JP2013026938A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 処理対象の画像内で検出された点光源領域502を含む加算領域503に対してぼかし処理を施す際、中心部504からの距離に応じて加算係数kを増加させながら周辺に向かうほど輝度値が高くなるようにする。
【選択図】 図5
Description
図1は、実施形態の画像処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。本画像処理装置は、例えば汎用的なパーソナルコンピュータ(PC)に所定のソフトウェアをインストールすることにより実現可能である。図1において、CPU(中央演算装置)100は、以下のフローチャートで示される処理に対応するプログラムに従って画像処理装置を制御する。ROM101は、CPU100により実行されるプログラムを記憶する。RAM102は、CPU100によるプログラムの実行時に、各種情報を一時的に記憶したり、画像処理装置の処理に関する設定情報を記憶したりする。ハードディスク(HD)103は、処理対象の画像データ(画像ファイル)やパターン識別用のパラメータなどを保存するための記憶媒体である。またHD103は以下のフローチャート等で示される処理に対応するプログラムも記憶する。ディスプレイ104は、ユーザに提示すべき情報を表示する。ユーザインタフェース(UI)105は、ユーザによる操作を受け付ける。UI105にはマウス等のポインティングデバイスやキーボードなどを含む。外部インタフェース(I/F)は、画像処理装置に外部装置を接続するためのインタフェースである。外部装置としては、原稿上の画像を読み取る画像スキャナ、画像データを記憶可能なメモリデバイス、画像を撮影可能なデジタルカメラなどが含まれる。画像処理装置は外部I/F106を介して処理対象の画像データを取得可能である。制御バス/データバス110は上記各部とCPU100とを接続し互いに通信可能にする。
Yout=(1−k)×Yorg+k×Yadd (式1)
このとき、加算係数kは、図4で説明したように玉ボケとなる部分の外周の輝度値が高くなるように設定する。
Rout=(1−k)×Rorg+k×Radd (式2)
Gout=(1−k)×Gorg+k×Gadd (式3)
Bout=(1−k)×Borg+k×Badd (式4)
出力輝度値の範囲を特定の範囲に限定すべき場合は、出力輝度値に特定の範囲を指定したクリップ処理を行って、適切な範囲となるように演算する。加算画素値Radd、Gadd、Baddは加算領域503の大きさに基づいて変化させてもよい。この場合、所定の基準面積を決め、基準面積に対して加算領域503が広いときは加算画素値Radd、Gadd、Baddが小さくなり、狭いときは大きくなるようにする。
1.0=a×R2+b (式5)
1.0≧b≧0.0 (式6)
a≧0.0 (式7)
これらを前提条件として加算係数kは下記の式で算出できる
k=a×r2+b (式8)
なお、加算領域503の面積に基づいて加算係数kを変化させてもよい。この場合、加算領域503が広いときの中心部と周辺部の輝度差より、狭いときの輝度差を大きくする。その場合は、所定の基準面積Sbaseを決め、その基準面積でのbをbbaseとすると、上記前提条件に下記の式を加えることで実現できる。
b=bbase×S÷Sbase (式9)
このときbが1.0より大きくなった場合はbが1.0になるようクリップ処理してもよい。
デジタルカメラ等によってレンズを用いて撮影した場合、画角の中心にピントを合わせ、上述のように背景をぼかすと、レンズの光学特性により画角の中心から離れるに従い、玉ボケの形状は扁平していく。実施例2では、実施例1における処理を行う際のぼかし領域の形状をレンズの光学特性を考慮し、その位置に応じた形状に変化させる場合の処理について述べる。
p(x,y){x|−width≦x<width,y|−height/2≦y<height/2} (式10)
で表される。本実施例では処理対象の画像データの画像はheight<widthである横長の長方形となっているものを例に説明する。
R(x,y)=R0×(width−(l/2))/width(式11)
ただし、l=(x2+y2)1/2 (式12)
θ: 中心点P0(0,0)701とP1(x,y)702とを結ぶ直線と、x軸とのなす角度[°]
実施例2では、点光源の座標によって、ボケマスク領域の扁平率と回転を制御する例について述べた。しかし、デジタルカメラ等によってレンズを通して実際に撮影された画像では、画像の端部に行くに従って、ボケ領域が大きくなる。これはレンズの中心から離れるに従ってボケの度合いが大きくなるためである。そこで、本実施例では実施例2のボケマスク領域の形状の制御に加え、端部に行くほどぼけマスク領域のサイズを大きくする制御を加えることで、実施例2よりも、より実際にレンズを用いて撮影した際のボケ画像に近づく補正効果を得るものである。
R’(x,y)=R0×cosh(Z) (式13)
ただし、Z=l/(width)×π/2,l=(x2+y2)1/2 (式14)
これにより、R’は、図8(a)に示すように下に凸の単調増加の曲線となり、画像の端部にいくほど値が大きくなる。
以上の実施例において、点光源の検出(S201、S603)を、注目画素の輝度値が周辺画素の輝度値よりも所定閾値よりも高いものを抽出することによって行うことを示した。即ち、周辺に比べて周辺に比べて突出して明るい画素(画素群)を点光源として検出することを示した。しかしながら、デジタルカメラ等で実際に撮影される画像は種々の撮影状態が存在し得て、点光源はその撮影状態に応じてその特徴が異なることがある。本実施例では、点光源の検出の精度を上げるための方法について述べる。
