超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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。 Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅ法 部 分 拡 大 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。 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。 部 分 拡 大 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 部 分 拡 大 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Ｂ 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。 部 分 拡 大 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 0.3～0.5 １ ＱＶＧＡ比 （面積比） 動画規格 （代表例） H.263 H.261 MPEG-4 H.264 MPEG-1 CinePak(QT,AVI) DIvX ４（～６） MPEG-2 Windows Media MPEG-4 Motion JPEG DivX/XviD ２６（ＳＤの６倍） 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。 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 サイズ （mm） ２Ｌ版 六切 Ａ４ 四切Ｗ Ａ３ 半切 ポスター （Ａ１版） ポスター （Ｂ０版） 102x 152 127x 178 203x 254 210x 297 254x 365 297x 420 356x 432 594x 841 1030x 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 89x 127 ハガキ QVGA VGA XGA UXGA QXGA 用途 携帯 テレビ ・ＰＣ 通常 ＰＣ 高解像 ＰＣ① 高解像 ＰＣ② サイズ Pixel 320x 240 640x 480 1024x 768 1600x 1200 2048x 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 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） 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） 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 画像処理アルゴリズムと技術のご紹介 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 部分拡大 元画像 ノイズ除去画像 超解像・高解像・ノイズ除去 SuperVision 「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 滋賀県草津市野路１－５－１５－６０５ TEL: 077-567-2286 http://www.takumivision.co.jp/ 画像明瞭化ＯｗｌＥｙｅ （霧消し、明暗の改善等）
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