JP5698763B2 - 局所的な照明寄与の2d検出のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
最初に、1つの光源(例えば光源220―1)だけが特定のシーンへの照明寄与を供給できるような照明システム200の例示的なシナリオを考える。シーンが図1に例示される構成100のフロアの部分であり、光源220―1がシーン(すなわち、フロア)内でフットプリント125aを持つ図1に例示される光源120の一つであると考える。説明を簡単にするため、光源220―1の光出力に埋め込まれるコードの繰り返しシーケンスが、わずか4ビットを含むと考える。斯様なコードは、コード510として図5に示される。示されるように、ビットの各々は、期間Tbitを持つ。従って、コード期間は、4*Tbitに等しい。更に、最初のシーケンスの個々のビットc1、c2、c3及びc4が、信号520で図5に例示される0、1、0、及び0を有すると考える。信号520は、図2で説明されたように、信号245に含まれる。
ここで、照明システム200は、2つの光源が照明寄与を特定のシーンに提供できるような例示的シナリオを考える。シーンは、図1に例示された構成100のフロアの部分であり、第1の光源は、シーン内(すなわち、フロア上)にフットプリント125bを持つ図1に例示される光源120の一つであり、第2の光源は、シーン内にフットプリント125cを持つ図1に例示される光源120の一つであると考える。照明システム200内の2つの光源は、同期モード又は非同期モードで動作する。同期モードでは、2つの光源で使用される埋め込みコードのシーケンスは、時間的に完全に重複する(すなわち、第1の埋め込みコードのシーケンスが、第2の埋め込みコードのシーケンスと同時に開始する)。非同期モードでは、2つの光源で使用される埋め込みコードのシーケンスは、時間的に重複しない(すなわち、第1の埋め込みコードのシーケンスが、第2の埋め込みコードのシーケンスとは異なる時間で始まる)。動作の同期又は非同期モード何れに対しても、それぞれの埋め込みコードは、Nビットの異なる繰り返しシーケンスを含む。
Ix,y=Ax,y・c11+Bx,y・c21
ここで、Ax,y及びBx,yは、第1及び第2の光源に付与される駆動信号が特定のコードビットで変調されない場合の第1及び第2の光源の光出力の強度であるそれぞれの値である。よって、図8aに示されるように、例えばピクセル(7,6)の強度は、(A7,6・c11+B7,6・c21)に等しい。更に、図8aに示されるように、例えばピクセル(4,5)の強度はA4,5・c11に等しく、ピクセル(5,5)の強度はA5,5・c11に等しい。なぜならば、第2の光源がこれらのピクセルにより表されるシーンの部分に全く照明寄与を供給しない(これらのピクセルは、フットプリント820の外にある)、すなわち、B4,5=B5,5=0だからである。同様に、例えばピクセル(7,9)の強度はB7,9・c21に等しく、ピクセル(8,12)の強度はB8,12・c21に等しい。なぜならば、第1の光源がこれらのピクセルにより表されるシーンの部分に全く照明寄与を供給しない(これらのピクセルは、フットプリント810の外にある)、すなわち、A7,9=A8,12=0だからである。例えばピクセル(9,2)の強度はゼロに等しいことが示される。なぜならば、第1の光源も第2の光源もこのピクセルにより表されるシーンの部分への照明寄与に供給しないからである(このピクセルは、フットプリント810及び820外にある)。
Ix,y=Ax,y・c12+Bx,y・c22
ここで、Ix,y=Ax,y・c11+Bx、y・c21である。
次に、第1のシナリオと同様に、1つの光源、例えば光源220―1だけが照明寄与を特定のシーンに供給できる照明システム200を考える。シーンが図1に例示される構成100のフロアの一部であり、光源220―1がシーン(すなわち、フロア)内にフットプリント125aを持つ図1に例示される光源120の一つであると考える。説明を簡単にするため、光源220―1の光出力に埋め込まれるコードの繰り返しシーケンスが4ビットだけを含むと考える。斯様なコードは、コード910として図9に示されていて、図2に説明された信号245に含まれる。示されるように、ビットの各々は、期間Tbitを持つ。従って、コード期間は、4*Tbitに等しい。
dx,y(1)=Ax,y・c1+Ax,y・c2+Ax,y・c3 (1)
ここで、Ax,yは、光源220―1に付与される駆動信号がコードビットc1、c2及びc3で変調されない場合の強度の値であり、dx,y(1)の添え字(1)は、これがフレーム1で得られた強度であることを示す。
dx,y(2)=Ax,y・c2+Ax,y・c3+Ax,y・c4 (2)
同様に、第3の画像に対して、各ピクセル(x,y)の強度dx,y(3)は、以下の通りに決定される。
dx,y(3)=Ax,y・c3+Ax,y・c4+Ax,y・c1 (3)
最後に、第4の画像に対して、各ピクセル(x,y)の強度dx,y(4)は、以下の通りに決定される。
dx,y(4)=Ax,y・c4+Ax,y・c1+Ax,y・c2 (4)
4つの取得した画像の特定ピクセル(x,y)に対する上記強度(1)―(4)は、マトリックス強度として書かれてもよい。
(5)
表記
及び
を使用して、式(5)は式(6)のように書き直される。
(6)
と、図2に関連して説明された態様の一つで得られた
と、カメラ410が画像を撮るために構成される態様から
