JP2006024097A - Apparatus and method for measuring sharpness, apparatus and method for processing image, sharpness measuring program, image processing program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル画像に対して、最適なシャープネス度合いを実現できる画像処理技術と、そのような最適なシャープネス度合いを実現する際にデジタル画像のシャープネス強度を計測するための技術に関するものである。 The present invention relates to an image processing technique that can realize an optimum degree of sharpness for a digital image, and a technique for measuring the sharpness intensity of a digital image when such an optimum degree of sharpness is realized.
最終印刷物の品質は、ディジタル画像信号の特性と、カラー画像記録装置や画像記録材料の特性で決定される。同様に、カラー画像処理装置は、入力されたディジタル画像信号(入力画像信号)に対して、カラー画像記録装置や画像記録材料の特性に合わせた補正または最適化を目的とする処理装置と、撮影条件や色空間が不明な入力画像信号の調整を目的とする処理装置に分類できる。 The quality of the final printed matter is determined by the characteristics of the digital image signal and the characteristics of the color image recording apparatus and the image recording material. Similarly, a color image processing apparatus includes a processing apparatus for correcting or optimizing an input digital image signal (input image signal) according to the characteristics of the color image recording apparatus or image recording material, and photographing. It can be classified into processing devices intended for adjustment of input image signals whose conditions and color space are unknown.
どちらの画像処理装置であっても、画像処理装置への入力画像信号は赤(R)緑(G)青(B)色信号、CIEL* a* b* (CIELAB)色信号、シアン(C)マゼンタ(M)イエロー(Y)黒(K)色信号などで扱われ、入力画像信号の強度は、単色で8bit、12bitなどと多値である。また、画像処理装置の構成としては色補正処理手段、シャープネス(空間補正を含む)処理手段などがあり、一連の画像信号処理を施すことで共通している。 In either image processing apparatus, input image signals to the image processing apparatus are red (R) green (G) blue (B) color signals, CIEL * a * b * (CIELAB) color signals, and cyan (C). Magenta (M) yellow (Y) black (K) color signals are used, and the intensity of the input image signal is multi-valued, such as 8 bits or 12 bits for a single color. The image processing apparatus includes a color correction processing unit, a sharpness (including spatial correction) processing unit, and the like, which are common by performing a series of image signal processing.
上述の入力画像信号の調整を目的とする画像処理装置における色処理は、コントラスト調整や色味のバランス調整、ホワイトバランス調整、かぶり補正等の技術で構成され、シャープネス処理はエッジ強調を含むシャープネス強調、解像度変換、ノイズ除去等の技術で構成されている。 The color processing in the above-described image processing apparatus for the purpose of adjusting the input image signal includes techniques such as contrast adjustment, color balance adjustment, white balance adjustment, fog correction, and sharpness processing includes sharpness enhancement including edge enhancement. , Resolution conversion, noise removal, etc.
また、入力装置や、表示装置を含む出力装置等の機器の補正を目的とした空間補正処理は、画像信号が持つ不要な周期性や画像ノイズ特性、及び画像記録装置で生じる空間周波数特性の劣化抑制処理、さらには、特定の空間周波数帯域等の強調処理を備えている。 In addition, spatial correction processing for the purpose of correcting devices such as input devices and output devices including display devices is an unnecessary periodicity and image noise characteristics of image signals, and degradation of spatial frequency characteristics caused by image recording devices. Suppression processing and further enhancement processing such as a specific spatial frequency band are provided.
前述の空間補正処理は、機器の特性を前もって入手可能な限られた情報で記述したシャープネス補正フィルタを利用して、画像処理を施す仕組みになっている。しかし、機器補正の情報は、ディジタル画像そのものの情報とは独立した情報であるため、ディジタル画像にとって最適な出力条件を考慮しておらず、バランスが崩れたディジタル画像を出力されることもある。これを解決するためには、ディジタル画像信号の調整を目的とする処理装置が必要となる。 The spatial correction processing described above has a mechanism for performing image processing using a sharpness correction filter described with limited information that can be obtained in advance on the characteristics of the device. However, since the device correction information is information independent of the information of the digital image itself, an optimal output condition for the digital image is not taken into consideration, and an unbalanced digital image may be output. In order to solve this, a processing device for adjusting the digital image signal is required.
ディジタル画像信号の調整を行う最善の施策は、利用者が利用している出力装置で、出力画像の程度を確認しつつ好みにあった処理を施す方法である。しかし、この方法では、利用者に画像処理の経験及び作業時間を要求するといった問題が生じる。そのため、画像処理装置は、最小の手間、もしくは自動で画像そのものから情報を獲得する画像計測及び画質調整を施す方法(自動画質調整技術)を備えることが期待されている。 The best measure for adjusting the digital image signal is a method of performing processing according to preference while checking the degree of the output image on the output device used by the user. However, this method has a problem that the user is required to have experience in image processing and working time. For this reason, the image processing apparatus is expected to include a method (automatic image quality adjustment technique) for performing image measurement and image quality adjustment that automatically obtains information from the image itself with minimum effort.
