JP2004120224A - 画像補正処理装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】人物画像を配信する際に、人物の顔部分の画質を劣化させることなく、配信可能なデータ容量である制限容量以下に画像データ容量を小さくする。
【解決手段】人物画像の画像データをＹＣ変換・同時化処理部２０６でＹＣ変換した後、顔抽出処理部２０８において顔画像領域を抽出し、顔画像領域と顔以外の非顔画像領域とに分離する。シャープネスパラメータ決定部２０９において、非顔画像領域のシャープネスを顔画像領域に比べて弱くするようにパラメータを決定し、領域別シャープネス処理部２１０において顔画像領域と非顔画像領域の各領域で個別にシャープネス処理を行う。これにより、ＪＰＥＧ圧縮部２１２で画像圧縮後のデータ容量が配信容量制限内となるよう顔以外の部分のデータ容量を適正に縮小した画像データを得る。
【選択図】 図２
【解決手段】人物画像の画像データをＹＣ変換・同時化処理部２０６でＹＣ変換した後、顔抽出処理部２０８において顔画像領域を抽出し、顔画像領域と顔以外の非顔画像領域とに分離する。シャープネスパラメータ決定部２０９において、非顔画像領域のシャープネスを顔画像領域に比べて弱くするようにパラメータを決定し、領域別シャープネス処理部２１０において顔画像領域と非顔画像領域の各領域で個別にシャープネス処理を行う。これにより、ＪＰＥＧ圧縮部２１２で画像圧縮後のデータ容量が配信容量制限内となるよう顔以外の部分のデータ容量を適正に縮小した画像データを得る。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像配信システムにおける端末やサーバ等に設けられ、配信する画像のシャープネス等の補正処理を行う画像補正処理装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やＰＤＡ（携帯情報端末）等の携帯端末において、ＣＭＯＳ型センサやＣＣＤ等による撮像手段を搭載したデジタルカメラ付きの機種が普及しつつある。このような携帯端末で撮影された画像は、移動体通信網やインターネットなどの通信手段を介して、電子メールの添付ファイルとして配信したり、或いは画像データそのものを配信したりなど、画像配信システムにより他の携帯端末やパーソナルコンピュータに配信できるようになっている。
【０００３】
これらの画像配信システムでは、移動体通信網の配信設備や配信時間、或いは携帯端末に定められた仕様等によって、配信可能なデータ容量に制限がある。このデータ容量の制限は、移動体通信網のキャリア会社や端末の機種などによって異なっている。このため携帯端末において、画像データのＪＰＥＧ圧縮を行う際にＱ係数を制御したり、画像のシャープネスの強弱を制御することにより、定められたデータ容量の制限を超えないように画質をコントロールした上で配信する必要がある。
【０００４】
画像のシャープネス等を制御する従来技術としては、例えば、画像処理パラメータを決定する際に、画像に含まれる顔の大きさに応じて、顔画像のシャープネス強調度合いを制御するものがある（例えば特許文献１参照）。また、テレビジョンカメラ装置において、特定の色相の輪郭強調ゲインを、ズーム比や焦点距離情報に応じて可変するものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３９０３５号公報
【特許文献２】
特開平８−５１６３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような、画像のシャープネスの強弱を制御することにより画像データのデータ容量をコントロールする方法では、通常、画像のシャープネスを弱くしてデータ容量を小さくすることが多い。これは、画像の冗長度が高い、すなわち画像に低周波成分が多く含まれている方がＪＰＥＧ圧縮後のデータ容量が小さくなるという性質を利用している。
【０００７】
しかしながら、上記画像のシャープネスを弱くする方法によって容量制限を満たすためにデータ容量を小さくする場合、撮影された画面全体についてシャープネスを一律に制御することになるので、高周波成分が多い樹木や建物などを背景にして人物を撮影した場合は、撮影画像中の最重要被写体である人物の顔までもシャープネスを弱くすることになり、結果として顔部分の画質が劣化してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、画像配信において配信可能なデータ容量に制限がある場合に、撮影した人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を制限範囲内になるよう縮小させることが可能な画像補正処理装置及びプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う画像補正処理装置であって、前記人物画像における顔画像領域を抽出する顔抽出処理手段と、前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えてそれぞれの領域ごとに個別にシャープネス処理を行う領域別シャープネス処理手段と、を備えた画像補正処理装置を提供する。
【００１０】
上記構成によれば、顔と顔以外の各画像領域で個別にシャープネス処理を行うので、例えば顔以外の画像領域のみのシャープネスを弱くするよう制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく画像データ容量を減少させることが可能となる。
【００１１】
また、前記シャープネス処理の強弱を決定するシャープネスパラメータ決定手段を備え、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記非顔画像領域のシャープネスを弱くさせるようにシャープネスパラメータを決定することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、顔以外の画像領域のシャープネスを弱くするよう制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく画像データ容量を減少させることができ、例えば、人物画像を配信する際に配信可能なデータ容量に制限がある場合に、この制限容量を満たすように適正に画像データ容量を調整することが可能となる。
【００１３】
