オルソ・スキャナ

2017年9月 7日 (木)

高精細画像の写真撮影とレプリカの制作

作品のスキャニング作業が終了した。

800ppi で複数回スキャンした。
作品は凹凸が激しく、2焦点位置で撮影し全焦点画像を生成した。
また、有効スキャン範囲を超えているため、左右2回に分けてスキャンし、合成した。

この作業を通じて感じたことをちょっとメモします。

今回は、塵(ちり)のことと画像接合の話題です。

 塵(ちり)のこと。

スキャン解像度が800ppiともなると、1画素で32マイクロメートルを分解する。

ちなみに、髪の毛の直径は、70マイクロメートルなので、作品の上に埃や髪の毛が乗ってしまうとはっきりとそれと判ってしまう。そのため、画像をパソコンで開いてからが、大変な作業になる。

(じつは先月、日本刀のスキャニングワークショップに合わせてクリーンベンチを導入したのだ。)

作品の中に毛筆の毛こそ見つかったが、室内の空間から落下したと思われる埃や髪の毛は幸いにして検出されず、後処理は非常に楽だった。

ほっとした。

800ppi ましてや 1200ppi ともなると、クリーンベンチは必須です。

ちなみに、クラス1万というクリーンベンチのスペックは、1フィート立方空間中に、0.5マイクロメートル以上の塵が、1万個未満であること。

 画像接合の話。

最近のPhotoshopは、メモリーさえ積んでおけば、ギガピクセル(10億画素)画像だろうと、さくさく動く。

今、弊社で頻繁に使うのが、レイヤー合成機能とフォトマージ機能(Photomerge)だ。

レイヤー合成機能は、パンフォーカス画像の生成に非常に有効だ。

パンフォーカス画像とは、被写体に奥行きが有る場合でも、前後方向全域にピントの合った画像のこと。

通常は、撮影光学系の被写界深度(ピントの合う範囲)があるため、解像度を上げる程、パンフォーカス画像は得られない。

そこで、被写界深度よりも、対象物の奥行きが大きい時は、カメラごと前後させて複数枚の画像を得て、その複数枚の画像から最適ピント画像を合成する。

これは、顕微鏡の場合に良く行われる手法で、光学写真で立体物の全焦点画像は、こうした方法で得て居る。ちなみに、顕微鏡のレンズは殆どが、テレセントリックレンズである。

デジカメの場合(最高級業務用一眼レフも同じ)はこうはいかない。

近づくと被写体は大きくなる、遠ざかると小さくなる。

いわゆる、パース(ペクティブ、遠近法のこと)が発生して、前後のピントの合った画像の自動合成では、どうしても歪みが発生する。

単純計算で、1メートル離して撮影した場合で、1mm近付けば、相手は1000mmに対して、1mm大きくなってしまう。

10cm対象であれば、端で0.1mm程度、つまり800ppiであれば、3ピクセル分は歪みが発生する。

だから、画像接合はそう簡単な話ではない。

オルソスキャナは、テレセントリックレンズを採用した。

その結果、被写体の凹凸に合わせて、ピント位置を変えてレンズを丸ごと前後させて得た画像は、寸法歪みが無いため、素直に合成することが可能となった。顕微鏡と同じ原理だ。

こうして、レイヤー合成機能を使って、お任せでパンフォーカス画像が(ほぼ)自動生成される。

・・・

次に、フォトマージ機能。

こちらは、パノラマ写真を作るために産まれた機能だ。

イメージスキャナでも、大きな被写体を何回かに分けてスキャンして合成する際に使用できる。

Photoshopが、画像を見比べて、マスクを自動生成して、複数画像を合成する。

2回に分けて撮影した画像の接合部を32マイクロメートルの歪み無く、撮影することはデジカメでは不可能だ。でもPhotoshopが、うまい具合に接合してくれる。。はずだが、そうはいかない。

地図など線画の被写体の場合は、鉄道が繋がらず、道路が繋がらず、河川が繋がらず、自動合成は無理だと判る。

ではどうするか。メッシュ(網の目)歪み補正の機能(ワープ)を使う。

しかし、この作業は、ゴミ取り作業よりも更にきつい。

オルソスキャナではどうか。接合部でのスキャン精度は、1メートル長で、±0.1mmの絶対精度を達成した。Photoshopのフォトマージ機能にお任せで、ほぼ問題が無い。

