JP2022138333A - 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 device, an image processing method, and an image processing program.
特許文献1には、RAW画像の階調調整に好適なゲインマップを少ない処理負荷で生成することを目的とした階調変換装置が開示されている。この階調変換装置は、画像入力部と、代表値処理部と、ゲインマップ生成部と、階調変換部とを有している。画像入力部は、RAW画像を取り込む。代表値処理部は、RAW画像の画像領域を複数の部分領域に分け、部分領域に含まれる色成分に基づく代表値を求め、代表値を画素値とする縮小画像を生成する。ゲインマップ生成部は、縮小画像に基づいて、ゲインマップを生成する。階調変換部は、ゲインマップに基づいて、RAW画像の階調変換を行う。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100002 discloses a tone conversion apparatus that aims to generate a gain map suitable for tone adjustment of a RAW image with a small processing load. This gradation conversion device has an image input section, a representative value processing section, a gain map generation section, and a gradation conversion section. The image input unit takes in a RAW image. The representative value processing unit divides the image area of the RAW image into a plurality of partial areas, obtains representative values based on the color components included in the partial areas, and generates a reduced image having the representative values as pixel values. A gain map generator generates a gain map based on the reduced image. The gradation conversion section performs gradation conversion of the RAW image based on the gain map.
また、例えば、車載向け画像処理において、夜間や陸橋を通過する時のダイナミックレンジ補正等のアルゴリズムが検討されている。 Further, for example, in image processing for vehicles, algorithms such as dynamic range correction at night or when passing over an overpass are being studied.
しかしながら、従来の画像処理技術は、撮影状況にかかわらずに視認性の高い画像を得るという観点において、改良の余地があった。 However, conventional image processing techniques have room for improvement in terms of obtaining an image with high visibility regardless of shooting conditions.
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、撮影状況にかかわらずに視認性の高い画像を得ることができる画像処理装置、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する。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program capable of obtaining an image with high visibility regardless of the shooting conditions. and
本実施形態の画像処理装置は、画像を複数の画素に分割する分割部と、前記複数の画素のうち、飽和閾値以上の画素を置換画素に置換する置換部と、前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素の第1の中央値を算出する第1の中央値算出部と、前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素を、前記第1の中央値と異なる第2の中央値を基準とした画素に変換する変換部と、を有することを特徴とする。 The image processing apparatus of the present embodiment includes a dividing unit that divides an image into a plurality of pixels, a replacing unit that replaces pixels equal to or greater than a saturation threshold among the plurality of pixels with replacement pixels, and among the plurality of pixels, a first median calculator that calculates a first median value of pixels less than the saturation threshold; and a conversion unit that converts to pixels based on the median value.
本発明によれば、撮影状況にかかわらずに視認性の高い画像を得ることができる画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program capable of obtaining an image with high visibility regardless of shooting conditions.
図1は、本実施形態の画像処理装置を搭載した無人移動体(ロボット、UAV(unmanned aerial vehicle)10)等の一例として示すロボット10の外観構成図である。
