(57)【要約】【課題】  画像データのディテールの再現性を向上した画像処理技術を提供する。【解決手段】  画像データを複数の画素空間に分割し、この画素空間毎に、水平方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの傾き量を示す水平方向傾斜値および垂直方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの傾き量を示す垂直方向傾斜値を算出し、前記複数の画素空間の各々に対応する、平均階調レベル、前記水平方向傾斜値および前記垂直方向傾斜値に基づいて、前記画素空間毎に、置換画素値を算出し、前記画像データからディテール性を抽出し、前記複数の画素空間の各々に対し、処理対象の画素空間内の全ての画素値を前記置換画素値を用いて置換する画素値置換処理を実行する工程であって、前記ディテール性に基づいて前記画素値置換処理を抑制する工程を具備することを特徴とする画像処理方法。【選択図】      図６
2008310501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを複数の画素空間に分割し、この画素空間毎に、水平方向に並んだ画素それ
ぞれの階調レベルの傾き量を示す水平方向傾斜値および垂直方向に並んだ画素それぞれの
階調レベルの傾き量を示す垂直方向傾斜値を算出する傾き算出手段と、
前記複数の画素空間の各々に対応する、平均階調レベル、前記水平方向傾斜値および前
記垂直方向傾斜値に基づいて、前記画素空間毎に、置換画素値を算出する置換画素値算出
手段と、
前記画像データからディテール性を抽出するディテール抽出手段と、
前記複数の画素空間の各々に対し、処理対象の画素空間内の全ての画素値を前記置換画
素値を用いて置換する画素値置換処理を実行する画素値置換手段であって、前記ディテー
ル抽出手段で得られたディテール性に基づいて前記画素値置換処理を抑制する画素値置換
手段とを
具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ディテール性の抽出は、更に前記置換画素値も用いて行う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】
前記画素値置換処理の抑制は、前記ディテール性が有ると判定された場合に行うことを
特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画素値置換処理の抑制は、前記ディテール性の程度に基づき前記画像データと前記
置換画素値とをブレンドして行う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】
前記ディテール性の抽出は、前記画像データの画素と前記置換画素との差分に基づき算
出することによって行うことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記ディテール性の抽出は、ＭＴシステムに基づき算出することによって行うことを特
徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
画像データを複数の画素空間に分割し、この画素空間毎に、水平方向に並んだ画素それ
ぞれの階調レベルの傾き量を示す水平方向傾斜値および垂直方向に並んだ画素それぞれの
階調レベルの傾き量を示す垂直方向傾斜値を算出する傾き算出手段と、
前記複数の画素空間の各々に対応する、平均階調レベル、前記水平方向傾斜値および前
記垂直方向傾斜値に基づいて、前記画素空間毎に、置換画素値を算出する置換画素値算出
手段と、
前記画像データからディテール性を抽出するディテール抽出手段と、
前記複数の画素空間の各々に対し、処理対象の画素空間内の全ての画素値を前記置換画
素値を用いて置換する画素値置換処理を実行する画素値置換手段であって、前記ディテー
ル抽出手段で得られたディテール性に基づいて前記画素値置換処理を抑制する画素値置換
手段と、
前記画素値置換手段の出力を表示する表示手段とを
具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
画像データを複数の画素空間に分割し、この画素空間毎に、水平方向に並んだ画素それ
ぞれの階調レベルの傾き量を示す水平方向傾斜値および垂直方向に並んだ画素それぞれの
階調レベルの傾き量を示す垂直方向傾斜値を算出し、
前記複数の画素空間の各々に対応する、平均階調レベル、前記水平方向傾斜値および前
記垂直方向傾斜値に基づいて、前記画素空間毎に、置換画素値を算出し、
前記画像データからディテール性を抽出し、