また、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像の画像データを配信する場合の画像送信手段又は受信側端末の制約により生じる配信可能なデータ容量の制限に基づいて、当該人物画像の画像データ容量が所定値となるよう前記シャープネスパラメータを決定することを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、人物画像の画像データを配信する場合の画像送信手段又は受信側端末の制約により生じる配信可能なデータ容量の制限に基づいてシャープネス強弱を制御することにより、このデータ容量の制限容量を満たすように適正に画像データ容量を調整することが可能となる。この場合、顔以外の画像領域のシャープネスを過度に弱くすることなく、画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を減少させることが可能となる。
【００１５】
また、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像における前記顔画像領域の面積比に応じて前記シャープネスパラメータを可変することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、顔画像領域の面積比に応じて各画像領域で適正にシャープネス処理を行うことができ、画像データ容量を所定値となるよう調整することが可能となる。
【００１７】
本発明は、人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う際に、前記人物画像における顔画像領域を抽出するステップと、前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えて当該人物画像の画像データ容量が所定値となるようシャープネスパラメータを決定するステップと、前記決定したシャープネスパラメータによって前記顔画像領域と前記非顔画像領域の各領域ごとに個別にシャープネス処理を行うステップと、を含む各手順をコンピュータにより実行させる画像補正処理プログラムを提供する。
【００１８】
上記構成により、コンピュータ上で上記記載の画像補正処理装置と同等の機能を実現でき、顔部分の画質を劣化させることなく、かつ顔以外の画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を調整することが可能となる。例えば、人物画像を配信する際に配信可能なデータ容量に制限がある場合に、この制限容量を満たすように適正に画像データ容量を減少させたりすることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本実施形態では、本発明に係る画像補正処理装置をカメラ付き携帯電話機に適用した場合を例示する。なお、本発明に係る画像補正処理プログラムは、画像補正処理装置における動作に対応する画像補正処理方法をコンピュータを用いて実現するものである。本発明に係る画像補正処理装置は、画像配信システムにおける端末側に設ける以外に、画像配信サーバに設けることも可能である。
【００２０】
図１は本発明に係る画像補正処理装置を備えたカメラ付き携帯電話機の実施形態の要部構成を示すブロック図である。
【００２１】
カメラ付き携帯電話機１は、無線信号の変復調及び無線送信及び受信を行う通信部１０１、通信情報や画像を表示するための液晶ディスプレイ等の表示素子とその駆動回路を備えた表示部１０２、電話番号や文字の入力、画像データの指定・選択等を実行するボタン群からなる操作部１０３、電話の送受話を行うためのマイクロホンとスピーカ及び音声信号処理回路を備えた送受話部１０４、ＧＰＳ衛星と基地局の信号により位置情報を取得するＧＰＳ受信装置等からなる現在位置認識部１０５、ＣＰＵやメモリ等を備えて各部の制御や信号処理を行う制御部１０６、さらに、撮影レンズやＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ等の撮像素子からなる撮像部１０７、撮影した画像データについて本発明に係る画像補正処理を含む各種の画像信号処理を行う画像信号処理部１０８を有して構成される。
【００２２】
図２は、図１における撮像部１０７及び画像信号処理部１０８の構成を詳細に示したブロック図である。
【００２３】
撮像部１０７は、図示しない撮影レンズの光学系を介して入射する被写体像を受光して光電変換し、その受光量に応じた画像信号を生成する撮像素子として光電変換素子のＣＣＤ２０１を備えて構成される。画像信号処理部１０８は、画素毎のアナログ画像信号レベルをディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２０２、画素毎の色データを光源の色温度に応じた値に補正するホワイトバランス回路２０３、画像データにマトリクス演算処理を施し液晶ディスプレイ等の再生表示系に合わせて色補正を行うリニアマトリクス回路２０４、再生表示系の階調特性に応じて階調補正を行うγ変換回路２０５を備えている。
【００２４】
また、画像信号処理部１０８は、ＲＧＢの画像データを輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）で表わされるＹＣデータに変換すると共に、変換されたＹ、Ｃｒ、Ｃｂの各データを画素ごとに同時化するＹＣ変換・同時化処理回路２０６、同時化されたＹ、Ｃｒ、Ｃｂの各データを格納する画像メモリ２０７を備えている。さらに、画像信号処理部１０８は、撮像した画像から顔画像領域を抽出して顔以外の非画像領域と分離する顔抽出処理部２０８、画像のシャープネスの度合を表すパラメータを決定するシャープネスパラメータ決定部２０９、分離した顔画像領域と非顔画像領域のそれぞれにシャープネス処理を行う領域別シャープネス処理部２１０、色差Ｃｒ、Ｃｂの各データにマトリクス演算を行って色再現変化を最小化する色差マトリクス回路２１１、ＹＣｒＣｂデータに対して画像圧縮処理を行って出力画像データとするＪＰＥＧ圧縮部２１２を備えて構成される。
【００２５】
次に、上記のように構成されたカメラ付き携帯電話機１の動作について、人物の被写体を撮影して撮影画像を通信相手に送信する場合を例に説明する。
【００２６】
撮影レンズを介してＣＣＤ２０１で撮像された人物の被写体像は、ＣＣＤ２０１より画像信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器２０２においてディジタルデータに変換される。ディジタルデータに変換された被写体像の画像データは、ホワイトバランス回路２０３で適正なホワイトバランスとなるよう色補正が施され、さらにリニアマトリクス回路２０４において所定の色再現係数を用いてマトリクス演算処理が施される。次いで、γ変換回路２０５で表示装置等に応じた所定のγ特性となるように階調変換がなされる。γ変換後の画像データは、ＹＣ変換・同時化処理回路２０６において、ＲＧＢデータからＹＣｒＣｂデータに変換されると共に、画素ごとに同時化処理が施される。そして、同時化処理された画像データは一旦画像メモリ２０７に記憶される。
