JP5388072B2 - モーションブラー制御装置、方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る画像補正装置の構成を示すブロック図である。画像補正装置は、被写体を撮像して画像を生成するカメラ10と、カメラ10で生成された画像のぶれをなくすように画像処理を行う画像処理装置20と、を備えている。
画像内のモーションブラーを除去する手法としては、フーリエ変換を使用した逆畳み込み演算や、アンシャープマスクなどを使用した先鋭化などがある。いずれの手法も、露光時間中のカメラの動きを知ることによってモーションブラーを除去する。
g(x)をブラー付加画像、f(x)をブラー除去画像、h(x)をPSF(Point Spread Function)とすると、ブラーのない画像から得られるブラー付加画像は
もっとも単純な手法としては、Aを任意の定数として分母が0になる場合は条件分岐を行い、以下の式を用いる。
Wiener filterとは、分母に非常に小さい値を入れて分母が0になることを回避する手法である。適切な定数Γ(ノイズ)を用いて、以下の式で計算する。
Richardson-Lucy Deconvolutionは、ベイズの定理を用い、以下の式で計算する。
Iterative Back Projectionは、計算式内から除算を排除し、以下の式を用いる。
アンシャープマスクは図2のように、元映像とアンシャープ(平滑化した)な画像との差分を求める先鋭化フィルタである。例として、周辺9ピクセルを利用したアンシャープマスクを図3A、図3Bに示した。
モーションブラーを除去のためには、逆畳み込み演算に使用するPSFや、アンシャープマスクに使用する平滑化画像を、最適に作成する必要がある。
すでに求められているグローバルモーションから、カメラの移動方向を直線、または、曲線であるものと仮定し、カメラの移動距離(ブラー量)Lについての1変数のみの反復推定を行うことで、高速化、高精度化を図る。カーネルH(図4)において、カメラの移動距離Lは白線の長さとなる。
n番目のフレーム画像の元の画像をIn(x,y)とする。ここで、In(x,y)は、フレーム画像中のx,y座標における画素値(輝度値等)である。これに、ブラー量(移動距離)Lnに応じた上述の畳み込み演算やアンシャープマスクを行うことにより、補正フレーム画像I’n(x,y,Ln)を生成し、以下の(1)式で表されるモーションブラー評価関数Eにより評価を行う。
・・・(1)
全体のフロー図を図8に示す。
上記の実施形態では、ブラー量Lの最適値を求めて、モーションブラーを低減・除去する実施形態について説明したが、これに限定されるものではない。用途によってはモーションブラーを少し残しておいた方が良いことがあるので、ブラー量Lを最適値からずらした値に設定しても良い。その場合には、モーションブラー評価関数Eを用いて、Eが最大値から所定割合ずれた値になるブラー量Lを求める。動きを強調するためにあえてモーションブラーを付与するような場合に用いることができる。
Claims (11)
- 所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像の中の所定フレーム画像のモーションブラーを制御するモーションブラー制御装置であって、
所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像からフレーム間移動方向及びフレーム間移動量を算出するフレーム間移動算出手段と、
前記フレーム間移動量を超えない範囲で設定されたブラー量と、前記フレーム間移動方向とに基づいて、前記複数のフレーム画像のうち前記所定フレーム画像のモーションブラーを補正して補正フレーム画像を生成するモーションブラー補正手段と、
前記補正フレーム画像をモーションブラー評価関数により評価する評価手段と、を有し、
前記モーションブラー評価関数が所定の条件を満たすように前記ブラー量を制御する、
ことを特徴とするモーションブラー制御装置。 - 前記モーションブラー補正手段は、
前記フレーム間移動量を超えない範囲で設定されたブラー量と、前記フレーム間移動方向とに基づいて、アンシャープマスクを設定するアンシャープマスク設定手段と、
前記アンシャープマスクに基づいて、前記所定フレーム画像のモーションブラーを補正して補正フレーム画像を生成するアンシャープ処理手段と、を有する
ことを特徴とする請求項1記載のモーションブラー制御装置。 - 前記モーションブラー補正手段は、
前記フレーム間移動量を超えない範囲で設定されたブラー量と、前記フレーム間移動方向とに基づいて、逆畳み込み演算を行うことにより前記所定フレーム画像のモーションブラーを補正して補正フレーム画像を生成する、
ことを特徴とする請求項1記載のモーションブラー制御装置。 - 前記フレーム間移動算出手段は、平行移動量と回転移動量とを含んだアフィン変換パラメータに基づいて、前記複数のフレーム画像間のグローバルモーションを推定して、前記フレーム間移動方向と前記フレーム間移動量とを算出する、
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のモーションブラー制御装置。 - 前記アフィン変換パラメータは、画像の倍率を更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項4記載のモーションブラー制御装置。 - 前記複数のフレーム画像は、動画像を構成するフレーム画像である、
ことを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のモーションブラー制御装置。 - 前記モーションブラー評価関数が前記所定の条件を満たすまで、前記ブラー量を変化させて、前記モーションブラー補正手段による補正と前記評価手段による評価とを繰り返して、前記所定フレーム画像のモーションブラーを低減する、
ことを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のモーションブラー制御装置。 - 前記モーションブラー評価関数が最大値または最小値になるまで前記モーションブラー補正手段による補正と前記評価手段による評価とを繰り返す、
ことを特徴とする請求項7記載のモーションブラー制御装置。 - 前記モーションブラー評価関数Eは、以下の式で与えられる、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載のモーションブラー制御装置。
ただし、I(x,y)は評価対象画像の座標(x,y)の画素値である。 - 所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像の中の所定フレーム画像のモーションブラーを制御するモーションブラー制御方法であって、
所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像からフレーム間移動方向及びフレーム間移動量を算出するステップと、
前記フレーム間移動量を超えない範囲で設定されたブラー量と、前記フレーム間移動方向とに基づいて、前記複数のフレーム画像のうち前記所定フレーム画像のモーションブラーを補正して補正フレーム画像を生成するステップと、
前記補正フレーム画像をモーションブラー評価関数により評価するステップと、を有し、
前記モーションブラー評価関数が所定の条件を満たすように前記ブラー量を制御する、
ことを特徴とするモーションブラー制御方法。 - 所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像の中の所定フレーム画像のモーションブラーを制御するモーションブラー制御プログラムであって、
コンピュータを、
所定時間間隔で取得された複数のフレーム画像からフレーム間移動方向及びフレーム間移動量を算出するフレーム間移動算出手段、
前記フレーム間移動量を超えない範囲で設定されたブラー量と、前記フレーム間移動方向とに基づいて、前記複数のフレーム画像のうち前記所定フレーム画像のモーションブラーを補正して補正フレーム画像を生成するモーションブラー補正手段、及び
前記補正フレーム画像をモーションブラー評価関数により評価する評価手段
として機能させ、
前記モーションブラー評価関数が所定の条件を満たすように前記ブラー量を制御する、
ことを特徴とするモーションブラー制御プログラム。
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