JPH06231273A - 画像ぼかし処理装置 - Google Patents
画像ぼかし処理装置Info
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Abstract
画像に対して、レンズ特性に起因するぼかし効果を与え
る画像ぼかし処理装置を提供する。 【構成】 ぼかし範囲計算部102は、入力画像の各処
理画素ごとに奥行き値114とぼかし特性パラメータ1
09とからぼかし範囲の大きさ115を計算し、その
後、参照画素アドレス計算部105は、各画素ごとにぼ
かし範囲の大きさ115を用いて参照画素アドレス11
9を求め、画素値計算部106は、参照画素アドレス1
19のさす画素値を各参照画素のぼかし範囲の大きさ1
22から計算する重み係数を用いて加重平均して、出力
画像の各画素値を計算する。
Description
かし処理に係り、コンピュータ・グラフィックスで生成
された画像に対してレンズ特性に起因するぼかし効果を
与えるのに利用される画像ぼかし処理装置に関する。
置は、焦点の位置と奥行き値からぼかし範囲の大きさを
計算し、計算画素(画素値計算の対象となる画素)のぼか
し範囲に含まれる画素値を平均、または加重平均するこ
とでぼかし処理を行っていた。これらの処理方法につい
ては、特開昭63−259778号公報で述べられてい
る。
像ぼかし処理装置の一例について図5を用いて説明す
る。図5では、焦点をZcにしたときの奥行き値とぼかし
範囲の対応を示したものである。図5において、501
は計算画素、502は3×3のぼかし範囲、503は5
×5のぼかし範囲を表す。図5の例では、(数1)に示
すような割当てを行う。
あるいは画素ごとに重み係数を決めて加重平均すること
により計算画素の画素値を計算する。
は、計算画素の画素値計算に計算画素のぼかし範囲に含
まれるすべての画素を平均、または加重平均することに
よりぼかし処理を行ってきた。
撮影した画像のようなレンズ特性に起因するぼかし効果
を表現したい場合、各画素はおのおののぼかし範囲に含
まれる画素にその画素値を分配するという方法を用いた
方が自然であるが、前記の従来例のような構成では、計
算画素のぼかし範囲内の画素の画素値を平均、または加
重平均しており、この方法では、ぼかし範囲の小さな画
素がその範囲を超えて他の画素へその画素値を分配する
ことやぼかし範囲の大きな画素がその範囲内のぼかし範
囲の小さな画素へ画素値を分配しないことがありえるの
で、カメラで撮影した画像におけるぼけ方と比較して不
自然なぼけ方をする部分が生じるという問題点を有して
いた。
した画像と同じような自然なぼかし効果を施す画像ぼか
し処理装置を提供することを目的とする。
に本発明の画像ぼかし処理装置は、ぼかし範囲の計算と
画素値計算のタイミングを制御するぼかし処理制御部
と、各画素ごとの奥行き値を格納する奥行き値バッファ
と、処理画素の奥行き値とぼかし特性パラメータからぼ
かし範囲の大きさを計算するぼかし範囲計算部と、前記
ぼかし範囲計算部で求めた各画素のぼかし範囲の大きさ
を格納するぼかし範囲バッファと、一定範囲内の画素を
参照候補画素とし、前記参照候補画素のぼかし範囲の大
きさをもとに前記参照候補画素の中から参照画素を選択
し、計算画素の画素値計算で参照する参照画素アドレス
を求める参照画素アドレス計算部と、入力画像の各画素
値を格納する入力画素バッファと、参照画素値から計算
画素の画素値を計算する画素値計算部とを備えたもので
ある。
算部が、計算画素から一定範囲内の画素を参照候補画素
とし、各参照候補画素のぼかし範囲に計算画素が含まれ
るものを参照画素として選択し、画素値計算部で、各参
照画素のぼかし範囲の大きさから各重み係数を計算し、
参照画素値を加重平均して計算画素の画素値を求めるこ
とにより、カメラで撮影した画像と同じような自然なぼ
かし効果が得られる。
ついて、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の
第1の実施例における画像ぼかし処理装置の構成ブロッ
ク図である。
で、ぼかし範囲の計算と画素値計算のタイミングを制御
する。102はぼかし範囲計算部で、処理画素の奥行き
値114とぼかし特性パラメータ(すべての画素に対し
て共通)109からぼかし範囲の大きさ115を計算す