【００２７】
次に、顔抽出処理部２０８において、画像データから被写体の顔画像領域を抽出する。顔画像領域の抽出方法としては、例えば本出願人による特開平９−１０１５７９号公報「顔領域抽出方法及び複写条件決定方法」において開示された技術を適用することができる。この技術は、撮影した画像の各画素の色相が肌色の範囲に含まれるか否かを判定して肌色領域と非肌色領域とに分割すると共に、画像中のエッジを検出して画像中の各箇所をエッジ部分又は非エッジ部分に分類する。そして、肌色領域内に位置し非エッジ部分に分類された画素からなり、かつエッジ部分と判定された画素で囲まれた領域を顔候補領域として抽出し、抽出した顔候補領域が人物の顔に相当する領域かを判定し、この判定結果に基づき顔画像領域として抽出するものである。
【００２８】
このようにして抽出された顔画像領域と、画像全体から顔画像を分離することにより得られる顔以外の非顔画像領域とは、それぞれの領域ごとに輝度信号（Ｙ）について画像のシャープネスを制御するシャープネス処理がなされる。以下、図３〜５を用いてこの領域別シャープネス処理を詳細に説明する。
【００２９】
図３は本実施形態に係る領域別シャープネス処理部の構成を示すブロック図であり、図４は図３の領域別シャープネス処理部において制御されるシャープネス強弱の状態を説明するための動作説明図である。
【００３０】
領域別シャープネス処理部２１０は、処理前の輝度信号より低周波成分、低中周波成分をそれぞれ分離抽出する低周波分離ローパスフィルタ３０１及び低中周波抽出ローパスフィルタ３０２と、減算器３０３，３０４と、中周波成分、高周波成分をそれぞれ増幅する中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６と、加算器３０７，３０８とを備えて構成される。
【００３１】
図３において、シャープネス処理を行う前の輝度信号Ｙは、低周波分離ローパスフィルタ３０１と低中周波抽出ローパスフィルタ３０２に入力されてフィルタリング処理がなされ、それぞれ低周波成分ＹＬ及び低中周波成分ＹＬＭが抽出される。そして、減算器３０３において低中周波成分ＹＬＭから低周波成分ＹＬを減算することにより中周波成分ＹＭを分離し、さらに、減算器３０４において元の輝度信号Ｙから低中周波成分ＹＬＭを減算することにより高周波成分ＹＨを分離する。
【００３２】
分離された中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨは、それぞれゲインＭの中周波増幅器３０５とゲインＨの高周波増幅器３０６で増幅される。そして、増幅された中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨは、加算器３０７において加算され、さらに加算器３０８で低周波成分ＹＬと加算されて全周波数帯域の信号となり、シャープネス処理後の輝度信号ＹＳとして出力される。
【００３３】
シャープネス強弱の度合は、中周波増幅器３０５と高周波増幅器３０６のそれぞれのゲインＭ、Ｈを可変することによって、図４に示すように制御することができる。すなわち、増幅を行わない低周波成分に対して、中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのそれぞれのゲインＭ、Ｈを高く設定することによりシャープネスが強調され、反対に低く設定することによりシャープネスが低下する。
【００３４】
このように、シャープネスを強調することは中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのゲインを上げることであり、この結果中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨの信号振幅（コントラスト）が大きくなる。従って、所定サンプリング期間におけるビット数が増加し、情報量が増えることになる。逆に、中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのゲインを下げることによりシャープネスが弱くなり、情報量が減少する。本発明ではこの原理を利用し、撮影の主対象である人物の顔以外の画像領域のシャープネスが弱くなるように制御することにより、全体の情報量を減らして画像データ容量を小さくするものである。
【００３５】
これにより、携帯端末等を利用したネットワーク経由の画像配信システムにおいて、移動体通信網の配信設備や配信時間、或いは携帯端末の仕様などによって、すなわち通信経路等の通信手段や配信サーバを含む画像送信手段の構成、受信側端末の構成などのシステムの構成上の制約や運用上の制約によって、配信可能なデータ容量に制限がある場合（例えば３２ｋバイト以下など）、このデータ容量制限に対して主要被写体の画質を劣化させることなく適切に画像データ容量を削減することが可能となる。
【００３６】
次に、図５のフローチャートを用いて本実施形態に係るシャープネス制御の手順を説明する。
【００３７】
まずステップＳ４０１では、シャープネスパラメータ決定部２０９において、顔画像領域と顔以外の非顔画像領域の各領域ごとに画像のシャープネスパラメータを決定する。このシャープネスパラメータは、前述したように、図３の中周波増幅器３０５、高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈに相当する。例えば、顔画像領域はゲインＭ、Ｈの値を１又は１以上としてシャープネスを不変又は強調する。一方、非顔画像領域はゲインＭ、Ｈのいずれか一方、或いは両方を共に１以下に定めてシャープネスを弱くする。
【００３８】
続いてステップＳ４０２では、領域別シャープネス処理部２１０において、画像メモリ２０７に記憶した画像データを基に顔抽出処理部２０８で抽出した顔画像領域と非顔画像領域の各領域の画像データに対して、前記各領域ごとに決定したシャープネスパラメータのゲインＭ、Ｈによって顔画像領域と非顔画像領域で個別にシャープネス処理を行う。なお、画像全体のシャープネス処理は、予めＹＣ変換・同時化処理回路２０６において行い、さらに領域別シャープネス処理部２１０で顔画像領域と非顔画像領域それぞれ個別のシャープネス処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
