(57)【要約】  画像内に斜め方向の線がある場合でも、輪郭補正を適切に実行可能にする。第１補正部（１１）は水平方向と垂直方向の輪郭補正を行うための第１補正量を算出し、第２補正部（１２）は所定角度の斜め線に直交する方向における輪郭補正を行うための第２補正量を算出する。斜め度合検出部（１３）は画像が所定角度の斜め線に近似している程度を表す斜め度合を検出する。信号補正部（２０）は、第１補正量および第２補正量を斜め度合に応じて調整し、調整後の補正量を用いて、輝度信号を補正する。
2014091720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号が表す画像の輪郭を補正する輪郭補正装置であって、
前記輝度信号から、水平方向および垂直方向における輪郭補正を行うための第１補正量を算出する第１補正部と、
前記輝度信号から、所定角度の斜め線に直交する方向における輪郭補正を行うための第２補正量を算出する第２補正部と、
前記輝度信号から、画像が前記所定角度の斜め線に近似している程度を表す、斜め度合を検出する斜め度合検出部と、
前記第１補正量および前記第２補正量を、前記斜め度合に応じて調整し、調整後の補正量を用いて、前記輝度信号を補正する信号補正部とを備えた
ことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項２】
請求項１において
前記信号補正部は、
前記斜め度合が高いほど、前記第１補正量の効果を小さく前記第２補正量の効果を大きくし、前記斜め度合が低いほど、前記第１補正量の効果を大きく前記第２補正量の効果を小さくする
ことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記斜め度合検出部は、前記所定角度の方向における輝度差分累積値を算出し、この輝度差分累積値から、前記斜め度合を算出する
ことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項において、
前記信号補正部は、
前記第１補正量を、前記斜め度合に応じて調整する第１調整部と、
前記第２補正量を、前記斜め度合に応じて調整する第２調整部と、
前記輝度信号に、前記第１調整部による調整後の前記第１補正量と、前記第２調整部による調整後の前記第２補正量とを、加算する補正量加算部とを備え、
前記第１調整部は、前記第１補正量を、前記斜め度合が高いほど小さくなり、前記斜め度合が低いほど大きくなるように、調整し、
前記第２調整部は、前記第２補正量を、前記斜め度合が高いほど大きくなり、前記斜め度合が低いほど小さくなるように、調整する
ことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記斜め度合検出部は、前記斜め度合として、０〜１の範囲に正規化された値ＤＤを出力するものであり、
前記第１調整部は、前記第１補正量に、値（１−ＤＤ）を乗じるものであり、
前記第２調整部は、前記第２補正量に、値ＤＤを乗じるものである
ことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項記載の輪郭補正装置を備えた画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理に関するものであり、特に、画像の輪郭を補正する輪郭補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像内のエッジを視覚的により鮮明にするために、画像の輪郭を強調表示する技術が用いられている。特許文献１では、輝度信号の変化に応じて輪郭信号のゲインを非線形に切り替えて、視覚的に違和感の少ない輪郭補正を実現している。また特許文献２のように、水平方向の輪郭補正信号及び垂直方向の輪郭補正信号を映像信号に加算することによって、２次元的に画像の輪郭を強調し、鮮鋭度を向上することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−３６８８４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２５２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、水平方向および垂直方向において輪郭補正が行われるため、画像内に斜め方向の線がある場合には、この斜め線に対して、水平方向と垂直方向の両方において輪郭補正がかかってしまう。これにより、斜め線に対する輪郭補正が過補正になってしまい、ジャギーやシュートが過度に強調され、この結果、画質の品位が低下してしまうという問題があった。【０００５】
