JP2004215141A

JP2004215141A - モアレ除去装置、方法及びプログラム

Info

Publication number: JP2004215141A
Application number: JP2003001926A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Komagamine; 克己駒ケ嶺
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】モアレの除去効果が高く、且つモアレの除去による画質の劣化が少ないモアレ除去装置、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】対象領域を選択するための領域選択手段と、選択された対象領域内で注目画素３７の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する拡散処理手段と、を備える。平滑化処理のかわりに画素の色差成分を交換することにより、画質のぼけを防止しつつモアレを除去することができる。また、画素の輝度成分を交換することなく色差成分を交換することにより、画像の彩度の変化を抑制できる。よってこのモアレ除去装置によると、モアレの除去効果が高く、モアレの除去による画質の劣化が少ない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモアレ除去装置、方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル画像には二つの規則的な模様の重なりによってモアレが生じる場合がある。モアレを除去する方法の一つとして、モアレが生じている領域の画像をぼかすことで除去する方法がある。具体的には例えば、モアレが生じている領域から注目する画素（注目画素）を選択し、当該注目画素を中心に縦３画素×横３画素内などを所定の空間フィルタを用いて平滑化する。これを、注目画素を変えつつモアレが生じている領域全域に行ってモアレが目立たないようすることで除去を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
空間フィルタを用いてモアレを除去する場合、空間フィルタのウィンドウサイズが縦３画素×横３画素程度であるとモアレの除去効果が低く、ウィンドウサイズを大きくするとモアレの除去効果が増大する。しかし、従来の方法はウィンドウ内の画素について乗算及び加算演算を行うため、ウィンドウサイズを大きくするほど演算に多くの時間を要する。
【０００４】
また、強いモアレを除去するために平滑化を繰り返すと、平滑化により画像がぼやけて劣化するという問題がある。
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、モアレの除去効果が高く、且つモアレの除去による画質の劣化が少ないモアレ除去装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るモアレ除去装置は、対象領域を選択するための領域選択手段と、選択された対象領域内で注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する拡散処理手段と、を備えることを特徴とする。注目画素の色差成分と他の画素の色差成分との交換には演算は不要であるため、このモアレ除去装置はモアレの除去に要する時間がウィンドウサイズに左右されない。従ってウィンドウサイズを大きくでき、除去効果を高くできる。また、平滑化処理のかわりに画素の色差成分を交換することにより、画質のぼけを防止しつつモアレを除去することができる。また、画素の輝度成分を交換することなく色差成分を交換することにより、画像の彩度の変化を抑制できる。よってこのモアレ除去装置によると、モアレの除去効果が高く、モアレの除去による画質の劣化が少ない。
【０００６】
さらに本発明に係るモアレ除去装置は、交換距離を設定するための手段をさらに備え、拡散処理手段は注目画素の色差成分と当該注目画素から設定された交換距離内にある他の画素の色差成分とを交換することを特徴とする。このモアレ除去装置によると、交換距離を設定することでモアレの除去効果を調整できる。
さらに本発明に係るモアレ除去装置は、拡散処理手段は、乱数に基づいて注目画素と他の画素との組み合わせを決定することを特徴とする。このモアレ除去装置によると、注目画素と他の画素との組み合わせの決定に規則性がないため、モアレを除去した後の画像に不自然さが残りにくい。
【０００７】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
