JP2003008889A

JP2003008889A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2003008889A
Application number: JP2001193915A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sumitani; 一徳隅谷; Toshiyuki Sano; 俊幸佐野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の拡大に対して高画質の画像を得ること
ができる画像処理装置を提供すること。【解決手段】ユーザーが入力装置４を操作して拡大率
設定入力による画像の拡大設定をすると、これを受け取
ったパソコン２のＣＰＵは、カメラ１の画像処理部１１
に輪郭補正処理を止める指示を送信する。カメラ１の画
像処理部１１は、輪郭補正処理を止める指示を受ける
と、輪郭補正処理を止め、パソコン２に出力する画像デ
ータは輪郭補正されていない画像データとなる。パソコ
ン２では、ＣＰＵが受け取った画像データに輝度レベル
の調整や色味の調整などを行った後、画像の拡大処理を
行ってから輪郭補正処理を行い、この画像データを表示
装置３に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像処
理装置に関し、特に画像を拡大時にも良好に輪郭補正す
る画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディジタル画像を用いた画像アプ
リケーションにおいて、画像サイズを任意の大きさに拡
大して表示する場合、通常の撮像装置で撮像された画像
には輪郭強調による輪郭補正がなされているため、この
ような画像を高い倍率で拡大すると、輪郭線も拡大され
てしまう。したがって、拡大率が大きい場合には輪郭線
が目立つのを防ぐために、例えば、特開２０００−２７
０２０８号公報に記載された画像処理装置が提案されて
いる。

【０００３】図６は、従来の画像処理装置のブロック図
である。この画像処理装置では、倍率設定手段７１によ
って設定された拡大倍率αに対し、スムージング拡大回
路７３においてスムージング拡大が可能な倍率である複
数の固定拡大倍率から、拡大倍率αに最も近い倍率を倍
率選択回路７２によって選択してスムージング拡大倍率
βとし、さらに変倍倍率をγ＝α／βによって求める。
これらの倍率を用い、入力画像Ｐ１をスムージング拡大
回路７３によってβ倍にスムージング拡大し、続いて変
倍回路７４によってγ倍に変倍することによって、画質
の劣化が抑制されて、スムージング拡大による高画質化
の効果が充分に保持された拡大出力画像Ｐ２を得ること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の画像処理装置では、スムージング拡大と変倍を組み
合わせているために、ユーザからの任意の画像サイズ拡
大要求に応えるためには、複数のスムージング回路と変
倍回路が必要となり、撮像装置の回路規模を増大させる
原因となるため、撮像装置からの画像データを受け取っ
たパソコン側で拡大処理を行うことが必要となるという
問題があった。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、任意の拡大に対して高画質の画像を得
ることができる画像処理装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、画像を撮像し、撮像した画像データに輪郭補正を含
む第１の画像処理を行い、前記第１の画像処理を行った
画像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段が出力
する画像データに拡大処理を含む第２の画像処理を行
い、前記第２の画像処理を行った画像データを表示装置
に表示する拡大処理手段と、前記拡大処理手段に画像の
拡大率を指定する拡大率設定手段とを備え、前記拡大処
理手段は、前記拡大率設定手段から拡大率を指定される
と、前記撮像手段の輪郭補正処理を停止させ、前記撮像
手段が出力する画像データに拡大処理を行った後、輪郭
補正処理を行う構成を有している。この構成により、画
像拡大時には撮像手段の輪郭補正処理は停止され、拡大
処理が行われた後輪郭補正処理が行われることとなる。

【０００７】また、本発明の画像処理装置は、画像を撮
像し、撮像した画像データに輪郭補正を含む第１の画像
処理を行い、前記第１の画像処理を行った画像データを
出力する撮像手段と、前記撮像手段が出力する画像デー
タに拡大処理を含む第２の画像処理を行い、前記第２の
画像処理を行った画像データを表示装置に表示する拡大
処理手段と、前記拡大処理手段に画像の拡大率を指定す
る拡大率設定手段とを備え、前記拡大処理手段は、前記
拡大率設定手段から拡大率を指定されると、前記撮像手
段が出力する画像データに輪郭線除去処理を行い、拡大
処理を行った後、輪郭補正処理を行う構成を有してい
る。この構成により、画像拡大時には撮像手段が出力す
る画像データに輪郭線除去処理が行われ、拡大処理が行
われた後輪郭補正処理が行われることとなる。

