JPH0714024A - 画像データ処理操作解析装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用コンピュータの表示装置を用いて、画像
データ処理の際に発生する歪みをシミュレーションによ
り容易に識別できるようにする。 【構成】 本発明は、１つ以上の処理操作を受けた画像
データを解析する方式に関するものである。画像データ
は、表示できる外観ＲＧＢにピクセル値ＰＶをマッピン
グする表示パレット３０を用いて表示する。ユーザ制御
の下に、ピクセル値の小区域を強調して表示できる外観
にマッピングして、ピクセル値の小さい変動が見えるよ
うにする。表示パレットで行うマッピングを示すパレッ
トスケールを、解析する画像の近くに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データ処理操作を
解析する分野に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像データ処理技術の分野は、複雑化の
一途をたどっている。特に、撮像してから最終的にユー
ザに表示するまで画像データに対して行う処理操作の数
及び複雑さは、例えば空間ろ波、領域変換及び再変換並
びにデータ圧縮及び圧縮解除というように増加しつつあ
る。しかも、これらの処理操作の増加にも拘らず、画質
の改良又は少なくとも画質の維持への圧力は絶えない。

【０００３】新しい画像処理装置を開発する際、完全に
作動する装置を開発する前に、できるだけ、行おうとす
る処理操作をシミュレートして予測できない問題や影響
を見極めて対処することは、有益なことである。この目
的に、汎用コンピュータを用いて画像処理のシミュレー
ションをすることができる。汎用コンピュータは、最終
的に要求される最高レート（速度）で画像データを処理
できないように思えるが、少数のテスト画像やテストパ
ターンの処理をシミュレートするのに好適である。コン
ピュータ・システムに関するソフトウェアは、最終的な
作動装置にて行われるべき一連の信号処理操作をまねる
ように作られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
なシミュレーションの結果を分析して調べようとすると
きに起こる問題を認めて、これを解決しようとするもの
である。画質レベルの向上が達成されるに従い、シミュ
レーションにより見出そうとする、信号処理操作の残存
歪みや人工雑音を識別するのが困難になっている。多く
の場合、最終画像の歪みは僅かであるので、少数の人々
（いわゆる「黄金の眼」をもった人々）しかこれらの歪
みを見分けることができない。これは、汎用コンピュー
タが提供できる表示画質が比較的限られているため、な
おさら問題である。代表例をあげると、放送されるデジ
タル画像データの質は平均でピクセル（画素）当たり１
６ビットであるのに、一般のコンピュータはピクセル当
たり８ビットの能力しかない。したがって、１６ビット
／ピクセルの放送システムで目視できる歪み特有のパタ
ンは、８ビット／ピクセルのコンピュータ・システムの
解像度閾値の端（はし）にあるので、識別を一層困難に
している。本発明は、コンピュータの画質が比較的限ら
れた表示装置を用いてその効果をよくすることにより、
上記の問題を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】画像データに施される処
理操作を解析するための、本発明による装置は、解析し
ようとする１つ以上の処理操作を受けた画像データより
成るピクセル値のアレイを記憶する画像メモリと、一連
のピクセル値範囲内の各ピクセル値と、直接に表示でき
る外観の範囲内の、対応する直接に表示できる外観との
間のマッピングを定めるマッピング情報を記憶する表示
パレットと、上記画像メモリ及び上記表示パレットに結
合され、上記ピクセル値のアレイ及び上記マッピング情
報に応答して、上記画像データが表す画像を表示する表
示装置と、上記マッピング情報を修正して、上記ピクセ
ル値範囲の小区域内の各ピクセル値と、強調して表示で
きる外観の範囲内の、対応する強調して表示できる外観
との間のマッピングを定める強調手段と、ユーザ入力に
応答して上記ピクセル値範囲内の上記小区域の位置を変
更するユーザ制御手段とを具える。

【０００６】直接に（そのまま）表示できる外観の全範
囲の小区域が、強調して表示できる外観の区域にマッピ
ングされる。強調する区域は、隣接ピクセル値の可視外
観における差が増加するように選ぶ。そうすると、小さ
い歪みをもつと容易に観測できる。この技法は、歪みの
識別を容易にするために再生画像の現実性（質）を無視
しているという、この分野における通常の偏見の逆を行
くものである。

