画像処理装置及び画像処理方法
【課題】エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合にもエッジの周りに幅の広い縁取りが付くことを抑制できる技術を提供する。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力された画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する手段と、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する手段と、上記２つの第１画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する手段と、第２差分値に１未満の第１の値を乗算する手段と、第１差分値からその乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力する手段と、輪郭強調信号をエッジ調整係数を乗算して補正する手段と、画像信号に補正された輪郭強調信号を加算する手段と、を有する。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力された画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する手段と、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する手段と、上記２つの第１画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する手段と、第２差分値に１未満の第１の値を乗算する手段と、第１差分値からその乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力する手段と、輪郭強調信号をエッジ調整係数を乗算して補正する手段と、画像信号に補正された輪郭強調信号を加算する手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輪郭強調処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像の高周波成分を増幅し、画像の鮮鋭感を向上させる輪郭強調処理が行われてきた。しかしながら、輪郭強調処理を行うと、エッジの周りに幅の広いシュートが付加され、エッジの周りに幅の広い白や黒の縁取りが付いてしまう場合があった。この問題に対して、輪郭強調信号（２次微分信号）に補正信号を乗算して、該輪郭強調信号をエッジ周辺の狭い範囲のみ有効な信号に補正することにより、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されないようにすることが行われていた（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２２２２６７号公報
【特許文献２】特開平４−２８４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、エッジの立ち上がりや立下りの形状に依らず輪郭強調信号の有効範囲（輪郭強調信号の影響を受ける画像の領域）が決まってしまう。そのため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合に、エッジの周りに幅の広い縁取りが付いてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合にもエッジの周りに幅の広い縁取りが付くことを抑制できる技術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】
本発明の画像処理装置は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置であって、前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出手段と、前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出手段と、前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出手段と、前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算手段と、前記第１差分値から前記乗算手段の乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出手段と、前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正手段と、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像処理方法は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置により実行される画像処理方法であって、前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出ステップと、前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出ステップと、前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出ステップと、前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算ステップと、前
記第１差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合にもエッジの周りに幅の広い縁取りが付くことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】実施例１に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図３】実施例１に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図４】実施例２に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図５】実施例２に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図６】実施例２に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施例１＞
本発明の実施例１に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図１〜図３を用いて説明する。本実施例に係る画像処理装置は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す。図１は本実施例に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図中、ＤＬと書かれたブロック１０１ａ〜１０１ｄは、画像信号を１画素分遅延させる遅延ブロックである。本実施例では、画像処理装置が画像信号ＹＣｂＣｒのうち輝度信号Ｙに対して輪郭強調処理を行うものとする。なお、以下の説明では、エッジにおいて、低階調値（低輝度値）側から高階調値（高輝度値）側へ向かうことを“エッジの立ち上がり”と呼び、高階調値側から低階調値側へ向かうことを“エッジの立下り”と呼ぶ。
【００１１】
まず、画像信号の輝度信号Ｙは、入力端子から入力され、４つの遅延ブロックＤＬ１０１ａ〜１０１ｄによって１画素づつ遅延される。以後、入力された輝度信号ＹをＹｉｎまたはＹｎ＋２と表記し、遅延ブロックＤＬ１０１ａ〜１０１ｄで遅延された輝度信号Ｙを、それぞれ、Ｙｎ＋１，Ｙｎ，Ｙｎ−１，Ｙｎ−２と表記する。本実施例では、輝度信号Ｙｎを後述する注目画素の輝度信号として、輪郭強調処理が行われる。
【００１２】
２次微分部１０２は、画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する（輪郭強調信号算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ，Ｙｎ＋２，Ｙｎ−２から、輪郭強調信号（２次微分信号）ｅｎｈを算出する。算出式は次式のようになる。
