JP2019087126A - Image processing device, image processing method and image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program.
実世界の被写体が撮影された画像における微小変化には、重要なメッセージが込められている場合がある。例えば、被写体であるスポーツ選手の筋や関節の使い方の違い等は、被写体が撮影された画像における微小変化であり、スポーツ選手の運動パフォーマンスを決定する一つの要因である。また、心臓の鼓動、呼吸による胸の動き、体表面の色の明るさの変化、クレーンやエンジンの振動の微小変化は、画像に基づいて異常状態を検知するための判断材料となる場合がある。しかしながら、人の視覚は画像における微小変化を捉えることが難しい。 The minute change in the image in which the subject in the real world is photographed may include an important message. For example, the difference in usage of muscles and joints of the athlete who is the subject is a minute change in the image in which the subject is photographed, and is one factor that determines the exercise performance of the athlete. In addition, the heartbeat, movement of the chest due to breathing, changes in the brightness of the body surface color, and minute changes in the vibration of the crane or engine may serve as judgment materials for detecting an abnormal state based on an image. . However, it is difficult for human vision to capture minute changes in the image.
ビデオ・マグニフィケーション(Video Magnification)は、画像における微小変化を検出及び強調することによって、画像における微小変化を可視化する技術である。画像処理装置は、オプティカルフロー、オイラー法又は位相変化等を用いて、画像における被写体の色や運動の変化を検出し、時系列フィルタを適用することによって、画像における被写体の微小変化を検出する(非特許文献1、2及び3参照)。 Video Magnification is a technique for visualizing minute changes in an image by detecting and enhancing the minute changes in the image. The image processing apparatus detects a change in the color or motion of the subject in the image using optical flow, Euler method or phase change, and detects a minute change in the subject in the image by applying a time series filter ( Non-patent documents 1, 2 and 3).
しかしながら、画像処理装置は、画像において被写体が大きく又は素早く動いた場合、被写体の微小変化のみを検出することが困難である。被写体の微小変化以外の変化が検出及び強調された場合、画像にはブラーノイズが発生する場合がある。 However, it is difficult for the image processing apparatus to detect only a minute change of the subject when the subject moves large or quickly in the image. When a change other than a minute change of the subject is detected and emphasized, blur noise may occur in the image.
近年、画像において被写体が大きく動く場合でも被写体の微小変化のみを検出することが可能である二つの手法が提案された。第1の手法は、画像における被写体を指定し、大きな動きをスタビライズしてから被写体の微小変化を検出する手法である(非特許文献4参照)。第2の手法は、画像における大きな動きをモデル化することで、微小変化のみを検出することが可能な時系列フィルタを設計する手法である(非特許文献5参照)。 In recent years, two methods have been proposed that can detect only minute changes in an object even when the object moves significantly in an image. The first method is a method of specifying a subject in an image, stabilizing a large movement, and detecting a minute change of the subject (see Non-Patent Document 4). The second method is a method of designing a time-series filter capable of detecting only a minute change by modeling a large motion in an image (see Non-Patent Document 5).
ビデオ・マグニフィケーションを様々な画像に対して簡易に適用できるようにするには、非特許文献3のような人手による操作を用いずに、画像における被写体の微小変化のみを検出する必要がある。そのためには、非特許文献4のように運動のモデル化に基づいた時系列フィルタを設計することが有用である。 In order to be able to easily apply video magnification to various images, it is necessary to detect only minute changes in an object in an image without using manual operation as in Non-Patent Document 3 . For that purpose, it is useful to design a time-series filter based on motion modeling as in Non-patent Document 4.
しかしながら、非特許文献3では、ブラーノイズの原因となるゆっくりと大きく変化する運動のみがモデル化された時系列フィルタが設計されている。このような時系列フィルタは、短時間で急激に大きく変化する非線形な動きが画像に存在する場合、大きなブラーノイズを画像に発生させしてしまう。このように、従来の画像処理装置は、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することができない場合があった。 However, in Non-Patent Document 3, a time-series filter is designed in which only slow and largely changing motion causing blur noise is modeled. Such a time-series filter generates a large blur noise in the image when there is a non-linear motion that rapidly and largely changes in a short time in the image. As described above, the conventional image processing apparatus may not be able to generate an image in which a minute change is emphasized by reducing blur noise.
