DE112010005721B4

DE112010005721B4 - Bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010005721B4
Application number: DE112010005721.4T
Authority: DE
Inventors: Takeo Fujita; Narihiro Matoba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: JP5295431B2; DE112010005721T5; CN102959582A; JPWO2012004830A1; US8913842B2; WO2012004830A1; US20130051664A1; CN102959582B

Abstract

Bildverarbeitungsvorrichtung mit:einer Binärisierungseinheit (10) zum Binärisieren von Luminanzwerten eines in die Bildverarbeitungsvorrichtung eingegebenen Bildsignals (1) durch Verwendung eines Luminanzsignal-Mittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle;einer Musterabgleicheinheit (10) zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt;einer Vielzahl von Filtern (21-24), die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; undeiner Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, des eingegebenen Bildsignals (1), wobeidas eingegebene Bildsignal (1) zwei Typen von Signalen mit einem Luminanzsignal (1a) und einem Farbdifferenzsignal (1b) hat,die Vielzahl von Filtern (21-24) eine Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) und eine Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) enthält,die Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Luminanzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Luminanzsignals ausführt,die Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Farbdifferenzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Farbdifferenzsignals ausführt, unddie Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) einen ersten Selektor (30a) und einen zweiten Selektor (30b) umfasst, welche jeweils ausgebildet sind, um eine Auswahl auf einer Basis derselben durch die Musterabstimmungseinheit (10) ausgegebenen Information auszuführen, wobei der erste Selektor (30a) entweder eine aus Ausgaben der Luminanzsignalfilter (21a-24a) oder das Luminanzsignal (1a) auswählt, und der zweite Selektor (30b) entweder eine aus Ausgaben der Farbdifferenzsignalfilter (21b-24b) oder das Farbdifferenzsignal (1b) auswählt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die Treppeneffekte auf einer Kante reduziert, die bei einer Bildverarbeitung auftreten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmlicherweise ist als ein Glättungsverfahren zum Glätten einer Kante von beispielsweise einem für einen Farblaserdrucker vorgesehenen Zeichen ein Verfahren zum Binärisieren oder Ternärisieren von Bilddaten bereitgestellt worden, das bestimmt, ob die binärisierten oder ternärisierten Bilddaten mit einem Muster in einer vorbestimmten Mustertabelle übereinstimmen bzw. zusammenpassen, und das ein Hinweispixel durch ein vorbestimmtes Bildsignal ersetzt, wenn bestimmt wird, dass die binärisierten oder ternärisierten Bilddaten mit einem Muster in der vorbestimmten Mustertabelle übereinstimmen bzw. zusammenpassen (siehe beispielsweise Patentreferenz 1). Ferner beschreibt diese Patentreferenz 1 ein Verfahren zum Ausführen einer Kantenbestimmung auf einem Eingabebild, Bestimmen, ob ein Hinweispixel platziert ist entweder auf einem Umfangsrandteilstück oder einem von dem Umfangsrandteilstück unterschiedlichen geradlinigen Bildteilstück, und zum Umschalten, ob oder ob nicht ein Abgleichprozess auszuführen ist, gemäß dem Ergebnis der Bestimmung, wodurch ein Ausgabebild mit hoher Auflösung bereitgestellt wird.
Dokument der verwandten Technik
Patentreferenz
Patentreferenz 1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-157041 .
Weil jedoch die in der oben erwähnten Patentreferenz 1 beschriebene Technik nur auf eine Kante von Zeichendaten zielt, die einem Glättungsprozess unterworfen wird, und ein Pixelwert, durch den der Wert eines Hinweispixels ersetzt wird, gemäß dem Muster, das mit den Bilddaten übereinstimmt, als ein fester Wert bestimmt wird, kann die Technik nicht auf ein Naturbild bzw. Beschaffenheitsbild angewendet werden, das aus einem Halbtonbildsignal bzw. Rasterbildsignal besteht.
