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マシンビジョンライティング実践編(改訂版)

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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―
実践編 改訂版
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4,800円+税) A5版 324頁 【2018年9月7日発行(改訂版 第1刷)】
本書は、マシンビジョン画像処理システムの構築における、新しい照明技術に焦点を当ててまとめられている。既に、6年前にマシンビジョンライティング基礎編が、そして3年前に同応用編が刊行されており、本書はこれに続く実践編として、産業開発機構刊の技術専門誌、映像情報インダストリアルへの3年分の連載論文に新たに手を加えて編纂されている。
ライティング技術の実践に当たって何よりも大事なのは、その理論的裏付けとなる本質部分がどれだけ深く理解できているか、ということである。

 <中略>

本書ではその点を考慮し、筆者自身がライティングの仕事の中で掴んだ勘所と、その発想の元になる本質部分の解説に頁の大半を割いている。 (著者「はじめに」より)

>>基礎編(改訂版)はこちら
>>発展編はこちら

1. 視覚情報とマシンビジョン
 1.1   照明の立場の違い
 1.1.1  色とスペクトル分布の変化
 1.1.2  照色の本質に迫る
 1.1.3  照明設計の立ち位置
 1.2   視覚情報の本質に迫る
 1.2.1  目は心の窓
 1.2.2  映像と画像
 1.3   マシンビジョンの限界と強み
 1.3.1  機械は創造的機能を持ちうるか
 1.3.2  画像処理の強みと照明
2. 視覚機能の本質を探る
 2.1   物理量と心理量
 2.1.1  心理量としての色
 2.1.2  心理量としての相対解釈
 2.2   色情報による画像評価
 2.2.1  心理物理量としての色
 2.2.2  物理量としての色評価
 2.3   「信じる」ということ
 2.3.1  この世の意味
 2.3.2  時間論と次元
 2.4   ロバストなシステムを目指して
 2.4.1  「信じる」心と視覚機能の関係
 2.4.2  「信じる」心とシステムの安定動作
 2.5   光の変化を捕捉する黄金律
 2.5.1  マシンビジョンライティングの宝物
 2.5.2  「信じる」心を肩代わりするもの
3. 画像理解と多次元世界論
 3.1   画像理解の難しさを探る
 3.1.1  夏休みの課題
 3.1.2  画像理解の難しいわけ
 3.2   画像理解の論理と照明との関係を探る
 3.2.1  照明による画像理解への道
 3.2.2  画像理解の鍵を握る新しい照明手法
 3.3   マシンビジョンの課題と次元の壁
 3.3.1  機械は画像理解を実現できるか
 3.3.2  画像理解の課題と次元構造との関係
 3.4   光は次元の壁を越える
 3.4.1  次元間の対応関係とライティング
 3.4.2  ライティングで次元を遡る
4. 視覚機能とこころ
 4.1   コンピュータビジョンの原点を探る
 4.1.1  視覚認識とマシンビジョン
 4.1.2  視覚認識と「こころの世界」
 4.2   「こころの世界」の構造を探る
 4.2.1  この世とあの世の存在
 4.2.2  こころの世界を考える
 4.3   視覚機能における「こころ」と肉体の関係
 4.3.1  仏教の世界観
 4.3.2  視覚機能の本質
 4.4   機械の視覚機能を実現するもの
 4.4.1  機械の視覚の本質を探る
 4.4.2  照明のあるべき姿
5. 視覚システムと照明
 5.1   照明とは何か
 5.1.1  照明とは何か
 5.1.2  照明は機能か
 5.2   光物性と照明設計へのアプローチ
 5.2.1  光物性の考え方
 5.2.2  マシンビジョンライティングのお手本
 5.3   視覚機能を探求する
 5.3.1  科学的手法と唯物論
 5.3.2  視覚機能の特異性
 5.3.3  視覚機能の霊的側面
 5.4   視覚機能と評価量
 5.4.1  人間の視覚機能と評価量
 5.4.2  機械の視覚機能と評価量
6. マシンビジョンの論理構造
 6.1   照明とライティング
 6.1.1  マシンビジョンの画像理解構造と照明
 6.1.2  再び,照明のパラダイムシフト
 6.2   光の変化量の最適化とは何か
 6.2.1  「どのように見るか」が照明設計
 6.2.2  最適化はS/Nの最大化
 6.3   照明と物体からの光
 6.3.1  光源の明るさと物体の明るさ
 6.3.2  光がものを見る
 6.4   撮像画像の濃淡生成
 6.4.1  照明と物体の明暗
 6.4.2  物体から返される光
7. 照射光と物体との関係
 7.1   照明法の基本方式
