JP4287668B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、さらに詳しくは、画像データのエッジ強調を施す画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像中のエッジを強調するためにラプラス演算による方法が一般的に用いられてきた。しかし、その際に過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなるといった問題があり、この現象が発生してしまうと、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう。この問題に対して、同一出願人による特開２０００−３２２５６９公報には、強調の結果を近傍画素の最大値と最小値と比較し、最大値を超えた場合には最大値に、最小値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑えることにより解決する技術について開示されている。
また特開平７−１６２６８７号公報には、領域境界部においてエッジを強調することにより発生する過度な強調を、エッジ強調度を制御することにより除去する技術について開示されている。
また特開平８−１４９３０５号公報には、エッジ強調を行う際に良く用いられるラプラス演算によるリンギングを、着目画素の周囲の画素値を大小の順に並べ替えた結果から、Ｋ番目に大きい値とＬ番目に小さい値と、この二つの値に一定のオフセットをそれぞれつけたもの及び二つの値を平均したものの５種類と着目画素とを比較し、その結果、これらのうちからエッジ強調の出力を決定することにより防ぐ技術について開示されている。
また同一出願人による特開２０００−３２２５６９公報には、強調の結果を近傍画素の最大値と最小値と比較し、最大値を超えた場合には最大値に、最小値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑える技術について開示されている。更に同一出願人による特開２００１−０８６３４４公報には、強調の結果を近傍画素の最大値及び最小値にあるバイアス量を負荷した値とを比較し、最大値にあるバイアス量を加えた値を超えた場合には最大値に、最小値にあるバイアス量を加えた値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑える技術について開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−３２２５６９公報
【特許文献２】
特開平７−１６２６８７号公報
【特許文献３】
特開平８−１４９３０５号公報
【特許文献４】
特開２０００−３２２５６９公報
【特許文献５】
特開２００１−０８６３４４公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、実際にはオーバーシュートやアンダーシュートがなくなってしまうと、エッジ強調の効果が薄くなってしまい、画像がぼけてしまうという欠点があった。
これに対し、特許文献５では、抽出した近傍画素の最大値・最小値をそのまま用いるのではなく、ある程度の自由度を持たせることにより、エッジ強調の度合いを調整できるようにしたものであった。しかし、不自然にならない程度にオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制できるという効果に留まり、本質的な解決とはなっていなかった。
本発明は、かかる課題に鑑み、エッジがボケることなく、色地上の白抜けを確実に防ぐことが可能な画像処理装置を提供することを目的する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理装置において、前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調手段と、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出手段と、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出手段と、前記エッジ強調手段、最大値検出手段及び最小値検出手段により検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正手段と、該リンギング補正手段により補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定手段と、前記リンギング補正手段により補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定手段のリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正手段とを備えたことを特徴とする。
従来から、画像中のエッジを強調するためにラプラス演算による方法が一般的に用いられてきた。しかし、ラプラス演算により過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなり、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう問題があった。そこで本発明では、前記各手段を備え、特にリンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御することを特徴としている。
かかる発明によれば、リンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御するので、エッジがボケることなく、且つ色地上の白抜けを確実に防ぐことができる。
【０００５】
請求項２は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記リンギング補正画像データと前記減算器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする。
使用する原稿が固定され、その原稿の地肌があらかじめわかっていれば、その地肌対応する値を設定しておけばよい。これにより注目画素近傍の情報を参照する必要が無く、回路規模を小さくすることが可能となり、コストダウンが期待できる。
かかる発明によれば、エッジ補正処理において固定的な値を使用するので、注目画素近傍の情報を参照する必要が無くなり、回路規模を小さくしてコストダウンを図ることができる。
請求項３は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによりリンギングが発生することにより起きる。そこで本発明では、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するようにして、エッジ補正処理をする際に再び白抜けを発生を防止する。
かかる発明によれば、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するので、再び白抜けが発生することなく、最も効果が高い処理を行うことができる。
【０００６】
請求項４は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、該ディレイメモリのデータから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記減算器、ディレイメモリ及び最小値検出器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量若しくは前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
本発明は請求項２と３を組合わせたものである。エッジ補正量を固定的にして回路を簡素化し、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正することにより、白抜けを防止するものである。
かかる発明によれば、エッジ補正量を固定にし、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正するので、回路構成が簡単にもかかわらず、再び白抜けが発生することを防止して最も効果が高い処理を行うことができる。
請求項５は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力を加算する加算器と、該加算器の出力を右シフトする右シフトレジスタと、前記ディレイメモリの出力をラッチするラッチ回路と、前記右シフトレジスタとラッチ回路の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする。
最小値検出器とディレイメモリの出力を加算する加算器の出力を１ビットシフトすると、最小値と注目画素の平均値が算出される。このようにして、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値と、注目画素との平均値を用いるため、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことが可能である。
かかる発明によれば、注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うので、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことができる。
