電子カメラの場合にはカメラセンサーと関連のエレクトロニクスによるノイズのために像質が劣化する。高感度写真フィルムの場合には、ハロゲン化銀のサイズによるノイズが出る場合がある。また現像のプロセスにおいて光学系やネガ上に付いたごみによるノイズがある。ビデオイメージの電送の場合には、太陽の黒点の活動による電磁波の影響で、人工衛星を経由して電送される画像にノイズが乗る。平均化フィルタはlow-passフィルタで像から高周波成分を除去する。しかし、像中の鋭いエッジも除いてしまうため、像をぼけさせる。3x3平均化フィルタは、着目しているピクセルと、隣接する8個のピクセルすべての強度値に1/9をかけたものを加えあわせて着目しているピクセルの強度値とする。即ち重み付き平均をとる。この操作によって得られた像は元の画像のメモリスペースに書き込まれる。しかし、計算は全ピクセルのオリジナルの値を必要とするので、少なくとも3ライン分のバッファを必要とする。
図18(a)はノイズが偶然に入り込んだ像で、図18(b)が表I(a)の3x3平均化フィルタを適用した後の像である。ゆっくり変化する輝度パターンは処理によって変化せず、短い周期で変化する構造はその大きさを減ずる。このため鋭い輝度変化をするノイズの除去に有効である。
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もう1つの線型空間フィルタに、Gaussianフィルタがある。このフィルタは、円対称でガウス関数にしたがって変化する重み付きのマスクを用いる。
h(x,y) = exp{-π(x2+y2)/a2}
aがGaussian フィルタの幅を決める。表IIの場合はa=3.32。 次の節で述べるエッジ検出も含め、平均化処理などのフィルタリングを学ぶには、baruth さんのImageNosソフトウェアが適している。このソフトでは、フィルタの数値を自由に設 計できるようになっているからである。また、フリーウェアのソフトの中では輝度波形観 察、重心測定、ラベリング等の数値解析ができると言う特徴があり、 ヒストグラムも求 められる。 ImageNosの使用例 山崎氏のNfilterは輪郭をそれほど損なわずにノイズ除去ができる。また、ノイズ除去の レベルを色によって変える機能を持っている。 Nfilterの使用例 |
