JP4778859B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。

従来から、ブラウン管や液晶などの画素の集合で画像を表示する画像表示装置において表示画像の輪郭を鋭くする輪郭強調処理を行うと発生するアンダーシュート／オーバーシュートを低減する試みがなされてきた。オーバーシュートとは、輪郭強調処理によって生じる該表示画像の概ね白色の縁取りであり、アンダーシュートとは、輪郭強調処理によって生じる該表示画像の概ね黒色の縁取りである。

例えば、特許文献１には、高域周波数成分の量に応じて入力画像にパスフィルタ処理を行って輪郭強調の度合いを可変とすることにより、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を防止し、かつ入力画像の輪郭の鮮明度に応じて最適な輪郭強調を得ることが可能な画質補正回路が開示されている。

また、特許文献２には、ハールウェーブレット（Haar Wavelet transform）変換方法及び隣接したピクセル間の画素値差を利用して、表示画像の輪郭におけるオーバーシュート及びアンダーシュートの発生を低減させ、かつ表示画像の輪郭の鮮明度を向上させる装置及び方法が開示されている。ここで、ハールウェーブレット変換とは、ウェーブレット変換の一種で、微小波（ウェーブレット）を拡大・縮小したり平行移動したりしたものを重ね合わせることによってあらゆる波形を表現しようとする方法のうち、最も単純な方法である。

また、特許文献３には、入力画像信号の注目画素近傍の複数の画像信号を入力とし、注目画素と注目画素の前後の少なくとも２つの前後画素と前後画素より更に前後の二次微分生成用画素の信号を抽出し、この抽出された複数画素の信号を二次微分した二次微分信号を出力し、二次微分信号を注目画素の映像信号に加算し、注目画素と注目画素の前後の信号の少なくとも３つの信号の最大値・最小値とを検出し、該加算された出力信号及び最大値・最小値の少なくとも３つの信号からメディアン（中間値）を選択することにより、極端なアンダーシュート／オーバーシュートを抑え、且つ、なだらかな輪郭の入力信号でも十分な輪郭補正の効果が得られ、良好な映像信号を生成する映像信号処理装置が開示されている。

特許第３３２６３７７号公報 特開２００３−２０４４５１号公報 特開２００５−３３３５３０号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に代表される従来技術であっては、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することが依然として困難であった。

具体的には、特許文献１及び２に代表される従来技術であっては、アンダーシュート／オーバーシュートの抑制の度合いに応じて輪郭の鮮明度が変化してしまうので、アンダーシュート／オーバーシュートの抑制を弱くすると輪郭の鮮明度が低くなる一方で、輪郭の鮮明度を上げるとアンダーシュート／オーバーシュートの抑制が強くなるという具合に、アンダーシュート／オーバーシュートの抑制と輪郭の鮮明度とを両立させることが極めて困難であった。

また、特許文献３に代表される従来技術であっては、輪郭の強調のためには多少のアンダーシュート／オーバーシュートが必要であるために、輪郭処理後に一旦アンダーシュート／オーバーシュートを除去した後で再度輪郭処理を行ってアンダーシュート／オーバーシュートを生成するという過程において２回輪郭処理が行われるため、緩やかな階調変化のある画像を入力した場合に輪郭が鋭くなりすぎて階調が無くなり、表示画像にジャギー（ギザギザ模様）が発生してしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題点（課題）を解消するためになされたものであって、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することを可能とする画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、本発明は、原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理装置であって、前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手段と、前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記画素値変更手段は、前記原画像データにおける前記処理対象領域に属する画素の画素値と前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記画素値変更手段は、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値が、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値のうちｎ番目（ｎは自然数）に大きい画素値であるＭＡＸ（ｎ）を超える場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＡＸ（ｎ）で変更し、該近傍領域に属する画素の該原画像データにおける画素値のうちｎ番目に小さい画素値であるＭＩＮ（ｎ）を下回る場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＩＮ（ｎ）で変更することを特徴とする。

