JP2010534432A - ノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明における反射画像処理モジュールとは、光照射画像中から入力画像の過度に暗い領域を識別し、入力画像の反射画像に対応する領域に対してノイズ除去フィルタリングを実施するモジュールを指す。反射画像に含まれるのは画像の高周波情報であり、画像のノイズの大部分は画像分解が施された後には大部分が反射画像中に集中し、光照射画像中にノイズは基本的に含まれていないため、入力画像の反射画像に対してノイズ除去フィルタリング処理を実施する必要がある。前記ノイズ除去フィルタリングとは、光照射画像に対する階調分析により入力画像の過度に暗い領域を識別し、反射画像上でそれら領域に対してフィルタリングを実施することを指す。前記入力画像の過度に暗い領域を識別するとは、実験に基づき効果が最適な閾値を選定し、光照射画像の画素階調に対して二値化処理を実施し、階調が閾値よりも小さいと1と表示し、階調が閾値よりも大きいと0と表示することを指し、このようにして1と表示される領域がつまりノイズ除去フィルタリング処理を必要とする過度に暗い領域である。
Claims (23)
- 入力モジュールと、画像分解モジュールと、光照射画像処理モジュールと、反射画像処理モジュールと、併合及び出力モジュールとの5つのモジュールを備え、入力モジュールは、デジタル画像をシステム入力として収集して、取得したデジタル画像を画像分解モジュールに入力することに責任を負い、画像分解モジュールは、入力画像を光照射画像L及び反射画像Rに分解して、光照射画像処理モジュール及び反射画像処理モジュールにそれぞれ入力し、光照射画像処理モジュールは、入力画像の光照射画像Lに対して非線形補正処理を実施するとともに、補正済みの光照射画像L’を出力し、反射画像処理モジュールは、反射画像R中の入力画像の過度に暗い領域に対応する画素に対してノイズ除去フィルタリング処理を実施して、ノイズ除去後の反射画像R’を出力し、入力画像の過度に暗い領域は光照射画像情報により確定可能であり、併合及び出力モジュールは、前2つのモジュール中から出力されるL’及びR’を再度出力画像に併合するとともに出力機器上に出力することを特徴とするノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記入力モジュールとは、デジタルカメラ及びデジタルスキャナが取得可能な画像及びデジタル撮影機が提供するシーケンス画像のうちの1フレームであるデジタル画像の収集に責任を負うモジュールを指すことを特徴とする請求項1記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記画像分解モジュールとは、入力画像のリアルタイム分解に対して、それぞれ入力画像の光照射成分に対応する光照射画像及び入力画像の反射成分に対応する反射画像である2つの出力を提供するモジュールを指すことを特徴とする請求項1記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記入力画像のリアルタイム分解とは、環境光照射の予測について、Retinex変分モデルにおける3つの約束である、光照射画像は空間域で平滑であること、光照射画像の画素値は入力画像よりも大きいこと、及び光照射画像と入力画像とは十分に接近していることに基づき、入力画像の光照射成分を推定し、多解析度技術を応用して、各解析度層において、平滑化結果を留保し、鮮鋭化結果は除去して、1枚の平滑な画像を光照射画像の推定として取得し、その後、入力画像と光照射画像、反射画像との関係により推定して反射画像を取得することを指すことを特徴とする請求項3記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記光照射画像処理モジュールとは、入力画像の光照射画像に対して単独処理を実施するモジュールを指し、光照射が不良な入力画像中において、光照射画像の階調分布は往々にして画像動的範囲のある小さな部分に集中するため、光照射画像に対する処理には非線形補正処理を採用し、非線形のマップ関係により動的範囲のローエンド及びハイエンドに位置する画素のコントラストを向上して、この部分のディテールを発現可能とさせることを特徴とする請求項1記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記非線形補正処理は、ガンマ補正であることを特徴とする請求項5記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記反射画像処理モジュールとは、光照射画像中から入力画像の過度に暗い領域を識別し、入力画像の反射画像に対応する領域に対してノイズ除去フィルタリングを実施するモジュールを指すことを特徴とする請求項1記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記ノイズ除去フィルタリングとは、光照射画像に対する階調分析により入力画像の過度に暗い領域を識別し、反射画像上でそれら領域に対してノイズ除去フィルタリング処理を実施することを指すことを特徴とする請求項7記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記ノイズ除去フィルタリング処理は、局部バイラテラルフィルタリング処理であることを特徴とする請求項1または8記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記入力画像の過度に暗い領域の識別とは、実験に基づき効果が最適な閾値を選定し、光照射画像の画素階調に対して二値化処理を実施し、階調が閾値よりも小さいと1と表示し、階調が閾値よりも大きいと0と表示することを指し、このようにして1と表示される領域がつまりノイズフィルタリングを必要とする過度に暗い領域であることを特徴とする請求項1または8記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 前記併合及び出力モジュールとは、単独で処理された光照射成分及び反射成分を再度既知の関係に基づき同一の出力画像に併合するとともに、当該出力画像を出力するモジュールを指すことを特徴とする請求項1記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強システム。
