專利名稱：圖像處理設(shè)備和圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理設(shè)備以及一種圖像處理方法。
背景技術(shù)：
在圖像中可能產(chǎn)生因顏色邊界引起的劣化。例如，在圖像讀取設(shè)備讀取的圖像中， 在顏色邊界上可能由于讀取誤差而產(chǎn)生原始圖像中不存在的顏色。另外，當(dāng)對(duì)使用編碼系統(tǒng)或壓縮系統(tǒng)編碼或壓縮的圖像執(zhí)行復(fù)原時(shí)，可能產(chǎn)生例如被稱為蚊式噪聲等的塊狀噪聲，在編碼系統(tǒng)或壓縮系統(tǒng)中，使用了針對(duì)每個(gè)塊執(zhí)行頻率變換(諸如，離散余弦變換或離散傅里葉變換)并執(zhí)行量化的方法。另外，例如在增強(qiáng)濾波中在顏色邊界上有意地執(zhí)行顏色或濃度的改變，但在由于該處理而被過度校正的圖像中，參考者會(huì)感覺到在顏色邊界部分中產(chǎn)生劣化。
另一方面，存在一種作為用于去除噪聲成分或色差的技術(shù)的平滑處理。平滑處理基本上是通過計(jì)算具有預(yù)定大小的像素范圍內(nèi)的顏色平均值來執(zhí)行的。例如， JP-A-2009-157647(專利文獻(xiàn)I)公開了如下技術(shù)該技術(shù)用于獲得亮度差值并且將在預(yù)定條件下該亮度差值被最小化的像素設(shè)置為特定像素，其中，該亮度差值是關(guān)注像素與在 NXN個(gè)像素范圍內(nèi)朝向以該關(guān)注像素為中心的外部定位的像素之間的亮度差。過濾處理是這樣執(zhí)行的使用針對(duì)特定像素加權(quán)的濾波器系數(shù)，并且使用根據(jù)除了特定像素外的像素的亮度差值和距關(guān)注像素的距離加權(quán)的濾波器系數(shù)。另外，JP-A-2007-312304(專利文獻(xiàn) 2)公開了與在其他方向上相比，使用最小邊緣度方向上的較高權(quán)重執(zhí)行濾波處理。另外， JP-A-2002-009590(專利文獻(xiàn)3)公開了一種用于提取顏色邊界的形狀并基于該形狀移動(dòng)內(nèi)插信號(hào)位置以執(zhí)行濾波處理的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠校正由于顏色邊界的影響而引起的劣化的圖像處理設(shè)備和圖像處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種圖像處理設(shè)備，包括提取單元，其提取圖像的顏色邊界；影響值計(jì)算單元，其計(jì)算表示顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值；設(shè)置單元，其根據(jù)在提取單元中所提取的顏色邊界和在影響值計(jì)算單元中所計(jì)算出的影響值設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)；以及運(yùn)算單元，其使用設(shè)置單元設(shè)置的系數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，根據(jù)第一方面的圖像處理設(shè)備還可以包括距離計(jì)算單元，該距離計(jì)算單元計(jì)算距在提取單元中所提取的顏色邊界的距離，其中，設(shè)置單元使用在距離計(jì)算單元中所計(jì)算出的距離和影響值一起來設(shè)置所述系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在根據(jù)第二方面的圖像處理設(shè)備中，當(dāng)在距離計(jì)算單元中所計(jì)算出的距離在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，設(shè)置單元和運(yùn)算單元可以進(jìn)行所述系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，根據(jù)第一方面至第三方面中的任一方面的圖像處理設(shè)備還可以包括轉(zhuǎn)換單元，該轉(zhuǎn)換單元從圖像中選擇多個(gè)代表色，以將該圖像的顏色轉(zhuǎn)換成所述多個(gè)代表色中的任一代表色，其中，運(yùn)算單元對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的圖像執(zhí)行卷積運(yùn)算。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，根據(jù)第四方面的圖像處理設(shè)備還可以包括重選單元，該重選單元從運(yùn)算單元執(zhí)行了卷積運(yùn)算的圖像中重選多個(gè)代表色。