前記複数の画素空間の各々に対し、処理対象の画素空間内の全ての画素値を前記置換画
素値を用いて置換する画素値置換処理を実行する工程であって、前記ディテール性に基づ
いて前記画素値置換処理を抑制する工程を
具備することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理技術に係わり、特に画像データのディテールの再現性向上に関する
。
【背景技術】
【０００２】
デジタルテレビやパソコンにおいて、表示画像の階調補間処理を行う画像処理方法が用
いられている。
例えば量子化の粗さに起因する縞模様や微小なノイズ成分を目立たなくするニーズがあ
る。しかし従来の方法により、本来穏やかに階調が変化するところに見られていた量子化
の粗さに起因する縞模様や微小なノイズ成分を目立たなくしようとすると、置換処理によ
り画像のディテールを失ってしまう場合があった。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されている技術は、入力画像信号の１フィールドを複数のサブ
フィールドに分割したサブフィールド符号化手段により階調制御し、傾斜度を入力画像信
号の水平方向または垂直方向の傾斜度から演算した多階調画像表示装置なるものである。
傾斜度を用いる画像信号レベル変化度合いに一つは基づいて例えば平坦部符号化を行うと
ある。しかしながら、このような画一的な方法では視聴者が求める画像のディテールが失
われる危険が大きいという問題があった。
【特許文献１】特許第３４１４２６５号公報（１５頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像データのディテールの再現性を向上した画像処理技術を提供することを目的とする
。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明の画像処理装置は、画像データを複数の画素空間に
分割し、この画素空間毎に、水平方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの傾き量を示す
水平方向傾斜値および垂直方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの傾き量を示す垂直方
向傾斜値を算出する傾き算出手段と、前記複数の画素空間の各々に対応する、平均階調レ
ベル、前記水平方向傾斜値および前記垂直方向傾斜値に基づいて、前記画素空間毎に、置
換画素値を算出する置換画素値算出手段と、前記画像データからディテール性を抽出する
ディテール抽出手段と、前記複数の画素空間の各々に対し、処理対象の画素空間内の全て
の画素値を前記置換画素値を用いて置換する画素値置換処理を実行する画素値置換手段で
あって、前記ディテール抽出手段で得られたディテール性に基づいて前記画素値置換処理
を抑制する画素値置換手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画像データのディテールの再現性を向上した画像処理技術が得られる
。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
本発明による実施例１を図１乃至図１２を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成の概略を説明す
る。この画像処理装置は、画像データを表示部２３に表示するための各種画像処理を実行
する装置である。この画像処理装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、デジタルテレ
ビ受像機等に搭載して用いられる。
【０００９】
この画像処理装置は、画像データの階調数を増加するための画像処理（階調補間処理と
も云う）を実行する機能を有している。この画像処理装置は、図１に示されているように
、フレームメモリ１１、画素ブロック取り込み部１２、平均値算出部１３、水平傾斜算出
部１４、垂直傾斜算出部１５、最大値と最小値の差分算出部１６、置換画素値算出手段を
構成する置換画素作成部１７と境界線画素値加減算処理部１８とフレーム単位画素位置シ
フト処理部１９、画素値置換手段を構成する画素置換処理部２０と画素置換判定部２１、
ディテール判定部２２、表示部２３を備えている。
【００１０】
フレームメモリ１１は、表示対象の画像データを一時的に格納するための画像メモリで
ある。画素ブロック取り込み部１２は、表示対象の画像データを複数の画素ブロックに分
割する。画素ブロックは、例えば、縦横同数の画素数を含むエリア（画素空間）である。
図２は、画像データの画面全体を、各々が例えば６×６の正方形の複数の画素ブロックで
分割した例を示している。
