(57)【要約】元画像の輝度勾配ヒストグラムの度数比率から拡大画像の目標となる輝度勾配ヒストグラムを算出し、当該目標となる輝度勾配ヒストグラムと輝度勾配を変化させた拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価しながら、拡大画像の輝度勾配の変化処理の実行を制御して、目標となる輝度勾配ヒストグラムと所定の一致度合になった拡大画像を、拡大処理の最終結果とする。
2011007395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元画像に拡大処理を施して拡大画像を生成する拡大処理部と、
前記拡大処理部で生成された拡大画像の輝度勾配を変化させる変化処理部と、
前記元画像上の隣接する画素間の輝度差分の度数を計数してなる輝度勾配ヒストグラムから、拡大画像の目標となる輝度勾配ヒストグラムを算出し、当該目標となる輝度勾配ヒストグラムと前記変化処理部で輝度勾配を変化させた拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価しながら、前記変化処理部による拡大画像の輝度勾配の変化処理の実行を制御して、前記目標となる輝度勾配ヒストグラムと所定の一致度合になった拡大画像を、拡大処理の最終結果とする評価部とを備えた画像処理装置。
【請求項２】
目標輝度勾配ヒストグラムは、元画像の輝度勾配ヒストグラムの度数比率を維持するように設定す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】
目標輝度勾配ヒストグラムは、元画像の長さ倍率を元画像の輝度勾配ヒストグラムに乗じた値を設定す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４】
変化処理部は、アンシャープマスクを用いて、拡大画像の輝度勾配を変化させ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５】
変化処理部は、デコンボリューションにより、拡大画像の輝度勾配を変化させ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６】
元画像に拡大処理を施して拡大画像を生成する拡大処理部と、
前記拡大処理部で生成された拡大画像の輝度勾配を変化させる変化処理部と、
前記元画像上の隣接する画素間の輝度差分の度数を計数してなる輝度勾配ヒストグラムから、拡大画像の目標となる輝度勾配最大最小値を算出し、当該目標となる輝度勾配最大最小値と前記変化処理部で輝度勾配を変化させた拡大画像との輝度勾配の最大値同士及び最小値同士の少なくとも一方の大小関係を評価しながら、前記変化処理部による輝度勾配の変化処理の実行を制御して、前記目標となる輝度勾配ヒストグラムの輝度差分の範囲を含む拡大画像を、拡大処理の最終結果とする評価部とを備えた画像処理装置。
【請求項７】
変化処理部は、アンシャープマスクを用いて、拡大画像の輝度勾配を変化させることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
変化処理部は、デコンボリューションにより、拡大画像の輝度勾配を変化させることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像の拡大処理を行う画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では、元画像の画素と画素の間に中間画素を与えて補間することで画像を拡大する手法が一般的である。補間の方法には、バイキュービック補間が広く用いられている（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、この補間方法は、画素間を滑らかに繋ぐことを目的としているために、補間した画像内でエッジがぼやけてしまい、元画像と比較して精細さが失われるという不具合がある。【０００３】
この不具合を解消するための従来の技術としては、例えば特許文献１に開示される画像処理装置がある。この装置は、画像を一定の大きさの領域に分割し、分割した領域ごとに算出したエッジ強度を所定の基準値と比較して、エッジ強度が基準値以上の領域と基準値未満の領域とで異なる拡大処理を施している。これにより、補間した画像におけるエッジのボケ発生が抑制され、高画質な拡大画像を得ることができる。【０００４】