【０００７】
請求項６は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させることを特徴とする。
エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによるリンギングが起因する。そしてこのリンギングの量は変化するので、それに従ってリンギングの補正量を変える必要がある。そしてこのリンギングの補正量にあわせて注目画素の補正量も変更することが好ましい。
かかる発明によれば、リンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させるので、補正量を自動的に増減することができる。
請求項７は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させることを特徴とする。
リンギングの量と共に時間軸も変化するので、それに従ってリンギングの補正範囲を変える必要がある。そしてこのリンギングの補正範囲にあわせて注目画素の補正範囲も変更することが好ましい。
かかる発明によれば、リンギング補正範囲に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させるので、補正範囲を自動的に増減することができる。
請求項８は、前記エッジ補正手段は、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする。
主走査方向と副走査方向ではＭＴＦが異なるためにリンギングの発生量も異なる。従って、主走査方向と副走査方向に同じリンギング補正量を適応することは好ましくない。そこで主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用する。
かかる発明によれば、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用するので、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
【０００８】
請求項９は、ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理方法において、前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調ステップと、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出ステップと、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出ステップと、前記エッジ強調ステップ、最大値検出ステップ及び最小値検出ステップにより検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正ステップと、該リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定ステップと、前記リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定ステップのリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正ステップとを備えたことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項１と同様の作用効果を奏する。
請求項１０は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算することにより、固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項２と同様の作用効果を奏する。
請求項１１、前記エッジ補正ステップは、前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項３と同様の作用効果を奏する。
請求項１２は、前記エッジ補正ステップは、前記固定的な補正量若しくは前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項４と同様の作用効果を奏する。
【０００９】
請求項１３は、前記エッジ補正ステップは、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項５と同様の作用効果を奏する。
請求項１４は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、該リンギング補正量を適応させることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項６と同様の作用効果を奏する。
請求項１５は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、リンギング補正の補正範囲を適応させることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項７と同様の作用効果を奏する。
請求項１６は、前記エッジ補正ステップは、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項８と同様の作用効果を奏する。
請求項１７は、請求項９乃至１６の何れか一項に記載の画像処理方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする。
かかる発明によれば、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
請求項１８は、請求項１７に記載の画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１はエッジ補正処理を説明するための図である。図１（ａ）は入力画像データであり、（ｂ）はその入力画像データを変化点を検出するための２次微分データであり、（ｃ）は入力画像データを２次微分データを利用してエッジ強調した図であり、（ｄ）はエッジ強調した波形のリンギングを補正した図であり、（ｅ）はエッジを補正した図である。（ａ）〜（ｃ）では過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなるといった問題があり、この現象が発生してしまうと、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう。そこで（ｄ）、（ｅ）のようにオーバーシュートやエッジを補正してこの問題の解決を図っている。
図２は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成図である。この画像処理装置は、ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調回路３と、入力画像データを用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出回路４と、入力画像データを用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出回路５と、前記エッジ強調回路３、最小値検出回路４、最大値検出回路５により検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正回路６と、このリンギング補正回路６により補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定回路１２と、リンギング補正回路６により補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定回路１２のリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正処理回路１１と、ＦＩＦＯ１、２、７〜１０とを備えて構成される。
【００１１】
次に本実施形態の画像処理装置の動作について説明する。入力された８ビットのグレイスケール画像データＩｉｎ（Ｉｉｎ３）はエッジ強調回路３とＦＩＦＯ１へ転送される。説明を簡単にするため、以後入力画像データは８ビットとするが、これに限るものではない。ＦＩＦＯ１はさらに後段のＦＩＦＯ２へと展開され、Ｉｉｎ１／Ｉｉｎ２、２ライン分の遅延データが保持される。このＦＩＦＯ１２に蓄えられた２ラインの画像データＩｉｎ１、Ｉｉｎ２とＩｉｎ３はエッジ強調回路３及び最小値検出回路４へと出力される。エッジ強調回路３では、入力される画像データＩｉｎ１〜３を用いてラプラス演算により画像上のエッジを強調し、エッジ強調された画像データＩｅｄｇをリンギング補正回路６へと出力する。最小値検出回路４では、入力画像データＩｉｎ１〜３を用いて注目画素の近傍領域における最小値を検出し、その最小値データＩｍｉｎをリンギング補正回路６へと出力する。同様に最大値検出回路５では、入力画像データＩｉｎ１〜３を用いて注目画素の近傍領域における最大値を検出し、その最大値データＩｍａｘをリンギング補正回路６へと出力する。
