JP2013033463A - 画像処理方法、画像処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対象画像を構成する全ての画素を対象物領域と背景領域とに区分する第1のステップと、該対象物領域の平均色を求め、該平均色から反転色を求める第2のステップと、該背景領域を構成する全ての画素に、該反転色を一定の割合でそれぞれ付与する第3のステップと、を行う。
【選択図】図2
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の画像処理方法及び画像処理システムについて図1乃至図4、図6(A)を用いて説明する。
図1に示す表示装置100は、表示部101及び処理部102を有する。
表示部101は、処理部102から出力された画像データを表示する機能を備える。表示部101は、2次元画像を表示する。表示部101は、静止画像、又は複数の画像で構成される動画像を表示する。
処理部102は、読み込んだ対象画像から対象物を抽出して、対象物を構成する画素群でなる対象物領域と、それ以外の画素群でなる背景領域とに区分する機能を備える。また、背景領域に含まれる画素に画像処理を行い、処理画像を作成する機能を備える。
本発明の一態様の画像処理方法について説明する。図2、3、図6(A)に、図1に示した処理部102で実行される画像処理方法のフローチャートを示す。
まず、対象画像の画素を対象物領域と背景領域とに区分する。対象画像の画素を対象物領域と背景領域とに区分する方法は特に限定されない。
ステップB1では、処理部102に対象画像及び比較画像を読み込む。読み込んだ対象画像及び比較画像のデータは、データ記憶部112に書き込まれる。対象画像及び比較画像はそれぞれ、外部機器から処理部102に入力することができる。また、データ記憶部112にあらかじめ記憶されている画像を比較画像として用いても良い。
後のステップにて、対象画像における、対象物領域の全ての画素のRGBそれぞれの階調値の和を合計値Sum(R)、Sum(G)、Sum(B)として求める。また、対象物領域の画素の総数を、処理カウンタ値counterとして求める。ここでは、合計値Sum(R)、Sum(G)、Sum(B)及び処理カウンタ値counterが、0以外の値である場合は、それぞれ0にする。既に0であった場合は、このステップを省略することができる。なお、ステップB1の前に、ステップB2を行っても良い。
ステップB3では、比較画像の画素(x,y)と対象画像の画素(x,y)のそれぞれの色要素について、階調値の差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。ステップB3の詳細(ステップB3−1乃至ステップB3−3)を図6(A)に示す。
ステップB3では、まず、3つの差分値ΔR(x,y)、ΔG(x,y)、ΔB(x,y)が算出される。ここで、差分値ΔR(x,y)は、比較画像の画素(x,y)のRの階調値と対象画像の画素(x,y)のRの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔG(x,y)は、比較画像の画素(x,y)のGの階調値と対象画像の画素(x,y)のGの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔB(x,y)は、比較画像の画素(x,y)のBの階調値と対象画像の画素(x,y)のBの階調値の差分の絶対値である。
次に、差分値ΔR(x,y)、ΔG(x,y)、ΔB(x,y)それぞれについて、その値が、閾値(Rth、Gth、Bth)以上であるか否かを判定する。
次に、RGBの階調判定値の和が2以上であるか否かを判定する。αR(x,y)+αG(x,y)+αB(x,y)≧2であれば、画素(x,y)の差分判定値D(x,y)を1に設定し、αR(x,y)+αG(x,y)+αB(x,y)<2であれば、差分判定値D(x,y)を0に設定する。
ステップB3にて、差分判定値D(x,y)=1となった場合、該対象画像の画素(x,y)は、対象物領域の画素と判断される。また、マスク画像の画素(x,y)は、白を表示する(ステップB4−1a)。
ステップB3にて、差分判定値D(x,y)=0となった場合、該対象画像の画素(x,y)は、背景領域の画素と判断される。また、マスク画像の画素(x,y)は、黒を表示する。
対象画像の画素全てについて、比較画像の画素との各色要素の階調値の差分の絶対値を算出し、該差分の絶対値が閾値以上か否かの判定を行うまで、ステップB3乃至B5が繰り返し実行される。
全画素について、マスク画像の色(黒又は白)を決定することで、図4(C)に示すマスク画像が作成される。図4(C)に示すマスク画像は、対象物領域(白表示領域)と背景領域(黒表示領域)とでなる2値の画像である。図4(C)に示すマスク画像を作成することで、対象画像が対象物領域と背景領域とに区分される。なお、ステップB6の前に、後述するステップA2を行っても良い。
次に、対象物領域の平均色及び反転色の算出を行う。
