JP2007128355A - Image processing device, computer, and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、眼の焦点調節力が不足している人間にとって、画像データが正常に知覚されるべく画像データを変形する画像処理装置、前記画像処理装置を備えるコンピュータ、及び前記画像処理装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention includes an image processing device that transforms image data so that the image data can be perceived normally for a human who has insufficient eye focus adjustment, a computer including the image processing device, and the image processing device. The present invention relates to an image forming apparatus.
人間は、眼の焦点調節力が不足すると、画像が劣化して(ぼやけて)見える。特許文献1には、眼の焦点調節力が不足している人間にとって、画像がどのように知覚されているかをシミュレーションする装置が開示されている。
しかしながら、眼の焦点調節力が不足している人間が、原画像データが示す画像を劣化することなく、正常に知覚することができる画像データを生成するような装置はなかった。 However, there has been no device that generates image data that can be perceived normally by a person with insufficient eye focus adjustment power without degrading the image indicated by the original image data.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、眼の焦点調節力が不足する人間が、原画像データが示す画像を知覚することができる画像データを生成可能な画像処理装置、コンピュータ、及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an image processing apparatus, a computer, and a computer capable of generating image data capable of perceiving an image represented by original image data by a person who lacks the focus adjustment power of the eye An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
請求項1記載の画像処理装置は、眼の焦点調節力が不足している人間にとって、画像データが正常に知覚されるべく画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理装置であって、人間の眼の焦点調節力を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列を格納する記憶手段と、入力画像データと前記記憶手段に格納されているテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、前記変形画像データを生成する変形画像データ生成手段と、を備えることを特徴としている。
The image processing apparatus according to
上記構成によれば、記憶手段に、人間の眼の焦点調節力不足を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列が格納されており、変形画像データ生成手段により、入力画像データと記憶手段に格納されているテプリッツ行列の逆行列との積が算出されることにより、変形画像データが生成される。 According to the above configuration, the storage means stores the inverse matrix of the Toeplitz matrix consisting of a point spread function indicating a lack of focus adjustment power of the human eye, and the deformed image data generation means stores the input image data and the storage means. By calculating the product of the stored Toeplitz matrix and the inverse matrix, deformed image data is generated.
従って、入力画像データと人間の眼の焦点調節力不足を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列との積が算出されることにより、変形画像データが生成されるため、すなわち、人間の眼の焦点調節力を相殺するものが予め入力画像データに乗じられているため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、眼の焦点調節力不足が相殺され、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を劣化することなく知覚することができる。 Accordingly, since the product of the input image data and the inverse matrix of the Toeplitz matrix composed of a point spread function indicating the lack of focus adjustment power of the human eye is calculated, deformed image data is generated, that is, the human eye. Since the input image data is preliminarily multiplied by the one that cancels out the focus adjustment power of the eye, when the user who lacks the eye focus adjustment power views the image indicated by the deformed image data, the lack of the eye focus adjustment power is canceled out. The image indicated by the input image data (original image data) can be perceived without deterioration.
請求項2記載の画像処理装置は、請求項1記載の画像処理装置において、該画像処理装置は、複数の視覚特性の内、1の選択を受け付ける受付手段を備え、前記記憶手段は、更に、前記複数の視覚特性を各視覚特性に対応するテプリッツ行列の逆行列と対応付けて格納しており、前記変形画像データ生成手段は、前記入力画像データと前記受付手段により選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、前記変形画像データを生成することを特徴としている。
The image processing apparatus according to
上記構成によれば、記憶手段に、複数の視覚特性と各視覚特性に対応するテプリッツ行列の逆行列とが対応付けて格納されており、受付手段により、複数の視覚特性の内、1の選択が受け付けられ、変形画像データ生成手段により、入力画像データと選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列との積が算出されることにより、変形画像データが生成される。 According to the above configuration, the storage means stores the plurality of visual characteristics and the inverse matrix of the Toeplitz matrix corresponding to each visual characteristic, and the reception means selects one of the plurality of visual characteristics. Then, the deformed image data generating means generates the deformed image data by calculating the product of the input image data and the inverse matrix of the Toeplitz matrix associated with the visual characteristics for which the selection has been received.
従って、ユーザは、視覚特性(例えば、老眼で視力0.1、近視眼で視力0.2等)を選択することができ、また、選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列を用いて変形画像データが生成されるため、ユーザの視覚特性に応じた変形画像データを生成することができる。 Therefore, the user can select visual characteristics (for example, visual acuity 0.1 for presbyopia, visual acuity 0.2 for myopic eyes, etc.), and the inverse of the Toeplitz matrix associated with the visual characteristics for which the selection has been accepted. Since the deformed image data is generated using the matrix, it is possible to generate the deformed image data according to the visual characteristics of the user.
