JP7206525B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における画像処理装置1の構成例を示す図である。画像処理装置1は、動画像に対して所定の画像処理を実行する装置である。所定の画像処理とは、例えば、ビデオ・マグニフィケーションの画像処理である。画像処理装置1は、動画像に対して所定の画像処理を実行することによって、被写体の特定の微小な運動変化を強調又は減弱する。
図2は、第1実施形態における画像処理装置1の動作例を示すフローチャートである。画像入力部2は、動画像の複数のフレームから、輝度画像と色画像とを生成する(ステップS101)。画像入力部2は、原解像度の輝度画像を分解変換部3に出力する。画像入力部2は、原解像度の色画像を画像再構成部8に出力する。分解変換部3は、画像入力部2から出力された原解像度の輝度画像に基づいて、輝度変化を位相変換及び振幅変化に変換するとともに、複数の解像度に分解する(ステップS102)。分解変換部3は、各解像度の位相変化情報を変化検出部4に出力する。分解変換部3は、各解像度の振幅変化情報を信頼度推定部5に出力する。
信頼度推定部5は、分解変換部3から出力された振幅変化情報に基づいて、微小な位相変化「Cn(x,y,t)」の信頼度「HEARσ n(x,y,t,θ)」を推定する(ステップS104)。信頼度推定部5は、推定した信頼度「HEARσ n(x,y,t,θ)」を乗算部6に出力する。
これによって、画像処理装置1は、検出した映像内の微小変化のうち「意味のある」微小な位相変化をより精度よく検出することができる。したがって、「意味のある」微小な位相変化の変化量を調整することができる。そのため、動画像の微小な運動変化の変化量を調整する場合に、動画像に混入したランダムノイズが調整されることを低減することが可能である。
第2実施形態では、画像処理装置が、第1実施形態において得られる信頼度と、微小な位相変化の時間的な振る舞いに基づいて得られる信頼度とを用いて動画像に混入したランダムノイズが調整されることを低減する点が、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を説明する。
第2の信頼度推定処理については後述する。以下、信頼度推定部51aにより推定される信頼度を第2の信頼度と記載する。
図7は、第2実施形態における画像処理装置1aの動作例を示すフローチャートである。なお、図7の処理では、第1の信頼度の推定処理については説明を省略する。画像入力部2は、動画像の複数のフレームから、輝度画像と色画像とを生成する(ステップS201)。画像入力部2は、原解像度の輝度画像を分解変換部3に出力する。画像入力部2は、原解像度の色画像を画像再構成部8に出力する。分解変換部3は、画像入力部2から出力された原解像度の輝度画像に基づいて、輝度変化を位相変換及び振幅変化に変換するとともに、複数の解像度に分解する(ステップS202)。分解変換部3は、各解像度の位相変化情報を変化検出部4aに出力する。
信頼度推定部51aは、変化検出部4aから出力された位相変化情報に基づいて、微小な位相変化「Cn(x,y,t)」の信頼度「FAFσ,γ n(x,y,t)」(第2の信頼度)を推定する(ステップS204)。信頼度推定部51aは、推定した信頼度「FAFσ,γ n(x,y,t)」を乗算部6aに出力する。
図8は、動画像のフレームの例を示す図である。図8に示されたフレームには、切り株に斧が降り下ろされた動作(薪割りの動作)が撮像されている。切り株に斧が衝突した時刻以降の時系列のフレームでは、y軸方向に切り株が微小振動する。
入力画像として、ウクレレを弾いている場面が撮像されたフレーム(Input video)を例に説明する。図11(a)は従来の加速度法を用いた場合の処理結果を示す図である。図11(b)は従来の躍度法を用いた場合の処理結果を示す図である。図11(c)は第2実施形態の手法を用いた場合の処理結果を示す図である。図11(d)は第1実施形態及び第2実施形態の手法を組み合わせて用いた場合の処理結果を示す図である。図11(※)は第1実施形態の手法を用いた場合の処理結果を示す図である。
これによって、画像処理装置1aは、検出した映像内の微小変化のうち「意味のある」微小な位相変化をより精度よく検出することができる。したがって、「意味のある」微小な位相変化の変化量を調整することができる。そのため、動画像の微小な運動変化の変化量を調整する場合に、動画像に混入したランダムノイズが調整されることを低減することが可能である。
第3実施形態では、色又は輝度の微小変化の変化量を画像処理装置が調整する場合に、動画像に混入したランダムノイズが調整されることを低減する点が、第1実施形態及び第2実施形態と相違する。第3実施形態では、第1実施形態及び第2実施形態との相違点を説明する。
図13は、被写体の特定の微小な色又は輝度変化を強調又は減弱する各機能部の構成例を示す図である。図12に示された分解変換部3bは、画像分解部30bを備える。画像処理装置1bは、画像入力部2bと、画像分解部30bと、変化検出部4bと、信頼度推定部5bと、乗算部6bと、変化量調整部7bと、画像再構成部8bとを、被写体の特定の微小な色又は輝度変化を強調又は減弱する各機能部として備える。
