画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法
【課題】画像の輪郭強調処理において、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制しつつエッジ形状の急峻さも得る。
【解決手段】従来、画像の先鋭度を向上させるため、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値から減算する。しかし、同様の処理手順によって算出された画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の画素値画素値から減算する二次微分値は相対的に大きいため、オーバーシュートやアンダーシュートが発生する。しかし、実施例が開示する技術によれば、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値に加算、及び、画素値から減算しても、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の周辺において、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートの発生はなく、鮮鋭な画像を得る。
【解決手段】従来、画像の先鋭度を向上させるため、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値から減算する。しかし、同様の処理手順によって算出された画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の画素値画素値から減算する二次微分値は相対的に大きいため、オーバーシュートやアンダーシュートが発生する。しかし、実施例が開示する技術によれば、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値に加算、及び、画素値から減算しても、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の周辺において、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートの発生はなく、鮮鋭な画像を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭強調装置、輪郭強調方法及びこれらを含む画像出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像処理において、画像の鮮鋭感を高めるため、画像内に配置される画像部分間の境界であるエッジ（画像部分の輪郭）を検出し、エッジ形状（例えば、ステップ状エッジ、凸状エッジ、直線状エッジ等）に応じた輪郭強調処理を行う必要がある。
【０００３】
例えば、従来技術として、輪郭強調処理対象画素の画素値の二次微分値を算出し、輪郭強調処理対象画素の画素値に付加することによって画像の鮮鋭感を向上させることが行われていた。しかし、エッジ部分は画素の輝度が大きく変化する部分である。そのため、エッジは、エッジの中心部分では二次微分値が小さくなる一方で、エッジの端部分（凸状エッジのピーク又はボトムとなる部分）では二次微分値が大きくなる。
【０００４】
また、他の従来技術として、輪郭強調処理対象画素から二画素離れた前後の画素の画素値から二値微分値を算出して原画素の画素値に付加した画素値を求め、輪郭強調処理対象画素の前後の二画素を含めた三画素についてメディアンフィルタ処理を行うことが行われていた。
【０００５】
また、他の従来技術として、エッジの端部分におけるオーバーシュートを抑制するためフィルタタップ数（タップ数とは、フィルタによる処理対象の画素数にフィルタ係数を乗じる乗算器の数をいう）内の画素値の最大値及び最小値を算出し、二次微分値を輪郭強調処理対象画素から減算した後の画素値が前述の最大値及び最小値を超えない様に制御を行っていた。
【０００６】
また、他の従来技術では、輪郭強調処理対象画素の一次微分値をしきい値と比較し、画素値が山状又は谷状に変化する部分を特定し、山頂画素と谷底画素とを検出していた。そして、山頂画素には加算用の補正値を加算し、谷底画素から減算用の補正値を減算してエッジ強調を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９５４９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２８１５号公報
【特許文献３】特開２００８−４７９５０号公報
【特許文献４】特開２００３−３２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来技術では、輪郭強調処理対象画素の画素値に二次微分値を付加する場合、エッジ部分を急峻にして画像の鮮鋭感をより高くしようとして大きな二次微分値をエッジ部分に一律に加算するとエッジの端部分においてオーバーシュート（画素値が過剰となる部分）が発生する。一方、エッジの端部分のオーバーシュートを抑制しようとして小さな二次微分値をエッジ部分に一律に加算すると、エッジの中心部分において画像の鮮鋭感が十分に得られなかった。
【０００９】
また、輪郭強調処理対象画素の前後の二画素を含めた三画素についてメディアンフィルタ処理を行う場合、凸状エッジの頂点部分（すなわち、三画素の中央画素）が前後二画素と同等の画素値となり輪郭強調されず、画像の鮮鋭感を向上させることができなかった。
【００１０】
また、二次微分値を加算後の画素値が前述の最大値及び最小値を超えない様に制御を行う場合、上に凸のエッジ部分や下に凸のエッジ部分にオーバーシュートの抑制を加えるため、却って輪郭強調効果が低下してしまっていた。
【００１１】
また、山頂画素には加算用の補正値を加算し、谷底画素から減算用の補正値を減算してエッジ強調を行う場合、直線状エッジについては考慮していないため、エッジ勾配を急峻化することができず、輪郭強調効果が不十分であった。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、エッジ形状に応じて輪郭強調処理を行うことによって、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制しつつ十分な輪郭強調効果を得ながらエッジ形状の急峻さも得ることができる画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調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】
【００１３】
本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法は、一つの態様において、入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出し、輪郭強調処理対象画素と前記周辺画素とに基づいて、隣接する前記周辺画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す（特定する）指標である線形変化度を算出し、輪郭強調付加量を線形変化度に応じて重み付けし、重み付けされた輪郭強調付加量を輪郭強調処理対象画素に加算して出力することを要件とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法の一つの態様によれば、エッジ勾配の形状に応じて輪郭強調処理を行うことによって、エッジ勾配の急峻さの確保及びオーバーシュートの抑制の両立を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例の概要（従来技術との比較）を示す図である。
【図２】図２は、画素値に応じた二次微分値の状況を示す図である。
【図３】図３は、従来技術の問題点を示す図（その１）である。
【図４】図４は、従来技術の問題点を示す図（その２）である。
【図５】図５は、従来技術の問題点を示す図（その３）である。
【図６】図６は、実施例１に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。
【図７−１】図７−１は、実施例１に係る画像処理で用いる二次微分値算出フィルタ（３タップ）の例を示す図である。
【図７−２】図７−２は、実施例１に係る画像処理で用いる二次微分値算出フィルタ（５タップ）の例を示す図である。
【図８】図８は、線形変化度の算出の概略を示す図である。
【図９】図９は、エッジ形状と、線形変化度と、強調パラメタとの関係の概略を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１に係る画像処理で算出される線形変化度と強調パラメタとの関係の例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１に係る画像処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施例２に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。
【図１３−１】図１３−１は、実施例２に係る画像処理で用いるエッジ強度算出フィルタ（その１）の例を示す図である。
【図１３−２】図１３−２は、実施例２に係る画像処理で用いるエッジ強度算出フィルタ（その２）の例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２に係る画像処理におけるエッジ強度とエッジ強度強調パラメタとの関係の例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係る画像処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、輪郭強調付加量を輪郭強調処理対象画素の二次微分値とした例を示す。しかし、輪郭強調付加量は輪郭強調処理対象画素の二次微分値に限定されるものではない。また、以下の実施例によって本願が開示する技術が限定されるものではない。
