JP4239211B2

JP4239211B2 - Image processing apparatus, image processing method thereof, and image processing program

Info

Publication number: JP4239211B2
Application number: JP2001267210A
Authority: JP
Inventors: 譲二田島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: JP2003076983A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縮小や拡大等の画像データの編集を行なう画像処理に関し、特に、編集後の画像のモワレを抑制する画像処理装置とその画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の画像処理装置１００ａの構成を示すブロック図である。なお以下、本明細書においては、処理対象の画像を原画像と呼び、画像処理が施された後に出力される画像を変形画像と呼ぶこととする。画像処理の内容としては、例えば、画像の拡大や縮小等の処理があげられる。
【０００３】
なおここでは、画像処理として主に縮小処理を例として説明するが、拡大やその他の処理の場合にも同様である。
【０００４】
まず、原画像の各画素位置を（ｘ，ｙ）により示し、変形画像の各画素位置を（ｘ’，ｙ’）と示すこととする。原画像は、入力され画像バッファ１０に格納される。ここでは、画像サイズをａ倍する変形を実行する場合（つまり、ｘ’＝ａｘ、ｙ’＝ａｙとして変形する場合）を例に、画像処理装置１００ａの処理を説明する。
【０００５】
次のような処理が行なわれる。標本化回路２１ａは、変形画像の各画素を走査し、その各画素位置（ｘ’，ｙ’）に対して、原画像の対応する画素位置を下記の式（１）により計算する。
ｘ＝ｘ’／ａ
ｙ＝ｙ’／ａ（１）
【０００６】
求められた対応する位置（ｘ，ｙ）に存在する原画像の画素値（つまり、当該画素の色彩を示す値）が、画像バッファ１０から読まれ、変形画像の画素値とされる。またこの時、“ａ”の値によっては“ｘ”や“ｙ”は整数でなくなるが、その時にはそれぞれに最も近い整数を位置座標として用いる“最近傍法（ニアレストネイバー法）”、周囲の４画素の画素値から内挿して縮小画像の画素値として用いる“バイリニア法”、同じく周囲の１６画素の画素値から画素値を決定する“キュービックコンボリューション法”等を用いることができる。
【０００７】
しかしながらこの場合、原画像に周期パターンが存在すると、モワレといわれる本来原画像には存在していない周期パターンが生ずることがある。この現象を、図５を参照して説明する。
【０００８】
図５は、画像をフーリエ変換したフーリエ平面上に画像のパワーを模式的に図示したものである。６００ｄｐｉの解像度で標本化されていた画像にｂで示すような波数（１８０，２０）の周期パターンが存在するとする。この画像を４００ｄｐｉの解像度に２／３の倍率で再標本化すると、ｃで示すように（−２００，０）の位置にそのビートが現われ、更にｄ＝ｂ＋ｃの位置に干渉が現われる。この波数は、（−２０，２０）となり、人の目に周期が感じられやすいモワレとなる。
【０００９】
このモワレの影響を減少するため、従来、図６のような構成の画像処理装置１００ｂが利用されている。図６に示される従来の画像処理装置１００ｂは、まず原画像に対して、スムージング手段２によって平滑化を行なう。このスムージング処理は、各画素の値ｆ（ｘ，ｙ）と周囲の画素値ｆ（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）を用いて、下記の数１に示される式（２）のコンボリューションを行ない新しい画素値ｇ（ｘ，ｙ）を求める。これにより原画像が持つ周波数成分がぼかされ、モワレの周波数成分を目立ちにくくすることができる。
【数１】

