JP4982484B2 - 信号処理装置 - Google Patents
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Description
2 受信部(撮影部)
3 制御系部
4 処理部
5 記録部
6 検出部
7 要因情報保存部
G 変化要因情報のデータ(劣化要因情報のデータ)
Ga 点像関数の重心値
Img’ 原画像のデータ(撮影された画像)
Img 劣化のない本来の正しい画像のデータ(元画像)
E 原画像画素エネルギー
Fn 移行画素エネルギー
Rn 復元データ
cE 補正エネルギー
En 残部エネルギー量(処理対象となるエネルギー)
X 残部エネルギー量の所定値
Tn 原画像データ領域から除去する画素エネルギー量
cE 補正エネルギー
Img’=Img*G ……(1)
ここで、「*」は、重畳積分を表す演算子である。
Fn=k×En/Ga……(2)
手ぶれ等による画像劣化が無いとき、所定の画素に対応する光エネルギー(画素エネルギー)は、露光時間中、その画素に集中する。また、手ぶれがある場合、画素エネルギーは、露光時間中にぶれた画素に分散する。さらに、露光時間中のぶれがわかれば、露光時間中の画素エネルギーの分散の仕方がわかるため、ぶれた画像からぶれの無い画像を作ることが可能となる。
A×Ga=k×A’・・・(3)
点像関数の重心値「Ga」は、エネルギーが最も集中している部分の値であるから、本例では、図7に示すように、「α=0.5」である。この「α」は、元画像データImgの特定の画素のエネルギー「A」が、ぶれにより、撮影された原画像Img’におけるその特定の画素に相当する画素のエネルギー「A’」へと分散したエネルギー分散比であり、「A’」は「A×α」の他、「A」の近傍の他の画素のエネルギーから、α以外の分散比(図7におけるβおよびγ等)により分散される画素エネルギーとの総和により構成される。この(3)式は、「α=0.5」(図7)以外のα値であっても適用できることは言うまでもない。また(3)式は、図7に示すような三画素分の範囲未満またはその範囲を超える範囲に渡り、ぶれが生じた場合にも適用できる。さらに、仮に、点像関数の重心値Gaが、図7に示す「β」または「γ」等の部分にある場合でも、(3)式は適用できる。
残部エネルギー量がマイナスとなる画素については復元画像データ領域に移動すべき移行画素エネルギーFnを移行せず、前回の処理の値をそのまま使用し、次回の移行処理に供することで、その際に除去する画素エネルギーが不適切な値にならなくなることを期待する。次回は、周囲の画素の残部エネルギー量が少なくなり、今回移行するとマイナスとなってしまう画素から除去する画素エネルギー値、すなわち抜き去られる画素エネルギー値が今回よりも小さくなるため、残部エネルギー量が「0」以上となる可能性が大きい。しかし、たとえば画素「S」がマイナスとなったときに前の値をそのまま使用した場合、画素「S−2」「S−1」等、処理済みの画素の残部エネルギー量が「0」に近づいている場合は、いつまでたっても復元されないままで収束しない。よって、この場合には、画素「S−2」「S−1」等の復元値の見直しを行うことが望ましい。
移行後の見直し方法の考え方を図10に示す概念図に基づいて説明する。既に復元画像データ領域に移行した画素エネルギーの一部を補正分(以下、補正エネルギーcEという)として原画像データ領域に戻し、残部エネルギー量Enを0以上にする。このとき、補正エネルギーcEは、変化要因情報のデータGで重畳積分して原画像データ領域に戻す。すると全体として矛盾無く移行値を見直すことができる。
(1)画素「S−3」:分散比が「0.5」だから、3.120×0.5=1.560
(2)画素「S−2」:分散比が「0.3」だから、3.120×0.3=0.936
(3)画素「S−1」:分散比が「0.2」だから、3.120×0.2=0.624
移行値の見直し方法3についても、移行値の見直し方法2同様、図3におけるn=3のときの原画像データ領域の画素「S−1」の残部エネルギー量Enが、図14の表に示すように「−0.624」となるのを「0」にする。そのために、図7に示す画素エネルギーの分散の仕方により、原画像データ領域の画素「S−1」に影響を与える、復元画像データ領域の画素「S−3」および「S−2」への移行値が不適切であるとの前提で処理をする。以下、その処理を図14の表に基づいて説明する。
cES−2=−En×Q/(P×γ+Q×β)……(5)
ここで、cES−3:cES−2=P:Q、とする。「β」は、復元画像データ領域の画素「S−3」の画素エネルギーが、原画像データ領域における画素「S−2」へ分散する比(図7)であり、「γ」は、復元画像データ領域の画素「S−3」の画素エネルギーが、原画像データ領域における画素「S−1」へ分散する比(図7)である。
cES−3=−(−0.624)×1/(1×0.2+1×0.3)=1.248
cES−2=−(−0.624)×1/(1×0.2+1×0.3)=1.248