【００１７】
本願の実施例が開示する画像出力装置は、画像表示画面を備えるディスプレイ装置やテレビジョン受像装置等の画像表示装置、画像を紙等の画像を印刷可能な媒体に出力して印刷するプリンタ等の画像印刷装置、放送番組の画像をキャプチャする録画装置、被写体を画像としてキャプチャする撮像装置等を含む。
【００１８】
また、本願の実施例が開示する輪郭強調装置は、上記画像出力装置に備えられ、画像出力装置が出力する画像の鮮鋭度を高める画像処理を行う回路装置である。また、本願の実施例が開示する輪郭強調方法は、輪郭強調装置が行う処理である。
【００１９】
なお、画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法が画像に対し画像処理を行う際、画像上に縦横に整列配置される画素に対して横一列の画素群を単位として画像処理を順次行う。横一列の画素群によって形成される画像部分は、一般的に走査線と呼ばれる。すなわち、画像出力装置及び輪郭強調装置における画像の入出力単位が走査線であるため、輪郭強調処理対象画素の周辺画素は、該輪郭強調処理対象画素の同一走査線上の前後の画素を指す。しかし、輪郭強調処理対象画素の周辺画素は、該輪郭強調処理対象画素の同一走査線上の前後の画素に限定されるものではない。
【００２０】
先ず、以下の各実施例の説明に先立ち、本願が開示する実施例の概要を従来技術と比較して説明する。図１は、実施例の概要（従来技術との比較）を示す図である。同図の左側の図に示す様に、従来技術では、画像の先鋭度を向上させるため、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値（輝度値であってもよい、以下同様）に加算、又は、画素値から減算する。しかし、同様の処理手順によって算出された画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の画素値に加算、又は、画素値から減算する二次微分値は相対的に大きいため、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートが発生する。
【００２１】
しかし、実施例が開示する技術によれば、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値から減算しても、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の周辺において、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートの発生はない。
【００２２】
図２は、画素値に応じた二次微分値の状況を示す図である。画像平面の一つの走査線に注目した場合、画素値の変化が図２に示す様になっているとする。この場合、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３においては輪郭強調処理対象画素の画素値の勾配の変化が大きいため、対応する二次微分値の値が相対的に大きい。一方、画像部分Ａ２においては、輪郭強調処理対象画素の画素値の勾配の変化が小さいため、対応する二次微分値が小さい。
【００２３】
図３は、従来技術の問題点を示す図（その１）である。図２に示す様な状況の下で、従来技術によってエッジ勾配の急峻化を主眼に二次微分値を各画素の画素値から減算する。すると、前述の様に、エッジ勾配の急峻化が得られる反面、オーバーシュートやアンダーシュートが発生する。オーバーシュート及びアンダーシュートは、画素値の過剰及び画素値の不足であるため、画像のエッジ勾配によって形成される画像の輪郭が不自然なものになる。従って、エッジ勾配が急峻化されても、十分な輪郭強調効果は得られなかった。
【００２４】
逆に、図２に示す様な状況の下で、従来技術によってオーバーシュート及びアンダーシュートの抑制を主眼に二次微分値を各画素の画素値から減算する。すると、オーバーシュートやアンダーシュートの発生は抑制されるものの、エッジ勾配は十分に急峻化されない。すなわち、従来技術では、エッジ勾配の急峻化と、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生の抑制とはトレードオフの関係にあり、両立し得なかった。
【００２５】
そこで、エッジ勾配の急峻化を目的として画像処理を行った後に、オーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を行うことが考えられた。図４は、従来技術の問題点を示す図（その２）である。図４に示す様に、オーバーシュート（アンダーシュート）のピーク（ボトム）となる画素にメディアンフィルタ処理を行い、加算（減算）されて過剰（不足）状態となった画素値から画素値を減算（加算）する。しかし、この手法によれば、オーバーシュート（アンダーシュート）のピーク（ボトム）となる画素のみが画素値が調整されるため、輪郭強調処理対象画素であるピーク（ボトム）の画素が輪郭強調されず周辺画素と同一の画素値となってしまう。このため、依然として十分な輪郭強調効果は得られず、鮮鋭度を向上させることが出来なかった。
【００２６】
また、次の様にしてオーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を行うことが考えられた。図５は、従来技術の問題点を示す図（その３）である。すなわち、オーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を抑制対象画素群の最大値及び最小値の範囲の二次微分値を輪郭強調処理対象画素に加算、又は、輪郭強調処理対象画素から減算することによって行う。しかし、この手法も上記の手法と同様に、輪郭強調処理対象画素であるピーク（ボトム）の画素が輪郭強調されず、依然として十分な輪郭強調効果は得られず、鮮鋭度を向上させることが出来なかった。
【００２７】
以下に示す実施例での開示の技術は、上記した従来技術の問題、具体的には、エッジ勾配の急峻化と、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生の抑制とのトレードオフの問題を克服し、両者を両立させ、より鮮鋭感のある画像を得るための技術である。
【実施例１】
【００２８】
図６は、実施例１に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。なお、画像処理出力装置は、画像出力装置及び画像処理装置（輪郭強調装置）を総称して指し示す。すなわち、実施例１に係る画像処理出力装置を画像出力装置とした場合、画像出力に関連する構成を省略していることになる（以下、実施例２も同様）。
【００２９】
図６に示す様に、実施例１に係る画像処理出力装置１００ａは、輪郭強調付加量算出部１０１と、線形変化度算出部１０２と、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３と、輪郭強調付加量加算部１０４とを備える。
【００３０】
輪郭強調付加量算出部１０１は、入力画像の輪郭強調処理対象画素と周辺画素との画素値から、図７−１若しくは図７−２に示す二次微分値算出フィルタにより二次微分値の正負を反転した値を算出する。そして、算出した値を輪郭強調付加量として輪郭強調付加量重み付け処理部１０３に出力する。
【００３１】
図７−１に示す二次微分値算出フィルタは、３タップフィルタの例である。３タップフィルタとは、輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ１２（画素値＝ｐ１２）と前後に隣接する画素Ｐ１１（画素値＝ｐ１１）及び画素Ｐ１３（画素値＝ｐ１３）から輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値を算出するためのフィルタである。図７−１に示す二次微分値算出フィルタを用いれば、次式の様に輪郭強調処理対象である画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎが算出される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
すなわち、各画素に対応するタップ係数（図７−１では、それぞれ画素Ｐ１１＝（−１）、画素Ｐ１２＝２、画素Ｐ１３＝（−１））が各画素の画素値ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３にそれぞれ乗じられて画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎが算出される。
【００３４】
また、図７−２に示す二次微分値算出フィルタは、５タップフィルタの例である。５タップフィルタとは、輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ２３（画素値＝ｐ２３）の前後の二つの画素Ｐ２１（画素値＝ｐ２１）及び画素Ｐ２２（画素値＝ｐ２２）、及び、画素Ｐ２４（画素値＝ｐ２４）及び画素Ｐ２５（画素値＝ｐ２５）から輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値を算出するためのフィルタである。
【００３５】