FIG. 1 is an external configuration diagram of a
ロボット10は、例えば、建築現場や土木現場等に設置されて、当該設置現場内を移動しながら監視を行う機能を有している。ロボット10は、本体部11と、キャタピラ部12と、頭部13とを有している。本体部11の下部にキャタピラ部12が連結されており、本体部11の上部に頭部13が連結されている(連結部は省略して描いている)。
The
本体部11には、ロボット10の機能構成要素を含む制御部11Xが格納されている。制御部11Xは、例えば、CPU(Central Processing Unit)を含んで構成されている。制御部11Xに含まれる機能構成要素については後に詳細に説明するが、制御部11Xは、例えば、クラウドやサーバ(図示略)との間で各種のデータや信号の送受信や処理を行ったり、ロボット10によって撮影した画像に各種の画像処理を施したりする機能を有している。すなわち、制御部11Xは、本実施形態の画像処理装置(ダイナミックレンジ補正装置、階調補正装置)を含んで構成されている。
A
キャタピラ部12は、ロボット10の設置現場内を移動(走行)する機能を持つ。キャタピラ部12によるロボット10の移動制御(走行制御)は、例えば、クラウドやサーバ(図示略)からの自律移動操作命令(自律走行操作命令)に基づいて実行される。
The
頭部13は、ロボット10の設置現場内を撮影する撮影部13Xを有している。ここでは、ロボット10の頭部13の両目に相当する位置に設けられた撮影レンズ(カメラレンズ)が撮影部13Xを構成する場合を例示している。撮影部13Xを介して撮像素子(図示略)に結像した被写体像が撮影画像(信号)として、制御部11Xに入力される。
The
このように、設置現場内を移動するロボット10にカメラを搭載させて、画像や動画を撮影したり、リアルタイムに設置現場を把握したり、その撮影画像や把握状況をクラウドやサーバ(図示略)に保管することができる。撮影した画像や動画は、例えば、設置現場内の巡回監視、事務所からの遠隔監視、事務所から作業員への遠隔対応(コミュニケーション)、作業の進捗管理、現場内リアルタイムモニタリング等に利用することができる。
In this way, the
なお、ここでは、設置現場内を移動しながら監視を行う無人移動体に本実施形態の画像処理装置を搭載する場合を例示して説明したが、本実施形態の画像処理装置の適用対象はこれに限定されない。本実施形態の画像処理装置は、例えば、セキュリティカメラや監視カメラ等の固定式の撮影装置に搭載されてもよいし、デジタルカメラや各種端末等の可搬式の撮影装置に搭載されてもよい。また、本実施形態の画像処理装置は、撮影装置やその他の装置から有線、無線で伝送された画像、各種記憶媒体に記憶された画像に対して画像処理を施すことに特化されたものでもよい。すなわち、本実施形態の画像処理装置の態様には自由度があり、各種の設計変更が可能である。 Here, the case where the image processing apparatus of the present embodiment is installed in an unmanned mobile body that performs monitoring while moving within the installation site has been described as an example, but the image processing apparatus of the present embodiment is applied to this. is not limited to The image processing apparatus of the present embodiment may be installed in a fixed imaging apparatus such as a security camera or a surveillance camera, or may be installed in a portable imaging apparatus such as a digital camera or various terminals. Further, the image processing apparatus of this embodiment may be one specialized for performing image processing on images transmitted by wire or wirelessly from an imaging apparatus or other apparatus, or images stored in various storage media. good. That is, the image processing apparatus of this embodiment has a degree of freedom, and various design changes are possible.
図2は、制御部(画像処理装置、ダイナミックレンジ補正装置、階調補正装置)11Xの内部構成要素の一例を示す機能ブロック図である。本実施形態の画像処理方法及び画像処理プログラムは、制御部11Xを構成するコンピュータ(CPU)に各種の処理工程(処理ステップ)を実行させることにより実現される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of internal components of the control unit (image processing device, dynamic range correction device, gradation correction device) 11X. The image processing method and image processing program of the present embodiment are implemented by causing a computer (CPU) constituting the
制御部11Xは、分割部11Aと、置換部11Bと、第1の中央値算出部11Cと、第2の中央値算出部11Dと、変換部11Eとを有している。
The
分割部11Aは、撮影部13Xによって撮影した画像を複数の画素に分割する。図3Aは、分割部11Aによって分割された複数の画素を示している。図3Aでは、説明の簡単化を図るべく、9つの画素1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3を例示して描いている。
The dividing
