JP2011061554A - 画像処理装置及び画像補正装置、並びにそれらの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力した画像データがJPEG XR符号化データであるかどうかを判断する(S132)。もしJPEG XR符号化データであった場合、そのヘッダを解析することで、各タイルの符号化効率を求め、その高率に従って各タイルを幾つかのクラスに分類する。そして、各クラス毎のタイルのサイズの合計値に基づき、オリジナル画像が有する周波数成分の程度を類推し、利用するフィルタのサイズを設定する(S134)。そして、決定されたサイズのフィルタを用いて、局所明るさ補正処理を実行する(S136)。
【選択図】 図2
Description
局所的明るさ補正処理に用いる低周波成分データ抽出用フィルタのサイズを決定する画像処理装置であって、
タイル単位に符号化された符号化画像データのヘッダ情報を解析することで、各タイルの符号化効率に関する情報を抽出する抽出手段と、
該抽出手段で抽出した情報に基づき、各タイルを、複数のクラスC1乃至Cnのいずれかに分類する分類手段と、
該分類手段で分類した各クラスC1乃至Cn毎に、それぞれに属するタイルのサイズの合計値V1乃至Vnを求め、その最大の合計値となったクラスが示す符号化効率に基づいて前記フィルタサイズを決定する決定手段とを備える。
第1の実施形態では、コピー、プリント、スキャンなどの機能を複合的に備えた複合機(Multi Function Peripheral、以下、MFPという)に適応した例を説明する。
図1において、MFP100は、装置全体の制御を司る電気基板としてのデータ処理装置115を有する。MFP100のデータ処理装置115には、オートドキュメントフィーダ(ADF)を有する画像読み取り部110、印刷ジョブの受信バッファや記録すべき画像の一時格納用に用いるハードディスクに代表される記憶装置111が接続されている。また、データ処理装置115には、インクジェットプリントエンジン又はレーザプリントエンジン等の記録装置112が接続されている。また、データ処理装置115には、ネットワークインタフェース、メモリカードインタフェース117が接続されている。そして、データ処理装置115には、各種キーやボタンで構成される入力装置113と表示装置116が接続されており、これらがユーザインタフェースを形成している。
本実施形態における印刷対象の画像データ(メモリカードに格納された画像データ)の符号化方式はJPEG XRであるものとして説明する。そこで、先ず、JPEG XRの符号化処理について説明する。
QPindex≦16の場合:
QP=QPindex
QPindex>16の場合:
QP=((QPindex % 16)) + 16)) << ((QPindex >> 4) -1)
式中、x % y はxをyで除算した場合の商を返す関数であり、x << yは値xをyビット左(上位)方向へシフトすることを示し、x >> yは値xをyビット左(上位)方向へシフトすることを示す。
・自由度軸1:空間的自由度:
1.1 画像中全マクロブロックに対して同一のQPを設定.
1.2 タイル内における全マクロブロックに対して同一のQPを設定.
1.3 タイル内の各マクロブロックに対して自由にQPを設定.
・自由度軸2:周波数的自由度:
2.1 全周波数成分に対して同一のQPを設定.
2.2 DC成分とローパス成分(ACDC成分)に対して同一のQPを設定、ハイパス成分(AC成分)には異なるQPを設定.
2.3 ローパス成分とハイパス成分で同一のQPを設定、DC成分には異なるQPを設定.
2.4 各周波数成分に異なるQPを設定.
・自由度軸3:カラープレーン的自由度:
3.1 全カラープレーンでQPを同一に設定.
3.2 輝度プレーンに1つのQPを設定、輝度以外のプレーンに対して同一のQPを設定.
3.3 各プレーン別々にQPを設定.
