JPH0991419A

JPH0991419A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0991419A
Application number: JP7245928A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Fukuda; 和哉福田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】異なった量の“ぼけ”およびノイズ等による
エッジ孤立点を持つ画像においても最適な補正を行うこ
とができる画像処理装置を得る。【解決手段】入力画像Ｆの画像データの複数の画素か
らなる画素マトリクス１にラプラシアンを適用し、入力
画像Ｆの濃度領域の輪郭部の強さを示すエッジデータを
エッジデータ出力部２が出力する。このエッジデータに
基づき出現頻度計数部３が、エッジデータの出現頻度を
示す出現頻度値を計数する。出現頻度値の分布からラプ
ラシアンによる輪郭強調の強調度を強調度選択部４が選
択し、選択された強調度に基づいてラプラシアン処理部
５が輪郭強調処理を行う。画素マトリクス１の構成範囲
を変化させることにより、輪郭強調処理の適用形態を変
化させ、入力画像Ｆのエッジ孤立点の発生形態に応じた
輪郭強調処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置に関
し、特に、画像の“ぼけ”を修正して鮮鋭化する画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像処理装置として一般に、画質
低下の一要因である“ぼけ”を除去するために画像の輪
郭を強調する鮮鋭化手法がある。この鮮鋭化装置とし
て、ラプラシアンが最も広く用いられている。ラプラシ
アンは、“ぼけ”た輪郭を強調するために高い空間周波
数成分を強調する必要から、２次の空間微分を行うもの
である。一般に、画像の“ぼけ”は、低い空間周波数成
分に比べて高い周波数成分が弱められることにより生じ
ることが判明している。高い空間周波数成分の弱まり
は、一定濃度領域の境界（エッジ）に現れ“ぼけ”を生
じさせる。従って、“ぼけ”を除去するためには、高い
周波数の成分を強調すればよく、そのために高域強調フ
ィルタを利用する。

【０００３】一般に、画像処理装置の中で、特にラプラ
シアンを使い画像の鮮鋭化処理を行う従来例として、特
願平１−１６２９９１号に示すようなものがある。この
従来例では、図４に示す［ａ01、ａ10、ａ11、ａ12、ａ
21］のような画素値、つまり画素濃度を持つ各画素に対
して、画素値ａ01〜ａ21がすべて等しければ一様な濃度
を示し、異なれば濃淡を示していると言える。輪郭のエ
ッジにおいて、中央の画素の画素値と周辺の画素の画素
値との間で差が少なければ、“ぼけ”を生じていること
になる。このような場合、中央の画素値を周辺の４画素
の画素値を使用して強調することが行われる。すなわ
ち、中央の画素値と周辺の画素値の和との差分を、中央
の画素に加算することが行われる。これを式で表すと次
のようになる。尚、下記の式（１）における記号ｐは、
画像の輪郭の強さを示している。

【０００４】ｐ＝４×ａ11−（ａ01＋ａ10＋ａ12＋ａ21） …（１）

【０００５】ラプラシアンを用いた輪郭強調は、式
（１）を用いた式（２）により行うことができる。ここ
で、記号ｙは補正前の画素ａ11を強調処理後の画素値で
ある。また記号ｋは、輪郭強調の強調度を示す強調係数
である。

【０００６】ｙ＝ａ11＋ｋ×ｐ＝ａ11＋ｋ×｛４×ａ11−（ａ01＋ａ10＋ａ12＋ａ21）｝ …（２）

【０００７】このように画像の画素マトリクスごとに、
ラプラシアンを用いてエッジ方向の検出およびエッジ孤
立点の検出を行う。エッジ孤立点を検出した場合には、
ラプラシアンによる輪郭強調処理を行わないで、画像の
変換を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例のようにラプラシアンを用いた輪郭強調処理を行
う場合には、下記の問題を伴う。先ず第１に、画素マト
リクスごとに輪郭強調を行う／行わないの判別を行って
いるため、画像全体が持つ“ぼけ”を考慮することが出
来ない。また反面、ノイズ等によるエッジ孤立点がある
場合には、粒状性を悪化させる可能性が高い。

【０００９】本発明は、異なった量の“ぼけ”およびノ
イズ等によるエッジ孤立点を持つ画像においても最適な
補正を行うことができる画像処理装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の画像処理装置は、入力画像の不鮮明な部分
を検出し、この検出した部分の画像データを鮮鋭化処理
により修正し、修正後の画像データを出力する画像処理
装置であり、入力画像の画像データの複数の画素からな
る画素マトリクスにラプラシアンを適用し、入力画像の
濃度領域の輪郭部の強さを示すエッジデータを出力する
エッジデータ出力手段と、エッジデータの出現頻度を示
す出現頻度値を計数する出現頻度計数手段と、出現頻度
値の分布からラプラシアンによる輪郭強調の強調度を選
択する強調度選択手段とを備え、強調度に基づいてラプ
ラシアンによる輪郭強調処理を行うことを特徴としてい
る。