Dokument US 2005/0140664 A1 beschreibt eine Binärisiereinheit, welche ein von einem A/D Converter eingegebenes Videosignal und ein von einem Zeilenspeicher ausgegebenes Videosignal binärisiert, unter Verwendung eines von einem Detektionsfenster-Videosignal-Prozessor bereitgestellten mittleren Luminanzwerts als einen Schwellenwert, und ein binäres Muster ausgibt. Eine Referenzmuster-Erzeugungseinheit erzeugt eine Vielzahl von Referenzmustern. Ein Winkeldetektor vergleicht das Binäremuster mit jedem der Vielzahl von Referenzmustern und gibt den Winkel eines abgestimmten Referenzmusters als eine Winkelinformation aus. Eine Bogenform-Detektionseinheit gibt die Kanten-Winkel-Information eines Bilds basierend auf einer Kombination der Winkelinformation eine Interpolationscanzeilen, umfassend ein Objekt-Interpolations-Pixel, und der Winkelinformation von Interpolationscanzeilen oberhalb und unterhalb der Interpolationscanzeile aus.
Dokument US 2005/0157940 A1 beschreibt ein Kantenerzeugungsverfahren, eine Kantenerzeugungsvorrichtung, ein ein Kantenerzeugungsprogramm speicherndes Medium und ein Bildverarbeitungsverfahren. Eine Richtung einer vorgesehenen Kante wird bestimmt und eine Position der vorgesehenen Kante wird zu einer Position korrigiert, welche eine Richtung, welche eine Position der vorgesehenen Kante und eine Position einer benachbarten Kante verbindet, näher zu der bestimmten Richtung der vorgesehenen Kante bewegt, und eine einen Bereich der Kante eines vergrößerten Bilds darstellende Kanteninformation wird durch Verwenden der korrigierten Position der Kante erzeugt. Abstufungsdaten vor und nach einem Filtern werden bei einer Rate synthetisiert, welche zu einer der Pixelanzahl innerhalb eines vorbestimmten Farbbereichs darstellenden Merkmals Quantität gehört. Die Abstimmungsdaten der mehreren Pixel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, welche die Position der zu verschärfenden vorgesehenen Kante umfasst, aus den interpolierten Abstufungsdaten der jeweiligen Pixel an dem interpolierten Bild werden zu einem Grad verschärft, welcher zu der Anzahl von Pixeln des nicht interpolierten Bilds gehört.
Die vorliegenden Erfindung wird gemacht, um das Problem zu lösen, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die Treppeneffekte auf einer Kante eliminieren kann, die in einem Verzerrungskorrekturprozess, einem Koordinatentransformationsprozess und einem Blickpunkttransformationsprozess auftreten, und die sowohl eine Reduzierung des für die Prozesse erforderlichen Berechnungsaufwands als auch eine Verbesserung der Bildqualität bewältigen kann, die aus der Eliminierung von Treppeneffekten auf einer Kante resultiert.
INHALTSANGABE DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand der abhängigen Ansprüche gelöst. Weiter wird eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt mit: einer Binärisierungseinheit zum Binärisieren von Luminanzwerten eines Bildsignals durch Verwendung eines Luminanzmittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; einer Musterabgleicheinheit zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet wird/ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt bzw. zusammenpasst, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; einer Vielzahl von Filtern, die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; und einer Ausgabedaten-Auswähleinheit zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt bzw. zusammenpasst, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, des Bildsignals, wobei das Bildsignal zwei Typen von Signalen mit einem Luminanzsignal und einem Farbdifferenzsignal hat, die Vielzahl von Filtern eine Vielzahl von Luminanzsignalfiltern und eine Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern enthält, wobei die Vielzahl von Luminanzsignalfiltern jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Luminanzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Luminanzsignals ausführt, und die Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Farbdifferenzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Farbdifferenzsignals ausführt.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die Bildbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann Treppeneffekte auf einer Kante von Bilddaten glätten, während die Schärfe der Kante beibehalten wird, selbst wenn die Bilddaten die über ein Naturbild sind.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine erläuternde Zeichnung, die Muster zeigt, die für einen durch die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführten Abgleichprozess verwendet werden.