本開示は、画像内に斜め方向の線がある場合でも、輪郭補正を適切に実行可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様では、輝度信号が表す画像の輪郭を補正する輪郭補正装置は、前記輝度信号から、水平方向および垂直方向における輪郭補正を行うための第１補正量を算出する第１補正部と、前記輝度信号から、所定角度の斜め線に直交する方向における輪郭補正を行うための第２補正量を算出する第２補正部と、前記輝度信号から、画像が前記所定角度の斜め線に近似している程度を表す斜め度合を検出する斜め度合検出部と、前記第１補正量および前記第２補正量を前記斜め度合に応じて調整し、調整後の補正量を用いて前記輝度信号を補正する信号補正部とを備えている。【０００７】
この態様によると、斜め度合検出部において、画像が所定角度の斜め線に近似している程度を表す斜め度合が検出される。そして信号補正部において、水平方向および垂直方向における輪郭補正を行うための第１補正量と、所定角度の斜め線に直交する方向における輪郭補正を行うための第２補正量とが、検出された斜め度合に応じて調整され、調整後の補正量を用いて輝度信号が補正される。これにより、画像内の縦線や横線には水平方向および垂直方向における輪郭補正をかけつつ、斜め線には、過補正がかかることを回避して適切な斜め方向の輪郭補正をかけることができる。したがって、画像内に斜め方向の線がある場合でも、輪郭補正を適切に実行可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、画像内に斜め方向の線がある場合でも、輪郭補正を適切に実行可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る輪郭補正装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る輪郭補正装置の具体的な構成例である。
【図３】（ａ），（ｂ）は斜め度合検出を説明するための図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は斜め度合検出を説明するための図である。
【図５】斜め輪郭補正を説明するための図である。
【図６】実施形態における水平垂直輪郭補正と斜め輪郭補正とのブレンド方法の例である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は実施形態の効果を示す画像例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本実施形態に係る輪郭補正装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る輪郭補正装置は、入力された輝度信号が表す画像の輪郭を、例えばよりシャープになるように、補正するものである。
【００１２】
図１に示す輪郭補正装置は、第１補正部としての水平垂直輪郭補正部１１と、第２補正部としての斜め輪郭補正部１２と、斜め度合検出部１３と、信号補正部２０とを備えている。水平垂直輪郭補正部１１は、入力輝度信号から、水平方向および垂直方向における輪郭補正を行うための補正量を算出する。画像中の横線は垂直方向における輪郭補正によって強調され、縦線は水平方向における輪郭補正によって強調される。斜め度合検出部１３は、画像が所定角度の斜め線にどの程度近いか、いわゆる斜め線らしさを示す斜め度合を検出する。すなわち、斜め度合は、画像が所定角度の斜め線に近似している程度を表す評価値である。斜め輪郭補正部１２は、入力輝度信号から、所定角度の斜め線に直交する方向における輪郭補正を行うための補正量を算出する。このときの所定角度は、斜め度合検出部１３によって斜め度合が検出された際の斜め線の所定角度と同一であることが好ましい。
