JP7202578B1 - Image processing device, image processing method, program and storage medium - Google Patents
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Abstract
【課題】画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大する。
【解決手段】画像処理装置1は、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するピクセル抽出部10と、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する変換部12と、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する雑音印加部14と、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する閾値適用部16と、比較結果から復元画像を生成する復元画像生成部18と、を備える。
【選択図】図6
Kind Code: A1 A brightness dynamic range is expanded while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
Kind Code: A1 An image processing apparatus includes a pixel extraction unit for extracting image pixels from a color original image including a plurality of image pixels, and a conversion unit for converting an RGB color space of each image pixel into an HSV color space. a noise applying unit 14 for applying applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel; and comparing the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold. It includes a threshold application unit 16 that outputs a result, and a restored image generation unit 18 that generates a restored image from the comparison result.
[Selection drawing] Fig. 6
Description
特許法第30条第2項適用 学校法人金沢工業大学 令和2年度 プロジェクトデザインIII発表審査会の予稿集 「プロジェクトデザインIII プロジェクトレポート 配光の影響を低減する画像処理に関する研究」 令和3年1月25日Article 30,
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to an image processing device, an image processing method, a program, and a storage medium.
雑音に埋もれた微弱な信号に雑音を印加することにより、隠れていた信号を抽出する技術として、確率共鳴現象が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 A stochastic resonance phenomenon is known as a technique for extracting a hidden signal by applying noise to a weak signal buried in noise (see, for example, Non-Patent Document 1).
明るい領域と暗い領域とが混在する画像においては、視認性を改善するために、暗い領域の明るさ(以下、「明度」ともいう)を引き上げて、明度のダイナミックレンジを拡大することが必要となる。従来は、明るい領域の画質が破綻することを防ぐために、局所的に異なる画像処理を行ったり、複数枚の画像から1枚の画像を生成したりすることが行われてきた。この場合、DCT(Discrete Cosine Transform:離散コサイン変換)などの画像処理は複数画素を含むブロックごとに行われるため、画像内の周辺情報の影響を受け、ハロー効果が発生するなどの問題がある。 In order to improve the visibility of images in which bright and dark areas coexist, it is necessary to increase the brightness of dark areas (hereinafter also referred to as "brightness") to expand the dynamic range of brightness. Become. Conventionally, in order to prevent deterioration of image quality in bright areas, locally different image processing has been performed, or a single image has been generated from a plurality of images. In this case, since image processing such as DCT (Discrete Cosine Transform) is performed for each block containing a plurality of pixels, there is a problem such as the occurrence of a halo effect due to the influence of peripheral information in the image.
画像強調の手法として、後述する確率共鳴現象を用いたものが提案されている(例えば、非特許文献2及び3参照)。
As an image enhancement method, a method using a stochastic resonance phenomenon, which will be described later, has been proposed (see, for example,
非特許文献2に記載の技術では、要素数を画像の平均値と中央値によって決定することで、画像の強調具合を調整している。このとき、雑音強度と閾値との関係は一定である。また実験の対象として、グレースケール画像を用いており、カラー画像への応用は実現できないという課題がある。
In the technique described in Non-Patent
非特許文献3は、暗くコントラストが低い画像強調として、双安定系の確率共鳴を応用したアルゴリズムを提案している。このアルゴリズムは、反復回数を定量的な性能評価指標によって決定することで、画像の強調具合を調整する。その際、外部からの雑音印加は行わず、内部の雑音のみを用いている。このとき内部の雑音によってパラメータを決定するためにDCTを使用する。このアルゴリズムは、カラー画像も対象としたコントラスト復元を実現することができる。しかしながら、DCTを用いた空間的処理を必要とするため、最適なブロックサイズの決定や空間処理に起因する画質の低下が原理的に回避できないという課題がある。
Non-Patent
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to expand the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像処理装置は、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するピクセル抽出部と、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する変換部と、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する雑音印加部と、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する閾値適用部と、比較結果から復元画像を生成する復元画像生成部と、を備える。 In order to solve the above problems, an image processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a pixel extracting unit that extracts image pixels from a color original image that includes a plurality of image pixels; a transforming unit for transforming into space; a noise applying unit for applying applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel; A threshold applying unit that compares with a threshold and outputs a comparison result, and a restored image generating unit that generates a restored image from the comparison result.
この態様によると、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することができる。 According to this aspect, it is possible to expand the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of the bright and dark areas in the image.
ある実施の形態では、雑音印加部と閾値適用部とは、サミングネットワークにより構成される。 In one embodiment, the noise applicator and the threshold applicator are implemented by a summing network.
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときも、正の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is positively correlated both when the intensity of each image pixel is below the threshold and when the intensity of each image pixel is above the threshold.
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときも、負の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is negatively correlated when the intensity of each image pixel is below the threshold and when the intensity of each image pixel is above the threshold.
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは正の相関を持ち、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは負の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is positively correlated when the intensity of each image pixel is below a threshold and negatively correlated when the intensity of each image pixel is above the threshold. have.
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは負の相関を持ち、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは正の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is negatively correlated when the intensity of each image pixel is below a threshold and positively correlated when the intensity of each image pixel is above the threshold. have.
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは一定であり、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは正の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is constant when the intensity of each image pixel is below a threshold and is positively correlated when the intensity of each image pixel is above the threshold. .
