JP2018117334A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オリジナルインターレース画像が拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理装置が提供される。前記画像処理装置は、パターン検出部と、復元部とを備える。前記パターン検出部は、前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出し、前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出する。前記復元部は、前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成する。
【選択図】図5
Description
(1)前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップ
(2)前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出するステップ
(3)前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップ
(1)前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップ
(2)前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出するステップ
(3)前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップ
(1)前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップ
(2)前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像に含まれる前記追加行の位置を特定するパラメータを算出するステップ
(3)前記追加行の位置を特定するパラメータに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記追加行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップ
(1)前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップ
(2)前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像に含まれる前記追加行の位置を特定するパラメータを算出するステップ
(3)前記追加行の位置を特定するパラメータに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記追加行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップ
<1−1.画像処理装置の構成>
図1に示す画像処理装置1は、本発明の第1実施形態に係る画像処理装置である。画像処理装置1は、ハードウェアとしては、汎用のパーソナルコンピュータである。画像処理装置1には、CD−ROMやUSBメモリ等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体60から、或いはLANやインターネット等のネットワーク経由で画像処理プログラム2が提供され、インストールされている。画像処理プログラム2は、動画及び静止画に対する画像処理を支援するためのアプリケーションソフトウェアである。画像処理プログラム2は、画像処理装置1に後述する動作に含まれるステップを実行させる。
制御部40は、ユーザが入力部20を介して所定の操作を行ったことを検出すると、画像処理プログラム2を起動する。画像処理プログラム2が起動されると、基本画面W1(図2参照)がディスプレイ10上に表示される。
基本画面W1は、オリジナル画像領域51への画像データの取込みの命令をユーザから受け付ける。オリジナル画像領域51へ取り込まれた画像データは、後述する再生処理及び画像処理の対象になる。制御部40は、静止画ファイル又は動画ファイルから、オリジナル画像領域51へ画像データを取り込む。なお、本明細書において、静止画ファイルとは、静止画形式のデータファイルであり、動画ファイルとは、動画形式のデータファイルである。
オリジナル画像領域51へ静止画ファイル群が取り込まれると、表示制御部41は、基本画面W1上に表示ウィンドウW2(図3参照)を重ねて表示させる。表示ウィンドウW2は、オリジナル画像領域51へ取り込まれた静止画ファイル群のタイムラインの数だけ作成される。
画像処理部42は、選択フレーム群に対し、明るさ/コントラスト/彩度調整、ノイズ除去、シャープネス、ぶれ/ぼけ補正、拡大/縮小、歪曲補正、あおり補正、通常のインターレース解除、特殊インターレース解除などの複数の画像処理モジュールを実行可能である。画像処理モジュールは、画像処理プログラム2に組み込まれている。
以下、画像処理プログラム2に実装されている画像処理の1つである、特殊インターレース解除の処理について説明する。インターレース画像とは、2枚のフィールド画像を一方が奇数行を構成し、他方が偶数行を構成するように交互に合成した画像である。通常のインターレース解除とは、この規則性に従って、インターレース画像を奇数行からなる画像と偶数行からなる画像とに、すなわち、元の2枚のフィールド画像に分離することを言う。
画像処理プログラム2は、多種多様な静止画及び動画に対する画像処理を取り扱うことができるが、例えば、警察等の機関が事件の捜査のために防犯カメラの監視映像を解析するのにも利用され得る。防犯カメラ及びこれに接続される記録装置及び再生機器においては、インターレース画像が意図せず拡大されてしまうことがあるが、このようなインターレース画像を解析しなければならない場面において、上述の特殊インターレース解除の処理は有用である。
以上、第1実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。
