2017年11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    
無料ブログはココログ

« 2014年6月 | トップページ | 2014年8月 »

2014年7月

2014年7月31日 (木)

・空間フィルタ2 ラプラシアンフィルタ

前回の続きです。
前回は簡単なエッジ検出のフィルタを紹介しました。
この分野の研究は画像処理の初期から行われていて、
効率的で高性能なエッジ検出フィルタの係数がいくつか有ります。

前回紹介した 1 -1 のフィルタは隣の画素との差を表します。
デジタル離散値において隣との差は微分と同等。
なので、こういったフィルタを微分オペレータと呼んだりします。

また、最後に紹介した、四方向のエッジを検出するフィルタは
ラプラシアンオペレータと呼ばれます。
ラプラシアンオペレータにもいくつか有名な係数があります。

Lapop
一番左は前回の最後で紹介したものと同じです。
それぞれのオペレータでエッジを検出すると
以下の様になります。

Lap1 Lap2 Lap3
ひとえにエッジ検出と行っても、係数で大分結果が異なることが分かります。
最後のオペレータはこの画像において
エッジよりもノイズ成分をかなり強調してしまっています。

これまで紹介したのは3×3のフィルタですが、
5×5のフィルタを使うと、より離れた部分の情報をもってこれるので
性能が上がります(ただし計算量は膨大に増える)
フォトショップでは5×5まで対応しています。

5×5のラプラシアンフィルタの例。
55lap これをつかった結果。
Lap_2
この係数を使ったオペレータではエッジとして検出したい部分を
綺麗に検出できているのが分かります。

2014年7月29日 (火)

・空間フィルタ1 基本

空間フィルタは画像処理の基礎の考え方の一つです。
空間フィルタの係数によって、画像をぼかしたり
エッジを検出したりできます。

今回は最も簡単なエッジ検出をやってみます。
下の図が横方向のエッジを検出する一番簡単な
空間フィルタです。

2
これだけだと意味がわからないと思いますので、
このフィルタを下の図の様な4*3画素の小さな画像にかけてみます。
書いてある数字はその画素の輝度を表わしています。
255が白で、0が黒。

36

それぞれの画素に順番にかけていきます。
隣の画素との値の引き算を意味します。
37

最後までフィルタをかけると以下の様に。

Edge

暗い部分と明るい部分の境界(エッジ)が検出されています。

下の画像に同じフィルターをかけてみます。
フォトショップを使うとフィルタの中のカスタムで簡単にできます。
Rena

5×5の空間フィルタが作れます。

フィルタ後
Photo

横方向にみた時のエッジが検出されました。
縦方向だと下のようになります。
Photo_2
上下左右四方向のエッジを検出するには
下のようなフィルタをかければOKです。
4

2014年7月28日 (月)

・簡易的なレンズ性能のチェック

今回は簡易的なレンズの性能のチェック方法を紹介します。
レンズの性能と一言に言ってもいろいろな観点での性能が有ります。
今回紹介する方法は、
解像度とくに周辺部での像の安定性です。

解像性能としてはそもそものレンズの設計上の性能と
個体ばらつきによる性能が有ります。
どんなに設計性能が良くても、個体で片ボケしたりしていると
実際はあまり良くない可能性があります。

専用チャートを撮影するのではなく、遠景を撮影します。
Resize115645
Resize115646

このように対角線上になるように撮影します。
こうすることで、四隅に細かい被写体が来るので像性能が分かりやすいです。

左上
Resize115647
左下
Resize115648
右上
Resize115650
右下Resize115649

このレンズは左側がわずかに悪い気もしますが
気にするほどでもなさそうです。

2014年7月26日 (土)

ベランダで花火撮影

ベランダから花火大会(墨田ではない)が見えたので、
インターバル撮影しました。
Resize115633 Resize115634 Resize115636 Resize115635

15秒,F13,ISO100です。それぞれは微妙ですが、
比較明合成をすればそれなりに見栄えがします。

比較明合成+トーンカーブ変更+彩度UP
Resize115640

2014年7月25日 (金)

