JP2010109706A - Image quality correction apparatus, image quality correction method, and image quality correction program - Google Patents

Image quality correction apparatus, image quality correction method, and image quality correction program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image quality correction apparatus, an image quality correction method, and image quality correction program that correct image quality of blurred edge parts at high speed with accuracy. <P>SOLUTION: A line or a curve forming a shape of an edge part is used for calculating a normal line in an edge pixel on the edge. An optional pixel located in a predetermined range from edge pixels is selected among a plurality of pixels that exist on the calculated normal line. The selected selection pixel is moved toward the edge pixel, and the concentration of the selection pixel is enhanced to correct the extracted edge. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボヤケたエッジ部分の画質を補正する画質補正装置、画質補正方法及び画質補正プログラムの技術に関する。   The present invention relates to a technique of an image quality correction apparatus, an image quality correction method, and an image quality correction program for correcting the image quality of a blurred edge portion.

従来から、撮影の条件等によって、撮影された対象の画質が劣化することが知られている。例えば、遠方に位置する建物を撮影した際に、その建物の輪郭部分やエッジ部分が曖昧となったり、色彩が本来の色よりも薄くなる場合がある。これは、画素数や撮影された対象の濃淡密度に起因するものであり、具体的には、撮影対象の密度に対して撮影時の画素数が不足した場合に生じる現象である。   Conventionally, it is known that the image quality of a subject to be photographed deteriorates depending on the photographing condition or the like. For example, when a building located far away is photographed, the outline or edge of the building may be ambiguous, or the color may be lighter than the original color. This is due to the number of pixels and the density of the object being photographed. Specifically, this is a phenomenon that occurs when the number of pixels at the time of photographing is insufficient with respect to the density of the object to be photographed.

また、撮影された対象を拡大した場合には、デジタル画像固有のブロックノイズの影響により、その輪郭部分やエッジ部分が階段状に粗く表示されて、同様に画質が劣化することが知られている。   In addition, it is known that when the photographed object is enlarged, the outline and edge portions thereof are roughly displayed in a staircase shape due to the influence of block noise unique to the digital image, and the image quality is similarly deteriorated. .

従来、このように画質の劣化が生じた撮影画像については、スムージングと称される平滑化によるデジタル的な補正を行うことにより、光学レンズの倍率を上げたり撮影解像度を高めた場合であっても、ブロックノイズ等を緩和して撮影された対象を明瞭に表示することが可能であった(非特許文献1参照)。
田村 秀行 監修、“コンピュータ画像処理入門 第5章 画像の特徴抽出と解析・認識”、総研出版、1985年、p.118-125 “第4章 画像再構成の基礎”、[online]、[平成20年10月20日検索]、インターネット<URL : http://www.iryokagaku.co.jp/frame/03-honwosagasu/370/c-4.pdf> “画像処置技術の応用 バイキュービック変換”、[online]、[平成20年10月20日検索]、インターネット<URL : http://www.jeol.co.jp/technical/eo/denshi-pro/epma007/epma007-1.htm>
Conventionally, for a captured image in which image quality has deteriorated in this way, even if the magnification of the optical lens is increased or the imaging resolution is increased by performing digital correction by smoothing called smoothing. Further, it was possible to clearly display an object photographed while reducing block noise or the like (see Non-Patent Document 1).
Supervised by Hideyuki Tamura, “Introduction to Computer Image Processing, Chapter 5 Image Feature Extraction, Analysis, and Recognition”, Soken Publishing, 1985, p.118-125 “Chapter 4 Basics of Image Reconstruction”, [online], [Search October 20, 2008], Internet <URL: http://www.iryokagaku.co.jp/frame/03-honwosagasu/370/ c-4.pdf> “Application of image treatment technology Bicubic conversion”, [online], [October 20, 2008 search], Internet <URL: http://www.jeol.co.jp/technical/eo/denshi-pro/ epma007 / epma007-1.htm>

しかしながら、対象である輪郭部分やエッジ部分の位置によっては平滑化により元情報量を低下させるため、結果として画像全体がボヤケてしまうという問題があった。なお、このボヤケについては、点広がり関数(非特許文献2参照)を用いて画質を改善することも可能であるが、やはり画像全体について一様に点広がり関数を適用して画像を推定するため、特定のエッジ部分については正確に復元できないという問題があった。   However, depending on the position of the target contour part or edge part, the amount of original information is reduced by smoothing, resulting in a problem that the entire image is blurred. For this blur, it is possible to improve the image quality by using a point spread function (see Non-Patent Document 2), but also because the image is estimated by applying the point spread function uniformly to the entire image. There is a problem that a specific edge portion cannot be accurately restored.

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、ボヤケたエッジ部分の画質を高速かつ正確に補正する画質補正装置、画質補正方法及び画質補正プログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an image quality correction apparatus, an image quality correction method, and an image quality correction program for correcting the image quality of a blurred edge portion at high speed and accurately.

