特許 6073852 デジタルセンサー用適応色フィルター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6073852

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】デジタルセンサー用適応色フィルター

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/07 20060101AFI20170123BHJP

   H04N 5/222 20060101ALI20170123BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H04N9/07 A

   H04N5/222 B

   H04N5/225 C

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-256846(P2014-256846)

(22)【出願日】2014年12月19日

(65)【公開番号】特開2015-122747(P2015-122747A)

(43)【公開日】2015年7月2日

【審査請求日】2014年12月19日

(31)【優先権主張番号】13199039.2

(32)【優先日】2013年12月20日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】511103672

【氏名又は名称】スイスタイミング・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】パスカル・リシャール

(72)【発明者】

【氏名】ファビアン・ブロンドー

【審査官】 鈴木 肇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０４８４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２２５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１８７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６８４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３５２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３６６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１７６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２４６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ９／０４ − ９／１１

Ｈ０４Ｎ ５／２２２− ５／２５７

Ｇ０２Ｂ ５／２０ − ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デジタルセンサー（６）用の色フィルター（６０）であって、
前記色フィルター（６０）は、２次元ピクセルアレーで形成されており、
各ピクセルは、所与の色に対応し、
前記ピクセルは、所与の表面にわたって繰り返される少なくとも１つの基礎パターンを形成するように構成し、
前記基礎パターンは、３つの異なる色の少なくとも３つのピクセルを有し、
前記色フィルター（６０）は、複数の別個の基礎パターンを有し、それら基礎パターンのそれぞれは、感度（Ｓ）、前記基礎パターンの行数に反比例する色品質（Ｑ）、及び前記基礎パターンの列の数と等しい分解能（Ｎ）の所定の光学的性質を有し、
前記色フィルター（６０）は、複数の別個の領域（６００）に細分化されており、その各領域は、ピクセルの二次元サブアレーに対応し、
前記基礎パターンのそれぞれは、対応する領域（６００）の全体にわたって前記二次元サブアレーの各寸法に沿って複数回繰り返され、
さらに、前記色フィルター（６０）は、天候条件又は競技種類の競争パラメーターに応じて選択された所望の光学的性質を有する基礎パターンを有する
ことを特徴とする色フィルター（６０）。

【請求項2】

前記領域（６００）のそれぞれは、前記色フィルター（６０）のピクセルの行（６２）すべてにわたって延在する
ことを特徴とする請求項１に記載の色フィルター（６０）。

【請求項3】

前記領域（６００）の複数の別個の領域は、それぞれ異なる幅を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の色フィルター（６０）。

【請求項4】

前記基礎パターンはすべて、１つの青ピクセル（Ｂ）、１つの緑ピクセル（Ｇ）及び１つの赤ピクセル（Ｒ）を少なくとも有し、
少なくとも一部の基礎パターンが、さらに、少なくとも１つの白ピクセル（Ｗ）を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の色フィルター（６０）。

【請求項5】

前記色フィルター（６０）は、互いに異なる数の白ピクセル（Ｗ）を有する複数の基礎パターンを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の色フィルター（６０）。

【請求項6】

前記基礎パターンのピクセル数は３〜６である
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の色フィルター（６０）。

【請求項7】

前記基礎パターンはそれぞれ、最大４つのピクセル行及び最大４つのピクセル列にわたって延在する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の色フィルター（６０）。

【請求項8】

請求項１〜請求項７のいずれかに記載の色フィルター（６０）と、デジタルアレーセンサー（６）とを有する写真判定用カメラ（３）であって、
当該写真判定用カメラ（３）は、３つの回転自由度（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）及び競争の方向の１つの移動方向自由度（Ｔ）を有するようなボールソケット型継手（８）を中心に回転するように取り付けられる
ことを特徴とする写真判定用カメラ（３）。

