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かにの泡ぶく


2018-09-11 かにの泡ぶく破壊!

_ まったくもう。

スパムコメント対策のためにあれこれといじってたら、tDiaryの環境がぶっ壊れてしまったようで、うまく動作しなくなってしまいました。

あれこれ修復を試みたのですがどうもうまく行かず、面倒くさいのでこれを機にVer 2.0 → 3.0 と、バージョンupしてみました。

なんとか読めるようになりましたが、プラグインとか検索窓とか、元に戻すのに時間がかかりそう。

しばらくはこんなんで、仮運用とします。

_ Google検索ボタン付けてみた。

raw data全文検索ではないので、どの程度ちゃんとひっかかってくれるのか不明なんですが、ないよりはマシだろうということで、Google検索ボタンを付けてみました。

というか、ほとんど自分用なんですけど ^^) 昔やってたことを掘り起こすための。

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2017-12-31 新しい第一歩に向けて。

大晦日の今宵、目を瞑り、振り返ってみるに、一言で言うならば、「平和な一年」だった。

年明け早々、娘が成人式を迎える。

すなわち、私が勤め人を辞め、野に下り独立してから丸20年間が経ったということだ。私の独立の歴史と、娘の年齢は合致している。

となれば私にとっても今年はひとつの節目であったわけだが、その節目を「平和な一年」で終えることが出来るということは、何事にも代えがたい安堵感がある。

さて・・・と。もうすぐ新しい年が始まる。来年は、今までの生き方とは全く異なる、新しいことに取り組もうと思っている。この混沌とした俗世で楽しく苦しくおもしろおかしくそして哀しく生き続けるためには、常に、新しいことに挑戦し続けなければならないのだ。

そのために今年一年、準備にまるまる費やしてきた。さて、どうなることやら。

人生、どっちに転んでも死んでしまえばみな同じ。だとすれば、せめて現世、やってみたいと思ったことには全力で、ぶつかっていきたい。

命ある今宵に、乾杯!

平成二十九年十二月三十一日
午後十時四十分
自室にて

青木 康雄


2016-12-31 平凡な日々を積み重ねて生きたい。

今年もなんとか無事に終えることができそうだ。

ちょうど20年前、1996年の大晦日付けで私は勤め人を辞め、野に下り独立した。

今でもはっきりと覚えている。家内のお腹の中には娘が居た(当時はまだ性別不明だったが)。
己の思いで食って行けないようなら、近所のコンビニでバイトしてだって、食いつないでやる!

そんな思いでやってきたまさにその日暮らしも、積もりに積もってなんだかんだで20年間。

不思議というか、面白いもんだね人生って。

どっちに転んだって人間、いつかは死ぬ。その、死ぬ間際、「生きてて楽しかったぜ」って、思えるような、生き方をしたいと、常々思ってる。

喜怒哀楽。その全ては生きて居る証だ。
辛いことも楽しもう。明けない夜は無い。

そんな気持ちで毎日を、生きていきたい。
今日も、明日も、明後日も。

命ある今宵に、乾杯!

平成二十八年十二月三十一日
午後十時十二分
自室にて

青木 康雄


2016-05-07 デジタルカメラの画像処理。

_ 思えば遠くに来たもんだ。

2002年から10年間ほど、私はデジタルカメラの設計開発並びに画質調整の支援業務をしておりました。

デジカメ本体の設計開発から始まり、メーカー製コンパクトデジタルカメラの画質調整や、携帯電話向けデジタルカメラのLSI(DSP)の画像処理アルゴリズムの設計支援、並びにそれを用いての画質調整等々です。

それらは国内国外の多くの製品に実装され、市場に出回っております。

しかしこの頃、デジカメの仕事から随分遠ざかってしまったなぁ・・・なぞと思いを巡らす今宵、最近、ついつい放置しがちになってしまうここ「かにの泡ぶく」に、少しこれら「デジタルカメラの画像処理」について、書いてみようかな・・・なんて、思い立ちました。

気が向いた時に、少しずつ書いていきます。今回は「ホワイトバランス」について、簡単に書いてみました。私が開発して、実際の業務にも使用した「ホワイトバランスシミュレーター」のお遊び版も、以下に公開しました!
Windows上で遊べます。お気軽にダウンロードくださいね。

