JPH10200756A - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを記録した媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業者の目視による確認が必要であるため、
自動的に適当な強調具合を設定することができなかっ
た。 【解決手段】 画像処理の中枢をなすコンピュータ本体
２１はステップＳ１０２にて入力画像データの画素数を
検知し、この検知された画素数に基づいてステップＳ１
０４にてエッジ強調係数Ｃとエッジ強調処理に利用する
アンシャープマスク４０の大きさを自動的に決定し、ス
テップＳ１０８ではこれらを利用して最適なエッジ強調
処理を実行する。また、エッジ強調処理をするにあたっ
てはその演算量を減らすため、ステップＳ１０６にて隣
接する画素間で画像データの差が大きいものだけに限定
するし、実際の演算においてもＲＧＢの成分値で個別に
演算するのではなく、輝度値からＲＧＢの成分値に対す
る増減値を求めて演算し、全体の演算処理量を極めて低
減させることもできる。

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、画
像処理方法および画像処理プログラムを記録した媒体に
関し、特に、画像データのエッジ強調処理を行なう画像
処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを記
録した媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、写真などの画像データに対し
てエッジ部分を強調する画像処理ソフトウェアが知られ
ている。これらにおいてはコンピュータに画像データを
読み込み、試行錯誤でエッジの強調度を変えて変換し、
変換結果を作業者が画面上で目視して確認し、適当な強
調具合となるように調整している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像処
理装置においては、作業者の目視による確認が必要であ
るため、自動的に適当な強調具合を設定することができ
ないという課題があった。

【０００４】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、自動的に最適なエッジの強調処理を行なうこと
が可能な画像処理装置、画像処理方法および画像処理プ
ログラムを記録した媒体の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、所定のマトリクス状の画
像データに対してエッジ強調処理を行う画像処理装置で
あって、同画像データの画像の大きさを検知する画像面
積検知手段と、同検知された画像の大きさに応じて同画
像が大きいときに強調度を大きくしてエッジ強調するエ
ッジ強調手段を具備する構成としてある。

【０００６】人が画像などを識別しようとするとき、大
きな絵であれば距離を空けようとし、小さな絵であれば
近づこうとする。従って、大きな絵であれば遠のいてみ
られる状況を想定してエッジ強調の効果が分かりやすく
なるようにすれば最適といえる。このため、画像面積検
知手段にてマトリクス状の画像データの大きさを検知す
ると、エッジ強調度手段は同検知された画像の大きさに
応じて同画素数が大きいときに強調度を大きくしてエッ
ジ強調する。

【０００７】画像の大きさの検知は、各種の手法を採用
可能であり、その一例として、請求項２にかかる発明
は、上記請求項１に記載の画像処理装置において、上記
画像面積検知手段は、上記画像データの画素数に応じて
画像の大きさを検知する構成としてある。

【０００８】画像の大きさは、本来、画素数だけでは検
知できないが、ドット密度が一定であるという仮定の下
では画素数だけでも検知できる。この場合、縦方向の画
素数と横方向の画素数を乗算して検知しても良いし、画
像データのデータファイルの大きさでも判断することも
できる。また、余白部分があるときに周囲の余白をのぞ
いても構わない。すなわち、必ずしも画像データ全体と
してみる必要はなく、実質的な画像部分の大きさで判断
すればよい。むろん、必ずしも画素数だけで考慮する必
要はなく、例えば、表示時の密度によって画素数を調整
して考慮しても良い。すなわち、表示密度が高い場合で
あれば画像の大きさが小さくなるので、画素数に応じた
サイズよりも小さなものと扱えばよい。

【０００９】エッジ強調手段は各種の手法を採用可能で
ある。従って、エッジの強調度はどの手法を採用するか
によっても変更可能であるし、同じ手法を採用しつつ別
の観点でエッジの強調度を変えることもできる。その一
例として、請求項３にかかる発明は、請求項１または請
求項２のいずれかに記載の画像処理装置において、上記
エッジ強調手段は、エッジ強調処理における係数を変更
してエッジの強調度を変化させる構成としてある。

【００１０】画像データにエッジ強調を行う場合、結果
的にエッジの強調度を変化させうる係数が伴うため、こ
の係数を変化させることによって最適なエッジの強調度
とする。

【００１１】また、エッジ強調の手法の一例を採用する
ものとして、請求項４にかかる発明は、上記請求項１〜
請求項３のいずれかに記載の画像処理装置において、上
記エッジ強調手段は、エッジ強調処理をアンシャープマ
スクを利用して行う構成としてある。

【００１２】アンシャープマスクを利用するエッジ強調
処理では、注目画素に対して周縁画素を重み付けして加
算した成分値を求め、これと注目画素との差分値に強調
度を表す係数を乗算して注目画素に加算する。周縁画素
を重み付けして加算することによりいわゆるローパスフ
ィルタをかけたような効果をもたらし、この結果、低周
波成分が得られる。この低周波成分と注目画素との差分
値は高周波成分に該当するし、この高周波成分を注目画
素に加算すればエッジが強調されることになる。この場
合、請求項３にかかる係数は上記差分値に乗算する係数
と考えればよい。むろん、アンシャープマスクとはかか
る性質を備えているものであればよく、厳格な意味でア
ンシャープマスクである必要はない。例えば、そのマス
ク成分値などについては適宜変更可能である。

