WO2017216933A1 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム Download PDF

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image
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baffle
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尚之 宮下
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オリンパス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 performs image processing that enables good image arrangement even in an image in which an unnecessary object is captured by performing trimming so that an unnecessary area that does not look good when displayed does not exist in the image arrangement area.
  • An apparatus is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an image processing apparatus and an image processing capable of generating an image capable of better highlighting a photographed subject while sufficiently leaving a photographer's intention.
  • a method and an image processing program are provided.
  • a saliency calculating unit that calculates a saliency of a pixel block included in an input image, a peripheral region setting unit that sets a peripheral region in the input image, and the saliency in the peripheral region
  • a baffle region determination unit that determines a pixel block having a degree greater than a first threshold as a baffle region, and a saliency reduction processing unit that performs processing to reduce the saliency on the peripheral region including the baffle region; Is an image processing apparatus.
  • the saliency calculation unit calculates the saliency of each pixel block constituting the input image, and the peripheral region setting unit sets the peripheral region in the input image.
  • the block area determination unit determines a pixel block having a saliency greater than the first threshold in the peripheral area as the block area. Then, image processing is performed by the saliency reduction processing unit so as to reduce the saliency of the peripheral area including the baffle area.
  • the disturbing area means a visually noticeable area in the peripheral area of the image.
  • the baffle area is not in the subject at the center of the lens or at the focus position and was photographed with the intention of the photographer, but unexpectedly reflected in the image. Therefore, by reducing the saliency of the baffle area as described above, the subject that the photographer originally wanted to take can be more clearly highlighted, and a more suitable image can be obtained.
  • the saliency reduction processing unit determines the intensity of the process so that a change amount of the saliency in the baffle region before and after performing the process is larger than a second threshold. It may be configured to. According to this configuration, it is possible to perform the reduction process so that a constant change occurs in the baffle region having any saliency.
  • the saliency reduction processing unit may determine the intensity of the process so that the saliency of the baffle region is equal to or less than a third threshold. According to this configuration, it is possible to perform the reduction process so that the baffle region having any saliency has a certain saliency.
  • the saliency reduction processing unit may perform the processing so as to have symmetry with respect to the center or the focus position of the input image. According to this configuration, a natural reduction process simulating lens optical characteristics can be performed.
  • the saliency reduction processing unit may be configured to increase the intensity of the processing as the distance from the reference increases. According to this configuration, a natural reduction process simulating lens optical characteristics can be performed.
  • the saliency reduction processing unit may be configured to trim the disturbing area so as to maintain an aspect ratio of the input image. According to this configuration, it is possible to better highlight the subject that the photographer originally wanted to take. Further, since the aspect ratio is maintained, a more suitable image can be obtained without deviating from the intention of the angle of view originally intended by the photographer.
  • the step of calculating the saliency of the pixel block included in the input image, the step of setting the peripheral region in the input image, and the saliency in the peripheral region is a first threshold value.
  • An image processing method comprising: determining a region including a larger pixel block as a baffle region; and performing a process of reducing the saliency on the peripheral region including the baffle region.
  • a process for calculating the saliency of a pixel block included in an input image a process for setting a peripheral area in the input image, and the saliency is a first threshold value in the peripheral area.
  • An image processing program for causing a computer to execute a process of determining an area including a larger pixel block as a baffle area and a process of reducing the saliency to the peripheral area including the baffle area .
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of the image input into the calculating part with which the image processing system shown by FIG. 1 is equipped. It is a figure which shows an example of the map of the saliency calculated from the image shown by FIG. It is a figure explaining the peripheral region in an input image. It is a figure which shows an example of the result of having threshold-processed the map of saliency shown in FIG. It is a figure explaining the peripheral region of the image shown by FIG. 5A. It is a figure explaining the baffle area
  • FIG. 2 It is a figure which shows an example of the result of having image-processed the image shown by FIG. 2 in the image processing system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the result of having image-processed the image shown by FIG. 2 in the image processing system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the image input into the calculating part with which the image processing system which concerns on the 5th Embodiment of this invention is equipped. It is a figure explaining the baffle area
  • FIG. 1 is a diagram showing an image processing system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the image processing system 1 includes an input unit 10, a calculation unit (image processing device) 20, a display unit 30, and a storage unit 40.
  • the input unit 10 is connected to the calculation unit 20.
  • the computing unit 20 is connected to the display unit 30 and the storage unit 40.
  • the input unit 10 includes an optical lens, an image sensor, an AD (Analog-to-Digital) converter, and the like, converts optical information formed on the image sensor by the optical lens into an electrical signal, and further converts the AD converter. For example, an image is generated by converting the signal into a digital signal, and the image is input to the calculation unit 20.
  • AD Analog-to-Digital
  • the calculation unit 20 is configured to perform image processing for reducing an image generated by the input unit 10, that is, a disturbing area included in the input image.
  • the display unit 30 is configured to display an input image, an image after the image processing is performed by the calculation unit 20, and the like.
  • the storage unit 40 is configured to store the processed image output from the calculation unit 20 in an external medium such as a memory card.
  • the computing unit 20 includes a saliency calculating unit 201, a peripheral region setting unit 202, a baffle region determining unit 203, and a saliency reducing processing unit 204.
  • the arithmetic unit 20 includes a processor (not shown) and a memory (not shown) such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and the above-described processes are executed by the processor.
