JP5875551B2

JP5875551B2 - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム

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Publication number: JP5875551B2
Application number: JP2013110418A
Authority: JP
Inventors: 隆一奥村
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP2014230223A; US9704219B2; EP2806625B1; US20140347398A1; CN104184922B; CN104184922A; EP2806625A1

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムに関するものである。

ある画像処理装置では、（ａ）画像内の黒画素の連結成分を特定し、（ｂ）その連結成分について線密度を算出し、（ｃ）線密度の最も高い部分を参照パターンとして抽出し、（ｄ）ある縮小率で画像を縮小し、（ｅ）参照パターンの縮小前後の類似度に基づいて縮小率を最終的に決定している（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１１４８２５号公報

しかしながら、上述の画像処理装置による処理は複雑な処理であるとともに、画像の全域を走査して、連結成分の特定および線密度の最も高い部分の特定を行うため、処理時間が長くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、文字などのある程度複雑な図形を含む画像を縮小する際に、その図形の可読性を損なわない適切な縮小率を自動的かつ高速に特定し、縮小処理を行える画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムを得ることを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う画像縮小部と、前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化する２値化部と、前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していく特徴値特定部と、前記画像縮小部による主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像縮小部による前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記画像縮小部に前記縮小処理を再度実行させる制御部とを備える。

本発明に係る画像処理方法は、所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行うステップと、前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化するステップと、前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していくステップと、主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記縮小処理を再度実行するステップとを備える。

本発明に係る画像処理プログラムは、コンピューターを、所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う画像縮小部、前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化する２値化部、前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していく特徴値特定部、並びに、前記画像縮小部による主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像縮小部による前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記画像縮小部に前記縮小処理を再度実行させる制御部として機能させる。

本発明によれば、文字などのある程度複雑な図形を含む画像を縮小する際に、その図形の可読性を損なわない適切な縮小率を自動的かつ高速に特定し、縮小処理を行える。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。図３は、縮小対象領域が２画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。図４は、縮小対象領域が３画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。図５は、縮小対象領域が４画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。図６は、縮小対象領域が５画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。図７は、縮小対象領域が６画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置は、例えば、スキャナー機、ファクシミリ機、コピー機、複合機などの画像形成装置である。

図１に示す画像処理装置は、画像取得部１、解像度設定部２、画像縮小部３、２値化部４、特徴値特定部５、制御部６、およびバッファー部７を備える。

画像取得部１は、例えば原稿画像を光学的に読み取り原稿画像の画像データを生成する画像読取部（図示せず）から画像としてその画像データを取得する。

解像度設定部２は、縮小後の画像の解像度を画像縮小部３に設定する。

画像縮小部３は、解像度設定部２により設定される縮小後の解像度に対応する縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う。

２値化部４は、上述の縮小処理における縮小対象領域に含まれる複数の画素の画素値をそれぞれ２値化する。

特徴値特定部５は、縮小対象領域での２値化された画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、縮小対象領域ごとに特徴値を積算していく。

この実施の形態では、特徴値特定部５は、縮小対象領域での２値化された画素値のパターンを３以上の所定の条件で分類し、３以上の条件のそれぞれに対応する値を特徴値とする。ここでは、「３以上の条件」は、以下の第１条件、第２条件、第３条件、および第４条件である。

特徴値特定部５は、第１条件、第２条件、第３条件、第４条件の順番で、各条件が成立するか否かを判定していき、最初に成立した条件に対応する値を特徴値とする。

第１条件は、２値化された画素値が１である画素の数がゼロであるか、２値化された画素値が０である画素の数がゼロであること、である。

第２条件は、２値化された画素値が１である画素が少なくとも１つ孤立しているか、２値化された画素値が０である画素が少なくとも１つ孤立していること、である。

第３条件は、縮小対象領域の左端画素の２値化された画素値とその両隣の画素の２値化された画素値の両方とが異なるか、縮小対象領域の右端画素の２値化された画素値とその両隣の画素の２値化された画素値の両方とが異なること、である。

第４条件は、第１条件、第２条件、および第３条件のいずれも成立しないこと、である。

この実施の形態では、第２条件に対応する値（特徴値）は、第３条件に対応する値（特徴値）以上であり、第３条件に対応する値（特徴値）は、第４条件に対応する値（特徴値）以上であり、第４条件に対応する値（特徴値）は、第１条件に対応する値（特徴値）以上である。

さらに、この実施の形態では、第２条件に対応する値および第３条件に対応する値は、第１条件に対応する値より大きい。

例えば、第１条件に対応する値（特徴値）はゼロに、第４条件に対応する値（特徴値）は１に、第３条件に対応する値（特徴値）は２に、第２条件に対応する値（特徴値）は３に設定される。

