JP2005316766A - 携帯電話機、並びに、画像変換装置、方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 目的画像の画素はn種類(nは自然数)の成分色についてそれぞれ(2Cn)階調(Cnは成分色ごとの自然数)で表される。画像情報取得部51は、変換対象となる原画像を表す画像情報をカメラフロントエンド部40及び変復調部61から取得する。色空間変換部55は、原画像が輝度色差情報で表される場合、それを成分色情報に変換する。量子化部54は、原画像を表す成分色情報を各成分色について(2(Cn+1)−1)階調に量子化する。色決定部56は、量子化値が偶数ならその値の半分を目的値とし、奇数ならその値の半分を挟む2つの整数値が市松模様状に並ぶように、画素位置に応じてそれらの整数値のうちの一方を目的値とする。
【選択図】 図1
Description
ところが、この65536色の色分解能は表示する画像によっては必ずしも十分でない場合がある。例えば、壁や青空といった色の変化が少ない画像を表示した場合にはマッハバンドによる色むらが知覚されてしまい、視覚的に良好な画質が得られない。事実、利用者から、そのような色むらに関して改善を望む声が挙げられている。
疑似階調とは、所定の領域に含まれる画素を複数の色で細かく塗り分けることによって、それらの中間的な実際には表示されていない色を遠目の観察者に疑似的に知覚させる周知技術である。その技術は、ディザ法と誤差拡散法とに大別され、例えば、非特許文献1の第8章「画像の階調変換技法」に詳しく解説されている。
ディザ法を用いて疑似階調を実現するための最も基本的な構成を示す従来技術が、例えば特許文献1、及び特許文献2に開示されている。
誤差拡散法を用いた場合には、近隣画素への誤差伝播を処理するためさらに多くの演算が必要となり、この問題は一層深刻なものとなる。
その結果、携帯電話機等の比較的低速なプロセッサを用いて実現されるモバイル機器に適用した場合に、そのようなプロセッサでソフトウェア処理しても十分に実用的な時間で前記目的画像を表示することができる。
この構成は簡素であるゆえに、DSPやASICへの搭載も容易である。
また、特定の画素を処理する際に、他の画素の情報を用いないので、誤差拡散法特有のモアレや、ノイズ付与による画質劣化が生じない。
((R8<<6)−R8)>>8
((G8<<7)−G8)>>8
((B8<<6)−B8)>>8
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ量子化値Rq、Gq、Bqを求め、前記色決定手段は、前記画素の位置を示すX座標値、及びY座標値がそれぞれX、及びYである場合に、式
(Rq+((X+Y)&0x01))>>1
(Gq+((X+Y)&0x01))>>1
(Bq+((X+Y)&0x01))>>1
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記対応画素の赤、緑、青の値である5ビット値R5、6ビット値G6、5ビット値B5を求めてもよい。
Y+((V0*357)>>8)
Y−((U0*87)>>8)−((V0*182)>>8)
Y+((U0*451)>>8)
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記赤、緑、青の値R8、G8、B8を求める色空間変換部を備え、当該色空間変換部によって求められたR8、G8、B8から前記量子化値R5、G6、B5を求めてもよい。
また、前記携帯電話機は、さらに、撮影手段を備え、前記取得手段は、前記撮影手段から前記原画像を取得してもよい。
上記問題を解決するため、本発明の方法は、複数の画素で構成される原画像から、同数の画素で構成され疑似階調を用いて表現される目的画像を得る画像変換方法であって、前記目的画像の画素の色はn種類(nは自然数)の成分色についてそれぞれ(2Cn)階調(Cnは成分色ごとの自然数)で表され、前記原画像の画素の色を、各成分色について(2(Cn+1)−1)階調に量子化する量子化ステップと、前記量子化によって得られた値、及び前記量子化によって得られた値に1を加えた値のうち前記画素の位置に応じた一方を2で割って得た商を前記目的画像の対応画素の同じ成分色の値とする色決定ステップとを含む。
((R8<<6)−R8)>>8
((G8<<7)−G8)>>8
((B8<<6)−B8)>>8
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ量子化値Rq、Gq、Bqを求め、前記色決定ステップは、前記画素の位置を示すX座標値、及びY座標値がそれぞれX、及びYである場合に、式
