JP2005260534A

JP2005260534A - Edge emphasis method

Info

Publication number: JP2005260534A
Application number: JP2004068570A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hirotsune; 聡廣常
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that increase in the strength of edge emphasis to obtain a sufficient sense of sharpness steepens edges but causes defects being factors of image quality deterioration due to overshoot and undershoot or the like, resulting in that the sufficient sense of sharpness cannot be obtained without deteriorating the image quality. <P>SOLUTION: The edge emphasis method includes the steps of: extracting a high frequency component of a received image; detects the edges from the high frequency component; and producing edge pixels by frequency analysis, frequency modulation, and edge production so as to obtain a high sense of sharpness without causing image quality deterioration even in the case of application of edge emphasis with high intensity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像のエッジを強調するエッジ強調方法に関するものである。 The present invention relates to an edge enhancement method for enhancing an edge of an image.

近年、プラズマディスプレイ、液晶などの高精細大画面ディスプレイの普及により、元々鮮鋭感のない映像ソースでも鮮鋭感の高い表示が求められるようになってきた。そのための画像処理手法としてエッジ強調が一般的に行われている。 In recent years, with the widespread use of high-definition large-screen displays such as plasma displays and liquid crystals, a display with high sharpness has been demanded even for video sources that were originally not sharp. Edge enhancement is generally performed as an image processing technique for that purpose.

以下に従来のエッジ強調方法について説明する。 A conventional edge enhancement method will be described below.

エッジ強調とは画像のエッジの傾きを急峻にして鮮鋭感を向上させることを目的とし、画像処理の一手法として知られている。従来、エッジ強調方法は特許文献１に記載されたものが知られている。そのエッジ強調方法の処理の主要部分をフローチャート化したものを図１０に示す。図１０は従来のエッジ強調方法のフローチャートを示すものである。図１０において１００１は入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップ、１００２は入力画像にエッジ成分抽出ステップ１００１で抽出したエッジ成分を加算してエッジ強調画像を得るエッジ成分加算によるエッジ強調ステップである。図１１は従来のエッジ強調方法の入力画像を示す図で、１１０１は入力画像である。図１２はエッジ成分抽出ステップ１００１で抽出されたエッジ成分を表す図で１２０１はエッジ成分、図１３はエッジ成分加算によるエッジ強調ステップ１００１の出力を表し、１３０１は出力エッジ強調画像である。 Edge enhancement is known as a method of image processing for the purpose of improving sharpness by making the inclination of an edge of an image steep. Conventionally, the edge enhancement method described in Patent Document 1 is known. FIG. 10 shows a flowchart of the main part of the edge enhancement method. FIG. 10 shows a flowchart of a conventional edge enhancement method. In FIG. 10, 1001 is an edge component extraction step for extracting an edge component from an input image, and 1002 is an edge enhancement step by edge component addition for obtaining an edge enhanced image by adding the edge component extracted in the edge component extraction step 1001 to the input image. is there. FIG. 11 shows an input image of a conventional edge enhancement method, and reference numeral 1101 denotes an input image. FIG. 12 shows the edge components extracted in the edge component extraction step 1001, where 1201 is an edge component, FIG. 13 shows the output of the edge enhancement step 1001 by edge component addition, and 1301 is an output edge enhancement image.

以上のように構成された従来のエッジ強調方法について、以下その動作について説明する。 The operation of the conventional edge enhancement method configured as described above will be described below.

エッジ成分抽出ステップ１００１では入力画像１１０１から２次微分演算などを用いてエッジを抽出しエッジ成分１２０１を得る。エッジ成分加算によるエッジ強調ステップ１００１ではエッジ成分１２０１の振幅を最適なエッジ強調強度になるよう調整し入力画像１１０１に加算し出力エッジ強調画像１３０１を得る。
特開２０００−１５６８１６号公報 In an edge component extraction step 1001, an edge component 1201 is obtained by extracting an edge from the input image 1101 using a secondary differential operation or the like. In edge enhancement step 1001 by edge component addition, the amplitude of the edge component 1201 is adjusted to an optimum edge enhancement intensity and added to the input image 1101 to obtain an output edge enhanced image 1301.
JP 2000-156816 A

しかしながら上記の従来の方法では、十分な鮮鋭感を得るためエッジ強調の強度を強くするとエッジが急峻になるだけでなくオーバーシュート、アンダーシュートなどによる画質劣化要因となる不具合が発生する。そのため十分な鮮鋭感を画質劣化なしに得ることができないという問題点を有していた。 However, in the above-described conventional method, if the strength of edge emphasis is increased in order to obtain a sufficient sharpness, not only the edge becomes steep but also a problem that causes image quality deterioration due to overshoot, undershoot and the like occurs. Therefore, there is a problem that a sufficient sharpness cannot be obtained without deterioration in image quality.

