JP2011250238A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力された画像信号をライン毎に2次微分して、輪郭強調信号として出力する手段と、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素を挟む2つの第1画素の画素値の差分の絶対値を第1差分値として算出する手段と、上記2つの第1画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する2つの第2画素の画素値の差分の絶対値を第2差分値として算出する手段と、第2差分値に1未満の第1の値を乗算する手段と、第1差分値からその乗算結果を減算し、その下限値を0に制限してエッジ調整係数として出力する手段と、輪郭強調信号をエッジ調整係数を乗算して補正する手段と、画像信号に補正された輪郭強調信号を加算する手段と、を有する。
【選択図】図1
Description
記第1差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を0に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、を有することを特徴とする。
本発明の実施例1に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図1〜図3を用いて説明する。本実施例に係る画像処理装置は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す。図1は本実施例に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図中、DLと書かれたブロック101a〜101dは、画像信号を1画素分遅延させる遅延ブロックである。本実施例では、画像処理装置が画像信号YCbCrのうち輝度信号Yに対して輪郭強調処理を行うものとする。なお、以下の説明では、エッジにおいて、低階調値(低輝度値)側から高階調値(高輝度値)側へ向かうことを“エッジの立ち上がり”と呼び、高階調値側から低階調値側へ向かうことを“エッジの立下り”と呼ぶ。
enh=2×Yn−(Yn+2+Yn−2)
第1差分値算出部103は、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む2つの第1画素の画素値の差分の絶対値を第1差分値として算出する(第1差分値算出手段)。具体的には、輝度信号Yn+1と輝度信号Yn−1の差分の絶対値を第1差分値grd1として算出する。算出式は次式のようになる。
grd1=|Yn+1−Yn−1|
第2差分値算出部104は、注目画素と同じライン上において、上記2つの第1画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する2つの第2画素の画素値の差分の絶対値を第2差分値として算出する(第2差分値算出手段)。具体的には、輝度信号Yn+2と輝度信号Yn−2の差分の絶対値を第2差分値grd2として算出する。算出式は次式のようになる。
grd2=|Yn+2−Yn−2|
まず、エッジ調整係数算出部105は、第2差分値grd2を整形して整形後差分値n_ofsを算出する。具体的には、第2差分値grd2に1未満の第1の値a1を乗算することにより、整形後差分値n_ofsを算出する(乗算手段)。このとき、乗算結果が所定の閾値lm1よりも大きい場合には、整形後差分値n_ofsを閾値lm1とする。
次に、エッジ調整係数算出部105は、第1差分値grd1から整形後差分値n_ofsを減算し、エッジ調整係数e_ratioを算出する(エッジ調整係数算出手段)。このとき、減算結果が0未満の場合には、エッジ調整係数e_ratioを0とする(即ち、エッジ調整係数e_ratioの下限値を0に制限する)。また、減算結果が所定の閾値limit_eよりも大きい場合には、エッジ調整係数e_ratioを閾値limit_eとする。
最後に、エッジ調整係数算出部105は、エッジ調整係数e_ratioを閾値limit_eで除算し、正規化されたエッジ調整係数nor_e_ratioを算出する。
加算部107は、画像信号(輝度信号Yn)に補正された輪郭強調信号edge_enhを加算し、加算結果(輝度信号Yout)を出力端子から出力する(加算手段)。
図2(A)に示す輝度信号Yinが入力されると、2次微分部102の出力である輪郭強調信号enhは図2(B)のようになる。また、第1差分値算出部103の出力である第1差分値grd1は図2(C)、第2差分値算出部104の出力である第2差分値grd2は図2(D)のようになる。
する。なお、図2(E)は、第1の値a1=0.25とした場合の例である。そして、第1差分値grd1から整形後差分値n_ofsを減算して、0〜閾値limit_eに値(減算結果)を制限し、正規化を行ってエッジ調整係数nor_e_ratio(図2(F))を得る。エッジ調整係数nor_e_ratioは閾値limit_eで正規化されているため、エッジ調整係数nor_e_ratioの下限は0、上限は1となる。
加算部107は、輝度信号Yn(Yin)に輪郭強調信号edge_enhを加算し、輝度信号Yout(図2(H))を出力する。図2(H)から、補正後の輪郭強調信号edge_enhを用いることで、幅の広いシュート(縁取り)が抑制できていることがわかる。
図3(A)に示す輝度信号Yinのエッジは、図2(A)に示す輝度信号Yinのエッジよりも立ち上がりや立下りが鈍っている。そのため、図3(C)に示す第1差分値grd1、図3(D)に示す第2差分値grd2の波形は、それぞれ、図2(C)、図2(D)に示すそれらよりも幅の広い波形になる。
即ち、本実施例の方法によれば、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、エッジの周りに幅の広いシュートが付かない輪郭強調処理を行うことができる。
