JP2002524929A - デジタル画像におけるエッジ強調のための方法及び装置 - Google Patents

デジタル画像におけるエッジ強調のための方法及び装置

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JP2002524929A JP2000568247A JP2000568247A JP2002524929A JP 2002524929 A JP2002524929 A JP 2002524929A JP 2000568247 A JP2000568247 A JP 2000568247A JP 2000568247 A JP2000568247 A JP 2000568247A JP 2002524929 A JP2002524929 A JP 2002524929A
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Abstract

(57)【要約】 入力ターミナルへ、生デジタル画像データとして供給されたデジタル画像のエッジ強調のため、及び出力ターミナルへ、処理された画像データを供給するための装置（５０）。本システムはさらに、補間回路（５４）、オフセット処理回路（５２）、色処理回路（５６）、エッジ強調回路（５８）、ルックアップ・テーブル（６０）、及び変換回路（６２）を有し、それぞれ互いに接続されている。これらの回路は、オブジェクトのエッジを定義し、オブジェクト・エッジを正しく配置し、及び前記エッジが強調される時にアーティファクトを避けるために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の参照） 本出願は、ここに参照のために組込まれた、１９９８年９月１日提出、仮出願
第６０／０９８，７５１号に関する優先権を主張する。
【０００２】 （技術分野） 本発明は、デジタル画像におけるエッジ強調のための方法及び装置に関する。
特定的には、本発明は、向上した画像に、強調されたエッジ鮮鋭性（edge sharp
ness）を供給する画像処理技術を供給する。
【０００３】 （背景技術） デジタル画像キャプチャ及び処理は、コンピュータ・ネットワーク上で画像の
簡単な共有を供給するので、重要な技術である。高品質の画像を供給するために
、画像におけるオブジェクトのエッジは、鮮鋭でなければならない。デジタルキ
ャプチャ装置（例えば、カメラ）に根強く続く一つの問題は、画像をキャプチャ
するために使用される電荷結合素子（ＣＣＤ）にある。時に、ＣＣＤは適切に機
能せず、又は誤ったデータを与えることがある。これは、紛失ピクセル(missing
pixel)と考えられることもある。そのような場合において、従来のキャプチャ
装置は、誤った画像データを、表示装置に供給し、歪んだ画像が再生される。従
って、紛失ピクセルの問題を克服する技術が望まれる。
【０００４】 さらに、エッジ強調は、デジタル及びパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）カメ
ラにおいて、大変望ましい特性である。しかしながら、デジタル・カメラから再
構築された画像の質は、通常のカメラのそれよりも通常低い。これは、少なくと
も部分的に、前記カメラにおいて使用されるＣＣＤのより低い解像度及び質によ
る。その結果、エッジ強調は、出力画像の鮮鋭性を向上させ、及びユーザにより
良い観察体験を与える。
【０００５】 素晴らしいエッジ強調技術には、二つのキー（key）がある。一つは、エッジ
を正しく配置することであり、第二は、前記エッジが強調される時に、アーティ
ファクト（artifact）を防止することである。本発明は、これらのステップの両
方を有効に実行し、及び従来のデジタル・カメラにおいて認められる制限を克服
する技術を供給する。
【０００６】 （概要） 本発明は、前記認められた制限を克服し、及び向上した画像エッジ強調技術を
供給する。本発明の例示的な実施形態は、生デジタル画像データとして入力ター
ミナルに供給されたデジタル画像のエッジ強調のため、及び処理された画像デー
タを出力ターミナルに供給するための装置である。オフセット処理回路は、入力
ターミナルに接続され、生データを受信し及びオフセット・データ（offset dat
a）を生成するように構成される。補間回路は、前記オフセット処理回路に接続
され、オフセット・データを受信し及び補間されたデータを供給するように構成
される。色処理回路は、前記補間回路に接続され、及び色データを生成するため
に、前記補間されたデータを処理するように構成される。エッジ強調回路は、前