【００１３】また、このようなアンシャープマスクを利
用する場合のエッジ強調度の変更について、請求項５に
かかる発明は、上記請求項４に記載の画像処理装置にお
いて、上記エッジ強調手段は、上記アンシャープマスク
の実質的な大きさを変更してエッジの強調度を変化させ
る構成としてある。

【００１４】アンシャープマスクは、周縁画素を重み付
けして注目画素に加算する性格上、どこまで周縁画素を
注目画素に加算するかによってローパスフィルタの効果
が変わってくる。したがって、実質的な大きさを変更す
ればエッジの強調度も変化する。

【００１５】ここにおいて、実質的に大きさを変更でき
ればよく、必ずしも周縁画素を取り込む範囲を広げなく
ても良い。すなわち、アンシャープマスクを大きくする
と、裾野が広がるのに伴って重み付けの割合も変化して
くる。従って、固定された範囲で重み付けの割合を変化
させても実質的にはアンシャープマスクを大きくしたも
のといえる。

【００１６】さらに、請求項６にかかる発明は、上記請
求項４または請求項５のいずれかに記載の画像処理装置
において、上記エッジ強調手段は、上記アンシャープマ
スクを利用する場合に周縁部の低数値マスク部分の演算
を省略する構成としてある。

【００１７】アンシャープマスクは、周縁画素における
近隣部の重み付けを大きくするとともに遠隔部の重み付
けを小さくしており、重み付けが小さくなれば演算結果
に対する影響度も小さいといえる。一方、演算に要する
処理量は重み付けの大きさには無関係である。従って、
影響度の小さい周縁部の低数値マスク部分の演算を省略
することにより、演算結果をさほど変えることなく演算
量だけを低減できる。

【００１８】エッジ強調処理をどの画素に行うかはエッ
ジ強調の手法にも関連してくるが、必ずしも全ての画素
の画像データに対して実施する必要はなく、実施すべき
画素の選択の一例として、請求項７にかかる発明は、上
記請求項４〜請求項６のいずれかに記載の画像処理装置
において、上記エッジ強調手段は、隣接する画素同士で
画像データの差が大きい場合に上記アンシャープマスク
の演算を行う構成としてある。

【００１９】エッジ部分を強調させる処理である以上、
エッジ以外の部分について処理を行なう必要もない。エ
ッジ部分では隣接する画素同士で画像データの差が大き
いという特徴があるので、このような条件に合う部分で
のみエッジ強調手段はアンシャープマスクの演算を行
い、強調結果を反映させる。

【００２０】ここにおいて、隣接する画素同士で画像デ
ータの差を判定するにあたり、請求項８にかかる発明
は、上記請求項７に記載の画像処理装置において、上記
エッジ強調手段は、隣接する画素同士での画像データの
比較時に所定方向の画素とだけ比較する構成としてあ
る。

【００２１】縦横方向に形成されたドットマトリクスの
画像データにおいては注目画素の周縁には八つの画素が
存在し、本来であれば常に八つの方向の画素との間で比
較を行うことになる。一方、一定方向についての比較を
行う場合でも隣接する画素によって必ず反対方向からの
比較も行われていることになる。このような状況の下
で、エッジ強調手段が隣接する画素同士での画像データ
の比較時に所定方向の画素とだけ比較しても必ず隣接す
る画素との間で比較が行われることになり、かかる強調
処理の結果も良好であった。どの方向に対して行うかは
設計方針によって変更可能であるが、例えば、互いに反
対方向にならない四方向について行えば全方向に対して
隣接する画素同士の比較が行われることになる。

【００２２】画像データが輝度に対応した複数の成分値
で表される場合、本来であれば、各成分値に対してエッ
ジ強調処理を行うことになるが、成分数が多ければ単純
比例的に演算量は増加する。これに対し、請求項９にか
かる発明は、上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載
の画像処理装置において、画像データが輝度に対応した
複数の成分値で表される場合において、上記エッジ強調
手段は、同成分値より輝度に対応する値を求めるととも
に同値に基づいてエッジ強調のために上記各成分値に対
する共通の増減値を求め、この増減値で同各成分値を増
減せしめる構成としてある。

【００２３】エッジが強調されるというのは明暗差が大
きくなるということにもなるため、輝度で代表させるこ
とが可能であり、色相をできる限り保存しつつ輝度を変
化させることができればよい。このような観点より、エ
ッジ強調手段は、もともと輝度に対応している各成分値
から輝度と呼べるような一つの値を求め、同値からエッ
ジ強調が可能となる。すなわち、同値に基づいてエッジ
強調のために上記各成分値に対する共通の増減値を求
め、この増減値で各成分値を増減せしめる。これによ
り、エッジ強調のための演算自体は輝度に対応する値だ
けで行えば良くなり、また、色相をできる限り保存しつ
つ輝度によってエッジ強調が行われることになる。

【００２４】むろん、輝度に対応する値として輝度その
ものを求めることも可能であるが、輝度そのものを求め
る演算量は多いのが通常である。このため、請求項１０
にかかる発明は、上記請求項９に記載の画像処理装置に
おいて、上記上記エッジ強調手段は、上記画像データの
成分値の重み付け加算値に基づいて上記輝度に対応する
値を求める構成としてある。

【００２５】画像データが輝度に対応した複数の成分値
で表されている場合、概ね画像データの成分値の重み付
け加算によって輝度が求められる。その一例として、Ｒ
ＧＢの表色空間では赤緑青の各成分がそれぞれ輝度（明
度）に比例的な成分値となっており、カラーテレビジョ
ン放送においては全体の輝度Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９
Ｇ＋０．１１Ｂなる変換式で輝度を求めている。従っ
て、当該エッジ強調手段も画像データの成分値を重み付
け加算することにより輝度に対応する値を求めている。
むろん、重み付け加算の割合は適宜変更可能であるし、
さらなる演算量の低減のためには同じ重み付けで加算し
てしまうことも可能である。

