Case Study

ぼやけた被写体をもっとクリアに見せる「画像鮮明化技術LISr®︎」

今回はロジック・アンド・デザインのコアテクノロジーである「画像鮮明化技術LISr®」の技術についてご紹介します。

そもそも、画像鮮明化技術とは?

画像鮮明化技術とは、何らかの原因により「元の画像にデータとしては残っているものの、見えていないもの」を視える化する技術のことを指します。わかりやすく言えば、低コントラストのぼやけた画像を高コントラストのはっきりしとした画像に改善処理する技術と言っても良いでしょう。その技術開発は1980年代から始まり、金融機関や各種店舗での小型防犯カメラの導入が増え、犯罪発生時の犯人や車両の特定のためにより鮮明な画像を求めるニーズの高まりと共に発展していきました。
画像のコントラストを高くする手法としては、主にトーンマップ・レベル補正・ヒストグラム平坦化の3つがありますが、近年は画面を分割して各部分でヒストグラム平坦化を行う適応的AHE(AdaptiveHE)が主流となってきています。ただ、AHEはノイズも強調してしまうため、当社を含め各社がノイズ対策を内包した画像鮮明化技術の開発に重要課題として取り組んでいます。

ロジック・アンド・デザインの「画像鮮明化技術LISr®︎」とは?

ロジック・アンド・デザインの「画像鮮明化技術LISr®︎」は、ダイナミックレンジの向上を通して、画像鮮明化をもたらす技術です。ダイナミックレンジとは、カメラで識別できる明るさの範囲を指し、画像の黒つぶれや白飛びといった不鮮明な画像の多くが、ダイナミックレンジの狭さに起因しています。この狭くなった領域を特殊なアルゴリズムで拡げることで、カメラが記録した画像データの再現性をより高め、一様なコントラストを持つ鮮明な画像をもたらすのがLISr®の技術です。
特に悪天候で視界が悪くなった画像や、光量不足によってとても暗くなってしまった画像、逆光や光量変化の大きさが原因で黒つぶれした画像で、被写体をクリアに見せたい際に役立ちます。

ダイナミックレンジの向上には「画像鮮明化技術LISr®︎」

一般に8ビットで表現される映像は、画素の明度が0〜255の値となり、48dbのダイナミックレンジを持ちます。ただ、右の映像では暗部になると低い値しか持たず、濁った部分では中間値が多くを占めており、規格通りのダイナミックレンジを得ることができずに、不鮮明な画像が現れてしまっています。LISr®︎の鮮明化処理は、このダイナミックレンジの低い領域を適応的に改善することで、クリアな映像をもたらします。

鮮明化処理にあたっては、画像をスキャンして1画素単位でアルゴリズムが計算。注目画素の周囲の明度分布から近傍のダイナミックレンジを求め、最大になる明度を算出します。画素ごとに計算することで、極端に明るい部部分と暗い部分が混在していもバランスは崩れなくなり、明るい場所は明るいなりに、暗い場所は暗いなりに処理が行われ、鮮明かつ自然な画像がもたらされます。また、その際にシグナル要素とノイズ要素を判定することで、ノイズを抑えることに成功しています。

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Sample

YouTubeで様々な鮮明化活用シーンの
サンプルを閲覧できます!

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画をつくらない、加工しない
アルゴリズムを映像で体感

Lisr®とRe:Na®、双方の技術に共通するのは、すでに記録されている画像・映像データのみを処理するため、画をつくる・加工する技術とは、全くもって異なるということです。今ある情報のみを活用し、独自のアルゴリズムによって本来あるべき姿を再現した画像・映像は、裁判で証拠品としても提出可能なレベルとなっています。

この動画は「日経CNBC Market Ad-Venture〜未上場株式の民主化〜」にて放映されたものとなります。ぜひこの動画でロジック&デザイン独自の技術の有用性をご確認ください。

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