter images with respect to the subject whose spectral reflectance spectrum is unknown, the base number used for estimation of the filter image is determined with reference to the data table. To do.
Therefore, according to the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, the average luminance value of a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject using the relationship between the S / N value and the estimated quality of the filter image. By comparing the lowest average luminance value with the data table, the optimum base number can be automatically determined by a simple method.

また、本実施例に係る推定装置11では、フィルター画像のS/N値の指標として、平均輝度値を用いている。さらに、本実施例に係る推定装置11では、各フィルター画像の平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値と、当該最も低い平均輝度値を得たフィルター画像において既知の分光反射率のスペクトルと複数の基底数ごとの分光反射率のスペクトルとの誤差が所定の閾値以内である基底数のうち最大の基底数と、の組み合わせで最適な基底数を決定する。
つまり、本実施例に係る推定装置11では、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像の平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値に対応するデータテーブル上の平均輝度値から基底数を決定し、フィルター画像の推定を行う。
これにより、全てのフィルター画像の推定処理において、図1に示す推定結果に破綻を招くような事態を防止することができる。
また、推定装置11では、データテーブル上の基底数を、既知の分光反射率のスペクトルと複数の基底数ごとの分光反射率のスペクトルとの誤差が、所定の閾値以内である基底数のうち最大の基底数とする。これにより、フィルター画像の推定誤差を最小とすることができる。
したがって、本実施例に係る推定装置11によれば、平均輝度値の値に関わらず、推定誤差が最小となるフィルター画像の推定を行うことができ、ひいては、フィルター画像の推定品質の向上を図ることができる。
Moreover, in the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, the average luminance value is used as an index of the S / N value of the filter image. Furthermore, in the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, among the average luminance values of each filter image, the lowest average luminance value, the spectrum of the known spectral reflectance in the filter image that obtained the lowest average luminance value, and a plurality The optimum base number is determined by a combination with the maximum base number among the base numbers whose error from the spectral reflectance spectrum for each base number is within a predetermined threshold.
That is, in the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, the basis is calculated from the average luminance value on the data table corresponding to the lowest average luminance value among the average luminance values of the plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject. Determine the number and estimate the filter image.
Thereby, it is possible to prevent a situation in which the estimation result shown in FIG.
Further, in the estimation device 11, the basis number on the data table is set to the maximum of the basis numbers whose error between the spectrum of the known spectral reflectance and the spectrum of the spectral reflectance for each of the plurality of basis numbers is within a predetermined threshold. The base number of. Thereby, the estimation error of the filter image can be minimized.
Therefore, according to the estimation apparatus 11 according to the present embodiment, it is possible to estimate a filter image that minimizes the estimation error regardless of the value of the average luminance value, and consequently improve the estimation quality of the filter image. be able to.

<実施例2>
以下、図7および図8を用いて、実施例2について説明する。
なお、本実施例は、フィルター画像を構成する全ての画素について、個別に、分光反射率を推定し、フィルター画像の推定を行うものである。また、当該分光反射率の推定時には、全ての基底数を使用して分光反射率の推定を行うとともに、推定結果としての分光反射率のスペクトルが所定の条件を満たす基底数を各画素の最適な基底数とする。そして、撮像することにより得られた複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像の推定を行うものである。
以下、上記の推定処理を行うための構成および詳細な処理内容について説明する。
<Example 2>
Hereinafter, Example 2 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
In this embodiment, the spectral reflectance is individually estimated for all the pixels constituting the filter image, and the filter image is estimated. In addition, when estimating the spectral reflectance, spectral reflectance is estimated using all the base numbers, and the base number satisfying a predetermined condition for the spectrum of the spectral reflectance as an estimation result is set to an optimum value for each pixel. Let it be a base number. And the filter image of the wavelength division subdivided rather than the some filter image obtained by imaging is estimated.
Hereinafter, a configuration for performing the above-described estimation process and detailed processing contents will be described.

<推定装置の電気的構成>
本実施例に係る推定装置12の電気的構成について、図7を用いて説明する。
本実施例に係る推定装置12は、図7に示すように、撮像部110と、撮像特徴量取得部112と、記憶部126と、推定部132と、制御部142とを含んで構成されている。
<Electrical configuration of estimation apparatus>
The electrical configuration of the estimation device 12 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As illustrated in FIG. 7, the estimation device 12 according to the present embodiment includes an imaging unit 110, an imaging feature amount acquisition unit 112, a storage unit 126, an estimation unit 132, and a control unit 142. Yes.

撮像特徴量取得部112は、撮像部110により得られる複数のフィルター画像から複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。本実施例では、撮像特徴量として、複数のフィルター画像を構成する全ての画素の画素値を取得することを例示することができる。   The imaging feature amount acquisition unit 112 acquires imaging feature amounts for each of the plurality of filter images from the plurality of filter images obtained by the imaging unit 110. In the present embodiment, acquisition of pixel values of all pixels constituting a plurality of filter images can be exemplified as the imaging feature amount.

制御部142は、本実施例に係る推定装置12の動作を内部に格納された制御プログラムに基づいて制御する。
また、一例として、制御部142は、後述する推定部132が基底数を決定するため閾値を記憶部126から読み出して、推定部132に出力する。また、制御部142は、後述する推定装置12の処理において、基底数の初期設定および基底数の更新処理を行う。さらに、制御部142は、所定の条件を満たす推定された複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率を推定部132から入力し、これを画素情報とともに、後述する記憶部126に記憶させる。
The control part 142 controls operation | movement of the estimation apparatus 12 which concerns on a present Example based on the control program stored inside.
Further, as an example, the control unit 142 reads out a threshold value from the storage unit 126 and outputs the threshold value to the estimation unit 132 so that the estimation unit 132 described later determines the base number. In addition, the control unit 142 performs initial setting of the base number and update processing of the base number in the processing of the estimation device 12 described later. Furthermore, the control unit 142 inputs the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinates in the plurality of estimated filter images satisfying the predetermined condition from the estimation unit 132, and stores this together with the pixel information, the storage unit 126 described later. Remember me.