(1)画素「S−3」:cES−3の分散比が「0.5」だから、1.248×0.5=0.624
(2)画素「S−2」:cES−3の分散比が「0.3」、またcES−2の分散比が「0.5」だから、1.248×0.3+1.248×0.5=0.998
(3)画素「S−1」:cES−3の分散比が「0.2」また、cES−2の分散比が「0.3」だから、1.248×0.2+1.248×0.3=0.624
(4)画素「S」:cES−2の分散比が「0.2」だから、1.248×0.2=0.250
そして、原画像データ領域の画素「S−3」、「S−2」、「S−1」、「S」にそれぞれ補正エネルギーcES−3およびcES−2を、図14の「戻し量1」と「戻し量2」の和の値として戻すことで、移行値の見直し処理が終了する。
移行値の見直し方法4は、移行値の見直し方法2および3同様、図3におけるn=3のときの原画像データ領域の画素「S−1」の残部エネルギー量Enが、図15の表に示すように「−0.624」となるのを「0」以上にする。そのために、原画像データ領域の画素「S−1」に影響を与える、前回(図3におけるn=2の回)の復元画像データ領域の画素「S−1」への移行値「1.156」が不適切であるとの前提で上述の移行値の見直し方法2および3と同様の処理をする。以下、その処理を図15の表に基づいて説明する。
(1)画素「S−1」:分散比が「0.5」だから、1.248×0.5=0.624
(2)画素「S」:分散比が「0.3」だから、1.248×0.3=0.374
(3)画素「S+1」:分散比が「0.2」だから、1.248×0.2=0.250
そして、復元画像領域の画素「S−1」から、補正エネルギーcE(=1.248)を取り去り、原画像領域へ図7に示すエネルギー分散比に従い、その補正エネルギーを戻すことで、移行値の見直し処理が終了する。この見直し方法4の利点は、原画像データ領域の残部エネルギー量Enが0未満になった画素と同一の画素への移行値が不適切であるとして、移行値の見直し処理をすることができることである。
原画像データ領域の残部エネルギー量Enが0未満になる影響がある全ての画素エネルギー移行処理の移行値を、上述の移行値の見直し方法2、3、および4の見直し処理の考え方に従って見直すこともできる。また、上述の移行値の見直し方法2、3および4において、原画像データ領域の残部エネルギー量Enが0未満になったものを「0」にする処理ではなく、「0」を越える値とする処理にすることもできる。たとえば、原画像データ領域にノイズが含まれていると考えられる場合には、「0」を超える値(「0」にノイズ分を加えた値)とする処理を行うことが好ましい。さらに、上述の移行値の見直し方法2,3,および4において、図3におけるn=3のときの原画像データ領域の画素の残部エネルギー量Enがマイナス値となるのが、前回(n=3のとき)以前の回の復元画像データ領域の画素への移行値が不適切であるとの前提で移行値の見直しをすることができる。
Claims (12)
- 劣化等の変化が生じた原信号のデータ(以下、変化データという。)から、変化する前の信号も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のデータ(以下、元信号データという)の復元をする処理部を有する信号処理装置において、
上記変化データが格納される変化データ領域と、毎回の復元処理毎にその復元処理された信号のデータ(以下、復元データという。)が格納される復元データ領域とを設け、上記処理部が、上記変化データのエネルギーを、変化の要因となる変化要因情報データを利用して、上記変化データ領域から上記復元データ領域へと移行させ、上記復元データを生成し、その移行により残存する上記変化データ領域の残部データを、上記変化データに置き換えて同様の処理を繰り返す繰り返し処理を行い、上記繰り返し処理の過程で上記残部データのエネルギー値が零未満となる場合に、既に上記復元データ領域へと移行した上記エネルギーの一部を、上記変化要因情報を利用して、上記残部データのエネルギー値が零以上となるよう上記変化データ領域へと戻す処理を行いながら上記繰り返し処理を進行させ、上記繰り返し処理終了時の上記復元データ領域に形成されるデータを上記元信号データとすることを特徴とする信号処理装置。 - 前記残部データのエネルギー値が零未満となる場合に、その値が零以上となるように処理することを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
- 前記繰返し処理の際、その繰返しの都度前記復元データ領域へ移行する前記エネルギーを既に前記復元データ領域に格納された前記復元データに加算する処理をし、前記残部データのエネルギー値を零以上の範囲で零に近づける処理を行うことを特徴とする請求項1または2記載の信号処理装置。
- 複数の画素からなる変化データから、複数の画素からなる元信号データの復元をする処理部を有する信号処理装置において、