ラクチンなのである。

もし、あなたがこの記事を読んでいて、もし、日夜、根性で画像を繋いでいるようなら、ぜひ一度、オルソスキャナの実力を試してみて欲しい。

http://www.imeasure.co.jp/ortho/

・・・

オリジナル作品が劣化して、頻繁に大衆の目に触れることの出来なくなる作品が存在する。

だからこそ、高精細レプリカを作成して、それを展示する。

管理環境の整っていないギャラリーにも気軽に貸し出し、作品の認知度を上げる。

A.オリジナル作品は大事に保管する。 

B.作品をより多くの人の目に触れてもらい価値を伝える。

この相反する需要を同時に叶えるために高精細レプリカの価値がある。

そんな時代。

2017年8月29日 (火)

デジタルアーカイブに 刀工 髙見國一氏の日本刀作品 三振り を追加しました。

刀工 髙見國一氏にご協力いただきデジタルギャラリーに日本刀三振りを追加しました。髙見氏の美しい作品をぜひデジタル画面で御覧ください。
#日本刀 #オルソスキャナ #写真撮影 #zoomify #デジタルアーカイブ

Intetsu_scr

続きを読む "デジタルアーカイブに 刀工 髙見國一氏の日本刀作品 三振り を追加しました。" »

2017年8月 3日 (木)

クラス1万のクリーンベンチ(2台目)を導入しました

クラス1万のクリーンベンチ(2台目)を導入しました。

Img_9385_2

イメージスキャナを使ったスキャニング作業は、光学解像度が800ppiともなると1画素あたり32マイクロメートルの細かさで、スキャンします。 
髪の毛の太さは、70マイクロメートルと言われますので、髪の毛1本でも作品に落ちていると非常に目立つ画像となるばかりでなく、画像処理などの後処理で除去するにしても、ギコチナイ無茶な修正画像となります。
そこで、こうしたクリーンな空間が必要となってきます。
クラス1万とは、1辺が1フィート(約30cm)立方体の体積あたりに、0.5マイクロメートル以上の寸法の塵や埃が、1万個以下である、というランクです。
これでいよいよ 800ppiのスキャニング作業の効率があがります。
・・・
<仕様詳細>
クリーンベンチのサイズ:2mx3.3mxh2.1m
上に乗っているのが、ヘパフィルタです。
外気を吸い込んで、埃無き清浄な空気を層流にして
スキャナの真上に吐き出します。
空気は、クリーンベンチの下に開いた隙間から外部に吹き出します。
FFU (Fun Filter Unit) の排気能力は、 10m^3/min. とのこと。
簡単な計算すると、
2x3.3x2.1m^3なので、13.86 m^3
1時間あたりで、600m^3(=60min * 10m^3/min. )だから、
43.3回/時間 の換気回数となります。

2017年6月19日 (月)

デジタルギャラリーに土器の画像三点が加わりました。

デジタルギャラリー
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery.html

Doki

土器2
土器3
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery/gallery11.html

この画像は、株式会社 シン技術コンサル様に納入、稼働中の1号機を用いて得た画像です。
光学解像度:300ppi(11.8pixel/mm)
スタンド型であり、土器を撮影台に立てたままで非接触撮影することができます。
水平方向にレンズ+カメラユニットが前後して合焦(ピントが合う)します。

株式会社 シン技術コンサル様 オルソスキャナ仕様:
・光学解像度:512ppi(20pixel/mm) ※レンズの設計値
・被写体寸法:Φ50mm ×H1000mm

2017年5月29日 (月)

テレセントリックレンズに関する詳細な技術説明

テレセントリックレンズに関する詳細な説明

=====

映像情報インダストリアル 安藤幸司氏


http://www.anfoworld.com/LensMF.html

Telecentric1

■特殊なレンズ光学系

▲テレセントリック光学系(Telecentric Optics)

=====

続きを読む "テレセントリックレンズに関する詳細な技術説明" »

2017年5月27日 (土)

オルソ・スキャナ まとめ

[ アイメジャー株式会社 オルソ・スキャナ について ]

□製品ページ:
正射投影イメージスキャナ OrthoScan-IMAGER

http://www.imeasure.co.jp/ortho/

□デジタルギャラリー:
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery.html
地図:(79.5 x 108 cm , 800ppi)
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery/gallery7.html
昆虫標本: (41.8 x 52 cm 高さ 6cm , 800ppi)
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery/gallery8.html
浮世絵:(36 x 24 cm ,1200ppi)
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery/gallery2.html