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在根據(jù)第一方面至第三方面中的任一方面的圖像處理設(shè)備中，當(dāng)影響值在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，設(shè)置單元和運(yùn)算單元可以進(jìn)行所述系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種圖像處理方法，包括提取圖像的顏色邊界； 計(jì)算表示顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值；根據(jù)所提取的顏色邊界和所計(jì)算出的影響值來設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)；并且使用所設(shè)置的系數(shù)來進(jìn)行卷積運(yùn)算。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可以校正由于顏色邊界的影響而引起的劣化。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，可以穩(wěn)定地校正在與顏色邊界的方向不同的方向上存在的劣化。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，可以加速處理。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，可以校正其中抑制了噪聲成分的影響的劣化。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，可以選擇其中降低了顏色邊界的影響的代表色。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，可以加速處理。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，可以校正由于顏色邊界的影響引起的劣化。


將基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在附圖中
圖I是示出本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的配置圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖。
圖3A至圖3E是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。
圖4A至圖4F是示出計(jì)算影響值的具體示例的說明圖。
圖5A和圖5B是示出影響值與系數(shù)之間的關(guān)系示例的說明圖。
圖6A至圖6F是示出在根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的處理前后的圖像示例的說明圖。
圖7是示出本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的配置圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖。
圖9A至圖9G是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。
圖10是示出本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的配置圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖。
圖12A至圖121是示出在根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。
圖13是示出當(dāng)由計(jì)算機(jī)程序、存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所描述的功能時(shí)的計(jì)算機(jī)程序示例的說明圖。
具體實(shí)施方式
圖I是示出本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的配置圖。在附圖中，11表示顏色邊界提取單元，12表示影響值計(jì)算單元，13表示系數(shù)設(shè)置單元，以及14表示算術(shù)運(yùn)算單元。顏色邊界提取單元11提取圖像的顏色邊界?？梢允褂闷袼褂玫姆椒ㄗ鳛樘崛》椒ā＠?，存在各種方法，諸如將移動(dòng)平均值設(shè)置為閾值的二值化處理，或者其中使用邊緣檢測(cè)濾波器的方法。另外，可以針對(duì)包括亮度成分的每個(gè)顏色成分來提取邊界，并且可以使用多個(gè)顏色成分的提取結(jié)果來提取顏色邊界。