【００１３】
信号補正部２０は、水平垂直輪郭補正部１１から出力された補正量と、斜め輪郭補正部１２から出力された補正量とを、斜め度合検出部１３によって検出された斜め度合に応じて調整する。そして、調整後の補正量を用いて、入力輝度信号を補正し、出力輝度信号として出力する。言いかえると、水平垂直輪郭補正と斜め輪郭補正とを、斜め度合に応じてブレンドして、輝度信号に適用している。
【００１４】
画像中の横線は垂直方向における輪郭補正によって強調され、縦線は水平方向における輪郭補正によって強調される。一方、画像中の斜め線は、垂直方向における輪郭補正と水平方向における輪郭補正との両方によって強調されてしまうため、水平垂直輪郭補正のみでは過補正になってしまう。そこで、信号補正部２０は、斜め度合が高いほど、水平垂直輪郭補正部１１から出力された補正量の効果を小さく、斜め輪郭補正部１２から出力された補正量の効果を大きくする。また、斜め度合が低いほど、水平垂直輪郭補正部１１から出力された補正量の効果を大きく、斜め輪郭補正部１２から出力された補正量の効果を小さくする。これにより、画像中の斜め線は、水平垂直輪郭補正によって過補正されることなく、斜め輪郭補正によって適切に補正される。
【００１５】
図１の信号補正部２０は、第１調整部１４、第２調整部１５、および補正量加算部１６を備えている。第１調整部１４は、水平垂直輪郭補正部１１から出力された補正量を、斜め度合に応じて調整する。第２調整部１５は、斜め輪郭補正部１２から出力された補正量を、斜め度合に応じて調整する。補正量加算部１６は、入力輝度信号に、第１調整部１４による調整後の補正量と、第２調整部１５による調整後の補正量とを加算する。ここで、第１調整部１４は、水平垂直輪郭補正部１１から出力された補正量を、斜め度合が高いほど小さくなり、斜め度合が低いほど大きくなるように、調整する。また、第２調整部１５は、斜め輪郭補正部１２から出力された補正量を、斜め度合が高いほど大きくなり、斜め度合が低いほど小さくなるように、調整する。これにより、水平垂直輪郭補正と斜め輪郭補正とが、斜め度合に応じてブレンドされて、輝度信号に適用される。
【００１６】
図２は本実施形態に係る輪郭補正装置の具体的な構成例を示す図である。図２の構成では、図１の水平垂直輪郭補正部１１が水平輪郭補正部１１ａおよび垂直輪郭補正部１１ｂによって構成されており、図１の第１調整部１４が乗算部１４ａ，１４ｂによって構成されている。また、図１の第２調整部１５が乗算部１５ａによって構成されている。さらに、斜め度合検出部１３は、４５度方向（右上がり）または１３５度方向（左上がり）の斜め線に関する斜め度合を検出するものとし、斜め度合を示す指標として、０〜１の範囲に正規化された値ＤＤを算出するものとする。値ＤＤは、斜め度合が最も高いとき「１」、斜め度合が最も低いとき「０」になる。そして、乗算部１４ａ，１４ｂは、補正量に値（１−ＤＤ）を乗じ、乗算部１５ａは、補正量に値ＤＤを乗じる。これにより、補正量の調整が行われる。
【００１７】
図３を用いて、斜め度合検出部１３における信号処理の例について説明する。図３（ａ）は輝度信号が表す画像の一部であり、４５度方向の斜め線が含まれている。ここでは、斜め度合の算出に、斜め方向に連続する画素の輝度差分の累積値を用いるものとする。これは、斜め線を構成する画素同士は輝度の差分が小さい、ということを前提としている。
【００１８】
図３（ａ）において、４５度方向または１３５度方向の斜め線に関する斜め度合を、連続する５画素を用いて算出する。いま、（３）が記された画素を着目画素とする。このとき、４５度方向の輝度差分累積値ＤＩＦＦ４５は、
ＤＩＦＦ４５
＝ＡＢＳ（（１）−（２））＋ＡＢＳ（（２）−（３））＋ＡＢＳ（（３）−（４））＋ＡＢＳ（（４）−（５））
１３５度方向の輝度差分累積値ＤＩＦＦ１３５は、
ＤＩＦＦ１３５
＝ＡＢＳ（Ａ−Ｂ）＋ＡＢＳ（Ｂ−（３））＋ＡＢＳ（（３）−Ｃ）＋ＡＢＳ（Ｃ−Ｄ）
となる。なお、ＡＢＳは絶対値演算を表し、括弧入り数字およびアルファベットは当該画素の輝度値を示す。
【００１９】