ｅｎｈ＝２×Ｙｎ−（Ｙｎ＋２＋Ｙｎ−２）
第１差分値算出部１０３は、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する（第１差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋１と輝度信号Ｙｎ−１の差分の絶対値を第１差分値ｇｒｄ１として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ１＝｜Ｙｎ＋１−Ｙｎ−１｜
第２差分値算出部１０４は、注目画素と同じライン上において、上記２つの第１画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する（第２差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋２と輝度信号Ｙｎ−２の差分の絶対値を第２差分値ｇｒｄ２として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ２＝｜Ｙｎ＋２−Ｙｎ−２｜
【００１３】
エッジ調整係数算出部１０５は、第１差分値ｇｒｄ１と第２差分値ｇｒｄ２から、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出し、出力する。具体的には、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏは以下のように算出される。
まず、エッジ調整係数算出部１０５は、第２差分値ｇｒｄ２を整形して整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを算出する。具体的には、第２差分値ｇｒｄ２に１未満の第１の値ａ１を乗算することにより、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを算出する（乗算手段）。このとき、乗算結果が所定の閾値ｌｍ１よりも大きい場合には、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを閾値ｌｍ１とする。
次に、エッジ調整係数算出部１０５は、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算し、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する（エッジ調整係数算出手段）。このとき、減算結果が０未満の場合には、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを０とする（即ち、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏの下限値を０に制限する）。また、減算結果が所定の閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅよりも大きい場合には、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅとする。
最後に、エッジ調整係数算出部１０５は、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅで除算し、正規化されたエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する。
【００１４】
エッジ調整係数乗算部１０６は、輪郭強調信号ｅｎｈをエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを乗算して補正する（補正手段）。補正された輪郭強調信号は、ｅｄｇｅ＿ｅｎｈと表記する。
加算部１０７は、画像信号（輝度信号Ｙｎ）に補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算し、加算結果（輝度信号Ｙｏｕｔ）を出力端子から出力する（加算手段）。
【００１５】
以上のように、本実施例では、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算して得た補正信号（エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ）を用いることで、輪郭強調信号の有効範囲（輪郭強調信号の影響を受ける画像の領域）を狭くすることができる。また、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓは、第２差分値ｇｒｄ２から生成されるため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていれば広範囲で（０より大きな）値を持ち、エッジの振幅が大きければ大きな値となる特性を持つ。そのため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていて、第１差分値ｇｒｄ１が広範囲で値を持ったとしても、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓも広範囲で値を持つことになる。そのため、エッジの立ち上がりや立下りの鈍り具合に応じて輪郭強調信号の有効範囲を狭めることができる。
【００１６】
本実施例に係る画像処理装置の動作について、図２，３を用いて説明する。図２，３において、横方向は画像内の位置（水平位置）を表し、縦方向は画像信号（輝度信号Ｙ）の大きさを表す。図２は、輝度段差の大きいエッジ部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。図３は、図２の場合よりも立ち上がりや立下りが鈍ったエッジ部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。
【００１７】
まず、図２を用いて、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていない場合の動作を説明する。
図２（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎが入力されると、２次微分部１０２の出力である輪郭強調信号ｅｎｈは図２（Ｂ）のようになる。また、第１差分値算出部１０３の出力である第１差分値ｇｒｄ１は図２（Ｃ）、第２差分値算出部１０４の出力である第２差分値ｇｒｄ２は図２（Ｄ）のようになる。
【００１８】
エッジ調整係数算出部１０５は、この第１差分値ｇｒｄ１と第２差分値ｇｒｄ２からエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する。まず、エッジ調整係数算出部１０５は、上述した方法で第２差分値ｇｒｄ２から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ（図２（Ｅ））を算出
する。なお、図２（Ｅ）は、第１の値ａ１＝０．２５とした場合の例である。そして、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算して、０〜閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅに値（減算結果）を制限し、正規化を行ってエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ（図２（Ｆ））を得る。エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏは閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅで正規化されているため、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏの下限は０、上限は１となる。
【００１９】