影響值計(jì)算單元12計(jì)算表示顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值。例如，當(dāng)上述圖像讀取設(shè)備讀出圖像時(shí)或者當(dāng)通過增強(qiáng)濾波來執(zhí)行過度增強(qiáng)時(shí)等，影響隨著影響值越接近顏色邊界并且顏色邊界的色差越大而變得越強(qiáng)，并且影響隨著影響值距顏色邊界越遠(yuǎn)并且色差越小而變得越小。從這樣的顏色邊界接收到的影響程度被計(jì)算作為影響值。例如， 可以使用與局部區(qū)域的平均顏色值的差的絕對(duì)值、差分值、該局部區(qū)域內(nèi)的色差等來計(jì)算影響值。當(dāng)然，當(dāng)數(shù)字化從顏色邊界接收到的影響時(shí)，可以使用各種其他值和各種方法來計(jì)算影響值。稍后將描述具體示例。
系數(shù)設(shè)置單元13根據(jù)在顏色邊界提取單元11中所提取的顏色邊界和在影響值計(jì)算單元12中所計(jì)算出的影響值來設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)。更具體地，將要在算術(shù)運(yùn)算單元14 中進(jìn)行卷積的像素設(shè)置為關(guān)注像素，并且根據(jù)影響值計(jì)算包括該關(guān)注像素的被顏色邊界分離的區(qū)域的像素所對(duì)應(yīng)的卷積運(yùn)算的系數(shù)。影響值表示從顏色邊界接收到的影響的程度， 但系數(shù)被設(shè)置成使得在卷積運(yùn)算時(shí)與另一像素相比未接收到來自顏色邊界的影響的像素被優(yōu)先使用。為此，影響值越大，則將系數(shù)設(shè)置得越小，并且影響值越小，則將系數(shù)設(shè)置得越大。例如，可以使用系數(shù)隨著影響值的增大而減小的各種功能等來根據(jù)影響值設(shè)置系數(shù)。
算術(shù)運(yùn)算單元14使用系數(shù)設(shè)置單元13設(shè)置的系數(shù)來進(jìn)行卷積運(yùn)算。當(dāng)進(jìn)行卷積運(yùn)算時(shí)，將每個(gè)系數(shù)除以所使用的系數(shù)之和，并且進(jìn)行歸一化、然后運(yùn)算。當(dāng)以某一像素 (關(guān)注像素)進(jìn)行卷積運(yùn)算時(shí)，使用與包括關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域的像素對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并且不使用除了該區(qū)域外的那些像素，或者通過將系數(shù)設(shè)置為O來對(duì)那些像素進(jìn)行運(yùn)算。
同時(shí)，當(dāng)在影響值計(jì)算單元12中所計(jì)算出的影響值在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，系數(shù)設(shè)置單元13進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置并且算術(shù)運(yùn)算單元13進(jìn)行卷積運(yùn)算。否則，可以不執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算單元14的卷積運(yùn)算或者系數(shù)設(shè)置單元13對(duì)系數(shù)的進(jìn)一步設(shè)置。與在所有像素中進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算的情況相比，減少了處理量。
下文中，將使用具體示例來描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的操作示例。同時(shí)，作為具體示例，將進(jìn)行以下描述將要進(jìn)行卷積的像素設(shè)置為關(guān)注像素，并且將包括關(guān)注像素的具有預(yù)定大小的區(qū)域設(shè)置為要處理的區(qū)域。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖，以及圖3A至圖3E 是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。圖3A示出給定圖像中要處理的區(qū)域的具體示例。在圖3A至圖3E中，一個(gè)正方形對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)像素。 為了便于圖示，色差由斜線的差異示出。將通過在算術(shù)運(yùn)算單元14中進(jìn)行卷積運(yùn)算獲得值的像素設(shè)置為關(guān)注像素，并且將要處理的區(qū)域設(shè)置為包括該關(guān)注像素的具有預(yù)定大小的區(qū)域。