また、本発明は、原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理方法であって、前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定工程と、前記処理対象領域設定工程により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更工程とを含んだことを特徴とする。

また、本発明は、原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手順と、前記処理対象領域設定手順により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、処理対象領域設定手段により設定された処理対象領域に属する画素の原画像データにおける画素値に基づいて処理画像データにおける処理対象画素の画素値を変更するので、処理画像の輪郭の強調と処理対象領域での画素値の連続性とを両立させることができ、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、原画像データにおける処理対象領域に属する画素の画素値の加工結果である加工画素値で処理画像データにおける処理対象画素の画素値を変更するので、処理画像の輪郭の強調と処理対象領域での画素値の連続性とを両立させることができ、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、原画像データにおける処理対象領域に属する画素の画素値と処理画像データにおける処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、処理画像データにおける処理対象画素の画素値を変更するので、処理画像の輪郭の強調と処理対象領域での画素値の連続性とを両立させることができ、アンダーシュート／オーバーシュートをなだらかに抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、該処理対象画素の画素値を該ＭＡＸ（ｎ）又はＭＩＮ（ｎ）で変更するので、処理画像の輪郭の強調と処理対象領域での画素値の連続性とを両立させることができ、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、該処理対象画素の画素値を該ＭＡＸ（ｎ）又はＭＩＮ（ｎ）と該処理対象画素の該処理画像データにおける画素値との間の内分画素値で変更するので、処理画像の輪郭の強調と処理対象領域での画素値の連続性とを両立させることができ、アンダーシュート／オーバーシュートをなだらかに抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、処理対象画素の処理対象領域に属する画素から所定の基準に基づいて選択された画素の原画像データにおける画素値と該処理対象画素の画素値との間の内分画素値を該処理画像データにおける処理対象画素の画素値とするので、アンダーシュート／オーバーシュートをより強力に抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、該差分が該所定閾値に等しくなるように該処理画像データにおける該処理対象画素の画素値を調整するので、アンダーシュート／オーバーシュートを確実に抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明の画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに係る実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例１〜３は、カラーテレビジョン装置やパーソナルコンピュータのカラーディスプレイなど、画面を構成する画素の画素値を色相及び輝度とともにＲＧＢ（Red,Green,Blue）で表現するカラー画面表示装置における画像処理装置に適用した場合を示すこととする。

なお、実施例１〜３の説明に先立ち、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムが前提とする処理である輪郭処理の問題点及び従来のアンダーシュート／オーバーシュート処理の問題点について説明する。

先ず、輪郭処理の問題点について説明する。図１は、輪郭処理の問題点を示す図である。なお、輪郭処理とは、エッジ（輪郭）において画素の位置に応じて変化する画素値の変化をより強調する処理である。例えば、エッジにおいて画素の位置に応じて画素値が緩やかに（変化率が低く）変化していると、画像として輪郭があいまいとなり、鮮明な画像が得られない。しかし、エッジにおいて画素の位置に応じた画素値の変化をより鋭く（変化率を高く）すると輪郭がより明確となり、鮮明な画像を得ることができる。このような処理を輪郭処理という。

同図に示すように、画像処理前の原画像のエッジの傾きから、エッジ幅を保ちつつエッジ部分の画素値の変化率を大きくする（エッジを強調する）ことによって輪郭が鮮明となるが、エッジの両端において画素値が原画像よりも低く／高くなるというアンダーシュート／オーバーシュートが発生する。オーバーシュートが発生している部分では、画像処理後の画素値が原画像の画素値よりも高くなっており、周囲に比べ色相・輝度・ＲＧＢ値が相対的に高く、視覚的にも相対的に白くなる。一方で、アンダーシュートが発生している部分では、画像処理後の画素値が原画像の画素値よりも低くなっており、周囲に比べ色相・輝度・ＲＧＢ値が相対的に低く、視覚的にも相対的に黒くなる。