ステップB4−1bの処理によって、対象画像における、対象物領域の全ての画素のRGBそれぞれの階調値の和が合計値Sum(R)、Sum(G)、Sum(B)として求められる。また、対象物領域の画素の総数が、処理カウンタ値counterとして求められる。ステップA2では、合計値Sum(R)、Sum(G)、Sum(B)をそれぞれ処理カウンタ値counterで割ることで、対象画像の対象物領域を構成する全ての画素の平均の色である対象物領域の平均色を算出する。ここでは、対象物領域の画素の、(N+1)階調におけるR、G、Bの階調値の平均値を、それぞれR1、G1、B1と表し、平均色を(R1,G1,B1)と表す。
さらに、対象物領域の平均色から、対象物領域の平均色の反転色を算出する。平均色(R1,G1,B1)の反転色は、(N−R1,N−G1,N−B1)で表すことができ、これを反転色(R2,G2,B2)とする。
次に、背景領域を構成する全ての画素に対し、第2のステップA2で算出した反転色を一定の割合でそれぞれ付与する。
ステップB7では、マスク画像の画素(x,y)が黒表示であるか白表示であるかを判定する。黒表示である場合は、ステップB8−1の処理に進み、白表示である場合は、ステップB8−2の処理に進む。
マスク画像の画素(x,y)が黒表示である場合(画素(x,y)が背景領域の画素である場合)、処理画像の画素(x,y)の色は、対象画像の画素(x,y)の色と、反転色とから決定される。具体的に、処理画像の背景領域の画素(x,y)の色(R’xy,G’xy,B’xy)は、対象画像の画素(x,y)の色(Rxy,Gxy,Bxy)及び反転色(R2,G2,B2)を用いて、数式(1)で表すことができる。
マスク画像の画素(x,y)が白表示である場合(画素(x,y)が対象物領域の画素である場合)、処理画像の画素(x,y)の色は、対象画像の画素(x,y)の色とする。
処理画像の画素全ての色が決定するまで、ステップB7乃至B9が繰り返し実行される。
全画素について、処理画像の色を決定することで、図4(D)に示す処理画像が作成される。以上に示したように、本発明の一態様の画像処理を対象画像に施すことで、処理画像を得ることができる。
本実施の形態では、実施の形態1と異なり、動画像を構成する複数のフレーム画像から対象画像及び比較画像を選択し、対象画像を構成する全ての画素を対象物領域と背景領域とに区分する第1のステップと、該対象物領域の平均色を求め、該平均色から反転色を求める第2のステップと、該背景領域を構成する全ての画素に、該反転色を一定の割合でそれぞれ付与する第3のステップと、を有する画像処理方法について、図5及び図6(B)を用いて説明する。
ステップC1では、処理部102に対象画像及び比較画像を読み込む。読み込んだ対象画像及び比較画像のデータは、データ記憶部112に書き込まれる。本実施の形態では、3枚のフレーム画像fa−1、fa、fa+1を読み込む(比較画像fa−1及び比較画像fa+1並びに対象画像faを読み込む)。
ここで、合計値Sum(R)、Sum(G)、Sum(B)及び処理カウンタ値counterが、0以外の値である場合は、それぞれ0にする。既に0であった場合は、このステップを省略することができる。なお、ステップC1の前に、ステップC2を行っても良い。
ステップC3では、比較画像fa−1の画素(x,y)と対象画像faの画素(x,y)のそれぞれの色要素について、階調値の差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。かつ、比較画像fa+1の画素(x,y)と対象画像faの画素(x,y)のRGBそれぞれの階調値の差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。ステップC3の詳細を図6(B)に示す。
比較画像fa−1と対象画像faから、3つの差分値ΔR1(x,y)、ΔG1(x,y)、ΔB1(x,y)が算出される。ここで、差分値ΔR1(x,y)は、比較画像fa−1の画素(x,y)のRの階調値と対象画像faの画素(x,y)のRの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔG1(x,y)は、比較画像fa−1の画素(x,y)のGの階調値と対象画像faの画素(x,y)のGの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔB1(x,y)は、比較画像fa−1の画素(x,y)のBの階調値と対象画像faの画素(x,y)のBの階調値の差分の絶対値である。
次に、差分値ΔR1(x,y)、ΔG1(x,y)、ΔB1(x,y)それぞれについて、その値が、閾値(Rth、Gth、Bth)以上であるか否かを判定する。
次に、RGBの階調判定値の和が2以上であるか否かを判定する。αR1(x,y)+αG1(x,y)+αB1(x,y)≧2であれば、画素(x,y)の差分判定値D1(x,y)を1に設定し、αR1(x,y)+αG1(x,y)+αB1(x,y)<2であれば、差分判定値D1(x,y)を0に設定する。
同様に、比較画像fa+1と対象画像faから、3つの差分値ΔR2(x,y)、ΔG2(x,y)、ΔB2(x,y)が算出される。ここで、差分値ΔR2(x,y)は、比較画像fa+1の画素(x,y)のRの階調値と対象画像faの画素(x,y)のRの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔG2(x,y)は、比較画像fa+1の画素(x,y)のGの階調値と対象画像faの画素(x,y)のGの階調値の差分の絶対値であり、差分値ΔB2(x,y)は、比較画像fa+1の画素(x,y)のBの階調値と対象画像faの画素(x,y)のBの階調値の差分の絶対値である。