図７−２に示す二次微分値算出フィルタを用いれば、輪郭強調処理対象である画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎ３ｔａｐ及び二次微分値の正負を反転した値Ｅｎ５ｔａｐが算出される。ここでＥｎ３ｔａｐは、５タップフィルタを次式の様に３タップフィルタの様に用いて算出される画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値である。また、Ｅｎ５ｔａｐは、５タップフィルタを次式の様に５タップフィルタとして用いて算出される画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値である。
【００３６】
【数２】
【００３７】
なお、５タップフィルタを用いた場合、最終的な二次微分値の正負を反転した値Ｅｎは、「Ｔｈ」を所定の好適な正数である閾値として、次式の様に算出される。
【００３８】
【数３】
【００３９】
線形変化度算出部１０２は、線形変化度ＬＶを入力画像の輪郭強調処理対象画素と周辺画素の画素値から算出し、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３に出力する。図８の線形変化度の算出の概略を示す図に示す様に、輪郭強調処理対象画素をＰ２（画素値＝ｐ２）、輪郭強調処理対象画素を中心にして相対する２つの周辺画素を画素Ｐ１（画素値＝ｐ１）、画素Ｐ３（画素値＝ｐ３）とすると、線形変化度ＬＶは次式の様に算出される。
【００４０】
【数４】
【００４１】
図９のエッジ形状と、線形変化度と、輪郭強調付加量の重み付け量との関係の概略を示す図によれば、線形変化度は、凸状エッジでは−１に近い値を、ステップ状エッジでは０に近い値を、直線状エッジでは１に近い値を取り、それぞれのエッジ形状も連続的な線形変化度で示すことができる。また、線形変化度を算出する画素は、輪郭強調処理対象画素の前後に隣接する画素を用いてもよいし、輪郭強調処理対象画素の前後に一画素置いて隣接する画素を用いてもよい。
【００４２】
輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、図８において輪郭強調処理対象画素Ｐ２における線形変化度から、輪郭強調処理対象画素に付加する輪郭強調付加量の輪郭強調加算量を算出し、輪郭強調付加量加算部１０４に出力する。
【００４３】
輪郭強調加算量は、後述する様に強調パラメタに比例する。よって、図９に示す様に、線形変化度が０に近いステップ状エッジでは輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的に小さくし、線形変化度が−１に近い凸状エッジでは、ステップ状エッジと比較して輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的大きくし、線形変化度が１に近い直線状エッジでは凸状エッジと比較して輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的に大きくする。
【００４４】
図１０は、実施例１に係る画像処理で算出される線形変化度と強調パラメタとの関係の例を示す図である。強調パラメタは、輪郭強調処理対象画素に付加する輪郭強調付加量に加算する輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する際に用いる重み付け量である。
【００４５】
図１０に示す様に、強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）は、線形変化度ＬＶの関数である。強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）を数式で表わすと、次の（１２）式及び（１３）式の様になる。しかし、図１０に示すエッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、一例を示すに過ぎない。輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）を用いて、次の（１１）式によって輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。
【００４６】
【数５】
【００４７】
輪郭強調付加量加算部１０４は、次の（１４）式によって輪郭強調付加量重み付け部１０３から出力された輪郭強調加算量ＷＥｎを輪郭強調処理対象画素の画素値Ｐｉｎに加算したＰｏｕｔを外部へ出力する。
【００４８】
【数６】
【００４９】
図１１は、実施例１に係る画像処理手順を示すフローチャートである。同図に示す様に、ステップＳ１０１では、輪郭強調付加量算出部１０１は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素から輪郭強調付加量を算出する。具体的には、前述の（１）式、若しくは、（２）〜（７）式を用いて算出する。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０２では、線形変化度算出部１０２は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素から線形変化度を算出する。具体的には、前述の（８）式及び（９）式を用いて算出する。
【００５１】
続いて、ステップＳ１０３では、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、輪郭強調処理対象画素の線形変化度から輪郭強調付加量の強調パラメタ（重み付け量）を算出し、強調パラメタに基づき輪郭強調加算量を算出する。具体的には、前述の（１０）式及び（１１）式を用いて算出する。
【００５２】
続いて、ステップＳ１０４では、輪郭強調付加量加算部１０４は、輪郭強調処理対象画素の画素値Ｐｉｎに輪郭強調加算量ＷＥｎを加算した出力画素値Ｐｏｕｔを算出する。具体的には、前述の（１４）式を用いて算出する。この処理が終了すると、本画像処理は終了する。
【００５３】
上述してきた様に、本実施例１では、上記の様に線形変化度に応じて輪郭強調加算量の重み付け（強調パラメタ）を変えることにより、ステップ状エッジに発生しやすいオーバーシュートによる画質劣化を抑制しつつ、凸状エッジ及び直線状エッジでエッジ勾配を急峻にして画像の鮮鋭度を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５４】
以下に、開示の技術に係る実施例２を説明する。実施例２は、実施例１において輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する際、エッジ強度（エッジ勾配の傾きの絶対値）を考慮する実施例である。実施例２の説明は、実施例１との差異部分のみとし、同一符号及び同一ステップ番号を付与した構成及び処理については説明を省略する。
【００５５】
図１２は、実施例２に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。実施例２に係る画像処理出力装置１００ｂは、実施例１に係る画像処理出力装置１００ａと比較して、エッジ強度算出部１０５が追加されている。
【００５６】
エッジ強度算出部１０５は、入力画像の輪郭強調処理対象画素Ｐ２を中心として隣接する３画素（画素Ｐ１、画素Ｐ２、画素Ｐ３）の画素値に対して、図１３−１及び図１３−２に示すエッジ強度算出フィルタを用い、次式によって算出する。すなわち、図１３−１に示すエッジ強度算出フィルタを用いて算出したエッジ強度ＥＰ１と、図１３−２に示すエッジ強度算出フィルタを用いて算出したエッジ強度ＥＰ２それぞれの絶対値のうち大きい方をエッジ強度ＥＰとする。
【００５７】
【数７】
【００５８】
輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、線形変化度算出部１０２によって算出された線形変化度ＬＶが０以上の場合、次式の（１８）式によって実施例１と同様に輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。線形変化度算出部１０２によって算出された線形変化度ＬＶが０未満の場合、次式の（１９）式によって実施例１と同様の輪郭強調加算量にさらにエッジ強度ＥＰを変数とするエッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）を加味して最終的な輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。
【００５９】
【数８】
【００６０】
但し、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）は、上記（２２）式〜（２５）式に基づいて算出される。そして、エッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、図１４に示す様に、エッジ強度ＥＰ＝２０を中心線として線対象な矩形（台形）である。しかし、図１４に示すエッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、一例を示すに過ぎない。なお、輪郭強調加算量は、上記（１９）式の場合、強調パラメタ及びエッジ強度強調パラメタに比例する。
【００６１】
図１５は、実施例２に係る画像処理手順を示すフローチャートである。同図に示す様に、実施例２に係る画像処理手順は、実施例１に係る画像処理手順と比較して、ステップＳ１０２の次にステップＳ１０２ａ、ステップ１０３ａと続き、ステップＳ１０４へと移る処理となっている。
【００６２】
ステップＳ１０２ａでは、エッジ強度算出部１０５は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素からエッジ強度を算出する。具体的には、前述の（１５）式〜（１７）式を用いて算出する。