記憶部126は、後述する推定部132が、基底数を決定するための閾値を記憶する。また、記憶部126は、所定の条件を満たす推定された複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率を画素情報とともに記憶する。   The storage unit 126 stores a threshold used by the estimation unit 132 to be described later to determine the basis number. In addition, the storage unit 126 stores the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinate in the plurality of estimated filter images satisfying the predetermined condition together with the pixel information.

推定部132は、撮像特徴量取得部112が取得した複数のフィルター画像を構成する全ての画素について、複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の画素値を順次取得する。そして、推定部132は、取得した画素値を入力とし、フィルター数m以下の全ての基底数について、分光反射率の推定を行う。また、推定部132は、推定された複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率のスペクトルに対して、ノイズ除去処理を行った後に、所定の条件を満たす基底数を用いて推定された画素ごとの分光反射率により、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。   The estimation unit 132 sequentially acquires pixel values of pixels located at corresponding coordinates in the plurality of filter images for all the pixels constituting the plurality of filter images acquired by the imaging feature amount acquisition unit 112. Then, the estimation unit 132 receives the acquired pixel value as input, and estimates the spectral reflectance for all the base numbers less than or equal to the filter number m. In addition, the estimation unit 132 performs a noise removal process on the spectrum of the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinate in the plurality of estimated filter images, and then uses a basis number that satisfies a predetermined condition. Based on the estimated spectral reflectance for each pixel, a filter image of a wavelength section subdivided from the plurality of filter images is estimated from the plurality of filter images.

なお、本実施例においては、一例として、推定部132は、取得した画素値を入力とし、フィルター数m以下の全ての基底数について、上記の数7により、基底関数の重み係数を求める。次いで、推定部132は、上記の数2により分光反射率を基底関数の近似により推定する。そして、推定部132は、推定された分光反射率のスペクトルに対して、ノイズ除去処理後の分光反射率のスペクトルが所定の条件を満たす画素ごとの分光反射率を画素と対応付けて制御部142に出力する。また、推定部132は、記憶部126に記憶された画素ごとの分光反射率に基づいて、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定することを例示できる。
なお、ここで、所定の条件とは、一例として、複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率のスペクトルが予め定めた閾値と、微分演算により求められた微分値との関係において、その微分値が第1の閾値を超えた回数が所定回数以下、あるいは微分値の総和が予め定められた第2の閾値を超えないことをいう。そして、この所定の条件を満足する分光反射率のスペクトルの推定に用いられた基底数を最適な基底数とする。
また、所定の条件を満たす基底数が複数ある場合には、より大きい基底数による推定結果を用いることが好ましい。
In this embodiment, as an example, the estimation unit 132 uses the acquired pixel value as an input, and obtains the weighting coefficient of the basis function using the above equation 7 for all the basis numbers less than or equal to the filter number m. Next, the estimation unit 132 estimates the spectral reflectance by the approximation of the basis function according to the above formula 2. Then, the estimation unit 132 associates the spectral reflectance of each pixel that satisfies the predetermined condition of the spectral reflectance spectrum after the noise removal processing with respect to the estimated spectral reflectance spectrum. Output to. Further, the estimation unit 132 estimates, based on the spectral reflectance for each pixel stored in the storage unit 126, a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images. Can be illustrated.
Here, the predetermined condition is, for example, a relationship between a threshold value determined in advance by the spectral reflectance spectrum of a pixel located at a corresponding coordinate in a plurality of filter images and a differential value obtained by differential operation. The number of times that the differential value exceeds the first threshold is equal to or less than the predetermined number, or the sum of the differential values does not exceed a predetermined second threshold. Then, the basis number used for estimating the spectrum of the spectral reflectance that satisfies the predetermined condition is set as the optimum basis number.
In addition, when there are a plurality of base numbers that satisfy a predetermined condition, it is preferable to use an estimation result based on a larger base number.

<推定装置の処理>
本実施例に係る推定装置12の処理について、図8を用いて説明する。
なお、以下の説明では、説明をより具体的にするために、撮像部110をマルチスペクトルカメラとして例示して、当該マルチスペクトルカメラで撮像したフィルター画像に基づく推定処理を説明する。
<Processing of estimation device>
The process of the estimation apparatus 12 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the following description, in order to make the description more specific, the imaging unit 110 is exemplified as a multispectral camera, and an estimation process based on a filter image captured by the multispectral camera will be described.

図8に示すように、まず、制御部142は、マルチスペクトルカメラのフィルター数に基づき推定に使用する基底数を決定する(S301)。ここで、マルチスペクトルカメラのフィルター数をmとすると、基底数には、m以下の値mが設定される。 As shown in FIG. 8, first, the control unit 142 determines the number of bases used for estimation based on the number of filters of the multispectral camera (S301). Here, if the number of filters of the multispectral camera is m, a value m s less than or equal to m is set as the base number.

次に、所定の被写体を撮像することにより得られるm枚のマルチスペクトル画像(複数のフィルター画像)を取得する(S302)。推定部132は、撮像特徴量取得部112により取得されたm枚のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の画素値を取得する(S303)。そして、推定部132は、S303において取得した画素値を入力とし、S301において決定した基底数を用いて、取得されたm枚のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率の推定を行う(S304)。   Next, m multispectral images (a plurality of filter images) obtained by imaging a predetermined subject are acquired (S302). The estimation unit 132 acquires the pixel value of the pixel located at the corresponding coordinate in the m filter images acquired by the imaging feature amount acquisition unit 112 (S303). Then, the estimation unit 132 uses the pixel value acquired in S303 as an input, and uses the basis number determined in S301 to estimate the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinate in the acquired m filter images. Perform (S304).

そして、推定部132は、分光反射率が推定されたフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率のスペクトルに対して、2次微分を行い、この2次微分値の総和を算出する(S305)。次いで、制御部142は、その総和が、記憶部126に予め記憶されている閾値を超えたか否かを判定し(S306)、その総和が閾値を超える場合(S306の「Yes」)には、推定結果に誤差が多いものと判断する。また、このとき、制御部142は、推定に使用する基底数をm−1に更新する(S307)。 Then, the estimation unit 132 performs secondary differentiation on the spectrum of the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinate in the filter image where the spectral reflectance is estimated, and calculates the sum of the secondary differential values. (S305). Next, the control unit 142 determines whether the sum exceeds a threshold value stored in advance in the storage unit 126 (S306). If the sum exceeds the threshold value ("Yes" in S306), Judge that there are many errors in the estimation results. At this time, the control unit 142 updates the base number used for estimation to m s −1 (S307).