  • the saliency calculating unit 201 is configured to divide the input image into a plurality of pixel blocks, calculate the saliency for each of the divided pixel blocks, and generate a saliency map for the entire image.
  • the saliency is a degree representing whether or not it is visually noticeable, which is digitized using human visual characteristics, and indicates that the higher the value, the more visually noticeable.
  • a saliency map is obtained by calculating the saliency in each pixel block and visualizing the entire image as a map.
  • a pixel block is an area composed of one or more pixels, and the minimum unit of the pixel block is one pixel.
  • FIG. 3 shows a saliency map generated by the saliency calculating unit 201 from the input image shown in FIG.
  • the saliency can be calculated using a known calculation method.
  • Non-Patent Document 1 discloses the basic principle of a saliency calculation method.
  • the peripheral area setting unit 202 is configured to set the peripheral area for the input image from the input unit 10 based on the peripheral area ratio oR.
  • the peripheral region is a predetermined region (hatched portion in FIG. 4) from the outer peripheral portion to the central portion of the input image, and the width oW and height oH of the peripheral region are respectively the peripheral region. It can obtain
  • oW iW ⁇ oR (1)
  • oH iH ⁇ oR (2)
  • iW is the width of the input image
  • iH is the height of the input image.
  • the peripheral area ratio oR is a value set in advance in a memory (not shown), may be a fixed value, or may be set by a user as a parameter. Note that the peripheral region ratio oR may be a value different between the height direction and the width direction.
  • the baffle region determination unit 203 is configured to determine the baffle region based on the saliency map generated by the saliency calculation unit 201 and the peripheral region set by the peripheral region setting unit 202. Specifically, after the saliency map shown in FIG. 3 is binarized as shown in FIG. 5A, it is collated with the surrounding area as shown in FIG. 5B. As a result, as shown in FIG. 5C, a pixel block included in the peripheral region and having a value larger than the binarization threshold (first threshold) is determined as a disturbing region.
  • first threshold binarization threshold
  • FIG. 5A is binarized with a threshold value of 0.5 when the minimum value of the saliency map shown in FIG.
  • a predetermined value may be used, or it may be adaptively derived using a general discriminant analysis method or the like, and is not limited.
  • the saliency reduction processing unit 204 is configured to perform image processing on the peripheral area so that the saliency of the baffle area determined by the baffle area determination unit 203 is reduced.
  • the saliency reduction processing unit 204 performs image processing simulating the peripheral light reduction of the camera lens. Specifically, as shown in FIG. 7A, image processing simulating lens optical characteristics for reducing the saliency is performed on the peripheral region including the baffle region.
  • this process is an image process imitating the peripheral light reduction of the camera lens, the image process is performed so as to have a circularity with reference to the center of the input image or the focus position.
  • the saliency reduction processing unit 204 determines the intensity of image processing based on the amount of change in saliency of the baffle area before and after performing image processing. More specifically, the intensity of the image processing is determined so that the amount of change is greater than a predetermined threshold (second threshold). For example, as shown in FIG. 6, when the saliency of a certain baffle region is sV0 (the left bar in FIG. 6), it is assumed that there are two candidates of image processing intensity, candidate Pa and candidate Pb. When image processing is performed on each of the candidates Pa and Pb, the saliency sV of the baffle region after image processing is proc (sV0, Pa) (the center bar in FIG.
  • proc (sV, P) represents a function for calculating the saliency when the image processing is performed on the baffle region having the saliency sV with the intensity P.
  • the saliency reduction processing unit 204 determines the candidate Pb as the final intensity. By doing so, it is possible to perform the reduction process so that the saliency is reduced by a constant change amount even for the baffle region having any saliency.
  • the threshold value diff_thr is a value set in advance in a memory (not shown), and can be adjusted by the user as a parameter. By adjusting the threshold value diff_thr, for example, as shown in FIG. 7A, processing is performed so that the saliency is greatly reduced, or as shown in FIG. 7B, processing is performed while reducing the saliency slightly. Can be.
  • the image processing system 1 is, for example, a digital still camera that captures still images and records / displays image data, a smartphone having a capturing function, or the like, but is not limited thereto.
  • the arithmetic unit 20 that performs image processing is implemented as a circuit on a silicon chip, but is not limited thereto, and is implemented by causing a computer to execute an image processing program that is software. Also good.
  • an image captured by the input unit 10 is input to the calculation unit 20 (step S1 in FIG. 8).
  • the saliency calculating unit 201 calculates the saliency for each pixel block of the input image, and generates a saliency map of the entire image (step S2 in FIG. 8).
  • the peripheral area setting unit 202 calculates the width oW and height oH of the peripheral area by multiplying the width iW and height iH of the input image by a predetermined peripheral area ratio oR, respectively, and sets the peripheral area. (Step S3 in FIG. 8).
  • the generated saliency map is binarized, and a baffle area is determined based on the binarized saliency map and the set peripheral area (step in FIG. 8). S4).
  • the saliency reduction processing unit 204 performs image processing on the peripheral region including the baffle region so as to reduce the saliency of the baffle region, and performs image processing on the display unit 30 and the storage unit 40.
  • the processed image is output (step S6 in FIG. 8).
