画像処理装置、及び、画像処理方法
【課題】 画像データの輪郭成分のみを抽出する高品質な画像処理をする。
【解決手段】 減算回路１３により、近傍画素値から注目画素値が減算され、差分値として出力される。注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６により、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、係数群とが乗算され、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【解決手段】 減算回路１３により、近傍画素値から注目画素値が減算され、差分値として出力される。注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６により、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、係数群とが乗算され、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、及び、画像処理方法に関し、特に、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置、及び、画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、入力された画像データにおいて、画像データのイラスト化を実行する場合等に、画像データの輪郭成分を抽出している。その場合に使用されるフィルタは、一次微分フィルタとしてソーベルフィルタ、及び、二次微分フィルタとしてラプラシアンフィルタ等である。これらのフィルタにより、入力された画像データは、輪郭成分が抽出された画像データに変換されて出力されている。
【０００３】
ここで、画像データ内の注目画素、及び、近傍画素を含む画像単位データを、フィルタ処理して注目画素値を出力し、近傍画素値を検出し、フィルタ処理された注目画素値と近傍画素値とのいずれかを選択して輪郭成分が抽出された画像データを出力する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１により開示された技術では、入力された画像データを直接にフィルタ処理するので、単純に注目画素値と近傍画素値とが異なる場合が抽出される。よって、入力された画像データから、輪郭成分だけでなく、例えば、芝の目や顔の皺等の細かいテクスチャ成分等の本来不要な成分も抽出される。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、抽出すべき必要な成分としての画像データの輪郭成分のみを抽出する高品質な画像処理をする画像処理装置、及び、画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記課題を解決するために、図１に示すように、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置１０において、画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算回路１３と、差分値と閾値メモリ１４が記憶する閾値とを比較する比較回路１５と、注目画素値と近傍画素値とが入力され、比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する選択回路１６と、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリ１７が記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算回路１８と、を有する画像処理装置１０が提供される。
【０００７】
このような画像処理装置１０によると、まず、減算回路１３により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路１３により、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、差分値として出力される。そして、比較回路１５により、差分値と閾値とが比較される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６により、比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。そして、乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数群とが乗算される。そして、乗算加算回路１８により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【０００８】
また、本発明では、上記課題を解決するために、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理方法において、画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算手段と、差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較する比較手段と、注目画素値と近傍画素値とが入力され、比較手段による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する選択手段と、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算手段と、を有する画像処理方法が提供される。
【０００９】
このような画像処理方法によると、まず、減算手段により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算手段により、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、差分値として出力される。そして、比較手段により、差分値と閾値とが比較される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択手段により、比較手段による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択手段により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。そして、乗算加算手段により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数群とが乗算される。そして、乗算加算手段により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、近傍画素値から注目画素値を減算した差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力するようにした。また、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力するようにした。
【００１１】
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、抽出すべき必要な成分としての画像データの輪郭成分のみを抽出する高品質な画像処理ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明の概念について説明する。図１は、本発明の概念図である。
図に示すように、画像処理装置１０は、端子１１、１２、減算回路１３、閾値メモリ１４、比較回路１５、選択回路１６、係数メモリ１７、乗算加算回路１８、及び、端子１９から構成される。
【００１３】
ここで、画像処理装置１０は、横軸方向、及び、縦軸方向に複数の画素が配列される処理対象となる画像データについて、その画像データ内の１画素を注目画素とし、その近傍に存在する画素を近傍画素とする画像単位データを受け付ける。そして、画像処理装置１０は、注目画素が有する注目画素値、及び、近傍画素が有する近傍画素値を使用して所定の処理を実行する。この所定の処理が実行される画像データ内の画像単位データは、任意に設定されるが、以下、画像データ内の画像単位データを３×３の９画素として説明する。この９画素内の中心の１画素を注目画素とし、９画素内の注目画素以外の８画素を近傍画素とする。また、１画素値は８ビットで表現され、画素値が０に近くなると黒色に近くなり、画素値が２５５に近くなると白色に近くなる。この画像データにおいて、左上の画素から右下の画素へ向かって全ての画素を順番に注目画素とし、注目画素値から輪郭成分が抽出された出力注目画素値を出力する。こうすることで、輪郭成分が抽出され、新しい画像データが出力される。