一方で、制御部142は、2次微分値の総和が閾値を超えない場合(S306の「No」)には、推定結果に誤差が少ないと判断し、フィルター画像内の対応座標に位置する画素に対する最終推定結果として、その推定された分光反射率を画素情報と対応付けて記憶部126に記憶する。そして、制御部142は、画像中の全画素に対して分光反射率の推定処理が行われたか否かの判定を行う(S308)。制御部142は、全画素に対して分光反射率の推定処理が行われていないと判断した場合(S308の「No」)には、処理をS303に戻し、次の画素に対して処理を行う。   On the other hand, when the sum of the secondary differential values does not exceed the threshold value (“No” in S306), the control unit 142 determines that the estimation result has little error, and the pixel located at the corresponding coordinate in the filter image As the final estimation result, the estimated spectral reflectance is stored in the storage unit 126 in association with the pixel information. Then, the control unit 142 determines whether or not the spectral reflectance estimation processing has been performed on all the pixels in the image (S308). If the control unit 142 determines that spectral reflectance estimation processing has not been performed for all pixels (“No” in S308), the control unit 142 returns the processing to S303 and performs processing for the next pixel. .

一方、制御部142は、全画素に対して分光反射率の推定処理が行われていると判断した場合(S308の「Yes」)には、記憶部126に記憶されている画素ごとに、推定された分光反射率から当該画素に対する被写体の色信号スペクトルを推定する。そして、画像を構成する全ての画素について、この処理を実施することにより、取得したフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定して処理を終了する。
なお、上記では、ノイズ除去処理に2次微分を用いることを示したが、本来のスペクトルに影響を与えず、不要なノイズのみを除去できる方法であれば、これに限るものではない。
On the other hand, if the control unit 142 determines that spectral reflectance estimation processing has been performed for all pixels (“Yes” in S308), the control unit 142 estimates each pixel stored in the storage unit 126. The color signal spectrum of the subject for the pixel is estimated from the spectral reflectance obtained. Then, by executing this process for all the pixels constituting the image, the filter image of the wavelength segment subdivided from the acquired filter image is estimated, and the process ends.
In the above description, the second-order differentiation is used for the noise removal processing. However, the present invention is not limited to this as long as the method can remove only unnecessary noise without affecting the original spectrum.

また、本実施例では、複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率のスペクトルの微分値の総和が第2の閾値を超えないことを所定の条件として最適な基底数を得る方法を例示した。しかしながら、これに代えて、複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の分光反射率のスペクトルの微分値が第1の閾値を超えた回数が、所定回数以下であることを所定の条件として最適な基底数を得るようにしてもよい。   Further, in this embodiment, an optimal basis number is obtained on the condition that the sum of the differential values of spectral reflectance spectra of pixels located at corresponding coordinates in a plurality of filter images does not exceed the second threshold value. The method was illustrated. However, instead of this, the predetermined condition is that the number of times that the differential value of the spectrum of the spectral reflectance of the pixel located at the corresponding coordinate in the plurality of filter images exceeds the first threshold is equal to or less than the predetermined number of times. An optimum basis number may be obtained.

以上、説明したように、本実施例に係る推定装置12では、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像を構成する全ての画素について、複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の画素値を順次取得する。そして、取得した画素値を入力とし、フィルター数m以下の全ての基底数について、分光反射率の推定を行う。また、推定された分光反射率のスペクトルに対して、ノイズ除去処理後の分光反射率のスペクトルが所定の条件を満たす、分光反射率のスペクトル推定時における基底数を画素ごとに決定し、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。つまり、フィルター画像を構成する画素ごとに、最適な基底数を決定し、フィルター画像の推定を行う。
したがって、本実施例に係る推定装置12によれば、S/N値とフィルター画像の推定品質との関係に基づき、画素ごとに推定された分光反射率のスペクトルを評価する。これにより、直接的にフィルター画像の推定品質を評価して、画素ごとの最適な基底数を決定することができる。そのため、フィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像の推定に関する推定品質の向上を図ることができる。
As described above, in the estimation apparatus 12 according to the present embodiment, all pixels constituting a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject are located at corresponding coordinates in the plurality of filter images. The pixel values of the pixels are acquired sequentially. Then, using the acquired pixel value as an input, spectral reflectance is estimated for all the base numbers less than or equal to the filter number m. Further, with respect to the estimated spectral reflectance spectrum, the spectrum reflectance spectrum after the noise removal process satisfies a predetermined condition, and determines the number of bases for spectral reflectance spectrum estimation for each pixel. From the filter image, a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images is estimated. That is, the optimal base number is determined for each pixel constituting the filter image, and the filter image is estimated.
Therefore, according to the estimation apparatus 12 according to the present embodiment, the spectrum of the spectral reflectance estimated for each pixel is evaluated based on the relationship between the S / N value and the estimated quality of the filter image. Thereby, it is possible to directly evaluate the estimated quality of the filter image and determine the optimum base number for each pixel. Therefore, it is possible to improve the estimation quality related to the estimation of the filter image of the wavelength segment subdivided than the filter image.

また、本実施例に係る推定装置12によれば、制御部142が、推定された複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素における分光反射率のスペクトルに対して、ノイズ除去処理後の分光反射率のスペクトルが所定の条件を満たすか否かにより、フィルター画像の推定結果の誤差の大小を判定し、最適な基底数を決定している。つまり、フィルター画像の推定誤差を撮像された複数のフィルター画像のS/N値の指標としている。このため、フィルター画像の推定に関し、適切な指標でフィルター画像の推定品質を評価することができる。   Further, according to the estimation device 12 according to the present embodiment, the control unit 142 performs spectral processing after noise removal processing on the spectral reflectance spectrum of the pixels located at the corresponding coordinates in the plurality of estimated filter images. Depending on whether or not the reflectance spectrum satisfies a predetermined condition, the magnitude of the error in the estimation result of the filter image is determined, and the optimum basis number is determined. That is, the estimation error of the filter image is used as an index of the S / N value of a plurality of captured filter images. For this reason, regarding the estimation of the filter image, the estimated quality of the filter image can be evaluated with an appropriate index.