このように特徴値を設定することで、縮小による画質低下が発生している可能性が高い箇所ほど特徴値が高くなり、そのような箇所（縮小対象領域）が多いほど、特徴値の累積値が高くなる。

制御部６は、画像縮小部３による主走査方向および副走査方向の縮小処理が完了する前に特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、画像縮小部３による画像の縮小処理を中止させ、縮小後の画像のサイズが大きくなるように縮小率を変更し、変更後の縮小率で画像縮小部３に縮小処理を再度実行させる。

バッファー部７は、画像縮小部３による縮小処理後の縮小対象領域の画像データを保持し、画像縮小部３による主走査方向および副走査方向の縮小処理が完了した場合、その縮小後の画像の画像データを出力（例えばネットワーク送信）する。

なお、画像取得部１、解像度設定部２、画像縮小部３、２値化部４、特徴値特定部５、制御部６、およびバッファー部７は、例えば、コンピューターで画像処理プログラムを実行することで実現される。そのような画像処理プログラムはコンピューターが読取可能な記録媒体に記録されている。

次に、上記画像処理装置の動作について説明する。図２は、図１に示す画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。

まず、解像度設定部２が、縮小後の解像度（主走査方向および副走査方向の解像度）の初期設定値を画像縮小部３および２値化部４に設定する（ステップＳ１）。

また、画像取得部１は、縮小処理の対象となる画像を取得する（ステップＳ２）。

そして、縮小対象領域のサイズ（画素数）が画像の解像度および縮小後の解像度から特定され、画像の画像データから、縮小対象領域内の画素データを読み出すための読み出しアドレスおよび特徴値特定部５の特徴値の積算値が初期化される（ステップＳ３）。

主走査方向の縮小対象領域のサイズ（つまり、主走査方向に連続する画素数）は、主走査方向の縮小率（原画像の解像度と縮小後の解像度との比）に基づき特定され、副走査方向の縮小対象領域のサイズ（つまり、副走査方向に連続する画素数）は、副走査方向の縮小率に基づき特定される。

例えば、縮小後の解像度が、原画像の解像度の半分である場合、２画素を１画素に縮小するため、縮小対象領域のサイズは２画素となる。

画像縮小部３が主走査方向に沿って縮小処理を行う場合、主走査方向に沿って画像から縮小対象領域が順番に選択されていく。つまり、画像の先頭ラインから縮小対象領域が順番に選択されていき、画像の先頭ラインの後端の縮小対象領域が選択された後、次のラインから縮小対象領域が順番に選択されていき、そのラインの後端の縮小対象領域が選択された後、さらに次のラインから縮小対象領域が順番に選択されていく。このようにして、最後のラインの後端の縮小対象領域が選択されるまで、縮小対象領域が順番に選択されていく。

２値化部４は、現在選択されている縮小対象領域内の画素の画素値（例えば８ビットの階調値）を２値化する（ステップＳ４）。

また、画像縮小部３は、現在選択されている縮小対象領域に対して縮小処理を行い、縮小処理により生成される画像データ（つまり、縮小対象領域に対応する縮小後の画像）をバッファー部７に格納する（ステップＳ５）。縮小処理は、縮小対象領域の複数の画素を１つの画素に縮小する処理である。縮小後の画素の画素値は、縮小対象領域の複数の画素の画素値から計算される（例えば、縮小対象領域の複数の画素の画素値の平均値とされる）。

また、特徴値特定部５は、現在選択されている縮小対象領域内の複数の画素の２値化後の画素値のパターンに対応する特徴値を特定し、積算する（ステップＳ６）。

そして、現在選択されている縮小対象領域が画像の終端でなければ（ステップＳ７）、制御部６は、特徴値の積算値が所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ８）。

特徴値の積算値が所定の閾値を超えていない場合、制御部６は、次の縮小対象領域を選択し、その縮小対象領域に対して画像縮小部３、２値化部４および特徴値特定部５にステップＳ４以降の処理を実行させる。

一方、特徴値の積算値が所定の閾値を超えている場合、制御部６は、主走査方向についての縮小処理において現時点までバッファー部７に格納されている画像データを破棄し（ステップＳ９）、縮小後の解像度を増加し、増加後の解像度を解像度設定部２によって設定させ（ステップＳ１０）、画像縮小部３、２値化部４および特徴値特定部５に、ステップＳ３以降の処理を実行させる（つまり、解像度変更後に主走査方向についての縮小処理を再度実行させる）。

一方、特徴値の積算値が所定の閾値を超えずに、現在選択されている縮小対象領域が画像の終端となった場合（ステップＳ７）、制御部６は、主走査方向についての縮小処理を完了する。

