JP5495500B2 - 変化要因情報のデータの生成法および信号処理装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態に係る信号処理装置を、図を参照しながら説明する。なお、この信号処理装置は、民生用のカメラとしているが、監視用カメラ、テレビ用カメラ、ハンディタイプのビデオカメラ、内視鏡カメラ、等他の用途のカメラとしたり、顕微鏡、双眼鏡、さらにはNMR撮影等の画像診断装置、画像を印刷するプリンタ、画像を読み込むスキャナ等、カメラ以外の機器にも適用できる。
図2に、処理部4が行う本発明の実施の形態に係る変化要因情報のデータの生成法の一例のフローチャートを示す。
上述のステップS107で行う、配分値の妥当性を判断する処理について図を用いて説明する。
Ia=Ib+Dc ……(1)
Dp=0.25(Ia−Max)+(Max−Ib) …(2)
Dp=−(Ib−Min)−0.25(Min−Ia) …(3)
上述の図2におけるステップS122で行う、P’の原点を設定する処理について図を用いて説明する。
・・・(4)
・・・(5)
また、より移動距離に重きを置く場合は、以下の式(6)を用いることもできる。この(6)式の方が平方根の計算が無く、計算が楽になる利点がある。
・・・(6)
さらに、より計算を楽にするためには、以下の式(7)を用いることもできる。
・・・(7)
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る信号処理装置1の処理部4の画像復元処理方法(復元手段)の概要を、図8および図9に基づいて説明する。なお、画像復元処理方法は先に説明したステップS102,S103,S104,S105,S106,S107,S108,S110の処理とほぼ同様であり、繰り返し処理となっている。
Img’=Img*G ……(8)
ここで、「*」は、重畳積分を表す演算子である。
δ=f(Img’,Img,G) …(9)
すなわち、
(1)入力に対する出力は、一意に決まる。
(2)出力が同じであれば、入力は同じである。
(3)出力が同じになるように、入力を更新し、その更新量を妥当な値に修正しながら反復処理することにより、解を収束させていく。
手ブレが無いとき、所定の画素に対応する光エネルギーは、露光時間中、その画素に集中する。また、手ブレがある場合、光エネルギーは、露光時間中にブレた画素に分散する。さらに、露光時間中のブレがわかれば、露光時間中のエネルギーの分散の仕方がわかるため、ブレた画像からブレの無い画像を作ることが可能となる。
(1×0)+(0×0.5)+(1×0.3)+(2×0.2)=0.7
(1×0.5)+(0×0.3)+(1×0.2)=0.7
(2×0.5)+(1×0.3)+(0×0.2)=1.3
本実施の形態に係る変化要因情報の生成法の処理(図2)を実行することによって、変化要因情報のデータ(PSF)が未知であっても妥当なPSFを生成でき、実用的な信号復元が可能となる。よって、ブレ等を機械的に測定する速度センサまたは加速度センサをカメラ等の信号処理装置1の構成要素から省略することができる。また、この処理の際に、処理部4が、図2に示すステップS103からS108の処理を2回以上(たとえば10回)繰り返していることによって、より妥当なPSFが生成される。また、この処理の際に、処理部4が、配分値の妥当性を判断し修正する処理(ステップS107、S108)をすることによって、配分による極端なデータの値の変化を抑制でき、より妥当なPSFが生成される。また、この処理の際に、処理部4が、P’の原点を再設定する処理をすることによって、配分による極端なデータの値の変化を抑制でき、より妥当なPSFが生成される。また、この処理の際に、処理部4が、縮小処理(ステップS102)を実行することによって、変化の大きさも縮小されることから、PSFを推定し易くなり、より妥当なPSFが生成される。
以上、本実施の形態における変化要因情報の生成法および信号処理装置1について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更実施可能である。たとえば、変化要因情報の生成法においては、処理部4が、図2に示すステップS103からS108の処理を2回以上繰り返しているが、1回のみとすることができる。さらに、処理部4が、配分値の妥当性を判断し修正する処理(ステップS107、S108)、P’の原点を再設定する処理(ステップS122)、縮小処理(ステップS102)、拡大処理(ステップS125)、最終的に初期の画像データ用のPSFのデータと同じ大きさのデータとする拡大処理(ステップS128)およびPSFの骨格部の強調をする処理(ステップS121)の全部または一部は、省略できる。さらに、PSFの初期値は、ガウシアンディスクに設定(ステップS101)せず、任意の値を設定できる。
(0×0)+(1×0.45)+(2×0.3)+(3×0.25)+(4×0)=1.80
また、同様に、分散した光エネルギーを画素「S+3」に集中させる場合の移動エネルギーは、以下のように計算され、求められる。
(4×0)+(3×0.45)+(2×0.3)+(1×0.25)+(0×0)=2.20
4 処理部
S101 最初の変化要因情報のデータ(を設定する処理)
Io 初期画像のデータ(任意の信号データ)
Io’ 比較用データ
G 変化要因情報のデータ
Img’ 原画像のデータ(原信号のデータ)
SImg’ 縮小された原画像のデータ
I0+n 復元データ
Img 元画像(元信号)
Δ、δ 差分のデータ
P0 縮小データ
A 骨格部(新たな変化要因情報のデータを構成する中枢となる部分のデータ)
Dc 更新量(配分値)
S204,S206,S208,S210 所定の基準
Claims (7)
- 劣化等の変化が生じた原信号データの、その信号変化の要因となる変化要因情報のデータを生成する変化要因情報のデータの生成法において、
任意の変化要因情報のデータを最初の変化要因情報のデータとして設定し、
(1)そのデータを利用して、任意の信号データから比較用データを生成して、
(2)上記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータと上記比較用データとを比較し、