【００１４】
まず、閾値メモリ１４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。また、係数メモリ１７は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。例えば、ラプラシアンフィルタが係数メモリ１７に記憶された場合、１つの注目画素値に対する係数は−８であり、８つの近傍画素値に対する係数は＋１である。
【００１５】
その後、減算回路１３は、画像データ内の１つの注目画素、及び、８つの近傍画素を含む画像単位データを、端子１１、１２を介して受け付ける。そして、減算回路１３は、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値として出力する。
【００１６】
その後、比較回路１５は、８つの差分値について、差分値と閾値とを比較する。ここで、例えば、差分値が３１以下の場合、その近傍画素は本来不要な成分とすると、差分値が３２以上の場合、その近傍画素は輪郭成分となる。よって、差分値が３２以上の近傍画素を抽出するために、閾値は３２に設定される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６は、８つの近傍画素値についての比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路１６は、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。ここで、ある近傍画素値が注目画素値に置き換えられた場合、その近傍画素値は注目画素値へのフィルタ処理対象とならないので、その近傍画素はフィルタ処理にかからないことになる。
【００１７】
その後、乗算加算回路１８は、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた９つの係数とを乗算する。そして、乗算加算回路１８は、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として端子１９へ出力する。
【００１８】
次に、図１の画像処理装置１０の動作の例について説明する。
まず、閾値メモリ１４は、閾値”３２”を記憶しているとする。また、係数メモリ１７は、ラプラシアンフィルタの場合の係数を記憶しているとする。
【００１９】
その後、減算回路１３により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路１３により、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、８つの差分値として出力される。
【００２０】
その後、比較回路１５により、８つの差分値について、差分値と閾値”３２”とが比較される。そして、選択回路１６により、８つの近傍画素値についての比較結果に基づき、差分値が閾値”３２”以上の場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値”３２”より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。
【００２１】
その後、乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、ラプラシアンフィルタとが乗算される。そして、乗算加算回路１８により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【００２２】
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、画像データの輪郭成分のみを抽出できるようになる。
【００２３】
なお、画像データ内の画像単位データを５×５の２５画素、及び、３×５の１５画素から構成してもよい。この場合、２５画素内の中心の１画素が注目画素となり、２５画素内の注目画素以外の２４画素が近傍画素となる。また、１５画素内の中心の１画素が注目画素となり、１５画素内の注目画素以外の１４画素が近傍画素となる。
【００２４】
また、選択近傍画素値に対して係数を乗じているが、差分値に対して乗じることもできる。
次に、本発明の実施の形態の具体的な内容について説明する。ここで、全体構成を説明し、図３で詳細に説明する。図２は、画像処理装置の全体構成の回路図である。
【００２５】
図に示すように、画像処理装置３０は、端子３１、端子３２−１〜３２−８、演算回路３３−１〜３３−８、乗算回路３６、加算回路３７、オフセット値メモリ３８、演算回路３９、及び、端子４０から構成される。
【００２６】
まず、画像処理装置３０は、画像データ内の画像単位データ内の１つの注目画素値を端子３１を介して受け付け、８つの近傍画素値を端子３２−１〜３２−８を介して受け付ける。そして、乗算回路３６は、１つの注目画素値に対してフィルタ処理等の所定の処理を実行し、加算回路３７に出力する。また、演算回路３３−１〜３３−８は、８つの近傍画素値に対してフィルタ処理等の所定の処理を実行し、加算回路３７に出力する。
【００２７】
その後、加算回路３７は、演算回路３３−１〜３３−８、及び、乗算回路３６による全ての処理結果を加算する。そして、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値メモリ３８が記憶するオフセット値を演算し、出力注目画素値として端子４０へ出力する。
【００２８】
次に、図２の演算回路３３−１〜３３−８を具体的にし、画像処理装置３０について詳細に説明する。図３は、画像処理装置の詳細な回路図である。
図に示すように、画像処理装置３０は、端子３１、３２、減算回路３３ａ、閾値メモリ３４、比較回路３３ｂ、選択回路３３ｃ、係数メモリ３５、乗算回路３３ｄ、３６、加算回路３７、オフセット値メモリ３８、演算回路３９、及び、端子４０から構成される。なお、減算回路３３ａ、比較回路３３ｂ、選択回路３３ｃ、及び、乗算回路３３ｄを１つの演算回路３３としてもよい。
【００２９】
ここで、画像処理装置３０は、横軸方向、及び、縦軸方向に複数の画素が配列される処理対象となる画像データについて、その画像データ内の１画素を注目画素とし、その近傍に存在する画素を近傍画素として受け付ける。そして、画像処理装置３０は、注目画素が有する注目画素値、及び、近傍画素が有する近傍画素値を使用して所定の処理を実行する。この所定の処理が実行される画像データ内の画像単位データは、任意に設定されるが、以下、画像データ内の画像単位データを３×３の９画素として説明する。この９画素内の中心の１画素を注目画素とし、９画素内の注目画素以外の８画素を近傍画素とする。また、１画素値は８ビットで表現され、画素値が０に近くなると黒色に近くなり、画素値が２５５に近くなると白色に近くなる。この画像データにおいて、左上の画素から右下の画素へ向かって全ての画素を順番に注目画素とし、注目画素値から輪郭成分が抽出された出力注目画素値を出力する。こうすることで、輪郭成分が抽出され、新しい画像データが出力される。
【００３０】
まず、閾値メモリ３４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。また、係数メモリ３５は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。例えば、ラプラシアンフィルタが係数メモリ３５に記憶された場合、１つの注目画素値に対する係数は−８であり、８つの近傍画素値に対する係数は＋１である。また、オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果をさらに調整するオフセット値を記憶する。
【００３１】
その後、減算回路３３ａは、画像データ内の１つの注目画素、及び、８つの近傍画素を含む画像単位データを、端子３１、３２を介して受け付ける。そして、減算回路３３ａは、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値として出力する。
