USB カメラで簡単な画像処理

色々な製品の機能の一部として画像処理が利用されているですが、一般の方には、なじみのない事だと思います。
カメラのピントあわせや、綺麗な肌色を再現するために、写した画像から人の顔を見つけて、マークする処理などが
画像処理技術の応用例です。　医療画像を対象とした医療画像処理、検査装置等に利用される工業用画像処理、
その他様々さ分野で画像処理は利用されています。
医療で用いられているX線CT、MRIが、工業用の非破壊検査で使用されるなど、特定分野で発達してきた技術が、
別の分野に応用され、広がっていくケースも多々あります。

高度な画像処理は別の機会に譲るとして、ここでは初歩の画像処理の例を紹介したいと考えています。

実際の動画に処理を行いますので、各画像処理に関する雰囲気がつかめると思います。

画像は、画素と呼ばれる単位で構成されます。
画素（ ドット | pixel ）を、横方向と縦方向に並べていく事で、画像が作成されます。また、画素は個別の色情報を持っています。
画像は、縦横の大きさと、各画素の色情報で構成されています。

画像に限らずモニター等もそうですが、２次元の表示物の位置を指定するのに座標系が用いられます。通常は、
X方向、Y方向という２つの成分を用いて表現する、直交座標系が使用されます。ここで問題となるのは、原点の
位置とX軸、Y軸の正の向きの決め方です。多くの直交座標系では左下を原点とし、右方向をX軸の正の向き、
上方向をY軸の正の向きとしますが、一般的な画像の表記では、左上を原点とし、右方向をX軸の正の向きに、
下方向をY軸の正の向きとしますので、時として混乱を引き起こすことがあります。
BMPファイルでは、左下を原点とする画像が標準で、左上を原点とする画像を記録する時は、縦方向の長さに
マイナスを付けて表現します。
（ヘッダー情報＋原点（ｙ=０）から横１列分のデータ＋y=1の列の横１列分のデータ＋........+最後の行のデータ）
ヘッダー情報に、縦横の大きさやY軸の方向、一画素あたりの色を表現するビット数などが格納されています。

元の画像データに何某かの処理を行い、結果を得る事が画像処理です。
結果は、画像であるかも知れませんし、特徴量を現す数値や文字（列）かも知れません。画像に対する操作に
よって結果は異なります。また、複数の操作を連続して行う場合も多々あります。

ここでの処理は、元の画像データに処理を施して、結果の画像を得るタイプの処理です。
処理の形態には、以下の３通りが含まれます。

１、対象画素に、処理を行い結果の画素を得る。
　　　例、ネガポジ変換　明るさの反転（処理結果 ＝ 255 - 元の画素の明るさ）処理

２、対象画素の近傍の画素の情報を参照して、 処理を行い結果の画素の値を決定する。
　　　例、中間値フィルタ（メディアン・フィルタ）  対象画素と近接する周辺の８画素を輝度順に並び
　　　　　換え、その真ん中になった値を出力する処理

３、画像全体の画素を参照して、処理を行い結果の画素の値を決定する。
　　　例、このアプリケーションの内部で使用している処理ですが、全ての明るさを調べその最大値と
　　　　　最小値を見つけ出し、画像の輝度を、表示用の輝度範囲 （0～255） に割り当てる処理

細かい説明もなく、あまりにも初歩的な内容ですが、自分の目で確認する事は理解に役立つと思います。
これを機会に、画像処理に興味関心を持って頂ければ幸いです。