上記事情に鑑み、本発明は、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することが可能である画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention has an object of providing an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program capable of generating an image in which a minute change is emphasized by reducing blur noise. .
本発明の一態様は、各解像度の画像を元画像から生成する生成部と、各解像度の画像における微小変化を検出する検出部と、前記微小変化の信頼度を取得する信頼部と、前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す強調部と、強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成する再構成部とを備える画像処理装置である。 One aspect of the present invention is a generation unit that generates an image of each resolution from an original image, a detection unit that detects a minute change in the image of each resolution, a reliability unit that acquires the reliability of the minute change, and the minute The minute change in the original image is emphasized based on the emphasizing unit which performs the emphasizing process on the multiplication result of the value representing the change and the reliability, and the multiplication result on which the emphasis process is performed and the original image. It is an image processing apparatus provided with the reconstruction part which produces | generates an image.
本発明の一態様は、上記の画像処理装置であって、前記生成部は、輝度を表す画像である輝度画像を解像度ごとに元画像の輝度画像から生成し、前記検出部は、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出し、前記信頼部は、前記輝度の微小変化の信頼度を取得し、前記強調部は、前記輝度の微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施し、前記再構成部は、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における前記輝度の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。 One embodiment of the present invention is the image processing device described above, wherein the generation unit generates a luminance image, which is an image representing luminance, from the luminance image of the original image for each resolution, and the detection unit The minute change of the brightness in the brightness image is detected, the reliance unit acquires the reliability of the minute change of the brightness, and the emphasizing unit multiplies the reliability result by the value representing the minute change of the brightness. An emphasizing process is performed, and the reconstruction unit generates an image in which a slight change in the luminance in the original image is subjected to the emphasizing process based on the multiplication result subjected to the emphasizing process and the color image of the original image.
本発明の一態様は、上記の画像処理装置であって、前記生成部は、位相を表す画像である位相画像を解像度及び方向ごとに元画像の位相画像から生成し、前記検出部は、各解像度の位相画像における位相の微小変化を検出し、前記信頼部は、前記位相の微小変化の信頼度を取得し、前記強調部は、前記位相の微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施し、前記再構成部は、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における前記位相の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。 One embodiment of the present invention is the image processing device described above, wherein the generation unit generates a phase image which is an image representing a phase from the phase image of the original image for each resolution and direction, and the detection unit The minute change of the phase in the phase image of the resolution is detected, the reliability unit obtains the reliability of the minute change of the phase, and the emphasis unit multiplies the reliability by a value representing the minute change of the phase. An emphasizing process is performed on the result, and the reconstruction unit generates an image in which an emphasizing process is performed on the minute change in the original image based on the multiplication result on which the emphasizing process is performed and the color image of the original image. Do.
本発明の一態様は、上記の画像処理装置であって、複数の解像度の位相画像における前記信頼度を方向ごとに統合する統合部を更に備え、前記強調部は、前記位相の微小変化を表す値と統合された前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す。 One embodiment of the present invention is the image processing apparatus described above, further comprising: an integration unit that integrates the reliability in a phase image of a plurality of resolutions for each direction, and the emphasis unit represents a minute change in the phase. Emphasis processing is performed on the multiplication result of the reliability integrated with the value.
本発明の一態様は、画像処理装置が実行する画像処理方法であって、各解像度の画像を元画像から生成するステップと、各解像度の画像における微小変化を検出するステップと、前記微小変化の信頼度を取得するステップと、前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施すステップと、強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成するステップとを含む画像処理方法である。 One aspect of the present invention is an image processing method executed by an image processing apparatus, which comprises: generating an image of each resolution from an original image; detecting a minute change in the image of each resolution; The step of acquiring the reliability, the step of performing enhancement processing on the multiplication result of the value representing the minute change and the reliability, the above-mentioned in the original image based on the multiplication result subjected to the enhancement processing and the original image And d) generating an image in which a slight change is enhanced.
本発明の一態様は、コンピュータに、各解像度の画像を元画像から生成する手順と、各解像度の画像における微小変化を検出する手順と、前記微小変化の信頼度を取得する手順と、前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す手順と、強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成する手順とを実行させるための画像処理プログラムである。 One aspect of the present invention is a computer that generates an image of each resolution from an original image, detects a minute change in the image of each resolution, obtains a reliability of the minute change, and the minute An image in which the minute change in the original image is subjected to the enhancement process based on the procedure of performing the enhancement process on the multiplication result of the value representing the change and the reliability, and the multiplication result subjected to the enhancement process and the original image And an image processing program for executing the steps of generating
本発明により、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することが可能である。 According to the present invention, blur noise can be reduced to generate an image in which a minute change is emphasized.