・チャンネルミキサーとカラーマトリックス

フォトショップの機能の中にチャンネルミキサーという機能があります。

Chanel

チャンネルミキサーを選択すると
レッドブルーグリーンそれぞれの中に
レッド、ブルー、グリーンのパーセンテージが選べます。
わけがわからないと思います。

Chaneru2

てきとーに動かすと、色が目まぐるしく変わって
暗くなったり、明るくなったり諧調が無くなったり。

Resize115626

このチャンネルミキサーは
画像の色作りの基本とされるカラーマトリックスと同じです。
下の図がカラーマトリクスです。
1
青のセルのRGBが入力信号、
赤のセルの3×3行列がカラーマトリクスです。
緑のセルのR'G'B'が出力です。
上記の図は100を基底とする対角行列なので
入力と出力は同じになります。
入力画像
Resize115625
出力画像
Resize115625_2

では、彩度を1/4にするにはどのようなマトリクスをかければいいのか。
1/4マトリクス

Matrix1_2
RGBを1/4の25にする。
これは間違いです。

出力画像Resize115628
明るさが1/4になってしまいます。

彩度だけ変化させたい場合は、色空間を別の形式にして考えます。
RGB形式は赤青緑で色があらわされるので直観的ではありません。
YUV形式で考えます。
Yが輝度、U,Vが色差なのでU,Vの値を半分にすると彩度も半分になります。
RGB2YUV変換は以下の式です。
Henkan_21_2

U,Vの値を1/4にするならば、以下のマトリクスをかける事になります。
変換色のU,Vの値を1/4にしたものです。
1_4matrix_1_2

上記のマトリクスをかけるとどうなるか…。
Resize115629

このマトリクスはYUVに変換するマトリクスなので、
変換したあとに、RGBに戻さなければいけません。
下記のように
RGB2YUVマトリクスと
YUV2RGBマトリクスの
3×3行列の積が彩度を1/4にするカラーマトリクスです。

Rgb2rgb

行列の積の計算は高校三年の数学Cの教科書を参照してください。
この情報をチャンネルミキサーに入れれば
ちゃんと彩度だけが落ちた画像になります。

Saido1_4

使いこなせれば様々な処理がここで行えます。

2014年7月23日 (水)

・動物園でオリを消して撮る

今回は動物園での撮り方です。
Resize115591

第一回目ですが、二回目があるかどうかはわかりません。
動物園の動物はかわいいですが以外とオリや柵が邪魔だったりします。
像とかカバだとオリが無かったりしますが
鳥とか、猿とかだとオリが邪魔です。
そこで、オリを消して(目立たないようにして)取る方法です。

オリを目立たせずに撮るには
動物がおりから離れている必要があります。
Resize115611
21
二番目の図のような状態。
オリに近いと下の写真のようにオリが映りこみます。
これは動物とオリのピント位置が近いためです。
Resize115595

おりから離れている場合は動物にピントを合わせると
オリは大きなぼけになってほぼ目立たなくなります。
しかし、動物がおりから離れているのを撮影するために
望遠レンズが必須になります。
最低でも300mm。
オリのボケを大きくするには明るいレンズのほうが良いです。
明るくて望遠だと非常に高価なレンズになってしまいますが…。
Resize115588
Resize115592

2014年7月22日 (火)

・多重露出で花をふんわりとる

Resize115560

多重露出とか多重露光の機能が付いているデジカメで使える技です。
もし機能が付いていなくても、後からパソコンで合成できます。

花を撮るときに、多重露出で2枚撮影します。
一枚は普通に撮影。
Resize115567
もう一枚は、ピントをぼかして撮影します。
Resize115563

多重露出で合成されると下の様になります。
Resize115569_2

ピントをずらした写真を撮るときに
花の位置がずれると失敗なので、
確実に成功させるには三脚を使った方がいいです。

Photoshopを使うと、合成方法が他にも沢山あるので
いろんな表現もできます。
合成方法:ソフトライトResize115571_2

2014年7月20日 (日)

・ボケの色でピントを判断する

前回はボケの形でピント位置を判断することができる
という内容でしたが、
レンズによってはボケの色でもピント位置を判断できます。
ボケの色と言われてもピンと来ないかもしれません。
下の写真を見てください。