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは正の相関を持ち、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは一定である。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is positively correlated when the intensity of each image pixel is below a threshold and is constant when the intensity of each image pixel is above the threshold. .
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは負の相関を持ち、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは一定である。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is negatively correlated when the intensity of each image pixel is below a threshold and is constant when the intensity of each image pixel is above the threshold. .
ある実施の形態では、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、各画像ピクセルの明度が閾値未満ときは一定であり、各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは負の相関を持つ。 In one embodiment, the relationship between the intensity of each image pixel and the applied noise intensity is constant when the intensity of each image pixel is below the threshold and negatively correlated when the intensity of each image pixel is above the threshold. .
ある実施の形態の画像処理装置は、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係を記憶する記憶部を備える。 An image processing apparatus according to one embodiment includes a storage unit that stores the relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity.
ある実施の形態の画像処理装置は、各画像ピクセルの明度と、印加雑音強度と、復元画像と、を学習データとして機械学習することにより、元画像が入力されたときに、印加雑音強度を出力する学習部を備える。 The image processing apparatus of one embodiment performs machine learning using the brightness of each image pixel, the applied noise intensity, and the restored image as learning data, and outputs the applied noise intensity when the original image is input. It has a learning unit that
ある実施の形態の画像処理装置は、元画像のHSV色空間のV成分の分布に基づいて閾値を決定する閾値決定部を備える。 An image processing apparatus according to one embodiment includes a threshold determination unit that determines a threshold based on the distribution of the V component in the HSV color space of the original image.
本発明の別の態様は、画像処理方法である。この方法は、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いて画像処理を行う画像処理方法であって、ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、変換部で、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、雑音印加部で、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、閾値適用部で、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、復元画像生成部で、比較結果から復元画像を生成するステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is an image processing method. This method is an image processing method for performing image processing using an image processing device including a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit, wherein the pixel an extraction unit for extracting image pixels from a color original image including a plurality of image pixels; a transformation unit for transforming the RGB color space of each image pixel into an HSV color space; applying an applied noise having an intensity corresponding to the brightness of the image pixel to the V component of the image pixel; and comparing the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold in a threshold application unit. The step of outputting the result, and the step of generating a restored image from the comparison result in a restored image generation unit.
この態様によると、画像処理装置を用いて、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することができる。 According to this aspect, the image processing device can be used to expand the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いた画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、変換部で、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、雑音印加部で、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、閾値適用部で、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、復元画像生成部で、比較結果から復元画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させる。 Yet another aspect of the present invention is a program. This program is a program that causes a computer to execute image processing using an image processing device that includes a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit, a pixel extraction unit extracting image pixels from a color original image including a plurality of image pixels; a transformation unit transforming the RGB color space of each image pixel into an HSV color space; applying an applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel; A step of outputting a comparison result and a step of generating a restored image from the comparison result in a restored image generating section are executed by a computer.
この態様によると、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大するためのプログラムをコンピュータで実行することができる。 According to this aspect, a computer can execute a program for expanding the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
本発明のさらに別の態様は、記憶媒体である。この記憶媒体は、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いた画像処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記憶媒体であって、ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、変換部で、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、雑音印加部で、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、閾値適用部で、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、復元画像生成部で、比較結果から復元画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する。 Yet another aspect of the invention is a storage medium. This storage medium stores a program for causing a computer to execute image processing using an image processing device that includes a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit. a storage medium, a pixel extractor for extracting image pixels from a color original image containing a plurality of image pixels; and a transform unit for converting the RGB color space of each image pixel to an HSV color space. a step of applying, in a noise application unit, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel; and outputting a comparison result, and generating a restored image from the comparison result in a restored image generation unit.
この態様によると、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大するためのプログラムを記憶することができる。 According to this aspect, it is possible to store a program for expanding the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in the image.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。また、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 Any combination of the above constituent elements, and conversion of expressions of the present invention between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention. Any suitable combination of the above elements may also fall within the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.
