JP2017103756A - 画像データ処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
データ取得手段と、前記高解像度画像データの画素値の信頼度を表す信頼度データを決定する信頼度データ決定手段と、を備え、前記信頼度データ決定手段は、前記高解像度画像データの対象画素の画素位置に対応する前記低解像度画像データにおける画素位置の近傍画素の画素値に基づいて決定される第1の評価値と、前記第1の評価値とは異なる方法によって前記近傍画素の画素値に基づいて決定される第2の評価値と、の比較に基づいて、前記高解像度画像データの前記対象画素の画素値の信頼度を決定する、ことを特徴とする。
<構成>
図1は、本発明の実施形態1に係る撮像装置1の構成を模式的に示している。撮像装置1は、撮像光学系10、撮像素子11、制御部12、画像データ処理装置13、記憶部14、入力部15、表示部16を有している。
図2は、本実施形態の画像処理の流れを示すフローチャートである。図3Aは処理対象の撮影画像データの例、図3Bは処理対象の距離画像データの例である。図4は、信頼度計算処理における、画素の一部におけるデータフローを示す図である。図5A〜5Cは、それぞれ、第1のアップサンプリング後の距離画像データ、第2のアップサンプリング後の距離画像データ、信頼度マップの例である。以下、これらの図面を参照しながら、本実施形態に係る画像データ処理装置13が行う画像処理を説明する。
に適用可能である。
本実施形態によれば、異なるアップサンプリング手法を用いてアップサンプリングを行い、アップサンプリング後の画素値の差分を解析することで距離境界(画素値の信頼度が低い領域)を精度良く抽出できる。
実施形態1では異なるアップサンプリング手法を用いて信頼度を決定し、距離情報の補正を行っていた。それに対して、本実施形態ではアップサンプリング前の距離マップの近傍画素の関係を解析することで、信頼度データの生成を行う。画像データ処理装置の構成は実施形態1のデータ処理装置(図1)と同じで、アップサンプリング部133と信頼度データ決定部134の処理内容が異なる。その処理内容を、図6のフローチャートを用いて説明する。本実施形態の画像処理方法を、実施形態1と異なる点を中心に説明する。
実施形態2は、信頼度算出対象画素の近傍に対応するアップサンプリング前の距離画像データの画素値(集合Q’)に基づいて、信頼度を求めている。本実施形態においても、同様に集合Q’に基づいて信頼度を求めるが、より単純に集合Q’内の画素値の同一性に基づいて、信頼度を求める。
は、アップサンプリング処理S81は不要である。画像データ処理装置は、例えば、ステップS80で取得した距離画像データをアップサンプリング(拡大)した距離画像データを、外部の装置から取得するようにしてもよい。
5画素)とする。これは、横方向に並んだ局所領域を採用する場合、縦方向のエッジの有無を判定していることになるためである。図10Cに示す信頼度マップ1004は、上記の操作を距離画像データ全体に対して得られる信頼度マップを示す。
実施形態1〜3では、撮影画像データと距離画像データを使用し、信頼度データの生成および距離情報の補正を行っている。それに対して、本実施形態では、撮影画像データと距離画像データ以外を用いて、信頼度データの生成及び補正処理が行えることを示す。図11は、本実施形態に係る画像データ処理装置111の機能ブロック図を表す。本実施形態に係る画像データ処理装置111が行う画像処理方法のフローチャートは、実施形態1〜3のフローチャートと同じである。本実施形態の画像処理方法を、実施形態1〜3と異なる点を中心に説明する。
データ生成部を含んでもよい。
セグメンテーション画像は被写体のオブジェクト毎に分割されたデータである。例えば、被写体中の人と車とビルといったようなものが画素単位で分割され、それぞれにインデックスが付与されているような画像である。また、人や車といったオブジェクトの単位ではなく、似た色等の属性に従って分割されたデータもセグメンテーション画像である。また前景と背景、またはその中間層といったように距離値は用いないが、距離に応じて分割したデータもセグメンテーション画像と呼ぶ。
第2画像データは、画像データ処理装置111以外の装置から入力されてもよいし、画像データ処理装置111によって第1画像データを含むその他情報から算出されてもよい。
実施形態1〜4では、画像データ処理装置が、第1画像データ(例えば輝度画像データ)と、第1画像データよりも低解像度の第2画像データ(例えば距離画像データ)を取得または生成し、第2画像データに対してアップサンプリングを施していた。言い換えると、実施形態1〜4では、距離マップ生成部132とアップサンプリング部133が画像データ取得手段に相当し、高解像度の第2画像データを取得している。
理を施さない場合や、補正処理に第1画像データを用いない場合には、画像データ処理装置は必ずしも第1画像データを取得する必要はない。
上述した本発明の画像処理方法は、例えば、デジタルカメラやカムコーダなどの撮像装置、或いは撮像装置で得られた画像データに対し画像処理を施す画像処理装置やコンピュータなどに好ましく適用できる。また、このような撮像装置或いは画像処理装置を内蔵する各種の電子機器(携帯電話、スマートフォン、スレート型端末、パーソナルコンピュータを含む)にも本発明の技術を適用可能である。上記実施形態では撮像装置の本体に画像処理装置の機能を組み込んだ構成を示したが、画像処理装置の機能はどのように構成してもよい。例えば、撮像装置を有するコンピュータに画像処理装置を組み込み、撮像装置で撮影した画像をコンピュータが取得して、それに基づいて上記画像処理方法を実行するようにしてもよい。また、有線あるいは無線によりネットワークアクセス可能なコンピュータに画像処理装置が組み込まれて、そのコンピュータがネットワークを介して複数枚の画像を取得し、それに基づいて上記画像処理方法を実行するようにしてもよい。得られた距離情報は、例えば、画像の領域分割、立体画像や奥行き画像の生成、ぼけ効果のエミュレーションなどの各種画像処理に利用することができる。