【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、以下に述べるような問題点があった。
【００１１】
従来の式（２）によるモワレを抑制する方法では、ソフトウェアによる処理では時間がかかり、高速に処理できないという問題点があった。また、これを十分に高速処理するために、処理をハードウェア化した場合には、画像処理装置の製造に多くのコストが必要となるという問題点があった。
【００１２】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、画像処理により発生するモワレを低減し、かつ画像処理を高速に処理する画像処理装置とその画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、画像処理により発生するモワレを低減し、かつ画像処理を高速に処理する画像処理装置を安価に提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の画像処理装置は、入力される原画像を画像処理して変形画像を生成し調整する画像処理装置において、前記原画像に対して定められた画像変換処理を行なうことにより生成される変形画像の各画素の座標値と、前記原画像の各画素の座標値とを対応付ける第１の対応付けデータを生成する手段と、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を周期的に増減させる予め定められた相対画素位置を記録するｍ×ｎ画素（ｍ，ｎは自然数）の画素位置テーブルと、前記第１の対応付けデータに示される前記原画像の各画素の座標値に、前記画素位置テーブルに記録された相対画素位置を、二次元的に繰り返し適用することにより、第２の対応付けデータを生成する手段を備え、前記第２の対応付けデータに基づいて、調整された変形画像を生成することを特徴とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の本発明の画像処理装置は、前記第２の対応付けデータを生成する手段は、前記画素位置テーブルに示される前記相対画素位置に基づいて、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を増減させることにより前記第２の対応付けデータを生成することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の本発明の画像処理装置は、前記画素位置テーブルにて、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記原画像における周期パターンの周期に基づいて増減させる値の設定を前記相対画素位置として備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の本発明の画像処理装置は、前記第２の対応付けデータを生成する手段は、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記画素位置テーブルに示される前記ｍ×ｎ画素を当該原画像中に敷き詰めた場合に、当該原画像の座標値に該当する前記画素位置テーブルの座標値において示される前記相対画素位置に基づいて拡散させることにより前記第２の対応付けデータを生成することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の本発明の画像処理装置は、入力される前記原画像に対する画像処理の機能として、画像の拡大処理の機能及び縮小処理の機能を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の本発明の画像処理方法は、入力される原画像を画像処理して変形画像を生成し調整する画像処理方法において、前記原画像に対して定められた画像変換処理を行なうことにより生成される変形画像の各画素の座標値と、前記原画像の各画素の座標値とを対応付ける第１の対応付けデータを生成するステップと、前記第１の対応付けデータに示される前記原画像の各画素の座標値に、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を周期的に増減させる予め定められた相対画素位置を記録するｍ×ｎ画素（ｍ，ｎは自然数）の画素位置テーブルに記録された相対画素位置を、二次元的に繰り返し適用することにより、第２の対応付けデータを生成するステップと、前記第２の対応付けデータに基づいて、調整された変形画像を生成するステップを備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の本発明の画像処理方法は、前記第２の対応付けデータを生成するステップにて、前記画素位置テーブルに示される前記相対画素位置に基づいて、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を増減させることにより前記第２の対応付けデータを生成することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の本発明の画像処理方法は、前記画素位置テーブルが、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記原画像における周期パターンの周期に基づいて増減させる値の設定を前記相対画素位置として備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項９の本発明の画像処理方法は、前記第２の対応付けデータを生成するステップにて、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記画素位置テーブルに示される前記ｍ×ｎ画素を当該原画像中に敷き詰めた場合に、当該原画像の座標値に該当する前記画素位置テーブルの座標値において示される前記相対画素位置に基づいて増減させることにより前記第２の対応付けデータを生成することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の本発明の画像処理プログラムは、コンピュータを制御することにより、入力される原画像を画像処理して変形画像を生成し調整する画像処理プログラムにおいて、前記原画像に対して定められた画像変換処理を行なうことにより生成される変形画像の各画素の座標値と、前記原画像の各画素の座標値とを対応付ける第１の対応付けデータを生成する機能と、前記第１の対応付けデータに示される前記原画像の各画素の座標値に、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を周期的に増減させる予め定められた相対画素位置を記録するｍ×ｎ画素（ｍ，ｎは自然数）の画素位置テーブルに記録された相対画素位置を、二次元的に繰り返し適用することにより、第２の対応付けデータを生成する機能と、前記第２の対応付けデータに基づいて、調整された変形画像を生成する機能を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の本発明の画像処理プログラムは、前記画素位置テーブルに示される前記相対画素位置に基づいて、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の、各座標成分の値を増減させることにより前記第２の対応付けデータを生成する機能を備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の本発明の画像処理プログラムは、前記画素位置テーブルが、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記原画像における周期パターンの周期に基づいて増減させる値の設定を前記相対画素位置として備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の本発明の画像処理プログラムは、前記第１の対応付けデータに示される前記変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた前記原画像の各画素の座標値の各座標成分の値を、前記画素位置テーブルに示される前記ｍ×ｎ画素を当該原画像中に敷き詰めた場合に、当該原画像の座標値に該当する前記画素位置テーブルの座標値において示される前記相対画素位置に基づいて増減させることにより前記第２の対応付けデータを生成することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態による画像処理装置１００の構成を示す示すブロック図である。図１を参照すると、本実施の形態の画像処理装置１００は、画像バッファ１０と、画像処理回路２０と、画素位置テーブル３０を備えている。なお、以下本実施の形態の説明においては、画像処理として、画像の縮小処理を例に説明するが、画像の拡大等のその他の処理の場合に関しても同様である。
【００３０】
また、本実施の形態の画像処理は、以下に説明するように、第１の対応付け処理と、第２の対応付け処理と、調整された変形画像の生成処理との３段階により実行される。
【００３１】
１つ目の第１の対応付け処理においては、画像の拡大や縮小等の原画像に対し実行する定められた画像変換処理により変形画像を生成し、この変形画像の各画素の座標値と、原画像の各画素の座標値との対応付けを行なう。
【００３２】
２つ目の第２の対応付け処理においては、この変形画像において発生するモワレ等を抑止するために、変形画像の各画素の座標値に対して対応付けられた、原画像の各画素の座標値を調整する。
【００３３】