【０００７】本発明はまた、画像データに施す処理操作
の解析方法を提供する。この方法は、次のステップを含
む。解析しようとする１つ以上の処理操作を受けた画像
データより成るピクセル値のアレイを記憶すること、一
連のピクセル値範囲内の各ピクセル値と、直接に表示で
きる外観の範囲内の、対応する直接に表示できる外観と
の間のマッピングを定めるマッピング情報を記憶するこ
と、上記マッピング情報を修正して、上記ピクセル値範
囲の小区域内の各ピクセル値と、強調して表示できる外
観の範囲内の、対応する強調して表示できる外観との間
のマッピングを定めること、上記ピクセル値のアレイ及
び上記マッピング情報に応じて、上記画像データが表す
画像を表示すること、ユーザ入力に応じて、上記ピクセ
ル値範囲内の上記小区域の位置を変えること。

【０００８】

【作用】本発明の作用の１つの例として、一様な外観の
物体を含む画像の場合を考える。理論上は、この物体を
表す画像データに幾つかの処理操作を施した後でさえ
も、そのピクセル値はすべてなお同じであるべきであ
る。しかし、例えば、ピクセル値の大きさをたった１段
階だけ変える歪みが入ってくることがある。大多数の観
測者にとって、隣接ピクセル値間の外観におけるこの変
化は、検知できないであろう。しかし、本発明によれ
ば、これらの隣接ピクセル値を外観が強調して表示され
るように配列することにより、該ピクセル値間の可視差
を増すことができる。こうすれば、歪みを一層容易に見
分けることが可能となる。

【０００９】本発明のもう１つの利点は、既存のコンピ
ュータ構成を利用して本発明を実現し、強調（目立つよ
うに）する小区域を迅速に変更できることである。これ
は、表示パレットの含むデータが一般に、表示される多
分１Ｍｂの画像データの外観を定める１Ｋｂより少ない
ので、達成可能である。表示パレットに記憶された比較
的少量のデータを変えることは、高速度で達成でき、し
かも画像全体の外観に根本的な影響を与える。高速操作
によりユーザと高度の対話が可能となり画像の歪みを一
層効果的に探すことができ、装置の実用性を増大させ
る。

【００１０】本発明はカラー画像に対して用いてもよい
が、好適な具体例では、上記の直接（強調せず）に表示
できる外観の範囲は、単色で表示できる外観の範囲であ
る。

【００１１】この特徴は、一度にただ１つの成分を解析
しさえすれば、データにおける歪みを識別し理解するこ
とが一般に容易になる、との認識に基づいている。この
成分は、輝度、色差信号又はＲＧＢ成分の１つであって
もよい。

【００１２】強調して表示できる外観は、隣接ピクセル
値間の差がもっと容易に観測できるように選ぶ。実際
に、強調して表示できる外観は、単色画像における隣接
ピクセル値間の輝度差が誇張（強調）されるように手配
できる。しかし、好適な具体例では、上記の強調して表
示できる外観の範囲は、多色で表示できる外観の範囲で
ある。

【００１３】強調して表示できる外観の範囲内で異なる
カラーを使用すると、差が特によく見えるようになる。

【００１４】上述のように、画像を効果的に解析するた
めには、ユーザは、強調して表示できる外観に対応する
小区域の位置を動かすことができなければならない。本
発明の好適な具体例では、上記の表示装置は、単調に変
化する一連のピクセル値範囲より成るパレットスケール
を表示する。そして、上記ピクセル値の各々は、上記表
示パレットにて定められる上記直接に表示できる外観又
は上記強調して表示できる外観のどちらかと一緒に表示
される。

【００１５】パレットスケール表示と解析される画像を
一緒に表示すると、ユーザが調べようとする画像部分を
特定できるので使用が容易となり、パレットスケール内
の直接に表示できる外観を認識し、強調して表示できる
外観の小区域を動かしてその範囲に重ねることができ
る。

【００１６】ユーザが直観的に理解できるパレットスケ
ールの形式は、該パレットスケールが、単調に変化する
ピクセル値のバーと、該バーの一部分に対応する小区域
とを含むものである。

【００１７】本発明の具体例では、ユーザが上記バーに
沿う上記部分の位置を変えて、上記ピクセル値範囲内の
上記小区域の位置を定めることができるように動作する
ユーザ制御手段を設けることにより、上記の直観的理解
を更に改善している。

【００１８】一度識別した歪みの量的解析を助けるため
に、本発明の好適な具体構成では、ユーザ入力に応答し
て上記画像を通る解析線を選択する手段と、上記解析線
に沿う変位に対するピクセル値のグラフを上記画像の近
くに表示する手段とを設けている。