前述の自動画質調整技術でのシャープネス処理は、ディジタル画像からシャープネス度合い(エッジ度合いや画像ノイズ等が複合した程度を表す)を測り、計測結果に応じてシャープネス処理を施す機能が必要である。 The sharpness processing in the above-described automatic image quality adjustment technique requires a function of measuring the degree of sharpness (representing the degree of combination of edge degree and image noise) from a digital image and performing the sharpness processing according to the measurement result.
シャープネス処理の一つの問題は、処理を施す程度にある。単純にぼかし処理を施すと高精細な再現(キメ)がなくなり、シャープネス度合いが下がる。また、シャープネス強調処理でシャープネスが強すぎたら、肌の荒れ(肌荒れ)、無彩色部でのノイズやエッジ部の境界の破綻(リンギング)が目立つことで不快と感じられてしまう。通常のシャープネス処理技術では、鮮鋭度(シャープネス度合い)の増加とともに、シャープネス処理による欠点も顕著となり、それぞれを独立に制御できない。そのため、ディジタル画像信号の情報だけでは根本的な解決は難しい。 One problem with sharpness processing is the degree to which it can be processed. If blurring is simply applied, high-definition reproduction (texture) is lost and the sharpness level is reduced. Also, if the sharpness is too strong in the sharpness enhancement processing, the skin becomes rough (skin rough), the noise in the achromatic color part, and the failure of the boundary of the edge part (ringing) is noticeable and uncomfortable. With normal sharpness processing technology, as sharpness (sharpness degree) increases, defects due to sharpness processing become significant, and each cannot be controlled independently. Therefore, the fundamental solution is difficult only with the information of the digital image signal.
この問題に対応するには、測定量として、シャープネス度合いとともに、シャープネスの良好さを阻害する、劣化した量(シャープネス阻害量)を反映させたシャープネスの好ましさの度合い(シャープネス嗜好度)が必要である。 To deal with this problem, the degree of sharpness and the degree of preference for sharpness (sharpness preference) that reflects the amount of deterioration (sharpness inhibition amount) that inhibits the goodness of sharpness are required as the measurement amount. It is.
画像信号そのものから画像の特性を測る技術、特に、シャープネス計測の技術は、幾つかの方法が提案されている。例えば、鮮鋭度評価方法は、微分画像(エッジ画像)の信号強度の総和を鮮鋭度の評価値とする鮮鋭度評価手法(例えば非特許文献1など参照)が提案されている。また、前記手法と同じ原理を用いたディジタル画像の鮮鋭性評価装置、もしくは鮮鋭度を変換する画像処理装置が、例えば特許文献1や特許文献2,特許文献3などに記載されている。このうち特許文献1及び特許文献2には、総和に相当する量として、エッジ画素数(エッジ強度が0でない画素)で正規化する方法が記載されている。また、特許文献3には、総和を正規化する画素数算出工程にて、閾値以上のエッジ強度を示す画素を求める工程を備えた画像処理方法が記載されている。
Several techniques have been proposed for measuring the characteristics of an image from the image signal itself, in particular, for sharpness measurement. For example, as a sharpness evaluation method, a sharpness evaluation method (for example, refer to
特許文献2に記載されている鮮鋭度測定装置では、前述の鮮鋭度評価手法と同様に、エッジ画像の信号強度の総和を求めた後、エッジ領域で正規化することで、単位エッジ部当たりの平均強度、もしくは前記エッジ強度の2乗値の平均強度を求めており、エッジ度合いの強度値(強弱の程度)を鮮鋭度としている。この特許文献2では、カラー画像情報ではなく輝度情報を用いることで、処理工程を簡易化している。鮮鋭化、並びに鮮鋭度の測定に利用する情報は、明暗情報よりカラー情報を利用し、処理コストに従い精度を高められることが期待できることは既知である。通常、精度が必要なら処理コストを掛け、程々の精度を所望する場合は、輝度、または明度情報を利用すればよい。
In the sharpness measuring apparatus described in
一方、特許文献1に記載されている鮮鋭化装置では、前述の鮮鋭度評価手法や鮮鋭性評価装置の原理を利用した鮮鋭化装置である。また、特許文献3に記載されている画像処理装置では、前述の鮮鋭度評価手法や鮮鋭性評価装置の原理に加え、閾値処理方法に特徴を持たせたシャープネス判定手段を備えたものである。これらの装置は、シャープネスの強度を数値化する手段で、頻度分布での平均値を利用している。
On the other hand, the sharpening device described in
また、シャープネス強度と共に、シャープネス強度を阻害する量を計測することで、主観的に好ましいシャープネス度合いを算出する技術についても、特許文献4に記載されている。
一般に鮮鋭度やシャープネス強度を測定する際には、評価対象の画像を微分し、その微分した値の頻度分布を評価することが行われている。この微分値の頻度分布(統計量)には最大値が存在し、この最大値を鮮鋭度やシャープネス強度を示す指標として利用している。しかしながら、単純に最大値を利用すると、良好な結果を示す場合があるものの、画像の欠陥のように突発的な現象に対して安定した評価ができないという問題があった。 Generally, when measuring sharpness or sharpness intensity, an image to be evaluated is differentiated and the frequency distribution of the differentiated value is evaluated. There is a maximum value in the frequency distribution (statistic) of the differential value, and this maximum value is used as an index indicating the sharpness or sharpness intensity. However, when the maximum value is simply used, although a good result may be shown, there is a problem that a stable evaluation cannot be performed for a sudden phenomenon such as an image defect.