【０００８】また、本発明の画像処理装置は、画像を撮
像し、撮像した画像データに輪郭補正を含まない第１の
画像処理を行い、前記第１の画像処理を行った画像デー
タを圧縮処理して出力する撮像手段と、前記撮像手段が
出力する画像データを伸張処理した後、拡大処理を含む
第２の画像処理を行い、前記第２の画像処理を行った画
像データを表示装置に表示する拡大処理手段と、前記拡
大処理手段に画像の拡大率を指定する拡大率設定手段と
を備え、前記拡大処理手段は、前記拡大率設定手段から
拡大率を指定されると、前記撮像手段が出力する画像デ
ータを伸張処理し、拡大処理を行った後、輪郭補正処理
を行う構成を有している。この構成により、撮像手段か
ら拡大処理手段に圧縮処理された画像データが送られ、
拡大処理手段で伸張処理、拡大処理の後、輪郭補正処理
が行われることとなる。

【０００９】さらに、本発明の画像処理装置は、画像を
撮像し、撮像した画像データに輪郭補正を含まない第１
の画像処理を行い、前記第１の画像処理を行った画像デ
ータを出力する撮像手段と、前記撮像手段が出力する画
像データに拡大処理および輪郭補正処理を含む第２の画
像処理を行い、前記第２の画像処理を行った画像データ
を表示装置に表示する拡大処理手段と、前記拡大処理手
段に画像の拡大率を指定する拡大率設定手段とを備え、
前記拡大処理手段は、前記拡大率設定手段から拡大率を
指定されると、前記撮像手段が出力する画像データに拡
大処理を行った後、輪郭補正処理を行う構成を有してい
る。この構成により、画像拡大時には拡大処理が行われ
た後、輪郭補正処理が行われることとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明の第
１の実施の形態の画像処理装置を示す図である。

【００１１】図１に示すように、本実施形態の画像処理
装置は、カメラ（撮像手段）１、パソコン（拡大処理手
段）２、表示装置３、入力装置（拡大率設定手段）４を
備えていて、カメラ１で撮像した画像データはパソコン
２に送られ、パソコン２のＣＰＵ（Central Processing
Unit）が各種画像処理を行い、接続されている表示装
置３に画像を表示する。入力装置４はパソコン２に接続
され、ユーザーの指示をパソコン２に入力するものであ
る。

【００１２】カメラ１内部では、被写体を撮像した画像
データに対して、画像処理部１１において、輝度レベル
調整、ホワイトバランス調整、ガンマ調整、輪郭補正処
理など、様々な画像処理を行い、画像処理を行った画像
データをパソコン２に送信する。

【００１３】パソコン２では、ＣＰＵが受け取ったデー
タに対し、輝度レベルの調整や、色味の調整などの画像
処理を行った後、表示装置３に表示する。

【００１４】ここで、ユーザーが入力装置４を操作して
拡大率設定入力による画像の拡大設定をすると、これを
受け取ったパソコン２のＣＰＵは、カメラ１の画像処理
部１１に輪郭補正処理を止める指示を送信する。

【００１５】カメラ１の画像処理部１１は、輪郭補正処
理を止める指示を受けると、輪郭補正処理を止め、パソ
コン２に出力する画像データは輪郭補正されていない画
像データとなる。

【００１６】パソコン２では、ＣＰＵが受け取った画像
データに輝度レベルの調整や色味の調整などを行った
後、画像の拡大処理を行ってから輪郭補正処理を行い、
この画像データを表示装置３に表示することで高品質の
拡大画像を得ることができる。