【００１１】
各画素ブロック内の画像の階調レベルがどちらの方向にどの程度変化しているかを検出
するために、傾きの算出部は、各画素ブロック毎に、水平方向に並んだ画素それぞれの階
調レベル（画素値）の傾き量を示す水平方向傾斜値と（水平傾斜算出部１４）、垂直方向
に並んだ画素それぞれの階調レベル（画素値）の傾き量を示す垂直方向傾斜値と（垂直傾
斜算出部１５）を算出する。
【００１２】
水平方向傾斜値は、水平方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの勾配を表すものであ
り、例えば、図３に示すように、水平方向に並んだ画素それぞれの位置に対する階調レベ
ルを近似する直線の左端と右端との間の階調レベルの差分値として考えることができる。
左から右に向かって階調レベルが増加する傾向を持つ画像においては、図３に上向きの矢
印で示されているように、水平方向傾斜値は、その階調レベルの傾き量（増加量）に対応
する正の値を示す。反対に、左から右に向かって階調レベルが低下する傾向を持つ画像に
おいては、水平方向傾斜値は、その階調レベルの傾き量（減少量）に対応する負の値を示
す。
【００１３】
例えば、水平傾斜算出部１４は、以下のようにして水平方向傾斜値を算出する。
（１）水平傾斜算出部１４は、処理対象の画素ブロック内の複数の水平画素列（６本の水
平ライン）の各々毎に、水平方向に隣接する２つの画素毎の画素値差分を１水平画素列全
体にわたって積算する。この積算結果を水平画素値差分積算値と呼ぶ。
【００１４】
（２）次いで、水平傾斜算出部１４は、各水平画素列それぞれに対応する水平画素値差分
積算値の平均を求める。求められた平均値が、水平方向傾斜値である。
水平方向傾斜値の算出処理の具体例については図７以降で詳述する。
垂直方向傾斜値は、垂直方向に並んだ画素それぞれの階調レベルの勾配を表すものであ
り、例えば、図４に示すように、垂直方向に並んだ画素それぞれの位置に対する階調レベ
ルを近似する直線の左端と右端との間の階調レベルの差分値として考えることができる。
上から下に向かって階調レベルが増加する傾向を持つ画像においては、図４に上向きの矢
印で示されているように、垂直方向傾斜値は、その階調レベルの傾き量（増加量）に対応
する正の値を示す。反対に、上から下に向かって階調レベルが低下する傾向の画像におい
ては、垂直方向傾斜値は、その階調レベルの傾き量（減少量）に対応する負の値を示す。
【００１５】
例えば、垂直傾斜算出部１５は、以下のようにして垂直方向傾斜値を算出する。
（１）垂直傾斜算出部１５は、処理対象の画素ブロック内の複数の水平画素列（６本の垂
直ライン）の各々毎に、垂直方向に隣接する２つの画素毎の画素値差分を１水平画素列全
体にわたって積算する。この積算結果を垂直画素値差分積算値と呼ぶ。
【００１６】
（２）次いで、垂直傾斜算出部１５は、各垂直画素列それぞれに対応する垂直画素値差分
積算値の平均を求める。求められた平均値が、垂直方向傾斜値である。
この垂直方向傾斜値の算出処理の具体例についても図７以降で詳述する。
置換画素作成部１７は、各画素ブロック毎に、互いに階調レベルの異なる２以上の置換
画素値を算出する。ある画素ブロックに対応する２以上の置換画素値は、その画素ブロッ
クにそれぞれ対応する、平均階調レベル、水平方向傾斜値、および垂直方向傾斜値に基づ
いて算出される。２以上の置換画素値は、対応する画素ブロック内の各画素値を置換する
ための画素値である。
【００１７】
画素ブロック内の全ての画素（６×６画素）それぞれの画素値を明と暗の２値の階調パ
ターンを用いて置き換える場合には、置換画素作成部１７は、各画素ブロック毎に、互い
に階調レベルの異なる２つの置換画素値を算出する。また、もし画素ブロック内の全ての
画素（６×６画素）それぞれの画素値を明、暗、およびその中間の３値の階調パターンを
用いて置き換える場合には、置換画素作成部１７は、各画素ブロック毎に、互いに階調レ
ベルの異なる３つの置換画素値を算出する。なお、平均階調レベルは、画素ブロック内の
全ての画素（６×６画素）それぞれの階調レベル（画素値）の平均値である。
【００１８】
画素置換処理部２０は、各画素ブロック内の全ての画素値を２つまたは３つの置換画素
値を用いて置換するための画素値置換処理を実行する。
画素置換処理部２０は、処理対象の画素ブロックに対応する水平方向傾斜値および垂直
方向傾斜値に基づき、処理を実行する。
（動作）
図１の動作について説明する。映像信号ｓ１はフレームメモリ１１に一旦蓄えられ一方
はｓ２信号として画素置換処理部２０に至る。他方のｓ３信号は、画素ブロック取り込み
部１２に至る。画素ブロック取り込み部１２では、フレームメモリ１１より水平画素数と