次に、制御部６は、主走査方向についての縮小処理により得られた画像に対して、副走査方向についての縮小処理を同様にして（ステップＳ１から）実行する。

なお、副走査方向についての縮小処理の途中で特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、副走査方向についての縮小後の解像度を変更して、副走査方向についての縮小処理を再度実行するようにしてもよいし、主走査方向および副走査方向についての縮小後の解像度を変更して、主走査方向および副走査方向についての縮小処理を再度実行するようにしてもよい。

そして、制御部６は、副走査方向についての縮小処理を完了すると、バッファー部７に格納されている画像データ（つまり、主走査方向および副走査方向について適切な縮小率で縮小された画像）を出力させる。

このようにして、主走査方向および副走査方向について適切な縮小率で縮小された画像が得られ、出力される。

ここで、ステップＳ６における特徴値の特定の詳細について説明する。

（ａ）縮小対象領域が２画素である場合

図３は、縮小対象領域が２画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

縮小対象領域が２画素である場合、縮小対象領域の２値化画素値パターンは、図３に示す画素値パターン２０，２１ａ，２１ｂ，２２のいずれかに該当する。なお、図に示す黒画素は画素値１の画素であり、白画素は画素値０の画素である。

このうち、画素値パターン２０，２２は、第１条件が成立するものであり、画素値パターン２１ａ，２１ｂは第３条件が成立する可能性があるものである。

現在選択されている縮小対象領域の２値化画素値パターンが画素値パターン２１ａ，２１ｂに該当する場合、隣接する画素の２値化後の画素値に基づいて、現在選択されている縮小対象領域について第３条件が成立するか否かが判定される。この場合、第３条件が成立しなければ、第４条件が成立するようにしてもよい。

（ｂ）縮小対象領域が３画素である場合

図４は、縮小対象領域が３画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

縮小対象領域が３画素である場合、縮小対象領域の２値化画素値パターンは、図４に示す画素値パターン３０，３１ａ〜３１ｃ，３２ａ〜３２ｃ，３３のいずれかに該当する。

このうち、画素値パターン３０，３３は、第１条件が成立するものであり、画素値パターン３１ａ，３２ａは第２条件が成立するものであり、画素値パターン３１ｂ，３１ｃ，３２ｂ，３２ｃは第３条件が成立する可能性があるものである。

現在選択されている縮小対象領域の２値化画素値パターンが画素値パターン３１ｂ，３１ｃ，３２ｂ，３２ｃに該当する場合、隣接する画素の２値化後の画素値に基づいて、現在選択されている縮小対象領域について第３条件が成立するか否かが判定される。この場合、第３条件が成立しなければ、第４条件が成立するようにしてもよい。

（ｃ）縮小対象領域が４画素である場合

図５は、縮小対象領域が４画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

縮小対象領域が４画素である場合、縮小対象領域の２値化画素値パターンは、図５に示す画素値パターン４０，４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｆ，４３ａ〜４３ｄ，４４のいずれかに該当する。

このうち、画素値パターン４０，４４は、第１条件が成立するものであり、画素値パターン４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｄ，４３ａ，４３ｂは第２条件が成立するものであり、画素値パターン４１ｃ，４１ｄ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４３ｃ，４３ｄは第３条件が成立する可能性があるものである。

現在選択されている縮小対象領域の２値化画素値パターンが画素値パターン４１ｃ，４１ｄ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４３ｃ，４３ｄに該当する場合、隣接する画素の２値化後の画素値に基づいて、現在選択されている縮小対象領域について第３条件が成立するか否かが判定される。この場合、第３条件が成立しなければ、第４条件が成立するようにしてもよい。

（ｄ）縮小対象領域が５画素である場合

図６は、縮小対象領域が５画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

縮小対象領域が５画素である場合、縮小対象領域の２値化画素値パターンは、図６に示す画素値パターン５０，５１ａ〜５１ｅ，５２ａ〜５２ｊ，５３ａ〜５３ｊ，５４ａ〜５４ｅ，５５のいずれかに該当する。

このうち、画素値パターン５０，５５は、第１条件が成立するものであり、画素値パターン５１ａ〜５１ｃ，５２ａ，５２ｂ，５２ｆ〜５２ｈ，５３ａ〜５３ｃ，５３ｆ，５３ｇは第２条件が成立するものであり、画素値パターン５１ｄ，５１ｅ，５２ｃ〜５２ｅ，５３ｈ〜５３ｊ，５４ｄ，５４ｅは第３条件が成立する可能性があるものであり、画素値パターン５２ｉ，５２ｊ，５３ｄ，５３ｅは第４条件が成立するものである。

現在選択されている縮小対象領域の２値化画素値パターンが画素値パターン５１ｄ，５１ｅ，５２ｃ〜５２ｅ，５３ｈ〜５３ｊ，５４ｄ，５４ｅに該当する場合、隣接する画素の２値化後の画素値に基づいて、現在選択されている縮小対象領域について第３条件が成立するか否かが判定される。この場合、第３条件が成立しなければ、第４条件が成立するようにしてもよい。