とを所有している。よって、式(6)は、一つの未知のAx,yを持つ式である。再び、マトリックス表記で書くと、処理ユニット430は、未知のAx,yを式(7)により決定する。
(7)
ここで、共通のマトリックス表記によると、
はマトリックス
の転置行列を示し、
はマトリックス
の逆行列を示すか又は非正方行列
に対する擬似逆行列を示す。式(7)に従って計算を実施することは、選択された物理的位置に対応する画像の取得した一連のピクセル(x,y)のシーケンスをN個のシンボルの第1のシーケンスに処理ユニット430が相関させることと等価である。第1のシナリオで説明されたものと同様に、相関の結果として、ピークの存在は光源の照明寄与がシーン内の選択された物理的位置に存在し、ピークの大きさがシーン内の選択された位置への光源220―1により供給される照明寄与を表わすことを意味する相関出力が得られる。また、同様の相関が、シーン内の任意の他の選択された物理的位置に対しても実施され、シーン内の光源220―1のフットプリントが前述されたように決定される。
に反映されるだろう。式(7)に従って計算を実施することがマトリックス
の逆行列を決定することを必要とするので、一連の画像に対する多重露出時間は、マトリックス
が逆変換可能であるように、選択されなければならない。
が逆変換可能であるように選択することにより、信号d(t)は、カメラ410の信号出力の電気的処理の後、回復できる。処理ユニット430は、その後、光源の照明寄与が上述の態様でシーン内の選択された位置に存在するかどうかを決定する処理を行う。
次に、第2のシナリオと同様に、2つの光源が特定のシーンに照明寄与を供給でき、当該シーンは図1に例示される構成100のフロアの部分であり、第1の光源がシーン(すなわち、フロア)内にフットプリント125bを持つ図1に例示される光源120の一つであり、第2の光源がシーン内にフットプリント125cを持つ図1に例示される光源120の一つである照明システム200を考える。また、照明システム200内の2つの光源は、同期モード又は非同期モードの何れかで動作する。動作の同期又は非同期モード何れに対しても、それぞれの埋め込みコードは、Nビットの異なる繰り返しシーケンスを含む。
dx,y(1)=Ax,y・c11+Ax,y・c12+Ax,y・c13+Bx,y・c21+Bx,y・c22+Bx,y・c23 (8)
ここで、Ax,y及びBx,yは、第2のシナリオのものと同様の値を表す。また、シーンの一連の画像の第2の画像は、カメラ410のフレーム2の間に得られる。第1の光源の光出力がコードビットc12、c13及びc14で変調され、第2の光源の光出力がコードビットc22、c23及びc24で変調されるとき第2の画像が撮られるので、各ピクセル(x,y)の強度dx,y(2)は、以下の通りに決定される。
dx,y(2)=Ax,y・c12+Ax,y・c13+Ax,y・c14+Bx,y・c22+Bx,y・c23+Bx,y・c24 (9)
同様に、第3の画像に対して、各ピクセル(x,y)の強度dx,y(3)は、以下の通りに決定される。
dx,y(3)=Ax,y・c13+Ax,y・c14+Ax,y・c11+Bx,y・c23+Bx,y・c24+Bx,y・c21 (10)
最後に、第4の画像に対して、各ピクセル(x,y)の強度dx,y(4)は、以下の通りに決定される。
dx,y(4)=Ax,y・c14+Ax,y・c11+Ax,y・c12+Bx,y・c24+Bx,y・c21+Bx,y・c22 (11)
第3のシナリオと同様に、4つの取得した画像の特定ピクセル(x,y)に対する上記強度(8)乃至(11)は、マトリックス強度
として以下のように書き直せる。
(12)
ここで、
と、図2に関連して説明された態様の一つで得られた
及び
と、カメラ410が画像を撮るために構成される態様から
とを所有している。処理ユニット430は、未知のAx,y及びBx,yを以下のように決定する。
(13)
(14)
式(13)に従って計算を実施することは、選択された物理的位置に対応する画像の取得した一連のピクセル(x,y)のシーケンスをN個のシンボルの第1のシーケンスに処理ユニット430が相関させることと等価である。式(14)に従って計算を実施することは、選択された物理的位置に対応する画像の取得した一連のピクセル(x,y)のシーケンスをN個のシンボルの第2のシーケンスに処理ユニット430が相関させることと等価である。前のシナリオで説明されたものと同様に、相関の結果として、ピークの存在は第1の光源の照明寄与がシーン内の選択された物理的位置に存在し、ピークの大きさがシーン内の選択された位置への第1の光源により供給される照明寄与を表わすことを意味する第1の相関出力が得られる。第2の相関の結果として、ピークの存在は第2の光源の照明寄与がシーン内の選択された物理的位置に存在し、ピークの大きさがシーン内の選択された位置への第2の光源により供給される照明寄与を表わすことを意味する第2の相関出力が得られる。
上述のシナリオの全てが、ここで要約される。図11は、本発明のある実施例による、照明システムの特定の光源の照明寄与が、シーン内の選択された位置に存在するかどうかを決定するための方法ステップの流れ図である。方法ステップが図4と連動して説明される一方、当業者は、任意の順番で方法ステップを実施するように構成されるシステムが、本発明の範囲内であると認識するだろう。
Claims (15)