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die Digitalfilter in der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Um diese Erfindung im größeren Detail zu erläutern, werden hier im Nachfolgenden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
Ausführungsform 1
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Mit Verweis auf 1 ist die Bildverarbeitungsvorrichtung versehen mit einer Musterabgleich-Verarbeitungseinheit (eine Binärisierungseinheit und eine Musterabgleicheinheit) 10, einem 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, einem 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22, einem 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23, einem 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 und einem Selektor 30. Eingabebilddaten 1 sind Bilddaten über ein Bild, so wie ein Naturbild, mit einem Halbtonbildsignal, und Ausgabebilddaten 2 sind Bilddaten, die ein Ergebnis einer Durchführung eines Glättungsprozesses auf den Eingabebilddaten sind. Die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 führt einen Binärisierungsprozess und einen Mustervergleichsprozess auf den Eingabebilddaten 1 aus und gibt das Ergebnis einer Durchführung dieser Prozesse auf den Eingabebilddaten aus. Das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 führen Digitalfilterungsprozesse entsprechend einer Kante in einer horizontalen Richtung eines Schirms, einer Kante in einer bei 45 Grad geneigten Richtung des Schirms, einer Kante in einer senkrechten Richtung des Schirms bzw. einer Kante in einer bei 135 Grad geneigten Richtung des Schirms auf ihren Eingaben aus. Der Selektor (Ausgabedaten-Auswähleinheit) 30 referenziert die Ergebnisse des Musterabgleichprozesses und schaltet unter Ausgabebilddaten um.
Als nächstes wird die Operation der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 erläutert werden. Hier wird im Nachfolgenden angenommen, dass die Eingabebilddaten 1 Daten über ein Graustufenbild sind, in dem jedes Pixel durch einen Wert mit 8 Bits, 10 Bits, 12 Bits oder dergleichen ausgedrückt wird. Zuerst werden der Binärisierungsprozess und der Mustervergleichsprozess auf den Eingabebilddaten 1 durch die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 ausgeführt. Hier wird im Nachfolgenden ein Fall beschrieben werden, in dem ein als ein Beispiel eines Ziels für die Prozesse zu referenzierender Pixelbereich ein Block von 3 Pixeln x 3 Pixeln ist, der bei einem Hinweispixel zentriert ist.
In dem Binärisierungsprozess auf den Eingabedaten definiert die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit jede bei dem Hinweispixel zentrierte Region als einen Referenzbereich, berechnet den Mittelwert der Pixelwerte in jeder Region und definiert den berechneten Mittelwert als eine Schwelle und setzt jedes Pixel mit einem Wert gleich oder größer als die Schwelle auf einen Wert von 1, während jedes Pixel mit einem Wert kleiner als die Schwelle auf einen Wert von 0 gesetzt wird, um Daten zu erzeugen, die aus neun Werten bestehen, von denen jeder 0 oder 1 für jede (bzw. die jeweilige) Region ist. Die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit führt dann den Abgleichprozess zum Bestimmen aus, ob oder ob nicht es eine Übereinstimmung zwischen den Daten und einem der Muster gibt, die für diese Daten im Voraus vorbereitet sind. 2 zeigt ein Beispiel der Muster zur Verwendung in dem Abgleichprozess. „0“ und „1“ in der Figur entsprechen „0“ bzw. „1“, die jeweils die binärisierten Bilddaten konstruieren, die aus den Bilddaten berechnet worden sind. Hinsichtlich der binärisierten Bilddaten kann angenommen werden, dass sie mit einem Muster übereinstimmen bzw. zusammenpassen, nur wenn jede binärisierten Daten mit den entsprechenden Daten bei der derselben Position in dem Muster übereinstimmen. Ferner zeigt „X“ in der Figur ein Pixel, das nicht dem Abgleichprozess unterworfen wird, und es wird angenommen, dass jede binärisierten Daten mit derselben Position wie „X“ in jedem Muster mit den entsprechenden Daten in dem Muster übereinstimmt in jedem der Fälle eines Wertes von „0“ oder eines Wertes von „1“.