なお、特許文献１では、エッジ強度が基準値以上の領域に対しては、この領域から算出された特徴量に基づいて拡大パラメータを算出し、この拡大パラメータと元画像の画素値とを用いて拡大画素値を生成する。また、エッジ強度が基準値未満である領域では、この領域から算出した特徴量を用いず、既定の補間式（最近傍法など）を適用して拡大画素値を生成する。このように、画像領域の特徴量を用いない一定の手順で拡大画素値を求める処理が含まれるために、拡大画像が元画像の印象を保持しているとは限らない。例えば、規定の補間式を用いた部分と強調した部分に元の画像にない不連続性や、部分ごとに異なったパラメータによって強調され、拡大画像が不自然な画像になる可能性があるという課題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、拡大画像のエッジのボケ発生を抑制でき、拡大画像で必要以上にエッジ強調されて不自然な画像になることを防止することができる画像処理装置を得ることを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５０４８１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】今里悠一、大橋昭南共著、「医用画像処理」、株式会社昭晃堂、１９９３年１０月３０日発行、ｐ．１２２〜１２６
【発明の概要】
【０００８】
この発明にかかる画像処理装置は、元画像に拡大処理を施して拡大画像を生成する拡大処理部と、拡大処理部で生成された拡大画像の輝度勾配を変化させる変化処理部と、元画像上の隣接する画素間の輝度差分の度数を計数してなる輝度勾配ヒストグラムから、拡大画像の目標となる輝度勾配ヒストグラムを算出し、当該目標となる輝度勾配ヒストグラムと変化処理部で輝度勾配を変化させた拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価しながら、変化処理部による拡大画像の輝度勾配の変化処理の実行を制御して、目標となる輝度勾配ヒストグラムと所定の一致度合になった拡大画像を、拡大処理の最終結果とする評価部とを備えるものである。
【０００９】
この発明によれば、元画像の輝度勾配ヒストグラムの度数比率から拡大画像の目標となる輝度勾配ヒストグラムを算出し、当該目標となる輝度勾配ヒストグラムと輝度勾配を変化させた拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価しながら、拡大画像の輝度勾配の変化処理の実行を制御して、目標となる輝度勾配ヒストグラムと所定の一致度合になった拡大画像を、拡大処理の最終結果とする。このようにすることで、拡大画像のエッジのボケ発生を抑制し、拡大した画像で必要以上にエッジ強調されて不自然な画像になることを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による画像処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】輝度が０から２５５までの値をとる画像の一部分を示す図である。
【図４】図３の画像の横方向に沿った輝度勾配を示す図である。
【図５】図３の画像の縦方向に沿った輝度勾配を示す図である。
【図６】図４及び図５の輝度勾配から求めた輝度勾配ヒストグラムデータを示す図である。
【図７】画像全体の輝度勾配ヒストグラムのグラフを示す図である。
【図８】図３の画像の拡大画像の目標ヒストグラムを示す図である。
【図９】補間手法を利用した拡大処理による輝度勾配ヒストグラムの変化の一例を示す図である。
【図１０】３次補間を利用した拡大処理による輝度勾配の変化を示す図である。
【図１１】アンシャープマスクの一例を示す図である。
【図１２】目標ヒストグラムと修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合の判定処理を説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態２による修正処理の終了判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１による画像処理装置１００は、元画像データ記憶部１０１、画像評価部（評価部）１０２、パラメータ保持部１０３、画像拡大処理部（拡大処理部）１０４、画像修正処理部（変化処理部）１０５及び拡大画像データ記憶部１０６を備える。なお、画像評価部１０２、パラメータ保持部１０３、画像拡大処理部１０４及び画像修正処理部１０５は、この発明の趣旨に従う画像処理用プログラムをコンピュータに読み込ませて、そのＣＰＵに実行させることにより、ハードウエアとソフトウエアが協働した具体的な手段として、当該コンピュータ上で実現することができる。