- 照明システムの第1の光源の照明寄与がシーン内の選択された位置に存在するかどうかを決定するための検出システムであって、第1の光源の照明寄与は繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンスを有する第1の埋め込みコードを含み、前記検出システムは、シーンの一連の画像を取得するためのカメラと、第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するために、取得した一連の画像を処理する処理ユニットとを有し、各取得した画像は複数のピクセルを含み、各ピクセルはシーン内の異なる物理的位置での前記照明システムの全光出力の強度を表し、前記照明システムの全光出力が少なくとも第1の光源の照明寄与を有し、一連の画像は少なくともN個の異なる画像を有し、少なくともN個の異なる画像の各画像は、繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンス内の異なる時間的位置で一つ以上の露出時間を有する露光時間で取得される、検出システム。
- 第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するための取得した一連の画像の処理が、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスを、N個のシンボルの第1のシーケンスと相関させ、N個のシンボルの第1のシーケンスと、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスとの相関がピークを作るとき、第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定することを有する、請求項1に記載の検出システム。
- 選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスとN個のシンボルの第1のシーケンスとの相関に基づいて、前記処理ユニットは、更に、選択された物理的位置の第1の光源の照明寄与の強度又はそのパラメータを決定する、請求項2に記載の検出システム。
- 前記照明システムは、更に第2の光源を有し、第2の光源の照明寄与は、繰り返しのN個のシンボルの第2のシーケンスを有する第2の埋め込みコードを含み、前記照明システムの全光出力は、更に、第2の光源の照明寄与を有し、前記処理ユニットは、更に、第2の光源の照明寄与が、選択された物理的位置に存在すると決定するために、取得した一連の画像を処理する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の検出システム。
- 第2の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するための取得した一連の画像の処理は、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスを、N個のシンボルの第2のシーケンスと相関させ、N個のシンボルの第2のシーケンスと、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像の画像ピクセルのシーケンスとの相関がピークを作るとき、第2の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定することを有する、請求項4に記載の検出システム。
- 選択された物理的位置がシーンの第1の部分に含まれ、前記処理ユニットは、取得した画像ごとに、シーンの第1の部分に対応する画像の部分に含まれるピクセルの和を決定し、取得した一連の画像の和のシーケンスをN個のシンボルの第1のシーケンスと相関させ、N個のシンボルの第1のシーケンスと、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとの相関が第1の閾値を上回る少なくとも一つのピークを作るとき、第1の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在すると決定する、請求項4又は5に記載の検出システム。
- 前記処理ユニットは、更に、取得した一連の画像の和のシーケンスをN個のシンボルの第2のシーケンスと相関させ、N個のシンボルの第2のシーケンスと、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとの相関が第2の閾値を上回る少なくとも一つのピークを作るとき、第2の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在すると決定する、請求項6に記載の検出システム。
- 一つ以上の露出時間の各々の期間が、N個のシンボルの第1のシーケンスの1つのシンボルの期間に等しい、請求項1乃至7の何れか一項に記載の検出システム。
- 一つ以上の露出時間が2つ以上の連続的な露出時間の単一の露出を有する、請求項1乃至8の何れか一項に記載の検出システム。
- 一つ以上の露出時間が2つ以上の非連続露出時間を有する、請求項1乃至8の何れか一項に記載の検出システム。