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、人間の視覚特性を鑑みて、好ましいシャープネスを有するディジタル画像を得ることができる画像処理装置、画像処理方法を提供するとともに、そのような画像処理装置及び画像処理方法における処理に用いるシャープネス強度として最適な計測値を得ることができるシャープネス計測装置及びシャープネス計測方法を提供することを目的とするものである。さらに、そのようなシャープネス計測方法や画像処理方法をコンピュータによって実行するためのシャープネス計測プログラムや画像処理プログラムと、そのようなシャープネス計測プログラムや画像処理プログラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. In view of human visual characteristics, the present invention provides an image processing apparatus and an image processing method capable of obtaining a digital image having favorable sharpness, and such an image. An object of the present invention is to provide a sharpness measuring apparatus and a sharpness measuring method capable of obtaining an optimum measurement value as a sharpness intensity used for processing in a processing apparatus and an image processing method. Further, it is an object to provide a sharpness measurement program and an image processing program for executing such a sharpness measurement method and an image processing method by a computer, and a storage medium storing such a sharpness measurement program and an image processing program. To do.
本発明は、入力されたデジタル画像信号のシャープネス強度を測定するシャープネス計測装置及びシャープネス計測方法において、デジタル画像信号を少なくとも知覚的に等歩的な明度または輝度を示す明度輝度信号に変換し、その明度輝度信号に対して微分処理を施して微分画像信号とし、その微分画像信号の値と画素数の対応関係を示すヒストグラムを算出し、そのヒストグラムにおける最大値から全画素数の3〜10%の間の何れかの割合を占める頻度値を算出して、当該頻度値に対応する微分画像信号の値をシャープネス強度とすることを特徴とするものである。また、ヒストグラムを算出後、そのヒストグラムにおける最大値から全画素数の3〜10%の間の何れか複数の割合を占める頻度値をそれぞれ算出し、複数の頻度値のそれぞれに対応する前記微分画像信号の値に重み付けをしてシャープネス強度とすることを特徴とするものである。 The present invention relates to a sharpness measuring apparatus and a sharpness measuring method for measuring the sharpness intensity of an input digital image signal, wherein the digital image signal is converted into a brightness luminance signal indicating at least perceptually equivalent lightness or brightness, The brightness luminance signal is differentiated to obtain a differentiated image signal, a histogram indicating the correspondence between the value of the differentiated image signal and the number of pixels is calculated, and 3-10% of the total number of pixels is calculated from the maximum value in the histogram. A frequency value occupying any ratio between them is calculated, and the value of the differential image signal corresponding to the frequency value is set as the sharpness intensity. Further, after calculating the histogram, frequency values occupying a plurality of ratios between 3 to 10% of the total number of pixels are calculated from the maximum value in the histogram, and the differential image corresponding to each of the plurality of frequency values The signal value is weighted to obtain a sharpness intensity.
なお、シャープネス強度の計測対象領域を選択し、その計測対象領域についてヒストグラムを算出してシャープネス強度を測定するように構成することもできる。さらに、デジタル画像信号におけるシャープネス強度の計測対象領域の有効階調数、画素数、及び出力解像度または印刷線数等の属性情報を獲得して、その属性情報を加味して前記シャープネス強度を補正するように構成してもよい。 It is also possible to select a measurement target area for sharpness intensity, calculate a histogram for the measurement target area, and measure the sharpness intensity. Further, the attribute information such as the number of effective gradations, the number of pixels, the output resolution or the number of printed lines of the measurement target area of the sharpness intensity in the digital image signal is acquired, and the sharpness intensity is corrected in consideration of the attribute information. You may comprise as follows.