34

ピント位置の前後で色が付いていることが分かります。
ピント位置より手前側(後ピン状態)ではパープル系、
ピント位置より奥側(前ピン状態)ではグリーン系です。

この色づきは軸上色収差によるものです。
いつもの軸上色収差の図です。

Resize115447

波長によって屈折がかわるので、色が分かれて
軸上色収差が発生します。
この時ピント位置より手前と奥では色が異なります。
軸上色収差が大きいレンズ(フリンジがでやすいレンズ)では
この色を見ることでピント位置がどこかがおおざっぱに分かります。

下の写真は点光源をピントをずらしながら撮影したものです。

Resize115448

Resize115450

Resize115449

おおざっぱですが、色でピントの山を見つける事ができます。
ただし、色の切り替わり点がほんとのピークで無いレンズもあります。

2014年7月19日 (土)

・花火を比較明合成で撮影する

今回はデジカメならではの花火の撮影方法です。
合成は邪道という人もいるかもしれませんが
これもテクニックの一つです。

花火撮影で一番難しいのは露出です。
シャッター速度を長くするには絞りを絞る必要があります。
しかし、適正の露出が分からなくて
花火の種類によっては白飛びしてしまいます。
特にスターマインなど。
スターマインによっても花火の種類によって明るさが違う。
逆に絞りすぎると全体が暗くなって花火が写りません。

白飛び
Resize115430

暗い
Resize115431

特に、皆が撮りたいけど白飛びして難しいというのが
スターマインだと思います。
豪華なので長い時間シャッターを開けたい、
しかしそうすると白飛びしてしまう。
絞りを絞りすぎると特に大きく上がった花火が暗くなりすぎる…など。

そこで裏技的な手法が比較明合成です。
やり方は簡単。
5秒-10秒位の比較的短い露光時間で
白飛びしないくらいの適正露出を得るF値にします。F16位?
スターマインが上がっている間、この設定で連続撮影します。
(ホワイトバランスは固定してください)

Resize115435 Resize115436 Resize115437 Resize115438 Resize115439Resize115440

こんな感じのが何枚も。
花火が途中で切れていたり、
途中から線が出てたりしますが気にしません。

何枚も撮った中からいい感じのを選択して
比較明合成します。
比較明合成はフォトショップでも、フリーのソフトでもできます。

比較明合成の結果
Resize115423

花火の光っている部分だけ合成されて豪華になります。

2014年7月17日 (木)

・ボケの形でピントを判断する

前ボケと後ろボケの向きの関係の項目で
前ボケと後ろボケで向きが逆転することが分かります。
そこで、これを利用したピント合わせ方法があります。
これがバーティノフマスクです。

Bokehpin_2

バーティノフマスクは暗い夜景や星等の点光源で
AFでは上手くピントが合わせられない時に活躍します。

原理は開口部における回折の利用です。
開口部(スリット)の端面で光の回折が起こり
スリットと垂直の方向に光が伸びます。
Bokehpin_4

非対称なマスクなので前ピン後ピンが分かり
ピント合わせが容易になります。

ピントが合っていない時
Bokehpin_1 Bokehpin_3
Bokehpin_3_2 Bokehpin_4_2
ピントが合っている時
Bokehpin_2_2 Bokehpin_1_2

ピントを合わせたらマスクをはずして撮影します。
自分で作成するときは、端面が鋭くなるように
なるべく薄い素材を使うと良いです。
ただ、スリットをあまりにも細かくすると破れてしまうので
スリットを少なくするか、丈夫な素材にする必要があります。
スリットが少ないと入ってくる光の量が少なくなって
暗くなるという問題が起こります。

ベストな素材は絞り羽に使われているような
とても薄くて金属製、反射防止で黒く塗られているものです。
さすがにハンズでも売っていないか…。

2014年7月14日 (月)

・日の丸構図は必ずしも悪ではない

主要被写体が中心にドンといるのが日の丸構図です。
日の丸構図は工夫がないとか、良くないとか言われがちですが
必ずしもそうではないと思っています。
撮り方を工夫したり、被写体によっては十分ありえる構図です。
下の写真は日の丸構図ですが個人的に良いと思っている写真です。

