平行高周波照明による透過光と散乱光の分離田中 賢一郎*1, 向川 康博*2, 松下 康之*3, 八木 康史*1

*1大阪大学 産業科学研究所，*2奈良先端科学技術大学院大学，*3マイクロソフトリサーチアジア

物体内部の可視化

セキュリティ（静脈認証など）

医療

産業応用（異物検査など）

散乱による不鮮明な画像

透過画像

食品 静脈

透過光と散乱光の性質の違い

polarizer

analyzer 𝑡

性質

透過光

散乱光

偏光

保持

徐々に失う

出射角度

まっすぐ

広がる

出射位置

同一直線上

広がる

出射時間

早い

遅れる

3つの性質を手掛かりに分離

透過光 と散乱光 の分離

目的

透過光

投影パターンを保持

散乱光

パターンの均一化

ローパスフィルタ

分離のアイデア - 高周波パターンを投影

透過光 散乱光

投影パターンを変化させる

透過光の分だけ観測が変化

変化した成分＝透過光成分

変化しなかった成分＝散乱光成分

対象物体 透明な水（真値）

可視光通常照明

近赤外光通常照明

提案手法（透過成分）

真値 可視光

近赤外光 提案手法

数値評価

相互相関値

相互相関値

提案手法（透過成分）

通常照明

濃度

0.98 0.68 0.30 0.06 0.01

0.95 0.95 0.84 0.21 0.03

1.9％ 2.2% 2.5% 2.8% 3.1%

輝度値のプロット提案手法

（散乱成分）

平行投影高周波

パターン

高周波パターン

透過＋散乱

散乱のみ

明るい場所

暗い場所

成分分離

水で薄めた牛乳に沈めたらせん状の金属 様々な濃度での評価

プロジェクタ（光源）

𝐼max = 𝐿𝑡 +1

2𝐿𝑠

観測輝度値

成分分離

𝐼min =1

2𝐿𝑠

𝐿𝑡 = 𝐼max − 𝐼min

𝐿𝑠 = 2𝐼min

軽量な計算コスト

近赤外光プロジェクタ

平行投影を実現するテレセントリックレンズ

ミラー

カメラ

偏光板

偏光板

対象物体

撮影環境

実験結果

可視光通常照明

ねじの山までくっきり鮮明

近赤外通常照明

対象物体（上から見た図）

透過光画像

散乱光画像

水で薄めた牛乳に沈めた金属部品

葉脈

マウスの耳

実験結果～生体への適用～

透過光画像近赤外通常照明

耳の内部構造が鮮明化された

透過光画像近赤外通常照明

背骨や内臓が鮮明化された

めだか

透過光画像近赤外通常照明

葉脈の細部が鮮明化された