置換部11Bは、複数の画素のうち、飽和閾値S1以上の画素を置換画素V1に置換する。図3Bは、置換部11Bによって置換された画素を示している。図3Bでは、9つの画素のうち、2つの画素1-1、3-2が飽和閾値S1以上となっており、2つの画素1-1、3-2を置換画素V1に置換する場合を例示して描いている。飽和閾値S1と置換画素V1の各値をどのように設定するかには自由度があり、例えば、画素値の微分値が急激に大きくなる箇所を基準として予め定めてもよいし、撮影環境(例えば輝度分布)に応じてリアルタイム(動的)に変動させてもよい。
The replacing
第1の中央値算出部11Cは、複数の画素のうち、飽和閾値S1未満の画素daの第1の中央値m1を算出する。図3Bの例では、飽和閾値S1未満の画素daは、7つの画素1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-3が相当する。第1の中央値算出部11Cは、メディアンフィルタ処理により、第1の中央値m1を算出する。より具体的に、第1の中央値算出部11Cは、飽和閾値S1未満の画素da(7つの画素1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-3)について、注目画素と周辺画素を設定し、その注目画素と周辺画素に基づく演算により第1の中央値m1を算出する、二次元メディアンフィルタ処理又は三次元メディアンフィルタ処理を実行する。その際、飽和閾値S1以上であるために置換画素V1に置換された2つの画素1-1、3-2については、当該画素を使用せず、あるいは、当該画素を任意の演算手法により補完した補完画素として使用してもよい。
The first
第2の中央値算出部11Dは、第1の中央値m1と異なる第2の中央値m2を算出する。例えば、第2の中央値算出部11Dは、置換画素V1の画素値の半分の値V1/2として、第2の中央値m2を算出することが好ましい。第2の中央値算出部11Dが第2の中央値m2をどのように算出するかには自由度があり、種々の設計変更が可能である。また、理論的には、第1の中央値算出部11Cが算出した第1の中央値m1と第2の中央値算出部11Dが算出した第2の中央値m2が同じ値となることがあり得るが、この場合であっても、第1の中央値m1と第2の中央値m2は、第1の中央値算出部11Cと第2の中央値算出部11Dが別々に算出した異なる中央値に相当し得る。
The second
変換部11Eは、複数の画素のうち、飽和閾値S1未満の画素da(7つの画素1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-3)を、第1の中央値m1と異なる第2の中央値m2を基準とした画素dbに変換する。
The
より具体的に、変換部11Eは、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素da(7つの画素1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-3)のうち、第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1を第2の中央値m2より小さい画素値の画素db1に変換し、第1の中央値m1以上の画素値の画素da2を第2の中央値m2以上の画素値の画素db2に変換する。
More specifically, the
図3Cは、変換部11Eによって変換された画素を示している。図3Cでは、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素da(7つの画素1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-3)のうち、画素1-2、1-3、2-3、3-1が第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1となっており、画素2-1、2-2、3-3が第1の中央値m1以上の画素値の画素da2となっている。そして、画素1-2、1-3、2-3、3-1の第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1が、第2の中央値m2より小さい画素値の画素db1に変換され、画素2-1、2-2、3-3の第1の中央値m1以上の画素値の画素da2が、第2の中央値m2以上の画素値の画素db2に変換されている。
FIG. 3C shows pixels converted by the
ここで、変換部11Eによる変換後の画素db1、db2をどのように設定するかには自由度があり、種々の設計変更が可能である。例えば、第2の中央値m2をパラメータとした所定の演算式に基づいて予め定めてもよいし、撮影環境(例えば輝度分布)に応じてリアルタイム(動的)に変動させてもよい。
Here, there is a degree of freedom in how to set the pixels db1 and db2 after conversion by the
図4は、本実施形態の画像処理の各演算の一例を示す図である。図4において、Rは画像中の最大画素値を意味している。また、図4において、S2は置換画素V1の画素値を意味しており、ここではRと同じ場合を例示している(S2=R)。 FIG. 4 is a diagram showing an example of each calculation of image processing according to the present embodiment. In FIG. 4, R means the maximum pixel value in the image. Also, in FIG. 4, S2 means the pixel value of the replacement pixel V1, and here, the same case as R is exemplified (S2=R).
図4において、複数の画素の飽和閾値S1以上の画素を置換画素V1に置換することが条件式(1)で表現されている。すなわち、座標(x、y)に存在するS1より大きな画素値を有する画素を画素dsと定義すると、その座標(x、y)に存在する画素dsは、画素値S2を有する画素v1に変換される。 In FIG. 4, conditional expression (1) expresses that pixels having a saturation threshold value S1 or more among a plurality of pixels are replaced with replacement pixels V1. That is, if a pixel having a pixel value greater than S1 existing at coordinates (x, y) is defined as pixel ds, then pixel ds existing at coordinates (x, y) is converted to pixel v1 having pixel value S2. be.
