(57)【要約】【課題】不所望なリンギングの発生やノイズの強調を抑制してエッジ部分を強調でき、ジャギーを有する拡大された画像に対しても、ジャギーを低減してエッジ部分を強調した画像を生成できる画像処理装置を提供する。【解決手段】第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出部２と、画素毎に、差分算出部２で算出された水平方向差分値および垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出部３と、画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、重み算出部３で算出された重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理部４と、を備える。【選択図】図１
2010055410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出部と、
前記画素毎に、前記差分算出部で算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出部と、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出部で算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第２画像のエッジ強度を算出するエッジ強度算出部と、
前記エッジ強度算出部で算出されたエッジ強度に基づいて、エッジ強度が強い部分ほど前記第２画像データの比率を高くし、エッジ強度が弱い部分ほど前記第１画像データの比率を高くして、前記第１画像データと前記第２画像データとを合成する画像合成部と、
をさらに備え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】
前記重み算出部は、次式の重み関数に基づいて前記重み値ｗを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【数１】
2010055410.tif 000015
ただし、ｘｉ，ｙｊは注目画素の座標、Ｎは正の定数、Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ）は水平方向差分値、Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）は垂直方向差分値を示す。
【請求項４】
前記第１画像データは、多次元ベクトル値で表されるカラー画像データであり、前記画像処理装置は、前記多次元ベクトル値の成分毎に画像処理を行う、ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像処理装置の画像処理方法であって、
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出ステップと、
前記画素毎に、前記差分算出ステップで算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出ステップと、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出ステップで算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
画像処理装置として機能するコンピュータを、
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出手段、
前記画素毎に、前記差分算出部で算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出手段、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出手段で算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理手段、
としてさらに機能させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真やイラスト画像等の画像データによって表される画像に対してエッジ部分を強調した画像を生成する画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像のエッジ強調処理として、アンシャープマスク処理が知られている（非特許文献１参照）。このアンシャープマスク処理は、入力画像ｆ(ｘ,ｙ)から、その二次微分成分（ラプラシアン）を減算して出力画像ｇ（ｘ，ｙ）を生成するもので、フィルタ強度をａとすると、出力画像ｇ(x,ｙ)は、次式で表される。
【数２】
2010055410.tif 000003
【０００３】
図１０は、アンシャープマスク処理を説明する図である。図１０（ａ）は入力画像（元画像）のエッジ部分の水平方向（ｘ方向）における濃度（ｆ（ｘ）；画素値）の変化を示すもので、このエッジ部分の濃度変化を一次微分すると、図１０（ｂ）に示すような濃度変化の傾きが得られる。この濃度変化の傾きを、さらに微分すると、図１０（ｃ）に示すような二次微分した濃度が得られる。アンシャープマスク処理では、図１０（ｃ）に示す二次微分した濃度（ラプラシアン）を、図１０（ａ）に示す入力画像から減算することにより、図１０（ｄ）に示すように、入力画像にはないアンダーシュートおよびオーバーシュートを有し、かつ、エッジ部分の傾斜をより急峻として、エッジ部分を強調した出力画像を得るものである。