  • the obstacle area which is a prominent area in the peripheral area of the input image, is determined, and image processing is performed so as to reduce the saliency of the determined obstacle area, so that the subject can be more clearly highlighted. Therefore, a more suitable image close to the photographer's intention can be obtained.
  • the saliency reduction processing unit 204 determines the intensity of image processing based on the absolute value of the saliency of the baffle region before and after performing image processing. More specifically, the intensity of image processing is determined so that the absolute value is equal to or less than a predetermined threshold (third threshold). For example, as shown in FIG. 9, when the saliency of a certain baffle region is sV0 (left bar in FIG. 9), it is assumed that there are two candidates of image processing intensity, candidate Pa and candidate Pb. When image processing is performed on each of the candidates Pa and Pb, the saliency of the baffle area after image processing is sVa (the central bar in FIG. 9) and sVb (the right bar in FIG. 9), respectively. sVa and sVb are expressed by Equation (5) and Equation (6).
  • proc (sV, P) represents a function for calculating the saliency when the image processing is performed on the baffle region having the saliency sV with the intensity P.
  • the saliency reduction processing unit 204 determines the candidate Pb as the final intensity. In this way, it is possible to perform a reduction process so that the saliency is constant for the baffle region having any saliency.
  • the threshold value sVthr is a value set in advance in a memory (not shown) and can be adjusted by the user as a parameter.
  • adjusting the threshold value sVthr for example, as shown in FIG. 7A, processing is performed so that the saliency is greatly reduced, or as shown in FIG. 7B, processing is performed while reducing the saliency slightly. Can be.
  • the description has been given by limiting the number of candidates to two.
  • the present invention is not limited to this, and the strength may be determined from three or more candidates.
  • the intensity Pc may be calculated backward from the saliency sV0 and the threshold value sVthr of a certain baffle area, and this may be determined as the final intensity.
  • Pc inv_proc (sV0, sVthr) (7)
  • the function inv_proc (sV, th) is a function for inversely calculating the image processing intensity from the values of the saliency sV and the threshold th.
  • the saliency reduction processing unit 204 performs image processing so as to imitate a tilt shift lens. Specifically, as shown in FIG. 10, image processing simulating lens optical characteristics for reducing the saliency is performed on the peripheral region including the baffle region.
  • blur can be given to the peripheral area including the baffle area, so that the saliency of the baffle area can be reduced and the subject can be more clearly highlighted. As a result, a more suitable image close to the photographer's intention can be obtained.
  • this process is an image process simulating a tilt shift lens
  • the image process is performed so as to have symmetry with respect to the center or focus position of the input image.
  • image processing is performed so as to have left-right symmetry with respect to the focus position.
  • the saliency reduction processing unit 204 performs image processing so as to imitate a lens having a strong pincushion type distortion aberration. Specifically, as shown in FIG. 11, image processing simulating lens optical characteristics for reducing the saliency is performed on the peripheral region including the baffle region.
  • distortion can be imparted to the peripheral region including the baffle region so that the processed image does not include the baffle region, so that a more suitable image close to the photographer's intention is obtained. be able to.
  • this processing is image processing simulating a pincushion-type lens with strong distortion, and therefore image processing is performed so as to have symmetry with respect to the center or focus position of the input image.
  • the fifth embodiment of the present invention will be described below.
  • the configuration of the image processing system 1 according to the fifth embodiment of the present invention is the same as the configuration of the image processing system 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the saliency reduction processing unit 204 trims the disturbing area so as to maintain the aspect ratio of the input image. More specifically, when the image shown in FIG. 12A is input and a disturbing area is determined as shown in FIG. 12B, the disturbing area is omitted, and the aspect ratio of the processed image is the aspect ratio of the input image. Trimming as shown by the dotted line in FIG. 12B is performed so as to be equal to the ratio. As a result, the image shown in FIG. 12C is generated.
  • a digital still camera 2 shown in FIG. 13A includes the image processing system 1 according to the first to fifth embodiments described above, and an operation unit including a shutter button 21, a touch panel display 22, a power switch (not shown), and the like. ing.
  • a mode icon 221 for setting a shooting mode, a shutter icon 222 functioning as a shutter, and the like are appropriately displayed on the touch panel display 22.
  • the digital still camera 2 is configured to be able to set various parameters, for example, the peripheral area ratio oR, the type of image processing, the intensity of image processing, the threshold value used in the calculation, and the like by operating the touch panel display 22.
  • the type of image processing it is possible to select any one of image processing simulating peripheral light reduction of a camera lens, image processing simulating a tilt shift lens, and image processing simulating a pincushion type lens having strong distortion.
  • the intensity of image processing either intensity setting based on the amount of change in the saliency of the baffle area or intensity setting based on the absolute value of the saliency of the baffle area can be selected.
  • threshold values diff_thr and sVthr when setting the intensity of image processing can be arbitrarily set. As a result, it is possible to perform image processing according to usage scenes and user preferences.
  • the digital still camera 2 is activated by the user. Subsequently, when the mode icon 221 on the touch panel display 22 is operated by the user, the shooting mode is set to “Good Mode Mode”. Next, the shutter button 21 or the shutter icon 222 is operated by the user, and an image is captured as shown in FIG. 13C. The captured image is subjected to image processing by the arithmetic unit 20, and the processed image is displayed on the touch panel display 22 as shown in FIG. 13D. Thus, a series of processes in the shooting mode “Good Mode Mode” is completed.