図4において、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素daのうち、第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1が、第2の中央値m2より小さい画素値の画素db1に変換されることが、条件式(2)で表現されている。すなわち、座標(x、y)に存在するm1より小さな画素値を有する画素を画素da1と定義すると、その座標(x、y)に存在する画素da1は、画素値m2/m1*da1(x、y)を有する画素db1に変換される。 In FIG. 4, among pixels da below the saturation threshold S1 of a plurality of pixels, a pixel da1 with a pixel value smaller than the first median value m1 is converted into a pixel db1 with a pixel value smaller than the second median value m2. This is expressed by conditional expression (2). That is, if a pixel having a pixel value smaller than m1 at coordinates (x, y) is defined as pixel da1, the pixel da1 at coordinates (x, y) has a pixel value m2/m1*da1(x, y).
図4において、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素daのうち、第1の中央値m1以上の画素値の画素da2が、第2の中央値m2以上の画素値の画素db2に変換されることが、条件式(3)で表現されている。すなわち、座標(x、y)に存在するm1以上の画素値を有する画素を画素da2と定義すると、その座標(x、y)に存在する画素da2は、画素値(S2-m2)/(S1-m1)*(da2(x、y)-m1)+m2を有する画素db2に変換される。 In FIG. 4, among pixels da below the saturation threshold value S1 of a plurality of pixels, pixels da2 with pixel values equal to or greater than the first median value m1 are converted into pixels db2 with pixel values equal to or greater than the second median value m2. This is expressed by conditional expression (3). That is, if a pixel da2 exists at coordinates (x, y) and has a pixel value equal to or greater than m1, the pixel da2 at coordinates (x, y) has a pixel value of (S2-m2)/(S1 -m1)*(da2(x,y)-m1)+m2 with pixel db2.
図5は、本実施形態の画像処理の一例を示すフローチャートである。図5の各処理工程(各処理ステップ)の実行主体は、主に制御部(画像処理装置)11Xを構成するコンピュータ(CPU)である。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of image processing according to this embodiment. The execution subject of each processing process (each processing step) in FIG. 5 is a computer (CPU) that mainly constitutes the control unit (image processing apparatus) 11X.
ステップST1では、撮影部13Xにより撮影した画像を取得する。ステップST2では、画像処理に必要な各種の初期設定を行う。
In step ST1, an image captured by the
ステップST3では、ステップST1で取得した画像を分割した複数の画素のうち飽和閾値S1以上の画素である飽和画素dsのアドレスを抽出・記憶する。 At step ST3, addresses of saturated pixels ds, which are pixels having a saturation threshold value S1 or more among a plurality of pixels obtained by dividing the image obtained at step ST1, are extracted and stored.
ステップST4では、ステップST1で取得した画像を分割した複数の画素のうち飽和閾値S1未満の残りの画素daの第1の中央値m1を算出する。 In step ST4, a first median value m1 of remaining pixels da less than the saturation threshold value S1 among the plurality of pixels obtained by dividing the image obtained in step ST1 is calculated.
ステップST5では、複数の画素のうち飽和閾値S1未満の画素daを、第1の中央値m1と異なる第2の中央値m2を基準とした画素dbに変換する。具体的に、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素daのうち、第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1を第2の中央値m2より小さい画素値の画素db1に変換し、第1の中央値m1以上の画素値の画素da2を第2の中央値m2以上の画素値の画素db2に変換する。ここで、一巡目のループにおけるステップST5では、デフォルト設定された第2の中央値m2を使用することができる。後述するように、第2の中央値m2はステップST9で設定(更新)されるので、二巡目以降のループにおけるステップST5では、ステップST9で設定(更新)された第2の中央値m2を使用することができる。 In step ST5, pixels da below the saturation threshold S1 among the plurality of pixels are converted into pixels db based on a second median value m2 different from the first median value m1. Specifically, among the pixels da less than the saturation threshold S1 of the plurality of pixels, the pixel da1 having the pixel value smaller than the first median value m1 is converted into the pixel db1 having the pixel value smaller than the second median value m2. A pixel da2 having a pixel value equal to or greater than the median value m1 of 1 is converted into a pixel db2 having a pixel value equal to or greater than the second median value m2. Here, in step ST5 in the first loop, the default second median value m2 can be used. As will be described later, the second median value m2 is set (updated) in step ST9, so in step ST5 in the second and subsequent loops, the second median value m2 set (updated) in step ST9 is can be used.