Genauer genommen wird angenommen, dass die binärisierten Bilddaten, die aus den Bilddaten berechnet werden, mit einem Muster übereinstimmen, wenn sämtliche der Pixel außer den jeweils „X“ entsprechenden Pixeln in dem Muster dieselbe Gruppierung von „0“-en und „1“-en wie das Muster haben. In diesem Fall werden die in 2 gezeigten Muster im Voraus in die folgenden vier Gruppen klassifiziert: eine „0-Grad-Richtung-Gruppe‟, eine „45-Grad-Richtung-Gruppe“, eine „90-Grad-Richtung-Gruppe“, und eine „135-Grad-Richtung-Gruppe“. Die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 führt dann den Musterabgleichprozess auf den binärisierten Bilddaten aus, und gibt, wenn bestimmt wird, dass die binärisierten Bilddaten nicht mit irgend einem der Muster übereinstimmen, einen Wert aus, der „es gibt keine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Bilddaten und irgend einem Muster“ angibt, wohingegen, wenn bestimmt wird, dass es eine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Bilddaten und einem Muster gibt, die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit einen Wert ausgibt, der eine angibt von einer „0-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, „45-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, „90-Grad-Richtung-Übereinstimmung“ und „135-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, gemäß der Gruppe, zu der das Muster gehört. Genauer genommen gibt die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit einen von fünf Werten aus, die den Übereinstimmungszustand angeben.
Andererseits werden die Eingabebilddaten 1 gleichzeitig an das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 eingegeben, die jeweils einem der vier Typen von Kanten in der horizontalen Richtung, in der senkrechten Richtung und in den diagonalen Richtungen entsprechen. Wenn ein Digitalfilterungsprozess durchgeführt wird, um einen Glättungsprozess, während eines Unterdrückens einer Reduzierung in der Auflösung, auf einen Kantentreppeneffekt in den entsprechenden Richtungen anzuwenden, führt jedes der Filter einen Mittelungsprozess zum Mitteln der Pixelwerte entlang der Richtung einer Kante aus. Beispiele der Digitalfilter, die jeweils den Richtungen entsprechen, sind in 3 gezeigt. In 3 zeigt jedes Zahlzeichen einen Koeffizienten bei der entsprechenden Pixelposition, und jeder „Skalierungswert“ zeigt eine Zahl, die ein Divisor ist, der zum Normalisieren der Pixelwerte verwendet wird. Indem die Richtung, in der eine Kante in den Daten erscheint, wie in 2 gezeigt, dazu gebracht wird, mit der Richtung eines Pixels übereinzustimmen, die/das in dem wie in 3 gezeigten Filterungsprozess zu referenzieren ist, können Treppeneffekte auf der Kante geglättet werden, während die Schärfe der Kante beibehalten wird.
Weil wie oben erwähnt die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 enthält: die Binärisierungseinheit zum Binärisieren von Luminanzwerten eines Bildsignals durch Verwendung eines Luminanzmittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; die Musterabgleicheinheit zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet wird, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; die Vielzahl von Filtern, die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; und die Ausgabedaten-Auswähleinheit zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, des Bildsignals. Als ein Ergebnis kann die Bildverarbeitungsvorrichtung Treppeneffekte auf einer Kante von Bilddaten glätten, während die Schärfe des Bildes beibehalten wird, selbst wenn die Bilddaten die über ein Naturbild sind.
Ausführungsform 2
Obwohl der Prozess in dem Fall, in dem die Eingabebilddaten die über ein Graustufenbild sind, in Ausführungsform 1 erläutert wird, wird in Ausführungsform 2 ein Prozess in einem Fall erläutert werden, in dem die Eingabebilddaten die über ein Farbbild sind, das aus einem Luminanzsignal und einem Farbdifferenzsignal besteht. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt. Mit Verweis auf 4 bestehen Eingabebilddaten 1 aus zwei Typen von Signalen mit einem Luminanzsignal (Y) 1a und einem Farbdifferenzsignal (Cb, Cr) 1b. Eine Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 ist derart konstruiert, um einen Binärisierungsprozess und einen Mustervergleichsprozess auf dem Luminanzsignal 1a der Eingabebilddaten 1 auszuführen und das Ergebnis der Durchführung dieser Prozesse auf dem Signal auszugeben. Ferner führen ein 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21a, ein 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22a, ein 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23a und ein 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24a dieselben Digitalfilterungsprozesse wie diese aus, die durch das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 bzw. das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 gemäß Ausführungsform 1 ausgeführt worden sind, und ein 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21b, ein 45-Grad-dediziertes-Filter 22b, ein 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23b und ein 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24b führen dieselben Digitalfilterungsprozesse wie diese aus, die durch das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 bzw. das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 gemäß Ausführungsform 1 ausgeführt worden sind. Das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21a, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22a, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23a und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24a entsprechen dem Luminanzsignal 1a, während das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21b, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22b, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23b und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24b dem Farbdifferenzsignal 1b entsprechen.