そして最後に、この第２の対応付け処理により調整された座標値の対応に基づいて、調整された変形画像を生成し出力する。
【００３４】
なお、上述の第１の対応付け処理においては、変形画像の各画素の座標値と原画像の各画素の座標値との対応付けのデータを出力することが目的であり、実際に変形画像自体の画像データを生成する必要はない。
【００３５】
画像バッファ１０は、画像処理の対処である原画像や、最終的に出力する画像である調整された変形画像や、処理途中において発生する各種データを記録するバッファでる。
【００３６】
本実施の形態の画像処理回路２０は、プログラム制御されるＣＰＵ等で実現され、標本化回路２１と、画素位置調整回路２２を備えている。
【００３７】
標本化回路２１は、最終的に出力される画像である調整された変形画像の各画素位置（ｘ’，ｙ’）毎に、原画像の対応する画素位置を算出して、画素位置調整回路２２に出力する。この画素位置の算出処理は、例えばａ倍に変形する（拡大・縮小の）場合には、式（１）に当てはめて求めることができる。
【００３８】
画素位置テーブル３０は、標本化回路２１により算出された画素の対応を、拡散するために用いるテーブルであり、図２は、本実施の形態の画素位置テーブル３０の一例を示す図である。
【００３９】
本実施の形態の画素位置テーブル３０は、図２の例に示されるように、ｍ×ｎ個（ｍ，ｎは自然数）の相対画素位置を格納するテーブルであり、また図２の例においてはｍ＝ｎ＝４である。ここで、画素位置テーブル３０の各セル位置を、（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝０，１，２，３）の座標により示すこととする。画素位置テーブル３０の各セルには、変形画像の画素位置に対応する原画像の画素位置（ｘ，ｙ）を、調整するための相対画素位置（ｄｘ，ｄｙ）のデータを格納する。
【００４０】
画素位置調整回路２２は、標本化回路２１から入力される、変形画像の各画素位置（ｘ’，ｙ’）と原画像の画素位置（ｘ，ｙ）との対応を示すデータに対して、画素位置テーブル３０に示される相対画素位置（ｄｘ，ｄｙ）のデータに基づいて拡散を行ない、変形画像のモワレを低減させる。
【００４１】
ここで、本実施の形態の画素位置調整回路２２による、変形画像のモワレを低減させる処理を説明する。ここでは、入力された変形画像の各画素位置（ｘ’，ｙ’）に対する原画像の画素位置（ｘ，ｙ）の対応を、以下のように修正する。
【００４２】
変形画像の各画素位置（ｘ’，ｙ’）に対応する原画像の画素位置（ｘ，ｙ）を示す各座標成分“ｘ”、“ｙ”の各値に対して、ｘをｍで割った余りをｉ、ｙをｎで割った余りをｊとする。そして、この座標（ｉ，ｊ）に対応する画素位置テーブル３０内のセルに格納された相対画素位置（ｄｘ，ｄｙ）の“ｄｘ”、“ｄｙ”の各値を“ｘ”、“ｙ”のぞれぞれに加算する。これにより得られた座標（ｘ”，ｙ”）を、変形画像の画素位置（ｘ’，ｙ’）に対する原画像の画素位置として新しく定める。そして、この新規に算出された原画像の画素位置（ｘ”，ｙ”）における画素値に基づいて生成される画像を、モワレを低減させ調整された変形画像として出力する。
【００４３】
この調整された変形画像の画素位置（ｘ”，ｙ”）を算出する演算を式に示すと、下記の式（３）のようになる。
ｘ”＝ｘ＋ｄｘ（ｉ，ｊ）
ｙ”＝ｙ＋ｄｙ（ｉ，ｊ）
ｉ＝ｍｏｄ（ｘ，ｍ）
ｊ＝ｍｏｄ（ｙ，ｎ）（３）
【００４４】
ここで、ｍｏｄは割り算の余りを求める関数であり、つまり、ｍｏｄ（ｘ，ｍ）はｘをｍで割った余りを示し、ｍｏｄ（ｙ，ｎ）はｙをｎで割った余りを示す。また、ｄｘ（ｉ，ｊ）は、（ｉ，ｊ）の値に対するｄｘの値を示し、ｄｙ（ｉ，ｊ）は、（ｉ，ｊ）の値に対するｄｙの値を示す。
【００４５】
なお、図２の例のように、ｍ，ｎを２のべき乗の値に定めて、ｘ，ｙを２進数で表わす場合には、下位のビット（上の例では２ビット）をとるのみの簡易な演算により、上記の（ｉ，ｊ）を求めることが可能である。
【００４６】
次に、本実施の形態の画像処理装置１００による画像処理の一連の動作を説明する。図３は、本実施の形態の画像処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【００４７】
図３を参照すると、本実施の形態の画像処理装置１００は、まず処理対象の画像である原画像の入力を受け（ステップ３０１）、画像バッファに格納する。そして、標本化回路２１が、拡大や縮小等の処理後の画像の各座標に対する、原画像の座標の対応を算出する（ステップ３０２）。そして、画素位置調整回路２２が、画素位置テーブル３０に基づいて、標本化回路２１が算出した対応する原画像の座標を拡散して（ステップ３０３）、調整された変形画像を生成し（ステップ３０４）、出力する（ステップ３０５）。
【００４８】
次に、本実施の形態の動作の一具体例を示す。例えば、２／３に縮小する場合、各画素を走査しながら縮小結果が出力されて行くが、今（ｘ’，ｙ’）＝（５２，３２）の画素値を求める段階であるとする。
【００４９】
すると、式（１）により、（ｘ，ｙ）＝（７８，４８）であり、ｍ＝４とｎ＝４のそれぞれで割った余りを求めて、（ｉ，ｊ）＝（２，０）となる。
【００５０】
図２を参照すると、画素位置テーブル３０の対応する相対画素位置の値は（ｄｘ，ｄｙ）＝（０，１）であるため、式（３）により、（ｘ”，ｙ”）＝（７８，４９）となる。よって、最終的に画像バッファ１０に格納されている原画像の（ｘ”，ｙ”）＝（７８，４９）の座標の画素値が、縮小画像の（ｘ’，ｙ’）＝（５２，３２）の座標の画素値とされる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、標本化される原画像の画素位置が画素位置テーブルに格納された相対位置により移動されるため、原画像の周期性が乱され、モワレが軽減される。
【００５２】
次に、本発明のその他の実施の形態を説明する。
【００５３】
拡大や縮小等の各種の画像処理において、モワレの発生する程度は、拡大縮小の倍率や画像に存在する周期パターンの周期等に依存する。図２に示した画素位置テーブル３０に格納される相対画素位置パターンは一例であり、それぞれの用途に応じ、最適な相対画素位置パターンを設計し用いることも同様に実施することができる。
【００５４】
また、画素位置テーブル３０のパターンは、原画像に対し二次元的に繰り返し適用されるため、結果の画像にこの継ぎ目が目立たないようなパターンとする必要がある。即ち、図２のような二次元的に並べた場合に、周期的になるパターンか、相対画素位置が無相関になるパターンが適当であり、またこのような条件を満たすパターンを、図２の相対画素位置パターンの代わりに用いることができる。
【００５５】
なお、上記の第１の実施の形態では、画素位置テーブル３０の座標である（ｉ，ｊ）を、原画像の画素位置（ｘ，ｙ）を基に求めているが、この方式以外にも、標本化回路２１が算出した画素位置（ｘ’，ｙ’）を基に式（３）と同様にして、下記の式（４）によって求めるように構成することも同様に実施することができる。
ｘ”＝ｘ＋ｄｘ（ｉ，ｊ）
ｙ”＝ｙ＋ｄｙ（ｉ，ｊ）
ｉ＝ｍｏｄ（ｘ’，ｍ）
ｊ＝ｍｏｄ（ｙ’，ｎ）（４）
ここで、ｍｏｄは、割り算の余りを求める関数である。
【００５６】
また画素位置テーブルは、予め用意する方式に限らず、画像処理の実行時において、原画像における周期パターンの周期や、拡大縮小の倍率等の画像処理の内容の情報に基づいて、これを自動生成し用いる等の方式も可能である。
【００５７】
また画素位置テーブルは、一種類のみを用いる方式に限らず、複数の種類の画素位置テーブルを１枚の原画像に対する画像処理において用いることも可能である。例えば、複数の画素位置テーブルを、繰り返し定められた規則に基づいて画像中に敷き詰めて用いる方式や、原画像における周期パターンの周期等に基づいて、各場所において用いる画素位置テーブルを自動的に切り返す等の方式が可能である。
【００５８】
また、図２の例の画素位置テーブル３０では、簡単のため長方形の例を記述しているが、画像を敷き詰められる形態であれば、平行四辺形や三角形の形状による画素位置テーブルを用いる方式や、これら各種の形状の複数の画素位置テーブルを組み合わせて用いる方式も同様に可能である。
【００５９】
また、本発明の画像処理装置による画像の変形処理は、原画像の拡大や縮小の処理のみに限らず、画像を回転させる処理や、定められた方向のみへの拡大や縮小の処理や、色数の変更処理や、その他各種の画像処理に適応することができ、こうした画像処理において発生するモワレを抑制することができる。
【００６０】
なお、上記各実施の形態の画像処理装置１００は、標本化回路２１や画素位置調整回路２２の機能や、その他の機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである画像処理プログラム９０を、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この画像処理プログラム９０は、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体に格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した各機能を実現する。
【００６１】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像処理装置とその画像処理方法、及び画像処理プログラムによれば、以下のような効果が達成される。
【００６３】
第１に、本発明によれば、原画像をスムージングするのでなく、画素の相対位置を移動することにより、高速にモワレを低減した画像の拡大縮小を行なうことができる。
