JP6764577B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
2.第1の実施の形態:PPFDフィルタを用いた場合に、基準反射領域を利用してPPFD値を算出
3.第2の実施の形態:RGBフィルタを用いた場合に、基準反射領域とルックアップテーブル(LUT)を利用してPPFD値を算出
4.変形例
5.コンピュータの構成
図3は、本技術を適用した指標演算装置の一実施の形態(第1の実施の形態)の構成を示す図である。
次に、図4のフローチャートを参照して、図3の指標演算装置10により実行される、第1の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明する。
図6には、スタジアムの芝(植生)の領域である植生エリア1が模式的に示されている。また、このスタジアムの植生エリア1に対し、スタジアムの建造物による陰の領域である陰エリア2が重なっている。上述したように、この植生エリア1にかかる陰エリア2は、その領域が時間とともに変化し、さらには、季節や天候などよってもその状態が変化する。
次に、PPFD値の集計の例について説明する。図7には、スタジアムの芝(植生)の領域(フィールド)である植生エリア1の日照状況の変化が時系列に示されている。なお、図7では、植生エリア1の領域の日照状況を濃淡で表現しており、その濃度が薄いほど明るく、その濃度が濃いほど暗いことを表している。
図10は、本技術を適用した指標演算装置の一実施の形態(第2の実施の形態)の構成を示す図である。
図11は、図10の信号処理部204の詳細な構成例を示す図である。ただし、以下の説明では、光学フィルタ201として、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタが設けられ、センサ202の画素アレイ部に2次元配列される複数の画素が、図10に示した配列パターン201Aの配列パターンになっている場合を一例に説明する。
次に、図13のフローチャートを参照して、図10の指標演算装置20により実行される、第2の実施の形態のPPFD値算出処理の流れについて説明する。
まず、図15乃至図17を参照して、リファレンスエリアとして、グレー反射板を用いた場合のPPFD値の算出の例について説明する。図15は、縦軸を分光放射輝度(W/sr・m2/nm)とし、横軸を波長(nm)とした場合に、グレー反射板を用いたときの太陽光の分光特性の例を示している。図15のAの分光特性は、右上がりの直線からなり、夕方の日向において現れる傾向がある。また、図15のBの分光特性は、ほぼ一定の値からなり、日没後の分光特性で現れる傾向がある。さらに、図15のCの分光特性は、右下がりの直線からなり、日陰の分光特性で現れる傾向がある。このように、グレー反射板を用いた場合には、上述した図5のAに示したようにその分光反射特性がフラットになるため、太陽光の分光特性は直線で表される。
次に、図18乃至図20を参照して、リファレンスエリアとして、アンツーカを用いた場合のPPFD値の算出の例について説明する。上述した図5のBに示したように、アンツーカの分光反射特性は、フラットにはならないため、指標演算装置20の測定部21の出力は、アンツーカによる反射率の影響を受けたものとなる。
また、第2の実施の形態においても、上述した第1の実施の形態と同様に、PPFD値算出処理(図13)によって、リファレンスエリアのPPFD値から、植生エリア1のPPFD値が算出され、蓄積され続けているため(S201乃至S206)、このようにして時系列で蓄積されたPPFD値を、植生エリア1における所定の領域ごとに集計することができる(S208)。そして、各時間帯における、注目領域(例えば図8の注目領域A1乃至注目領域A5)ごとのPPFD値を提示したり、あるいは、植生エリア1の分割された分割領域ごとに、PPFD値の1日の平均値を提示したりすることができる(図9の3次元のグラフ)。
上述した説明では、図3や図10に示したように、指標演算装置10や指標演算装置20が、すべての機能を有する場合の構成について説明したが、指標演算装置10や指標演算装置20の一部の機能を、他の装置が有するようにしてもよい。
図22には、図21の測定装置40の具体例として、定点観測を行う定点測定装置70と、移動観測を行う移動測定装置80を例示している。
上述した説明では、反射率が既知の基準反射領域(リファレンスエリア)として、グレー反射板やアンツーカ等のリファレンスエリア3(図6)を利用する場合を説明したが、基準反射領域は、据え置きの領域に限らず、移動可能な領域であってもよい。ここでは、基準反射領域を有する移動可能な板を、基準反射板(基準反射物)と称する。
上述した説明では、センサ102(図3)又はセンサ202(図10)が、複数の画素が2次元配列された画素アレイ部を有するセンサであるとして説明したが、このセンサとしては、例えば1次元のラインセンサやイメージセンサ等の各種のセンサを含めることができる。
上述した説明では、第2の実施の形態において、係数Wは、ルックアップテーブルで対応付けられた値から決定されるとして説明したが、係数Wの決定方法は、他の方法であってもよく、例えば、係数Wは、線形又は非線形の方程式を解くことにより求めるようにしてもよい。また、このとき、当該方程式の係数が、ルックアップテーブルから得られるようにしてもよい。