る。103は奥行き値バッファで、各画素ごとの奥行き
値108を格納する。奥行き値とは、カメラ(視点)から
被写体までの距離である。104はぼかし範囲バッファ
で、ぼかし範囲計算部102で求めた各画素のぼかし範
囲の大きさ115を格納する。105は参照画素アドレ
ス計算部で、計算画素の画素値計算で参照する参照画素
アドレス119を求める。106は画素値計算部で、参
照画素値121から計算画素の画素値を計算する。10
7は入力画素バッファで、入力画像の各画素値110を
格納する。画素値とは、例えばRGBなどの色成分であ
る。
置について、以下図1及び図2を用いてその動作を説明
する。まず処理を開始する前に、あらかじめ入力画素バ
ッファ107へ入力画像の各画素値110を、奥行き値
バッファ103へ入力画像の各奥行き値108をそれぞ
れ格納しておく。その後、ぼかし処理制御部101へ開
始命令112を送り、ぼかし処理制御部101は、開始
命令112を受けとると、ぼかし範囲計算部102へ実
行命令113を出す。
ファ103から各画素の奥行き値114を順次とり出し
て、その値とぼかし特性パラメータ109から各画素の
ぼかし範囲の大きさ115を計算し、その値をぼかし範
囲バッファ104へ格納する。レンズのぼかし効果を行
う場合、ぼかし範囲はぼける画素を中心とする円(以
後、錯乱円と呼ぶ)となり、ぼかし範囲の大きさ115
は錯乱円の半径のことである。ぼかし特性パラメータ1
09は、レンズの焦点距離f、レンズのアイリス値F、
ピント位置pで、これらから錯乱円の半径Cを(数2)
により求める。
範囲計算部102は、すべての画素に対してぼかし範囲
の計算処理が終了すると、ぼかし処理制御部101へ終
了信号116を出す。ぼかし処理制御部101は、終了
信号116を受けとると、画素値計算部106へ実行命
令118を出す。このように、ぼかし範囲計算部102
の処理が終了するまで、画素値計算部106の実行は待
たされる。これは、参照画素アドレス計算部105およ
び画素値計算部106の処理で、ぼかし範囲の大きさ1
15を必要とするからである。
算を行う画素を計算画素と呼ぶことにする。画素値計算
部106は、まず、計算画素アドレス120を参照画素
アドレス計算部105へ入力する。参照画素アドレス計
算部105は、まず計算画素から一定距離内の画素を参
照候補画素とし、各参照候補画素のぼかし範囲の大きさ
117をぼかし範囲バッファ104から取り出す。そし
て各参照候補画素と計算画素との距離をそれぞれ計算
し、参照候補画素のうち、そのぼかし範囲の大きさ(錯
乱円の半径)122が、計算画素値との距離以上のもの
を参照画素として選択する。
いて、201は計算画素で、202は参照画素、203
は非参照画素を表す。各画素内の数字は、各画素におけ
る錯乱円の半径(水平または垂直方向に隣接した画素の
距離を1とした単位)を表す。図2においては、計算画
素201を中心とする5×5の正方形内の画素を参照候
補画素としている。計算画素201のアドレスを(0,0)
とするとき、参照画素のアドレスは、(0,0), (-1,0),(-
2,0),(0,1),(-1,1),(-1,-1)の計6個である。これら参
照画素アドレス119は画素値計算部106に出力され
る。
119のさす画素値(以下参照画素値と呼ぶ)から計算画
素の画素値を求める。まず、各参照画素ごとに錯乱円の
半径、即ち、参照画素のぼかし範囲の大きさ122から
重み係数を計算する。重み係数には、各画素の錯乱円の
面積の逆数を用いる。重み係数の計算に錯乱円の面積の
逆数を用いるのは、錯乱円の面積が大きいほど、多くの
画素に対して画素値が分配されるので、1つの画素に分
配される画素値は少なくなるからである。計算が終了す
ると、次の計算画素に対して同様の処理を行う。以下す
べての画素に対してこの処理を行う。ここで計算される
値が、出力画像の各画素値111となる。
し処理装置をぼかし処理制御部101と、ぼかし範囲計
算部102と、奥行き値バッファ103と、ぼかし範囲
バッファ104と、参照画素アドレス計算部105と、
画素値計算部106と、入力画素バッファ107とから
構成し、画素ごとの奥行き値114と、ぼかし特性パラ
メータ109から画素ごとにぼかし範囲の大きさ115
を計算し、画素値計算部106で画素値の計算を行う
際、計算画素の近傍の画素のうち、近傍の画素の錯乱円