在步驟S21中，顏色邊界提取單元11提取圖像的顏色邊界。當(dāng)從圖3A所示的圖像中提取顏色邊界時(shí)，提取由圖3B中的粗線示出的位置作為顏色邊界。
在步驟S22中，影響值計(jì)算單元12計(jì)算表示顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值。圖4A至圖4F是示出計(jì)算影響值的具體示例的說明圖。在圖4A至圖4F所示的示例中， 使用局部區(qū)域的平均顏色值與所述像素的顏色值之間的差的絕對(duì)值、差分值的絕對(duì)值以及局部區(qū)域內(nèi)的色差的絕對(duì)值，并且將各值的線性和設(shè)置為影響值。在圖4A中，在圖像的某一方向上的顏色值的變化由實(shí)線示出。同時(shí)，a部分示出顏色邊界由于讀取誤差而模糊的狀態(tài)，b部分示出通過濾波處理進(jìn)行過度增強(qiáng)的狀態(tài)，以及c部分示出通過壓縮處理生成的噪聲成分等。
關(guān)于局部區(qū)域的平均顏色值與所述像素的顏色值之間的差的絕對(duì)值，將某一像素設(shè)置為目標(biāo)像素，將具有比包括目標(biāo)像素的、圖3A至圖3E中所示的要處理的區(qū)域小的預(yù)定大小的區(qū)域設(shè)置為局部區(qū)域，并且因而，獲得該局部區(qū)域中的平均顏色值與目標(biāo)像素的顏色值之間的差的絕對(duì)值。當(dāng)按照順序改變并獲得目標(biāo)像素時(shí)，例如，進(jìn)行圖4C所示的改變。 另外，圖4A中以虛線示出了平均顏色值。
關(guān)于差分值的絕對(duì)值，將上述局部區(qū)域中的差分濾波器的值設(shè)置為目標(biāo)像素中的差分值，并且因而獲得了絕對(duì)值，當(dāng)按順序改變并獲得目標(biāo)像素時(shí)，例如，進(jìn)行圖4D所示的改變。盡管取決于局部區(qū)域的大小，但是在該示例中對(duì)諸如a部分、b部分和c部分的不規(guī)則進(jìn)行了平均，并且計(jì)算了差分值。差分值的變化變得小于圖4A中所示的顏色值的變化。
關(guān)于局部區(qū)域內(nèi)的色差的絕對(duì)值，針對(duì)上述局部區(qū)域內(nèi)的各像素獲得色差的最大值或和的絕對(duì)值。當(dāng)按順序改變并獲得目標(biāo)像素時(shí)，例如，進(jìn)行圖4E所示的改變。當(dāng)獲得了各像素之間的色差之和時(shí)，將距關(guān)注像素的距離(從獲得了色差的兩個(gè)像素到關(guān)注像素的距離中的短距離)用作權(quán)重，并且將色差與距離相乘在一起，由此可以獲得其總和(乘積的總和)或最大值。另外，當(dāng)獲得了各像素之間的色差時(shí)，將局部區(qū)域的像素劃分成顏色邊界部分和非邊界部分，并且因而可以獲得顏色邊界部分的像素與非邊界部分的像素之間的色差?？商孢x地，對(duì)局部區(qū)域的像素進(jìn)行二值化，并且因而，可以獲得一個(gè)值的像素與另一個(gè)值的像素之間的色差。圖4F示出了如下情況將像素劃分成由斜線繪出的像素和非由斜線繪出的像素，并且可以通過組合由斜線繪出的像素與非由斜線繪出的像素來獲得色差。在圖4F中，所述一些組合由箭頭示出。與通過局部區(qū)域的所有像素的組合獲得色差相比，像素的組合數(shù)量減少。
計(jì)算局部區(qū)域的平均顏色值與像素的顏色值之間的差的絕對(duì)值、差分值的絕對(duì)值以及該局部區(qū)域內(nèi)的色差的絕對(duì)值的線性和，并且將所計(jì)算出的值設(shè)置為影響值。圖4B中示出了所計(jì)算出的影響值的變化。該影響值隨著越靠近顏色邊界而變得越大，并且影響值隨著距顏色邊界越遠(yuǎn)而變得越小。另外，影響值隨著顏色邊界的色差越大而變得越大，并且還示出了影響的程度。
同時(shí)，在獲得局部區(qū)域的平均顏色值與像素的顏色值之間的差的絕對(duì)值、差分值的絕對(duì)值以及局部區(qū)域內(nèi)的色差的絕對(duì)值時(shí)，該局部區(qū)域的大小可以彼此不同。另外，可以使用其他值，并且可以進(jìn)行包括上述值的選擇。
圖3C示出在影響值計(jì)算單元12中根據(jù)圖3A所示的圖像算出的影響值的示例。影響值隨著越靠近顏色邊界而變得越大，并且影響值隨著越遠(yuǎn)離顏色邊界而變得越小。在圖 2中，按順序示出步驟S21和S22的處理，但可以并行執(zhí)行步驟S21和S22的處理。