【００６３】
ステップＳ１０３ａでは、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、輪郭強調処理対象画素の線形変化度及びエッジ強度から輪郭強調付加量の強調パラメタ（線形変化度に基づいて算出される強度パラメタ、重み付け量）及びエッジ強度強調パラメタ（重み付け量）を算出する。そして、強調パラメタ及びエッジ強度強調パラメタに基づき輪郭強調加算量を算出する。具体的には、前述の（１８）式〜（２５）式を用いて算出する。この処理が終了すると、ステップＳ１０４へ移る。
【００６４】
上述してきたように、本実施例２では、ステップ状エッジにおけるオーバーシュートの発生や振幅の小さな凸状エッジであるノイズの強調を抑制することができ、エッジ強度が相対的に小さい領域（図１４におけるエッジ強度ＥＰ＝８の近傍等）、相対的に大きい領域（図１４におけるエッジ強度ＥＰ＝３２の近傍等）で輪郭強調量を抑制することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、更に種々の異なる実施例で実施されてもよいものである。また、実施例に記載した効果は、これに限定されるものではない。
【００６６】
また、上記実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、或いは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記実施例で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメタを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６７】
また、上記実施例において図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散及び統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散及び／又は統合して構成することができる。
【００６８】
さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）及びＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）にて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されてもよい。
【００６９】
なお、各装置にて行なわれる各処理機能を実現するプログラムは、その実行コードが各種記憶媒体に記録されて配布可能であり、該プログラムの実行コードは、電気通信回線を介しても配布可能であってもよい。
【００７０】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７１】
（付記１）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする画像出力装置。
【００７２】
（付記２）前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする付記１記載の画像出力装置。
【００７３】
（付記３）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記１又は２記載の画像出力装置。
【００７４】
（付記４）前記輪郭強調付加量算出部は、前記輪郭強調処理対象画素の二次微分値の正負を反転した値を算出する
ことを特徴とする付記１、２又は３記載の画像出力装置。
【００７５】
（付記５）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする輪郭強調装置。
【００７６】
（付記６）前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の傾きの大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて重み付けする
ことを特徴とする付記５記載の輪郭強調装置。
【００７７】
（付記７）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記５又は６記載の輪郭強調装置。
【００７８】
（付記８）前記輪郭強調付加量算出部は、前記輪郭強調処理対象画素の二次微分値の正負を反転した値を算出する
ことを特徴とする付記５、６又は７に記載の輪郭強調装置。
【００７９】
（付記９）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出ステップと、
前記輪郭強調付加量算出ステップによって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出ステップによって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理ステップと、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップによって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出ステップと
を画像出力装置又は画像処理装置が実行し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出ステップによって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする輪郭強調方法。
【００８０】
（付記１０）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記９記載の輪郭強調方法。
【００８１】
（付記１１）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出手順と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出手順と、
前記輪郭強調付加量算出手順によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出手順によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理手順と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算手順と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出手順と
をコンピュータに実行させ、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ることを特徴とする輪郭強調プログラム。
【００８２】
（付記１２）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記１１記載の輪郭強調プログラム。
【符号の説明】
【００８３】
１００ａ、１００ｂ 画像処理出力装置
１０１ 輪郭強調付加量算出部
１０２ 線形変化度算出部
１０３ 輪郭強調付加量重み付け処理部
１０４ 輪郭強調付加量加算部
１０５ エッジ強度算出部
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 画像部分
Ｅｎ、Ｅｎ３ｔａｐ、Ｅｎ５ｔａｐ 二次微分値の正負を反転した値
ＥＰ１、ＥＰ２ エッジ強度
ＬＶ 線形変化度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭強調装置、輪郭強調方法及びこれらを含む画像出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像処理において、画像の鮮鋭感を高めるため、画像内に配置される画像部分間の境界であるエッジ（画像部分の輪郭）を検出し、エッジ形状（例えば、ステップ状エッジ、凸状エッジ、直線状エッジ等）に応じた輪郭強調処理を行う必要がある。
【０００３】
例えば、従来技術として、輪郭強調処理対象画素の画素値の二次微分値を算出し、輪郭強調処理対象画素の画素値に付加することによって画像の鮮鋭感を向上させることが行われていた。しかし、エッジ部分は画素の輝度が大きく変化する部分である。そのため、エッジは、エッジの中心部分では二次微分値が小さくなる一方で、エッジの端部分（凸状エッジのピーク又はボトムとなる部分）では二次微分値が大きくなる。
【０００４】
また、他の従来技術として、輪郭強調処理対象画素から二画素離れた前後の画素の画素値から二値微分値を算出して原画素の画素値に付加した画素値を求め、輪郭強調処理対象画素の前後の二画素を含めた三画素についてメディアンフィルタ処理を行うことが行われていた。
【０００５】
また、他の従来技術として、エッジの端部分におけるオーバーシュートを抑制するためフィルタタップ数（タップ数とは、フィルタによる処理対象の画素数にフィルタ係数を乗じる乗算器の数をいう）内の画素値の最大値及び最小値を算出し、二次微分値を輪郭強調処理対象画素から減算した後の画素値が前述の最大値及び最小値を超えない様に制御を行っていた。
【０００６】
また、他の従来技術では、輪郭強調処理対象画素の一次微分値をしきい値と比較し、画素値が山状又は谷状に変化する部分を特定し、山頂画素と谷底画素とを検出していた。そして、山頂画素には加算用の補正値を加算し、谷底画素から減算用の補正値を減算してエッジ強調を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９５４９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２８１５号公報