【００２６】また、同様の考え方を発展して、請求項１
１にかかる発明は、上記請求項９に記載の画像処理装置
において、上記エッジ強調手段は、上記複数の成分値に
おける全体の輝度への大なる貢献割合をもつ成分値を上
記輝度に対応する値とする構成としてある。

【００２７】Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
なる変換式を見て明らかなように、緑（Ｇ）成分が全体
の６割を占めており、殆ど緑（Ｇ）成分によって輝度が
判断できるものといっても差し支えない場合がある。こ
のような場合であれば、全体の輝度への大なる貢献割合
をもつ成分値である緑（Ｇ）成分を輝度に対応する値と
して演算に利用してしまえばさらに演算量が低減する。

【００２８】上述したようにして、画像の大きさに応じ
て強調度を変えてエッジ強調する手法は、実体のある装
置に限定される必要はなく、その方法としても機能する
ことは容易に理解できる。このため、請求項１２にかか
る発明は、所定のマトリクス状の画像データに対してエ
ッジ強調処理を行うにあたり、同画像データの画像の大
きさを検知し、同検知された画像の大きさに応じて同画
像が大きいときに強調度を大きくしてエッジ強調する構
成としてある。

【００２９】すなわち、必ずしも実体のある装置に限ら
ず、その方法としても有効であることに相違はない。

【００３０】ところで、このような画像処理装置は単独
で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれた状態
で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれ
に限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフ
トウェアであったりハードウェアであったりするなど、
適宜、変更可能である。

【００３１】その一例として、入力される画像データに
基づいて印刷インクに対応した画像データに変換し、所
定のカラープリンタに印刷せしめるプリンタドライバに
おいても、所定のマトリクス状の画像データに対して画
像データの画像の大きさを検知し、同検知された画像の
大きさが大きいときに強調度を大きくするとともに大き
くない場合には強調度を小さくしてエッジ強調するよう
に画像データを変換す構成とすることができる。

【００３２】すなわち、プリンタドライバは印刷インク
に対応して入力された画像データを変換するが、このと
きに同入力画像データの画像の大きさを検知し、同検知
された画像の大きさが大きいときに強調度を大きくする
し、小さいときには強調度を小さくし、かかる強調度で
画像データのエッジを強調し、印刷させる。

【００３３】発明の思想の具現化例として画像処理装置
のソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを
記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用され
るといわざるをえない。その一例として、請求項１３に
かかる発明は、コンピュータにて所定のマトリクス状の
画像データを入力してエッジ強調処理を行う画像処理プ
ログラムを記録した媒体であって、同画像データの画素
数を検知し、同検知された画素数に応じて同画素数が大
きいときに強調度を大きくしてエッジ強調する構成とし
てある。

【００３４】むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体で
あってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後
開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考え
ることができる。また、一次複製品、二次複製品などの
複製段階については全く問う余地無く同等である。その
他、ソフトウェアである場合にインストール作業におい
て上述したような格子点を増加させる処理を行うことも
可能であるし、供給方法として通信回線を利用して行な
う場合でも本発明が利用されていることには変わりはな
い。

【００３５】さらに、一部がソフトウェアであって、一
部がハードウェアで実現されている場合においても発明
の思想において全く異なるものはなく、一部を記録媒体
上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるよう
な形態のものとしてあってもよい。さらには、カラーフ
ァクシミリ機、カラーコピー機、カラースキャナやディ
ジタルカメラ、ディジタルビデオなどに内蔵する画像処
理装置においても適用可能であることはいうまでもな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、エッジ強
調処理の効果の表れやすさに対応する画素数を基準とす
ることにより、画像データに最適なエッジ強調処理の強
調度をを自動的に設定して変換することが可能な画像処
理装置を提供することができる。

【００３７】また、請求項２にかかる発明によれば、エ
ッジ強調処理における係数を変更することによりエッジ
強調度を容易に変更することができる。

【００３８】さらに、請求項３にかかる発明によれば、
汎用的なアンシャープマスクを利用することにより、演
算などが容易となる。

【００３９】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
アンシャープマスクの実質的な大きさを変更することに
より、エッジ強調度を容易に変更することができる。

【００４０】さらに、請求項５にかかる発明によれば、
低数値マスク部分の演算を省略することにより演算量を
極めて低減させることができるようになる。

【００４１】さらに、請求項６にかかる発明によれば、
エッジ部分である画素同士で画像データの差が大きい場
合にだけ演算するようにしているため、非エッジ部分で
の演算をなくして処理量を低減させることができるよう
になるし、さらに、請求項７にかかる発明によれば、所
定方向の画素とだけ比較するようにしてさらに演算量を
低減させることができる。

【００４２】さらに、請求項８にかかる発明によれば、
輝度に対応する値でエッジ強調のための演算を行うよう
にしているため、演算を単純化して処理量を低減させる
ことができ、また、その際に請求項９にかかる発明によ
れば、成分値の重み付け加算値で輝度を表すので演算量
が低減できるし、さらに、請求項１０にかかる発明によ
れば、大なる貢献割合をもつ成分値で輝度を代表するの
で輝度を求める演算が必要なくなる。