  • the image processing intensity is determined based on the change amount or the absolute value of the saliency of the baffle region, but the image processing may be performed with a predetermined constant intensity. Good.
  • the intensity of image processing may be increased as the distance from the center of the input image or the focus position increases.
  • the type of image processing may be switched in view of the distribution state of the disturbing area. For example, when the baffle area is distributed at either the left or right and top and bottom positions in the input image, image processing that simulates a tilt shift lens is performed, and the baffle area is distributed at both the top and bottom and left and right positions. May perform image processing simulating the peripheral dimming of the camera lens and perform image processing over the entire periphery of the image peripheral portion.

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Abstract

撮影者の意図を十分に残しつつ、撮影された被写体をより良く際立たせることのできる画像を生成する。入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する顕著度算出部（２０１）と、入力画像における周辺領域を設定する周辺領域設定部（２０２）と、周辺領域において、顕著度が第１の閾値より大きい画素ブロックを邪魔領域として判定する邪魔領域判定部（２０３）と、邪魔領域を含む周辺領域に対し、顕著度を低減する処理を施す顕著度低減処理部（２０４）とを備える画像処理装置を提供する。

Description

画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム
　本発明は、画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
　従来、画像のオートトリミングでは、三分割線等の構図線の交点に被写体を配置してトリミングすることで、構図としての見栄えが良くなることが知られている。
　しかしながら、このようなオートトリミング手法では、結果として、画像周辺の顕著な領域である邪魔領域が残ってしまい、人物顔やフォーカス位置等の被写体を際立たせる効果が十分に発揮されないおそれがある。
　特許文献１は、表示することで見栄えが悪くなる不要領域が画像配置領域に存在しないようにトリミングすることにより、不要なオブジェクトが撮影された画像であっても良好な画像配置が可能な画像処理装置を開示している。
特開２０１４－１６８１８号公報
L. Itti, C. Koch, & E. Niebur (1998), "A Model of Saliency-BasedVisual Attention for Rapid Scene Analysis." IEEETransactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 20(11), 1254-1259.
　しかしながら、特許文献１に開示された画像処理装置の場合、画像処理後の画像が撮影された画像に対して比較的小さくなるようにトリミングされてしまい、撮影者が元々狙っていた画角の意図からは大きく乖離してしまうおそれがある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、撮影者の意図を十分に残しつつ、撮影された被写体をより良く際立たせることのできる画像を生成可能な画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供する。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明の第１の態様は、入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する顕著度算出部と、前記入力画像における周辺領域を設定する周辺領域設定部と、前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックを邪魔領域として判定する邪魔領域判定部と、前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す顕著度低減処理部と、を備える画像処理装置である。
　上記第１の態様に係る画像処理装置によれば、顕著度算出部によって入力画像を構成する各画素ブロックの顕著度が算出されるとともに、周辺領域設定部によって入力画像における周辺領域が設定される。次に、邪魔領域判定部によって、周辺領域において顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックが邪魔領域として判定される。そして、顕著度低減処理部によって、邪魔領域を含む周辺領域に対して顕著度を低減するように画像処理が施される。
　ここで、邪魔領域とは、画像周辺領域における視覚的に顕著な目立つ領域のことをいう。邪魔領域は、レンズ中心又はフォーカス位置にある、撮影者が意図を持って撮影を行った被写体ではなく、図らずも画像内に写り込んでしまった可能性が高い。そこで、上述のように邪魔領域の顕著度を低減させることにより、撮影者が本来撮りたかった被写体をより良く際立たせることができ、より好適な画像を得ることができる。