【００１２】
元画像データ記憶部１０１は、拡大処理の対象となる画像データ（元画像）を記憶する記憶部である。画像評価部１０２は、元画像の輝度勾配ヒストグラムから、当該元画像の拡大画像の最終結果の目標となる輝度勾配ヒストグラムを想定し、この目標となる輝度勾配ヒストグラムと輝度勾配の変化処理を施した拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価することにより、当該拡大画像の最終結果の輝度勾配に最も近付いた拡大画像を求める構成部である。なお、輝度勾配ヒストグラムとは、画像上で隣接する画素間の輝度差分の度数を計数してなるヒストグラムである。
【００１３】
パラメータ保持部１０３は、画像の拡大率等の拡大処理に必要なパラメータ（拡大パラメータ）を保持する記憶部である。画像拡大処理部１０４は、元画像の画素と画素の間に中間画素を与える補間によって元画像を拡大処理する構成部である。画像修正処理部１０５は、画像評価部１０２による評価に従い、画像拡大処理部１０４で得られた拡大画像に対して輝度勾配の変化処理を施し、画像を修正する構成部である。拡大画像データ記憶部１０６は、画像修正処理部１０５によって最終的に得られた拡大画像を格納する記憶部である。
【００１４】
次に動作について説明する。
図２は、実施の形態１による画像処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。
先ず、画像評価部１０２は、記憶部１０１から元画像データを取り出して、当該元画像の輝度勾配ヒストグラムを算出する（ステップＳＴ１）。ここで、図３から図７までを用いて、輝度勾配ヒストグラムの一例を説明する。
【００１５】
図３は、輝度が０から２５５までの値をとる画像の一部分（画像３０１）を示す図である。また、図４は、図３の画像３０１の横方向に沿った輝度勾配（輝度勾配３０２）を示している。例えば、画像３０１の左上の輝度値“１”から右隣（右横）の輝度値“１０”を引くことで、輝度勾配３０２の左上の値が“−９”となる。同様にして、画像３０１において、上記の“１０”から右隣の“９”を引くことにより、輝度勾配３０２の右上の値が“１”となる。画像３０１における中段の行の輝度値“５”“２０”“３５”、下段の行の輝度値“１０”“２４”“４０”についても、上記手順で輝度勾配を求めることで、図４の輝度勾配３０２が得られる。
【００１６】
図５は、図３の画像３０１の縦方向に沿った輝度勾配（輝度勾配３０３）を示している。輝度勾配３０３においては、例えば、画像３０１の左上の輝度値“１”から直下（縦隣）の輝度値“５”を引くことで、輝度勾配３０３の左上の値が“−４”となる。同様にして、画像３０１において、上記の“５”から直下の“１０”を引くことで、輝度勾配３０３の左下の値が“−５”となる。画像３０１における中央の列の輝度値“１０”“２０”“２４”、右側の列の輝度値“９”“３５”“４０”についても、上記手順で輝度勾配を求めることにより、図５の輝度勾配３０３が得られる。
【００１７】
図６は、図４及び図５の輝度勾配から求めた輝度勾配ヒストグラムデータ（データ３０４）を示す図である。輝度勾配ヒストグラムデータ３０４は、横方向の輝度勾配３０２と縦方向の輝度勾配３０３にある輝度勾配値の度数を計算することで求めることができる。画像３０１において、“−２５５”から“−２７”までの輝度勾配値は、輝度勾配３０２及び輝度勾配３０３の双方に含まれていないので度数は“０”となる。
また、輝度勾配値“−２６”は縦方向の輝度勾配３０３に１つだけあるので度数“１”となる。同様に、輝度勾配値“−２５”から“−１７”までは度数“０”であり、輝度勾配値“−１６”は度数“１”、輝度勾配値“−１５”は横方向の輝度勾配３０２に２つ、縦方向の輝度勾配３０３に１つあるので度数“３”となる。以下同様に輝度勾配値の度数を数える。
【００１８】
図７は、図６のデータ３０４を含む画像全体の輝度勾配ヒストグラムのグラフ（グラフ３０５）を示している。なお、グラフ３０５の横軸は輝度勾配の値であり、縦軸は輝度勾配に対応する度数の対数値である。一般に自然画像の輝度勾配ヒストグラムは、図７に示すグラフ３０５からもわかるように、中央の“０”の度数が大きく、周辺にいくに従って度数が下がっていく形状であることが知られている（例えば、参考文献１参照）。
（参考文献１）
Y.Weiss, W.Freeman, “ What makes a good model of natural images? ”，CVPR 2007.
