JP2005196444A - 画像データ処理装置、画像データ処理方法及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 他の画素を参照して注目画素に対する画像処理がなされる場合に、透明色画素が参照されることによる画質劣化を抑制することができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 画像処理装置２は、非透明色画素と透明色画素とが含まれた画像データから非透明色画素の画素値を抽出し、抽出された非透明色画素の平均画素値を算出し、算出された平均画素値に応じて、透明色画素の画素値を選択し適用する。これにより、透明色画素の画素値は、周辺の非透明色画素と近い値をとることとなり、この透明色画素を参照して補間処理がなされても画質劣化が抑制される。
【選択図】図６

Description

本発明は、出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれる画像データに対する画像データ処理方法に関する。

例えば、特許文献１は、画像データと透明力データを分離して圧縮する画像処理装置を開示する。これにより、画像を非可逆圧縮した場合にも、透明色を確実に保存することができる。
特開平１１−３３９００２号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであり、透明色画素などの付加情報画素が含まれた画像データについて、画像処理が施されることによる画質劣化を抑制する画像データ処理装置を提供することを目的とする。

［画像データ処理装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像データ処理装置は、出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する画素値決定手段とを有する。

好適には、出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素及び付加情報画素が含まれる部分画像を選択する部分画像選択手段をさらに有し、前記画素値決定手段は、前記部分画像選択手段により選択された部分画像毎に、付加情報画素に用いる画素値を決定する。

好適には、前記部分画像選択手段は、画像構成画素の画素値の分散値に基づいて、部分画像の範囲を決定する。

好適には、前記画素値決定手段は、前記抽出手段により抽出された画像構成画素の平均画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する。

好適には、前記付加情報画素は、画像の出力方法を制御する出力制御画素であり、前記画素値決定手段は、前記画像構成画素の画素値に基づいて、出力制御画素に割り当てる画素値を決定する。

好適には、前記付加情報画素は、他のレイヤに含まれる画像構成画素を出力画像の一部とするよう制御する透明画素であり、前記画素値決定手段は、前記画像構成画素の画素値に基づいて、透明画素に割り当てる画素値を決定する。

好適には、画像データに含まれる付加情報画素の画素値を、前記画素値決定手段により決定された画素値に置換する置換手段と、前記置換手段により付加情報画素の画素値が置換された画像データに対して、他の画素を参照して注目画素に画像処理を施す画像処理手段とをさらに有する。

［画像データ処理方法］
また、本発明にかかる画像データ処理方法は、出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出し、抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する。

［プログラム］
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを含む画像データ処理装置において、出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出するステップと、抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定するステップとを前記画像データ処理装置に実行させる。

本発明の画像処理装置によれば、他の画素を参照して注目画素に対する画像処理が施される場合に、付加情報画素が参照されることによる画質劣化を抑制することができる。

まず、本発明の理解を助けるために、その背景を説明する。
画像データには、出力画像を構成する画像構成画素に加えて、付加的な情報を示す付加情報画素が含まれる場合がある。ここで、付加情報画素とは、それ自体が出力画像を構成するものではなく、付加的な情報を示すために特定の画素値が割り当てられた画素であり、例えば、透明色画素などである。
このように、画像構成画素及び付加情報画素は、互いに異なる画素値を割り当てられ、同一の画像データ内に混在して配列されている。そのため、周辺画素の画素値を参照して画像処理がなされる場合（例えば、線形補間法による補間処理がなされる場合など）に、付加情報画素の画素値が参照されると、画像処理後の画質が劣化するおそれがある。
以下、付加情報画素が透明色画素である場合を具体例として、画像処理による画質劣化及びこれを緩和する本発明の概要を説明する。

図１は、透明色画素が含まれた画像データ８００を説明する図であり、図１（Ａ）は、透明色画素が含まれたレイヤ構造の画像データ８００を例示し、図１（Ｂ）は、透明色画素及び非透明色画素が含まれた画像領域における画素値の分布を例示する。