Resize115412
Resize115408
Resize115409

2014年7月13日 (日)

・工場夜景撮影

京浜工業地帯に工場夜景を撮影してきました。
普通の夜景撮影と同じで大丈夫だろうと思っていましたが
意外と難易度が高い。

難易度が高い理由
1:海に近いので、風が強く、三脚に設置してもブレる
2:工場は点光源が多いのでAFでは精度が微妙。
3:街に比べて暗いので露光時間が長くなる(ぶれやすい)

とにかくブレとピントが大敵なので、撮影中に
色々工夫をしていきました。

1:海に近いので、風が強く、三脚に設置してもブレる
三脚の足を短くして、風の影響をあまり受けないようにします。
むしろ脚を伸ばさなくてもいいくらい。
カメラのストラップが風で揺れの原因になるので、三脚に巻きつけます。

2:工場は点光源が多いのでAFでは精度が微妙。
ライブビューで拡大表示してMFでピントを合わせます。
点光源なので星と同じ感じです。
ピントリングをゆっくり回していき、点光源が一番小さくなる位置を探します。
これは経験が必要かもしれません。

3:街に比べて暗いので露光時間が長くなる(ぶれやすい)
なるべく絞って、光芒を出したいのですが
絞ると露光時間が長くなります。
なのである程度は絞りを開いて(F8位)
感度も若干あげます(ISO400位)
露光時間が10秒ほどであればあまりブレなかったです。

その他の基本は夜景撮影と同じです。
三脚を使用。
リモコンかレリーズか2秒タイマーで撮影。
ホワイトバランスが難しいので基本はRAWで撮影(オススメは白熱灯ですが)。
ある程度離れた場所から狙うので望遠レンズがあったほうがいいです。
あと、水平出しは大事です。
Resize115404
Resize115401
Resize115400
Resize115402_2
Resize115405

2014年7月10日 (木)

・画像の合成方法の種類

最近のデジカメには多重露出機能が付いたものがあります。

Resize115225

多重露出は複数枚撮影した画像を一枚に合成する機能です。
合成する手法として主に三種類あります。

次の二枚の画像を合成する場合を考えてみます。
図A
1
図B
2
平均 (A+B)/2
Photo
一番一般的な合成方法かと思います。
二枚の画像の平均を取ります。

加算 A+B
Photo_2
こっちも一般的です。
合成枚数が増えるほど、画像が明るくなります。

比較明 (A>B) ? A:B
Photo_3
AとBの明るい所だけを採用する方式です。
天体撮影でよく使用されます。

そのほかに良くつかわれる合成も紹介します。
比較暗 (A<B) ? A:B
Photo_4
比較明の逆です。

差の絶対値 |A-B|
Photo_5
引き算をして絶対値をとります。
似ている二つの画像の違う部分を見つける事ができます。
防犯カメラなどで、不審者が侵入した時など
直前の画像との差を見ると、
動いた部分がすぐに分かります。
まちがいさがしも超簡単見つかります。

下の二つの画像にはまちがいが
13個あります。

Photo_6
Imgp0043

差分をとると…




























Sa

2014年7月 8日 (火)

・前ボケと後ろボケの向きの関係

写真のボケは日本発祥の技法です。
なので英語でもbokehといいます。
ボケにもピントを合わせた面よりも前を
前ボケ
ピントの合わせた面より後ろを
後ろボケと言います。

Bokeh_2

一般的な撮影では
点光源のボケの形は絞りの形になり、
絞りは円形だったり、対称な多角形です。

しかし、面白撮影方法で紹介した
ハート形のボケだったりすると、
前ボケと後ボケでボケの向きが変わります。

Bokeh_1

上の写真は 青い点光源にピントを合わせました。
緑色がピント位置より手前、 赤がピント位置より奥です。
下の図は、点光源から出た光が、
ハート形のマスクを通過後、レンズで結像する様子を示しています。

