JP5202263B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Images
Description
また、別の画像処理として、レチネックスやiCAM等を用いた画像処理が知られている。これらの画像処理では、画像の低周波領域を用いて照明成分を近似し、この低周波成分を圧縮することで暗画像を明るく補正し、狭いレンジで画像を良好に再現することを実現する。この画像処理では、注目画素と周辺の画素との輝度の対比を用いて補正を行うため、特定の階調領域でのつぶれ等の画像障害の程度が低い。この低周波成分を抽出するにはLPF(Low Pass Filter)を用いる。LPFを設計する方法として、入力側でのシーンとの視距離や画角、或いは出力側での観察距離や印字サイズに応じて視野角を決定し、決定した視野角をLPFに反映することで入力・観察条件に対応した再現を得る方法が提案されている。
図1は、画像処理装置100及びその周辺機器の構成の一例を示すブロック図である。図1において、101はCPU、102はメインメモリ、103はSCSI(Small Computer System Interface)インタフェース(SCSI I/F)である。また、104はネットワークインタフェース(ネットワークI/F)、105はHDD(Hard Disk Drive)、106はグラフィックアクセラレータ、107はディスプレイ、108はプリンタである。また、109はキーボード/マウスコントローラ、110はキーボード、111はマウス、112はPCI(Peripheral Components Interconnect)バス、113はローカルエリアネットワークである。
次に、ステップS202では、CPU101は、ステップS201で表示された観察条件指定用UIにてユーザにより設定された、ドキュメントの観察条件(環境条件)をメインメモリ102に格納する。
このように本実施形態では、図2のステップS203の処理を実行することにより、取得手段の一例が実現される。
次に、ステップS203では、CPU101は、ステップ202にて取得された、ドキュメントの観察条件を用いて、後述の処理によりLPF(ローパスフィルタ)を生成する。
次に、ステップS205では、CPU101は、ステップS204で表示された補正対象領域指定用UIにてユーザにより設定された指定領域(ドキュメントの補正対象領域)をメインメモリ102に格納する。
次に、ステップS206では、CPU101は、ステップS205にて設定された指定領域と、ステップS204にて生成された低周波画像データと用いて、後述の処理により補正係数を算出する。
次に、ステップ207では、CPU101は、ステップS206にて算出した補正係数を用いて、ステップS205にて設定された指定領域に対する画像補正を行う。
図3において、301、302は補正条件を設定するテキストボックスであり、それぞれ印字サイズ(ドキュメントの印字サイズ)、観察距離(ドキュメントを観察する際の当該ドキュメントから観察者までの距離)に対応している。303は終了ボタンであり、この終了ボタン303がユーザによって押下されると、CPU101は、各テキストボックス301、302に設定されている内容を観察条件としてメインメモリ102に保持し、補正を実施する。
図4において、ステート401では、観察条件指定用UIの初期設定値を読み出し、読み出した初期設定値を用いて観察条件指定用UIを表示するといった初期化動作が行われる。
次に、ステート402では、図3に示したダイアログウィンドウに対するユーザの操作判断を待つ状態となる。ここで、テキストボックス301が変更されるとステート403へ移行し、テキストボックス302が変更されるとステート404へ移行し、終了ボタン303が押下されるとステート405へ移行する。ステート403では、テキストボックス301に入力された印字サイズが設定され、ステート404では、テキストボックス302に入力された観察距離が設定され、ステート405では、ステップS202以降の処理が開始される。
まず、ステップS501では、CPU101は、メモリの確保等の初期化動作を行う。
次に、ステップS502では、CPU101は、ステップS202にて取得された観察条件から、印字サイズ及び観察距離を取得する。
次に、ステップS503では、CPU101は、以下の式(1)により、フィルタ影響範囲を算出する。ここで、フィルタ影響範囲の一辺の長さをXとし、観察距離をDとする。
次に、図6のフローチャートを参照しながら、図2のステップS204における低周波画像の生成処理の一例を詳細に説明する。
まず、ステップS601では、CPU101は、初期化動作を行う。
次に、ステップS602では、CPU101は、図2のステップS203(図5のフローチャート)にて生成されたLPFのフィルタサイズN'を取得する。
次に、ステップS603では、CPU101は、画素の縦位置を表す変数iと、横位置を表す変数jをそれぞれ0に設定する。また、フィルタ演算の対象範囲となる縦位置をP1、P2、横位置をS1、S2とし、画像の横のピクセル数をcol、縦のピクセル数をrowとする。
次に、ステップS604では、CPU101は、画素の横位置を表す変数jがN'/2より小さければ、フィルタ演算の対象範囲となる横位置S1に"0"を代入し、そうでなければ、横位置S1に"j−N'/2"を代入する。