(Rq+((X+Y)&0x01))>>1
(Gq+((X+Y)&0x01))>>1
(Bq+((X+Y)&0x01))>>1
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記対応画素の赤、緑、青の値である5ビット値R5、6ビット値G6、5ビット値B5を求めてもよい。
Y+((V0*357)>>8)
Y−((U0*87)>>8)−((V0*182)>>8)
Y+((U0*451)>>8)
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記赤、緑、青の値R8、G8、B8を求める色空間変換サブステップを含み、当該色空間変換サブステップによって求められたR8、G8、B8から前記量子化値R5、G6、B5を求めてもよい。
上記問題を解決するため、本発明の方法は、画像表示機能を有する携帯電話機の制御方法であって、原画像を取得する取得ステップと、取得された原画像を、請求項7乃至請求項9の何れかに記載の画像変換方法を用いて目的画像に変換する画像変換ステップと、前記目的画像を表示する表示ステップとを含む。
また、前記携帯電話機は、16ビットデータを1単位として転送するバスで接続された表示装置を備え、前記画像変換ステップは、請求項8又は請求項9に記載の画像変換方法を用いて前記目的画像を画素あたり16ビットで表す画像データを生成し、前記制御方法は、さらに、前記生成された画像データを、1画素分の16ビットを1単位として前記バスを介して前記表示装置へ転送する転送ステップを含み、前記表示ステップは、前記転送された画像データによって表される目的画像を前記表示装置へ表示してもよい。
上記問題を解決するため、本発明のプログラムは、コンピュータ実行可能なプログラムであって、前述した各ステップをコンピュータに実行させる。
このプログラムを用いて画像変換を実行し、また携帯電話機を制御することにより、前述と同様の効果を得ることができる。
当該携帯電話機は、生成された目的画像を表示することによって、マッハバンドによる色むらを知覚されない程度にまで軽減する。
<全体構成>
図1は、携帯電話機1の全体構成を示す機能ブロック図である。携帯電話機1は、アンテナ10、無線部20、カメラ部30、カメラフロントエンド部40、統合モデム部50、表示部70、レシーバ81、及びマイク82を含む。
統合モデム部50に含まれる画像変換部53が、本発明の実施の形態に係る画像変換装置に相当する。
無線部20はアンテナ10に受信された受信信号を増幅し、変復調部61は当該増幅された受信信号を制御信号及び受信情報信号に復調する。当該制御信号は、携帯電話機1に採用される通信方式、例えばCDMA(Code Division Multiple Access)やTDMA(Time Division Multiple Access)といった通信方式に従って通信を制御するために用いられる。通信制御部62は、当該制御信号に基づいて通信のタイミング等を制御し、音声処理部63は、当該受信情報信号を音声信号に変換してレシーバ81から発音する。
なお、前記受信情報信号は通話音声の他に画像を表すとしてもよい。そのような画像は、例えばJPEG(Joint Picture Expert Group)形式で表され、ウェブサイトから、又は電子メールの添付ドキュメントとして取得される。画像を表す受信情報信号は、変復調部61から画像情報取得部51へ出力される。
なお、画素ごとに色差を表すいわゆるYUV4:4:4フォーマットや、4画素ごとに色差を表すいわゆるYUV4:2:0フォーマットで表される画像情報を処理することも、もちろん可能である。
JPEGデコード部52は、画像情報取得部51からJPEG情報を与えられ、当該JPEG情報を変換して得たYUV422情報を画像変換部53へ出力する。
量子化部54は、画像情報取得部51から与えられるか、又は色空間変換部55によって求められたRGB888情報によって表される成分色ごとの8ビット値を、実際の表示に用いられる階調数の2倍から1を減じた段階数に量子化する。例えば、実際に表示される色が、赤、緑、青についてそれぞれ5ビット、6ビット、5ビットで表される場合、すなわちそれぞれ25(32)、26(64)、25(32)階調で表される場合には、RGB888情報によって表される赤、緑、青の値をそれぞれ63段階、127段階、63段階に量子化する。
表示部70は、当該RGB565情報によって表される画像を表示する。
<画像変換処理>
図2は、統合モデム部50によって実行される処理の詳細を示すフローチャートである。