Bokeh_4

結像部分は点光源から出た光が点になりますが、
それ以外の部分はハートの形をしています。

下の図は上方から見た時の三つの点光源の様子を示しています。
ボケの向きが前ボケと後ボケで逆転しているのが分かります。

Bokeh_3

像面に写った図
Bokeh_2_2

ハートボケや★ボケをやって遊ぶ場合には、被写体とボケの位置関係で
向きが逆転してしまうので、気をつける必要があります。
前ボケを正位置のハートにするには
レンズの前につけるマスクを逆さにしなければなりません。

2014年7月 6日 (日)

都心でもいろんな生き物がいる

近くの少し大きめの公園に行ったら、
カワセミがいました。しかも二羽。
Resize115224
皆、けっこう本格的なカメラで撮影に来ていた。
僕はその時に持っていたレンズで一番長いのが135mmだったので
とても後悔。

カワセミが居る池をヘビが泳いでいました。
ウミヘビならみたことあるが、ヘビが泳いでいるのは初めてみた。
Resize115190 意外と器用におよぐ。

きれいなアゲハチョウや、
ベランダの近くに止まったツバメなど。
Resize115219
Resize115221
最後に月。
Resize115223

2014年7月 5日 (土)

・雨の雫をイルミネーションのようにする撮影

雨だから撮影に行かないというのはもったいない。
特にあじさいは雨のほうが雰囲気出る。

今日は雨だからこそ撮れる写真です。

Resize115166

Resize115163
Resize115167

この撮影は、マクロレンズと外付けストロボを利用しています。
外付けストロボはワイヤレス発光でカメラと被写体の反対方向から当てます。

Rain_2
この撮影のコツは前ボケと後ボケを適度に入れることです。
虹色のボケを出すためには前ぼけになる水滴にうまいことストロボ光を
当てなければいけないので、何枚も微妙に角度を変えて撮影する必要があります。

また、この撮影の一番難しい部分は、
ストロボの強さと絞りの関係です。
ストロボの強さで定常光とストロボ光のバランスを取り、
絞りで露出を調整します(ハイスピードシンクロが使えない場合)
ストロボ光はガイドナンバー36のフル発光では強すぎでした。
1/8ぐらいがバランスを取りやすく感じます。

カメラやストロボが防滴仕様でない場合、ビニール袋などで濡れないように
気をつけてください。


2014年7月 4日 (金)

・天体撮影用アイテム

私が天体撮影で使っているシステムを紹介します。

1:一眼レフ系
カメラ
PENTAX K-3

ペンタックスのカメラであればセンサ手ぶれ補正機能を応用した
天体追尾ができます。

レンズ
PENTAX DA★300mm or SIGMA 70-200F2.8 or DA10-17mmFisheye

撮りたい画角によって適宜変更。

赤道儀
PENTAX O-GPS1

ホットシューにつけるだけで極軸合わせなどせずに
簡単に天体を追尾することができるアクセサリ。

雲台
スリック SH-807N

しめる箇所は多いほうがいいので2ハンドルタイプの
3軸タイプの雲台です。
しっかり固定する為に大型の雲台を用いています。
ネジをゆるめた時にぐらつかないコマ締めタイプ

ユーエヌ テレホルダーUNX-5707

望遠レンズを使用するときは、
風などの微妙な振動でぶれてしまうので
できる限りブレを抑える為にテレホルダーを使用します。

三脚
ジッツォ GT2531LVL

天体撮影でブレは大敵なので三脚は脚の太い
剛性があるしっかりしたものが必要です。
微妙に傾斜がある場所にも対応できるレベリングタイプ。



2:ミラーレス系
カメラ
PENTAX Q

センササイズが小さいので、システム全体を小さくできます。
また、35mm換算5倍で、超望遠システムが簡単に作れます。
ニコン1でも良いと思う。

レンズ
BORG コ・ボーグ36ED
200mmF5.6相当の望遠鏡です。
小さくて軽い割に解像度が高い。

赤道儀
ナノトラッカー

小さくて安いのでとりあえずの入門にお勧めです。

ポーラメーター

大まかな極軸合わせが簡単にできるアクセサリーです。
ナノ・トラッカーにはポーラメーターをつけるためのシューがないので
市販の安いものを買ってきて工作する必要があります。
本来ならポラリエという赤道儀のアクセサリです。