【００１７】次に、本実施の形態の輪郭補正について説
明する。図２において、横軸は被写体を撮影した画像の
一部を任意の直線で切り出した時の直線上の位置（ｘ）
であり、縦軸はその直線上の位置の画素の輝度値であ
る。

【００１８】図２（ａ）は、輪郭補正をかける前の画像
データの場合であり、Ａは画像の暗い部分、Ｃは画像の
明るい部分であり、輝度が変化しているＢの部分が画像
の輪郭部分となる。

【００１９】図２（ａ）のような画像データに対して、
画像の横方向の輪郭補正を行うには、各画素について画
像の横方向に連続した両側の画素の輝度を使って輪郭補
正を行う。画素の横軸方向ｎ番目の画素の輝度値をｙ
（ｎ）とすると、ｎ番目の画素の輪郭補正後の輝度値Ｙ
（ｎ）は次式により算出する。Ｙ（ｎ）＝−ｙ（ｎ−１）＋３×ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ＋１） …… （式１）このような輪郭補正を行うと、図２（ｂ）に示すよう
に、Ｄのような輝度値の変化する部分の輝度値が高くな
り、その部分が強調されることとなる。この処理によ
り、画像の横方向の輪郭が強調される。

【００２０】また、画像の縦方向に関しても同様の処理
を行うことで画像の縦方向の輪郭を強調することができ
る。通常カメラではこのような輪郭補正処理を行うこと
によりシャープな画質を得ている。なおカラー画像にお
いても色差成分に対して同じ処理を行うことで同様にシ
ャープな画質を得ることができる。

【００２１】次に、画像の拡大処理は、画像データ拡大
率をαとすると、拡大後の画素の座標（Ｘｔ，Ｙｔ）と
拡大元の画素の座標（Ｘｆ，Ｙｆ）の関係は、Ｘｔ＝Ｘｆ×α …… （式２）Ｙｔ＝Ｘｆ×α …… （式３）で表されるが、拡大元の画素を拡大率を掛けて移動した
だけでは画素数が足りないので、逆に、拡大後の画素の
座標から拡大元の画素を求めて、拡大元の画素の輝度を
拡大後の画素の輝度とする。

【００２２】すなわち、拡大元の画素の座標（Ｘｆ，Ｙ
ｆ）の値は、上述の関係から、Ｘｆ＝Ｘｔ／α …… （式４）Ｙｆ＝Ｙｔ／α …… （式５）となり、この式により拡大元の画素の座標を求める。

【００２３】このとき、Ｘｆ，Ｙｆが小数となった場合
（拡大率と合わない座標の画素の場合）、求められたＸ
ｆ，Ｙｆの値を四捨五入して最も近い座標の画素の輝度
値を使用したり、求められたＸｆ，Ｙｆの周囲４つの座
標の輝度の値をＸｆ，Ｙｆの小数部分の比で重み付け平
均をとって輝度値を決めるなどの方法を用いて拡大後の
座標の画素の輝度値を求める。これを全ての画素につい
て求めて、画像を拡大することができる。なおカラー画
像においても色差成分に対して同じ処理を行うことで同
様に画像を拡大することができる。

【００２４】この拡大処理を輪郭補正処理がなされた図
２（ｂ）のような画像に行うと、図２（ｃ）に示すよう
に、輪郭補正処理によって輪郭強調された図２（ｂ）の
Ｄの部分も拡大され図２（ｃ）のＥのようになってしま
う。画像の拡大率が大きいと、この輪郭強調された部分
も大きくなるため、輪郭線が目立ってしまい画質を劣化
させる原因となる。

【００２５】そこで、本実施の形態においては、ユーザ
ーにより拡大設定がされると、カメラ１での輪郭補正を
止め、パソコン２側でユーザーの要求する拡大率で拡大
処理を行った後、輪郭補正処理をしているので、図２
（ａ）のような元画像を図２（ｄ）に示すように拡大す
ることができ、輪郭強調部分が拡大されず、シャープで
良好な画質を得ることができる。