本発明ではQPの値が小さい(つまり各PCT係数を除算する値が小さい)ことをQPが細かい(または量子化パラメータが細かい)と表現し、QPの値が大きいことをQPが粗い(または量子化パラメータが粗い)と表現する。
図1のデータ処理装置115における本発明の処理フローを示す。図2は本発明の全体的な処理の流れを示した概要フローチャートである。以下、同図または後述する同図に関連するフローチャートを用いて本発明及び本実施形態を説明する。
D=F/(Pi×C)
ここで、Dは圧縮率(1画素当たりのビット数)、Fは着目タイルの符号長(ビット数)、Piは着目タイル内の画素数(着目タイルのサイズ)、Cがコンポーネント数(RGBなら3)を表している。このDの値が、例えば予め設定された閾値(例えば“4”)以下である場合、符号長は短いと判定する。符号長が短いかどうかの判定は上述の値(“4”)に固定されるものではなく、任意に設定されるものである。ここでは以上の判定により、タイルサイズが大きいと判断され、量子化が粗く符号長が短いと判断されたと考え、選択タイルを低周波強度2と判定する(S1551)。
Y =0.29891*R+0.58661*G+0.11448*B
Cb=-0.16874*R-0.33126*G+0.50000*B
Cr=0.50000*R-0.41869*G+0.08131*B
ここで、Yは入力画像輝度成分データ(輝度成分画像データ)を表し、Cb,Crは入力画像色差成分データを表す。色空間変換はRGB色空間からYCbCr色空間への変換に限られたものではなく、XYZ色空間、L*a*b*色空間、HLS色空間などに変換してもよい。
Ga=Aexp[−(x2 + y2)/σ2]
ただし、条件を満たす。
∫∫Gadxdy=1
ここで、x、yは画素位置を表わす。また、Aは乗数であり、上記の条件を満たすように設定される値でもある。またσは標準偏差であり、ガウシアンフィルタの広がり(大きさ)を調整する任意の値である。ガウシアンフィルタの広がりを調整することで輝度低周波成分の抽出度合いが変化する。広がりが大きいほど輝度低周波成分の抽出度合いが強くなり、小さいほど弱くなる。σの値(ガウシアンフィルタの広がり)は画像の特徴や補正目的などに応じて適宜設定される。ガウシアンフィルタを復号画像輝度成分に適用することにより、復号画像輝度成分の低周波成分が抽出される。なお、上記では、指定したパラメータに従って、フィルタを作成する例を説明したが、予めフィルタを幾つも格納したテーブルメモリを用意し、復号した画像のサイズと先に示したフィルタサイズパラメータに基づいて、その1つを選択するようにしても構わない。
Y’=(Yavr/Ravr)*(Y/L)
ここで、Yは復号画像の輝度成分、Y’は正規化後の輝度成分、Yavrは復号画像輝度成分の平均輝度値、Ravrは除算後の画像の輝度平均値、Lは輝度低周波成分を表している。ただし、Lの値が0である場合は数式3を用いずにY’を0とする。
R = Y +1.40200*Cr
G = Y - 0.34414*Cb - 0.71414*Cr
B = Y + 1.77200*Cb
この処理により、輝度成分のみを調整したカラー画像を生成することができる。以上が局所的明るさ補正の詳細である。以上の説明の通り、本実施形態によれば、符号化画像データの段階で、画像符号化フィルタのサイズを適応的に決定することになり、精度と処理速度を両立した明るさ補正を行うことが可能になる。
上記実施形態ではMFPに適用する例を説明したが、上記実施形態と同等の処理をパーソナルコンピュータ等の汎用情報処理装置(以下、PC)にて実行するコンピュータプログラムでもって実現しても構わない。
される。1403はROMで、ブートプログラムや本装置の設定プログラムやデータを格納する。1404、1405は夫々キーボード、マウス(登録商標)等のポインティングデバイスで、CPU1401に対して各種の指示を入力することができる。1406は表示装置で、CRTや液晶画面などにより構成されており、画像や文字などの情報を表示することができる。1407は外部記憶装置で、ハードディスクドライブ装置等の大容量情報記憶装置である。ここにOSや後述する画像符号化、復号処理の為のプログラム、符号化対象の画像データ、復号対象画像の符号化データなどが保存されており、CPU1401による制御によって、これらのプログラムやデータはRAM1402上の所定のエリアにロードされる。1408は記憶媒体ドライブで、CD−ROMやDVD−ROMなどの記憶媒体に記録されたプログラムやデータを読み出してRAM1402や外部記憶装置1407に出力するものである。なお、この記憶媒体に後述する画像符号化、復号処理の為のプログラム、符号化対象の画像データ、復号対象の画像の符号化データなどを記録しておいても良い。その場合、記憶媒体ドライブ1408は、CPU1401による制御によって、これらのプログラムやデータをRAM1402上の所定のエリアにロードする。1409はI/Fで、このI/F1409によって外部装置を本装置に接続し、本装置と外部装置との間でデータ通信を可能にするものである。例えは符号化対象の画像データや、復号対象の画像の符号化データなどを本装置のRAM1402や外部記憶装置1407、あるいは記憶媒体ドライブ1408に入力することもできる。1410は上述の各部を繋ぐバスである。