このようにしてシャープネス処理を行った処理後の画像データは、ステップＳ４０３において色差マトリクス回路２１１で色差Ｃｒ、Ｃｂの各データに対してマトリクス演算を行った後、ステップＳ４０４においてＪＰＥＧ圧縮部２１２でＪＰＥＧ方式による画像圧縮処理を行う。
【００４０】
そして、ステップＳ４０５においてＪＰＥＧ圧縮後の画像データの容量が制限容量以内か否かを判断し、制限容量を超える場合はステップＳ４０６において非顔画像領域の中周波成分のゲインＭ、高周波成分のゲインＨのいずれか一方、或いは両方を低下させる。
【００４１】
その後、ステップＳ４０２〜Ｓ４０５の処理を繰り返し、ＪＰＥＧ圧縮された画像データのデータ容量が制限容量以内になると、処理を終了する。次いで、制御部１０６はこの画像信号処理部１０８の出力の画像データを通信部１０１を介して通信相手に送信する。
【００４２】
以上のように、本実施形態の構成及び手順によれば、カメラ付き携帯電話機１で人物の画像を撮影して通信相手に送信する場合に、顔以外の画像領域のシャープネスを制御することにより、撮影した被写体中で最重要な人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を配信可能な制限値まで減少させることができる。この場合、画像データの制限容量に応じてシャープネスパラメータを設定することにより、顔以外の画像領域のシャープネスを過度に弱くすることなく、画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を減少させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、人物の顔画像領域のみを抽出し、顔以外の画像領域のシャープネスを制御するようにしたが、頭部又は上半身などを含めた人物画像領域を抽出し、人物以外の画像領域のシャープネスを制御するようにしてもよい。人物画像領域を抽出するには、まず顔画像領域を抽出した後、抽出された顔画像領域の大きさに応じた所定のテンプレートを用いて抽出する方法などを用いればよい。
【００４４】
また、シャープネスパラメータ決定部２０９において決定するシャープネスパラメータ、すなわち画像データ輝度信号の中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈは、顔抽出処理部２０８において抽出した顔画像領域の大きさが撮影画像全体に占める面積比に応じて可変するようにしてもよい。この場合、顔抽出処理部２０８において顔画像領域の面積比を算出し、顔画像領域の面積に応じてシャープネスパラメータを調整する。例えば、抽出した顔画像領域が大きい場合は、顔以外の画像領域の面積が小さくなり重要度が低下するのでシャープネスを落としても支障が少なく、またデータ削減量を確保するためにも、顔以外の画像領域のシャープネスをさらに弱める。すなわち、中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈをより小さく設定して情報量を減らすようにする。
【００４５】
また、本実施形態では、カメラ付き携帯電話機１で撮影した人物の画像に対して、カメラ付き携帯電話機１内部で上記した全ての処理を行うようにしたが、処理の一部、例えば、顔画像領域の抽出、シャープネスパラメータの決定及びシャープネス処理などの顔画像領域と非顔画像領域での個別のシャープネス処理を、画像配信システムの画像配信サーバにおいて行うようにしてもよい。この場合、画像配信サーバに画像メモリ、顔抽出処理部、シャープネスパラメータ決定部、領域別シャープネス処理部を設けるようにする。
【００４６】
さらに、本実施形態では、画像補正処理装置をカメラ付き携帯電話機に適用した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、通信機能を有する携帯端末等に接続可能なデジタルカメラに本実施形態の画像補正処理装置を設けることもできる。或いは、デジタルカメラで撮影した画像をパーソナルコンピュータに転送し、前述した本実施形態のシャープネス処理を含む画像データの処理をパーソナルコンピュータ上で実行することも可能である。この場合、パーソナルコンピュータで処理した画像データを電子メールの添付ファイルとして配信するなど、インターネット上の情報配信システムなどを介してサーバや他のコンピュータや携帯端末などに送信することができる。
【００４７】
上述した本実施形態によれば、カメラで撮像した人物画像を配信する際に、人物の顔画像領域を抽出し、顔以外の画像領域のシャープネスを制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく顔以外の部分のデータ容量を適正に縮小して画像全体のデータ容量を減少させることができ、配信可能なデータ容量の制限を満たすことが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像配信において配信可能なデータ容量に制限がある場合に、撮影した人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を制限範囲内になるよう縮小させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像補正処理装置を備えたカメラ付き携帯電話機の実施形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る撮像部及び画像信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る領域別シャープネス処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の領域別シャープネス処理部において制御されるシャープネス強弱の状態を説明するための動作説明図である。
【図５】本実施形態に係るシャープネス処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ カメラ付き携帯電話機
１０１ 通信部
１０２ 表示部
１０３ 操作部
１０４ 送受話部
１０６ 制御部
１０７ 撮像部
１０８ 画像信号処理部
２０６ ＹＣ変換・同時化処理部
２０７ 画像メモリ
２０８ 顔抽出処理部
２０９ シャープネスパラメータ決定部
２１０ 領域別シャープネス処理部
２１１ 色差マトリクス部