エッジ調整係数乗算部１０６は、輪郭強調信号ｅｎｈにエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを乗算し、補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを算出する（図２（Ｇ））。図２（Ｂ）と図２（Ｇ）から、補正後の輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈの有効範囲が補正前の輪郭強調信号ｅｎｈの有効範囲よりも狭くなっていることがわかる。
加算部１０７は、輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算し、輝度信号Ｙｏｕｔ（図２（Ｈ））を出力する。図２（Ｈ）から、補正後の輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを用いることで、幅の広いシュート（縁取り）が抑制できていることがわかる。
【００２０】
次に、図３を用いて、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていた場合の動作を説明する。
図３（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎのエッジは、図２（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎのエッジよりも立ち上がりや立下りが鈍っている。そのため、図３（Ｃ）に示す第１差分値ｇｒｄ１、図３（Ｄ）に示す第２差分値ｇｒｄ２の波形は、それぞれ、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）に示すそれらよりも幅の広い波形になる。
【００２１】
ここで、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓの波形も、第２差分値ｇｒｄ２から算出するため、図３（Ｅ）に示すように幅の広い波形になる。そのため、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算する際に、第１差分値ｇｒｄ１の値（＞０）を有する部分が整形後差分値ｎ＿ｏｆｓで減算されることになる。その結果、図３（Ｆ）に示すように、幅の狭いエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを得ることができる。このｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを図３（Ｂ）に示した輪郭強調信号ｅｎｈに乗算することにより、図３（Ｇ）に示す有効範囲の狭い補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈが得られる。そして、輝度信号Ｙｎに輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算することで、図３（Ｈ）に示す幅の広いシュートが抑制された輝度信号Ｙｏｕｔが得られる。
即ち、本実施例の方法によれば、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、エッジの周りに幅の広いシュートが付かない輪郭強調処理を行うことができる。
【００２２】
＜実施例２＞
本発明の実施例２に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図４〜図６を用いて説明する。本実施例では、実施例１で述べた輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとは別に、エッジに比べ輝度振幅（輝度段差）の小さい“ディテール”のみを強調するディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを算出する。そして、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈ、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈの両方を用いて輪郭強調処理を行うことで、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されることを抑制しつつ、ディテールを強調する。図４に本実施例に係る画像処理装置のブロック図を示す。なお、実施例１と同じ機能については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
本実施例に係る画像処理装置は、遅延ブロック１０１ａの前段、遅延ブロック１０１ｄの後段に、それぞれ、遅延ブロック１０１ｅ，１０１ｆを有する。即ち、本実施例に係る画像処理装置は、合計６つの遅延ブロックを有する。以後、入力された輝度信号ＹをＹｉｎまたはＹｎ＋３と表記し、遅延ブロックＤＬ１０１ｅ，１０１ｆで遅延された輝度信号Ｙを、それぞれ、Ｙｎ＋２，Ｙｎ−３と表記する。
【００２４】
第３差分値算出部１０８は、注目画素と同じライン上において、実施例１で述べた２つの第２画素の注目画素とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第３画素の画素値の差分の絶対値を第３差分値として算出する（第３差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋３と輝度信号Ｙｎ−３の差分の絶対値を第３差分値ｇｒｄ３として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ３＝｜Ｙｎ＋３−Ｙｎ−３｜
【００２５】
ディテール調整係数算出部１０９は、第３差分値ｇｒｄ３から、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、エッジ及びその周囲で０となり、それ以外ではほぼ１になる信号である。
まず、ディテール調整係数算出部１０９は、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから第３差分値ｇｒｄ３を減算し、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する（ディテール調整係数算出手段）。このとき、減算結果が０未満の場合には、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを０とする。
次に、ディテール調整係数算出部１０９は、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄで除算し、正規化されたディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。
【００２６】
ディテール調整係数乗算部１１０は、輪郭強調信号ｅｎｈにディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈとして出力する（ディテール強調信号算出手段）。
加算部１１１は、画像信号（輝度信号Ｙｎ）に、補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算し、加算結果（輝度信号Ｙｏｕｔ）を出力端子から出力する。
【００２７】
以上のように、本実施例では、実施例１の構成に加えて、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを算出し輝度信号Ｙｎに加算することで、エッジだけでなくディテールも強調することができる。また、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値から第３差分値ｇｒｄ３を減算することにより算出されるため、エッジ及びその周囲で小さな値となる（本実施例では０となる）。それにより、ディテール強調信号の加算によってエッジ周りのシュートの幅が広くなってしまうことを抑制することができる。その結果、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されることを抑制しつつ、ディテールを強調することが可能となる。
【００２８】