　上記態様に係る画像処理装置において、前記顕著度低減処理部が、前記処理を施す前後での前記邪魔領域における顕著度の変化量が第２の閾値より大きくなるように、前記処理の強度を決定する構成であってもよい。
　この構成によれば、どのような顕著度を有する邪魔領域に対しても一定の変化が生じるように低減処理を施すことができる。
　上記態様に係る画像処理装置において、前記顕著度低減処理部が、前記邪魔領域の顕著度が第３の閾値以下になるように、前記処理の強度を決定する構成であってもよい。
　この構成によれば、どのような顕著度を有する邪魔領域に対しても一定の顕著度となるように低減処理を施すことができる。
　上記態様に係る画像処理装置において、前記顕著度低減処理部が、前記入力画像の中心若しくはフォーカス位置を基準として対称性を有するように前記処理を施す構成であってもよい。
　この構成によれば、レンズ光学特性を模した自然な低減処理を行うことができる。
　上記態様に係る画像処理装置において、前記顕著度低減処理部が、前記基準からの距離が大きいほど前記処理の強度を高くする構成であってもよい。
　この構成によれば、レンズ光学特性を模した自然な低減処理を行うことができる。
　上記態様に係る画像処理装置において、前記顕著度低減処理部が、前記入力画像のアスペクト比を維持するように、前記邪魔領域をトリミングする構成であってもよい。
　この構成によれば、撮影者が本来撮りたかった被写体をより良く際立たせることができる。また、アスペクト比が維持されるため、撮影者が本来狙っていた画角の意図と乖離せずに、より好適な画像を得ることができる。
　本発明の第２の態様は、入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する工程と、前記入力画像における周辺領域を設定する工程と、前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値より大きい画素ブロックを含む領域を邪魔領域として判定する工程と、前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す工程と、を備える画像処理方法である。
　本発明の第３の態様は、入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する処理と、前記入力画像における周辺領域を設定する処理と、前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックを含む領域を邪魔領域として判定する処理と、前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す処理と、をコンピュータに実行させる画像処理プログラムである。
本発明によれば、撮影者の意図を十分に残しつつ、撮影された被写体をより良く際立たせることのできる画像を生成することができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を示す図である。 図１に示される画像処理システムに備えられる演算部に入力される画像の一例を示す図である。 図２に示される画像から算出された顕著度のマップの一例を示す図である。 入力画像における周辺領域について説明する図である。 図３に示される顕著度のマップを閾値処理した結果の一例を示す図である。 図５Ａに示される画像の周辺領域について説明する図である。 図５Ｂに示される画像における邪魔領域を説明する図である。 図１に示される画像処理システムに備えられる顕著度低減処理部で実行される画像処理の強度について説明する図である。 図１に示される画像処理システムにおいて図２に示される画像を画像処理した結果の一例を示す図である。 図１に示される画像処理システムにおいて図２に示される画像を画像処理した結果の他の一例を示す図である。 図１に示される演算部における処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る画像処理システムに備えられる顕著度低減処理部で実行される画像処理の強度について説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像処理システムにおいて図２に示される画像を画像処理した結果の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る画像処理システムにおいて図２に示される画像を画像処理した結果の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像処理システムに備えられる演算部に入力される画像の一例を示す図である。 図１２Ａに示される画像における邪魔領域について説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像処理システムにおいて図１２Ａに示される画像を画像処理した結果の一例を示す図である。 デジタルカメラにおける実施例を示す図であり、撮影モードの選択操作について説明する図である。 デジタルカメラにおける実施例を示す図であり、シャッター操作について説明する図である。 デジタルカメラにおける実施例を示す図であり、撮影された画像の一例を示す図である。 デジタルカメラにおける実施例を示す図であり、画像処理結果の一例を示す図である。
　以下に、本発明に係る画像処理システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理システム１を示す図である。
　画像処理システム１は、入力部１０と、演算部（画像処理装置）２０と、表示部３０と、記憶部４０とを備えている。入力部１０は演算部２０に接続されている。演算部２０は、表示部３０及び記憶部４０に接続されている。
　入力部１０は、光学レンズ、イメージセンサ、ＡＤ（Analog-to-Digital）変換器等で構成され、光学レンズによってイメージセンサ上に結像された光情報を電気信号に変換し、更にＡＤ変換器等でデジタル信号に変換することにより、画像を生成し、演算部２０に画像を入力するように構成されている。
　演算部２０は、入力部１０で生成された画像、すなわち、入力画像に含まれる邪魔領域を低減する画像処理を行うように構成されている。
　表示部３０は、入力画像、演算部２０で画像処理が行われた後の画像等を表示するように構成されている。
　記憶部４０は、演算部２０より出力される処理後の画像を、メモリカード等の外部メディアに保存するように構成されている。
