JP3640404B2

JP3640404B2 - 画像データ処理装置

Info

Publication number: JP3640404B2
Application number: JP20413893A
Authority: JP
Inventors: 多恵子小泉; 美智子河野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: US5497249A; JPH0758959A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像データ処理装置、特にカラー画像データにフィルタ処理を加える画像データ処理装置に関する。
近年、テレビやカラー印刷等のカラー画像メディアが著しく発展しており、最終ユーザに提供されるプリンタ出力やディスプレイ表示におけるカラー画像の多様化や高品位化への要望が強くなってきている。
【０００２】
例えば、スキャナ等の入力部から入力された原カラー画像データをプリンタに出力する場合に、その入力された原カラー画像データについて輪郭を強調して高精鋭度の画像データとしたいとか、逆に、その原カラー画像データについてぼかしを入れて低精鋭度の画像データとしたい等、種々の画像データ加工処理が要求される。
画像処理の分野では、上記要求に応えるための最も基本的な画像データ処理技術としてフィルタ処理がある。本発明は主としてこのフィルタ処理を対象とした画像データ処理装置について述べる。
【０００３】
【従来の技術】
図８は一般的な画像データ処理装置のシステム構成例を示す図である。本図において、１０は画像データ処理装置であり、その内部には処理済みの画像データを保持するファイルが示されている。
スキャナ等の入力部から原稿を読み取り、画像データ処理装置１０にて種々の加工処理が施された画像データは、プリンタに出力され、あるいはディスプレイに表示され、それぞれユーザに画像を提供する。
【０００４】
図９は従来のフィルタ処理を説明するための図である。本図において、１１は画像データ格納部であり、これより原画像データが画像データ処理装置１０内に原画像データ１０１として取り込まれる。この原画像データはいわゆるＲＧＢ（Red, Green, Blue) データおよびＣＭＹＫ（Cyan, Magenta Yellow, Black)データで表現される。
【０００５】
この原画像データ１０１が表す画面としては少なくとも第１種画面と第２種画面とがある。具体例として、第１種画面は風景画像であり、第２種画面は人物画像である。
一方、フィルタ処理はまずオペレータ指示１０２によってその内容が指定される。その指示は、高精鋭度の画像データとするかまたは低精鋭度の画像データとするかの二者択一である。
【０００６】
そのオペレータ指示１０２に基づき、フィルタ選択１０３が行われ、選択されたフィルタによって、フィルタ処理１０４が実行される。
かくして原画像データにフィルタ処理が加えられ、加工済みの画像データ１０５が得られる。この画像データ１０５は画像出力部１２においてプリンタ出力あるいはディスプレイ表示される。
【０００７】
この画像出力部１２での画質に関し、一般には、人物画像では風景画像よりも精鋭度を低くするのが良いとされている。フィルタ処理１０４においては、フィルタサイズの大きさがその精鋭度に強く影響する。つまり、人物画像のように精鋭度が低い方が良い場合には大きいフィルタサイズのフィルタをフィルタ選択部１０３にて選択する。逆に、風景画像のように精鋭度が高い方が良いものについては小さいフィルタサイズのフィルタをフィルタ選択部１０３にて選択する。
【０００８】
図１０は従来のフィルタ処理を工程順に表す図である。
ステップａ：オペレータは画像処理の指示を行う。この中には、出力画像を高精鋭度とすべきか、低精鋭度とすべきか、の指示を始めとして、拡大、縮小、色修正等の指示も含まれる。
ステップｂ：オペレータが高精鋭度の画像データとすること（または低精鋭度の画像データとすること）を指示したとすると、各種フィルタサイズのフィルタを格納する各種フィルタ格納部１３より、適合する１つのフィルタを取り出す。
【０００９】
ステップｃ：ステップｂで取り出されたフィルタを用いて、画像データ格納部１１からの原画像データをフィルタ処理し、その加工処理が済んだ画像データを一旦画像データバッファ（図示せず）に蓄積した後、画像出力部１２に供給する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の各種フィルタ格納部１３内に示すように、従来は１つの画像処理については１つのフィルタサイズのフィルタのみが割り当てられていた。つまり、ある画像処理が開始されるのに先立って、オペレータが“高精鋭度の画像データとする”との指示を行うと、小さいフィルタサイズのフィルタが割り当てられ、その画像処理が終了するまでフィルタサイズを変えることはできなかった。同様にオペレータが“低精鋭度の画像データとする”との指示を、ある画像処理の始めに指定すると、その画像処理が終了するまで、大きいフィルタサイズのフィルタを使い続けなければならなかった。