【００１９】

【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。図１は、汎用コンピュータ・システム２の構成を示
す図である。主バス４は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）
６、主メモリ（ＲＡＭ）８、記憶制御装置１０、ユーザ
入力装置インタフェース１２、及び表示駆動装置１４を
相互接続している。マウス１６やキーボード１８のよう
なユーザ入力装置は、ユーザ入力装置インタフェース１
２に接続される。コンピュータ・モニタ２０は、表示駆
動装置１４に接続される。ハードディスク２２のような
永久記憶装置は、記憶装置制御装置１０に接続される。

【００２０】汎用コンピュータ２は、コンピュータ・プ
ログラムにより所望の動作を行うように制御される。コ
ンピュータ・プログラムは、種々のコンピュータ言語で
書かれ、色々異なる形式を有するが、すべて外面的には
同じ動作を発生するものである。シミュレーションをし
ようとするサンプルの画像データは、ハードディスク２
２に記憶される。ソフトウェアによってシミュレートさ
れる処理操作は、領域変換に伴う圧縮及び圧縮解除やろ
波処理などである。

【００２１】図２は、図１の表示駆動装置１４を詳細に
示す図である。データ、アドレス及び制御信号は、主バ
ス４を介してグラフィックス・コントローラ２４に送ら
れる。表示しようとするピクセル値を表すデータは、グ
ラフィックス・コントローラ２４から画像メモリ２６に
書込まれる。ピクセル値（ＰＶ）は、画像メモリ２６か
らマルチプレクサ（ＭＵＸ）２８を介して表示パレット
（調色板）３０に読込まれる。

【００２２】表示パレット３０は、８ビットのピクセル
値を、各々が当該ピクセル値に対する赤、緑、青成分の
大きさを表す３つの８ビット数にマッピング（配分）す
る。表示パレット３０からの３つの８ビット数は、デジ
タル・アナログ変換器（ＤＡＣ）３２に送られ、そこ
で、モニタ（表示装置）２０を駆動するためのアナログ
赤、緑、青成分値に変換される。

【００２３】ピクセル値の成分へのマッピングを決める
表示パレット３０内に記憶されるデータは、パレット格
納モード時に、マルチプレクサ２８を介して入力される
アドレス信号の制御の下にバッファ３４を経て格納され
る。この構成から、表示駆動装置１４は、同時に表示が
可能な２５６の異なるカラーを保有することが分かるで
あろう。表示パレット３０に格納されるカラーを広範囲
に変更することはできるが、一度に２５６の異なるカラ
ーしか使用できない。

【００２４】表示パレット３０は、３×２５６バイトを
含むが、これは、比較的小さいデータ量であって、主バ
ス４を介して迅速に（全体的に又は部分的に）修正する
ことができる。

【００２５】図３は、強調動作を行わないときの表示パ
レット３０内に記憶される直接表示できる外観値へのピ
クセル値（ＰＶ）のマッピングを示す。図３から３成分
の各々がピクセル値範囲の始めから終わりまでバランス
しており、したがって、発生される画像が単色（黒白）
画像となることが分かるであろう。ピクセル値の増加
は、輝度の増加に相当する。

【００２６】次の表１は、かようなマッピングを行うた
め表示パレット３０内に記憶されるデータを示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】図４は、本発明の一実施例に従って表示パ
レット３０により行われるマッピングを示す。図３と比
べ、ピクセル値ｎと（ｎ＋１５）との間では、ピクセル
値の当該範囲に対して、前に単色像を生じた単調な増加
に従ってマッピングが行われていないことが見られるで
あろう。もっと詳しくいえば、各成分間のバランスがこ
の範囲では大きく変化し、成分値の完全に動的な範囲が
できている。こうすると、隣接するピクセル値が一層容
易に眼で区別できる表示可能な外観にマッピングされる
ことになり、強調して表示できる外観を発生できる。表
示パレット３０に記憶されることになるデータの例を、
次の表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】図５は、図４及び表２のマッピングによっ
て与えられる強調表示可能の外観の範囲内におけるカラ
ー変化を示すカラーチャートである。該チャートの各頂
点は、１００％の特定カラー成分を表す。該チャートの
中心Ｗは、３成分がバランスして白出力を与える点を表
す。強調される範囲は、純粋な赤から出発し、赤と緑の
混合色を経て純粋な緑へと進む。純粋な緑から、強調範
囲は、緑と青の混合色を経て純粋な青に進む。