132 距離マップ生成部
134 信頼度データ決定部
Claims (29)
- 低解像度画像データと当該低解像度画像データをアップサンプリングした画像データである高解像度画像データとを取得する画像データ取得手段と、
前記高解像度画像データの画素値の信頼度を表す信頼度データを決定する信頼度データ決定手段と、
を備え、
前記信頼度データ決定手段は、
前記高解像度画像データの対象画素の画素位置に対応する前記低解像度画像データにおける画素位置の近傍画素の画素値に基づいて決定される第1の評価値と、前記第1の評価値とは異なる方法によって前記近傍画素の画素値に基づいて決定される第2の評価値と、の比較に基づいて、前記高解像度画像データの前記対象画素の画素値の信頼度を決定する、
画像データ処理装置。 - 画像データをアップサンプリングするアップサンプリング手段をさらに備え、
前記画像データ取得手段は、前記低解像度画像データを第1の補間方法を用いて前記アップサンプリング手段によってアップサンプリングすることで第1の高解像度画像データを取得し、かつ、前記低解像度画像データを前記第1の補間方法とは異なる第2の補間方法を用いて前記アップサンプリング手段によってアップサンプリングすることで第2の高解像度画像データを取得し、
前記信頼度データ決定手段は、前記第1の高解像度画像データの前記対象画素の画素値を前記第1評価値として用い、前記対象画素に対応する前記第2の高解像度画像データの画素値を前記第2評価値として用いる、
請求項1に記載の画像データ処理装置。 - 撮影画像データと前記信頼度データとに基づいて、前記第1の高解像度画像データを補正する補正手段を更に備える、
請求項2に記載の画像データ処理装置。 - 前記第1の補間方法はバイリニア補間であり、前記第2の補間方法はニアレストネイバー補間である、
請求項2または3に記載の画像データ処理装置。 - 前記画像データ取得手段は、前記第1の高解像度画像データまたは前記第2の高解像度画像データのいずれかを、前記高解像度画像データとして取得する、
請求項2から4のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記低解像度画像データおよび高解像度画像データは、距離画像データ、動き画像データ、又は、セグメンテーション画像である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度データ決定手段は、
前記低解像度画像データにおける前記近傍画素の画素値の、第1の重み係数を用いた重み付け平均値を前記第1評価値として決定し、
前記低解像度画像データにおける前記近傍画素の画素値の、前記第1の重み係数とは異なる第2の重み係数を用いた重み付け平均値を前記第2評価値として決定する、
請求項1に記載の画像データ処理装置。 - 前記第1の重み係数および前記第2の重み係数は、前記高解像度画像データの前記対象
画素に対応する前記低解像度画像データにおける画素からの距離に応じて決定される、
請求項7に記載の画像データ処理装置。 - 前記第1の重み係数および前記第2の重み係数の一方は、前記近傍画素のうち、前記高解像度画像データの前記対象画素に対応する前記低解像度画像データにおける前記画素から、最も近い画素の重みが1であり、その他の画素の重みが0であるように決定される、
請求項8に記載の画像データ処理装置。 - 前記第1の重み係数および前記第2の重み係数の少なくとも一方は、前記高解像度画像データの前記対象画素に対応する前記低解像度画像データにおける前記画素からの距離に応じたガウス関数により決定される、
請求項8または9に記載の画像データ処理装置。 - 前記第1の重み係数および前記第2の重み係数の一方は、前記高解像度画像データの前記対象画素に対応する前記低解像度画像データにおける前記画素からの距離に反比例した値として決定される、
請求項8から10のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度データ決定手段は、前記高解像度画像データの対象画素に対応する前記低解像度画像データにおける画素の近傍画素の画素値の最大値と最小値の差を前記第1評価値とし、対象画素にかかわらずに0を前記第2評価値とする、
請求項1に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度は、画素値が信頼できるか信頼できないかを表す二値の情報であり、
前記信頼度データ決定手段は、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差が所定の閾値以下であれば、前記対象画素の信頼度を信頼できることを表す信頼度として決定し、前記差が前記所定の閾値よりも大きければ、前記対象画素の信頼度を信頼できないことを表す信頼度として決定する、
請求項1から12のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度データ決定手段は、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差が大きいほど信頼度が低くなるように、前記対象画素の信頼度を決定する、
請求項1から12のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 低解像度画像データと当該低解像度画像データをアップサンプリングした画像データである高解像度画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記高解像度画像データの画素値の信頼度を表す信頼度データを決定する信頼度データ決定手段と、