<実施例3>
以下、図9から図11を用いて、実施例3について説明する。
なお、本実施例は、図9に例示するように、分光反射率が既知の被写体(図中の参照体B)と、所定の被写体(図中の被写体)と、を同時に撮像して、複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。また、取得した既知の被写体の画素値を用いて、所定の被写体の分光反射率を推定する。そして、推定した分光反射率のスペクトルと既知の分光反射率のスペクトルとの誤差から基底数を決定し、この基底値を用いて、画像全体で推定処理を行うものである。
以下、上記の推定処理を行うための構成および詳細な処理内容について説明する。
<Example 3>
Hereinafter, Example 3 is demonstrated using FIGS. 9-11.
In this embodiment, as illustrated in FIG. 9, a subject with a known spectral reflectance (reference body B in the figure) and a predetermined subject (subject in the figure) are imaged simultaneously, The imaging feature amount for each filter image is acquired. Further, the spectral reflectance of a predetermined subject is estimated using the acquired pixel value of the known subject. The basis number is determined from the error between the estimated spectral reflectance spectrum and the known spectral reflectance spectrum, and estimation processing is performed on the entire image using this basis value.
Hereinafter, a configuration for performing the above-described estimation process and detailed processing contents will be described.

<推定装置の電気的構成>
本実施例に係る推定装置13の電気的構成について、図10を用いて説明する。
本実施例に係る推定装置13は、図10に示すように、撮像部110Aと、撮像特徴量取得部113と、分光反射率推定部127と、記憶部128と、誤差算出部129と、推定部133と、制御部143とを含んで構成されている。
<Electrical configuration of estimation apparatus>
The electrical configuration of the estimation device 13 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the estimation apparatus 13 according to the present embodiment includes an imaging unit 110A, an imaging feature amount acquisition unit 113, a spectral reflectance estimation unit 127, a storage unit 128, an error calculation unit 129, and an estimation. The unit 133 and the control unit 143 are included.

撮像部110Aは、分光反射率が既知の被写体と所定の被写体とを同時に撮像することにより、複数のフィルター画像を得る。
撮像特徴量取得部113は、撮像部110Aによって撮像された複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。ここで、撮像特徴量としては、分光反射率が既知の被写体を撮像することにより得られる画素の画素値を例示することができる。
The imaging unit 110A obtains a plurality of filter images by simultaneously imaging a subject with a known spectral reflectance and a predetermined subject.
The imaging feature amount acquisition unit 113 acquires the imaging feature amount for each of the plurality of filter images captured by the imaging unit 110A. Here, as the imaging feature amount, a pixel value of a pixel obtained by imaging a subject with a known spectral reflectance can be exemplified.

分光反射率推定部127は、撮像特徴量取得部113によって取得した複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量に基づいて、所定の被写体の分光反射率を推定する。
本実施例では、一例として、分光反射率推定部127が、分光反射率が既知の被写体(参照体B)のフィルター画像から画素値を取得し、基底数をフィルター数m以下の値mに設定して、設定した全ての基底数に対して、分光反射率を推定することを例示できる(図9参照)。なお、分光反射率の推定方法は、実施例1または実施例2と同様である。
The spectral reflectance estimation unit 127 estimates the spectral reflectance of a predetermined subject based on the imaging feature amount for each of the plurality of filter images acquired by the imaging feature amount acquisition unit 113.
In the present embodiment, as an example, the spectral reflectance estimation unit 127 acquires a pixel value from a filter image of a subject (reference body B) having a known spectral reflectance, and sets the basis number to a value ms that is equal to or less than the filter number m. Setting and estimating the spectral reflectance for all the set base numbers can be exemplified (see FIG. 9). Note that the spectral reflectance estimation method is the same as that in the first or second embodiment.

記憶部128は、分光反射率が既知の被写体の分光反射率のスペクトル情報や分光反射率推定部127における推定処理に使用するm個の基底数を記憶している。また、後述する誤差算出部129が算出する誤差を記憶する。 Storage unit 128, the spectral reflectance are storing m s number the number of the base to be used in the estimation process in the spectral information or spectral reflectance estimation unit 127 of the spectral reflectance of a known object. Further, an error calculated by an error calculation unit 129 described later is stored.

誤差算出部129は、分光反射率推定部127において、推定された分光反射率のスペクトルと、既知の分光反射率のスペクトルと、の差分から誤差を算出する。
本実施例では、一例として、制御部143を介して、記憶部128から既知の分光反射率のスペクトル情報を取得し、取得した分光反射率のスペクトル情報と、分光反射率推定部127により推定された分光反射率のスペクトルと、の差分を誤差として算出する(図9参照)。
The error calculation unit 129 calculates an error from the difference between the spectrum of the spectral reflectance estimated by the spectral reflectance estimation unit 127 and the spectrum of the known spectral reflectance.
In the present embodiment, as an example, spectral information of known spectral reflectance is acquired from the storage unit 128 via the control unit 143, and the acquired spectral information of spectral reflectance and the spectral reflectance estimation unit 127 are estimated. The difference between the measured spectral reflectance spectrum and the spectrum is calculated as an error (see FIG. 9).

推定部133は、後述する制御部143が決定した基底数により、所定の被写体における画像全体の分光反射率を推定することにより、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。なお、フィルター画像の推定方法は、実施例1または実施例2と同様である。   The estimation unit 133 subdivides the plurality of filter images from the plurality of filter images by estimating the spectral reflectance of the entire image of the predetermined subject based on the basis number determined by the control unit 143 described later. Estimate the filter image of the wavelength section. Note that the filter image estimation method is the same as in the first or second embodiment.