第1の請求項に係る発明は、ボヤケたエッジ部分の画質を補正する画質補正装置において、ある対象が撮影された撮影画像を蓄積しておく蓄積手段と、前記撮影画像を前記蓄積手段から読み出して、前記対象を形成しているエッジを抽出する抽出手段と、前記エッジの形状を成す直線又は曲線を用いてエッジ上のエッジ画素における法線を求め、当該法線上に存在する複数の画素のうち前記エッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した当該画素を前記エッジ画素に向かって移動させると共に当該画素の濃度を高めることにより、前記抽出したエッジを補正する補正手段と、を有することを要旨とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an image quality correction apparatus for correcting an image quality of a blurred edge portion, an accumulating unit that accumulates a photographed image obtained by photographing a certain object, and reads the photographed image from the accumulation unit. Then, a normal line at the edge pixel on the edge is obtained by using an extraction means for extracting the edge forming the object and a straight line or a curve forming the shape of the edge, and a plurality of pixels existing on the normal line are obtained. Correction that corrects the extracted edge by selecting an arbitrary pixel located within a predetermined range from the edge pixel, moving the selected pixel toward the edge pixel, and increasing the density of the pixel And a means.

第2の請求項に係る発明は、前記選択した画素を前記エッジ画素に向かって移動させる移動率と、当該画素の濃度を高める濃度増加率とを、当該画像の拡大率に対応付けて求めておく解析手段を更に有し、前記補正手段は、前記撮影画像の拡大率に対応する前記移動率と前記濃度増加率を用いて、前記抽出したエッジを補正することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, a movement rate for moving the selected pixel toward the edge pixel and a density increase rate for increasing the density of the pixel are obtained in association with the enlargement ratio of the image. The analyzing means further includes correcting the extracted edge using the movement rate and the density increase rate corresponding to the enlargement rate of the photographed image.

第3の請求項に係る発明は、ボヤケたエッジ部分の画質を補正する画質補正装置で行う画質補正方法において、前記画質補正装置により、ある対象が撮影された撮影画像を蓄積手段に蓄積しておく第1のステップと、前記撮影画像を前記蓄積手段から読み出して、前記対象を形成しているエッジを抽出する第2のステップと、前記エッジの形状を成す直線又は曲線を用いてエッジ上のエッジ画素における法線を求め、当該法線上に存在する複数の画素のうち前記エッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した当該画素を前記エッジ画素に向かって移動させると共に当該画素の濃度を高めることにより、前記抽出したエッジを補正する第3のステップと、を有することを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image quality correction method performed by the image quality correction device for correcting the image quality of the blurred edge portion, the image quality correction device stores a photographed image obtained by photographing a certain object in the storage means. A first step, a second step of reading the photographed image from the storage means, and extracting an edge forming the object; and a straight line or a curve forming the shape of the edge. A normal line at the edge pixel is obtained, and an arbitrary pixel located within a predetermined range from the edge pixel is selected from a plurality of pixels existing on the normal line, and the selected pixel is moved toward the edge pixel. And a third step of correcting the extracted edge by increasing the density of the pixel.

第4の請求項に係る発明は、前記選択した画素を前記エッジ画素に向かって移動させる移動率と、当該画素の濃度を高める濃度増加率とを、当該画像の拡大率に対応付けて求めておくステップを更に有し、前記第3のステップは、前記撮影画像の拡大率に対応する前記移動率と前記濃度増加率を用いて、前記抽出したエッジを補正することを要旨とする。   According to a fourth aspect of the invention, a movement rate for moving the selected pixel toward the edge pixel and a density increase rate for increasing the density of the pixel are obtained in association with the enlargement ratio of the image. The third step is to correct the extracted edge using the movement rate and the density increase rate corresponding to the enlargement rate of the photographed image.

第5の請求項に係る発明は、請求項3又は4に記載の画質補正方法における各ステップをコンピュータによって実行させることを要旨とする。   The gist of the fifth aspect of the invention is that the computer executes each step in the image quality correction method according to the third or fourth aspect.

本発明によれば、ボヤケたエッジ部分の画質を高速かつ正確に補正する画質補正装置、画質補正方法及び画質補正プログラムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image quality correction apparatus, an image quality correction method, and an image quality correction program for correcting the image quality of a blurred edge portion at high speed and accurately.

図1は、撮影された対象の画質が劣化した撮影画像と、後述する画質補正装置によりその画質が補正された補正画像とを示す図である。図1(a)に示す撮影画像は、建造物や樹木等の撮影対象が全体的に薄暗く、画質の低下によってボヤケが発生している状態を示している。一方、図1(b)に示す補正画像は、そのボヤケが解消されて高画質化された状態を示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a captured image in which the image quality of a captured target is deteriorated and a corrected image in which the image quality is corrected by an image quality correction apparatus described later. The photographed image shown in FIG. 1A shows a state in which photographing objects such as buildings and trees are entirely dim and blur is caused by a reduction in image quality. On the other hand, the corrected image shown in FIG. 1B shows a state in which the blur is eliminated and the image quality is improved.

