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デジタル画像ノイズ制御処理技術

デジタルカメラ撮影画像をプリントするまでには、撮影からプリント時を通じて様々な処理が行われます。このとき、カメラの撮像素子の特性や信号増幅処理・A/D変換・色変換・シャープネス補正などの処理特性によって、画像上にノイズやトーンジャンプ(輝度値のジャンプ)が発生します。ノイズの低周波成分はざらつき感として、トーンジャンプはグラデーション部分の不連続感としてプリント画像に現われ画質劣化となります。

図1:ノイズ低減画像とパワースペクトルの変化

図2:トーンジャンプ低減画像と輝度値変動

そこで富士ゼロックスでは、ざらつきとして目立つ低周波領域のノイズを平滑化により低減させる一方で、グラデーションの不連続感を与えるトーンジャンプを制御・予防する効果のある高周波領域のノイズを重畳する、デジタル画像ノイズ制御処理技術を開発しました。図1はノイズ制御処理ありなしの画像と、画像中の正方形領域内の輝度成分をフーリエ変換し、空間周波数に対するパワースペクトル(ノイズ強度に相当)を測定しプロットしたものです。図1中のグラフのプロット(緑線)において、低周波領域のノイズは低減し高周波領域のノイズが増強され、ノイズ制御処理あり画像は画像上のざらつきが減少していることがわかります。図2は、グラデーション部のノイズ制御処理ありなしの画像と、画像中に示した斜め線に沿って画像輝度成分を測定しプロットしたものです。図2中のグラフのノイズ制御処理あり(緑線)はトーンジャンプを示す輝度値のジャンプが緩和され、ノイズ制御処理あり画像は、なめらかなグラデーションに改善されています。