本発明によれば、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することができる。 According to the present invention, it is possible to expand the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態及び変形例では、同一又は同等の構成要素、部材には同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示す。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要でない部材の一部は省略して表示する。また、第1、第2などの序数を含む用語が多様な構成要素を説明するために用いられるが、こうした用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. In the embodiment and modified examples, the same or equivalent constituent elements and members are denoted by the same reference numerals, and duplication of description will be omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in each drawing, some of the members that are not important for explaining the embodiments are omitted. Also, although terms containing ordinal numbers such as first, second, etc. are used to describe various components, such terms are only used to distinguish one component from another, and the terms The constituent elements are not limited by
具体的な実施の形態を説明する前に、先ず基礎となる知見を述べる。確率共鳴現象とは、微弱な信号に雑音を印加することによって、この微弱な信号に対する反応が向上する現象である。図1に、ある時系列信号に関する入力パルス信号、出力パルス信号及び閾値を示す。左の図は、雑音を印加しないときの入力信号、すなわちオリジナルの入力信号と、出力信号と、を示す。この場合、入力信号が微弱で信号全体が閾値を下回っているため、出力信号には波形が観測されない。右の上段の図は、閾値に対して適当な強度の雑音(例えば、ガウシアン白色ノイズ)を印加したときの、入力信号と出力信号とを示す。この場合、出力信号には入力信号と類似した波形が観測され、確率共鳴現象が発生していることが分かる。これにより、微弱な信号から、雑音に埋もれて隠れていた情報を得ることができる。右の下段の図は、閾値に対して強すぎる(すなわち、過大な)雑音を印加したときの、入力信号と出力信号とを示す。この場合、入力信号全体が閾値を超えるため、入力信号と出力信号との間の相関が失われてしまっている。従って微弱な信号から、隠れていた情報を得ることはできない。このように、基本的には確率共鳴現象を適切に実現するためには、印加する雑音強度を適切な値に調整することが必要であることが分かる。 Before describing specific embodiments, first, basic knowledge will be described. The stochastic resonance phenomenon is a phenomenon in which the response to a weak signal is improved by adding noise to the weak signal. FIG. 1 shows an input pulse signal, an output pulse signal and a threshold for a certain time-series signal. The left figure shows the input signal, ie the original input signal, and the output signal when no noise is applied. In this case, since the input signal is weak and the entire signal is below the threshold, no waveform is observed in the output signal. The upper right figure shows the input and output signals when noise of appropriate intensity (eg, Gaussian white noise) is applied to the threshold. In this case, a waveform similar to that of the input signal is observed in the output signal, indicating that the stochastic resonance phenomenon has occurred. This makes it possible to obtain information hidden in noise from weak signals. The lower right diagram shows the input and output signals when noise is applied that is too strong (ie, excessive) relative to the threshold. In this case, since the entire input signal exceeds the threshold, the correlation between the input signal and the output signal is lost. Therefore, hidden information cannot be obtained from weak signals. Thus, it can be seen that it is basically necessary to adjust the applied noise intensity to an appropriate value in order to properly realize the stochastic resonance phenomenon.
図2に、確率共鳴現象を実現するためのシステム100の構成を模式的に示す。このシステム100は、入力信号への雑音印加部102と、閾値適用部104と、を備える。閾値適用部104は、非線形素子を含んで構成される。本明細書で用いる「非線形素子」という用語は、入力の大きさに関わらず0又は1を出力する素子とする(以下同様)。閾値適用部104の非線形素子は、(雑音が印加された)入力信号と閾値とを比較し、入力信号の方が大きければ出力信号として1を出力し、小さければ0を出力する。
FIG. 2 schematically shows the configuration of a
図3に、図2のタイプの確率共鳴システムを使った場合と、線形システム(すなわち、雑音を印加した入力信号に、閾値を適用せずに出力するシステム)を使った場合とに関し、印加する雑音強度と、入力と出力との間の相関係数(以下、「相関係数」略記する)との関係を示す。線形システムでは、与える雑音強度の増加とともに、相関係数は単調に減少する。一方、確率共鳴システムでは、雑音強度を0から増加されると、相関係数は増加する。その後雑音強度がIPのとき相関係数は最大値を示し、さらに雑音強度を増加させると相関係数は減少する。このことから、図2のタイプの確率共鳴システムの場合、雑音強度が概ねIPとなるように調整すると有利であることが分かる。 FIG. 3 shows both using a stochastic resonance system of the type of FIG. The relationship between the noise intensity and the correlation coefficient between the input and the output (hereinafter abbreviated as "correlation coefficient") is shown. In a linear system, the correlation coefficient decreases monotonically with increasing applied noise intensity. On the other hand, in a stochastic resonance system, the correlation coefficient increases as the noise intensity is increased from 0. After that, when the noise intensity is IP , the correlation coefficient shows the maximum value, and when the noise intensity is further increased, the correlation coefficient decreases. From this, it can be seen that for a stochastic resonance system of the type of FIG. 2, it is advantageous to adjust the noise power to be approximately IP .
図2のタイプの確率共鳴システムに対し、雑音強度の調整を必要とすることなく、高い入出力相関を得ることのできる技術としてサミングネットワーク(Summing Network)が提案されている(例えば、非特許文献4参照)。図4に、サミングネットワークの構成を模式的に示す。 A summing network has been proposed as a technique capable of obtaining a high input-output correlation without requiring noise intensity adjustment for the stochastic resonance system of the type shown in FIG. 4). FIG. 4 schematically shows the configuration of the summing network.
図4のサミングネットワークは、複数(N個)の雑音印加部と、各雑音印加部に対応する閾値適用部と、加算部と、を備える。各雑音印加部とこれに対応する各閾値適用部は図2の確率共鳴現象システムとして機能し、入力信号を並列処理する。各閾値適用部から得られるNチャネル分の出力は加算器で足し合わされ、Nで規格化される。 The summing network of FIG. 4 includes a plurality (N) of noise application units, a threshold application unit corresponding to each noise application unit, and an addition unit. Each noise application unit and each corresponding threshold application unit function as the stochastic resonance phenomenon system of FIG. 2, and process input signals in parallel. Outputs for N channels obtained from each threshold application unit are added by an adder and normalized by N.