ここで、撮影画像及び補正画像における建造物の任意のエッジ部分(輪郭部分)を拡大すると、そのボヤケの影響により撮影画像のエッジ部分の幅が補正画像のエッジ部分の幅よりも広くなり、エッジ部分の断面(A−Bの断面)における濃淡値については、撮影画像の濃淡値のグラフの方が補正画像の濃淡値のグラフよりも裾が広がり、ピーク値は補正画像よりも低くなっている。そのため、撮影画像のエッジ部分が不明瞭となり、撮影画像全体がボヤケたように見えるようになる。   Here, when an arbitrary edge portion (outline portion) of the building in the photographed image and the corrected image is enlarged, the width of the edge portion of the photographed image becomes wider than the edge portion of the corrected image due to the effect of the blur. Regarding the gray value in the cross section (A-B cross section) of the portion, the graph of the gray value of the photographed image is wider than the graph of the gray value of the corrected image, and the peak value is lower than that of the corrected image. . For this reason, the edge portion of the captured image becomes unclear, and the entire captured image looks blurred.

そこで、本発明では、撮影された対象を形成しているエッジ部分について鮮鋭化の処理を施すことにより、結果として図1(b)に示すような補正画像を得ることを目的としている。   Accordingly, the present invention aims to obtain a corrected image as shown in FIG. 1B as a result of performing sharpening processing on the edge portion forming the object to be photographed.

〔第1の実施の形態〕
図2は、第1の実施の形態に係る画質補正装置の機能構成を示す機能構成図である。この画質補正装置100は、入力部11と、抽出部12と、補正部13と、表示部14と、画像蓄積部31とを備えた構成である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a functional configuration diagram illustrating a functional configuration of the image quality correction apparatus according to the first embodiment. The image quality correction apparatus 100 includes an input unit 11, an extraction unit 12, a correction unit 13, a display unit 14, and an image storage unit 31.

入力部11は、図1(a)に示したような、画質の劣化により所定の撮影対象にボヤケが生じた撮影画像の入力を受け付ける機能を備えている。   The input unit 11 has a function of accepting an input of a photographed image in which a predetermined photographing target is blurred due to deterioration in image quality, as shown in FIG.

画像蓄積部31は、入力部11で受け付けた後に入力された撮影画像を蓄積しておく機能を備えている。このような画像蓄積部31としては、例えばメモリ,ハードディスク等の記憶装置を用いることが一般的であり、画質補正装置100の内部のみならず、通信ネットワークを介して電気的に接続可能な外部の記憶装置を用いることも可能である。   The image accumulating unit 31 has a function of accumulating captured images input after being received by the input unit 11. As such an image storage unit 31, for example, a storage device such as a memory or a hard disk is generally used, and not only the image quality correction device 100 but also an external device that can be electrically connected via a communication network. It is also possible to use a storage device.

抽出部12は、画像蓄積部31に蓄積された撮影画像を読み出して、撮影画像に撮影されている対象を形成しているエッジ部分を抽出する機能を備えている。エッジ部分とは、画素の濃淡値が著しく変化している部分であって、撮影された対象の輪郭線やテクスチャ等にみられる視覚的な変動が非常に大きい部分である。ゆえに、抽出部12は、濃淡値が0〜255の階調で表現される場合に、撮影画像を構成している各画素について、対象画素の濃淡値が上下左右に隣接している各画素の濃淡値よりも例えば200以上大きい場合に、その対象画素をエッジ部分として抽出する。   The extraction unit 12 has a function of reading the captured image stored in the image storage unit 31 and extracting an edge portion forming the target imaged in the captured image. The edge portion is a portion where the gray value of the pixel is remarkably changed, and is a portion where the visual variation seen in the contour line, texture, etc. of the photographed object is very large. Therefore, when the grayscale value is expressed by a gradation of 0 to 255, the extraction unit 12 has, for each pixel constituting the captured image, the grayscale value of the target pixel adjacent to each pixel in the vertical and horizontal directions. For example, when it is 200 or more larger than the gray value, the target pixel is extracted as an edge portion.

補正部13は、エッジ部分の形状を成す直線や曲線を用いてエッジ部分上のエッジ画素における法線ベクトルを求め、求めた法線ベクトル上に存在する複数の画素のうちエッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した選択画素をエッジ画素に向かって移動させると共に、その選択画素の濃度を高めることにより、抽出部12で抽出されたエッジ部分を補正する機能を備えている。   The correction unit 13 obtains a normal vector at the edge pixel on the edge portion using a straight line or a curve forming the shape of the edge portion, and among the plurality of pixels existing on the obtained normal vector, a predetermined range from the edge pixel A function of correcting an edge portion extracted by the extraction unit 12 by selecting an arbitrary pixel located inside and moving the selected selection pixel toward the edge pixel and increasing the density of the selected pixel is provided. ing.