【請求項9】

競争パラメーターに応じて予め定められる感度（Ｓ）、色品質（Ｑ）及び分解能（Ｎ）の光学的性質を有する基礎パターンを選択する第１のステップ（Ｅ１）と、
時間が計られる競争のゴール線（２）が、選択された基礎パターンに対応する領域に対向するように位置するように、前記写真判定用カメラ（３）を動かす第２のステップ（Ｅ２）と、
ソフトウェアによって隣接する列群を調整する第３のステップ（Ｅ３）とを有し、
前記列群における列の数が、前記ゴール線（２）上の前記選択された基礎パターンの幅に対応する
ことを特徴とする請求項８に記載の写真判定用カメラ（３）を調整する方法。

【請求項10】

前記隣接した列群の選択は、前記選択された基礎パターンの幅を決めるピクセル数のみに依存する
ことを特徴とする請求項９に記載の写真判定用カメラ（３）を調整する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、写真判定カメラに特に適しているデジタルアレーセンサー用適応色フィルター、及びこのようなカメラに関連づけられた特定の調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

感光性センサーは、ピクセルがモザイク状に集まって形成され、これは、デジタル写真の分野で長く知られている。デジタルカメラ用に最も広く使用されているセンサーは、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）技術を使用している。色画像を作るために、これらのデジタルセンサーに色フィルターが適用される。このような色フィルターは、複数の異なる色のアレーの形態を有する。その各色は、重ね合わされるセンサーのピクセル用に専用となっている。得られる画像の各ピクセルに関連づけられる必要がある色が、画像処理アルゴリズムを通して得られる。

【0003】

最も広く知られた色フィルターの１つとしてＢａｙｅｒフィルターがあり、これは、最も伝統的な形態のＲＧＢフィルターである（Ｒは赤、Ｇは緑、及びＢは青を表し、これらの３つの色は、これらどうしの加算的な合成の組み合わせによっていずれの他の色をも得ることができるような基礎色である）。このようなフィルターは、４ピクセルをカバーする基礎パターンを用い、これは、センサーの表面全体にわたって繰り返され、２つの緑ピクセルが対角に配置され、他に、青ピクセルと赤ピクセルがある。

【0004】

この種の色フィルターの課題は、関連づけられたデジタルセンサーの感度が相当に減少してしまうということである。これは、センサーに到達する光が相当に減少することによって発生する。実際に、波長の良い部分が、複数のフィルターによって吸収されてしまう。これらの理由のために、Ｂａｙｅｒフィルターの複数の変種が提案されており、これは、具体的には、センサーの感度を改善するために、２つの緑ピクセルの１つを１つの白ピクセルで置き換えるものである。この場合においても、変更された基礎パターンが、フィルター全体にわたって繰り返される。

【0005】

スポーツ競技の分野において、画像認識に基づく補助的タイミング装置が知られている。これは、「写真判定」装置とも一般に呼ばれている。このようなシステムによって、正確にゴール線に中心に合わされた、高解像度カメラによって撮影された連続画像を見ることによって、ゴール線をまたがる競技者どうしをオペレーターが区別することが可能になる。所与の連続的な時間において撮影され、したがって、異なる測定時間に対応する、画像シーケンスを分析することによって、事象の後でゴールの後非常に早い時間に、各競技者がゴール線をまたがった正確な時間、例えば、１０００分の１秒までの時間、を判断し、それによって、信頼できる手法で競技者達の順位を決めることができる。

【0006】

これらの写真判定装置によって用いられるカメラは、しばしば、線走査式ＣＣＤセンサー（一般的に略語ＬＳ−ＣＣＤによって知られている）を有し、その画像捕捉レートは標準的ＣＣＤカメラよりも高く、それによって、１万分の１秒までの時間的分解能が可能になる。このようなカメラに用いられる第１のセンサーは、非常に特有な棒状のアレー構造を有している。これは、すなわち、ゴール線で非常に正確に整列した単一のピクセル列の形態である。最近になって、標準的な２次元アレーセンサーが用いられることが多くなってきており、ゴール線上で整列する列の選択がソフトウェアによって行われている。