【０００４】
ここで、ラプラシアンを差分近似で表すと、次式のようになる。
【数３】
2010055410.tif 000004
【０００５】
したがって、アンシャープマスク処理は、次式で表される。
【数４】
2010055410.tif 000005
【０００６】
【非特許文献１】内村圭一・上瀧剛共著，「実践  画像処理入門」, 株式会社培風館,2007年5月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アンシャープマスク処理によるエッジ強調には、以下に説明するような問題があることが知られている。すなわち、アンシャープマスク処理では、エッジ周辺の画素が、濃度が低い部分はより低い濃度（アンダーシュート）に、濃度が高い部分はより高い濃度（オーバーシュート）になるため、エッジ周辺に元画像（入力画像）にはない濃度を持つ画素が生成される。この現象は、リンギングと呼ばれ、エッジ強調処理の強度が弱ければ目立つことはなく、画像をシャープな印象にする効果があるが、エッジ強調処理の強度を上げるとリンギングが目立つようになって、画像が汚くなる。図１１は、ディスプレイ上に表示されたリンギング発生前の写真画像（ａ）と、リンギング発生後の写真画像（ｂ）を示す図面代用写真である。
【０００８】
また、アンシャープマスク処理では、ノイズも強調されてしまうため、ノイズの多い画像に適用すると画像が汚くなる。さらに、図１２（ａ）や図１３（ａ）に示すように、バイリニア法やバイキュービック法により拡大された画像に対して、アンシャープマスク処理を施す場合は、拡大された画像に若干のジャギー（エッジのギザギザ）があると、図１２（ｂ）や図１３（ｂ）に示すように、エッジ強調によりジャギーがさらに目立ってしまう。
【０００９】
なお、図１２は、１８０×１００画素で作成されたイラスト画像を、バイリニア法により３６０×２００画素の２倍に拡大してディスプレイ上に表示した拡大画像（ａ）と、該拡大画像をアンシャープマスク処理してディスプレイ上に表示した画像（ｂ）とを示す図面代用写真である。また、図１３は、同様に、１８０×１００画素で作成されたイラスト画像を、バイキュービック法により３６０×２００画素の２倍に拡大してディスプレイ上に表示した拡大画像（ａ）と、該拡大画像をアンシャープマスク処理してディスプレイ上に表示した画像（ｂ）とを示す図面代用写真である。
【００１０】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、不所望なリンギングの発生やノイズの強調を抑制してエッジ部分を強調できるとともに、ジャギーを有する拡大された画像に対しても、ジャギーを低減してエッジ部分を強調した画像を生成できる画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する請求項１に係る画像処理装置の発明は、
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出部と、
前記画素毎に、前記差分算出部で算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出部と、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出部で算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、
前記第２画像のエッジ強度を算出するエッジ強度算出部と、
前記エッジ強度算出部で算出されたエッジ強度に基づいて、エッジ強度が強い部分ほど前記第２画像データの比率を高くし、エッジ強度が弱い部分ほど前記第１画像データの比率を高くして、前記第１画像データと前記第２画像データとを合成する画像合成部と、
をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の画像処理装置において、
前記重み算出部は、次式の重み関数に基づいて前記重み値ｗを算出することを特徴とするものである。
［数１］
2010055410.tif 000006
ただし、ｘｉ，ｙｊは注目画素の座標、Ｎは正の定数、Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ）は水平方向差分値、Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）は垂直方向差分値を示す。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１，２または３に記載の画像処理装置において、
前記第１画像データは、多次元ベクトル値で表されるカラー画像データであり、前記画像処理装置は、前記多次元ベクトル値の成分毎に画像処理を行う、ことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、上記目的を達成する請求項５に係る発明は、
画像処理装置の画像処理方法であって、