色空間変換部55は、原画像がYUV422情報で表される場合、当該YUV422情報の輝度及び2種類の色差をそれぞれY、U、Vとして、例えば、演算
U0=U−128
V0=V−128
R8=Y+((V0*357)>>8)
G8=Y−((U0*87)>>8)−((V0*182)>>8)
B8=Y+((U0*451)>>8)
ここで、=は代入演算、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
を行ってRGB888情報の赤、緑、青の値R8、G8、B8を求める。この演算において、U、Vには2画素ごとに同じ値を用いてもよく、また、近隣の複数のU、Vを補間して得た値を用いてもよい。
Rq=R8*63/256
Gq=G8*127/256
Bq=B8*63/256
ここで、=は代入演算を表す
を行って、それぞれ63階調、127階調、63階調に量子化された量子化値Rq、Gq、Bqを求める。ここでは、前述したように、実際に表示される色が、赤、緑、青についてそれぞれ25、26、25階調で表されるものとしている。これらの量子化値を、具体的に、ビットシフト操作を用いた次の演算
Rq=((R8<<6)−R8)>>8
Gq=((G8<<7)−G8)>>8
Bq=((B8<<6)−B8)>>8
ここで、=は代入演算、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
によって求めてもよい(S13)。
R5=(Rq+((X+Y)&0x01))>>1
G6=(Gq+((X+Y)&0x01))>>1
B5=(Bq+((X+Y)&0x01))>>1
ここで、=は代入演算、&は論理積演算、>>は右ビットシフト演算を表す
によって求めてもよい(S16)。ここで、目的値の本来の意味からは、前記量子化値の奇偶を判断して奇数の場合にのみ1増やす操作を行うべきであるが、無条件に1増やしても所望の結果が得られることを考慮し、前記判断を省略して演算量の削減を図っていることを注記する。
表示制御部57は、色決定部56で求められた目的値R5、G6、B5を連結して16ビットデータを得て、16ビットバスを介して表示部70へ出力する。
表示部70は、前記16ビットバスを介して表示制御部57から得た目的値R5、G6、B5によって表される目的画像を表示する。
まず、次にようにして前記変換用の配列を用意する。
2次元配列t5[2][768]、t6[2][768]を確保する。t5[0][]は偶数画素における赤及び青の目的値、t5[1][]は奇数画素における赤及び青の目的値、t6[0][]は偶数画素における緑の目的値、t6[1][]は奇数画素における緑の目的値に関係する。
t5[0][i]=0x00
t5[1][i]=0x00
t6[0][i]=0x00
t6[1][i]=0x00
また、iが256〜511の配列要素に、RGB888情報の成分色の値(i-256)に対応する奇数画素及び偶数画素それぞれの目的値を代入する。具体的には、(i-256)に対応する63段階の量子化値((i<<6)−i)>>8をc5とし、127段階の量子化値((i<<7)−i)>>8をc6として、
t5[0][i]=c5>>1
t5[1][i]=(c5+1)>>1
t6[0][i]=c6>>1
t6[1][i]=(c6+1)>>1
また、iが512〜767の配列要素に次の値を代入する。
t5[1][i]=0x1F
t6[0][i]=0x3F
t6[1][i]=0x3F
さらに、偶数画素、奇数画素を処理する際にそれぞれ参照される配列の先頭アドレスを指すための配列*T5[2]、*T6[2]を確保し、各要素に次のアドレスを代入する。
T5[1]=&t5[1][256]
T6[0]=&t6[0][256]
T6[1]=&t6[1][256]
この処理によって、前述した変換用の配列が用意される。この処理は、画素ごとのループ処理に入る前に一度実行される。
そして、RGB888情報の赤、緑、青それぞれの値R8、G8、B8に対応する配列要素を参照して目的値を求め、さらに求めた目的値を結合して16ビットデータであるRGB16を得る。具体的には、まず、奇数画素及び偶数画素を区別する値を
t#ix=(X+Y)&0x01
によって求め、当該値に応じて
RGB16=(*(T5[t#ix]+R8)<<11)|(*T6([t#ix]+G8)<<5)|*(T5[t#ix]+B8)
によってRGB16を得る。
<まとめ>
以上説明したように、本発明の画像変換装置及び方法は、元のRGB値からビットシフト演算、論理積演算、及び整数加算減算のみを用いて目的値を決定するので、ディザ値行列の参照や実数演算を用いる従来の技術よりも簡素に実現できる。また、実際の表示色を216(65536)色とし、最も一般的な16ビットバスによるデータ転送に最適化している。