請求項3記載の画像処理装置は、眼の焦点調節力が不足している人間にとって、画像データが正常に知覚されるべく画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理装置であって、人間の眼の焦点調節力を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列を格納する記憶手段と、入力画像データ及び前記記憶手段に格納されているテプリッツ行列をそれぞれ離散サイン変換する離散サイン変換手段と、前記離散サイン変換手段により離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列を算出する第1の算出手段と、前記離散サイン変換手段により離散サイン変換された入力画像データと前記第1の算出手段により算出された逆行列との積を算出する第2の算出手段と、前記第2の算出手段により算出された積を離散サイン逆変換することにより、前記変形画像データを生成する離散サイン逆変換手段と、を備えることを特徴としている。
The image processing apparatus according to
上記構成によれば、記憶手段に、人間の眼の焦点調節力不足を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列が格納されており、離散サイン変換手段により、入力画像データ及び記憶手段に格納されているテプリッツ行列がそれぞれ離散サインされ、第1の算出手段により、離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列が算出され、第2の算出手段により、離散サイン変換された入力画像データと離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列との積が算出される。そして、離散サイン逆変換手段により、離散サイン変換された入力画像データと離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列との積が離散サイン逆変換されることにより、変形画像データが生成される。 According to the above configuration, the Toeplitz matrix composed of a point spread function indicating a lack of focus adjustment power of the human eye is stored in the storage unit, and is stored in the input image data and the storage unit by the discrete sine transform unit. The Toeplitz matrix is discretely sine, the inverse of the Toeplitz matrix subjected to the discrete sine transform is calculated by the first calculation means, and the input image data subjected to the discrete sine transform and the discrete sine transform are calculated by the second calculation means. The product of the Toeplitz matrix and the inverse matrix is calculated. Then, the discrete sine inverse transform means generates the transformed image data by inversely transforming the product of the input image data subjected to the discrete sine transform and the inverse matrix of the Toeplitz matrix subjected to the discrete sine transform.
従って、離散サイン変換(DST:Discrete Sine Transformation)、及び離散サイン逆変換(IDST:Inverse Discrete Sine Transformation)を用いて、変形画像データが生成されるため、精度の良い変形画像データを生成することができる。すなわち、フーリエ(Fourier)変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生するため、変形画像データの精度が悪いが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生することなく、変形画像データの精度が向上する。また、テプリッツ行列の逆行列が算出される際に、計算処理時間の短縮のためにテプリッツ行列を相似(等価、同値)変換により対角行列に近似されるが、相似変換行列として、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いるより、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、テプリッツ行列を対角化する方が、近似の精度が向上するため、変形画像データの精度が向上する。これにより、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を知覚することができる。また、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、眼の焦点調節力が不足する人間が、変形画像データが示す画像を見た場合に画像の周辺が劣化して知覚されるが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、変形画像データが示す画像の周辺を劣化して知覚することがない。 Therefore, since the deformed image data is generated using the discrete sine transformation (DST) and the inverse discrete sine transformation (IDST), it is possible to generate highly accurate deformed image data. it can. That is, when deformed image data is generated by using Fourier transform and inverse Fourier transform, complex numbers are generated in each pixel constituting the deformed image data. Since the deformed image data is generated using the transform and the inverse discrete sine transform, the accuracy of the deformed image data is improved without generating a complex number in each pixel constituting the deformed image data. In addition, when the inverse matrix of the Toeplitz matrix is calculated, the Toeplitz matrix is approximated to a diagonal matrix by a similar (equivalent, equivalent) transformation in order to shorten the calculation processing time. In addition, using the discrete sine transform and the inverse discrete sine transform to diagonalize the Toeplitz matrix improves the accuracy of the approximation, thereby improving the accuracy of the deformed image data. As a result, when a user with insufficient eye focus adjustment power views the image indicated by the deformed image data, the image indicated by the input image data (original image data) can be perceived. In addition, when deformed image data is generated using Fourier transform and inverse Fourier transform, when a person with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the periphery of the image deteriorates. Although it is perceived, deformed image data is generated using discrete sine transform and inverse discrete sine transform. Therefore, when a user with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the deformed image is displayed. The periphery of the image indicated by the data is not deteriorated and perceived.