【００６４】
第２に、本発明によれば、画素の相対位置をテーブル化しておき、これを繰り返し利用することによって、相対位置を画素毎に計算したり、画像全体の相対位置をメモリに保持することなく、効率的に画像の拡大縮小ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画像処理装置の構成を示す示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の画素位置テーブルに格納する相対画素位置の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の画像処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】画像の拡大縮小に伴うモワレの発生を説明する図である。
【図６】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００画像処理装置
１０画像バッファ
２０画像処理回路
２１標本化回路
２２画素位置調整回路
３０画素位置テーブル
９０画像処理プログラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to image processing for editing image data such as reduction and enlargement, and more particularly to an image processing apparatus that suppresses moire of an image after editing, an image processing method thereof, and an image processing program.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional image processing apparatus 100a. Hereinafter, in the present specification, an image to be processed is referred to as an original image, and an image output after image processing is referred to as a modified image. Examples of the contents of the image processing include processing such as image enlargement and reduction.
[0003]
Note that here, reduction processing is mainly described as an example of image processing, but the same applies to enlargement and other processing.
[0004]
First, each pixel position of the original image is denoted by (x, y), and each pixel position of the modified image is denoted by (x ′, y ′). The original image is input and stored in the image buffer 10. Here, the processing of the image processing apparatus 100a will be described by taking as an example the case of executing a transformation for multiplying the image size by a (that is, the case of transformation with x ′ = ax and y ′ = ay).
[0005]
The following processing is performed. The sampling circuit 21a scans each pixel of the deformed image, and calculates the corresponding pixel position of the original image for each pixel position (x ′, y ′) by the following equation (1).
x = x ′ / a
y = y ′ / a (1)
[0006]
The pixel value of the original image (that is, the value indicating the color of the pixel) existing at the corresponding position (x, y) obtained is read from the image buffer 10 and used as the pixel value of the modified image. At this time, “x” and “y” are not integers depending on the value of “a”, but at that time, “nearest neighbor method (nearest neighbor method)” using the nearest integer as a position coordinate, A “bilinear method” that is interpolated from pixel values of four pixels and used as a pixel value of a reduced image, a “cubic convolution method” that determines pixel values from pixel values of surrounding 16 pixels, and the like can be used.
[0007]
However, in this case, if a periodic pattern exists in the original image, a periodic pattern that is not present in the original image, which is called moire, may occur. This phenomenon will be described with reference to FIG.
[0008]
FIG. 5 schematically shows the power of an image on a Fourier plane obtained by Fourier transforming the image. It is assumed that a periodic pattern having a wave number (180, 20) as indicated by b exists in an image sampled at a resolution of 600 dpi. When this image is resampled at a resolution of 400 dpi at a magnification of 2/3, the beat appears at the position (−200, 0) as shown by c, and further interference appears at the position d = b + c. This wave number becomes (−20, 20), and it becomes a moire where the period is easily felt by human eyes.
[0009]
In order to reduce the influence of moire, an image processing apparatus 100b having a configuration as shown in FIG. 6 is conventionally used. The conventional image processing apparatus 100b shown in FIG. 6 first smoothes the original image by the smoothing means 2. This smoothing process uses the value f (x, y) of each pixel and the surrounding pixel value f (x + dx, y + dy) to perform the convolution of Expression (2) shown in Equation 1 below to obtain a new pixel value g. Find (x, y). As a result, the frequency component of the original image is blurred, and the moire frequency component can be made inconspicuous.
[Expression 1]