【特許文献３】特開２００８−４７９５０号公報
【特許文献４】特開２００３−３２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来技術では、輪郭強調処理対象画素の画素値に二次微分値を付加する場合、エッジ部分を急峻にして画像の鮮鋭感をより高くしようとして大きな二次微分値をエッジ部分に一律に加算するとエッジの端部分においてオーバーシュート（画素値が過剰となる部分）が発生する。一方、エッジの端部分のオーバーシュートを抑制しようとして小さな二次微分値をエッジ部分に一律に加算すると、エッジの中心部分において画像の鮮鋭感が十分に得られなかった。
【０００９】
また、輪郭強調処理対象画素の前後の二画素を含めた三画素についてメディアンフィルタ処理を行う場合、凸状エッジの頂点部分（すなわち、三画素の中央画素）が前後二画素と同等の画素値となり輪郭強調されず、画像の鮮鋭感を向上させることができなかった。
【００１０】
また、二次微分値を加算後の画素値が前述の最大値及び最小値を超えない様に制御を行う場合、上に凸のエッジ部分や下に凸のエッジ部分にオーバーシュートの抑制を加えるため、却って輪郭強調効果が低下してしまっていた。
【００１１】
また、山頂画素には加算用の補正値を加算し、谷底画素から減算用の補正値を減算してエッジ強調を行う場合、直線状エッジについては考慮していないため、エッジ勾配を急峻化することができず、輪郭強調効果が不十分であった。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、エッジ形状に応じて輪郭強調処理を行うことによって、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制しつつ十分な輪郭強調効果を得ながらエッジ形状の急峻さも得ることができる画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調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】
【００１３】
本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法は、一つの態様において、入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出し、輪郭強調処理対象画素と前記周辺画素とに基づいて、隣接する前記周辺画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す（特定する）指標である線形変化度を算出し、輪郭強調付加量を線形変化度に応じて重み付けし、重み付けされた輪郭強調付加量を輪郭強調処理対象画素に加算して出力することを要件とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法の一つの態様によれば、エッジ勾配の形状に応じて輪郭強調処理を行うことによって、エッジ勾配の急峻さの確保及びオーバーシュートの抑制の両立を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例の概要（従来技術との比較）を示す図である。
【図２】図２は、画素値に応じた二次微分値の状況を示す図である。
【図３】図３は、従来技術の問題点を示す図（その１）である。
【図４】図４は、従来技術の問題点を示す図（その２）である。
【図５】図５は、従来技術の問題点を示す図（その３）である。
【図６】図６は、実施例１に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。
【図７−１】図７−１は、実施例１に係る画像処理で用いる二次微分値算出フィルタ（３タップ）の例を示す図である。
【図７−２】図７−２は、実施例１に係る画像処理で用いる二次微分値算出フィルタ（５タップ）の例を示す図である。
【図８】図８は、線形変化度の算出の概略を示す図である。
【図９】図９は、エッジ形状と、線形変化度と、強調パラメタとの関係の概略を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１に係る画像処理で算出される線形変化度と強調パラメタとの関係の例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１に係る画像処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施例２に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。
【図１３−１】図１３−１は、実施例２に係る画像処理で用いるエッジ強度算出フィルタ（その１）の例を示す図である。
【図１３−２】図１３−２は、実施例２に係る画像処理で用いるエッジ強度算出フィルタ（その２）の例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２に係る画像処理におけるエッジ強度とエッジ強度強調パラメタとの関係の例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係る画像処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、輪郭強調付加量を輪郭強調処理対象画素の二次微分値とした例を示す。しかし、輪郭強調付加量は輪郭強調処理対象画素の二次微分値に限定されるものではない。また、以下の実施例によって本願が開示する技術が限定されるものではない。
【００１７】
本願の実施例が開示する画像出力装置は、画像表示画面を備えるディスプレイ装置やテレビジョン受像装置等の画像表示装置、画像を紙等の画像を印刷可能な媒体に出力して印刷するプリンタ等の画像印刷装置、放送番組の画像をキャプチャする録画装置、被写体を画像としてキャプチャする撮像装置等を含む。
【００１８】
また、本願の実施例が開示する輪郭強調装置は、上記画像出力装置に備えられ、画像出力装置が出力する画像の鮮鋭度を高める画像処理を行う回路装置である。また、本願の実施例が開示する輪郭強調方法は、輪郭強調装置が行う処理である。
【００１９】
なお、画像出力装置、輪郭強調装置及び輪郭強調方法が画像に対し画像処理を行う際、画像上に縦横に整列配置される画素に対して横一列の画素群を単位として画像処理を順次行う。横一列の画素群によって形成される画像部分は、一般的に走査線と呼ばれる。すなわち、画像出力装置及び輪郭強調装置における画像の入出力単位が走査線であるため、輪郭強調処理対象画素の周辺画素は、該輪郭強調処理対象画素の同一走査線上の前後の画素を指す。しかし、輪郭強調処理対象画素の周辺画素は、該輪郭強調処理対象画素の同一走査線上の前後の画素に限定されるものではない。
【００２０】
先ず、以下の各実施例の説明に先立ち、本願が開示する実施例の概要を従来技術と比較して説明する。図１は、実施例の概要（従来技術との比較）を示す図である。同図の左側の図に示す様に、従来技術では、画像の先鋭度を向上させるため、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値（輝度値であってもよい、以下同様）に加算、又は、画素値から減算する。しかし、同様の処理手順によって算出された画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の画素値に加算、又は、画素値から減算する二次微分値は相対的に大きいため、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートが発生する。
【００２１】
しかし、実施例が開示する技術によれば、画像部分Ａ２のエッジ勾配を急峻化する二次微分値を輪郭強調処理対象画素の画素値から減算しても、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３の輪郭強調処理対象画素の周辺において、図示の様にオーバーシュートやアンダーシュートの発生はない。
【００２２】
図２は、画素値に応じた二次微分値の状況を示す図である。画像平面の一つの走査線に注目した場合、画素値の変化が図２に示す様になっているとする。この場合、画像部分Ａ１及び画像部分Ａ３においては輪郭強調処理対象画素の画素値の勾配の変化が大きいため、対応する二次微分値の値が相対的に大きい。一方、画像部分Ａ２においては、輪郭強調処理対象画素の画素値の勾配の変化が小さいため、対応する二次微分値が小さい。
【００２３】
図３は、従来技術の問題点を示す図（その１）である。図２に示す様な状況の下で、従来技術によってエッジ勾配の急峻化を主眼に二次微分値を各画素の画素値から減算する。すると、前述の様に、エッジ勾配の急峻化が得られる反面、オーバーシュートやアンダーシュートが発生する。オーバーシュート及びアンダーシュートは、画素値の過剰及び画素値の不足であるため、画像のエッジ勾配によって形成される画像の輪郭が不自然なものになる。従って、エッジ勾配が急峻化されても、十分な輪郭強調効果は得られなかった。
【００２４】
逆に、図２に示す様な状況の下で、従来技術によってオーバーシュート及びアンダーシュートの抑制を主眼に二次微分値を各画素の画素値から減算する。すると、オーバーシュートやアンダーシュートの発生は抑制されるものの、エッジ勾配は十分に急峻化されない。すなわち、従来技術では、エッジ勾配の急峻化と、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生の抑制とはトレードオフの関係にあり、両立し得なかった。
【００２５】