【００１１】また、上記の強調度の選択は、出現頻度値
に対する強調係数の分布を基に行われ、エッジデータの
計数値が小さい場合には強調係数を大きく、且つエッジ
データの計数値が大きい場合には強調係数を小さくし、
最大値を１、最小値を０とするとよい。

【００１２】

【作用】したがって、本発明の画像処理装置によれば、
入力画像の不鮮明な部分を検出し、この検出した部分の
画像データを鮮鋭化処理により修正し、修正後の画像デ
ータを出力する画像処理において、入力画像の画像デー
タの複数の画素からなる画素マトリクスにラプラシアン
を適用する。この適用において、入力画像の濃度領域の
輪郭部の強さを示すエッジデータを出力し、エッジデー
タの出現頻度を示す出現頻度値を計数する。出現頻度値
の分布からラプラシアンによる輪郭強調の強調度を選択
し、選択した強調度に基づいてラプラシアンによる輪郭
強調処理を行う。よって、画素マトリクスの構成範囲を
変化させることにより、輪郭強調処理の適用形態を変化
させることができる。

【００１３】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明による画像処
理装置の実施例を詳細に説明する。図１〜図４を参照す
ると本発明の画像処理装置の実施例が示されている。図
１は、本発明の画像処理装置の一実施例のブロック図を
示している。図２は、入力画像Ｆの各画素マトリクスに
対してラプラシアンを適用し、エッジデータｐの出現頻
度例を示す図である。図３はエッジデータｐと強調係数
ｋの設定例を示す図である。また図４は画素値の分布形
態例を表した図である。

【００１４】図１において、本実施例が適用される画像
処理装置は、画素マトリックス１、エッジデータ出力部
２、出力頻度計数部３、強調度選択部４、ラプラシアン
処理部５により構成される。ここでは、画素を８ビット
構成とする。よってデシマル数値で表した画素の最小値
は０、最大値は２５５となる。また、入力画像Ｆの画素
数を１０，０００ピクセルとする。

【００１５】画素マトリックス１は、入力画像Ｆを、３
×３マトリックスの画素単位に分布させて記憶する。こ
の画素マトリックス１は、７２（７２＝８×９）ビット
以上の容量で構成される一時記憶部である。ここで記憶
された画素マトリクス１は、エッジデータ出力部２に与
えられる。

【００１６】エッジデータ出力部２は、入力される画素
マトリクス１に対して、式（１）の演算が行われ、画像
の輪郭の強さを示すエッジデータｐが出力され、順次、
出現頻度計数部３へ与えられる。ただし、このエッジデ
ータｐは、輪郭の強さを示すため絶対値をとる。さら
に、エッジデータｐが画素の最大値２５５より大きい場
合にはエッジデータｐを画素の最大値とする。

【００１７】出力頻度計数部３は、エッジデータｐの出
現頻度の計数を行う演算部である。今、エッジデータｐ
の出現頻度値をＨ（ｐ）、エッジデータｐ＝２１３であ
るとき、出現頻度計数部３において出現頻度値Ｈ（２１
３）の値が一つ加算される。

【００１８】強調度選択部４は、入力された出現頻度値
Ｈ（ｐ）に基づき、強調係数ｋを選択して出力する選択
部である。

【００１９】ラプラシアン処理部５は、予め実験により
求めておいた割合でエッジデータｐxを求め、求めたエ
ッジデータｐxの値に基づき強調係数ｋの値を決める処
理部である。例えば、図２において、予め実験により求
めておいた割合ｘ＝８０％とし、上述のようにしてｐx
を求めてエッジデータｐx＝２０であったとすると、図
３より強調係数ｋ＝１／２が選択される。このようにし
て選択された強調係数ｋがラプラシアン処理部５に与え
られる。つぎにラプラシアン処理部５では、式（２）に
よる演算が行われ、係数ｋ＝１／２を式（２）に代入し
て式（３）が得られる。

【００２０】ｙ＝ａ11＋（１／２）×｛４×ａ11−（ａ01＋ａ10＋ａ12＋ａ21）｝ …（３）

【００２１】図１において、入力画像Ｆを構成する画素
マトリクス１はエッジデータ出力部２に与えられる。

【００２２】エッジデータ出力部２では画素マトリクス
１に対して、式（１）の演算が行われ、画像の輪郭の強
さを示すエッジデータｐが出力され、順次、出現頻度計
数部３に与えられる。ただし、このエッジデータｐは輪
郭の強さを示すため絶対値をとる。さらに、エッジデー
タｐが画素の最大値２５５より大きい場合にはエッジデ
ータｐを画素の最大値とする。

【００２３】次に出現頻度計数部３では、エッジデータ
ｐの出現頻度の計数が行われ、ここでエッジデータｐの
出現頻度値をＨ（ｐ）とすると、いまエッジデータｐ＝
２１３であるとき、出現頻度計数部３において出現頻度
値Ｈ（２１３）の値が一つ加算される。このような処理
が、順次入力される入力画像Ｆに対して行われ、出現頻
度の計数が行われる。これを図示したのが図３である。
図３は、エッジデータｐの値が小さいほど画像のもって
いる“ぼけ”が大きいことを表す。