【0007】

このようなＬＳ−ＣＣＤセンサーを装備した写真判定用カメラにおいて、もちろん、上記のようなＲＧＢフィルターを、色画像を得るために使用することができる。しかし、このようなフィルターは、すべての競争状況において十分な品質を提供するようには適していない。実際、例えば、競技の時間や天候状況に依存して、周囲の明度が著しく変わり、これによって、得られる画像品質を大きく害してしまう。これと同じことが、競争の種類についての考察にも当てはまる。競争の種類によっては、事象に応じて競争者のスピードに影響を与えてしまい、したがって、露出時間のような撮影パラメーターにも影響を与えてしまう。

【0008】

このように、上記の既知の制限がないようなデジタルセンサー用の色フィルターの必要性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、光学的性質を改善したデジタルセンサー用の色フィルターを提供することを目的にする。

【0010】

本発明は、このようなセンサーを使用する写真判定用カメラを調整する効率的な方法を提供することを別の目的にする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的などが、以下の色フィルターによって達成される。すなわち、デジタルセンサー（６）用の色フィルター（６０）であって、色フィルター（６０）は、２次元ピクセルアレーで形成されている。各ピクセルは、所与の色に対応し、ピクセルは、所与の表面にわたって繰り返される少なくとも１つの基礎パターンを形成するように構成する。基礎パターンは、３つの異なる色の少なくとも３つのピクセルを有し、色フィルター（６０）は、複数の別個の基礎パターンを有し、それら基礎パターンのそれぞれは、感度（Ｓ）、色品質（Ｑ）、及び分解能（Ｎ）の所定の光学的性質を有し、フィルターは、複数の別個の領域（６００）に細分化されており、その各領域は、ピクセルの二次元サブアレーに対応する。基礎パターンのそれぞれは、対応する領域（６００）の全体にわたって二次元サブアレーの各寸法に沿って複数回繰り返される。

【0012】

上記目的などが、以下の写真判定用カメラを調整する方法によって達成される。すなわち、競争パラメーターに応じて予め定められる感度、色品質及び分解能の光学的性質を有する基礎パターンを選択する第１のステップと、時間が計られる競争のゴール線が、選択された基礎パターンに対応する領域に対向するように位置するように、写真判定用カメラを動かす第２のステップと、及びソフトウェアによって隣接する列群を調整する第３のステップとを有し、列群における列の数が、ゴール線上の選択された基礎パターンの幅に対応することを特徴とする写真判定用カメラを調整する方法である。

【0013】

本発明の特定の実施形態は従属請求項において定められている。

【0014】

本発明の利点の１つは、使用条件にかかわらず、このようなフィルターを使用して得られたカラー写真の光学的性質を永久に最適化することができるということである。

【0015】

提案する解決法の別の利点は、撮影のために選択された光学パラメーターの実装が容易な調整が可能になるということである。

【0016】

以下の説明及び図面において、本発明の好ましい実装例が与えられている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、ゴール線上で整列した本発明の範囲内で使用される写真判定用カメラの平面図を示す。

【図2】図２は、本発明の好ましい一実施形態に係るフィルターの図を示す。

【図3】図３は、本発明の好ましい一実施形態に係るフィルター及び複数の領域において繰り返されるフィルターの様々な基礎パターンを示す。

【図4】図４は、本発明の範囲内で使用される写真判定用カメラの調整のための方法の様々なステップの図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明に従って使用される写真判定用カメラのブロック図を示す。好ましくはＬＳ−ＣＤＤである写真判定用カメラ３は、トラック１のゴール線２上に軸合わせされており、このトラック１には、好ましくは、複数の競技者５が移動するいくつかのレーン１０を有している。なお、この競技用トラック１の例は、単なる説明用であって、これによって限定されるものではなく、写真判定用カメラ３は、自転車レース、自動車レース、競馬などにおいても用いることができる。