本実施例に係る画像処理装置の動作について、図５，６を用いて説明する。図５，６において、横方向、縦方向は、それぞれ、図２，３と同様に、画像内の位置、画像信号（輝度信号Ｙ）の大きさを表す。図５は、輝度段差の小さいディテール部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。図６は、輝度段差の大きいエッジ部分の輝度信号Ｙ（図３（Ａ）のＹｉｎ）が入力された場合における、各信号の状態を示す。なお、説明の都合上、図５は図２，３に対して縦方向を２倍に拡大して図示している。
【００２９】
まず、図５を用いて、輝度段差の小さいディテール部分の輝度信号Ｙが入力された場合の動作を説明する。
図５（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎは振幅（図中の最大値と最小値の差）が小さいため、輝度信号Ｙｉｎから算出される輪郭強調信号ｅｎｈ（図５（Ｂ））の振幅も小さくなる。同様に、第１差分値ｇｒｄ１（図５（Ｃ））、第２差分値ｇｒｄ２（図５（Ｄ））、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ（図５（Ｅ））の振幅も小さくなる。そのため、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏの振幅も、図５（Ｆ）に示すように小さくなる。また、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを用いて補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈは図５（Ｇ）に示すようにほぼ０となる（有効範囲の無い輪郭強調信号となる）。
【００３０】
他方、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから振幅値の小さい第３差分値ｇｒｄ３（図５（Ｈ））を減算して得られるため、図５（Ｉ）に示すように、ほぼ１となる。そして、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは、輪郭強調信号ｅｎｈにディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して得られるため、図５（Ｊ）に示すように、輪郭強調信号ｅｎｈとほぼ等しくなる。
【００３１】
出力する輝度信号Ｙｏｕｔは、入力された輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算して得られる。ここで、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈはほぼ０であるが、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈが値を持っているため、図５（Ｋ）に示すように、輝度信号Ｙｏｕｔとして、ディテールが強調された信号を得ることができる。
【００３２】
次に、図６を用いて、図３（Ａ）の輝度信号Ｙｉｎが入力された場合の動作を説明する。なお、輝度信号Ｙｉｎ、輪郭強調信号ｅｎｈ、第１差分値ｇｒｄ１、第２差分値ｇｒｄ２、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈは実施例１で説明した内容（図３）と同様のため、説明は省略する。
【００３３】
図３（Ａ）の例では、エッジの輝度段差が大きいため、第３差分値ｇｒｄ３の振幅は、図６（Ａ）に示すように、エッジを含む所定範囲内で大きくなる。ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから第３差分値ｇｒｄ３（図６（Ａ））を減算して得られるため、図６（Ｃ）に示すように、エッジを含む所定範囲内で０になる。そして、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは、輪郭強調信号ｅｎｈ（図６（Ｂ））にディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して得られるため、図６（Ｄ）に示すように、０となる。
【００３４】
出力する輝度信号Ｙｏｕｔは、入力された輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算して得られる。ここで、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは０であるため、輝度信号Ｙｏｕｔは実施例１の結果（図３（Ｈ））と等しくなる。
即ち、本実施例の方法によれば、実施例１と同様に、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、幅の広いシュートが付かない補正を行うことができる。
【００３５】
なお、本実施例では、第１画素が注目画素に隣接し、第２画素が第１画素に隣接し、第３画素が第２画素に隣接する場合を例に説明した。しかしながら、第１〜３画素の位置はこれに限らない。注目画素から近い順に第１画素、第２画素、第３画素の順で並んでいれば、注目画素からの距離は特に問わない。少なくとも、そのような順番で並んでいれば、上記効果を得ることができる。
【００３６】
なお、２次微分の方法は上記方法に限らない。例えば、本実施例では、２次微分部１０２が１つの画素に対する輪郭強調信号を算出する際に注目画素及び第２画素を参照する構成としたが、それら以外の画素を参照してもよい。具体的には、注目画素から５画素分離れた位置までの画素を参照する構成であってもよい。その場合には、上記２つの第３画素間の間隔は、２次微分部１０２が１つの画素に対する輪郭強調信号ｅｎｈを算出する際に参照する画素の範囲よりも大きければよい。それにより、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを、エッジ及びその周囲で小さな値とすることができる。
【００３７】
なお、本実施例では、画面水平方向に並ぶ複数の画素を１ラインの画素として説明したが、ラインの方向は水平方向に限らない。例えば、画面垂直方向に並ぶ複数の画素を１ラインとしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０２ ２次微分部
１０３ 第１差分値算出部
１０４ 第２差分値算出部
１０５ エッジ調整係数算出部
１０６ エッジ調整係数乗算部
１０７ 加算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は輪郭強調処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像の高周波成分を増幅し、画像の鮮鋭感を向上させる輪郭強調処理が行われてきた。しかしながら、輪郭強調処理を行うと、エッジの周りに幅の広いシュートが付加され、エッジの周りに幅の広い白や黒の縁取りが付いてしまう場合があった。この問題に対して、輪郭強調信号（２次微分信号）に補正信号を乗算して、該輪郭強調信号をエッジ周辺の狭い範囲のみ有効な信号に補正することにより、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されないようにすることが行われていた（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２２２２６７号公報
【特許文献２】特開平４−２８４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、エッジの立ち上がりや立下りの形状に依らず輪郭強調信号の有効範囲（輪郭強調信号の影響を受ける画像の領域）が決まってしまう。そのため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合に、エッジの周りに幅の広い縁取りが付いてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合にもエッジの周りに幅の広い縁取りが付くことを抑制できる技術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】