図5に、図4のタイプのサミングネットワークを使ったときの、印加雑音強度と相関係数との関係を示す。ここではチャネル数Nが10、100、100の場合を示す。図示されるように、チャネル数を増加させるとともに、相関係数のピーク値が高くなり、雑音強度の増加に伴う相関係数の減少も緩やかになる。従って、十分なチャネル数のサミングネットワークを使うことにより、雑音強度の調整を必要とすることなく、高い入出力相関を得られることが期待できる。 FIG. 5 shows the relationship between the applied noise power and the correlation coefficient when using a summing network of the type of FIG. Here, cases where the number of channels N is 10, 100, and 100 are shown. As shown in the figure, as the number of channels increases, the peak value of the correlation coefficient rises, and the decrease in the correlation coefficient accompanying the increase in noise intensity becomes gentle. Therefore, by using a summing network with a sufficient number of channels, it can be expected that high input-output correlation can be obtained without requiring adjustment of noise intensity.
[第1の実施の形態]
図6に、第1の実施の形態に係る画像処理装置1の機能ブロック図を示す。画像処理装置1は、ピクセル抽出部10と、変換部12と、雑音印加部14と、閾値適用部16と、復元画像生成部18と、を備える。
[First embodiment]
FIG. 6 shows a functional block diagram of the
ピクセル抽出部10は、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出する。元画像は、明るい領域と暗い領域とが混在するものが効果的であるが、これに限られない。以下の処理は、抽出された画像ピクセルごとに実施される。
A
変換部12は、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する。RGB色空間は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色からなる色空間である。RGBカラーモデルでは、これらの3原色を加法混合して色を表現する。一方、HSV色空間は、色相(Hue)、彩度(Saturation)、明度(Value)の3成分からなる色空間である。HSV色空間は、人間の色認識と似たものであることから、RGB色空間より人間の感性に近い処理を行うことができる。
The
RGB色空間からHSV色空間への変換は、式(1)、(2)、(3)によって行われる。ここで、MINは[R、G、B]の中で最小となるものの値であり、MAXは[R、G、B]の中で最大となるものの値である。ここで[R、G、B]は、それぞれ0~1の範囲にある。この変換によって得られるHSV色空間において、Hは0~360の範囲にあり、S及びVは0~1の範囲にある。なお色相(H)は円で表現されるため、H=0とH=360とは等しい。
HSV色空間からRGB色空間への変換は、式(4)によって行われる。R、G、B]及び[H、S、V]の範囲は、上記と同様である。
雑音印加部14は、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する。画像ピクセルの明度と印加雑音強度との具体的な関係については後述する。
The
閾値適用部16は、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する。閾値適用部16には、図2に示す非線形素子を使うことができる。
A
復元画像生成部18は、比較結果から復元画像を生成する。
A restored
図7に、画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係の一例を示す。ここでは、印加雑音として平均の値が0であるガウシアン白色ノイズを用いる。雑音強度の値は、このホワイトガウスノイズの分散で表す。以下、点P1(画像ピクセルの明度が最小となる点)、点P2(画像ピクセルの明度が閾値となる点)、点P3(画像ピクセルの明度が最大となる点)の3点を定め、これらの点を直線で結ぶことにより、印加雑音強度を与えるものとする。P1、P2、P3における雑音強度をそれぞれVP1、VP2、VP3と表記する。さらに閾値VP2は、VP2=50/255(≒0.2)として、固定的に定めておく(以下の他の例でも同様)。 FIG. 7 shows an example of the relationship between the brightness of an image pixel and the applied noise intensity. Here, Gaussian white noise with an average value of 0 is used as applied noise. The noise intensity value is represented by the variance of this white Gaussian noise. Three points, P1 (the point at which the brightness of the image pixel is minimum), P2 (the point at which the brightness of the image pixel is the threshold value), and Point P3 (the point at which the brightness of the image pixel is maximum) are defined below. The applied noise intensity shall be given by connecting the points with a straight line. The noise intensities at P1, P2 and P3 are denoted as VP1, VP2 and VP3, respectively. Further, the threshold value VP2 is fixed as VP2=50/255 (≈0.2) (the same applies to other examples below).
図7では、VP1=0.02、VP3=0.3である。この場合、画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係(以下「印加雑音特性」ともいう)は、点P2を変曲点に持つ傾きが正の直線で示される。すなわち印加雑音強度は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、閾値以上のときも、ともに画像ピクセルの明度に対して正の相関を持つ。 In FIG. 7, VP1=0.02 and VP3=0.3. In this case, the relationship between the brightness of the image pixel and the applied noise intensity (hereinafter also referred to as "applied noise characteristic") is indicated by a straight line with a positive slope having the point P2 as an inflection point. That is, the applied noise intensity has a positive correlation with the brightness of the image pixel both when the brightness of the image pixel is less than the threshold and when the brightness of the image pixel is greater than or equal to the threshold.