【００３１】図６は、強調範囲を生じる表示パレット３
０内のデータに対する他の修正例を示す。この場合、全
データは、ピクセル値の輝度変化が強調範囲ｎ〜（ｎ＋
１５）に亘って増加する単色表示を与えるように修正さ
れる。

【００３２】図７は、図４のマッピングの場合、表示パ
レット３０内のデータがどのようにして修正されるかを
示す流れ図である。コンピュータは、ステップ３６で、
強調表示できる外観の範囲の位置の変更を示す、マウス
やキーボード等によるユーザ入力を受信する。ステップ
３８で、新しい外観を全部単色にしようと決めると、ス
テップ４０で表示パレットのデータを表１のデータに戻
し、処理が終了する。新しい外観が全部単色ではない場
合、処理はステップ３８からステップ４２に進み、そこ
で、強調表示できる外観が既に使用されているかどうか
のテストが行われる。既に強調表示できる外観が使用さ
れていれば、ステップ４４で、現在は強調範囲内にある
が、新しい位置に動かされると該範囲の外に出るような
ピクセル値を、直接に表示できる値に戻す。ステップ４
６で、新しい位置における強調範囲に対するデータを、
マルチプレクサ２８を介して供給されるアドレスデータ
の制御の下に、主バス４及びバッファ３４を経て表示パ
レット３０内に書込む。

【００３３】図８は、水平ブロック５０及び垂直ブロッ
ク５２より成る例示画像４８と、解析を制御するための
ユーザ・インタフェースとを一緒に示す図である。水平
ブロック５０及び垂直ブロック５２は、一様な外観を呈
するものとする。画像４８の下に、パレットスケール表
示を含む、単調に変化するピクセル値のバー５４が表示
されている。該バー５４の左端に、強調表示外観特性を
使用しない場合、範囲カーソルが位置する黒白部分５６
がある。

【００３４】強調表示外観特性を使用するには、ユーザ
は、マウスを操作して、強調表示できる外観を制御する
範囲カーソルを黒白部分５６から引出す。これを図９に
示す。同図において、範囲カーソル５８は、バー５４で
示されるパレットスケール内のユーザが選択した位置に
引出されている。強調する範囲をこのように引出すと、
修正されたマッピング・データが動的に表示パレット３
０に書込まれ、画像４８に対する影響の観測が可能とな
り、歪みを目立たせるのに適当な位置を容易に見付ける
ことができる。

【００３５】図示した画像の例では、歪みは、ピクセル
値が突然変化した後に生じる、ピクセル値の水平リンギ
ングの形を取っている。かようなリンギングは、不適切
な水平ろ波によって入り込むことがある。このリンギン
グの振幅は、直接（そのまま）表示される外観からは容
易に見分けられない。しかし、急激な変移に近いピクセ
ル値範囲を強調する範囲にマッピングすれば、リンギン
グによって発生する、これらのピクセル値における僅か
な変化が眼に見えるようになる。この技法の効用を増す
付帯的な効果は、強調範囲内にないがそれを囲むピクセ
ル値を含む区域がある場合に、これらのピクセルが着色
されないで浮き出ることである。図９では、強調範囲５
８の位置が、背景におけるリンギングを目立たせるよう
な位置になっている。

【００３６】図９はまた、選択可能な解析線６２に沿う
数字的ピクセル値のグラフ６０が画像の近くに表示され
る本発明の特徴を示している。このグラフ６０により、
量を示すことが可能になる。図９の場合、グラフ６０
は、垂直ブロック５２と交差する解析線６２に沿って取
ったものである。

【００３７】図１０は、範囲カーソル５８の位置が、水
平ブロック５０の一様な外観内の僅かな変化を目立たせ
るように変更されている点を除き、図９と類似するもの
である。解析線６２の位置も、水平ブロック５０と交差
するように動かされている。この場合も、強調範囲を使
用することにより、該ブロックの水平エッジにおけるピ
クセル値の僅かな変化がもっと眼に見えるようになる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明によれば、既存のコンピュータを使用して画
像処理のシミュレーションをする場合、処理により生じ
る歪みや雑音を容易に識別することができ、画像処理装
置を開発する前に予測困難な問題や影響を見極めてこれ
に対処することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】汎用コンピュータ・システムの構成を示す図で
ある。