本発明の画像処理装置は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置であって、前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出手段と、前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出手段と、前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出手段と、前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算手段と、前記第１差分値から前記乗算手段の乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出手段と、前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正手段と、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像処理方法は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置により実行される画像処理方法であって、前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出ステップと、前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出ステップと、前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出ステップと、前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算ステップと、前
記第１差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合にもエッジの周りに幅の広い縁取りが付くことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】実施例１に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図３】実施例１に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図４】実施例２に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図５】実施例２に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【図６】実施例２に係る画像処理装置の動作の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施例１＞
本発明の実施例１に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図１〜図３を用いて説明する。本実施例に係る画像処理装置は、入力された画像信号に輪郭強調処理を施す。図１は本実施例に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図中、ＤＬと書かれたブロック１０１ａ〜１０１ｄは、画像信号を１画素分遅延させる遅延ブロックである。本実施例では、画像処理装置が画像信号ＹＣｂＣｒのうち輝度信号Ｙに対して輪郭強調処理を行うものとする。なお、以下の説明では、エッジにおいて、低階調値（低輝度値）側から高階調値（高輝度値）側へ向かうことを“エッジの立ち上がり”と呼び、高階調値側から低階調値側へ向かうことを“エッジの立下り”と呼ぶ。
【００１１】
まず、画像信号の輝度信号Ｙは、入力端子から入力され、４つの遅延ブロックＤＬ１０１ａ〜１０１ｄによって１画素づつ遅延される。以後、入力された輝度信号ＹをＹｉｎまたはＹｎ＋２と表記し、遅延ブロックＤＬ１０１ａ〜１０１ｄで遅延された輝度信号Ｙを、それぞれ、Ｙｎ＋１，Ｙｎ，Ｙｎ−１，Ｙｎ−２と表記する。本実施例では、輝度信号Ｙｎを後述する注目画素の輝度信号として、輪郭強調処理が行われる。
【００１２】
２次微分部１０２は、画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する（輪郭強調信号算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ，Ｙｎ＋２，Ｙｎ−２から、輪郭強調信号（２次微分信号）ｅｎｈを算出する。算出式は次式のようになる。
ｅｎｈ＝２×Ｙｎ−（Ｙｎ＋２＋Ｙｎ−２）
第１差分値算出部１０３は、画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する（第１差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋１と輝度信号Ｙｎ−１の差分の絶対値を第１差分値ｇｒｄ１として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ１＝｜Ｙｎ＋１−Ｙｎ−１｜
第２差分値算出部１０４は、注目画素と同じライン上において、上記２つの第１画素の注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する（第２差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋２と輝度信号Ｙｎ−２の差分の絶対値を第２差分値ｇｒｄ２として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ２＝｜Ｙｎ＋２−Ｙｎ−２｜
【００１３】
エッジ調整係数算出部１０５は、第１差分値ｇｒｄ１と第２差分値ｇｒｄ２から、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出し、出力する。具体的には、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏは以下のように算出される。
まず、エッジ調整係数算出部１０５は、第２差分値ｇｒｄ２を整形して整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを算出する。具体的には、第２差分値ｇｒｄ２に１未満の第１の値ａ１を乗算することにより、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを算出する（乗算手段）。このとき、乗算結果が所定の閾値ｌｍ１よりも大きい場合には、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを閾値ｌｍ１とする。
次に、エッジ調整係数算出部１０５は、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算し、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する（エッジ調整係数算出手段）。このとき、減算結果が０未満の場合には、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを０とする（即ち、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏの下限値を０に制限する）。また、減算結果が所定の閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅよりも大きい場合には、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅとする。
最後に、エッジ調整係数算出部１０５は、エッジ調整係数ｅ＿ｒａｔｉｏを閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅで除算し、正規化されたエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する。
【００１４】
エッジ調整係数乗算部１０６は、輪郭強調信号ｅｎｈをエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを乗算して補正する（補正手段）。補正された輪郭強調信号は、ｅｄｇｅ＿ｅｎｈと表記する。