制御部143は、本実施例に係る推定装置13の動作を内部に格納された制御プログラムに基づいて制御する。
また、本実施例では、一例として、分光反射率推定部127が使用するm個の基底数を記憶部128からその数の大きい順に読み出し、分光反射率推定部127に出力することにより、分光反射率推定部127において推定に用いる基底数を設定する。また、制御部143は、既知の分光反射率のスペクトル情報を記憶部128から読み出して、誤差算出部129に出力する。さらに、制御部143は、誤差算出部129が算出した誤差から、その誤差が最小となる基底数を決定して、推定部133に出力する。
The control unit 143 controls the operation of the estimation device 13 according to the present embodiment based on a control program stored therein.
Further, in this embodiment, as an example, it reads from the m s-number of base number storage unit 128 to use the spectral reflectance estimating section 127 in descending order of their numbers, by outputting the spectral reflectance estimation unit 127, spectral The reflectance estimation unit 127 sets the number of bases used for estimation. In addition, the control unit 143 reads out spectral information of known spectral reflectance from the storage unit 128 and outputs it to the error calculation unit 129. Further, the control unit 143 determines the basis number that minimizes the error from the errors calculated by the error calculation unit 129 and outputs the basis number to the estimation unit 133.

<推定装置の処理>
本実施例に係る推定装置13の処理について、図11を用いて説明する。
なお、以下の説明では、説明をより具体的にするために、撮像部110Aをマルチスペクトルカメラとして例示して、当該マルチスペクトルカメラで撮像したフィルター画像に基づく推定処理を説明する。
<Processing of estimation device>
Processing of the estimation device 13 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the following description, in order to make the description more specific, the imaging unit 110A is exemplified as a multispectral camera, and an estimation process based on a filter image captured by the multispectral camera will be described.

まず、制御部143は、マルチスペクトルカメラのフィルター数に基づき分光反射率推定部127が推定に使用する基底数を決定する(S401)。ここで、マルチスペクトルカメラのフィルター数をmとすると、基底数には、m以下の値mが設定される。 First, the control unit 143 determines the number of bases used by the spectral reflectance estimation unit 127 for estimation based on the number of filters of the multispectral camera (S401). Here, if the number of filters of the multispectral camera is m, a value m s less than or equal to m is set as the base number.

次に、マルチスペクトルカメラが、分光反射率が既知の被写体と、所定の被写体と、を撮像してm枚のマルチスペクトル画像(複数のフィルター画像)を取得する(S402)。撮像特徴量取得部113は、マルチスペクトルカメラによって取得された複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。(S403)。   Next, the multispectral camera captures a subject with a known spectral reflectance and a predetermined subject to obtain m multispectral images (a plurality of filter images) (S402). The imaging feature amount acquisition unit 113 acquires the imaging feature amount for each of the plurality of filter images acquired by the multispectral camera. (S403).

分光反射率推定部127は、分光反射率が既知の被写体のフィルター画像から画素値を取得して、制御部143により設定された基底数に対して、分光反射率を推定する(S404)。   The spectral reflectance estimation unit 127 acquires a pixel value from the filter image of the subject whose spectral reflectance is known, and estimates the spectral reflectance with respect to the basis number set by the control unit 143 (S404).

誤差算出部129は、制御部143を介して、記憶部128から既知の分光反射率のスペクトル情報を取得する。そして、誤差算出部129は、取得した分光反射率のスペクトル情報と、分光反射率推定部127によって推定された分光反射率のスペクトルと、の差分を誤差として算出して、制御部143に出力する(S405)。   The error calculation unit 129 acquires the spectral information of the known spectral reflectance from the storage unit 128 via the control unit 143. Then, the error calculation unit 129 calculates a difference between the acquired spectral information of the spectral reflectance and the spectral reflectance spectrum estimated by the spectral reflectance estimation unit 127 as an error, and outputs the difference to the control unit 143. (S405).

制御部143は、誤差算出部129から入力された誤差がこれまでに誤差算出部129から入力した誤差よりも小さいか否かを判定する(S406)。そして、小さいと判定した場合(S406の「Yes」)には、記憶部128に記憶している誤差を書き換えるとともに、制御部143により設定された全ての基底数に対して、分光反射率の推定が完了したか否かを判断する(S408)。   The control unit 143 determines whether or not the error input from the error calculation unit 129 is smaller than the errors input from the error calculation unit 129 so far (S406). If it is determined that the value is small (“Yes” in S406), the error stored in the storage unit 128 is rewritten and the spectral reflectance is estimated for all the base numbers set by the control unit 143. It is determined whether or not is completed (S408).

一方で、制御部143は、誤差算出部129から入力した誤差がこれまでに誤差算出部129から入力した誤差よりも大きいと判定した場合(S406の「No」)には、基底数を更新して(S407)、処理をS404に戻す。   On the other hand, when the control unit 143 determines that the error input from the error calculation unit 129 is larger than the error input from the error calculation unit 129 so far (“No” in S406), the control unit 143 updates the basis number. (S407), and the process returns to S404.

また、S408において、制御部143が、制御部143により設定された全ての基底数に対して、分光反射率の推定を完了していないと判断した場合(S408の「No」)には、基底数をmからm−1に更新して(S407)、処理をS404に戻す。
一方で、制御部143により設定された全ての基底数に対して、分光反射率の推定が完了していると判断した場合(S408の「Yes」)には、制御部143は、記憶部128に記憶されている誤差から基底数を決定し、決定した基底数を推定部133に出力して処理を終了する。
In S408, if the control unit 143 determines that the spectral reflectance estimation has not been completed for all the base numbers set by the control unit 143 ("No" in S408), the base is determined. The number is updated from m to m-1 (S407), and the process returns to S404.
On the other hand, when it is determined that the estimation of the spectral reflectance has been completed for all the base numbers set by the control unit 143 (“Yes” in S408), the control unit 143 stores the storage unit 128. The base number is determined from the error stored in, and the determined base number is output to the estimation unit 133 and the process is terminated.