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える
情報処理装置。
(2)
前記算出部は、
前記測定対象領域の測定値に基づいて、前記測定対象領域を複数の領域に分割した分割領域ごとに、日向と日陰の度合いを算出し、
前記分割領域ごとの日向と日陰の度合い、及び前記基準指標に基づいて、前記日向測定対象領域指標と前記日陰測定対象領域指標を算出する
前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタとを含む光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
前記(2)に記載の情報処理装置。
(4)
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値から得られる値と、前記基準指標を算出するための係数とを対応付けたテーブルに基づいて、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
前記(3)に記載の情報処理装置。
(5)
前記係数は、前記基準反射領域の測定値から得られる光の分光特性の傾きに応じた値であり、
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値に、前記係数を乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
前記(4)に記載の情報処理装置。
(6)
前記測定値は、B成分、G成分、及びR成分からなり、
前記算出部は、
前記B成分、前記G成分、及び前記R成分から、前記B成分と前記R成分の比、前記B成分と前記G成分の比、及び前記G成分と前記R成分の比を算出し、
前記B成分と前記R成分の比、前記B成分と前記G成分の比、及び前記G成分と前記R成分の比に基づいて、前記テーブルから、B成分、G成分、及びR成分の係数を決定し、
前記B成分の測定値に前記B成分の係数、前記G成分の測定値に前記G成分の係数、及び前記R成分の測定値に前記R成分の係数をそれぞれ乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを、色成分ごとに算出する
前記(5)に記載の情報処理装置。
(7)
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、各領域に入射する光に関する指標に対応した光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
前記(2)に記載の情報処理装置。
(8)
前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、前記基準反射領域と前記測定対象領域とを同時にセンシングすることで得られる
前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の情報処理装置。
(9)
前記測定対象領域は、植生に関する領域であり、
前記測定対象領域指標は、植物に入射する光が光合成にどれだけ作用するかを示す指標である
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の情報処理装置。
(10)
前記測定対象領域指標は、光合成有効光量子束密度(PPFD:Photosynthetic Photon Flux Density)である
前記(9)に記載の情報処理装置。
(11)
前記光合成有効光量子束密度(PPFD)の値に応じた情報を出力する出力部をさらに備える
前記(10)に記載の情報処理装置。
(12)
前記出力部は、前記植生に関する領域のうちの特定の領域内の植生の光合成有効光量子束密度(PPFD)に関する時間帯ごとの情報を出力する
前記(11)に記載の情報処理装置。
(13)
前記出力部は、前記植生に関する領域の各部分領域ごとの光合成有効光量子束密度(PPFD)に関する共通の時間の単位での情報を出力する
前記(11)に記載の情報処理装置。
(14)
前記基準反射領域及び前記測定対象領域に対するセンシングを行うセンサをさらに備える
前記(1)乃至(13)のいずれかに記載の情報処理装置。
(15)
前記センサは、2次元配列された複数の画素を有する
前記(14)に記載の情報処理装置。
(16)
情報処理装置の情報処理方法において、
前記情報処理装置が、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
ステップを含む
情報処理方法。
(17)
コンピュータを、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える情報処理装置と
して機能させるためのプログラム。
Claims (17)
- 基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える
情報処理装置。 - 前記算出部は、
前記測定対象領域の測定値に基づいて、前記測定対象領域を複数の領域に分割した分割領域ごとに、日向と日陰の度合いを算出し、
