JP4317134B2 - 画像を補間しかつ鮮鋭化するための方法 - Google Patents
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Description
G(R)=(G1+G3)/2((R1−R3)の絶対値が(R2−R4)の絶対値よりも小さい場合(abs(R1−R3)<abs(R2−R4))、
G(R)=(G2+G4)/2((R1−R3)の絶対値が(R2−R4)の絶対値よりも大きい場合(abs(R1−R3)>abs(R2−R4)の場合)、または
G(R)=(G1+G2+G3+G4)/4((R1−R3)の絶対値が(R2−R4)の絶対値に等しい場合(abs(R1−R3)=abs(R2−R4))により求められる。
図1において、ブロック1は、公知の方法による最大解像度での第1色成分Gに関する画像の補間を示す。第1色成分Gは、ベイヤー・マトリックスにおける青および赤の画素数に対する緑の画素数の理由から(G:B:Rは2:1:1)、緑であるのが好ましい。画素数がここで記載されているものと異なっていたならば、第1の色は、最大数である画素、またはその変化が輝度に対して最大効果を有する色成分となるように選択されるべきである。画像の補間が完了した後は、ブロック2で示すように、第1色成分Gに関して画像が相応に鮮鋭化される。
まず最初に、第1色成分Gについて2次勾配(ラプラシアン)が計算され、色成分の変化およびその変化の強さが監視できるようになる。このことによって、真のエッジ画素が検出される。ここで、計算は、3×3画素のサンプルにおいて異なる四方向で勾配を計算することにより、有利に実行することができる(図3a〜図3d参照)。これらの方向とは、画素Oからの水平方向(図3a参照)、垂直方向(図3b参照)、対角線方向(NWSE=北西と南東との間の対角線方向(Northwest−Southeast)(図3c参照)、NESW==南西と北東との間の対角線方向(Southwest−Northeast)(図3d参照))である。勾配の計算において、2つの最も外側の画素値(DとE、BとG、AとH、CとF)は所定の方向で最初に計算され、その後、この計算の合計が原画素値O(既に2倍されたもの)から減算される。このような処理が各方向で実行され、これによって各方向で次のような勾配が得られる。
GradHor(水平方向の勾配)=2×O−(D+E)(すなわち、GradHor=2×O−D−E)
GradVer(垂直方向の勾配)=2×O−(B+G)(すなわち、GradVer=2×O−B−G)
GradNWSE(北西と南東との間の対角線方向の勾配)=0.75×(2×0−(A+H))
(すなわち、GradNWSE=0.75×(2×O−A−H))
GradNESW(南西と北東との間の対角線方向の勾配)=0.75×(2×O−(C+F))
(すなわち、GradNESW=0.75×(2×O−C−F))
ratio=[T1(+const1)]/[T2(+const2)]
sharp=O+sign×T2×gain
coeff=1/(Slim2−Sliml)、かつ
weight=coeff×(Slim2−ratio)
sharp=O+sign×(weight×T2)×gain
over(10)=over(8)×2(10-8)。
rb’=rb+(final−O)
rb’=rb+(final−O)*(maxC−minC+add1)/(max1−min1+add2)
ここで、add1、add2は比率の緩和係数であり、好ましくは、8ビットのシステムにおいて3である。add1、add2は相互に不等であってもよいということに留意すべきである。その他の点では、前述の式が次のように適用される。
rb’=rb+(final−O)
第1色成分の鮮鋭化
GradHor=2×O−(D+E);
GradVer=2×O−(B+G);
GradNWSE=0,75×(2×O−(A+H));
GradNESW=0,75×(2×O−(C+F));
MinGrad=Min(GradHor,GradVer,GradNWSE,GrandNESW);
MaxGrad=Max(GradHor,GradVer,GradNWSE,GrandNESW);
(abs(MinGrad)>abs(MaxGrad))ならば、
T2=abs(MinGrad);
T1=abs(MaxGrad);
Sign=MinGrad/abs(MinGrad);
もしそうでなければ、
T2=abs(MaxGrad);
T1=abs(MinGrad);
Sign=MaxGrad/abs(MaxGrad);
(T2>2)ならば、
ratio=(T1+const1)/(T2+const2);
(ratio>Slim2)ならば、
sharp=O;
また一方で、(ratio<Slim1)ならば、
sharp=O+sign×T2×gain;
もしそうでなければ、
weight=coeff×(Slim2−ratio);
sharp=O+sign×(weight×T2)×gain;
ここで、const1,const2=3
Slim2=0.8;
Slim1=0.3;
gain=0.6;
coeff=2(1/(Slim2−Slim1))
(abs(sharp−0))>overならば、
(sign<0)ならば、
CW=Min(x,O,y)−over
final=Max(sharp,CW)
もしそうでなければ、
CW=Max(x,O,y)+over
final=Min(sharp,CW)
ここで、画素x、yはフィルタリング・ウィンドウの中心点Oの周囲の選択された方向に従って決まる
