JP4843478B2 - 画像処理装置、および画像処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、画像中での階調の段差の低減を図る画像処理装置、および画像処理方法を提供することを目的とする。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置100を表すブロック図である。画像処理装置100は、チューナ101、MPEGエンコーダ102、デコーダ103、信号分離部104、垂直処理部105、水平処理部106、表示制御部107、表示部108を備える。
エンコーダ102は、チューナ101から出力される放送信号をMPEG(Moving Picture Experts Group)2等の圧縮符号化データに符号化する。
デコーダ103は、エンコーダ102から出力される圧縮符号化データを表示部108で表示可能な形式の信号(映像信号)に復号する。
なお、垂直処理部105、水平処理部106の詳細は後述する。
表示部108は、CRT、液晶表示装置等の表示素子である。表示部108に、水平画素数Nh、垂直画素数Nvの画像が表示される。
垂直処理部105は、周波数成分分解部110、微少変化抽出部121〜124、平均化部130、減算部SUBAを有し、垂直方向での微少段差を低減する。
C1=A0−A−i
C2=A0−A+i
C3=A−i−A+i …… 式(1)
図3は、微少量抽出部182、186での入力値Vi、出力値Voの関係を表すグラフである。基準値V1までは、入力値Vi、出力値Voは等しい(入力値Viがそのまま出力される)。この場合、基準値V1までの値がそのまま段差として抽出される。入力値Viが、基準値V1を超えると、出力値Voが基準値V1に固定される(出力の丸め込み)。即ち、基準値V1より大きい値は微小量として抽出されない傾向にある。さらに、入力値Viが基準値V2(折り返し値)を越えると、出力値Voが小さくなり、基準値V3において、0に収束する。
(1)抽出領域(0〜V1)
この領域では入力値Viがそのまま出力される。即ち、入力値Viが微小量として抽出される。
この領域では入力値Viが出力されない。即ち、入力値Viが微小量として抽出されない。
この領域は、抽出領域、非抽出領域の境界であり、入力値Viが減じられて出力される。一種の緩衝のための領域である。抽出領域と非抽出領域を直接接続すると、画像にノイズが発生する可能性がある。
a.一定領域(V1<V2)
この領域では、入力値Viに拘わらず、出力値Voが一定(V1)となる。
2)減少領域(V2<V3)
この領域では、入力値Viの増加に応じて、出力値Voが減少している。
例えば、値Dの最大値が「210−1」のとき、基準値V1を7とし、それに応じて基準値V2、V3を7、16とすることができる。
この場合、画素信号A0に対応する画素P0の付近で、画素信号の強度が右肩上がりまたは右肩下がりとなる(増加傾向または減少傾向)。この場合、値C1、C2から絶対値の大きい方が選択される。即ち、画素信号A0を基準として、変化量が大きい方が選択される。絶対値の大きい方が輝度の段差の実態を表すと考えられる。
この場合、画素信号A0に対応する画素P0の付近で、画素P0を中心として画素信号の強度が山型または谷型となる(増加傾向、減少傾向の何れでもない)。この場合、値Dとして値C3が選択される。即ち、画素P0の両端の画素P±iの画素信号A±iの差が選択される。画素P0での画素信号(輝度値)A0そのものは画像内での輝度の段差に寄与しないと考えられることから、無視される。
F=((E1+E2+E3+E4)/4)/2 …… 式(2)
H=((G1+G2+G3+G4)/4)/2 …… 式(3)
K=F+H=(E1+…+E4+G1+…+G4)/8 …… 式(4)
以上のように、式(2)での(1/2)は、画素信号A0に垂直方向のみならず、水平方向の段差が含まれることを考慮している。
F=(m1*E1+m2*E2+m3*E3+m4*E4)
/((m1+m2+m3+m4)*2) …… 式(5)
この重みm1〜m4は高周波側で大きく、低周波側で小さくすることが好ましい。既述のように、低周波の周波数成分に含まれる段差は小さい可能性がある。
図6は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る画像処理装置200を表すブロック図である。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置300を表すブロック図である。画像処理装置300は、チューナ101、MPEGエンコーダ102、デコーダ103、画像バッファ301、302、演算部303、演算バッファ304、表示制御部307、表示部308を備える。
画像バッファ301、302は、画像を記憶する記憶装置、例えば、半導体メモリである。
表示制御部307は、画像バッファ302に書き込まれた画像を表示部308上に表示する。