【００４３】そして、請求項１１にかかる発明によれ
ば、エッジ強調処理の効果の表れやすさに対応する画素
数を基準とすることにより、画像データに最適なエッジ
強調処理の強調度をを自動的に設定して変換することが
可能な画像処理方法を提供することができ、請求項１２
にかかる発明によれば、同様にして画像データに最適な
エッジ強調処理の強調度をを自動的に設定して変換する
ことが可能な画像処理プログラムを記録した媒体を提供
することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。

【００４５】図１は、本発明の一実施形態にかかる画像
処理装置の具体的ハードウェア構成例をブロック図によ
り示している。

【００４６】同図において、画像入力装置１０としてス
キャナ１１やデジタルスチルカメラ１２が備えられ、エ
ッジ強調を含む画像処理の中心的な役割を果たす画像処
理装置２０としてコンピュータ本体２１とハードディス
ク２２が備えられ、画像処理された画像を表示する画像
出力装置３０としてプリンタ３１やディスプレイ３２を
備えている。

【００４７】このコンピュータ本体２１の内部で行なわ
れる処理を図２に示している。図に示すように、コンピ
ュータ本体２１内ではオペレーティングシステム２１ａ
が稼働しており、プリンタ３１やディスプレイ３２に対
応したプリンタドライバ２１ｂやビデオドライバ２１ｃ
が組み込まれている。一方、アプリケーション２１ｄは
オペレーティングシステム２１ａにて処理の実行を制御
され、必要に応じてプリンタドライバ２１ｂやビデオド
ライバ２１ｃと連携して所定の画像処理を実行する。な
お、コンピュータ２１はＲＡＭなどを使用しながら、内
部のＲＯＭやハードディスク２２に保存されているそれ
ぞれのプログラムを実行していく。また、このような画
像処理などのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー
ディスク、ＭＯなどの各種の記録媒体を介して供給され
る他、モデムなどによって公衆通信回線を介して外部の
ネットワークに接続し、ソフトウェアやデータをダウン
ロードして導入することも行われている。

【００４８】本実施形態においては、画像入力装置１０
としてのスキャナ１１やデジタルスチルカメラ１２が画
像データとしてＲＧＢ（緑、青、赤）の階調データを出
力するものとするとともに、画像出力装置３０としての
プリンタ３１は階調表色データとしてＣＭＹ（シアン、
マゼンダ、イエロー）あるいはこれに黒を加えたＣＭＹ
Ｋの二値データを入力として必要とするし、ディスプレ
イ３２はそのＲＧＢの階調データを入力として必要す
る。従って、画像処理装置２０としてのこのコンピュー
タ本体２１の具体的役割は、ＲＧＢの階調データを入力
して必要なエッジ強調処理を施したＲＧＢの階調データ
を作成し、ディスプレイ３２であればビデオドライバ２
１ｃを介して表示させるし、プリンタ３１に対してはプ
リンタドライバ２１ｂを介してＣＭＹの二値データに変
換して印刷させる。

【００４９】本実施形態における主要な画像処理である
エッジ強調処理では、コンピュータ本体２１内で入力さ
れる画像に対してアプリケーション２１ｄが自動的に最
適な強調を行い、ビデオドライバ２１ｃを介してディス
プレイ３２に表示せしめ、確認後にプリンタドライバ２
１ｂを介してプリンタ３１にて印刷させるという処理を
行う。

【００５０】本実施形態においては、画像の入出力装置
の間にコンピュータシステムを組み込んで画像処理を行
うようにしているが、必ずしもかかるコンピュータシス
テムを必要とする訳ではなく、画像データに対してエッ
ジ強調処理を行うシステムであればよく、例えば、図３
に示すようにデジタルスチルカメラ１２ａ内にエッジ強
調する意味での画像処理装置を組み込み、変換した画像
データを用いてディスプレイ３２ａに表示させたりプリ
ンタ３１ａに印字させるようなシステムであっても良
い。また、図４に示すように、コンピュータシステムを
介することなく画像データを入力して印刷するプリンタ
３１ｂにおいては、スキャナ１１ｂやデジタルスチルカ
メラ１２ｂあるいはモデム１３ｂ等を介して入力される
画像データを自動的にエッジ強調するように構成するこ
とも可能である。

【００５１】エッジ強調処理は、具体的には上記コンピ
ュータ本体２１内にて図５に示すフローチャートに対応
した画像処理プログラムにて行っている。なお、これに
先だってアプリケーション２１ｄはオペレーティングシ
ステム２１ａを介してスキャナ１１に写真画像の読み込
み指示を出しており、同スキャナ１１よりドットマトリ
クス状の画像データが読み込まれているものとする。

【００５２】ステップＳ１０２では、入力画像の画素数
を検知する。ここでは、画像データの縦横の画素数で画
像の大きさを判断するものとし、アプリケーション２１
ｄは内部に読み込んでいる画像データの画素数を検知す
る。この意味で本ステップＳ１０２は本実施形態におけ
る画像面積検知手段を構成する。むろん、画素数の検知
は画像の大きさを意味するものであり、ドット密度も考
慮する。なお、以下においては、単に画素数といったと
きに画像の大きさを踏まえた広義の意味での画素数を意
味するものとする。