【００３２】
その後、比較回路３３ｂは、８つの差分値について、差分値と閾値とを比較する。ここで、例えば、差分値が３１以下の場合、その近傍画素は本来不要な成分とすると、差分値が３２以上の場合、その近傍画素は輪郭成分となる。よって、差分値が３２以上の近傍画素を抽出するために、閾値は３２に設定される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路３３ｃは、８つの近傍画素値についての比較回路３３ｂによる比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路３３ｃは、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。ここで、ある近傍画素値が注目画素値に置き換えられた場合、その近傍画素値は注目画素値への乗算対象とならないので、その近傍画素はフィルタ処理にかからないことになる。
【００３３】
その後、乗算回路３３ｄは、選択近傍画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた８つの係数とを乗算する。また、乗算回路３６は、注目画素値と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた１つの係数とを乗算する。そして、加算回路３７は、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果を加算する。
【００３４】
その後、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値を演算し、出力注目画素値として端子４０へ出力する。例えば、画像データの輪郭成分は、差分値が大きく、画素値が強調して抽出されている。よって、輪郭成分の画素は白色に近くなり、黒色の背景成分に対して白色の輪郭成分となってしまう。この対策として、演算回路３９は、画素について、白色と黒色とを反転させたり、濃度を変更したりする。
【００３５】
次に、図３の画像処理装置３０の動作の例について説明する。
まず、閾値メモリ３４は、閾値”３２”を記憶しているとする。また、係数メモリ３５は、ラプラシアンフィルタの場合の係数を記憶しているとする。オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果としての画素について、白色と黒色とを反転させるオフセット値を記憶しているとする。
【００３６】
その後、減算回路３３ａにより、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路３３ａにより、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、８つの差分値として出力される。
【００３７】
その後、比較回路３３ｂにより、８つの差分値について、差分値と閾値”３２”とが比較される。そして、選択回路３３ｃにより、８つの近傍画素値についての比較結果に基づき、差分値が閾値”３２”以上の場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路３３ｃにより、差分値が閾値”３２”より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。
【００３８】
その後、乗算回路３３ｄにより、選択近傍画素値から構成される画素値群とラプラシアンフィルタとが乗算される。また、乗算回路３６により、注目画素値とラプラシアンフィルタとが乗算される。そして、加算回路３７により、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果が加算される。
【００３９】
その後、演算回路３９により、白色と黒色とを反転させるように演算され、出力注目画素値として出力される。
以下、閾値メモリ３４、係数メモリ３５、及び、オフセット値メモリ３８について説明する。
【００４０】
まず、閾値メモリ３４について説明する。
閾値メモリ３４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。換言すると、ある一定の差分値以上ならば輪郭成分であるとし、その差分値を閾値として記憶する。例えば、閾値メモリ３４は、アニメーション用の画像データに対する閾値、映画用の画像データに対する閾値、及び、写真から生成した画像データに対する閾値等を記憶する。ここで、画像処理される画像データに対し、様々な閾値を設定できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、閾値を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４１】
次に、係数メモリ３５について説明する。図４は、係数メモリの例を示す図である。
係数メモリ３５は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。図に示すように、係数メモリ３５は、フィルタ名、及び、９つの係数から構成される。フィルタ名は、画像処理に使用されるフィルタの名称である。９つの係数は、フィルタ名に関係するフィルタに固有の係数群である。例えば、Ａフィルタは輪郭成分を抽出でき、Ｂフィルタは横軸方向の輪郭成分を抽出でき、Ｃフィルタは縦軸方向の輪郭成分を抽出できる。ここで、画像処理される画像データを想定し、様々なフィルタを用意できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、フィルタの各係数を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４２】
次に、オフセット値メモリ３８について説明する。
オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果をさらに調整するオフセット値を記憶する。ここで、画像処理される画像データを想定し、様々なオフセット値を用意できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、オフセット値を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４３】
次に、画像処理装置３０によった画像単位データの流れについて説明する。図５は、画像単位データの流れを示すブロック図である。なお、説明の簡略のため、演算回路３９を省略して説明する。
【００４４】
まず、減算回路３３ａは、画像単位データ５１を受け付ける。そして、減算回路３３ａは、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値５２として出力する。
【００４５】
その後、比較回路３３ｂは、８つの差分値５２について、差分値と閾値５３とを比較する。そして、選択回路３３ｃは、８つの近傍画素値についての比較回路３３ｂによる比較結果に基づき、差分値が閾値５３以上の場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路３３ｃは、差分値が閾値５３より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。そして、一時的に、新しい画像単位データ５４が出力される。
【００４６】
その後、乗算回路３３ｄは、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ５４内の各画素の位置に応じた９つの係数５５とを乗算する。そして、加算回路３７は、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値５６として出力する。
【００４７】
なお、出力注目画素値５６は、例えば、次のような式で定義される。
【００４８】
【数１】
【００４９】
Ｆ（Ｘ）＝０ ：−ε≦Ｘ≦ε ・・・（２）
Ｆ（Ｘ）＝Ｘ ：Ｘ≦−ε Ｘ≧ε ・・・（３）
ここで、式（１）において、p`(0,0)は出力注目画素値であり、p(0,0)は注目画素値であり、p(a,b)は近傍画素値である。また、k(a,b)は、ａ、及び、ｂに対する係数である。このａ、及び、ｂは、注目画素からの近傍画素の位置を示し、整数であって−１、０、＋１の値をとる。なお、式（１）は、１つの注目画素についてのみ説明している。そして、式（２）と式（３）とにおいて、Ｘは差分値であり、εは閾値である。また、Ｆ（Ｘ）は、差分値が閾値以上の場合Ｘとなり、差分値が閾値より小さい場合０となる。