請求項4記載の画像処理装置は、請求項3記載の画像処理装置において、該画像処理装置は、複数の視覚特性の内、1の選択を受け付ける受付手段を備え、前記記憶手段は、更に、前記複数の視覚特性を各視覚特性に対応するテプリッツ行列と対応付けて格納しており、前記離散サイン変換手段は、前記入力画像データ及び前記受付手段により選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列をそれぞれ離散サイン変換することを特徴としている。
The image processing apparatus according to
上記構成によれば、記憶手段に、複数の視覚特性と各視覚特性に対応するテプリッツ行列とが対応付けて格納されており、受付手段により、複数の視覚特性の内、1の選択が受け付けられ、離散サイン変換手段により、入力画像データ及び選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列がそれぞれ離散サイン変換され、第1の算出手段により、離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列が算出され、第2の算出手段により、離散サイン変換された入力画像データと離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列との積が算出される。そして、離散サイン逆変換手段により、離散サイン変換された入力画像データと離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列との積が離散サイン逆変換されることにより、変形画像データが生成される。 According to the above configuration, the storage means stores a plurality of visual characteristics and the Toeplitz matrix corresponding to each visual characteristic in association with each other, and the accepting means accepts one selection of the plurality of visual characteristics. The Toeplitz matrix associated with the input image data and the visual characteristic for which the selection has been received is discretely transformed by the discrete sine transform unit, and the inverse matrix of the Toeplitz matrix that has been subjected to the discrete sine transform is obtained by the first calculation unit. The product of the input image data subjected to discrete sine transform and the inverse matrix of the Toeplitz matrix subjected to discrete sine transform is calculated by the second calculation means. Then, the discrete sine inverse transform means generates the transformed image data by inversely transforming the product of the input image data subjected to the discrete sine transform and the inverse matrix of the Toeplitz matrix subjected to the discrete sine transform.
従って、ユーザは、視覚特性(例えば、老眼で視力0.1、近視眼で視力0.2等)を選択することができ、また、選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列を用いて変形画像データが生成されるため、ユーザの視覚特性に応じた変形画像データを生成することができる。 Therefore, the user can select visual characteristics (for example, visual acuity 0.1 for presbyopia, visual acuity 0.2 for myopic eyes, etc.) and use the Toeplitz matrix associated with the visual characteristics for which the selection is accepted. Since the deformed image data is generated, the deformed image data corresponding to the visual characteristics of the user can be generated.
請求項5記載のコンピュータは、請求項1乃至4のいずれか1に記載の画像処理装置と、前記変形画像データを表示出力する表示出力手段と、を備えることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a computer comprising the image processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, and display output means for displaying and outputting the deformed image data.
上記構成によれば、表示出力手段により、生成された変形画像データが表示出力される。 According to the above configuration, the generated deformed image data is displayed and output by the display output means.
従って、入力画像データではなく、生成された変形画像データが表示出力されるため、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。 Therefore, since the generated deformed image data is displayed and output instead of the input image data, a clear image can be visually recognized with the naked eye even for presbyopia and myopia.
請求項6記載の画像形成装置は、請求項1乃至4のいずれか1に記載の画像処理装置と、前記変形画像データを印刷出力する印刷出力手段と、を備えることを特徴としている。 An image forming apparatus according to a sixth aspect includes the image processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, and a print output unit that prints out the modified image data.
上記構成によれば、印刷出力手段により、生成された変形画像データが印刷出力される。 According to the above configuration, the generated deformed image data is printed out by the print output unit.
従って、入力画像データではなく、生成された変形画像データが印刷出力されるため、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。 Therefore, since the generated deformed image data is printed out instead of the input image data, a clear image can be visually recognized with the naked eye even for presbyopia and myopic eyes.
請求項1記載の画像処理装置によれば、入力画像データと人間の眼の焦点調節力不足を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列との積が算出されることにより、変形画像データが生成されるため、すなわち、人間の眼の焦点調節力を相殺するものが予め入力画像データに乗じられているため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、眼の焦点調節力不足が相殺され、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を劣化することなく知覚することができる。 According to the image processing apparatus of the first aspect, the product of the input image data and the inverse matrix of the Toeplitz matrix composed of the point spread function indicating the lack of focus adjustment power of the human eye is calculated, whereby the deformed image data is When the user who has insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data because it is generated, that is, the input image data is preliminarily multiplied by the one that cancels the focus adjustment power of the human eye Insufficient focus adjustment power of the eye is offset, and the image indicated by the input image data (original image data) can be perceived without deterioration.
請求項2記載の画像処理装置によれば、ユーザは、視覚特性(例えば、老眼で視力0.1、近視眼で視力0.2等)を選択することができ、また、選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列を用いて変形画像データが生成されるため、ユーザの視覚特性に応じた変形画像データを生成することができる。 According to the image processing apparatus of the second aspect, the user can select visual characteristics (for example, visual acuity 0.1 for presbyopia, visual acuity 0.2 for myopic eyes, etc.), and the selection is accepted. Since the deformed image data is generated using the inverse matrix of the Toeplitz matrix associated with the characteristics, the deformed image data according to the visual characteristics of the user can be generated.