- 照明システムの第1の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在するかどうかを決定するための検出システムであって、第1の光源の照明寄与は繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンスを有する第1の埋め込みコードを含み、前記検出システムは、シーンの一連の画像を取得するためのカメラと、処理ユニットとを有し、各取得した画像は複数のピクセルを含み、各ピクセルはシーン内の異なる物理的位置での前記照明システムの全光出力の強度を表し、照明システムの全光出力が少なくとも第1の光源の照明寄与を有し、一連の画像は少なくともN個の異なる画像を有し、少なくともN個の異なる画像の各画像は、繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンス内の異なる時間的位置で一つ以上の露出時間を有する露光時間で取得され、前記処理ユニットは、取得した画像ごとに、シーンの第1の部分に対応する画像の部分に含まれるピクセルの和を決定し、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとN個のシンボルの第1のシーケンスとを相関させ、N個のシンボルの第1のシーケンスと、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとの相関が第1の閾値を上回る少なくとも一つのピークを作るとき、第1の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在すると決定する、検出システム。
- 照明システムの第1の光源の照明寄与がシーン内の選択された位置に存在するかどうかを決定するための方法であって、第1の光源の照明寄与は繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンスを有する第1の埋め込みコードを含み、前記方法は、シーンの一連の画像を取得するステップと、第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するために、取得した一連の画像を処理するステップとを有し、各取得した画像は複数のピクセルを含み、各ピクセルはシーン内の異なる物理的位置での前記照明システムの全光出力の強度を表し、前記照明システムの全光出力が少なくとも第1の光源の照明寄与を有し、一連の画像は少なくともN個の異なる画像を有し、少なくともN個の異なる画像の各画像は、繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンス内の異なる時間的位置で一つ以上の露出時間を有する露光時間で取得される、方法。
- 第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するための取得した一連の画像の処理ステップが、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスを、N個のシンボルの第1のシーケンスと相関させるステップと、N個のシンボルの第1のシーケンスと、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスとの相関がピークを作るとき、第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するステップとを有する、請求項12に記載の方法。
- 照明システムの第1の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在するかどうかを決定するための方法であって、第1の光源の照明寄与は繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンスを有する第1の埋め込みコードを含み、前記方法は、シーンの一連の画像を取得する取得ステップであって、各取得した画像は複数のピクセルを含み、各ピクセルはシーン内の異なる物理的位置での前記照明システムの全光出力の強度を表し、前記照明システムの全光出力が少なくとも第1の光源の照明寄与を有し、一連の画像は少なくともN個の異なる画像を有し、少なくともN個の異なる画像の各画像は、繰り返しのN個のシンボルの第1のシーケンス内の異なる時間的位置で一つ以上の露出時間を有する露光時間で取得される前記取得ステップと、取得した画像ごとに、シーンの第1の部分に対応する画像の部分に含まれるピクセルの和を決定するステップと、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとN個のシンボルの第1のシーケンスとを相関させるステップと、N個のシンボルの第1のシーケンスと、取得した一連の画像の前記和のシーケンスとの相関が第1の閾値を上回る少なくとも一つのピークを作るとき、第1の光源の照明寄与がシーンの第1の部分に存在すると決定するステップとを有する、方法。
- 請求項2に記載の検出システムで実行されるとき、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスをN個のシンボルの第1のシーケンスと相関させるステップと、N個のシンボルの第1のシーケンスと、選択された物理的位置に対応する取得した一連の画像のピクセルのシーケンスとの相関がピークを作るとき第1の光源の照明寄与が選択された物理的位置に存在すると決定するステップとを有するステップを実施するためのソフトウエアコード部分を有する、コンピュータプログラム。
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