内に計算画素が含まれるものの画素値を参照して画素値
を計算することにより、出力画像は奥行き値に応じてぼ
かしの程度が異なり、カメラで撮影した映像のように、
ピントのあったところは鮮明にその他は奥行きに応じて
ぼけた自然なぼかし効果を施すことができる。
の処理を画素ごとに逐次行う場合を示したが、並列に行
ってもよい。
かし処理装置について図3を参照しながら説明する。図
3は、本実施例における画像ぼかし処理装置の構成ブロ
ック図である。
部、302はぼかし範囲計算部、303は奥行き値バッ
ファ、304はぼかし範囲バッファ、305は第1の参
照画素アドレス計算部、306は第2の参照画素アドレ
ス計算部、307は画素値計算部、308は中間画素値
バッファ、309は入力画素バッファを表す。ぼかし処
理制御部301は、開始命令314を受けとると、ぼか
し範囲計算部302へ実行命令315を出す。ぼかし範
囲計算部302での処理は、第1の実施例と同様、各画
素のぼかし範囲を計算し、ぼかし範囲バッファ304に
格納する。ぼかし範囲計算部302は、その処理が終了
すると、ぼかし処理制御部301へ終了信号318を出
力する。ぼかし処理制御部301は、終了信号318を
受けとると、画素値計算部307へ実行命令319を出
す。
ドレス320を第1の参照画素アドレス計算部305へ
入力する。第1の参照画素アドレス計算部305は、ま
ず計算画素から水平方向に一定距離内の画素を参照候補
画素とし、各参照候補画素のぼかし範囲の大きさ321
をぼかし範囲バッファ304から取り出す。そして各参
照候補画素と計算画素との距離とぼかし範囲の大きさ
(錯乱円の半径)とを比較し、参照候補画素のうち、その
ぼかし範囲の大きさ(錯乱円の半径)が、計算画素値との
距離以上のものを参照画素として選択し、参照画素アド
レス322を画素値計算部307へ出力する。画素値計
算部307は、参照画素アドレス322のさす参照画素
値327から計算画素の画素値を計算する。計算方法
は、第1の実施例と同様である。ただし、この計算結果
は出力画像の各画素値313ではなく中間画素値325
であり、中間画素値バッファ308に格納する。すべて
の画素に対して中間画素値325の計算が終了すると、
画素値計算部307は第2の参照画素アドレス計算部3
06へ計算画素アドレス320を入力する。
まず計算画素から垂直方向に一定距離内の画素を参照候
補画素とし、各参照候補画素のぼかし範囲の大きさ32
1をぼかし範囲バッファ304から取り出す。そして各
参照候補画素と計算画素との距離とぼかし範囲の大きさ
(錯乱円の半径)とを比較し、参照候補画素のうち、その
ぼかし範囲の大きさ(錯乱円の半径)が、計算画素値との
距離以上のものを参照画素として選択し、参照画素アド
レス324を画素値計算部307へ出力する。
322のさす参照画素値326から計算画素の画素値を
計算する。計算方法は、第1の実施例と同様である。た
だし、参照画素値326は入力画素バッファ309では
なく、中間画素値バッファ308に格納された中間画素
値325を用いる。計算が終了すると、次の計算画素に
対して同様の処理を行う。以下すべての画素に対してこ
の処理を行う。ここで計算される値が、出力画像の各画
素値313となる。
理制御部301と、ぼかし範囲計算部302と、奥行き
値バッファ303と、ぼかし範囲バッファ304と、第
1の参照画素アドレス計算部305と、第2の参照画素
アドレス計算部306と、画素値計算部307と、中間
画素値バッファ308と、入力画素バッファ309とを
備えることにより、第1の参照画素アドレス計算部30
5は、計算画素と同じ水平位置にある参照候補画素の中
から参照画素アドレス322を求め、画素値計算部30
7は参照画素アドレス322と参照画素値327を用い
て中間画素値325を計算し、その後、第2の参照画素
アドレス計算部306は、計算画素と同じ垂直位置にあ
る参照候補画素の中から参照画素アドレス324を求
め、画素値計算部307は参照画素アドレス324と参
照画素値326を用いて出力画像の各画素値313を計
算することにより、第1の参照画素アドレス計算部30
5および第2の参照画素アドレス計算部306におい
て、画素間の距離計算が簡単になるので第1の実施例の
画像ぼかし処理装置よりも処理時間が短縮される。
