JP3816642B2

JP3816642B2 - 画像データの輪郭補正方法および装置

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Publication number: JP3816642B2
Application number: JP25438997A
Authority: JP
Inventors: 康一渡部
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: JPH1198362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データの輪郭補正装置、より具体的には、たとえばディジタル電子スチルカメラなどの画像データ源から入力される画像データの絵柄の輪郭を補正して、たとえばプリンタなどの利用装置へ出力する画像データの輪郭補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような画像データの輪郭補正装置は、プリンタやディジタルスチルカメラなどの他に、ファクシミリ装置やスキャナなどにも好適に適用され、もちろん、画像データ源から供給される画像信号は、アナログビデオ信号であってもよい。たとえば特開平2-177770号（特許第 2503614号）公報には、輝度信号を所定の時間遅延させて差信号を導出し、それらの差信号を比較して論理和または論理積をとり、その論理演算結果に応じて原信号または遅延信号のいずれかを選択することによって出力信号に時間的相関を持たせる映像信号輪郭補正装置が開示されている。また、特公平8-8651号公報には、入力画像信号を遅延させて遅延量の異なる３つの信号を生成し、この遅延量より短い時間だけ遅進した信号の加算値または平均値に応じて３つの信号のいずれかを選択することによって輪郭を補正する輪郭補正装置が記載されている。さらに、特開平4-326674号公報には、横縦斜めの各方向の画素での輪郭補正成分との相関性を検出し、最も相関性の高い方向を判定し、これと直交する方向の輪郭補正成分を選択して元の信号に加算することによって輪郭を補正する輪郭補正装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の輪郭補正装置は、補正された絵柄の輪郭が視覚的に不自然であったり、画面における一方の方向にしか輪郭補正がされなかったりするなど、絵柄の輪郭補正としては未完成の域を出ない。
【０００４】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、たとえば斜め方向に走る輪郭も階段状になることなく、視覚的に自然に強調された輪郭を得ることができる画像データの輪郭補正方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、１画面の画像を表わすディジタル画像データに対して画像の絵柄の輪郭を補正する輪郭補正を行なう画像データの輪郭補正方法は、ディジタル画像データを準備する工程と、画像データの輝度データについて、画面における１つの方向において、注目画素の輝度値と注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の変化が単調変化であるか否かを判定する工程と、前記変化が単調変化でなければ、注目画素の輝度値を注目画素の補正中間値とする工程と、前記変化が単調変化であれば、輝度データについて、画面における１つの方向において、注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の単純平均値を含んで所定の範囲内に注目画素の輝度値が含まれるか否かを判定する工程と、注目画素の輝度値が所定の範囲に含まれないときは、２つの隣接画素のうち注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値を注目画素の補正中間値とする工程と、注目画素の輝度値が所定の範囲に含まれるときは、２つの隣接画素のうち注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値と注目画素の輝度値との重み付け平均をとってその重み付け平均値を補正中間値とする工程とを含む。この重み付け平均における重みは、所定の範囲における単純平均値と所定の範囲の限界値との間における注目画素の輝度値の位置に対応している。本方法はさらに、これらの補正中間値を注目画素の補正後の輝度値とする工程を含む。