リンギング補正回路６では、エッジ強調回路３の出力Ｉｅｄｇと最小値検出回路の出力Ｉｍｉｎと最大値検出回路の出力Ｉｍａｘを比較して、リンギングの補正処理を行い、そのリンギング補正後のデータＩｃｒｃｔ（Ｉｃｒｃｔ３）をＦＩＦＯ７及びエッジ補正処理回路１１へ、リンギングの補正量データＩｍｎｔ（Ｉｍｎｔ３）をＦＩＦＯ９及びリンギング補正判定回路１２へそれぞれ出力する。ＦＩＦＯ７およびＦＩＦＯ９へと入ったそれぞれのデータは、ＦＩＦＯ８、ＦＩＦＯ１０へと出力され、２ライン分の遅延データＩｃｒｃｔ１・Ｉｃｒｃｔ２、Ｉｍｎｔ１・Ｉｍｎｔ２が保持される。
リンギング補正判定回路１２では、リンギング補正量データＩｍｎｔ１〜３を用いて、リンギング補正が行われたかどうか判定する。判定した結果はコードデータＩｄｅｔとしてエッジ補正処理回路１１へと送られる。エッジ補正処理回路１１では、リンギング補正画像データＩｃｒｃｔ１〜３及びリンギング補正判定コードデータＩｄｅｔを用いて、リンギング補正によるエッジの鈍りを補正し、最終的な出力画像データＩｏｕｔを出力する。なお、本実施形態ではＦＩＦＯを２本ずつ用いているが、構成に応じて任意に変更することが可能である。
【００１２】
図３は図２に示したラプラス演算によるエッジ強調回路３の構成図であり、ラプラス演算回路１３、ディレイメモリ１４、加算器１５から構成される。入力された画像データＩｉｎ１〜３がラプラス演算回路１３に入力され、二次微分成分Ｉｄｉｖ（図１（ｂ））が抽出される。このとき、ラプラス演算子としては図４のような３ｘ３のサイズものを用いるが、他のものでも構わない。これを加算する画像データＩｉｎ２はディレイメモリ１４でラプラス演算回路１３での演算による遅延量を吸収し、Ｉｉｎ２’として加算器１５でＩｄｉｖと足しあわされ、エッジを強調された画像データＩｅｄｇ（図１（ｃ））が出力される。
図５は図２に示した最小値検出回路４の構成図であり、データをラッチするフリップフロップ（以下、Ｆ／Ｆと記す）１６〜２１及び最小値検出器２２から構成され、３ｘ３近傍における画像データの最小値を検出する。入力された画像データＩｉｎ１〜３はＦ／Ｆ１６〜１８でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ１９〜２１でもう一度ラッチされる。最小値検出器２２はＩｉｎ１〜３とＦ／Ｆ１６〜２１の合計９画素のデータを入力として、最小値を抽出し、Ｉｍｉｎとして出力する。この最小値検出器２２については、比較器をラダー状に構成することにより簡単に構成することが出来るので、ここでは省略する。
図６は図２に示した最大値検出回路５の構成図であり、データをラッチするＦ／Ｆ２３〜２８及び最大値検出器２９から構成され、３ｘ３近傍における画像データの最大値を検出する。入力された画像データＩｉｎ１〜３はＦ／Ｆ２３〜２５でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ２６〜２８でもう一度ラッチされる。最大値検出器２９はＩｉｎ１〜３とＦ／Ｆ２３〜２８の合計９画素のデータを入力として、最大値を抽出し、Ｉｍａｘとして出力する。この最大値検出器２９については、最小値検出器２２と同じく簡単に構成することが出来るので、ここでは省略する。
【００１３】
図７は図２に示したリンギング補正回路６の構成図であり、比較器３０、セレクタ３１、減算器３２、セレクタ３３から構成され、エッジ強調の結果が近傍領域における最小値よりも下回った場合、エッジ強調の結果を近傍領域における最小値で置き換え、エッジ強調の結果が近傍領域における最大値よりも上回った場合、エッジ強調の結果を近傍領域における最大値で置き換える動作をする（図１（ｄ））。まず、図２でのエッジ強調回路３の出力Ｉｅｄｇと最小値検出回路４の出力Ｉｍｉｎと最大値検出回路５の出力Ｉｍａｘが比較器３０へ入力され、Ｉｅｄｇ＜Ｉｍｉｎのとき１、Ｉｅｄｇ＞＝Ｉｍａｘのとき２、Ｉｍａｘ＞Ｉｅｄｇ＞＝Ｉｍｉｎのとき０がセレクト信号としてセレクタ３１へと出力される。セレクタ３１ではセレクト信号２のときＩｍａｘ、セレクト信号１のときＩｍｉｎ、セレクト信号０のときＩｅｄｇをリンギング補正画像データＩｃｒｃｔとして出力する。これと並行して、ＩｅｄｇとＩｍｉｎは減算器３２へと入力され、ＩｍｉｎからＩｅｄｇを引いた値Ｉｄｉｆｆがセレクタ３３へと出力される。
またセレクタ３３は、セレクタ３１と同様に比較器３０のセレクト信号により次のように出力Ｉｍｎｔを切り替える。つまり、セレクト信号１のときＩｄｉｆｆ、セレクト信号０又は２のとき０、すなわち、リンギング補正量Ｉｍｎｔはアンダーシュートに対するリンギング補正処理が行われた場合はＩｍｉｎ＝Ｉｄｉｆｆとなり、それ以外はＩｍｉｎ＝０を出力する。
尚、エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによるリンギングが起因する。そしてこのリンギングの量は変化するので、それに従ってリンギングの補正量を変える必要があり、このリンギングの補正量にあわせて注目画素の補正量も変更することにより、補正量を自動的に増減することができる。またリンギングの量と共に時間軸も変化するので、それに従ってリンギングの補正範囲を変える必要があり、このリンギングの補正範囲にあわせて注目画素の補正範囲も変更することにより、補正範囲を自動的に増減することができる。また主走査方向と副走査方向ではＭＴＦが異なるためにリンギングの発生量も異なる。従って、主走査方向と副走査方向に同じリンギング補正量を適応することは好ましくないので、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用することが好ましい。これにより、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
【００１４】
図８は図２に示したリンギング補正判定回路１２の構成図であり、Ｆ／Ｆ３４〜３９、リンギング補正判定器４０から構成され、注目画素を除いた３ｘ３の近傍領域においてリンギング補正処理が行われていた場合、それを図２に示したエッジ補正処理回路１１へと通知するコードデータを出力する。入力されたリンギング補正量データＩｍｎｔ１〜３はＦ／Ｆ３４〜３６でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ３７〜３９でもう一度ラッチされる。リンギング補正判定器４０はＩｍｎｔ１〜３とＦ／Ｆ３４〜３９の合計９画素のデータを入力として、リンギング補正処理が行われたかどうかを判定し、Ｉｄｅｔとしてエッジ補正処理回路１１へと出力する。このリンギング補正判定器４０については、いろいろな判定を行うことが可能であるが、本実施形態では、注目画素の補正量が０で注目画素を除く３ｘ３近傍のいずれかの補正量が０以外であった場合１を出力し、注目画素の補正量が０以外または注目画素を除く３ｘ３近傍のすべての補正量が０であった場合、０を出力するようにする。すなわち３ｘ３近傍において、注目画素に隣接した画素でリンギング補正処理が行われていれば１を出力して、エッジ補正処理回路１１でエッジ補正処理を行うように指示することが可能である。
図９は図２に示したエッジ補正処理回路１１の構成図であり、ディレイメモリ４１〜４３、Ｆ／Ｆ４４〜４９、５１、エッジ補正器５０から構成される。まず、リンギング補正判定回路１２での処理にかかる時間を補正するため、ディレイメモリ４１〜４３がリンギング補正データＩｃｒｃｔ１〜３の遅延量を調整する。遅延量を調整されたＩｃｒｃｔ１〜３はＦ／Ｆ４４〜４６でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ４７〜４９でもう一度ラッチされる。また、リンギング補正判定回路１２からの出力であるＩｄｅｔも同様にＦ／Ｆ５１でラッチされる。
エッジ補正器５０はディレイメモリ４１〜４３とＦ／Ｆ４４〜４９の合計９画素のデータとＦ／Ｆ５１のリンギング補正判定結果出力Ｉｄｅｔ’を入力とし、リンギング補正判定結果出力Ｉｄｅｔ’が１のとき、エッジ部分をよりシャープにしてエッジ部分の裾野を小さくし、ボケが無く切れの良いエッジを実現することが出来る（図１（ｅ））。
【００１５】
図１０は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、減算器５２、エッジ量補正レジスタ５３、セレクタ５４から構成される。入力されたリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ２―２は減算器５２でエッジ量補正レジスタ５３にあらかじめ設定されているある補正量ａを減算され、Ｉａとしてセレクタ５４へと出力される。セレクタ５４ではリンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、減算器５２の出力Ｉａを、Ｉｄｅｔ’が０の時は減算器５２を通らないＩｃｒｃｔ２―２をＩｏｕｔとして出力する。この実施形態においては、使用するリンギング補正画像データが注目画素であるＩｃｒｃｔ２―２だけなので、図２におけるＦＩＦＯ８と図９におけるディレイメモリ４１・４３、Ｆ／Ｆ４４・４６、Ｆ／Ｆ４７〜４９を省略してコストダウンを図ることが出来る。