図8に、図7の印加雑音特性を与えたときの元画像と復元画像の例を示す。(a)は元画像であり、(b)はRGB成分全体に確率共鳴現象を発現させた復元画像であり、(c)はV成分においてのみ確率共鳴現象を発現させた復元画像である。(a)の元画像には、明るい領域と暗い領域とが顕著に混在する。特に暗い領域の苺の画像などは、全体が黒く潰れてしまっており、ほとんど視認できない。これは、暗い部分の画像情報が雑音に埋もれていることを示す。(b)の復元画像では、暗い領域に関しては、明度が引き上げられて視認性が改善している。しかしながら画像全体が白色を帯びており、特に明るい領域で画質が劣化している。色相も元画像と異なる。(c)の復元画像では、暗い領域の明度が引き上げられて視認性が向上しているとともに、画像全体が白色を帯びていることもない。色相も元画像のものをほぼ保っている。このように(c)の復元画像では、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することを実現している。 FIG. 8 shows an example of an original image and a restored image when given the applied noise characteristics of FIG. (a) is an original image, (b) is a restored image in which the stochastic resonance phenomenon is expressed in all RGB components, and (c) is a restored image in which the stochastic resonance phenomenon is expressed only in the V component. Bright areas and dark areas are remarkably mixed in the original image of (a). In particular, an image of a strawberry in a dark area is completely blackened and is almost invisible. This indicates that the image information in the dark portion is buried in noise. In the restored image of (b), the visibility is improved by raising the brightness of the dark region. However, the entire image is tinged with white, and the image quality is degraded especially in bright areas. The hue is also different from the original image. In the restored image of (c), the brightness of the dark region is increased, and visibility is improved, and the entire image is not tinged with white. The hue is almost the same as the original image. In this way, in the restored image of (c), the dynamic range of brightness is expanded while maintaining the image quality of the bright and dark areas in the image.
雑音印加部14と閾値適用部16とは、サミングネットワークにより構成されてもよい。この場合、雑音強度の調整を必要とすることなく、高い入出力相関を得ることができるので、容易に復元画像の画質を向上することができる。
The
図9に、VP1及びVP3の値を変えることによって得た、9種類の様々な印加雑音特性の例を示す。
(a)は、VP1=0.02、VP3=0.02のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは正の相関を持ち、閾値以上のときは負の相関を持つ。
(b)は、VP1=0.10、VP3=0.02のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは一定であり、閾値以上のときは負の相関を持つ。
(c)は、VP1=0.35、VP3=0.02のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、閾値以上のときも、ともに負の相関を持つ。
(d)は、VP1=0.02、VP3=0.10のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは正の相関を持ち、閾値以上のときは一定である。
(e)は、VP1=0.10、VP3=0.10のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、閾値以上のときも一定である。
(f)は、VP1=0.35、VP3=0.10のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは負の相関を持ち、閾値以上のときは一定である。
(g)は、VP1=0.02、VP3=0.35のものである(図7の印加雑音特性と同じである)。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときも、閾値以上のときも、ともに正の相関を持つ。
(h)は、VP1=0.10、VP3=0.35のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは一定であり、閾値以上のときは正の相関を持つ。
(i)は、VP1=0.35、VP3=0.35のものである。この特性は、画像ピクセルの明度が閾値未満ときは負の相関を持ち、閾値以上のときは正の相関を持つ。
FIG. 9 shows examples of nine different applied noise characteristics obtained by varying the values of VP1 and VP3.
(a) is for VP1=0.02 and VP3=0.02. This characteristic has a positive correlation when the brightness of the image pixel is below the threshold and a negative correlation when it is above the threshold.
(b) is for VP1=0.10 and VP3=0.02. This characteristic is constant when the brightness of the image pixel is below the threshold and has a negative correlation when it is above the threshold.
(c) is for VP1=0.35 and VP3=0.02. This characteristic has a negative correlation both when the brightness of the image pixel is below the threshold and when it is above the threshold.
(d) is for VP1=0.02 and VP3=0.10. This property has a positive correlation when the brightness of the image pixels is below the threshold and is constant when it is above the threshold.
(e) is for VP1=0.10 and VP3=0.10. This characteristic is constant whether the brightness of the image pixel is below or above the threshold.
(f) is for VP1=0.35 and VP3=0.10. This characteristic has a negative correlation when the brightness of the image pixel is below the threshold and is constant when it is above the threshold.
(g) is for VP1=0.02 and VP3=0.35 (same as the applied noise characteristic in FIG. 7). This characteristic has a positive correlation both when the brightness of the image pixel is below the threshold and when it is above the threshold.
(h) is for VP1=0.10 and VP3=0.35. This characteristic is constant when the brightness of the image pixel is below the threshold and has a positive correlation when it is above the threshold.
(i) is for VP1=0.35 and VP3=0.35. This characteristic has a negative correlation when the brightness of the image pixel is below the threshold and a positive correlation when it is above the threshold.
図10に、図9の(a)~(i)の印加雑音特性にそれぞれ対応する復元画像を示す。印加雑音特性の与え方により、明度のダイナミックレンジの拡大に関し、様々な効果が得られることが分かる。図10では、傾向として、右にある復元画像ほど暗い領域が強調され、上にある復元画像ほど明度全体が引き上げられている。 FIG. 10 shows restored images corresponding to the applied noise characteristics of (a) to (i) of FIG. It can be seen that, depending on how the applied noise characteristics are given, various effects can be obtained regarding the expansion of the dynamic range of lightness. In FIG. 10, the tendency is that the darker regions are emphasized in the restored image on the right, and the overall brightness is increased in the restored image on the upper side.
[第2の実施の形態]
図11に、第2の実施の形態に係る画像処理装置2の機能ブロック図を示す。画像処理装置2は、図6の画像処理装置1の構成に追加して、記憶部20を備える。記憶部20は、各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係(印加雑音特性)を記憶する。例えば記憶部20は、図9に示されるような様々な印加雑音特性を記憶してよい。記憶部20は、任意の仕方で印加雑音特性を記憶してよい。例えば、ユーザが手動で新たな印加雑音特性を記憶部20に入力してもよい。あるいは、印加雑音特性のデータが、外部のデータベースから記憶部20に自動的にアップロードされてもよい。
[Second embodiment]
FIG. 11 shows a functional block diagram of the
この実施の形態によれば、様々な印加雑音特性を持つ雑音を元画像に適用することができる。 According to this embodiment, noise with different applied noise characteristics can be applied to the original image.