【００２６】次に、図３は、上述の離隔補正処理行うた
めの概略ブロック図である。画像データは、画像の左上
端の画素から右横に右上端の画素まで順に、右上端の画
素からは１ライン下の左端の画素から右横に右端の画素
へという順で画像の右下端まで入力信号としてラインメ
モリ２１に入力される。

【００２７】ラインメモリ２１ａ〜２１ｃはＦＩＦＯメ
モリ等で構成され、画像の横１ライン分のデータを記憶
できるものである。本実施の形態では、ラインメモリを
３段備え、３ライン分のデータを記憶しておくようにな
っている。

【００２８】垂直方向輪郭補正部２２は、垂直方向３個
分の画素のデータに対してそれぞれ乗算器２２１ａ〜２
２１ｃにより係数を掛け、加算器２２２にてそれぞれを
加算することで垂直方向の輪郭補正を行う。

【００２９】水平方向輪郭補正部２３は、遅延装置２３
１ａ，２３１ｂで信号を遅らせて水平方向に連続した３
つの画素のデータに、それぞれ乗算器２３２ａ〜２３２
ｃで係数を掛け、加算器２３３でそれぞれ加算すること
で水平方向の輪郭補正を行う。

【００３０】遅延装置２４で遅延させた垂直方向輪郭補
正部２２の出力と水平方向輪郭補正部２３の出力を加算
器２５で加算し、乗算器２６で１／２を掛けて輪郭補正
の出力信号が得られる。

【００３１】次に、図４は、上述の拡大処理を行うため
の概略ブロック図である。

【００３２】画素位置制御ブロック３１では拡大処理を
行った後の画素の座標を指定する。通常は、画像の左上
端の画素から右横に右上端の画素まで順に、上端の画素
からは１ライン下の左端の画素から右横に右端の画素へ
という順で画像の右下端まで順に処理を行うが、必ずし
もこの順である必要はない。

【００３３】拡大係数テーブル３２は、画素位置制御ブ
ロック３１から指定された拡大処理後の画素の座標とユ
ーザーから指定された拡大率から、拡大処理前の画素の
座標を上記式４、５から求める。求めた座標の値が小数
である場合は、その周囲４画素の座標を求め、それぞれ
の座標の重み付け計数を座標の値の小数部分から求め
る。

【００３４】フレームメモリ３３には、画像１枚分の画
像データが記録されており、拡大係数テーブル３２の指
示により拡大係数テーブルが求めた座標（求めた拡大処
理前の画素の座標の値が整数であれば１つの画素の座
標、求めた拡大処理前の画素の座標の値が小数の場合
は、その周囲４画素の座標）の画素のデータを出力する
ものである。

【００３５】拡大係数テーブル３２の指示によりフレー
ムメモリ３３から出力された画素のデータは、積算器３
４ａ〜３４ｄで拡大係数テーブル３２が求めたそれぞれ
の重み付け係数を掛けられ、加算器３５で加算され拡大
後の画素のデータとして出力される。

【００３６】以上のように、本実施の形態の画像処理装
置は、ユーザーから拡大設定があると、カメラ１での輪
郭補正処理を止め、パソコン２において、拡大処理を行
った後輪郭補正処理を行っているので、拡大された画像
でも輪郭線の目立たない高品質な画像を得ることができ
る。

【００３７】なお、本実施の形態においては、カメラ１
から出力された画像データの処理をパソコン２で行うと
したが、これに限定されるものではなく、マイコンやハ
ードウェアによって処理を行ってもよいことはいうまで
もない。

【００３８】本実施の形態の第１の他の態様としては、
カメラ１の画像処理部１１では常に輪郭補正処理を行わ
ず、パソコン２側で輪郭補正処理を行うようにし、ユー
ザーが入力装置４から拡大率設定入力による画像の拡大
設定をすると、これを受け取ったパソコン２のＣＰＵ
は、拡大処理を行った後輪郭補正処理を行うようにす
る。このように構成することによって、カメラ１に輪郭
補正処理の回路を組み込む必要がなく、カメラ１の回路
規模縮小によりコストダウンを図ることができる。