ここで、補正部13の補正処理について具体的に説明する。図3は、補正部の補正処理を説明するための説明図である。複数の画素の集合によりエッジ部分が表現され、各画素にはエッジを表現している濃淡が備わっている。また、エッジ部分の周辺には、ボヤケの要因となる低濃淡値の画素(淡い濃淡の画素)がエッジ部分に沿うように存在している。   Here, the correction process of the correction unit 13 will be specifically described. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the correction processing of the correction unit. An edge portion is represented by a set of a plurality of pixels, and each pixel is provided with a shade representing an edge. Further, in the periphery of the edge portion, low gray value pixels (light gray pixels) that cause blurring are present along the edge portion.

補正部13は、エッジ部分の形状を成している各画素の二次元座標(i,j)を用いて二次元空間における直線又は曲線の数式を導出し、例えば導出された数式が曲線の場合には、その曲線の一次微分を計算することにより、エッジ上のエッジ画素xにおける曲線上の接線の傾きを計算する。そして、補正部13は、計算された接線の傾きを用いてエッジ画素xにおける曲線に対する法線ベクトルを求めて、エッジ画素xから例えば2画素分離れた場所に位置する法線ベクトル上の画素(選択画素x,選択画素x)を選択する。ここで、法線ベクトルでの断面(A−Bの断面)における濃淡値については、図4の実線に示すような関係のグラフが得られるので、図1(b)に示すよう画像を得るため、換言すれば、図4の破線に示すような関係のグラフにするために、補正部13は、選択画素x及び選択画素xをエッジ画素xの位置に向かって移動させると共に、選択画素x及び選択画素xの各濃淡値をエッジ画素xの濃淡値に近づけるように濃度を高く変化させる。 The correction unit 13 derives a mathematical expression of a straight line or a curve in a two-dimensional space using the two-dimensional coordinates (i, j) of each pixel forming the shape of the edge portion. For example, when the derived mathematical expression is a curve the, by calculating the first derivative of the curve, calculating the tangent slope of the curve at the edge pixel x 0 on the edge. Then, the correction unit 13, the calculated tangential tilt seeking normal vector for the curve in the edge pixel x 0 using, on the normal vector to a position spaced from the edge pixel x 0 in place for example at a distance 2 pixels A pixel (selected pixel x 1 , selected pixel x 2 ) is selected. Here, since the graph of the relationship as shown by the solid line in FIG. 4 is obtained for the gray value in the cross section (AB cross section) at the normal vector, in order to obtain an image as shown in FIG. , in other words, to the graph of relationship as shown by the broken line in FIG. 4, the correction unit 13, moves the selected pixel x 1 and selected pixels x 2 toward the position of the edge pixel x 0, select The density is changed high so that the gray values of the pixel x 1 and the selected pixel x 2 are close to the gray value of the edge pixel x 0 .

表示部14は、補正部13によって補正された撮影画像を表示する機能を備えている。   The display unit 14 has a function of displaying the captured image corrected by the correction unit 13.

続いて、第1の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローについて説明する。図5は、第1の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローを示すフロー図である。最初に、入力部11が、所定の対象が撮影された撮影画像の入力を受け付ける(ステップS101)。次に、画像蓄積部31が、入力された撮影画像を一旦蓄積しておく(ステップS102)。   Subsequently, a processing flow of the image quality correction apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of the image quality correction apparatus according to the first embodiment. First, the input unit 11 receives an input of a captured image obtained by capturing a predetermined target (step S101). Next, the image storage unit 31 temporarily stores the input captured image (step S102).

その後、抽出部12が、撮影画像に撮影されている対象を形成しているエッジ部分を複数抽出する(ステップS103)。   Thereafter, the extraction unit 12 extracts a plurality of edge portions forming the target imaged in the captured image (step S103).

そして、補正部13が、エッジ部分上のエッジ画素における法線ベクトルを求め、求めた法線ベクトル上に存在する任意の画素を選択し、選択した選択画素をエッジ画素に向かって移動させると共に、その選択画素の濃度を高めて、抽出されたエッジ部分を補正する(ステップS104)。   Then, the correction unit 13 obtains a normal vector at the edge pixel on the edge portion, selects an arbitrary pixel existing on the obtained normal vector, moves the selected pixel toward the edge pixel, The extracted edge portion is corrected by increasing the density of the selected pixel (step S104).

また、補正部13は、全てのエッジ部分について補正が終了したか否かを判定(ステップS105)し、終了していなければ全てのエッジ部分を補正するまでステップS104の処理を繰り返す。   Further, the correction unit 13 determines whether or not the correction has been completed for all edge portions (step S105). If the correction has not been completed, the processing of step S104 is repeated until all the edge portions are corrected.

最後に、表示部14が、補正された撮影画像を表示する(ステップS106)。   Finally, the display unit 14 displays the corrected captured image (step S106).