○主な特徴:
(1)非接触で6億画素(800ppi時)のフルカラー画像を自動的に撮影します。

60cmx100cmの範囲を高い光学解像度(800dpi、または1200dpi)で撮影します。撮影時間は、5分(400ppi)、10分(800ppi時)、15分(1200ppi時)。非接触なのに高解像度。非接触撮影可能なカメラ方式と高解像度で撮影できるイメージスキャナ方式の双方の長所を兼ね備えています。

(2)得られた画像の寸法精度は、JIS規格の定規相当の精度です。

アーカイブ画像として残した場合、画像を使って被写体の寸法を計測することができます。基本性能は、±0.3mm/1m。これは定規のJIS2級に相当します。さらに、弊社オリジナルソフトウェアによる校正処理を行うことで、±0.1mm以下/1m を実現しました(実力値は、0.06mm未満です)。この寸法精度は、カメラ方式では実現不可能(*1)で、従来型のイメージスキャナ方式でも達成することは不可能な寸法精度です。

 

(3)階調再現性、色再現性に優れた画像を得ることができます。

カメラ方式と異なるイメージスキャナ方式ですので、被写体の反射率に準じた値を得ることを目的に自動キャリブレーション(校正)機能を搭載しています。その結果、ICCプロファイルと組み合わせることで、色差(Lab)の無いレプリカの作成が可能です。

(4)照明装置を任意に配置するカスマイズが可能です。

被写体の凹凸を強調し、テクスチャー感豊かな画像を得たり、金箔などを含む文化財の撮影などにも対応可能です。

(5)更に大きな被写体は複数回に分けて分割スキャンし、極短時間に美しい非常に寸法正確な画像に仕上がります。

 従来手法のレンズを用いたカメラ方式や、イメージスキャナの場合、撮影したデジタル画像には必ず無視できない歪みが含まれています。そのため、例えば、4分割撮影した4枚の400ppi(相当の)画像を接合するために、専用の画像処理アプリケーションソフトを使って、 ディスプレイ画面上を目視で確認しながら、画像の繋ぎ目に沿って画像接合する作業を行います。例えば、4分割画像であれば、この画像接合作業のためにオペレータが半日もの間ディスプレイと睨めっこして画像編集作業に専念することも希では有りません。4分割撮影であれば、3回もの接合作業が発生します。結果的に実際に行っている作業は、画像を歪ませて、見た目のズレを目立たなくさせる処理を行わざるを得ません。

 一方、オルソ・スキャナは、特殊なレンズ(テレセントリックレンズ)を使用しているため分割して得た画像はそれぞれが非常に寸法精度の高い画像です。そのため寸法正確なまま簡単に画像接合ができます。具体的には、まず、スキャン後の画像の回転角度を調整し向きを正確に揃えます(弊社専用アプリにより最小回転角度θ=1/30000 ラジアンに対応します)。 次に、合成したい画像を専用ソフトに放り込み、自動合成します。寸法精度と画像向きが揃っているため人為的編集作業は不要で、一発で画像が結合します。人的エラー要因の入り込む余地が無く、かつ寸法精度の高い画像が合成されます。

 また、この簡単な自動画像接合プロセスは、400ppiの画像はもちろんのこと、800ppiのスキャン画像であっても全く同様に行う事が可能です。高精細で、大きな被写体を撮影でき、しかも、極短時間に仕上がる画像は、美しい非常に寸法正確な画像です。

地図のサンプル画像:(79.5 x 108 cm , 800ppi) をぜひご覧下さい。

もし、現物を裸眼にて直視できたとしても、ここまで高解像度に見分けることは困難です。新世代のデジタルアーカイブ画像は、光学解像度、800ppi以上であることを弊社では推奨しています。そして、貴重な原本は、一度スキャンしたら厳重に保管します。一般閲覧者や研究者に対して、必要十分な子細画像情報を提供することが可能となります。

(6)立体物(高さ125mmまで、オプションで350mm)であっても、800ppi(もしくは1200ppi)もの光学解像度で高さ方向全域にピントの合った画像を得ることができます。

昆虫標本のサンプル画像は、60mmの高さがあるため、5mm毎の高さピッチで13回スキャンし画像を自動合成しています。

□動画:
YouTube 動画 (日本語): https://youtu.be/gaIb6egcmIs (3分51秒)

続きを読む "オルソ・スキャナ まとめ" »

2017年5月24日 (水)