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出ステップと、
前記画素毎に、前記差分算出ステップで算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出ステップと、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出ステップで算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理ステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、上記目的を達成する請求項６に係る画像処理プログラムの発明は、
画像処理装置として機能するコンピュータを、
第１画像データによって表される第１画像の画素毎に、該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向差分値および垂直方向差分値を算出する差分算出手段、
前記画素毎に、前記差分算出部で算出された前記水平方向差分値の絶対値および前記垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、該和が大きいほど値が小さくなる重み値を算出する重み算出手段、
前記画素毎に、該画素および該画素の周辺画素の各画素の画素値と、前記重み算出手段で算出された前記重み値と、に基づいて加重平均画素値を算出して、該加重平均画素値からなる第２画像データによって表される第２画像を生成する加重平均処理手段、
としてさらに機能させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、不所望なリンギングの発生やノイズの強調を抑制してエッジ部分を強調できるとともに、ジャギーを有する拡大された画像に対しても、ジャギーを低減してエッジ部分を強調した画像を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。なお、本明細書において、ある所定の画素に注目して説明する場合は、その画素を注目画素と記載する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像処理装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。この画像処理装置は、画像入力部１、差分算出部２、重み算出部３、加重平均処理部４、エッジ強度算出部５、画像合成部６、および、画像出力部７を有する。画像入力部１は、例えば、画像メモリやネットワーク等から写真やイラスト画像等の画像データを第１画像データとして入力し、その入力した第１画像データを、差分算出部２および画像合成部６に供給する。
【００２０】
差分算出部２は、入力した第１画像データによって表される第１画像に対し、画素毎に、当該画素の周辺画素における画素値に基づき水平方向および垂直方向における差分値をそれぞれ算出して、その算出した水平方向差分値および垂直方向差分値を重み算出部３に供給する。重み算出部３は、画素毎に、入力された水平方向差分値および垂直方向差分値の絶対値の和に基づいて、和が小さいほど値が大きくなり、和が大きくなるほど値が小さくなる重み関数を用いて重み値を算出し、その算出した重み値を加重平均処理部４に供給する。
【００２１】
加重平均処理部４は、注目画素と注目画素の周辺画素との各画素に対して、画素値に重み値を乗算して加重平均したものを注目画素の画素値（加重平均画素値）として、その加重平均画素値からなる画像データを第２画像データとしてエッジ強度算出部５および画像合成部６に供給する。エッジ強度算出部５は、入力する第２画像データによって表される第２画像のエッジ（輪郭）の強度を算出して、その結果を画像合成部６に供給する。
【００２２】
画像合成部６は、エッジ強度算出部５で算出されたエッジ強度に基づいて、エッジ強度が強い部分ほど、加重平均処理部４からの第２画像データの比率を高くし、エッジ強度が弱い部分ほど、画像入力部１からの第１画像データの比率を高くして、第１画像データと第２画像データとを合成し、これによりエッジ強調処理した画像データを生成して、その生成した画像データを画像出力部７に供給する。画像出力部７は、画像合成部６で生成された画像データを、図示しないディスプレイに画像として表示したり、画像メモリに格納したり、する。なお、第１画像データがＲＧＢ等の多次元ベクトルで表されるカラー画像データの場合は、その色信号成分毎に、すなわち多次元ベクトル値の成分毎に、上記一連の画像処理が行われる。
【００２３】
図２は、図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理の動作を示すフローチャートである。以下、図２に示すフローチャートを参照して、本実施の形態に係る画像処理装置の動作について、さらに詳細に説明する。
【００２４】
