【画像処理マスターへの道】
WIL-Builderをもっと便利に
　～HDR・全焦点画像生成を気軽に試す～

画像処理に関連するさまざまな情報をお届けする連載です。
今回はWIL-Builderプラグインのご紹介です。皆様にもっと便利に使っていただけるべく、WIL-Builderで画像処理を試しているときに「こんな設定画面があれば良いのに」と思って作成したプラグイン機能のWEB掲載を進めています。今回は直近で追加した「HDRプラグイン」と「全焦点画像生成プラグイン」の2種類をご紹介します。

はじめに

画像処理をちょっと試してみたいときには、画像処理ライブラリWILに付属の開発支援ツールWIL-Builderが便利です。
試したワークフローをbffファイルとして保存しておいて持ち運ぶこともできるほか、ソースコードを出力することも可能です。

一方で、新機能が追加された際にはリファレンスを読み解くところからスタートしなければならない場合もあります。そのようなときに「直感的に見て分かる設定画面があれば良いのに・・・」と感じることも少なくありません。

本連載でも何度かライブラリ新機能のご紹介をしてきましたが、その際に作成していたWIL-BuilderプラグインのWeb掲載を進めています。今回は黒潰れと白飛びを抑制する「HDRプラグイン」と、全面にピントの合った画像を生成する「全焦点画像生成プラグイン」の2個をご紹介します。

お手元の画像で確認される際には、「ファースト製品サンプルプログラムダウンロード」の「WIL-Builder」セクションの「WIL-Builderプラグイン」中からダウンロードしてご利用ください。

HDRプラグイン

HDR機能は、露光量を変えて撮像した複数枚の画像を入力して、黒潰れと白飛びを抑制した画像を得る機能です。
当社ライブラリでは、階調を無限大に拡張した厳密な意味でのHDR画像を経由して可視化用のLDR画像を生成する手法と、画像ピラミッドの概念を利用して可視化用のLDR画像を直接生成する手法の2種類をご用意しています。

HDR合成機能の概要

特に前者（上図の上段）の手法では、あらかじめ複数枚の画像と各画像の露光量比を用いて、逆カメラ応答関数のキャリブレーションを行う必要があります。キャリブレーション結果によって生成されるHDR画像の品質や見え方が変化するため、その結果を確認したい場面も少なくありません。

このキャリブレーションの実行と結果の可視化を行えるようにしたのが、「HDRプラグイン」です。

左図：設定画面（下部の赤枠がキャリブレーション結果）
線形モード（右上図）は0～255の範囲を直線で結んだグラフになるが、
Robertson法（右下図）では値のある範囲だけ単調増加で値の無い範囲は横ばいのグラフとなる

また、HDR画像を可視化用のLDR画像に変換するトーンマッピングにも手法が2つあり、それぞれパラメータがあります。それらもモードを切り替えて見比べられます。

HDRプラグインのパラメータ

トーンマッピングの手法と各パラメータを変えたときのLDR画像の変化の様子

全焦点画像生成プラグイン

全焦点画像生成機能とは、ピント位置の異なる複数枚の画像を入力して、画像全体にピントの合った画像を生成する機能です。各画素が何番目の画像でピントが合っていると判定されたかの情報もインデックス画像として得られます。当社ライブラリでは、合焦度（ピントが合っているかの度合い）の計算に、LoGフィルタとDoAフィルタを選択できます。

手法が2種類あると、それぞれのパラメータを変えながら見比べて、それぞれの得意不得意やパラメータの効き方などを試してみたくなるものです。
それぞれのパラメータを保持したままモード切替できるようにしたのが全焦点画像生成プラグインです。

全焦点画像生成プラグインのパラメータ

合焦度の計算手法と各パラメータを変えたときの全焦点画像の変化の様子

また、特に高分解能なカラー画像では、RGBの波長の違いによって合焦位置が異なります。カラー画像を直接入力して一括で全焦点画像を生成することもできますが、RGBに分解してそれぞれで全焦点画像を生成してから統合した方が良い結果が得られるのではないかという疑問も浮かびます。

全焦点画像生成プラグインでは、この計算モードを切り替えられる機能も設けています。

カラー画像の処理方法を切り替えるパラメータ（左図の赤枠）とその説明（右図）

まとめ

今回は画像処理ライブラリWILに付属する開発支援ツールWIL-Builderでお使いいただけるプラグインから、「HDRプラグイン」と「全焦点画像生成プラグイン」をご紹介しました。
画像処理を検討するときにWIL-Builderは気軽で便利ではありますが、「こんな設定画面があれば良いのに」「この途中結果が見たいのに」と思うこともあります。例えば、HDRプラグインであればキャリブレーション結果を見たくなりますし、全焦点画像生成プラグインであれば手法を切り替えて見比べたくなります。

これらのもどかしさはプラグインで解消できますが、作るにはプログラムを書くことになります。ちょっと試してみたいだけのときなどには、幾分かの心理的な障壁の存在は否めません。
そこで、もっと気軽に、もっと便利にお使いいただけるようになるべく、我々自身が欲しくなって、試してみたくなって作ったプラグインのWeb掲載を進めています。

今回のご紹介はHDRプラグインと全焦点画像生成プラグインでしたが、今後の掲載拡充も進めようとしております。引き続きみなさまのお役に立てる機能を開発してまいりますので、今後ともご相談・ご要望をお気軽にご連絡いただけますと幸いです。