図１１は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器５５、ディレイメモリ５６、セレクタ５７から構成される。入力された注目画素の３ｘ３近傍におけるリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ１―１からＩｃｒｃｔ３―３は、最小値検出回路５５でこの近傍での最小値が検出され、セレクタ５７へと出力される。注目画素におけるリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ２−２はディレイメモリ５６へも出力され、最小値検出回路５５でかかる遅延を吸収された後、同じくセレクタ５７へと出力される。セレクタ５７では、リンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、最小値検出器５５の出力Ｉｂを、Ｉｄｅｔ’が０の時はディレイメモリ５６で遅延調整のみ行ったＩｃｒｃｔ２−２’をＩｏｕｔとして出力する。
図１２は図１０と図１１を組み合わせたエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器５８、ディレイメモリ５９、減算器６０、エッジ補正量レジスタ６１、セレクタ６２から構成され、注目画素の値Ｉｃｒｃｔ２−２’、注目画素の値から減算器６０でエッジ補正量レジスタ６１に設定された値を引かれたＩａ、最小値検出器５８で検出された注目画素の３ｘ３近傍領域における最小値Ｉｂの３つの値とリンギング補正判定結果Ｉｄｅｔ’がセレクタ６２へと入力される。セレクタ６２ではリンギング補正判定結果Ｉｄｅｔ’の値が１のとき、減算器６０の出力Ｉａが最小値検出器５８の出力Ｉｂ以上であればＩａを、ＩａがＩｂよりも下回っていればＩｂをＩｏｕｔとして出力する。また、Ｉｄｅｔ’が０の時はＩｃｒｃｔ２−２’をＩｏｕｔとして出力する。
【００１６】
図１３は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器６３、ディレイメモリ６４、加算器６５、右シフトレジスタ６６、Ｆ／Ｆ６７、セレクタ６８から構成される。入力された画像データＩｃｒｃｔ１−１〜Ｉｃｒｃｔ３−３は最小値検出器６３でこの中の最小値を検出される。検出された最小値はＩｂとして加算器６５へと出力される。加算器６５ではこの検出された最小値Ｉｂとディレイメモリ６４で最小値検出器６３での遅延量を補正したＩｃｒｃｔ２−２’とが足し合わされる。加算器６５の出力Ｉｃは右シフトレジスタ６６で１ビット右シフトし、これによって最小値Ｉｂと注目画素Ｉｃｒｃｔ２−２’の平均値（Ｉａｖｇ）が算出される。算出された平均値ＩａｖｇはＦ／Ｆ６７で一度ラッチされたＩｃｒｃｔ２−２’と共にセレクタ６８へと出力される。セレクタ６８はリンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、平均値Ｉａｖｇを、Ｉｄｅｔ’が０の時は注目画素値Ｉｃｒｃｔ２−２’をそのままＩｏｕｔとして出力する。
以上８ビットのグレイスケールデータに対して本発明の構成例を説明してきたが、ＲＧＢやＣＭＹＫ、Ｌａｂのといったカラーデータに対しても、回路規模を変更することにより適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１、９の発明によれば、リンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御するので、エッジがボケることなく、且つ色地上の白抜けを確実に防ぐことができる。
また請求項２、１０では、エッジ補正処理において固定的な値を使用するので、注目画素近傍の情報を参照する必要が無くなり、回路規模を小さくしてコストダウンを図ることができる。
また請求項３、１１では、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するので、再び白抜けが発生することなく、最も効果が高い処理を行うことができる。
また請求項４、１２では、エッジ補正量を固定にし、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正するので、回路構成が簡単にもかかわらず、再び白抜けが発生することを防止して最も効果が高い処理を行うことができる。
また請求項５、１３では、注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うので、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことができる。
また請求項６、１４では、リンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させるので、補正量を自動的に増減することができる。
また請求項７、１５では、リンギング補正範囲に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させるので、補正範囲を自動的に増減することができる。
また請求項８、１６では、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用するので、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
また請求項１７では、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
また請求項１８では、プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理の概要を説明する図である。
【図２】本発明の画像処理ブロックの構成例を示す図である。
【図３】本発明のラプラス演算を用いたエッジ強調回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明のラプラス演算子の一例を示す図である。
【図５】本発明の最小値検出回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の最大値検出回路の構成例を示す図である。
【図７】本発明のリンギング補正回路の構成例を示す図である。
【図８】本発明のリンギング補正判定回路の構成例を示す図である。
【図９】本発明のエッジ補正処理回路の構成例を示す図である。
【図１０】本発明のエッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【図１１】本発明のエッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【図１２】図１０と図１１を組み合わせた場合の、エッジ補正器の構成例を示す図である。
【図１３】エッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、２、７〜１０ ＦＩＦＯ、３ エッジ強調回路、４ 最小値検出回路、５最大値検出回路、６ リンギング補正回路、１１ エッジ補正処理回路、１２リンギング補正判定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、さらに詳しくは、画像データのエッジ強調を施す画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像中のエッジを強調するためにラプラス演算による方法が一般的に用いられてきた。しかし、その際に過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなるといった問題があり、この現象が発生してしまうと、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう。この問題に対して、同一出願人による特開２０００−３２２５６９公報には、強調の結果を近傍画素の最大値と最小値と比較し、最大値を超えた場合には最大値に、最小値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑えることにより解決する技術について開示されている。
また特開平７−１６２６８７号公報には、領域境界部においてエッジを強調することにより発生する過度な強調を、エッジ強調度を制御することにより除去する技術について開示されている。
また特開平８−１４９３０５号公報には、エッジ強調を行う際に良く用いられるラプラス演算によるリンギングを、着目画素の周囲の画素値を大小の順に並べ替えた結果から、Ｋ番目に大きい値とＬ番目に小さい値と、この二つの値に一定のオフセットをそれぞれつけたもの及び二つの値を平均したものの５種類と着目画素とを比較し、その結果、これらのうちからエッジ強調の出力を決定することにより防ぐ技術について開示されている。
また同一出願人による特開２０００−３２２５６９公報には、強調の結果を近傍画素の最大値と最小値と比較し、最大値を超えた場合には最大値に、最小値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑える技術について開示されている。更に同一出願人による特開２００１−０８６３４４公報には、強調の結果を近傍画素の最大値及び最小値にあるバイアス量を負荷した値とを比較し、最大値にあるバイアス量を加えた値を超えた場合には最大値に、最小値にあるバイアス量を加えた値を下回った場合には最小値にそれぞれ強制的に抑える技術について開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−３２２５６９公報
【特許文献２】
特開平７−１６２６８７号公報
【特許文献３】
特開平８−１４９３０５号公報
【特許文献４】
特開２０００−３２２５６９公報