垂直画素数が同数（ｎ×ｎ）で構成される画素単位で順次画素が読み込まれる。画素ブロ
ック取り込み部１２で取り込まれた画素群は、ブロック単位のｓ４出力信号として平均値
算出部１３、水平傾斜算出部１４、垂直傾斜算出部１５、最大値と最小値の差分値算出部
１６、置換画素作成部１７に至る。平均値算出部１３では、ｓ４信号の全画素値（ｎ×ｎ
個）の平均値を算出し、結果を置換画素作成部１７に送る。水平傾斜算出部１４では、画
素ブロックの水平方向の傾斜値を求めてその結果を画素置換判定部２１、置換画素作成部
１７に送る。垂直傾斜算出部１５では画素ブロックの垂直方向の傾斜値を求めてその結果
を画素置換判定部２１、置換画素作成部１７に送る。最大値と最小値の差分値算出部１６
では、画素ブロックの画素値の最大値と最小値の差分値を求めてその結果を画素置換判定
部２１に送る。画素置換判定部２１では、水平傾斜算出部１４からの信号ｓ６、垂直傾斜
算出部１５からの信号ｓ７、最大値と最小値の差分値算出部１６からの信号ｓ８と次に述
べるディテール判定部２２からの信号ｓ９をもとに画素置換を行うか行わないかの２値判
定を行い、判定結果を画素置換処理部２０に送る。
【００１９】
特に本実施例の特徴はディテール判定部２２を設けたことと、画素置換判定部２１での
判定フローにある。図５を用いてディテール判定部２２での計算例を説明する。ディテー
ル判定部２２ではn×n画素の元画素データ（ａ）と作成された置換画素データ（ｂ）を受
けとり、それぞれ対応する位置にある画素同士で差分値を求める。図５の例では、ディテ
ール性の抽出としてまずA11-B11、A12-B12、A13-B13、・・・・Ann-Bnnの演算をおこなう
。続いて演算結果を次の4つに分類し、その数をカウントする。
【００２０】
<分類>
１：ｔｈ_1＜演算結果
２：０＜演算結果＜＝ｔｈ_1
３：−ｔｈ_1＜演算結果＜＝０
４：演算結果＜＝−ｔｈ_1
（ｔｈ_1は正の整数）
各分類のカウントをcont1、cont2、cont3、cont4とする。
例えばA11-B11の結果が分類2に該当する時はcont2のカウントを１あげる。このような計
算をおこないcont1、cont2、cont3、cont4を求め、次の判断をおこなう。
【００２１】
cont1＞ｔｈ_2かつcont2＞ｔｈ_2かつcont3＞ｔｈ_2かつcont4＞ｔｈ_2の時は、該当画素
ブロックはディテールを含むと判断し、画素置換判定部に２１ディテールありの信号を送
る。それ以外の場合はディテール無しの信号を送る。なお分類は４区分でなくてもよくま
たｔｈ_1、ｔｈ_２は一律でなくともよい。
【００２２】
以上の信号を画素置換判定部２１で受け取り、図６の判定フローにより画素置換を行っ
てもよい、行わない（ステップ２へ分岐）の判断をする（ステップ１）。
その後の処理も図６のフローに従う。画素置換を行ってもよい場合は、S6が閾値ｔｈ２
より小さいか（ステップ３）、S７が閾値ｔｈ２より小さいか（ステップ４）、S８が閾値
ｔｈ３より小さいか（ステップ５）のいずれかの場合画素置換を行い（ステップ６）、そ
うでなければ行わない（ステップ２）。なおブロックはｍ×n画素（ｍとnは異なる）でも
よく、各閾値は一律でなくてもよい。
【００２３】
更にディテール判定部２２からの信号ｓ９は２値ではなく、ディテール性を表現しても
よい。その程度に応じてステップ２では、元画素データと作成された置換画素とのブレン
ド（配合）を行ってもよい。
【００２４】
なお置換画素作成部１７では、平均値算出部からの信号ｓ５、水平傾斜算出部からの信
号ｓ６、垂直傾斜算出部からの信号ｓ７をもとに置換画素を作成する。境界線画素値加減
算処理部１８では、画素ブロックの境界にある画素間の差分値がある閾値より大きいとき
に、画素間の差分が小さくなるようにブロック境界の画素値を補正する。
【００２５】
フレーム単位画素位置シフト処理部１９ではフレーム毎に画素配列変更処理をおこない
、画素置換処理部２０にデータを送る。画素置換処理部２０では置換処理判定部２１から
の信号ｓ９を受け、置換処理を行う判定を受け取った場合は、フレーム単位画素位置シフ
ト処理部１９から受け取ったデータを出力し、置換処理を行わない判定を受け取った場合
はフレームメモリ１１から元画像のデータを受け取り出力する。
【００２６】
図１の表示部２３は、画素値置換処理部２０によって得られた画像データの表示処理を
行い表示部２３の内部構成である液晶画面等の表示装置に表示する。
画素置換判定部２１は、処理対象の画素ブロックに対応する水平方向傾斜値および垂直
方向傾斜値の少なくとも一方が所定の第１のしきい値以上の場合、または処理対象の画素