【００５０】
次に、画像処理装置３０において、注目画素値が出力注目画素値へ加工される処理の概念について、図６を参照して説明する。なお、図６のフローチャートは、画像処理装置３０が画像データを受け付けた場合に実行される。図６のフローチャートが実行されると、以下のステップが実行される。図６は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【００５１】
ここで、画像データ内の画像単位データが３×３の９画素の場合、Ｔ＝３となってＳ＝３となる。そして、ａ、及び、ｂは、注目画素からの近傍画素の位置を示し、整数であって−１、０、＋１の値をとる。フローチャートが実行されると、近傍画素(-1,+1)から近傍画素(+1,+1)へ処理が移り、そして、近傍画素(-1,0)から近傍画素(+1,0)へ処理が移り、そして、近傍画素(-1,-1)から近傍画素(+1,-1)へ処理が移る。また、注目画素(0,0)は注目画素値p(0,0)を有し、近傍画素(a,b)は近傍画素値p(a,b)を有する。
【００５２】
［ステップＳ１１］加算回路３７は、出力注目画素値p`(0,0)をリセットして０にする。
［ステップＳ１２］比較回路３３ｂは、ａ＝−１、及び、ｂ＝＋１と初期設定する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)を最も左側で最も上側に設定する。
【００５３】
［ステップＳ１３］比較回路３３ｂは、差分値|p(a,b)-p(0,0)|と閾値εとを比較する。差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値ε以上の場合、処理はステップＳ１４へ進み、小さい場合、処理はステップＳ１５へ進む。
【００５４】
［ステップＳ１４］差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値ε以上の場合、乗算回路３３ｄ、３６は、近傍画素値p(a,b)と、画像単位データ内のその近傍画素(a,b)の位置に応じた係数k(a,b)とを乗算する。
【００５５】
［ステップＳ１５］差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値εより小さい場合、乗算回路３３ｄ、３６は、近傍画素値p(a,b)に置き換えられた注目画素値p(0,0)と、画像単位データ内のその近傍画素(a,b)の位置に応じた係数k(a,b)とを乗算する。
【００５６】
［ステップＳ１６］加算回路３７は、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果を加算する。
［ステップＳ１７］比較回路３３ｂは、ａが＋１か否かを判断する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)が最も右側か否かを判断する。＋１である場合、処理はステップＳ１９へ進み、＋１でない場合、処理はステップＳ１８へ進む。
【００５７】
［ステップＳ１８］ａが＋１でない場合、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)について、左側から右側へ横軸方向に１つ移動する。
［ステップＳ１９］ａが＋１である場合、比較回路３３ｂは、ａ＝−１と再設定する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)を最も左側に再設定する。
【００５８】
［ステップＳ２０］比較回路３３ｂは、ｂが−１か否かを判断する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)が最も下側か否かを判断する。−１である場合、処理はステップＳ２２へ進み、−１でない場合、処理はステップＳ２１へ進む。
【００５９】
［ステップＳ２１］ｂが−１でない場合、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)について、上側から下側へ縦軸方向に１つ移動する。
［ステップＳ２２］ｂが−１である場合、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値を演算する。
【００６０】
なお、図６のフローチャートは、１つの注目画素についてのみ説明している。
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、画像データの輪郭成分のみを抽出できるようになる。
【００６１】
なお、画像データ内の画像単位データを５×５の２５画素、及び、３×５の１５画素から構成してもよい。この場合、２５画素内の中心の１画素が注目画素となり、２５画素内の注目画素以外の２４画素が近傍画素となる。また、１５画素内の中心の１画素が注目画素となり、１５画素内の注目画素以外の１４画素が近傍画素となる。
【００６２】
また、選択近傍画素値に対して係数を乗じているが、差分値に対して乗じることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の概念図である。
【図２】画像処理装置の全体構成の回路図である。
【図３】画像処理装置の詳細な回路図である。
【図４】係数メモリの例を示す図である。
【図５】画像単位データの流れを示すブロック図である。
【図６】画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 画像処理装置
１１、１２、１９ 端子
１３ 減算回路
１４ 閾値メモリ
１５ 比較回路
１６ 選択回路
１７ 係数メモリ
１８ 乗算加算回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、及び、画像処理方法に関し、特に、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置、及び、画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、入力された画像データにおいて、画像データのイラスト化を実行する場合等に、画像データの輪郭成分を抽出している。その場合に使用されるフィルタは、一次微分フィルタとしてソーベルフィルタ、及び、二次微分フィルタとしてラプラシアンフィルタ等である。これらのフィルタにより、入力された画像データは、輪郭成分が抽出された画像データに変換されて出力されている。
【０００３】
ここで、画像データ内の注目画素、及び、近傍画素を含む画像単位データを、フィルタ処理して注目画素値を出力し、近傍画素値を検出し、フィルタ処理された注目画素値と近傍画素値とのいずれかを選択して輪郭成分が抽出された画像データを出力する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１により開示された技術では、入力された画像データを直接にフィルタ処理するので、単純に注目画素値と近傍画素値とが異なる場合が抽出される。よって、入力された画像データから、輪郭成分だけでなく、例えば、芝の目や顔の皺等の細かいテクスチャ成分等の本来不要な成分も抽出される。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、抽出すべき必要な成分としての画像データの輪郭成分のみを抽出する高品質な画像処理をする画像処理装置、及び、画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記課題を解決するために、図１に示すように、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置１０において、画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算回路１３と、差分値と閾値メモリ１４が記憶する閾値とを比較する比較回路１５と、注目画素値と近傍画素値とが入力され、比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する選択回路１６と、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリ１７が記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算回路１８と、を有する画像処理装置１０が提供される。