そこで、エッジ勾配の急峻化を目的として画像処理を行った後に、オーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を行うことが考えられた。図４は、従来技術の問題点を示す図（その２）である。図４に示す様に、オーバーシュート（アンダーシュート）のピーク（ボトム）となる画素にメディアンフィルタ処理を行い、加算（減算）されて過剰（不足）状態となった画素値から画素値を減算（加算）する。しかし、この手法によれば、オーバーシュート（アンダーシュート）のピーク（ボトム）となる画素のみが画素値が調整されるため、輪郭強調処理対象画素であるピーク（ボトム）の画素が輪郭強調されず周辺画素と同一の画素値となってしまう。このため、依然として十分な輪郭強調効果は得られず、鮮鋭度を向上させることが出来なかった。
【００２６】
また、次の様にしてオーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を行うことが考えられた。図５は、従来技術の問題点を示す図（その３）である。すなわち、オーバーシュート及びアンダーシュートの抑制処理を抑制対象画素群の最大値及び最小値の範囲の二次微分値を輪郭強調処理対象画素に加算、又は、輪郭強調処理対象画素から減算することによって行う。しかし、この手法も上記の手法と同様に、輪郭強調処理対象画素であるピーク（ボトム）の画素が輪郭強調されず、依然として十分な輪郭強調効果は得られず、鮮鋭度を向上させることが出来なかった。
【００２７】
以下に示す実施例での開示の技術は、上記した従来技術の問題、具体的には、エッジ勾配の急峻化と、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生の抑制とのトレードオフの問題を克服し、両者を両立させ、より鮮鋭感のある画像を得るための技術である。
【実施例１】
【００２８】
図６は、実施例１に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。なお、画像処理出力装置は、画像出力装置及び画像処理装置（輪郭強調装置）を総称して指し示す。すなわち、実施例１に係る画像処理出力装置を画像出力装置とした場合、画像出力に関連する構成を省略していることになる（以下、実施例２も同様）。
【００２９】
図６に示す様に、実施例１に係る画像処理出力装置１００ａは、輪郭強調付加量算出部１０１と、線形変化度算出部１０２と、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３と、輪郭強調付加量加算部１０４とを備える。
【００３０】
輪郭強調付加量算出部１０１は、入力画像の輪郭強調処理対象画素と周辺画素との画素値から、図７−１若しくは図７−２に示す二次微分値算出フィルタにより二次微分値の正負を反転した値を算出する。そして、算出した値を輪郭強調付加量として輪郭強調付加量重み付け処理部１０３に出力する。
【００３１】
図７−１に示す二次微分値算出フィルタは、３タップフィルタの例である。３タップフィルタとは、輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ１２（画素値＝ｐ１２）と前後に隣接する画素Ｐ１１（画素値＝ｐ１１）及び画素Ｐ１３（画素値＝ｐ１３）から輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値を算出するためのフィルタである。図７−１に示す二次微分値算出フィルタを用いれば、次式の様に輪郭強調処理対象である画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎが算出される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
すなわち、各画素に対応するタップ係数（図７−１では、それぞれ画素Ｐ１１＝（−１）、画素Ｐ１２＝２、画素Ｐ１３＝（−１））が各画素の画素値ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３にそれぞれ乗じられて画素Ｐ１２の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎが算出される。
【００３４】
また、図７−２に示す二次微分値算出フィルタは、５タップフィルタの例である。５タップフィルタとは、輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ２３（画素値＝ｐ２３）の前後の二つの画素Ｐ２１（画素値＝ｐ２１）及び画素Ｐ２２（画素値＝ｐ２２）、及び、画素Ｐ２４（画素値＝ｐ２４）及び画素Ｐ２５（画素値＝ｐ２５）から輪郭強調処理対象画素である画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値を算出するためのフィルタである。
【００３５】
図７−２に示す二次微分値算出フィルタを用いれば、輪郭強調処理対象である画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値Ｅｎ３ｔａｐ及び二次微分値の正負を反転した値Ｅｎ５ｔａｐが算出される。ここでＥｎ３ｔａｐは、５タップフィルタを次式の様に３タップフィルタの様に用いて算出される画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値である。また、Ｅｎ５ｔａｐは、５タップフィルタを次式の様に５タップフィルタとして用いて算出される画素Ｐ２３の二次微分値の正負を反転した値である。
【００３６】
【数２】
【００３７】
なお、５タップフィルタを用いた場合、最終的な二次微分値の正負を反転した値Ｅｎは、「Ｔｈ」を所定の好適な正数である閾値として、次式の様に算出される。
【００３８】
【数３】
【００３９】
線形変化度算出部１０２は、線形変化度ＬＶを入力画像の輪郭強調処理対象画素と周辺画素の画素値から算出し、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３に出力する。図８の線形変化度の算出の概略を示す図に示す様に、輪郭強調処理対象画素をＰ２（画素値＝ｐ２）、輪郭強調処理対象画素を中心にして相対する２つの周辺画素を画素Ｐ１（画素値＝ｐ１）、画素Ｐ３（画素値＝ｐ３）とすると、線形変化度ＬＶは次式の様に算出される。
【００４０】
【数４】
【００４１】
図９のエッジ形状と、線形変化度と、輪郭強調付加量の重み付け量との関係の概略を示す図によれば、線形変化度は、凸状エッジでは−１に近い値を、ステップ状エッジでは０に近い値を、直線状エッジでは１に近い値を取り、それぞれのエッジ形状も連続的な線形変化度で示すことができる。また、線形変化度を算出する画素は、輪郭強調処理対象画素の前後に隣接する画素を用いてもよいし、輪郭強調処理対象画素の前後に一画素置いて隣接する画素を用いてもよい。
【００４２】
輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、図８において輪郭強調処理対象画素Ｐ２における線形変化度から、輪郭強調処理対象画素に付加する輪郭強調付加量の輪郭強調加算量を算出し、輪郭強調付加量加算部１０４に出力する。
【００４３】
輪郭強調加算量は、後述する様に強調パラメタに比例する。よって、図９に示す様に、線形変化度が０に近いステップ状エッジでは輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的に小さくし、線形変化度が−１に近い凸状エッジでは、ステップ状エッジと比較して輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的大きくし、線形変化度が１に近い直線状エッジでは凸状エッジと比較して輪郭強調付加量の輪郭強調加算量の強調パラメタを相対的に大きくする。
【００４４】
図１０は、実施例１に係る画像処理で算出される線形変化度と強調パラメタとの関係の例を示す図である。強調パラメタは、輪郭強調処理対象画素に付加する輪郭強調付加量に加算する輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する際に用いる重み付け量である。
【００４５】
図１０に示す様に、強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）は、線形変化度ＬＶの関数である。強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）を数式で表わすと、次の（１２）式及び（１３）式の様になる。しかし、図１０に示すエッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、一例を示すに過ぎない。輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、強調パラメタｐａｒａｍＥ（ＬＶ）を用いて、次の（１１）式によって輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。
【００４６】
【数５】
【００４７】
輪郭強調付加量加算部１０４は、次の（１４）式によって輪郭強調付加量重み付け部１０３から出力された輪郭強調加算量ＷＥｎを輪郭強調処理対象画素の画素値Ｐｉｎに加算したＰｏｕｔを外部へ出力する。
【００４８】
【数６】
【００４９】
図１１は、実施例１に係る画像処理手順を示すフローチャートである。同図に示す様に、ステップＳ１０１では、輪郭強調付加量算出部１０１は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素から輪郭強調付加量を算出する。具体的には、前述の（１）式、若しくは、（２）〜（７）式を用いて算出する。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０２では、線形変化度算出部１０２は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素から線形変化度を算出する。具体的には、前述の（８）式及び（９）式を用いて算出する。
