Image Processing Toolbox

画像の前処理と後処理

Image Processing Toolbox は、ノイズ、低ダイナミック レンジ、焦点のずれた光、入出力機器での色彩表現の違いなど、一般的なシステムでの問題を解決する前処理/後処理のための参照標準アルゴリズムを提供します。

画像の強調

Image Processing Toolbox の画像強調手法では、SN 比を高め、色彩や強度を変更することで画像の特徴を強調することができます。以下を行うことができます。

  • ヒストグラム平坦化の実行
  • 無相関ストレッチの実行
  • ダイナミックレンジの再配置
  • ガンマ値の調整
  • 線形フィルター、メディアン フィルター、適応フィルターの実行

Image Processing Toolbox には専用のフィルタリング ルーチンや汎用的な多次元フィルタリング関数が用意されています。多次元フィルタリング関数では、整数型の画像を処理できるほか、複数の境界パディング オプションが提供されており、たたみ込みや相関を実行することもできます。また、ユーザ定義の線形フィルターを設計および実装するために、事前定義されたフィルターや関数も提供されています。

例:コントラスト強調テクニック

コントラスト強調テクニック
適応ヒストグラム均等化を使用した、グレースケール画像とトゥルーカラー画像の強調。

画像のボケ修正

Image Processing Toolbox のボケ修正アルゴリズムには、ブラインド、Lucy-Richardson 法、Wiener 法、正則化フィルターによるデコンボリューションに加え、点像分布関数と光学伝達関数間の変換機能が含まれています。これらの関数により、焦点のずれた光、撮影時のカメラや対象物のブレ、大気条件、露光時間の短さなどによって生じたボケを修正できます。画像のボケ修正関数はすべて、多次元画像に対応しています。

例:正則化フィルターを用いたイメージのブレ除去

正則化フィルターを用いたイメージのブレ除去
制約付き最小二乗復元アルゴリズムを使用した、ブレおよびノイズの多い画像の復元。

デバイスに依存しないカラー マネージメント

Image Processing Toolbox のデバイス非依存カラー マネージメントでは、入出力機器の種類を問わず、色を正確に表現することが可能になります。この機能は、ある特定の機器の特性を解析する場合や、色精度を定量的に測定する場合、あるいは複数の異なる機器に対するアルゴリズムを開発する場合に有効です。ツールボックスの専用の関数では、sRGB、XYZ、xyY、L*a*b*、uvL、L*ch といった機器依存のない色空間へ画像を変換することが可能です。

例:L*a*b* 色空間を用いた色ベースの区分

L*a*b* 色空間を用いた色ベースの区分
画像を別の色空間で解析して、異なる色を識別。

柔軟性と制御を向上するために、このツールボックスでは ICC バージョン 4 をベースとしたカラー マネージメント システムを使用した、プロファイルベースの色空間変換がサポートされています。例えば、N 次元の ICC カラー プロファイルをインポートし、特定の入出力機器に対する既存の ICC カラー プロファイルを編集したり、表現に対する仕様や対象機器が準拠するすべてのプロファイルを見つめるために、新規にプロファイルを作成することが可能です。

画像の変換

FFT や DCT などの画像変換は、画像の強調、解析、復元、圧縮などの多くの画像処理において重要な役割を果たします。Image Processing Toolbox には、ラドン変換やファンビーム投影法などの、いくつかの画像変換手法が用意されています。平行ビームやファンビームの投影データ (断層撮影アプリケーションで一般的なデータ) から画像を復元できます。画像の変換は、MATLABWavelet Toolbox™ でも使用できます。

投影データからイメージの復元
平行 (ラドン) ビームとファン ビームの形状を使用した画像の再構成の比較。

画像の置換

画像処理アプリケーションでは多くの場合、データ クラス間および画像タイプ間の画像置換が必要となります。Image Processing Toolbox には、単精度および倍精度浮動小数点、符号付きもしくは符号なし 8 ビット、16 ビット、32-ビット整数を含む、データクラスの変換のためのさまざまなユーティリティが用意されています。また、バイナリ、グレースケール、インデックス付きカラー、およびトゥルーカラーなどの画像タイプの変更のためのアルゴリズムも用意されています。特にカラー画像では、さまざまな色空間 (YIQ、HSV、YCrCb など) が使用可能で、ベイヤー パターン符号化画像やハイ ダイナミック レンジ画像もサポートされています。

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