ブロック内の最大階調レベルと最小階調レベルとの差分が所定の第２のしきい値以上の場
合には、処理対象の画素ブロックに対する画素値置換処理の実行を禁止する。これにより
、絵柄を含む画素ブロック領域に対して画素値置換処理が施されるのを防止することがで
きる。
【００２７】
画素値置換処理の実行が禁止された画素ブロックの画像データは、画素置換処理部２０
をパススルーして、そのまま表示部２３に送られる。
このように、本実施形態の画像処理装置においては、各画素ブロックの水平方向傾斜値
および垂直方向傾斜値を考慮して画素ブロック毎に２以上の置換画素値が求められ、そし
て水平方向傾斜値および垂直方向傾斜値に基づいて２以上の置換画素値の配置位置が自動
的に決定される。これにより、内部信号処理で用いられる画像データのビット数に対応す
る階調数表現よりも多くの階調数表現を実現している。
【００２８】
なお、画像データの各画素がＲＧＢデータから構成されているならば、本実施形態の画
像処理は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に対して個別に実行すればよい。
図７は、処理対象の画像データの実際の画素値の例を示している。
この画素値例を用いて、水平方向傾斜値および垂直方向傾斜値を算出する方法、置換画
素値を算出する方法、画素置換処理の方法について順に説明する。
説明の便宜上、図７の各画素ブロックに名前を付けたものを図８に示す。
図７において画素値の数値例が記載されている中央の４つの画素ブロックが、図８の領
域ｆ、ｇ、ｊ、ｋである。
（１）傾斜値算出方法の例
例えば、領域ｆについては、水平方向傾斜値は以下の手順で算出される。
まず、領域ｆ内の６つの水平ラインそれぞれに対応する水平画素値差分積算値を算出す
る。各水平ラインの水平画素値差分積算値は、水平方向に隣接する２つの画素毎の画素値
差分を１水平画素列全体にわたって積算することによって求められる。水平方向に隣接す
る２つの画素毎の画素値差分と、それら画素値差分の積算値（水平画素値差分積算値）と
を列記すると、次のようになる。
【００２９】
*水平ライン1: +1  0  0  0 -1 （水平画素値差分積算値＝0）
*水平ライン2:  0  0  0 +1 -1 （水平画素値差分積算値＝0）
*水平ライン3:  0 +1  0 +1  0 （水平画素値差分積算値＝2）
*水平ライン4: -1 +1  0  0 +1 （水平画素値差分積算値＝1）
*水平ライン5:  0  0  0 +2 -1 （水平画素値差分積算値＝1）
*水平ライン6: -1  1  0  0 +1 （水平画素値差分積算値＝1）
これら６つの水平ラインそれぞれに対応する水平画素値差分積算値を平均した値（0.8
）が領域ｆの水平方向傾斜値となる。
領域ｆの垂直方向傾斜値は以下の手順で算出される。
まず、領域ｆ内の６つの垂直ラインそれぞれに対応する垂直画素値差分積算値を算出す
る。各垂直ラインの垂直画素値差分積算値は、垂直方向に隣接する２つの画素毎の画素値
差分を１垂直画素列全体にわたって積算することによって求められる。垂直方向に隣接す
る２つの画素毎の画素値差分と、それら画素値差分の積算値（垂直画素値差分積算値）と
を列記すると、次のようになる。
【００３０】
*垂直ライン1:
+1
0
+1
0
+1
（垂直画素値差分積算値＝3）
*垂直ライン2:
0
0
0
+1
0
（垂直画素値差分積算値＝1）
*垂直ライン3:
0
+1
0
0
+1
（垂直画素値差分積算値＝2）
*垂直ライン4:
0
+1
0
0
+1
（垂直画素値差分積算値＝2）
*垂直ライン5:
+1
+1
-1
+2
-1
（垂直画素値差分積算値＝2）
*垂直ライン6:
+1
+2
0
0
+1
（垂直画素値差分積算値＝4）
これら６つの垂直ラインそれぞれに対応する垂直画素値差分積算値を平均した値（2.3
）が領域ｆの垂直方向傾斜値となる。
水平方向傾斜値＝0.8、垂直方向傾斜値＝2.3であることから、領域ｆの画像は、水平方
向よりも垂直方向における階調レベルの傾斜が大きく、且つ上から下に向かって階調レベ
ルが増加する傾向の画像であることが分かる。
【００３１】
同様にして、領域ｇ、ｊ、ｋについても、水平方向傾斜値および垂直方向傾斜値を求め
ることができる。
図９は、領域ｆ、ｇ、ｊ、ｋの各々について、画素平均値、水平方向傾斜値、垂直方向
傾斜値を示している。
図９から、図７の画素値例で示される画像は、垂直方向の傾斜値が大きく、ｆからｊ、
ｇからｋに向かって階調レベルが増加方向に傾斜していることが分かる。
（２）置換画素値算出方法の例
（例Ａ）
領域ｆ
領域ｆにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.