本発明は上記従来の問題点を解決するもので十分な鮮鋭感を得るためエッジ強調強度を強めても画質劣化を引き起こさないエッジ強調方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an edge enhancement method that does not cause image quality deterioration even when the edge enhancement strength is increased in order to obtain sufficient sharpness.

この目的を達成するために本発明のエッジ強調方法は、入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、周波数変調、エッジ生成によりエッジ画素を生成することにより、強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られる。 In order to achieve this object, the edge enhancement method of the present invention extracts a high-frequency component of an input image, detects an edge from the high-frequency component, generates edge pixels by frequency analysis, frequency modulation, and edge generation, thereby generating a strong intensity. Even with edge enhancement, high image quality can be obtained without image quality degradation.

以上のように本発明は、強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという優れた効果がある。 As described above, the present invention has an excellent effect that a high sharpness can be obtained without image quality deterioration even with strong edge enhancement.

本発明の請求項１に記載の発明は、画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップからなることを特徴とするエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 1 of the present invention is an edge emphasizing method for emphasizing an edge of an image, the step of extracting a high frequency component from an input image, and the step of detecting an edge from the high frequency component. And an edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge, an edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result, and an edge enhancement step by edge generation for generating an edge pixel from the result of the edge frequency modulation The edge enhancement method is characterized by the fact that even when strong edge enhancement is performed, the image quality is not deteriorated and a high sharpness is obtained.

本発明の請求項２に記載の発明は、画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップと、前記入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、前記エッジ成分抽出ステップエッジ成分を前記入力画像に加算することによってエッジ強調を行うエッジ抽出成分加算によるエッジ強調ステップからなり前記信頼性評価ステップの判断でエッジ周波数変調ステップと前記高周波成分加算によるエッジ強調ステップに処理が分岐することを特徴とするエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 2 of the present invention is an edge emphasizing method for emphasizing an edge of an image, wherein a high frequency component extracting step for extracting a high frequency component from an input image and an edge detecting step for detecting an edge from the high frequency component are provided. An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge, a reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result, an edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result, and the edge frequency Edge enhancement step by edge generation to generate edge pixels from the result of modulation, edge component extraction step to extract edge component from the input image, edge component extraction step Edge enhancement by adding edge component to the input image From the edge enhancement step by edge extraction component addition. The edge evaluation method is characterized in that the processing branches to an edge frequency modulation step and an edge enhancement step based on the addition of the high-frequency component in the determination of the reliability evaluation step, and image quality deterioration does not occur even in strong edge enhancement. It has the effect that high sharpness can be obtained.