【００３９】本実施の形態の第２の他の態様としては、
カメラ１が輪郭補正処理を行わないように設定できない
場合、輪郭補正された画像データをパソコン２のＣＰＵ
で一旦輪郭線除去処理を行うようにする。

【００４０】輪郭線強調の部分は高周波成分であるか
ら、各画素の垂直方向・水平方向に連続した両側の画素
に対して例えば（１／４，１／２，１／４）という係数
を掛けていく。つまり、画素の横軸方向または縦軸方向
ｎ番目の画素の輝度値をｙ（ｎ）とすると、ｎ番目の画
素の輪郭補正後の輝度値Ｙ（ｎ）は次式により算出す
る。Ｙ（ｎ）＝１／４×ｙ（ｎ−１）＋１／２×ｙ（ｎ）＋１／４×（ｎ＋１） … … （式６）このような処理により輝度値の急激に変化する部分が平
滑化され、画像の輪郭線強調成分を除去することができ
る。

【００４１】その後、パソコン２のＣＰＵは、輝度や色
味調整を行い、入力装置４へのユーザーからの拡大率指
定入力に従い画像の拡大処理を行い、その後、画像の輪
郭補正処理を行って表示装置３に画像を表示する。

【００４２】このように構成することによって、カメラ
１に輪郭補正処理を行わないように設定できない場合で
も、輪郭線の目立たない高品質な拡大画像を得ることが
できる。

【００４３】次に、図５は本発明の第２の実施の形態の
画像処理装置の概略ブロック図を示す。なお、本実施の
形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されて
いるので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分
のみ説明する。

【００４４】図５に示すように、本実施の形態の画像処
理装置は、カメラ（撮像手段）５の圧縮処理部５２にお
いて、パソコン（拡大処理手段）６に送信する画像デー
タのデータ圧縮処理を行い、パソコン６の伸張処理部６
１において画像データの伸張処理を行い、画像処理を行
ってから表示装置３に表示するようになっている。

【００４５】ここで、通常の輪郭補正処理を行った画像
データに対してデータ圧縮処理を行うと、画像圧縮の性
質として画像の高調波成分がカットされるため、輪郭強
調部分は失われてしまう。このため、カメラ５側で元画
像に対して輪郭強調成分を作る輪郭補正処理を行うと、
画像圧縮によりそれが失われるため、画像に対して無駄
な操作が行われることになり、画質劣化の原因となる。

【００４６】そこで、カメラ５の画像処理部５１では輪
郭補正を行わないで輝度レベル調整、ホワイトバランス
調整、ガンマ調整などの画像処理を行い、その画像デー
タに圧縮処理部５２でデータ圧縮処理を行い、圧縮した
画像データをパソコン６に送信する。

【００４７】パソコン６では、伸張処理部６１で受け取
ったデータの伸張処理を行い、輝度や色味調整等の画像
処理を行ってから、輪郭補正処理を行い表示装置３に表
示する。

【００４８】なお、上述の第１の実施の形態と同様に、
入力装置４から入力されたユーザーからの拡大率設定入
力に従い、画像の拡大処理を行うことが出来るが、その
場合は輪郭補正処理の前に画像の拡大処理を行うように
なっている。

【００４９】以上のように、本実施の形態の画像処理装
置は、画像データのデータ圧縮・伸張処理の後、パソコ
ン２において、輪郭補正処理を行っているので、データ
圧縮・伸張を施された画像データでも輪郭線のある高品
質な画像を得ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、撮像装
置では輪郭補正処理を行わず、画像拡大処理を行った後
に輪郭補正処理を行うことにより、画像を拡大しても輪
郭線の目立たない高品質な画像を得ることができる画像
処理装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の画像処理装置を示
す概略ブロック図

