特許 5760495 画像鮮明化装置、画像出力装置、画像鮮明化プログラム、画像処理装置及び画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5760495

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】画像鮮明化装置、画像出力装置、画像鮮明化プログラム、画像処理装置及び画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/409 20060101AFI20150723BHJP

   G06T 5/20 20060101ALI20150723BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/40 101D

   G06T5/20

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-34945(P2011-34945)

(22)【出願日】2011年2月21日

(65)【公開番号】特開2012-175368(P2012-175368A)

(43)【公開日】2012年9月10日

【審査請求日】2014年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100092576

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 久男

(72)【発明者】

【氏名】本間 行

【審査官】 豊田 好一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１０４２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６９１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２１１３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１９１８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １／４０９

Ｇ０６Ｔ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷を行う画像を取得する画像入力部と、
前記画像入力部により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定部と、
前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、
前記ボケ度合い判定部により判定されたボケ度合をもとに、前記出力サイズ取得部により取得された出力サイズでの印刷に適した鮮明度から不足している不足鮮明度を算出する不足鮮明度算出部と、
前記不足鮮明度算出部によって求められた前記不足鮮明度に基づいて前記画像に対して鮮明化を行い、印刷に適した鮮明化画像を取得する鮮明化部と、
を備えること、を特徴とする画像鮮明化装置。

【請求項2】

請求項1に記載の画像鮮明化装置であって、
前記画像入力部により取得された画像の画像サイズを取得する画像サイズ取得部をさらに備え、
前記不足鮮明度算出部は、前記不足鮮明度の算出の際に、前記画像サイズ取得部により取得された画像サイズに応じて前記不足鮮明度を補正すること、
を特徴とする画像鮮明化装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の画像鮮明化装置と、
前記画像を出力する出力部とを備えること、
を特徴とする画像出力装置。

【請求項4】

コンピュータを、
印刷を行う画像を取得する画像入力手段と、
前記画像入力手段により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定手段と、
前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得手段と、
前記ボケ度合い判定手段により判定されたボケ度合をもとに、前記出力サイズ取得手段により取得された出力サイズでの印刷に適した鮮明度から不足している不足鮮明度を算出する不足鮮明度算出手段と、
前記不足鮮明度算出手段によって求められた前記不足鮮明度に基づいて前記画像に対して鮮明化を行い、印刷に適した鮮明化画像を取得する鮮明化手段として機能させること、
を特徴とする画像鮮明化プログラム。

【請求項5】

請求項４に記載の画像鮮明化プログラムであって、
コンピュータをさらに、
画像の画像サイズを取得する画像サイズ取得手段として機能させ、
前記画像サイズ取得手段は、前記不足鮮明度の算出の際に、前記画像入力手段により取得された画像サイズに応じて前記不足鮮明度を補正すること、
を特徴とする画像鮮明化プログラム。

【請求項6】

印刷を行う画像を取得する画像入力部と、
前記画像入力部により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定部と、
前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、
前記ボケ度合い判定部により判定されたボケ度合と、前記出力サイズ取得部により取得された出力サイズの情報と、に基づいて前記画像を補正する補正部と、
を備えること、を特徴とする画像処理装置。

【請求項7】

コンピュータを、
印刷を行う画像を取得する画像入力手段と、
前記画像入力手段により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定手段と、
前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得手段と、
前記ボケ度合い判定手段により判定されたボケ度合と、前記出力サイズ取得手段により取得された出力サイズの情報と、基づいて前記画像を補正する補正手段として機能させること、を特徴とする画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像鮮明化装置、画像出力装置、画像鮮明化プログラム、画像処理装置及び画像処理プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

