「分光イメージング画像の波長微分表示法」～画像全体の視覚的な分光分布反射曲線の表示～

ここでは、風景撮影の画像の紹介に加えて、弊社の独自技術である分光イメージング画像の波長微分法について紹介します。

分光イメージングカメラで撮影、解析した各波長の単色画像はモノクロ画像になります。下記のように波長順に並べれば明暗差は判りますが、内在する分光情報を視覚的に表現できません。
もちろん、付属ソフトの標準測定^＊にて、任意の部位の分光分布を確認することは可能ですが、画像全体の分光情報は読み取ることはできません。

そこで、画像全体の分光分布を視覚的に俯瞰できる手法として「波長微分画像表示法」を考案しました。

N nmの波長を中心の波長と想定して、この前後波長のデータN-20 nmとN+20 nmを用いて、Blue, Green, Red に部位毎の信号強度情報を割り付けて疑似カラー化すると、波長毎画像の色は以下のように表現されます。

• • N nmに比べて短波長(N-20 nm)が高く、長波長(N+20 nm)が低い場合は、青系統の色味の画像

• • N nmに比べて短波長(N-20 nm)が低く、長波長(N+20 nm)が高い場合は、赤系統の色味の画像

• • N nmに比べて、短波長(N-20 nm)も長波長(N+20 nm)も、同じくらいの場合は、白～グレー～黒の無彩色の画像

• • N nmに比べて短波長(N-20 nm)と長波長(N+20 nm)が低い場合は、緑系統の色味の画像

• • N nmに比べて短波長(N-20 nm)と長波長(N+20 nm)が高い場合は、ピンクもしくは紫系統の色味の画像

この処理を20 nmづつずらしながら全波長分施します。これらの画像を波長の順番に並べると全画像の大まかなスペクトル形状を視覚的に掴むことができます。

下記の図は、分光イメージングカメラにて木々と空の風景を撮影して、付属ソフトによる波長毎画像への変換を行った画像(左列)とこれらの画像に波長微分表示法を施した画像(右列)です。波長毎画像はモノクロ画像でここから分光情報を読み取ることはできません。一方、波長微分を施した画像は、各画像の色味から、分光反射率曲線の形状は、440~480 nmは上昇、500～640 nmは比較的一定、660 nmで再び上昇して、680 nm, 700 nm, 720 nmは波打った形をしていることが判ります。

＊：付属ソフトによる通常の操作や画像の2次元色彩標準測定については付属ソフトのページを御覧ください。

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