【0019】

写真判定用カメラ３は、好ましくは、以下の４つの自由度を有する。すなわち、回転のために３つの自由度、そして、平行移動のために１つの自由度である。図１では、横方向の自由度Ｔ及び垂直軸を中心にする第１の回転自由度Ｒ１のみが示されている。しかし、カメラは、好ましくは、ボールソケット継手８を中心に回転可能に取り付けられており、これは、付加的な第２及び第３の回転自由度Ｒ２、Ｒ３を同時に有する。これによって、カメラ３の光学軸４をゴール線２上に軸合わせするように管理することができる。写真判定用カメラ３は、ピクセルアレーで形成するデジタルセンサー６を有し、さらに、センサー６によって検出される画像に対応するデジタル出力信号９を提供する画像処理デバイス７を有する。色画像を形成するために、写真判定用カメラ３は、さらに、固有色フィルター６０を有する。固有色フィルター６０の光学的性質を、以下において議論する様々な予め定められたパラメーターに応じて調整することができる。好ましい一実施形態によると、この色フィルター６０は、デジタルセンサー６のピクセルに直接添付されて、これによって、用語「ピクセル」が、フィルターに対しても広い意味で用いられ、この場合、デジタルセンサー６の各ピクセルをカバーする複数の色を意味する。

【0020】

図２において、本発明の好ましい実施形態に係る色フィルター６０を概略的に示した。これは、ピクセルの列６１及び行６２をすべてカバーする複数の領域６００を示しており、そして、これは、色フィルター６０の幅及び全高に対応する。図３についての下の説明でわかるように、これらの複数の領域６００それぞれは、別個の固有な光学的性質を有する基礎パターンを有し、これによって、領域６００に応じた撮影パラメーターを適応させることが可能になり、したがって、選ばれた対応する基礎パターンに適合されることが可能になる。図示した好ましい一実施形態によると、各領域は、ピクセルの行６２のすべてにわたって延在する。すなわち、センサーの全高にわたって延在し、典型的には、２０４８ピクセルである。この種の色フィルター６０の構成は、最大高さの列を除いて、ゴール線上に軸合わせされた高々２、３のピクセル列を使用する写真用判定カメラに対して特に好ましい。なぜなら、この高さが、撮影された画像の高さを定めるからである。しかし、本発明の範囲内で、二次元アレーで作られた領域６００に細分化することを想起することができ、この二次元アレーの高さはソフトウェアの支援を受けて選ぶことができ、したがって、フィルターの全高、すなわち、ピクセルの行６２のすべてにわたっては延在しないことができる。この好ましい一実施形態によると、色フィルター６０は、さらに、１０２４〜２０４８のピクセル列を有することが好ましい。

【0021】

図３は、ここでは７つの対応する固有な基礎パターンが関連づけられている複数の異なる領域を有するような、本発明の好ましい一実施形態に係るフィルターを示す。このようにして、第１のパターンＭ１は、２つの緑ピクセルＧとこれを補助する赤ピクセルＲ及び青ピクセルＢを有するような従来の第１のパターンＲＧＢに対応し、これが、第１の領域６０１全体で繰り返され、第２のパターンＭ２は、第２の領域６０２全体で繰り返され、第７の領域６０７における第７のパターンまでこれが続く。

【0022】

図３において観察することができるように、領域６０１〜６０７のそれぞれは、ピクセルの行６２のすべてにわたって延在する。すなわち、フィルター全体の高さにわたって延在する。これらの領域それぞれの幅は、好ましくは、１００〜２００ピクセルであり、列６１の合計数に対応する色フィルター６０の全幅は、好ましくは、１０２４〜２０４８ピクセルである。これらの領域幅には、第１の領域６０１の幅６１１、第２の領域６０２の幅６１２、第３の領域６０３の幅６１３、第４の領域６０４の幅６１４、第５の領域６０５の幅６１５、第６の領域６０６の幅６１６、第７の領域６０７の幅６１７のように符号を付している。図２及び３に示す好ましい実施形態によると、領域６００のそれぞれは、同じ幅を有し、これによって、幅６１１〜６１７は同一である。しかし、別の好ましい実施形態によれば、経験的に又は統計的に判断される、可能性が高い使用形態に応じてフィルターの複数の領域それぞれの幅を調整することを想起することができる。したがって、通常の使用条件においては、繰り返される基礎パターンが最適な光学的性質を有するような領域に対して、より大きな幅を与えることができる。毎秒約１０００行の速さを決めるような競技大会のために、このような色フィルター６０を用いる写真判定用カメラ３に対して、例えば、平均的な昼間及び夜間の光に関連づけられたパターンを定めたり、これらのパターンが繰り返される領域の幅を大きくしたりすることができ、これによって、これらの領域の１つ上にゴール線２が軸合わせされると、カメラの物理的な運動を最小化することができる。