また本発明は、入力されたデジタル画像信号に対してシャープネス処理を行う画像処理装置及び画像処理方法において、上述のような本発明のシャープネス計測方法によってシャープネス強度を得て、そのシャープネス強度からシャープネス処理を行う際の係数を決定し、決定された係数に従ってデジタル画像信号に対してシャープネス処理を行うことを特徴とするものである。 The present invention also provides an image processing apparatus and an image processing method for performing sharpness processing on an input digital image signal, and obtaining sharpness intensity by the sharpness measuring method of the present invention as described above, and sharpness processing is performed from the sharpness intensity. In this case, a coefficient for performing the processing is determined, and a sharpness process is performed on the digital image signal in accordance with the determined coefficient.
さらに本発明は、入力されたデジタル画像信号のシャープネス強度を測定するシャープネス計測プログラムにおいて、本発明のシャープネス計測方法をコンピュータに実行させることを特徴とするものである。また、入力されたデジタル画像信号に対してシャープネス処理を行う画像処理プログラムにおいて、本発明の画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするものである。 Furthermore, the present invention is characterized in that a sharpness measurement program for measuring the sharpness intensity of an input digital image signal causes a computer to execute the sharpness measurement method of the present invention. An image processing program that performs sharpness processing on an input digital image signal causes a computer to execute the image processing method of the present invention.
さらにまた本発明は、入力されたデジタル画像信号のシャープネス強度を測定するシャープネス計測プログラムを格納したコンピュータが読取可能な記憶媒体において、本発明のシャープネス計測方法をコンピュータに実行させるシャープネス計測プログラムを格納したことを特徴とするものである。また、入力されたデジタル画像信号に対してシャープネス処理を行う画像処理プログラムを格納したコンピュータが読取可能な記憶媒体において、本発明の画像処理方法をコンピュータに実行させる画像処理プログラムを格納したことを特徴とするものである。 Furthermore, the present invention stores a sharpness measurement program for causing a computer to execute the sharpness measurement method of the present invention in a computer-readable storage medium storing a sharpness measurement program for measuring the sharpness intensity of an input digital image signal. It is characterized by this. A computer-readable storage medium storing an image processing program for performing sharpness processing on an input digital image signal stores the image processing program for causing the computer to execute the image processing method of the present invention. It is what.
本発明によれば、ディジタル画像の画質を良好に自動調整するために必要となるシャープネス強度を計測することができ、このシャープネス強度から得られる係数に従ってデジタル画像に対してシャープネス処理を施すことによって、好ましいデジタル画像を得ることができるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to measure the sharpness intensity required to satisfactorily automatically adjust the image quality of a digital image, and by applying a sharpness process to the digital image according to a coefficient obtained from the sharpness intensity, There is an effect that a preferable digital image can be obtained.
図1は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態を示すブロック図である。図中、1はシャープネス計測部、2はシャープネス処理係数決定部、3はシャープネス処理部である。入力される画像信号はどのようなものでもよいが、本発明では特に自然画などを含むデジタル画像信号であるとよい。また入力される画像信号は、ここでは一例として、RGB色信号であるものとする。もちろん、他の色信号であってもよいことは言うまでもない。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus and an image processing method according to the present invention. In the figure, 1 is a sharpness measuring unit, 2 is a sharpness processing coefficient determination unit, and 3 is a sharpness processing unit. Any image signal may be input, but in the present invention, a digital image signal including a natural image or the like is particularly preferable. Here, as an example, the input image signal is an RGB color signal. Of course, other color signals may be used.
シャープネス計測部1は、入力された画像信号のシャープネス強度を測定するものであり、本発明のシャープネス計測装置である。シャープネス処理係数決定部2は、シャープネス計測部1により得られたシャープネス強度から、シャープネス処理部3でシャープネス処理を行う際に用いる処理係数を決定する。シャープネス処理部3はシャープネス処理係数決定部2で決定された処理係数に従って、入力された画像信号に対してシャープネス処理を行う。
The
図2は、シャープネス計測部1の第1の例を示すブロック図である。図中、11は明度輝度信号変換部、12は帯域処理部、13は属性情報獲得部、14はシャープネス強度計測部である。図2に示すブロック図は、本発明のシャープネス計測装置及びシャープネス計測方法の実施の形態を示すものである。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a first example of the
明度輝度信号変換部11は、画像信号を少なくとも知覚的に等歩的な明度または輝度を示す明度輝度信号に変換する。ここでは画像信号をRGB色信号としており、明度輝度信号をYCrCb色空間の輝度信号Yとすると、輝度信号Yは
Y=0.30R+0.59G+0.11B
により変換することができる。もちろん、明度輝度信号はこの例に限られるものではない。例えば、三刺激値CIEXYZや、RGB色信号のうちの各成分であるR、G、B信号のいずれかだけでも良いし、高精度の処理を望むならCIELAB信号のL* 、及び主成分分析や、K−L変換した信号でもよい。つまり、明度輝度信号は明るさを表す信号であるなら適宜変更可能であり、知覚量の均等性と処理速度に応じて適宜選択可能である。
The lightness / luminance signal conversion unit 11 converts the image signal into a lightness / luminance signal that indicates at least perceptually equivalent lightness or luminance. Here, when the image signal is an RGB color signal and the brightness luminance signal is a luminance signal Y in the YCrCb color space, the luminance signal Y is Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B.