[第3の実施の形態]
図12に、第3の実施の形態に係る画像処理装置3の機能ブロック図を示す。画像処理装置3は、図6の画像処理装置1の構成に追加して、学習部22を備える。学習部22は、各画像ピクセルの明度と、印加雑音強度と、復元画像と、を学習データとして機械学習することにより、元画像が入力されたときに、印加雑音強度を出力する。
[Third Embodiment]
FIG. 12 shows a functional block diagram of the
各画像ピクセルの明度と、印加雑音強度と、復元画像との間には、何らかの関係があると考えられる。従って、各画像ピクセルの明度と、印加雑音強度と、復元画像と、を教師データとして機械学習を行うことにより、最適な明度対雑音強度プロファイルの決定ができると考えられる。機械学習は、既知のAIにより行われてよい。AIの具体的な手法は特に限定されないが、例えば深層学習を適用してもよい。この実施の形態では、復元画像を生成するための各画像ピクセルの明度と、印加雑音強度の組を大量に用意し、これらを学習データとしてAIに学習させる。これによりAIは、元画像を入力したときに、最適な復元画像を生成する印加雑音特性を計算して出力することができる。 It is believed that there is some relationship between the brightness of each image pixel, the applied noise intensity, and the reconstructed image. Therefore, it is considered that the optimal brightness vs. noise intensity profile can be determined by performing machine learning using the brightness of each image pixel, the applied noise intensity, and the restored image as teacher data. Machine learning may be performed by known AI. A specific AI technique is not particularly limited, but for example, deep learning may be applied. In this embodiment, a large number of pairs of brightness and applied noise intensity of each image pixel for generating a restored image are prepared, and these are used as learning data for AI to learn. Accordingly, AI can calculate and output the applied noise characteristics that generate the optimum restored image when the original image is input.
この実施の形態によれば、元画像を与えたときに、最適な復元画像を生成することのできる印加雑音特性を機械学習を用いて予測することができる。 According to this embodiment, machine learning can be used to predict applied noise characteristics that can generate an optimal restored image when an original image is given.
[第4の実施の形態]
図13に、第4の実施の形態に係る画像処理装置4の機能ブロック図を示す。画像処理装置4は、図6の画像処理装置1の構成に追加して、閾値決定部24を備える。閾値決定部24は、元画像のHSV色空間のV成分の分布に基づいて閾値を決定する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 13 shows a functional block diagram of the
この実施の形態によれば、閾値を元画像のHSV色空間のV成分の分布に基づいて決定するので、通常行われる2値化処理等に対し、本発明により好適な閾値を与えることができる。 According to this embodiment, since the threshold value is determined based on the distribution of the V component in the HSV color space of the original image, the present invention can provide a suitable threshold value for the binarization processing that is normally performed. .
[第5の実施の形態]
図14に、第5の実施の形態に係る画像処理方法のフローチャートを示す。この方法は、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いて画像処理を行う画像処理方法である。ステップS1で本方法は、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出する。ステップS2で本方法は、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する。ステップS3で本方法は、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する。ステップS4で本方法は、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する。ステップS5で本方法は、比較結果から復元画像を生成する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 shows a flowchart of an image processing method according to the fifth embodiment. This method is an image processing method that performs image processing using an image processing apparatus that includes a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit. In step S1, the method extracts image pixels from a color source image containing a plurality of image pixels. At step S2, the method converts the RGB color space of each image pixel to the HSV color space. In step S3, the method applies an applied noise whose intensity depends on the brightness of each image pixel to the V component of that image pixel. In step S4, the method compares the V component of each image pixel with applied noise to a predetermined threshold and outputs a comparison result. At step S5, the method generates a decompressed image from the comparison result.
この実施の形態によれば、画像処理装置を用いて、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大することができる。 According to this embodiment, the image processing apparatus can be used to expand the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
[第6の実施の形態]
第6の実施の形態は、プログラムである。このプログラムは、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いた画像処理をコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、以下のステップS1~ステップS5をコンピュータに実行させる。ステップS1では、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出する。ステップS2では、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する。ステップS3では、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する。ステップS4では、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する。ステップS5では、比較結果から復元画像を生成する。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment is a program. This program is a program that causes a computer to execute image processing using an image processing device that includes a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit. This program causes the computer to execute the following steps S1 to S5. In step S1, image pixels are extracted from a color original image containing a plurality of image pixels. At step S2, the RGB color space of each image pixel is converted to the HSV color space. In step S3, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel is applied to the V component of the image pixel. In step S4, the V component of each image pixel to which the applied noise is applied is compared with a predetermined threshold, and the comparison result is output. In step S5, a restored image is generated from the comparison result.
この実施の形態によれば、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大するためのプログラムをコンピュータで実行することができる。 According to this embodiment, a computer can execute a program for expanding the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in an image.