そして、擬似的に約219(約52万)色の階調を表示する結果、マッハバンドはほとんど知覚できない程度に軽減される。
また、特定の画素を処理する際に、他の画素の情報を用いないので、誤差拡散法特有のモアレや、ノイズ付与による画質劣化が生じない。また、216(65536)色のうちの隣接する2色を市松模様状に配して中間色を表現するので、72dpi(Dot Per Inch)以上の表示装置で目的画像を表示した場合、疑似色部分が2色で表現されていることはほとんど認識できない。
<その他の変形例>
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
本発明は、実施の形態で説明したコンピュータプログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
10 アンテナ
20 無線部
30 カメラ部
40 カメラフロントエンド部
50 統合モデム部
51 画像取得部
52 JPEGデコード部
53 画像変換部
54 量子化部
55 色空間変換部
56 色決定部
57 表示制御部
61 変復調部
62 通信制御部
63 音声処理部
70 表示部
81 レシーバ
82 マイク
Claims (14)
- 複数の画素で構成される原画像から、同数の画素で構成され疑似階調を用いて表現される目的画像を得る画像変換装置であって、
前記目的画像の画素の色はn種類(nは自然数)の成分色についてそれぞれ(2Cn)階調(Cnは成分色ごとの自然数)で表され、
前記原画像の画素の色を、各成分色について(2(Cn+1)−1)階調に量子化する量子化手段と、
前記量子化によって得られた値、及び前記量子化によって得られた値に1を加えた値のうち前記画素の位置に応じた一方を2で割って得た商を前記目的画像の対応画素の同じ成分色の値とする色決定手段と
を備えることを特徴とする画像変換装置。 - 前記目的画像の画素の色は成分色である赤、緑、青についてそれぞれ25、26、25階調で表され、
前記量子化手段は、前記原画像の前記画素の色が赤、緑、青についてそれぞれ8ビット値であるR8、G8、B8で表される場合に、式
((R8<<6)−R8)>>8
((G8<<7)−G8)>>8
((B8<<6)−B8)>>8
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ量子化値Rq、Gq、Bqを求め、
前記色決定手段は、前記画素の位置を示すX座標値、及びY座標値がそれぞれX、及びYである場合に、式
(Rq+((X+Y)&0x01))>>1
(Gq+((X+Y)&0x01))>>1
(Bq+((X+Y)&0x01))>>1
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記対応画素の赤、緑、青の値である5ビット値R5、6ビット値G6、5ビット値B5を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の画像変換装置。 - 前記量子化手段は、前記原画像の前記画素の色が輝度及び2つの色差についてそれぞれ8ビット値であるY、U、Vで表される場合に、U−128をU0、V−128をV0と置いて、式
Y+((V0*357)>>8)
Y−((U0*87)>>8)−((V0*182)>>8)
Y+((U0*451)>>8)
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記赤、緑、青の値R8、G8、B8を求める色空間変換部を備え、当該色空間変換部によって求められたR8、G8、B8から前記量子化値R5、G6、B5を求める
ことを特徴とする請求項2に記載の画像変換装置。 - 画像表示機能を有する携帯電話機であって、
原画像を取得する取得手段と、
取得された原画像から目的画像を得る請求項1乃至請求項3の何れかに記載の画像変換装置と、
前記目的画像を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする携帯電話機。 - 前記携帯電話機は、さらに、撮影手段を備え、
前記取得手段は、前記撮影手段から前記原画像を取得する
ことを特徴とする請求項4に記載の携帯電話機。 - 前記画像変換装置は、請求項2又は請求項3に記載の画像変換装置であり、
前記画像変換装置と前記表示手段とは16ビットデータを1単位として転送するバスで接続され、
前記バスは、前記画像変換装置によって得られた1画素分の赤、緑、青の値を連結してなる16ビットデータを1単位として前記表示手段へ転送する