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、画像処理装置1aの構成の例を示す図である。画像処理装置1aは、画像処理を実行する装置である。画像処理装置1aは、画像における被写体の輝度の微小変化を検出及び強調する。画像処理装置1aは、生成部10aと、検出部11aと、信頼部12aと、乗算部13aと、強調部14aと、再構成部15aとを備える。画像処理装置1aは、記憶部を更に備えてもよい。記憶部は、各機能部に含まれていてもよい。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First Embodiment
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the
各機能部のうち一部又は全部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。各機能部のうち一部又は全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。 For example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a program stored in the storage unit to execute a part or all of the functional units. Some or all of the functional units may be realized using hardware such as LSI (Large Scale Integration) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
記憶部は、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)などの不揮発性の記録媒体(非一時的な記録媒体)である。記憶部は、例えば、RAM(Random Access Memory)やレジスタなどの揮発性の記録媒体を有してもよい。記憶部は、例えば画像データ、数式等の各種データを記憶する。 The storage unit is, for example, a non-volatile recording medium (non-temporary recording medium) such as a flash memory or a hard disk drive (HDD). The storage unit may have, for example, a volatile recording medium such as a random access memory (RAM) or a register. The storage unit stores, for example, various data such as image data and mathematical expressions.
元画像は、複数のフレームから構成される動画像である。元画像は、輝度情報及び色情報を画素ごとに含む。生成部10aは、元画像の輝度情報を表す画像である輝度画像を取得する。生成部10aは、元画像の輝度画像から、各解像度の輝度画像を生成する。例えば、生成部10aは、ガウシアンフィルタ又はラプラシアンフィルタを畳み込んでからダウンサンプリング処理を輝度画像の各フレームに対して複数回施すことによって、各解像度の輝度画像をフレームごとに生成する。ダウンサンプリング処理とは、2分の1等のダウンサンプル量に基づいて、解像度を低くする画像処理である。時刻tにおける画像の輝度変化は、式(1)のように表される。
The original image is a moving image composed of a plurality of frames. The original image includes luminance information and color information for each pixel. The
ここで、lは解像度を表す。xは輝度画像のフレームにおけるx座標を表す。yは輝度画像のフレームにおけるy座標を表す。 Here, l represents the resolution. x represents the x coordinate in the frame of the luminance image. y represents the y-coordinate in the frame of the luminance image.
検出部11aは、生成部10aによって生成された各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出する。検出部11aは、各解像度の輝度画像における輝度変化を表す値Il(x,y,t)に時系列フィルタH(t)を畳み込むことで、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出する。時系列フィルタH(t)は、強調される微小変化の周波数応答を有する時系列フィルタである。輝度の微小変化を表す値Bl(x,y,t)は、式(2)のように表される。
The detection unit 11a detects a minute change in luminance in the luminance image of each resolution generated by the
なお、検出部11aは、時系列フィルタH(t)を用いる方法以外の方法で、輝度の微小変化を検出してもよい。 The detection unit 11 a may detect a minute change in luminance by a method other than the method using the time series filter H (t).