【０００６】
好ましくは、本発明による方法はさらに、画面における垂直方向、水平方向および２つの斜め方向のうちの少なくとも２つの方向において、画面に含まれる注目画素について、注目画素の輝度値の単調変化の優勢な程度を表わす係数を算出する工程と、この少なくとも２つの方向について算出された補正中間値に前記係数を乗じて重み付け平均し、この重み付け平均の結果の値を注目画素の補正後の輝度値とする工程とを含む。
【０００７】
本発明による方法はさらに、少なくとも２つの方向のいずれについても前記係数が単調変化の優勢な程度を示さないときは、この少なくとも２つの方向において注目画素に隣接する隣接画素の輝度値の平均をとり、この平均値を注目画素の補正後の輝度値とする工程を含むのが有利である。
【０００８】
本発明によればさらに、上述の方法を実行する画像データの輪郭補正装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による画像データの輪郭補正装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、実施例の輪郭補正装置10は、画像データ源12から得られる画像データ14に、その表わす絵柄について輪郭補正を施し、輪郭補正された画像データ16として利用装置18へ出力する画像データ処理装置である。画像データ源12は、たとえばディジタル電子スチルカメラ、メモリカードなどの記憶媒体、パーソナルコンピュータ、画像スキャナ、ファクシミリ装置、通信回線またはビデオカメラなどである。原信号がアナログ信号の適用例では、アナログ画像信号はディジタルデータ14に変換されて本装置10に入力される。いずれにせよ、メモリ20へは原画像データ14は、後述の所定のレベル数の量子化レベルで量子化されたディジタルデータの形で供給される。原画像データ14は、本実施例では輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃの形で画像データ源10から得られる。また、利用装置18は、プリンタ、メモリカードなどの記憶媒体、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置または通信回線を含む。利用装置18へは、本実施例では輝度信号ｙおよび色差信号Ｃの形で出力される。しかし本発明は、これらの実施例の信号の形態のみに限定されるものではなく、本装置10は、利用装置18の種類に応じて、たとえばシアン(Cy)、マゼンタ(Mg)、イエロー(Ye)、または赤(R) 、緑(G) 、青(B) などのカラー信号の形で出力するように構成してもよい。なお、以下の説明において、信号またはデータの参照符号は、それの現れる接続線の参照符号にて指定するものとする。
【００１０】
輪郭補正装置は基本的には、ディジタル画像データを一時記憶するメモリ20と、画像データ14に輪郭補正を施す輪郭補正処理を行なう輪郭補正回路22と、輪郭補正のための様々なパラメータを設定するパラメータ設定部24を含む。メモリ20は、基本的には、少なくとも１フレームの静止画を表わす画像データ14を一時的にそれぞれ記憶する２面の記憶領域26および28を有している。一方の記憶領域26は、少なくとも１フレーム分の色差データＣが蓄積される記憶領域である。他方の記憶領域28は、画像データ源12から入力される、少なくとも１フレーム分の輝度データＹが蓄積され記憶領域である。メモリ20はさらに、第３の記憶領域30を有している。この記憶領域30もやはり、少なくとも１フレーム分の蓄積容量を有し、これには、輪郭補正された輝度データｙが蓄積される。したがって、メモリ20は、画像データメモリとしてのみならず、輪郭補正回路22が行なう輪郭補正などの演算の作業領域としても機能する。
【００１１】