【００２４】また、大きいエッジデータｐの値が大きい
ほど画像のもっている“ぼけ”が小さいことを示す。ま
た、ノイズ等によるエッジ孤立点に対してもエッジデー
タｐの値が大きくなる。すなわちエッジデータｐ＝０付
近の出現頻度が多い画像は“ぼけ”量が大きいことを表
す。エッジデータｐ＝２５５付近の出現頻度が多い画像
は“ぼけ”量が小さく、同時に、ノイズ等によるエッジ
孤立点が多いことをも表す。

【００２５】次に出現頻度値Ｈ（ｐ）は、強調度選択部
４に与えられる。ここでは、エッジデータｐの出現頻度
がどのような分布となっているかの判別を行い、画像の
輪郭強調の強調度を示す強調係数ｋを求める。

【００２６】図２において、エッジデータｐ＝０から順
次エッジデータｐが大きくなる方向に各出現頻度値Ｈ
（ｐ）を足していき、その結果が全画素数のある割合ｘ
を越えたときのエッジデータをｐxとする。ここで割合
ｘは、画像中に“ぼけ”を生じている画素マトリクスを
どのような割合で含んでいるかを表す。

【００２７】つぎに、強調係数ｋを求めるのは、例え
ば、予め実験により求めたエッジデータｐxに対する強
調係数ｋの分布表である、図３に示した表等を用いれば
よい。この表によれば、エッジデータｐxが０〜１５の
範囲にある場合は、強調係数ｋ＝１とする。このとき、
画像の持つ“ぼけ”量が大きいことを表す。

【００２８】また、エッジデータｐxが４８以上の場合
には、強調係数ｋ＝０とする。このとき、画像の持つ
“ぼけ”量が少なく、もしくはノイズ等によるエッジ孤
立点が多数含まれていることを示し、輪郭強調が行われ
ない。

【００２９】例えば図２において、予め実験により求め
ておいた割合ｘ＝８０％として上述のようにしてｐxを
求め、エッジデータｐx＝２０であったとすると、図３
より強調係数ｋ＝１／２が選択される。このようにして
選択された強調係数ｋがラプラシアン処理部５に与えら
れる。つぎにラプラシアン処理部５では、式（２）によ
る演算が行われ、係数ｋ＝１／２を式（２）に代入して
前記の式（３）が得られる。

【００３０】このようにして得られた式（３）に従っ
て、入力画像Ｆを変換することで鮮明な出力画像Ｇを得
ることができる。

【００３１】上記の実施例によれば、入力画像の持つ
“ぼけ”量に従って輪郭強調の強調度を選択することが
可能であるため、多種多様な“ぼけ”量を持つ画像にお
いても鮮鋭度を向上させた画像に変換することが可能と
なる。また、ノイズ等によるエッジ孤立点が多い画像に
対しては、強調度が少なくなることによる粒状性の悪化
を防止することができる。

【００３２】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実
施可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
画像処理装置は、入力画像の画像データの複数の画素か
らなる画素マトリクスへのラプラシアンの適用におい
て、入力画像の濃度領域の輪郭部の強さを示すエッジデ
ータを出力し、エッジデータの出現頻度を示す出現頻度
値を計数する。出現頻度値の分布からラプラシアンによ
る輪郭強調の強調度を選択し、選択した強調度に基づい
てラプラシアンによる輪郭強調処理を行う。よって、画
素マトリクスの構成範囲を変化させることにより、輪郭
強調処理の適用形態を変化させ、入力画像の持つ“ぼ
け”およびノイズ等によるエッジ孤立点の発生形態に応
じた輪郭強調処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の実施例を示すブロック
構成図である。

【図２】入力画像Ｆのエッジデータの出現頻度を表した
図である。

【図３】強調係数を選択するための手順を説明するため
の図である。

【図４】ラプラシアンを説明するための図である。

【符号の説明】

１画素マトリクス２エッジデータ出力部３出力頻度計数部４強調度選択部５ラプラシアン処理部ｐエッジデータＨ（ｐ）エッジデータｐの出現頻度値ｋ強調係数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の不鮮明な部分を検出し、該検
出した部分の画像データを鮮鋭化処理により修正し、該
修正後の画像データを出力する画像処理装置において、前記入力画像の画像データの複数の画素からなる画素マ
トリクスにラプラシアンを適用し、該入力画像の濃度領
域の輪郭部の強さを示すエッジデータを出力するエッジ
データ出力手段と、前記エッジデータの出現頻度を示す出現頻度値を計数す
る出現頻度計数手段と、前記出現頻度値の分布からラプラシアンによる輪郭強調
の強調度を選択する強調度選択手段とを備え、前記強調度に基づいてラプラシアンによる輪郭強調処理
を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記強調度の選択は、前記出現頻度値に
対する強調係数の分布を基に行われ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】前記エッジデータの計数値が小さい場合
には前記強調係数を大きく、且つ前記エッジデータの計
数値が大きい場合には前記強調係数を小さくすることを
特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記強調係数の最大値を１、最小値を０
とすることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。