このように、アンダーシュート／オーバーシュートが発生するのは、輪郭処理をエッジ幅を保ちつつ行うので、エッジの傾きが鋭くなった分だけエッジの両端において画素値がより高く／低くなるためである。従来からある輪郭処理を行うだけでは、アンダーシュート／オーバーシュートが必然的に発生し、エッジ（輪郭）の両端において白／黒の縁取りが生じてしまうという問題があった。

そこで、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制するために、従来から種々の方法が提案されてきた。例えば、アンダーシュート／オーバーシュートの低減と同時に輪郭処理を行うことによって、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制する方法がある。しかし、図２に示すように、この方法によると、アンダーシュート／オーバーシュートの低減に応じて輪郭のエッジの強さも低減してしまうという問題点があった。

また、輪郭処理後にアンダーシュート／オーバーシュートを抑制した後にさらに輪郭処理を行い、最後に若干のアンダーシュート／オーバーシュートを付加することによって、結果的にアンダーシュート／オーバーシュートが抑制された輪郭処理画像を得る方法がある。

しかし、この方法では、アンダーシュート／オーバーシュートの抑制のために、処理対象画素の近傍領域の画素の画素値の最大値、最小値及び処理対象画素の画素値の３つの値の中間値（メジアン）で該処理対象画素の画素値を変更するため、原画像の輪郭のエッジが緩やかであると、アンダーシュート及びオーバーシュート部分において輪郭処理によって鋭くされた輪郭が、エッジが緩やかな元の輪郭へ戻されてしまうこととなる。さらに、図３に示すように、この方法では輪郭処理が２回行われるため、緩やかな階調変化を鋭いエッジへと変換してしまうため、輪郭処理後の画像においてジャギー（ギザギザ模様）が発生するという問題点を有していた。

そこで、これらの従来技術の問題点を克服するために、本発明は、原画像データと、この原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更することにより、図４に示すように、エッジ幅を保ちつつエッジを強調し、かつアンダーシュート／オーバーシュートの低減を図ることを可能とした。

以下に図５〜８を参照して、本発明に係る実施例１を説明する。図５は、実施例１の画像処理装置が処理対象とする画像範囲の一例を示す図である。画像範囲とは、処理対象画素を含む近傍領域を指す。同図に示すように、実施例１では、処理対象画素である画素Ｅを中心とした３行３列の正方行列が処理対象の画像範囲である。即ち、画像処理装置において原画像データにおける処理対象画素が画素Ｅであり、原画像データにおける処理対象である画素Ｅの近傍領域が、画素Ｅの１つ隣に隣接する画素Ａ〜Ｉを含む画像範囲である。実施例１の画像処理装置、画像処理方法では、原画像データと、この原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素である画素Ｅの画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域である画素Ａ〜Ｉからなる正方行列に含まれる画素の画素値に基づいて変更することとなる。

なお、処理対象画素の近傍領域は、処理対象画素の１つ隣に隣接する画素を含む正方行列を画像範囲とするが、これに限らず、一般に処理対象画素のｎ個以内に隣接する画素を含む正方行列を画像範囲としてもよい。また、画像範囲の形状は正方行列に限られるものではない。

次に、実施例１の画像処理装置の構成について説明する。図６は、実施例１の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、実施例１の画像処理装置１００は、画像データ入力部１０１と、処理対象領域設定部１０２と、輪郭強調処理部１０３と、最大画素値・最小画素値算出部１０４と、アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５と、画像データ出力部１０６とを有する。

画像データ入力部１０１は、外部からの画像信号の入力を受け付けるインターフェースである。該画像データ入力部１０１と外部の画像信号入力装置の出力部とを画像信号受け渡し可能に接続することができる。外部から入力を受け付けられた画像信号は、処理対象領域設定部１０２と輪郭強調処理部１０３とに受け渡される。