本発明の請求項３に記載の発明は、画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析ステップで使用する解析関数の候補を選択する候補解析関数選択ステップと有効な候補解析関数が無くなったことを判断する候補解析関数終了判断ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップと、前記入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、前記エッジ成分抽出ステップエッジ成分を前記入力画像に加算することによってエッジ強調を行うエッジ抽出成分加算によるエッジ強調ステップからなり前記候補解析関数終了判断ステップの判断で前記エッジ周波数解析ステップと前記エッジ成分抽出ステップに処理が分岐し前記信頼性評価ステップの判断でエッジ周波数変調ステップと前記候補関数選択ステップに処理が分岐することを特徴とするエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 3 of the present invention is an edge enhancement method for enhancing an edge of an image, the high frequency component extracting step for extracting a high frequency component from an input image, and the edge detecting step for detecting an edge from the high frequency component. An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge, a candidate analysis function selection step for selecting an analysis function candidate to be used in the edge frequency analysis step, and a candidate analysis function for determining that there is no valid candidate analysis function An end determination step, a reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result, an edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result, and an edge pixel are generated from the result of the edge frequency modulation Edge enhancement step by edge generation and extraction of edge components from the input image An edge component extraction step, and an edge component extraction step for performing edge enhancement by adding an edge component to the input image to perform edge enhancement by edge extraction component addition. The process is divided into a step and the edge component extraction step, and the process branches to an edge frequency modulation step and the candidate function selection step according to the judgment of the reliability evaluation step. Even with strong edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項４に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 4 of the present invention is the edge enhancement method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that wavelet transform is used in the high-frequency component extraction step. However, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項５に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、高域通過フィルタを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 A fifth aspect of the present invention is the edge enhancement method according to any one of the first to third aspects, wherein a high-pass filter is used in the high-frequency component extraction step. Even with edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項６に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、２次微分または１次微分を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 A sixth aspect of the present invention is the edge enhancement method according to any one of the first to third aspects, wherein the high-frequency component extraction step uses second-order differentiation or first-order differentiation. Even with strong edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項７に記載の発明は、前記エッジ検出ステップでは、前記高周波成分のエッジはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 7 of the present invention is the edge enhancement method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the edge detection step, an edge of the high frequency component is detected by pattern matching. Even with strong edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項８に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記周波数解析結果は前記入力画像のエッジをステップ信号の帯域制限で近似したときの帯域制限周波数を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that, in the edge frequency analysis step, the frequency analysis result includes a band limited frequency when the edge of the input image is approximated by a band limit of a step signal. The edge enhancement method according to any one of claims 1 to 3 has an effect that a high sharpness can be obtained without image quality deterioration even with strong edge enhancement.

本発明の請求項９に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記高周波成分のエッジを個別のエッジに分解したのち周波数解析することを特徴とする請求項８記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 9 of the present invention is the edge enhancement method according to claim 8, wherein in the edge frequency analysis step, the edge of the high frequency component is decomposed into individual edges and then frequency analysis is performed. Even with strong edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness is obtained.

本発明の請求項１０に記載の発明は、前記エッジ成分抽出ステップでは２次微分または１次微分を用いることを特徴とする請求項２または請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 10 of the present invention is the edge enhancement method according to claim 2 or claim 3, wherein the edge component extraction step uses a second derivative or a first derivative. Even with strong edge enhancement, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

本発明の請求項１１に記載の発明は、前記周波数変調ステップでは周波数、振幅、エッジ長、エッジ中心座標のうち周波数のみまたは周波数と少なくとも振幅、エッジ長、エッジ中心座標のうち一つを変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法としたものであり強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the frequency modulation step, only the frequency or at least one of the frequency and at least the amplitude, edge length, and edge center coordinates is changed among the frequency, amplitude, edge length, and edge center coordinates. The edge enhancement method according to any one of claims 1 to 3 is characterized in that even when strong edge enhancement is used, image quality does not deteriorate and a high sharpness is obtained.

以下、本発明の実施の形態について図１から図９を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

（実施の形態１）
図１は本発明のエッジ強調方法のフローチャートである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart of the edge enhancement method of the present invention.

図１において１０１は入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップ、１０２は高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップ、１０３は検出されたエッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップ、１０４は周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップ、１０５は周波数変調結果を用いてエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップである。 In FIG. 1, 101 is a high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from an input image, 102 is an edge detection step for detecting an edge from the high frequency component, 103 is an edge frequency analysis step for analyzing the frequency of the detected edge, and 104 is a frequency analysis. An edge frequency modulation step for modulating the resulting frequency, and 105 is an edge enhancement step by edge generation for generating an edge pixel using the frequency modulation result.

図２は図１に示す本発明のエッジ強調方法を説明するための１次元表現の画像で２０１は入力画像、２０２は入力画像中の第ｎ番目エッジで入力画像第ｎエッジである。本実施の形態ではｎ番目のエッジについて議論する。 2 is a one-dimensional representation image for explaining the edge enhancement method of the present invention shown in FIG. 1, wherein 201 is an input image, 202 is the nth edge in the input image and the nth edge of the input image. In this embodiment, the nth edge will be discussed.

図３は入力画像２０１を高周波成分抽出ステップ１０１で処理した結果を表す図で３０１は高周波成分である。 FIG. 3 is a diagram showing the result of processing the input image 201 in the high-frequency component extraction step 101, and 301 is a high-frequency component.

