画像工学
2011年10月6日
担当教員 北川 輝彦
前回のおさらい
画像処理とは
• ある目的をもって、画像情報を
操作 と 解析 をすること
※ 画像情報 : 2次元の可視像
1.1 画像処理の定義と処理法
可視像
• 見える物体…
何らかの手段で目で見えるようにしたも
のも含まれる。
1.1 画像処理の定義と処理法
画像の変換順序
1. 光の反射を捉える
2. アナログの電気信号変換
3. ディジタル化
1.1 画像処理の定義と処理法
光学的画像処理
• レンズなどを用いて光の像を処理
• 人間の眼球内も、カメラも同じ原理
1.1 画像処理の定義と処理法
アナログ画像処理
• アナログ電気回路による像の処理
アナログプロセス
• テレビ
輝度
コントラスト
色相の調整
1.1 画像処理の定義と処理法
ディジタル画像処理
• ディジタル回路
• 計算機プロセッサ
• ソフトウェア による処理
1.1 画像処理の定義と処理法
ディジタル画像処理の応用
• ディジタル画像…
数値で定義された輝度の離散集合体
1.1 画像処理の定義と処理法
画像処理技術とは?
• 画像処理技術の一例
1.
2.
3.
4.
画像強調
復元
解析
ディジタル画像の生成
画像処理の基本機能
2.1 人間の視覚システム
• ディジタル画像処理はなんのために存在?
2.1 人間の視覚システム
2.1 人間の視覚システム
• ディジタル画像処理はなんのために存在?
⇒人が利用するため
• 人間の視覚システムを理解することで、
人間にとって何が良い処理かを理解できる。
2.1 人間の視覚システム
2.1 人間の視覚システム
• ディジタル画像処理はなんのために存在?
⇒人が利用するため
• 人間の視覚システムを理解することで、
人間にとって何が良い処理かを理解できる。
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 解剖学的に人間の視覚システムを
確認してみよう
• 人間の視覚システムは?
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 目と脳
• 目だけではモノを見たことにはなりません
⇒ 脳で目に入った情報を処理
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 目と脳
• 目だけではモノを見たことにはなりません
⇒ 脳で目に入った情報を処理
⇒知覚へと変換
2.1 人間の視覚システム
目の構造
• 図2.1を参照。
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 角膜(第一のレンズ) ⇒ 全房室
⇒ 虹彩
⇒ 水晶体(第二のレンズ)
⇒ 眼底
へと順次外界の光が送られる
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
虹彩:光の量を調整 (カメラの絞り)
水晶体:焦点を合わせる微調整機能
曇ると視界不良⇒白内障など
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
中心窩:高精細な中心視野での視覚
⇒ モノを見る上で最重要
光受容器:中心窩近辺に大量に配置された
視細胞。
⇒1億個程度存在
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 光受容器は2種類
桿体細胞:1億個程度
光強度に感度が高い
錐体細胞 :600-700万個
長中短波長光に感度が高い(色の識別)
2.1 人間の視覚システム
2.1.1 視覚システムの構成
• 光受容器は2種類
桿体細胞:1億個程度
光強度に感度が高い
錐体細胞 :600-700万個
長中短波長光に感度が高い(色の識別)
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 人間が感じる心理的情報と物理的情報に
は違い
• 5つの特徴
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 人間が感じる心理的情報と物理的情報に
は違い
• 5つの特徴
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 5つの特徴
1.明るさの知覚
2.明るさの恒常性
3.明るさの対比
4.マッハバンド効果
5.空間処理特性
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 明るさの知覚
光強度(輝度)が2倍 ≠ 明るさ2倍
目に入る光強度と知覚する光強度:対数的
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 明るさの恒常性
対象に対する照度変化があっても、
一定の明るさで感じる能力
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 明るさの対比
システムが周辺の平均光強度に基づいて
知覚の強度応答を調整
2.1 人間の視覚システム
A、Bのタイルの色は同じ
2.1.2 知覚
• マッハバンド効果
明るいところから暗いところへ
⇒明るさが増してから暗く
暗いところから明るいところへ
⇒暗さが増してから明るく
2.1 人間の視覚システム
2.1.2 知覚
• 空間処理特性
人間の資格システムには解像度での限界
が比較的低いものもある
⇒コントラストに依存
2.1 人間の視覚システム
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
•
•
•
•
•
画像強調 :image enhancement
画像復元 :image restoration
画像解析 :image analysis
画像圧縮 : image compression
画像合成 : image synthesis
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像強調 : image enhancement
二値画像化による画像強調
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像強調 : image enhancement
エッジ強調等による画像強調
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像復元 :image restoration
超解像技術による画像復元
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像復元 :image restoration
画像先鋭化や、明度解析による画像復元
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像圧縮 :image compression
画像圧縮の効果
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像圧縮 :image compression
1.2MB
1.2MB
画像圧縮の効果
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像圧縮 :image compression
87KB
画像圧縮の効果
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像圧縮 :image compression
画像圧縮の効果
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
画像合成 :image synthesis
コラージュやパノラマ写真化
2.2 ディジタル画像処理の基本機能
2.3 階層的画像処理解法
• 応用課題に対する解法
• まずは求められる解法の階層を知ること。
2.3 階層的画像処理解法
2.3 階層的画像処理解法
• 階層について
1.
2.
3.
4.
応用
基本機能
操作
アルゴリズム
2.3 階層的画像処理解法
2.4 ディジタル画像処理システム
• ディジタル画像の取得から表示
• 図2.6を参照。
2.4 ディジタル画像処理システム
次回
• ディジタル画像の基礎
• 10月27日 Ⅰ限目
2.4 ディジタル画像処理システム
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