次に、差分値ΔR2(x,y)、ΔG2(x,y)、ΔB2(x,y)それぞれについて、その値が、閾値(Rth、Gth、Bth)以上であるか否かを判定し、階調判定値αR2(x,y)、階調判定値αG2(x,y)及び階調判定値αB2(x,y)が”1”か”0”に決定される。
次に、RGBの階調判定値の和が2以上であるか否かを判定する。αR2(x,y)+αG2(x,y)+αB2(x,y)≧2であれば、画素(x,y)の差分判定値D2(x,y)を1に設定し、αR2(x,y)+αG2(x,y)+αB2(x,y)<2であれば、差分判定値D2(x,y)を0に設定する。
そして、差分判定値D1(x,y)及びD2(x,y)が両方とも”1”であるか否かを判定する。差分判定値D1(x,y)及びD2(x,y)が両方とも”1”である場合には、ステップC4−1(C4−1a)に進む。差分判定値D1(x,y)及びD2(x,y)の少なくとも一方が”1”でない場合には、ステップC4−2に進む。
ステップC3−4にて、差分判定値D1(x,y)及びD2(x,y)が両方とも”1”であると判定された場合(差分判定値D1(x,y)=1かつD2(x,y)=1)、マスク画像の画素(x,y)は、白を表示する(ステップC4−1a)。なお、該対象画像の画素(x,y)は、対象物領域の画素であると言える。
ステップC3−4にて、差分判定値D1(x,y)及びD2(x,y)の少なくとも一方が”1”でないと判定された場合(差分判定値D1(x,y)=0又は/及びD2(x,y)=0)、マスク画像の画素(x,y)は、黒を表示する。なお、該対象画像の画素(x,y)は、背景領域の画素であると言える。
対象画像の画素全てについて、比較画像の画素との各色要素の階調値の差分の絶対値を算出し、該差分の絶対値が閾値以上か否かの判定を行うまで、ステップC3乃至C5が繰り返し実行される。
全画素について、マスク画像の色(黒又は白)を決定することで、マスク画像が作成される。マスク画像は、対象物領域(白表示領域)と背景領域(黒表示領域)とでなる2値の画像である。マスク画像を作成することで、対象画像が対象物領域と背景領域とに区分される。なお、ステップC6の前に、第2のステップA2を行っても良い。
図7(A−1)に本発明の一態様の画像処理前の画像(対象画像)を示し、図7(A−2)に本発明の一態様の画像処理後の画像(処理画像)を示す。
図7(B−1)に本発明の一態様の画像処理前の画像(対象画像)を示し、図7(B−2)に本発明の一態様の画像処理後の画像(処理画像)を示す。
図7(C−1)に本発明の一態様の画像処理前の画像(対象画像)を示し、図7(C−2)に本発明の一態様の画像処理後の画像(処理画像)を示す。
図7(D−1)に本発明の一態様の画像処理前の画像(対象画像)を示し、図7(D−2)に本発明の一態様の画像処理後の画像(処理画像)を示す。
11 画像データ
100 表示装置
101 表示部
102 処理部
111 演算処理部
112 データ記憶部
113 制御部
114 入力側インターフェイス部
115 出力側インターフェイス部
120 画素
121 画素部
122 走査線駆動回路
123 信号線駆動回路
125 走査線
126 信号線
Claims (7)
- 対象画像を構成する全ての画素を対象物領域と背景領域とに区分する第1のステップと、
前記対象物領域の平均色を求め、前記平均色から反転色を求める第2のステップと、
前記背景領域を構成する全ての画素に、前記反転色を一定の割合でそれぞれ付与する第3のステップと、を有する画像処理方法。 - (N+1)階調で表される対象画像を構成する全ての画素を対象物領域と背景領域とに区分する第1のステップと、
前記対象物領域に含まれる画素の色全てから、平均色(R1,G1,B1)を算出し、前記平均色(R1,G1,B1)から、(N−R1,N−G1,N−B1)で表される反転色(R2,G2,B2)を算出する第2のステップと、
前記背景領域に含まれる画素(x,y)の色(Rxy,Gxy,Bxy)に前記反転色(R2,G2,B2)を一定の割合でそれぞれ付与し、処理画像における背景領域の画素(x,y)の色(R’xy,G’xy,B’xy)を算出する、数式(1)で表される第3のステップと、を有する画像処理方法。
- 請求項2において、
前記数式(1)におけるkの値が、0.2以上0.8以下である画像処理方法。 - 請求項2又は請求項3において、
前記第3のステップの後に、第4のステップとして、ガンマ補正処理、コントラスト強調処理、鮮鋭化処理、又は輪郭強調処理を行う画像処理方法。 - 請求項2乃至請求項4のいずれか一項の画像処理方法を用いて前記処理画像を作成する処理部を備える画像処理システム。
- 前記処理画像を表示する表示部を備える請求項5に記載の画像処理システム。
- 前記処理画像を保存する記憶部を備える請求項5又は請求項6に記載の画像処理システム。
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