このような構成からわかるように、実施例の輪郭補正装置10では、画像データ源12から得られる画像データ14の色差データＣは一方の記憶領域26に、また輝度データＹは他方の記憶領域28に一時蓄積される。他方の記憶領域28に蓄積された輝度データＹは、輪郭補正回路22によって設定部24に設定されたパラメータに従って輪郭補正され、第３の記憶領域30に一時蓄積される。輪郭補正された輝度データｙは記憶領域30から読み出され、一方の記憶領域26に保持されている色差データＣとともに画像データ16として利用装置18へ出力される。
【００１２】
輪郭補正回路22は、好ましくは処理システムで実現され、後述する輪郭補正の演算をメモリ20の画像データに対して行なうとともに、本装置全体の動作を制御する制御装置でもある。これらのメモリ20に対する制御や演算は、図１において概念的に接続線32、34および36で示されている。また、輪郭補正の演算に用いられる様々なパラメータや定数は、パラメータ設定部24によって設定される。パラメータ設定部24は、説明の便宜上、１つの機能ブロックとして表わされているが、たとえばキーボード、キーパッドまたはトグルスイッチなどのハードウエアで実現されるものを表わしているのみならず、たとえば制御プログラムや輪郭補正プログラム自体に組み込まれたパラメータをも概念的に示している。
【００１３】
本実施例によれば、輪郭補正は次のようにして行なわれる。１画面の画像データ14のうちの輝度データＹについて、画面の垂直方向の画素位置をｍ、また水平方向の画素位置をｎとし、輪郭補正処理を行なう注目画素をYm,nで表わす。ｍは１からＭまでの整数、またｎは１からＮまでの整数であり、ｍおよびｎは自然数である。ある例では、Ｍは 478、Ｎは 638である。こうして、注目画素Ym,nに隣接する画素は、図２に示すように表わされる。本実施例によればまず、注目画素の輝度データYm,nと、そのいずれかの方向の隣接画素、たとえば垂直方向の隣接画素の輝度データYm-1,nおよびYm+1,nとの間の輝度値の変化を調べる。これらの輝度値が垂直方向に沿って単調増加または単調減少、すなわち単調変化の傾向にあれば、輪郭補正を行なう可能性がある。単調増加または単調減少の傾向になければ、輪郭補正の対象にならず、基本的には、注目画素の実際の輝度値を維持する。
【００１４】
単調増加または単調減少の傾向にある場合、どのようにして輪郭補正するかを、図３を参照して説明する。この図では簡略化のため、水平方向の画素位置ｎを省略して、注目画素ｍの輝度値をYmで表わし、これに対する垂直方向の隣接画素m-1 およびm+1 の輝度値をそれぞれYm-1およびYm+1で表わす。図示の例では、画面の垂直方向ｍについて輝度値Ｙが単調増加の傾向にある。より詳細には、輝度値Ym-1に対して輝度値Ym+1が増大し、注目画素ｍの輝度値Ymは、たとえば位置 100または 102にあるとしている。
【００１５】
本実施例では、注目画素ｍの２つの隣接画素m-1 およびm+1 の輝度値Ym-1およびYm+1の単純平均値<Ym> (=[Ym-1+Ym+1]/2) を基準としてその値<Ym>から±a の範囲 104に注目画素ｍの輝度値Ymが含まれないときは、注目画素ｍの輝度値Ymに近い方の隣接画素m-1 またはm+1 の輝度値Ym-1またはYm+1を注目画素ｍの補正中間値X1として採用する。ただし、値ａは０から0.5 までの値をとり、パラメータ設定部24（図１）にて設定される。この領域 104を図３では斜線にて示す。領域 104の２つの境界値、すなわち上限YUは<Ym>+2a(Ym+1-<Ym>)に等しく、また下限YLは<Ym>-2a(<Ym>-Ym-1)に等しい。たとえば、注目画素ｍの輝度値Ymが位置 102にあれば、注目画素ｍの補正中間値X1として隣接画素m+1 の輝度値Ym+1を採用し、これは位置 110に示す値となる。この場合、他の方向、すなわち水平方向および２つの斜め方向にこの垂直方向の単調変化より優勢な単調変化が存在しなければ、注目画素ｍの補正後の輝度値ymとしてこの補正中間値X1すなわち隣接画素m+1 の輝度値Ym+1を採用する。そのような場合の補正後の輝度の変化を一点鎖線 112で示す。また、注目画素ｍの輝度値Ymが位置 114にあって、しかも他の方向にこの垂直方向の単調変化より優勢な単調変化が存在しなければ、注目画素ｍの輝度値ymとして隣接画素m-1 の輝度値Ym-1を採用する。