Can be converted. Of course, the brightness luminance signal is not limited to this example. For example, only the tristimulus value CIEXYZ or R, G, or B signals that are components of RGB color signals may be used. If high-precision processing is desired, L * of the CIELAB signal, principal component analysis, , K-L converted signal may be used. In other words, the brightness luminance signal can be appropriately changed as long as it is a signal representing brightness, and can be appropriately selected according to the uniformity of the perceptual amount and the processing speed.
帯域処理部12は、明度輝度信号変換部11で変換した明度輝度信号に対して微分処理を施して微分画像信号を得る。この微分処理には、一般的に、処理速度を重視するため1次微分が使われるが、像がボケる現象の基本現象の1つである拡散過程、及び視覚特性は2次微分画像と関わり深いことが知られているため、ここでは2次微分画像を微分画像信号とした。2次微分画像は、輝度画像信号fから、アンシャープマスク(USM)フィルタを作用させてぼかした輝度画像信号fbを除いた絶対値であり、シーン情報が少ない中高周波帯域成分だけの信号となる。すなわち微分画像信号をFxとすると、
Fx=|f−fb| …(1)
で得ることができる。
The
Fx = | f−fb | (1)
Can be obtained at
図3は、アンシャープマスクフィルタの一例の説明図である。図3では5×5画素サイズのフィルタを示している。5×5画素の画像信号に対して、それぞれ対応する位置に示した数値を乗算し、加算した後、図3に示した値の総和で除算することによって、5×5画素の領域の中央の画素に対応する輝度画像信号fbが得られる。この輝度画像信号fbを用いて、上述の(1)式によって微分画像信号Fxを算出すればよい。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of an unsharp mask filter. FIG. 3 shows a 5 × 5 pixel size filter. The 5 × 5 pixel image signal is multiplied by the numerical values shown at the corresponding positions, added, and then divided by the sum of the values shown in FIG. 3 to obtain the center of the 5 × 5 pixel region. A luminance image signal fb corresponding to the pixel is obtained. Using this luminance image signal fb, the differential image signal Fx may be calculated by the above-described equation (1).
図3に示したフィルタは一例であって、任意のアンシャープマスクフィルタを用いることができる。好ましくは、微分画像はガウシアン関数での2次微分画像(スカラー量)であるが、如何なる微分画像であっても問題はない。例えば、一般的な画像の1次微分(ベクトル量)の絶対値を取る方法や、フィルタ形状の異なる微分画像の差分であってもよく、特に限定されるものではない。例えばフィルタ形状は、視覚の空間周波数特性であるコントラスト応答関数(伝達関数)を利用しても良し、特に高周波成分を抽出するには、差分フィルタ、微分フィルタなどのエッジ抽出フィルタ、アンシャープマスクフィルタだけでなく、ウェーブレットフィルタなどが利用できる。また、微分画像は強度値の2乗に相当するエネルギー量であってもよい。 The filter shown in FIG. 3 is an example, and an arbitrary unsharp mask filter can be used. Preferably, the differential image is a second-order differential image (scalar amount) with a Gaussian function, but there is no problem with any differential image. For example, it may be a method of taking an absolute value of a first order differential (vector amount) of a general image or a difference between differential images having different filter shapes, and is not particularly limited. For example, the filter shape may use a contrast response function (transfer function) that is a visual spatial frequency characteristic. In particular, to extract a high-frequency component, an edge extraction filter such as a differential filter or a differential filter, an unsharp mask filter As well as wavelet filters can be used. The differential image may be an energy amount corresponding to the square of the intensity value.