【００１９】
図２の説明に戻る。画像評価部１０２は、元画像の輝度勾配ヒストグラムの算出が完了すると、今度はパラメータ保持部１０３の拡大パラメータにより、拡大画像の目標となる輝度勾配ヒストグラム（以下目標ヒストグラムと呼ぶ）を算出する（ステップＳＴ２）。
【００２０】
なお、この発明では、目標ヒストグラムの算出手法を限定するものではないが、画像を拡大した後も、輝度勾配ヒストグラムの度数比率が変化しないものと仮定すれば、拡大パラメータとして元画像を縦横２倍の計４倍にする拡大率が規定されている場合、拡大画像は、元画像の画素数の４倍となる。従って、輝度勾配ヒストグラムの度数も４倍になると仮定して目標ヒストグラムを求める。
図８は、図３の画像３０１を４倍に拡大した拡大画像の目標ヒストグラムを示す図である。図８に示す目標ヒストグラムデータ４０１は、図６に示した画像３０１の輝度勾配ヒストグラムデータ３０４の度数値をそれぞれ４倍にしたものである。
また、画像のエッジに着目すれば、長さ１のエッジは縦横２倍拡大で長さ２になり、面積ではなく長さの増加分だけ増えると考えられるので、拡大パラメータとして元画像を縦横２倍の拡大率が規定されている場合には、目標画像の輝度勾配ヒストグラムも元画像度数の２倍と設定する。
【００２１】
次に、画像拡大処理部１０４が、パラメータ保持部１０３の拡大パラメータに従って、元画像を拡大処理する（ステップＳＴ３）。なお、ここで利用される拡大パラメータは、画像評価部１０２が目標ヒストグラムの作成に利用したパラメータである。また、拡大処理される元画像は、ステップＳＴ１及びステップＳＴ２において、画像評価部１０２が、輝度勾配ヒストグラム及び目標ヒストグラムを作成した画像である。
【００２２】
画像拡大処理部１０４による拡大処理には補間手法を用いる。補間手法には、近隣４画素の線形補間で中間の輝度値を求めるバイリニア法や、近隣１６画素の３次補間によるバイキュービック法などがある。この発明では、拡大処理の手法を限定しないが、高画質の拡大が可能なバイキュービック法を用いる。
【００２３】
続いて、画像修正処理部１０５は、画像拡大処理部１０４で拡大された画像の輝度勾配ヒストグラムを目標ヒストグラムに近付けるよう、当該拡大画像に輝度勾配の変化処理を施して修正を行い、新たな拡大画像を生成する（ステップＳＴ４）。
【００２４】
図９は、補間手法を利用した拡大処理による輝度勾配ヒストグラムの変化の一例を示す図である。図９において、グラフ５０１が目標ヒストグラムのグラフである。また、グラフ５０２は、画像拡大処理部１０４で拡大された画像の輝度勾配ヒストグラムのグラフである。図９に示すように、拡大画像から得たグラフ５０２は、目標ヒストグラムのグラフ５０１よりも輝度差分が小さいヒストグラムになる。これは、補間処理が、複数の画素を滑らかに繋げる処理であるため、隣接する画素の中間に挿入される画素の輝度値は、その両端の画素の輝度値の中間の値になり、輝度勾配が小さくなるからである。
【００２５】
図１０は、３次補間を利用した拡大処理による輝度勾配の変化を示す図である。図１０において、点６０１ａ〜６０１ｄが元画像の輝度を示す点であり、曲線６０２が補間に用いる３次曲線を示す曲線である。また、輝度勾配６０３は、点６０１ａ，６０１ｄの中間の２点６０１ｂ，６０１ｃ間の元画像の輝度勾配（輝度差分）である。点６０４は、曲線６０２で求められた新たに挿入された補間点である。輝度勾配６０５ａは、点６０１ｂと補間点６０４との輝度勾配であり、輝度勾配６０５ｂは、補間点６０４と点６０１ｃとの輝度勾配である。このように、元画像の輝度勾配６０３が、補間点６０４により分割されて輝度勾配６０５ａ，６０５ｂになるため、全体としての輝度勾配が小さくなる。
【００２６】