本実施の形態によれば、エッジ部分の形状を成す直線又は曲線を用いてエッジ上のエッジ画素における法線を求め、求めた法線上に存在する複数の画素のうちエッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した選択画素をエッジ画素に向かって移動させると共に選択画素の濃度を高めて、抽出したエッジを補正するので、劣化した画質を有する撮影画像であっても、ボヤケたエッジ部分の画質を正確に補正することが可能となる。また、本実施の形態で説明した補正処理は単純な線形処理演算なので、通常リンギングと称されるエッジ付近のボヤケを高速に解消することが可能となる。   According to the present embodiment, a normal line at the edge pixel on the edge is obtained using a straight line or a curve that forms the shape of the edge portion, and a plurality of pixels existing on the obtained normal line are within a predetermined range from the edge pixel. Since the selected edge is selected, the selected pixel is moved toward the edge pixel, and the density of the selected pixel is increased to correct the extracted edge. Thus, it is possible to accurately correct the image quality of the blurred edge portion. In addition, since the correction processing described in this embodiment is a simple linear processing operation, it is possible to eliminate blurring near an edge, which is usually called ringing, at high speed.

〔第2の実施の形態〕
続いて、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、撮影画像を拡大した場合にボヤケが生じた対象のエッジ部分を補正する処理について説明する。図6は、第2の実施の形態に係る画質補正装置の機能構成を示す機能構成図である。この画質補正装置100は、第1の実施の形態で説明した画質補正装置100に対して、解析部15と、補正率蓄積部32とを更に備えた構成である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, a description will be given of processing for correcting a target edge portion in which blur occurs when a captured image is enlarged. FIG. 6 is a functional configuration diagram illustrating a functional configuration of the image quality correction apparatus according to the second embodiment. The image quality correction apparatus 100 is configured to further include an analysis unit 15 and a correction rate accumulation unit 32 with respect to the image quality correction apparatus 100 described in the first embodiment.

図3を用いて説明したエッジ画素xの濃淡値をIE(x)とし、法線ベクトル上の任意の選択画素xの濃淡値をIE(x)とした場合、式(1)に示すような評価計算式を導出することができる。式(1)は、エッジ画素xと選択画素xとの間における濃淡値の差分の平均値σ(x)を計算するものであり、σ(x)値が小さいほどボヤケが小さく、σ値が大きいほどボヤケは大きくなることを意味している。なお、neは法線ベクトル上の画素の総数であり、Ωは法線ベクトル上で予め設定する範囲内にある画素の集合である。
When the gray value of the edge pixel x 0 described with reference to FIG. 3 is IE (x 0 ) and the gray value of an arbitrary selected pixel x i on the normal vector is IE (x i ), Equation (1) An evaluation calculation formula as shown in FIG. Equation (1) is adapted to calculate the average value of the difference of gray values between the selected pixel x i as an edge pixel x 0 σ (x), σ (x) as the value is smaller blur is small, sigma The larger the value, the larger the blur. Note that ne is the total number of pixels on the normal vector, and Ω is a set of pixels within a preset range on the normal vector.

そこで、本実施の形態に係る補正部13は、式(1)をエッジ画素xと選択画素xとの間の距離で正規化した式(2)を用いて、撮影画像を拡大した際の勾配値rを計算し、計算された勾配値rに対応する濃度増加率及び画素移動率(これら濃度増加率及び画素移動率については後述にて説明する)を用いて、選択画素xをエッジ画素xの位置に向かって移動させると共に、選択画素xの濃度を変化させる。式(2)における右辺の分子は、エッジ画素xの濃淡値と選択画素xの濃淡値との差分を意味し、右辺の分母は、エッジ画素xと選択画素xとの間の距離を意味している。
Therefore, the correction unit 13 according to the present embodiment, by using equation (2) normalized by the distance between the formula (1) and the edge pixel x 0 and the selected pixels x 1, when an enlarged photographed image the gradient values r was calculated using the density increase rate and pixel transfer rate corresponding to the calculated slope value r (explained in later about these concentrations increase and pixel transfer rate), the selected pixel x 1 It is moved toward the position of the edge pixel x 0, changing the concentration of the selected pixel x 1. In the equation (2), the numerator on the right side means a difference between the gray value of the edge pixel x 0 and the gray value of the selected pixel x 1 , and the denominator on the right side is between the edge pixel x 0 and the selected pixel x 1 . It means distance.

なお、式(2)は、任意の選択画素xの一例である選択画素xに対応する勾配値rを計算する数式であり、選択画素xの場合でも同様の計算方法で勾配値rを計算可能であることは言うまでもない。 Incidentally, formula (2) is a formula for calculating the slope value r corresponding to the selected pixel x 1 is an example of any of the selected pixel x i, gradient value r in the same calculation method, even if the selected pixel x 2 It goes without saying that can be calculated.