処理対象領域設定部１０２は、画像データ入力部１０１から受け渡された画像データのうち処理対象の画像範囲を設定する処理を行う。前述の基準に従って処理対象画素の近傍領域を処理対象の画像範囲として設定することとなる。処理対象領域設定部１０２によって設定された処理対象である画像範囲の画像データは、最大画素値・最小画素値算出部１０４へ受け渡される。

輪郭強調処理部１０３は、画像データ入力部１０１から受け渡された画像データに基づき、原画像の輪郭強調処理を行う。具体的には、原画像の輪郭のエッジを鋭くすることによって輪郭強調を行う。輪郭強調を行った後の画像データは、アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５へ受け渡される。

最大画素値・最小画素値算出部１０４は、処理対象領域設定部１０２によって設定された処理対象である画像範囲に含まれる画素のうち、最大となる画素値及び最小となる画素値を算出する。ここでの画素値の比較は、画素の濃淡を表す色相、画素の明るさを表す輝度及び画素の色を特定するＲＧＢ値の３つのパラメータに基づいて行われる。この最大画素値及び最小画素値をアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５へ受け渡す。

なお、最大画素値・最小画素値算出部１０４は、処理対象領域設定部１０２によって設定された処理対象である画像範囲に含まれる画素のうち、最大となる画素値及び最小となる画素値を算出して出力することとしたが、これに限らず、ｎ番目（ｎは自然数）に大きい画素値及びｎ番目に小さい画素値を算出して出力することとしてもよい。

アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５は、輪郭強調処理部１０３から受け渡された輪郭強調処理後の画像データの画素値を、最大画素値・最小画素値算出部１０４から受け渡された最大画素値及び最小画素値に基づいて変更することによってアンダーシュート／オーバーシュートを抑制する処理を行う。アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５によりアンダーシュート／オーバーシュートが抑制された画像データは、画像データ出力部１０６へ受け渡される。

画像データ出力部１０６は、外部へ画像信号の出力を行うインターフェースである。該画像データ出力部１０６と外部の画像信号受信装置の入力部とを画像信号受け渡し可能に接続することができる。アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５から受け渡されたアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理された画像信号は、外部の画像信号受信装置へと受け渡される。

次に、実施例１のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理について説明する。図７は、実施例１のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、処理対象領域設定部１０２によって処理対象領域に設定された処理対象画素を含む近傍領域に属する画素について行われる。

なお、最大画素値・最小画素値算出部１０４が出力する最大画素値をＭＡＸとし、最小画素値をＭＩＮとする。最大画素値・最小画素値算出部１０４がｎ番目に大きい画素値／ｎ番目に小さい画素値を出力する場合には、ｎ番目に大きい画素値をＭＡＸ（ｎ）とし、ｎ番目に小さい画素値をＭＩＮ（ｎ）とする。また、輪郭強調処理部１０３による処理後の画像信号をB'2とし、アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部１０５による処理後の画像信号をB2_outとする。

同図に示すように、先ず、B'2がＭＡＸより大であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。B'2がＭＡＸより大であると判定された場合（ステップＳ１０１肯定）、B2_out＝ＭＡＸとする（ステップＳ１０２）。

一方で、B'2がＭＡＸより大であると判定されなかった場合（ステップＳ１０１否定）、B'2がＭＩＮより小であるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、B'2がＭＩＮより小であると判定された場合（ステップＳ１０３肯定）、B2_out＝ＭＩＮとし（ステップＳ１０４）、B'2がＭＩＮより小であると判定されなかった場合（ステップＳ１０３否定）、B2_out＝B'2とする。

