低照度環境で撮影した画像のコントラスト低下やノイズ強度の問題を解決するため、四安定ランダム共鳴に基づく画像強調法を提案した。ランダム共鳴を引き起こすノイズと非線形の相互作用から出発し、非線形な四安定系を構築し、そのKramers脱出率を解析した。分散を画像のランダム共鳴の指標として採用し、システム出力画像の分散とノイズ強度の近似解析式を確立し、四安定ランダム共鳴の画像強調への応用を検討した。理論解析および数値シミュレーションの結果、四安定系出力画像の分散はノイズ強度の変化に伴い単峰特性を示し、画像ランダム共鳴現象が存在し、四安定系が生成する共鳴ピークはより高く共鳴効果がより強いことが示された。主観的評価および客観的評価指標を組み合わせて、ヒストグラム平坦化、単一スケールRetinex、MSRCRおよび二安定系と比較したところ、四安定ランダム共鳴で強調された画像の視覚効果が最も優れ、情報エントロピーは7.7、ノイズ分散は0.002未満であり、二安定ランダム共鳴と比較してそれぞれ5％および38％向上した。四安定系のより強いランダム共鳴効果はさらに画像品質を向上させ、低照度画像強調において優位性を持つ。

画像ランダム共鳴;四安定系;共鳴効果;低照度画像強調