【図２】本発明の第１の実施の形態の画像処理装置の輪
郭補正処理を説明するグラフ

【図３】本発明の第１の実施の形態の画像処理装置の輪
郭補正処理を示す概略ブロック図

【図４】本発明の第１の実施の形態の画像処理装置の画
像拡大処理を示す概略ブロック図

【図５】本発明の第２の実施の形態の画像処理装置を示
す概略ブロック図

【図６】従来の画像処理装置を示す概略ブロック図

【符号の説明】

１カメラ（撮像手段）２パソコン（拡大処理手段）３表示装置４入力装置（拡大率設定手段）１１画像処理部２１ラインメモリ２２垂直方向輪郭補正部２２１ａ〜２２１ｃ乗算器２２２加算器２３水平方向輪郭補正部２３１ａ，２３１ｂ遅延装置２３２ａ〜２３２ｃ乗算器２３３加算器２４遅延装置２５加算器２６乗算器３１画素位置制御ブロック３２拡大係数テーブル３３フレームメモリ３４ａ〜３４ｄ積算器３５加算器５カメラ（撮像手段）５１画像処理部５２圧縮処理部６パソコン（拡大処理手段）６１伸張処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 AA01 BA02 BA23 CC01 CD05 CE03 CH07 CH08 CH18 DA16 DA17 DC16 5B069 AA01 BA03 BB16 DD11 5C076 AA21 AA31 BA06 BA07 BB42 CB01 5C077 LL05 MP07 PP05 PP20 PQ08 PQ12 PQ18 PQ23 TT09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を撮像し、撮像した画像データに輪
郭補正を含む第１の画像処理を行い、前記第１の画像処
理を行った画像データを出力する撮像手段と、前記撮像
手段が出力する画像データに拡大処理を含む第２の画像
処理を行い、前記第２の画像処理を行った画像データを
表示装置に表示する拡大処理手段と、前記拡大処理手段
に画像の拡大率を指定する拡大率設定手段とを備え、前
記拡大処理手段は、前記拡大率設定手段から拡大率を指
定されると、前記撮像手段の輪郭補正処理を停止させ、
前記撮像手段が出力する画像データに拡大処理を行った
後、輪郭補正処理を行うことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項２】画像を撮像し、撮像した画像データに輪
郭補正を含む第１の画像処理を行い、前記第１の画像処
理を行った画像データを出力する撮像手段と、前記撮像
手段が出力する画像データに拡大処理を含む第２の画像
処理を行い、前記第２の画像処理を行った画像データを
表示装置に表示する拡大処理手段と、前記拡大処理手段
に画像の拡大率を指定する拡大率設定手段とを備え、前
記拡大処理手段は、前記拡大率設定手段から拡大率を指
定されると、前記撮像手段が出力する画像データに輪郭
線除去処理を行い、拡大処理を行った後、輪郭補正処理
を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】画像を撮像し、撮像した画像データに輪
郭補正を含まない第１の画像処理を行い、前記第１の画
像処理を行った画像データを圧縮処理して出力する撮像
手段と、前記撮像手段が出力する画像データを伸張処理
した後、拡大処理を含む第２の画像処理を行い、前記第
２の画像処理を行った画像データを表示装置に表示する
拡大処理手段と、前記拡大処理手段に画像の拡大率を指
定する拡大率設定手段とを備え、前記拡大処理手段は、
前記拡大率設定手段から拡大率を指定されると、前記撮
像手段が出力する画像データを伸張処理し、拡大処理を
行った後、輪郭補正処理を行うことを特徴とする画像処
理装置。
【請求項４】画像を撮像し、撮像した画像データに輪
郭補正を含まない第１の画像処理を行い、前記第１の画
像処理を行った画像データを出力する撮像手段と、前記
撮像手段が出力する画像データに拡大処理および輪郭補
正処理を含む第２の画像処理を行い、前記第２の画像処
理を行った画像データを表示装置に表示する拡大処理手
段と、前記拡大処理手段に画像の拡大率を指定する拡大
率設定手段とを備え、前記拡大処理手段は、前記拡大率
設定手段から拡大率を指定されると、前記撮像手段が出
力する画像データに拡大処理を行った後、輪郭補正処理
を行うことを特徴とする画像処理装置。