図１（Ａ）に例示するように、画像データ８００は、それぞれ画像要素が割り当てられた前景レイヤ８１０及び背景レイヤ８２０を含む。これら前景レイヤ８１０及び背景レイヤ８２０は、互いに重なり合い、それぞれに割り当てられた画像要素を合成することにより１つの出力画像を形成する。本例の場合、前景レイヤ８１０は、透明色画素が配列された透明色エリア８１２を有する。この透明色画素は、画像形成装置（プリンタ装置又はモニタなど）に出力画像を出力させる場合に、それ自体で出力画像の一部を構成するのではなく、背景レイヤ８２０の画素を出力画像の一部とすべく画像の出力方法を制御する。したがって、背景レイヤ８２０上でこの透明色エリア８１２に対応する位置の画像要素が、出力画像の一部として出力される。すなわち、背景レイヤ８２０は、前景レイヤ８１０により覆われることになるが、透明色エリア８１２に関しては、背景レイヤ８２０の画像要素が透過的に出力画像として現れることになる。

図１（Ｂ）に例示するように、透明色画素には、画素値がとりうる全範囲（０〜２５５）のうち、特定の数値範囲が割り当てられており、非透明色画素（画像構成画素）には他の数値範囲が割り当てられている。
非透明色画素に割り当てられる画素値は、出力画像を構成するわけではないので、出力画像とは無関係に決定されている。そのため、図１（Ｂ）に例示するように、透明色画素と非透明色画素とが互いにかけ離れた画素値を有する場合がある。このような場合に、透明色画素が含まれる領域を参照して非透明色画素に対する画像処理がなされると、非透明色画素の画素値が、画像としての意味を有しない透明色画素の画素値に基づいて算出されることになり、画質が劣化する。
例えば、図１（Ｂ）に例示した画像領域を参照して線形補間がなされた場合に、補間される画素の画素値は、透明色画素の画素値及び非透明色画素の画素値に基づいて算出されることになるので、非透明色画素から外れたものとなる。すなわち、この画像領域のトーンは、透明色画素の影響を受けて大きく変動することになる。

そこで、本実施形態における画像処理装置２は、周辺に存在する非透明画素の画素値に基づいて、透明色画素に割り当てる画素値を決定する。より具体的には、画像処理装置２は、周辺領域の非透明画素の平均画素値に近い値を、透明色画素に割り当てる。これにより、画像処理装置２は、画像処理において透明色画素が参照された場合の画質劣化を抑制することができる。

図２は、周辺の非透明画素の画素値に基づいて割り当てられる透明色画素の画素値を例示する図である。
図２に例示するように、本例では、画素値の異なる複数の透明色画素が予め準備されており、本実施形態における画像処理装置２は、透明色画素及び非透明色画素が含まれる画像領域において、この画像領域に含まれる非透明色画素の画素値の平均値を算出し、算出された平均値に近い透明色画素を選択する。これにより、例えば、この画像領域に含まれる非参照画素を参照して線形補間がなされたとしても、補間される画素の画素値は非透明色画素とそれ程かけ離れたものとはならず、この画像領域のトーンが大きく変化することもない。

次に、本実施形態における画像処理装置２の構成を説明する。
図３は、本発明にかかる画像処理装置２（画像データ処理装置）のハードウェア構成を例示する図である。
図３に示すように、画像処理装置２は、ＣＰＵ２０２及びメモリ２０４などを含む制御装置２０、通信装置２２、ＬＣＤ表示装置あるいはＣＲＴ表示装置及びキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）２３、並びに、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記録装置２４などから構成される。
例えば、画像処理装置２は、汎用コンピュータ又はプリンタ装置などである。

［画像処理プログラム］
図４は、制御装置２０（図３）により実行され、本発明にかかる画像データ処理方法を実現する画像処理プログラム５の構成を例示する図である。
図４に示すように、画像処理プログラム５は、データ取得部５００、抽出部５１０、透明色設定部５２０、領域設定部５３０、画素値置換部５４０、補間処理部５５０及びデータ出力部５６０を有する。また、領域設定部５３０は、領域分割部５３２及び分散値算出部５３４を含む。
画像処理プログラム５は、例えば、プリンタドライバとして、記録媒体２４０（図３）又はネットワークを介して制御装置２０に供給され、メモリ２０４にロードされて実行される。

画像処理プログラム５において、データ取得部５００は、通信装置２２（図３）又は記録装置２４を介して、処理すべき画像データ（本例では、透明色画素が含まれた画像データ）を取得し、取得された画像データを抽出部５１０に対して出力する。データ取得部５００により取得される画像データは、本例では、図１（Ａ）に例示した複数のレイヤからなる画像データである。なお、データ取得部５００は、ベクターデータで表現された画像データを取得した場合には、取得されたベクターデータをラスタライズして抽出部５１０に対して出力する。