解析部15は、撮影画像の拡大率に対応する濃度増加率及び画素移動率を解析しておく機能を備えている。ここで、濃度増加率及び画素移動率の解析方法について具体的に説明する。図7は、濃度増加率及び画素移動率を解析しておく処理を説明する説明図である。解析部15は、濃淡値I,幅Xの1本の直線が撮影された撮影画像をbicubic法(バイキュービック法:非特許文献3参照)を用いて、2倍,4倍,6倍に拡大した拡大画像を生成する。このとき、拡大率が高くなるに従って直線の幅が太くなり濃淡値が低下するため、例えば拡大率が2倍の拡大画像の濃淡値が濃淡値Iの1/3倍,幅が幅Xの2.04倍になったものとする。一方、拡大率が2倍の拡大画像における理想的な濃淡値は1/2倍,幅は2倍であるとする。   The analysis unit 15 has a function of analyzing the density increase rate and the pixel movement rate corresponding to the magnification rate of the captured image. Here, the analysis method of the density increase rate and the pixel movement rate will be specifically described. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining processing for analyzing the density increase rate and the pixel movement rate. The analysis unit 15 enlarges a photographed image obtained by photographing one straight line having a gray value I and a width X to 2 times, 4 times, or 6 times using a bicubic method (see non-patent document 3). The enlarged image is generated. At this time, as the enlargement ratio increases, the width of the straight line becomes thicker and the gradation value decreases. For example, the gradation value of an enlarged image having a magnification ratio of 2 is 1/3 times the gradation value I and the width is 2 of width X. Suppose that it has become .04 times. On the other hand, it is assumed that an ideal gray value in an enlarged image with an enlargement ratio of 2 is 1/2 times and a width is 2 times.

ここで、解析部15は、撮影画像を2倍に拡大した場合には、式(2)で示した勾配値rに対して、1/3倍の濃淡値を1/2倍の濃淡値にするために拡大後の画像について3/2(=(1/2)/(1/3))の濃度増加率を与えるように解析しておく。また、2.04倍の幅を2倍の幅にするために拡大後の画像について2/2.04の画素移動率を与えるように解析しておく。その後、解析部15は、他の倍率の拡大画像についても同様に解析することにより、図8に示すように、所定の勾配値rに対する濃度増加率や画素移動率を、撮影画像の拡大率に応じて関係付けた補正率を生成しておく機能を備えている。   Here, when the photographed image is magnified twice, the analysis unit 15 changes the gray value of 1/3 times to the gray value of 1/2 times with respect to the gradient value r shown in Expression (2). Therefore, the image after enlargement is analyzed so as to give a density increase rate of 3/2 (= (1/2) / (1/3)). Further, in order to make the width of 2.04 times double, the enlarged image is analyzed so as to give a pixel movement rate of 2 / 2.04. Thereafter, the analysis unit 15 similarly analyzes the enlarged images of other magnifications, thereby changing the density increase rate and the pixel movement rate with respect to the predetermined gradient value r to the enlarged rate of the captured image, as shown in FIG. It has a function to generate a correction rate associated with it.

なお、必要に応じて10倍や15倍等の他の拡大率についても同様の計算により濃度増加率及び画素移動率を生成しておくことも可能であるし、拡大する前の元撮影画像を複数枚準備し、各元撮影画像について同倍率に対する複数の濃度増加率及び複数の画素移動率を計算して平均値を濃度増加率及び画素移動率とすることも可能である。   It should be noted that the density increase rate and the pixel movement rate can be generated by the same calculation for other enlargement factors such as 10 times and 15 times as necessary, and the original photographed image before enlargement can be obtained. It is also possible to prepare a plurality of images, calculate a plurality of density increase rates and a plurality of pixel movement rates for the same magnification for each original photographed image, and use the average values as the density increase rate and the pixel movement rate.

補正率蓄積部32は、解析部15により解析された濃度増加率及び画素移動率を蓄積しておく機能を備えている。   The correction rate accumulation unit 32 has a function of accumulating the density increase rate and the pixel movement rate analyzed by the analysis unit 15.

続いて、第2の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローについて説明する。図9は、第2の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローを示すフロー図である。最初に、解析部15が、所定の拡大率に対応する濃度増加率及び画素移動率をそれぞれ解析しておく(ステップS201)。次に、補正率蓄積部32が、解析された濃度増加率及び画素移動率を蓄積しておく(ステップS202)。   Subsequently, a processing flow of the image quality correction apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the image quality correction apparatus according to the second embodiment. First, the analysis unit 15 analyzes a density increase rate and a pixel movement rate corresponding to a predetermined enlargement rate (step S201). Next, the correction rate accumulation unit 32 accumulates the analyzed density increase rate and pixel movement rate (step S202).

続いて、入力部11が、所定の対象が撮影された撮影画像の入力を受け付ける(ステップS203)。そして、画像蓄積部31が、入力された撮影画像を一旦蓄積しておく(ステップS204)。   Subsequently, the input unit 11 receives an input of a captured image obtained by capturing a predetermined target (step S203). Then, the image storage unit 31 temporarily stores the input captured image (step S204).