【００１１】
しかしながら、既述のカラー画像メディアの発展によってユーザの高品位志向は益々顕著になり、上述した１つの画像処理につき１つのフィルタというフィルタ処理では、最早ユーザの要望に応えられなくなっている。すなわち、従来の画像データ処理装置におけるフィルタ処理では、原画像データによって表される種々の画面の性質に対し適応的にフィルタサイズを選ぶことができないという問題があった。
【００１２】
したがって本発明は上記問題点に鑑み、原画像データによって表される画面のそれぞれの性質に合ったフィルタサイズを自動的に選択してフィルタ処理を行うことのできる画像データ処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理構成を示すブロック図である。本発明の画像データ処理装置１０が、画像データ格納部１１より入力された原画像データに対して処理を加えた後、画像出力部１２にその処理後の画像データを供給する点は、従来の画像データ処理装置と基本的に同じであるが、その内部には本発明に基づき、図示する如く４つの機能ブロック２１，２２，２３および２４が設けられる。
【００１４】
統計処理部２１は、画像データ格納部１１からの原画像データを取り込み、原画像データによって表される各画面中の画素分布の特徴を抽出して統計処理する。
画像データ判定部２２は、画像データ統計処理部２１による統計処理結果に基づいて、各画面が、高精鋭度とすべき第１種画面または低精鋭度とすべき第２種画面のいずれの画面に属するかを判定する。
【００１５】
フィルタ選択部２３は、前記画像データ判定部２２による判定結果に基づいて、第１種画面に属すると判定されたときは第１種フィルタを選択し、第２種画面に属すると判定されたときは該第１種フィルタよりもフィルタサイズの大きい第２種フィルタを選択する。ここにフィルタサイズとは、１画素の画像データを得るための処理演算に用いる演算領域の大きさのことであり、後述する段落〔００２７〕〜〔００２９〕に記載されている「演算領域」に相当する。この「演算領域」は、１画素の値を決定する演算処理に用いる画素の領域である。例えば後述する〔表１〕のフィルタサイズは、（３×３）の９画素分のサイズとなり、〔表２〕のフィルタサイズは、（５×５）の２５画素分のサイズとなる。
フィルタ処理部２４は、フィルタ選択部２３により選択された第１種フィルタまたは第２種フィルタを用いて、画像データ格納部１１からの原画像データに対してフィルタ処理を加えた画像データを画像出力部１２に供給する。
【００１６】
【作用】
画像データを、統計的処理により、第１種画面（風景画像等）と第２種画面（人物画像等）とに分類し、第１種画面のような高精鋭度が要求される画像データに対しては小さいフィルタサイズのフィルタを選択してフィルタ処理し、一方、第２種画面のような低精鋭度が好まれる画像データに対しては大きいフィルタサイズのフィルタを選択してフィルタ処理する、という操作を自動的に行うようにする。この様子を示したのが図２である。これによりユーザの要望に合った高品位なカラー画像出力が得られる。この場合、フィルタ処理すべき原画像データは、人間の視知覚に良く合っていると言われる均等色空間のもとで表現された明度Ｌ^* データおよび色度ａ^* ｂ^* データによって構成されるデータとし、画像データ統計処理部２１にはこれらデータのうち、ａ^* ｂ^* データのみを与えるようにするのが好ましい。Ｌ^* を除外し、ａ^* ｂ^* データのみを使用することにより、フィルタ選択までの工程を高速に行うことができるからである。なお、Ｌ^* ，ａ^* およびｂ^* データは、相互に直交するＸ軸（ａ^* ）、Ｙ軸（ｂ^* ）およびＺ軸（Ｌ^* ）により規定される三次元空間内に表すことができ、ここにａ^* およびｂ^* はＸ軸およびＹ軸にそれぞれ沿って分布する一方、Ｌ^* はＺ軸に沿って分布する。
【００１７】
【実施例】
図３は本発明の第１実施例を示す図である。この第１実施例において、画像データ統計処理部２１は、画素分布の特徴を抽出するため、隣接する画素間の色の変化が大きいか小さいかを各画面全体にわたって算出する。画像データ判定部２２は、その変化が大きいかまたは小さいかに応じてそれぞれ第１種画面または前記第２種画面に属すると判定するようにする。
【００１８】
具体的には図３に示すように、画像データ統計処理部２１は、複数ラインからなる各画面において、１ラインずつ各画素のａ^* およびｂ^* データを個別に読み出す１ライン読出部３１と、１ライン読出部３１からの出力より隣接する画素間の該ａ^* およびｂ^* データの各レベル差を算出するレベル差算出部３２と、算出された該レベル差のうち所定のレベル閾値を超えるもののみを抽出し、かつ、各画面毎に累積して累積値を算出するレベル差累積算出部３３と、からなる。
