JP7117914B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を適用したプリントシステムの全体構成の例を示す。情報処理装置(以下、「PC」ともいう)101と出力装置102を含んで構成される。PC101と出力装置102とが、ネットワークやUSB(Universal Serial Bus)またはローカルバスなどのインタフェースにより、通信可能に接続されている。ここでの接続方式は、特に限定するものではなく、有線/無線も問わない。PC101は、出力装置102への印刷制御指示、必要な情報及びデータの転送などを実施する。したがって、図1には不図示であるが、PC101と出力装置102はそれぞれ、外部装置との通信部を備える。
(1)カメラ等の撮像装置で撮像された入力画像データ
(2)入力画像データに対応した撮影時の合焦面からの距離に相当する情報
(3)画像処理パラメータとプリンタ制御データ
(4)ユーザがUI上で選択した印刷品位や記録媒体等の印刷情報データ
式(3)によって算出した物体距離OBJ(def)を合焦物体距離OBJ(0)から引くことにより、合焦面201から物体(不図示)までの距離304を算出することができる。
本願発明の第1の実施形態に係る画像処理部109の構成例を図4に示す。画像処理部109は、例えば、専用の回路等によって実行されてもよい。もしくは、CPUや記憶領域を設け、CPUが記憶領域に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。なお、本実施形態では、画像処理部109は、出力装置102が備える構成としているが、これに限定するものではない。例えば、画像処理部109に対応する機能がPC101や撮像装置(不図示)にて提供され、それらが出力装置102と連携もしくは出力装置102の情報を取得することで実行されるような構成であってもよい。
Iは、入力画像の色情報から輝度成分を抽出した画像を示す。gx、gyはそれぞれ、画像におけるx、y方向のフィルタを示す。画像におけるx、y方向は予め規定されているものとする。i、jはそれぞれ、x、y方向に沿ったフィルタ中心からの距離を示す。σは、フィルタパラメータを示す。*は、畳み込み演算を示す。Scoreは、得られたデフォーカスマップのスコアを示す。
ik、jkは、注目画素に対する周囲画素の相対的な位置を示す。Nは、周辺領域ウィンドウサイズによって決められる周囲領域の画素数を示す。def(x,y)は、座標位置(x,y)の注目画素に対する修正前のデフォーカスマップの値を示す。def’(x,y)は、座標位置(x,y)の注目画素に対する修正後のデフォーカスマップの値を示す。
ここで、出力装置102の鮮鋭性に影響する出力特性と立体感の制御について説明する。上述したように、人間がカメラなどの撮像装置で撮影された2次元画像を見る際、合焦している(ピントが合っている)合焦領域を含む許容合焦領域と、合焦していない(ボケている)非許容合焦領域の鮮鋭感の差から画像の奥行き感や立体感を認識している。
σ、βは立体感制御量に関するフィルタパラメータを示し、それぞれ、デフォーカス量に応じた値が設定される。σ、βはLUT(Look-Up Table)方式でパラメータを予め設定してもよいし、デフォーカス量に対する関係式を用いて計算してもよい。そのほかの変数は、上述した式と同様である。
ここで、条件保持部406で保持される画像処理条件の作成方法について説明する。ここでの画像処理条件とは、図8に示すような変換方法に相当し、出力装置の出力特性に基づき設定される。画像処理条件に設定するパラメータは、例えば、図10に示すような計測用画像をプリンタやディスプレイ、プロジェクタ等の出力装置102で出力し、測定装置(不図示)を用いて取得した出力装置102による出力画像の周波数特性(MTF特性)から算出する。なお、出力画像生成における各画像処理をPC101上でシミュレートして得られた画像から出力装置102のMTF特性を算出方法が用いられてもよい。つまり、本実施形態では、出力装置の出力特性および距離情報の値に応じて、立体感制御量βは変動する。
uは正弦波の周波数を示す。Max(u)は周波数で変化する正弦波パターンの最大反射率を示す。Min(u)は周波数で変化する正弦波パターンの最小反射率を示す。R1およびR2は、均一パターンの反射率(R1>R2)を示す。
入力画像から求められるデフォーカスマップのスコア(値の確からしさ)を用いて、デフォーカスマップの値を修正することにより、相対的にスコアの低いデフォーカスマップの値が修正される。これにより、デフォーカスマップの精度が向上し、合焦面からの距離に相当する情報の精度を向上させることができる。その結果、画像に対して所望の立体感制御を施しやすくなる。
本発明に係る第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、図5にて示したS104のデフォーカスマップ修正処理が第1の実施形態と異なる。
図13は、本実施形態に係るデフォーカスマップ修正処理のフローを示す。
Nは周辺領域の要素数を示す。なお、スコアの空間分布の求め方は上記の式(16)に限定するものではない。例えば、スコアの閾値を設定し、閾値よりも高いスコアが単位面積あたりに存在する数を計算することで、空間分布を求めてもよい。
周辺領域ウィンドウサイズWの値をデフォーカスマップの空間分布に基づいて決定することにより、確度の高いデフォーカス量が密集している領域は、オリジナルの確度の高いデフォーカス量を採用しやすくなる。一方、確度が高いデフォーカス量が周囲に少ない場合は、ウィンドウサイズを広げることにより、確度がより高いデフォーカス量を用いて注目画素のデフォーカス量を修正しやすくなる。その結果、本実施形態により、修正したデフォーカス量の精度が向上する。