図2に戻り、属性情報獲得部13は、入力された画像信号から、有効階調数、画素数、及び出力解像度または印刷線数等の属性情報を獲得してシャープネス強度計測部14に渡す。なお、シャープネス強度計測部14において属性情報を用いた補正処理を行わない場合には、この属性情報獲得部13を設けずに構成することもできる。
Returning to FIG. 2, the attribute
シャープネス強度計測部14は、帯域処理部12で得た微分画像信号からシャープネス強度を測定する。そのための方法として、ここでは、微分画像信号の値と画素数の対応関係を示すヒストグラムを算出し、そのヒストグラムにおける最大値から全画素数の3〜10%、望ましくは5〜8%の間の何れかの割合を占める頻度値を算出して、当該頻度値に対応する前記微分画像信号の値をシャープネス強度とする。あるいは、ヒストグラムにおける最大値から全画素数の3〜10%、望ましくは5〜8%の間の何れか複数の割合を占める頻度値をそれぞれ算出し、複数の頻度値に重み付けをしてシャープネス強度とすることができる。なお、属性情報獲得部14で得た属性情報を加味して、シャープネス強度を補正するとよい。
The sharpness
図4は、シャープネス強度計測部14で算出するヒストグラムの一例の説明図である。自然画などの画像信号を微分した微分画像信号の値(エッジ強度)と画素数(頻度)との関係をとると、例えば図4に示すようなヒストグラムが得られる。微分画像信号の値が小さい部分は画像がほぼ一様であったり、画像の変化が緩やかな部分である。画像の変化が急峻なほど、微分画像信号の値は大きくなる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a histogram calculated by the sharpness
そして、画像中の変化が最も大きな部分(エッジ)において、微分画像信号の値は最大となり、図4においてはその値を最大強度値Fmaxとして示している。この最大強度値Fmaxは、上述のように画像中の変化の最も大きな部分を示しているが、実際にはノイズなどによって不所望なエッジが画像中に発生し、そのエッジによって最大強度値Fmaxが得られている場合も多い。そのため、最大強度値Fmaxが入力された画像信号のシャープネス強度を反映した値とするには問題がある。 Then, the value of the differential image signal becomes maximum at the portion (edge) where the change in the image is the largest, and this value is shown as the maximum intensity value Fmax in FIG. This maximum intensity value Fmax indicates the largest part of the change in the image as described above, but in reality, an undesirable edge occurs in the image due to noise or the like, and the maximum intensity value Fmax is caused by the edge. It is often obtained. Therefore, there is a problem in setting the maximum intensity value Fmax to reflect the sharpness intensity of the input image signal.
本発明では、最大強度値Fmaxからカウントして、全画素数の3〜10%、望ましくは5〜8%の間の何れかの割合を占める頻度値を算出して、当該頻度値に対応する微分画像信号の値をシャープネス強度として得る。図4では、最大近傍値Pとして示した値をシャープネス強度として得ることを示している。 In the present invention, a frequency value that occupies any proportion between 3 to 10% of the total number of pixels, desirably 5 to 8%, is calculated from the maximum intensity value Fmax, and corresponds to the frequency value. The value of the differential image signal is obtained as the sharpness intensity. FIG. 4 shows that the value shown as the maximum neighborhood value P is obtained as the sharpness intensity.
さらに、最大近傍値Sdに対して適宜補正を加え、シャープネス強度とすることもできる。例えば最大強度値Fmaxから全画素数の5%に対応するシャープネス強度をSd5とすると、そのときの最大近傍値P5を用いて、例えば
Sd5=K×P5/N …(2)
により求めることができる。ここで、Nは正規化係数、Kは任意の係数である。このときの係数Kは、評価対象の画素数、階調数、画像処理装置の出力解像度、または出力線数などの属性情報により決まるパラメータである。これらの属性情報は、属性情報獲得部14から取得する。もちろん、このような補正を行わなくてもよい。
Further, the sharpness intensity can be obtained by appropriately correcting the maximum neighborhood value Sd. For example, assuming that the sharpness intensity corresponding to 5% of the total number of pixels from the maximum intensity value Fmax is Sd5, the maximum neighborhood value P5 at that time is used, for example, Sd5 = K × P5 / N (2)
It can ask for. Here, N is a normalization coefficient, and K is an arbitrary coefficient. The coefficient K at this time is a parameter determined by attribute information such as the number of pixels to be evaluated, the number of gradations, the output resolution of the image processing apparatus, or the number of output lines. These pieces of attribute information are acquired from the attribute
図5は、計測したシャープネス強度と主観的なシャープネス強さの関係の一例を示すグラフである。上述のようにして計測されたシャープネス強度と、観察者が感じる主観的なシャープネス強さとを対応づけてグラフ化すると、図5に示すようになる。図5においては、最大強度値Fmaxからカウントして全画素数の3%の割合、5%の割合、10%の割合について、それぞれのグラフを示している。図5から分かるように、計測したシャープネス強度と、観察者の主観的なシャープネス強さとは、所定の関係にあることが分かる。従って、計測したシャープネス強度は、観察者の主観的なシャープネス強さを反映していることになり、計測したシャープネス強度を用いて良好なシャープネス処理を行うことができる。 FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between measured sharpness intensity and subjective sharpness intensity. FIG. 5 shows a graph in which the sharpness intensity measured as described above and the subjective sharpness intensity felt by the observer are correlated. FIG. 5 shows respective graphs with respect to the 3% ratio, the 5% ratio, and the 10% ratio of the total number of pixels counted from the maximum intensity value Fmax. As can be seen from FIG. 5, the measured sharpness intensity and the subjective sharpness intensity of the observer have a predetermined relationship. Therefore, the measured sharpness intensity reflects the subjective sharpness intensity of the observer, and good sharpness processing can be performed using the measured sharpness intensity.