信頼部12aは、生成部10aによって生成された各解像度の輝度画像における輝度の微小変化の信頼度を、乗算部13aに出力する。輝度の微小変化の信頼度は、画像における所定の空間領域及び時間領域に輝度の微小変化のみが発生していることの確からしさの度合いである。信頼部12aは、各解像度の輝度画像における輝度変化を表す値Il(x,y,t)について、輝度の微小変化の信頼度を算出する。
The
信頼部12aは、輝度の微小変化の信頼度を、躍度を用いて算出する。躍度とは、加速度の微分値であり、変位の3回微分に相当する値である。信頼部12aは、各解像度の輝度画像における輝度変化を表す値Il(x,y,t)のうちで強調される微小変化の周波数帯について、時系列フィルタG(t)及び3回微分を用いて躍度を算出する。信頼部12aは、躍度Jerkl(x,y,t)を式(3)のように算出する。
The
なお、信頼部12aは、時系列フィルタG(t)を用いる方法以外の方法で、躍度を算出してもよい。
The
信頼部12aは、式(4)のように躍度の絶対値を算出する。
The
信頼部12aは、空間及び時間方向に躍度を正規化し、式(5)のように躍度の値を反転させる。
The
信頼部12aは、微小変化の信頼度Cl(x,y,t)を、式(6)のように算出する。
The
信頼部12aは、微小変化のみを高い精度で検出するための時系列フィルタを、算出された信頼度Cl(x,y,t)を基づいて設計する。信頼部12aは、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化の信頼度を補正する。信頼部12aは、各解像度の輝度画像が生成される際のダウンサンプリング処理におけるダウンサンプル量λとハイパーパラメーターβとに基づいて、輝度の微小変化の信頼度を式(7)のように補正する。
The
輝度画像において躍度の大きい空間領域及び時間領域の信頼度は、式(7)のような補正によって、0に近い値が割り当てられて小さくなる。輝度画像において躍度の小さい空間領域及び時間領域の信頼度は、式(7)のような補正によって、1に近い値が割り当てられて大きくなる。すなわち、輝度の微小変化の信頼度は、補正によって1に近い値が割り当てられて大きくなる。 In the luminance image, the degree of reliability of the space area and the time area with a high degree of jerk is reduced by assigning a value close to 0 by correction as shown in equation (7). The degree of reliability of the space area and the time area with small jerk in the luminance image is increased by assigning a value close to 1 by correction as shown in equation (7). That is, the reliability of the minute change in luminance is increased by being assigned a value close to 1 by the correction.
乗算部13aは、検出部11aの出力と信頼部12aの出力とを乗算する。すなわち、乗算部13aは、式(2)のような輝度の微小変化を表す値Bl(x,y,t)に、式(8)のように信頼度を乗算する。これによって、乗算部13aは、輝度の微小変化のみを高い精度で検出することができる。
The
強調部14aは、検出部11aの出力と信頼部12aの出力との乗算結果を、乗算部13aから取得する。強調部14aは、乗算結果である各解像度の輝度画像における輝度の微小変化に強調処理を施す。強調部14aは、式(8)のように高い精度で検出された微小変化を表す値に、任意の強調率αを乗算する。強調率αは、各解像度の輝度画像において共通でもよいし異なっていてもよい。強調部14aは、強調率αの乗算結果と元画像の輝度変化を表す値Il(x,y,t)とを、式(9)のように加算することによって、微小変化のみが強調された輝度変化を表す値^Il(x,y,t)を生成する。
The emphasizing
再構成部15aは、強調部14aによって各解像度の輝度画像における強調処理が施された輝度の微小変化に基づいて、元画像における輝度の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。すなわち、再構成部15aは、式(9)に示された輝度変化を表す値^Il(x,y,t)を、式(10)のように1からL(Lは、生成された輝度画像の解像度の種類の個数)個まで解像度方向に足し合わせることによって、元画像の輝度画像において輝度の微小変化のみが強調された輝度画像を生成する。
The reconstructing
再構成部15aは、元画像の色情報を表す画像である色画像を取得する。再構成部15aは、輝度の微小変化のみが強調された輝度画像と元画像の色画像とを合成することによって、元画像において輝度の微小変化のみが強調された画像を生成する。
The
次に、画像処理装置1aの動作の例を説明する。
図2は、画像処理装置1aの動作の例を示すフローチャートである。生成部10aは、元画像の輝度画像から、各解像度の輝度画像を生成する(ステップS101)。検出部11aは、生成された各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出する(ステップS102)。信頼部12aは、生成部10aによって生成された各解像度の輝度画像における、輝度の微小変化の信頼度を算出する(ステップS103)。乗算部13aは、検出部11aの出力と信頼部12aの出力とを乗算する(ステップS104)。