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の携帯電話機。 - 複数の画素で構成される原画像から、同数の画素で構成され疑似階調を用いて表現される目的画像を得る画像変換方法であって、
前記目的画像の画素の色はn種類(nは自然数)の成分色についてそれぞれ(2Cn)階調(Cnは成分色ごとの自然数)で表され、
前記原画像の画素の色を、各成分色について(2(Cn+1)−1)階調に量子化する量子化ステップと、
前記量子化によって得られた値、及び前記量子化によって得られた値に1を加えた値のうち前記画素の位置に応じた一方を2で割って得た商を前記目的画像の対応画素の同じ成分色の値とする色決定ステップと
を含むことを特徴とする画像変換方法。 - 前記目的画像の画素の色は成分色である赤、緑、青についてそれぞれ25、26、25階調で表され、
前記量子化ステップは、前記原画像の前記画素の色が赤、緑、青についてそれぞれ8ビット値であるR8、G8、B8で表される場合に、式
((R8<<6)−R8)>>8
((G8<<7)−G8)>>8
((B8<<6)−B8)>>8
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ量子化値Rq、Gq、Bqを求め、
前記色決定ステップは、前記画素の位置を示すX座標値、及びY座標値がそれぞれX、及びYである場合に、式
(Rq+((X+Y)&0x01))>>1
(Gq+((X+Y)&0x01))>>1
(Bq+((X+Y)&0x01))>>1
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記対応画素の赤、緑、青の値である5ビット値R5、6ビット値G6、5ビット値B5を求める
ことを特徴とする請求項7に記載の画像変換方法。 - 前記量子化ステップは、前記原画像の前記画素の色が輝度及び2つの色差についてそれぞれ8ビット値であるY、U、Vで表される場合に、U−128をU0、V−128をV0と置いて、式
Y+((V0*357)>>8)
Y−((U0*87)>>8)−((V0*182)>>8)
Y+((U0*451)>>8)
ここで、<<は左ビットシフト演算、>>は右ビットシフト演算を表す
に従ってそれぞれ前記赤、緑、青の値R8、G8、B8を求める色空間変換サブステップを含み、当該色空間変換サブステップによって求められたR8、G8、B8から前記量子化値R5、G6、B5を求める
ことを特徴とする請求項8に記載の画像変換方法。 - 画像表示機能を有する携帯電話機の制御方法であって、
原画像を取得する取得ステップと、
取得された原画像を、請求項7乃至請求項9の何れかに記載の画像変換方法を用いて目的画像に変換する画像変換ステップと、
前記目的画像を表示する表示ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。 - 前記携帯電話機は、撮影機能を有し、
前記取得ステップは、前記撮影機能を用いて前記原画像を取得する
ことを特徴とする請求項10に記載の制御方法。 - 前記携帯電話機は、16ビットデータを1単位として転送するバスで接続された表示装置を備え、
前記画像変換ステップは、請求項8又は請求項9に記載の画像変換方法を用いて前記目的画像を画素あたり16ビットで表す画像データを生成し、
前記制御方法は、さらに、
前記生成された画像データを、1画素分の16ビットを1単位として前記バスを介して前記表示装置へ転送する転送ステップを含み、
前記表示ステップは、前記転送された画像データによって表される目的画像を前記表示装置へ表示する
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の制御方法。 - 画像変換を行うためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、
請求項7乃至請求項9の少なくとも一つに記載の各ステップをコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム - 画像表示機能を有する携帯電話機を制御するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、
請求項10乃至請求項12の少なくとも一つに記載の各ステップをコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。
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