【０００７】
このような画像処理装置１０によると、まず、減算回路１３により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路１３により、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、差分値として出力される。そして、比較回路１５により、差分値と閾値とが比較される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６により、比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。そして、乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数群とが乗算される。そして、乗算加算回路１８により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【０００８】
また、本発明では、上記課題を解決するために、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理方法において、画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算手段と、差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較する比較手段と、注目画素値と近傍画素値とが入力され、比較手段による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する選択手段と、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算手段と、を有する画像処理方法が提供される。
【０００９】
このような画像処理方法によると、まず、減算手段により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算手段により、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、差分値として出力される。そして、比較手段により、差分値と閾値とが比較される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択手段により、比較手段による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択手段により、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。そして、乗算加算手段により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数群とが乗算される。そして、乗算加算手段により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、近傍画素値から注目画素値を減算した差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力するようにした。また、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力するようにした。
【００１１】
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、抽出すべき必要な成分としての画像データの輪郭成分のみを抽出する高品質な画像処理ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明の概念について説明する。図１は、本発明の概念図である。
図に示すように、画像処理装置１０は、端子１１、１２、減算回路１３、閾値メモリ１４、比較回路１５、選択回路１６、係数メモリ１７、乗算加算回路１８、及び、端子１９から構成される。
【００１３】
ここで、画像処理装置１０は、横軸方向、及び、縦軸方向に複数の画素が配列される処理対象となる画像データについて、その画像データ内の１画素を注目画素とし、その近傍に存在する画素を近傍画素とする画像単位データを受け付ける。そして、画像処理装置１０は、注目画素が有する注目画素値、及び、近傍画素が有する近傍画素値を使用して所定の処理を実行する。この所定の処理が実行される画像データ内の画像単位データは、任意に設定されるが、以下、画像データ内の画像単位データを３×３の９画素として説明する。この９画素内の中心の１画素を注目画素とし、９画素内の注目画素以外の８画素を近傍画素とする。また、１画素値は８ビットで表現され、画素値が０に近くなると黒色に近くなり、画素値が２５５に近くなると白色に近くなる。この画像データにおいて、左上の画素から右下の画素へ向かって全ての画素を順番に注目画素とし、注目画素値から輪郭成分が抽出された出力注目画素値を出力する。こうすることで、輪郭成分が抽出され、新しい画像データが出力される。
【００１４】
まず、閾値メモリ１４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。また、係数メモリ１７は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。例えば、ラプラシアンフィルタが係数メモリ１７に記憶された場合、１つの注目画素値に対する係数は−８であり、８つの近傍画素値に対する係数は＋１である。
【００１５】
その後、減算回路１３は、画像データ内の１つの注目画素、及び、８つの近傍画素を含む画像単位データを、端子１１、１２を介して受け付ける。そして、減算回路１３は、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値として出力する。
【００１６】
その後、比較回路１５は、８つの差分値について、差分値と閾値とを比較する。ここで、例えば、差分値が３１以下の場合、その近傍画素は本来不要な成分とすると、差分値が３２以上の場合、その近傍画素は輪郭成分となる。よって、差分値が３２以上の近傍画素を抽出するために、閾値は３２に設定される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路１６は、８つの近傍画素値についての比較回路１５による比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路１６は、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。ここで、ある近傍画素値が注目画素値に置き換えられた場合、その近傍画素値は注目画素値へのフィルタ処理対象とならないので、その近傍画素はフィルタ処理にかからないことになる。
【００１７】
その後、乗算加算回路１８は、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた９つの係数とを乗算する。そして、乗算加算回路１８は、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として端子１９へ出力する。
【００１８】
次に、図１の画像処理装置１０の動作の例について説明する。
まず、閾値メモリ１４は、閾値”３２”を記憶しているとする。また、係数メモリ１７は、ラプラシアンフィルタの場合の係数を記憶しているとする。
【００１９】
その後、減算回路１３により、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路１３により、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、８つの差分値として出力される。
【００２０】
その後、比較回路１５により、８つの差分値について、差分値と閾値”３２”とが比較される。そして、選択回路１６により、８つの近傍画素値についての比較結果に基づき、差分値が閾値”３２”以上の場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路１６により、差分値が閾値”３２”より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。