上記変化データが格納される変化データ領域と、毎回の復元処理毎にその復元処理された信号のデータ(以下、復元データという。)が格納される復元データ領域とを設け、上記処理部が、上記変化データの一の画素における画素エネルギーを、変化の要因となる変化要因情報データが有する応答特性関数の重心値を利用して、上記変化データ領域から上記復元データ領域へと移行させ、上記移行させた上記画素エネルギーに相当する画素エネルギーを、上記変化データ領域から変化要因情報データを利用して除外する処理を行い、またこの一の画素に対する処理を他の画素についても順次行い、上記復元データ領域に上記復元データを生成し、上記除外により残存する上記変化データ領域の残部データを、上記変化データに置き換えて同様の処理を各画素毎に繰り返し、その繰り返しの都度上記復元データ領域へ移行する上記画素エネルギーを上記復元データに加算して、新たな復元データを生成する処理を行い、これら一連の処理の過程で、上記残部データのいずれかの画素エネルギー値が零未満となる場合に、既に上記復元データ領域へと移行した画素エネルギーの一部を、上記変化要因情報を利用して、上記零未満となる画素エネルギー値が零以上となるよう上記変化データ領域へと戻す処理を行いながら上記一連の処理を進行させ、上記残部データを零以上の範囲で零に近づける処理を行い、処理終了時の上記復元データ領域に形成される上記復元データを上記元信号データとすることを特徴とする信号処理装置。 - 前記処理部は、前記復元データの生成の際、前記残部データのエネルギー値が、零以上の範囲の所定値以下または上記所定値より小さくなったら、停止させる処理を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記処理部は、前記復元データの生成の際、前記復元データを生成する回数が所定回数となったら停止させる処理を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記処理部は、前記復元データの生成の際、前記復元データを生成する回数が所定回数に到達したときの前記残部データのエネルギー値が零以上の範囲の所定値以下または上記所定値より小さい場合は停止し、上記所定値より超えるまたは上記所定値以上の場合は、さらに所定回数繰り返す処理を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 複数の画素からなる変化データから、複数の画素からなる元信号データの復元をする処理部を有する信号処理装置において、
上記変化データが格納される変化データ領域と、毎回の復元処理毎にその復元処理された信号のデータ(以下、復元データという。)が格納される復元データ領域とを設け、上記処理部が、上記変化データの一の画素における画素エネルギーを、変化の要因となる変化要因情報データを利用して、上記変化データ領域から上記復元データ領域へと移行させ、上記移行させた上記画素エネルギーに相当する画素エネルギーを、上記変化データ領域から上記変化要因情報データを利用して除外する処理を行い、また上記一の画素に対する処理を他の全ての画素についても順次行い、上記復元データ領域に上記復元データを生成し、その移行により残存する上記変化データ領域の残部データの値が零以上の範囲の所定値以下または上記所定値より小さい場合は処理を停止し、上記復元データを上記元信号データとして扱い、上記残部データの値が、上記所定値より大きいまたは上記所定値以上の場合は、上記残部データを上記変化データに置き換えて同様の処理を繰り返し、その繰り返しの都度上記復元データ領域へ移行する上記画素エネルギーを上記復元データに加算して、新たな復元データを生成する処理を行い、上記残部データのうちいずれかの画素エネルギー値が零未満となる場合は、既に上記復元データ領域へと移行した画素エネルギーの一部を、上記変化要因情報を利用して、上記残部データの零未満となる画素エネルギー値が零以上となるよう上記変化データ領域へと戻す処理を行いつつ上記残部データ量と上記所定値との比較を行うことを特徴とする信号処理装置。 - 前記処理部は、前記復元データの生成の際、前記復元データを生成する回数が所定回数となったら停止させる処理を行うことを特徴とする請求項8記載の信号処理装置。
- 前記処理部は、前記復元データの生成の際、各画素が各々有する前記残部データの値の最大値、平均値または総和値のうちの一つまたは複数について、前記所定値との比較を行うことを特徴とする請求項8記載の信号処理装置。
- 前記戻す処理は、前記復元データの生成が1回または複数回行われる場合に、前記残部データの前記いずれかの画素エネルギー値が零未満となったその回以前に前記復元データ領域へ移行した画素エネルギーを対象として行うことを特徴とする請求項4または8に記載の信号処理装置。
- 前記信号のデータを画像のデータとしたことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の信号処理装置。
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