記補間回路及び前記色処理回路に接続され、及び強調されたデータを生成するた
めに、前記補間されたデータ及び前記色データに基づいて、画像のエッジを強調
するように構成される。ルックアップ・テーブル（lookup table）は、前記色処
理回路及び前記エッジ強調回路に接続され、及びルックアップ・データ（lookup
data）を生成するために、前記色データ及び前記強調されたデータを探索する
ように構成される。変換回路は、前記ルックアップ・テーブル回路に接続され、
及び出力ターミナルへ、処理された画像データを生成するために、前記ルックア
ップ・データを変換するように構成される。本発明の一つの特徴において、前記
処理は、ＲＧＢデータで実行され、及び本発明の他の特徴においては、前記処理
はＹＵＶデータで実行される。
【０００７】 本発明の他の実施形態において、エッジ強調回路は、エッジ抽出回路（edge e
xtraction circuit）、カットオフ・レベル調整回路（cut-off level adjustmen
t circuit）、及びエッジ増大スケーリング回路（edge gain scaling circuit）
を含む。これらの回路は、画像におけるオブジェクトのエッジを定義するために
、及びそれらの個別のエッジを強調するために使用される。
【０００８】 本発明の他の実施形態において、画像キャプチャ装置は、プログレッシブＲＧ
ＢタイプのＣＣＤにおける紛失ピクセル補間の実行のための回路を含む。この実
行の目的は、（ａ）フル解像ＲＧＢ色画像を再構築し、（ｂ）代替的な線におけ
る隣接する赤／青カラー・フィルタ・コーティング（filter coating）による、
緑ピクセルにおけるＣＣＤ暗−明−暗−明パターンのいくつかをオフセットし、
（ｃ）後ろから前へのダウン・サンプリング（down sampling）を吸収し（そう
でなければ、補間後の追加のライン・メモリ（line memory）は、垂直ダウン・
サンプリングを実行するために必要とされる）、及び（ｄ）後のエッジ強調に関
して、各ピクセルに３×３ピクセル・ブロックを供給することである。
【０００９】 本発明の利点は、正しいオブジェクト・エッジの配置、及びエッジが強調され
る時にアーティファクトを避けることを含む。その結果、本発明は、従来のエッ
ジ・プロセッサに対して、向上した画像エッジ強調技術を供給する。
【００１０】 本発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明を読み、及び図面を参照すること
によって、明らかになるであろう。
【００１１】 （発明を実施するための最良の形態） 例示的実施形態が、特定の構成を参照して説明される。特許請求の範囲内に留
まりながら、様々な変更及び修正がなされうることが、当業者に理解されるであ
ろう。例えば、本発明は特定のハードウェア実行を参照して説明される一方で、
本発明はソフトウェアにおいて達成されうる。
【００１２】 図１は、画像キャプチャ装置１０及び画像プロセッサ５０を示すブロック図で
ある。前記画像キャプチャ装置は、例えば、画像に焦点を当てるためのレンズを
含むカメラ及び前記レンズを通して入る光を感知する多くの電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）である。ＣＣＤは、生画像データを生成する。生データは、最終的な高質の
画像を再生するために処理される必要がある。ＣＣＤは、アナログ−デジタル・
コンバータ（ＡＤＣ）を介して、１０ビット生画像データに変換されるアナログ
・データを生成する。
【００１３】 しかしながら、ある場合において、紛失ピクセルは、画像の誤った処理につな
がりうる、画像の表示における問題を生じうる。本発明は、プログレッシブＲＧ
ＢタイプＣＣＤにおける紛失ピクセル補間の実行のためのものである。本実行の
目的は、（ａ）フル解像度ＲＧＢ色画像を再構築し、（ｂ）代替的な線における
隣接する赤／青カラー・フィルタ・コーティングによる、緑のピクセルにおける
ＣＣＤ暗−明−暗−明パターンのいくつかをオフセットし、（ｃ）後ろから前へ
のダウン・サンプリングを吸収し（そうでなければ、補間後の追加のライン・メ
モリが、垂直のダウン・サンプリングを実行するために必要とされる）、及び（
ｄ）後のエッジ強調に関して、各ピクセルに、３×３ピクセル・ブロックを供給
することである。そのような実行は、６４０×４８０ピクセルまでのサイズを有
するプログレッシブ・タイプのＣＣＤをサポートする。
【００１４】 図２は、本発明の実施形態に従った、紛失ピクセル補間を実行するためのアー