- 先ず1枚のデジタル画像を読み込み、各画素の色及び階調値を分配された内部メモリ領域中に保存し、次に、入力画像を光照射画像及び反射画像の2つの部分に分解し、引き続き、それぞれ光照射画像及び反射画像に対して処理を実施し、最後に、再度処理後の光照射画像及び反射画像を出力画像に併合するとともに、出力機器上に出力することを特徴とするノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記入力画像を分配された内部メモリ領域中に保存するとは、1ブロックの画像サイズに相当する内部メモリ領域を割り当て、入力画像の各画素値を順に内部メモリ領域の対応する内部メモリユニット中に保存し、入力画像がカラー画像である場合には、カラー画像をR、G、B3つのチャネルに分けてそれぞれ保存することを指すことを特徴とする請求項12記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記入力画像を光照射画像及び反射画像に分解するとは、Retinexモデルに基づき、画像を光照射画像と反射画像との積に分解することを指し、光照射画像に対する推定とは、Retinex変分モデルに基づくものであり、多解析度技術を応用し、相応の解析度層において、画像の平滑化結果は留保し、画像の鮮鋭化結果は除去し、若干回数反復して、1枚の非常に平滑な画像を取得して、入力画像の光照射画像の推定とし、反射画像は入力画像から光照射画像を除いて取得することを特徴とする請求項12記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記光照射画像に対する処理とは、光照射が不良な入力画像中において光照射画像の階調分布は画像動的範囲のある小さな部分に集中するため、非線形補正処理により動的範囲のローエンド及びハイエンドに位置する画素のコントラストを引き上げて、この部分のディテールを発現可能とさせることを指すことを特徴とする請求項12記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記非線形補正処理とは、非線形マップ曲線を採用して、過度に明るい及び過度に暗い領域の階調動的範囲を引き上げて、過度に明るい及び過度に暗い領域内における画像内容の可視度を向上させるものであることを特徴とする請求項12または15記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記非線形補正処理は、ガンマ補正であることを特徴とする請求項12または15記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記反射画像に対する処理とは、光照射画像中から入力画像の過度に暗い領域を識別し、入力画像の反射画像に対応する領域に対してノイズ除去フィルタリングを実施することを指すことを特徴とする請求項12記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記ノイズ除去フィルタリング処理は、局部バイラテラルフィルタリング処理であることを特徴とする請求項18記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記局部バイラテラルフィルタリング処理とは、反射画像に含まれるのは原画像中の高周波情報であるとともに、入力画像の過度に暗い領域の情報及びノイズの可視度は共に比較的低く、画像のノイズは画像の分解後には大部分が反射画像中の入力画像における過度に暗い領域に対応する領域に集中するため、光照射画像中から入力画像の過度に暗い領域を識別し、バイラテラルフィルタリングを応用して、過度に暗い領域に対応する反射画像領域に対してノイズ除去処理を実施することを指すことを特徴とする請求項19記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 前記バイラテラルフィルタリングとは、それぞれ画像空間域及び画像階調域においてノイズ除去処理を実施する技術であり、物体のエッジに遭遇すると、値域フィルタリングの影響を受け、エッジ両側の画素値は相互に影響せずに、それぞれ自己の側で空間域の平滑化フィルタリングを実施することを特徴とする請求項20記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
- 光照射画像から入力画像の過度に暗い領域を識別するとは、実験に基づき効果が最適な閾値を選定し、光照射画像の画素階調に対して二値化処理を実施し、階調が閾値よりも小さいと1と表示し、階調が閾値よりも大きいと0と表示し、このようにして1と表示される領域がつまりノイズフィルタリングを必要とする過度に暗い領域であることを特徴とする請求項18記載の全自動のデジタル画像処理増強方法。
- 前記光照射画像及び反射画像を出力画像に併合するとは、いずれかの画像を光照射画像と反射画像との積に分解可能な原理に基づき、それぞれ処理後の新たな光照射画像及び反射画像に対応する画素の画素値を互いに乗じて出力画像を取得することを指すことを特徴とする請求項12記載のノイズ除去機能付きのデジタル画像処理増強方法。
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