加算部１０７は、画像信号（輝度信号Ｙｎ）に補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算し、加算結果（輝度信号Ｙｏｕｔ）を出力端子から出力する（加算手段）。
【００１５】
以上のように、本実施例では、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算して得た補正信号（エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ）を用いることで、輪郭強調信号の有効範囲（輪郭強調信号の影響を受ける画像の領域）を狭くすることができる。また、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓは、第２差分値ｇｒｄ２から生成されるため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていれば広範囲で（０より大きな）値を持ち、エッジの振幅が大きければ大きな値となる特性を持つ。そのため、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていて、第１差分値ｇｒｄ１が広範囲で値を持ったとしても、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓも広範囲で値を持つことになる。そのため、エッジの立ち上がりや立下りの鈍り具合に応じて輪郭強調信号の有効範囲を狭めることができる。
【００１６】
本実施例に係る画像処理装置の動作について、図２，３を用いて説明する。図２，３において、横方向は画像内の位置（水平位置）を表し、縦方向は画像信号（輝度信号Ｙ）の大きさを表す。図２は、輝度段差の大きいエッジ部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。図３は、図２の場合よりも立ち上がりや立下りが鈍ったエッジ部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。
【００１７】
まず、図２を用いて、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていない場合の動作を説明する。
図２（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎが入力されると、２次微分部１０２の出力である輪郭強調信号ｅｎｈは図２（Ｂ）のようになる。また、第１差分値算出部１０３の出力である第１差分値ｇｒｄ１は図２（Ｃ）、第２差分値算出部１０４の出力である第２差分値ｇｒｄ２は図２（Ｄ）のようになる。
【００１８】
エッジ調整係数算出部１０５は、この第１差分値ｇｒｄ１と第２差分値ｇｒｄ２からエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを算出する。まず、エッジ調整係数算出部１０５は、上述した方法で第２差分値ｇｒｄ２から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ（図２（Ｅ））を算出
する。なお、図２（Ｅ）は、第１の値ａ１＝０．２５とした場合の例である。そして、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算して、０〜閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅに値（減算結果）を制限し、正規化を行ってエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ（図２（Ｆ））を得る。エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏは閾値ｌｉｍｉｔ＿ｅで正規化されているため、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏの下限は０、上限は１となる。
【００１９】
エッジ調整係数乗算部１０６は、輪郭強調信号ｅｎｈにエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを乗算し、補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを算出する（図２（Ｇ））。図２（Ｂ）と図２（Ｇ）から、補正後の輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈの有効範囲が補正前の輪郭強調信号ｅｎｈの有効範囲よりも狭くなっていることがわかる。
加算部１０７は、輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算し、輝度信号Ｙｏｕｔ（図２（Ｈ））を出力する。図２（Ｈ）から、補正後の輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを用いることで、幅の広いシュート（縁取り）が抑制できていることがわかる。
【００２０】
次に、図３を用いて、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っていた場合の動作を説明する。
図３（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎのエッジは、図２（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎのエッジよりも立ち上がりや立下りが鈍っている。そのため、図３（Ｃ）に示す第１差分値ｇｒｄ１、図３（Ｄ）に示す第２差分値ｇｒｄ２の波形は、それぞれ、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）に示すそれらよりも幅の広い波形になる。
【００２１】
ここで、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓの波形も、第２差分値ｇｒｄ２から算出するため、図３（Ｅ）に示すように幅の広い波形になる。そのため、第１差分値ｇｒｄ１から整形後差分値ｎ＿ｏｆｓを減算する際に、第１差分値ｇｒｄ１の値（＞０）を有する部分が整形後差分値ｎ＿ｏｆｓで減算されることになる。その結果、図３（Ｆ）に示すように、幅の狭いエッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを得ることができる。このｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを図３（Ｂ）に示した輪郭強調信号ｅｎｈに乗算することにより、図３（Ｇ）に示す有効範囲の狭い補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈが得られる。そして、輝度信号Ｙｎに輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈを加算することで、図３（Ｈ）に示す幅の広いシュートが抑制された輝度信号Ｙｏｕｔが得られる。
即ち、本実施例の方法によれば、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、エッジの周りに幅の広いシュートが付かない輪郭強調処理を行うことができる。
【００２２】
＜実施例２＞
本発明の実施例２に係る画像処理装置及び該画像処理装置により実行される画像処理方法について図４〜図６を用いて説明する。本実施例では、実施例１で述べた輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとは別に、エッジに比べ輝度振幅（輝度段差）の小さい“ディテール”のみを強調するディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを算出する。そして、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈ、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈの両方を用いて輪郭強調処理を行うことで、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されることを抑制しつつ、ディテールを強調する。図４に本実施例に係る画像処理装置のブロック図を示す。なお、実施例１と同じ機能については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