【特許文献５】
特開２００１−０８６３４４公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、実際にはオーバーシュートやアンダーシュートがなくなってしまうと、エッジ強調の効果が薄くなってしまい、画像がぼけてしまうという欠点があった。
これに対し、特許文献５では、抽出した近傍画素の最大値・最小値をそのまま用いるのではなく、ある程度の自由度を持たせることにより、エッジ強調の度合いを調整できるようにしたものであった。しかし、不自然にならない程度にオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制できるという効果に留まり、本質的な解決とはなっていなかった。
本発明は、かかる課題に鑑み、エッジがボケることなく、色地上の白抜けを確実に防ぐことが可能な画像処理装置を提供することを目的する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理装置において、前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調手段と、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出手段と、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出手段と、前記エッジ強調手段、最大値検出手段及び最小値検出手段により検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正手段と、該リンギング補正手段により補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定手段と、前記リンギング補正手段により補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定手段のリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正手段とを備えたことを特徴とする。
従来から、画像中のエッジを強調するためにラプラス演算による方法が一般的に用いられてきた。しかし、ラプラス演算により過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなり、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう問題があった。そこで本発明では、前記各手段を備え、特にリンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御することを特徴としている。
かかる発明によれば、リンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御するので、エッジがボケることなく、且つ色地上の白抜けを確実に防ぐことができる。
【０００５】
請求項２は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記リンギング補正画像データと前記減算器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする。
使用する原稿が固定され、その原稿の地肌があらかじめわかっていれば、その地肌対応する値を設定しておけばよい。これにより注目画素近傍の情報を参照する必要が無く、回路規模を小さくすることが可能となり、コストダウンが期待できる。
かかる発明によれば、エッジ補正処理において固定的な値を使用するので、注目画素近傍の情報を参照する必要が無くなり、回路規模を小さくしてコストダウンを図ることができる。
請求項３は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによりリンギングが発生することにより起きる。そこで本発明では、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するようにして、エッジ補正処理をする際に再び白抜けを発生を防止する。
かかる発明によれば、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するので、再び白抜けが発生することなく、最も効果が高い処理を行うことができる。
【０００６】
請求項４は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、該ディレイメモリのデータから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記減算器、ディレイメモリ及び最小値検出器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量若しくは前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
本発明は請求項２と３を組合わせたものである。エッジ補正量を固定的にして回路を簡素化し、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正することにより、白抜けを防止するものである。
かかる発明によれば、エッジ補正量を固定にし、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正するので、回路構成が簡単にもかかわらず、再び白抜けが発生することを防止して最も効果が高い処理を行うことができる。
請求項５は、前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力を加算する加算器と、該加算器の出力を右シフトする右シフトレジスタと、前記ディレイメモリの出力をラッチするラッチ回路と、前記右シフトレジスタとラッチ回路の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする。
最小値検出器とディレイメモリの出力を加算する加算器の出力を１ビットシフトすると、最小値と注目画素の平均値が算出される。このようにして、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値と、注目画素との平均値を用いるため、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことが可能である。
かかる発明によれば、注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うので、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことができる。
【０００７】
請求項６は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させることを特徴とする。
エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによるリンギングが起因する。そしてこのリンギングの量は変化するので、それに従ってリンギングの補正量を変える必要がある。そしてこのリンギングの補正量にあわせて注目画素の補正量も変更することが好ましい。
かかる発明によれば、リンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させるので、補正量を自動的に増減することができる。
請求項７は、前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させることを特徴とする。
リンギングの量と共に時間軸も変化するので、それに従ってリンギングの補正範囲を変える必要がある。そしてこのリンギングの補正範囲にあわせて注目画素の補正範囲も変更することが好ましい。
かかる発明によれば、リンギング補正範囲に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させるので、補正範囲を自動的に増減することができる。
請求項８は、前記エッジ補正手段は、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする。
主走査方向と副走査方向ではＭＴＦが異なるためにリンギングの発生量も異なる。従って、主走査方向と副走査方向に同じリンギング補正量を適応することは好ましくない。そこで主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用する。
かかる発明によれば、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用するので、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
【０００８】