また、本発明は装置の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施例に係るモアレ除去装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０のハードウェア構成を示すブロック図である。ＰＣ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、領域選択手段としての入力装置１４、表示装置１５、及び外部記憶装置１６を備え、これらはバス１７で相互に接続されている。ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２や外部記憶装置１６に記憶されたプログラムを実行してＰＣ１０の全体を制御する。また、ＣＰＵ１１は外部記憶装置１６に記憶されたモアレ除去プログラムを実行することで拡散処理手段としても機能する。ＲＯＭ１２はＣＰＵ１１が動作するために必要なプログラムやデータを予め記憶しているメモリである。ＲＡＭ１３は各種のプログラム、データ等を一時的に記憶するメモリである。入力装置１４はマウスやキーボードなどで構成され、領域選択手段として用いられる他、交換距離を設定するための手段としても用いられる。表示装置１５はＣＲＴやＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）などで構成され、領域選択手段及び交換距離を設定するための手段として用いられ、対象領域の選択や交換距離の設定などを受け付けるための各種の画面を表示する。外部記憶装置１６はハードディスクなどで構成され、オペレーティングシステム（ＯＳ）、ＰＣ１０をモアレ除去装置として機能させるモアレ除去プログラム、ＲＧＢ色空間で表されたディジタル画像などを記憶する。これらのプログラムや各種のデータは、所定のサーバからネットワークを介してダウンロードして入力してもよいし、図示しないリムーバブルメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から読み出して入力してもよい。
【０００９】
図３は、モアレ除去プログラムのデータフロー図である。モアレ除去プログラムは、距離の設定プロセス２１、領域の選択プロセス２２、色空間の変換プロセス２３、色差成分の交換プロセス２４、輝度の保護プロセス２５及び色空間の再変換プロセス２６をＰＣ１０に実行させる。
距離の設定プロセス２１は、交換距離を設定するためのプロセスである。交換距離とは、注目画素と当該注目画素が色差成分を交換する他の画素との最大距離のことをいい、注目画素の色差成分は交換距離内にある他の画素と交換される。具体的には例えば、距離の設定プロセス２１は交換距離を設定するための交換距離設定画面３１（図４参照）を表示装置１５に表示し、ユーザに交換距離を入力させる。交換距離が入力されると、距離の設定プロセス２１は交換距離をＲＡＭ１３の所定の領域に記憶させる。これにより交換距離を設定する。交換距離を設定することによりモアレの除去効果が調整される。
【００１０】
図４は、交換距離設定画面３１を示す模式図である。図４に示す例は交換距離として画素数を入力させる場合の例である。例えば交換距離として縦について２画素が指定されると、モアレ除去装置は注目画素を基準に上下２画素内にある画素を交換距離内にある画素と判定する。横についても同様である。
領域の選択プロセス２２は、対象領域を選択するためのプロセスである。具体的には例えば図５に示すように、領域の選択プロセス２２は対象領域を選択するためのモアレ除去ブラシ３３を、ディジタル画像を表示した状態の画像表示画面３２上に表示し、ユーザのマウス操作によって移動するモアレ除去ブラシ３３の軌跡を対象領域とする。
【００１１】
図５（Ａ）において曲線３６はモアレを模式的に表している。本実施例の領域の選択プロセス２２は画像表示画面３２に交換距離に応じた画素数で表される矩形の図形（モアレ除去ブラシ）３３を表示する。例えば交換距離が縦横２画素の場合であればモアレ除去ブラシ３３は図６に示すように縦が５画素、横も同様に５画素の計２５画素で表示される。すなわち本実施例のモアレ除去ブラシ３３は空間フィルタのウィンドウを表している。ユーザはモアレ除去ブラシ３３をマウスでドラッグし、図５（Ａ）に示す様に除去したいモアレをモアレ除去ブラシ３３の中心でなぞるように移動させる。ここでドラッグとは、モアレ除去ブラシ３３にマウスポインタを合わせてマウスボタンを押し、そのままマウスを移動させる操作のことをいう。ユーザによりドラッグ操作が行われると、領域の選択プロセス２２は図５（Ｂ）に示すようにモアレ除去ブラシ３３の軌跡に相当する領域３４を選択された対象領域として受け付ける。
【００１２】
色空間の変換プロセス２３は、選択された対象領域の画像をＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間に変換するプロセスである。色空間の変換プロセス２３はＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色空間で表される対象領域の画素を、３×３行列による線形変換により輝度を表す輝度成分（Ｙ）、「青み」を表す色差成分（Ｃｂ）及び「赤み」を表す色差成分（Ｃｒ）の色空間に変換して出力する。