ThY=HLY×W (式15)
Irey(x,y)のY成分≧ThYのときIreb(x,y)=1,Irey(x,y)のY成分<ThYのときIreb(x,y)=0 (式16)
Cx=(Xmax+Xmin)/2,Cy=(Ymax+Ymin)/2 (式17)
(XmaxID−XminID)≦ThSizeかつ(YmaxID−YminID)≦ThSize (式18)
上式において、ThSizeは点光源の大きさの上限を示す所定の閾値であり、予め決められているものとする。
abs(LarrID−LrectID×K)≦ThArrL (式19)
上記において、abs( )は絶対値を求める関数であり、LrectIDおよびKは以下の式によって求める。
LrectID=((XmaxID−XminID)+(YmaxID−YminID))×2 (式20)
K=π/4=0.785 (式21)
abs(NumID―Sid)≦ThNum (式22)
上式において、Sidは矩形領域の面積であり、以下の式で求められる。
Sid=(XmaxID−XminID)×(YmaxID−YminID) (式23)
例えば、夜景の画像を処理対象とする場合、様々な色の照明が点光源となり得る。こういった種々の光源を点光源として抽出する際、点光源候補としてリストアップする際の2値化閾値を実施例4のように固定閾値とすると輝度の高い黄色近辺の点光源だけが抽出され、青系色の近辺は抽出されにくくなる。そこで、本実施例では種々の色の点光源を適切に抽出(特定)できるように実施例4の適応的2値化処理を行う際の閾値を各画素の色によって変動させるものとする。
デジタルカメラ等で撮影された画像には、様々な環境下での撮影による画像が存在し得る。例えば、晴天の昼光下で撮影された風景、ネオンライトが煌めく夜景、曇天の下で露出不足の状態で撮影された画像などである。このように種々の撮影環境下において点光源の特徴が異なることがあり、実施例4のように固定閾値に従って2値化処理すると適切に点光源を特定できないことがある。
風景>夜景>露出不足 (式24)
なお、ここでは撮影シーンとして3パターンを例示したが、これらに限らず種々の撮影シーンを採用することが可能である。
実施例6では処理対象の画像の撮影シーンの情報を特定することによって、それを点光源の検出の際のパラメータに反映させる例を説明した。デジタルカメラ等の撮影においては、撮影感度(ISO感度)を変更して撮影することができる。ISO感度は50〜数万までの値を取る可能性があり、その値が高いほどセンサ感度が高い状態で撮影されたことを意味する。撮影感度が高い状態であった場合、少しの光量においても輝度値としては非常に高い値となるため、点光源検出のための2値化の閾値は高くすべきである。また、撮影感度が低い状態であった場合、全体の光量が低下した状態と等価になるため、2値化閾値は低く設定すべきである。
デジタルカメラ等の撮影においては、センサに届く光量を調節するために、絞りを手動、あるいは自動で調整することがある。この絞りの度合いはF値として表される。
Claims (8)
- 画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された画像データが表す画像のうち局所光に対応する領域を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された局所光に対応する領域に対してぼかし処理を施す処理手段とを有し、
前記処理手段は、局所光に対応する領域の中心部よりも周辺部が明るい画像となるようにぼかし処理を施すことを特徴とする画像処理装置。 - 前記検出手段により検出された局所光に対応する領域を囲む拡大領域を設定する設定手段を有し、
前記処理手段は、前記検出手段により検出された局所光に対応する領域を含む前記設定手段により設定された拡大領域に対してぼかし処理を施すことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、前記検出手段により検出された局所光に対応する領域の位置に応じてぼかし処理を施す領域を異ならせることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段は、前記検出手段により検出された局所光に対応する領域に含まれる各画素について所定の輝度値を加算することによりぼかし処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段は、前記検出手段により検出された局所光に対応する領域に含まれる各画素の各色成分の画素値を変更することによりぼかし処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段は、レンズを介して画像を撮影する際に発生する回折現象をモデルとしたぼかし処理を施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 入力された画像データが表す画像のうち局所光に対応する領域を検出し、
前記検出された局所光に対応する領域に対して領域の中心部よりも周辺部が明るい画像となるようにぼかし処理を施すことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段をコンピュータにより実現することを特徴とするプログラム。
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