銀塩カメラの時代では、Ｌ版程度の大きさの印刷が一般的であったが、近年、デジタルカメラとプリンタの普及により、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の大きな写真の印刷が手軽にできるようになった。しかし、大きなサイズでの印刷は、小さなサイズでの印刷時ではわからないボケも目立つようになる。このため、印刷サイズに応じて鮮明化を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００４−５２７０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の方法は、元画像の鮮明度とは無関係に、印刷サイズに応じて鮮明化を行うものである。したがって、十分な鮮明度を有する画像にも鮮明化を行うこととなる。十分に鮮明な画像に対する鮮明化は、無駄な時間および電力を浪費するばかりか、不要な鮮明化による不自然なエッジ強調やノイズの増加などの画像劣化が起きる可能性もある。

【0005】

本発明は、印刷に最適な鮮明度を有する画像を作成可能な画像鮮明化装置、画像出力装置、画像鮮明化プログラム、画像処理装置及び画像処理プログラム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】

【0006】

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。

【0007】

本発明の一実施形態は、印刷を行う画像を取得する画像入力部と、前記画像入力部により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定部と、前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、前記ボケ度合い判定部により判定されたボケ度合をもとに、前記出力サイズ取得部により取得された出力サイズでの印刷に適した鮮明度から不足している不足鮮明度を算出する不足鮮明度算出部と、前記不足鮮明度算出部によって求められた前記不足鮮明度に基づいて前記画像に対して鮮明化を行い、印刷に適した鮮明化画像を取得する鮮明化部と、を備えること、を特徴とする画像鮮明化装置である。
また、本発明の一実施形態は、コンピュータを、印刷を行う画像を取得する画像入力手段と、前記画像入力手段により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定手段と、前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得手段と、前記ボケ度合い判定手段により判定されたボケ度合をもとに、前記出力サイズ取得手段により取得された出力サイズでの印刷に適した鮮明度から不足している不足鮮明度を算出する不足鮮明度算出手段と、前記不足鮮明度算出手段によって求められた前記不足鮮明度に基づいて前記画像に対して鮮明化を行い、印刷に適した鮮明化画像を取得する鮮明化手段として機能させること、を特徴とする画像鮮明化プログラムである。
さらに、本発明の一実施形態は、印刷を行う画像を取得する画像入力部と、前記画像入力部により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定部と、前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、前記ボケ度合い判定部により判定されたボケ度合と、前記出力サイズ取得部により取得された出力サイズの情報と、に基づいて前記画像を補正する補正部と、を備えること、を特徴とする画像処理装置である。
また、本発明の一実施形態は、コンピュータを、印刷を行う画像を取得する画像入力手段と、前記画像入力手段により取得された画像のボケ度合いを判定するボケ度合い判定手段と、前記画像を印刷する際の出力サイズを取得する出力サイズ取得手段と、前記ボケ度合い判定手段により判定されたボケ度合と、前記出力サイズ取得手段により取得された出力サイズの情報と、基づいて前記画像を補正する補正手段として機能させること、を特徴とする画像処理プログラムである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、印刷に最適な鮮明度を有する画像を作成可能な画像鮮明化装置、画像出力装置、画像鮮明化プログラム、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】画像鮮明化装置の構成を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態のボケ度合い判定部の構成を示すブロック図である。

【図3】図２のボケ付加処理部において用いられるボケフィルターの一例を示したものである。

【図4】ボケ度合い判定部におけるボケ判定原理の説明図である。

【図5】第２実施形態のボケ度合い判定部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態にかかる画像鮮明化装置１０について説明する。図１は、画像鮮明化装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態の画像鮮明化装置１０は、プリンタでの印刷の前処理として使用されるものである。

【0011】

画像鮮明化装置１０は、例えば、デジタルカメラ等において撮影された元画像が入力される画像入力部１２を備える。また、画像鮮明化装置１０は、画像入力部１２から入力された元画像のボケ度合いを判定するための、後述のボケ度合い判定部１４と、画像入力部１２から入力された元画像から、その元画像の画像サイズを取得する画像サイズ取得部１６と、印刷時の画像の出力サイズを取得する出力サイズ取得部１８と、を備える。

【0012】

画像鮮明化装置１０は、さらに出力サイズ選択部を備えても良く、この場合、出力サイズ取得部１８は、出力サイズ選択部により選択された出力サイズを読み取ることで出力サイズを取得してもよい。また、出力サイズが外部装置により設定される場合、外部装置により設定された出力サイズを読み取ることで出力サイズを取得してもよい。