【００１３】
色差成分の交換プロセス２４は、選択された対象領域内で注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する拡散処理を行うプロセスである。色差成分の交換プロセス２４は、選択された対象領域から処理対象として注目する画素（注目画素）を一つ選択し、乱数に基づいて注目画素と他の画素との組み合わせを決定する。次に、注目画素の色差成分と決定した他の画素の色差成分とを交換する。これを例えば所定の順で注目画素を選択しつつ繰り返すことで対象領域に対する拡散処理を行う。注目画素の選択は、具体的には例えば、図５（Ｂ）においてモアレ除去ブラシ３３の中心の軌跡３５上にある画素を、軌跡３５上においてモアレ除去ブラシ３３の中心軌跡を移動開始位置から移動終端まで順に選択することで行う。注目画素を一つ選択すると、色差成分の交換プロセス２４は注目画素の色差成分と当該注目画素から設定された交換距離内にある他の画素の色差成分とを交換する。
【００１４】
図１は、色差成分の交換を説明するための模式図である。尚、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は注目画素及び交換距離内にある他の画素を輝度成分（Ｙ）、色差成分（Ｃｂ）、色差成分（Ｃｒ）毎に表している。図１において中心にある画素３７が注目画素であり、注目画素３７を基準に上下２画素、且つ左右２画素の交換距離内にある画素が他の画素である。色差成分の交換プロセス２４は、具体的には例えば、他の画素の色差成分に所定の順で番号を割り当て、交換距離内にある他の画素の数で特定される範囲で乱数を生成し、生成した乱数と一致する番号が割り当てられた画素と注目画素の色差成分を交換する。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示す場合であれば１〜２４までの番号を近傍画素に割り当て、１〜２４までの整数値の範囲で乱数を生成する。乱数として１５を生成したとすると、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように１５番が割り当てられている画素を注目画素３７と組み合わせる他の画素として決定する。次に、注目画素３７の色差成分（Ｃｂ）と１５番の画素の色差成分（Ｃｂ）とを入れ替え、注目画素の色差成分（Ｃｒ）と１５番の画素の色差成分（Ｃｒ）とを入れ替える。これにより注目画素３７の色差成分と他の画素の色差成分とが交換される。乱数に基づいて組み合わせを決定すると、色差成分を交換する組み合わせに規則性がなくなり、モアレを除去した後の画像に不自然さを残りにくくできる。
【００１５】
尚、本実施例では軌跡３５上にある画素のみを注目画素として選択しているが、軌跡３５上にある画素を中心とするウィンドウ内で注目画素と他の画素との組み合わせを、注目画素をウィンドウの中心に限定することなく任意に決定するようにしてもよい。また、対象領域にある全ての画素を一つづつ順に注目画素として選択してもよいし、対象領域にある画素について２画素置きや３画素置きなどの所定の規則で選択してもよい。また、対象領域内で乱数に基づいて注目画素を選択してもよい。
【００１６】
尚、色差成分の交換プロセス２４の実行は、例えば対象領域の選択が完了してマウスボタンが離されたことで行うようにしてもよいし、対象領域の選択が完了した後でユーザから所定の指示が入力されてから行うようにしてもよい。また、ユーザによるドラッグ操作が終了するのを待つことなく、既に確定している領域についてユーザによるドラッグ操作と並行して行うようにしてもよい。
【００１７】
輝度の保護プロセス２５は、輝度が低下することを防止するプロセスである。輝度成分Ｙの値の低い領域に対して繰り返しモアレ除去が実行されると、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へ、及びＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間への変換が繰り返される。このとき変換に用いる変換式によっては変換誤差により輝度成分Ｙの値が低下し、同一領域についてモアレ除去を繰り返すと視認できる程度に輝度が低下する場合がある。輝度の保護プロセス２５はそうした変換式を用いることによる輝度の低下を防止するため、予め予測した変換誤差に基づいて輝度成分Ｙを補正する。
【００１８】
色空間の再変換プロセス２６は、ＹＣｂＣｒ色空間に変換されている対象領域の画素の色空間をＲＧＢ色空間に変換するプロセスである。
図７は、モアレ除去装置の作動の流れを示すフローチャートである。
Ｓ１０５では、画像表示画面３２を表示装置１５に表示し、記憶装置に記憶しているディジタル画像のうちユーザにより指定されたディジタル画像を画像表示画面３２上に表示する。