アドレス計算部305では処理画素と水平位置の同じ画
素を、第2の参照画素アドレス計算部306では処理画
素と垂直位置の同じ画素をそれぞれ選んだが、逆になっ
ても構わない。
かし処理装置について図4を参照しながら説明する。本
実施例における画像ぼかし処理装置は、第1の実施例に
おける画像ぼかし処理装置に奥行き値比較部を追加した
ものである。図4は、本実施例における画像ぼかし処理
装置の説明図である。
で、参照画素アドレス計算部105から出力された参照
画素アドレス403の中から奥行き値が計算画素の奥行
き値より大きいものを選ぶ。つまり画像上で計算画素よ
りも後方にあるものを参照画素の中から選ぶ。402は
奥行き値バッファで、ぼかし範囲計算部へ各画素の奥行
き値408を供給する以外に、奥行き値比較部401に
計算画素奥行き値404と参照画素奥行き値405を供
給する。奥行き値比較部401が出力する選ばれた参照
画素アドレス406は、画素値計算部106へ入力す
る。
き値比較部401を追加する場合は、第1の参照画素ア
ドレス計算部305と第2の参照画素アドレス計算部3
06の双方の出力を奥行き値比較部401へ入力し、奥
行き値比較部401から画素値計算部307へ選ばれた
参照画素アドレス406を入力する。
素アドレスの示す画素の奥行き値と前記処理画素の奥行
き値をそれぞれ比較して、ぼかし画素アドレスの中から
奥行き値が前記処理画素の奥行き値よりも大きいものを
選択する奥行き値比較部401を備えることにより、ぼ
かし画像上で、うしろの物体のぼけが前方の物体上にぼ
けることがないので、第1および第2の実施例によるぼ
かし画像処理装置よりも実際にカメラで撮影した画像に
近い画質が得られる。
の画像ぼかし処理装置は、各画素ごとにぼかし範囲の大
きさを計算するぼかし範囲計算部と、一定範囲内の画素
を参照候補画素とし、前記参照候補画素のぼかし範囲の
大きさをもとに前記参照候補画素の中から参照画素を選
択し、計算画素の画素値計算で参照する参照画素アドレ
スを求める参照画素アドレス計算部と、画素値計算部を
設けて、各計算画素ごとに参照画素アドレスを計算し、
参照画素値を用いて画素値計算を行うことにより、カメ
ラで撮影した画像のようにピントのあったところは鮮明
にピントのあわないところは奥行きに応じてぼかした画
像を生成することができる。
装置の構成ブロック図
装置の構成ブロック図
装置の説明図
Claims (5)
- 【請求項1】ぼかし処理制御部と、ぼかし範囲計算部
と、奥行き値バッファと、ぼかし範囲バッファと、参照
画素アドレス計算部と、画素値計算部と、入力画素バッ
ファとを備え、前記ぼかし処理制御部は、開始命令を受
けると前記ぼかし範囲計算部へ実行命令を出し、前記ぼ
かし範囲計算部は、前記実行命令を受けとると、前記奥
行き値バッファから奥行き値を順次取り出し、前記奥行
き値とぼかし特性パラメータから各画素のぼかし範囲の
大きさを計算し、前記ぼかし範囲バッファへ入力し、す
べての画素に対して前記処理が終了すると、前記ぼかし
処理制御部へ終了信号を出し、前記ぼかし処理制御部
は、前記終了信号を受けとると、前記画素値計算部へ実
行命令を出し、前記画素値計算部は、前記実行命令を受
けとると、前記参照画素アドレス計算部へ計算画素アド
レスを出力し、前記参照画素アドレス計算部は、前記計
算画素から一定範囲内の画素を参照候補画素とし、前記
参照候補画素のぼかし範囲の大きさを前記ぼかし範囲バ
ッファから取り出し、前記ぼかし範囲の大きさをもとに
前記参照候補画素の中から参照画素を選択し、前記参照
画素のアドレスを前記画素値計算部へ出力し、前記画素
値計算部は、前記参照画素のぼかし範囲の大きさを前記
ぼかし範囲バッファから取り出し、前記参照画素の画素
値を前記入力画素バッファから取り出し、前記ぼかし範
囲の大きさから重み係数を計算し、前記重み係数を用い
て前記参照画素の画素値を加重平均した値を出力画像の
画素値として出力し、以下他のすべての画素を計算画素
として同様の処理を行う画像ぼかし処理装置。 - 【請求項2】ぼかし処理制御部と、ぼかし範囲計算部
と、奥行き値バッファと、ぼかし範囲バッファと、第1
の参照画素アドレス計算部と、第2の参照画素アドレス
計算部と、画素値計算部と、入力画素バッファと、中間
画素値バッファとを備え、前記ぼかし処理制御部は、開
始命令を受けると前記ぼかし範囲計算部へ実行命令を出