【００５１】
続いて、ステップＳ１０３では、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、輪郭強調処理対象画素の線形変化度から輪郭強調付加量の強調パラメタ（重み付け量）を算出し、強調パラメタに基づき輪郭強調加算量を算出する。具体的には、前述の（１０）式及び（１１）式を用いて算出する。
【００５２】
続いて、ステップＳ１０４では、輪郭強調付加量加算部１０４は、輪郭強調処理対象画素の画素値Ｐｉｎに輪郭強調加算量ＷＥｎを加算した出力画素値Ｐｏｕｔを算出する。具体的には、前述の（１４）式を用いて算出する。この処理が終了すると、本画像処理は終了する。
【００５３】
上述してきた様に、本実施例１では、上記の様に線形変化度に応じて輪郭強調加算量の重み付け（強調パラメタ）を変えることにより、ステップ状エッジに発生しやすいオーバーシュートによる画質劣化を抑制しつつ、凸状エッジ及び直線状エッジでエッジ勾配を急峻にして画像の鮮鋭度を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５４】
以下に、開示の技術に係る実施例２を説明する。実施例２は、実施例１において輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する際、エッジ強度（エッジ勾配の傾きの絶対値）を考慮する実施例である。実施例２の説明は、実施例１との差異部分のみとし、同一符号及び同一ステップ番号を付与した構成及び処理については説明を省略する。
【００５５】
図１２は、実施例２に係る画像処理出力装置の構成を示すブロック図である。実施例２に係る画像処理出力装置１００ｂは、実施例１に係る画像処理出力装置１００ａと比較して、エッジ強度算出部１０５が追加されている。
【００５６】
エッジ強度算出部１０５は、入力画像の輪郭強調処理対象画素Ｐ２を中心として隣接する３画素（画素Ｐ１、画素Ｐ２、画素Ｐ３）の画素値に対して、図１３−１及び図１３−２に示すエッジ強度算出フィルタを用い、次式によって算出する。すなわち、図１３−１に示すエッジ強度算出フィルタを用いて算出したエッジ強度ＥＰ１と、図１３−２に示すエッジ強度算出フィルタを用いて算出したエッジ強度ＥＰ２それぞれの絶対値のうち大きい方をエッジ強度ＥＰとする。
【００５７】
【数７】
【００５８】
輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、線形変化度算出部１０２によって算出された線形変化度ＬＶが０以上の場合、次式の（１８）式によって実施例１と同様に輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。線形変化度算出部１０２によって算出された線形変化度ＬＶが０未満の場合、次式の（１９）式によって実施例１と同様の輪郭強調加算量にさらにエッジ強度ＥＰを変数とするエッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）を加味して最終的な輪郭強調加算量ＷＥｎを算出する。
【００５９】
【数８】
【００６０】
但し、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）は、上記（２２）式〜（２５）式に基づいて算出される。そして、エッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、図１４に示す様に、エッジ強度ＥＰ＝２０を中心線として線対象な矩形（台形）である。しかし、図１４に示すエッジ強度ＥＰと、エッジ強度パラメタｐａｒａｍＥＰ（ＥＰ）との関係は、一例を示すに過ぎない。なお、輪郭強調加算量は、上記（１９）式の場合、強調パラメタ及びエッジ強度強調パラメタに比例する。
【００６１】
図１５は、実施例２に係る画像処理手順を示すフローチャートである。同図に示す様に、実施例２に係る画像処理手順は、実施例１に係る画像処理手順と比較して、ステップＳ１０２の次にステップＳ１０２ａ、ステップ１０３ａと続き、ステップＳ１０４へと移る処理となっている。
【００６２】
ステップＳ１０２ａでは、エッジ強度算出部１０５は、輪郭強調処理対象画素とその周辺画素からエッジ強度を算出する。具体的には、前述の（１５）式〜（１７）式を用いて算出する。
【００６３】
ステップＳ１０３ａでは、輪郭強調付加量重み付け処理部１０３は、輪郭強調処理対象画素の線形変化度及びエッジ強度から輪郭強調付加量の強調パラメタ（線形変化度に基づいて算出される強度パラメタ、重み付け量）及びエッジ強度強調パラメタ（重み付け量）を算出する。そして、強調パラメタ及びエッジ強度強調パラメタに基づき輪郭強調加算量を算出する。具体的には、前述の（１８）式〜（２５）式を用いて算出する。この処理が終了すると、ステップＳ１０４へ移る。
【００６４】
上述してきたように、本実施例２では、ステップ状エッジにおけるオーバーシュートの発生や振幅の小さな凸状エッジであるノイズの強調を抑制することができ、エッジ強度が相対的に小さい領域（図１４におけるエッジ強度ＥＰ＝８の近傍等）、相対的に大きい領域（図１４におけるエッジ強度ＥＰ＝３２の近傍等）で輪郭強調量を抑制することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、更に種々の異なる実施例で実施されてもよいものである。また、実施例に記載した効果は、これに限定されるものではない。
【００６６】
また、上記実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、或いは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記実施例で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメタを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６７】
また、上記実施例において図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散及び統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散及び／又は統合して構成することができる。
【００６８】
さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）及びＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）にて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されてもよい。
【００６９】
なお、各装置にて行なわれる各処理機能を実現するプログラムは、その実行コードが各種記憶媒体に記録されて配布可能であり、該プログラムの実行コードは、電気通信回線を介しても配布可能であってもよい。
【００７０】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７１】
（付記１）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする画像出力装置。
【００７２】
（付記２）前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする付記１記載の画像出力装置。
【００７３】
（付記３）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記１又は２記載の画像出力装置。
【００７４】
（付記４）前記輪郭強調付加量算出部は、前記輪郭強調処理対象画素の二次微分値の正負を反転した値を算出する
ことを特徴とする付記１、２又は３記載の画像出力装置。
【００７５】
（付記５）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする輪郭強調装置。
【００７６】
（付記６）前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の傾きの大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて重み付けする
ことを特徴とする付記５記載の輪郭強調装置。
【００７７】
（付記７）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記５又は６記載の輪郭強調装置。
【００７８】
（付記８）前記輪郭強調付加量算出部は、前記輪郭強調処理対象画素の二次微分値の正負を反転した値を算出する
ことを特徴とする付記５、６又は７に記載の輪郭強調装置。
【００７９】
（付記９）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出ステップと、
前記輪郭強調付加量算出ステップによって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出ステップによって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理ステップと、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップによって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出ステップと