請求項3記載の画像処理装置によれば、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、精度の良い変形画像データを生成することができる。すなわち、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生するため、変形画像データの精度が悪いが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生することなく、変形画像データの精度が向上する。これにより、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を知覚することができる。また、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、眼の焦点調節力が不足する人間が、変形画像データが示す画像を見た場合に画像の周辺が劣化して知覚されるが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、変形画像データが示す画像の周辺を劣化して知覚することがない。 According to the image processing apparatus of the third aspect, since the deformed image data is generated by using the discrete sine transform and the discrete sine inverse transform, it is possible to generate the deformed image data with high accuracy. That is, when deformed image data is generated using Fourier transform and inverse Fourier transform, a complex number is generated in each pixel constituting the deformed image data. Since the deformed image data is generated by using the discrete sine inverse transform, the accuracy of the deformed image data is improved without generating a complex number in each pixel constituting the deformed image data. As a result, when a user with insufficient eye focus adjustment power views the image indicated by the deformed image data, the image indicated by the input image data (original image data) can be perceived. In addition, when deformed image data is generated using Fourier transform and inverse Fourier transform, when a person with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the periphery of the image deteriorates. Although it is perceived, deformed image data is generated using discrete sine transform and inverse discrete sine transform. Therefore, when a user with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the deformed image is displayed. The periphery of the image indicated by the data is not deteriorated and perceived.
請求項4記載の画像処理装置によれば、ユーザは、視覚特性(例えば、老眼で視力0.1、近視眼で視力0.2等)を選択することができ、また、選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列を用いて変形画像データが生成されるため、ユーザの視覚特性に応じた変形画像データを生成することができる。 According to the image processing apparatus of the fourth aspect, the user can select visual characteristics (for example, visual acuity 0.1 for presbyopia, visual acuity 0.2 for myopic eyes, etc.), and the selection is accepted. Since the deformed image data is generated using the Toeplitz matrix associated with the characteristics, the deformed image data according to the visual characteristics of the user can be generated.
請求項5記載のコンピュータによれば、入力画像データではなく、生成された変形画像データが表示出力されるため、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。 According to the computer of the fifth aspect, since the generated deformed image data is displayed and output instead of the input image data, a clear image can be visually recognized with the naked eye even for presbyopia, myopia and the like.
請求項6記載の画像形成装置によれば、入力画像データではなく、生成された変形画像データが印刷出力されるため、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。 According to the image forming apparatus of the sixth aspect, since the generated deformed image data is printed out instead of the input image data, a clear image can be visually recognized with the naked eye even for presbyopia, myopia and the like. it can.