そして、図３（ｂ）に示すような関数ｆ（ｘ）を用いて、ＭＩＮ（ＤＩＦＦ４５，ＤＩＦＦ１３５）すなわちＤＩＦＦ４５およびＤＩＦＦ１３５のうち小さい方の値から、値ＤＤを算出する。関数ｆ（ｘ）は、ＭＩＮ（ＤＩＦＦ４５，ＤＩＦＦ１３５）が小さいほどＤＤの値が「１」に近づき、ＭＩＮ（ＤＩＦＦ４５，ＤＩＦＦ１３５）が大きいほどＤＤの値が「０」に近づくような関数である。また、
ＤＩＦＦ４５  ＜  ＤＩＦＦ１３５
（すなわち、ＭＩＮ（ＤＩＦＦ４５，ＤＩＦＦ１３５）＝ＤＩＦＦ４５）
のときは、４５度の斜め線と判断し、
ＤＩＦＦ４５  ＞  ＤＩＦＦ１３５
（すなわち、ＭＩＮ（ＤＩＦＦ４５，ＤＩＦＦ１３５）＝ＤＩＦＦ１３５）
のときは、１３５度の斜め線と判断する。この判断結果は、斜め度合検出部１３から斜め輪郭補正部１２に送られる。
【００２０】
図３（ａ）の画像の例では、右上がりの斜め線が含まれているため、ＤＩＦＦ４５の値は非常に小さくなる。このため、ＤＤの値は「１」となる。また、ＤＩＦＦ４５＜ＤＩＦＦ１３５であるため、４５度の斜め線と判断される。
【００２１】
図４（ａ）は輝度信号が示す画像の他の例であり、右上がりではあるが２２．５度方向の斜め線が含まれている。図４（ａ）の場合も、ＤＩＦＦ４５＜ＤＩＦＦ１３５であるため、４５度の斜め線と判断される。ただし、ＤＩＦＦ４５の値は、図３（ａ）の場合よりも大きくなる。すなわち、４５度の斜め線が含まれているときのＤＩＦＦ４５をＤＩＦＦ４５（４５）とし、２２．５度の斜め線が含まれているときのＤＩＦＦ４５をＤＩＦＦ４５（２２．５）とすると、
ＤＩＦＦ４５（４５）  ＜  ＤＩＦＦ４５（２２．５）
となる。このため、図４（ｂ）に示すように、関数ｆ（ｘ）を調整することによって、例えば２２．５度の斜め線のときはＤＤを「０．５」にすることが可能となる。
【００２２】
この関数ｆ（ｘ）の形状は、図３および図４に示したものに限られるものではなく、例えば曲線を有していてもよい。また、公知の手法を利用して、関数ｆ（ｘ）の形状を装置外部から調整可能なように構成してもかまわない。
【００２３】
次に、図５を用いて、斜め輪郭補正部１２における信号処理について説明する。いま、図５に示す画像に対して、斜め度合検出部１３によって４５度の斜め線と判断されたものとする。このとき、この４５度方向に直交する方向すなわち１３５度方向において、補正量を算出する。例えば、（３）が記された画素を着目画素とすると、図中の破線で囲まれた画素の輝度値を用いて、補正量を計算する。
【００２４】
ここで行う処理としては例えば、斜めＢＰＦ、斜めトランジェント補正などがある。斜めＢＰＦは、ＢＰＦ(Band Pass Filter)を斜め方向ここでは１３５度方向にかけて、エッジにシュートを付加する方法である。フィルタ係数が（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）の５タップフィルタを用いる場合、着目画素（３）のフィルタ出力は、
ａ×Ａ＋ｂ×Ｂ＋ｃ×（３）＋ｄ×Ｃ＋ｅ×Ｄ
となる。斜めトランジェント補正は、斜め方向ここでは１３５度方向において、入力輝度信号から補正信号を減じることによってエッジを急峻にする方法である。なお、斜め方向の輪郭補正は、これらの方法に限られるものではない。
【００２５】
図６は本実施形態における水平垂直輪郭補正と斜め輪郭補正とのブレンド方法の例を示す図である。まず、画像の絵柄に横線や縦線が含まれている場合には、斜め度合を示す値ＤＤは「０」になる。このとき、乗算器１４ａ，１４ｂには値「１」が与えられる一方、乗算器１５ａには値「０」が与えられる。この結果、入力輝度信号に加算される補正量は、
（水平補正量＋垂直補正量）×１＋斜め補正量×０
＝水平補正量＋垂直補正量
となる。
【００２６】
また、画像の絵柄に所定角度、ここでは４５度または１３５度の斜め線が含まれている場合には、斜め度合を示す値ＤＤは「１」になる。このとき、乗算器１４ａ，１４ｂには値「０」が与えられる一方、乗算器１５ａには値「１」が与えられる。この結果、入力輝度信号に加算される補正量は、
（水平補正量＋垂直補正量）×０＋斜め補正量×１
＝斜め補正量
となる。つまり、水平方向および垂直方向の輪郭補正は行われず、斜め方向の輪郭補正のみが行われる。
【００２７】