ステップST6では、複数の画素のうち飽和閾値S1以上の画素である飽和画素dsを置換画素V1に置換する。ここで、一巡目のループにおけるステップST6では、デフォルト設定された置換画素V1を使用することができる。後述するように、置換画素V1はステップST9で設定(更新)されるので、二巡目以降のループにおけるステップST6では、ステップST9で設定(更新)された置換画素V1を使用することができる。 In step ST6, among the plurality of pixels, the saturated pixel ds, which is the pixel equal to or higher than the saturation threshold value S1, is replaced with the replacement pixel V1. Here, at step ST6 in the first loop, the default replacement pixel V1 can be used. As will be described later, since the replacement pixel V1 is set (updated) in step ST9, the replacement pixel V1 set (updated) in step ST9 can be used in step ST6 in the second and subsequent loops.
ステップST7では、画像を表示する。ステップST8では、ステップST7で表示した画像にトリミングが必要か否かを判定する。トリミングが必要だと判定した場合(ステップST8:Yes)は、ステップST9に進む。トリミングが不要だと判定した場合(ステップST8:No)は、ステップST10に進む。 At step ST7, an image is displayed. At step ST8, it is determined whether or not the image displayed at step ST7 needs trimming. If it is determined that trimming is necessary (step ST8: Yes), the process proceeds to step ST9. If it is determined that trimming is unnecessary (step ST8: No), the process proceeds to step ST10.
ステップST9では、第2の中央値m2と置換画素V1を設定(更新)して、ステップST5に戻る。このようにして、ステップST8でトリミングが不要だと判定されるまで、第2の中央値m2と置換画素V1を設定(更新)しながら、ステップST5~ステップST9の工程(処理ステップ)を繰り返す。 In step ST9, the second median value m2 and the replacement pixel V1 are set (updated), and the process returns to step ST5. In this manner, steps ST5 to ST9 are repeated while setting (updating) the second median value m2 and the replacement pixel V1 until it is determined in step ST8 that trimming is unnecessary.
ステップST10では、画像を保存するか否かを判定する。画像を保存すると判定した場合(ステップST10:Yes)、ステップST11に進んで画像を保存した上で、処理を終了する。画像を保存しないと判定した場合(ステップST10:No)、画像を保存することなく、処理を終了する。 At step ST10, it is determined whether or not to save the image. If it is determined that the image should be saved (step ST10: Yes), the process proceeds to step ST11 to save the image, and then the process ends. If it is determined not to save the image (step ST10: No), the process ends without saving the image.
このように、本実施形態では、複数の画素のうち、飽和閾値S1以上の画素を置換画素V1に置換し、複数の画素のうち、飽和閾値S1未満の画素daの第1の中央値m1を算出し、複数の画素のうち、飽和閾値S1未満の画素daを、第1の中央値m1と異なる第2の中央値m2を基準とした画素dbに変換する。また、複数の画素の飽和閾値S1未満の画素daのうち、第1の中央値m1より小さい画素値の画素da1を第2の中央値m2より小さい画素値の画素db1に変換し、第1の中央値m1以上の画素値の画素da2を第2の中央値m2以上の画素値の画素db2に変換する。 As described above, in the present embodiment, among a plurality of pixels, pixels equal to or greater than the saturation threshold S1 are replaced with replacement pixels V1, and among the plurality of pixels, the first median value m1 of pixels da below the saturation threshold S1 is Among the plurality of pixels, pixels da below the saturation threshold S1 are converted into pixels db based on a second median value m2 different from the first median value m1. Further, among the pixels da below the saturation threshold value S1 of the plurality of pixels, the pixel da1 having the pixel value smaller than the first median value m1 is converted into the pixel db1 having the pixel value smaller than the second median value m2, and the first A pixel da2 having a pixel value equal to or greater than the median value m1 is converted into a pixel db2 having a pixel value equal to or greater than the second median value m2.