【００２１】
その後、乗算加算回路１８により、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、ラプラシアンフィルタとが乗算される。そして、乗算加算回路１８により、全ての乗算結果が加算され、出力注目画素値として出力される。
【００２２】
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、画像データの輪郭成分のみを抽出できるようになる。
【００２３】
なお、画像データ内の画像単位データを５×５の２５画素、及び、３×５の１５画素から構成してもよい。この場合、２５画素内の中心の１画素が注目画素となり、２５画素内の注目画素以外の２４画素が近傍画素となる。また、１５画素内の中心の１画素が注目画素となり、１５画素内の注目画素以外の１４画素が近傍画素となる。
【００２４】
また、選択近傍画素値に対して係数を乗じているが、差分値に対して乗じることもできる。
次に、本発明の実施の形態の具体的な内容について説明する。ここで、全体構成を説明し、図３で詳細に説明する。図２は、画像処理装置の全体構成の回路図である。
【００２５】
図に示すように、画像処理装置３０は、端子３１、端子３２−１〜３２−８、演算回路３３−１〜３３−８、乗算回路３６、加算回路３７、オフセット値メモリ３８、演算回路３９、及び、端子４０から構成される。
【００２６】
まず、画像処理装置３０は、画像データ内の画像単位データ内の１つの注目画素値を端子３１を介して受け付け、８つの近傍画素値を端子３２−１〜３２−８を介して受け付ける。そして、乗算回路３６は、１つの注目画素値に対してフィルタ処理等の所定の処理を実行し、加算回路３７に出力する。また、演算回路３３−１〜３３−８は、８つの近傍画素値に対してフィルタ処理等の所定の処理を実行し、加算回路３７に出力する。
【００２７】
その後、加算回路３７は、演算回路３３−１〜３３−８、及び、乗算回路３６による全ての処理結果を加算する。そして、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値メモリ３８が記憶するオフセット値を演算し、出力注目画素値として端子４０へ出力する。
【００２８】
次に、図２の演算回路３３−１〜３３−８を具体的にし、画像処理装置３０について詳細に説明する。図３は、画像処理装置の詳細な回路図である。
図に示すように、画像処理装置３０は、端子３１、３２、減算回路３３ａ、閾値メモリ３４、比較回路３３ｂ、選択回路３３ｃ、係数メモリ３５、乗算回路３３ｄ、３６、加算回路３７、オフセット値メモリ３８、演算回路３９、及び、端子４０から構成される。なお、減算回路３３ａ、比較回路３３ｂ、選択回路３３ｃ、及び、乗算回路３３ｄを１つの演算回路３３としてもよい。
【００２９】
ここで、画像処理装置３０は、横軸方向、及び、縦軸方向に複数の画素が配列される処理対象となる画像データについて、その画像データ内の１画素を注目画素とし、その近傍に存在する画素を近傍画素として受け付ける。そして、画像処理装置３０は、注目画素が有する注目画素値、及び、近傍画素が有する近傍画素値を使用して所定の処理を実行する。この所定の処理が実行される画像データ内の画像単位データは、任意に設定されるが、以下、画像データ内の画像単位データを３×３の９画素として説明する。この９画素内の中心の１画素を注目画素とし、９画素内の注目画素以外の８画素を近傍画素とする。また、１画素値は８ビットで表現され、画素値が０に近くなると黒色に近くなり、画素値が２５５に近くなると白色に近くなる。この画像データにおいて、左上の画素から右下の画素へ向かって全ての画素を順番に注目画素とし、注目画素値から輪郭成分が抽出された出力注目画素値を出力する。こうすることで、輪郭成分が抽出され、新しい画像データが出力される。
【００３０】
まず、閾値メモリ３４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。また、係数メモリ３５は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。例えば、ラプラシアンフィルタが係数メモリ３５に記憶された場合、１つの注目画素値に対する係数は−８であり、８つの近傍画素値に対する係数は＋１である。また、オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果をさらに調整するオフセット値を記憶する。
【００３１】
その後、減算回路３３ａは、画像データ内の１つの注目画素、及び、８つの近傍画素を含む画像単位データを、端子３１、３２を介して受け付ける。そして、減算回路３３ａは、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値として出力する。
【００３２】
その後、比較回路３３ｂは、８つの差分値について、差分値と閾値とを比較する。ここで、例えば、差分値が３１以下の場合、その近傍画素は本来不要な成分とすると、差分値が３２以上の場合、その近傍画素は輪郭成分となる。よって、差分値が３２以上の近傍画素を抽出するために、閾値は３２に設定される。そして、注目画素値と近傍画素値とが入力された選択回路３３ｃは、８つの近傍画素値についての比較回路３３ｂによる比較結果に基づき、差分値が閾値以上である場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路３３ｃは、差分値が閾値より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。ここで、ある近傍画素値が注目画素値に置き換えられた場合、その近傍画素値は注目画素値への乗算対象とならないので、その近傍画素はフィルタ処理にかからないことになる。
【００３３】
その後、乗算回路３３ｄは、選択近傍画素値から構成される画素値群と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた８つの係数とを乗算する。また、乗算回路３６は、注目画素値と、画像単位データ内の各画素の位置に応じた１つの係数とを乗算する。そして、加算回路３７は、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果を加算する。
【００３４】
その後、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値を演算し、出力注目画素値として端子４０へ出力する。例えば、画像データの輪郭成分は、差分値が大きく、画素値が強調して抽出されている。よって、輪郭成分の画素は白色に近くなり、黒色の背景成分に対して白色の輪郭成分となってしまう。この対策として、演算回路３９は、画素について、白色と黒色とを反転させたり、濃度を変更したりする。
【００３５】
次に、図３の画像処理装置３０の動作の例について説明する。
まず、閾値メモリ３４は、閾値”３２”を記憶しているとする。また、係数メモリ３５は、ラプラシアンフィルタの場合の係数を記憶しているとする。オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果としての画素について、白色と黒色とを反転させるオフセット値を記憶しているとする。
【００３６】
その後、減算回路３３ａにより、画像単位データが受け付けられる。そして、減算回路３３ａにより、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値が減算され、減算結果が絶対値にされ、８つの差分値として出力される。
【００３７】
その後、比較回路３３ｂにより、８つの差分値について、差分値と閾値”３２”とが比較される。そして、選択回路３３ｃにより、８つの近傍画素値についての比較結果に基づき、差分値が閾値”３２”以上の場合、近傍画素値が選択近傍画素値として出力される。また、選択回路３３ｃにより、差分値が閾値”３２”より小さい場合、近傍画素値が注目画素値に置き換えられて選択近傍画素値として出力される。
【００３８】
その後、乗算回路３３ｄにより、選択近傍画素値から構成される画素値群とラプラシアンフィルタとが乗算される。また、乗算回路３６により、注目画素値とラプラシアンフィルタとが乗算される。そして、加算回路３７により、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果が加算される。