２１２ ＪＰＥＧ圧縮部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像配信システムにおける端末やサーバ等に設けられ、配信する画像のシャープネス等の補正処理を行う画像補正処理装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やＰＤＡ（携帯情報端末）等の携帯端末において、ＣＭＯＳ型センサやＣＣＤ等による撮像手段を搭載したデジタルカメラ付きの機種が普及しつつある。このような携帯端末で撮影された画像は、移動体通信網やインターネットなどの通信手段を介して、電子メールの添付ファイルとして配信したり、或いは画像データそのものを配信したりなど、画像配信システムにより他の携帯端末やパーソナルコンピュータに配信できるようになっている。
【０００３】
これらの画像配信システムでは、移動体通信網の配信設備や配信時間、或いは携帯端末に定められた仕様等によって、配信可能なデータ容量に制限がある。このデータ容量の制限は、移動体通信網のキャリア会社や端末の機種などによって異なっている。このため携帯端末において、画像データのＪＰＥＧ圧縮を行う際にＱ係数を制御したり、画像のシャープネスの強弱を制御することにより、定められたデータ容量の制限を超えないように画質をコントロールした上で配信する必要がある。
【０００４】
画像のシャープネス等を制御する従来技術としては、例えば、画像処理パラメータを決定する際に、画像に含まれる顔の大きさに応じて、顔画像のシャープネス強調度合いを制御するものがある（例えば特許文献１参照）。また、テレビジョンカメラ装置において、特定の色相の輪郭強調ゲインを、ズーム比や焦点距離情報に応じて可変するものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３９０３５号公報
【特許文献２】
特開平８−５１６３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような、画像のシャープネスの強弱を制御することにより画像データのデータ容量をコントロールする方法では、通常、画像のシャープネスを弱くしてデータ容量を小さくすることが多い。これは、画像の冗長度が高い、すなわち画像に低周波成分が多く含まれている方がＪＰＥＧ圧縮後のデータ容量が小さくなるという性質を利用している。
【０００７】
しかしながら、上記画像のシャープネスを弱くする方法によって容量制限を満たすためにデータ容量を小さくする場合、撮影された画面全体についてシャープネスを一律に制御することになるので、高周波成分が多い樹木や建物などを背景にして人物を撮影した場合は、撮影画像中の最重要被写体である人物の顔までもシャープネスを弱くすることになり、結果として顔部分の画質が劣化してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、画像配信において配信可能なデータ容量に制限がある場合に、撮影した人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を制限範囲内になるよう縮小させることが可能な画像補正処理装置及びプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う画像補正処理装置であって、前記人物画像における顔画像領域を抽出する顔抽出処理手段と、前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えてそれぞれの領域ごとに個別にシャープネス処理を行う領域別シャープネス処理手段と、を備えた画像補正処理装置を提供する。
【００１０】
上記構成によれば、顔と顔以外の各画像領域で個別にシャープネス処理を行うので、例えば顔以外の画像領域のみのシャープネスを弱くするよう制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく画像データ容量を減少させることが可能となる。
【００１１】
また、前記シャープネス処理の強弱を決定するシャープネスパラメータ決定手段を備え、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記非顔画像領域のシャープネスを弱くさせるようにシャープネスパラメータを決定することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、顔以外の画像領域のシャープネスを弱くするよう制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく画像データ容量を減少させることができ、例えば、人物画像を配信する際に配信可能なデータ容量に制限がある場合に、この制限容量を満たすように適正に画像データ容量を調整することが可能となる。
【００１３】
また、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像の画像データを配信する場合の画像送信手段又は受信側端末の制約により生じる配信可能なデータ容量の制限に基づいて、当該人物画像の画像データ容量が所定値となるよう前記シャープネスパラメータを決定することを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、人物画像の画像データを配信する場合の画像送信手段又は受信側端末の制約により生じる配信可能なデータ容量の制限に基づいてシャープネス強弱を制御することにより、このデータ容量の制限容量を満たすように適正に画像データ容量を調整することが可能となる。この場合、顔以外の画像領域のシャープネスを過度に弱くすることなく、画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を減少させることが可能となる。
【００１５】
また、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像における前記顔画像領域の面積比に応じて前記シャープネスパラメータを可変することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、顔画像領域の面積比に応じて各画像領域で適正にシャープネス処理を行うことができ、画像データ容量を所定値となるよう調整することが可能となる。
【００１７】
本発明は、人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う際に、前記人物画像における顔画像領域を抽出するステップと、前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えて当該人物画像の画像データ容量が所定値となるようシャープネスパラメータを決定するステップと、前記決定したシャープネスパラメータによって前記顔画像領域と前記非顔画像領域の各領域ごとに個別にシャープネス処理を行うステップと、を含む各手順をコンピュータにより実行させる画像補正処理プログラムを提供する。