以下、本発明の画像処理装置を図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明の画像処理装置を、コンピュータの一例であるパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)に具体化した一実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るPC(画像処理装置、コンピュータ)1の構成例を示したブロック図である。図示するように、PC1は、制御部(CPU:Central Processing Unit)2、ROM(Read Only Memory)3、RAM(Random Access Memory)4、操作部5、表示部6、補助記憶装置(HDD:Hard Disk Drive)7、及びLAN I/F(Local Network Interface)8を備えたものであって、各部2乃至8はバス9によって通信可能に接続されている。本発明の画像処理装置は、PC1の内、制御部2、ROM3、RAM4、操作部5、及び表示部6から構成されている。また、このPC1には、スキャナ10、及びプリンタ11が接続されている。
The image processing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an embodiment in which the image processing apparatus of the present invention is embodied in a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) which is an example of a computer will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a PC (image processing apparatus, computer) 1 according to an embodiment of the present invention. As illustrated, the
制御部2は、ROM3に格納された制御プログラムにしたがって、各種の処理を実行し、後述する入力画像データ受付部2a(図2参照)等として機能するものである。RAM4は、制御部2の主メモリ、ワークエリア等として機能し、各種の設定情報等を記憶している。
The
操作部5は、ここではキーボードやマウス等からなるものであり、PC1に対する指示や設定等の入力を受付けるものである。表示部6(表示出力手段に相当する)は、液晶ディスプレイ又はCRTディスプレイであり、各種画面情報を表示する。具体的には、表示部6は、PC1の動作状態や、各種設定画面等を表示する。補助記憶装置7は、大容量のメモリ領域を有する記憶媒体を内蔵する記憶装置である。この補助記憶装置7には、文書作成ソフトやグラフィックソフト等、各種のアプリケーションソフトが組み込まれており、文書作成ソフトやグラフィックソフト等を用いて作成された画像データ等が格納されるようになっている。
Here, the
LAN I/F8は、LAN(Local Network Interface)9とPC1とを通信可能に接続するインターフェースである。LAN9には、スキャナ10、及びプリンタ11が接続されており、このLAN9を介して、PC1、スキャナ10、及びプリンタ11は、通信可能に接続されている。スキャナ10は、原稿の画像を読み取って画像データを生成し、生成した画像データをPC1に出力するものである。ここでは、スキャナ10は、原稿のモノクロ画像を読み取って2次元のモノクロ画像データを生成し、PC1に出力する。このスキャナ10は、図示しないが、CCD(Charge Coupled Device)等のイメージセンサや光源等の光学系を有するフラットベッドスキャナ(FBS:Flat Bed Scanner)や原稿自動供給装置(ADF:Automatic Document Feeder)等の原稿供給機構等を有して構成されている。プリンタ11は、画像データを印刷出力するものである。具体的には、PC1から出力された画像データが示す画像を用紙に印刷するものである。このプリンタ11における印刷方式としては、例えば、電子写真方式を用いることができる。
The LAN I /
次に、制御部2の機能構成について説明する。制御部2は、図2に示すように、入力画像データ受付部2a、記憶部2b、受付部2c、読出部2d、変形画像データ生成部2e、及び変形画像データ出力部2fを機能的に備えている。
Next, the functional configuration of the
入力画像データ受付部2aは、スキャナ10から入力される画像データ(以下、「入力画像データ」という。)を受け付け、受け付けた入力画像データを変形画像データ生成部2eに出力するものである。
The input image
記憶部2b(記憶手段に相当する)は、複数の視覚特性を、各視覚特性に対応する点広がり関数からなるテプリッツ行列(Toeplitz Matrix)の逆行列と対応付けて格納するものである。例えば、視覚特性として、老眼で視力0.3、老眼で視力0.4、近視眼で視力0.3、近視眼で視力0.4等が格納されている。このような視覚特性に、テプリッツ行列の逆行列が対応付けて記憶部2bに格納されている。ここで、変形画像データ生成部2eにより生成される変形画像データの任意の画素をu(i,j)とすると、この任意の画素u(i,j)は、眼の焦点調節力が不足している人間に、次式数1の入力画像データの任意の画素z(i,j)のように知覚される。
受付部2c(受付手段に相当する)は、複数の視覚特性の内、1の選択を操作部5を介して受け付けるものである。例えば、受付部2cは、複数の視覚特性の情報を表示部6に表示し、複数の視覚特性の情報の内、いずれかの視覚特性の情報が操作部5を介してユーザにより選択されると、その視覚特性の選択を受け付ける。読出部2dは、受付部2cにより選択が受け付けられている視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列を記憶部2bから読み出し、読み出したテプリッツ行列の逆行列を変形画像データ生成部2eに出力するものである。
The accepting
変形画像データ生成部2e(変形画像データ生成手段に相当する)は、眼の焦点調節力が不足している人間にとって、画像データが正常に知覚されるべく画像データを変形した変形画像データを生成するものである。
The deformed image
以下、変形画像データを生成する原理について説明する。数1の入出力データ{z(i,j),u(i,j)}に対して、点広がり関数hk,l=hk×glとする。これは、視覚特性に対称性があるためである。このとき、数1は、次式数2のようになる
数5において、j列を固定すると(j=1,2,…,N)
が求められる。
In
Is required.
また、数4において、i−kを固定すると、次式数10のように表現できる。
が求められる。
Further, when i−k is fixed in
Is required.
以上説明した原理により、変形画像データを生成することができる。すなわち、変形画像データ生成部2eは、入力画像データ受付部2aにより受け付けられた入力画像データと、記憶部2bに格納されているテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、変形画像データを生成する。以下、この変形画像データを生成するための処理を「変形処理」ともいう。
Deformed image data can be generated based on the principle described above. That is, the modified image
なお、記憶部2bには、H-1とG-1に対応する2つのテプリッツ行列の逆行列が視覚特性に対応付けて格納されている。また、本実施形態においては、点広がり関数hk,lがhk×glである場合について説明したが、視覚特性に上下左右の対称性がある場合は、hk,l=hk×hlであってもよい。また、変形画像データを生成する場合、所定領域毎(例えば、512×512画素毎)に、変形画像データを生成するが、周辺画素を「0」とみなすため、予め所定領域内の画素値の平均値を求め、所定領域に含まれるそれぞれの画素値から平均値を引いておき、平均値が引かれた画素値を用いて変形画像データを生成する。そして、生成した変形画像データを構成する各画素に平均値を加える。