を備え、
前記信頼度データ決定手段は、前記低解像度画像データの局所領域内の画素値の最大値と最小値の差に基づいて、前記局所領域に対応する前記高解像度画像データの画素の信頼度を決定する、
画像データ処理装置。 - 前記信頼度は、画素値が信頼できるか信頼できないかを表す二値の情報であり、
前記信頼度データ決定手段は、
全画素について信頼できないことを表す信頼度を有する信頼度データを用意し、
前記局所領域内の画素値の最大値と最小値の差が所定の閾値以下の場合に、前記局所領域に対応する前記高解像度画像データの信頼度を、信頼できることを表す信頼度に更新する、
請求項15に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度は、画素値が信頼できるか信頼できないかを表す二値の情報であり、
前記信頼度データ決定手段は、
全画素について信頼できることを表す信頼度を有する信頼度データを用意し、
前記局所領域内の画素値の最大値と最小値の差が所定の閾値より大きい場合に、前記局所領域に対応する前記高解像度画像データの信頼度を、信頼できないことを表す信頼度に更新する、
請求項15に記載の画像データ処理装置。 - 前記局所領域は、隣接する4画素からなる正方形の領域であり、
前記局所領域に対応する前記高解像度画像データの画素とは、前記4画素に対応する前記高解像度画像データの4画素を頂点とする正方形の領域に含まれる画素である、
請求項15から17のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記局所領域は、横方向に並んだ2画素からなる長方形の第1領域および、縦方向に並んだ2画素からなる長方形の第2領域であり、
前記第1領域に対応する前記高解像度画像データの画素とは、前記2画素に縦方向に隣接する4画素に対応する前記高解像度画像データの4画素を頂点とする長方形の領域の内部に含まれる画素であり、
前記第2領域に対応する前記高解像度画像データの画素とは、前記2画素に横方向に隣接する4画素に対応する前記高解像度画像データの4画素を頂点とする長方形の領域の内部に含まれる画素である、
請求項15から17のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記所定の閾値は、前記低解像度画像データのデータ分解能に基づいて設定される、
請求項13、16、17のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記所定の閾値は、許容できるエラー量に基づいて設定される、
請求項13、16、17のいずれか1項に画像記載のデータ処理装置。 - 前記所定の閾値は、許容できる距離変化に基づいて設定される、
請求項13、16、17のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記信頼度に少なくとも部分的に基づいて、前記高解像度画像データを補正する補正手段をさらに備える、
請求項1から22のいずれか1項に記載の画像データ処理装置。 - 前記補正手段は、前記高解像度画像データの画素のうち、前記信頼度が閾値以下の画素のみを補正する、
請求項23に記載の画像データ処理装置。 - 前記補正手段は、前記低解像度画像データおよび前記高解像度画像データに対応する画像データであって、前記高解像度画像データと同じ解像度を有する画像データにも基づいて、前記高解像度画像データを補正する、
請求項23または24に記載の画像データ処理装置。 - 撮像素子と、
請求項1から25のいずれか1項に記載の画像データ処理装置と、
を備え、
前記画像データ取得手段は、前記撮像素子から撮影画像データを取得し、前記撮影画像データから前記低解像度画像データを生成し、前記低解像度画像データを拡大して前記高解像度画像データを取得する、
撮像装置。 - 画像データ処理装置が行う画像データ処理方法であって、
低解像度画像データと当該低解像度画像データをアップサンプリングした画像データである高解像度画像データとを取得する画像データ取得ステップと、
前記高解像度画像データの画素値の信頼度を表す信頼度データを決定する信頼度データ決定ステップと、
を含み、
前記信頼度データ決定ステップでは、
前記高解像度画像データの対象画素の画素位置に対応する前記低解像度画像データにおける画素の近傍画素から第1評価値を決定し、
前記高解像度画像データの対象画素の画素位置に対応する前記低解像度画像データにおける前記画素の前記近傍画素から、前記第1評価値とは異なる方法により、第2評価値を決定し、
前記第1評価値と前記第2評価値の比較に基づいて、前記高解像度画像データの前記対象画素についての信頼度を決定する、
画像データ処理方法。 - 画像データ処理装置が行う画像データ処理方法であって、
低解像度画像データと当該低解像度画像データをアップサンプリングした画像データである高解像度画像データを取得する画像データ取得ステップと、
前記高解像度画像データの画素値の信頼度を表す信頼度データを決定する信頼度データ決定ステップと、
を含み、
前記信頼度データ決定ステップでは、前記低解像度画像データの局所領域内の画素値の最大値と最小値の差に基づいて、前記局所領域に対応する前記高解像度画像データの画素の信頼度を決定する、
画像データ処理方法。 - 請求項27または28に記載の画像データ処理方法の各ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラム。
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