【００１６】
しかし、注目画素ｍの輝度値Ymが範囲 104に含まれるときは、注目画素ｍの輝度値Ymに近い方の隣接画素および注目画素ｍの輝度値Ymの重み付け平均値を補正中間値X1として採用する。たとえば、注目画素ｍの輝度値Ymが図３に示す位置 100にあれば、注目画素ｍの補正中間値X1として注目画素ｍの輝度値Ymと隣接画素m+1 の輝度値Ym+1との重み付け平均値を採用し、これは位置 106の値となる。この重み付け平均は、領域 104の中央値すなわち平均値<Ym>と境界値YUまたはYLとの間における注目画素ｍの輝度値Ymの位置に対応し、これについては後に詳述する。この場合も、他の方向にこの垂直方向の単調変化より優勢な単調変化が存在しなければ、注目画素ｍの補正後の輝度値ymとしてこの補正中間値X1を採用する。したがってその場合、補正後の輝度の変化は、一点鎖線 108に示すようになる。
【００１７】
こうして、好ましくは画面の垂直方向、水平方向および２つの斜め方向について、注目画素(m,n) の輝度値Ym,nの補正中間値X1〜X4を算出し、その際、各方向における輝度値の単調変化の優勢な程度を表わす係数K1〜K4を求めておく。注目画素ｍの最終的な補正後の輝度値ymは、各方向の中間値X1〜X4にその優勢度を表わすそれぞれの係数K1〜K4を乗じて重み付け平均した値を採用する。これにより、最も優勢な単調変化の影響が最も強く輪郭補正に現れる。こうした演算を１画面のすべての画素について行なう。もちろん、画面の垂直方向もしくは水平方向だけについて行なってもよく、または垂直方向と水平方向について行なってもよい。または２つの斜め方向、もしくはいずれかの斜め方向についてのみ行なってもよい。
【００１８】
図４を参照して、輪郭補正回路22の動作をより具体的に説明する。画像データ原12から画像データ14が輝度データＹおよび色差データＣの形で入力されると、これらは、それぞれ記憶領域28および26に蓄積される。輪郭補正回路22は、ステップ 200で初期設定を実行する。初期設定 200では、演算に使用する変数およびパラメータ、たとえば画素位置ｍおよびｎを値「２」に、また後述するパラメータＭ、Ｎおよびａ、ｂ、ｃ、ｄをそれぞれの初期値に設定する。これらの変数やパラメータについては、後に必要の都度、説明する。
【００１９】
初期設定 200が終了すると、輪郭補正回路22は垂直方向演算ルーチン 202を実行する。以下の演算処理は、記憶領域28（図１）の輝度データＹについて行なわれる。図７を参照して、垂直方向演算ルーチン 202ではまず、ステップ 300にて、注目画素の輝度値Ym,nに対する垂直方向ｍにおける２つの隣接画素の輝度値Ym+1,nおよびYm-1,nの差SA1 およびSA2 を算出する。次に、これらの差SA1 およびSA2 の正負符号が相違するか否かを判定する（ステップ 302）。相違しない場合は、注目画素の輝度値Ym,nに対する隣接画素の輝度値Ym+1,nおよびYm-1,nの変化が同じ向きにあること、すなわち注目画素を含む相続く３つの画素の輝度値Ym-1,n、Ym,nおよびYm+1,nの変化が単調増加または単調減少でないことを意味する。これは、図９または図10に例示するような場合である。この場合は、ステップ 304に進み、値K1を「０」にセットし、また値X1を注目画素の輝度値Ym,nに等しくセットする。これは、注目画素の輝度データとしてその画素の実際の値Ym,nを採用したことを意味する。
【００２０】
ステップ 302において、差SA1 およびSA2 の正負符号が相違する場合は、注目画素の輝度値Ym,nに対する隣接画素の輝度値Ym+1,nおよびYm-1,nの変化が互いに反対の方向にあること、すなわち注目画素を含む相続く３つの画素の輝度値Ym-1,n、Ym,nおよびYm+1,nの変化が単調増加または単調減少などの単調変化であることを意味する。これは、図３に示して前述したような場合である。この場合は、ステップ 306に進んで、差SA1 およびSA2 の絶対値に対する差SA1 の比HIの値を算出する。この値HIを前述の値ａの1/2 に等しい値ａと比較して（ステップ 308）、前者が後者より小さいと、制御はステップ 310に進む。これは、注目画素の輝度値Ym,nが図３に位置 102で示すような値である場合に相当する。値ａは、好ましくは0.25であり、パラメータ設定部24で設定されている。ステップ 308では、値X1を注目画素(m,n) の輝度値Ym,nに近い方の隣接画素、すなわちこの例では画素(m+1,n) の輝度値Ym+1,nに等しくセットする。