　以下、演算部２０について、図面を参照して詳しく説明する。
　図１に示されるように、演算部２０は、顕著度算出部２０１と、周辺領域設定部２０２と、邪魔領域判定部２０３と、顕著度低減処理部２０４とを備えている。また、演算部２０は、不図示のプロセッサと不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを備えており、プロセッサによって上述の各処理が実行される。
　顕著度算出部２０１は、入力画像を複数の画素ブロックに分割し、分割された各画素ブロックにおいて顕著度を算出し、画像全体における顕著度のマップを生成するように構成されている。
　顕著度とは、人間の視覚特性を利用して数値化された、視覚的に顕著かどうかを表す度合であり、その数値が高いほど視覚的に顕著であることを示している。そして、各画素ブロックにおいて顕著度を算出し、画像全体でマップとして可視化したものが顕著性マップである。なお、画素ブロックは、１画素以上から構成される領域であり、画素ブロックの最小単位は１画素である。
　図３には、顕著度算出部２０１によって、図２に示される入力画像から生成された顕著性マップが示されている。なお、顕著度は、公知の算出方法を用いて算出することができる。例えば、非特許文献１には、顕著度の算出方法の基本原理が開示されている。
　周辺領域設定部２０２は、入力部１０からの入力画像に対し、周辺領域比ｏＲに基づいて周辺領域の設定を行うように構成されている。図４に示されるように、周辺領域は、入力画像の外周部から中央部に向かう所定の領域（図４のハッチング部）であり、周辺領域の幅ｏＷ及び高さｏＨは、それぞれ、周辺領域比ｏＲを用いて式（１）及び（２）から求めることができる。
ｏＷ＝ｉＷ×ｏＲ　　　　　（１）
ｏＨ＝ｉＨ×ｏＲ　　　　　（２）
　但し、ｉＷは入力画像の幅であり、ｉＨは入力画像の高さである。　図４に示される周辺領域は、周辺領域比ｏＲ＝０．１と設定した場合の例である。なお、周辺領域比ｏＲは、予め不図示のメモリに設定された値であり、固定値であってもよいし、パラメータとして、ユーザによって設定されてもよい。
　なお、周辺領域比ｏＲは、高さ方向と幅方向とで異なる値を用いることとしてもよい。
　邪魔領域判定部２０３は、顕著度算出部２０１で生成された顕著性マップと、周辺領域設定部２０２で設定された周辺領域とに基づいて、邪魔領域を判定するように構成されている。具体的には、図３に示される顕著性マップが、図５Ａに示されるように二値化された後で、図５Ｂに示されるように、周辺領域と照合される。その結果、図５Ｃに示されるように、周辺領域に含まれる、二値化の閾値（第１の閾値）よりも大きい値を有する画素ブロックを邪魔領域として判定する。
　なお、図５Ａは、図３に示される顕著性マップの最小値をゼロ、最大値を１とした場合に、閾値を０．５として二値化したものである。二値化の閾値は、所定の値を用いても良いし、一般的な判別分析法等を用いて適応的に導出されても良く、限定されない。
　顕著度低減処理部２０４は、邪魔領域判定部２０３で判定された邪魔領域の顕著度が低減するように、周辺領域に画像処理を施すように構成されている。
　本実施形態では、顕著度低減処理部２０４が、カメラレンズの周辺減光を模した画像処理を行う。具体的には、図７Ａに示されるように、邪魔領域を含む周辺領域に、顕著度を低減するレンズ光学特性を模した画像処理が施される。
　この処理は、カメラレンズの周辺減光を模した画像処理であるため、入力画像の中心若しくはフォーカス位置を基準として円周性を有するように画像処理がなされる。
　また、本実施形態では、顕著度低減処理部２０４が、画像処理を施す前後における邪魔領域の顕著度の変化量に基づいて画像処理の強度を決定する。より具体的には、この変化量が所定の閾値（第２の閾値）よりも大きくなるように、画像処理の強度が決定される。例えば、図６に示されるように、ある邪魔領域の顕著度がｓＶ０であるとき（図６の左側のバー）、画像処理の強度の候補として、候補Ｐａと候補Ｐｂの２つがあったとする。候補ＰａとＰｂの夫々で画像処理を施した場合、画像処理後の邪魔領域の顕著度ｓＶは、夫々、ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐａ）（図６の中央のバー）、ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐｂ）（図６の右側のバー）となる。ここで、関数ｐｒｏｃ（ｓＶ，Ｐ）は、強度Ｐで顕著度ｓＶを有する邪魔領域に画像処理を施した時の顕著度を算出する関数を表す。
　従って、候補ＰａとＰｂの夫々で画像処理を施した時の変化量ｄｉｆｆ＿ａ，ｄｉｆｆ＿ｂは、夫々、式（３）及び（４）となる。
ｄｉｆｆ＿ａ＝ｓＶ０－ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐａ）　　　　　（３）
ｄｉｆｆ＿ｂ＝ｓＶ０－ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐｂ）　　　　　（４）
　図６に示される例では、変化量ｄｉｆｆ＿ｂが、閾値ｄｉｆｆ＿ｔｈｒよりも大きいため、顕著度低減処理部２０４は、候補Ｐｂを最終的な強度として決定する。
　このようにすることにより、どのような顕著度を有する邪魔領域に対しても顕著度が一定の変化量で低減するように低減処理を施すことができる。
　なお、上述の説明では、簡単のために、候補が２つの場合に限定して説明したが、これに限定されず、３つ以上の候補から強度を決定してもよい。閾値ｄｉｆｆ＿ｔｈｒは、予め不図示のメモリに設定された値であり、パラメータとして、ユーザによって調整することができる。閾値ｄｉｆｆ＿ｔｈｒを調整することにより、例えば、図７Ａに示されるように、顕著度が大きく低減するように処理したり、図７Ｂに示されるように、顕著度をやや残しつつ低減するように処理したりすることができる。
　上記実施形態において、画像処理システム１は、例えば、静止画像を撮影して画像データを記録・表示するデジタルスチルカメラ、撮影機能を有するスマートフォン等であるが、これに限定されない。
　また、本実施形態において、画像処理を行う演算部２０は、シリコンチップ上の回路として実装されているが、これに限定されず、ソフトウェアである画像処理プログラムをコンピュータに実行させることにより実装されてもよい。
　以下、上記構成を備える演算部２０において実行される処理について図１及び図８を参照しながら説明する。