図８に、エッジのある原信号を輪郭強調した後、アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理を行って得られる出力信号の例を示す。ここでは、原画像の対象画素近傍の最大画素値、最小画素値（ｎ＝１）によりアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理を行っている。図の結果からわかるように、処理対象画素の画素値を最大画素値又は最小画素値に変更することによって、画素値の突出を抑制し、エッジ（輪郭）の鋭さを保持しつつアンダーシュート／オーバーシュートを抑制することができる。

以下に図９〜１１を参照して、本発明に係る実施例２を説明する。なお、実施例２の画像処理装置が処理対象とする画像範囲は、実施例１と同等である。先ず、実施例２の画像処理装置の構成について説明する。図９は、実施例２の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、実施例２の画像処理装置１００は、画像データ入力部１０１と、処理対象領域設定部１０２と、輪郭強調処理部１０３と、最大画素値・最小画素値算出部１０４と、内分値計算処理部１０７と、内分値入力受け付け部１０８と、画像データ出力部１０６とを有する。

画像データ入力部１０１、処理対象領域設定部１０２、輪郭強調処理部１０３、最大画素値・最小画素値算出部１０４及び画像データ出力部１０６は、実施例１と同一の機能を有する。

内分値計算処理部１０７は、最大画素値・最小画素値算出部１０４から受け渡された最大画素値及び最小画素値と、輪郭強調処理部１０３から受け渡された輪郭強調処理後の画像データの処理対象画素の画素値との内分値を、内分値入力受け付け部１０８を介して入力された内分値を指定する入力パラメータに基づいて計算し、該計算結果で処理対象画素の画素値を変更する。この変更結果は、画像データ出力部１０６へ受け渡されることとなる。

次に、実施例２のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理について説明する。図１０は、実施例２のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、処理対象領域設定部１０２によって処理対象領域に設定された処理対象画素を含む近傍領域に属する画素について行われる。

なお、実施例１同様に、最大画素値・最小画素値算出部１０４が出力する最大画素値をＭＡＸとし、最小画素値をＭＩＮとする。また、輪郭強調処理部１０３による処理後の画像信号をB'2とし、内分値計算処理部１０７による処理後の画像信号をB2_outとする。また、内分値入力受け付け部１０８を介して入力された内分値を指定する入力パラメータをOVSH_RATE（０≦OVSH_RATE≦１）とする。

同図に示すように、先ず、B'2がＭＡＸより大であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。B'2がＭＡＸより大であると判定された場合（ステップＳ２０１肯定）、B2_out＝（１−OVSH_RATE）×B'2＋OVSH_RATE×ＭＡＸとする（ステップＳ２０２）。

一方で、B'2がＭＡＸより大であると判定されなかった場合（ステップＳ２０１否定）、B'2がＭＩＮより小であるか否かを判定し（ステップＳ２０３）、B'2がＭＩＮより小であると判定された場合（ステップＳ２０３肯定）、B2_out＝（１−OVSH_RATE）×B'2＋OVSH_RATE×ＭＩＮとし（ステップＳ２０４）、B'2がＭＩＮより小であると判定されなかった場合（ステップＳ２０３否定）、B2_out＝B'2とする（ステップＳ２０５）。

以上の処理を実行することによって、例えば、図１１に示すように、処理対象画素の画素値が処理対象領域の最大画素値及び最小画素値の範囲外にあるときに、処理対象画素の画素値を最大画素値又は最小画素値と該処理対象画素の画素値との間の内分値に変更することによって、画素値の突出を抑制し、エッジ（輪郭）の鋭さを保持しつつアンダーシュート／オーバーシュートを抑制することができる。

また、内分値は、何れの処理対象画素についても同一の比率に基づいて計算されるので、最大画素値又は最小画素値からの乖離が大きいほど画素値が抑制されることとなるので、より効果的にエッジ（輪郭）の鋭さを保持しつつアンダーシュート／オーバーシュートを抑制することができる。