2は四捨五入すると2である。したがって、領域ｆの画素平均値104に±１を加算し、103(=
104-1)と、105(=104+1)とを暗と明の２つの置換画素値とする。２つの置換画素値の差分
は、垂直方向傾斜値2.2を四捨五入した値となる。
【００３２】
領域ｇ
領域ｇにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.
7を四捨五入すると3であるが、この場合、暗と明の２つの置換画素値それぞれに配分され
る値は1.5となってしまう。小数点以下は表現することはできない。画素平均値104.8を10
5として扱っているので、マイナス側に重み付けし、画素平均値に加算する値を-2、+1と
する。したがって、領域gの画素平均値105に-2、+1を加算し、103(=105-2)と、106(=105+
1)とを暗と明の２つの置換画素値とする。２つの置換画素値の差分は、垂直方向傾斜値2.
7を四捨五入した値となる。
【００３３】
領域ｊ
領域ｊにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値3.
2を四捨五入すると3であるが、この場合、暗と明の２つの置換画素値それぞれに配分され
る値は1.5となってしまう。小数点以下は表現することはできない。画素平均値107.2を10
7として扱っているので、プラス側に重み付けし、画素平均値に加算する値を-1、+2とす
る。したがって、領域jの画素平均値107に-1、+2を加算し、106(=107-1)と、109(=107+2)
とを暗と明の２つの置換画素値とする。２つの置換画素値の差分は、垂直方向傾斜値3.2
を四捨五入した値となる。
【００３４】
領域ｋ
領域ｋにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.
8を四捨五入すると3であるが、この場合、暗と明の２つの置換画素値それぞれに配分され
る値は1.5となってしまう。小数点以下は表現することはできない。画素平均値108.1を10
8として扱っているので、プラス側に重み付けし、画素平均値に加算する値を-1、+2とす
る。したがって、領域kの画素平均値108に-1、+2を加算し、107(=108-1)と、110(=108+2)
とを暗と明の２つの置換画素値とする。２つの置換画素値の差分は、垂直方向傾斜値2.8
を四捨五入した値となる。
【００３５】
（例Ｂ）
領域ｆ
領域ｆにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.
2は小数点以下を切り捨てると2である。したがって、領域ｆの画素平均値104に±１を加
算し、103(=104-1)と、105(104+1)とを暗と明の２つの置換画素値とする。
【００３６】
領域g
領域gにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.7
は小数点以下を切り捨てると2である。したがって、領域gの画素平均値105に±１を加算
し、104(=105-1)と、106(105+1)とを暗と明の２つの置換画素値とする。
【００３７】
領域ｊ
領域ｊにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値3.