昆虫標本をオルソスキャナで800ppiスキャンして200%拡大ポスターを作ってみた

Dallvlyxgaa_rml

【写真:奧の小さいのが、オリジナルの昆虫標本(本物)、手前の大きいのが、オルソスキャナでスキャンした800ppi画像を200%拡大印刷してパネルに貼ったポスター。】

42x51cmの昆虫標本(奥行き6cm)を 200%拡大した ポスターを作ってみました。

なんと3日で手元に届きます。

オンデマンド印刷(恐らくインクジェット)で、パネルに貼って送料込みで6000円でした。

哀しかな、
・ネットで送付可能なファイル容量上限:150MB
・印刷解像度:250ppi
でしたので、圧縮率の高いJPEG画像です。

ちなみに、元データは、約 1.3万画素 x 1.6万画素 = 2億画素
なので、 200 M pixel * 24bit Color = 600MB です。
ネット上で閲覧可能な元画像(をタイルJPEGにした画像)は、これです。
http://www.imeasure.co.jp/ortho/gallery/gallery8.html

ディスプレイで見えている高解像度な画像データを全てこの印刷物に乗せるためには、320%拡大印刷にする必要があります。
(計算: 800ppi / 250ppi  = 3.2 )
ただ、200%拡大でも、84x100cmなので、持ち運びしやすいパネルサイズとして、展示会用にはこれでヨシとします。
もし、320%拡大印刷するとなると、1.3x1.6mとなり、畳一枚くらいになるので、それはロール紙にして展示会の壁紙用にしようと想います。

#昆虫標本 #オルソスキャナ

続きを読む "昆虫標本をオルソスキャナで800ppiスキャンして200%拡大ポスターを作ってみた" »

2017年5月 8日 (月)

ガラスケースに入った昆虫標本の写真撮影

写真撮影の中でも昆虫標本は、難易度の高いターゲットです。

特に複数の標本がガラスケースに納められている場合、全体を一望することのできる画像を撮影するのは至難の業です。

何故でしょうか、いくつかその要因を上げてみます。

(1)昆虫の表面の模様は、非常に微細であるため、ベイヤー配列の通常の一眼レフカメラでは、疑似色が発生する場合が有る。

2

これは、カラスアゲハの画像です。
黒い羽に、鮮やかな緑色の斑点が有ります。
ガラスケース全体を撮影しようとして、倍率を下げ過ぎた場合、この緑のドットがどのベイヤー配列センサのフィルタ上に来るかで色再現できなくなるため、実質的には、有効画素数を1/4未満で撮影することになります。
例えば、2400万画素の一眼レフのC-MOSカラーセンサであれば、1/4の画素数の600万画素相当(3000x2000pixel)としてみなして、撮影する必要があります。例えば、画素密度を300ppiで撮影したいのであれば、10インチ(25.4cm)よりも大きなサイズは狙わない。よって、一度に撮影できるガラスケースの寸法は、最大でもA4サイズが限界となります。標本を納めたガラスケースのサイズはまちまちですが、A4サイズよりも大きい場合が多いのではないでしょうか。さて困りました。

Bayer


(2)標本に、説明紙片が付いている場合がある。標本と紙片の両方にピントを合わせたいが、そうすると今度は、倍率を上げられない。

もし、標本に解説の紙片が付いている場合、通常、昆虫は虫ピンで宙に浮いていますが、解説の紙片は、標本ケースの底に貼ってあります。紙片と昆虫と同時にピントを合わせようとすると、被写界深度(1枚の画像でピントの合う前後の距離) を稼ぐ必要が有り、あまり標本に近寄って撮影することができなくなります 。
(3)標本がガラスケースに入っている場合、望遠レンズで引いて撮る必要がある。

もし標本がガラスケースに入っていてガラスを外せない場合は、照明方法が難しくなります。当然ですが、ガラスケースに入った標本を写真撮影する場合、カメラに付属している内蔵ストロボは使うことはできません。ガラス表面で反射した光がそのままレンズに入射し、肝心の標本は真っ暗になります。外部照明を標本の周辺に設置したとしても、その配置が大変です。広角レンズで撮影すると、ガラス周辺部でその外部照明が写り込んでしまいます。