抽出部５１０（抽出手段）は、データ取得部５００から入力された画像データ（画素値）に基づいて、それぞれの画素の属性（透明色画素又は非透明色画素）を判定する。具体的には、抽出部５１０は、入力された画素値と、透明色画素又は非透明色画素に割り当てられたデータ範囲とを比較して属性を判定する。抽出部５１０は、属性判定の結果に基づいて、入力された画像データから非透明色画素を抽出し、領域設定部５３０に対して出力する。また、抽出部５１０は、入力された画像データを判定結果と共に透明色設定部５２０に対して出力する。

透明色設定部５２０（画素値決定手段）は、領域設定部５３０（後述）により設定された画像領域（部分画像）について、この画像領域の非透明色画素の平均画素値に基づいて透明色画素に割り当てる画素値を決定する。具体的には、透明色設定部５２０は、透明色画素に割当可能な複数の画素値を予め記憶しており、それぞれの画像領域に含まれる非透明画素の平均画素値を算出し、算出された平均画素値に最も近い透明色画素の画素値を選択する。
透明色設定部５２０は、選択した透明色画素の画素値と、この画像領域の画像データとを対応付けて画素値置換部５４０に対して出力する。

領域設定部５３０（部分画像選択手段）は、抽出部５１０から入力された非透明色画素の画素値に基づいて、画像データを複数の画像領域に分割し、分割された画像領域を透明色設定部５２０に通知する。
具体的には、領域設定部５３０は、領域分割部５３２及び分散値算出部５３４を含む。 領域分割部５３２は、分散値算出部５３４の指示に応じて、入力された画像データを複数の画像領域に分割する。
分散値算出部５３４は、領域分割部５３２により分割された各画像領域について、それぞれの画像領域に含まれる非透明色画素の画素値の分散値を算出する。分散値算出部５３４は、それぞれの画像領域について算出された分散値と、既定の目標値とを比較して、算出された分散値が目標値よりも小さくなるまで領域分割部５３２に画像領域を再分割させる。

画素値置換部５４０（置換手段）は、透明色設定部５２０から入力される各画像領域の画像データ（すなわち、利用者から入力された入力画像）に含まれる透明色画素の画素値を、透明色設定部５２０から入力された透明色画素の画素値（この画像領域に対して設定された透明色画素の画素値）に置換し、透明色画素の画素値が置換された画像データを、置換処理に適用された透明色画素の画素値の識別情報と共に補間処理部５５０に対して出力する。

補間処理部５５０は、画素値置換部５４０から入力された画像データに対して補間処理を施して、データ出力部５６０に対して出力する。補間処理部５５０は、例えば、この画像データが出力されるプリンタ装置又はモニタの出力解像度に応じて、入力された画像データに補間処理を施す。補間処理部５５０によりなされる補間処理は、例えば、線形補間法又は３次畳込み補間法などである。

データ出力部５６０は、補間処理部５５０から入力された画像データを通信装置２２（図３）又は記録装置２４（図３）に対して出力する。なお、データ出力部５６０は、補間処理部５５０から入力された画像データと共に、透明色設定部５２０により設定された透明色画素の画素値を出力してもよい。

図５は、領域設定部５３０により分割される画像領域を例示する図である。
図５に例示するように、領域分割部５３２は、入力された画像データ（Ｒ０）を複数の画像領域（Ｒ１）に分割する。分散値算出部５３４は、分割されたそれぞれの画像領域（Ｒ１）について非透明色画素の画素値の分散値を算出し、算出された分散値と目標値とを比較する。それぞれの画像領域（Ｒ１）について算出された分散値が目標値以上である場合に、領域分割部５３２は、この画像領域（Ｒ１）をさらに複数の画像領域（Ｒ２）に分割する。また、画像領域（Ｒ１）について算出された分散値が目標値よりも小さい場合に、領域設定部５３０は、この画像領域（Ｒ１）を、透明色画素の画素値設定の範囲として設定する。なお、それぞれの画像領域には、透明色画素及び非透明色画素の両方が含まれていることが望ましく、領域設定部５３０は、透明色画素又は非透明色画素の一方のみが含まれる画像領域について、分散値の算出などを行わなくてもよい。
このように、領域設定部５３０は、再帰的に、画像領域の分割処理、分散値算出処理、及び、目標値との比較処理を繰り返して、全ての画像領域について算出される分散値を目標値よりも小さくする。これにより、画像処理装置２は、各画像領域について平均値に基づいて透明色画素の画素値を決定することにより、少なくとも各画像領域内では透明色画素の画素値と非透明色画素の画素値とが近い値となる。