し、前記ぼかし範囲計算部は、前記実行命令を受けとる
と、前記奥行き値バッファから奥行き値を順次取り出
し、前記奥行き値とぼかし特性パラメータから各画素の
ぼかし範囲の大きさを計算し、前記ぼかし範囲バッファ
へ入力し、すべての画素に対して前記処理が終了する
と、前記ぼかし処理制御部へ終了信号を出し、前記ぼか
し処理制御部は、前記終了信号を受けとると、前記画素
値計算部へ実行命令を出し、前記画素値計算部は、前記
実行命令を受けとると、前記第1の参照画素アドレス計
算部へ計算画素アドレスを出力し、前記第1の参照画素
アドレス計算部は、前記計算画素から水平方向(または
垂直方向)に一定距離内の画素を参照候補画素とし、前
記参照候補画素のぼかし範囲の大きさを前記ぼかし範囲
バッファから取り出し、前記ぼかし範囲の大きさをもと
に前記参照候補画素の中から参照画素を選択し、前記参
照画素のアドレスを前記画素値計算部へ出力し、前記画
素値計算部は、前記参照画素のぼかし範囲の大きさを前
記ぼかし範囲バッファから取り出し、前記参照画素の画
素値を前記入力画素バッファから取り出し、前記ぼかし
範囲の大きさから重み係数を計算し、前記重み係数を用
いて前記参照画素の画素値を加重平均した値を前記中間
画素値バッファへ入力し、以下他のすべての画素を計算
画素として同様の処理を行った後、前記第2の参照画素
アドレス計算部へ計算画素アドレスを出力し、前記第2
の参照画素アドレス計算部は、前記計算画素から垂直方
向(または水平方向)に一定距離内の画素を参照候補画素
とし、前記参照候補画素のぼかし範囲の大きさを前記ぼ
かし範囲バッファから取り出し、前記ぼかし範囲の大き
さをもとに前記参照候補画素の中から参照画素を選択
し、前記参照画素のアドレスを前記画素値計算部へ出力
し、前記画素値計算部は、前記参照画素のぼかし範囲の
大きさを前記ぼかし範囲バッファから取り出し、前記参
照画素の画素値を前記中間画素値バッファから取り出
し、前記ぼかし範囲の大きさから重み係数を計算し、前
記重み係数を用いて前記参照画素の画素値を加重平均し
た値を出力画像の画素値として出力し、以下他のすべて
の画素を計算画素として同様の処理を行う画像ぼかし処
理装置。 - 【請求項3】奥行き値比較部を更に備え、前記奥行き値
比較部は、参照画素アドレス計算部の出力に接続し、前
記奥行き値比較部は、前記参照画素アドレス計算部が出
力する参照画素アドレスの示す画素の奥行き値と、処理
画素の奥行き値とを比較して、前記参照画素アドレスの
中から奥行き値が前記処理画素の奥行き値よりも大きい
(または小さい)ものを選択し、選ばれた前記参照画素ア
ドレスを画素値計算部へ入力する請求項1記載の画像ぼ
かし処理装置。 - 【請求項4】奥行き値比較部を更に備え、前記奥行き値
比較部は、第1の参照画素アドレス計算部および第2の
参照画素アドレス計算部の出力に接続し、前記奥行き値
比較部は、前記参照画素アドレス計算部が出力する参照
画素アドレスの示す画素の奥行き値と、処理画素の奥行
き値とを比較して、前記参照画素アドレスの中から奥行
き値が前記処理画素の奥行き値よりも大きい(または小
さい)ものを選択し、選ばれた前記参照画素アドレスを
画素値計算部へ入力する請求項2記載の画像ぼかし処理
装置。 - 【請求項5】奥行き値とぼかし特性パラメータから各画
素のぼかし範囲の大きさを計算する手段と、一定範囲内
の画素を参照候補画素とし、前記参照候補画素のぼかし
範囲の大きさをもとに前記参照候補画素の中から参照画
素を選択する手段と、前記参照画素のぼかし範囲の大き
さから重み係数を計算し、前記重み係数を用いて前記参
照画素の画素値を加重平均した値を出力画像の画素値と
して出力する手段とを備えた画像ぼかし処理装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5015202A JP2792376B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 画像ぼかし処理装置 |
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---|---|---|---|
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