JP6271874B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
前記注目画素周辺の白色度を求める手段と、
前記白色度に応じてエッジ強調の補正値を決定する決定手段と、
前記補正値に応じた強度のエッジ強調処理を前記注目画素に対して施す手段と
を有することを特徴とする。
図1は本実施形態の、エッジ強調を行う機能を有する画像形成装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、画像形成装置は、画像読取部101、画像処理部102、記憶部103、CPU 104および画像出力部105およびユーザインタフェース(UI)部106および受信部107を備える。なお、画像形成装置は、画像データを管理するサーバ、プリントの実行を指示するパーソナルコンピュータ(PC)などにネットワークなどを介して接続可能である。
図2は画像形成装置の概観図である。画像読取部101において、原稿台ガラス203および原稿圧板202の間に画像を読み取る原稿204が置かれ、原稿204はランプ205の光に照射される。原稿204からの反射光は、ミラー206と207に導かれ、レンズ208によって3ラインセンサ210上に像が結ばれる。なお、レンズ208には赤外カットフィルタ231が設けられている。図示しないモータにより、ミラー206とランプ205を含むミラーユニットを速度Vで、ミラー207を含むミラーユニットを速度V/2で矢印の方向に移動する。つまり、3ラインセンサ210の電気的走査方向(主走査方向)に対して垂直方向(副走査方向)にミラーユニットが移動し、原稿204の全面を走査する。
Y = 0.2990 * R + 0.5870 * G + 0.1140 * B
Cb = -0.1687 * R - 0.3313 * G + 0.5000 * B
Cr = 0.5000 * R - 0.4187 * G - 0.0813 * B ... 式(1)
入力のRGB画像のRedの信号値(例えば8bitの信号であれば0〜255の値)をR、同GreenをG、同BlueをBとしてY(0〜255)Cb(-128〜127)Cr(-128〜127)に変換される。この変換により入力のRGB画像は輝度Yと色差Cb,Crとへ分離される。
-0.09 -0.18 -0.27 -0.18 -0.09
-0.18 0.09 0.36 0.09 -0.18
-0.27 0.36 2.08 0.36 -0.27
-0.18 0.09 0.36 0.09 -0.18
-0.09 -0.18 -0.27 -0.18 -0.09
このフィルタマトリクスのサイズは前処理の切り出しウィンドウサイズ以下にする必要がある。この処理は輝度Yに対してのみ行い色差CbCrに対しては行わない。こうすることで明るさのみ強調され、エッジ部の色変化をある程度抑える事が可能になる。こうやって得られたエッジ強調後の輝度信号をY'として以降扱う。
S = √(Cb^2 + Cr^2) ... 式(2)
ここで演算子「^」はべき乗を示す。
W = Y^2 + (255-S)^2 ... 式(3)
ここでYの値は大きいほど輝度が高く、Sの値は大きいほど彩度が高いことを示している。すなわち255-Sは大きいほど彩度が低いことを示す。したがってある画素の白色度Wは、当該画素の輝度が高いほど、また彩度が低いほど大きい値となる。高輝度の無彩色が白であることを考慮すれば、値Wはまさに白色度を示している。このようにして求めたWをウィンドウの周囲で累積加算する。図5では注目画素周辺の16画素の累積を行う場合の例を示している。ここで注目画素を●で、注目画素周辺の16画素をxで示した。こうして求めた白色度積算値をΣWとする。このΣWの値は累積加算値なので、例えば図5の4辺が白かった場合は1辺のみが白かった場合の4倍の値を持つことになる。このようにして着目画素周囲の画素群の白さの程度すなわち白色度積算値ΣWが求められる。
Y'' = (1.0 - α) * Y + α * Y' ... 式(4)
補正値αの最大値は1.0なので、式4は2つの信号をαブレンドし出力を得る計算になっている。従来のエッジ強調処理では図4のような処理が行われるとした場合に、本実施形態に従って補正値αが0.5の時の出力を太線で示した図を図7に示す。エッジ強調度合いが抑えられている様子がわかる。
R = Y'' + 1.4020 * Cr
G = Y'' - 0.3441 * Cb - 0.7141 * Cr
B = Y'' + 1.7720 * Cb ... 式(5)
このようなフローでエッジ端部が用紙下地に接するような画像のエッジ部での不自然な縁取りを抑制することで良好なエッジ強調後のRGBカラー画像を得ることが可能になる。
実施形態1においては画像全体に対して一様なフィルタマトリクスや補正値算出を行っていた。しかしながら画像の属性、例えば文字画像や写真画像、ベクトル描画されたようなグラフィック画像がわかっている場合にはそれぞれの画像に適した処理に切り替えることでより画質の向上を図る事が可能になる。また属性だけでなくユーザーの好みでエッジ強調の適用レベルをUIから操作できる事で調整幅が広がる。そこで本実施形態では設定値に応じてフィルタマトリクスや補正値を切り替える事でエッジ強調レベルを切り替える事を可能にする構成に関して説明する。なお、実施形態1と同様である画像形成装置の構成および装置概観に関しての記載および重複するフローの説明は割愛し、ポイントとなるエッジ強調係数算出フローを説明する。
-0.072 -0.144 -0.216 -0.144 -0.072
-0.144 0.072 0.288 0.072 -0.144
-0.216 0.288 1.664 0.288 -0.216
-0.144 0.072 0.288 0.072 -0.144
-0.072 -0.144 -0.216 -0.144 -0.072
のようになる。このまま畳みこみを行ってしまうと全体に値が低く、暗くなってしまうので中央の係数1.664をマトリクスの合計が1.0になる様にオフセットさせる。具体的には0.2オフセットさせ1.864とすることで合計が1.0になる。すなわち、
-0.072 -0.144 -0.216 -0.144 -0.072
-0.144 0.072 0.288 0.072 -0.144
-0.216 0.288 1.864 0.288 -0.216
-0.144 0.072 0.288 0.072 -0.144
-0.072 -0.144 -0.216 -0.144 -0.072
なるフィルタを用いてエッジ強調処理を実行する。この演算により弱めのエッジ強調係数を求める事が可能になる。