[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technique has the following problems.
[0011]
In the conventional method of suppressing moire by the equation (2), there is a problem that processing by software takes time and processing cannot be performed at high speed. In addition, when the processing is implemented as hardware in order to perform the processing at a sufficiently high speed, there has been a problem that a lot of cost is required for manufacturing the image processing apparatus.
[0012]
A first object of the present invention is to provide an image processing apparatus, an image processing method thereof, and an image processing program for solving the above-described disadvantages of the prior art, reducing moire generated by image processing, and processing image processing at high speed. It is to provide.
[0013]
The second object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, to reduce the moire generated by the image processing, and to provide an image processing apparatus that processes the image processing at high speed at a low cost.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image processing apparatus of the present invention performs a predetermined image conversion process on an original image in an image processing apparatus that performs image processing on an input original image to generate and adjust a deformed image. Means for generating first association data for associating the coordinate value of each pixel of the deformed image generated by this with the coordinate value of each pixel of the original image, and the above-described first association data Recording a predetermined relative pixel position for periodically increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image m × n A relative pixel position recorded in the pixel position table is two-dimensionally expressed in a pixel position table of pixels (m and n are natural numbers) and the coordinate value of each pixel of the original image indicated in the first association data. Apply repeatedly It makes comprises means for generating a second correlation data, based on said second correlation data, characterized in that said generating a modified image is adjusted.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus of the present invention, the means for generating the second association data is indicated in the first association data based on the relative pixel position indicated in the pixel position table. The second association data is generated by increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image. And
[0016]
The image processing apparatus according to the third aspect of the present invention is the image processing apparatus according to the third aspect, wherein each of the original images associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated by the first association data in the pixel position table. A value setting for increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value of the pixel based on the period of the periodic pattern in the original image is provided as the relative pixel position.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus of the present invention, the means for generating the second association data is associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated by the first association data. Further, the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image corresponds to the coordinate value of the original image when the m × n pixels indicated in the pixel position table are spread in the original image. The second association data is generated by diffusing based on the relative pixel position indicated by the coordinate value of the pixel position table.
[0018]
The image processing apparatus of the present invention according to claim 5 is characterized in that an image enlargement process function and a reduction process function are provided as an image process function for the input original image .
[0019]
The image processing method of the present invention according to claim 6 is an image processing method for generating and adjusting a deformed image by performing image processing on an input original image, and performing a predetermined image conversion process on the original image. Generating first association data for associating the coordinate value of each pixel of the generated deformed image with the coordinate value of each pixel of the original image; and the original image indicated by the first association data The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the modified image indicated by the first association data By repeatedly applying the relative pixel positions recorded in the pixel position table of m × n pixels (m and n are natural numbers) to record a predetermined relative pixel position that periodically increases or decreases two-dimensionally, Second mapping data Generating a, on the basis of the second correlation data, characterized in that it comprises the step of generating a modified image is adjusted.
[0020]
In the image processing method of the present invention according to claim 7, in the step of generating the second association data, the first association data is displayed based on the relative pixel position indicated in the pixel position table. Generating the second association data by increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image. Features.
[0021]
The image processing method of the present invention according to claim 8 , wherein each pixel of the original image in which the pixel position table is associated with a coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. A value setting for increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value based on the period of the periodic pattern in the original image is provided as the relative pixel position .
[0022]
In the image processing method of the present invention according to claim 9, in the step of generating the second association data, association is performed with respect to the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image obtained corresponds to the coordinate value of the original image when the m × n pixels indicated in the pixel position table are spread in the original image. The second association data is generated by increasing or decreasing based on the relative pixel position indicated by the coordinate value of the pixel position table .
[0023]
The image processing program of the present invention according to claim 10 is defined for the original image in the image processing program for generating and adjusting a deformed image by performing image processing on an input original image by controlling a computer. A function for generating first association data for associating coordinate values of each pixel of the deformed image generated by performing image conversion processing with coordinate values of each pixel of the original image, and the first association The coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the original image indicated in the data and the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data The relative pixel positions recorded in the pixel position table of m × n pixels (m and n are natural numbers) that record predetermined relative pixel positions that periodically increase or decrease the value of each coordinate component are two-dimensionally expressed. To By return application, a function of generating the second correlation data, based on said second correlation data, characterized in that it comprises a function of generating a modified image is adjusted.