上記実施形態に係る特殊インターレース解除の処理に代えて、図16に示す特殊インターレース解除の処理を実行することができる。本処理は、オリジナルインターレース画像をニアレストネイバー法により拡大した拡大インターレース画像を復元するのに適している。
第1実施形態に係る特殊インターレース解除の処理では、ステップS2が終了した段階で追加行の位置が特定されている。従って、これらの追加行を削除しつつ、ステップS3を省略して復元画像G1,G2,・・・,GNを作成することなく、直接的にフレームF1,F2,・・・,FNのインターレース解除を行うこともできる。
以下、第2実施形態に係る特殊インターレース解除の処理について説明する。なお、本処理を実行する画像処理装置のハードウェア構成は、第1実施形態と共通しているため、以下の説明においては、各要素に同様の符号が付される。
第1実施形態と同様、第2実施形態に係る特殊インターレース解除でも、拡大インターレース画像が元の2枚のフィールド画像に分離される。ここでいう拡大インターレース画像とは、オリジナルインターレース画像が少なくとも縦方向にある拡大倍率で拡大された画像であり、言い換えると、拡大倍率に応じてオリジナルインターレース画像の縦画素数が増加した画像である(横画素数が増加した場合も含む)。従って、拡大インターレース画像の生成時の拡大倍率が分からないと、元のサイズに戻し、オリジナルインターレース画像に復元することができず、2枚のフィールド画像に分離することもできなくなる。また、拡大インターレース画像においては、縦画素数の増加により、合成前の2枚のフィールド画像の交互の配列の規則性が崩れている可能性がある。よって、拡大インターレース画像は、通常のインターレース解除の処理ではインターレースを解除できない特殊なインターレース画像である。第2実施形態に係る特殊インターレース解除も、このような特殊なインターレース画像のインターレースを解除する処理である。具体的には、拡大インターレース画像からオリジナルインターレース画像を復元するための少なくとも縦方向の縮小倍率を算出し、拡大インターレース画像を少なくとも縦方向に元のサイズに復元した復元画像を作成し、この復元画像を奇数行のフィールド画像と偶数行のフィールド画像とに分離する。このとき、縮小倍率は、拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンに基づいて画像処理により特定される。
比較例1として、図17Aに示す拡大インターレース画像(映像)に対し、通常のインターレース解除を行った結果を図17Bに示す。
図17Aの拡大インターレース画像(映像)に対し、ステップS21〜S24と同様の方法により複数の縮小倍率を推定し、複数の復元画像を復元した。そして、複数の復元画像の中から、目視により最も良いと思われる復元画像を選択し、インターレース解除を行ったところ、図21に示す結果が得られた。図21の2枚のフィールド画像には、互いの絵柄の影響が残っているものの、通常のインターレース解除の結果を示す図17Bの比較例1に比べてその影響が少なく、第2実施形態に係る特殊インターレース解除により、より正しく元の画像を復元できることが分かる。
第2実施形態に係る特殊インターレース解除の効果を確認するため、図22に示す6種類の画像(映像)を用意した。これらの画像は拡大がされていない通常のインターレース画像である。図22中、最小サイズの画像がサンプル5で、320×240画素であり、最大サイズの画像がサンプル6で、640×480画素である。他の画像も相対的なサイズが保持されている。また、サンプル3は、小さく映った人々が動いている映像であり、サンプル6は、上下方向に大きく手振れしている映像である。
2 画像処理プログラム
42a 検出部(パターン検出部)
42b 復元部
42c 補正部(滲み補正部)
Claims (16)
- オリジナルインターレース画像が拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理装置であって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出し、前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出するパターン検出部と、
前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成する復元部と
を備える、画像処理装置。 - 前記パターン検出部は、
前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への仮の縮小倍率を算出し、
前記仮の縮小倍率及び前記拡大インターレース画像の縦画素数に基づいて、前記オリジナルインターレース画像の縦画素数の候補となる候補画素数を複数設定し、
前記複数の候補画素数にそれぞれ対応する複数の前記縮小倍率を算出し、
前記復元部は、前記複数の縮小倍率の各々に対し、前記復元画像及び前記フィールド画像の少なくとも一方を作成する、
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記複数の候補画素数は、全て偶数である、
請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記復元部は、線形補間のアルゴリズムを用いて前記拡大インターレース画像を前記縮小倍率で縮小することにより、前記復元画像を作成する、
請求項1から3のいずれかに記載の画像処理装置。 - オリジナルインターレース画像に所定の間隔で追加行が追加されたことにより、前記オリジナルインターレース画像がある拡大倍率で拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理装置であって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出し、前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像に含まれる前記追加行の位置を特定するパラメータを算出するパターン検出部と、