【0023】

図３のフィルター６０によって用いられるパターンそれぞれに対して詳細な解析を行うと、基礎パターンのそれぞれが、少なくとも１つの赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂのピクセルを系統的に含む特徴があり、以下の特徴も有する。

【0024】

− 第１の基礎パターンＭ１が４ピクセルで形成され、その中の２つが緑であって、２×２ピクセルのアレーで配置される（第１の高さＬ１が２ピクセルで、第１の幅Ｎ１も２ピクセル）。

【0025】

− 第２の基礎パターンＭ２が４ピクセルで形成され、その中の２つが同様に緑であるが、１×４ピクセルのアレーで構成する（第２の高さＬ２が４ピクセルであるが、第２の幅Ｎ２が１ピクセルである）。

【0026】

− 第３の基礎パターンＭ３が３ピクセルのみで形成され、１×３ピクセルのアレーで構成する（第３の高さＬ３が３ピクセルで、第３の幅Ｎ３が１ピクセル）。

【0027】

− 第４の基礎パターンＭ４が４ピクセルで形成され、第１のパターンＭ１のように２×２ピクセルのアレーで構成するが、これによって、緑の１ピクセルが、１つの白ピクセルＷに置き換えられている（第４の高さＬ４が２ピクセルで、第４の幅Ｎ４も２ピクセル）。

【0028】

− 第５の基礎パターンＭ５が４ピクセルで形成されるが、第２のパターンＭ２も同様に、１×４ピクセルのアレーで構成し、これにおいて、１つの緑ピクセルが、１つの白ピクセルＷに置き換えられている（第５の高さＬ５が４ピクセルで、第５の幅Ｎ５が１ピクセル）。

【0029】

− 第６の基礎パターンＭ６も、６ピクセルで形成され、２×３ピクセルのアレーを構成する（第６の高さＬ６が３ピクセルで、第６の幅Ｎ６が２ピクセル）。これは、実際、１つの白ピクセルＷの列が加えられている第３の基礎パターンＭ３である。

【0030】

− 最後に、第７の基礎パターンＭ７が、４ピクセルで形成され、これは、４×１ピクセルのアレーにおいて１行を構成する（第７の高さＬ７が１ピクセルであるが、第７の幅Ｎ７が４ピクセルである）。

【0031】

各基礎パターンによって得られる光学的性質は、他のものに加えて、以下の３つのパラメーターによって決まる。

【0032】

− 感度Ｓ
これは、本発明の範囲内で、ピクセル当たりの平均光量に対応するようにモデル化されており、これにおいて、青ピクセルＢ当たり２０％の量が利用可能になり、赤ピクセルＲ当たりでは３０％であり、緑ピクセルＧ当たりでは５０％であり、白ピクセルＷ当たりでは１００％である。したがって、このパラメーターは、一方では、白ピクセルＷの数によって、また、他方では、各パターンＭ１〜Ｍ７の対応するピクセル数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７によって強く影響を受ける。これらによって、フィルターの全ピクセルの全体の感度が分割される。したがって、感度の極致は、第３の基礎パターン３の値（最も良くない）とパターン６の値（最も良い）である。

【0033】

− 色品質Ｑ
これは、本発明の範囲内で、画像処理アルゴリズムによる各ピクセルの色の計算値を得るのに必要なパターンにおける行の数に反比例するようにモデル化される。使用される様々な基礎パターンに対して、第７の基礎パターンＭ７の支援を受けて最良の色品質Ｑが得られ、最もよくないものが第２及び第４パターンＭ２、Ｍ４の支援を受けて得られることがわかる。

【0034】

− 分解能Ｎ
これは、各基礎パターンの列数Ｎ１〜Ｎ７と等しいようにモデル化される。したがって、ゴール線２における分解能は、各基礎パターンＭ１〜Ｍ７の対応する列数Ｎ１〜Ｎ７が減少するに応じて改善する。このように、第２、第３及び第５の基礎パターンＭ２、Ｍ３、Ｍ５によって最良の分解能が与えられる。