さらに、画像の絵柄に所定角度の斜め線に近い絵柄、例えば図４（ａ）に示すような２２．５度の斜め線が含まれている場合には、斜め度合を示す値ＤＤは「０．５」になる。このとき、乗算器１４ａ，１４ｂには値「０．５」が与えられる一方、乗算器１５ａには値「０．５」が与えられる。この結果、入力輝度信号に加算される補正量は、
（水平補正量＋垂直補正量）×０．５＋斜め補正量×０．５
となる。つまり、水平方向および垂直方向の輪郭補正と、斜め方向の補正とが、強度が弱められて行われる。
【００２８】
図７は本実施形態の効果を示す。図７（ａ）に示す４５度斜め線が含まれた入力画像に対して、従来の方法では、図７（ｂ）に示すように、水平輪郭補正と垂直輪郭補正の両方がかかるため、斜め線に対して過補正となってしまい、ジャギーやシュートが強調され過ぎて、画質品位が劣化する。これに対して本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、斜め線に対して、水平方向および垂直方向の輪郭補正は行われず、斜め方向の輪郭補正のみが行われるので、適切な輪郭補正が実現される。
【００２９】
なお、本実施形態では、斜め度合を示す指標値として正規化された値ＤＤを算出し、値ＤＤと値（１−ＤＤ）とを補正量に乗じるものとしたが、斜め度合に応じた補正量の調整方法はこれに限られるものではない。例えば、斜め度合検出部１３が、検出した斜め度合に応じて、各補正量に乗じる値をそれぞれ設定してもよい。またこの場合に、斜め度合と補正量調整との関係性を、装置外部から制御可能なようにしてもかまわない。あるいは、斜め度合検出部１３が、検出した斜め度合を第１調整部１４および第２調整部１５に与えて、第１調整部１４および第２調整部１５がそれぞれ、斜め度合に応じて補正量を調整するようにしてもかまわない。
【００３０】
また、本実施形態では、斜め度合を検出する際の斜め線の角度を４５度または１３５度としたが、これに限られるものではない。また例えば、斜め輪郭補正部１２および斜め度合検出部１３を複数個設けて、斜め方向の輪郭補正を複数種類組み合わせて実行してもかまわない。
【００３１】
また、信号補正部２０の内部構成は、図１や図２に示したものに限られるものではなく、水平垂直輪郭補正と斜め輪郭補正とを、斜め度合に応じてブレンドして、輝度信号に適用できる構成であれば、どのようなものであってもよい。
【００３２】
また、本実施形態で示した各部の全てまたは一部は、回路またはハードウェアで構成されていてもよいし、あるいは、ソフトウェアをプロセッサで実行することによって実現してもかまわない。
【００３３】
また、本実施形態に係る輪郭補正装置は、例えば、画像を表示したり、画像をモニターに出力したりする画像処理装置に用いられる。画像処理装置の例としては、タブレット、スマートフォン、ＴＶ装置、各種の映像プレーヤー等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本開示では、画像内に斜め方向の線がある場合でも輪郭補正を適切に実行可能であるので、例えば、タブレットやスマートフォン等において、画像をより鮮明に画面に表示するのに有効である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  水平垂直輪郭補正部（第１補正部）
１１ａ  水平輪郭補正部
１１ｂ  垂直輪郭補正部
１２  斜め輪郭補正部（第２補正部）
１３  斜め度合検出部
１４  第１調整部
１４ａ，１４ｂ  乗算部
１５  第２調整部
１５ａ  乗算部
１６  補正量加算部
２０  信号補正部
【図１】
2014091720.tif 000003
【図２】
2014091720.tif 000004
【図６】
2014091720.tif 000005
【図３】
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【図４】
2014091720.tif 000007
【図５】
2014091720.tif 000008
【図７】
2014091720.tif 000009
【国際調査報告】
2014091720.tif 000010
2014091720.tif 000011
2014091720.tif 000012
2014091720.tif 000013