もしそうでなければ、
final=sharp;
もしそうでなければ、
final=O;
第2または第3色成分の原画素の鮮鋭化
鮮鋭化された第1色成分の点Oの位置に第2または第3色成分の画素があるならば、
rb=鮮鋭化された第1色成分の点Oの位置における第2または第3色成分の値;
(abs(final−O))≦2ならば、
rb’=rb+(final−O);
もしそうでなければ、//比例した鮮鋭化
((maxC−minC)<(max1−min1))ならば、
rb’=c+(final−O)×((maxC−minC+add1)/(max1−min1+add2))
ここで、add1,add2=3
minC=Min(OriNeigboursC(rb))
maxC=Max(OriNeigboursC(rb))
min1=Min(IntNeigbours1(rb))
max1=Min(IntNeigbours1(rb)
OriNeigboursC=第2または第3色成分の至近(c,x,k,o)の原画素値
IntNeigbours1=第1色成分の至近(c,x,k,o)の補間された画素値
もしそうでなければ、
rb’=rb+(final−O)
ratio=[T1(+const1)]/[T3(+const2)]
Claims (39)
- 画像の第1色成分の情報を含む画素を、前記画像の第2色成分の情報を含む画素とは少なくとも部分的に異なる位置に配置するステップと、
前記第1色成分および前記第2色成分を補間するステップと、
少なくとも前記第1色成分を鮮鋭化するステップと、
を有する方法において、
少なくとも2つの元の変化値を得るために、前記第1色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算するステップと、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最大値および最小値を選択するステップと、
前記変化値間の比率を決定するステップと、
前記第1色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記第2色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記第2色成分を補間するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記変化値に基づいて、第1変化値(T1)と他の変化値との間で計算すべき比率が決定されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記第1変化値(T1)が、選択された前記最小値および最大値の絶対値のうちの小さい方であることを特徴とする、請求項2記載の方法。
- 前記他の変化値(T2)が、選択された前記最小値および最大値の絶対値のうちの大きい方であることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記他の変化値(T3)が、選択された前記最小値および最大値のうち、元の変化値の順で、小さい方の絶対値を有する値よりも大きい方の絶対値を有する値により近い方の元の変化値の絶対値であることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記の決定した比率が、第1色成分の鮮鋭度を制御するために使用されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記制御は、
少なくとも一つの限定値(Slim2)を選択するステップと、
前記決定した比率を少なくとも一つの限定値(Slim2)と比較するステップであって、前記比較の結果が、前記第1色成分の鮮鋭化を制御するために使用されるステップと、
を有することを特徴とする、請求項6記載の方法。 - 前記決定した比率が前記限定値(Slim2)よりも小さい場合に、前記第1色成分が鮮鋭化されることを特徴とする、請求項7記載の方法。
- 前記制御は、
少なくとも第1限定値(Slim1)および第2限定値(Slim2)を選択するステップと、
前記決定した比率を前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)と比較するステップであって、前記比較の結果が、前記第1色成分の鮮鋭化を制御するために使用されるステップと、
を有することを特徴とする、請求項6記載の方法。 - 前記の比較ステップは前記鮮鋭化の強度を決定するために使用し、
前記決定した比率が前記第1限定値(Slim1)よりも小さい場合に、前記鮮鋭化を最大化するステップと、
前記決定した比率が、前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)により規定された値の範囲内である場合に、前記最大値よりも小さい値によって鮮鋭化するステップと、
その他の場合に、前記第1色成分を鮮鋭化しないステップと、
を有することを特徴とする、請求項9記載の方法。 - 前記第2色成分の鮮鋭化が、前記第1色成分で前記第1色成分の鮮鋭化によって起こる変化の程度に基づいていることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 基準値が決定され、さらに、前記第1色成分での鮮鋭化によって起こる変化の程度が、決定された前記基準値よりも小さいかまたは前記基準値に等しい場合、前記第2色成分を鮮鋭化するために、前記第1色成分の鮮鋭化の値が前記第2色成分に加算されることを特徴とする、請求項11記載の方法。