表示部308は、CRT、液晶表示装置等の表示素子である。
画像の水平方向、垂直方向にX、Y座標を設定する。画像中の画素をX座標(0〜Xmax)、Y座標(0〜Ymax)で表す。即ち、X方向での画素数を(Xmax+1)、Y方向での画素数を(Ymax+1)とする。
処理対象の画素のX、Y方向の±4画素の範囲の輝度データが演算バッファ304の変数Xp[0]〜Xp[9]、Yp[0]〜Yp[9]に格納される。処理の効率化のためである。なお、Xp[5]、Yp[5]は、処理対象の画素での輝度データであり、同一の値を持つ。
処理対象の画素が画像の端近傍(X座標が0、Xmax近辺、またはY座標が0、Ymax近辺)の場合、端処理がなされる。この場合、処理対象の画素のX、Y方向の±4画素の範囲の輝度データが存在しない可能性がある。この場合、仮の輝度データを演算バッファ304に書き込む。仮の輝度データは、例えば、画像端での輝度データである。
X、Y方向それぞれの周波数成分毎に微少変化が抽出される。その結果、微少変化量Xs[1]〜Xs[4]、Ys[1]〜Ys[4]が算出される。なお、この微少変化抽出の手続きは、微少変化抽出部121〜124、151〜154でと同様の手続きであることから、詳細な説明を省略する。
次の式(6)に従い、算出された微少変化量Xs[1]〜Xs[4]、Ys[1]〜Ys[4]の平均値XYgを算出する。この式(6)は既述の式(4)と実質的に同一である。
XYav=(Xs[1]+…+Xs[4]+Ys[1]+…+Ys[4])/8 …式(6)
この平均値XYavは、X、Y方向双方での微少段差成分としての意味を持つ。
処理対象画素の輝度値Xp[5]から平均値XYavを減算して、微少段差成分が低減された画素データXYoutを算出する。
XYout=Xp[5]−XYav …式(7)
処理された画素データXYoutが演算部303から出力され画像バッファ302に書き込まれる。
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (7)
- 複数の画素信号を有する画像信号を,画像の水平または垂直方向での画素の間隔たる空間周波数が互いに異なる複数の画素信号の組み合わせに分解する分解部と,
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の差分として,複数の変化量を算出する変化量算出部と,
前記複数の変化量から,所定の基準値より絶対値が小さい,画像信号の変化成分を抽出する抽出部と,
前記抽出される変化成分の平均値として,画像信号の段差量を算出する算出部と,
前記画像信号から前記算出される段差量を減算する減算部と,
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記変化量算出部が,前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの信号の変化傾向に基づいて,前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の変化が増加傾向または減少傾向である場合に,前記変化量算出部が前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの中心の画素での画素信号を基準として前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の変化が増加傾向または減少傾向の何れでも無い場合に,前記変化量算出部が前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの両端の画素での画素信号に基づいて前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 前記画像信号が輝度信号または色信号の少なくとも何れかである
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記減算された画像信号に基づき,画像を表示する表示部と,
をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の画像処理装置。 - 複数の画素信号を有する画像信号を空間周波数が互いに異なる複数の画素信号の組み合わせに分解するステップと,
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の差分として,複数の変化量を算出するステップと,
前記複数の変化量から,所定の基準値より絶対値が小さい,画像信号の変化成分を抽出するステップと,
前記抽出される変化成分の平均値として,画像信号の段差量を算出するステップと,
前記画像信号から前記算出される段差量を減算するステップと,
を具備することを特徴とする画像処理方法。
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