その後、抽出部12が、撮影画像を画像蓄積部31から読み出して、読み出した撮影画像が例えば2倍に拡大された場合に、拡大後の画像に含まれる対象を形成しているエッジ部分を複数抽出する(ステップS205)。   Thereafter, the extraction unit 12 reads the captured image from the image storage unit 31, and when the read captured image is magnified, for example, twice, a plurality of edge portions forming a target included in the enlarged image are displayed. Extract (step S205).

そして、補正部13が、エッジ部分上のエッジ画素における法線ベクトルを求め、求めた法線ベクトル上に存在する任意の画素を選択し、エッジ画素及び選択画素の濃淡値及び二次元座標を用いて式(2)で示した勾配値rを計算する。その後、補正部13は、拡大率が2倍であって、計算された勾配値rに対応する濃度増加率及び画素移動率を補正率蓄積部32から読み出して、読み出した濃度増加率及び画素移動率を用いて選択画素をエッジ画素に向かって移動させると共に、その選択画素の濃度を高めて、抽出されたエッジ部分を補正する(ステップS206)。   Then, the correction unit 13 obtains a normal vector at the edge pixel on the edge portion, selects an arbitrary pixel existing on the obtained normal vector, and uses the gray value and the two-dimensional coordinates of the edge pixel and the selected pixel. The gradient value r shown in equation (2) is calculated. Thereafter, the correction unit 13 reads the density increase rate and the pixel movement rate corresponding to the calculated gradient value r from the correction rate accumulation unit 32, and the read density increase rate and the pixel movement are doubled. The selected pixel is moved toward the edge pixel using the rate, and the density of the selected pixel is increased to correct the extracted edge portion (step S206).

また、補正部13は、全てのエッジ部分について補正が終了したか否かを判定(ステップS207)し、終了していなければ全てのエッジ部分を補正するまでステップS206の処理を繰り返す。   Further, the correction unit 13 determines whether or not the correction has been completed for all edge portions (step S207). If the correction has not been completed, the processing of step S206 is repeated until all the edge portions are corrected.

最後に、表示部14が、補正された撮影画像を表示する(ステップS208)。   Finally, the display unit 14 displays the corrected captured image (step S208).

本実施の形態によれば、画素移動率及び濃度増加率を画像の拡大率に対応付けて求めておき、撮影画像の拡大率に対応する移動率及び濃度増加率を用いてエッジ部分を補正するので、より迅速にボヤケたエッジ部分の画質を正確に補正することが可能となる。   According to the present embodiment, the pixel movement rate and the density increase rate are obtained in association with the image enlargement rate, and the edge portion is corrected by using the movement rate and the density increase rate corresponding to the enlargement rate of the captured image. Therefore, it is possible to correct the image quality of the blurred edge portion more quickly.

最後に、各実施の形態で説明した画質補正装置は、コンピュータで構成され、各機能ブロックの各処理はプログラムで実行されるようになっている。また、各実施の形態で説明した画質補正装置の各処理動作をプログラムとして例えばコンパクトディスクやフロッピー(登録商標)ディスク等の記録媒体に記録して、この記録媒体をコンピュータに組み込んだり、若しくは記録媒体に記録されたプログラムを、任意の通信回線を介してコンピュータにダウンロードしたり、又は記録媒体からインストールし、該プログラムでコンピュータを動作させることにより、上述した各処理動作を画質補正装置として機能させることができるのは勿論である。   Finally, the image quality correction apparatus described in each embodiment is configured by a computer, and each process of each functional block is executed by a program. Further, each processing operation of the image quality correction apparatus described in each embodiment is recorded as a program on a recording medium such as a compact disk or a floppy (registered trademark) disk, and this recording medium is incorporated in a computer, or is recorded on the recording medium. The program recorded in the above is downloaded to a computer via an arbitrary communication line or installed from a recording medium, and the computer is operated by the program, so that each processing operation described above functions as an image quality correction device. Of course you can.

なお、本実施の形態で説明した画質補正装置は、特にマルチメディア分野,符号化分野,通信分野,映像監視分野の技術分野において応用可能であることを付言しておく。   It should be noted that the image quality correction apparatus described in the present embodiment is applicable particularly in the technical fields of the multimedia field, the coding field, the communication field, and the video monitoring field.