【００１９】
さらに、画像データ判定部２２は、レベル差累積算出部３３からの累積値を、予め定めた画面種別分類用閾値と比較し、該累積値の方が大きいか否かに応じて、各画面がそれぞれ第１種画面または第２種画面に属すると判定する。すなわち、累積値の方が大ならば色変化に富んだ第１種画面（風景画像）であり、累積値の方が小ならば、色変化の少ない第２種画面（人物画像）である。
【００２０】
図４は本発明の第１実施例のもとでの動作を示すフローチャートであり、フィルタ処理部２４に至る直前までの工程を示す。なお、画像データ（Ｌ^* ａ^* ｂ^* ）について補足説明をすると、原画像データ（ＲＧＢ）をＬ^* ａ^* ｂ^* データに変換するためにＲＧＢ−Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換テーブルが必要である。この変換テーブルは、図３の左上にある画像データ格納部１１の出力と１ライン読出部３１との間に設けられるが図示を省略する（後述する第２実施例においても同じ）。
【００２１】
この変換テーブルは、カラー原稿（各色）をスキャナで入力したデータ（ＲＧＢレベルのデータ）と、そのカラー原稿を測色器により測色したデータ（Ｌ^* ａ^* ｂ^* のデータ）との間の対応をとるものである。この対応はまた多項式で近似することもできる。
図５は本発明の第２実施例を示す図である。この第２実施例において、画像データ統計処理部２１は、画素分布の特徴を抽出するため、各画面全体を同一の画素の属性を有する各種の画素群に区分する。画像データ判定部２２は、その区分された画素群の数が多いか少ないかに応じてそれぞれ第１種画面または前記第２種画面に属すると判定するようにする。
【００２２】
好ましくは、この第２実施例においても前記のＬ^* ａ^* ｂ^* データを採用する。
具体的には図５に示すように、画像データ統計処理部２１は、各画面内の全ての画素のａ^* ｂ^* データを読み出す画面データ読出部４１と、画面データ読出部４１からの全ａ^* ｂ^* データを、同一属性を有するａ^* ｂ^* データ同士を集めるように分類するクラスタ処理部４２とからなる。
【００２３】
さらに、画像データ判定部２２は、クラスタ処理部４２により分類された前記の同一属性を有するａ^* ｂ^* データ同士の群の数を、予め定めた画面種別分類用閾値と比較し、該群の数の方が大きいか否かに応じて、各画面がそれぞれ第１種画面または前記第２種画面に属すると判定するようにする。すなわち、第１種画面（風景画像）は色変化が大きく、１画面中に種々の色の種類のかたまり（群）が多数存在するのが普通である。これに対し第２種画面（人物画像）では一般に色変化が少なく、１画面中に種々の色の種類のかたまり（群）があったとしても、そのかたまり（群）の数は通常、第１種画面に比べれば少ない。
【００２４】
図６および図７は本発明の第２実施例のもとでの動作を示すフローチャート（その１）およびフローチャート（その２）である。なお、フィルタ選択部２３に至る直前までの工程を示す。図６のステップｂにおいて、（ａ^* ｂ^* ）分布テーブルは、例えばａ^* を８ビット（２５６通り）、ｂ^* を８ビット（２５６通り）をそれぞれ縦軸と横軸にとってマトリクス状をなし、２５６×２５６個のますに区分されている。そして各ます対応にレジスタが設けられている。例えば（ａ^* ｂ^* ）＝（１０１１１１１０，００１１００１１）なる画素が読み出されたならば、これに相当する前記ますに対応するレジスタに＋１される。その後同じ色が現れればさらに＋１される。一度も出現しない色のますに対応するレジスタは０のままである。
【００２５】
このような色分布の発生頻度テーブルを用意して、発生頻度の多い（ステップｃの極大値）色分布を割り出す。
ステップｃまでは単に色分布のピークを割り出しただけであり、各種の色の種類のかたまりの中心にあるピークか定かでない。このため、一層信頼度を向上すべくステップｄ，ｅおよびｆを設ける。各ピークの周囲の座標の（ａ^* ｂ^* ）値を検索して、これらを当該ピークに集約して行く。
【００２６】
結局、ステップｅより色の種類のかたまりが選択される。このかたまり（群）の（ａ^* ｂ^* ）の値は多数存在するが、このうち、ある閾値を超えたかたまり（ノイズ成分でない真の色の集合）のみを選出してその数を加算する（ステップｈ）。この群の数がある値を超えれば第１種画面（風景画像）であり、超えなければ第２種画面（人物画像）である（ステップｉ）。
【００２７】
最後に上述したフィルタについて補足説明する。画像データＦが与えられ、これに何らかの処理演算＊を施して新しく画像データＦ′を得るとき、下記（１）式のように表すことができる。
Ｆ′＝Ｇ＊Ｆ（１）
この（１）式で関数Ｇをフィルタと呼ぶ。
【００２８】
デイジタルの画像データの場合は、画素単位で上記（１）式の演算を行い、また、その演算領域Ｓも限定されているので、上記（１）式は下記（２）式のように表すことができる。