請求項９は、ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理方法において、前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調ステップと、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出ステップと、前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出ステップと、前記エッジ強調ステップ、最大値検出ステップ及び最小値検出ステップにより検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正ステップと、該リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定ステップと、前記リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定ステップのリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正ステップとを備えたことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項１と同様の作用効果を奏する。
請求項１０は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算することにより、固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項２と同様の作用効果を奏する。
請求項１１、前記エッジ補正ステップは、前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項３と同様の作用効果を奏する。
請求項１２は、前記エッジ補正ステップは、前記固定的な補正量若しくは前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項４と同様の作用効果を奏する。
【０００９】
請求項１３は、前記エッジ補正ステップは、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項５と同様の作用効果を奏する。
請求項１４は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、該リンギング補正量を適応させることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項６と同様の作用効果を奏する。
請求項１５は、前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、リンギング補正の補正範囲を適応させることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項７と同様の作用効果を奏する。
請求項１６は、前記エッジ補正ステップは、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項８と同様の作用効果を奏する。
請求項１７は、請求項９乃至１６の何れか一項に記載の画像処理方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする。
かかる発明によれば、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
請求項１８は、請求項１７に記載の画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１はエッジ補正処理を説明するための図である。図１（ａ）は入力画像データであり、（ｂ）はその入力画像データを変化点を検出するための２次微分データであり、（ｃ）は入力画像データを２次微分データを利用してエッジ強調した図であり、（ｄ）はエッジ強調した波形のリンギングを補正した図であり、（ｅ）はエッジを補正した図である。（ａ）〜（ｃ）では過度なエッジ強調が発生する場合があり、オーバーシュートやアンダーシュートとなって、リンギングによる色地上の文字の周辺の白抜けやエッジ部が濃くなるといった問題があり、この現象が発生してしまうと、エッジや文字の品質が大きく劣化してしまう。そこで（ｄ）、（ｅ）のようにオーバーシュートやエッジを補正してこの問題の解決を図っている。
図２は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成図である。この画像処理装置は、ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調回路３と、入力画像データを用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出回路４と、入力画像データを用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出回路５と、前記エッジ強調回路３、最小値検出回路４、最大値検出回路５により検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正回路６と、このリンギング補正回路６により補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定回路１２と、リンギング補正回路６により補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定回路１２のリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正処理回路１１と、ＦＩＦＯ１、２、７〜１０とを備えて構成される。
【００１１】
次に本実施形態の画像処理装置の動作について説明する。入力された８ビットのグレイスケール画像データＩｉｎ（Ｉｉｎ３）はエッジ強調回路３とＦＩＦＯ１へ転送される。説明を簡単にするため、以後入力画像データは８ビットとするが、これに限るものではない。ＦＩＦＯ１はさらに後段のＦＩＦＯ２へと展開され、Ｉｉｎ１／Ｉｉｎ２、２ライン分の遅延データが保持される。このＦＩＦＯ１２に蓄えられた２ラインの画像データＩｉｎ１、Ｉｉｎ２とＩｉｎ３はエッジ強調回路３及び最小値検出回路４へと出力される。エッジ強調回路３では、入力される画像データＩｉｎ１〜３を用いてラプラス演算により画像上のエッジを強調し、エッジ強調された画像データＩｅｄｇをリンギング補正回路６へと出力する。最小値検出回路４では、入力画像データＩｉｎ１〜３を用いて注目画素の近傍領域における最小値を検出し、その最小値データＩｍｉｎをリンギング補正回路６へと出力する。同様に最大値検出回路５では、入力画像データＩｉｎ１〜３を用いて注目画素の近傍領域における最大値を検出し、その最大値データＩｍａｘをリンギング補正回路６へと出力する。
リンギング補正回路６では、エッジ強調回路３の出力Ｉｅｄｇと最小値検出回路の出力Ｉｍｉｎと最大値検出回路の出力Ｉｍａｘを比較して、リンギングの補正処理を行い、そのリンギング補正後のデータＩｃｒｃｔ（Ｉｃｒｃｔ３）をＦＩＦＯ７及びエッジ補正処理回路１１へ、リンギングの補正量データＩｍｎｔ（Ｉｍｎｔ３）をＦＩＦＯ９及びリンギング補正判定回路１２へそれぞれ出力する。ＦＩＦＯ７およびＦＩＦＯ９へと入ったそれぞれのデータは、ＦＩＦＯ８、ＦＩＦＯ１０へと出力され、２ライン分の遅延データＩｃｒｃｔ１・Ｉｃｒｃｔ２、Ｉｍｎｔ１・Ｉｍｎｔ２が保持される。
リンギング補正判定回路１２では、リンギング補正量データＩｍｎｔ１〜３を用いて、リンギング補正が行われたかどうか判定する。判定した結果はコードデータＩｄｅｔとしてエッジ補正処理回路１１へと送られる。エッジ補正処理回路１１では、リンギング補正画像データＩｃｒｃｔ１〜３及びリンギング補正判定コードデータＩｄｅｔを用いて、リンギング補正によるエッジの鈍りを補正し、最終的な出力画像データＩｏｕｔを出力する。なお、本実施形態ではＦＩＦＯを２本ずつ用いているが、構成に応じて任意に変更することが可能である。
【００１２】
図３は図２に示したラプラス演算によるエッジ強調回路３の構成図であり、ラプラス演算回路１３、ディレイメモリ１４、加算器１５から構成される。入力された画像データＩｉｎ１〜３がラプラス演算回路１３に入力され、二次微分成分Ｉｄｉｖ（図１（ｂ））が抽出される。このとき、ラプラス演算子としては図４のような３ｘ３のサイズものを用いるが、他のものでも構わない。これを加算する画像データＩｉｎ２はディレイメモリ１４でラプラス演算回路１３での演算による遅延量を吸収し、Ｉｉｎ２’として加算器１５でＩｄｉｖと足しあわされ、エッジを強調された画像データＩｅｄｇ（図１（ｃ））が出力される。
図５は図２に示した最小値検出回路４の構成図であり、データをラッチするフリップフロップ（以下、Ｆ／Ｆと記す）１６〜２１及び最小値検出器２２から構成され、３ｘ３近傍における画像データの最小値を検出する。入力された画像データＩｉｎ１〜３はＦ／Ｆ１６〜１８でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ１９〜２１でもう一度ラッチされる。最小値検出器２２はＩｉｎ１〜３とＦ／Ｆ１６〜２１の合計９画素のデータを入力として、最小値を抽出し、Ｉｍｉｎとして出力する。この最小値検出器２２については、比較器をラダー状に構成することにより簡単に構成することが出来るので、ここでは省略する。
図６は図２に示した最大値検出回路５の構成図であり、データをラッチするＦ／Ｆ２３〜２８及び最大値検出器２９から構成され、３ｘ３近傍における画像データの最大値を検出する。入力された画像データＩｉｎ１〜３はＦ／Ｆ２３〜２５でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ２６〜２８でもう一度ラッチされる。最大値検出器２９はＩｉｎ１〜３とＦ／Ｆ２３〜２８の合計９画素のデータを入力として、最大値を抽出し、Ｉｍａｘとして出力する。この最大値検出器２９については、最小値検出器２２と同じく簡単に構成することが出来るので、ここでは省略する。