【００５３】ここでドット密度はアプリケーション２１
ｄがスキャナ１１に読み込みを指示する際にその読み取
り密度から判断している。また、オペレーティングシス
テム２１ａを介して画像ファイルから読み込む場合には
同画像ファイルに基づいて判断することもできる。特
に、オペレーティングシステム２１ａがその解像度、お
よび画素数を把握している場合には当該オペレーティン
グシステム２１ａを介して上述した広義の画素数を検知
するようにしても良い。また、アプリケーション２１ｄ
が画像の拡大及び縮小を行うような場合には本来の画素
数に対してこの拡大率及び縮小率をも考慮して広義の画
素数を求める。

【００５４】むろん、このようなコンピュータシステム
を含まない画像処理においては、画像データのヘッダ部
分を参照して画像情報を得て、その画像情報から画像の
大きさを検知するようにしても良い。

【００５５】画素数が検知されたらステップＳ１０４で
は、エッジ強調度を決定する。エッジ強調度はエッジ強
調の手法に大きく依存するため、まず、本実施形態にお
けるエッジ強調の手法について説明する。本実施形態に
おいては、図６〜図８に示すアンシャープマスク４０
（４１〜４３）を使用する。このアンシャープマスク４
０は、中央の「１００」の値をマトリクス状の画像デー
タにおける注目画素Ｐｉｊの重み付けとし、その周縁画
素に対して同マスクの升目における数値に対応した重み
付けとして積算するのに利用され、今、図７に示すアン
シャープマスク４２を利用するのであれば、（１）式に
基づいて積算する。

【００５６】

【数１】

【００５７】（１）式において、「６３２」とは重み付
け係数の合計値であり、むろんサイズの異なる三つのア
ンシャープマスク４１〜４３においては、それぞれ「３
９６」、「６３２」「２５１６」というような値とな
る。また、Ｍｉｊはアンシャープマスクの升目に記載さ
れている重み係数であり、Ｐｉｊは各画素の画像データ
である。なお、ｉｊについては異なる縦横サイズの三つ
のアンシャープマスク４１〜４３に対して縦列と横列の
座標値で示している。

【００５８】エッジ強調後の画像データをＱｉｊとする
と、エッジ強調演算は（２）式に基づいて演算される。

【００５９】 Ｑｉｊ＝Ｐｉｊ＋Ｃ×｛Ｐｉｊ−Ｐ’ｉｊ｝ …（２） （２）式の意味するところは次のようになる。Ｐ’ｉｊ
は注目画素に対して周縁画素の重み付けを低くして加算
したものであるから、いわゆる「なまった（アンシャー
プ）」画像データとしていることになる。このようにし
てなまらせたものはいわゆるローパスフィルタをかけた
ものと同様の意味あいを持つ。従って、「Ｐｉｊ−Ｐ’
ｉｊ」とは本来の全成分から低周波成分を引いたことに
なってハイパスフィルタをかけたものと同様の意味あい
を持つ。そして、ハイパスフィルタを通過したこの高周
波成分に対してエッジ強調係数Ｃを乗算して「Ｐｉｊ」
に加えれば同エッジ強調係数に比例して高周波成分を増
したことになり、エッジが強調される結果となる。

【００６０】この意味からも、まずエッジ強調度は、エ
ッジ強調係数Ｃによって変更可能となる。従って、画素
数が大きければエッジ強調係数Ｃを大きくするし、画素
数が小さければエッジ強調係数Ｃを小さくする。いま、
画像の幅と高さがｗｉｄｔｈ×ｈｅｉｇｈｔであるとき
に、ｒａｔｉｏを（３）で表すとする。

【００６１】 ｒａｔｉｏ＝ｍｉｎ（ｗｉｄｔｈ，ｈｅｉｇｈｔ）／６４０＋１ …（３ ） ここにおいてｍｉｎ（ｗｉｄｔｈ，ｈｅｉｇｈｔ）は幅
と高さのいずれか小さい方である。そして、得られたｒ
ａｔｉｏについて、次のようにエッジ強調係数Ｃを決定
した。

【００６２】ｒａｔｉｏ＜１ なら Ｃ＝１ １≦ｒａｔｉｏ＜３ なら Ｃ＝２ ３≦ｒａｔｉｏ なら Ｃ＝３ すなわち、短い方の画素が６４０画素未満であればエッ
ジ強調係数Ｃは「１」、６４０画素以上で１９２０画素
未満であればエッジ強調係数Ｃは「２」、１９２０画素
以上であればエッジ強調係数Ｃを「３」としている。本
実施形態においては、このようにエッジ強調係数を設定
しているが、上述したようにドット密度によって変更す
るようにしても良い。なお、この対応はプログラムとと
もにハードディスク２２に記録されており、アプリケー
ション２１ｄの起動時に同時に読み込まれている。

【００６３】一方、エッジ強調度は、アンシャープマス
クの大きさによっても変化する。縦横の升目数の異なる
三つのアンシャープマスク４１〜４３であれば、大きな
マスクほど注目画素の近隣の画素に対する重み付けが大
きく、遠くの画素にいたるまでの距離の中で徐々に重み
付けが減っていっている。これは言い換えればよりロー
パスフィルタとしての性格が強くなり、（２）式に従っ
て高周波成分を生成しやすくなるからである。

【００６４】従って、画素数が大きければ大きなサイズ
のアンシャープマスク４３を利用すればよいし、画素数
が小さければ小さなサイズのアンシャープマスク４１を
利用すればよいし、中間的な画素数であれば中間サイズ
のアンシャープマスク４２を利用すればよくなる。本実
施形態においては、エッジ強調係数Ｃが「１」〜「３」
の範囲で変化するのに合わせてそれぞれアンシャープマ
スク４１〜４３を採用するものとする。むろん、いずれ
のサイズのアンシャープマスク４０を利用するかの対応
についてはエッジ強調係数Ｃの場合と同様、プログラム
とともにハードディスク２２に記録されており、アプリ
ケーション２１ｄの起動時に同時に読み込んでいる。ま
た、選択したサイズのアンシャープマスク４０はこの時
点でハードディスク２２から読み込む。