_ 大雑把な流れ。

携帯電話に内蔵されているデジタルカメラを想定して説明してみましょう。

携帯電話に内蔵されているデジタルカメラの場合、光学系とイメージセンサ、ADコンバータ、場合によっては各種のセンサRAWレベルでの画像処理DSPが一体化した「カメラモジュール」という形で物理的に実装されている場合が多いです。

このカメラモジュールからは、所謂「RAW画像ファイル」という、ベイヤー配列(RGGB)のままのデジタルデータが出力されてきます。

この、「RAW画像ファイル」を処理し、最終画像を生成するまでの主なプロセスを超絶大雑把に書くとこんな感じになります。

細かいことを言うと、OB減算、ノイズ除去(RAW段、RGB段、YUV段)、周辺減光補正、色相彩度の最適化、周波数補正(シャープネス)・・・等々、他にも重要な処理が沢山あるのですがまずはそのへんはざっくり割愛。「画像」として見ることのできる状態にするための最低限度の処理だけ書いてみました。

最近のデジカメはRAW画像を保存することが出来るものが多いです。これら「最低限度の処理」を実現することで、あなたオリジナルの「デジカメ」(というか現像ソフトか)を作ることが出来るのです ^^)

パナソニックさんのデジタルカメラの内部信号処理でも、わかりやすく解説されております。



引用:パナソニックさんのデジタルカメラの内部信号処理より。

このブロックダイヤグラム、ホワイトバランスの前に「明るさの調整」ってのがあるのが面白いですね。デジタルゲインのことかな?

_ デジタルカメラのホワイトバランス。

まずはこれから行きましょうか。

RAW画像は、現在主流の原色センサの場合、R,Gr,Gb,Bという4つの色で構成されます。同じGなのに区別されているのは、画像データがこんな風に並んでいるからです。

GRGRGRGRGRGRGR・・・
BGBGBGBGBGBGBG・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・

ここでも、パナソニックさんの原色系フィルターと補色系フィルターが詳しいです ^^)

これ、RGBそれぞれが、画像1ピクセルです。撮影して得られる最終画像は1ピクセルにRGBがあってカラーになっているわけですが、デジカメのRAW画像は、1ピクセルに1色しかありません。周辺の画像を使って計算して1色から3色を得ているのです。これを「色補間処理」とか単に「補間処理」と言ったりします。

で、Grとは、Rの隣にあるG,Gbとは、Bの隣にあるGを指しています。

色補間処理により生成されたRGB画像に対してホワイトバランス処理が行われます。色補間処理は説明が高度になるので、また後日ゆっくり書きたいと思いますので、今日のところは「RAW画像を色補間してRGB画像になった」ということでよろしくです ^^)

で、この、RGB画像なのですが、RGBと言っても恐ろしく色の偏った画像なんです。イメージセンサ自体は色を感知する能力はありませんので、RGBの信号を得るために、イメージセンサ上の画素(ピクセル)毎に、赤、緑、青のカラーフィルターを貼り付けます。赤が貼りついている画素は、赤の信号が得られるというわけですね。で、この、フィルタの色毎の透過率の差や、イメージセンサの分光感度特性等の影響で、RGBそれぞれに感度差が生じます。また、撮影時の照明条件(照明の色温度やスペクトル)によっても色が偏ります。オレンジ色っぽい光を放つ裸電球の下で白い紙を見ると、オレンジっぽく見えますよね? これを白くするのが、「ホワイトバランス」の役割です。

_ ホワイトバランスの動き。

画像データに対する処理自体は、極めて単純です。R.G.Bそれぞれの画素値にある係数を乗算して、白が白になるようにするだけです。

例えば、ある条件で撮影した画像の中にある白(グレイでも良いんですが)画素値が、RGBの順番で 120、150、75 だったとしましょう。白であれば、R=G=B となりますので、一番明るいGを基準にして、RとBの値をGと同じにするための乗数を求めます。

R/G=0.8
B/G=0.5

ですので、Rには1.25、Bには2.0を乗算することで、R=G=B=150 となり、白になります。 簡単ですね ^^)

このR/G、B/Gを「感度比」と呼ぶことにしましょう。

_ 感度比をどうやって求めるか?