図４はエッジを周波数解析した解析結果と周波数変調結果を周波数軸で表す図で４０１はエッジ周波数解析ステップ１０３で得られた周波数成分ｆ１、４０２はエッジ周波数変調ステップ１０４で周波数変調した周波数成分ｆ２である。 FIG. 4 is a diagram showing the analysis result of the frequency analysis of the edge and the frequency modulation result on the frequency axis. 401 is the frequency component f1 obtained in the edge frequency analysis step 103, 402 is the frequency component f2 frequency-modulated in the edge frequency modulation step 104. It is.

図５は周波数変調結果を用いてエッジを合成したエッジ波形を表す図で強調エッジ５０１が生成されたエッジである。 FIG. 5 is a diagram showing an edge waveform obtained by synthesizing edges using the frequency modulation result, and is an edge in which an emphasized edge 501 is generated.

以上のようなステップで動作するエッジ強調方法について図１から図５を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。 An edge enhancement method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Although the actual image is two-dimensional, it will be described with a one-dimensional image for ease of explanation.

入力画像２０１は高周波成分抽出ステップ１０１で高周波成分が抽出される。ここでｎ番目のエッジ２０２に着目する。エッジ２０２は最小値Ｌ、最大値Ｈ、エッジ中心座標ｘである。 A high frequency component is extracted from the input image 201 in a high frequency component extraction step 101. Here, attention is focused on the nth edge 202. The edge 202 has a minimum value L, a maximum value H, and an edge center coordinate x.

高周波成分抽出ステップ１０１ではエッジ２０２の高周波成分を抽出し、高周波成分３０１となる。 In the high frequency component extraction step 101, the high frequency component of the edge 202 is extracted and becomes a high frequency component 301.

エッジ検出ステップ１０２では高周波成分３０１のゼロクロスからエッジを検出する。 In the edge detection step 102, an edge is detected from the zero cross of the high frequency component 301.

周波数解析ステップ１０３ではエッジ検出ステップ１０２の結果を基に高周波成分３０１からパラメータとして周波数成分４０１などを算出する。 In the frequency analysis step 103, a frequency component 401 and the like are calculated as parameters from the high frequency component 301 based on the result of the edge detection step 102.

周波数変調ステップ１０４では周波数成分４０１の周波数ｆ１を周波数成分ｆ２に変調する。また振幅なども同時に変調することも出来る。これらの変調によって周波数領域でエッジの傾きなどを制御できるため従来手法より正確なエッジ制御が可能となる。 In the frequency modulation step 104, the frequency f1 of the frequency component 401 is modulated into the frequency component f2. The amplitude can also be modulated simultaneously. By these modulations, the inclination of the edge and the like can be controlled in the frequency domain, so that the edge control can be performed more accurately than the conventional method.

エッジ生成によるエッジ強調ステップ１０５では周波数変調ステップ１０４の結果を基に強調エッジ５０１を生成し、入力画像第ｎエッジ２０２と置き換えることによりエッジ強調を行う。 In the edge emphasis step 105 by edge generation, an emphasis edge 501 is generated based on the result of the frequency modulation step 104, and the edge emphasis is performed by replacing the input image with the nth edge 202 of the input image.

周波数領域でエッジの傾きなどのパラメータを制御し、これらパラメータに基づきエッジを生成するので従来のようなオーバーシュート、アンダーシュートなどの画質劣化が起こらない。また実施の形態では中心座標ｘは変化させていないがこれも周波数変調ステップ１０４で変化させることは容易でエッジ位置の微調整なども可能となる。 Since parameters such as the slope of the edge are controlled in the frequency domain and the edge is generated based on these parameters, image quality degradation such as overshoot and undershoot as in the conventional case does not occur. In the embodiment, the center coordinate x is not changed, but it can be easily changed in the frequency modulation step 104, and the edge position can be finely adjusted.

以上のように本実施の形態によれば、入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、周波数変調、エッジ生成によりエッジ画素を生成することにより、強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, high-frequency components of an input image are extracted, edges are detected from high-frequency components, edge pixels are generated by frequency analysis, frequency modulation, and edge generation, so that even strong edge enhancement can be performed. High sharpness is obtained without image quality degradation.