【００６５】なお、本実施形態においては、エッジ強調
係数Ｃとアンシャープマスク４０の両方を変更するよう
にしているが、いずれか一方だけでエッジの強調度を変
更しても良いことはいうまでもない。

【００６６】アンシャープマスク４０は図からも明らか
なように、中央部にて最も重み付けが大きく、周縁に向
かうにつれて徐々に重み付けの数値が小さくなってい
る。この変化具合は必ずしも固定的なものではなく、適
宜変更可能である。むろん、その名称の如何も問わない
し、サイズについても例示的なものにすぎず、「６×
６」の升目数であっても良いし、「８×８」の升目数で
あっても良い。

【００６７】エッジ強調の処理は、マトリクス状の画像
データにおける各画素についてかかるアンシャープマス
ク４０を利用して（１）式に基づくＰ’ｉｊを演算する
とともに、（２）式に基づいてエッジ強調後の画像デー
タＱｉｊを算出していく処理に相当する。ステップＳ１
０６〜ステップＳ１１２では各画素についてこのエッジ
強調処理を繰り返すループ処理を表しており、ループ処
理内のステップＳ１１０で図９に示すようにして水平方
向及び垂直方向へ順次注目画素を移動させ、ステップＳ
１１２で最終画素と判断されるまで繰り返すようになっ
ている。

【００６８】なお、上述したようにステップＳ１０４に
てエッジ処理の強調度を決定し、ステップＳ１０６〜ス
テップＳ１１２にて実際のエッジ強調の演算を実行する
ため、ステップＳ１０４〜ステップＳ１１２がエッジ強
調手段を構成する。

【００６９】ここにおいて、本実施形態においては、演
算処理量を低減させるために次のような改良を行ってい
る。

【００７０】（１）式の演算は、注目画素の周囲の画素
に対して、採用するアンシャープマスク４０の升目数だ
け乗算演算と加算演算が必要になり、処理量としては多
大になる。一方、エッジ強調が必要になる状況を考える
といわゆる画像のエッジ部分であるから、隣接する画素
同士の間で画像データが大きく異なる場所に限られる。
このような状況から隣接する画素との間で画像データの
差が大きな場合に演算すれば足りるといえる。

【００７１】これを具体化するため、ステップＳ１０６
では隣接する画素同士の間で画像データの比較を行い、
差が大きい場合にのみステップＳ１０８におけるアンシ
ャープマスクの演算を行うようにしている。このように
すれば、殆どのエッジ部分でない画像データ部分でアン
シャープマスクの演算を行う必要がなくなり、処理が激
減する。

【００７２】ただし、アンシャープマスクの演算が経る
ものの、各画素について周縁画素の画像データとの比較
を行わなければならない点で別の処理が必要となる。こ
こにおいて、図１０に示すように、本来の注目画素に対
応してその周縁には八つの画素があるので、八回の比較
が必要となる。しかし、例えば図の中央の注目画素と
「５」の升目の画素とを比較する場合、実は、その前に
注目画素が同「５」の升目であったときに「１」の升目
の画素との比較で一度行われていることが分かる。少な
くとも隣接する画素同士の比較が一度だけ行われるよう
にしておくだけでも十分とすれば、互いに反対方向とな
る組み合わせである「１」と「５」、「２」と「６」、
「３」と「７」、「４」と「８」についてはどちらか一
方だけでも十分といえる。すなわち、必ずしも全方向に
おいて比較を行う必要はなく、少なくとも上記組み合わ
せの四つの方向について比較を行えばよい。そして、本
実施形態においては、これらの四回の比較のうち、一つ
でもしきい値よりも大きな差が生じたらエッジ部分と判
断するようにした。

【００７３】また、さらに処理を低減させるならば、例
えば、「１」と「５」のいずれかと「３」と「７」のい
ずれかの方向の組み合わせとしたとしても、斜め方向の
画素同士の比較は行わないものの上下左右の画素同士を
比較することになり、エッジの検出は可能である。ま
た、「２」と「６」と「４」と「８」とのいずれかの方
向については少なくとも上下方向と左右方向についてエ
ッジの検出ができる。従って、「１」と「５」と「３」
と「７」のいずれかだけでなければ概ねエッジの検出は
可能である。

【００７４】次に、適当なサイズのアンシャープマスク
４０を選択した場合に必ずしも全ての升目についての演
算が必要ともいえない。図７に示す「７×７」のアンシ
ャープマスク４２において最外周の升目の重み付けは
「０」あるいは「１」であり、「０」については重み付
けの乗算が無意味であるし、「１」の重み付けは升目の
全合計値の「６３２」と比較すれば非常にわずかな重み
しか持たないといえる。

【００７５】このような状況から本実施形態において
は、「７×７」のアンシャープマスク４２の代わりに、
図１１に示す「５×５」のアンシャープマスク４４を使
用している。同図に示すアンシャープマスク４４は「７
×７」のアンシャープマスク４２の最外周を省略したも
のであり、内側の「５×５」のマスク部分で重み付けは
一致している。むろん、同様のことは図８に示す「１３
×１３」のアンシャープマスク４３の最外周を省略する
ものとしても同様の効果が得られる。