前記分割領域ごとの日向と日陰の度合い、及び前記基準指標に基づいて、前記日向測定対象領域指標と前記日陰測定対象領域指標を算出する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、IRカットフィルタとRGBカラーフィルタとを含む光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記算出部は、前記基準反射領域の測定値から得られる値と、前記基準指標を算出するための係数とを対応付けたテーブルに基づいて、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記係数は、前記基準反射領域の測定値から得られる光の分光特性の傾きに応じた値であり、
前記算出部は、前記基準反射領域の測定値に、前記係数を乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを算出する
請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記測定値は、B成分、G成分、及びR成分を含み、
前記算出部は、
前記B成分、前記G成分、及び前記R成分から、前記B成分と前記R成分の比、前記B成分と前記G成分の比、及び前記G成分と前記R成分の比を算出し、
前記B成分と前記R成分の比、前記B成分と前記G成分の比、及び前記G成分と前記R成分の比に基づいて、前記テーブルから、B成分、G成分、及びR成分の係数を決定し、
前記B成分の測定値に前記B成分の係数、前記G成分の測定値に前記G成分の係数、及び前記R成分の測定値に前記R成分の係数をそれぞれ乗じることで、前記日向基準指標と前記日陰基準指標とを、色成分ごとに算出する
請求項5に記載の情報処理装置。 - 前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、各領域に入射する光に関する指標に対応した光学フィルタを通過した光をセンシングすることで得られる
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記基準反射領域の測定値と、前記測定対象領域の測定値は、前記基準反射領域と前記測定対象領域とを同時にセンシングすることで得られる
請求項1乃至7のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記測定対象領域は、植生に関する領域であり、
前記測定対象領域指標は、植物に入射する光が光合成にどれだけ作用するかを示す指標である
請求項1乃至8のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記測定対象領域指標は、光合成有効光量子束密度(PPFD:Photosynthetic Photon Flux Density)である
請求項9に記載の情報処理装置。 - 前記光合成有効光量子束密度(PPFD)の値に応じた情報を出力する出力部をさらに備える
請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記出力部は、前記植生に関する領域のうちの特定の領域内の植生の光合成有効光量子束密度(PPFD)に関する時間帯ごとの情報を出力する
請求項11に記載の情報処理装置。 - 前記出力部は、前記植生に関する領域の各部分領域ごとの光合成有効光量子束密度(PPFD)に関する共通の時間の単位での情報を出力する
請求項11に記載の情報処理装置。 - 前記基準反射領域及び前記測定対象領域に対するセンシングを行うセンサをさらに備える
請求項1乃至13のいずれかに記載の情報処理装置。 - 前記センサは、2次元配列された複数の画素を有する
請求項14に記載の情報処理装置。 - 情報処理装置の情報処理方法において、
前記情報処理装置が、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
ステップを含む
情報処理方法。 - コンピュータを、
基準反射領域に対するセンシングで得られる前記基準反射領域の測定値に基づいて、前記基準反射領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向基準指標と、前記基準反射領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰基準指標とからなる基準指標を算出し、
測定対象領域に対するセンシングで得られる前記測定対象領域の測定値、及び前記基準指標に基づいて、前記測定対象領域における日向の領域に入射する光に関する指標である日向測定対象領域指標と、前記測定対象領域における日陰の領域に入射する光に関する指標である日陰測定対象領域指標とからなる測定対象領域指標を算出する
算出部を備える情報処理装置と
して機能させるためのプログラム。
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Publications (2)
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