【００１９】
Ｓ１１０では、交換距離設定画面３１を表示装置１５に表示し、ユーザにより入力された値を交換距離として設定する。
Ｓ１１５では、画像表示画面３２上にモアレ除去ブラシを表示し、対象領域の選択を受け付ける。
Ｓ１２０では、対象領域の画素の色空間をＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間に変換する。
【００２０】
Ｓ１２５では、対象領域を構成する画素の中から所定の順に従って注目画素を一つ選択する。
Ｓ１３０では、交換距離に応じた所定の範囲で乱数を生成し、乱数に基づいて注目画素と他の画素との組み合わせを決定する。
Ｓ１３５では、注目画素の色差成分と決定した他の画素の色差成分とを交換する。
【００２１】
Ｓ１４０では、注目画素として選択すべき全ての画素について選択が終了したか否かを判定し、終了していればＳ１４５に進む。終了していない場合はＳ１２５に戻って次の注目画素を選択し、注目画素として選択すべき全ての画素についての選択が終了するまでＳ１２５〜Ｓ１３５までのステップを繰り返す。
Ｓ１４５では、対象領域の画素の色空間をＲＧＢ色空間に再変換する。
【００２２】
Ｓ１５０では、ディジタル画像を画像表示画面３２上に再表示する。このとき画像表示画面３２にはモアレが除去された状態のディジタル画像が表示される。図８は、モアレの除去効果を説明するための模式図である。図８（Ａ）に示すモアレをモアレ除去ブラシの中央でなぞったとすると、図８（Ｂ）に示すようにモアレの色差成分が拡散されてモアレが目立たなくなる。
【００２３】
以上説明した本発明の一実施例に係るモアレ除去装置によると、注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換するため演算が不要であり、モアレの除去に要する時間がウィンドウサイズに左右されない。従ってウィンドウサイズを大きくできる。ウィンドウサイズを大きくすると画素が広い範囲に拡散するためモアレが目立ちにくくなる。よってこのモアレ除去装置によると、モアレの除去効果を高くできる。
【００２４】
更に、画素の輝度成分を交換することなく色差成分を交換することにより、画像の彩度の変化を抑制できる。よってこのモアレ除去装置によると、モアレの除去による画質の劣化が少ない。
尚、本実施例ではモアレ除去ブラシの大きさを交換距離に基づいて決定しているが、軌跡３５上の画素以外も注目画素として選択するのであれば、モアレ除去ブラシの大きさは交換距離に関わらず適宜設定してよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】色差成分の交換を説明するための模式図である。
【図２】モアレ除去装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】モアレ除去プログラムのデータフロー図である。
【図４】交換距離を設定するための画面を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は画像を表示する画面上において対象領域を選択する前、（Ｂ）は選択した後を示す模式図である。
【図６】対象領域の選択に用いる図形を示す模式図である。
【図７】モアレ除去装置の作動の流れを示すフローチャートである。
【図８】モアレの除去効果を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０パーソナルコンピュータ（モアレ除去装置）、１１ＣＰＵ１１（拡散処理手段、１４入力装置（領域選択手段、交換距離を設定するための手段）、１５表示装置（領域選択手段、交換距離を設定するための手段）、３４対象領域

Claims

対象領域を選択するための領域選択手段と、
選択された対象領域内で注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する拡散処理手段と、
を備えることを特徴とするモアレ除去装置。
交換距離を設定するための手段をさらに備え、
前記拡散処理手段は注目画素の色差成分と当該注目画素から設定された交換距離内にある他の画素の色差成分とを交換することを特徴とする請求項１に記載のモアレ除去装置。
前記拡散処理手段は、乱数に基づいて前記注目画素と他の画素との組み合わせを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のモアレ除去装置。
対象領域を選択するための領域選択段階と、
選択された対象領域内で注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する交換処理段階と、
を含むことを特徴とするモアレ除去方法。
対象領域を選択するための領域選択手段、
選択された対象領域内で注目画素の色差成分と他の画素の色差成分とを交換する交換処理手段としてコンピュータを機能させるためのモアレ除去プログラム。