【００７６】これらの場合において、具体的な処理量は
次のようになる。「７×７」のアンシャープマスク４２
の場合は、注目画素の回りに「４８（＝７×７−１）」
個の画素があり、これだけの乗算と加算が必要である。
しかしながら、実質的に同じ演算結果となる「５×５」
のアンシャープマスク４４においては「２４（＝５×５
−１）」回の演算となり、演算量は半減する。「１３×
１３」のアンシャープマスク４３の場合は「１６８（＝
１３×１３−１）」回から「１２０（＝１１×１１−
１）」回へと減少する。

【００７７】さらに、本実施形態においてはもう一点、
次のようにして演算量を低減させている。ＲＧＢの階調
データを対象とする場合、それぞれの成分値は各色成分
の輝度（明度）に対応している。従って、（２）式の演
算も本来はＲＧＢの各階調データに対して個別に行わな
ければならない。しかるに、アンシャープマスク４０の
升目の数だけの乗算と加算とを繰り返すとなるとこのよ
うな各成分ごとの個別の演算では演算量が多いと言わざ
るを得ない。

【００７８】一方、かかるエッジ強調は色相を保持して
輝度を変えることによって実施可能なものともいえる。
従って、ＲＧＢの各成分値に対して演算するのではな
く、輝度を求めて演算すれば処理量が低減するといえ
る。ただ、ＲＧＢの表色空間の画像データから正確な輝
度を求めるとすればいわゆる色変換を行わなければなら
ず、処理は多大になる。このため、本実施形態において
は、カラーテレビジョンの例にならって、輝度Ｙを
（４）式に示すように、ＲＧＢの階調データの単純な重
み付け加算で変換している。

【００７９】 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ …（４） このようにして輝度Ｙを求めるとすると、（１）式と
（２）式は（５）式と（６）式のように書き換えられ
る。

【００８０】

【数２】

【００８１】 Ｙ”ｉｊ＝Ｙｉｊ＋Ｃ×｛Ｙｉｊ−Ｙ’ｉｊ｝ …（６） さらに、Ｙｉｊ−Ｙ’ｉｊを（７）式のように置き換え
れば、 ｄｅｌｔａ＝｛Ｙｉｊ−Ｙ’ｉｊ｝×Ｃ …（７） 変換後のＲ’Ｇ’Ｂ’は（８）式のように演算可能とな
る。

【００８２】 Ｒ’＝Ｒ＋ｄｅｌｔａ Ｇ’＝Ｇ＋ｄｅｌｔａ Ｂ’＝Ｂ＋ｄｅｌｔａ …（８） このようにすれば乗算と加算は１／３となるので、全体
の処理時間としても５０〜７０％程度の減少が可能とな
る。また、変換結果は色ノイズの強調がなくなり、画質
が向上した。なお、輝度Ｙを求めるときに必ずしも
（４）式のように厳格な重み付けを行う必要もない。例
えば、（９）式のように単純な平均値でもさほど大きな
誤差はでない。

【００８３】 Ｙ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３ …（９） さらに簡易にするならば、（４）式において最も輝度Ｙ
に対する貢献値の大きいＧ成分だけで輝度Ｙとみなして
しまっても必ずしも大きな誤差は出ない。

【００８４】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を順を追って説明する。

【００８５】写真画像をスキャナ１１で読み込み、プリ
ンタ３１にて印刷する場合を想定する。すると、まず、
コンピュータ本体２１にてオペレーティングシステム２
１ａが稼働しているもとで、アプリケーション２１ｄを
起動させ、スキャナ１１に対して写真の読み取りを開始
させる。読み取られた画像データが同オペレーティング
システム２１ａを介してアプリケーション２１ｄに取り
込まれたら、まず、ステップＳ１０２にて画素数を検知
する。本実施形態においては、縦横の画素数のうちいず
れか少ない方の画素数から（３）式に基づいてｒａｔｉ
ｏを算出し、算出されたｒａｔｉｏの所属範囲からエッ
ジ強調係数Ｃを求める。また、このエッジ強調係数Ｃに
対応させてアンシャープマスク４１〜４３についても選
択する。

【００８６】次に、各画素の画像データについて実際の
エッジ強調処理を実行するが、ステップＳ１０６では注
目画素と周縁の画素のうち、図１０に示す「１」〜
「４」の四方向の画素との間で画像データを比較する。
そして、いずれか一つでも所定のしきい値（例えば、
「２０」）以上の差がある場合にのみ、ステップＳ１０
８にてアンシャープマスクで強調演算を実行する。この
場合にも、本来の「７×７」のアンシャープマスク４２
を利用するのではなく最外周を省略した「５×５」のア
ンシャープマスク４４を利用するし、実際の演算は
（４）の輝度Ｙを利用して実行することにより演算量が
低減する。

【００８７】そして、一画素ごとにステップＳ１１０に
て注目画素を順次移動させていき、ステップＳ１１２に
て最終画素と判断されたらこのエッジ強調処理を終了す
る。

【００８８】この後、エッジ強調された画像データをビ
デオドライバ２１ｃを介してディスプレイ３２に表示
し、良好であればプリンタドライバ２１ｂを介してプリ
ンタ３１にて印刷させる。すなわち、同プリンタドライ
バ２１ｂはエッジ強調されたＲＧＢの階調データを入力
し、所定の解像度変換を経てプリンタ３１の印字ヘッド
領域に対応したラスタライズを行なうとともに、ラスタ
ライズデータをＲＧＢからＣＭＹＫへ色変換し、その後
でＣＭＹＫの階調データから二値データへ変換してプリ
ンタ３１へ出力する。