第1の実施形態において、図2のフィルタサイズ設定処理(S134)では全てのタイルに対して低周波強度を求め、低周波強度毎のタイルの積算値からフィルタサイズパラメータを設定した。しかし、入力画像によっては全てのタイルの低周波強度を求めなくとも設定するフィルタサイズパラメータを判定することができる。第2の実施形態ではこの全てのタイルを判定しない場合のフィルタサイズパラメータの設定フローを説明する。なお、本実施形態において先に述べた第1の実施形態と同様の構成には同一の番号を付与し、説明を省略する。
上記第2の実施形態を更に発展させた例を以下に説明する。上記の説明から明らかなように、フィルタサイズパラメータを決定するときに支配的な要因はタイルサイズである。そこで、タイルサイズ順に解析することで、フィルタサイズパラメータを決定するまでに要する時間を短縮する例を説明する。なお、第1の実施形態と異なる部分は図2のフィルタサイズ設定処理(S134)のみであるので、この部分のフローについて図10を元に説明する。各処理におけるパラメータの値などは特に示さない限り、第1の実施形態と同様である。
第1の実施形態では図3の符号化パラメータ解析処理(S142)において、タイルサイズ、量子化パラメータ、符号長の3つの情報を元にタイル毎の低周波強度を判定した。3つの情報を用いることにより、細かくタイル毎の周波数成分の分類を行うことができる。そのため、入力画像の周波数特性に応じて多くの場合に対し、図2の局所的明るさ補正(S136)時の画質を維持することができる。しかし、画質の維持よりも処理量の削減を優先する場合が考えられる。そこで、上述した3つのパラメータのうちタイルサイズと符号長の2つのパラメータのみを用いて低周波強度を判定する方法を説明する。なお、本実施形態において先に述べた実施形態と同様の構成には同一の番号を付与し、説明を省略する。
上記第1、第2の実施形態では、各タイルのサイズ、各タイルの量子化パラメータ、各タイルの符号長の3つの情報を参照してフィルタサイズを決定した。そして、第3の実施形態では、処理を高速化するため、量子化パラメータを除き、各タイルのサイズと各タイルの符号長の2つの情報を参照してフィルタサイズを決定した。更に高速にするためには、各タイルの符号長のみを用いてフィルタサイズを決定しても構わない。すなわち、フィルタサイズを決定するための最大の要因は、各タイルの符号長であると言得る。この結果、上記のJPEG XRだけでなく、JPEG2000等にも適用できる。すなわち、JPEG2000では、全タイルのサイズが同じであるので、各タイルの符号長によってフィルタサイズを決定できる。但し、この場合、選択可能なフィルタサイズの種類はせいぜい3種類程度になるであろう。また、実施形態では、印刷出力用の画像の明るさ補正を例にしたが、印刷に限らず表示でも構わないので、出力対象によって本発明が限定されるものではない。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (17)
- 局所的明るさ補正処理に用いる低周波成分データ抽出用フィルタのサイズを決定する画像処理装置であって、
タイル単位に符号化された符号化画像データのヘッダ情報を解析することで、各タイルの符号化効率に関する情報を抽出する抽出手段と、
該抽出手段で抽出した情報に基づき、各タイルを、複数のクラスC1乃至Cnのいずれかに分類する分類手段と、
該分類手段で分類した各クラスC1乃至Cn毎に、それぞれに属するタイルのサイズの合計値V1乃至Vnを求め、その最大の合計値となったクラスが示す符号化効率に基づいて前記フィルタサイズを決定する決定手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記抽出手段は、タイルのサイズと、タイルの符号化データ量を抽出し、
前記分類手段は、タイルサイズに対する符号化データ量の比率に基づいて、各タイルを分類することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記分類手段は、更に、前記符号化画像データが示すオリジナルの画像のサイズに対して予め設定された比率を乗じた値を閾値とし、当該閾値とタイルのサイズとの比較の結果を条件の1つとして分類することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記抽出手段は、更に、各タイルの画像を符号化する際に用いた量子化ステップの値を抽出し、
前記分類手段は、抽出された量子化ステップと予め設定された閾値との比較の結果を条件の1つとして分類することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像処理装置。 - 前記分類手段は、
各タイルを、タイルのサイズの大きい順にソートするソート手段と、
該ソート手段の順に従って着目タイルをクラスCi(1≦i≦n)に分類したとき、当該クラスCiに用意されたViに着目タイルのサイズを加算すると共に、未分類のタイルの総タイルサイズTを算出する手段と、
前記ソート手段の順に従って着目タイルをクラスCiに分類したとき、その時点でのV1乃至Vnの中で最大の変数をL1、2番目に大きい変数をL2と表わし、
条件:L1≧L2+T
を満たしたとき、それ以降の分類の処理を中止する手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記符号化画像データは、JPEG XRに基づいて符号化された画像データであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 画像中の局所的明るさを補正する画像補正装置であって、
符号化画像データを入力する入力手段と、
入力した符号化画像データを復号する復号手段と、