これにより、撮影状況にかかわらずに視認性の高い画像を得ることができる。特に、画像内の低階調領域を好適にダイナミックレンジ補正あるいは階調補正することにより、当該低階調領域を拡大変換して見やすくすることができる。つまり、低階調が多く含まれる領域の画素値は、飽和領域以外の画素値の中央値(第1の中央値)m1を中心としたガウス分布が、変換後の中央値(第2の中央値)m2を中心としたガウス分布に変換される。従って、高階調、低階調に偏りを持つ画像から、低階調領域のみを伸長した視認性の高い画像を得ることができる。 As a result, an image with high visibility can be obtained regardless of the shooting conditions. In particular, by appropriately performing dynamic range correction or tone correction on a low tone area in an image, the low tone area can be enlarged and converted to make it easier to see. In other words, the Gaussian distribution centered on the median value (first median value) m1 of the pixel values in areas other than the saturated region is the median value (second median value) after conversion. value) converted to a Gaussian distribution centered at m2. Therefore, it is possible to obtain an image with high visibility by extending only the low gradation area from an image having a bias toward high gradation and low gradation.
例えば、屋内から画像を取得する場合、日光等の高輝度な外光(入射光)又は反射光の影響を受けて、室内の画像が低階調の画像になり記録として適さない傾向がある。特に、建築現場や土木現場等では、室内でコンクリート等が露出している面積が多く、もともと反射率が低い材料が多いため低階調の画像になりやすい。また、建築現場や土木現場等では、屋根が無い状況では屋外と同等の環境であるが、屋根がある状況になると、窓や壁ができていない状況であることから、極端に明るい箇所と極端に暗い箇所を含む画像・映像となることが多い。撮影する画像・動画は、日中を想定しているが、現場内は照明が弱いため、暗い箇所を多く含むとともに、極端に明るい箇所も含む画像・映像となりがちである。そのような状況の中で、作業進捗、工程進捗の管理のために画像を取得する場合、外光又は反射光が一部でも画角に入ると、その影響により低階調の領域は更に階調つぶれが発生する場合がある。よって記録として残す画像として適さないことが懸念される。 For example, when an image is acquired indoors, the indoor image tends to have low gradation and is not suitable for recording due to the influence of high-intensity external light (incident light) such as sunlight or reflected light. In particular, at construction sites, civil engineering sites, etc., there are many areas where concrete or the like is exposed indoors, and there are many materials with low reflectance from the start, so images with low gradation are likely to occur. Also, at construction sites and civil engineering sites, the environment is the same as outdoors when there is no roof, but when there is a roof, there are no windows or walls. This often results in an image or video that includes dark areas in the background. The images and videos to be shot are assumed to be taken during the daytime, but because the lighting is weak in the field, the images and videos tend to include many dark areas and extremely bright areas. Under such circumstances, when acquiring images for work progress and process progress management, if even a part of the outside light or reflected light enters the angle of view, the low gradation area will be further grayed out due to its influence. Distortion may occur. Therefore, there is concern that it is not suitable as an image to be left as a record.
本実施形態では、上記のような技術課題を解決して、撮影状況(例えば、屋内外、輝度の高低、建築現場や土木現場等の撮影場所)にかかわらずに、とりわけ低階調領域の視認性に優れた画像を得ることができる。 In this embodiment, the above technical problems are solved, and regardless of the shooting situation (for example, indoors and outdoors, brightness level, shooting location such as construction site and civil engineering site), visibility of low gradation area in particular is improved. An image with excellent image quality can be obtained.
ちなみに、上述した特許文献1は、画素ブロック毎に求めた複数成分の色代表値を処理して1成分の代表値を求めており、ヒストグラムの情報が崩れないようにある範囲のものを拡大し、飽和領域が任意に設定されるものである。これに対して、本実施形態の画像処理(ダイナミックレンジ補正、階調補正)は、飽和領域以外の画素値の第1の中央値m1と、当該第1の中央値m1と異なる第2の中央値m2とに基づくものであり、ヒストグラムの情報が崩れないように変換しているわけではなく、あくまで低階調領域を第1の中央値m1と第2の中央値m2を中心にして広げていく点で、特許文献1の技術とは相違している(一線を画している)。 Incidentally, in the above-mentioned Patent Document 1, the color representative value of a plurality of components obtained for each pixel block is processed to obtain the representative value of one component, and a certain range is enlarged so as not to destroy the histogram information. , the saturation region is set arbitrarily. On the other hand, the image processing (dynamic range correction, gradation correction) of the present embodiment includes a first median value m1 of pixel values other than the saturated region and a second median value different from the first median value m1. It is based on the value m2, and is not converted so that the information of the histogram is not destroyed. In some respects, it differs from the technology of Patent Literature 1 (it draws a line).