　まず、図１に示されるように、入力部１０で撮影された画像が演算部２０に入力される（図８のステップＳ１）。次に、顕著度算出部２０１において、入力画像の画素ブロック毎に顕著度が算出され、画像全体の顕著性マップが生成される（図８のステップＳ２）。また、周辺領域設定部２０２において、入力画像の幅ｉＷ及び高さｉＨに、予め設定された周辺領域比ｏＲを夫々乗じることにより周辺領域の幅ｏＷ及び高さｏＨが算出され、周辺領域が設定される（図８のステップＳ３）。次に、邪魔領域判定部２０３において、生成された顕著性マップが二値化され、二値化された顕著性マップ及び設定された周辺領域に基づいて邪魔領域が判定される（図８のステップＳ４）。続いて、顕著度低減処理部２０４において、邪魔領域を含む周辺領域に対し、邪魔領域の顕著度を低減するように画像処理が施され、表示部３０及び記憶部４０に対し、画像処理を施した画像が出力される（図８のステップＳ６）。
　このように、入力画像の周辺領域における顕著な領域である邪魔領域が判定され、判定された邪魔領域の顕著度を低減するように画像処理を施すことで、被写体をより良く際立たせることができるので、撮影者の意図に近いより好適な画像を得ることができる。
（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
　本発明の第２の実施形態に係る画像処理システム１の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　本実施形態では、上述の第１の実施形態とは異なり、顕著度低減処理部２０４が、画像処理を施す前後における邪魔領域の顕著度の絶対値に基づいて画像処理の強度を決定する。より具体的には、この絶対値が所定の閾値（第３の閾値）以下になるように、画像処理の強度が決定される。例えば、図９に示されるように、ある邪魔領域の顕著度がｓＶ０であるとき（図９の左側のバー）、画像処理の強度の候補として、候補Ｐａと候補Ｐｂの２つがあったとする。候補ＰａとＰｂの夫々で画像処理を施した場合、画像処理後の邪魔領域の顕著度は、夫々、ｓＶａ（図９の中央のバー）、ｓＶｂ（図９の右側のバー）となる。ｓＶａ及びｓＶｂは、式（５）及び式（６）で表される。
ｓＶａ＝ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐａ）　　　　　（５）
ｓＶｂ＝ｐｒｏｃ（ｓＶ０，Ｐｂ）　　　　　（６）
　ここで、関数ｐｒｏｃ（ｓＶ，Ｐ）は、強度Ｐで顕著度ｓＶを有する邪魔領域に画像処理を施した時の顕著度を算出する関数を表す。
　図９に示される例では、絶対値である顕著度ｓＶｂが、閾値ｓＶｔｈｒ以下であるため、顕著度低減処理部２０４は、候補Ｐｂを最終的な強度として決定する。
　このようにすることにより、どのような顕著度を有する邪魔領域に対しても顕著度が一定となるように低減処理を施すことができる。
　閾値ｓＶｔｈｒは、予め不図示のメモリに設定された値であり、パラメータとして、ユーザによって調整することができる。閾値ｓＶｔｈｒを調整することにより、例えば、図７Ａに示されるように、顕著度が大きく低減するように処理したり、図７Ｂに示されるように、顕著度をやや残しつつ低減するように処理したりすることができる。
　なお、上述の説明では、簡単のために、候補が２つの場合に限定して説明したが、これに限定されず、３つ以上の候補から強度を決定してもよい。
　また、式（７）に示されるように、ある邪魔領域の顕著度ｓＶ０及び閾値ｓＶｔｈｒから、強度Ｐｃを逆算出し、これを最終的な強度として決定してもよい。
Ｐｃ＝ｉｎｖ＿ｐｒｏｃ（ｓＶ０，ｓＶｔｈｒ）　　　　　（７）
ここで、関数ｉｎｖ＿ｐｒｏｃ（ｓＶ，ｔｈ）は、顕著度ｓＶ及び閾値ｔｈの値から画像処理の強度を逆算出する関数である。
（第３の実施形態）
　以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
　本発明の第３の実施形態に係る画像処理システム１の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　本実施形態では、上述の第１の実施形態とは異なり、顕著度低減処理部２０４が、チルトシフトレンズを模してボケを付与するように画像処理を行う。具体的には、図１０に示されるように、邪魔領域を含む周辺領域に、顕著度を低減するレンズ光学特性を模した画像処理が施される。
　本実施形態によれば、邪魔領域を含む周辺領域にボケを付与することができるので、邪魔領域の顕著度を低減させ、被写体をより良く際立たせることができる。結果として、撮影者の意図に近いより好適な画像を得ることができる。
　なお、この処理は、チルトシフトレンズを模した画像処理であるため、入力画像の中心若しくはフォーカス位置を基準として対称性を有するように画像処理がなされる。図１０に示される例では、フォーカス位置を基準として左右方向に対称性を有するように画像処理が施されている。
（第４の実施形態）
　以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
　本発明の第４の実施形態に係る画像処理システム１の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　本実施形態では、上述の第１の実施形態とは異なり、顕著度低減処理部２０４が、糸巻き型の歪曲収差が強いレンズを模して歪曲収差を付与するように画像処理を行う。具体的には、図１１に示されるように、邪魔領域を含む周辺領域に、顕著度を低減するレンズ光学特性を模した画像処理が施される。
　本実施形態によれば、邪魔領域を含む周辺領域に歪曲収差を付与し、処理後の画像が邪魔領域を含まないようにすることができるので、撮影者の意図に近いより好適な画像を得ることができる。
　なお、この処理は、糸巻き型の歪曲収差が強いレンズを模した画像処理であるため、入力画像の中心若しくはフォーカス位置を基準として対称性を有するように画像処理がなされる。
（第５の実施形態）
　以下、本発明の第５の実施形態について説明する。
　本発明の第５の実施形態に係る画像処理システム１の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　本実施形態では、上述の第１の実施形態とは異なり、顕著度低減処理部２０４が、入力画像のアスペクト比を維持するように、邪魔領域をトリミングする。具体的には、図１２Ａに示される画像が入力され、図１２Ｂに示されるように邪魔領域が判定されると、この邪魔領域を省くとともに、処理後の画像のアスペクト比が、入力画像のアスペクト比と等しくなるように、図１２Ｂの点線で示されるようなトリミングが行われる。その結果、図１２Ｃに示される画像が生成される。