【００１８】
上記構成により、コンピュータ上で上記記載の画像補正処理装置と同等の機能を実現でき、顔部分の画質を劣化させることなく、かつ顔以外の画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を調整することが可能となる。例えば、人物画像を配信する際に配信可能なデータ容量に制限がある場合に、この制限容量を満たすように適正に画像データ容量を減少させたりすることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本実施形態では、本発明に係る画像補正処理装置をカメラ付き携帯電話機に適用した場合を例示する。なお、本発明に係る画像補正処理プログラムは、画像補正処理装置における動作に対応する画像補正処理方法をコンピュータを用いて実現するものである。本発明に係る画像補正処理装置は、画像配信システムにおける端末側に設ける以外に、画像配信サーバに設けることも可能である。
【００２０】
図１は本発明に係る画像補正処理装置を備えたカメラ付き携帯電話機の実施形態の要部構成を示すブロック図である。
【００２１】
カメラ付き携帯電話機１は、無線信号の変復調及び無線送信及び受信を行う通信部１０１、通信情報や画像を表示するための液晶ディスプレイ等の表示素子とその駆動回路を備えた表示部１０２、電話番号や文字の入力、画像データの指定・選択等を実行するボタン群からなる操作部１０３、電話の送受話を行うためのマイクロホンとスピーカ及び音声信号処理回路を備えた送受話部１０４、ＧＰＳ衛星と基地局の信号により位置情報を取得するＧＰＳ受信装置等からなる現在位置認識部１０５、ＣＰＵやメモリ等を備えて各部の制御や信号処理を行う制御部１０６、さらに、撮影レンズやＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ等の撮像素子からなる撮像部１０７、撮影した画像データについて本発明に係る画像補正処理を含む各種の画像信号処理を行う画像信号処理部１０８を有して構成される。
【００２２】
図２は、図１における撮像部１０７及び画像信号処理部１０８の構成を詳細に示したブロック図である。
【００２３】
撮像部１０７は、図示しない撮影レンズの光学系を介して入射する被写体像を受光して光電変換し、その受光量に応じた画像信号を生成する撮像素子として光電変換素子のＣＣＤ２０１を備えて構成される。画像信号処理部１０８は、画素毎のアナログ画像信号レベルをディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２０２、画素毎の色データを光源の色温度に応じた値に補正するホワイトバランス回路２０３、画像データにマトリクス演算処理を施し液晶ディスプレイ等の再生表示系に合わせて色補正を行うリニアマトリクス回路２０４、再生表示系の階調特性に応じて階調補正を行うγ変換回路２０５を備えている。
【００２４】
また、画像信号処理部１０８は、ＲＧＢの画像データを輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）で表わされるＹＣデータに変換すると共に、変換されたＹ、Ｃｒ、Ｃｂの各データを画素ごとに同時化するＹＣ変換・同時化処理回路２０６、同時化されたＹ、Ｃｒ、Ｃｂの各データを格納する画像メモリ２０７を備えている。さらに、画像信号処理部１０８は、撮像した画像から顔画像領域を抽出して顔以外の非画像領域と分離する顔抽出処理部２０８、画像のシャープネスの度合を表すパラメータを決定するシャープネスパラメータ決定部２０９、分離した顔画像領域と非顔画像領域のそれぞれにシャープネス処理を行う領域別シャープネス処理部２１０、色差Ｃｒ、Ｃｂの各データにマトリクス演算を行って色再現変化を最小化する色差マトリクス回路２１１、ＹＣｒＣｂデータに対して画像圧縮処理を行って出力画像データとするＪＰＥＧ圧縮部２１２を備えて構成される。
【００２５】
次に、上記のように構成されたカメラ付き携帯電話機１の動作について、人物の被写体を撮影して撮影画像を通信相手に送信する場合を例に説明する。
【００２６】
撮影レンズを介してＣＣＤ２０１で撮像された人物の被写体像は、ＣＣＤ２０１より画像信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器２０２においてディジタルデータに変換される。ディジタルデータに変換された被写体像の画像データは、ホワイトバランス回路２０３で適正なホワイトバランスとなるよう色補正が施され、さらにリニアマトリクス回路２０４において所定の色再現係数を用いてマトリクス演算処理が施される。次いで、γ変換回路２０５で表示装置等に応じた所定のγ特性となるように階調変換がなされる。γ変換後の画像データは、ＹＣ変換・同時化処理回路２０６において、ＲＧＢデータからＹＣｒＣｂデータに変換されると共に、画素ごとに同時化処理が施される。そして、同時化処理された画像データは一旦画像メモリ２０７に記憶される。
【００２７】
次に、顔抽出処理部２０８において、画像データから被写体の顔画像領域を抽出する。顔画像領域の抽出方法としては、例えば本出願人による特開平９−１０１５７９号公報「顔領域抽出方法及び複写条件決定方法」において開示された技術を適用することができる。この技術は、撮影した画像の各画素の色相が肌色の範囲に含まれるか否かを判定して肌色領域と非肌色領域とに分割すると共に、画像中のエッジを検出して画像中の各箇所をエッジ部分又は非エッジ部分に分類する。そして、肌色領域内に位置し非エッジ部分に分類された画素からなり、かつエッジ部分と判定された画素で囲まれた領域を顔候補領域として抽出し、抽出した顔候補領域が人物の顔に相当する領域かを判定し、この判定結果に基づき顔画像領域として抽出するものである。
【００２８】
このようにして抽出された顔画像領域と、画像全体から顔画像を分離することにより得られる顔以外の非顔画像領域とは、それぞれの領域ごとに輝度信号（Ｙ）について画像のシャープネスを制御するシャープネス処理がなされる。以下、図３〜５を用いてこの領域別シャープネス処理を詳細に説明する。
【００２９】
図３は本実施形態に係る領域別シャープネス処理部の構成を示すブロック図であり、図４は図３の領域別シャープネス処理部において制御されるシャープネス強弱の状態を説明するための動作説明図である。
【００３０】
