はじめての画像処理

画像は小さな正方形の集まりで構成されている。

この正方形一つ一つのことを画素と呼ぶ。ピクセルと呼ばれることもある。

この画素を単位として、画像の表示や編集処理などが行われている。

RGBとは

• 色をコンピュータなどの画面上で表示させるための方法の一つ。
• 「赤（Red）」「緑（Green）」「青（Blue）」の３つの色を混ぜ合わせることで、フルカラーと呼ばれる色彩の豊かな画像を表現している。
• 「赤」「緑」「青」は一般にそれぞれ0～255の整数値で表現され、その組み合わせ方によって、合計1677万7216色を画面上で表現することができる。

輝度値とは

• 輝度とは、画素の色の明るさを表現する数値のこと。
• 0～255の実数値、もしくは0～1の実数値で表現される。
• 例えば、RGBのフルカラー画像であれば「赤」「緑」「青」成分の3つの値を、それぞれ補正を加えつつ加算することで、輝度値を計算することができる。
• 輝度値が大きいほど白に近く、小さいほど黒に近い色に見える。

「ぼかし」処理の基本的なアルゴリズムは次の手順で説明される。

1. 画像を構成する画素の中から、注目する画素を選ぶ。
2. 注目している画素とその周囲の画素で、画素の値の平均値を計算する。
3. 注目画素の値を、手順 2 で求めた平均値に置き換える。
4. 手順 1 に戻り、画像を構成する全ての画素に対して、同様の処理を実行する。

この平均値を計算する際の方法は複数あり、単純なものから複雑な計算を挟むものまで、様々なアルゴリズムに分類される。

注目画素と周辺の画素とで単純に平均値を計算する方法。

計算方法は単純だが、やや不自然なぼかし方に見えることもある。

例では簡単な数字にするため白黒画像を使用しているが、フルカラー画像でも同じ手順でぼかすことができる。

例）輝度値によって色の濃さを表現している白黒画像で、3×3画素ごとに平均値を求めていく手順

平均値を計算する際、「ガウス関数」と呼ばれる数式を利用して、各画素に重み付けをした（係数をかけた）上で計算する方法。

注目画素の周辺にある画素に対して、注目画素に近いほど重み（係数）を大きくし、遠くなるほど重み（係数）を小さくなるように設定する。

これによって、「平滑化」よりも自然なぼかし方に見せることができる。

例）3×3画素ごとに重みづけをして、平均を求めていく手順