JPWO2014077126A1 - 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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Abstract
Description
このような推定・復元においては、観測光I(x,λ)から、反射光J(x,λ)および透過率t(x)の2つの情報を、画素毎に推定する必要があり、解が見つからない、不良設定問題となる。そのため、環境についての何らかの事前知識をあらかじめ付与し、反射光J(x,λ)および透過率t(x)の最適解を推定する必要がある。
霧・靄補正部2は、骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、補正率に基づいて、入力画像及び骨格成分の各画素の明度を補正し、霧・靄を除去する。明度の補正としては、局所的ガンマ補正を実行することで、低輝度側の極度な変動を抑制し、黒つぶれを防ぐ。具体的には、骨格成分の各画素のカラーチャンネルの最小値より、その画素の霧・靄の重畳量を算出し、霧・靄の重畳量から画素の補正のためのガンマ値(補正率)を算出し、その画素に対して算出したガンマ値によりガンマ補正を行う。尚、ガンマ値(補正率)は、各カラーチャンネルにおける色情報のみならず、更に、補正対象の画素周辺の明度を加味して決定してよい。
明度復元部3は、明度を補正した入力画像に対して、画像の環境光の明度を目標とし、低下した全体の明度を復元する。霧・霞補正部2による補正は、飽和による情報損失を抑制するために、飽和点1.0 を中心として、補正処理を実行することとなる。そのため、環境光の明るさおよび画像全体が暗くなる傾向にある。そこで、明度復元部3により、低下した全体の明度を復元する。具体的には、低下した環境光の明るさを目標とする明るさに変換する指数γ2 を算出し、その指数を用いて、式(9)のように画像全体を補正する。
ここで、T2は明度復元後の入力画像を示す。
γ2=ln(1.0−q)/ln(1.0−p)
として算出することができる。尚、値pは白色の補正結果でもよい。
そして、出力画像Jは、増強率t に基づいて、テクスチャ成分の減衰量F(t)を設定し、式(11)のように、出力画像Jを生成する。
または、
γ=ln(q)/ln(p)
として算出することができる。ここで、lnは対数関数である。
γ2=ln(1.0−q)/ln(1.0−p)
として算出することができる。尚、値pは白色の補正結果でもよい。また、目標の明度qは、白色推定時のMax(A(λ))でも良い。
そして、増強率t に基づいて、テクスチャ成分の減衰量F(t)を設定し、式(20)のように、出力画像Jを生成する。
または、
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正部と、
を有する画像処理装置。
付記1に記載の画像処理装置。
付記1又は付記2に記載の画像処理装置。
付記1から付記3のいずれかに記載の画像処理装置。
付記4に記載の画像処理装置。
前記霧・靄補正部は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元部は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧部を有する
付記4又は付記5のいずれかに記載の画像処理装置。
付記6に記載の画像処理装置。
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正部と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正部と
を更に有し、
前記霧・靄補正部は、前記黒補正部、露光補正部及び白補正部による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
付記1から付記7のいずれかに記載の画像処理装置。
付記1から付記7のいずれかに記載の画像処理装置。
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正処理と
を有する画像処理方法。
付記10に記載の画像処理方法。
付記10又は付記11に記載の画像処理方法。
付記13に記載の画像処理方法。
前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元処理は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧処理を有する
付記13又は付記14に記載の画像処理方法。
付記15に記載の画像処理方法。
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正処理と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正処理と
を更に有し、
前記霧・靄補正処理は、前記黒補正処理、露光補正処理及び白補正処理による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
付記10から付記16のいずれかに記載の画像処理方法。
付記9から付記17のいずれかに記載の画像処理方法。
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正処理
をコンピュータに実行させるプログラム。
付記19に記載のプログラム。
付記19又は付記20に記載のプログラム。
コンピュータに実行させる付記19から付記21のいずれかに記載のプログラム。
付記22に記載のプログラム。
前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元処理は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧処理をコンピュータに実行させる
付記22又は付記23に記載のプログラム。
付記24に記載のプログラム。
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正処理と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正処理とをコンピュータに実行させ、
前記霧・靄補正処理は、前記黒補正処理、露光補正処理及び白補正処理による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
付記19から付記25のいずれかに記載のプログラム。
付記19から付記26のいずれかに記載のプログラム。
2 霧・霞補正部
3 明度復元部
11 骨格・テクスチャ分離部
12 霧・霞補正部
13 明度復元部
14 ノイズ除去部
30 骨格・テクスチャ分離部
3 黒補正部
32 露光補正部
33 白色補正部
34 霧・霞補正部
35 明度復元部
36 ノイズ除去部
40 骨格分離部
41 霧・霞補正部
Claims (27)
- 原画像から、大局的な構造を表す骨格成分を分離する骨格分離部と、
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正部と、
を有する画像処理装置。 - 前記霧・靄補正部は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記霧・靄補正部は、前記骨格成分の各画素のカラーチャンネルの最小値より、その画素の霧・靄の重畳量を算出し、前記霧・靄の重畳量から前記画素の補正のためのガンマ値を算出し、前記画素に対して前記ガンマ値によりガンマ補正を行う
請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記明度を補正した原画像に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元する明度復元部を更に有する
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。 - 前記明度復元部は、前記霧・靄補正部により強く補正された画素ほど明度の復元を強くする
請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記骨格分離部は、原画像から、大局的な構造を表す骨格成分と、その残差であるテクスチャ成分とに分離し、