【図２】汎用コンピュータの表示駆動装置の詳細を示す
図である。

【図３】ピクセル値の直接（強調せず）に表示できる外
観への通常のマッピングを示す図である。

【図４】本発明の具体例に従って図３のマッピングを修
正したものを示す図である。

【図５】図４の強調して表示できる外観のカラー変化を
示す図である。

【図６】他のマッピング修正例を示す図である。

【図７】表示パレット内のデータの修正を制御する方法
を示す簡略流れ図である。

【図８】例示した画像の解析に用いるユーザ・インタフ
ェースを示す図である。

【図９】図８のユーザ・インタフェースの動作の例を示
す図である。

【図１０】図８のユーザ・インタフェースの動作の他の
例を示す図である。

【符号の説明】

２６ 画像メモリ ３０ 表示パレット ２０ 表示装置 １４，３０ 強調手段 ５８ ユーザ制御手段

フロントページの続き (72)発明者 ピーター カバナフ イギリス国 ＧＵ１ ４ＴＬ サリー，ギ ルドフォード，オンスロー ストリート, ベッドフォード ハウス 50

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データに施される処理操作を解析す
   る装置であって、 解析しようとする１つ以上の処理操作を受けた画像デー
   タより成るピクセル値のアレイを記憶する画像メモリ
   と、 一連のピクセル値範囲内の各ピクセル値と、直接に表示
   できる外観の範囲内の、対応する直接に表示できる外観
   との間のマッピングを定めるマッピング情報を記憶する
   表示パレットと、 上記画像メモリ及び上記表示パレットに結合され、上記
   ピクセル値のアレイ及び上記マッピング情報に応答し
   て、上記画像データが表す画像を表示する表示装置と、 上記マッピング情報を修正して、上記のピクセル値範囲
   の小区域内の各ピクセル値と、強調して表示できる外観
   の範囲内の、対応する強調して表示できる外観との間の
   マッピングを定める強調手段と、 ユーザ入力に応答して上記ピクセル値範囲内の上記小区
   域の位置を変更するユーザ制御手段とを具える画像デー
   タ処理操作解析装置。
2. 【請求項２】 上記直接に表示できる外観の範囲は、単
   色で表示できる外観の範囲である請求項１の装置。
3. 【請求項３】 上記強調して表示できる外観の範囲は、
   多色で表示できる外観の範囲である請求項１又は２の装
   置。
4. 【請求項４】 上記表示装置は、単調に変化する一連の
   ピクセル値範囲の形のパレットスケールを表示し、上記
   ピクセル値の各々は、上記表示パレット内で定まる上記
   直接に表示できる外観又は上記強調して表示できる外観
   のどちらかと一緒に表示される請求項１，２又は３のい
   ずれか１項の装置。
5. 【請求項５】 上記パレットスケールの表示は、単調に
   変化するピクセル値のバーと、該バーの一部分に対応す
   る上記小区域とを含む請求項４の装置。
6. 【請求項６】 上記ユーザ制御手段は、ユーザが、上記
   バーに沿う上記の一部分の位置を変えて上記ピクセル値
   範囲内の上記小区域の位置を定めることができるように
   動作する請求項５の装置。
7. 【請求項７】 ユーザ入力に応答して上記画像を通過す
   る解析線を選択する手段と、上記解析線に沿う変位に対
   するピクセル値のグラフを上記画像の近くに表示する手
   段とを有する請求項１〜６のいずれか１項の装置。
8. 【請求項８】 画像データに施される処理操作を解析す
   る方法であって、 解析しようとする１つ以上の処理操作を受けた画像デー
   タより成るピクセル値のアレイを記憶すること、 一連のピクセル値範囲内の各ピクセル値と、直接に表示
   できる外観の範囲内の、対応する直接に表示できる外観
   との間のマッピングを定めるマッピング情報を記憶する
   こと、 上記マッピング情報を修正して、上記ピクセル値範囲の
   小区域内の各ピクセル値と、強調して表示できる外観の
   範囲内の、対応する強調して表示できる外観との間のマ
   ッピングを定めること、 上記ピクセル値のアレイ及び上記マッピング情報に応じ
   て、上記画像データが表す画像を表示すること、 ユーザ入力に応じて、上記ピクセル値範囲内の上記小区
   域の位置を変えることの各ステップを含む画像データ処
   理操作解析方法。