（実施の形態２）
図６は本発明のエッジ強調方法のフローチャートである。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is a flowchart of the edge enhancement method of the present invention.

図６において１０１から１０５は図１と同様である。６０１はエッジの周波数解析結果情報の信頼性評価する信頼性評価ステップ、６０２は入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップ、６０３は入力画像にエッジ成分抽出ステップ６０２で抽出したエッジ成分を加算してエッジ強調画像を得るエッジ抽出成分加算によるエッジ強調ステップである。 In FIG. 6, reference numerals 101 to 105 are the same as those in FIG. 601 is a reliability evaluation step for evaluating the reliability of edge frequency analysis result information, 602 is an edge component extraction step for extracting edge components from the input image, and 603 is to add the edge components extracted in the edge component extraction step 602 to the input image This is an edge enhancement step by edge extraction component addition to obtain an edge enhanced image.

図７は信頼性評価ステップ６０１の動作説明図で７０１は入力画像２０１のｎ番目のエッジ２０２を分離したもの、７０２はエッジ周波数解析結果から生成したエッジである。 FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the reliability evaluation step 601, where 701 is an n-th edge 202 of the input image 201 separated, and 702 is an edge generated from the edge frequency analysis result.

図８はエッジ成分抽出ステップ６０２で抽出されたエッジ成分を表す図で８０１はエッジ成分である。 FIG. 8 is a diagram showing the edge component extracted in the edge component extraction step 602, where 801 is the edge component.

以上のようなステップで動作するエッジ強調方法について図６から図８を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。 The edge enhancement method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Although the actual image is two-dimensional, it will be described with a one-dimensional image for ease of explanation.

ステップ１０１からステップ１０３の動作は実施の形態１と同様であるので省略する。信頼性評価ステップ６０１では周波数解析結果の一つ周波数成分ｆ１４０１、エッジの最大値Ｌ１、最小値Ｈ１、中心座標ｘを用いてエッジ７０２を生成し入力画像２０１のｎ番目のエッジ７０１と比較する。指標としては例えば２乗平均誤差などを用いてある閾値より小さければ生成したエッジは信頼性が高いと評価する。 Since the operation from step 101 to step 103 is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted. In the reliability evaluation step 601, an edge 702 is generated using one frequency component f1 401 of the frequency analysis result, the maximum value L1, the minimum value H1, and the center coordinate x of the edge, and is compared with the nth edge 701 of the input image 201. . As an index, for example, if a mean square error or the like is used and is smaller than a certain threshold value, the generated edge is evaluated as having high reliability.

信頼性評価ステップ６０１で信頼性が高いと評価した場合にはエッジ周波数解析ステップ１０３、エッジ周波数変調ステップ１０４の処理でエッジ強調を行う。ステップ１０３、ステップ１０４の動作は実施の形態１と同様であるので省略する。 When the reliability evaluation step 601 evaluates that the reliability is high, edge enhancement is performed by the processing of the edge frequency analysis step 103 and the edge frequency modulation step 104. Since the operations in Step 103 and Step 104 are the same as those in Embodiment 1, they are omitted.

信頼性評価ステップ６０１で信頼性が低いと評価した場合にはエッジ成分抽出ステップ６０２で入力画像から２次微分演算などを用いてエッジを抽出しエッジ成分８０１を得る。次にエッジ成分加算によるエッジ強調ステップ６０３でエッジ成分８０１の振幅を最適なエッジ強調強度になるよう調整し入力画像に加算しエッジ強調を行う。 If the reliability evaluation step 601 evaluates that the reliability is low, an edge component extraction step 602 extracts an edge from the input image using a secondary differential operation or the like to obtain an edge component 801. Next, in edge enhancement step 603 by edge component addition, the amplitude of the edge component 801 is adjusted to an optimum edge enhancement intensity and added to the input image to perform edge enhancement.

（実施の形態３）
図９は本発明のエッジ強調方法のフローチャートである。 (Embodiment 3)
FIG. 9 is a flowchart of the edge enhancement method of the present invention.