図6A、図6Bは、本実施形態の画像処理を施した画像と比較例の画像の一例を示す概念図である。図6Aが比較例の画像の一例を示す概念図であり、図6Bが本実施形態の画像処理を施した画像の一例を示す概念図である。図6Aよりも図6Bの方が、極端に明るい箇所と極端に暗い箇所が混在することがなく、とりわけ低階調領域の視認性に優れた画像であることが読み取れる。 6A and 6B are conceptual diagrams showing an example of an image subjected to the image processing of this embodiment and an image of a comparative example. FIG. 6A is a conceptual diagram showing an example of an image of a comparative example, and FIG. 6B is a conceptual diagram showing an example of an image subjected to image processing according to this embodiment. It can be read that the image in FIG. 6B is superior to that in FIG. 6A in that extremely bright portions and extremely dark portions do not coexist, and the visibility of the low gradation region is particularly excellent.
以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態及び代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して、又は実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。 Several embodiments are described above. However, it should be understood that the embodiments are not limited to the embodiments described above, but encompass various variations and alternatives of the embodiments described above. For example, it will be appreciated that various embodiments may be embodied with varying elements without departing from the spirit and scope thereof. Also, it will be understood that various embodiments can be implemented by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. Furthermore, various embodiments can be implemented by deleting some components from all the components shown in the embodiments or by adding some components to the components shown in the embodiments. It will be understood by those skilled in the art.
10 ロボット
11 本体部
11X 制御部(画像処理装置、ダイナミックレンジ補正装置、階調補正装置)
11A 分割部
11B 置換部
11C 第1の中央値算出部
11D 第2の中央値算出部
11E 変換部
12 キャタピラ部
13 頭部
13X 撮影部(撮影レンズ、カメラレンズ)
10
Claims (6)
前記複数の画素のうち、飽和閾値以上の画素を置換画素に置換する置換部と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素の第1の中央値を算出する第1の中央値算出部と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素を、前記第1の中央値と異なる第2の中央値を基準とした画素に変換する変換部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 a dividing unit that divides an image into a plurality of pixels;
a replacing unit that replaces pixels equal to or greater than a saturation threshold among the plurality of pixels with replacement pixels;
a first median calculator that calculates a first median of pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels;
a conversion unit that converts pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels into pixels based on a second median value different from the first median value;
An image processing device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The conversion unit converts pixels having a pixel value smaller than the first median value among pixels having a pixel value smaller than the saturation threshold among the plurality of pixels into pixels having a pixel value smaller than the second median value, and converting pixels with pixel values greater than or equal to the median of 1 to pixels with pixel values greater than or equal to the second median;
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。 a second median calculation unit that calculates the second median value as a half value of the pixel values of the replacement pixels;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像処理装置。 The first median calculation unit calculates the first median by median filtering,
4. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
前記複数の画素のうち、飽和閾値以上の画素を置換画素に置換する工程と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素の第1の中央値を算出する工程と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素を、前記第1の中央値と異なる第2の中央値を基準とした画素に変換する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 dividing the image into a plurality of pixels;
replacing pixels equal to or greater than a saturation threshold among the plurality of pixels with replacement pixels;
calculating a first median value of pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels;
converting pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels into pixels based on a second median value different from the first median value;
An image processing method characterized by comprising:
前記複数の画素のうち、飽和閾値以上の画素を置換画素に置換する工程と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素の第1の中央値を算出する工程と、
前記複数の画素のうち、前記飽和閾値未満の画素を、前記第1の中央値と異なる第2の中央値を基準とした画素に変換する工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 dividing the image into a plurality of pixels;
replacing pixels equal to or greater than a saturation threshold among the plurality of pixels with replacement pixels;
calculating a first median value of pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels;
converting pixels below the saturation threshold among the plurality of pixels into pixels based on a second median value different from the first median value;
An image processing program characterized by causing a computer to execute
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