【００３９】
その後、演算回路３９により、白色と黒色とを反転させるように演算され、出力注目画素値として出力される。
以下、閾値メモリ３４、係数メモリ３５、及び、オフセット値メモリ３８について説明する。
【００４０】
まず、閾値メモリ３４について説明する。
閾値メモリ３４は、近傍画素値と注目画素値との差分値の大小を画する閾値を記憶する。換言すると、ある一定の差分値以上ならば輪郭成分であるとし、その差分値を閾値として記憶する。例えば、閾値メモリ３４は、アニメーション用の画像データに対する閾値、映画用の画像データに対する閾値、及び、写真から生成した画像データに対する閾値等を記憶する。ここで、画像処理される画像データに対し、様々な閾値を設定できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、閾値を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４１】
次に、係数メモリ３５について説明する。図４は、係数メモリの例を示す図である。
係数メモリ３５は、近傍画素値、及び、注目画素値に対してそれぞれ乗ずる係数を記憶する。図に示すように、係数メモリ３５は、フィルタ名、及び、９つの係数から構成される。フィルタ名は、画像処理に使用されるフィルタの名称である。９つの係数は、フィルタ名に関係するフィルタに固有の係数群である。例えば、Ａフィルタは輪郭成分を抽出でき、Ｂフィルタは横軸方向の輪郭成分を抽出でき、Ｃフィルタは縦軸方向の輪郭成分を抽出できる。ここで、画像処理される画像データを想定し、様々なフィルタを用意できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、フィルタの各係数を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４２】
次に、オフセット値メモリ３８について説明する。
オフセット値メモリ３８は、加算回路３７による加算結果をさらに調整するオフセット値を記憶する。ここで、画像処理される画像データを想定し、様々なオフセット値を用意できるので、様々な画像データに対応できる。また、画像処理装置３０を使用するユーザが、オフセット値を変更できるので、経験に基づいて画像処理結果を制御できる。
【００４３】
次に、画像処理装置３０によった画像単位データの流れについて説明する。図５は、画像単位データの流れを示すブロック図である。なお、説明の簡略のため、演算回路３９を省略して説明する。
【００４４】
まず、減算回路３３ａは、画像単位データ５１を受け付ける。そして、減算回路３３ａは、８つの近傍画素値について、近傍画素値から注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、８つの差分値５２として出力する。
【００４５】
その後、比較回路３３ｂは、８つの差分値５２について、差分値と閾値５３とを比較する。そして、選択回路３３ｃは、８つの近傍画素値についての比較回路３３ｂによる比較結果に基づき、差分値が閾値５３以上の場合、近傍画素値を選択近傍画素値として出力する。また、選択回路３３ｃは、差分値が閾値５３より小さい場合、近傍画素値を注目画素値に置き換えて選択近傍画素値として出力する。そして、一時的に、新しい画像単位データ５４が出力される。
【００４６】
その後、乗算回路３３ｄは、選択近傍画素値、及び、注目画素値から構成される画素値群と、画像単位データ５４内の各画素の位置に応じた９つの係数５５とを乗算する。そして、加算回路３７は、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値５６として出力する。
【００４７】
なお、出力注目画素値５６は、例えば、次のような式で定義される。
【００４８】
【数１】
【００４９】
Ｆ（Ｘ）＝０ ：−ε≦Ｘ≦ε ・・・（２）
Ｆ（Ｘ）＝Ｘ ：Ｘ≦−ε Ｘ≧ε ・・・（３）
ここで、式（１）において、p`(0,0)は出力注目画素値であり、p(0,0)は注目画素値であり、p(a,b)は近傍画素値である。また、k(a,b)は、ａ、及び、ｂに対する係数である。このａ、及び、ｂは、注目画素からの近傍画素の位置を示し、整数であって−１、０、＋１の値をとる。なお、式（１）は、１つの注目画素についてのみ説明している。そして、式（２）と式（３）とにおいて、Ｘは差分値であり、εは閾値である。また、Ｆ（Ｘ）は、差分値が閾値以上の場合Ｘとなり、差分値が閾値より小さい場合０となる。
【００５０】
次に、画像処理装置３０において、注目画素値が出力注目画素値へ加工される処理の概念について、図６を参照して説明する。なお、図６のフローチャートは、画像処理装置３０が画像データを受け付けた場合に実行される。図６のフローチャートが実行されると、以下のステップが実行される。図６は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【００５１】
ここで、画像データ内の画像単位データが３×３の９画素の場合、Ｔ＝３となってＳ＝３となる。そして、ａ、及び、ｂは、注目画素からの近傍画素の位置を示し、整数であって−１、０、＋１の値をとる。フローチャートが実行されると、近傍画素(-1,+1)から近傍画素(+1,+1)へ処理が移り、そして、近傍画素(-1,0)から近傍画素(+1,0)へ処理が移り、そして、近傍画素(-1,-1)から近傍画素(+1,-1)へ処理が移る。また、注目画素(0,0)は注目画素値p(0,0)を有し、近傍画素(a,b)は近傍画素値p(a,b)を有する。
【００５２】
［ステップＳ１１］加算回路３７は、出力注目画素値p`(0,0)をリセットして０にする。
［ステップＳ１２］比較回路３３ｂは、ａ＝−１、及び、ｂ＝＋１と初期設定する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)を最も左側で最も上側に設定する。
【００５３】
［ステップＳ１３］比較回路３３ｂは、差分値|p(a,b)-p(0,0)|と閾値εとを比較する。差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値ε以上の場合、処理はステップＳ１４へ進み、小さい場合、処理はステップＳ１５へ進む。
【００５４】
［ステップＳ１４］差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値ε以上の場合、乗算回路３３ｄ、３６は、近傍画素値p(a,b)と、画像単位データ内のその近傍画素(a,b)の位置に応じた係数k(a,b)とを乗算する。
【００５５】
［ステップＳ１５］差分値|p(a,b)-p(0,0)|が閾値εより小さい場合、乗算回路３３ｄ、３６は、近傍画素値p(a,b)に置き換えられた注目画素値p(0,0)と、画像単位データ内のその近傍画素(a,b)の位置に応じた係数k(a,b)とを乗算する。
【００５６】
［ステップＳ１６］加算回路３７は、乗算回路３３ｄ、３６による全ての乗算結果を加算する。
［ステップＳ１７］比較回路３３ｂは、ａが＋１か否かを判断する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)が最も右側か否かを判断する。＋１である場合、処理はステップＳ１９へ進み、＋１でない場合、処理はステップＳ１８へ進む。
【００５７】
［ステップＳ１８］ａが＋１でない場合、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)について、左側から右側へ横軸方向に１つ移動する。
［ステップＳ１９］ａが＋１である場合、比較回路３３ｂは、ａ＝−１と再設定する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)を最も左側に再設定する。
【００５８】
［ステップＳ２０］比較回路３３ｂは、ｂが−１か否かを判断する。換言すると、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)が最も下側か否かを判断する。−１である場合、処理はステップＳ２２へ進み、−１でない場合、処理はステップＳ２１へ進む。
【００５９】