本実施例に係る画像処理装置は、遅延ブロック１０１ａの前段、遅延ブロック１０１ｄの後段に、それぞれ、遅延ブロック１０１ｅ，１０１ｆを有する。即ち、本実施例に係る画像処理装置は、合計６つの遅延ブロックを有する。以後、入力された輝度信号ＹをＹｉｎまたはＹｎ＋３と表記し、遅延ブロックＤＬ１０１ｅ，１０１ｆで遅延された輝度信号Ｙを、それぞれ、Ｙｎ＋２，Ｙｎ−３と表記する。
【００２４】
第３差分値算出部１０８は、注目画素と同じライン上において、実施例１で述べた２つの第２画素の注目画素とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第３画素の画素値の差分の絶対値を第３差分値として算出する（第３差分値算出手段）。具体的には、輝度信号Ｙｎ＋３と輝度信号Ｙｎ−３の差分の絶対値を第３差分値ｇｒｄ３として算出する。算出式は次式のようになる。
ｇｒｄ３＝｜Ｙｎ＋３−Ｙｎ−３｜
【００２５】
ディテール調整係数算出部１０９は、第３差分値ｇｒｄ３から、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、エッジ及びその周囲で０となり、それ以外ではほぼ１になる信号である。
まず、ディテール調整係数算出部１０９は、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから第３差分値ｇｒｄ３を減算し、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する（ディテール調整係数算出手段）。このとき、減算結果が０未満の場合には、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを０とする。
次に、ディテール調整係数算出部１０９は、ディテール調整係数ｄ＿ｒａｔｉｏを第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄで除算し、正規化されたディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを算出する。
【００２６】
ディテール調整係数乗算部１１０は、輪郭強調信号ｅｎｈにディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈとして出力する（ディテール強調信号算出手段）。
加算部１１１は、画像信号（輝度信号Ｙｎ）に、補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算し、加算結果（輝度信号Ｙｏｕｔ）を出力端子から出力する。
【００２７】
以上のように、本実施例では、実施例１の構成に加えて、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを算出し輝度信号Ｙｎに加算することで、エッジだけでなくディテールも強調することができる。また、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値から第３差分値ｇｒｄ３を減算することにより算出されるため、エッジ及びその周囲で小さな値となる（本実施例では０となる）。それにより、ディテール強調信号の加算によってエッジ周りのシュートの幅が広くなってしまうことを抑制することができる。その結果、エッジの周りに幅の広いシュートが付加されることを抑制しつつ、ディテールを強調することが可能となる。
【００２８】
本実施例に係る画像処理装置の動作について、図５，６を用いて説明する。図５，６において、横方向、縦方向は、それぞれ、図２，３と同様に、画像内の位置、画像信号（輝度信号Ｙ）の大きさを表す。図５は、輝度段差の小さいディテール部分の輝度信号Ｙが入力された場合における、各信号の状態を示す。図６は、輝度段差の大きいエッジ部分の輝度信号Ｙ（図３（Ａ）のＹｉｎ）が入力された場合における、各信号の状態を示す。なお、説明の都合上、図５は図２，３に対して縦方向を２倍に拡大して図示している。
【００２９】
まず、図５を用いて、輝度段差の小さいディテール部分の輝度信号Ｙが入力された場合の動作を説明する。
図５（Ａ）に示す輝度信号Ｙｉｎは振幅（図中の最大値と最小値の差）が小さいため、輝度信号Ｙｉｎから算出される輪郭強調信号ｅｎｈ（図５（Ｂ））の振幅も小さくなる。同様に、第１差分値ｇｒｄ１（図５（Ｃ））、第２差分値ｇｒｄ２（図５（Ｄ））、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ（図５（Ｅ））の振幅も小さくなる。そのため、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏの振幅も、図５（Ｆ）に示すように小さくなる。また、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏを用いて補正された輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈは図５（Ｇ）に示すようにほぼ０となる（有効範囲の無い輪郭強調信号となる）。
【００３０】
他方、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから振幅値の小さい第３差分値ｇｒｄ３（図５（Ｈ））を減算して得られるため、図５（Ｉ）に示すように、ほぼ１となる。そして、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは、輪郭強調信号ｅｎｈにディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して得られるため、図５（Ｊ）に示すように、輪郭強調信号ｅｎｈとほぼ等しくなる。
【００３１】
出力する輝度信号Ｙｏｕｔは、入力された輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算して得られる。ここで、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈはほぼ０であるが、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈが値を持っているため、図５（Ｋ）に示すように、輝度信号Ｙｏｕｔとして、ディテールが強調された信号を得ることができる。
【００３２】
次に、図６を用いて、図３（Ａ）の輝度信号Ｙｉｎが入力された場合の動作を説明する。なお、輝度信号Ｙｉｎ、輪郭強調信号ｅｎｈ、第１差分値ｇｒｄ１、第２差分値ｇｒｄ２、整形後差分値ｎ＿ｏｆｓ、エッジ調整係数ｎｏｒ＿ｅ＿ｒａｔｉｏ、輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈは実施例１で説明した内容（図３）と同様のため、説明は省略する。
【００３３】
図３（Ａ）の例では、エッジの輝度段差が大きいため、第３差分値ｇｒｄ３の振幅は、図６（Ａ）に示すように、エッジを含む所定範囲内で大きくなる。ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏは、第２の値ｌｉｍｉｔ＿ｄから第３差分値ｇｒｄ３（図６（Ａ））を減算して得られるため、図６（Ｃ）に示すように、エッジを含む所定範囲内で０になる。そして、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは、輪郭強調信号ｅｎｈ（図６（Ｂ））にディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを乗算して得られるため、図６（Ｄ）に示すように、０となる。
【００３４】