Note that the
また、ここでは、スキャナ10からの入力画像データに変形処理を行って変形画像データを生成する場合について説明したが、補助記憶装置7に格納されている画像データに変形処理を行って変形画像データを生成するようにしてもよい。また、表示部6に表示される画像データ(例えば、文書作成ソフトを用いて文書を作成する際に、表示部6に表示される文字の画像データ等)に変形処理を行って変形画像データを生成し、生成した変形画像データが示す画像を表示部6に表示するようにしてもよい。
Further, here, a case has been described in which deformation image data is generated by performing deformation processing on input image data from the
変形画像データ出力部2fは、変形画像データ生成部2eにより生成された変形画像データをプリンタ11に出力するものである。一方、プリンタ11は、変形画像データ出力部2fから入力された変形画像データを印刷出力する。なお、ここでは、変形画像データをプリンタ11に出力し、プリンタ11において変形画像データを印刷出力する場合について説明したが、変形画像データが示す画像を表示部6において表示するようにしてもよい。これにより、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。
The deformed image
以下、スキャナ10からの入力画像データを受け付けた場合に、PC1において行われる動作について、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、入力画像データ受付部2aは、スキャナ10からの入力画像データを受け付けたか否かを判断する(S1)。ここで、スキャナ10からの入力画像データを受け付けていないと判断した場合には(S1:NO)、待機状態となる。逆に、スキャナ10からの入力画像データを受け付けたと判断した場合(S1:YES)、読出部2dは、受付部2cにより選択が受け付けられている視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列を記憶部2bから読み出して変形画像データ生成部2eに出力する(S2)。
Hereinafter, an operation performed in the
次に、変形画像データ生成部2eは、入力画像データ及びテプリッツ行列の逆行列から変形画像データを生成する(S3)。すなわち、入力画像データ受付部2aにより受け付けられた入力画像データと、受付部2cにより選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、変形画像データを生成する。そして、変形画像データ出力部2fは、変形画像データ生成部2eにより生成された変形画像データをプリンタ11に出力する(S4)。プリンタ11は、変形画像データ出力部2fから入力された変形画像データを印刷出力する。
Next, the deformed image
このように、PC1においては、入力画像データと人間の眼の焦点調節力不足を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列との積が算出されることにより、変形画像データが生成されるため、すなわち、人間の眼の焦点調節力を相殺するものが予め入力画像データに乗じられているため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、眼の焦点調節力不足が相殺され、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を劣化することなく知覚することができる。
As described above, in the
また、ユーザは、視覚特性(例えば、老眼で視力0.1、近視眼で視力0.2等)を選択することができ、更に、選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列を用いて変形画像データが生成されるため、ユーザの視覚特性に応じた変形画像データを生成することができる。 In addition, the user can select visual characteristics (for example, visual acuity 0.1 for presbyopia, visual acuity 0.2 for myopic eyes, etc.), and the inverse of the Toeplitz matrix associated with the visual characteristics for which the selection has been accepted. Since the deformed image data is generated using the matrix, it is possible to generate the deformed image data according to the visual characteristics of the user.
次に、変形画像データの生成の他の実施形態について説明する。他の実施形態においては、記憶部2bに、複数の視覚特性と各視覚特性に対応する点広がり関数からなるテプリッツ行列とが対応付けて格納されており、読出部2dは、受付部2cにより選択が受け付けられている視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列を記憶部2bから読み出し、読み出したテプリッツ行列を変形画像データ生成部2eに出力する。以下、他の実施形態における変形画像データを生成する原理について説明する。
Next, another embodiment of generating deformed image data will be described. In another embodiment, the
まず、数1をベクトル行列表現すると、テプリッツ行列HT,lを用いて次式数13のように表現できる。
一方、離散フーリエ変換と関連する分解は、テプリッツ行列HT,lを巡回行列(circulant matrix)で近似することにより現れる。ここで、上記の分解を用いると、数13は、次式数22のように表現できる。
は、反復計算によって求められる。この
は、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いる場合に比べて、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いた方が値が小さくなるため、u(i,j)の精度が向上する。
On the other hand, the decomposition associated with the discrete Fourier transform appears by approximating the Toeplitz matrix H T, l with a circulant matrix. Here, using the above decomposition, Equation 13 can be expressed as Equation 22 below.
Is obtained by iterative calculation. this
Since the value is smaller when the discrete sine transform and the inverse discrete sine transform are used than when the Fourier transform and the inverse Fourier transform are used, the accuracy of u (i, j) is improved.