この（２）式において、ｆ（ｉ，ｊ）は原画像データの画素信号（ａ^* ｂ^* ）であり、ｉ，ｊは当該画面上の二次元座標である。
【００２９】
ｆ′（ｉ，ｊ）は、求めるフィルタ処理後の画像データの画素信号（ａ^* ｂ^* ）であり、ｇ（ｉ，ｊ）は上記フィルタの要素、Ｓは演算領域である。例えば、下記（３）式のように表すことができる。

なお、ｎはＳに属する画素の個数である。
【００３０】
上記第１種フィルタ（風景画像用）の一例を図示すると下記のとおりである。
【００３１】
【表１】

【００３２】
上記フィルタは３×３の行列からなるフィルタであり、このときのフィルタの要素（ｇ（ｉ，ｊ））は１／９であり、フィルタサイズは比較的小さい。また上記第２種フィルタ（人物画像用）としては、例えば下記のフィルタを使う。
【００３３】
【表２】

【００３４】
このフィルタは５×５の行列からなるフィルタであり、このときのフィルタの要素は１／２５であり、フィルタサイズは大きい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オペレータが当初高精鋭度の画像データとすることを指定してもなおかつその中で自動的に、風景画像に適した小フィルタサイズのフィルタあるいは人物画像に適した大フィルタサイズのフィルタを自動的に選択する。同様に、オペレータが当初低精鋭度の画像データとすることを指定してもなおかつその中で自動的に、風景画像に適した小フィルタサイズのフィルタあるいは人物画像に適した大フィルタサイズのフィルタを自動的に選択する。したがって、従来より一層高品位の画像をプリンタに出力し、あるいはディスプレイに表示することができる。また、上記の自動的な選択を、ａ^* ｂ^* データのみ（Ｌ^* データは除外）に注目して行うことにより、高速にその選択動作を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成を示すブロック図である。
【図２】フィルタサイズ選択部の選択動作を図解的に表す図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例のもとでの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例のもとでの動作を示すフローチャート（その１）である。
【図７】本発明の第２実施例のもとでの動作を示すフローチャート（その２）である。
【図８】一般的な画像データ処理装置のシステム構成例を示す図である。
【図９】従来のフィルタ処理を説明するための図である。
【図１０】従来のフィルタ処理を工程順に表す図である。
【符号の説明】
１０…画像データ処理装置
１１…画像データ格納部
１２…画像出力部
２１…画像データ統計処理部
２２…画像データ判定部
２３…フィルタ選択部
２４…フィルタ処理部
３１…１ライン読出部
３２…レベル差算出部
３３…レベル差累積算出部
４１…画面データ読出部
４２…クラスタ処理部