Ein Selektor 30a ist ein Filter zum Auswählen einer der Ausgaben des O-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 21a, des 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 22a, des 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 23a und des 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 24a auf der Grundlage der Ausgabeinformation von der Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10, und ein Selektor 30b ist ein Filter zum Auswählen einer der Ausgaben des 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 21b, des 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 22b, des 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 23b und des 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filters 24b auf der Grundlage der Ausgabeinformation von der Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10. Ausgabebilddaten 2 bestehen aus einem Luminanzsignal 2a, das das Ergebnis der durch den Selektor 30a durchgeführten Auswahl ist, und einem Farbdifferenzsignal 2b, dass das Ergebnis der durch den Selektor 30b durchgeführten Auswahl ist.
Als nächstes wird die Operation der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 erläutert werden. Der Musterabgleichprozess durch die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 wird auf das Luminanzsignal 1a der Eingabebilddaten 1 angewendet. Der Musterabgleichprozess ist eine Kombination des Binärisierungsprozess und des Mustervergleichsprozesses, die dieselben wie die in Ausführungsform 1 beschriebenen sind. Als das Ergebnis des durch die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 ausgeführten Musterabgleichprozesses wird ein Wert, der einen der folgenden Zustände: „es gibt keine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Kartendaten und irgend einem Muster“, „0-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, „45-Grad-Richtung-Übereinstimmung‟, „90-Grad-Richtung-Übereinstimmung“ und „135-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, gemäß dem Musterabgleichzustand ausgegeben durch den Musterabgleichprozess. Ein Digitalfilterungsprozess wird in Prozesse, die ausgeführt werden durch das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21a, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22a, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23a und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24a, die auf das Luminanzsignal 1a angewendet werden, und in Prozesse aufgeteilt, die ausgeführt werden durch das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21b, das 45-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 22b, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23b und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24b, die auf das Farbdifferenzsignal 1b angewendet werden. Individuelle Koeffizienten werden auf das Luminanzsignal bzw. das Farbdifferenzsignal angewendet. Weil das Farbdifferenzsignal 1b typischerweise Komponenten mit niedrigeren Frequenzen als die des Luminanzsignals 1a hat, werden Filterungskoeffizienten mit größeren Koeffizienten für benachbarte Pixel und zum Bereitstellen einer Glättung mit höherer Intensität für das Farbdifferenzsignal 1b verwendet.
Die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit führt den Musterabgleichprozess nur auf der Luminanzkomponente aus, und das Abgleichergebnis wird sowohl an den dem Luminanzsignal 1a entsprechenden Selektor 30a als auch an den dem Farbdifferenzsignal 1b entsprechenden Selektor 30b eingegeben, so dass die Bildverarbeitungsvorrichtung den Digitalfilterungsprozess sowohl auf der Luminanzkomponente als auf der Farbdifferenzkomponente derart ausführt, dass die Richtung einer Kante der Luminanzkomponente immer mit der der Farbdifferenzkomponente übereinstimmt. Als ein Ergebnis verhindert die Bildverarbeitungsvorrichtung, dass eine Falschfarbe aufgrund einer Differenz zwischen dem Prozess in der Handhabung der Richtung einer Kante, der auf dem Luminanzsignal 1a durchgeführt wird, und dem, der auf dem Farbdifferenzsignal 1b durchgeführt wird, auftritt.
Wie oben erwähnt enthält die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2: die Binärisierungseinheit zum Binärisieren von Luminanzwerten eines Bildsignals, das aus zwei Typen von Signalen besteht, mit einem Luminanzsignal und einem Farbdifferenzsignal, durch Verwendung eines Luminanzsignal-Mittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; die Musterabgleicheinheit zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt bzw. zusammenpasst, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; die Vielzahl von Luminanzsignalfiltern, die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Luminanzsignals; eine Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern, die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Farbdifferenzsignals; und die Ausgabedaten-Auswähleinheit zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Luminanzsignalfilter, das der Gruppe entspricht, und einer Ausgabe von einem der Farbdifferenzsignalfilter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, des Bildsignals. Als ein Ergebnis kann die Bildverarbeitungsvorrichtung eine Verschlechterung der Bildqualität und eine Reduzierung der Auflösung aufgrund einer Falschfarbe selbst in einem Farbbild mit einer Farbdifferenzkomponente unterdrücken, wodurch sie fähig ist zum Glätten von Treppeneffekten auf einer Kante während der Beibehaltung der Schärfe der Kante.