領域別シャープネス処理部２１０は、処理前の輝度信号より低周波成分、低中周波成分をそれぞれ分離抽出する低周波分離ローパスフィルタ３０１及び低中周波抽出ローパスフィルタ３０２と、減算器３０３，３０４と、中周波成分、高周波成分をそれぞれ増幅する中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６と、加算器３０７，３０８とを備えて構成される。
【００３１】
図３において、シャープネス処理を行う前の輝度信号Ｙは、低周波分離ローパスフィルタ３０１と低中周波抽出ローパスフィルタ３０２に入力されてフィルタリング処理がなされ、それぞれ低周波成分ＹＬ及び低中周波成分ＹＬＭが抽出される。そして、減算器３０３において低中周波成分ＹＬＭから低周波成分ＹＬを減算することにより中周波成分ＹＭを分離し、さらに、減算器３０４において元の輝度信号Ｙから低中周波成分ＹＬＭを減算することにより高周波成分ＹＨを分離する。
【００３２】
分離された中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨは、それぞれゲインＭの中周波増幅器３０５とゲインＨの高周波増幅器３０６で増幅される。そして、増幅された中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨは、加算器３０７において加算され、さらに加算器３０８で低周波成分ＹＬと加算されて全周波数帯域の信号となり、シャープネス処理後の輝度信号ＹＳとして出力される。
【００３３】
シャープネス強弱の度合は、中周波増幅器３０５と高周波増幅器３０６のそれぞれのゲインＭ、Ｈを可変することによって、図４に示すように制御することができる。すなわち、増幅を行わない低周波成分に対して、中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのそれぞれのゲインＭ、Ｈを高く設定することによりシャープネスが強調され、反対に低く設定することによりシャープネスが低下する。
【００３４】
このように、シャープネスを強調することは中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのゲインを上げることであり、この結果中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨの信号振幅（コントラスト）が大きくなる。従って、所定サンプリング期間におけるビット数が増加し、情報量が増えることになる。逆に、中周波成分ＹＭと高周波成分ＹＨのゲインを下げることによりシャープネスが弱くなり、情報量が減少する。本発明ではこの原理を利用し、撮影の主対象である人物の顔以外の画像領域のシャープネスが弱くなるように制御することにより、全体の情報量を減らして画像データ容量を小さくするものである。
【００３５】
これにより、携帯端末等を利用したネットワーク経由の画像配信システムにおいて、移動体通信網の配信設備や配信時間、或いは携帯端末の仕様などによって、すなわち通信経路等の通信手段や配信サーバを含む画像送信手段の構成、受信側端末の構成などのシステムの構成上の制約や運用上の制約によって、配信可能なデータ容量に制限がある場合（例えば３２ｋバイト以下など）、このデータ容量制限に対して主要被写体の画質を劣化させることなく適切に画像データ容量を削減することが可能となる。
【００３６】
次に、図５のフローチャートを用いて本実施形態に係るシャープネス制御の手順を説明する。
【００３７】
まずステップＳ４０１では、シャープネスパラメータ決定部２０９において、顔画像領域と顔以外の非顔画像領域の各領域ごとに画像のシャープネスパラメータを決定する。このシャープネスパラメータは、前述したように、図３の中周波増幅器３０５、高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈに相当する。例えば、顔画像領域はゲインＭ、Ｈの値を１又は１以上としてシャープネスを不変又は強調する。一方、非顔画像領域はゲインＭ、Ｈのいずれか一方、或いは両方を共に１以下に定めてシャープネスを弱くする。
【００３８】
続いてステップＳ４０２では、領域別シャープネス処理部２１０において、画像メモリ２０７に記憶した画像データを基に顔抽出処理部２０８で抽出した顔画像領域と非顔画像領域の各領域の画像データに対して、前記各領域ごとに決定したシャープネスパラメータのゲインＭ、Ｈによって顔画像領域と非顔画像領域で個別にシャープネス処理を行う。なお、画像全体のシャープネス処理は、予めＹＣ変換・同時化処理回路２０６において行い、さらに領域別シャープネス処理部２１０で顔画像領域と非顔画像領域それぞれ個別のシャープネス処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
このようにしてシャープネス処理を行った処理後の画像データは、ステップＳ４０３において色差マトリクス回路２１１で色差Ｃｒ、Ｃｂの各データに対してマトリクス演算を行った後、ステップＳ４０４においてＪＰＥＧ圧縮部２１２でＪＰＥＧ方式による画像圧縮処理を行う。
【００４０】
そして、ステップＳ４０５においてＪＰＥＧ圧縮後の画像データの容量が制限容量以内か否かを判断し、制限容量を超える場合はステップＳ４０６において非顔画像領域の中周波成分のゲインＭ、高周波成分のゲインＨのいずれか一方、或いは両方を低下させる。
【００４１】
その後、ステップＳ４０２〜Ｓ４０５の処理を繰り返し、ＪＰＥＧ圧縮された画像データのデータ容量が制限容量以内になると、処理を終了する。次いで、制御部１０６はこの画像信号処理部１０８の出力の画像データを通信部１０１を介して通信相手に送信する。
【００４２】
以上のように、本実施形態の構成及び手順によれば、カメラ付き携帯電話機１で人物の画像を撮影して通信相手に送信する場合に、顔以外の画像領域のシャープネスを制御することにより、撮影した被写体中で最重要な人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を配信可能な制限値まで減少させることができる。この場合、画像データの制限容量に応じてシャープネスパラメータを設定することにより、顔以外の画像領域のシャープネスを過度に弱くすることなく、画質劣化を最少限に留めつつ画像データ容量を減少させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、人物の顔画像領域のみを抽出し、顔以外の画像領域のシャープネスを制御するようにしたが、頭部又は上半身などを含めた人物画像領域を抽出し、人物以外の画像領域のシャープネスを制御するようにしてもよい。人物画像領域を抽出するには、まず顔画像領域を抽出した後、抽出された顔画像領域の大きさに応じた所定のテンプレートを用いて抽出する方法などを用いればよい。