前記霧・靄補正部は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元部は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧部を有する
請求項4又は請求項5のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記ノイズ抑圧部は、前記原画像及び前記骨格成分と、前記明度復元後の原画像及び骨格成分との比に基づいて増強率を求め、前記増強率に基づいて前記テクスチャ成分を減衰させ、減衰させたテクスチャ成分に基づいて、前記明度復元後の骨格成分のノイズを抑圧する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記原画像及び前記骨格成分に対して、画像全体の黒の基準レベルを検出し、情報が含まれていないレンジを除去し、ダイナミックレンジを広げる黒補正部と、
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正部と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正部と
を更に有し、
前記霧・靄補正部は、前記黒補正部、露光補正部及び白補正部による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
請求項1から請求項7のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記霧・靄補正部は、前記骨格成分の各画素ごとから得られる異なる補正率で前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項1から請求項7のいずれかに記載の画像処理装置。 - 原画像から、大局的な構造を表す骨格成分を分離する分離処理と、
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正処理と
を有する画像処理方法。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項10に記載の画像処理方法。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各画素のカラーチャンネルの最小値より、その画素の霧・靄の重畳量を算出し、前記霧・靄の重畳量から前記画素の補正のためのガンマ値を算出し、前記画素に対して前記ガンマ値によりガンマ補正を行う
請求項10又は請求項11に記載の画像処理方法。 - 前記明度を補正した原画像に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元する明度復元処理を有する請求項10から請求項12のいずれかに記載の画像処理方法。
- 前記明度復元処理は、前記霧・靄補正処理により強く補正された画素ほど明度の復元を強くする
請求項13に記載の画像処理方法。 - 前記分離処理は、原画像から、大局的な構造を表す骨格成分と、その残差であるテクスチャ成分とに分離し、
前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元処理は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧処理を有する
請求項13又は請求項14に記載の画像処理方法。 - 前記ノイズ抑圧処理は、前記原画像及び前記骨格成分と、前記明度復元後の原画像及び骨格成分との比に基づいて増強率を求め、前記増強率に基づいて前記テクスチャ成分を減衰させ、減衰させたテクスチャ成分に基づいて、前記明度復元後の骨格成分のノイズを抑圧する
請求項15に記載の画像処理方法。 - 前記原画像及び前記骨格成分に対して、画像全体の黒の基準レベルを検出し、情報が含まれていないレンジを除去し、ダイナミックレンジを広げる黒補正処理と、
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正処理と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正処理と
を更に有し、
前記霧・靄補正処理は、前記黒補正処理、露光補正処理及び白補正処理による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
請求項10から請求項16のいずれかに記載の画像処理方法。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各画素ごとから得られる異なる補正率で前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項9から請求項17のいずれかに記載の画像処理方法。 - 原画像から、大局的な構造を表す骨格成分を分離する分離処理と、
前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する霧・靄補正処理
をコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項19に記載のプログラム。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各画素のカラーチャンネルの最小値より、その画素の霧・靄の重畳量を算出し、前記霧・靄の重畳量から前記画素の補正のためのガンマ値を算出し、前記画素に対して前記ガンマ値によりガンマ補正を行う
請求項19又は請求項20に記載のプログラム。 - 前記明度を補正した原画像に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元する明度復元処理を
コンピュータに実行させる請求項19から請求項21のいずれかに記載のプログラム。 - 前記明度復元処理は、前記霧・靄補正処理により強く補正された画素ほど明度の復元を強くする
請求項22に記載のプログラム。 - 前記分離処理は、原画像から、大局的な構造を表す骨格成分と、その残差であるテクスチャ成分とに分離し、
前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各カラーチャンネルにおける色情報に基づいて、画素の明度が高いほど明度を低下させるような補正率を算出し、前記補正率に基づいて、前記原画像及び前記骨格成分の各画素の明度を補正し、
前記明度復元処理は、前記明度を補正した原画像及び骨格成分に対して、環境光の明度を目標とし、明度を復元し、
更に、
前記明度復元後の原画像及び骨格成分と、前記テクスチャ成分とに基づいて、前記テクスチャ成分のノイズを抑圧し、ノイズ抑圧後のテクスチャ成分と前記明度復元後の骨格成分とから出力画像を生成するノイズ抑圧処理をコンピュータに実行させる
請求項22又は請求項23に記載のプログラム。 - 前記ノイズ抑圧処理は、前記原画像及び前記骨格成分と、前記明度復元後の原画像及び骨格成分との比に基づいて増強率を求め、前記増強率に基づいて前記テクスチャ成分を減衰させ、減衰させたテクスチャ成分に基づいて、前記明度復元後の骨格成分のノイズを抑圧する
請求項24に記載のプログラム。 - 前記原画像及び前記骨格成分に対して、画像全体の黒の基準レベルを検出し、情報が含まれていないレンジを除去し、ダイナミックレンジを広げる黒補正処理と、
前記黒補正後の原画像及び骨格成分の画像全体の明度を求め、画像全体の明度を目標の明度に補正する露光補正処理と、
前記露光補正後の原画像及び骨格成分の環境光を取得し、環境光の色を正規化する白補正処理とをコンピュータに実行させ、
前記霧・靄補正処理は、前記黒補正処理、露光補正処理及び白補正処理による処理後の原画像及び骨格成分を用いて補正を行う
請求項19から請求項25のいずれかに記載のプログラム。 - 前記霧・靄補正処理は、前記骨格成分の各画素ごとから得られる異なる補正率で前記原画像の各画素の明度を補正する
請求項19から請求項26のいずれかに記載のプログラム。
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