超解像技術とは? 動画や静止画連写などで得られる複数の低解像度 (= 小さな ) 画像を組み合わせ 演算により高解像度の (= 大きな ) 画像を作り出す技術の事を一般に 超解像 技術と呼びます 超解像処理 高解像処理 (1 枚超解像 ) 超解像 のように複数の画像を用いるのではなく 1 枚の画像が持つ情報を深く解析する事で 高解像度の画像を得る最新技術です では 最新の画像処理技術により この高解像処理を実現しました 高解像処理 (1 枚超解像 ) 社 高解像処理 SuperVision 使用例
従来の画像拡大手法 従来は 1 枚超解像方式では無く 補間演算による拡大で高解像度の画像を作り出していました 1)B-Spline 法 B-Spline 補間曲線の算出により中間点を生成し 滑らかな補間画像を作ります 生成点は元画像の画素とあまり相関性がないため 境界線がボケて見えます B-Spline 法 元画像 Lanczos 法 2)Lanczos 法 Lanczos 窓関数 ( フィルタ ) を用いて各画素の周辺画素から補間画素を生成する処理を行います B-Spline 法よりも鮮明な拡大画像が得られますが 拡大率を上げるとボケたような画像となる上に 高速な拡大処理も望めません
Takumi Vision 高解像化の方式 高解像度化 (1 枚超解像 ) 処理では 基本的に境界線 ( エッジ ) の劣化をいかに抑えるかが重要です 従来の補間拡大ではエッジがボケてしまいます では 2 種類の高解像度化手法を開発しました どちらも画像分離を行い それぞれを最適に数倍まで拡大 最後に合成する手法です 手法 A: 処理負荷が小さいため LSI に実装しやすいアルゴリズムです 非常にクリアな画像になります 手法 A 元画像 手法 B: 高品質性を追及したアルゴリズムです 細かいテクスチャまで忠実に再現できます 手法 B
高解像化処理 : 動画でのアップコンバート QCIF QVGA SD( 標準画質 ) HD( 高品位画質 ) 用途 携帯電話動画 テレビ会議 ワンセグ テレビ会議 監視カメラ映像 地上波アナログ放送 標準ビデオ映像 パソコン用動画 監視カメラ映像 ハイビジョン 地上波デジタル放送 高精細映画 /DVD 解像度 ( 縦横比 ) 176x144 320x240(4:3) 320x180(16:9) 720x480(3:2) 640x480(4:3) 1920x1080(16:9) 1440x1080(4:3) 画素数約 2 万 5000 約 7 万 7000 約 5 万 7000 約 34 万 5000 約 30 万 約 200 万 約 150 万 QVGA 比 ( 面積比 ) 0.3~0.5 1 4(~6) 26(SD の 6 倍 ) 動画規格 ( 代表例 ) H.263 H.261 MPEG-4 H.264 MPEG-1 CinePak(QT,AVI) DIvX MPEG-2 Windows Media MPEG-4 Motion JPEG DivX/XviD MPEG-2 H.264 動画の高 ( 超 ) 解像化により テレビ会議やワンセグ動画を TV 画面で見たり 地上波アナログをハイビジヨンで見るなど 1 ランク上の高画質が得られます
高解像化処理 : 静止画での用途 ( 印刷用品質 古いデータ利用 省メモリ等 ) 現在の一般的なデジタルカメラの解像度は 1,000 万画素程度です これはパソコンや TV での鑑賞には十分な解像度ですが 印刷用途ではとたんに高解像度が必要となり 大きく引き伸ばすのには かなり無理があります このような場合でも 写真の高 ( 超 ) 解像化により 印刷品質に耐えうる解像度を得ることができます また 古いデジカメの低画素データを高解像度に変換することさえも可能です L 版ハガキ 2L 版六切 A4 四切 W A3 半切 ポスター (A1 版 ) ポスター (B0 版 ) サイズ 89x 102x 127x 203x 210x 254x 297x 356x 594x 1030x (mm) 127 152 178 254 297 365 420 432 841 1456 画素数 150 万 200 万 300 万 700 万 850 万 1200 万 1700 万 2000 万 7000 万 2 億 面積比 0.5 倍 0.7 倍 1 倍 2.3 倍 2.8 倍 4 倍 5.6 倍 6.6 倍 23 倍 66 倍 略称 QVGA VGA XGA UXGA QXGA テレビ通常高解像高解像用途携帯 PC PC PC1 PC2 上 : 各印刷媒体の大きさ毎の必要解像度 印刷の点密度は標準的な 300dpi で計算 ( 面積比は 300 万画素を 1 倍として比率を計算 ) サイズ 320x 640x 1024x 1600x 2048x Pixel 240 480 768 1200 1536 画素数 7.6 万 30 万 78 万 200 万 300 万 面積比 0.02 倍 0.10 倍 0.25 倍 0.70 倍 1 倍 左 : パソコンや TV の場合の表示解像度 ( 画素数 ) ( 面積比は 300 万画素を 1 倍として比率を計算 )
ノイズ除去 JPEG 圧縮では 量子化に伴う 3 種類のノイズが発生します (1) 細部情報の喪失 :DCT 係数の高周波成分をカットすることによる細部の情報喪失 (2) ブロックノイズ : ブロック間 DCT 係数の量子化強度の違いによるタイル状ノイズ (3) モスキートノイズ : 図柄の変化が大きい境界をブロックが跨ぐときに発生するノイズ このうち (1) は圧縮の代償として避けることは出来ませんが (2) のブロックノイズと (3) のモスキートノイズは 限りなく小さくすることが可能です では 独自の適応処理 ( 特許出願済 ) を用いて 図柄の境界線情報を出来るだけ損なうことなく ブロックノイズとモスキートノイズを削減する技術を開発しました 元画像 (JPEG 圧縮ノイズ有り ) ノイズ除去画像
ノイズ除去サンプル 元画像を JPEG によりで 1/50 のサイズに圧縮後 ノイズ除去処理を行ったときのサンプル画像です 1/50 JPEG 圧縮画像 元画像 ノイズ除去画像
Super Vision の開発背景 超解像技術やノイズ除去技術は 地上波デジタル放送の開始やデジタルカメラの高画素化といった時代背景において 従来のコンテンツの再利用の観点からも 現在非常に注目されている重要な技術となっています 立命館大学マルチメディア集積システム研究室による最新の研究内容を製品化しました TV をはじめ ビデオや HDD 等の映像記録 再生装置 デジタルカメラ プリンターなど映像機器全般において必須となる根幹の技術が SuperVision です Takumi Vision のその他の製品 画像処理の専門的開発会社のでは 超解像 高解像 ノイズ除去 SuperVision 以外の製品も数多く取り揃えております 一例として 医療マンモグラフィー画像の診断支援ソフトや 画像鮮明 鮮鋭化の OwlEye 顔検出や顔認証システムなどがございます 各種産業 民生用画像機器や知能ロボット等で利用されています お問い合わせ先 画像明瞭化 OwlEye ( 霧消し 明暗の改善等 ) 滋賀県草津市野路 1-5-15-605 TEL: 077-567-2286 http://www.takumivision.co.jp/