ドットサイト

換算1200mmだと、空のどこにカメラを向けているのか
分からなくなります。
ドットサイトと呼ばれる照準器があるとどこにカメラを向けているかすぐに分かります。
ライフルにつけるスコープみたいな感じのアイテムです。

雲台
スリック:SBH-330 BK

赤道儀の上につける雲台はネジをぎゅっと締めたときに
位置が微小変化しない精度の高いものを用いています。
自由雲台で評判の高い梅本製作所のOEM品です。

赤道儀をのせる雲台・三脚
一眼レフの時と同じものです。

2014年7月 2日 (水)

・マクロレンズにクローズアップレンズをつけても意味がない

クローズアップレンズはお手軽価格でマクロ撮影ができる
便利なアイテムです。
しかし、マクロレンズをもっていて、
そこにクローズアップレンズをつけてもほとんど意味が有りません。
なので、マクロレンズをすでに持っている方は注意が必要です。

クローズアップレンズに像倍率を大きくする力はありません。
最短撮影距離を短くするだけです。
もともと被写体に近づけないレンズにつければ
被写体に近づいて撮影できる分、像倍率が上がります。

ただ、マクロレンズはそもそもが被写体に近づけるレンズなので
そこからさらに近づけるようになる距離は小さいので
像倍率はほとんど変わりません。

そもそも、クローズアップレンズは倍率1倍とか2倍という
計算ではないので分かりずらいです。

下の図は最短撮影距離が80cmの
レンズの場合のピントの合う位置です。
右がクローズアップレンズのNo2をつけた時の
ピントの合う位置です。

Crose_2

No2では50cmより手前でピントが合うようになります。
どこまで近づけるかは元のレンズの最短撮影距離に依存します。
最短撮影距離80cmのレンズだと
100/80 = 1.25
100/( 2 + 1.25) = 30.77
大体30cmまで近寄れるようになります。
近寄れる分、大きく写せます。

下の図は最短撮影距離が10cmのマクロレンズの場合です。
右がクローズアップレンズのNo2をつけた時の
ピントの合う位置です。

Crose_1

100/10 = 10
100/( 2 + 10) = 8.3
大体8cmまで近寄れるようになります。
もともと10cmまで寄れるレンズなので、
8cmまで寄れてもあまり像倍率は変化しません。
つまり元から寄れるレンズには
クローズアップレンズをつける必要がありません。

さらに、
No10のクローズアップレンズをつけるとどうなるだろうか。
100/10 = 10
100/(10+10) = 5
5cmまで寄れるようになります。
No2からNo10に変えても3cmしか最短撮影距離が短くなりません。
つまり、もともと寄れるレンズの場合、
ナンバーが大きいクローズアップレンズをつけても変化が小さいです。

下の図を見ると、ピントの合う範囲が非常に狭いことも分かります。
Crose_3
また、ピントの合う範囲がレンズ内にめり込んでいます。
最短撮影距離はセンサからの距離なので、
計算上はレンズ先端より内側にピントが合うという
わけのわからないことになってしまいます。

0cmマクロの写真。
Resize115127

2014年7月 1日 (火)

・レンズやフィルターに書いてある記号 「MC AC APO」

kenkoのレンズフィルターやクローズアップレンズなどに
MC とか AC とか書いてあるものがあります。

ランク的にMC < AC です。
MCはレンズ表面にマルチコートが施されていることを意味します。
薄膜を多層コーティングすることで光の反射を抑えます。
光の無用な反射が抑えられることで、フレアやゴーストの発生を
減らすことができます。

ACはアクロマートの事です。
アクロマートは軸上の色を二色消しをしたレンズの事を言います。

Photo_2

軸上色収差を補正してあるのでフリンジが出にくくなります。

SIGMAのレンズなどにはAPOと付いているものがあります。

これはアポクロマートの事です。
アポクロマートは三色の色消しなので
軸上色収差が更に抑圧され、フリンジが出にくくなります。

Photo_3

« 2014年6月 | トップページ | 2014年8月 »