キテクチャを示す。ダイアグラムにおける各四角形は、一つのクロック・サイク
ル（clock cycle）に関する記憶単位である。矢印は、データの流れを示す。ラ
イン・メモリ（ＬＭ）は、チップ領域を省くために、単一のポートＦＩＦＯにお
いて実行される。読み取り及び書き込みオペレーションは、読み取り／書き込み
衝突が生じないように、異なるクロック位相に予定される。さらに、ＬＭ４は、
後述のとおり、たった一種類のピクセル（例えば、緑のピクセル）しか記録しな
いので、ＬＭ１乃至ＬＭ３のサイズのたった半分である。
【００１５】 本発明に従って、擬似コード・アルゴリズムが、処理技術の一例として後述さ
れる。赤／青再構築に関して、ピクセルそのものは、関心のある色を含む時に使
用される。そうでなければ、隣接する８ピクセルから、正しい色ピクセルを取り
出し及びそれに平均化することで、色を抽出する。このアプローチは、水平及び
垂直の両方向に、彩色の不連続を調整し、そうして前記不連続による偽の色効果
を低減する。
【００１６】 緑の再構築に関して、前記平均化は、関心のあるピクセルがすでに緑を含んで
いる場合でも、適用される。赤線及び青線における赤及び青カラー・フィルタ・
コーティングは、いくつかのＣＣＤに関する隣接する緑ピクセルに対して異なる
効果を有するので、緑色は、代替的に赤及び青線において、不規則に分散される
。それは画質を低下させ、及びエッジ強調の後にさらに増強される、望ましくな
いエッジを生じる。平均化技術は、そのような影響を排除するために採用される
。
【００１７】 Ｇのみが、エッジ強調のために使用されるので、３×３ピクセル・ブロックは
、以前の線及び次の線において、緑のピクセルを表示するために、ｇ＿及びｇ＋
を加えることによって実行される。アルゴリズムにおいてわかるとおり、Ｒ４は
、緑を再構築する時に使用されるにすぎない。従って、緑ピクセルのみがＬＭ４
に記憶される必要があり、これが、ＬＭ４が他のライン・メモリ構成要素のサイ
ズの半分である理由である。 /*Pseudo-Code Algorithm*/ /*Reconstruct R*/ If (R2 in a red line){ If (R2 is red) r+1=R2 Else r+1=(R2-1+R2+1)/2; //R2 is green } Else{ //R2 in a blue line If (R2 is blue) r+1=(R1-1+R1+1+R3-1+R3+1)/4; Else r+1=(R1+R2-1+R2+1+R3)/4; //R2 is green } /*Reconstruct B*/ If (R2 in a blue line){ If (R2 is blue) b+1=R2 Else b+1=(R2-1+R2+1)/2; //R2 is green } Else { If (R2 is red) b+1=(R1-1+R1+1+R3-1+R3+1)/4; Else b+1=(R1+R2-1+R2+1+R3)/4; //R2 is green } /*Reconstruct G*/ If (R2 is green){ g_+1 =(R2+R3+1+R3-1+R4)/4; //R3 is not green g_+1 =(R1-1+R1+1+4*R2+R3-1+R3+1)/8; g++1 =(R0+R1+1+R1-1+R2)/4; //R1 is not green } Else{ //R2 is not green g_+1 =(R2-1+R2+1+4*R3+R4-1+R4+1)/8; //R3 is green g+1 =(R2+R3+1+R3-1+R4)/4; g++1 =(R0-1+R0+1+4*R1+R2-1+R2+1)/8; //R1 is green } /*End*/
【００１８】 他の重要な主題は、ダウン・サンプリングである。この実行は：６４０×４８
０、３５２×２８８、３２０×２４０、１７６×１４４及び１６０×１２０の、
異なる５つの画像サイズをサポートする。６４０×４８０のサイズは、ＣＣＤの
ほぼ完全なサイズである（ＣＣＤの６５９×６９４ピクセル出力から切り取られ
た、小さな境界を伴う）。ダウン・サンプリングは必要とされない。しかしなが
ら、異なるダウン・サンプリング比率が、他のサイズを得るためには、有用であ
るかもしれない。
【００１９】 図３Ａは、３５２×２８８−Ｘ及びＹの両方向への、５対３のダウン・サンプ
リングと、及びＸ方向の（３８４から３５２への）トリミング（cropping）を示
す。図３Ｂは、３２０×２４０−Ｘ及びＹの両方向への、２対１のダウン・サン
