AI検査に適した写真を撮るには?

AIで画像検査を行う際、検査したい対象がボケていたり、画像自体が暗かったりすると、AIが正しく判定することが難しくなります。

そこで、「AIで画像検査するために必要な条件ってなんだろう?」という悩んでいる方へ、まずは撮影に必要な要素についてご紹介します。

1.絞り
「レンズを絞る」は、「レンズ直径を小さくする」ことで、「レンズ直径が小さい」=「通過する光の量が少なくなる」状態となります。(F値が小さい)

逆に、「レンズを開ける」は「レンズ直径を大きくする」ことで、「通過する光の量が多くなる」状態となります。(F値が大きい)

レンズを絞る ⇒ 通過する光の量が少なくなる ⇒ 被写界深度が深くなる
レンズを開ける ⇒ 通過する光の量が多くなる ⇒ 被写界深度が狭くなる

◇左から、F4.0F10.0F16.0と、右に行くにつれてレンズを絞っている状態。
レンズを絞っていくと、取り込むことができる光量が少なくなり、全体的に暗くなる。

【被写界深度】
◎ピントが合っている距離範囲のこと
レンズが小さい(絞る) ⇒ 被写界深度は深い(ピントが合う範囲が広い)
⇒ ボケにくい
例:スマホ・・・レンズが小さいため、近いものも遠いものもボケにくい
レンズが大きい(開く) ⇒ 被写界深度は狭い(ピントが合う範囲が狭い)
⇒ ボケやすい
例:一眼レフ・・・レンズの絞りを調整し、被写体を意図的にぼかすこともできる

2.シャッタースピード
シャッターを開けている時間を意味しており、シャッターを切るまでに取り込む光の量が変わってきます。

シャッタースピードが速い ⇒ シャッターが開いている時間が短い
⇒ シャッターを切るまでに取り込む光の量が少ない
シャッタースピードが遅い ⇒ シャッターが開いている時間が長い
⇒ シャッターを切るまでに取り込む光の量が多い

◇左から、1/2501/10001/2500と、右に行くにつれてシャッタースピードが早くなる。
シャッタースピードが早いと全体的に暗く、遅いと全体的に明るくなる。

スポーツ競技やF1などの高速で動く物体を撮りたいときはシャッタースピードを速くすれば、一瞬の動きを逃さず撮影することができます。

逆に、シャッタースピードを遅くし、長時間露光して撮影すれば、車のライトの帯が写った幻想的な写真を撮ることができます。

3.ISO感度
ISO感度とは、”カメラが光をとらえる能力を指す値”のことで、ISO感度が2倍になると、電気信号も2倍になる、というイメージです。(暗いシーンはISO感度を上げるといい、はこのため)

◇左から、ISO400ISO1000ISO10000と、右に行くにつれて感度が高くなっている。
全体的に明るくなっているが、それまで見えていなかったノイズまで見えるようになる。
(写真では、硬貨を置いた台についているゴミまで見えるようになってしまっている。)

「ISO感度を上げる=電気信号を増幅する」ため、ISO感度を上げれば上げるほど、画面全体は明るくなりますが、かえってノイズが入りやすくなり、結果として画質が悪くなってしまいます。そのため、絞りやシャッタースピードを調整し、全体的にバランスをとることが重要です。

4.うまく写真を撮るコツ
絞り、シャッタースピード、ISO感度の要素をまとめたものが下の表です。

要素 明るいとき(昼間など) 暗いとき(夜間、室内など)
絞り 絞る:F値を大きくする 開く:F値を小さくする
シャッタースピード 早くする 遅くする
ISO感度 感度を下げる:数値を小さくする 感度を上げる:数値を大きくする

明るいときは光量が多いため、絞りを絞ったり、シャッタースピードを速くしても問題ありません。ISO感度を調整して増幅する必要もありません。

暗いときは全体的に光量が少ないため、より多くの光を取り込むために絞りを開いたり、シャッタースピードを遅くしたり、ISO感度を調整する必要があります。

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