前記追加行の位置を特定するパラメータに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記追加行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成する復元部と、
を備える、画像処理装置。 - 前記追加行の位置を特定するパラメータには、前記拡大倍率が含まれる、
請求項5に記載の画像処理装置。 - 前記パターン検出部は、
1行おきの縞模様のパターンを有する画像を前記拡大倍率と同じ倍率で拡大した画像である拡大パターン画像と、前記拡大インターレース画像とを、両画像の前記縞模様のパターンが最も一致するように位置合わせし、
前記位置合わせの結果に基づいて、前記追加行の位置を特定するパラメータを算出する、
請求項5又は6に記載の画像処理装置。 - 前記復元画像の滲みを除去する滲み補正部
をさらに備える、
請求項5から7のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記滲み補正部は、滲みパターン画像に含まれる画素値から補正係数を算出し、前記補正係数に基づいて前記復元画像の画素値を補正し、
前記滲みパターン画像は、1行おきの縞模様のパターンを有する画像を、前記拡大倍率と同じ倍率で拡大した後、前記拡大倍率の逆数の縮小倍率で縮小した画像である、
請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記縞模様のパターンには、前記縞模様の周期が含まれる、
請求項1から9のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記拡大インターレース画像は、複数枚のフレームを含む動画であり、
前記パターン検出部は、
前記複数枚のフレームから前記コーミングノイズを強調したノイズ強調画像を作成し、
前記ノイズ強調画像の各行間の差分を表す差分画像を作成し、
前記差分画像の各行に含まれる画素値の特徴を表す縦方向プロファイルを作成し、
前記縦方向プロファイルのパワースペクトルのピークの位置から、前記縞模様の周期を算出する、
請求項10に記載の画像処理装置。 - オリジナルインターレース画像が拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理プログラムであって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップと、
前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出するステップと、
前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップと
をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。 - オリジナルインターレース画像が拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理方法であって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップと、
前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記オリジナルインターレース画像への縮小倍率を算出するステップと、
前記縮小倍率に基づいて、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップと
を含む、画像処理方法。 - オリジナルインターレース画像に所定の間隔で追加行が追加されたことにより、前記オリジナルインターレース画像がある拡大倍率で拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理プログラムであって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップと、
前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像に含まれる前記追加行の位置を特定するパラメータを算出するステップと、
前記追加行の位置を特定するパラメータに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記追加行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップと
をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。 - オリジナルインターレース画像に所定の間隔で追加行が追加されたことにより、前記オリジナルインターレース画像がある拡大倍率で拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理方法であって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれるコーミングノイズによる縞模様のパターンを検出するステップと、
前記縞模様のパターンに基づいて、前記拡大インターレース画像に含まれる前記追加行の位置を特定するパラメータを算出するステップと、
前記追加行の位置を特定するパラメータに基づいて、前記拡大インターレース画像から前記追加行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成するフィールド画像の少なくとも一方を作成するステップと
を含む、画像処理方法。 - オリジナルインターレース画像に所定の間隔で追加行が追加されたことにより、前記オリジナルインターレース画像がある拡大倍率で拡大された拡大インターレース画像から、前記オリジナルインターレース画像を復元する画像処理装置であって、
前記拡大インターレース画像を画像処理することにより、前記拡大インターレース画像に含まれる画素値が同じ又は略同じ重複行を検出する検出部と、
前記拡大インターレース画像から前記重複行を除去することにより、前記オリジナルインターレース画像を復元した復元画像及び前記復元画像を構成する2枚のフィールド画像の少なくとも一方を作成する復元部と
を備える、画像処理装置。
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