【0035】

各パターンの全体の光学性能を評価するためには、上記のパラメーターＳ、Ｑ及びＮのそれぞれに対して得られるスコアを乗算することが好ましい。しかし、パターンの選択においては、いずれの重み付け、特に、感度パラメーターＳに対する重み付けをも考慮することができる。

【0036】

なお、図示した７つのパターンのうち、少なくとも２つの基礎パターンが、異なる数の白ピクセルＷを有することに留意するべきである。これは、例えば、第４のパターンＭ４及び第６のパターンＭ６である。これによって、白ピクセルＷをいずれも含まず、したがって、低いレベルの光には適していないような基礎パターンを数えることによって、少なくとも３つの別個のレベル（高−中−低）に感度を調整することができる。また、基礎パターンＭ１〜Ｍ７のピクセル数Ｐ１〜Ｐ７が、図３に示す好ましい実施形態によると、３〜６の非常に小さい数であるということは、４ピクセルを備えた標準ＢａｙｅｒＲＧＢフィルターの複雑さに匹敵するような複雑な画像処理プロセスを促進する。最後に、基礎パターンＭ１〜Ｍ７のそれぞれが、最大４つの列又は４つの行にわたって延在するということによって、得られる画像の色品質Ｑと分解能Ｎの間で良好な折り合いのものを選ぶことが可能になる。これは、基礎パターンを選択できる数を大きな数に、好ましくは、６より大きい数に維持しながらである。これによって、レースの種類や天候状況の可能性がある最も大きな数を、少なくとも３つの基礎シナリオに適応させることを可能にし、あるいは光に関して各競技種類に適応させることを可能にする。ここにおける光は、典型的には、晴天の場合は好ましく、曇りの場合は中間で、夜間の場合は好ましくない状況を与える。

【0037】

図３に示した本発明の好ましい実施形態によって選択された様々な基礎パターンＭ１〜Ｍ７の特に好ましい特徴の１つは、これらの基礎パターンが同一の感度Ｓ、色品質Ｑ及び分解能Ｎの光学的性質に対して、隣接した列群のランダムな選択を可能にすることであり、したがって、領域の特定の列群にわたってのソフトウェア調整を必要としない。実際に、パターンＭ１〜Ｍ７のいずれにおいても、いくつかのピクセルそれぞれの幅Ｎ１〜Ｎ７のみが、選択された列群の感度Ｓの性質を決定するものであって、その時点において以下のような他のパラメーターは既に決められていることを確認することができる。

【0038】

− 第１のパターンＭ１に対応する第１の列群Ｃ１、第４の基礎パターンＭ４に対応する第４の列群Ｃ４、及び第６の基礎パターンＭ６に対応する第６の列群Ｃ６はそれぞれ、隣接した２つの列を形成するように構成し、この２つの列は、第１の領域６０１、第４の領域６０４及び第６の領域６０６にわたってまったくランダムな手法でそれぞれ選ぶことができる。図３では、３つの異なる可能性のみが４列の幅で示されている。

【0039】

− 第２の基礎パターンＭ２に対応する第２の列群Ｃ２、第３の基礎パターンＭ３に対応する第３の列群Ｃ３、及び第５の基礎パターンＭ５に対応する第５の列群Ｃ５は、１列のみを形成するように構成し、この１列は、それぞれの領域におけるどこからも、すなわち、第２の領域６０２、第３の領域６０３、第５の領域６０５（４列の幅に対して４つの等価な可能性が示されている）からも選ぶことができる。

【0040】

− 第７の基礎パターンＭ７に対応する第７の列群Ｃ７は、４列を形成するように構成し、これは、第７の領域６０７におけるどこからでも選ぶことができる。

【0041】

この性質は、写真判定用カメラ３に装備される色フィルター６０の使用に対して、特に有利であり、これにおいては、使用されるパターンの決定の後の細密調整ステップ、及びしたがって対応する領域の決定を省くことができる。