【００１３】
図７は図２に示したリンギング補正回路６の構成図であり、比較器３０、セレクタ３１、減算器３２、セレクタ３３から構成され、エッジ強調の結果が近傍領域における最小値よりも下回った場合、エッジ強調の結果を近傍領域における最小値で置き換え、エッジ強調の結果が近傍領域における最大値よりも上回った場合、エッジ強調の結果を近傍領域における最大値で置き換える動作をする（図１（ｄ））。まず、図２でのエッジ強調回路３の出力Ｉｅｄｇと最小値検出回路４の出力Ｉｍｉｎと最大値検出回路５の出力Ｉｍａｘが比較器３０へ入力され、Ｉｅｄｇ＜Ｉｍｉｎのとき１、Ｉｅｄｇ＞＝Ｉｍａｘのとき２、Ｉｍａｘ＞Ｉｅｄｇ＞＝Ｉｍｉｎのとき０がセレクト信号としてセレクタ３１へと出力される。セレクタ３１ではセレクト信号２のときＩｍａｘ、セレクト信号１のときＩｍｉｎ、セレクト信号０のときＩｅｄｇをリンギング補正画像データＩｃｒｃｔとして出力する。これと並行して、ＩｅｄｇとＩｍｉｎは減算器３２へと入力され、ＩｍｉｎからＩｅｄｇを引いた値Ｉｄｉｆｆがセレクタ３３へと出力される。
またセレクタ３３は、セレクタ３１と同様に比較器３０のセレクト信号により次のように出力Ｉｍｎｔを切り替える。つまり、セレクト信号１のときＩｄｉｆｆ、セレクト信号０又は２のとき０、すなわち、リンギング補正量Ｉｍｎｔはアンダーシュートに対するリンギング補正処理が行われた場合はＩｍｉｎ＝Ｉｄｉｆｆとなり、それ以外はＩｍｉｎ＝０を出力する。
尚、エッジ補正処理において発生する白抜けは、オーバーシュートやアンダーシュートによるリンギングが起因する。そしてこのリンギングの量は変化するので、それに従ってリンギングの補正量を変える必要があり、このリンギングの補正量にあわせて注目画素の補正量も変更することにより、補正量を自動的に増減することができる。またリンギングの量と共に時間軸も変化するので、それに従ってリンギングの補正範囲を変える必要があり、このリンギングの補正範囲にあわせて注目画素の補正範囲も変更することにより、補正範囲を自動的に増減することができる。また主走査方向と副走査方向ではＭＴＦが異なるためにリンギングの発生量も異なる。従って、主走査方向と副走査方向に同じリンギング補正量を適応することは好ましくないので、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用することが好ましい。これにより、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
【００１４】
図８は図２に示したリンギング補正判定回路１２の構成図であり、Ｆ／Ｆ３４〜３９、リンギング補正判定器４０から構成され、注目画素を除いた３ｘ３の近傍領域においてリンギング補正処理が行われていた場合、それを図２に示したエッジ補正処理回路１１へと通知するコードデータを出力する。入力されたリンギング補正量データＩｍｎｔ１〜３はＦ／Ｆ３４〜３６でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ３７〜３９でもう一度ラッチされる。リンギング補正判定器４０はＩｍｎｔ１〜３とＦ／Ｆ３４〜３９の合計９画素のデータを入力として、リンギング補正処理が行われたかどうかを判定し、Ｉｄｅｔとしてエッジ補正処理回路１１へと出力する。このリンギング補正判定器４０については、いろいろな判定を行うことが可能であるが、本実施形態では、注目画素の補正量が０で注目画素を除く３ｘ３近傍のいずれかの補正量が０以外であった場合１を出力し、注目画素の補正量が０以外または注目画素を除く３ｘ３近傍のすべての補正量が０であった場合、０を出力するようにする。すなわち３ｘ３近傍において、注目画素に隣接した画素でリンギング補正処理が行われていれば１を出力して、エッジ補正処理回路１１でエッジ補正処理を行うように指示することが可能である。
図９は図２に示したエッジ補正処理回路１１の構成図であり、ディレイメモリ４１〜４３、Ｆ／Ｆ４４〜４９、５１、エッジ補正器５０から構成される。まず、リンギング補正判定回路１２での処理にかかる時間を補正するため、ディレイメモリ４１〜４３がリンギング補正データＩｃｒｃｔ１〜３の遅延量を調整する。遅延量を調整されたＩｃｒｃｔ１〜３はＦ／Ｆ４４〜４６でラッチされ、さらに次の段のＦ／Ｆ４７〜４９でもう一度ラッチされる。また、リンギング補正判定回路１２からの出力であるＩｄｅｔも同様にＦ／Ｆ５１でラッチされる。
エッジ補正器５０はディレイメモリ４１〜４３とＦ／Ｆ４４〜４９の合計９画素のデータとＦ／Ｆ５１のリンギング補正判定結果出力Ｉｄｅｔ’を入力とし、リンギング補正判定結果出力Ｉｄｅｔ’が１のとき、エッジ部分をよりシャープにしてエッジ部分の裾野を小さくし、ボケが無く切れの良いエッジを実現することが出来る（図１（ｅ））。
【００１５】
図１０は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、減算器５２、エッジ量補正レジスタ５３、セレクタ５４から構成される。入力されたリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ２―２は減算器５２でエッジ量補正レジスタ５３にあらかじめ設定されているある補正量ａを減算され、Ｉａとしてセレクタ５４へと出力される。セレクタ５４ではリンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、減算器５２の出力Ｉａを、Ｉｄｅｔ’が０の時は減算器５２を通らないＩｃｒｃｔ２―２をＩｏｕｔとして出力する。この実施形態においては、使用するリンギング補正画像データが注目画素であるＩｃｒｃｔ２―２だけなので、図２におけるＦＩＦＯ８と図９におけるディレイメモリ４１・４３、Ｆ／Ｆ４４・４６、Ｆ／Ｆ４７〜４９を省略してコストダウンを図ることが出来る。
図１１は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器５５、ディレイメモリ５６、セレクタ５７から構成される。入力された注目画素の３ｘ３近傍におけるリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ１―１からＩｃｒｃｔ３―３は、最小値検出回路５５でこの近傍での最小値が検出され、セレクタ５７へと出力される。注目画素におけるリンギング補正画像データＩｃｒｃｔ２−２はディレイメモリ５６へも出力され、最小値検出回路５５でかかる遅延を吸収された後、同じくセレクタ５７へと出力される。セレクタ５７では、リンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、最小値検出器５５の出力Ｉｂを、Ｉｄｅｔ’が０の時はディレイメモリ５６で遅延調整のみ行ったＩｃｒｃｔ２−２’をＩｏｕｔとして出力する。
図１２は図１０と図１１を組み合わせたエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器５８、ディレイメモリ５９、減算器６０、エッジ補正量レジスタ６１、セレクタ６２から構成され、注目画素の値Ｉｃｒｃｔ２−２’、注目画素の値から減算器６０でエッジ補正量レジスタ６１に設定された値を引かれたＩａ、最小値検出器５８で検出された注目画素の３ｘ３近傍領域における最小値Ｉｂの３つの値とリンギング補正判定結果Ｉｄｅｔ’がセレクタ６２へと入力される。セレクタ６２ではリンギング補正判定結果Ｉｄｅｔ’の値が１のとき、減算器６０の出力Ｉａが最小値検出器５８の出力Ｉｂ以上であればＩａを、ＩａがＩｂよりも下回っていればＩｂをＩｏｕｔとして出力する。また、Ｉｄｅｔ’が０の時はＩｃｒｃｔ２−２’をＩｏｕｔとして出力する。
【００１６】
図１３は他の実施形態のエッジ補正処理回路の構成図であり、最小値検出器６３、ディレイメモリ６４、加算器６５、右シフトレジスタ６６、Ｆ／Ｆ６７、セレクタ６８から構成される。入力された画像データＩｃｒｃｔ１−１〜Ｉｃｒｃｔ３−３は最小値検出器６３でこの中の最小値を検出される。検出された最小値はＩｂとして加算器６５へと出力される。加算器６５ではこの検出された最小値Ｉｂとディレイメモリ６４で最小値検出器６３での遅延量を補正したＩｃｒｃｔ２−２’とが足し合わされる。加算器６５の出力Ｉｃは右シフトレジスタ６６で１ビット右シフトし、これによって最小値Ｉｂと注目画素Ｉｃｒｃｔ２−２’の平均値（Ｉａｖｇ）が算出される。算出された平均値ＩａｖｇはＦ／Ｆ６７で一度ラッチされたＩｃｒｃｔ２−２’と共にセレクタ６８へと出力される。セレクタ６８はリンギング補正判定判定結果Ｉｄｅｔ’が１のとき、平均値Ｉａｖｇを、Ｉｄｅｔ’が０の時は注目画素値Ｉｃｒｃｔ２−２’をそのままＩｏｕｔとして出力する。
以上８ビットのグレイスケールデータに対して本発明の構成例を説明してきたが、ＲＧＢやＣＭＹＫ、Ｌａｂのといったカラーデータに対しても、回路規模を変更することにより適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１、９の発明によれば、リンギング補正判定手段によるリンギング補正処理の判定結果によってエッジ補正処理を制御するので、エッジがボケることなく、且つ色地上の白抜けを確実に防ぐことができる。