次に、画像処理装置２の全体的な動作を説明する。
図６は、画像処理装置２（画像処理プログラム５）の動作（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、データ取得部５００（図３）は、通信装置２２（図２）又は記録装置２４（図２）を介して、画像処理の対象となる画像データを取得し、取得された画像データを入力画像として抽出部５１０に対して出力する。

ステップ１０５（Ｓ１０５）において、抽出部５１０は、データ取得部５００から入力された画像データに含まれる各画素の画素値と、透明色画素に割り当てられた画素値とを比較して、それぞれの画素が透明色画素又は非透明色画素のいずれであるかを判定し、判定結果とこの画像データとを透明色設定部５２０に対して出力する。
また、抽出部５１０は、非透明色画素を抽出して、領域設定部５３０に対して出力する。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、領域設定部５３０は、入力された非透明色画素の画素値に基づいて、入力画像の部分画像について分散値を算出し、それぞれの部分画像の分散値が目標値よりも小さくなるように各部分画像（画像領域）の範囲を決定し、決定された画像領域の範囲を示す情報を透明色設定部５２０に対して出力する。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、透明色設定部５２０は、抽出部５１０から入力された画像データに基づいて、領域設定部５３０により決定された各画像領域について、非透明色画素の平均画素値を算出する。
ステップ１２５（Ｓ１２５）において、透明色設定部５２０は、予め許容されている透明色画素の画素値の中から、算出された平均画素値に最も近い画素値をこの画像領域の透明色画素の画素値として設定し、設定された透明色画素の画素値とこの画像領域の画像データとを画素値置換部５４０に対して出力する。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、画素値置換部５４０は、透明色設定部５２０から入力された各画像領域の画像データに含まれる透明色画素の画素値を、この画像領域について設定された透明色画素の画素値で置換し、補間処理部５５０に対して出力する。

ステップ１３５（Ｓ１３５）において、画像処理プログラム５は、領域設定部５３０により設定された画像領域（部分画像）の全てについて、透明色画素の画素値設定、及び、設定された画素値による置換処理を完了したか否かを判断し、未処理の画像領域がある場合に、Ｓ１２０の処理に戻って、次の画像領域に対する処理を行い、未処理の画像領域がない場合に、Ｓ１４０の処理に移行する。

ステップ１４０（Ｓ１４０）において、補間処理部５５０は、画像データの出力先の解像度に応じて、画素値置換部５４０から入力された画像データに対する補間処理を行って、画像の解像度変換を行う。
ステップ１４５（Ｓ１４５）において、データ出力部５６０は、補間処理部５５０により補間処理がなされた画像データを、通信装置２２（図２）又は記録装置２４（図２）を介して外部（プリンタ装置又はモニタなど）に対して出力する。

図７は、図６に示した領域設定処理（Ｓ１１０）をより詳細に説明するフローチャートである。
図７に示すように、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、分散値算出部５３４は、各画像領域に含まれる非透明色画素の画素値の分散値を算出する。なお、入力画像が画像領域に分割されていない場合には、分散値算出部５３４は、入力画像全体を画像領域として、非透明色画素の画素値の分散値を算出する。
ステップ１１４（Ｓ１１４）において、分散値算出部５３４は、算出された分散値と既定の目標値とを比較し、この分散値が目標値よりも小さい場合にＳ１１６の処理に移行し、この分散値が目標値以上である場合にＳ１１８の処理に移行する。

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、分散値算出部５３４は、算出された分散値が目標値よりも小さな画像領域を確定させて、透明色設定部５２０に対してこの画像領域の範囲を示す情報を出力する。
ステップ１１８（Ｓ１１８）において、領域分割部５３２は、この画像領域を複数の画像領域に分割する。

ステップ１１９（Ｓ１１９）において、分散値算出部５３４は、未処理の画像領域が存在するか否かを判断し、未処理の画像領域（すなわち、確定していない画像領域）が存在する場合に、Ｓ１１２の処理に戻って、未処理の画像領域に対する処理を繰り返し、未処理の画像領域が存在しない場合に、この領域設定処理（Ｓ１１０）を終了する。