2は小数点以下を切り捨てると3であるが、この場合、暗と明の２つの置換画素値それぞれ
に配分される値は1.5となってしまう。小数点以下は表現することはできない。画素平均
値107.2を107として扱っているので、プラス側に重み付けし、画素平均値に加算する値を
-1、+2とする。したがって、領域jの画素平均値107に-1、+2を加算し、106(=107-1)と、1
09(=107+2)とを暗と明の２つの置換画素値とする。
【００３８】
領域k
領域kにおいては、垂直方向傾斜値は水平方向傾斜値よりも大きい。垂直方向傾斜値2.8
は小数点以下を切り捨てると2である。したがって、領域kの画素平均値108に±１を加算
し、107(=108-1)と、109(108+1)とを暗と明の２つの置換画素値とする。
【００３９】
（３）画素置換処理の例
図１０には、４つの階調パターンの一つ（方向は９０度回転してある）が示されている
。図１０の階調パターンは、上から下に向かって階調レベルが増加する場合の画素配置の
例である。図１０において、白丸は明の置換画素値を示し、黒丸は暗の置換画素値を示し
ている。
【００４０】
例Ａで求めた、領域ｆ、ｇ、ｊ、ｋそれぞれに対応する暗と明の置換画素値（暗／明）
は以下の通りである。
f:103/105     g:103/106
j:106/109     k:107/110
領域ｆ、ｇ、ｊ、ｋのいずれの画像も、上から下に向かって階調レベルが増加する傾向
を持つ。したがって、領域ｆ、ｇ、ｊ、ｋの画素値置換処理は図１０の階調パターンを用
いて実行することができる。画素値置換処理の結果を図１１に示す。
【００４１】
図１１の画素配置は垂直方向傾斜値のみに基づいた画素配置例であり、水平方向傾斜値
は考慮されていない。従って、さらに水平方向の傾斜を考慮した修正を行うことが必要と
なる。この修正処理の手順を以下に説明する。
【００４２】
領域ｆ、ｇ、ｊ、ｋそれぞれの水平方向傾斜値を四捨五入すると、
領域f:1   領域g:0
領域j:1   領域k:1
となる。
これら値から、領域f,j,kの画像はどれも左から右に階調レベルが増加している傾向を
持つことが分かる。このため、領域f,j,kの各々について、置換画素値の修正を行う。修
正量は、水平方向傾斜値によって決定される。
【００４３】
領域f,ｊ,kの水平方向傾斜値は１なので、例えば、傾斜方向に従って＋側は明の置換画
素値に１加算し、傾斜方向−側は暗の置換画素値から１減算する処理を行う。修正処理の
結果を図１２に示す。
【００４４】
領域f
領域f内の左端領域に位置する３つの画素空間においては、暗の置換画素値は103から10
2に変更される。また、領域f内の右端領域に位置する３つの画素空間においては、明の置
換画素値は105から106に変更される。
【００４５】
領域j
領域j内の左端領域に位置する３つの画素空間においては、暗の置換画素値は106から10
5に変更される。また、領域j内の右端領域に位置する３つの画素空間においては、明の置
換画素値は109から110に変更される。
【００４６】
領域k
領域k内の左端領域に位置する３つの画素空間においては、暗の置換画素値は107から10
6に変更される。また、領域k内の右端領域に位置する３つの画素空間においては、明の置
換画素値は110から111に変更される。
【００４７】
本実施例は、画像をブロックで区切り、階調補間処理を行う画像処理方式において、元
画素と置換画素の差分を計算し、その結果をある条件により分類してカウントし、カウン
トした結果を元にディテールが有るか無いかを判断する。また、画素ブロックでの水平傾
斜値、垂直傾斜値、最大値と最小値の差分、ディテールの有り無し判断を基に画像を置換
するか置換しないの判断を行うことによって、ディテールを失うことなく、よりよい階調
補間を行え、量子化の粗さに起因する縞模様や微小なノイズ成分を目立たなくすることが
できる。
【実施例２】
【００４８】
本発明による実施例２を図１乃至図１２及び式１を参照して説明する。実施例１と共通
する部分は説明を省略する。
画像の評価は人の官能評価に頼ることが多いが、その官能評価を実装する枠組みとして
ＭＴ（Mahalanobis-Taguchi）システムがある。ＭＴシステムは、均一な例えば普通のベ
クトルデータ集団から基準空間を予め作成し、入力データがこの集団に属するか否かを判
定する。
【００４９】
ここでは実装例としてディテール性があるとして選ばれたデータから基準空間を作成す
る。例えば、砂地や草原といった画像部分に関し、簡単には図４のような例では、A11、A
12、A13、・・・・Annとｎ×ｎ個の値から成る列ベクトルを数十サンプル以上用いる。基
準空間の作成前に各列ベクトル内で値を巡回させる等の手段により、画像階調の変化をよ
り均一にする前処理を行ってもよい。その場合は、入力データに対しても同様な処理を行
う。なおｋ（今はｎ×ｎ）個の変量ごとに、それらの平均と標準偏差を用いてそれぞれの
データを正規化しておくことは言うまでも無い。
【００５０】
ＭＴシステムのうちで逆行列を利用するポピュラーな方法であるMT法は、Mahalanobis
距離MD（二乗距離）を正規化された入力データである列ベクトルYに対し式１のように求