を画像出力装置又は画像処理装置が実行し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出ステップによって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする輪郭強調方法。
【００８０】
（付記１０）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記９記載の輪郭強調方法。
【００８１】
（付記１１）入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出手順と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出手順と、
前記輪郭強調付加量算出手順によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出手順によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理手順と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算手順と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出手順と
をコンピュータに実行させ、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ることを特徴とする輪郭強調プログラム。
【００８２】
（付記１２）少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記輪郭強調付加量重み付け処理手順は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする付記１１記載の輪郭強調プログラム。
【符号の説明】
【００８３】
１００ａ、１００ｂ 画像処理出力装置
１０１ 輪郭強調付加量算出部
１０２ 線形変化度算出部
１０３ 輪郭強調付加量重み付け処理部
１０４ 輪郭強調付加量加算部
１０５ エッジ強度算出部
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 画像部分
Ｅｎ、Ｅｎ３ｔａｐ、Ｅｎ５ｔａｐ 二次微分値の正負を反転した値
ＥＰ１、ＥＰ２ エッジ強度
ＬＶ 線形変化度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする画像出力装置。
【請求項２】
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。
【請求項３】
少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像出力装置。
【請求項４】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする輪郭強調装置。
【請求項５】
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の傾きの大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて重み付けする
ことを特徴とする請求項４記載の輪郭強調装置。
【請求項６】
少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする請求項４又は５記載の輪郭強調装置。
【請求項７】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出ステップと、
前記輪郭強調付加量算出ステップによって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出ステップによって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理ステップと、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップによって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出ステップと
を画像出力装置又は画像処理装置が実行し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出ステップによって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする輪郭強調方法。
【請求項１】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする画像出力装置。
【請求項２】
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。
【請求項３】
少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像出力装置。
【請求項４】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出部と、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出部と、
前記輪郭強調付加量算出部によって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出部によって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理部と、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部によって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算部と
を備えたことを特徴とする輪郭強調装置。
【請求項５】
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の傾きの大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出部
を備え、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び、前記エッジ強度算出部によって算出された前記エッジ強度に応じて重み付けする
ことを特徴とする請求項４記載の輪郭強調装置。
【請求項６】
少なくとも二つの前記直線を結んで形成される前記エッジ勾配の形状は、
少なくとも一つの前記エッジ勾配が任意の正数より小さい場合、ステップ状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が異なり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、凸状エッジであり、
前記エッジ勾配の間で正負の符号が同一であり、かつ、該エッジ勾配の大きさを示す絶対値の差が任意の正数より小さい場合、直線状エッジであり、
前記線形変化度は、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間を少なくとも前記二つのエッジ勾配の絶対値の大小関係に応じて連続的に変化し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理部は、前記ステップ状エッジ、前記凸状エッジ、前記直線状エッジの順序でより重み付けを行い、
前記輪郭強調付加量は、前記重み付けによって、前記凸状エッジ及び前記ステップ状エッジの間、及び、前記ステップ状エッジ及び前記直線状エッジの間で連続的に変化する
ことを特徴とする請求項４又は５記載の輪郭強調装置。
【請求項７】
入力画像の輪郭強調処理対象画素と該輪郭強調処理対象画素と前後する周辺画素とに基づいて前記輪郭強調処理対象画素の画素値に付加する輪郭強調付加量を算出する輪郭強調付加量算出ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素のうち隣接する画素間を直線で結んで形成されるエッジ勾配の形状を示す指標である線形変化度を算出する線形変化度算出ステップと、
前記輪郭強調付加量算出ステップによって算出された前記輪郭強調付加量を前記線形変化度算出ステップによって算出された前記線形変化度に応じて重み付けする輪郭強調付加量重み付け処理ステップと、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップによって重み付けされた輪郭強調付加量を前記輪郭強調処理対象画素に加算して出力する輪郭強調付加量加算ステップと、
前記輪郭強調処理対象画素及び前記周辺画素に基づいて前記エッジ勾配の大きさを示すエッジ強度を算出するエッジ強度算出ステップと
を画像出力装置又は画像処理装置が実行し、
前記輪郭強調付加量重み付け処理ステップは、前記輪郭強調付加量を前記線形変化度、及び／又は、前記エッジ強度算出ステップによって算出された前記エッジ強度に応じて前記輪郭強調付加量を重み付けする
ことを特徴とする輪郭強調方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２２６２６０（Ｐ２０１０−２２６２６０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９１４５（Ｐ２００９−６９１４５）
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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