【0013】

さらに、画像鮮明化装置１０は、画像入力部１２で取得された画像を印刷する際の最適な鮮明度に対して、不足している鮮明度を判定する不足鮮明度算出部２０と、不足している鮮明度を補い、画像を印刷に最適な鮮明度にする鮮明化部２２とを備える。

【0014】

次に、ボケ度合い判定部１４の構成について説明する。図２はボケ度合い判定部１４の構成を示すブロック図である。ボケ度合い判定部１４は、画像入力部１２で取得された元画像Ｖｏにボケを付加し、ボケ付加画像Ｖｂを作成するボケ付加処理部１４２と、ボケ付加画像Ｖｂのコントラスト評価値Ｓｂと、元画像Ｖｏのコントラスト評価値Ｓｏとを算出するコントラスト評価値算出部１４４と、ボケ付加画像Ｖｂのコントラスト評価値Ｓｂと、元画像Ｖｏのコントラスト評価値Ｓｏとを比較してコントラスト比較値Ｓｂ／Ｓｏを求めるコントラスト比較部１４６と、コントラスト比較値Ｓｂ／Ｓｏよりボケ度合いを評価するボケ評価部１４８とを備える。

【0015】

この画像鮮明化装置１０の動作について説明する。
図１において画像入力部１２より印刷対象の元画像Ｖｏが入力されると、図２示すボケ度合い判定部１４においてボケ度合いが判定される。
ボケ度合い判定部１４における処理は、以下のように行われる。
まず、ボケ付加処理部１４２は、元画像Ｖｏにボケを付加する。
ボケの付加の処理としては、例えば、周知のガウシアンフィルタを使用する方法を用いる。図３は、図２のボケ付加処理部１４２において用いられるボケフィルターの一例を示したものである。ここには、マトリックスサイズ５×５、標準偏差１のガウシアンフィルタを示したが、他のガウシアンフィルタや、他の平均化フィルタなどでも原理的には代用可能である。このフィルタを元画像にコンボリューションすることにより、ボケ付加画像を生成する。

【0016】

次に、コントラスト評価値算出部１４４は、ボケ付加処理部１４２においてボケが付加された画像Ｖｂに対してコントラスト評価値Ｓｂを算出する。

【0017】

コントラスト評価値は以下のように求められる。
ｘｙ平面に広がる二次元画像を構成する各画素の輝度成分をＶ（ｍ，ｎ）（ｍ：ｘ方向の画素番号、ｎ：ｙ方向の画素番号）とすると、この画像のｘ方向の輪郭を考慮したコントラスト評価値Ｓは、
Ｓ＝Σ（Ｖ（ｍ，ｎ＋１）−Ｖ（ｍ，ｎ））^２ …（１）
となる。

【0018】

また、画像のｙ方向の輪郭を考慮したコントラスト評価値Ｓを、
Ｓ＝Σ（Ｖ（ｍ＋１，ｎ）−Ｖ（ｍ，ｎ））^２ …（２）
として求め、このコントラスト評価値Ｓを用いるようにしてもよい。

【0019】

さらには、画像のｘ方向及びｙ方向双方の輪郭を考慮して、コントラスト評価値Ｓを、
S=Σ（Ｖ（ｍ，ｎ＋１）−Ｖ（ｍ，ｎ））^２＋Σ（Ｖ（ｍ＋１，ｎ）−Ｖ（ｍ，ｎ））^２ …（３）
として求め、このコントラスト評価値Ｓを用いることにより、画像全体のコントラストをより正確に評価することが可能となる。なお、（１）〜（３）式において、Σは、画素番号ｍ，ｎについての総和を表すものとする。