める。即ち、基準空間である相関行列Rの逆行列R−１とYを演算しベクトル項目数ｋで割
ったスカラー値となる。
【００５１】
【数１】
2008310501.tif 000003
【００５２】
予め装置の製造時等にディテール判定部２２に相関行列Rと上記演算のプログラムを実
装しておけばよい。
ＭＴシステムのうち、MT法の他に余因子行列を利用するMTA法やシュミットの直交展開
を利用するTS法等やこれらの多階法を用いてもよい。
ディテール性の抽出後の判定は、例えばMDが１以下ならディテール性有り、５以上なら
ディテール性無しと判定する。１と５の間の値の場合はディテール性の程度に応じ実施例
１で述べたように画像のブレンドを行ってもよい。
【００５３】
砂地や草原及びそのタイプ毎といったディテールの種類毎に基準空間を分けるのも好適
である。なお、画素ブロックサイズも適宜変えてもよい。一入力に対する複数のMDの結果
に対して例えば最も高いディテール性の値を以って判定を行う。
【００５４】
本実施例では、通常は正常状態の判定に利用されるＭＴシステムを用いることにより、
アルゴリズムが確定し難い処理対象において相応の最適性を確保した。
以上の処理により、ディテールを失わずによりよい階調補間をおこなうことができる。
ディテールを失うことなく、量子化の粗さに起因する縞模様や微小なノイズ成分を目立た
なくすることができる。
【００５５】
なお、以上の実施形態の画像処理装置によって実行される画像処理をすべてソフトウェ
アよって実行することも可能である。したがって、本実施形態の画像処理の手順をコンピ
ュータに実行させるコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通
じて通常のコンピュータに導入するだけで、本実施形態と同様の効果を容易に得ることが
できる。
【００５６】
本発明においてはディテールを失うことなく、量子化の粗さに起因する縞模様や微小な
ノイズ成分をより目立たなくすることができる。本発明ではディテール抽出手段を設け、
画像のディテールが失われることを軽減している。
【００５７】
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその
要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示さ
れている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実
施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施
形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成の例を示すブロック図。
【図２】同実施形態の画像処理装置によって画像データ全体が複数の第１画素空間に分割された様子を示す図。
【図３】同実施形態の画像処理装置によって算出される水平方向傾斜値の例を説明するための図。
【図４】同実施形態の画像処理装置によって算出される垂直方向傾斜値の例を説明するための図。
【図５】同実施形態の画像処理装置で実行されるディテール判定部２２での計算例を説明するための図。
【図６】同実施形態の画像処理装置で実行される画素置換判定部２１での判定フローの例。
【図７】同実施形態の画像処理装置によって処理される画像データの実際の画素値の例を示す図。
【図８】図７の画像データを分割する複数の第１画素空間の配列と各第１画素空間につけられた名前との関係の例を示す図。
【図９】同実施形態の画像処理装置によって第１画素空間毎に算出される画素平均値、水平方向傾斜値、垂直方向傾斜値の例を示す図。
【図１０】同実施形態の画像処理装置によって用いられる階調パターンの例を示す図。
【図１１】同実施形態の画像処理装置によって実行される画素値置換処理の結果の例を示す図。
【図１２】図１１の画素配置に修正を加えた結果の例を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１１…フレームメモリ、１２…画素ブロック取り込み部、１３…平均値算出部、１４…
水平傾斜算出部、１５…垂直傾斜算出部、１６…最大値と最小値の差分算出部、１７…置
換画素作成部、１８…境界線画素値加減算処理部、１９…フレーム単位画素位置シフト処
理部、２０…画素置換処理部、２１…画素置換判定部、２２…ディテール判定部、２３…
表示部。
【図１】
2008310501.tif 000004
【図２】
2008310501.tif 000005
【図３】
2008310501.tif 000006
【図４】
2008310501.tif 000007
【図５】
2008310501.tif 000008
【図６】
2008310501.tif 000009
【図７】
2008310501.tif 000010
【図８】
2008310501.tif 000011
【図９】
2008310501.tif 000012
【図１０】
2008310501.tif 000013
【図１１】
2008310501.tif 000014
【図１２】
2008310501.tif 000015