推定部133は、制御部143から入力された基底数に基づいて、実施例1と同様の方法で、取得した複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。   Based on the basis number input from the control unit 143, the estimation unit 133 uses the same method as in the first embodiment to filter the wavelength division filters subdivided from the plurality of filter images. Estimate the image.

以上、説明したように、本実施例に係る推定装置13では、撮像特徴量取得部113は、分光反射率が既知の被写体と所定の被写体とを同時に撮像することにより得られる複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する。そして、取得した既知の被写体の画素値を用いて、制御部143により設定された全ての基底数について、分光反射率推定部127が所定の被写体の分光反射率を推定する。さらに、誤差算出部129が、推定された分光反射率のスペクトルと既知の分光反射率のスペクトルとの差分から誤差を算出し、制御部143が、誤差が最小となる基底数を決定する。さらに、推定部133が、決定した基底数に基づいて、所定の被写体の分光反射率を推定して、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。
そのため、本実施例に係る推定装置13によれば、S/N値とフィルター画像の推定品質との関係に基づき、推定された分光反射率のスペクトルを評価する。これにより、直接的にフィルター画像の推定品質を評価して、最適な基底数を決定することができる。
As described above, in the estimation apparatus 13 according to the present embodiment, the imaging feature amount acquisition unit 113 performs imaging for each of a plurality of filter images obtained by simultaneously imaging a subject with a known spectral reflectance and a predetermined subject. The imaging feature amount of is acquired. Then, the spectral reflectance estimation unit 127 estimates the spectral reflectance of a predetermined subject for all the base numbers set by the control unit 143 using the acquired pixel values of the known subject. Further, the error calculation unit 129 calculates an error from the difference between the estimated spectral reflectance spectrum and the known spectral reflectance spectrum, and the control unit 143 determines the base number that minimizes the error. Further, the estimation unit 133 estimates the spectral reflectance of a predetermined subject based on the determined basis number, and from the plurality of filter images, filter images of wavelength sections that are subdivided from the plurality of filter images. presume.
Therefore, according to the estimation apparatus 13 according to the present embodiment, the spectrum of the estimated spectral reflectance is evaluated based on the relationship between the S / N value and the estimated quality of the filter image. Thereby, the estimated quality of the filter image can be directly evaluated to determine the optimum basis number.

また、本実施例に係る推定装置13によれば、取得した既知の被写体の画素値を用いて、推定された分光反射率のスペクトルと既知の分光反射率のスペクトルとの差分である推定結果の誤差の大小を判定し、最適な基底数を決定している。
つまり、推定誤差を撮像された複数のフィルター画像のS/N値の指標としている。このため、フィルター画像の推定に関し、適切な指標で推定品質を評価することができる。
In addition, according to the estimation device 13 according to the present embodiment, the estimation result that is a difference between the spectrum of the estimated spectral reflectance and the spectrum of the known spectral reflectance is obtained using the acquired pixel value of the known subject. The optimum basis number is determined by determining the magnitude of the error.
That is, the estimation error is used as an index of the S / N value of a plurality of filter images taken. For this reason, regarding the estimation of the filter image, the estimation quality can be evaluated with an appropriate index.

<実施例4>
上述の実施例1から実施例3では、照明光スペクトルを既知として、分光反射率を推定することにより、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する手法について述べた。
本実施例では、分光反射率を既知として、照明光スペクトルを推定することにより、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。
<Example 4>
In the above-described first to third embodiments, the illumination light spectrum is assumed to be known, and the spectral reflectance is estimated, so that the filter images of the wavelength segments subdivided from the plurality of filter images are subdivided from the plurality of filter images. The estimation method was described.
In this embodiment, the spectral reflectance is known and the illumination light spectrum is estimated, so that a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images is estimated from the plurality of filter images.

具体的には、数2、数4を以下の数8、数9とし、任意の画素値を得て、照明光スペクトルの基底関数の重み係数を求める。そして、照明光スペクトルの基底関数の重み係数を数8に代入して照明光スペクトルを基底関数で近似して、照明光スペクトルを推定する。さらに、推定された照明光スペクトルを数1に代入して、任意の画素における色信号スペクトルを推定し、これらの処理を全ての画素について行うことにより、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する。   Specifically, Equations 2 and 4 are changed to Equations 8 and 9 below to obtain arbitrary pixel values, and the weighting coefficient of the basis function of the illumination light spectrum is obtained. Then, the illumination light spectrum is estimated by substituting the weighting coefficient of the basis function of the illumination light spectrum into Equation 8 and approximating the illumination light spectrum with the basis function. Furthermore, by substituting the estimated illumination light spectrum into Equation 1 to estimate the color signal spectrum at an arbitrary pixel and performing these processes for all the pixels, a plurality of filter images can be obtained from the plurality of filter images. The filter image of the wavelength division subdivided more is estimated.

以上、本実施例によれば、分光反射率を既知とし、照明光スペクトルを推定することにより、実施例1〜実施例3と同様に、複数のフィルター画像から、その複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を高い推定品質で推定することができる。   As described above, according to the present embodiment, the spectral reflectance is assumed to be known, and the illumination light spectrum is estimated. It is possible to estimate the filtered image of the wavelength division with high estimation quality.

なお、実施形態から実施例に至る上述の記載においては、複数のフィルター画像を被写体から撮像部に入射する近紫外から近赤外の光を分光して得られる異なる波長バンドからなる画像として説明したが、複数のフィルター画像は、被写体から撮像部に入射する近紫外から近赤外の光を分光して得られる異なる周波数バンドからなる画像であってもよい。   In the above description from the embodiments to the examples, the plurality of filter images have been described as images having different wavelength bands obtained by spectrally separating light from near ultraviolet to near infrared incident from the subject to the imaging unit. However, the plurality of filter images may be images composed of different frequency bands obtained by spectrally separating near-ultraviolet to near-infrared light incident on the imaging unit from the subject.