【0042】

図４は、本発明の好ましい一実施形態に係る写真判定用カメラ３を調整するステップのシーケンスを示す。

【0043】

天候条件や競技種類（秒当たりのピクセル行数の運動の速さは、陸上競技での毎秒１０００行から自動車レースでの毎秒１０，０００行超、自転車競技や競馬の速さでは毎秒約３，０００行の値まで変わりうる）のような競技パラメーターに応じて予め定められた感度Ｓ、色品質Ｑ及び分解能Ｎの光学的性質を有する基礎パターンを選ぶ第１のステップＥ１が行われ、この後に、第２のステップＥ２において、時間が計られた競技のゴール線２が、選択された基礎パターンに対応する領域に面するように位置するように、写真判定用カメラ３が物理的に移動される。関連する自由度、すなわち、移動Ｔにおける自由度及び回転Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３における３つの自由度、を考えると、この問題の解決策は複数あるので、逆運動アルゴリズムをこのために使用することができる。例えば、ロボット工学において、可能な限り長く永久にセットされることを要求されるような特定の自由度に重み付けをして最小の操作を求めるために使用されるようなものである。

【0044】

最後に、欧州特許ＥＰ０８９８２４９に記載の手法のように、例えば、レチクルで補助して、選択された領域の基礎パターンに依存して、隣接した列群をソフトウェアによって調整する第３のステップＥ３を行うことができる。しかし、これは、パターンＭ１〜Ｍ７の中から選択される基礎パターンの幅Ｎに対応するいくつかの列を選び、対応する領域の列の中からはいずれの特定の列をも選択しないことを単に意味する。理論上、隣接した列群をゴール線２上に整列させるためには、列の数が奇数であれば、列群の中央の列がゴール線２上に整列するべきで、偶数であれば、ゴール線２上が２列の間になるように整列するべきである。しかし、この後の整列ステップは、上記のようにグラティキュールが使用される場合、及びレチクルによって横断される列がデフォルトで選択される場合に、実際上非常に単純である。レチクルによって横断されるこの列は、単純に、選択されたパターンの幅に対応する所望数が得られるまで、隣接する列によってランダムに補われなければならない。

【0045】

しかし、基礎パターンＭ１〜Ｍ４は、特に好ましい実施形態を説明するために単に例として与えたということを理解できるであろう。しかし、例えば、挿入された白ピクセルＷの列を備えたＲＧＢ ２×２パターンのような、他の基礎パターンも、極めて好ましくない照明状態に対応するために想起することができる。その基礎パターンは、従来のＲＧＢパターンのように、２列ではなく４列の２つの行で形成される（２つの白ピクセルＷの１つ、赤−緑のＲ−Ｇピクセルの１つ、２つの白ピクセルＷの他方、２つの緑−青のＧ−Ｂピクセルの１つの順である）。しかし、このようなパターンは、使用しなければならない大きな数のピクセル列によって、分解能問題を有する。同様に、寸法が２倍になったＲＧＢフィルターの更なる別のパターンの１６ピクセル（４×４）を形成することができる。すなわち、赤ピクセルＲと青ピクセルＢの２×２アレー、及び４×４アレーの反対の２つの隅にある緑ピクセルの２×２アレーのアレーである。このようなパターンは「ビニング（binning）」の点から長所を有する。すなわち、増幅とデジタル化に先立ち、同じ色の隣接ピクセルどうしのグループ化によるノイズ低減効果の点である。しかし、同時に、分解能が減ることをもたらし、上記の第３のステップＥ３におけるように、いくらかの隣接した列のランダムな選択を可能としない。

【0046】

また、各ピクセルの色を合成するために別の色の３組を想起することができる。赤、緑及び青の代わりに、例えば、シアン、マゼンタ及び黄色のようにである。

【符号の説明】

【0047】

１ トラック
２ ゴール線
３ 写真判定用カメラ
６ デジタルセンサー
８ ボールソケット型継手
６０ 色フィルター
６２ ピクセル行
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 回転自由度
Ｔ 移動方向自由度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】