ご購入はこちら Pi カメラ活用コーナ 一眼レフに挑戦！ 2 倍のSN 比を GET！ 10 億 7370 万種類の色調整も自由自在 くっきり 鮮やか！ 徹底評価！ Pi Camera の 生 800 万画素の 画像データの取り出し方と評価 越澄 黎 Rei Kozumi Pi Camera JPEGなどの画像データはRawデータに対 してこれらの処理が施されている イメージ・ Raw センサ データ 色調整や ノイズ 除去などの カメラ 信号処理 本稿ではこのデータを取り 出す．イメージ・センサそ のものの性能が見える エンコード JPEG YUV H.264 Raw データや Pi Camera の応用側 用 途 方 ディジタル・カメラ ビデオ・カメラ 法 デ ィ ス プ レ イ と GPIO に ス イ ッ チ， LED を接続しカメラを構成 ホーム・セキュリティ 動体検出，人感センサを組み合わせる カメラ コマ撮りカメラ 強力なプログラミング言語でコマ撮り を簡単に実現 ドライブ・レコーダ 加速度センサなどを組み合わせる カメラ信号処理やエンコード の性能が混じって見える 図 1 素のままの画像（Raw）データを取り込んでイメージ・セン サそのものの性能を調べる JPEG 画像データや YUV のような信号では，カメラ信号処理というお化 粧でイメージ・センサの本来持っている性能が隠れてわからない．Raw データは 10 ビットなので約 10 億 7370 万色まで取り扱え，自由に色調 整できる．暗闇での物体の輪郭認識などの応用ではお化粧をする前の Raw データから処理を開始したほうがイメージ・センサの性能を存分に 活用できる 1.2 GHz 4 コア CPU を搭載したラズベリー・パイ 3，専用カメラ・モジュール Pi Camera を利用する と 1 万円以下でディジタル・カメラを搭載した実 験・研究用の画像分析装置が作れるようになってい ます． JPEG ファイルは 8 ビットで RGB 色 256 階調なの で約 1670 万色です．Pi Camera のイメージ・セン サ か ら 出 力 さ れ る 素 の ま ま の 画 像 デ ー タ（ 以 下， Raw データ）は 10 ビットなので約 10 億 7370 万色ま で取り扱うことができます．10 ビットのデータは JPEG の各色ビット・データより精度の高い処理に 向いています． Raw データがあれば，RGB の各色のデータを使 って自由に画質を調整したり，暗闇で物体の輪郭を 認識しやすくしたりできます．4 枚以上の静止画像 を平均化処理して SN 比を 2 倍以上改善することも できます． Pi Camera で撮影して保存される JPEG ファイル 2017 年 2 月号 表1 などの画像はイメージ・センサの Raw データその ものではありません．内部でコントラスト調整やノ イズ除去などの処理や圧縮などが施されています． ラズベリー・パイと Pi Camera があれば，スクリ プト言語 Python を利用してイメージ・センサの Raw データを取り出すことができます． 本稿では Pi Camera に内蔵された 800 万画素のイ メージ・センサの生画像データの取り出してイメー ジ・センサそのものの性能を調べる方法を解説しま す． 〈編集部〉 Raw データの特徴 ● 暗いところで物体の輪郭を認識する監視カメラな どを作ることができる 映像を楽しむためのカメラもそうですが，Raw デ ータを直接目的に応じた処理を施すことで，暗闇で物 体認識をするなどの用途の監視カメラや運転支援カメ ラの性能を向上させることができます． カメラの中にはイメージ・センサと呼ばれる撮像素 子が内蔵されています．イメージ・センサから出力さ れた画像データ （Raw データと呼ぶ）は，補正などの 処理が施されてカメラから出力されます． カメラの性能を評価するとき，通常は図 1 のように Raw データに対して，カメラ信号処理とエンコード した後の信号に対して行います．これでは信号処理の 性能がイメージ・センサの性能に混じってしまい，本 119
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