本発明に係る第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、図5に示したS104のデフォーカスマップ修正処理の内容が第1の実施形態と異なる。
とする。
・領域内デフォーカス量の分散が、予め定められた所定の閾値を超える場合
・領域内デフォーカス量のうち、所定の閾値を超えるスコアを持つデフォーカス量の割合が、予め定められた所定の閾値を超えない場合
上記の所定の閾値については、記憶領域にて保持されているものとする。
l、mはそれぞれ領域のインデックスを表し、領域mと領域lは隣接している。histlは領域lのヒストグラムを示す。histmは領域mのヒストグラムを示す。NBはヒストグラムのビン数である。ヒストグラムは、入力画像と領域分割結果から予め作成されているものとする。また、デフォーカス量が「エラー」とされた領域とその他の領域との類似度は“0”とする。
Nsは、類似度の数を示す。defmは、領域mにおけるデフォーカス量を示す。
本実施形態では、デフォーカスマップを領域ごとに計算し、かつデフォーカスの値の確からしさ(確度)が低い領域はエラーとして扱うため、ノイズに対して頑健になる。また、領域分割の細かさをデフォーカスのスコアの空間分布に応じて変化させるため、スコアの高い領域のデフォーカス量の精度をより高く、スコアの低い領域のデフォーカス量をできるだけスコアの高い領域のデフォーカス量を用いて修正することが可能となる。
本発明のその他の実施形態にとして、本発明に係る距離情報(合焦面からの距離に相当する情報)を、立体感制御だけでなく、その他の処理にも応用する例について示す。
Claims (13)
- 入力画像と、前記入力画像に含まれる画素それぞれに対応する、合焦面からの距離に関する距離情報と、を取得する取得手段と、
前記入力画像の画素値を用いて、前記距離情報の確度を示す評価値を導出する導出手段と、
前記評価値に基づき、前記距離情報を修正する修正手段と
を有し、
前記導出手段は、前記距離情報に対する評価値の空間分布を導出するとともに、前記空間分布に基づいて、前記入力画像を複数の領域に分割し、
前記修正手段は、前記空間分布に基づいて、前記分割した領域ごとに前記距離情報を修正することを特徴とする画像処理装置。 - 前記距離情報は、デフォーカス情報、像ずれ量、もしくは、前記合焦面から物体までの距離を示す情報のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記導出手段は、前記空間分布が示す値が高いほど細かく分割し、前記空間分布が示す値が低いほどおおまかに分割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。
- 前記修正手段は、評価値が高い距離情報の値がより重みが高くなるように重み付けを行うことで、前記距離情報の修正を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記修正手段にて修正された距離情報と、画像処理条件とを用いて、出力装置から出力される画像の鮮鋭度を制御する制御手段を更に有し、
前記画像処理条件は、前記距離情報に応じて変動する前記出力装置の出力特性に基づいて定められることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、コントラスト処理もしくはシャープネス処理を行うことにより、前記出力装置から出力される画像の鮮鋭度を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 入力画像と、前記入力画像に含まれる画素それぞれに対応する、合焦面からの距離に関する距離情報と、を取得する取得工程と、
前記入力画像の画素値を用いて、前記距離情報の確度を示す評価値を導出する導出工程と、
前記評価値に基づき、前記距離情報を修正する修正工程と
を有し、
前記導出工程では、前記距離情報に対する評価値の空間分布を導出するとともに、前記空間分布に基づいて、前記入力画像を複数の領域に分割し、
前記修正工程では、前記空間分布に基づいて、前記分割した領域ごとに前記距離情報を修正することを特徴とする画像処理方法。 - 前記距離情報は、デフォーカス情報、像ずれ量、もしくは、前記合焦面から物体までの距離を示す情報のいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。
- 前記導出工程では、前記空間分布が示す値が高いほど細かく分割し、前記空間分布が示す値が低いほどおおまかに分割することを特徴とする請求項7または8に記載の画像処理方法。
- 前記修正工程では、評価値が高い距離情報の値がより重みが高くなるように重み付けを行うことで、前記距離情報の修正を行うことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の画像処理方法。
- 前記修正工程にて修正された距離情報と、画像処理条件とを用いて、出力装置から出力される画像の鮮鋭度を制御する制御工程を更に有し、
前記画像処理条件は、前記距離情報に応じて変動する前記出力装置の出力特性に基づいて定められることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載の画像処理方法。 - 前記制御工程では、コントラスト処理もしくはシャープネス処理を行うことにより、前記出力装置から出力される画像の鮮鋭度を制御することを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
- コンピュータを、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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