【0020】

一方、コントラスト評価値算出部１４４は、画像入力部１２から直接供給されるボケが付加されていない画像Ｖｏのコントラスト評価値Ｓｏも算出する。

【0021】

そして、コントラスト比較部１４６は、ボケが付加された画像Ｖｂのコントラスト評価値Ｓｂと、ボケが付加されていない画像Ｖｏのコントラスト評価値Ｓｏとのコントラスト比Ｓｂ／Ｓｏを算出する。
次いで、ボケ評価部１４８は、コントラスト比較部１４６で算出されたコントラスト比Ｓｂ／Ｓｏに基づいてボケの度合いＢを評価する。

【0022】

図４は、このボケ度合い判定部１４におけるボケ判定原理の説明図である。横軸は、画像のボケの程度を表すボケ量を示し、縦軸は、コントラスト評価値算出部１４４で算出したコントラスト評価値を示す。

【0023】

入力された画像が、ピントが合っているシャープな画像の場合、ボケが付加された画像のコントラストは大きく低下する。そのため、元画像Ｖｏとボケ付加画像Ｖｂのコントラスト評価値の比Ｓｂ１／Ｓｏ１は小さな値となる。
一方、元々ぼけている画像は、ボケを付加してもコントラストの低下が小さいので、元画像Ｖｏとボケ付加画像Ｖｂのコントラスト評価値の比Ｓｂ２／Ｓｏ２は大きな値となる。
よって、元画像Ｖｏとボケ付加画像Ｖｂのコントラスト評価値の比Ｓｂ／Ｓｏにより画像のボケ具合の判定が出来る。この判定結果により求めたボケ度合いをＢとする。

【0024】

図１に戻り、画像鮮明化装置１０は、画像サイズ取得部１６により入力された元画像の画像サイズを取得する。また、出力サイズ取得部１８は、設定されている出力サイズを取得する。

【0025】

不足鮮明度算出部２０は、選択された出力サイズで許容できる許容ボケ度合いを求める。
この許容ボケ度合いは、予め許容できる量を求めテーブルなどにしてデータを持っておき、参照により求めるようにすればよい。
この許容ボケ度合いをP（レベルに応じて１，２，３，４等）とする。Ｂ（ボケ度合い）−Ｐ（許容ボケ度合い）が不足鮮明度Ｌとなる。

【0026】

ここで、一般的に画像のボケの度合いは、エッジのつぶれ具合に応じた値になる。ここで、ボケ度合い判定部１４は、例えば、白黒の境目のエッジがあり、ボケによりエッジがつぶれ白から黒へ移り変わるのに、中間の輝度値であるグレーのピクセルが１０ピクセルある場合、１０ピクセルのボケと定義する。
しかし、同じ１０ピクセルのボケでも６Ｍピクセルの画像と２４Ｍピクセルの画像では同じ印刷サイズでは異なったボケ具合に見えてしまう。
よって、不足鮮明度算出部２０は、画像サイズにより不足している鮮明化の度合いを補正する。

【0027】

具体的には、不足鮮明度算出部２０は、ボケ度合い判定部１４により判定されたボケ量と、画像サイズを加味して、例えば、画像サイズをＳとした場合
Ｌ＝α＊（Ｂ−Ｐ／Ｓ＾０．５）
等の変更を行う。

【0028】

鮮明化部２２は、この不足鮮明度Lの大きさに応じて、鮮明化の度合いを変更する。具体的には、鮮明化部２２は、例えばＵＳＭ（アンシャープマスク）の場合、標準偏差や強度を変更することにより鮮明化の度合いを変更する。Ｌ＜０の場合は、画像がその出力サイズに対して十分にシャープであるので、鮮明化を行う必要は無い。

【0029】

以上、第１実施形態によると、元画像の鮮明度をもとに、印刷の出力サイズに応じて鮮明化を行う。したがって、十分な鮮明度を有する画像に鮮明化を行うといったことがなく、無駄な時間および電力の浪費が避けられ、不要な鮮明化による不自然なエッジ強調やノイズの増加などの画像劣化が起きることがない。