なお、推定装置の処理をコンピュータシステムが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを推定装置に読み込ませ、実行することによって本発明の推定装置を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺装置等のハードウェアを含む。   Note that the estimation apparatus of the present invention can be realized by recording the processing of the estimation apparatus on a recording medium readable by a computer system, causing the estimation apparatus to read and execute a program recorded on the recording medium. The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、WWW(World Wide Web)システムを利用している場合であれば、ホームページの提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。   Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW (World Wide Web) system is used. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

以上、この発明の実施形態および実施例につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態あるいは実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments or examples, and the scope of the present invention is not deviated. Design etc. are also included.

10〜13;推定装置
110、110A;撮像部
111〜113;撮像特徴量取得部
121;第1の算出部
122;第2の算出部
123;スペクトル推定部
124;誤差算出部
125、126、128;記憶部
127;分光反射率推定部
129;誤差算出部
130〜133;推定部
140〜143;制御部
10 to 13; Estimation devices 110 and 110A; Imaging units 111 to 113; Imaging feature amount acquisition unit 121; First calculation unit 122; Second calculation unit 123; Spectrum estimation unit 124; Error calculation units 125, 126, and 128 Storage unit 127; spectral reflectance estimation unit 129; error calculation unit 130 to 133; estimation unit 140 to 143; control unit

Claims (11)