【００４４】
また、シャープネスパラメータ決定部２０９において決定するシャープネスパラメータ、すなわち画像データ輝度信号の中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈは、顔抽出処理部２０８において抽出した顔画像領域の大きさが撮影画像全体に占める面積比に応じて可変するようにしてもよい。この場合、顔抽出処理部２０８において顔画像領域の面積比を算出し、顔画像領域の面積に応じてシャープネスパラメータを調整する。例えば、抽出した顔画像領域が大きい場合は、顔以外の画像領域の面積が小さくなり重要度が低下するのでシャープネスを落としても支障が少なく、またデータ削減量を確保するためにも、顔以外の画像領域のシャープネスをさらに弱める。すなわち、中周波増幅器３０５及び高周波増幅器３０６のゲインＭ、Ｈをより小さく設定して情報量を減らすようにする。
【００４５】
また、本実施形態では、カメラ付き携帯電話機１で撮影した人物の画像に対して、カメラ付き携帯電話機１内部で上記した全ての処理を行うようにしたが、処理の一部、例えば、顔画像領域の抽出、シャープネスパラメータの決定及びシャープネス処理などの顔画像領域と非顔画像領域での個別のシャープネス処理を、画像配信システムの画像配信サーバにおいて行うようにしてもよい。この場合、画像配信サーバに画像メモリ、顔抽出処理部、シャープネスパラメータ決定部、領域別シャープネス処理部を設けるようにする。
【００４６】
さらに、本実施形態では、画像補正処理装置をカメラ付き携帯電話機に適用した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、通信機能を有する携帯端末等に接続可能なデジタルカメラに本実施形態の画像補正処理装置を設けることもできる。或いは、デジタルカメラで撮影した画像をパーソナルコンピュータに転送し、前述した本実施形態のシャープネス処理を含む画像データの処理をパーソナルコンピュータ上で実行することも可能である。この場合、パーソナルコンピュータで処理した画像データを電子メールの添付ファイルとして配信するなど、インターネット上の情報配信システムなどを介してサーバや他のコンピュータや携帯端末などに送信することができる。
【００４７】
上述した本実施形態によれば、カメラで撮像した人物画像を配信する際に、人物の顔画像領域を抽出し、顔以外の画像領域のシャープネスを制御することにより、顔部分の画質を劣化させることなく顔以外の部分のデータ容量を適正に縮小して画像全体のデータ容量を減少させることができ、配信可能なデータ容量の制限を満たすことが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像配信において配信可能なデータ容量に制限がある場合に、撮影した人物の顔部分の画質を劣化させることなく、画像データ容量を制限範囲内になるよう縮小させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像補正処理装置を備えたカメラ付き携帯電話機の実施形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る撮像部及び画像信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る領域別シャープネス処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の領域別シャープネス処理部において制御されるシャープネス強弱の状態を説明するための動作説明図である。
【図５】本実施形態に係るシャープネス処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ カメラ付き携帯電話機
１０１ 通信部
１０２ 表示部
１０３ 操作部
１０４ 送受話部
１０６ 制御部
１０７ 撮像部
１０８ 画像信号処理部
２０６ ＹＣ変換・同時化処理部
２０７ 画像メモリ
２０８ 顔抽出処理部
２０９ シャープネスパラメータ決定部
２１０ 領域別シャープネス処理部
２１１ 色差マトリクス部
２１２ ＪＰＥＧ圧縮部
Claims (5)
- 人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う画像補正処理装置であって、
前記人物画像における顔画像領域を抽出する顔抽出処理手段と、
前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えてそれぞれの領域ごとに個別にシャープネス処理を行う領域別シャープネス処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像補正処理装置。 - 前記シャープネス処理の強弱を決定するシャープネスパラメータ決定手段を備え、前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記非顔画像領域のシャープネスを弱くさせるようにシャープネスパラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像補正処理装置。
- 前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像の画像データを配信する場合の画像送信手段又は受信側端末の制約により生じる配信可能なデータ容量の制限に基づいて、当該人物画像の画像データ容量が所定値となるよう前記シャープネスパラメータを決定することを特徴とする請求項２に記載の画像補正処理装置。
- 前記シャープネスパラメータ決定手段は、前記人物画像における前記顔画像領域の面積比に応じて前記シャープネスパラメータを可変することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像補正処理装置。
- 人物画像に対してシャープネス処理を含む画像補正処理を行う際に、
前記人物画像における顔画像領域を抽出するステップと、
前記抽出した顔画像領域に対して、顔以外の非顔画像領域のシャープネス強弱を変えて当該人物画像の画像データ容量が所定値となるようシャープネスパラメータを決定するステップと、
前記決定したシャープネスパラメータによって前記顔画像領域と前記非顔画像領域の各領域ごとに個別にシャープネス処理を行うステップと、
を含む各手順をコンピュータにより実行させる画像補正処理プログラム。
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