【0030】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の画像鮮明化装置２００について説明する。図１に示す第１実施形態の画像鮮明化装置１０と第２実施形態の画像鮮明化装置２００とは、ボケ度合い判定部が異なるが、他の構成要素は同一であり、同一の部分の説明は省略する。

【0031】

図５に第２実施形態のボケ度合い判定部２４の構成を示す。第２実施形態の画像鮮明化装置２００のボケ度合い判定部２４は、画像入力部１２から入力された画像Ｖｏに対して、ボケ付加度合いの異なるボケ付加処理を施す第１ボケ付加処理部２４１及び第２ボケ付加処理部２４２と、コントラスト評価値算出部２４４と、コントラスト比較部２４６と、ボケ評価部２４８とを備える。

【0032】

第１ボケ付加処理部２４１と、第２ボケ付加処理部２４２とのボケ付加度合いは異なっている。元画像に第1ボケ付加処理部２４１によりボケを付加して第１のボケ付加画像Ｖｂ１と、元画像に第２ボケ付加処理部２４２によりボケを付加して第２のボケ付加画像Ｖｂ２を作成する。第２ボケ付加処理部２４２で付加されるボケ量は、第１ボケ付加処理部２４１で使われるボケ量よりも大きいものとする。
たとえば、第１ボケ付加処理部２４１で使われるボケフィルターをマトリックスサイズ５×５、標準偏差１、第２ボケ付加処理部２４２で使われるボケフィルターをマトリックスサイズ１５×１５、標準偏差３とする。

【0033】

あるいは、第２ボケ付加処理部２４２で使われるボケフィルターを第１のものと同じものにして、複数回繰り返すのでも良い。このようにして作成された、第１のボケ付加画像Ｖｂ１と第２のボケ付加画像Ｖｂ２それぞれの、コントラスト値をＳ１、Ｓ２とする。コントラスト値Ｓ１、Ｓ２の比、Ｓ２／Ｓ１で画像のボケ具合の判定が出来る。ボケ付加によるコントラスト値の変化量が、画像のノイズによる影響を受けやすいので、この方法によりノイズの影響を小さくすることが出来る。

【0034】

以上、第２実施形態によると、第１実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
画像入力部１２から入力された画像Ｖｏは、第１ボケ付加処理部２４１及び第２ボケ付加処理部２４２において、異なるボケ付加処理が施された後、コントラスト比較部２４６において、ボケ付加された各画像Ｖｂ１、Ｖｂ２からコントラスト比を算出し、ボケの有無を自動判定している。そのため、画像のエッジ部分以外の情報（ノイズ等）の影響を軽減でき、画像がボケているか否かをより正確に判定することができる。

【0035】

（第３実施形態）
上記の実施形態では、画像鮮明化装置１０，２４として説明したが、本発明はこれに限定されず、画像鮮明化プログラムであっても良い。また、この画像鮮明化プログラムは、ＣＤ等の記録媒体に記録された形であっても良い。
この場合、画像鮮明化プログラムは、コンピュータにインストールされると、コンピュータを、例えば、デジタルカメラ等において撮影された元画像が入力される画像入力手段と、画像入力手段により入力された元画像のボケ度合いを判定する、ボケ度合い判定手段と、画像入力手段により入力された元画像から、その元画像の画像サイズを取得する画像サイズ取得手段と、印刷時の画像の出力サイズを取得する出力サイズ取得手段として機能させる。そして、これらの手段は、第１実施形態の各部と同様に動作する。なお、画像判定プログラムは、コンピュータに対して上記第２実施形態の画像判定装置１１０の動作を行わすものであっても良い。

【0036】

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
本実施形態において画像鮮明化装置及び画像鮮明化プログラムについて説明したが、これに限定されず、画像鮮明化装置及び画像鮮明化プログラムは、画像出力部を備えたプリンタ等の画像出力装置に装備されていても良い。

【0037】

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0038】

１０，２００：画像鮮明化装置、１２：画像入力部、１４，２４：ボケ度合い判定部、１６：画像サイズ取得部、１８：出力サイズ取得部、２０：不足鮮明度算出部、２２：鮮明化部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】