以上説明した原理により、変形画像データを生成することができる。すなわち、変形画像データ生成部2e(離散サイン変換手段、第1の算出手段、第2の算出手段、離散サイン逆変換手段に相当する)は、入力画像データ受付部2aにより受け付けられた入力画像データ、及び受付部2cにより選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列をそれぞれ離散サイン変換し、離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列を算出し、離散サイン変換された入力画像データと離散サイン変換された点広がり関数の逆関数との積を算出し、算出された積に離散サイン逆変換を行うことにより、変形画像データを生成する。
Deformed image data can be generated based on the principle described above. In other words, the modified image
このように、他の実施形態においては、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、精度の良い変形画像データを生成することができる。すなわち、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生するため、変形画像データの精度が悪いが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、変形画像データを構成する各画素に複素数が発生することなく、変形画像データの精度が向上する。また、テプリッツ行列の逆行列が算出される際に、相似変換によりテプリッツ行列が対角行列に近似されるが、相似変換行列として、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いるより、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、テプリッツ行列を対角化する方が、近似の精度が向上するため、変形画像データの精度が向上する。これにより、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、入力画像データ(原画像データ)が示す画像を知覚することができる。また、フーリエ変換、及びフーリエ逆変換を用いて変形画像データを生成した場合は、眼の焦点調節力が不足する人間が、変形画像データが示す画像を見た場合に画像の周辺が劣化して知覚されるが、離散サイン変換、及び離散サイン逆変換を用いて、変形画像データが生成されるため、眼の焦点調節力が不足するユーザが変形画像データが示す画像を見た場合、変形画像データが示す画像の周辺を劣化して知覚することがない。また、他の実施形態においては、点広がり関数が非対称である場合であっても、変形画像データを生成することができる。また、他の実施形態においては、画像データを構成する画素が多い場合であっても、少ない計算量で変形画像データを生成することができる。 As described above, in another embodiment, the deformed image data is generated using the discrete sine transform and the inverse discrete sine transform, and thus it is possible to generate highly accurate deformed image data. That is, when deformed image data is generated using Fourier transform and inverse Fourier transform, a complex number is generated in each pixel constituting the deformed image data. Since the deformed image data is generated by using the discrete sine inverse transform, the accuracy of the deformed image data is improved without generating a complex number in each pixel constituting the deformed image data. Further, when the inverse matrix of the Toeplitz matrix is calculated, the Toeplitz matrix is approximated to a diagonal matrix by the similarity transformation, but as the similarity transformation matrix, the discrete sine transformation, and the Fourier transformation and the inverse Fourier transformation are used. When the Toeplitz matrix is diagonalized using the inverse discrete sine transform, the accuracy of the approximation is improved, so that the accuracy of the deformed image data is improved. As a result, when a user with insufficient eye focus adjustment power views the image indicated by the deformed image data, the image indicated by the input image data (original image data) can be perceived. In addition, when deformed image data is generated using Fourier transform and inverse Fourier transform, when a person with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the periphery of the image deteriorates. Although it is perceived, deformed image data is generated using discrete sine transform and inverse discrete sine transform. Therefore, when a user with insufficient eye focus adjustment power sees the image indicated by the deformed image data, the deformed image is displayed. The periphery of the image indicated by the data is not deteriorated and perceived. In another embodiment, modified image data can be generated even when the point spread function is asymmetric. In other embodiments, even when the number of pixels constituting the image data is large, the deformed image data can be generated with a small amount of calculation.
なお、本実施形態においては、入力画像データがモノクロ画像データである場合について説明したが、入力画像データはカラー画像データであってもよい。この場合、スキャナ10から入力されるRGB表色系のカラー画像データの各色成分(R成分、G成分、B成分)毎に変形画像データを生成すればよい。
Although the case where the input image data is monochrome image data has been described in the present embodiment, the input image data may be color image data. In this case, the deformed image data may be generated for each color component (R component, G component, B component) of the RGB color system color image data input from the
また、本実施形態においては、入力画像データが静止画像データである場合について説明したが、入力画像データは複数の静止画像データから構成される動画像データであってもよい。例えば、デジタルテレビジョン装置においては、静止画像データ(フレーム)が連続して受信され、受信された静止画像データ(フレーム)がバッファに一時的に格納されるようになっているが、このバッファに格納された静止画像データ(フレーム)毎に変形処理を行って変形画像データを生成する。そして、生成した変形画像データが示す画像を連続的にモニタに表示するようにすればよい。これにより、老眼、近視眼等であっても、裸眼で鮮明な画像を視認することができる。また、DVD(Digital Versatile Disk)プレーヤにおいても、DVDから読み出され、バッファに格納された静止画像データ(フレーム)毎に変形処理を行うことができる。 In this embodiment, the case where the input image data is still image data has been described. However, the input image data may be moving image data including a plurality of still image data. For example, in a digital television device, still image data (frames) are continuously received, and the received still image data (frames) are temporarily stored in a buffer. Deformation processing is performed for each stored still image data (frame) to generate deformation image data. Then, the image indicated by the generated deformed image data may be continuously displayed on the monitor. Thereby, even if it is presbyopia, myopia, etc., a clear image can be visually recognized with a naked eye. Also in a DVD (Digital Versatile Disk) player, deformation processing can be performed for each still image data (frame) read from the DVD and stored in the buffer.