プリングを示す。図３Ｃは、１７６×１４４−Ｘ及びＹの両方向への、１０対３
のダウン・サンプリングと、及びＸ方向の（１９２から１７６への）トリミング
を示す。図３Ｄは、１６０×１２０−Ｘ及びＹの両方向への、４対２のダウン・
サンプリングを示す。
【００２０】 画像処理出力端部において垂直方向のダウン・サンプリングを実行するために
、再構築されたＲＧＢを個別にメモリに記憶する代わりに、この実行は、全体の
メモリ・コストを省くために、制御信号のみを加えることによって、一番初めに
ダウン・サンプリングを実行する。
【００２１】 図４は、本発明の実施形態に従った、エッジ強調のための画像プロセッサ５０
示すブロック図である。画像キャプチャ装置（例えば、カメラ）は、レンズを通
して入る光を感知する電荷結合素子（ＣＣＤ）で作られている。ＣＣＤは、生画
像データを生成する。生データは、最終的に高品質の画像を再生するために、処
理される必要がある。ＣＣＤは、アナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）を
介して、１０ビット生画像データに変換されるアナログ・データを生成する。画
像プロセッサは、ＡＤＣの出力から、１０ビット生画像データを受信し、及び様
々な画像処理タスク（image-processing tasks）を実行する。画像プロセッサの
出力は、標準４：４：２ＹＣｒＣｂフォーマットに従う。画像プロセッサは、完
全にプログラム可能であり、６つの主な機能的構成要素を具備する。オフセット
処理回路５２は、入力ターミナルに接続され、１０ビット生データを受信し及び
オフセット・データを生成するように構成される。補間回路５４は、オフセット
処理回路に接続され、オフセット・データを受信し及び補間されたデータを供給
するように構成される。色処理回路５６は、補間回路に接続され、及び色データ
を生成するために補間されたデータを処理するよう構成される。エッジ強調回路
５８は、補間回路及び色処理回路に接続され、強調されたデータを生成するため
に、補間されたデータ及び色データに基づき、画像のエッジを強調するよう構成
される。ルックアップ・テーブル６０は、色処理回路及びエッジ強調回路に接続
され、ルックアップ・データを生成するために、色データ及び強調されたデータ
を探索するよう構成される。変換回路６２は、ルックアップ・テーブル回路に接
続され、及び出力ターミナルへの処理された画像データを生成するために、ルッ
クアップ・データを変換するよう構成される。本発明の一つの特徴において、前
記処理は、ＲＧＢデータで実行され、及び本発明の他の特徴においては、前記処
理はＹＵＶデータで実行される。
【００２２】 データが最初にＣＣＤセンサから画像プロセッサ５０に送り込まれる時、各入
力ピクセルに関して、一つの色コンポーネントのみがある。Ｒ、Ｇ及びＢコンポ
ーネントは、図５に記載のとおり、交互に配置される。入力生データは、最初に
、黒のオフセット・クランプ回路（black offset clamping circuit）５２によ
って処理される。紛失色コンポーネントは、色補間回路５４において、紛失色を
有する、最も近い隣接するピクセルの値から引き出される。色再構築の後、各ピ
クセルは、それ自身のＲ、Ｇ及びＢ値を処理する。ピクセルは、ホワイト・バラ
ンス（white balancing）、ＣＣＤスペクトル補償、及び他の処理のために、そ
の個別の赤、青又は緑の値における増大調整のために、色処理回路５６に送られ
る。
【００２３】 エッジ強調は、ＲＧＢドメイン又はＹＵＶドメインにおいて実行されうる。こ
のシステムにおいて、画像プロセッサ・エッジ強調回路５８に記載のとおり、生
データがＲＧＢドメインに再構築された後、前記エッジ処理が実行される。エッ
ジ強調のために３列までのピクセルを維持するために、補間回路５４に線バッフ
ァがある。緑ピクセルの３×３マトリックス及び中心ピクセルのルミナンス値が
得られ、及びエッジ強調のために、強調回路５８に渡される。その後、各ピクセ
ルに関するＲ、Ｇ、Ｂ及びルミナンス値が、ルックアップ・テーブル６０へ送ら
れ、それからＲＧＢは、変換が実行されるＹＵＶ色空間変換回路６２へと送られ
る。
【００２４】 エッジ強調プロシージャは、図６に記載のとおり、いくつかのステップを含む
。第一のステップは、対象となる画像におけるオブジェクトの境界上に配置され
たピクセルのルミナンスにおける変化を識別することである。ルミナンス値にお
ける変化によって、エッジが現れる。このステップは、エッジ検出を呼ばれる。