所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から該複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する撮像特徴量取得部と、
該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する推定部と、
を備えたことを特徴とする推定装置。
An imaging feature amount acquisition unit that acquires an imaging feature amount for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject;
Based on the acquired imaging feature amount, an estimation unit that estimates a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images;
An estimation device comprising:
照明光スペクトルまたは分光反射率が既知であるときに、
前記撮像特徴量取得部が前記撮像特徴量としてS/N値を取得し、
前記推定部は、
前記撮像特徴量取得部により取得されたS/N値が、
予め定めたS/N値よりも大きい場合には、基底関数の基底数を前記複数のフィルター画像を取得するためのフィルター数に近づけ、
前記予め定めたS/N値よりも小さい場合には、前記基底関数の基底数を前記複数のフィルター画像を取得するための前記フィルター数よりも小さくして、
前記基底数を決定し、該決定した前記基底数に基づいて、前記フィルター画像ごとの前記所定の被写体の前記照明光スペクトルまたは前記分光反射率を求めて、
前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定することを特徴とする請求項1に記載の推定装置。
When the illumination light spectrum or spectral reflectance is known,
The imaging feature amount acquisition unit acquires an S / N value as the imaging feature amount,
The estimation unit includes
The S / N value acquired by the imaging feature amount acquisition unit is
When larger than a predetermined S / N value, the basis number of the basis function is brought close to the number of filters for acquiring the plurality of filter images,
If it is smaller than the predetermined S / N value, the basis number of the basis function is made smaller than the number of filters for obtaining the plurality of filter images,
Determining the basis number, and determining the illumination light spectrum or the spectral reflectance of the predetermined subject for each filter image based on the determined basis number;
The estimation apparatus according to claim 1, wherein a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images is estimated from the plurality of filter images.
所望の前記撮像特徴量と基底関数の基底数とを対応付けたデータテーブルを記憶する記憶部と、
前記撮像特徴量取得部により取得された前記撮像特徴量から、前記所定の被写体の所望の撮像特徴量を算出する第1の算出部と、
を備え、
照明光スペクトルが既知であるときに、
前記推定部が、
前記データテーブルから前記第1の算出部において算出された前記所望の撮像特徴量に対応する前記基底数を決定し、
該決定した前記基底数に基づいて、前記所定の被写体の分光反射率を求めて、
前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定することを特徴とする請求項1に記載の推定装置。
A storage unit that stores a data table in which desired imaging feature amounts and basis numbers of basis functions are associated;
A first calculation unit that calculates a desired imaging feature amount of the predetermined subject from the imaging feature amount acquired by the imaging feature amount acquisition unit;
With
When the illumination light spectrum is known,
The estimation unit is
Determining the basis number corresponding to the desired imaging feature amount calculated in the first calculation unit from the data table;
Based on the determined basis number, the spectral reflectance of the predetermined subject is obtained,
The estimation apparatus according to claim 1, wherein a filter image of a wavelength segment that is subdivided from the plurality of filter images is estimated from the plurality of filter images.
照明光の明るさを変化させ、既知である分光反射率のスペクトルがともに異なる複数の前記被写体を、それぞれ撮像することにより得られる前記複数のフィルター画像ごとの平均輝度値のうち、最も低い平均輝度値を前記所望の前記撮像特徴量として算出する第2の算出部と、
前記最も低い平均輝度値が算出された前記フィルター画像に対して、複数の前記基底数ごとの前記分光反射率のスペクトルを推定するスペクトル推定部と、
前記既知である前記分光反射率のスペクトルと、推定された前記複数の基底数ごとの前記分光反射率のスペクトルと、を対比し、前記既知である前記分光反射率のスペクトルに対する前記推定された前記複数の基底数ごとの前記分光反射率のスペクトルの誤差を算出する誤差算出部と、
を備え、
前記第1の算出部は、前記撮像特徴量として取得された輝度値から各フィルター画像の平均輝度値を算出するとともに、算出された各フィルター画像の平均輝度値のうち最も低い平均輝度値を算出し、
前記記憶部は、前記第2の算出部が算出した最も低い平均輝度値と、前記誤差算出部により算出された誤差が予め定められた閾値以内である前記基底数のうちの最も大きい基底数と、を対応づけた前記データテーブルを記憶することを特徴とする請求項3に記載の推定装置。
The lowest average luminance value among the average luminance values for each of the plurality of filter images obtained by changing the brightness of the illumination light and imaging the plurality of subjects having different spectral reflectances that are already known. A second calculation unit for calculating a value as the desired imaging feature amount;
A spectrum estimation unit that estimates a spectrum of the spectral reflectance for each of the plurality of base numbers for the filter image for which the lowest average luminance value is calculated;
The spectrum of the spectral reflectance that is known and the spectrum of the spectral reflectance for each of the estimated basis numbers are contrasted, and the estimated spectrum with respect to the spectrum of the spectral reflectance is known. An error calculating unit that calculates an error in the spectrum of the spectral reflectance for each of a plurality of base numbers;
With
The first calculation unit calculates an average luminance value of each filter image from the luminance value acquired as the imaging feature amount, and calculates the lowest average luminance value among the calculated average luminance values of each filter image And
The storage unit includes the lowest average luminance value calculated by the second calculation unit, and the largest basis number among the basis numbers whose errors calculated by the error calculation unit are within a predetermined threshold value. The estimation apparatus according to claim 3, wherein the data table is stored in association with each other.
照明光スペクトルが既知であり、
前記撮像特徴量は前記フィルター画像を構成する画素の画素値であり、
前記推定部は、前記撮像特徴量取得部が取得した前記複数のフィルター画像を構成する全ての画素について、前記複数のフィルター画像内の対応座標に位置する画素の画素値を順次取得し、
該取得した画素値を入力とし、フィルター数以下の基底関数の基底数の全てについて、分光反射率の推定を行い、
ノイズ除去処理後の推定された前記分光反射率のスペクトルが所定の条件を満たすときに、該分光反射率のスペクトルの推定に用いられた前記基底数により、前記複数のフィルター画像を構成する画素ごとの分光反射率を推定し、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定することを特徴とする請求項1に記載の推定装置。
The illumination light spectrum is known,
The imaging feature amount is a pixel value of a pixel constituting the filter image,
The estimation unit sequentially acquires pixel values of pixels located at corresponding coordinates in the plurality of filter images for all the pixels constituting the plurality of filter images acquired by the imaging feature amount acquisition unit,
Using the acquired pixel value as an input, spectral reflectance is estimated for all the basis numbers of the basis functions equal to or less than the number of filters,
When the estimated spectral reflectance spectrum after the noise removal process satisfies a predetermined condition, the pixels constituting the plurality of filter images are determined based on the basis number used for estimating the spectral reflectance spectrum. 2. The estimation apparatus according to claim 1, wherein the spectral reflectance is estimated, and a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images is estimated from the plurality of filter images.
前記推定部は、前記ノイズ除去処理を微分演算により実行することを特徴とする請求項5に記載の推定装置。   The estimation device according to claim 5, wherein the estimation unit performs the noise removal processing by a differential operation. 前記所定の条件を満たす前記基底数は、前記推定された分光反射率のスペクトルが、予め定めた第1の閾値あるいは第2の閾値と前記微分演算により求められた微分値との関係において、前記微分値が前記第1の閾値を超えた回数が所定回数以下、あるいは前記微分値の総和が予め定められた第2の閾値を超えない前記推定された分光反射率のスペクトルを推定したときに用いた前記基底数であることを特徴とする請求項6に記載の推定装置。   The basis number that satisfies the predetermined condition is that the spectrum of the estimated spectral reflectance is in a relationship between a predetermined first threshold value or a second threshold value and a differential value obtained by the differential operation. This is used when the number of times the differential value exceeds the first threshold is less than the predetermined number, or when the spectrum of the estimated spectral reflectance that the sum of the differential values does not exceed the predetermined second threshold is estimated. The estimation apparatus according to claim 6, wherein the base number is the same. 照明光スペクトルが既知であるときに、
分光反射率が既知の被写体と所定の被写体とを撮像することにより得られる複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する撮像特徴量取得部と、
該取得された前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量に基づいて、前記所定の被写体の分光反射率のスペクトルを推定する分光反射率推定部と、
該推定された分光反射率のスペクトルと、前記既知の分光反射率のスペクトルと、の差分から誤差を算出する誤差算出部と、
該算出された誤差に基づいて、基底関数の基底数を決定し、該決定された前記基底数により、前記複数のフィルター画像ごとの分光反射率を推定し、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する推定部と、
を備えたことを特徴とする推定装置。
When the illumination light spectrum is known,
An imaging feature amount acquisition unit that acquires an imaging feature amount for each of a plurality of filter images obtained by imaging a subject with a known spectral reflectance and a predetermined subject;
A spectral reflectance estimator for estimating a spectral reflectance spectrum of the predetermined subject based on the acquired imaging feature amount for each of the plurality of filter images;
An error calculator that calculates an error from the difference between the estimated spectral reflectance spectrum and the known spectral reflectance spectrum;
Based on the calculated error, a basis number of a basis function is determined, a spectral reflectance for each of the plurality of filter images is estimated based on the determined basis number, and the plurality of filter images are An estimation unit for estimating a filter image of a wavelength segment subdivided from the filter image of
An estimation device comprising:
前記推定部が、
全ての前記基底数に対して、前記誤差を求め、該誤差が最小となる前記基底数を決定することを特徴とする請求項8に記載の推定装置。
The estimation unit is
The estimation apparatus according to claim 8, wherein the error is obtained for all the basis numbers, and the basis number that minimizes the error is determined.
撮像特徴量取得部と、推定部と、を備えた推定装置における推定方法であって、
前記撮像特徴量取得部が、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する第1の工程と、
前記推定部が、該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する第2の工程と、
を備えたことを特徴とする推定方法。
An estimation method in an estimation device comprising an imaging feature amount acquisition unit and an estimation unit,
A first step in which the imaging feature quantity acquisition unit acquires imaging feature quantities for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject;
A second step in which the estimation unit estimates a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images based on the acquired imaging feature amount;
An estimation method comprising:
撮像特徴量取得部と、推定部と、を備えた推定装置における推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像特徴量取得部が、所定の被写体を撮像することにより得られる複数のフィルター画像から前記複数のフィルター画像ごとの撮像特徴量を取得する第1の工程と、
前記推定部が、該取得された撮像特徴量に基づいて、前記複数のフィルター画像から、該複数のフィルター画像よりも細分化された波長区分のフィルター画像を推定する第2の工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
A program for causing a computer to execute an estimation method in an estimation apparatus including an imaging feature amount acquisition unit and an estimation unit,
A first step in which the imaging feature quantity acquisition unit acquires imaging feature quantities for each of the plurality of filter images from a plurality of filter images obtained by imaging a predetermined subject;
A second step in which the estimation unit estimates a filter image of a wavelength segment subdivided from the plurality of filter images from the plurality of filter images based on the acquired imaging feature amount;
A program that causes a computer to execute.
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