 7.1.1  光の不思議
 7.1.2  光の作用
 7.1.3  物体光の分類について
 7.2   光源と光の照射形態
 7.2.1  光源の大きさと照射光の平行度
 7.2.2  光源・物体間の距離と照射光の平行度
 7.3   物体面を均一に見るということ
 7.3.1  物体から返される光の均一度
 7.3.2  点光源と面光源のパラドックス
8. 最適化システムとしての照明
 8.1   マシンビジョンライティングの原点
 8.1.1  照明をどのように捉えるか
 8.1.2  マシンビジョンと照明の関わり
 8.1.3  マシンビジョンでの照明仕様
 8.1.4  照明と特徴情報抽出との因果関係
 8.2   光の変化と画像の濃淡
 8.2.1  光物性による変化量の抽出
 8.2.2  光の変化を画像の濃淡に変換する
 8.3   機械にとっての照明法
 8.3.1  照明法の原点
 8.3.2  照明最適化の原点
 8.3.3  光物性に基づく照明法
9. 物体光の制御と捕捉
 9.1   直接光の明暗を制御する
 9.1.1  点と面を理解する
 9.1.2  直接光と結像系
 9.2   散乱光の明暗を制御する
 9.2.1  暗視野における明るさ
 9.2.2  暗視野における濃淡差の制御
 9.3   暗視野における濃淡変化
 9.3.1  暗視野における濃淡制御
 9.3.2  暗視野における濃淡の最適化
10. 色の変化と物理量
 10.1   マシンビジョンにおける色の考え方
 10.1.1  色の変化と物理量の変化
 10.1.2  色を決める変化要素
 10.2   色評価へのアプローチ
 10.2.1  色の見え方
 10.2.2  色の感じ方
 10.3   画像における色の変化量
 10.3.1  色を捕らえる
 10.3.2  色の変化と光の変化
 10.4   色の生成過程
 10.4.1  色を混ぜることの本質
 10.4.2  色の変化は振幅の変化
 10.4.3  波長の変化を求めて
 10.4.4  波長シフトの原理
 10.5   人間の見えない色
 10.5.1  赤外・紫外帯域の色
 10.5.2  「色」にこだわることなかれ
 10.5.3  スペクトル分布の変化を追って
11. 光の変化の伝搬
 11.1   光の変化を追って
 11.1.1  光の変化の伝搬―照射光学系
 11.1.2  光の変化の伝搬―結像光学系
 11.1.3  光の変化の伝搬―光センサー
 11.1.4  光の変化の伝搬―画像処理
 11.2   光の変化を見るということ
 11.2.1  光の変化と照明の最適化
 11.2.2  照明法の基本としての照明の明るさ
 11.2.3  マシンビジョンにおける照明の明るさ
 11.2.4  照明の明るさと物体輝度の関係
12. 光の変化と光の明暗
 12.1   光の変化の最適化
 12.1.1  特徴抽出と光物性
 12.1.2  特徴抽出と物体の明るさ
 12.1.3  直接光の輝度と照明
 12.2   照明法の本質と最適化
 12.2.1  照明系の枠組み
 12.2.2  光の変化を見るということ
 12.2.3  光の変化量の最適化は波でおこなう
 12.2.4  光の変化量は粒で数える
13. 光の変化を捉える
 13.1   光の変化と照明法
 13.1.1  照明法の本質と考え方
 13.1.2  光の変化量を測るということ
 13.1.3  「色」と波長と振幅の関係を知る
 13.1.4  物体光の分光分布の観察
 13.2   光の変化と「色」
 13.2.1  「色」と分光分布
 13.2.2  分光特性の変化量を抽出する
 13.3   色情報の定量化へのアプローチ
 13.3.1  物体の分光特性の変化を捕捉する
 13.3.2  照射光と光センサーによる歪み
 13.4   色情報の定量化への検証
 13.4.1  照射光の分光分布と画像の濃淡
 13.4.2  照射光の分光分布と色情報
 13.5   白黒カメラで色を捕捉する
 13.5.1  色のパラドックス
 13.5.2  スペクトル分布の変化を捕捉する
14. マシンビジョンライティングの展望
 14.1   光と物質の関係について
 14.1.1  光と物質の成り立ちについて
 14.1.2  物質存在とその存在の主体について
 14.1.3  物質存在の科学的探求について
 14.1.4  マシンビジョンと照明の行く末
 14.2   新たな照明の在り方について
 14.2.1  照明システムの供給体制と課題
 14.2.2  照明システム市場の現状と対策
 14.3   次世代の照明システムの在り方
 14.3.1  次元の壁を考える
 14.3.2  マシンビジョンライティングの今後
 14.4   日本の果たすべき役割
 14.4.1  バブル崩壊からの脱却
 14.4.2  日本が世界に誇れるもの
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