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濃度階調

目次

濃度階調は画像における色の濃淡をどれだけ細分化できるかといった指標であり、一般的にデジタルカメラの濃度階調が高いほど滑らかで美しいグラデーションを表現できるようになります。

濃度階調とは?

色の変化をどれだけ細かく分割できるかの指標

濃度階調とは文字通り、色の濃淡を段階的に表現できる限界を示す指標です。例えば白から黒へと変化するグラデーションがあったとして、濃度階調が5階調の場合、白から黒へのグラデーションは白と黒を含む5種類の色でしか表現することができません。

つまり、濃度階調は画像の美しさや色彩表現を支える要素といえるでしょう。

bit数が大きくなるとどうなる?

デジタルデータにおける濃度階調は「bit(ビット)」という単位で表されます。

白から黒へのグラデーションにおいて、1bitの濃度階調しかない場合、その画像では1段階の変化しか表現できないことになり、色は白と黒の2色しか再現することができません。

なお、濃度階調が2bitになった場合、1bitで2分割された白と黒が、さらにもう1bit分で2分割されることになります。つまり、白、白に近い灰色、黒に近い灰色、黒という4色の表現が可能となります。

このようにbit数が1つ増えるごとに色を表現できる数(=デジタルデータの情報量)は2倍になることが特徴です。

bit数にとらわれず被写体に適したカメラを選ぼう

1bit増えるごとに情報量が2倍になっていくということは、理論上はbit数が大きければ大きいほど指数関数的に色彩表現が豊かになり、美しいデジタル画像を再現しやすいということになるでしょう。

しかし人間の目の識別能力には限界がある上、そもそもハイスピードカメラを導入する際にそこまで繊細な色彩表現が必要かどうか冷静に考えることが大切です。

bit数が大きくなれば必然的にデータ量が増え、データ転送時に負担が大きくなる上、高性能カメラが必要になるため導入コストも増大します。

ハイスピードカメラの導入メリットを最大化するためには、bit数にばかりとらわれず、まず導入の目的を明確化した上で、全体の性能バランスやコストパフォーマンスを考えるようにしてください。

さまざまなハイスピード
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溶接・レーザー接合
・金属積層など
材料接合分野

ナックイメージテクノロジー

おすすめの製品一例

強発光を伴う材料接合プロセスも
鮮明に記録する
MEMRECAM GO

ナックイメージテクノロジー
引用元:ナックイメージテクノロジー公式HP
(https://www.nacinc.jp/analysis/high-speed-camera/memrecam-go/)
撮影速度 220,000fps
感度 モノクロISO 100,000
カラーISO 20,000
筐体サイズ 128×128×135mm、約2.9kg
  • アーク・レーザーなど強発光を伴う材料接合現象でも白飛びや黒つぶれを抑制。アーク光の明暗境界、溶滴移行、溶融池の流動・凝固過程など、接合品質に直結する現象を鮮明に捉える
  • ケーブルレス仕様により狭小な接合装置内や生産ラインにも柔軟に設置可能。さらにワイヤレスリモート機能で安全距離を保ったまま撮影・制御でき、材料接合の検証・条件出しを効率化

電子部品・精密機器・医療機器など
実装・組立分野

ディテクト

おすすめの製品一例

組立工程の微細な動作を
正確に捉える
HAS-D71

ディテクト
引用元:ディテクト公式HP
(https://www.ditect.co.jp/products/camera/has_d71.html)
撮影速度 最大120,000fps
解像度 最短3μs
シャッタースピード 640×480(VGA)
  • 最大120,000fpsと3μsの撮影で、部品の吸着や締結時のズレやタイミング誤差を正確に検出し、組立精度と装置調整の再現性を高める
  • 高感度設計により照明が限られた装置内部でも安定撮影が可能。実装や組立の検証を効率化し、調整時間と試行回数を削減する

航空宇宙・高速飛行・爆発など
研究分野

ノビテック

おすすめの製品一例

ナノ秒スケールの現象も記録可能
Phantom TMX 7510

ノビテック
引用元:ノビテック公式HP
(https://www.nobby-tech.co.jp/measure/highspeed/TMX7510_6410.html)
撮影速度 1,750,000fps
センサー 裏面照射型
(BSI CMOS)
解像度 1,280,×800ピクセル
  • 米国を拠点に航空宇宙分野をリードするメーカー「Phantom」の正規代理店。堅牢かつ耐衝撃性設計で過酷な現場環境でも撮影可能
  • 最大1,750,000コマ/秒の超高速撮影で、μs(マイクロ)〜ns(ナノ)秒単位の衝突・爆発・粒子の瞬間挙動を捉え、従来困難だった可視化を可能