撮影された対象の画質が劣化した撮影画像と、後述する画質補正装置によりその画質が補正された補正画像とを示す図である。It is a figure which shows the picked-up image in which the image quality of the image | photographed object deteriorated, and the correction image by which the image quality was correct | amended by the image quality correction apparatus mentioned later. 第1の実施の形態に係る画質補正装置の機能構成を示す機能構成図である。It is a functional block diagram which shows the functional structure of the image quality correction apparatus which concerns on 1st Embodiment. 補正部の補正処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of a correction | amendment part. 法線ベクトルでの断面における濃淡値のグラフである。It is a graph of the gray value in the cross section by a normal vector. 第1の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the processing flow of the image quality correction apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る画質補正装置の機能構成を示す機能構成図である。It is a functional block diagram which shows the functional structure of the image quality correction apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 濃度増加率及び画素移動率を解析しておく処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process which analyzes a density increase rate and a pixel movement rate. 所定の勾配値に対する濃度増加率や画素移動率を、撮影画像の拡大率に応じて関係付けた補正率を示す図である。It is a figure which shows the correction rate which linked | related the density increase rate and pixel movement rate with respect to a predetermined gradient value according to the expansion rate of the picked-up image. 第2の実施の形態に係る画質補正装置の処理フローを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the processing flow of the image quality correction apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11…入力部
12…抽出部
13…補正部
14…表示部
31…画像蓄積部
32…補正率蓄積部
100…画質補正装置
S101〜S106,S201〜S208…ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Input part 12 ... Extraction part 13 ... Correction | amendment part 14 ... Display part 31 ... Image storage part 32 ... Correction rate storage part 100 ... Image quality correction apparatus S101-S106, S201-S208 ... step

Claims (5)

ボヤケたエッジ部分の画質を補正する画質補正装置において、
ある対象が撮影された撮影画像を蓄積しておく蓄積手段と、
前記撮影画像を前記蓄積手段から読み出して、前記対象を形成しているエッジを抽出する抽出手段と、
前記エッジの形状を成す直線又は曲線を用いてエッジ上のエッジ画素における法線を求め、当該法線上に存在する複数の画素のうち前記エッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した当該画素を前記エッジ画素に向かって移動させると共に当該画素の濃度を高めることにより、前記抽出したエッジを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画質補正装置。
In an image quality correction device that corrects the image quality of blurred edges,
Storage means for storing a captured image of a certain object,
An extraction unit that reads out the captured image from the storage unit and extracts edges forming the target;
The normal line at the edge pixel on the edge is obtained using a straight line or a curve forming the edge shape, and an arbitrary pixel located within a predetermined range from the edge pixel is selected from a plurality of pixels existing on the normal line. And correcting means for correcting the extracted edge by moving the selected pixel toward the edge pixel and increasing the density of the pixel;
An image quality correction apparatus comprising:
前記選択した画素を前記エッジ画素に向かって移動させる移動率と、当該画素の濃度を高める濃度増加率とを、当該画像の拡大率に対応付けて求めておく解析手段を更に有し、
前記補正手段は、前記撮影画像の拡大率に対応する前記移動率と前記濃度増加率を用いて、前記抽出したエッジを補正することを特徴とする請求項1に記載の画質補正装置。
An analysis unit that obtains a movement rate for moving the selected pixel toward the edge pixel and a density increase rate for increasing the density of the pixel in association with an enlargement rate of the image;
The image quality correction apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the extracted edge using the movement rate and the density increase rate corresponding to a magnification rate of the captured image.
ボヤケたエッジ部分の画質を補正する画質補正装置で行う画質補正方法において、
前記画質補正装置により、
ある対象が撮影された撮影画像を蓄積手段に蓄積しておく第1のステップと、
前記撮影画像を前記蓄積手段から読み出して、前記対象を形成しているエッジを抽出する第2のステップと、
前記エッジの形状を成す直線又は曲線を用いてエッジ上のエッジ画素における法線を求め、当該法線上に存在する複数の画素のうち前記エッジ画素から所定の範囲内に位置する任意の画素を選択し、選択した当該画素を前記エッジ画素に向かって移動させると共に当該画素の濃度を高めることにより、前記抽出したエッジを補正する第3のステップと、
を有することを特徴とする画質補正方法。
In the image quality correction method performed by the image quality correction device that corrects the image quality of the blurred edge part,
By the image quality correction device,
A first step of storing in a storage means a photographed image of a certain object;
A second step of reading the photographed image from the storage means and extracting an edge forming the object;
The normal line at the edge pixel on the edge is obtained using a straight line or a curve forming the edge shape, and an arbitrary pixel located within a predetermined range from the edge pixel is selected from a plurality of pixels existing on the normal line. A third step of correcting the extracted edge by moving the selected pixel toward the edge pixel and increasing the density of the pixel;
An image quality correction method comprising:
前記選択した画素を前記エッジ画素に向かって移動させる移動率と、当該画素の濃度を高める濃度増加率とを、当該画像の拡大率に対応付けて求めておくステップを更に有し、
前記第3のステップは、前記撮影画像の拡大率に対応する前記移動率と前記濃度増加率を用いて、前記抽出したエッジを補正することを特徴とする請求項3に記載の画質補正方法。
A step of determining a movement rate for moving the selected pixel toward the edge pixel and a density increase rate for increasing the density of the pixel in association with an enlargement rate of the image;
4. The image quality correction method according to claim 3, wherein the third step corrects the extracted edge by using the movement rate and the density increase rate corresponding to the enlargement rate of the captured image.
請求項3又は4に記載の画質補正方法における各ステップをコンピュータによって実行させることを特徴とする画質補正プログラム。   An image quality correction program that causes a computer to execute each step in the image quality correction method according to claim 3 or 4.
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