先ず、画像処理装置は、差分算出部２において、画像入力部１から入力した第１画像データの各画素に対して、水平方向差分値および垂直方向差分値をそれぞれ算出する（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。なお、水平方向差分値および垂直方向差分値は、同時にまたは逆の順序で算出してもよい。ここで、第１画像データに対して、ｘｉ，ｙｊを注目画素の座標、Ｉ（ｘｉ，ｙｊ）を画素値、Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ）およびＤｖ（ｘｉ，ｙｊ）をそれぞれ注目画素における水平方向差分値および垂直方向差分値とすると、それぞれの差分値Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ），Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）は、例えば次式で求めることができる。
【数５】
2010055410.tif 000007
【００２５】
あるいは、差分値Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ），Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）は、Sobelフィルタを用いて、次式で求めることができる。
【数６】
2010055410.tif 000008
【００２６】
次に、画像処理装置は、ステップＳ２０１，Ｓ２０２で算出した差分値Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ），Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）に応じて、重み算出部３において、画素の重み値を算出する（ステップＳ２０３）。ここで、注目画素（ｘｉ，ｙｊ）の重み値ｗ（ｘｉ，ｙｊ）は、例えば、次式の重み付け関数を用いて、水平方向差分値および垂直方向差分値の絶対値の和が小さいほど大きくなり、該和が大きくなるほど小さくなるように算出する。なお、次式において、Ｎは正の定数であり、例えば、Ｄｈ（ｘｉ，ｙｊ），Ｄｖ（ｘｉ，ｙｊ）が−２５５から２５５までの値をとる場合は、実質的に、Ｎ＝８／２５５程度とする。
［数１］
2010055410.tif 000009
【００２７】
図３は、重み算出部３で画素の重み値を算出する際に使用する重み付け関数の設定方法を説明するための図である。図３において、縦軸は重み値、横軸は差分値を示している。重み付け関数は、差分値が０のときに重み値が最大となり、差分値の絶対値が増加するに従い重み値が減少する関数とする。さらに、本実施の形態では、この関数に、ある差分値の絶対値ｄにおける重み値と、その差分値よりもＣだけ大きい（ｄ＋Ｃ）における重み値との比が、ｄの値によらず一定となるという性質を持たせる。例えば、差分値が「０」、「１０」のときの重み値の比と、差分値が「２４０」、「２５０」のときの重み値の比とを同じとする。つまり、加重平均処理における加重比が、差分値の差に基づくよう重み付け関数を決定する。すなわち、図３に示すような任意のｄ０，ｄ１において、次式を満たすような関数ｗ′を設定する。
【数７】
2010055410.tif 000010
【００２８】
上式において、例えば、ｗ′（ｄ）＝exp（−Ｎ・｜ｄ｜）とし、ｄ＞０、Ｃ＞０とすると、上式の重み値の比は、次式に示すように、ｄの値によらない定数で表すことができ、上記の性質を満たすことができる。
【数８】
2010055410.tif 000011
【００２９】
次に、この関数を２次元空間に拡張する。２次元空間では、垂直方向の重み値と水平方向の重み値との積を画素の重み値とする。これにより、次式から、上記［数１］に示した注目画素の重み値ｗ（ｘｉ，ｙｊ）を算出する重み付け関数が得られる。
【数９】
2010055410.tif 000012
【００３０】
次に、図２において、画像処理装置は、ステップＳ２０３で算出された重み値を用いて、加重平均処理部４において、注目画素とその周辺画素とについて、算出された重み値と画素値との加重平均を算出して、第２画像データを生成する（ステップＳ２０４）。ここで、第２画像データにおける注目画素（ｘｉ，ｙｊ）の画素値（加重平均画素値）ｆ（ｘｉ，ｙｊ）は、次式で表される。
【数１０】
2010055410.tif 000013
【００３１】
図４および図５は、加重平均処理部４による加重平均処理の基本原理を説明するための図で、図４はエッジ部分の加重平均処理を示し、図５はエッジ以外のフラットな部分の加重平均処理を示す。図４および図５において、（ａ）は画像をｘ軸に平行な線で切ったときの各画素の元の画素値を示し、（ｂ）は加重平均した画素値を示す。
【００３２】
エッジ部分では、図４（ａ）に示すように、エッジの前後における画素ｘ１やｘ６は、周辺画素との画素値の差分値が０であるため、重み値は大きな値となる。これに対し、エッジ領域内の画素ｘ３やｘ４は、周辺画素との画素値の差分が大きいため、重み値は小さな値となる。また、エッジ領域の始点や終点の画素ｘ２やｘ５における重み値は、それらの中間の値となる。したがって、図４（ａ）に示すエッジ部分の加重平均をとると、加重平均後のエッジ部分の画素値は、図４（ｂ）に示すようになる。すなわち、画素ｘ３やｘ４は、重み値が小さいため、加重平均をとることにより、より重み値の大きな画素ｘ２やｘ５の画素値に引っ張られる（近づく）ことになる。その結果、図４（ｂ）に示すように、リンギングが発生することなく、エッジ部分の画素値の傾斜が、図４（ａ）に示した元のエッジ部分の画素値の傾斜（図４（ｂ）に破線で示す）よりも大きくなって、エッジが鋭くなる。