図17は、第3実施形態における画像処理装置1bの動作例を示すフローチャートである。なお、図17では、画像入力部2bに画像処理の対象となる原解像度の色画像と、選択された色の情報とを入力する場合を例に説明する。画像入力部2bに画像処理の対象となる原解像度の輝度画像と、選択された輝度の情報とを入力する場合には、図17における処理において、原解像度の色画像を原解像度の輝度画像、色の情報を輝度の情報と読み替えればよい。
画像入力部2bは、画像処理の対象となる原解像度の色画像と、選択された色の情報とを入力する(ステップS301)。画像入力部2bは、原解像度の色画像と、選択された色の情報とを画像分解部30bに出力する。画像分解部30bは、入力した動画像の時刻tの原解像度の色画像のうち、選択された色の情報の色画像を、互いに異なる解像度に分解する(ステップS302)。画像分解部30bは、各解像度の色画像を変化検出部4bに出力する。
信頼度推定部5bは、変化検出部4bから出力された色又は輝度変化情報に基づいて、微小な色又は輝度変化「Bn(x,y,t)」の信頼度「FAFσ,γ n(x,y,t)」を推定する(ステップS304)。信頼度推定部5bは、推定した信頼度「FAFσ,γ n(x,y,t)」を乗算部6bに出力する。
第3実施形態における画像処理装置は、第2実施形態の画像処理装置1aが実行する位相変化(運動変化)の変化量を調整する処理と、図13に示す被写体の特定の微小な色又は輝度変化を強調又は減弱する処理とを逐次処理するように構成されてもよい。このように構成される場合の構成を図18に示す。図18は、第3実施形態における画像処理装置1bbの構成例(第2の組み合わせ)を示す図である。画像処理装置1bbは、画像入力部2bbと、分解変換部3bbと、変化検出部4bbと、信頼度推定部5bbと、乗算部6bbと、変化量調整部7bbと、画像再構成部8bbと、信頼度推定部51bとを備える。分解変換部3bbは、図13に示す画像分解部30bを備える。
画像処理装置1bbは、第3実施形態の画像処理装置1bのうち図13に示す機能部と同様の処理を第2の画像処理として実行する。
Claims (6)
- 輝度画像における位相変化のうちから、予め定められた複数の方向における位相変化を互いに異なる解像度毎に検出する変化検出部と、
前記輝度画像内に定められた複数の方向における時系列の振幅変化情報に基づいて、検出された前記位相変化の信頼度を推定する信頼度推定部と、
を備える画像処理装置。 - 前記信頼度推定部は、複数の解像度の振幅変化のうち、所定の閾値以上の振幅変化の値を用いて前記信頼度を推定する、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記信頼度は、前記振幅変化が大きくなるほど高い値となる、請求項2に記載の画像処理装置。
- 検出された位相変化と前記信頼度とを乗算する乗算部と、
前記信頼度が乗算された位相変化の変化量を調整する変化量調整部と
を更に備える、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
輝度画像における位相変化のうちから、予め定められた複数の方向における位相変化を互いに異なる解像度毎に検出する変化検出ステップと、
前記輝度画像内に定められた複数の方向における時系列の振幅変化情報に基づいて、検出された前記位相変化の信頼度を推定する信頼度推定ステップと、
を含む画像処理方法。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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Shoichiro TAKEDA, et al.,"Jerk-Aware Video Acceleration Magnification",Proceedings of 2018 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,2018年06月23日,Pages 1769-1777,ISBN: 978-1-5386-6420-9, <DOI: 10.1109/CVPR.2018.00190>. |
Yichao Zhang, et al.,"Video Acceleration Magnification",Proceedings of 2017 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR 2017),IEEE,2017年07月26日,Pages 502-510,ISBN: 978-1-5386-0457-1, <DOI: 10.1109/CVPR.2017.61>. |
武田 翔一郎(外2名),「Video Magnificationのための躍度を用いた時空間フィルタの提案」,第32回画像符号化シンポジウム(PCSJ2017)/第22回映像メディア処理シンポジウム(IMPS2017)予稿集,日本,電子情報通信学会 画像工学研究専門委員会,2017年11月20日,第78~79頁. |
武田 翔一郎(外3名),「ビデオマグニフィケーションが体感品質に与える影響の分析」,情報処理学会研究報告,日本,情報処理学会,2019年02月21日,Vol.2019-AVM-104, No.9,第1~5頁,[online], [平成31年2月21日検索], インターネット, <URL: http://id.nii.ac.jp/1001/00194447/>,ISSN: 2188-8582. |
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