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マシンビジョンライティング発展編

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マシンビジョンライティング―画像処理 照明技術―
発展編
マシンビジョンライティング株式会社 増村茂樹 著
定価(本体5,800円+税) A5版 440頁 【2019年2月7日発行(初版 第1刷)】
本書は、前著の基礎編、及び応用編、実践編に続いて、筆者が実際にマシンビジョンライティングの仕事に従事しながら、毎月、リアルタイムに映像情報インダストリアル誌(産業開発機構)の連載として執筆した、2012年後半から2015年末までの3年分の連載論文を、一気に編集しなおしたものである。(著者「はじめに」より)

>>基礎編(改訂版)はこちら
>>実践編(改訂版)はこちら

1. マシンビジョンライティング総論
 1.1   100ヶ月の時の流れに見えてくるもの
 1.1.1  照明に対する素朴な疑問
 1.1.2  画像処理用途向け照明に求められるもの
 1.2   マシンビジョンにおける唯物論と唯心論
 1.2.1  唯物論の罠
 1.2.2  唯心論の真実
 1.3   マシンビジョンにおける堂々巡り
 1.3.1  視覚機能と心の作用
 1.3.2  探求は堂々巡りから始まった
 1.4   マシンビジョンの目指すべき道
 1.4.1  マシンビジョンライティングへの道
 1.4.2  人間の視覚機能をシミュレートする?
 1.4.3  映像と画像を越えて
 1.5   マシンビジョンライティングの課題
 1.5.1  何のために物体に光を照射するか
 1.5.2  照明設定とは何か
2. 照明設定の原点
 2.1   専門技術としての照明設定
 2.1.1  照明設定の原点を探る
 2.1.2  照明設定と照明規格
 2.2   照明設定の方法を考える
 2.2.1  照明設定へのアプローチ
 2.2.2  照明設定の基礎事項
 2.3   画像理解と照明設定の関係
 2.3.1  物体光の制御とは何か
 2.3.2  物体光の制御が必要な理由
 2.4   システム構築と照明設定
 2.4.1  システム構築の最適化と照明系
 2.4.2  照明設定の課題を整理する
3. 照明設定の方法論
 3.1   照明設定の課題と方法論との乖離
 3.1.1  物唯物論思考の限界
 3.1.2  唯物論思考の功罪
 3.2   照明設定の課題をクリアする方法
 3.2.1  照明設定の課題の不思議
 3.2.2  照明設定の課題を解く
 3.3   物体光の明るさと均一度
 3.3.1  ヒューマンビジョンでの明るさの尺度
 3.3.2  マシンビジョンでの明るさの尺度
 3.4   物体光を分類する本当の意味
 3.4.1  物体光を分類するための着眼点
 3.4.2  物体光の明るさを同定する
4. 明るさと色
 4.1   照明の明るさに関する情報
 4.1.1  明るさの課題を解く
 4.1.2  均一度の課題を解く
 4.2   物体の光物性に関する情報
 4.2.1  照明の使い方の課題を解く
 4.2.2  「どのように見えるか」という課題を解く
 4.3   色に関する情報を解き明かす
 4.3.1  心理量としての「色」は捕捉できない
 4.3.2  心理量としての「色」とカラーカメラ
 4.4   照射光の色が物体の色に及ぼす作用
 4.4.1  照射光の色と物体光の色
 4.4.2  照射光の「色」の課題を解く
5. 照射形態と画像の濃淡
 5.1   光の当て方の極意
 5.1.1  極意としての明視野と暗視野
 5.1.2  明視野と暗視野の概念的な意味
 5.2   照射形態の課題を解く
 5.2.1  明視野と暗視野の考え方
 5.2.2  照射形態と画像の濃淡プロファイル
 5.3   カタログで照明系の設計ができるか
 5.3.1  照明設計の論理
 5.3.2  コンピュータビジョンは人間を超えるか
 5.4   光源の形状と物体の明暗
 5.4.1  光源形状の課題を解く
 5.4.2  照明規格の役割
6. 色の本質を探る
 6.1   色と「こころ」の関係
 6.1.1  「色」と視覚機能と「こころ」
 6.1.2  「こころ」と「色」の関係
 6.2   「色」の感じ方
 6.2.1  三刺激値は色の影
 6.2.2  色の三属性と分光分布
 6.3   色情報の定量化
 6.3.1  色順応とホワイトバランス
 6.3.2  色フィルターとRGBへの変換特性
 6.3.3  RGBで分光特性の変化を解析する
 6.4   色と照明系の最適化
 6.4.1  スペクトル分布の変化を検出する
 6.4.2  カラーカメラで分光測定
 6.4.3  各種照明によるカラーカメラ撮像
 6.5   カラーカメラで色を捕捉する
 6.5.1  色と視覚機能
 6.5.2  視覚機能と照明設計
 6.5.3  カラーカメラで色の変化を追う
 6.5.4  カラーカメラによる撮像
7. 色の違いを捕捉する
 7.1   カラーカメラと色情報
 7.1.1  カラーカメラによる撮像結果の概略
 7.1.2  カラーカメラによる撮像結果の分析
 7.2   カラーカメラによる色判定