該復号手段で得られた画像データから、輝度成分データ、色差成分データを抽出する成分抽出手段と、
該成分抽出手段で得られた色差成分データを除く輝度成分データで表わされる輝度成分画像データに対し、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置によって決定されたサイズのフィルタを用いてフィルタ処理することで、低周波輝度成分画像データを得るフィルタ手段と、
前記成分抽出手段で得られた輝度成分画像データの各画素の値を、前記フィルタ手段で得られた低周波輝度成分画像データの中の該当する位置の画素値で除算する除算手段と、
該除算手段による各画素の除算の結果を、前記輝度成分画像データに基づいて正規化する正規化手段と、
該正規化手段で正規化後の輝度成分画像データと前記色差成分データに基づいて、出力用の画像データを生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像補正装置。 - 局所的明るさ補正処理に用いる低周波成分データ抽出用フィルタのサイズを決定する画像処理装置の制御方法であって、
抽出手段が、タイル単位に符号化された符号化画像データのヘッダ情報を解析することで、各タイルの符号化効率に関する情報を抽出する抽出工程と、
分類手段が、該抽出工程で抽出した情報に基づき、各タイルを、複数のクラスC1乃至Cnのいずれかに分類する分類工程と、
決定手段が、該分類工程で分類した各クラスC1乃至Cn毎に、それぞれに属するタイルのサイズの合計値V1乃至Vnを求め、その最大の合計値となったクラスが示す符号化効率に基づいて前記フィルタサイズを決定する決定工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 前記抽出工程は、タイルのサイズと、タイルの符号化データ量を抽出し、
前記分類工程は、タイルサイズに対する符号化データ量の比率に基づいて、各タイルを分類することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記分類工程は、更に、前記符号化画像データが示すオリジナルの画像のサイズに対して予め設定された比率を乗じた値を閾値とし、当該閾値とタイルのサイズとの比較の結果を条件の1つとして分類することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置の制御方法。
- 前記抽出工程は、更に、各タイルの画像を符号化する際に用いた量子化ステップの値を抽出し、
前記分類工程は、抽出された量子化ステップと予め設定された閾値との比較の結果を条件の1つとして分類することを特徴とする請求項9又は10に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記分類工程は、
タイルを、そのサイズの大きい順にソートするソート工程と、
該ソート工程の順に従って着目タイルをクラスCi(1≦i≦n)に分類したとき、当該クラスCiに用意された変数Viに着目タイルのサイズを加算すると共に、未分類の総タイルサイズTを算出する工程と、
前記ソート工程の順に従って着目タイルをクラスCiに分類したとき、その時点での合計値V1乃至Vnの中で最大の変数をL1、2番目に大きい変数をL2と表わし、
条件:L1≧L2+T
を満たしたとき、それ以降の分類に係る処理を中止する工程と
を備えることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記符号化画像データは、JPEG XRに基づいて符号化された画像データであることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置の制御方法。
- 画像中の局所的明るさを補正する画像補正装置の制御方法であって、
入力手段が、符号化画像データを入力する入力工程と、
復号手段が、入力した符号化画像データを復号する復号工程と、
成分抽出手段が、前記復号工程で得られた画像データから、輝度成分データ、色差成分データを抽出する成分抽出工程と、
フィルタ手段が、該成分抽出工程で得られた色差成分データを除く輝度成分データで表わされる輝度成分画像データに対し、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置によって決定されたサイズのフィルタを用いてフィルタ処理することで、低周波輝度成分画像データを得るフィルタ工程と、
除算手段が、前記成分抽出工程で得られた輝度成分画像データの各画素の値を、前記フィルタ工程で得られた低周波輝度成分画像データの中の該当する位置の画素値で除算する除算工程と、
正規化手段が、該除算工程による各画素の除算した結果を、前記輝度成分画像データに基づいて正規化する正規化工程と、
生成手段が、該正規化工程で正規化後の輝度成分画像データと前記色差成分データに基づいて、出力用の画像データを生成する生成工程と
を有することを特徴とする画像補正装置の制御方法。 - コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項7に記載の画像補正装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項15又は16に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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