Ausführungsform 3
In Ausführungsform 3 ist ein Prozess zum Verbessern der Genauigkeit der Korrektur durch Verwendung einer Kombination einer Erfassung einer Kante, die einen Musterabgleich verwendet, und einer Erfassung einer Kante, die nicht die Richtung einer Kante berücksichtigt, gezeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt. Die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 ist versehen mit einer Musterabgleich-Verarbeitungseinheit (eine Binärisierungseinheit und eine Musterabgleicheinheit) 10, einem 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, einem 45-Grad-dediziertes-Filter 22, einem 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 und einem 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24, einem Selektor (Ausgabedaten-Auswähleinheit) 30c, einer Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit (Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit) 40, einem Medianfilter 50 und einem Selektor (Medianausgabe-Auswahleinheit) 60. Weil die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 und das 0-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 21, das 45-Grad-dediziertes-Filter 22, das 90-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 23 und das 135-Grad-Richtung-Dediziertes-Filter 24 dieselben wie die gemäß Ausführungsform 1 sind, wird die Erläuterung der Komponenten hier im Nachfolgenden weggelassen werden. Die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40 ist eine Verarbeitungseinheit zum Berechnen einer Zwischen-Pixel-Maximale-Differenz zwischen dem Wert jedes Nachbarpixels und dem eines Hinweispixels, um eine maximale Zwischen-Pixel-Maximale-Differenz zu bestimmen. Ferner ist das Medianfilter 50 eine Verarbeitungseinheit zum Ausführen eines Medianprozesses, das heißt ein Prozess zum Extrahieren eines Medians der Werte der Pixel einschließlich der Nachbarpixel und des Hinweispixels, und zum Ausgeben des Medians. Der Selektor 60 referenziert das Ergebnis des Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungsprozesses, um dadurch ausgegebene Ausgabebilddaten zu ändern. Außerdem ist der Selektor 30c derart konstruiert, um die Ausgabe des Selektors 60 auszuwählen, wenn die Ausgabe der Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 „es gibt keine Übereinstimmung zwischen binärisierten Bilddaten und irgend einem Muster“ angibt.
Als nächstes wird die Operation der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 erläutert werden. Wie in dem Fall von Ausführungsform 1 wird ein Musterabgleichprozess durch die Musterabgleich-Verarbeitungseinheit 10 auf die Eingabebilddaten 1 angewendet, und eines der Informationselemente über die Übereinstimmung („es gibt keine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Bilddaten und irgend einem Muster“, „0-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, „45-Grad-Richtung-Übereinstimmung“, „90-Grad-Richtung-Übereinstimmung“ und „135-Grad-Richtung-Übereinstimmung“) wird an den Selektor 30c als das Ergebnis des Musterabgleichprozesses gesendet. In Übereinstimmung mit Ausführungsform 1 wird, wenn es als das Abgleichergebnis bestimmt wird, dass es keine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Bilddaten und irgend einem Muster gibt, das Eingabesignal, auf dem keine Prozesse durchgeführt worden sind, unverändert als das Ausgabesignal ausgewählt. Gemäß dieser Ausführungsform gibt im Gegensatz zu „es gibt keine Übereinstimmung zwischen den binärisierten Bilddaten und irgend einem Muster“ die Bildverarbeitungsvorrichtung die Bilddaten aus, auf die der Medianprozess selektiv angewendet worden ist.