（ｅ）縮小対象領域が６画素である場合

図７は、縮小対象領域が６画素である場合の２値化された画素値のパターンを示す図である。

縮小対象領域が６画素である場合、縮小対象領域の２値化画素値パターンは、図７に示す画素値パターン６０，６１ａ〜６１ｆ，６２ａ〜６２ｏ，６３ａ〜６３ｔ，６４ａ〜６４ｏ，６５ａ〜６５ｆ，６６のいずれかに該当する。

このうち、画素値パターン６０，６６は、第１条件が成立するものであり、画素値パターン６１ａ〜６１ｄ，６２ｆ〜６２ｎ，６３ａ，６３ｂ，６３ｆ〜６３ｉ，６３ｋ〜６３ｎ，６３ｐ，６３ｑ，６４ａ〜６４ｄ，６４ｆ〜６４ｊ，６５ａ〜６５ｄは第２条件が成立するものであり、画素値パターン６１ｅ，６１ｆ，６２ａ，６２ｂ，６２ｏ，６３ｃ〜６３ｅ，６３ｒ〜６３ｔ，６４ｅ，６４ｋ，６４ｌ，６５ｅ，６５ｆは第３条件が成立する可能性があるものであり、画素値パターン６２ｃ〜６２ｅ，６３ｊ，６３ｏ，６４ｍ〜６４ｏは第４条件が成立するものである。

以上のように、上記実施の形態によれば、画像縮小部３は、所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う。

２値化部４は、縮小処理における縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化し、特徴値特定部５は、縮小対象領域での２値化された画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、その特徴値を積算していく。そして、制御部６は、画像縮小部３による主走査方向および副走査方向の縮小処理が完了する前に特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、画像縮小部３による画像の縮小処理を中止させ、縮小後の画像のサイズが大きくなるように縮小率を（例えば所定の割合だけ）変更し、変更後の縮小率で画像縮小部３に縮小処理を再度実行させる。

これにより、文字などのある程度複雑な図形を含む画像を縮小する際に、その図形の可読性を損なわない適切な縮小率を自動的かつ高速に特定し、縮小処理を行える。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

３画像縮小部
４２値化部
５特徴値特定部
６制御部

Claims

所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う画像縮小部と、
前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化する２値化部と、
前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していく特徴値特定部と、
前記画像縮小部による主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像縮小部による前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記画像縮小部に前記縮小処理を再度実行させる制御部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記特徴値特定部は、前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンを３以上の所定の条件で分類し、前記３以上の条件のそれぞれに対応する値を前記特徴値とし、
前記３以上の条件は、第１条件、第２条件、および第３条件を含み、
前記第１条件は、２値化された前記画素値が１である画素の数がゼロであるか、２値化された前記画素値が０である画素の数がゼロであることであり、
前記第２条件は、２値化された前記画素値が１である画素が少なくとも１つ孤立しているか、２値化された前記画素値が０である画素が少なくとも１つ孤立していることであり、
前記第３条件は、前記縮小対象領域の左端画素の２値化された前記画素値と前記左端画素の両隣の画素の２値化された前記画素値の両方とが異なるか、前記縮小対象領域の右端画素の２値化された前記画素値と前記右端画素の両隣の画素の２値化された前記画素値の両方とが異なることであること、
を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第２条件に対応する値は、前記第３条件に対応する値以上であり、
前記第３条件に対応する値は、前記第１条件に対応する値以上であること、
を特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記第２条件に対応する値および前記第３条件に対応する値は、前記第１条件に対応する値より大きいことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行うステップと、
前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化するステップと、
前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していくステップと、
主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記縮小処理を再度実行するステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
コンピューターを、
所定の縮小率で、画像の主走査方向および副走査方向の一方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行い、その後、画像の主走査方向および副走査方向の他方の方向において、所定画素数の縮小対象領域ごとに縮小処理を行う画像縮小部、
前記縮小処理における前記縮小対象領域に含まれる画素の画素値を２値化する２値化部、
前記縮小対象領域での２値化された前記画素値のパターンに基づいて特徴値を特定し、前記特徴値を積算していく特徴値特定部、並びに、
前記画像縮小部による主走査方向および副走査方向の前記縮小処理が完了する前に前記特徴値の積算値が所定の閾値を超えた場合、前記画像縮小部による前記画像の縮小処理を中止させ、縮小後の前記画像のサイズが大きくなるように前記縮小率を変更し、変更後の前記縮小率で前記画像縮小部に前記縮小処理を再度実行させる制御部、
として機能させる画像処理プログラム。