カラーセンサーの解像度を増加

各ピクセルの完全な RGB 値を得るには、適切なアルゴリズムを使用して、欠けている原色を隣接する 4 つのピクセルから補間します。この色補間では、2 つの隣接する同じ色のピクセルでは色の違いはわずかであると仮定しています。厳密に言えば、ベイヤーマトリックスを適用したセンサーの解像度は、元のセンサーの 1/4 にしかなりません。

センサーのモノクロモード

ベイヤーマトリックスをモノクロモードで見えなくすることはできませんが、次の 2 つの解決策によって、用途の性質に応じて目的の結果を達成できます。

1) 「グレーシーン」の場合

18 MP カラーセンサーを白黒シーンでモノクロモードで使用する場合、やはり広帯域光源 (白色光) を使用する必要があります。これはセンサーのベイヤーマトリックスが原因です。このセンサーでは、RGB フィルターレイヤーが使用されているため、モノクロ (単色) 光によって個々のピクセルが、光の波長に応じて、情報を伝達しないか、ほとんど伝達しなくなります (図 2 を参照)。これによって、個々のピクセルの輝度について異なる解釈が行われます。この場合、RGB 強調を R、G、B ごとに個別に校正する必要があります。すると、すべてのピクセルについてモノクロセンサーと同じ輝度が得られます。

RGB 強調の校正がないと、ベイヤーマトリックスがはっきりと見えます (左)。<br> RGB 校正を行った後 (RGB ヒストグラムを参照、右)、モノクロセンサーと同様に輝度が均一になります。

注意: この RGB 校正は、特定の光源と「グレー」シーンでのみ有効です。光源 (波長) が変化すると、RGB 強調要素を再調整する必要があります。

uEye Cockpit を使用してベイヤーマトリックスを「見えなくする」よう切り替える方法

• 白色光源でシーンを照らします。
• オプション [ベイヤRGB表示] でヒストグラムを表示します。
• 画像で露出過多 (クリッピング) になる部分が大きくならないよう、露出時間を選択します。これは多数のピクセルの値が 255 の場合、ヒストグラムで確認できます。対策例として、AES ([AES / AGC] タブ) を使用して 128 に調整します。
• その後、AWB (自動ホワイトバランス) を [グレイ ワールド] に修正します。ヒストグラムで、カラー曲線が互いに重なる様子を確認できます。
• 8 ビット RAW モード ([フォーマット] タブ) を選択します。ベイヤーマトリックスが見えなくなります。
• 見える場合は、RGB 強調要素を手動で調整します ([画像] タブ)。

校正後、ベイヤーマトリックスは「モノクロ」シーンでは見えなくなります。その一方で、カラーの物体をシーンに取り込むと、ベイヤーマトリックスはその物体上でのみ表示されます。

RGB 校正の後、ベイヤーマトリックスは画像のカラー部分でのみ表示されます。RGB フィルターレイヤーが光の波長に応じて情報を伝達しないか、ほとんど伝達しないからです(図 2 を参照)。

上記のセンサーのスペクトル特性を使用できるようにするには、次の点を確認する必要があります。

• 定義された照明条件を確保します。900 nm よりも短い波長の光は、できるだけ遠ざけておきます。
• GL フィルター (ガラス) を指定して AR1820HS センサー搭載 uEye カメラを注文します。通常このセンサーと一緒に注文される HQ フィルターは、ここで必要とされる長波光を遮断します。それに対して、GL フィルターは 900 nm を超える光をほとんど減衰させずに透過させます。これによって、可能な限り最大強度の信号がセンサーに到着します。