第二のステップは、さらなるエッジ増大が適用される、エッジ値の有効範囲を決
定することである。本明細書において、有効エッジ値という用語は、増大が適用
されるこれらのエッジを定義するために使用される。有効エッジ値に、ユーザに
よって割り当てられた増大ファクタを掛け、その結果がエッジ増大値である。最
後に、エッジ増大値は、最終エッジ強調ピクセルを作るために、本来のルミナン
スに加えられる。
【００２５】 図７は、エッジ強調プロシージャの間の、計算ステップを示す。本来の画像は
、1次元の線に単純化される。前記線における低から高への移行は、後述のとお
り、水平方向のエッジ抽出のためのマトリックス・オペレーションを使用して、
最初に検出される（すなわち、エッジ抽出）。それから、前記エッジは、ユーザ
特性増大ファクタだけ引き上げられる。最後に、最終エッジ強調値が、スケール
されたエッジを本来のピクセルに加えることによって、計算される。
【００２６】 エッジ強調アルゴリズムに関する最善の結果を達成するための第一のキーは、
ピクチャにおいて前記エッジを正しく識別することである。画像におけるピクセ
ルＡでのエッジ抽出は、図８に記載のとおり、Ａに中心を有する３×３ピクセル
・ブロックにおいて、特別なフィルタリングを実行することによって実行される
。水平、垂直、又は斜め方向の、Ａの隣接するピクセルの値変更は、図９に記載
のとおり、加重ファクタを使用することによって、検出されうる。図９は、４つ
の異なる方向へのエッジ境界を検出するために使用される３×３マトリックスに
関する加重ファクタを示す。左から右へ：垂直、水平、左上から右下へ、及び右
上から左下への斜め方向である。４つのマトリックス・オペレーションからの結
果の最大絶対値は、ピクセルＡに関するエッジ値である。これらのマトリックス
・オペレーションから得られたエッジが、ベクトルである。図７に記載のとおり
、本来の画像における低−高移行は、等しい値の負のエッジ及び正のエッジを作
る。
【００２７】 各ピクセルは、ルミナンス値（輝度値，luminance value）及びクロミナンス
値（chrominance value）を有する。以前の節で説明されたエッジ抽出オペレー
ションは、ルミナンス値を使用すると、最も良く実行される。しかしながら、真
のルミナンス・データに基づいたエッジ処理を実行することは、完全なＲ、Ｇ、
Ｂ値が、３×３マトリックスにおける９ピクセルすべてに関して使用可能である
ことを要求する。これは、色補間回路１４において、余分な線バッファを必要と
する。ハードウェア制限によって、本発明は、エッジ検出において、３×３マト
リックスに関するルミナンスの代わりに、緑の値を使用する。
【００２８】 しかしながら、最終エッジ強調値が、本来のピクセルに戻される準備ができて
いる時、本発明は、本来のピクセルに関するルミナンス値を使用する。エッジ処
理のための、本来のピクセルに関する緑のピクセルの使用と比較して、強調され
たルミナンスは、最終出力における強調された緑よりもずっと良い結果を示す。
【００２９】 ＣＣＤセンサからのデータの読み取りにおいて、アナログ・ノイズ（analog n
oise）によって生じる小さな変形がある。その結果、再構築されたピクセルは前
記ノイズを受け継ぎ、時に画像における望ましくない点在パターンを示す。その
ようなノイズは、エッジ検出経路によって配置される場合、強調されない。従っ
て、カットオフしきい値は、そのようなノイズの可能性のある強調を防止するた
めに、一定のレベル以下のエッジに適用される。
【００３０】 反対に、シーンでの隣接するピクセルにおいて、ルミナンス値の大きな急変が
ある時（例えば、明るい壁の前に立っている人物の髪の線の周りの、黒及び白の
境界）、そのようなエッジを強調するための試みは、最終画像における煩わしい
アーティファクトを、通常作り出す。この場合、一定の高いしきい値を超えるエ
ッジは、強調から保護されてもよい。
【００３１】 確認された目的を提供するために、以前のステップから引き出されたエッジは
、範囲検査回路に送られる。高カットオフ値及び低カットオフ値は、図１０に記
載のとおりである。絶対値が、カットオフ低値よりも小さいか、又はカットオフ
高値よりも大きい場合、エッジは落とされる。残りの有効エッジに、プログラム
可能増大ファクタを掛ける。増大ファクタに関するさらなる検討及び調整は、以
下の段落に記述される。
【００３２】 カットオフ範囲検査の後、ユーザ特定増大ファクタは、各有効エッジに適用さ
れる。前記掛け算の前の、この増大値における調整は、アーティファクトを防止
し、及び最終画像の質を向上させるのに役立つ。前記調整に関する詳細は、後述