- 基準値が決定され、さらに、前記第1色成分での鮮鋭化によって起こる変化の程度が、決定された前記基準値よりも大きい場合、前記第2色成分の鮮鋭化が前記第2色成分の近隣の画素に比例することを特徴とする、請求項11または12記載の方法。
- 少なくとも2つの他の色成分を鮮鋭化するための方法が使用されることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1色成分が、最大数の画素および/または画像の輝度への最大の効果を備えた色成分であることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- エッジを有する画素において鮮鋭化が増幅されることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 鮮鋭化によって起こる変化が、決定された変化よりも大きい場合、鮮鋭化が限定されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 色成分が、RGB、CMY、CMYK、HSI、またはYUVのグループから選択された表色系に属することを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 多数の色成分を含む画像内のディジタル信号を処理するステップを有する方法であって、
前記色成分のうち1つは補間し、他の1つは鮮鋭化する方法において、
少なくとも2つの元の変化値を得るために、選択した色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算するステップと、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最大値および最小値を選択するステップと、
第1の元の変化値と他の元の変化値との比率を決定するステップであって、前記第1の元の変化値は前記の選択した最小値および最大値の絶対値の小さい方とし、かつ前記他の元の変化値は残りの元の変化値のいずれかとするステップと、
前記選択した色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記選択した色成分と異なる色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記選択した色成分と異なる色成分を補間するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記他の元の変化値(T2)が、選択された前記最小値および最大値の絶対値のうちの大きい方であることを特徴とする、請求項19記載の方法。
- 前記他の元の変化値(T3)が、選択された前記最小値および最大値のうち、元の変化値の順で、小さい方の絶対値を有する値よりも大きい方の絶対値を有する値により近い方の元の変化値の絶対値であることを特徴とする、請求項19記載の方法。
- 前記決定した比率が、前記選択した色成分の処理の度合いを制御するために使用されることを特徴とする、請求項19記載の方法。
- 前記制御は、
少なくとも一つの限定値(Slim2)を選択するステップと、
前記決定した比率を少なくとも一つの限定値(Slim2)と比較するステップであって、前記比較の結果が、前記選択した色成分の処理を制御するために使用されるステップと、
を有することを特徴とする、請求項22記載の方法。 - 前記決定した比率が前記限定値(Slim2)よりも小さい場合に、前記選択した色成分が処理されることを特徴とする、請求項23記載の方法。
- 前記制御は、
少なくとも第1限定値(Slim1)および第2限定値(Slim2)を選択するステップと、
前記決定した比率を前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)と比較するステップであって、前記比較の結果が、前記選択した色成分の処理を制御するために使用されるステップと、
を有することを特徴とする、請求項22記載の方法。 - 前記の比較ステップは前記鮮鋭化の強度を決定するために使用し、
前記決定した比率が前記第1限定値(Slim1)よりも小さい場合に、前記鮮鋭化を最大化するステップと、
前記決定した比率が、前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)により規定された値の範囲内である場合に、前記最大値よりも小さい値によって鮮鋭化するステップと、
その他の場合に、前記選択した色成分を鮮鋭化しないステップと、
を有することを特徴とする、請求項25記載の方法。 - 色成分が、RGB、CMY、CMYK、HSI、またはYUVのグループから選択された表色系に属することを特徴とする、請求項19記載の方法。
- 少なくとも一つの色成分を含む画像内のディジタル信号を処理するためのディジタルフィルタであって、請求項19から27のいずれか一項に記載の方法を実現するようになっていることを特徴とするディジタルフィルタ。
- 画像の第1色成分および第2色成分を補間する手段であって、前記画像は前記第2色成分の情報を含む画素とは少なくとも部分的に異なる位置に配置された前記第1色成分の情報を含む画素を有する手段と、
少なくとも前記第1色成分を鮮鋭化する手段と、
を備えるシステムにおいて、