図９において１０１から１０５は図１と、６０１から６０３は図６と同様である。９０１はエッジ検出ステップ１０２の結果に複数の候補解析関数から最も適合度が高い解析関数を選択する候補解析関数選択ステップ、９０２は候補解析関数選択ステップ９０１で選択する候補解析関数が無くなったことを判断する候補解析関数終了判断ステップである。 9, reference numerals 101 to 105 are the same as those in FIG. 1, and reference numerals 601 to 603 are the same as those in FIG. A candidate analysis function selection step 901 selects an analysis function having the highest fitness from a plurality of candidate analysis functions as a result of the edge detection step 102, and 902 indicates that there is no candidate analysis function selected in the candidate analysis function selection step 901. This is a candidate analysis function end determination step for determination.

以上のようなステップで動作するエッジ強調方法について図９を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。 An edge enhancement method that operates in the above steps will be described with reference to FIG. Although the actual image is two-dimensional, it will be described with a one-dimensional image for ease of explanation.

ステップ１０１、ステップ１０２の動作は実施の形態１と同様であるので省略する。エッジから特徴量を抽出するのに本実施の形態では関数近似でエッジを表現する。その関数を解析関数と呼び、複数ある解析関数で使用する解析関数の候補を候補解析関数と呼ぶ。候補関数の選択と処理の分岐はステップ９０１、ステップ９０２、ステップ１０３、ステップ６０１からなるループで行う。次にループ内の処理を説明する。候補解析関数選択ステップ９０１では予め用意したエッジを解析する関数を順番に選択していく。エッジ検出ステップ１０２の結果に関わりなく順番に解析関数を選択するモードとエッジ検出ステップ１０２の結果である程度のグループ分けを行うモードを持つ。候補解析関数終了判断ステップ９０２では候補解析関数選択ステップ９０１で選択する候補解析関数が無くなったことを判断し処理を分岐する。エッジ周波数解析ステップ１０３で解析関数を用いてエッジを周波数解析する。信頼性評価ステップ６０１で周波数解析結果を評価し、信頼性が無いと判断した場合は解析関数のエッジへの適合度が低いためであると考えステップ９０１に戻り候補解析関数の選択からやり直す。 Since the operations of Step 101 and Step 102 are the same as those in Embodiment 1, they are omitted. In the present embodiment, an edge is expressed by function approximation in order to extract a feature amount from the edge. The function is called an analytic function, and a candidate of an analytic function used by a plurality of analytic functions is called a candidate analytic function. Selection of candidate functions and processing branching are performed in a loop composed of step 901, step 902, step 103, and step 601. Next, processing in the loop will be described. In the candidate analysis function selection step 901, functions for analyzing edges prepared in advance are selected in order. Regardless of the result of the edge detection step 102, there are a mode for selecting an analysis function in order and a mode for grouping to some extent according to the result of the edge detection step 102. In the candidate analysis function end determination step 902, it is determined that there are no candidate analysis functions to be selected in the candidate analysis function selection step 901, and the process branches. In an edge frequency analysis step 103, an edge is subjected to frequency analysis using an analysis function. In the reliability evaluation step 601, the frequency analysis result is evaluated, and if it is determined that the reliability is not reliable, it is considered that the degree of fitness of the analysis function to the edge is low, and the process returns to step 901 to repeat the selection of the candidate analysis function.

このループを抜ける２つの条件中一つは信頼性評価ステップ６０１で信頼性があると判断した場合で解析関数がある程度適合したと判断したことになる。このときはステップ１０４、ステップ１０５でエッジ強調が行われる。もう一つの条件は適合する解析関数が無かった場合で、候補解析関数終了判断ステップ９０２で判断されステップ６０２、ステップ６０３によってエッジ強調が行われる。 One of the two conditions for exiting this loop is that the reliability evaluation step 601 determines that the analysis function is reliable, and it is determined that the analytical function is adapted to some extent. At this time, edge enhancement is performed in steps 104 and 105. Another condition is that there is no matching analysis function, which is determined in the candidate analysis function end determination step 902 and edge enhancement is performed in steps 602 and 603.

以上のように本実施の形態によれば、入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、候補解析関数の適合度により最適な解析関数を得て、周波数変調、エッジ生成によりエッジ画素を生成することにより、強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the high-frequency component of the input image is extracted, the edge is detected from the high-frequency component, the optimal analysis function is obtained based on the fitness of the candidate analysis function, and the edge pixel is obtained by frequency modulation and edge generation. By generating the image, even when strong edge enhancement is performed, the image quality is not deteriorated and a high sharpness can be obtained.