そこで、画像修正処理部１０５は、パラメータ保持部１０３の拡大パラメータにより、画像拡大処理部１０４で拡大された画像の輝度勾配ヒストグラムを、目標ヒストグラムに近付ける修正処理を実行する。実施の形態１では、例えば、アンシャープマスクと呼ばれるエッジ強調処理を行う。なお、この発明は、画像修正処理部１０５による修正処理を、上記のエッジ強調処理に限定するものではない。
【００２７】
図１１は、アンシャープマスクの一例を示す図である。図１１に示すアンシャープマスク７０１と補間手法により拡大された拡大画像とを畳み込み演算することにより、エッジが強調された新たな拡大画像が得られる。エッジ強調により輝度差分は拡大されるため、新たな拡大画像の輝度勾配ヒストグラムは、図９に示すグラフ５０２よりもグラフ５０１に近いヒストグラムになる。なお、アンシャープマスクを用いる場合、変換精度の向上を図るため、処理前に画像の輝度値を整数値から浮動小数点値へ変換することが望ましい。
【００２８】
画像修正処理部１０５により修正処理で新たな拡大画像が得られると、画像評価部１０２は、当該修正処理を終了するか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ここでは、画像評価部１０２が、パラメータ保持部１０３に予め設定した最大繰り返し回数分だけ、ステップＳＴ４の修正処理を実行する間に、修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムと、目標ヒストグラムとの一致の度合を評価する。この度合から両者が一致したと評価されるか、もしくは、最大繰り返し回数に達すると、画像評価部１０２が、修正処理を終了すると判定する。
【００２９】
終了判定した場合（ステップＳＴ５；ＹＥＳ）、画像評価部１０２は、その旨を画像修正処理部１０５へ通知する。画像修正処理部１０５は、終了通知を受けると、修正処理後の拡大画像を記憶部１０６へ出力する（ステップＳＴ６）。これにより、拡大画像の生成処理が終了する。
一方、終了しないと判定すると（ステップＳＴ５；ＮＯ）、画像評価部１０２は、その旨を画像修正処理部１０５へ通知する。この通知を受けると、画像修正処理部１０５は、ステップＳＴ４へ戻って修正処理を繰り返す。
【００３０】
ここで、修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムと目標ヒストグラムとの一致度合の評価について説明する。別個の画像における輝度勾配ヒストグラムが完全に一致することはヒストグラムの合計が同じ場合であっても希である。さらに、縦横それぞれ２倍拡大時の目標ヒストグラムをエッジに着目して２倍とした場合、ヒストグラムの合計数が異なるので完全に一致することはない。そこで、この発明では、ある範囲で目標ヒストグラムと修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムとの各輝度勾配値の度数の差分を計算し、その差分の合計が“０”に最も近くなったときに一致したと判定する。
【００３１】
図１２は、目標ヒストグラムと修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合の判定処理を説明するための図である。図１２において、範囲８０１は、度数の差分計算を実行する範囲であり、“−２５５”から“−１０”まで、及び“１０”から“２５５”までとした。
差分８０２は、目標ヒストグラム（グラフ５０１）から、ステップＳＴ３で元画像を拡大した拡大画像の輝度勾配ヒストグラム（グラフ５０２）を引いた度数差分である。ステップＳＴ３の直後は、グラフ５０２の取り得る度数の値がグラフ５０１より小さいため、上記の度数差分は正の値になる。
グラフ８０３は、ステップＳＴ４における修正処理後の拡大画像の輝度勾配ヒストグラムのグラフである。また、差分８０４は、目標ヒストグラム（グラフ５０１）から、上記の輝度勾配ヒストグラムのグラフ８０３を引いた度数差分である。