［ステップＳ２１］ｂが−１でない場合、比較回路３３ｂは、近傍画素(a,b)について、上側から下側へ縦軸方向に１つ移動する。
［ステップＳ２２］ｂが−１である場合、演算回路３９は、加算回路３７による加算結果に対してオフセット値を演算する。
【００６０】
なお、図６のフローチャートは、１つの注目画素についてのみ説明している。
このようにすると、差分値が閾値以上の輪郭成分の近傍画素値がフィルタ処理され、差分値が閾値より小さい本来不要な成分の近傍画素値が注目画素値に置き換えられてフィルタ処理されるので、画像データの輪郭成分のみを抽出できるようになる。
【００６１】
なお、画像データ内の画像単位データを５×５の２５画素、及び、３×５の１５画素から構成してもよい。この場合、２５画素内の中心の１画素が注目画素となり、２５画素内の注目画素以外の２４画素が近傍画素となる。また、１５画素内の中心の１画素が注目画素となり、１５画素内の注目画素以外の１４画素が近傍画素となる。
【００６２】
また、選択近傍画素値に対して係数を乗じているが、差分値に対して乗じることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の概念図である。
【図２】画像処理装置の全体構成の回路図である。
【図３】画像処理装置の詳細な回路図である。
【図４】係数メモリの例を示す図である。
【図５】画像単位データの流れを示すブロック図である。
【図６】画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 画像処理装置
１１、１２、１９ 端子
１３ 減算回路
１４ 閾値メモリ
１５ 比較回路
１６ 選択回路
１７ 係数メモリ
１８ 乗算加算回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置において、
前記画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、前記近傍画素値から前記注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算回路と、
前記差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較する比較回路と、
前記注目画素値と前記近傍画素値とが入力され、前記比較回路による比較結果に基づき、前記差分値が前記閾値以上である場合、前記近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、前記差分値が前記閾値より小さい場合、前記近傍画素値を前記注目画素値に置き換えて前記選択近傍画素値として出力する選択回路と、
前記選択近傍画素値、及び、前記注目画素値から構成される画素値群と、前記画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算回路と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像単位データは、横軸方向に３以上の奇数の画素が存在し、縦軸方向に３以上の奇数の画素が存在することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記閾値メモリは、前記画像データに応じて可変である閾値を記憶することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記係数メモリは、複数の輪郭成分が抽出された画像データに対応する係数を記憶することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータにより、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理方法において、
減算手段が、前記画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、前記近傍画素値から前記注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力するステップと、
比較手段が、前記差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較するステップと、
選択手段が、前記注目画素値と前記近傍画素値とが入力され、前記比較手段による比較結果に基づき、前記差分値が前記閾値以上である場合、前記近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、前記差分値が前記閾値より小さい場合、前記近傍画素値を前記注目画素値に置き換えて前記選択近傍画素値として出力するステップと、
乗算加算手段が、前記選択近傍画素値、及び、前記注目画素値から構成される画素値群と、前記画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
画像データの輪郭成分を抽出する画像処理装置において、
前記画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、前記近傍画素値から前記注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力する減算回路と、
前記差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較する比較回路と、
前記注目画素値と前記近傍画素値とが入力され、前記比較回路による比較結果に基づき、前記差分値が前記閾値以上である場合、前記近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、前記差分値が前記閾値より小さい場合、前記近傍画素値を前記注目画素値に置き換えて前記選択近傍画素値として出力する選択回路と、
前記選択近傍画素値、及び、前記注目画素値から構成される画素値群と、前記画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力する乗算加算回路と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像単位データは、横軸方向に３以上の奇数の画素が存在し、縦軸方向に３以上の奇数の画素が存在することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記閾値メモリは、前記画像データに応じて可変である閾値を記憶することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記係数メモリは、複数の輪郭成分が抽出された画像データに対応する係数を記憶することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータにより、画像データの輪郭成分を抽出する画像処理方法において、
減算手段が、前記画像データ内の１つの注目画素値を有する注目画素、及び、複数の近傍画素値を有する近傍画素を含む画像単位データを受け付け、前記近傍画素値から前記注目画素値を減算し、減算結果を絶対値にし、差分値として出力するステップと、
比較手段が、前記差分値と閾値メモリが記憶する閾値とを比較するステップと、
選択手段が、前記注目画素値と前記近傍画素値とが入力され、前記比較手段による比較結果に基づき、前記差分値が前記閾値以上である場合、前記近傍画素値を選択近傍画素値として出力し、前記差分値が前記閾値より小さい場合、前記近傍画素値を前記注目画素値に置き換えて前記選択近傍画素値として出力するステップと、
乗算加算手段が、前記選択近傍画素値、及び、前記注目画素値から構成される画素値群と、前記画像単位データ内の各画素の位置に応じた係数メモリが記憶する係数群とを乗算し、全ての乗算結果を加算し、出力注目画素値として出力するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１８５３７５（Ｐ２００６−１８５３７５Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３８１０６９（Ｐ２００４−３８１０６９）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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