なお本実施の形態ではステップ９０１、ステップ９０２、ステップ１０３、ステップ６０１からなるループで適合する解析関数が見つかると直ちにその解析関数でエッジ生成がなされるが、全候補解析関数で適合度が最も高い解析関数を用いるループとすることも考えられる。 In this embodiment, when an analytical function that matches in the loop consisting of step 901, step 902, step 103, and step 601 is found, edge generation is performed immediately with the analytical function, but the best fit is obtained for all candidate analytic functions. A loop using an analytic function may be considered.

本発明にかかるエッジ強調方法は、強い強度のエッジ強調でも画質劣化が起こらず高い鮮鋭感が得られるという優れた効果を有し、画像のエッジを強調して鮮鋭感の向上を図る処理として有用である。 The edge enhancement method according to the present invention has an excellent effect that image quality deterioration does not occur even with strong edge enhancement and a high sharpness is obtained, and is useful as a process for enhancing the sharpness by enhancing the edge of an image. It is.

本発明の実施の形態１におけるエッジ強調方法のフローチャートFlowchart of edge enhancement method in Embodiment 1 of the present invention 同実施の形態１におけるエッジ強調方法の１次元表現画像の図Diagram of a one-dimensional representation image of the edge enhancement method in the first embodiment 同実施の形態１におけるエッジ強調方法の高周波成分の図The figure of the high frequency component of the edge emphasis method in Embodiment 1 同実施の形態１におけるエッジ強調方法のエッジ周波数解析結果と周波数変調結果の図The figure of the edge frequency analysis result and frequency modulation result of the edge emphasis method in Embodiment 1 同実施の形態１におけるエッジ強調方法の周波数変調結果によるエッジ合成波形図Edge synthesis waveform diagram based on frequency modulation result of edge enhancement method in embodiment 1 本発明の実施の形態２におけるエッジ強調方法のフローチャートFlowchart of edge enhancement method in Embodiment 2 of the present invention 同実施の形態２におけるエッジ強調方法の信頼性評価ステップ６０１の動作説明図Operation explanatory diagram of the reliability evaluation step 601 of the edge enhancement method in the second embodiment 同実施の形態２におけるエッジ強調方法のエッジ成分抽出ステップ６０３で抽出されたエッジ成分を表す図The figure showing the edge component extracted by the edge component extraction step 603 of the edge emphasis method in Embodiment 2 本発明の実施の形態３におけるエッジ強調方法のフローチャートFlowchart of edge enhancement method in Embodiment 3 of the present invention 従来のエッジ強調方法のフローチャートFlow chart of conventional edge enhancement method 従来のエッジ強調方法の入力画像を示す図The figure which shows the input image of the conventional edge emphasis method 従来のエッジ強調方法の出力エッジ強調画像を表す図The figure showing the output edge emphasis picture of the conventional edge emphasis method 従来のエッジ強調方法のエッジ成分を表す図The figure showing the edge component of the conventional edge emphasis method

符号の説明Explanation of symbols

１０１高周波成分抽出ステップ
１０２エッジ検出ステップ
１０３エッジ周波数解析ステップ
１０４エッジ周波数変調ステップ
１０５エッジ生成によるエッジ強調ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 High frequency component extraction step 102 Edge detection step 103 Edge frequency analysis step 104 Edge frequency modulation step 105 Edge enhancement step by edge generation

Claims

画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、
入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、
前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップと、
から成ることを特徴とするエッジ強調方法。 An edge enhancement method for enhancing an edge of an image,
A high-frequency component extraction step for extracting a high-frequency component from the input image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
An edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result;
An edge enhancement step by edge generation for generating edge pixels from the result of the edge frequency modulation;
An edge enhancement method characterized by comprising:

画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、
入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、
前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップと、
前記入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、
前記エッジ成分抽出ステップエッジ成分を前記入力画像に加算することによってエッジ強調を行うエッジ抽出成分加算によるエッジ強調ステップと、
から成り、
前記信頼性評価ステップの判断でエッジ周波数変調ステップと前記高周波成分加算によるエッジ強調ステップに処理が分岐することを特徴とするエッジ強調方法。 An edge enhancement method for enhancing an edge of an image,
A high-frequency component extraction step for extracting a high-frequency component from the input image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result;
An edge enhancement step by edge generation for generating edge pixels from the result of the edge frequency modulation;
An edge component extraction step of extracting an edge component from the input image;
Edge enhancement step by edge extraction component addition for performing edge enhancement by adding the edge component to the input image,
Consisting of
An edge emphasizing method characterized in that the processing branches into an edge frequency modulating step and an edge emphasizing step based on the addition of the high frequency component in the determination of the reliability evaluation step.