【００３３】
また、エッジ以外のフラットな部分では、図５（ａ）に示すように、すべての画素で周辺画素との差分値がほぼ０となるので、重み値は大きな値となる。したがって、それらの加重平均をとると、すべての画素がほぼ同じ重み値を持つので、図５（ｂ）に示すように、各画素値はほぼ均等に混色され、よりフラットな画像となる。その結果、ノイズ等がぼかされて目立たなくなり、エッジ部分のみが強調されることになる。
【００３４】
次に、図２において、画像処理装置は、ステップＳ２０４で算出された第２画像データについて、エッジ強度算出部５でエッジ強度を算出する（ステップＳ２０５）。ここで、エッジ強度は、例えば、上記の［数５］や［数６］を用いて算出する。
【００３５】
その後、画像処理装置は、ステップＳ２０５で算出されたエッジ強度に基づいて、元画像データである第１画像データとステップ２０４の加重平均処理で算出された第２画像データとを合成する（ステップＳ２０６）。ここで、Ｒ（ｘｉ，ｙｊ）を第２画像データにおけるエッジ強度とすると、合成後の注目画素における画素値ｇ（ｘｉ，ｙｊ）は、次式で表される。なお、Ｒ（ｘｉ，ｙｊ）は、「０」から「１」までの値をとる。
【数１１】
2010055410.tif 000014
【００３６】
図６は、本実施の形態によるエッジ強調処理を説明する図面代用写真である。図６（ａ）は、第１画像データによって表される第１画像（入力画像）を示し、図６（ｂ）は、入力画像に対して、差分算出処理（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、重み算出処理（ステップＳ２０３）および加重平均処理（ステップＳ２０４）を行うことにより作成される第２画像データによって表される第２画像を示し、図６（ｃ）は、第２画像データに対してエッジ強度算出処理（ステップＳ２０５）を行うことにより作成されるエッジ強度画像を示し、図６（ｄ）は、画像合成処理（ステップＳ２０６）により生成される画像データによって表される合成画像を示す。
【００３７】
図６において、図６（ｂ）に示す第２画像は、エッジ部分が明瞭化されているが、フラット部分がぼやけるために、元画像である第１画像によっては、ディテールが消えてしまう場合もある。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、さらに、第２画像に対し、Sobelフィルタ等を用いてエッジ強度を算出して、図６（ｃ）に示すエッジ強度画像を生成する。ここで、第２画像は、エッジが明瞭化されノイズが除去されているので、第１画像からエッジ強度画像を得るよりも、画質の良好なエッジ強度画像が得られる。そして、このエッジ強度画像に基づいて、上記の「数１１」に従って、エッジ部分は第２画像データを強く、エッジ以外の部分は第１画像データを強くして合成する。これにより、図６（ｄ）に示すように、ディテールを保持しつつエッジ部分を明瞭化した合成画像を得ることができる。
【００３９】
次に、本実施の形態によるエッジ強調処理の具体例について説明する。
【００４０】
図７（ａ）〜（ｇ）は、第２画像の生成処理を説明するための図である。図７（ａ）は、第１画像の一部を示したものである。この画像は、左上が黒、右下が白で塗り分けられており、左下から右上に伸びる境界線上には３０％グレーの画素と７０％グレーの画素が交互に現れる。これは、バイリニア法やバイキュービック法によって２倍に拡大したときのエッジを模したものであり、白と黒の境界をグレーで補間することでジャギーが抑制されているが、グレー濃度が異なっているために、ジャギー感が残っている。
【００４１】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した画像の破線で囲った部分を拡大したもので、各画素の数字はグレー濃度を示している。図７（ｃ）は、図７（ｂ）の垂直方向差分値の絶対値を示し、図７（ｄ）は、図７（ｂ）の水平方向差分値の絶対値を示し、図７（ｅ）は、図７（ｃ）に示した垂直方向差分値の絶対値と、図７（ｄ）に示した水平方向差分値の絶対値とを加算した値を示したものである。
【００４２】
図７（ｆ）は、図７（ｅ）の加算値に従って算出した各画素の重み値を示したものである。図７（ｆ）から明らかなように、各画像の重み値は、左上と右下が大きく、白と黒の境界部分に相当する部分では小さくなる。これら９画素の画素値と重み値との加重平均をとったものが、中央の注目画素の画素値となる。ここで、Ｎが十分大きい場合、ｅ−Ｎやｅ−２Ｎは略０とみなすことができるので、この場合は、中央の注目画素の左上と右下の画素値を加えて２で割ったものが、注目画素のおおよその画素値になる。したがって、この場合は、左上の画素は黒であり、右下の画素は白であるので、中央の画素は５０％グレーとなる。
【００４３】
図７（ｇ）は、すべての画素について加重平均処理を行って作成した第２画像を示したものである。図７（ｇ）から明らかなように、第２画像は、白と黒の境界部分がすべて５０％グレーで置き換えられるので、ジャギーが消え、きれいなアンチエイリアスがかかったエッジとなる。このように、エッジ部分の重み値を小さくし、エッジ以外の部分の重み値を大きくして、エッジ部分の画素値を再計算することにより、ジャギーを低減する効果が得られる。
【００４４】