Next, an example of the operation of the
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the
強調部14aは、検出部11aの出力と信頼部12aの出力との乗算結果に、強調率αを乗算する。すなわち、強調部14aは、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を表す値に、強調率αを乗算する。強調部14aは、強調率の乗算結果を、元画像の輝度画像における輝度変化を表す値に加算する(ステップS105)。再構成部15aは、輝度変化を表す値の加算結果と元画像の色画像とを合成することによって、元画像において微小変化が強調された画像を生成する(ステップS106)。
The emphasizing
以上のように、第1実施形態の画像処理装置1aは、各解像度の画像を元画像から生成する生成部10aと、各解像度の画像における微小変化を検出する検出部11aと、微小変化の信頼度を取得する信頼部12aと、微小変化を表す値と信頼度との乗算結果に強調処理を施す強調部14aと、強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における微小変化に強調処理が施された画像を生成する再構成部15aとを備える。
As described above, the
生成部10aは、輝度を表す画像である輝度画像を解像度ごとに元画像の輝度画像から生成する。検出部11aは、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出する。信頼部12aは、輝度の微小変化の信頼度を取得する。強調部14aは、輝度の微小変化を表す値と信頼度との乗算結果に強調処理を施す。再構成部15aは、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における輝度の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。これによって、第1実施形態の画像処理装置1aは、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することが可能である。
The
(第2実施形態)
第2実施形態では、各解像度の輝度画像における輝度変化が運動情報(振幅情報及び位相情報)に変換される点が、第1実施形態と相違する。第2実施形態では、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
Second Embodiment
The second embodiment is different from the first embodiment in that a change in luminance in a luminance image of each resolution is converted into motion information (amplitude information and phase information). In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
図3は、画像処理装置1bの構成の例を示す図である。画像処理装置1bは、画像処理を実行する装置である。画像処理装置1bは、画像における被写体の運動の微小変化を検出及び強調する。画像処理装置1bは、生成部10bと、検出部11bと、信頼部12bと、乗算部13bと、強調部14bと、再構成部15bとを備える。画像処理装置1bは、記憶部を更に備えてもよい。記憶部は、各機能部に含まれていてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the
生成部10bは、元画像の輝度画像を取得する。生成部10bは、元画像の輝度画像における輝度変化を、輝度画像における複数の方向の振幅情報及び位相情報に変換する。以下では、位相情報を含む画像を「位相画像」という。生成部10bは、元画像の振幅情報及び位相情報を含む輝度画像から、各解像度の位相画像を生成する。
The
生成部10bが輝度変化を振幅情報及び位相情報に変換し各解像度の位相画像を生成する方法は、特定の方法に限定されない。生成部10bは、例えばCSF(Complex Steerable Filter)等のフィルタを用いて、輝度変化を振幅情報及び位相情報に変換する。
The method by which the
生成部10bは、位相画像のフレームの座標(x,y)と時刻tとにおける輝度画像の輝度変化を表す値I(x,y,t)に、式(11)のようにCSFを施す。生成部10bは、輝度画像の輝度変化を表す値I(x,y,t)にCSFを施すことによって、輝度変化を表す値I(x,y,t)を、解像度lにおいて方向性θを持つ振幅変化を表す値Aθ l(x,y,t)と位相変化を表す値φθ l(x,y,t)とに変換する。ここで、ψθ lは、解像度l及び方向θにおけるCSFを表す。
The
検出部11bは、生成部10bによって生成された各解像度の位相画像における位相の微小変化を、位相画像における方向ごとに検出する。検出部11bは、各解像度の位相画像における方向ごとの位相変化を表す値φθ l(x,y,t)に、時系列フィルタH(t)を式(12)のように畳み込むことで、各解像度の位相画像における位相の微小変化を検出する。位相の微小変化を表す値Bl(x,y,t)は、式(12)のように表される。
The
なお、検出部11bは、時系列フィルタH(t)を用いる方法以外の方法で、位相の微小変化を検出してもよい。
Note that the
信頼部12bは、生成部10bによって生成された各解像度の位相画像における位相の微小変化の信頼度を、位相画像における方向ごとに乗算部13bに出力する。式(4)から式(7)までと比較して、式(11)及び式(12)では、方向を表すパラメータθが追加されている。各解像度の位相画像における方向ごと位相変化の信頼度は、式(13)のように表される。