Die selektive Anwendung des Medianprozesses wird hier im Nachfolgenden erläutert werden. Zuerst werden Eingabebilddaten 1 an die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40 eingegeben. Die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40 berechnet den Absolutwert der Differenz zwischen dem Pixelwert des Hinweispixels und dem jedes Nachbarpixels, um den größten der Absolutwerte der Differenzen darin aufzuzeichnen. Obwohl der zu referenzierende Bereich von Pixeln eine Region von 3 Pixeln x 3 Pixeln ist, die bei dem Hinweispixel zentriert ist, kann der zu referenzierende Bereich von Pixeln zu einer anderen Größe geändert werden gemäß der Größe und Charakteristika des Bildes, dass das Ziel für die Bildverarbeitung ist. Eine Information über den durch die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40 berechneten Maximaler-Differenzwert wird an den Selektor 60 gesendet. Der Selektor 60 vergleicht den dorthin gesendeten Maximaler-Differenzwert mit einer Schwelle für eine Medianausgabeauswahl, die im Voraus bestimmt wird, und, wenn der Maximale-Differenzwert größer ist als diese Schwelle, wählt die Ausgabe des durch das Medianfilter 50 ausgeführten Medianprozesses als die Ausgabedaten aus, wohingegen, wenn der Maximale-Differenzwert gleich oder kleiner als die Schwelle ist, der Selektor die unverarbeiteten Daten als die Ausgabedaten auswählt.
Ein auf einer Kante auftretender Treppeneffekt enthält ein Pixel, das eine große Amplitude hat und das nicht als eine Kante durch einen Prozess mit einem Abgleich bestimmt wird. Durch Nicht-Berücksichtigung der Richtung solch eines Pixels, Anwenden einer Kombination einer Kantenbestimmung auf Grundlage von Variationen in lokalen Pixelwerten und eines Glättungsprozesses unabhängig von der Richtung durch Verwendung des Medianprozesses kann die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 den Bereich von Pixeln, auf den die Bildverarbeitungsvorrichtung den Glättungsprozess anwendet, erweitern, wodurch sie fähig ist zum Durchführen des Prozesses zum Glätten von Treppeneffekten, was einen größeren Effekt bereitstellt.
Wie oben erläutert, enthält die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3: die Binärisierungseinheit zum Binärisieren von Luminanzwerten eines Bildsignals durch Verwendung eines Luminanzmittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; die Musterabgleicheinheit zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; die Vielzahl von Filtern, die jeweils entsprechend den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit zum Bestimmen eines Maximums einer Differenz zwischen einem Wert jedes Nachbarpixels und dem eines Hinweispixels in dem Bildsignal; den Medianfilter zum Ausführen eines Medianfilterungsprozesses auf dem Bildsignal; die Medianausgabe-Auswähleinheit zum Auswählen einer Ausgabe des Medianfilters, wenn ein Ausgabewert der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit größer ist als eine vorbestimmte Schwelle für eine Medianausgabeauswahl, oder zum Auswählen des Bildsignals, wenn der Ausgabewert der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit gleich oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle für eine Medianausgabeauswahl ist; und die Ausgabedaten-Auswähleinheit zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, einer Ausgabe der Medianausgabe-Auswähleinheit. Als ein Ergebnis kann die Bildverarbeitungsvorrichtung Treppeneffekte auf einer Kante sicher glätten.
In der oben erwähnten Ausführungsform 3 wird die Struktur, die aus der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40, dem Medianfilter 50 und dem Selektor 60 besteht, auf die Struktur gemäß Ausführungsform 1 angewendet. Als eine Alternative kann die Struktur, die aus der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit 40, dem Medianfilter 50 und dem Selektor 60 besteht, auf die Struktur gemäß Ausführungsform 2 angewendet werden. In diesem Fall ist die Struktur für das Luminanzsignal 1a und das Farbdifferenzsignal 1b der Eingabebilddaten 1 angeordnet.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie oben erwähnt, ist die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Struktur zum Reduzieren von Treppeneffekten auf einer Kante verknüpft, die bei einer Bildverarbeitung auftreten, und ist geeignet zum Ausführen einer Glättungsverarbeitung darin.

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung mit: einer Binärisierungseinheit (10) zum Binärisieren von Luminanzwerten eines in die Bildverarbeitungsvorrichtung eingegebenen Bildsignals (1) durch Verwendung eines Luminanzsignal-Mittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; einer Musterabgleicheinheit (10) zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; einer Vielzahl von Filtern (21-24), die jeweils entsprechend zu den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; und einer Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, des eingegebenen Bildsignals (1), wobei das eingegebene Bildsignal (1) zwei Typen von Signalen mit einem Luminanzsignal (1a) und einem Farbdifferenzsignal (1b) hat, die Vielzahl von Filtern (21-24) eine Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) und eine Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) enthält, die Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Luminanzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Luminanzsignals ausführt, die Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Farbdifferenzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Farbdifferenzsignals ausführt, und die Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) einen ersten Selektor (30a) und einen zweiten Selektor (30b) umfasst, welche jeweils ausgebildet sind, um eine Auswahl auf einer Basis derselben durch die Musterabstimmungseinheit (10) ausgegebenen Information auszuführen, wobei der erste Selektor (30a) entweder eine aus Ausgaben der Luminanzsignalfilter (21a-24a) oder das Luminanzsignal (1a) auswählt, und der zweite Selektor (30b) entweder eine aus Ausgaben der Farbdifferenzsignalfilter (21b-24b) oder das Farbdifferenzsignal (1b) auswählt.
