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