　本実施形態によれば、邪魔領域をトリミングして処理後の画像が邪魔領域を含まないようにして、撮影者が本来撮りたかった被写体をより良く際立たせることができる。さらに、画像処理前後においてアスペクト比が変更されないので、本来の撮影者の意図に近いより好適な画像を得ることができる。
（応用例）
　以下、上述の第１から第５の実施形態に係る画像処理システム１をデジタルスチルカメラ２に応用した例について、図１３Ａから図１３Ｄを参照しながら説明する。
　図１３Ａに示されるデジタルスチルカメラ２は、上述の第１から第５の実施形態に係る画像処理システム１と、シャッターボタン２１、タッチパネルディスプレイ２２、不図示の電源スイッチ等を備える操作部とを備えている。タッチパネルディスプレイ２２上には、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、撮影モードを設定するためのモードアイコン２２１、シャッターとして機能するシャッターアイコン２２２等が適宜表示されるようになっている。
　また、デジタルスチルカメラ２は、タッチパネルディスプレイ２２を操作することにより、各種パラメータ、例えば、周辺領域比ｏＲ、画像処理の種類、画像処理の強度、演算で用いられる閾値等を設定可能に構成されている。画像処理の種類としては、カメラレンズの周辺減光を模した画像処理、チルトシフトレンズを模した画像処理及び糸巻き型の歪曲収差が強いレンズを模した画像処理のいずれかを選択可能である。画像処理の強度としては、邪魔領域の顕著度の変化量に基づく強度設定及び邪魔領域の顕著度の絶対値に基づく強度設定のいずれかが選択可能である。また、画像処理の強度を設定する際の閾値ｄｉｆｆ＿ｔｈｒ，ｓＶｔｈｒが任意に設定可能となっている。これにより、利用シーンやユーザの嗜好に合わせた画像処理が可能となる。
　以下、本応用例に係るデジタルスチルカメラ２の作用について説明する。
　まず、ユーザによりデジタルスチルカメラ２が起動される。続いて、タッチパネルディスプレイ２２上のモードアイコン２２１がユーザに操作されることにより、撮影モードが“Ｇｏｏｄ　Ｍｏｏｄ　Ｍｏｄｅ”に設定される。次に、シャッターボタン２１又はシャッターアイコン２２２がユーザに操作され、図１３Ｃに示されるように、画像が撮像される。撮像された画像は、演算部２０によって画像処理が施され、図１３Ｄに示されるように、処理後の画像がタッチパネルディスプレイ２２に表示される。これにより、撮影モード“Ｇｏｏｄ　Ｍｏｏｄ　Ｍｏｄｅ”による一連の処理が完了する。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、上述の実施形態では、画像処理の強度を、邪魔領域の顕著度の変化量又は絶対値に基づいて決定することとしたが、予め定められた一定の強度で画像処理を施すこととしてもよい。
　また、例えば、画像処理の強度は、入力画像の中心若しくはフォーカス位置からの距離が大きいほど高くすることとしてもよい。
　また、画像処理の種類は、邪魔領域の分布状態に鑑みて切り替えられるようにしてもよい。例えば、邪魔領域が、入力画像における左右及び上下の位置のいずれかに分布している場合は、チルトシフトレンズを模した画像処理を施し、上下及び左右の位置の両方に分布している場合には、カメラレンズの周辺減光を模した画像処理を施して、画像周辺部全周にわたる画像処理を行うこととしてもよい。
２０　演算部（画像処理装置）
２０１　顕著度算出部　
２０２　周辺領域設定部
２０３　邪魔領域判定部
２０４　顕著度低減処理部

Claims (8)

  1. 　入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する顕著度算出部と、
    　前記入力画像における周辺領域を設定する周辺領域設定部と、
    　前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックを邪魔領域として判定する邪魔領域判定部と、
    　前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す顕著度低減処理部と、
    を備える画像処理装置。
  2. 　前記顕著度低減処理部が、前記処理を施す前後での前記邪魔領域における顕著度の変化量が第２の閾値よりも大きくなるように、前記処理の強度を決定する請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記顕著度低減処理部が、前記邪魔領域の顕著度が第３の閾値以下になるように、前記処理の強度を決定する請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 　前記顕著度低減処理部が、前記入力画像の中心若しくはフォーカス位置を基準として対称性を有するように前記処理を施す請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  5. 　前記顕著度低減処理部が、前記基準からの距離が大きいほど前記処理の強度を高くする請求項４に記載の画像処理装置。
  6. 　前記顕著度低減処理部が、前記入力画像のアスペクト比を維持するように、前記邪魔領域をトリミングする請求項１に記載の画像処理装置。
  7. 　入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する工程と、
    　前記入力画像における周辺領域を設定する工程と、
    　前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックを含む領域を邪魔領域として判定する工程と、
    　前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す工程と、
    を備える画像処理方法。
  8. 　入力画像に含まれる画素ブロックの顕著度を算出する処理と、
    　前記入力画像における周辺領域を設定する処理と、
    　前記周辺領域において、前記顕著度が第１の閾値よりも大きい画素ブロックを含む領域を邪魔領域として判定する処理と、
    　前記邪魔領域を含む前記周辺領域に対し、前記顕著度を低減する処理を施す処理と、
    をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
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