Bildverarbeitungsvorrichtung mit: einer Binärisierungseinheit (10) zum Binärisieren von Luminanzwerten eines in die Bildverarbeitungsvorrichtung eingegebenen Bildsignals (1) durch Verwendung eines Luminanzmittelwertes von Referenzpixeln als eine Schwelle; einer Musterabgleicheinheit (10) zum Vergleichen eines von der Binärisierungseinheit ausgegebenen binärisierten Musters mit einem Muster zum Abgleichen, das im Voraus für jede von Gruppen vorbereitet ist, und zum Ausgeben entweder einer Information, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, oder einer Information, die keine Übereinstimmung angibt; einer Vielzahl von Filtern (21-24), die jeweils entsprechend den Gruppen angeordnet sind, jeweils zum Ausführen eines Glättungsprozesses gemäß einer Richtung einer Kante des Bildes; einer Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit (40) zum Bestimmen eines Maximums einer Differenz zwischen einem Wert jedes Nachbarpixels und dem eines Hinweispixels in dem Bildsignal; einem Medianfilter (50) zum Ausführen eines Medianfilterungsprozesses auf dem Bildsignal; einer Medianausgabe-Auswähleinheit (60) zum Auswählen einer Ausgabe des Medianfilters, wenn ein Ausgabewert der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit größer ist als eine vorbestimmte Schwelle für eine Medianausgabeauswahl, oder zum Auswählen des eingegebenen Bildsignals (1), wenn der Ausgabewert der Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit gleich oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle für eine Medianausgabeauswahl ist; und einer Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die eine Gruppe angibt, zu der ein Muster gehört, das mit dem binärisierten Muster übereinstimmt, einer Ausgabe von einem der Filter, das der Gruppe entspricht, und zum Auswählen, wenn die Musterabgleicheinheit die Information ausgibt, die keine Übereinstimmung angibt, einer Ausgabe der Medianausgabe-Auswähleinheit, wobei das Bildsignal (1) zwei Typen von Signalen mit einem Luminanzsignal (1a) und einem Farbdifferenzsignal (1b) hat, die Vielzahl von Filtern (21-24) eine Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) und eine Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) enthält, die Vielzahl von Luminanzsignalfiltern (21a-24a) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Luminanzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Luminanzsignals ausführt, die Vielzahl von Farbdifferenzsignalfiltern (21b-24b) jeweils den Gruppen entsprechend angeordnet ist, und jedes der Farbdifferenzsignalfilter einen Glättungsprozess gemäß einer Richtung einer Kante des Farbdifferenzsignals ausführt, die Zwischen-Pixel-Maximaler-Differenzwert-Berechnungseinheit (40), das Medianfilter (50) und die Medianausgabe-Auswähleinheit (60) jeweils sowohl für das Luminanzsignal (1a) als auch das Farbdifferenzsignal (1b) vorgesehen sind, und die Ausgabedaten-Auswähleinheit (30) einen ersten Selektor (30a) und einen zweiten Selektor (30b) umfasst, welche jeweils ausgebildet sind, um eine Auswahl auf einer Basis derselben durch die Musterabstimmungseinheit (10) ausgegebenen Information auszuführen, wobei der erste Selektor (30a) entweder eine aus Ausgaben der Luminanzsignalfilter (21a-24a) oder eine Ausgabe der Medianausgabe-Auswähleinheit (60) für das Luminanzsignal (la) auswählt, und der zweite Selektor (30b) entweder eine aus Ausgaben der Farbdifferenzsignalfilter (21b-24b) oder eine Ausgabe der Medianausgabe-Auswähleinheit (60) für das Farbdifferenzsignal (1b) auswählt.