本発明の実施例2に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図4〜図6を用いて説明する。本実施例では、実施例1で述べた輪郭強調信号edge_enhとは別に、エッジに比べ輝度振幅(輝度段差)の小さい“ディテール”のみを強調するディテール強調信号detail_enhを算出する。そして、輪郭強調信号edge_enh、ディテール強調信号detail_enhの両方を用いて輪郭強調処理を行うことで、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されることを抑制しつつ、ディテールを強調する。図4に本実施例に係る画像処理装置のブロック図を示す。なお、実施例1と同じ機能については同じ符号を付し、その説明を省略する。
grd3=|Yn+3−Yn−3|
まず、ディテール調整係数算出部109は、第2の値limit_dから第3差分値grd3を減算し、ディテール調整係数d_ratioを算出する(ディテール調整係数算出手段)。このとき、減算結果が0未満の場合には、ディテール調整係数d_ratioを0とする。
次に、ディテール調整係数算出部109は、ディテール調整係数d_ratioを第2の値limit_dで除算し、正規化されたディテール調整係数nor_d_ratioを算出する。
加算部111は、画像信号(輝度信号Yn)に、補正された輪郭強調信号edge_enhとディテール強調信号detail_enhを加算し、加算結果(輝度信号Yout)を出力端子から出力する。
図5(A)に示す輝度信号Yinは振幅(図中の最大値と最小値の差)が小さいため、輝度信号Yinから算出される輪郭強調信号enh(図5(B))の振幅も小さくなる。同様に、第1差分値grd1(図5(C))、第2差分値grd2(図5(D))、整形後差分値n_ofs(図5(E))の振幅も小さくなる。そのため、エッジ調整係数nor_e_ratioの振幅も、図5(F)に示すように小さくなる。また、エッジ調整係数nor_e_ratioを用いて補正された輪郭強調信号edge_enhは図5(G)に示すようにほぼ0となる(有効範囲の無い輪郭強調信号となる)。
即ち、本実施例の方法によれば、実施例1と同様に、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、幅の広いシュートが付かない補正を行うことができる。
103 第1差分値算出部
104 第2差分値算出部
105 エッジ調整係数算出部
106 エッジ調整係数乗算部
107 加算部
Claims (4)
- 入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置であって、
前記画像信号をライン毎に2次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出手段と、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む2つの第1画素の画素値の差分の絶対値を第1差分値として算出する第1差分値算出手段と、
前記注目画素と同じライン上において、前記2つの第1画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する2つの第2画素の画素値の差分の絶対値を第2差分値として算出する第2差分値算出手段と、
前記第2差分値に1未満の第1の値を乗算する乗算手段と、
前記第1差分値から前記乗算手段の乗算結果を減算し、その下限値を0に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正手段と、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記注目画素と同じライン上において、前記2つの第2画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する2つの第3画素の画素値の差分の絶対値を第3差分値として算出する第3差分値算出手段と、
第2の値から前記第3差分値を減算し、その下限値を0に制限してディテール調整係数として出力するディテール調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号に前記ディテール調整係数を乗算して、ディテール強調信号として出力するディテール強調信号算出手段と、
を更に有し、
前記加算手段は、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号と前記ディテール強調信号を加算する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記2つの第3画素間の間隔は、前記輪郭強調信号算出手段が1つの画素に対する輪郭強調信号を算出する際に参照する画素の範囲よりも大きい
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置により実行される画像処理方法であって、
前記画像信号をライン毎に2次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出ステップと、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む2つの第1画素の画素値の差分の絶対値を第1差分値として算出する第1差分値算出ステップと、
前記注目画素と同じライン上において、前記2つの第1画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する2つの第2画素の画素値の差分の絶対値を第2差分値として算出する第2差分値算出ステップと、
前記第2差分値に1未満の第1の値を乗算する乗算ステップと、
前記第1差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を0に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
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