また、本実施形態においては、本発明の画像処理装置をPC1に具体化した一実施形態について説明したが、パーソナルコンピュータに限らず、コンピュータであれば、例えばワークステーション等であってもよい。また、画像データを印刷出力する画像形成装置に、本発明の画像処理装置を具体化することができる。その他、原稿の画像を読み取って画像データを生成し、生成した画像データを印刷出力する複写機、原稿の画像を読み取って画像データを生成し、生成した画像データをファクシミリ送信するファクシミリ装置、複写機及びファクシミリ装置の複合機等、画像データを取り扱う装置に具体化することができる。例えば、複写機に具体化した場合は、裸眼で鮮明な画像を視認することができる印刷物を大量に製造することができる。
In the present embodiment, an embodiment in which the image processing apparatus of the present invention is embodied in the
1 PC(画像処理装置、コンピュータ)
2 制御部
2b 記憶部(記憶手段)
2c 受付部(受付手段)
2e 変形画像データ生成部(変形画像データ生成手段、離散サイン変換手段、第1の算出手段、第2の算出手段、離散サイン逆変換手段)
3 ROM
4 RAM
5 操作部
6 表示部(表示出力手段)
10 スキャナ
11 プリンタ
1 PC (image processing device, computer)
2
2c Reception part (reception means)
2e Modified image data generation unit (modified image data generation means, discrete sine conversion means, first calculation means, second calculation means, discrete sine inverse conversion means)
3 ROM
4 RAM
5
10
Claims (6)
人間の眼の焦点調節力を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列の逆行列を格納する記憶手段と、入力画像データと前記記憶手段に格納されているテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、前記変形画像データを生成する変形画像データ生成手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that generates deformed image data obtained by transforming image data so that the image data is normally perceived for a human who has insufficient eye focus adjustment power,
Calculating a product of storage means for storing an inverse matrix of a Toeplitz matrix comprising a point spread function indicating the focus adjustment power of the human eye, and input image data and an inverse matrix of the Toeplitz matrix stored in the storage means. An image processing apparatus comprising: modified image data generation means for generating the modified image data.
前記記憶手段は、更に、前記複数の視覚特性を各視覚特性に対応するテプリッツ行列の逆行列と対応付けて格納しており、
前記変形画像データ生成手段は、前記入力画像データと前記受付手段により選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列の逆行列との積を算出することにより、前記変形画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The image processing apparatus includes an accepting unit that accepts one of a plurality of visual characteristics.
The storage means further stores the plurality of visual characteristics in association with inverse matrices of Toeplitz matrices corresponding to the visual characteristics,
The deformed image data generation unit generates the deformed image data by calculating a product of the input image data and an inverse matrix of a Toeplitz matrix associated with the visual characteristic selected by the receiving unit. The image processing apparatus according to claim 1.
人間の眼の焦点調節力を示す点広がり関数からなるテプリッツ行列を格納する記憶手段と、入力画像データ及び前記記憶手段に格納されているテプリッツ行列をそれぞれ離散サイン変換する離散サイン変換手段と、前記離散サイン変換手段により離散サイン変換されたテプリッツ行列の逆行列を算出する第1の算出手段と、前記離散サイン変換手段により離散サイン変換された入力画像データと前記第1の算出手段により算出された逆行列との積を算出する第2の算出手段と、前記第2の算出手段により算出された積を離散サイン逆変換することにより、前記変形画像データを生成する離散サイン逆変換手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that generates deformed image data obtained by transforming image data so that the image data is normally perceived for a human who has insufficient eye focus adjustment power,
Storage means for storing a Toeplitz matrix composed of a point spread function indicating the focus adjustment power of the human eye, discrete image conversion means for discrete sine transform each of the input image data and the Toeplitz matrix stored in the storage means, and First calculation means for calculating an inverse matrix of the Toeplitz matrix subjected to discrete sine transform by the discrete sine transform means, input image data subjected to discrete sine transform by the discrete sine transform means, and the first calculation means. Second calculating means for calculating a product with an inverse matrix; and discrete sine inverse converting means for generating the modified image data by performing inverse discrete sine transformation on the product calculated by the second calculating means. An image processing apparatus comprising:
前記記憶手段は、更に、前記複数の視覚特性を各視覚特性に対応するテプリッツ行列と対応付けて格納しており、
前記離散サイン変換手段は、前記入力画像データ及び前記受付手段により選択が受け付けられた視覚特性に対応付けられたテプリッツ行列をそれぞれ離散サイン変換することを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 The image processing apparatus includes an accepting unit that accepts one of a plurality of visual characteristics.
The storage means further stores the plurality of visual characteristics in association with a Toeplitz matrix corresponding to each visual characteristic,
4. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the discrete sine transform unit performs discrete sine transform on the input image data and the Toeplitz matrix associated with the visual characteristics selected by the receiving unit.
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