The
信頼部12bは、各解像度の位相画像が生成される際のダウンサンプリング処理におけるダウンサンプル量λとハイパーパラメーターβとを用いて、位相の微小変化の信頼度を式(13)のように補正する。
The
乗算部13bは、検出部11bの出力と信頼部12bの出力とを乗算する。すなわち、乗算部13bは、位相の微小変化を表す値Bl(x,y,t)に、式(14)のように信頼度を乗算する。これによって、乗算部13bは、位相の微小変化のみを高い精度で検出することができる。
The
強調部14bは、検出部11bの出力と信頼部12bの出力との乗算結果を取得する。強調部14bは、乗算結果である各解像度の位相画像における方向ごとの位相の微小変化に強調処理を施す。強調部14bは、式(14)のように高い精度で検出された微小変化を表す値に、任意の強調率αを乗算する。強調部14bは、強調率αの乗算結果と元画像の位相変化を表す値φθ l(x,y,t)とを、式(15)のように加算することによって、微小変化のみが強調された位相変化を表す値^φθ l(x,y,t)を生成する。
The emphasizing
再構成部15bは、強調部14bによって各解像度の位相画像における方向ごとの強調処理が施された位相の微小変化に基づいて、元画像における位相の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。すなわち、再構成部15aは、式(15)に示された位相変化を表す値^φθ l(x,y,t)を、1からL個まで解像度方向に、位相画像における方向ごとに足し合わせることによって、元画像の位相画像において位相の微小変化のみが強調された位相画像を生成する。
The reconstructing
再構成部15bは、位相の微小変化が強調された位相画像にCSFの逆フィルタを施すことによって、位相の微小変化が強調された位相画像を、輝度の微小変化が強調された元画像の輝度画像に変換する。
The
再構成部15bは、元画像の色画像を取得する。再構成部15bは、輝度の微小変化のみが強調された輝度画像と元画像の色画像とを合成することによって、元画像において運動の微小変化のみが強調された画像を生成する。
The
次に、画像処理装置1bの動作の例を説明する。
図4は、画像処理装置1bの動作の例を示すフローチャートである。生成部10bは、元画像の輝度画像における輝度変化を、輝度画像における複数の方向の振幅情報及び位相情報に変換する。生成部10bは、元画像の輝度画像から、各解像度の位相画像を生成する(ステップS201)。検出部11bは、生成された各解像度の位相画像における位相の微小変化を、位相画像における方向ごとに検出する(ステップS202)。信頼部12bは、生成部10bによって生成された各解像度の位相画像における、位相の微小変化の信頼度を算出する(ステップS203)。乗算部13bは、検出部11bの出力と信頼部12bの出力とを乗算する(ステップS204)。
Next, an example of the operation of the
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the
強調部14bは、検出部11bの出力と信頼部12bの出力との乗算結果に、強調率αを乗算する。すなわち、強調部14bは、各解像度の位相画像における位相の微小変化を表す値に、強調率αを乗算する。強調部14bは、強調率の乗算結果を、元画像の位相画像における位相変化を表す値に加算する(ステップS205)。再構成部15bは、位相変化情報の加算結果と元画像の色画像とを合成することによって、元画像における微小変化が強調された画像を生成する(ステップS206)。
The emphasizing
以上のように、第2実施形態の画像処理装置1bは、各解像度の画像を元画像から生成する生成部10bと、各解像度の画像における微小変化を検出する検出部11bと、微小変化の信頼度を取得する信頼部12bと、微小変化を表す値と信頼度との乗算結果に強調処理を施す強調部14bと、強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における微小変化に強調処理が施された画像を生成する再構成部15bとを備える。
As described above, the
生成部10bは、位相を表す画像である位相画像を解像度及び方向ごとに元画像の位相画像から生成する。検出部11bは、各解像度の位相画像における位相の微小変化を検出する。信頼部12bは、位相の微小変化の信頼度を取得する。強調部14bは、位相の微小変化を表す値と信頼度との乗算結果に強調処理を施す。再構成部15bは、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における位相の微小変化に強調処理が施された画像を生成する。これによって、第2実施形態の画像処理装置1bは、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することが可能である。
The
(第3実施形態)
第3実施形態では、各解像度の位相画像における位相の微小変化の信頼度が統合される点が、第2実施形態と相違する。第3実施形態では、第2実施形態との相違点についてのみ説明する。
Third Embodiment
The third embodiment is different from the second embodiment in that the reliability of the minute change of the phase in the phase image of each resolution is integrated. In the third embodiment, only differences from the second embodiment will be described.