される。
【００３３】 第一に、隣接するピクセルにおける輝度レベルに基づいた増大調整を検討する
。図１１に記載のより暗いシーン（scene）と、及び図１２に記載のより明るい
シーンとを検討すると、ルミナンス・レベルにおける同じ変化量は、劇的に異な
る表示結果を有するように見える。図１１に記載のオブジェクトは、図１２に記
載のより明るい背景の前におけるオブジェクトよりも、より多くの注意を引く。
【００３４】 そのような相違の背後にある理由は、人間の視野が非線形であることである。
人間の目は、明るい光の下よりも、より暗い環境において、より敏感である。す
なわち、ルミナンス・レベルにおける同じ変化量は、明るい背景からよりも、灰
色の領域から見る時、より劇的に見えるであろう。
【００３５】 この観察は、本発明が、エッジ強調アルゴリズムを向上させることに役立つ。
ユーザ特定エッジ増大ファクタは、隣接するピクセルの輝度が、より高い場合に
増加し、及び隣接する背景がより暗い場合に減少することを意味する。この観察
に基づいて、向上したエッジ増大ファクタＧ’は、隣接するピクセルに従ってエ
ッジ値を調整するために、以下の方程式を使用して、本来のエッジ増大ファクタ
Ｇから引き出される： Ｇ’＝Ｇ*Ｂ Ｇはユーザ特定増大ファクタであり、Ｇ’は調整後の増大ファ
クタであり、Ｂは隣接するピクセルにおける輝度に調節するための係数である。
Ｂ＝ｌｏｇＡ Ａは３×３ブロックにおいて隣接するピクセルの平均ルミナン
ス値である。
【００３６】 最後に、均衡が取れていないエッジ増大比を補償したいという願望がある。エ
ッジ強調の最後のステップは、図７の下に記載のとおり、エッジ増大値を本来の
ルミナンス値に加えることである。上述のとおり、エッジはベクトルである。各
値の移行に関連する正及び負のエッジがある。人間の視野システムの非線形性に
関連した、以前の節からの観察に基づいて、正エッジ及び負エッジに適用される
、異なる増大比率が、なぜ及びどのようにアーティファクトを低減させることが
できるのか、説明される。
【００３７】 図１３を参照すると、本来の画像（パートＡ）は、より暗いシーン（小さいル
ミナンス値）からより明るいシーン（大きなルミナンス値）へ、点Ｍにおける移
行Ｅ５を示す。エッジがそれに従って抽出され及びスケールされた後、エッジ増
大は、パートＢに図示されたとおり、本来の画像に加えられる。エッジ強調オペ
レーションは、負値変化Ｅ２及び正値変化Ｅ３を生む。マトリックス・オペレー
ションから計算される時、Ｅ２はＥ３に等しいことが注目される。点Ｍにおける
ルミナンス値の変化量は、Ｅ２＋Ｅ３だけ増加し、及びエッジ強調が達成される
。
【００３８】 パートＢにおいて、Ｅ１及びＥ２は、本来の画像のより暗い面から観察される
値の変化であり、Ｅ３及びＥ４は、本来の画像のより明るい面から観察された値
の変化である。上述のとおり、人間の目は、より明るい背景よりも、より暗い背
景における変化に、より敏感である。この理由から、Ｅ１及びＥ２に注意が払わ
れなければならない。Ｅ１は通常、本来の画像におけるルミナンス・レベル（す
なわち、Ｅ５）における大きな変化がある時に、特にアーティファクトを生じさ
せるという観察が注目される。そのようなアーティファクトを最小化するために
、１／Ｎの比率調整が、正のエッジ増大を表すＥ３に適用される一方で、負のエ
ッジ増大Ｅ２の値は、変化しないまま維持される。Ｎ＝２及びＮ＝４の比率調整
された結果は、図１３に記載のパートＣ及びパートＤに示されている。パートＢ
と比較すると、Ｅ２は同じであるが、Ｅ１はアーティファクトを低減させるため
により小さい。
【００３９】 上述のとおり、以下の５つのステップを含む有効エッジ強調システムが説明さ
れている：エッジ抽出、ルミナンス源選択、有効エッジ範囲検査、隣接するピク
セル輝度調整及びエッジ増大比率調整である。本発明のエッジ強調機構には、２
つのキーがある。一つは前記エッジを正しく配置することであり、第二は前記エ
ッジが強調される時に、アーティファクトを防止することである。第一のステッ
プは、エッジ抽出問題を取り扱い、ステップ３乃至ステップ５はアーティファク
トの低減に焦点を当てている。
【００４０】 本発明の効果は、オブジェクト・エッジを正しく配置し、及び前記エッジが強
調される時に、アーティファクトを避けることを含む。従って、本発明は、従来
のエッジ・プロセッサに対して、向上した画像エッジ強調技術を供給する。
【００４１】 例示的な実施形態及び最善の状態を開示してきたが、前記特許請求の範囲によ
って定義された本発明の範囲内に留まりつつ、修正及び変更が開示された実施形