【００２１】
ステップ 308において、値HIが値ａに等しいかまたはこれより大きいと、制御は、飛越し記号Ｄを経て図８のステップ 312に進み、値HIが0.5 より小さいか否かが判定される。値HIが0.5 であることは、注目画素の輝度値Ym,n隣接画素の輝度値の平均値<Ym,n>に等しいことを意味する。値HIが0.5 より小さいと、これは、注目画素の輝度値Ym,nが図３に位置 100で示すような値である場合に相当し、ステップ 314に進む。同ステップ 314では、重み係数R1およびR2を算出する。重み係数R1は4(HI-a) であり、同R2は4(0.5-HI) である。したがって、両重み係数の和は１になる。この重み係数を用いて、注目画素の輝度値Ym,nとそれに近い方の隣接画素の輝度値Ym+1,nとを重み付け加算し、この値 Ym,nR2+Ym+1,nR1に等しく値X1を設定する。
【００２２】
ステップ 312に戻って、値HIが0.5 を下回らないと、制御はステップ 316に進み、値HIが0.5+a より小さいか否かが判定される。値HIが0.5+a に等しいかこれより大きいと、これは、注目画素の輝度値Ym,nが図３に示す領域 104の平均値<Ym>より下の半分に含まれる場合に相当し、ステップ 318に進む。ステップ 318では、値X1を注目画素(m,n) の輝度値Ym,nに近い方の隣接画素、すなわちこの例では画素(m-1,n) の輝度値Ym-1,nに等しくセットする。
【００２３】
ステップ 316において、値HIが0.5+a より小さいと、これは、注目画素の輝度値Ym,nが図３に位置 114で示すような値である場合に相当し、ステップ 320に進む。同ステップ 320では、重み係数R1およびR2を、式R1=4(HI-0.5)およびR2=4(0.5+a-HI)に従って算出する。これらの重み係数を用いて、注目画素の輝度値Ym,nとそれに近い方の隣接画素の輝度値Ym-1,nとを重み付け加算し、この値 Ym,nR2+Ym-1,nR1に等しく値X1を設定する。
【００２４】
こうしてステップ 310、 314、 318および 320で値X1が得られると、制御はステップ 322に進み、値K1を算出して終了する。値K1は、原則として、前述の２つの隣接画素の輝度値Ym+1,nおよびYm-1,nの差SA1 およびSA2 の絶対値の和を値ｂで正規化した値に等しく設定される。この値ｂは、入力される原画像データ14が量子化されたときの量子化レベルの数に関連した正の整数であり、たとえば、量子化レベル数が 256のとき、ｂは有利には 128である。ただし、こうして算出した値K1が所定の値ｃに等しいか、またはこれを超えるときは、その値ｃとする。値ｃは、たとえば1.0 などの正の値である。これからわかるように、値K1は、注目画素(m,n) の２つの隣接画素の輝度値Ym+1,nとYm-1,nとの差が大きいほど大きく、その最大値はｃである。こうして、注目画素の輝度値Ym,nについての垂直方向の演算が終了する。
【００２５】
図４に戻って、同様の演算を画面の水平方向について行なう。これはルーチン 204にて行なわれるが、その場合の演算は、垂直方向演算ルーチン 202でYm+1,nおよびYm-1,nをYm,n+1およびYm,n-1にそれぞれ置き換えたものに相当する。得られる結果はX2およびK2である。同様にして、一方の斜め方向、すなわち注目画素の輝度値Ym,nに対して斜め方向における２つの隣接画素の輝度値Ym+1,n+1およびYm-1,n-1を用いて演算する斜め１方向の演算ルーチン 206を行なう。その場合の演算は、垂直方向演算ルーチン 202でYm+1,nおよびYm-1,nをYm+1,n+1およびYm-1,n-1にそれぞれ置き換えたものに相当する。得られる結果はX3およびK3である。他方の斜め方向、すなわち注目画素の輝度値Ym,nに対して反対の斜め方向２における２つの隣接画素の輝度値Ym+1,n-1およびYm-1,n+1についても同様である。この場合は、図４における斜め２方向の演算ルーチン 208を行ない、これは、垂直方向演算ルーチン 202でYm+1,nおよびYm-1,nをYm+1,n-1およびYm-1,n+1にそれぞれ置き換えたものに相当する。得られる結果はX4およびK4である。