以上説明したように、本実施形態における画像処理装置２によれば、周辺に配列された非透明色画素の平均画素値に基づいて透明色画素の画素値を設定する。これにより、透明色画素の画素値はこの透明色画素の周辺に配列された非透明色画素の画素値と近い値をとるので、周辺画素を参照する画像処理（本例では補間処理）がなされても、この透明色画素を参照することによる画質劣化が抑制される。

［変形例］
上記実施形態では、画像処理の一例として補間処理を説明したが、画像処理装置２が行う画像処理は、他の画素を参照して注目画素の画素値を変更するものであればよく、例えば、鮮鋭度補正、エンボス処理又はモザイク処理などであってもよい。
また、上記実施形態では、領域設定部５３０は、まず入力画像全体について分散値を算出し、算出された分散値が目標値以上である場合にこの入力画像を分割するが、これに限定されるものではなく、例えば、画像処理における参照範囲に応じてまず入力画像を複数の画像領域に分割し、これらの画像領域を出発点として分散値の算出及び画像領域の再分割を行ってもよい。

透明色画素が含まれた画像データ８００を説明する図であり、（Ａ）は、透明色画素が含まれたレイヤ構造の画像データ８００を例示し、（Ｂ）は、透明色画素及び非透明色画素が含まれた画像領域における画素値の分布を例示する。 周辺の非透明画素の画素値に基づいて割り当てられる透明色画素の画素値を例示する図である。 本発明にかかる画像処理装置２（画像データ処理装置）のハードウェア構成を例示する図である。 制御装置２０（図３）により実行され、本発明にかかる画像データ処理方法を実現する画像処理プログラム５の構成を例示する図である。 領域設定部５３０により分割される画像領域を例示する図である。 画像処理装置２（画像処理プログラム５）の動作（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 図６に示した領域設定処理（Ｓ１１０）をより詳細に説明するフローチャートである。

符号の説明

２・・・画像処理装置
５・・・画像処理プログラム
５００・・・データ取得部
５１０・・・抽出部
５２０・・・透明色設定部
５３０・・・領域設定部
５３２・・・領域分割部
５３４・・・分散値算出部
５４０・・・画素値置換部
５５０・・・補間処理部
５６０・・・データ出力部

Claims (9)

1. 出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する画素値決定手段と
   を有する画像データ処理装置。
2. 出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素及び付加情報画素が含まれる部分画像を選択する部分画像選択手段
   をさらに有し、
   前記画素値決定手段は、前記部分画像選択手段により選択された部分画像毎に、付加情報画素に用いる画素値を決定する
   請求項１に記載の画像データ処理装置。
3. 前記部分画像選択手段は、画像構成画素の画素値の分散値に基づいて、部分画像の範囲を決定する
   請求項２に記載の画像データ処理装置。
4. 前記画素値決定手段は、前記抽出手段により抽出された画像構成画素の平均画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像データ処理装置。
5. 前記付加情報画素は、画像の出力方法を制御する出力制御画素であり、
   前記画素値決定手段は、前記画像構成画素の画素値に基づいて、出力制御画素に割り当てる画素値を決定する
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像データ処理装置。
6. 前記付加情報画素は、他のレイヤに含まれる画像構成画素を出力画像の一部とするよう制御する透明画素であり、
   前記画素値決定手段は、前記画像構成画素の画素値に基づいて、透明画素に割り当てる画素値を決定する
   請求項６に記載の画像データ処理装置。
7. 画像データに含まれる付加情報画素の画素値を、前記画素値決定手段により決定された画素値に置換する置換手段と、
   前記置換手段により付加情報画素の画素値が置換された画像データに対して、他の画素を参照して注目画素に画像処理を施す画像処理手段と
   をさらに有する画像データ処理装置。
8. 出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出し、
   抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定する
   画像データ処理方法。
9. コンピュータを含む画像データ処理装置において、
   出力画像を構成する画像構成画素と付加情報を示す付加情報画素とが含まれた画像データから、画像構成画素の画素値を抽出するステップと、
   抽出された画像構成画素の画素値に基づいて、付加情報画素に用いる画素値を決定するステップと
   を前記画像データ処理装置に実行させるプログラム。

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