【００３２】
ステップＳＴ４の修正処理を繰り返すと、グラフ５０２の幅は、徐々に広がっていく。この繰り返し処理の結果として、グラフ５０２からグラフ８０３になったものとする。また、ある範囲では、グラフ８０３の取り得る度数の値はグラフ５０１よりも小さく、別の範囲では、グラフ８０３の取り得る度数の値はグラフ５０１よりも大きい。
上述のように修正処理後の画像のグラフの幅は、徐々に広がっていくため、差分８０４は、ある状態を境に正の値から負の値に変化する。そこで、負の値に変わったときを目標ヒストグラムと修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムとが一致したと判定する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、元画像の輝度勾配ヒストグラムから拡大画像の目標ヒストグラムを算出し、当該目標ヒストグラムと、アンシャープマスクを用いて輝度勾配を変化させた拡大画像の輝度勾配ヒストグラムとの一致度合を評価しながら、拡大画像に対する輝度勾配の変化処理の実行を制御して、目標ヒストグラムと所定の一致度合になった拡大画像を、拡大処理の最終結果とする。
このようにすることで、元画像の輝度勾配ヒストグラムに近い画像を最終結果の拡大画像とすることができ、拡大画像のエッジのぼけを改善した画像を生成することができる。
また、元画像の輝度勾配ヒストグラムと所定の一致度合になった時点で、エッジ強調処理を終了するので、自然な画像が得られるという特徴がある。これにより、不要にエッジ強調が続行されてエッジが必要以上に強調された不自然な画像となったり、ノイズが強調されアーチフェクトが発生してしまうことを防ぐことができる。
【００３４】
実施の形態２．
この実施の形態２では、当初拡大画像から元画像の輝度勾配に近い拡大画像へ修正するための修正処理を、輝度差分の最大値と最小値で規定される終了条件で実施する。なお、実施の形態２による画像処理装置の基本的な構成は、上記実施の形態１で図１を用いて説明したものと同一であるが、画像評価部１０２による終了判定の内容が異なる。従って、以降の説明において、画像処理装置の構成については図１を参照する。
【００３５】
次に動作について説明する。
図１３は、この発明の実施の形態２による修正処理の終了判定を説明するための図である。なお、修正処理の終了判定以外は上記実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。図１３において、最小値９０１は、目標ヒストグラム（グラフ５０１）で１以上の度数を持つ輝度差分の最小値である。最大値９０２が、目標ヒストグラム（グラフ５０１）で１以上の度数を持つ輝度差分の最大値である。
また、最小値９０３は、図２のフローチャートのステップＳＴ４にて修正された拡大画像の輝度勾配ヒストグラム（グラフ８０３）で１以上の度数を持つ輝度差分の最小値である。最大値９０４が、上記修正された拡大画像の輝度勾配ヒストグラム（グラフ８０３）で１以上の度数を持つ輝度差分の最大値である。
【００３６】
図１３の左側グラフに示すように、目標ヒストグラムの最大値９０２は、図２のフローチャートのステップＳＴ３で元画像を拡大した当初の拡大画像の輝度勾配ヒストグラム（グラフ５０２）の最大値９０２ａよりも大きい。また、目標ヒストグラムの最小値９０２は、当初の拡大画像の輝度勾配ヒストグラム（グラフ５０２）の最小値９０１ａよりも小さい。
【００３７】
この後、ステップＳＴ４の修正処理を実行することで、輝度差分の絶対値は大きくなるため、輝度勾配ヒストグラムの最大値はより大きく、最小値はより小さくなる。目標ヒストグラムの最小値９０１よりも、上記の修正処理後の画像の輝度勾配ヒストグラムの最小値９０３が小さくなることを修正処理の終了条件とした場合が、図１３の右側グラフである。