私がやっていた手法は原始的かつ直感的で、実際に白基準板を撮影して、RAW画像を得てそれを自作のシミュレーターにかけて調べるという方法を取っておりました。

上でも書きましたが、白い紙でもオレンジ色っぽい光を放つ裸電球の下で白い紙を見ると、赤が強く撮影されます。また、真っ白い光を放つ蛍光灯下で撮影すると、裸電球の下で撮影した画像よりも赤が低下し、青が強くなります。

これは、照明光の「色温度」というものが影響しているためです。

またまたパナソニックさんのお力を借りて ^^) 色温度とホワイトバランス調整が参考になります。

よって、実際の画質調整では、太陽光下の屋外や、色温度を可変できる照明装置を使って、いくつかの色温度で白基準板を撮影します。

具体的な数値で言うと、オレンジ色の裸電球だと2700Kぐらい、白色蛍光灯で4200Kぐらい、太陽光で5500Kぐらい、昼光色蛍光灯で6500Kぐらい、晴天下の日陰で8000Kぐらいと、かなりの幅があります。

これらそれぞれの色温度で感度比を取って、ホワイトバランス処理に使います。

さてここで問題です。では、デジカメ側では、今、見ている光が、どの程度の色温度であるのかどうやって知るのでしょうか?

実はここが最大の問題です。

_ 固定ホワイトバランス。

デジカメで撮影しようとしている光源の色温度を、撮影者に教えてもらう(設定してもらう)のが、この固定ホワイトバランスです。

デジカメのホワイトバランスのメニューを見ると、「AUTO」以外に、太陽マーク、曇りマーク、裸電球とか、蛍光灯のマークがあると思います。この「AUTO」以外が、固定ホワイトバランスです。

太陽マークに合わせて撮影すれば、デジカメは「光源の色温度は5500Kぐらいだ」と、わかりますので、5500Kの感度比でホワイトバランス処理を行います(実際には、5500Kを中心とした狭い範囲のオートホワイトバランス動作になる仕様であることが多い)。

これはデジカメ側にとっては非常に安心できるのですが、撮影者側からするといちいち面倒くさいですね。それに、照明光に関する基礎的な知識が必要となります。

_ オートホワイトバランス。

そこで、ほとんどのデジカメには「オートホワイトバランス」という仕組みがあって、ほとんどの場合、撮影者は光源の色温度なぞ気にせずにこのオートホワイトバランスモードで撮影します。

では、どうやってデジカメは、見ている画像情報だけで照明光の色温度を特定しているのでしょうか?

実はここ、すごく高度な処理が行われているのです。まるで推理小説の結末を予測するかのようなアルゴリズム ^^)

白い紙を裸電球の光で見ているからオレンジ色になっているのか、オレンジ色の紙を太陽光下で見ているからオレンジ色になっているのかを、見定めないといけないわけです。当然ですが、前者であれば白にしなければなりませんし、後者であれば白にしてはいけないわけです。

デジカメメーカーのノウハウがモノを言う部分でもあります。世間に出回るデジカメのホワイトバランス処理は、まさに百人百様です。

私もこの、オートホワイトバランスのアルゴリズム設計は随分手がけました。実際に開発中のデジカメ(ブレッドボード評価環境)をお借りして、暗室に籠っていろんな色温度でRAW画像を採取します。あとは、かにこむオリジナル開発の「ホワイトバランスシミュレータ」で、アルゴリズム検証を行います。

_ ホワイトバランスシミュレータ。

私が開発した「ホワイトバランスシミュレータ」を紹介したいと思います。Windowsの32bitアプリです。あんまりOSに依存する処理は使ってませんので、7〜10で問題なく動作すると思います。

こちらからダウンロードしてください。AWB_Sim020.zip(1,446,692 バイト)

zipを解凍して出来たファイル一式(フォルダでまとまってるハズです)を、PC内のどこか適用なところに置いていただければOKです。AWB_Sim.exe があるのと同じ階層に作業ファイルを作りますが、レジストリはいじりません。お使いのOS(PC)に余計なことはしませんので、ぜひお気軽に遊んでみてください。遊び終わったら、フォルダ毎捨ててもらえればOKです。

インターネットで公開するにあたり、いくつか仕様変更してあります。

実際には、開発中のデジカメに合わせてRAW画像ファイルをそのまま読むのですが、今回はJPEGファイルを読み込むようにしました。よって、OB減算機能は削除してあります。

また、アルゴリズム評価用に、アルゴリズムを搭載した外部モジュールを呼び出して色温度を得るという最も重要な機能については、削除してあります。(外部モジュールには、画像情報だけでなく、撮影条件(撮影時間、EV値等々)も引き渡せるようになっております。)