さらに、上記のようにして作成した第２画像と、図７（ａ）の第１画像とを、第２画像のエッジ強度に基づいて、エッジ部分では第２画像データを強く、エッジ以外の部分では第１画像データを強くして合成すれば、ディテールを保持しつつエッジ部分を明瞭化した合成画像を得ることができる。
【００４５】
図８は、本実施の形態によるエッジ強調処理をイラスト画像に適用したときの元画像とエッジ強調処理後の画像とのディスプレイ表示画像を比較して示す図面代用写真である。図８（ａ）は元画像（第１画像）であり、図８（ｃ）はその一部を拡大表示したものである。ここで、元画像は、１８０×１００画素で作成されたイラスト画像を、バイリニア法により３６０×２００画素の２倍に拡大したものである。
【００４６】
図８（ｂ）は、元画像に対して、本実施の形態によるエッジ強調処理を適用した画像であり、図８（ｄ）はその一部を拡大表示したものである。図８（ａ）と図８（ｂ）との比較、あるいは、図８（ｃ）と図８（ｄ）との比較から明らかなように、本実施の形態によれば、ジャギーがほとんど目立たなくなり、文字や円の輪郭が明瞭になっている。また、三角形のような図形においては、斜辺のような直線形状がきれいに再現できていることがわかる。本実施の形態は、特に、２倍拡大画像に適用した際に最も効果を発揮するが、２倍以上の拡大画像の他、一般的な輪郭がぼやけた画像や、ジャギーのある画像においてもエッジを明瞭化する効果が得られる。
【００４７】
図９は、本実施の形態によるエッジ強調処理を写真に適用したときの元画像とエッジ強調処理後の画像とのディスプレイ表示画像を比較して示す図面代用写真である。図９（ａ）は元画像であり、図９（ｂ）は元画像に対して本実施の形態によりエッジ強調処理を施した画像である。これらを比較すると、図９（ｂ）では、毛並の部分等のディテールは保持しつつも、目の輪郭部分等は明瞭化されていることがわかる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、重み算出部３は、上記［数１］で示した指数関数からなる重み付け関数に限らず、例えば、ｙ＝１／（１０ｘ＋１）、ｙ＝１／（ｘ２＋１）、などの分数関数からなる重み付け関数を用いて重み値を算出することもできる。また、上記実施の形態では、加重平均処理部４から出力される第２画像データにおけるエッジ強度を算出し、そのエッジ強度に基づいて、第２画像データと第１画像データとを合成して、最終的な出力画像データを生成するようにしたが、加重平均処理部４から出力される第２画像データを最終的な出力画像データとすることもできる。さらに、図１に示した画像処理装置は、コンピュータを含んで構成して、該コンピュータに、上述した画像入力部１、差分算出部２、重み算出部３、加重平均処理部４、エッジ強度算出部５、画像合成部６、および、画像出力部７の機能を、画像処理プログラムによって実現させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像処理装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した重み算出部で画素の重み値を算出する際に使用する重み付け関数の設定方法を説明するための図である。
【図４】図１に示した加重平均処理部によるエッジ部分の加重平均処理を説明するための図である。
【図５】図１に示した加重平均処理部によるエッジ以外のフラットな部分の加重平均処理を説明するための図である。
【図６】図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理を説明する図面代用写真である。
【図７】図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理での第２画像生成処理の具体例を説明するための図である。
【図８】図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理をイラスト画像に適用したときの元画像とエッジ強調処理後の画像とのディスプレイ表示画像を比較して示す図面代用写真である。
【図９】図１に示した画像処理装置によるエッジ強調処理を写真に適用したときの元画像とエッジ強調処理後の画像とのディスプレイ表示画像を比較して示す図面代用写真である。
【図１０】従来のアンシャープマスク処理を説明する図である。
【図１１】従来のアンシャープマスク処理によるリンギング発生前後の写真画像を比較して示す図面代用写真である。
【図１２】バイリニア法による拡大画像を従来のアンシャープマスク処理した場合の処理前後の画像を比較して示す図面代用写真である。
【図１３】バイキュービック法による拡大画像を従来のアンシャープマスク処理した場合の処理前後の画像を比較して示す図面代用写真である。
【符号の説明】
【００５０】
１  画像入力部
２  差分算出部
３  重み算出部
４  加重平均処理部
５  エッジ強度算出部
６  画像合成部
７  画像出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図１０】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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