[第7の実施の形態]
第7の実施の形態は、記憶媒体である。この記憶媒体は、ピクセル抽出部と、変換部と、雑音印加部と、閾値適用部と、復元画像生成部と、を備えた画像処理装置を用いた画像処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する。このプログラムは、以下のステップS1~ステップS5をコンピュータに実行させる。ステップS1では、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出する。ステップS2では、各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する。ステップS3では、各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する。ステップS4では、印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する。ステップS5では、比較結果から復元画像を生成する。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment is a storage medium. This storage medium stores a program that causes a computer to execute image processing using an image processing device that includes a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit. . This program causes the computer to execute the following steps S1 to S5. In step S1, image pixels are extracted from a color original image containing a plurality of image pixels. At step S2, the RGB color space of each image pixel is converted to the HSV color space. In step S3, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel is applied to the V component of the image pixel. In step S4, the V component of each image pixel to which the applied noise is applied is compared with a predetermined threshold, and the comparison result is output. In step S5, a restored image is generated from the comparison result.
この実施の形態によれば、画像内の明るい領域と暗い領域の画質を保持しながら、明度のダイナミックレンジを拡大するためのプログラムを記憶することができる。 According to this embodiment, it is possible to store a program for expanding the dynamic range of lightness while maintaining the image quality of bright and dark areas in the image.
なお本発明における計算過程は、深層学習向けアクセラレータと高い親和性を持つ。実際、GPU(Graphics Processing Unit)による高速化が可能であること、非線形素子を介した信号を束ねる過程はニューラルネットワークそのものである点に注意されたい。 The calculation process in the present invention has a high affinity with accelerators for deep learning. In fact, it should be noted that a GPU (Graphics Processing Unit) can be used to increase the speed, and that the process of bundling signals via nonlinear elements is a neural network itself.
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや工程の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is also included in the present invention. In addition, it is also possible to appropriately rearrange the combination and the order of steps in each embodiment based on the knowledge of a person skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments in which is added may also be included in the scope of the present invention.
実施の形態では、点P1、P2、P3の3点を定め、これらの点を直線で結ぶことにより、印加雑音強度を与えた。印加雑音強度は、これに限られず、画像ピクセルの明度(x軸)-印加雑音強度(y軸)の平面上で、任意の好適な曲線を描くことにより与えられてもよい。この変形例によれば、印加雑音特性を定めるときの自由度が向上する。 In the embodiment, three points P1, P2, and P3 are determined, and applied noise intensity is given by connecting these points with a straight line. The applied noise intensity is not limited to this, and may be given by drawing any suitable curve on the image pixel brightness (x-axis)-applied noise intensity (y-axis) plane. According to this modification, the degree of freedom in determining the applied noise characteristics is improved.
確率共鳴現象を発現する系の非線形素子は、深層学習における活性化関数と関連する。上記の実施の形態では、単純な閾値系(ステップ関数)を説明した。しかし、これに限られず、シグモイド関数等を非線形素子として用いても確率共鳴現象が発現することは確認されており、近年の深層学習等において用いられる種々の活性化関数を適用できる可能性もある。 Nonlinear elements in systems that exhibit stochastic resonance are related to activation functions in deep learning. In the above embodiments, a simple threshold system (step function) has been described. However, it is not limited to this, and it has been confirmed that the stochastic resonance phenomenon occurs even when a sigmoid function or the like is used as a nonlinear element, and there is a possibility that various activation functions used in recent deep learning can be applied. .
こうした変形例は、実施の形態と同様の作用、効果を奏する。 Such a modified example has the same function and effect as the embodiment.
上述した各実施の形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる各実施の形態及び変形例それぞれの効果をあわせもつ。 Any combination of the above-described embodiments and modifications is also useful as an embodiment of the present invention. A new embodiment resulting from the combination has the effects of each of the combined embodiments and modifications.
1・・画像処理装置。
2・・画像処理装置。
3・・画像処理装置。
4・・画像処理装置。
10・・ピクセル抽出部。
12・・変換部。
14・・雑音印加部。
16・・閾値適用部。
18・・復元画像生成部。
20・・記憶部。
22・・学習部。
24・・閾値決定部。
100・・確率共鳴現象システム。
102・・雑音印加部。
104・・閾値適用部。
S1・・画像ピクセルを抽出するステップ。
S2・・RGB色空間をHSV色空間に変換するステップ。
S3・・各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップ。
S4・・各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップ。
S5・・復元画像を生成するステップ。
1.. An image processing device.
2.. An image processing device.
3.. An image processing device.
4: Image processing device.
10... pixel extractor.
12... Conversion part.
14. Noise applying unit.
16... A threshold application unit.
18: Restored image generator.
20... A storage unit.
22... Learning part.
24 .. a threshold determination unit.
100... Stochastic resonance phenomenon system.
102... Noise application unit.
104... A threshold application unit.
S1: Step of extracting image pixels.
S2: Step of converting RGB color space to HSV color space.
S3: Applying an applied noise whose intensity depends on the brightness of each image pixel to the V component of that image pixel.
S4: Step of comparing the V component of each image pixel with a predetermined threshold value and outputting the comparison result.
S5: A step of generating a restored image.