【００８９】以上の処理により、スキャナ１１を介して
読み込まれた写真の画像データは自動的に最適なエッジ
強調を施されてディスプレイ３２に表示された後、プリ
ンタ３１にて印刷される。

【００９０】このように、画像処理の中枢をなすコンピ
ュータ本体２１はステップＳ１０２にて入力画像データ
の画素数を検知し、この検知された画素数に基づいてス
テップＳ１０４にてエッジ強調係数Ｃとエッジ強調処理
に利用するアンシャープマスク４０の大きさを自動的に
決定し、ステップＳ１０８ではこれらを利用して最適な
エッジ強調処理を実行する。また、エッジ強調処理をす
るにあたってはその演算量を減らすため、ステップＳ１
０６にて隣接する画素間で画像データの差が大きいもの
だけに限定するし、実際の演算においてもＲＧＢの成分
値で個別に演算するのではなく、輝度値からＲＧＢの成
分値に対する増減値を求めて演算し、全体の演算処理量
を極めて低減させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる画像処理装置の具
体的ハードウェア構成例のブロック図である。

【図２】コンピュータの内部で行なわれる処理を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の画像処理装置の他の適用例を示す概略
ブロック図である。

【図４】本発明の画像処理装置の他の適用例を示す概略
ブロック図である。

【図５】本発明の画像処理装置におけるエッジ強調処理
を示すフローチャートである。

【図６】最小サイズのアンシャープマスクを示す図であ
る。

【図７】中サイズのアンシャープマスクを示す図であ
る。

【図８】最大サイズのアンシャープマスクを示す図であ
る。

【図９】画像データに対して注目画素を移動させていく
順序を示す図である。

【図１０】画像データにおいて隣接画素との比較方向を
示す図である。

【図１１】中サイズのアンシャープマスクの改良版を示
す図である。

【符号の説明】

１０…画像入力装置 ２０…画像処理装置 ２１…コンピュータ本体 ３０…画像出力装置 ４０(４１〜４４)…アンシャープマスク

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のマトリクス状の画像データに対し
   てエッジ強調処理を行う画像処理装置であって、 同画像データの画像の大きさを検知する画像面積検知手
   段と、 同検知された画像の大きさに応じて同画像が大きいとき
   に強調度を大きくしてエッジ強調するエッジ強調手段を
   具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の画像処理装置にお
   いて、上記画像面積検知手段は、上記画像データの画素
   数に応じて画像の大きさを検知することを特徴とする画
   像処理装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の画像処理装置において、上記エッジ強調手段
   は、エッジ強調処理における係数を変更してエッジの強
   調度を変化させることを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載の画像処理装置において、上記エッジ強調手段は、エ
   ッジ強調処理をアンシャープマスクを利用して行うこと
   を特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】 上記請求項４に記載の画像処理装置にお
   いて、上記エッジ強調手段は、上記アンシャープマスク
   の実質的な大きさを変更してエッジの強調度を変化させ
   ることを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】 上記請求項４または請求項５のいずれか
   に記載の画像処理装置において、上記エッジ強調手段
   は、上記アンシャープマスクを利用する場合に周縁部の
   低数値マスク部分の演算を省略することを特徴とする画
   像処理装置。
7. 【請求項７】 上記請求項４〜請求項６のいずれかに記
   載の画像処理装置において、上記エッジ強調手段は、隣
   接する画素同士で画像データの差が大きい場合に上記ア
   ンシャープマスクの演算を行うことを特徴とする画像処
   理装置。
8. 【請求項８】 上記請求項７に記載の画像処理装置にお
   いて、上記エッジ強調手段は、隣接する画素同士での画
   像データの比較時に所定方向の画素とだけ比較すること
   を特徴とする画像処理装置。
9. 【請求項９】 上記請求項１〜請求項８のいずれかに記
   載の画像処理装置において、画像データが輝度に対応し
   た複数の成分値で表される場合において、上記エッジ強
   調手段は、同成分値より輝度に対応する値を求めるとと
   もに同値に基づいてエッジ強調のために上記各成分値に
   対する共通の増減値を求め、この増減値で同各成分値を
   増減せしめることを特徴とする画像処理装置。
10. 【請求項１０】 上記請求項９に記載の画像処理装置に
    おいて、上記上記エッジ強調手段は、上記画像データの
    成分値の重み付け加算値に基づいて上記輝度に対応する
    値を求めることを特徴とする画像処理装置。
11. 【請求項１１】 上記請求項９に記載の画像処理装置に
    おいて、上記エッジ強調手段は、上記複数の成分値にお
    ける全体の輝度への大なる貢献割合をもつ成分値を上記
    輝度に対応する値とすることを特徴とする画像処理装
    置。
12. 【請求項１２】 所定のマトリクス状の画像データに対
    してエッジ強調処理を行うにあたり、同画像データの画
    素数を検知し、同検知された画素数に応じて同画素数が
    大きいときに強調度を大きくしてエッジ強調することを
    特徴とする画像処理方法。
13. 【請求項１３】 コンピュータにて所定のマトリクス状
    の画像データを入力してエッジ強調処理を行う画像処理
    プログラムを記録した媒体であって、同画像データの画
    素数を検知し、同検知された画素数に応じて同画素数が
    大きいときに強調度を大きくしてエッジ強調することを
    特徴とする画像処理プログラムを記録した媒体。