 7.2.1  RGB三刺激値の分散評価
 7.2.2  色度図とRGB三刺激値の分散比較
 7.3   カラーカメラの幻想
 7.3.1  照射光の分光分布と色シフト補正
 7.3.2  ホワイトバランスによる補正効果
 7.4   カラーカメラの限界
 7.4.1  人間の感じる「色」の定量化
 7.4.2  カラーカメラによる分光分布の変化量評価
8. 視覚機能としての照明技術
 8.1   照明の基本方式の元なるもの
 8.1.1  照明で光の変化を最適化できる根拠
 8.1.2  物体との相互作用における光の変化
 8.1.3  光の変化の捕捉・抽出
 8.2   マシンビジョンの視覚機能とは何か
 8.2.1  機械の視覚とは何か
 8.2.2  視覚機能としての照明
 8.2.3  視覚機能としての照明の最適化過程
 8.3   視覚機能を動作させる
 8.3.1  動作のための前提
 8.3.2  歴史的背景と現状
 8.3.3  動作のための条件
9. 照明と物体の明るさ
 9.1   視覚機能実現のキー技術
 9.1.1  キー技術は何か
 9.1.2  照明系の最適化の原点―照明の明るさ
 9.1.3  照明系の最適化の原点―物体の明るさ
 9.2   視覚機能と照明の関わり
 9.2.1  簡単そうで奥の深い照明設計
 9.2.2  視覚機能と照明
 9.2.3  物体の明るさの正体
 9.2.4  物体の明るさの定量化
 9.3   照明の明るさと物体の明るさの定量化
 9.3.1  照明輝度と直接光・散乱光の明るさ
 9.3.2  その他のパラメータ
 9.3.3  明るさ同定のための規定
10. 明視野と暗視野の本質
 10.1   照明と物体の明るさ再考
 10.1.1  明・暗視野と物体光の明るさ
 10.1.2  明・暗視野は単なる言葉の定義ではない
 10.2   照明と物体の明るさの定量化へのアプローチ
 10.2.1  明・暗視野と撮像画像の明るさ
 10.2.2  結像絞り値と直接光・散乱光の明るさ
 10.2.3  直接光・散乱光の明るさ比率
 10.3   明るさの本質とその評価
 10.3.1  立体角要素と直接光・散乱光の明るさ
 10.3.2  立体角要素の重要性
11. 明視野の明るさの定量化
 11.1   機械の視覚における明るさ制御(1)
 11.1.1  反射率と直接光の輝度変化
 11.1.2  直接光の反射率と各変化要素との関係
 11.1.3  反射率と被写体面の傾きとの関係
 11.1.4  明視野における反射率の変化特性(1)
 11.2   機械の視覚における明るさ制御(2)
 11.2.1  明視野における像面の明るさ
 11.2.2  明視野における反射率の変化特性(2)
 11.3   機械の視覚における明るさ制御(3)
 11.3.1  明視野における物体の明るさ
 11.3.2  明視野における反射率の変化特性(3)
12. 明視野の濃淡制御
 12.1   視覚機能としての明視野情報
 12.1.1  明視野画像の濃淡変化
 12.1.2  明視野撮像画像の濃淡制御(1)
 12.2   視覚機能としての明視野情報(2)
 12.2.1  明視野撮像時の立体角要素について
 12.2.2  明視野撮像画像の濃淡制御(2)
 12.3   視覚機能としての明視野情報(3)
 12.3.1  物体撮像時の直接光の作用について
 12.3.2  明視野撮像画像の濃淡制御(3)
13. 立体角要素と画像の濃淡制御
 13.1   照明で物体の明るさを制御する
 13.1.1  立体角要素の考え方について
 13.1.2  立体角要素と画像の濃淡(1)
 13.2   視覚機能の構造
 13.2.1  実験の概要と明視野撮像の特徴
 13.2.2  立体角要素と画像の濃淡(2)
 13.3   人から機械へのパラダイムシフト
 13.3.1  立体角要素と変換階調値
 13.3.2  立体角要素と画像の濃淡(3)
 13.4   視覚機能と明るさの定量化
 13.4.1  立体角要素と画像の濃淡(4)
 13.4.2  立体角要素と画像の濃淡(5)
14. 照明技術の展望と課題
 14.1   マシンビジョンとものづくり
 14.1.1  システムの構築と規格化
 14.1.2  照明の最適化設計における特異性
 14.2   マシンビジョンと照明系の方途
 14.2.1  マシンビジョン市場の行方
 14.2.2  市場の鍵を握る照明系の設計
 14.3   マシンビジョン市場と照明
 14.3.1  マシンビジョン市場低迷の理由
 14.3.2  最適化設計とハードウェア設計との関係
 14.3.3  カスタマイズと最適化
 14.4   マシンビジョン市場低迷の対策
 14.4.1  知識集約型産業へ向けた市場形成
 14.4.2  ノウハウを守れ
 14.5   視覚機能としての照明技術の展望
 14.5.1  視覚機能を構築する照明技術
 14.5.2  機械の視覚を実現する照明技術
 (1) 4つの方向
 (2) 既成概念の壁
 (3) 現状認識とアプローチ
 (4) 市場の啓蒙
 (5) 光の使命を果たせ
 (6) 原点に戻る
 (7) 未来を拓く
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