図5は、画像処理装置1cの構成の例を示す図である。画像処理装置1cは、画像処理を実行する装置である。画像処理装置1cは、画像における被写体の運動の微小変化を検出及び強調する。画像処理装置1cは、生成部10bと、検出部11bと、信頼部12bと、乗算部13bと、強調部14bと、再構成部15bと、統合部16cとを備える。画像処理装置1cは、記憶部を更に備えてもよい。記憶部は、各機能部に含まれていてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the image processing apparatus 1c. The image processing device 1 c is a device that executes image processing. The image processing device 1c detects and emphasizes minute changes in the subject's motion in the image. The image processing apparatus 1c includes a
統合部16cは、各解像度の位相画像における信頼度を、信頼部12bから取得する。統合部16cは、複数の解像度の位相画像における信頼度を、位相画像における方向ごとに統合する。以下では、元画像の解像度は1と表記される。また、最低解像度はLと表記される。
The
統合部16cは、位相画像における方向ごとの信頼度の統合を、式(16)のように実行する。すなわち、統合部16cは、生成された全ての位相画像について、全ての解像度の位相画像における信頼度を方向ごとに乗算することによって、全ての解像度に共通する信頼度^Cθ(x,y,t)β/λを方向θごとに算出する。
The
統合部16cは、位相画像における方向ごとの信頼度の統合を、式(17)のように実行してもよい。すなわち、統合部16cは、生成された全ての位相画像について、全ての解像度の位相画像における信頼度の重み付き和を方向ごとに算出することによって、全ての解像度に共通する信頼度^Cθ(x,y,t)β/λを方向θごとに算出してもよい。
The
統合部16cは、位相画像における方向ごとの信頼度の統合を、式(18)のように実行してもよい。すなわち、統合部16cは、解像度lから低解像度(l+N)までの各解像度の位相画像について信頼度を方向ごとに乗算することによって、この乗算結果を、解像度lの位相画像における方向θごとの信頼度^Cθ l(x,y,t)β/λとしてもよい。
The
統合部16cは、位相画像における方向ごとの信頼度の統合を、式(19)のように実行してもよい。すなわち、統合部16cは、解像度lから低解像度(l+N)までの各解像度の位相画像について信頼度の重み付き和を方向ごとに算出することによって、解像度lの位相画像における方向θごとの信頼度^Cθ l(x,y,t)β/λとしてもよい。
The
統合部16cは、式(16)から式(19)までのいずれかの信頼度に基づいて、式(14)を算出することによって、位相の微小変化を精度よく検出することが可能である。
The
図6は、画像処理装置1cの動作の例を示すフローチャートである。生成部10bは、元画像の輝度画像における輝度変化を、輝度画像における複数の方向の振幅情報及び位相情報に変換する。生成部10bは、元画像の輝度画像から、各解像度の位相画像を生成する(ステップS301)。検出部11bは、生成された各解像度の位相画像における位相の微小変化を、位相画像における方向ごとに検出する(ステップS302)。信頼部12bは、生成部10bによって生成された各解像度の位相画像における、位相の微小変化の信頼度を算出する(ステップS303)。統合部16cは、複数の解像度の位相画像における信頼度を、位相画像における方向ごとに統合する(ステップS304)。乗算部13bは、検出部11bの出力と統合部16cの出力とを乗算する(ステップS305)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the image processing apparatus 1c. The
強調部14bは、検出部11bの出力と信頼部12bの出力との乗算結果に、強調率αを乗算する。すなわち、強調部14bは、各解像度の位相画像における位相の微小変化を表す値に、強調率αを乗算する。強調部14bは、強調率の乗算結果を、元画像の位相画像における位相変化を表す値に加算する(ステップS306)。再構成部15bは、位相変化情報の加算結果と元画像の色画像とを合成することによって、元画像における微小変化が強調された画像を生成する(ステップS307)。
The emphasizing
以上のように、第3実施形態の画像処理装置1cは、第2実施形態の画像処理装置1bと比較して、統合部16cを更に備える。統合部16cは、複数の解像度の位相画像における信頼度を統合する。強調部14bは、位相の微小変化を表す値と統合された信頼度との乗算結果に強調処理を施す。これによって、第3実施形態の画像処理装置1cは、ブラーノイズを低減して、微小変化が強調された画像を生成することが可能である。第3実施形態の画像処理装置1cは、第2実施形態における検出結果と比較して、位相の微小変化を精度よく検出することが可能である。
As described above, the image processing apparatus 1c according to the third embodiment further includes the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope of the present invention.