Claims

画像データ格納部より入力された原画像データに対して処理を加えた後、画像出力部にその処理後の画像データを供給する画像データ処理装置において、
前記画像データ格納部からの前記原画像データを取り込み、該原画像データによって表される各画面中の画素分布の特徴を抽出して統計処理する画像データ統計処理部と、
前記画像データ統計処理部による統計処理結果に基づいて、前記各画面が、高精鋭度の画像データとすべき風景画像からなる第１種画面および低精鋭度の画像データとすべき人物画像からなる第２種画面のいずれの画面に属するかを判定する画像データ判定部と、
前記画像データ判定部による判定結果に基づいて、前記第１種画面に属すると判定されたときは第１種フィルタを選択し、前記第２種画面に属すると判定されたときは、１画素の画像データを得るための処理演算に用いる演算領域の大きさであるフィルタサイズが前記第１種フィルタよりも大きい第２種フィルタを選択するフィルタ選択部と、
前記フィルタ選択部により選択された前記第１種フィルタまたは第２種フィルタを用いて、前記画像データ格納部からの前記原画像データに対してフィルタ処理を加えた画像データを前記画像出力部に供給するフィルタ処理部とからなり、
前記画像データ統計処理部は、前記画素分布の特徴を抽出するため、隣接する画素間の色の変化が大きいか小さいかを前記各画面全体にわたって算出し、前記画像データ判定部は、その変化が大きいかまたは小さいかに応じてそれぞれ前記第１種画面または前記第２種画面に属すると判定するものであって、
前記画像データ統計処理部はさらに、均等色空間のもとで表現された明度Ｌ^* データおよび色度ａ^* ｂ^* データによって構成される前記原画像データのうち、前記のａ^* ｂ^* データのみが与えられ、複数ラインからなる前記各画面において、１ラインずつ各前記画素のａ^* およびｂ^* データを個別に読み出す１ライン読出部と、該１ライン読出部からの出力より隣接する画素間の該ａ^* およびｂ^* データの各レベル差を算出するレベル差算出部と、算出された該レベル差のうち所定のレベル閾値を超えるもののみを抽出し、かつ、前記各画面毎に累積して累積値を算出するレベル差累積算出部とを備え、
前記画像データ判定部は、前記レベル差累積算出部からの前記累積値を、予め定めた画面種別分類用閾値と比較し、該累積値の方が大きいか否かに応じて、前記各画面がそれぞれ前記第１種画面または前記第２種画面に属すると判定することを特徴とする画像データ処理装置。
画像データ格納部より入力された原画像データに対して処理を加えた後、画像出力部にその処理後の画像データを供給する画像データ処理装置において、
前記画像データ格納部からの前記原画像データを取り込み、該原画像データによって表される各画面中の画素分布の特徴を抽出して統計処理する画像データ統計処理部と、
前記画像データ統計処理部による統計処理結果に基づいて、前記各画面が、高精鋭度の画像データとすべき風景画像からなる第１種画面および低精鋭度の画像データとすべき人物画像からなる第２種画面のいずれの画面に属するかを判定する画像データ判定部と、
前記画像データ判定部による判定結果に基づいて、前記第１種画面に属すると判定されたときは第１種フィルタを選択し、前記第２種画面に属すると判定されたときは、１画素の画像データを得るための処理演算に用いる演算領域の大きさであるフィルタサイズが前記第１種フィルタよりも大きい第２種フィルタを選択するフィルタ選択部と、
前記フィルタ選択部により選択された前記第１種フィルタまたは第２種フィルタを用いて、前記画像データ格納部からの前記原画像データに対してフィルタ処理を加えた画像データを前記画像出力部に供給するフィルタ処理部とからなり、
前記画像データ統計処理部は、前記画素分布の特徴を抽出するため、前記各画面全体を同一の画素の属性を有する各種の画素群に区分し、前記画像データ判定部は、その区分された画素群の数が多いかまたは少ないかに応じてそれぞれ前記第１種画面または前記第２種画面に属すると判定するものであって、
前記画像データ統計処理部はさらに、均等色空間のもとで表現された明度Ｌ^* データおよび色度ａ^* ｂ^* データによって構成される前記原画像データのうち、前記のａ^* ｂ^* データのみが与えられ、前記各画面内の全ての前記画素のａ^* ｂ^* データを読み出す画面データ読出部と、前記画面データ読出部からの全ａ^* ｂ^* データを、同一属性を有するａ^* ｂ^* データ同士を集めるように分類するクラスタ処理部とを備え、
前記画像データ判定部は、前記クラスタ処理部により分類された前記の同一属性を有するａ^* ｂ^* データ同士の群の数を、予め定めた画面種別分類用閾値と比較し、該群の数の方が大きいか否かに応じて、前記各画面がそれぞれ前記第１種画面または前記第２種画面に属すると判定することを特徴とする画像データ処理装置。