次に、ステップS605では、CPU101は、"j+N'/2"が、画像の横のピクセル数colより小さければ、フィルタ演算の対象範囲となる横位置S2に"j+N'/2"を代入し、そうでなければ、縦位置S2に"col"を代入する。
次に、ステップS607では、CPU101は、"i+N'/2"が、画像の縦のピクセル数rowより小さければ、フィルタ演算の対象範囲となる縦位置P2に"i+N'/2"を代入し、そうでなければ、縦位置P2に"row"を代入する。
次に、ステップS608では、CPU101は、以下の式(3)により、(P1、S1)、(P1、S2)、(P2、S1)、(P2、S2)の4点に囲まれた領域のRGB値について周辺の影響(画素値)を考慮した信号値(画素値)を算出する。そして、CPU101は、その信号値をメインメモリ102に格納する。
次に、ステップS610では、CPU101は、画素の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、画素の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくない場合には、ステップS604に戻る。そして、画素の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなるまでステップS604〜S610を繰り返し行う。そして、画素の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなると、ステップS611に進む。
次に、ステップS612では、CPU101は、画素の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、画素の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくない場合には、ステップS604に戻る。そして、画素の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなるまでステップS604〜S612を繰り返し行う。そして、画素の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなると、図2のステップS205に進む。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップS204(図6のフローチャート)の処理を行うことにより低周波データ生成手段の一例が実現される。
まず、ステップS701では、CPU101は、初期化動作を行い、後述の補正対象領域指定用UIをディスプレイ107表示させる。
次に、ステップS702では、CPU101は、ステップS701で表示された補正対象領域指定用UIにてユーザにより設定された、補正対象領域の座標を取得する。
図8において、801は、ドキュメントの画像を表示するウィンドウである。802は領域確定ボタンである。803は領域追加ボタンである。804は領域削除ボタンである。805は指定領域表示リストである。806は終了ボタンであり、この終了ボタン806がユーザによって押下されると、CPU101は、補正対象領域指定用UIのダイアログウィンドウ800に対して行われた各設定をメインメモリ102に保持し、領域指定を実施する。
図9において、ステート901では、補正対象領域指定用UIの初期設定値を読み出し、読み出した初期設定値を用いて補正対象領域指定用UIを表示するといった初期化動作が行われる。
次に、ステート902では、図8に示したダイアログウィンドウに対するユーザの操作判断を待つ状態となる。ここで、ユーザが補正対象領域を指定するとステート903へ移行し、領域確定ボタン802が押下されるとステート904へ移行し、領域追加ボタン803が押下されるとステート905へ移行する。また、領域削除ボタン804が押下されるとステート906へ移行し、指定領域表示リスト805の項目が選択されるとステート907へ移行し、終了ボタン806が押下されるとステート908へ移行する。
まず、ステップS1001では、CPU101は、初期化動作を行う。
次に、ステップS1002では、CPU101は、入力されたドキュメントの画像と、ステップS204にて生成された低周波画像とを取得する。
次に、ステップS1003では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jに"0"を代入し、縦位置を表す変数iに"0"を代入する。
次に、ステップS1004では、CPU101は、以下の式(4)により、入力されたドキュメントの画像の(Rin_ij、Gin_ij、Bin_ij)の輝度値Yinを算出する。
次に、ステップS1006では、CPU101は、式(5)により、第1補正係数αを計算する。
次に、ステップS1008では、CPU101は、以下の式(6)により第2補正係数βを計算する。
次に、ステップS1011では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくない場合には、ステップS1004に戻る。そして、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなるまでステップS1004〜S1011を繰り返し行う。そして、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなると、ステップS1012に進む。