画像のエッジを強調するエッジ強調方法であって、
入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析ステップで使用する解析関数の候補を選択する候補解析関数選択ステップと有効な候補解析関数が無くなったことを判断する候補解析関数終了判断ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の周波数を変調するエッジ周波数変調ステップと、
前記エッジ周波数変調の結果からエッジ画素を生成するエッジ生成によるエッジ強調ステップと、
前記入力画像からエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、
前記エッジ成分抽出ステップエッジ成分を前記入力画像に加算することによってエッジ強調を行うエッジ抽出成分加算によるエッジ強調ステップと、
から成り、
前記候補解析関数終了判断ステップの判断で前記エッジ周波数解析ステップと前記エッジ成分抽出ステップに処理が分岐し前記信頼性評価ステップの判断でエッジ周波数変調ステップと前記候補関数選択ステップに処理が分岐することを特徴とするエッジ強調方法。 An edge enhancement method for enhancing an edge of an image,
A high-frequency component extraction step for extracting a high-frequency component from the input image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A candidate analysis function selection step for selecting a candidate analysis function to be used in the edge frequency analysis step, and a candidate analysis function end determination step for determining that there is no valid candidate analysis function;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An edge frequency modulation step for modulating the frequency of the edge frequency analysis result;
An edge enhancement step by edge generation for generating edge pixels from the result of the edge frequency modulation;
An edge component extraction step of extracting an edge component from the input image;
Edge enhancement step by edge extraction component addition for performing edge enhancement by adding the edge component to the input image,
Consisting of
The processing branches to the edge frequency analysis step and the edge component extraction step according to the determination of the candidate analysis function end determination step, and the processing branches to the edge frequency modulation step and the candidate function selection step according to the determination of the reliability evaluation step. Edge enhancement method characterized by

前記高周波成分抽出ステップでは、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 1, wherein wavelet transform is used in the high-frequency component extraction step.

前記高周波成分抽出ステップでは、高域通過フィルタを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 1, wherein a high-pass filter is used in the high-frequency component extraction step.

前記高周波成分抽出ステップでは、２次微分または１次微分を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 1, wherein the high-frequency component extraction step uses second-order differentiation or first-order differentiation.

前記エッジ検出ステップでは、前記高周波成分のエッジはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 1, wherein in the edge detection step, an edge of the high frequency component is detected by pattern matching.

前記エッジ周波数解析ステップでは、前記周波数解析結果は前記入力画像のエッジをステップ信号の帯域制限で近似したときの帯域制限周波数を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 1, wherein, in the edge frequency analysis step, the frequency analysis result includes a band limited frequency when the edge of the input image is approximated by band limitation of a step signal. .

前記エッジ周波数解析ステップでは、前記高周波成分のエッジを個別のエッジに分解したのち周波数解析することを特徴とする請求項８記載のエッジ強調方法。 9. The edge enhancement method according to claim 8, wherein in the edge frequency analysis step, the frequency analysis is performed after the edges of the high-frequency components are decomposed into individual edges.

前記エッジ成分抽出ステップでは２次微分または１次微分を用いることを特徴とする請求項２記載または請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The edge enhancement method according to claim 2, wherein the edge component extraction step uses a second order differentiation or a first order differentiation.

前記周波数変調ステップでは周波数、振幅、エッジ長、エッジ中心座標のうち周波数のみまたは周波数と少なくとも振幅、エッジ長、エッジ中心座標のうち一つを変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエッジ強調方法。 4. The frequency modulation step includes changing only one of frequency, amplitude, edge length, and edge center coordinates, or at least one of frequency and amplitude, edge length, and edge center coordinates. The edge enhancement method described.