【００３８】
画像評価部１０２は、上記実施の形態１と同様にして元画像の輝度差分を求め、その最大値と最小値を特定し、さらにパラメータ保持部１０３に保持された拡大パラメータから目標ヒストグラムにおける輝度差分の最大値と最小値を求める。
次に、画像評価部１０２は、目標ヒストグラムと、ステップＳＴ４で修正処理された画像とにおける輝度差分の最大値及び最小値の少なくとも一方の大小関係を評価しながら、画像修正処理部１０５による修正処理の実行を制御する。
このとき、上記の大小関係の評価から、修正処理された拡大画像の輝度差分の範囲が目標ヒストグラムの輝度差分の範囲を含む場合、画像評価部１０２は、画像修正処理部１０５による修正処理の実行を終了させて、当該修正処理された拡大画像を最終結果とする。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、目標ヒストグラムと輝度勾配を変化させた拡大画像との輝度差分の最大値同士及び最小値同士の少なくとも一方の大小関係を評価しながら、拡大画像に対する輝度勾配の変化処理の実行を制御して、目標ヒストグラムの輝度差分の範囲を含む拡大画像を、拡大処理の最終結果とする。
このようにすることで、上記実施の形態１と同様に、元画像の輝度勾配ヒストグラムに近い画像を最終結果の拡大画像とすることができ、拡大画像のエッジのぼけを改善した画像を生成することができる。また、計算負荷が大きい輝度勾配ヒストグラムの一致度合の評価を行う必要がないため、高速に終了条件を判断できる。
【００４０】
なお、上記実施の形態２において、最大値９０４が最大値９０２より大きくなったときを終了条件とする場合や、最小値９０３が最小値９０１より小さくなり、かつ最大値９０４が最大値９０２より大きくなったときを終了条件とした場合であっても同等の効果が得られる。
【００４１】
また、上記実施の形態１及び上記実施の形態２では、ステップＳＴ４の修正処理でアンシャープマスク７０１を用いる場合を示したが、上記実施の形態１及び上記実施の形態２において、デコンボリューションによる修正処理を行ってもよい。
デコンボリューションでは、エッジのボケを表現する関数をＦとし、求める拡大画像をＬとし、画像拡大処理部１０４が、ステップＳＴ３で生成した当初の拡大画像をＩとし、畳み込み演算を“×”で表現した場合に、下記式（１）が成り立つと仮定して、上記のＬを求めるものである。
Ｉ＝Ｆ×Ｌ      ・・・（１）
【００４２】
例えば、Ｆをガウシアンと仮定し、“Ｆ×Ｌ−Ｉ”を最小化するＬを勾配法で求める。具体的には、Ｖ＝Ｆ×Ｌ−ＩのＬに関する偏微分値をＬの差分ｄＬとして、Ｌ＝Ｌ＋ｄＬの更新を繰り返すことにより、拡大画像Ｌを求める。このとき、一回のＬ＝Ｌ＋ｄＬの更新をステップＳＴ４の修正処理とみなし、繰り返し演算の途中で得られるＬに対して、ステップＳＴ５の終了判定を適用する。
【００４３】
このようにデコンボリューションでは、アンシャープマスクを用いた一方的な輝度差分の拡大処理と異なり、元画像の輝度勾配との相違を最小化する処理を実行している。このため、Ｆを適切に与えれば、より元画像の輝度勾配に近い最適な拡大画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明に係る画像処理装置は、元画像を拡大した画像におけるエッジのボケ発生を抑制でき、また拡大した画像で必要以上にエッジ強調されて不自然な画像になることを防止することができることから、画像の拡大処理を行う画像処理装置に有用である。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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