【００２６】
こうして値X1〜X4およびK1〜K4が得られると、制御は図５の飛越し記号Ａを経て図５のステップ 210に移行する。ステップ 210で値K1〜K4の和Ｋを求める。値K1〜K4の最大値はｃであるから、値Ｋは4cまでの正の値をとる。パラメータ設定部24にて値ｃが、たとえば「１」にセットされていれば、値Ｋの最大値は「４」である。こうして得た和Ｋが「０」であれば（ステップ 212）、これは、注目画素の輝度値Ym,nを中心とする単調増加または単調減少となる方向がないことを意味する。つまり、垂直方向、水平方向、斜め方向１および斜め方向２のいずれについても、注目画素の輝度値Ym,nが単調増加または単調減少しない、つまり絵柄の輪郭ではないことを意味している。そこで、注目画素(m,n) の補正後の輝度値ym,nは、隣接する５つの画素の輝度の平均値、すなわち(Ym,n+Ym+1,n+Ym-1,n+Ym,n+1+Ym,n-1)/5に等しく設定する（ステップ 214）。これによって、注目画素とその周囲の輝度値の平均値が新たな輝度値となり、ノイズが平均されて良質な画像が再現されることになる。もちろん、このような５つの画素でなく、図２に示すように、注目画素(m,n) とその周囲の８つの隣接画素の輝度値を平均してその注目画素(m,n) の補正後の輝度値ym,nとしてもよい。
【００２７】
ステップ 212に戻って、値K1〜K4の和Ｋが「０」でなければ、これは、注目画素の輝度値Ym,nを中心とする単調増加または単調減少となる方向があることを意味している。つまり、垂直方向、水平方向、斜め方向１および斜め方向２のいずれかにおいて、注目画素の輝度値Ym,nが単調増加または単調減少し、絵柄の輪郭が存在することを意味している。そこで制御は、ステップ 216に進み、値Ｘとして(X1K1+X2K2+X3K3+X4K4)/4 を算出する。ここで、前述の和Ｋを閾値ｄと比較する。閾値ｄは、値Ｋの最大値「４」より小さい値であり、好ましくは「１」である。閾値ｄは、注目画素の輝度値Ym,nを中心とする単調増加または単調減少が資格状目立たない、すなわち明確な輪郭と視覚上認められない限界の値に設定するのが有利である。
【００２８】
ステップ 218において、和Ｋが閾値ｄより小さいと、これは明確な輪郭と視覚上認められない場合に相当し、ステップ 220に進んで、注目画素(m,n) の補正後の輝度値ym,nを(1-K)Ym,n+KXに等しく設定する。しかし、和Ｋが閾値ｄより大きいと、これは明確な輪郭が視覚上認められることを意味し、ステップ 224に進んで、ステップ 216で求めた値Ｘを注目画素(m,n) の補正後の輝度値ym,nとして設定する。
【００２９】
こうしてステップ 214、 220および 224で算出された補正後の輝度値ym,nは、メモリ20の記憶領域20（図１）に書き込まれる。そこで制御は、図５の飛越し記号Ｂを経由して図６のステップ 226に進み、垂直画素位置を示す変数ｍを最終値Ｍと比較する。最終画素位置Ｍに達していれば、ステップ 228で水平画素位置を示す変数ｎを最終値Ｎと比較する。ステップ 226または 228のいずれかにおいて、最終画素位置ＭまたはＮに達していなければ、ステップ 230に移行して、注目画素の位置(m,n) を表わす画素位置変数ｍまたはｎを「１」だけ歩進させ、飛越し記号Ｃを経て図４のルーチン 202に戻る。こうして、画素位置変数ｍまたはｎを「１」ずつ歩進させながら、処理 202から 230に至るループを繰り返すことによって、輪郭補正回路22は、１フレームの画像データ14に含まれるすべての画素の輝度データYm,nについて、輪郭補正処理を行なう。
【００３０】