[0024]
The image processing program of the present invention according to claim 11 corresponds to the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data based on the relative pixel position indicated in the pixel position table. A function of generating the second association data by increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the attached original image is provided.
[0025]
The image processing program of the present invention according to claim 12 is configured such that each pixel of the original image in which the pixel position table is associated with a coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. A value setting for increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate value based on the period of the periodic pattern in the original image is provided as the relative pixel position.
[0026]
The image processing program of the present invention according to claim 13 is configured such that each coordinate of a coordinate value of each pixel of the original image associated with a coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. The relative pixel indicated by the coordinate value of the pixel position table corresponding to the coordinate value of the original image when the m × n pixels indicated by the pixel position table are spread in the original image. The second association data is generated by increasing / decreasing based on the position .
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the image processing apparatus 100 according to the present embodiment includes an image buffer 10, an image processing circuit 20, and a pixel position table 30. In the following description of the present embodiment, image reduction processing will be described as an example of image processing, but the same applies to other processing such as image enlargement.
[0030]
In addition, as will be described below, the image processing according to the present embodiment is executed in three stages: a first association process, a second association process, and an adjusted modified image generation process. .
[0031]
In the first first association process, a deformed image is generated by a predetermined image conversion process performed on the original image such as enlargement or reduction of the image, and the coordinate value of each pixel of the deformed image; Correlation with the coordinate value of each pixel of the original image is performed.
[0032]
In the second second associating process, the coordinates of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image in order to suppress moire or the like occurring in the deformed image. Adjust the value.
[0033]
Finally, based on the correspondence of the coordinate values adjusted by the second association processing, an adjusted modified image is generated and output.
[0034]
In the first association process described above, the object is to output association data between the coordinate value of each pixel of the deformed image and the coordinate value of each pixel of the original image. It is not necessary to generate image data.
[0035]
The image buffer 10 is a buffer that records an original image that is a countermeasure for image processing, an adjusted deformed image that is an image to be finally output, and various data generated during the processing.
[0036]
The image processing circuit 20 according to the present embodiment is realized by a program-controlled CPU or the like, and includes a sampling circuit 21 and a pixel position adjustment circuit 22.
[0037]
The sampling circuit 21 calculates the corresponding pixel position of the original image for each pixel position (x ′, y ′) of the adjusted deformed image that is the finally output image, and the pixel position adjusting circuit. 22 for output. This pixel position calculation processing can be obtained by applying the formula (1) when the pixel position is transformed to a times (enlargement / reduction), for example.
[0038]
The pixel position table 30 is a table used for diffusing the correspondence of the pixels calculated by the sampling circuit 21, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the pixel position table 30 of the present embodiment.
[0039]
The pixel position table 30 of the present embodiment is a table that stores m × n (m and n are natural numbers) relative pixel positions as shown in the example of FIG. 2, and in the example of FIG. m = n = 4. Here, each cell position of the pixel position table 30 is indicated by coordinates of (i, j) (i, j = 0, 1, 2, 3). Each cell of the pixel position table 30 stores data of the relative pixel position (dx, dy) for adjusting the pixel position (x, y) of the original image corresponding to the pixel position of the deformed image.
[0040]
The pixel position adjusting circuit 22 receives the data indicating the correspondence between the pixel positions (x ′, y ′) of the deformed image and the pixel positions (x, y) of the original image input from the sampling circuit 21. Diffusion is performed based on the data of the relative pixel position (dx, dy) shown in the pixel position table 30 to reduce moire of the deformed image.
[0041]
Here, a process for reducing the moire of the deformed image by the pixel position adjusting circuit 22 of the present embodiment will be described. Here, the correspondence of the pixel position (x, y) of the original image to each pixel position (x ′, y ′) of the input deformed image is corrected as follows.
[0042]
For each value of each coordinate component “x”, “y” indicating the pixel position (x, y) of the original image corresponding to each pixel position (x ′, y ′) of the deformed image, x is divided by m. Let the remainder be i and the remainder of y divided by n be j. Then, each value of “dx” and “dy” of the relative pixel position (dx, dy) stored in the cell in the pixel position table 30 corresponding to this coordinate (i, j) is set to “x”, “y”. Add to each one. The coordinates (x ″, y ″) thus obtained are newly determined as the pixel position of the original image with respect to the pixel position (x ′, y ′) of the deformed image. Then, an image generated based on the pixel value at the pixel position (x ″, y ″) of the newly calculated original image is output as a modified image adjusted with reduced moire.
[0043]
An equation for calculating the pixel position (x ″, y ″) of the adjusted deformed image is expressed by the following equation (3).
x ″ = x + dx (i, j)
y ″ = y + dy (i, j)
i = mod (x, m)
j = mod (y, n) (3)
[0044]
Here, mod is a function for obtaining a remainder of division, that is, mod (x, m) indicates a remainder obtained by dividing x by m, and mod (y, n) indicates a remainder obtained by dividing y by n. Further, dx (i, j) indicates the value of dx with respect to the value of (i, j), and dy (i, j) indicates the value of dy with respect to the value of (i, j).
[0045]
As shown in FIG. 2, when m and n are set to powers of 2 and x and y are expressed in binary numbers, only the lower bits (2 bits in the above example) are taken. The above (i, j) can be obtained by a simple calculation.
[0046]
Next, a series of image processing operations by the image processing apparatus 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart for explaining the image processing operation of the present embodiment.