また、入力パラメータであるOVSH_RATEを変化させることによって、アンダーシュート／オーバーシュート抑制程度を最適化して、エッジの鋭さの保持とアンダーシュート／オーバーシュート抑制とのバランスを図り、以ってより鮮明で視覚的に美しい輪郭を有する画像を得ることが可能となる。なお、OVSH_RATEは、0.5〜0.8の範囲であることが好適である。

図１２に、エッジのある原信号を輪郭強調した後、最大画素値または最小画素値と輪郭強調信号との内分値計算により得られるアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理信号の例を示す。図例において、前述のOVSH_RATEは0.5に設定している。内分値処理で得られる出力信号は、エッジの鋭さを保持したまま、適度なアンダーシュート／オーバーシュートを生成していることが同図より確認でき、これにより輪郭がより自然かつ鮮明な画像を得ることが可能となる。

以下に図１３〜１６を参照して、本発明に係る実施例３を説明する。なお、実施例３の画像処理装置が処理対象とする画像範囲は、実施例１及び２と同等である。先ず、実施例３の画像処理装置の構成について説明する。図１３は、実施例３の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、実施例３の画像処理装置１００は、画像データ入力部１０１と、処理対象領域設定部１０２と、輪郭強調処理部１０３と、最大画素値・最小画素値算出部１０４と、内分値計算処理部１０７と、内分値入力受け付け部１０８と、閾値処理部１０９と、画像データ出力部１０６とを有する。

画像データ入力部１０１、処理対象領域設定部１０２、輪郭強調処理部１０３、最大画素値・最小画素値算出部１０４、画像データ出力部１０６、内分値計算処理部１０７及び内分値入力受け付け部１０８は、実施例２と同一の機能を有する。

内分値計算処理部１０７は、最大画素値・最小画素値算出部１０４から受け渡された最大画素値及び最小画素値と、輪郭強調処理部１０３から受け渡された輪郭強調処理後の画像データの処理対象画素の画素値との内分値を、内分値入力受け付け部１０８を介して入力された内分値を指定する入力パラメータに基づいて計算し、該計算結果で処理対象画素の画素値を変更する。この変更結果は、閾値処理部１０９へ受け渡されることとなる。

閾値処理部１０９は、内分値計算処理部１０７により変更された処理対象画素の画素値を、最大画素値・最小画素値算出部１０４から受け渡された最大画素値及び最小画素値とさらに比較し、両者の差分が予め設定されている閾値よりを超えた場合に、差分が閾値と一致するように処理対象画素の画素値を再度変更する。この変更結果は、画像データ出力部１０６へ受け渡されることとなる。

次に、実施例３のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理について説明する。図１４は、実施例３のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、処理対象領域設定部１０２によって処理対象領域に設定された処理対象画素を含む近傍領域に属する画素について行われる。なお、以下のフローチャートでは、内分値計算処理部１０７による処理後の画像信号に対して閾値処理部１０９で行われる処理を説明することとする。内分値計算処理部１０７による処理後の画像信号は、実施例２におけるB2_outと一致する。

なお、実施例１及び２同様に、最大画素値・最小画素値算出部１０４が出力する最大画素値をＭＡＸとし、最小画素値をＭＩＮとする。また、輪郭強調処理部１０３による処理後の画像信号をB'2とし、内分値計算処理部１０７による処理後の画像信号をB2_inとし、閾値処理部１０９による処理後の画像信号をB2_outとする。また、内分値入力受け付け部１０８を介して入力された内分値を指定する入力パラメータをOVSH_RATE（０≦OVSH_RATE≦１）とし、所定の入力機能を介して予め入力されている最大画素値又は最小画素値閾値と処理対象画素の画素値との差分の閾値をdiff_threとする。

同図に示すように、先ず、（B2_in−ＭＡＸ）がdiff_threより大であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。（B2_in−ＭＡＸ）がdiff_threより大であると判定された場合（ステップＳ３０１肯定）、B2_out＝ＭＡＸ＋diff_threとする（ステップＳ３０２）。