出力する輝度信号Ｙｏｕｔは、入力された輝度信号Ｙｎ（Ｙｉｎ）に輪郭強調信号ｅｄｇｅ＿ｅｎｈとディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈを加算して得られる。ここで、ディテール強調信号ｄｅｔａｉｌ＿ｅｎｈは０であるため、輝度信号Ｙｏｕｔは実施例１の結果（図３（Ｈ））と等しくなる。
即ち、本実施例の方法によれば、実施例１と同様に、エッジの立ち上がりや立下りが鈍っている場合でも、幅の広いシュートが付かない補正を行うことができる。
【００３５】
なお、本実施例では、第１画素が注目画素に隣接し、第２画素が第１画素に隣接し、第３画素が第２画素に隣接する場合を例に説明した。しかしながら、第１〜３画素の位置はこれに限らない。注目画素から近い順に第１画素、第２画素、第３画素の順で並んでいれば、注目画素からの距離は特に問わない。少なくとも、そのような順番で並んでいれば、上記効果を得ることができる。
【００３６】
なお、２次微分の方法は上記方法に限らない。例えば、本実施例では、２次微分部１０２が１つの画素に対する輪郭強調信号を算出する際に注目画素及び第２画素を参照する構成としたが、それら以外の画素を参照してもよい。具体的には、注目画素から５画素分離れた位置までの画素を参照する構成であってもよい。その場合には、上記２つの第３画素間の間隔は、２次微分部１０２が１つの画素に対する輪郭強調信号ｅｎｈを算出する際に参照する画素の範囲よりも大きければよい。それにより、ディテール調整係数ｎｏｒ＿ｄ＿ｒａｔｉｏを、エッジ及びその周囲で小さな値とすることができる。
【００３７】
なお、本実施例では、画面水平方向に並ぶ複数の画素を１ラインの画素として説明したが、ラインの方向は水平方向に限らない。例えば、画面垂直方向に並ぶ複数の画素を１ラインとしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０２ ２次微分部
１０３ 第１差分値算出部
１０４ 第２差分値算出部
１０５ エッジ調整係数算出部
１０６ エッジ調整係数乗算部
１０７ 加算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置であって、
前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出手段と、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出手段と、
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出手段と、
前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算手段と、
前記第１差分値から前記乗算手段の乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正手段と、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第２画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第３画素の画素値の差分の絶対値を第３差分値として算出する第３差分値算出手段と、
第２の値から前記第３差分値を減算し、その下限値を０に制限してディテール調整係数として出力するディテール調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号に前記ディテール調整係数を乗算して、ディテール強調信号として出力するディテール強調信号算出手段と、
を更に有し、
前記加算手段は、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号と前記ディテール強調信号を加算する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記２つの第３画素間の間隔は、前記輪郭強調信号算出手段が１つの画素に対する輪郭強調信号を算出する際に参照する画素の範囲よりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置により実行される画像処理方法であって、
前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出ステップと、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出ステップと、
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出ステップと、
前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算ステップと、
前記第１差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置であって、
前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出手段と、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出手段と、
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出手段と、
前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算手段と、
前記第１差分値から前記乗算手段の乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正手段と、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第２画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第３画素の画素値の差分の絶対値を第３差分値として算出する第３差分値算出手段と、
第２の値から前記第３差分値を減算し、その下限値を０に制限してディテール調整係数として出力するディテール調整係数算出手段と、
前記輪郭強調信号に前記ディテール調整係数を乗算して、ディテール強調信号として出力するディテール強調信号算出手段と、
を更に有し、
前記加算手段は、前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号と前記ディテール強調信号を加算する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記２つの第３画素間の間隔は、前記輪郭強調信号算出手段が１つの画素に対する輪郭強調信号を算出する際に参照する画素の範囲よりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力された画像信号に輪郭強調処理を施す画像処理装置により実行される画像処理方法であって、
前記画像信号をライン毎に２次微分して、輪郭強調信号として出力する輪郭強調信号算出ステップと、
前記画像信号の画素毎に、その画素を注目画素とし、前記注目画素と同じライン上において該注目画素を挟む２つの第１画素の画素値の差分の絶対値を第１差分値として算出する第１差分値算出ステップと、
前記注目画素と同じライン上において、前記２つの第１画素の前記注目画素側とは反対の側にそれぞれ位置する２つの第２画素の画素値の差分の絶対値を第２差分値として算出する第２差分値算出ステップと、
前記第２差分値に１未満の第１の値を乗算する乗算ステップと、
前記第１差分値から前記乗算ステップでの乗算結果を減算し、その下限値を０に制限してエッジ調整係数として出力するエッジ調整係数算出ステップと、
前記輪郭強調信号を前記エッジ調整係数を乗算して補正する補正ステップと、
前記画像信号に前記補正された輪郭強調信号を加算する加算ステップと、
を有する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２０１１−２５０２３８（Ｐ２０１１−２５０２３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２４５１（Ｐ２０１０−１２２４５１）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]