劣化画像の復元・ノイズ除去による高画質化
技術者・研究者向けの書籍紹介
発刊日 2008年3月
体 裁 B5判、180頁
書籍の内容
第１章 劣化画像復元・ノイズ低減の基礎
１．画像の数学的表記
1.1 スカラー形式
1.2 線形システム
1.3 ベクトル形式
1.4 線形システムの行列ベクトル形式
２．最小二乗推定
2.1 集合平均
2.2 定常性
2.3 自己相関関数
2.4 パワースペクトル
2.5 白色雑音
2.6 線形システムとパワースペクトル
2.7 最小二乗推定
３．劣化過程のモデル
3.1 空間的な劣化のモデル
3.2 ノイズのモデル
3.3 劣化画像パワースペクトル
４．画像の変換
4.1 ユニタリー変換
4.2 フーリエ変換
4.3 コサイン変換
4.4 K-L 変換
4.5 ウェーブレット変換
５．劣化画像復元
5.1 空間的劣化画像復元
5.2 画像のノイズ低減
６．劣化画像復元におけるパラメータ
5.1 PSNR
5.2 BSNR
5.3 ISNR
第２章 確率理論に基づく劣化画像復元技法
１．画像の確率モデル
２．画像劣化システム
2.1 劣化システムのモデル
2.2 運動劣化
2.3 焦点ずれ劣化
３．従来の劣化画像復元法
3.1 ウィナーフィルタ
3.2 ベイズ復元
3.3 正則化復元
４．劣化画像のパラメータ推定
4.1 最尤推定
５．エッジを考慮した画像復元法
６．JPEG 画像の鮮明化
第３章 自然画像のノイズ除去手法
１．自然画像に加わるノイズ
２．平均値フィルタによるノイズ除去
2.1 平均値フィルタ
2.2 εフィルタ
３．メジアンフィルタによるノイズ除去
3.1 メジアンフィルタ
3.2 メジアンフィルタの性質
４．メジアンフィルタの拡張
4.1 荷重メジアンフィルタ
4.2 DW-MTMフィルタ
５．ニューラルネットワークを用いたノイズ除去フィルタ
5.1 対向伝播ネットワークを用いた荷重メジアンフィルタ
5.2 ニューラルネットワークを用いた混合ノイズ除去フィルタ
第４章 Waveletをベースにしたノイズの除去技法
１．フーリエ解析の問題点
1.1 ノイズの周波数特性と非定常性
1.2 窓付き(短時間)フーリエ変換
２．ウェーブレット変換
2.1 連続ウェーブレット変換
2.2 離散ウェーブレット変換
2.3 多重解像度解析
2.4 画像に対するウェーブレット変換
３．ウェーブレット閾値法を用いたノイズの低減
3.1 閾値の決定
3.2 ハード閾値法とソフト閾値法
４．ウェーブレット最大係数法を用いたノイズの低減
4.1 ウェーブレット最大係数法
4.2 Lipshitz 係数を用いた信号とノイズの分離
4.3 画像への拡張
第５章 圧縮伸長による画像の劣化と復元
１．画像の圧縮技術
1.1 画像符号化の国際標準
1.2 静止画像符号化の国際標準
1.3 動画像符号化の国際標準
２．JPEG技術
2.1 JPEG
2.2 JPEG-LS
2.3 JPEG2000
３．Compatible圧縮法
3.1 JPEGによる劣化
3.2 劣化の目立たない簡易圧縮法
3.2.1 画像分解
3.2.2 最適推定
3.2.3 画像合成
第６章 画像伝送システムの雑音発生とその影響
１．ディジタル画像伝送システムの構成
1.1 画像撮像・伝送システムの基本構成
1.2 画像撮像・伝送システムにおける雑音発生の要因
1.3 雑音などによる画像品質への影響
２．雑音の基礎事項
2.1 本質的ランダム雑音と妨害干渉信号
2.2 伝送システムにおける本質的雑音
３．画像撮像系のランダム雑音
3.1 熱雑音およびショット雑音
3.2 光-電気信号変換時の不確定性雑音
3.3 ランダム雑音と一様乱数の相違
3.4 画像撮像系の雑音を含む信号の実測例
４．画像圧縮を含むディジタル化に伴う雑音発生
4.1 標本化雑音と量子化誤差
4.2 画像圧縮に伴うS/N低下
５．ディジタル信号伝送における雑音の発生と影響
5.1 伝送システムにおける雑音の影響
5.2 雑音と符号誤り
5.3 雑音を含む情報からの信号検出
5.4 画像圧縮を含むディジタル化に伴う雑音発生
5.5 ディジタル信号伝送における雑音の発生とその影響
第７章 デジタルカメラ画像の高画質化
１．ノイズ
1.1 信号処理におけるＮＲと画像処理に対するＮＲ
1.2 デジタルカメラにおけるＮＲの重要性
1.3 ノイズモデル
1.4 周波数分解
２．光学歪み
３．ボケの回復
４．階調再現
第８章 医用画像の高画質化
１．医用画像情報
２．画像の高画質化処理
３．超音波画像の高画質化処理
3.1 超音波画像のノイズ特性
3.2 フィルタの導入
3.3 三次元超音波画像の高画質化
４．内視鏡画像の劣化復元
4.1 内視鏡のキャリブレーション
4.2 内視鏡画像の歪み補正
第９章 衛星画像の高画質化
１．画像撮像系における雑音と画像品質向上方策
1.1 実際の衛星搭載システムにおけるS/N
1.2 撮像デバイスによるS/N向上方策
1.3 時間遅延積分撮像によるS/N向上方式
２．画像データ圧縮の発展による画像品質向上
2.1 画像データ圧縮技術の発展
2.2 JPEG-2000およびJPEG-LS圧縮方式
2.3 画像圧縮方式の特性比較
2.4 動画像圧縮方式と3次元画像解析への応用
３．符号誤り訂正方式の発展・先端技術
3.1 符号誤り訂正の発展
3.2 ターボ符号の発展
3.3 LDPC符号の発展
3.4 誤り訂正符号による圧縮画像の顕著な誤り影響改善実例
４．将来型画像撮像･伝送システムの構築と今後の課題