実施形態1および2においては送受信部107や画像出力部105から出力する解像度とエッジ強調処理を行う解像度の違いに関して言及していなかった。エッジ強調の程度は処理する解像度と出力する解像度の違いで大きくレベルが変わる。例えば低解像度の画像に対して強いエッジ強調をかけた後に拡大して出力すると縁取りがより目視しやすく、また画像全体のイメージもノイジーになってしまう。逆に高解像度の画像に対して弱めのエッジ強調を行ってもほとんどその効果が見えない場合も多い。そこで本実施形態では出力の解像度と入力の解像度とに応じてエッジ強調レベルを切り替えることを可能にする構成に関して説明する。なお、実施形態1と同様である画像形成装置の構成および装置概観に関しての記載および重複するフローの説明は割愛し、また実施形態2で説明したエッジ強調係数算出フローを用いて説明する。
実施形態1においては入力をRGB画像として説明を行っているが、インク濃度の信号にあたるCMYK画像データに対しても処理は可能である。なお本実施形態では黄色成分Yと輝度信号Yとの混同を避けるために、黄色成分YをYeと記載する。そこで本実施形態ではCMYeK画像の入力に対してエッジ強調を施す事を可能にする構成に関して説明する。なお、実施形態1と同様である画像形成装置の構成および装置概観に関しての記載および重複するフローの説明は割愛する。
R = 255 - C
G = 255 - M
B = 255 - Ye
L = 255 - K ... 式(6)
とすることでRGBとLに変換可能になる。この計算はCMYeKがそれぞれ8bitの256階調の信号データであることを前提とした計算である。ビット数dに応じて式(6)において被減算数255の値は、2^d-1に置き換わる。このRGBからS1002〜S1008のフローでエッジ強調後のR'G'B'の画像を得ることができる。
W = Y^2 + L^2 + (255-S)^2 ... 式(7)
を用いて白色度Wを求める。なお輝度Y及び彩度Sは実施形態1と同じ要領で求める。ここでL情報はK情報の補数であることから、白色度は輝度情報およびK情報に基づいて決定しているということもできる。
C' = 255 - R'
M' = 255 - G'
Ye' = 255 - B'
K' = 255 - L' ... 式(8)
この構成を取ることで入力がCMYKの画像に対しても先の実施形態1で述べたRGB画像入力と同様良好なエッジ強調処理を行う事が可能になる。またこれ以外にもCMYKからRGBに変換する方法はある。例えば
R = 255 - Min(255,C+K)
G = 255 - Min(255,M+K)
B = 255 - Min(255,Ye+K) ... 式(9)
等の変換を用いた上でエッジ強調を行う事も可能である。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (14)
- 入力画像データに対してエッジ強調処理を行う画像処理装置であって、
前記入力画像データにおける注目画素周辺の白色度を求める手段と、
前記白色度に応じて、前記注目画素に適用するエッジ強調処理の補正値を決定する決定手段と、
前記補正値に応じた強度のエッジ強調処理を前記注目画素に対して行う手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記白色度は、前記注目画素周辺の画素の少なくとも輝度情報に基づいて求めることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記白色度は、前記注目画素周辺の画素の色差情報に更に基づいて求めることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記注目画素周辺の画素は、注目画素を中心とする5×5画素の周囲の16画素であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記注目画素周辺の画素は、注目画素を中心とするn×n画素の4頂点の画素であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ強調処理の補正値は、前記注目画素周辺の画素の白色度が高いほどエッジ強調処理の強度を小さくする値であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記エッジ強調処理の補正値は、前記注目画素周辺の画素の白色度に応じて連続的に変化することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像データはRGB画像データであり、前記エッジ強調処理はRGB成分から得た輝度情報に対して行うことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像データはCMYK画像データであり、
前記画像処理装置は、前記入力画像データをRGB画像データに変換する変換手段を更に有し、
前記白色度は、RGB成分から得た前記注目画素周辺の画素の少なくとも輝度情報と、前記CMYK画像データのK情報とに基づいて求められ、
前記エッジ強調処理は輝度情報およびK情報に対して行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - エッジ強調レベルの指示を受け付ける手段を更に有し、
前記決定手段は更に、受け付けた前記エッジ強調レベルに応じて前記エッジ強調処理の補正値を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記入力画像データにより表される画像の属性を判別する手段を更に有し、
前記決定手段は更に、前記属性に応じて前記エッジ強調処理の補正値を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 入力画像データの解像度を特定する手段を更に有し、
前記決定手段は更に、前記解像度に応じて前記エッジ強調処理の補正値を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 入力画像データに対してエッジ強調処理を行う画像処理方法であって、
前記入力画像データにおける注目画素周辺の白色度を求める工程と、
前記白色度に応じて、前記注目画素に適用するエッジ強調処理の補正値を決定する工程と、
前記補正値に応じた強度のエッジ強調処理を前記注目画素に対して行う工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 入力画像データに対してエッジ強調処理を行うためのプログラムであって、
前記入力画像データにおける注目画素周辺の白色度を求める手段と、
前記白色度に応じて、前記注目画素に適用するエッジ強調処理の補正値を決定する手段と、
前記補正値に応じた強度のエッジ強調処理を前記注目画素に対して行う手段と
してコンピュータを機能させるためのプログラム。
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