(3)得られた差分のデータを上記最初の変化要因情報のデータを利用して上記任意の信号データに配分することで最初の復元データを生成し、
(4)その最初の復元データを上記任意の信号データの代わりに用い、必要に応じて、同様の処理を繰り返し、
(5)その結果得られた、上記復元データと上記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータとから上記最初の変化要因情報のデータとは異なる新たな変化要因情報のデータを生成し、
前記新たな変化要因情報のデータを前記最初の変化要因情報のデータの代わりに用いて前記(1)から(3)と同様の処理を1回以上行い、
前記(3)の処理は、前記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータおよび前記復元データを構成する信号要素のデータの一部または全部を配分させる処理であり、前記復元データを構成する信号要素のデータが所定の基準を満たすか否かを判定し、所定の基準を満たさない場合には、前記差分のデータを利用して算出された配分値を修正し、その満たされないデータの代わりに前記修正された配分値によって得られたデータを使用する修正処理であり、
前記新たな変化要因情報のデータを生成する処理は、得られた前記変化要因情報のデータの原点位置を、各々の前記信号要素のデータの移動に要する移動エネルギーの総和の最小値をMinとしたとき、その移動エネルギーがMin以上で、Min×1.2以下となる位置に設定することを特徴とする変化要因情報のデータの生成法。 - 前記原信号のデータを加工したデータは、前記原信号を小さくする縮小処理を行った縮小データで、前記任意の信号データは上記縮小データと同サイズのデータとすることを特徴とする請求項1に記載の変化要因情報のデータの生成法。
- 前記縮小処理をしたデータから前記新たな変化要因情報のデータを得た後、前記新たな変化要因情報のデータを大きくする拡大処理を行い、上記拡大処理した前記変化要因情報のデータを前記新たな変化要因情報のデータの代わりに用い、前記(1)から(3)の処理と同様の処理を1回以上行い、必要に応じて上記拡大処理以降の処理を繰り返すことを特徴とする請求項2記載の変化要因情報のデータの生成法。
- 前記縮小処理をしたデータから前記新たな変化要因情報のデータを得た後、前記(5)における前記得られた復元データおよび前記新たな変化要因情報のデータをそれぞれ同じ比率で大きくする拡大処理を行い、上記拡大処理した前記変化要因情報のデータを前記新たな変化要因情報のデータの代わりに用い、上記拡大処理した復元データを前記任意の信号データの代わりに用い、前記(1)から(3)の処理と同様の処理を1回以上行い、必要に応じて上記拡大処理以降の処理を繰り返すことを特徴とする請求項2記載の変化要因情報のデータの生成法。
- 前記新たな変化要因情報のデータを構成するブレの軌跡の部分のデータの値を大きくすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の変化要因情報のデータの生成法。
- 前記最初の変化要因情報のデータは、強度分布がガウス分布のデータであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の変化要因情報のデータの生成法。
- 劣化等の変化が生じた原信号データから、変化する前の信号若しくは本来取得されるべきであった信号またはそれらの近似信号(以下、元信号という)の復元をする処理部を有し、
上記処理部は、任意の変化要因情報のデータを最初の変化要因情報のデータとして設定し、
(1)そのデータを利用して、任意の信号データから比較用データを生成して、
(2)上記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータと上記比較用データとを比較し、
(3)得られた差分のデータを上記最初の変化要因情報のデータを利用して上記任意の信号データに配分することで最初の復元データを生成し、
(4)その最初の復元データを上記任意の信号データの代わりに用い、必要に応じて、同様の処理を繰り返し、
(5)その結果得られた、上記復元データと上記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータとから上記最初の変化要因情報のデータとは異なる新たな変化要因情報のデータを生成する処理を行い、
(6)生成された上記新たな変化要因情報のデータまたはその変化要因情報のデータを加工したデータに基づいて上記元信号の復元を行い
前記元信号の復元をする処理は、前記処理部が前記変化要因情報のデータまたはその変化要因情報のデータを加工したデータを利用して、任意の信号データから比較用データを生成して、処理対象となる前記原信号のデータと比較用のデータとを比較し、得られた差分のデータを前記変化要因情報のデータまたはその変化要因情報のデータを加工したデータを利用して上記任意の信号データに配分することで復元データを生成し、この復元データを上記任意の信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す繰り返し処理を行う、
前記(3)の処理は、前記原信号のデータまたはその原信号のデータを加工したデータおよび前記復元データを構成する信号要素のデータの一部または全部を配分させる処理であり、前記復元データを構成する信号要素のデータが所定の基準を満たすか否かを判定し、所定の基準を満たさない場合には、前記差分のデータを利用して算出された配分値を修正し、その満たされないデータの代わりに前記修正された配分値によって得られたデータを使用する修正処理であり、
前記新たな変化要因情報のデータを生成する処理は、得られた前記変化要因情報のデータの原点位置を、各々の前記信号要素のデータの移動に要する移動エネルギーの総和の最小値をMinとしたとき、その移動エネルギーがMin以上で、Min×1.2以下となる位置に設定することを特徴とする信号処理装置。
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