しかし、割合が3%未満であったり、10%を超えると、図5に示すようなグラフが得られない。3%未満では画像中のノイズの影響を受けやすく、ノイズのエッジにおける微分値である場合が多くなる。そのため、同じ計測値であっても観察者が感じる主観的なシャープネス強さは画像によって大きくばらついてしまい、図5に示すような関係が得られない。従って、計測したシャープネス強度を用いても良好なシャープネス補正を行うことはできない。 However, if the ratio is less than 3% or exceeds 10%, a graph as shown in FIG. 5 cannot be obtained. If it is less than 3%, it is likely to be affected by noise in the image, and it is often a differential value at the edge of the noise. For this reason, even if the measurement values are the same, the subjective sharpness strength felt by the observer varies greatly depending on the image, and the relationship shown in FIG. 5 cannot be obtained. Therefore, even if the measured sharpness intensity is used, good sharpness correction cannot be performed.
また、最大強度値Fmaxから10%を超えて離れると、今度は画像の内容による影響を受けやすくなる。すなわち、平坦な画像に線が描かれている様な場合には、視覚的には線によってシャープな画像として判断される。しかし、その線におけるエッジ部分の画素が少ないと計測したシャープネス強度は低くなり、観察者の主観的なシャープネス強さを反映しなくなってしてしまう。逆の場合も同様であり、やはり図5に示すような関係は得られない。 Further, if the distance exceeds the maximum intensity value Fmax by more than 10%, this time, it is easily affected by the contents of the image. That is, when a line is drawn on a flat image, it is visually judged as a sharp image by the line. However, if the number of pixels in the edge portion of the line is small, the measured sharpness intensity is low, and the subjective sharpness intensity of the observer is not reflected. The same applies to the reverse case, and the relationship shown in FIG. 5 cannot be obtained.
図6は、最大強度値Fmaxからのそれぞれの割合における計測したシャープネス強度と主観的なシャープネス強さとの対応の実験結果の説明図である。実際に最大強度値Fmaxからの割合を変えて、計測したシャープネス強度と主観的なシャープネス強さとの対応を調べると、3%〜10%の間では、計測したシャープネス強度と主観的なシャープネス強さとの間に、例えば図5に示したような良好な関係を見いだすことができ、特に5%〜8%では、良好な関係が得られた。しかし、それ以外の割合では、画像によるばらつきが大きく、図5に示すような関係を得ることができなかった。従って、最大強度値Fmaxから3%〜10%の割合、望ましくは5%〜8%の割合の範囲で、微分画像の値を取得する割合を設定すればよい。 FIG. 6 is an explanatory diagram of an experimental result of correspondence between measured sharpness intensity and subjective sharpness intensity at each ratio from the maximum intensity value Fmax. By actually changing the ratio from the maximum intensity value Fmax and examining the correspondence between the measured sharpness intensity and the subjective sharpness intensity, between 3% and 10%, the measured sharpness intensity and the subjective sharpness intensity For example, a good relationship as shown in FIG. 5 could be found, and a good relationship was obtained particularly at 5% to 8%. However, in other ratios, the variation due to the image was large, and the relationship as shown in FIG. 5 could not be obtained. Therefore, the ratio for acquiring the value of the differential image may be set within the range of 3% to 10%, preferably 5% to 8% from the maximum intensity value Fmax.
なお、上述の範囲において複数の割合を選択し、それぞれの割合となる画素が含まれる頻度値に対応する前記微分画像信号の値に重み付けをしてシャープネス強度としてもよい。 Note that a plurality of ratios may be selected in the above-described range, and the value of the differential image signal corresponding to the frequency value including the pixels having the respective ratios may be weighted to obtain the sharpness intensity.
また、上述の説明では、入力された画像信号をそのまま用いてシャープネス強度を測定したが、例えば画素を間引いた画像信号についてシャープネス強度を測定するように構成してもよい。 In the above description, the sharpness intensity is measured using the input image signal as it is. However, for example, the sharpness intensity may be measured for an image signal obtained by thinning out pixels.