[0047]
Referring to FIG. 3, the image processing apparatus 100 according to the present embodiment first receives an input of an original image that is an image to be processed (step 301), and stores it in an image buffer. Then, the sampling circuit 21 calculates the correspondence of the coordinates of the original image to the coordinates of the image after processing such as enlargement or reduction (step 302). Then, the pixel position adjustment circuit 22 diffuses the coordinates of the corresponding original image calculated by the sampling circuit 21 based on the pixel position table 30 (step 303), and generates an adjusted modified image (step 304). And output (step 305).
[0048]
Next, a specific example of the operation of this embodiment will be shown. For example, in the case of reduction to 2/3, the reduction result is output while scanning each pixel, but it is assumed that the pixel value of (x ′, y ′) = (52, 32) is now obtained.
[0049]
Then, according to the equation (1) , (x, y) = (78, 48), and the remainder obtained by dividing each of m = 4 and n = 4 is obtained, and (i, j) = (2, 0) It becomes.
[0050]
Referring to FIG. 2, since the value of the corresponding relative pixel position in the pixel position table 30 is (dx, dy) = (0, 1), (x ″, y ″) = (78 49). Therefore, the pixel value of the coordinates of (x ″, y ″) = (78, 49) of the original image finally stored in the image buffer 10 is (x ′, y ′) = (52, 32) is the pixel value of the coordinates.
[0051]
As described above, according to this embodiment, since the pixel position of the original image to be sampled is moved by the relative position stored in the pixel position table, the periodicity of the original image is disturbed, and moire is reduced. It is reduced.
[0052]
Next, other embodiments of the present invention will be described.
[0053]
In various types of image processing such as enlargement and reduction, the degree of occurrence of moire depends on the enlargement / reduction magnification, the period of the periodic pattern existing in the image, and the like. The relative pixel position pattern stored in the pixel position table 30 shown in FIG. 2 is an example, and an optimal relative pixel position pattern can be designed and used in accordance with each application.
[0054]
Further, since the pattern of the pixel position table 30 is repeatedly applied two-dimensionally to the original image, it is necessary to make the pattern in which the seam is not conspicuous in the resulting image. That is, when arranged two-dimensionally as shown in FIG. 2, a pattern that becomes periodic or a pattern in which the relative pixel position becomes uncorrelated is appropriate, and a pattern that satisfies such a condition is shown in FIG. It can be used instead of the relative pixel position pattern.
[0055]
In the first embodiment, the coordinates (i, j) of the pixel position table 30 are obtained based on the pixel position (x, y) of the original image. In the same manner as the equation (3) based on the pixel position (x ′, y ′) calculated by the sampling circuit 21, it is possible to similarly implement the configuration obtained by the following equation (4). .
x ″ = x + dx (i, j)
y ″ = y + dy (i, j)
i = mod (x ′, m)
j = mod (y ′, n) (4)
Here, mod is a function for calculating the remainder of division.
[0056]
The pixel position table is not limited to a method prepared in advance, and is automatically generated based on information on the contents of the image processing, such as the period of the periodic pattern in the original image and the enlargement / reduction magnification, when the image processing is executed. It is possible to use such a method.
[0057]
Further, the pixel position table is not limited to a method using only one type, and a plurality of types of pixel position tables can be used in image processing for one original image. For example, a method of using a plurality of pixel position tables by laying them in an image based on repeatedly determined rules, a pixel position table to be used at each location automatically based on a period of a periodic pattern in an original image, or the like. Etc. are possible.
[0058]
In addition, in the pixel position table 30 in the example of FIG. 2, an example of a rectangle is described for the sake of simplicity. However, as long as an image can be spread, a method using a pixel position table with a parallelogram or a triangle shape, A method of using a plurality of pixel position tables in various shapes in combination is also possible.
[0059]
The image deformation processing by the image processing apparatus of the present invention is not limited to the original image enlargement or reduction process, but the image rotation process, the enlargement or reduction process only in a predetermined direction, the color The present invention can be applied to a number change process and various other image processes, and moire generated in such image processes can be suppressed.
[0060]
The image processing apparatus 100 according to each of the above embodiments is a computer program having each function as well as realizing the functions of the sampling circuit 21 and the pixel position adjusting circuit 22 and other functions in hardware. An image processing program 90 can be realized by being loaded into a memory of a computer processing apparatus. The image processing program 90 is stored in a magnetic disk, a semiconductor memory, or other recording medium. Each function described above is realized by being loaded from the recording medium into the computer processing apparatus and controlling the operation of the computer processing apparatus.
[0061]
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments and examples, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope of the technical idea. Can be implemented.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the image processing apparatus, the image processing method, and the image processing program of the present invention, the following effects are achieved.
[0063]
First, according to the present invention, it is possible to perform enlargement / reduction of an image with reduced moire at high speed by moving the relative position of the pixels instead of smoothing the original image.
[0064]
Second, according to the present invention, the relative positions of the pixels are tabulated and used repeatedly, so that the relative positions are calculated for each pixel and the relative positions of the entire image are not held in the memory. The image can be scaled efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of relative pixel positions stored in a pixel position table according to the first embodiment of this invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining an image processing operation according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional image processing apparatus.
FIG. 5 is a diagram for explaining generation of moire associated with image enlargement / reduction.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional image processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image processing apparatus 10 Image buffer 20 Image processing circuit 21 Sampling circuit 22 Pixel position adjustment circuit 30 Pixel position table 90 Image processing program