態に対してなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施形態に従った、画像キャプチャ装置及び画像プロセッサ
を示すブロック図である。
【図２】 図２は、本発明の実施形態に従った、紛失ピクセル補間を実行するためのアー
キテクチャを示す。
【図３Ａ】 本発明の実施形態に従った、様々なダウン・サンプリング技術を示す図である
。
【図３Ｂ】 本発明の実施形態に従った、様々なダウン・サンプリング技術を示す図である
。
【図３Ｃ】 本発明の実施形態に従った、様々なダウン・サンプリング技術を示す図である
。
【図３Ｄ】 本発明の実施形態に従った、様々なダウン・サンプリング技術を示す図である
。
【図４】 図４は、本発明の実施形態に従った、エッジ強調のための画像プロセッサを示
すブロック図である。
【図５】 図５は、生ＣＣＤデータ・パターンを示す。
【図６】 図６は、本発明の実施形態に従った、画像におけるエッジを強調するためのス
テップを示す。
【図７】 図７は、エッジ検出及び強調プロシージャを示す。
【図８】 図８は、エッジ検出のための、３×３ブロックを示す。
【図９】 図９は、四つの異なる方向での、エッジ境界を検出するために使用される３×
３マトリックスのための加重ファクタを示す。
【図１０】 図１０は、本発明の特徴に従った、カットオフ・レベル及び増大制御を示す。
【図１１】 図１１は、６０の背景における輝度と、５０の前景における輝度を有する画像
を示す。
【図１２】 図１２は、１１０の背景における輝度と、１００の前景における輝度を有する
画像を示す。
【図１３】 図１３は、均衡のとれていないエッジ増大比の例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ (72)発明者 ワン レン ユー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95104 クーパティノ ジャネット コー ト 7852 Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CE03 CE16 5C066 AA01 CA05 EC02 GA01 GA02 KE07 KG08 KM02 KP05 5C077 LL02 LL19 MP07 MP08 PP03 PP32 PQ23 5C079 HB01 LA10 LA15 MA04 NA02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生デジタル画像として入力ターミナルに供給されたデジタル
    画像のエッジ強調のため、及び処理された画像データを出力ターミナルに供給す
    るための装置であって： 前記入力ターミナルに接続され、前記生データを受信し及びオフセット・デー
    タを生成するように構成されたオフセット処理回路と； 前記オフセット処理回路に接続され、前記オフセット・データを受信し及び補
    間されたデータを供給するように構成された補間回路と； 前記補間回路に接続され、及び色データを生成するために前記補間されたデー
    タを処理するように構成された色処理回路と； 前記補間回路及び前記色処理回路に接続され、強調データを生成するために、
    前記補間されたデータ及び前記色データに基づいて、前記画像のエッジを強調す
    るよう構成されたエッジ強調回路と； 前記色処理回路及び前記エッジ強調回路に接続され、ルックアップ・データを
    生成するために、前記色データ及び前記強調データを探索するよう構成されたル
    ックアップ・テーブルと； 前記ルックアップ・テーブル回路に接続され、前記出力ターミナルへの前記処
    理された画像データを生成するために、前記ルックアップ・データを変換するよ
    う構成された変換回路と； を具備する前記装置。
  2. 【請求項２】 前記エッジ強調回路は、エッジ抽出回路、カットオフ・レベ
    ル調整回路、及びエッジ増大スケーリング回路を含むことを特徴とする、請求項
    １に記載の、エッジ強調のための装置。
  3. 【請求項３】 オブジェクトのエッジを検出するために、対象となる画像に
    おけるオブジェクトの境界に配置されたピクセルの輝度における変化を識別する
    ための手段と、増大を要求する有効エッジ値の範囲を識別するための手段と、エ
    ッジ増大値を供給するために、増大ファクタを前記有効エッジ値に掛けるための
    手段と、エッジ強調されたピクセルを作るために、本来の輝度に前記エッジ増大