上述のような構成のシャープネス計測部1で計測したシャープネス強度を用い、シャープネス処理係数決定部2が処理係数を決定し、その処理係数に従ってシャープネス処理部3が入力された画像信号に対してシャープネス処理を施すことになる。これによって、観察者の主観に即したシャープネス処理を行うことができ、良好な画像信号を得ることができる。
Using the sharpness intensity measured by the
図7は、シャープネス計測部1の第2の例を示すブロック図である。図中、図2と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。15は画像領域選択部である。この第2の例では、シャープネス強度の測定を、画像中の一部に限定する例を示している。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a second example of the
画像領域選択部15では、シャープネス強度の測定対象となる画像中の領域を選択する。選択された測定対象領域について、第1の例と同様の処理が行われ、シャープネス強度が測定される。従って、シャープネス強度計測部14では、選択された領域における微分画像信号からヒストグラムを作成し、最大強度値Fmaxから測定対象領域の全画素数の3〜10%、望ましくは5〜8%の範囲のいずれか1ないし複数の割合の頻度値に対応する微分画像信号の値を得て、シャープネス強度を算出すればよい。なお、属性情報獲得部13についても、測定対象領域の属性情報を取得すればよい。
The image
このようにして、画像中の特定の領域におけるシャープネス強度を測定することができる。例えば注目している領域についてのシャープネス強度を測定したり、あるいは全領域を分割して、それぞれの分割領域ごとにシャープネス強度を測定することができる。 In this way, the sharpness intensity in a specific area in the image can be measured. For example, it is possible to measure the sharpness intensity for the region of interest, or to divide the entire region and measure the sharpness intensity for each divided region.
シャープネス処理部3でシャープネス処理を行う際には、画像領域選択部15で選択した領域に限ってシャープネス処理を行うほか、一部の領域から計測したシャープネス強度に従って得た処理係数によって、画像全体に対してシャープネス処理を行ってもよい。例えば注目領域について測定したシャープネス強度を用いて画像全体についてシャープネス処理を行うことができる。また、画像全体を分割して、それぞれの分割領域ごとにシャープネス強度を測定した場合には、それぞれ対応する分割領域についてシャープネス処理を行えばよい。
When the
図8は、本発明の画像処理装置及びシャープネス計測装置の機能または本発明の画像処理方法及びシャープネス計測方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。図中、21はプログラム、22はコンピュータ、31は光磁気ディスク、32は光ディスク、33は磁気ディスク、34はメモリ、41は光磁気ディスク装置、42は光ディスク装置、43は磁気ディスク装置である。 FIG. 8 illustrates an example of the functions of the image processing apparatus and the sharpness measuring apparatus according to the present invention, or a computer program when the image processing method and the sharpness measuring method according to the present invention are implemented by a computer program, and a storage medium storing the computer program. FIG. In the figure, 21 is a program, 22 is a computer, 31 is a magneto-optical disk, 32 is an optical disk, 33 is a magnetic disk, 34 is a memory, 41 is a magneto-optical disk apparatus, 42 is an optical disk apparatus, and 43 is a magnetic disk apparatus.
上述の各部の処理について、その一部または全部を、コンピュータにより実行可能なプログラム21によって実現することが可能である。その場合、そのプログラム21およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。例えば、光磁気ディスク31,光ディスク32(CDやDVDなどを含む)、磁気ディスク33,メモリ34(ICカード、メモリカードなどを含む)等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
Part or all of the processing of each unit described above can be realized by a
これらの記憶媒体にプログラム21を格納しておき、例えばコンピュータ22の光磁気ディスク装置41,光ディスク装置42,磁気ディスク装置43,あるいは図示しないメモリスロットにこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム21を読み出し、本発明の画像処理装置及びシャープネス計測装置の機能または本発明の画像処理方法及びシャープネス計測方法を実行することができる。あるいは、あらかじめ記憶媒体をコンピュータ22に装着しておき、例えばネットワークなどを介してプログラム21をコンピュータ22に転送し、記憶媒体にプログラム21を格納して実行させてもよい。
By storing the
もちろん、一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、すべてをハードウェアで構成してもよい。あるいは、他のソフトウェアの一部として組み込むことも可能である。また、例えば出力デバイスなど、他の装置の一部として組み込むことも可能である。 Of course, some functions may be configured by hardware, or all may be configured by hardware. Alternatively, it can be incorporated as part of other software. Further, it can be incorporated as a part of another apparatus such as an output device.
1…シャープネス計測部、2…シャープネス処理係数決定部、3…シャープネス処理部、11…明度輝度信号変換部、12…帯域処理部、13…属性情報獲得部、14…シャープネス強度計測部、15…画像領域選択部、21…プログラム、22…コンピュータ、31…光磁気ディスク、32…光ディスク、33…磁気ディスク、34…メモリ、41…光磁気ディスク装置、42…光ディスク装置、43…磁気ディスク装置。
DESCRIPTION OF
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