次に、ステップS1013では、CPU101は、画像内の縦位置を表す変数iが、画像内の縦のピクセル数rowよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくない場合には、ステップS1004に戻る。そして、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなるまでステップS1004〜S1013を繰り返し行う。そして、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなると、図2のステップS207に進む。
まず、ステップS1101では、CPU101は、初期化動作を行う。
次に、ステップS1102では、CPU101は、図2のステップS205にて指定された補正対象領域の座標(col0、row0)、(col0、row1) (col1、row0)、(col1、row1)を取得する。
次に、ステップS1103では、CPU101は、画素の縦位置を表す変数iにcol0を設定し、横位置を表す変数jにrow0を設定する。また、フィルタ演算の対象範囲となる縦位置をP1、P2とし、横位置をS1、S2とする。
ステップS1105では、CPU101は、"j+N'/2がcol1より小さければ、フィルタ演算の対象範囲となる横位置S2に"j+N/2"を代入し、そうでなければ、横位置S2にcol1を代入する。
次に、ステップS1106では、CPU101は、画素の縦位置を表す変数iが"row0+N'/2"より小さければ、フィルタ演算の対象範囲となる縦位置P1にrow0を代入し、そうでなければ、縦位置P1に"i−N'/2"を代入する。
次に、ステップS1108では、CPU101は、前述した式(3)により、(P1、S1)、(P1、S2)、(P2、S1)、(P2、S2)の4点に囲まれた領域のRGB値について周辺の影響(画素値)を考慮した信号値(画素値)を算出する。そして、CPU101は、その信号値をメインメモリ102に格納する。
次に、ステップS1109では、CPU101は、画素の横位置を表す変数jに"1"を加える。
次に、ステップS1111では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jに"0"を代入すると共に、画素の縦位置を表す変数iに"1"を加える。
まず、ステップS1201では、CPU101は、初期化動作を行う。
次に、ステップS1202では、CPU101は、図2のステップS206(図10のステップS1009)にて算出した第3補正係数kを取得する。
次に、ステップS1203では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jに0を代入し、縦位置を表す変数iに0を代入する。ここで、画像の横のピクセル数をcol、縦のピクセル数をrowとする。また、ステップS205にて指定された補正対象領域の座標を(col0、row0)、(col0、row1) (col1、row0)、(col1、row1)とする。
次に、ステップS1204では、CPU101は、以下の式(8)の不等式を満たすか否かを判定する。この判定の結果、以下の式(8)の不等式を満たしている場合にはステップS1205に進み、満たしていない場合にはステップS1206に進む。
次に、ステップS1206では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jに1を加える。
次に、ステップS1207では、CPU101は、画像内の横位置を表す変数jが画像の横のピクセル数colより大きいか否かを判定する。この判定の結果、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくない場合には、ステップS1204に戻る。そして、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなるまでステップS1204〜S1207を繰り返し行う。そして、画像内の横位置を表す変数jが、画像の横のピクセル数colよりも大きくなると、ステップS1208に進む。
次に、ステップS1209では、CPU101は、画像内の縦位置を表す変数iが、画像内の縦のピクセル数rowよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくない場合には、ステップS1204に戻る。そして、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなるまでステップS1204〜S1209を繰り返し行う。そして、画像内の縦位置を表す変数iが、画像の縦のピクセル数rowよりも大きくなると、処理を終了する。
以上のように本実施形態では、例えば、図2のステップS206、S207(図10〜図12のフローチャート)の処理を行うことにより補正手段の一例が実現される。
<ローパスフィルタ>
前記実施形態では、フィルタサイズに10度視野を用いているが、2度視野或いはその他の視覚に対応したフィルタサイズのLPFを用いてもよい。
<周辺の影響を考慮した信号値>
前記実施形態では、LPFとして平均値フィルタを用いているが、ガウシアン並びにガボア等のフィルタをLPFとして用いてもよい。