    値を加えるための手段と、を含む、デジタル・カメラ画像におけるエッジ強調の
    ための装置。
  4. 【請求項４】 エッジ強調の前に、紛失ピクセルを供給するために、色画像
    を再構築するための手段を含む、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 オブジェクトのエッジを検出するために、対象となる画像に
    おけるオブジェクトの境界に配置されたピクセルの輝度における変化を識別する
    ステップと、増大を要求する有効エッジ値の範囲を識別するステップと、エッジ
    増大値を供給するために、増大ファクタを前記有効エッジ値に掛けるステップと
    、エッジ強調されたピクセルを作るために、本来の輝度に、前記エッジ増大値を
    加えるステップと、を含む、デジタル・カメラ画像における画像のエッジ強調の
    方法。
  6. 【請求項６】 画像キャプチャ装置において紛失ピクセルを補償するための
    装置であって： 前記紛失ピクセルに関する適切な輝度値を決定するために、及び前記適切な輝
    度値を前記紛失ピクセルに割り当てるために、近くのピクセルの輝度値を比較す
    るよう構成された補間回路を具備する、前記装置。
  7. 【請求項７】 前記補間回路は、代替的な線における隣接する赤／青カラー
    ・フィルタ・コーティングによって、緑のピクセルにおけるＣＣＤ暗−明−暗−
    明パターンの少なくともいくつかをオフセットするよう構成されたオフセット回
    路を含むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記補間回路は、後ろから前へのダウン・サンプリングを吸
    収し、及びエッジ強調に関して、各ピクセルに３×３ピクセル・ブロックを供給
    するように構成された、サンプリング回路を含むことを特徴とする、請求項７に
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 オブジェクトのエッジを検出するために、対象となる画像に
    おけるオブジェクトの境界に配置されたピクセルの輝度における変化を識別する
    ための手段と、増大を要求する有効エッジ値の範囲を識別するための手段と、エ
    ッジ増大値を供給するために、増大ファクタを前記有効エッジ値に掛けるための
    手段と、エッジ強調ピクセルを作るために、本来の輝度に前記エッジ増大値を加
    えるための手段とを含む、デジタル・カメラ画像におけるエッジ強調のための画
    像プロセッサをさらに具備することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 画像キャプチャ装置において紛失ピクセルを補償するため
    の方法であって： 前記紛失ピクセルに関する適切な輝度値を決定するために、近くのピクセルの
    輝度値を比較するステップと； 前記適切な輝度値を、前記紛失ピクセルに割り当てるステップと； を具備する前記方法。
  11. 【請求項１１】 代替的な線における隣接する赤／青カラー・フィルタ・コ
    ーティングによって、緑のピクセルにおけるＣＣＤ暗−明−暗−明パターンの少
    なくともいくつかをオフセットするステップをさらに具備することを特徴とする
    、請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 エッジ強調のために３×３ピクセル・ブロックを各ピクセ
    ルに供給するために、後ろから前へのダウン・サンプリングを吸収するステップ
    をさらに具備することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 オブジェクトのエッジを検出するために、対象となる画像
    におけるオブジェクトの境界に配置されたピクセルの輝度における変化を識別す
    るステップと、増大を要求する有効エッジ値の範囲を識別するステップと、エッ
    ジ増大値を供給するために、増大ファクタを前記増大エッジ値に掛けるステップ
    と、エッジ強調ピクセルを作るために、本来の輝度に前記エッジ増大値を加える
    ステップと、を含む、デジタル・カメラ画像における画像のエッジ強調の方法を
    さらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
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