一方で、（B2_in−ＭＡＸ）がdiff_threより大であると判定されなかった場合（ステップＳ３０１否定）、（B2_in−ＭＩＮ）が（−diff_thre）より小であるか否かを判定し（ステップＳ２０３）、（B2_in−ＭＩＮ）が（−diff_thre）より小であると判定された場合（ステップＳ３０３肯定）、B2_out＝ＭＩＮ−diff_threとし（ステップＳ３０４）、（B2_in−ＭＩＮ）が（−diff_thre）より小であると判定されなかった場合（ステップＳ３０３否定）、B2_out＝B2_inとする（ステップＳ３０５）。

実施例２に示した内分値処理を実行した後に、さらに実施例３の閾値処理を実行することによって、例えば、図１５に示すように、内分値処理後の処理対象画素の画素値と処理対象領域の最大画素値又は最小画素値との差分が閾値を超える場合に、該差分が閾値に等しくなるように処理対象画素の画素値を変更することによって、画素値の突出をカットし、アンダーシュート／オーバーシュートをより強力に抑制することができる。

なお、内分値処理後の処理対象画素の画素値と処理対象領域の最大画素値又は最小画素値との差分が閾値を超える場合に、該差分が閾値に等しくなるように処理対象画素の画素値を一律に変更することとしたが、これに限らず、処理対象画素の画素値の最大値と（ＭＡＸ＋diff_thre）との比率（又は、処理対象画素の画素値の最小値と（ＭＩＮ−diff_thre）との比率）を全てのB2_inに掛けることによってB2_outを決定することとしてもよい。このようにすると、アンダーシュート／オーバーシュートの抑制部分のエッジの変化の視覚的な違和感を抑制し、なだらかな画像の閾値処理結果を得る場合がある。

図１６に、実施例２の内分値処理後に実施例３の閾値処理を行うことで得られる出力信号の例を示す。ここで、前述の閾値diff_threを７としている。同図からわかるように、閾値処理により輪郭近辺の画素値の極端な突出を一定の範囲内に抑えることで、アンダーシュート／オーバーシュートをより精細に抑制することが可能となる。

なお、上記実施例で説明した各処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータ、サーバ又はワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、更に種々の異なる実施例で実施されてもよいものである。また、実施例に記載した効果は、これに限定されるものではない。

（付記１）原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理装置であって、
前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手段と、
前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

（付記２）前記画素値変更手段は、前記原画像データにおける前記処理対象領域に属する画素の画素値の加工結果である加工画素値で前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。

（付記３）前記画素値変更手段は、前記原画像データにおける前記処理対象領域に属する画素の画素値と前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。

（付記４）前記画素値変更手段は、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値が、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値のうちｎ番目（ｎは自然数）に大きい画素値であるＭＡＸ（ｎ）を超える場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＡＸ（ｎ）で変更し、該近傍領域に属する画素の該原画像データにおける画素値のうちｎ番目に小さい画素値であるＭＩＮ（ｎ）を下回る場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＩＮ（ｎ）で変更することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。

（付記５）前記画素値変更手段は、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値が、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値のうちｎ番目（ｎは自然数）に大きい画素値であるＭＡＸ（ｎ）を超える場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＡＸ（ｎ）と該処理対象画素の該処理画像データにおける画素値との間の内分画素値で変更し、該近傍領域に属する画素の該原画像データにおける画素値のうちｎ番目に小さい画素値であるＭＩＮ（ｎ）を下回る場合に該処理対象画素の画素値を該ＭＩＮ（ｎ）と該処理対象画素の該処理画像データにおける画素値との間の内分画素値で変更することを特徴とする付記３に記載の画像処理装置。

（付記６）前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象画素の近傍領域に属する画素から所定の基準に基づいて選択された画素の前記原画像データにおける画素値と該処理対象画素の画素値との間の内分画素値を前記処理画像データにおける該処理対象画素の画素値とする付記１〜５の何れか一つに記載の画像処理装置。