前記実施形態では、補正係数の算出に輝度の指数を用いているが、任意の均等色空間での明るさの値や、輝度比等を用いて補正係数を算出することも可能である。
<観察条件>
前記実施形態では、観察条件に印字サイズや視距離を用いているが、これらの代わりに、又はこれらに加えて、画像解像度や表示・出力デバイスの解像度、並びに照明条件(ドキュメントを観察する際の照明条件)等を観察条件として用いることが可能である。
前述した本発明の実施形態における画像処理装置を構成する各手段、並びに画像処理方法の各ステップは、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
Claims (7)
- 画像データを含むドキュメントデータの画素値を補正する画像処理装置であって、
前記ドキュメントデータに基づいて出力されるドキュメントの観察条件をユーザによる操作に基づいて取得する取得手段と、
前記観察条件を用いて、前記補正を行うためのローパスフィルタを生成するフィルタ生成手段と、
前記ローパスフィルタを用いて、前記ドキュメントデータに対する低周波画像データを生成する低周波データ生成手段と、
前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を、前記低周波画像データを用いて補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、前記ドキュメントデータの画素値及び前記低周波画像データの画素値を用いて、前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を補正するための補正係数を算出し、算出した補正係数と当該領域における画素値とを乗算して、当該領域の画素値を補正することを特徴とする画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域であって、ユーザによる操作に基づいて指定された領域の画素値を、前記低周波画像データを用いて補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記観察条件は、前記ドキュメントを観察する際の照明条件と、前記ドキュメントを観察する際の当該ドキュメントからの距離と、前記ドキュメントの印字サイズとの少なくとも何れか1つを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 画像データを含むドキュメントデータの画素値を補正する画像処理方法であって、
前記ドキュメントデータに基づいて出力されるドキュメントの観察条件をユーザによる操作に基づいて取得する取得ステップと、
前記観察条件を用いて、前記補正を行うためのローパスフィルタを生成するフィルタ生成ステップと、
前記ローパスフィルタを用いて、前記ドキュメントデータに対する低周波画像データを生成する低周波データ生成ステップと、
前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を、前記低周波画像データを用いて補正する補正ステップとを有し、
前記補正ステップは、前記ドキュメントデータの画素値及び前記低周波画像データの画素値を用いて、前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を補正するための補正係数を算出し、算出した補正係数と当該領域における画素値とを乗算して、当該領域の画素値を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 前記補正ステップは、前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域であって、ユーザによる操作に基づいて指定された領域の画素値を、前記低周波画像データを用いて補正することを特徴とする請求項4に記載の画像処理方法。
- 前記観察条件は、前記ドキュメントを観察する際の照明条件と、前記ドキュメントを観察する際の当該ドキュメントからの距離と、前記ドキュメントの印字サイズとの少なくとも何れか1つを含むことを特徴とする請求項4又は5に記載の画像処理方法。
- 画像データを含むドキュメントデータの画素値を補正することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記ドキュメントデータに基づいて出力されるドキュメントの観察条件をユーザによる操作に基づいて取得する取得ステップと、
前記観察条件を用いて、前記補正を行うためのローパスフィルタを生成するフィルタ生成ステップと、
前記ローパスフィルタを用いて、前記ドキュメントデータに対する低周波画像データを生成する低周波データ生成ステップと、
前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を、前記低周波画像データを用いて補正する補正ステップとをコンピュータに実行させ、
前記補正ステップは、前記ドキュメントデータの画素値及び前記低周波画像データの画素値を用いて、前記ドキュメントデータにおける画像データを含む領域の画素値を補正するための補正係数を算出し、算出した補正係数と当該領域における画素値とを乗算して、当該領域の画素値を補正することを特徴とするコンピュータプログラム。
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