ブルーミング - 点群内の明るいスポット

導入 

ブルーミングとは、画像処理において強い光がセンサーを飽和させ、意図しない明るさや歪みを画像に生じさせる現象です。この記事では、ブルーミングの原因と影響、そしてマシンビジョンにおけるその意義について解説します。

光が強すぎると、カメラセンサー上の該当ピクセルが「盲目」状態、つまり過飽和状態になります。これによりブルーミングが発生し、余分な光が隣接するピクセルに漏れ出し、本来よりも明るく見えるようになります。この漏れ出しの程度は、光源の明るさによって異なります。

主な特徴

例１：水面に映る太陽光

太陽光が海面に反射すると、画像に大きな白い斑点ができ、その部分の細部が見えにくくなります。

例２：太陽の前のタンポポ

太陽の前に置かれたタンポポは、特定の箇所がオレンジ色に光って見えることがあります。これは、強い日光が近くのピクセルに漏れ込み、実際よりも明るく見えるために起こる現象です。

ブルーミング現象は、特に正確な深度情報を取得しようとする場合、マシンビジョンシステムで問題を引き起こす可能性があります。一般的な原因としては、以下のようなものがあります。

反射面

周囲光やプロジェクターからの光をカメラに直接反射する表面（鏡面反射性素材や滑らかな素材など）は、ブルーミング現象を引き起こす可能性があります。この反射によってカメラのセンサーが飽和状態になることがよくあります。

深度誤差

明るすぎる（過飽和の）ピクセルは、正確な深度測定を提供できません。これらのピクセルの3Dデータは通常削除されるため、点群に隙間、つまり「穴」が生じます。

例：カメラが平面に面している場合

カメラをテーブルなどの平らな面の真上に置くと、プロジェクターからの光がカメラに反射して戻ってきます。これにより、画像に白い斑点が生じたり、点群に深度データのない領域ができたりします。

カラー画像や点群におけるブルーミングを軽減し、その影響に対処する方法については Blooming をご参照ください。