ところで、ステップ 226および 228において、画素位置変数ｍおよびｎがそれぞれ最終画素位置ＭおよびＮに達していれば、ステップ 230に進んで、端縁処理を行なう。端縁処理 230では、１フレームの端縁部の画素(1,1) 〜(1,N) 、(2,1) 〜(M-1,1) 、(2,N) 〜(M-1,N) および(M,1) 〜(M,N) を注目画素(m,n) として、補正後の輝度値ym,nとして、注目画素の輝度値Ym,nを採用する演算を行なう。これは、これらの端縁画素を注目画素(m,n) として通常の演算ルーチン 202、 204、 206および 208を実行したとすると、注目画素に隣接する画素の輝度データが不足することがあり、演算が正確でなくなってしまうのを防ぐためである。
【００３１】
こうして記憶領域30（図１）には、ステップ 214、 220、 224および 230で得られた補正後の輝度値ym,nが順次蓄積される。これらの輝度値ym,nは、ステップ 210（図５）で算出された中間値Ｋが閾値ｄを超えるような、顕著な輝度レベルの単調増加または単調減少、すなわち顕著な輪郭について適切な輪郭強調が行なわれ、それ以外の輝度レベルについては平均化によるノイズの減少がなされたものとなる。こうして輪郭補正された輝度データｙは、後に記憶領域30から読み出され、一方の記憶領域26に蓄積されている色差データＣとともに画像データ16として利用装置18へ出力される。
【００３２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、注目画素とその隣接画素について輝度レベルの単調変化の優勢な方向を判別してその変化を強調するような演算を行なうことによって絵柄の輪郭を強調する。したがって、ややぼけた絵柄を滑らかにくっきりとさせ、しかも、たとえば斜め方向に走る輪郭も階段状になることなく、視覚的に自然に強調された輪郭を得ることができる。また、輪郭でない部分は、平均処理によりノイズが低減された良好な画質の画像に形成される。従来、シャープネス処理としてラプラシアンが多く使用されていた。その場合には孤立点のノイズの増大や、オーバーシュート、アンダーシュートが発生していたが、本発明によれば、このような問題は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像データの輪郭補正装置の実施例の機能構成を示す概略機能ブロック図である。
【図２】図１に示す実施例における画素位置を説明するための説明図である。
【図３】同実施例における輪郭補正の原理を説明するための説明図である。
【図４】同実施例における輪郭補正回路により実行される輪郭補正動作の例を示すフロー図である。
【図５】同実施例における図４に続く輪郭補正動作の例を示すフロー図である。
【図６】同実施例における図５に続く輪郭補正動作の例を示すフロー図である。
【図７】図４に示す垂直方向演算ルーチンの具体例を示すフロー図である。
【図８】図７に示す垂直方向演算ルーチンの続きの処理を示すフロー図である。
【図９】図１に示す実施例における輝度レベルの単調変化でない例を示す説明図である。
【図１０】同実施例における輝度レベルの変化でない他の例を示す、図９と同様の説明図である。
【符号の説明】
20 メモリ
22 輪郭補正回路
24 パラメータ設定部
26、28、30 記憶領域

Claims

１画面の画像を表わすディジタル画像データに対して該画像の絵柄の輪郭を補正する輪郭補正を行なう画像データの輪郭補正方法において、該方法は、
前記ディジタル画像データを準備する工程と、
該画像データの輝度データについて、前記画面における１つの方向において、注目画素の輝度値と該注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の変化が単調変化であるか否かを判定する工程と、
前記変化が単調変化でなければ、前記注目画素の輝度値を該注目画素の補正中間値とする工程と、
前記変化が単調変化であれば、前記輝度データについて、前記画面における１つの方向において、注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の単純平均値を含んで所定の範囲内に前記注目画素の輝度値が含まれるか否かを判定する工程と、
