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〜レンズ/イメージセンサ/画像エンジン/画像処理〜ディジタルイメージング画像再現

内容・目的

フィルムカメラにおける画質はレンズが支配的でした。しかしディジタルカメラにおいて画質を左右する要因は、レンズはさることながら、イメージセンサ、画像を構成する画像エンジン(画像化アルゴリズム)、画像処理まで、複数の要素を含むようになり、バランスの良い設計が望まれます。ここでは、レンズ設計とディジタル処理を組み合わせて、レンズ/イメージセンサ/画像エンジンまでの、トータルな画質を再現するソリューションを提案します。

■ イメージセンサのカラーフィルタ、ベイヤ配列、瞳効果などの影響を確認できます。
■ 画像エンジンのアルゴリズムを検討できます。
■ イメージセンサのノイズの影響を考慮したり、やディジタル画像処理へ拡張できます。

ソリューション

シミュレーションモデル構成

シミュレーション系の全体図を以下に示します。光学系は画像を結像する主レンズ系と、イメージセンサ上に集光するマイクロレンズ系の2段階の構成となっており、CODE Vでシミュレーションします。イメージセンサ上の光の強度分布を示すPSF(Point spread function )は、RGBそれぞれで計算されます。MATLABではカラーフィルタの配列(ベイヤ配列)を任意に選択し、画像エンジンでディジタル信号処理して画像を再現します。

シミュレーション条件

レンズ 100mm望遠レンズ
イメージセンサ仕様 - サイズ:35mmフルサイズ(36×24)
- 素子数:4、500×3、000=13、500、000
評価領域 450×300(4、500×3、000から任意の領域選択)
遮光膜(ケラレ評価) 任意に変更可能

シミュレーション結果

本ソリューションの特徴

イメージセンサのパラメータ決定、画像エンジンのアルゴリズムが開発できます。
ディジタルカメラシステムの総合的な絵作りが確認できます。 (感応評価)
CODE Vの計算回数を1/100〜1/2、000に激減させます。

必要プロダクト

光学設計評価プログラム CODE V

ディジタル信号処理ツール MATLAB/Signal Processing Toolbox
画像処理ツール MATLAB/Image Processing Toolbox

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