（付記７）前記画素値変更手段は、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値と前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との差分が所定閾値を超える場合に、該差分が該所定閾値に等しくなるように該処理画像データにおける該処理対象画素の画素値を調整することを特徴とする付記１、２又は３に記載の画像処理装置。

（付記８）原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理方法であって、
前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定工程と、
前記処理対象領域設定工程により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更工程と
を含んだことを特徴とする画像処理方法。

（付記９）前記画素値変更工程は、前記原画像データにおける前記処理対象領域に属する画素の画素値と前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更することを特徴とする付記８に記載の画像処理方法。

（付記１０）原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力し、該原画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手順と、
前記処理対象領域設定手順により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値に基づいて前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

（付記１１）前記画素値変更手順は、前記原画像データにおける前記処理対象領域に属する画素の画素値と前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更することを特徴とする付記１０に記載の画像処理プログラム。

本発明は、テレビジョンやディスプレイ装置などの画像表示装置において、アンダーシュート／オーバーシュートを抑制しつつ適度な輪郭の鮮明度を維持して鮮明な画像を表示させたい場合に有用である。

輪郭処理の問題点を示す図である。 従来のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理の問題点（その１）を示す図である。 従来のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理の問題点（その２）を示す図である。 本発明のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理の問題点を示す図である。 実施例１の画像処理装置が処理対象とする画像範囲の一例を示す図である。 実施例１の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施例１のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。 実施例１のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理例を示す図である。 実施例２の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施例２のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。 実施例２のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理に関する説明図である。 実施例２のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理例を示す図である。 実施例３の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施例３のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理手順を示すフローチャートである。 実施例３のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理に関する説明図である。 実施例３のアンダーシュート／オーバーシュート抑制処理例を示す図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ 画素
１００ 画像処理装置
１０１ 画像データ入力部
１０２ 処理対象領域設定部
１０３ 輪郭強調処理部
１０４ 最大画素値・最小画素値算出部
１０５ アンダーシュート／オーバーシュート抑制処理部
１０６ 画像データ出力部
１０７ 内分値計算処理部
１０８ 内分値入力受け付け部
１０９ 閾値処理部

Claims (3)

1. 原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力とし、該処理画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理装置であって、
   前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手段と、
   前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値と、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更した後に、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最大値と、該最大値に所定の閾値を加算した値との比率、もしくは前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最小値と、該最小値から前記所定の閾値を減算した値との比率を、前記処理画像データにおける全ての前記処理対象画素の画素値に掛けることにより、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手段と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力とし、該処理画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理方法であって、
   前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定工程と、
   前記処理対象領域設定工程により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値と、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更した後に、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最大値と、該最大値に所定の閾値を加算した値との比率、もしくは前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最小値と、該最小値から前記所定の閾値を減算した値との比率を、前記処理画像データにおける全ての前記処理対象画素の画素値に掛けることにより、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更工程と
   を含んだことを特徴とする画像処理方法。
3. 原画像データと、該原画像データを輪郭強調処理した処理結果である処理画像データとを入力とし、該処理画像データにおける処理対象画素の画素値を該原画像データにおける該処理対象画素の近傍領域の画素値に基づいて変更する画像処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
   前記処理対象画素の近傍領域を処理対象領域として設定する処理対象領域設定手順と、
   前記処理対象領域設定手順により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値と、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値との間の内分画素値で、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更した後に、前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最大値と、該最大値に所定の閾値を加算した値との比率、もしくは前記処理対象領域設定手段により設定された前記処理対象領域に属する画素の前記原画像データにおける画素値の最小値と、該最小値から前記所定の閾値を減算した値との比率を、前記処理画像データにおける全ての前記処理対象画素の画素値に掛けることにより、前記処理画像データにおける前記処理対象画素の画素値を変更する画素値変更手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

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