前記注目画素の輝度値が前記所定の範囲に含まれないときは、前記２つの隣接画素のうち該注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値を該注目画素の補正中間値とする工程と、
該注目画素の輝度値が前記所定の範囲に含まれるときは、前記２つの隣接画素のうち該注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値と該注目画素の輝度値との重み付け平均をとってその重み付け平均値を補正中間値とする工程とを含み、
前記重み付け平均における重みは、前記所定の範囲における前記単純平均値と該所定の範囲の限界値との間における前記注目画素の輝度値の位置に対応し、
該方法はさらに、前記補正中間値を前記注目画素の補正後の輝度値とする工程を含むことを特徴とする画像データの輪郭補正方法。
請求項１に記載の方法において、該方法はさらに、
前記画面における垂直方向、水平方向および２つの斜め方向のうちの少なくとも２つの方向において、該画面に含まれる注目画素について、該注目画素の輝度値の単調変化の優勢な程度を表わす係数を算出する工程と、
前記少なくとも２つの方向について算出された前記補正中間値に前記係数を乗じて重み付け平均し、この重み付け平均の結果の値を前記注目画素の補正後の輝度値とする工程とを含むことを特徴とする画像データの輪郭補正方法。
請求項１に記載の方法において、前記所定の範囲は、前記単純平均値をその中心とすることを特徴とする画像データの輪郭補正方法。
請求項２に記載の方法において、前記画像データは所定のレベル数の量子化レベルで量子化されたディジタルデータであり、前記係数は、前記所定のレベル数に応じて正規化された値であることを特徴とする画像データの輪郭補正方法。
請求項２に記載の方法において、該方法はさらに、前記少なくとも２つの方向のいずれについても前記係数が前記単調変化の優勢な程度を示さないときは、該少なくとも２つの方向において前記注目画素に隣接する隣接画素の輝度値の平均をとり、この平均値を該注目画素の補正後の輝度値とする工程を含むことを特徴とする画像データの輪郭補正方法。
１画面の画像を表わすディジタル画像データを蓄積する蓄積手段と、
該蓄積された画像データに対して前記画像の絵柄の輪郭を補正する輪郭補正手段とを含む画像データの輪郭補正装置において、
前記輪郭補正手段は、
前記蓄積手段に蓄積されている画像データの輝度データについて、前記画面における１つの方向において、注目画素の輝度値と該注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の変化が単調変化でなければ、該注目画素の輝度値を該注目画素の補正中間値とし、
前記輝度データについて、前記画面における１つの方向において、注目画素に隣接する２つの隣接画素の輝度値の単純平均値を含んで所定の範囲内に前記注目画素の輝度値が含まれないときは、前記２つの隣接画素のうち該注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値を該注目画素の補正中間値とし、
該注目画素の輝度値が前記所定の範囲に含まれるときは、前記２つの隣接画素のうち該注目画素の輝度値に近い方の画素の輝度値と該注目画素の輝度値との重み付け平均をとってその重み付け平均値を補正中間値とし、該重み付け平均は、前記所定の範囲における前記単純平均値と該所定の範囲の境界値との間における前記注目画素の輝度値の位置に対応し、
前記補正中間値を前記注目画素の補正後の輝度値とすることを特徴とする画像データの輪郭補正装置。
請求項６に記載の装置において、前記輪郭補正手段は、前記画面の垂直方向、水平方向および２つの斜め方向のうちの少なくとも２つの方向において、該画面に含まれる注目画素について、前記補正中間値と該注目画素の輝度値の単調変化の優勢な程度を表わす係数とを算出し、前記少なくとも２つの方向について算出された前記補正中間値に前記係数を乗じて重み付け平均し、この重み付け平均の結果の値を前記注目画素の補正後の輝度値とすることを特徴とする画像データの輪郭補正装置。