また請求項２、１０では、エッジ補正処理において固定的な値を使用するので、注目画素近傍の情報を参照する必要が無くなり、回路規模を小さくしてコストダウンを図ることができる。
また請求項３、１１では、エッジ補正処理において注目画素の近傍における最小値を使用するので、再び白抜けが発生することなく、最も効果が高い処理を行うことができる。
また請求項４、１２では、エッジ補正量を固定にし、且つ注目画素近傍の最小値を用いて補正するので、回路構成が簡単にもかかわらず、再び白抜けが発生することを防止して最も効果が高い処理を行うことができる。
また請求項５、１３では、注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うので、注目画素の値に応じてその補正量を自動的に増減する適応型の補正処理を行うことができる。
また請求項６、１４では、リンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させるので、補正量を自動的に増減することができる。
また請求項７、１５では、リンギング補正範囲に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させるので、補正範囲を自動的に増減することができる。
また請求項８、１６では、主走査方向と副走査方向に夫々最適なリンギング補正量を適用するので、主、副走査方向の補正がバランス良く行うことができる。
また請求項１７では、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
また請求項１８では、プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理の概要を説明する図である。
【図２】本発明の画像処理ブロックの構成例を示す図である。
【図３】本発明のラプラス演算を用いたエッジ強調回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明のラプラス演算子の一例を示す図である。
【図５】本発明の最小値検出回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の最大値検出回路の構成例を示す図である。
【図７】本発明のリンギング補正回路の構成例を示す図である。
【図８】本発明のリンギング補正判定回路の構成例を示す図である。
【図９】本発明のエッジ補正処理回路の構成例を示す図である。
【図１０】本発明のエッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【図１１】本発明のエッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【図１２】図１０と図１１を組み合わせた場合の、エッジ補正器の構成例を示す図である。
【図１３】エッジ補正器の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、２、７〜１０ ＦＩＦＯ、３ エッジ強調回路、４ 最小値検出回路、５最大値検出回路、６ リンギング補正回路、１１ エッジ補正処理回路、１２リンギング補正判定回路
Claims (18)
- ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理装置において、
前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調手段と、
前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出手段と、
前記エッジ強調手段、最大値検出手段及び最小値検出手段により検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正手段と、
該リンギング補正手段により補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定手段と、
前記リンギング補正手段により補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定手段のリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記リンギング補正画像データと前記減算器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、該ディレイメモリのデータから予め設定された補正量を減算する減算器と、前記補正量を保持するエッジ補正量レジスタと、前記減算器、ディレイメモリ及び最小値検出器の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記エッジ補正量レジスタに設定された固定的な補正量若しくは前記最小値検出器により検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、入力された注目画素の最小値を検出する最小値検出器と、該最小値検出器のデータ遅延を吸収するディレイメモリと、前記最小値検出器とディレイメモリの出力を加算する加算器と、該加算器の出力を右シフトする右シフトレジスタと、前記ディレイメモリの出力をラッチするラッチ回路と、前記右シフトレジスタとラッチ回路の出力の何れかを選択するセレクタとを備え、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正量を適応させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、前記リンギング補正手段におけるリンギング補正量に応じて、前記注目画素の補正範囲を適応させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ補正手段は、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
- ラプラス演算により入力画像のエッジ強調を行う画像処理方法において、
前記ラプラス演算により画像上のエッジ強調を行うエッジ強調ステップと、
前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最大値を検出する最大値検出ステップと、
前記入力画像を用いて注目画素の近傍領域における画素の最小値を検出する最小値検出ステップと、
前記エッジ強調ステップ、最大値検出ステップ及び最小値検出ステップにより検出した夫々の出力を比較することによりリンギングを補正するリンギング補正ステップと、
該リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正量データを用いてリンギング補正が実行されたか否かを判定するリンギング補正判定ステップと、
前記リンギング補正ステップにより補正されたリンギング補正画像データと前記リンギング補正判定ステップのリンギング補正判定結果を用いて画像のエッジを補正するエッジ補正ステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。 - 前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正画像データから予め設定された補正量を減算することにより、固定的な補正量を用いて補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、前記固定的な補正量若しくは前記最小値検出ステップにより検出された前記注目画素近傍の最小値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項９又は１０又は１１に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、前記注目画素近傍の最小値と注目画素との平均値を用いて補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、該リンギング補正量を適応させることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一項に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、前記リンギング補正ステップにおけるリンギング補正量に応じて、リンギング補正の補正範囲を適応させることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一項に記載の画像処理方法。
- 前記エッジ補正ステップは、主走査方向と副走査方向により異なるリンギング補正量を用いることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
- 請求項９乃至１６の何れか一項に記載の画像処理方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする画像処理プログラム。
- 請求項１７に記載の画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする記録媒体。
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