前記の鮮鋭化手段は、少なくとも2つの元の変化値を得るために、前記第1色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算し、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最大値および最小値を選択し、
前記変化値間の比率を決定する、
ように構成し、更に
前記第1色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記第2色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記第2色成分を補間する
ように構成することを特徴とするシステム。 - 前記鮮鋭化手段は、第1変化値(T1)と他の変化値との間の比率を計算することによって、前記比率を決定するようになっていることを特徴とする、請求項29記載のシステム。
- 前記システムは、計算された前記比率を色成分の鮮鋭度の制御に使用するようになっていることを特徴とする、請求項29記載のシステム。
- 前記システムはまた、
少なくとも第1限定値(Slim1)および第2限定値(Slim2)を選択し、
前記の決定した比率を前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)と比較し、前記第1色成分の鮮鋭化を制御するために、前記比較の結果を用いるようになっていることを特徴とする、請求項31記載のシステム。 - 画像を形成するための装置であって、
少なくとも第1色成分と第2色成分とを有する画像において色を鮮鋭化するための手段であって、前記画像は、前記第2色成分の情報を含む画素とは少なくとも部分的に異なる位置に配置された前記第1色成分についての情報を含む画素を有する手段と、
前記第1色成分および前記第2色成分を補間するための手段と、
を備えた装置において、
前記の鮮鋭化手段は、
少なくとも2つの元の変化値を得るために、前記第1色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算し、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最小値および最大値を選択し、
前記変化値間の比率を決定し、更に
前記第1色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記第2色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記第2色成分を補間する、
ように構成することを特徴とする装置。 - 前記の鮮鋭化手段は、第1変化値(T1)と他の変化値との間の比率を計算することによって、前記比率を決定するようになっていることを特徴とする、請求項33記載の装置。
- 計算された前記比率を色成分の鮮鋭度の制御に使用するようになっていることを特徴とする、請求項33記載の装置。
- 前記装置はまた、
少なくとも第1限定値(Slim1)および第2限定値(Slim2)を選択し、
前記の決定した比率を前記第1限定値(Slim1)および前記第2限定値(Slim2)と比較し、前記第1色成分の鮮鋭化を制御するために、前記比較の結果を用いるようになっていることを特徴とする、請求項35記載の装置。 - 前記装置が移動通信手段を含むことを特徴とする、請求項33から36のいずれか一項に記載の装置。
- 計算機可読記憶媒体であって、
画像の第1色成分および第2色成分を補間するステップであって、前記画像は前記第2色成分の情報を含む画素とは少なくとも部分的に異なる位置に配置された前記第1色成分の情報を含む画素を有するステップと、
少なくとも前記第1色成分を鮮鋭化するステップと、
を有する計算機命令を含み、該計算機命令は、
前記の鮮鋭化手段は、少なくとも2つの元の変化値を得るために、前記第1色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算し、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最大値および最小値を選択し、
前記変化値間の比率を決定する、
ように構成し、更に
前記第1色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記第2色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記第2色成分を補間する
ように構成することを特徴とする計算機可読記憶媒体。 - 計算機プログラムであって、
画像の第1色成分および第2色成分を補間するステップであって、前記画像は前記第2色成分の情報を含む画素とは少なくとも部分的に異なる位置に配置された前記第1色成分の情報を含む画素を有するステップと、
少なくとも前記第1色成分を鮮鋭化するステップと、
を有する計算機命令を含み、該計算機命令は、
前記の鮮鋭化手段は、少なくとも2つの元の変化値を得るために、前記第1色成分の変化を少なくとも2つの異なる方向で計算し、
少なくとも2つの変化値を得るために、前記少なくとも2つの元の変化値から少なくとも最大値および最小値を選択し、
前記変化値間の比率を決定する、
ように構成し、更に
前記第1色成分の画素の鮮鋭化前の値と鮮鋭化後の値との差の絶対値が所定の値より大きいとき、前記比率を用いて前記第2色成分の鮮鋭化を制御し、その後、前記第2色成分を補間する
ように構成することを特徴とする計算機プログラム。
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