今は、画像のG値のみを見てホワイトバランス対象となるセルを取捨選択するという極めて簡便な仕様となっておりますが、実際の調整では、撮影条件(EV値等)を勘案しながら黒体輻射から類推される感度比曲線より、白を含むセルを類推して取捨選択する等のアルゴリズムを設計し、それを外部モジュールに実装、試行錯誤で評価します。

とは言え、分割されたセルの感度比を見たり、手動で感度比を設定してホワイトバランスの動作を見てみたりと言ったことは出来ますので、ホワイトバランスがどういうものなのか、遊んでみる分には結構楽しめると思います。

サンプルで入れてあるJPEGファイルは、RAW画像ファイルをOB減算、RGB補間したものをイメージした画像です。これでいろいろ遊んでみてください。

_ お仕事絶賛募集中〜 (^^)/

「かにこむ」では、デジタルカメラの画像処理設計や画質調整支援をはじめ、その他各種アプリケーション・システム開発のお仕事をお待ちしております。

私でなにかお手伝いできるようなことがありましたら是非! 電子メールなら master@kani.com (@(全角) を、@(半角) に置き換えてくださいね) まで、または こちらのフォーム から、お気軽にお問い合わせください。

詳細はこちら(かにこむで出来ること)をご覧ください。

よろしくお願いします!


2016-04-29 久しぶりに更新。

_ 大変ご無沙汰しております。

「かにの泡ぶく」を更新するのは実に久しぶり。最後の更新が毎年大晦日恒例「その年の痕跡」でしたから、実に4ヶ月ぶりです。

世間は今日から大型連休入り。私は自室であれこれと雑務処理です。

_ お仕事募集〜 (^^)/

思うところあり、昨年度(すなわち先月末)まで、本業では無い「ある」活動(アヤシイものではありません)に集中していたため、本業では新規案件の受注や新規営業活動を控えておりました。

新規案件の打診も何件かいただいたのですが、上記のような理由により誠に恐縮ではありましたが、お断り申し上げておりました。

今期より本業のソフトウェア/システム開発業務を本格的に再開することとしましたので、絶賛お仕事募集中〜です。

詳細はこちら(かにこむで出来ること)をご覧ください。

私でなにかお手伝いできるようなことがありましたら是非! 電子メールなら master[あっとまーく]kani.com ([あっとまーく]を、@ に置き換えてくださいね) まで、または こちらのフォーム から、お気軽にお問い合わせください。

_ 近況。

いや〜、いろいろありました。

娘が今春よりいよいよ大学生になりました。頑張って、なんとか希望する国立大学の門をくぐることができました。

娘に負けずに私も頑張って、まだまだ稼がねば ^^)

_ 鎖骨骨折。

いや〜、もう2ヶ月も前の話になりますが、ウチの近所での飲み会の帰り、マンションのエントランスホールで転んでそのまま気を失ったよう。

気が付いたら病院で点滴受けてました。

そんなに深酔いするほど飲んでないつもりなのですが、毎年恒例の、春先におかしくなるアレ(私は花粉症の一種だと思っているのですが)が起きて、どうも悪酔いしたようです。

救急車で救急搬送されたそうなのですが記憶がないので家内の話です。

産まれて初めて救急車に乗ったことになるのですが、記憶がないのが残念です。

なんだったんでしょうか。詳細はfacebookに投稿してますので、ご興味あれば(って、そんなヒマな人居ないか ^^))こちらをご覧ください

_ 快晴だけど風強し。

実に晴れ渡った青空なのですが、風が非常に強いです。

さてと・・・今日は昭和の日。昭和天皇のお生まれになられた日です。

これからの午後のひととき、仕事の手を少し休め、いつか読みたいと置いてある本を紐解いて、夕方まで過ごすといたしましょう。


もっと読みたい奇特なかたは、↓の読みたい月をクリックしてね。
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    STAP細胞特集。
    • 1. すっかり春になりました。(13時15分記)
    • 2. ■STAP細胞論文捏造疑惑に対する私見
    • 3. ■そもそもSTAP細胞問題の混沌としたところ
    • 4. ■STAP現象の有無
    • 5. ■結論を急ぐように見えて実は何もしてない? 理研
    • 6. ■小保方博士の言い分
    • 7. ■私が思う謎
    • 8. ■まとめ
  • 03月11日
    あれから三年・・・
    • 1. 14時46分。
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