1a,1b,1c…画像処理装置、10a,10b…生成部、11a,11b…検出部、12a,12b…信頼部、13a,13b…乗算部、14a,14b…強調部、15a,15b…再構成部、16c…統合部 1a, 1b, 1c ... image processing apparatus, 10a, 10b ... generation unit, 11a, 11b ... detection unit, 12a, 12b ... reliance unit, 13a, 13b ... multiplication unit, 14a, 14b ... emphasis unit, 15a, 15b ... re Component part, 16c ... integrated part
Claims (6)
各解像度の画像における微小変化を検出する検出部と、
前記微小変化の信頼度を取得する信頼部と、
前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す強調部と、
強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成する再構成部と
を備える画像処理装置。 A generation unit that generates an image of each resolution from the original image;
A detection unit that detects a minute change in an image of each resolution;
A trust unit for acquiring the reliability of the minute change;
An emphasizing unit that performs emphasizing processing on the multiplication result of the value representing the minute change and the reliability;
An image processing apparatus, comprising: a reconstruction unit that generates an image in which the minute change in the original image is subjected to the emphasis process based on the multiplication result subjected to the emphasis process and the original image.
前記検出部は、各解像度の輝度画像における輝度の微小変化を検出し、
前記信頼部は、前記輝度の微小変化の信頼度を取得し、
前記強調部は、前記輝度の微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施し、
前記再構成部は、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における前記輝度の微小変化に強調処理が施された画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。 The generation unit generates a luminance image, which is an image representing luminance, for each resolution from the luminance image of the original image.
The detection unit detects a minute change in luminance in the luminance image of each resolution;
The reliability unit acquires the reliability of the minute change of the luminance,
The emphasizing unit performs emphasizing processing on the multiplication result of the value representing the minute change of the luminance and the reliability.
The said reconstruction part produces | generates the image by which the emphasis process was performed to the said minute change in the original image based on the multiplication result to which the emphasis process was performed, and the color image of an original image. Image processing device.
前記検出部は、各解像度の位相画像における位相の微小変化を検出し、
前記信頼部は、前記位相の微小変化の信頼度を取得し、
前記強調部は、前記位相の微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施し、
前記再構成部は、強調処理が施された乗算結果と元画像の色画像とに基づいて、元画像における前記位相の微小変化に強調処理が施された画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。 The generation unit generates a phase image, which is an image representing a phase, from the phase image of the original image for each resolution and direction;
The detection unit detects a minute change in phase in a phase image of each resolution;
The reliability unit acquires the reliability of the minute change of the phase;
The emphasizing unit performs emphasizing processing on the multiplication result of the value representing the minute change of the phase and the reliability.
The said reconstruction part produces | generates the image by which the emphasis process was performed to the minute change of the said phase in an original image based on the multiplication result to which the emphasis process was performed, and the color image of an original image. Image processing device.
前記強調部は、前記位相の微小変化を表す値と統合された前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す、請求項3に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus further comprises an integration unit that integrates the reliability of phase images of multiple resolutions in each direction,
The image processing apparatus according to claim 3, wherein the emphasizing unit performs emphasizing processing on a multiplication result of the reliability integrated with the value representing the minute change of the phase.
各解像度の画像を元画像から生成するステップと、
各解像度の画像における微小変化を検出するステップと、
前記微小変化の信頼度を取得するステップと、
前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施すステップと、
強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成するステップと
を含む画像処理方法。 An image processing method performed by an image processing apparatus, comprising:
Generating an image of each resolution from the original image;
Detecting minute changes in the image of each resolution;
Obtaining the degree of reliability of the minute change;
Emphasizing the multiplication result of the value representing the minute change and the reliability;
Generating an image in which the minute change in the original image is subjected to the enhancement process based on the multiplication result subjected to the enhancement process and the original image.
各解像度の画像を元画像から生成する手順と、
各解像度の画像における微小変化を検出する手順と、
前記微小変化の信頼度を取得する手順と、
前記微小変化を表す値と前記信頼度との乗算結果に強調処理を施す手順と、
強調処理が施された乗算結果と元画像とに基づいて、元画像における前記微小変化に強調処理が施された画像を生成する手順と
を実行させるための画像処理プログラム。 On the computer
Generating an image of each resolution from the original image;
A procedure for detecting minute changes in an image of each resolution;
Obtaining a degree of reliability of the minute change;
A procedure for emphasizing the multiplication result of the value representing the minute change and the reliability;
An image processing program for executing an operation of generating an image in which the minute change in the original image is subjected to the enhancement process based on the multiplication result subjected to the enhancement process and the original image.
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