これを避けるには、標本から距離を離す必要があります。(望遠レンズで引いて撮る。)
以上から、
a.使用しているカメラの画素数の1/4程度を目安に撮影サイズを計算する。
b.ポートレート用、もしくは望遠レンズを使って、標本から離れて撮影する。
c.リング照明などの斜めから均一に照明する照明装置をあらかじめ用意する。
という方針となります。
それでも、ガラスケースがA4サイズを超える場合、複数回撮影した画像を合成することになりますが、パースによる歪みの問題が発生します。
P1とP2の二回に分けて撮影したデジタルカメラの画像は、被写体が立体物の場合、その画像接合は困難になります。(Figure2の被写体B参照。) 地図などの平面図であれば接合は可能ですが(それでも局所倍率歪みにより簡単ではありません。)、相手が立体物の場合、現実的には滑らかな画像接合は画像編集無しに接合することは不可能と考えて良いでしょう。

そこで、オルソスキャナの提案です。
オルソスキャナの特徴は、
[1] 高い解像度(800ppi) で、標本丸ごと、ガラスケースごとスキャンできます。
[2] 120mm程度の高低差があっても、全域にピントが合います。
[3] イメージスキャナ方式ですので、照明装置が内蔵されていて、正反射(テカリ)が発生しません。
[4] 3板式のカラーラインセンサですので、1画素について、リアルに 赤、緑、青の独立した色情報が含まれます。
ぜひ、リアル2億画素の800ppi(32μm)の昆虫標本画像をご覧下さい。
41.8cmx51cm高さ6cmのガラスケース入りの標本を丸ごとスキャンしました。

続きを読む "ガラスケースに入った昆虫標本の写真撮影" »

2017年4月28日 (金)

900億画素 (90GPixel)のデジタル画像を得る方法

900億画素 (90GPixel)のデジタル画像を得る方法

最新のフォトショップでは、30万ピクセルx30万ピクセルの画像を作ることができます。

既に技術的には可能です。


せっかくなので、この画像をイメージスキャナで作る方法を考えてみます。

900億画素( 90 GPixel ) のオルソスキャナ を作るならこんな感じでしょうか。


10mx10m_osi

19メートル x 19メートル の地図 を400ppiでスキャンする。

9.5メートル  9.5メートル の地図を800ppiでスキャンする。

6.3メートル  6.3メートル の地図を1200ppiでスキャンする。

デジタル一眼レフカメラを使って、分割撮影した経験をお持ちのプロカメラマンは、恐らく 『ゾッ』とするでしょうが、オルソスキャナなら、なんのことはない、サクサク繋がります。

何と言っても、『テレセントリックレンズ』を使ってるので、いきなり オルソ画像 を撮影できますからね。(^^)

 

http://www.imeasure.co.jp/ortho/report.html

続きを読む "900億画素 (90GPixel)のデジタル画像を得る方法" »

2017年4月 7日 (金)

オルソスキャナ と 画像計測ソフト WinROOF2015 を使って何ができるのか

いろいろと試している。

オルソ画像は文字通り、デジタル画像でありながらも、人工衛星が撮影した地上建造物のように真上から撮影した画像なので、特に板金などの形状計測に向いているのでは無いかと想います。

WinROOF2015には、「近似円」というツールがあります。

Kinjien1

この画像のように、円弧であっても計測可能。

測定点を増やしていくと次第に内接円のフィッティング精度が上がる。

今回のこの事例は、市販のフラットベッドスキャナの光学ユニットに使われている反射ミラーの固定部品。

Bankin

この円弧の位置が判ると、光路設計情報のリバースエンジニアリングが可能となる。

Bankin2

・・・

2番目の事例。

射出成型のプーリー(歯車)の偏芯を計測してみた。

大きい歯車の谷の部分に測定ポイントを複数設定して、外周歯車の谷位置の内接円の中心座標を求める。

Haguruma1

同様に、小さい歯車の谷の部分の内接円の中心座標を求める。

最後に、穴の芯の中心座標を求める。

Haguruma3

<解析>

シャフトの中心座標を原点にして、大小歯車の内接円の中心位置座標のズレをグラフ化した。

Hagurumares

オルソスキャナの送りムラの可能性は、現時点では否定できない。

つまり、この計測された 0.06mm(400ppi画像なので、1画素程度)の徧芯が、歯車由来なのか、そもそも画像を得たオルソスキャナの送りムラなのかどうか確認しなければならない。

別途、ミツトヨの接触式の三次元測定器とクロスチェックを行って確認してみたい。歯車自体をミツトヨの三次元測定器で接触式で測るのは難しいから、徧芯した直径の異なる2重円柱の部品を試作して、比較するなどする必要があるだろうと想う。

いずれにしても、他の測定器では面倒くさいか、そもそも不可能な測定が、この画像計測の方法では、比較的簡単にできそうな感じですね。

無料ブログはココログ
2017年9月
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
フォト

最近のトラックバック