Claims

In an image processing apparatus for generating and adjusting a deformed image by performing image processing on an input original image,
First association data for associating the coordinate value of each pixel of the deformed image generated by performing a predetermined image conversion process on the original image and the coordinate value of each pixel of the original image is generated. Means,
Predetermined to periodically increase or decrease the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the modified image indicated in the first association data. A pixel position table of m × n pixels (m and n are natural numbers) for recording the obtained relative pixel positions;
By repeatedly applying the relative pixel position recorded in the pixel position table to the coordinate value of each pixel of the original image indicated in the first association data in two dimensions, the second association data is obtained. Comprising means for generating
An image processing apparatus that generates an adjusted modified image based on the second association data.

The means for generating the second association data includes:
Based on the relative pixel position indicated in the pixel position table, the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second association data is generated by increasing or decreasing a value of each coordinate component.

In the pixel position table,
The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data is represented by the periodic pattern in the original image. The image processing apparatus according to claim 1 , further comprising, as the relative pixel position, a value that is increased or decreased based on a period .

The means for generating the second association data includes:
The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data is indicated in the pixel position table. When the m × n pixels are laid out in the original image, the second pixel is increased or decreased based on the relative pixel position indicated in the coordinate value of the pixel position table corresponding to the coordinate value of the original image. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the association data is generated.

5. The image processing apparatus according to claim 1 , further comprising an image enlargement function and a reduction process function as an image processing function for the input original image. 6.

In an image processing method for generating and adjusting a deformed image by performing image processing on an input original image,
First association data for associating the coordinate value of each pixel of the deformed image generated by performing a predetermined image conversion process on the original image and the coordinate value of each pixel of the original image is generated. Steps,
The original image associated with the coordinate value of each pixel of the original image indicated by the first association data with respect to the coordinate value of each pixel of the modified image indicated by the first association data Relative pixels recorded in a pixel position table of m × n pixels (m and n are natural numbers) that record predetermined relative pixel positions for periodically increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate values of each pixel Generating second association data by repeatedly applying the position in two dimensions; and
An image processing method comprising: generating an adjusted modified image based on the second association data.

In the step of generating the second association data,
Based on the relative pixel position indicated in the pixel position table, the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. The image processing method according to claim 6 , wherein the second association data is generated by increasing or decreasing a value of each coordinate component.

The pixel position table, the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of said original image associated with respect to the coordinate values of each pixel of the modified image shown in the first correlation data, the The image processing method according to claim 6 , further comprising setting a value to be increased or decreased based on a period of a periodic pattern in the original image as the relative pixel position.

In the step of generating the second association data,
The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data is indicated in the pixel position table. When the m × n pixels are laid out in the original image, the second pixel is increased or decreased based on the relative pixel position indicated in the coordinate value of the pixel position table corresponding to the coordinate value of the original image. 9. The image processing method according to claim 8 , wherein association data is generated.

In an image processing program for generating and adjusting a deformed image by performing image processing on an input original image by controlling a computer,
First association data for associating the coordinate value of each pixel of the deformed image generated by performing a predetermined image conversion process on the original image and the coordinate value of each pixel of the original image is generated. Function and
The original image associated with the coordinate value of each pixel of the original image indicated by the first association data with respect to the coordinate value of each pixel of the modified image indicated by the first association data Relative pixels recorded in a pixel position table of m × n pixels (m and n are natural numbers) that record predetermined relative pixel positions for periodically increasing or decreasing the value of each coordinate component of the coordinate values of each pixel A function of generating second association data by repeatedly applying the position in two dimensions ;
An image processing program comprising a function of generating an adjusted modified image based on the second association data.

Based on the relative pixel position indicated in the pixel position table, the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data. The image processing program according to claim 10 , further comprising a function of generating the second association data by increasing or decreasing a value of each coordinate component.

The pixel position table, the value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of said original image associated with respect to the coordinate values of each pixel of the modified image shown in the first correlation data, the The image processing program according to claim 10 , further comprising setting a value to be increased or decreased based on a period of a periodic pattern in the original image as the relative pixel position.

The value of each coordinate component of the coordinate value of each pixel of the original image associated with the coordinate value of each pixel of the deformed image indicated in the first association data is indicated in the pixel position table. When the m × n pixels are laid out in the original image, the second pixel is increased or decreased based on the relative pixel position indicated in the coordinate value of the pixel position table corresponding to the coordinate value of the original image. 13. The image processing program according to claim 12 , wherein the association data is generated.