Claims (16)
前記各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換する変換部と、
前記各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加する雑音印加部と、
前記印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力する閾値適用部と、
前記比較結果から復元画像を生成する復元画像生成部と、を備え、
前記各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のとき正または負の相関を持つかまたは一定であり、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のとき正または負の相関を持つかまたは一定であることを特徴とする画像処理装置。 a pixel extractor for extracting image pixels from a color source image containing a plurality of image pixels;
a conversion unit that converts the RGB color space of each image pixel to an HSV color space;
a noise applying unit that applies applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel;
a threshold application unit that compares the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold and outputs a comparison result;
a restored image generation unit that generates a restored image from the comparison result ,
The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
The brightness of each image pixel has a positive or negative correlation or is constant when the brightness is less than a threshold, and has a positive or negative correlation or is constant when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold. image processing device.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときも、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときも、正の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein there is a positive correlation both when the brightness of each image pixel is less than the threshold and when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときも、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときも、負の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image pixels have a negative correlation both when the brightness of each image pixel is less than a threshold value and when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold value.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは正の相関を持ち、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは負の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
having a positive correlation when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein when the lightness of each image pixel is equal to or higher than a threshold value, it has a negative correlation.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは負の相関を持ち、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは正の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
having a negative correlation when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the brightness of each image pixel has a positive correlation when it is equal to or higher than a threshold value.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは一定であり、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは正の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
is constant when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the brightness of each image pixel has a positive correlation when it is equal to or higher than a threshold value.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは正の相関を持ち、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは一定であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
having a positive correlation when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the brightness of each image pixel is constant when it is equal to or higher than a threshold.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは負の相関を持ち、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは一定であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
having a negative correlation when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the brightness of each image pixel is constant when it is equal to or higher than a threshold.
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のときは一定であり、
前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のときは負の相関を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
is constant when the brightness of each image pixel is less than a threshold;
3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein when the lightness of each image pixel is equal to or higher than a threshold value, it has a negative correlation.
前記ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、
前記変換部で、前記各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、
前記雑音印加部で、前記各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、
前記閾値適用部で、前記印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、
前記復元画像生成部で、前記比較結果から復元画像を生成するステップと、を備え、
前記各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のとき正または負の相関を持つかまたは一定であり、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のとき正または負の相関を持つかまたは一定であることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for performing image processing using an image processing device comprising a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit,
extracting image pixels from a color source image containing a plurality of image pixels in the pixel extractor;
converting the RGB color space of each image pixel to an HSV color space in the conversion unit;
applying, in the noise applying unit, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel;
comparing the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold in the threshold applying unit and outputting a comparison result;
generating a restored image from the comparison result in the restored image generation unit ;
The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
The brightness of each image pixel has a positive or negative correlation or is constant when the brightness is less than a threshold, and has a positive or negative correlation or is constant when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold. image processing method.
前記ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、
前記変換部で、前記各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、
前記雑音印加部で、前記各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、
前記閾値適用部で、前記印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、
前記復元画像生成部で、前記比較結果から復元画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させ、
前記各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のとき正または負の相関を持つかまたは一定であり、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のとき正または負の相関を持つかまたは一定であることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute image processing using an image processing device comprising a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit,
extracting image pixels from a color source image containing a plurality of image pixels in the pixel extractor;
converting the RGB color space of each image pixel to an HSV color space in the conversion unit;
applying, in the noise applying unit, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel;
comparing the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold in the threshold applying unit and outputting a comparison result;
causing a computer to execute a step of generating a restored image from the comparison result in the restored image generating unit ;
The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
The brightness of each image pixel has a positive or negative correlation or is constant when the brightness is less than a threshold, and has a positive or negative correlation or is constant when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold. A program to
前記ピクセル抽出部で、複数の画像ピクセルを含むカラーの元画像から画像ピクセルを抽出するステップと、
前記変換部で、前記各画像ピクセルのRGB色空間をHSV色空間に変換するステップと、
前記雑音印加部で、前記各画像ピクセルの明度に応じた強度の印加雑音を当該画像ピクセルのV成分に印加するステップと、
前記閾値適用部で、前記印加雑音の印加された各画像ピクセルのV成分を所定の閾値と比較して比較結果を出力するステップと、
前記復元画像生成部で、前記比較結果から復元画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させ、
前記各画像ピクセルの明度と印加雑音強度との関係は、
前記各画像ピクセルの明度が閾値未満のとき正または負の相関を持つかまたは一定であり、前記各画像ピクセルの明度が閾値以上のとき正または負の相関を持つかまたは一定であるプログラムを記憶した記憶媒体。 A storage medium storing a program for causing a computer to execute image processing using an image processing device comprising a pixel extraction unit, a conversion unit, a noise application unit, a threshold application unit, and a restored image generation unit, ,
extracting image pixels from a color source image containing a plurality of image pixels in the pixel extractor;
converting the RGB color space of each image pixel to an HSV color space in the conversion unit;
applying, in the noise applying unit, applied noise having an intensity corresponding to the brightness of each image pixel to the V component of the image pixel;
comparing the V component of each image pixel to which the applied noise is applied with a predetermined threshold in the threshold applying unit and outputting a comparison result;
causing a computer to execute a step of generating a restored image from the comparison result in the restored image generating unit ;
The relationship between the brightness of each image pixel and the applied noise intensity is:
storing a program that has a positive or negative correlation or is constant when the brightness of each image pixel is less than a threshold, and has a positive or negative correlation or is constant when the brightness of each image pixel is greater than or equal to the threshold; storage medium.
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