在步驟S23中，系數(shù)設(shè)置單元13指定被顏色邊界分離的區(qū)域，該區(qū)域包括要在算術(shù)運(yùn)算單元14中進(jìn)行卷積的關(guān)注像素。在步驟S24中，根據(jù)影響值計(jì)算在步驟S23中所指定的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)像素的卷積運(yùn)算的系數(shù)。在圖3D中，將通過與斜線相交而示出的像素設(shè)置為關(guān)注像素，并且在步驟S23中所指定的區(qū)域由斜線示出。另外，圖3E中示出了所計(jì)算出的系數(shù)的示例。步驟S23中所指定的區(qū)域以外的像素被排除在算術(shù)運(yùn)算單元14中的卷積運(yùn)算以外而不創(chuàng)建系數(shù)，或者將其系數(shù)設(shè)置為O。在圖3E中所示的示例中，將系數(shù)設(shè)置為O。對(duì)于在步驟S23中所指定的區(qū)域，系數(shù)被設(shè)置為隨著影響值越大而越小，并且系數(shù)被設(shè)置為隨著影響值越小而越大。圖5A和圖5B是示出影響值與系數(shù)之間的關(guān)系示例的說明圖。當(dāng)根據(jù)影響值計(jì)算系數(shù)時(shí)，可以使用例如系數(shù)隨著影響值的增大而減小的各種函數(shù) (諸如，圖5A所示的圖形函數(shù)或者圖5B所示的圖形函數(shù))來計(jì)算該系數(shù)。
在步驟S25中，使用步驟S24中所計(jì)算出的系數(shù)，將每個(gè)系數(shù)除以各系數(shù)之和并且進(jìn)行歸一化。然后，通過獲得歸一化系數(shù)與每個(gè)像素值的乘積之和來進(jìn)行卷積運(yùn)算，從而計(jì)算出關(guān)注像素中處理后的顏色值。即，當(dāng)將在步驟S24中所計(jì)算出的系數(shù)設(shè)置為Pi，將系數(shù)之和設(shè)置為S，并且將每個(gè)像素值設(shè)置為Ci時(shí)，可以計(jì)算以下表達(dá)式。
Σ i (Pi/S) · Ci
由于使用了包括關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域內(nèi)的像素的值(未使用該區(qū)域以外的像素，或者其系數(shù)為0，并且因而，其值未反映在其總和上)，因此，使用不同顏色的像素未影響算術(shù)運(yùn)算。另外，由于系數(shù)隨著距顏色邊界的距離的增大而增大，因此，使用了距顏色邊界的距離增大的顏色。為此，即使在受顏色邊界中所產(chǎn)生的缺陷影響的像素中， 也能根據(jù)在該部分中使用的、遠(yuǎn)離顏色邊界的顏色來校正顏色值。
同時(shí)，在上述處理中設(shè)置包括關(guān)注像素的要處理的區(qū)域，并且通過卷積運(yùn)算來獲得關(guān)注像素的顏色值。在這樣的處理中，將給定圖像的每個(gè)像素按順序設(shè)置為關(guān)注像素，并且可以對(duì)每個(gè)關(guān)注像素執(zhí)行上述處理?？商孢x地，當(dāng)預(yù)先對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行顏色邊界的提取或者影響值的計(jì)算時(shí)，可以在處理每個(gè)關(guān)注像素時(shí)進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算的處理。
圖6A至圖6F是示出在根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的處理前后的圖像示例的說明圖。圖6A示出圖像讀取設(shè)備讀出通過對(duì)黑框的內(nèi)部著色而獲得的圖像的示例。所著色的顏色由斜線示出，但在黑框和著色部分彼此接觸的部分中，由于讀取誤差而著色的顏色處于帶黑色的狀態(tài)。通過執(zhí)行上述處理將具有帶黑色顏色的像素校正為著色部分的顏色， 從而獲得圖6B所示的處理后的圖像。同時(shí)，在圖像讀取設(shè)備中讀出的圖像中，黑框的顏色也由于顏色邊界中的著色部分的影響而改變，但其中的像素也被校正為黑框的顏色。
圖6C示出對(duì)通過對(duì)黑框的內(nèi)部進(jìn)行著色而獲得的圖像進(jìn)行增強(qiáng)濾波、并且過度地增強(qiáng)圖像的示例。所著色的顏色由斜線示出，但在黑框和著色部分彼此接觸的部分中，通過增強(qiáng)濾波使著色部分的顏色比其他著色部分的顏色淡(通過擴(kuò)展斜線之間的距離而示出)，并且觀察者在該部分在黑框與著色部分之間形成邊狀的狀態(tài)下觀看該部分。通過對(duì)這樣的圖像執(zhí)行上述處理來將具有變淡的顏色的部分校正為著色部分的顏色，從而獲得圖6D 中所示的處理后的圖像。
圖6E示出使用JPEG類型壓縮并擴(kuò)展通過對(duì)黑框內(nèi)部進(jìn)行著色而獲得圖像的示例。JPEG類型是不可逆壓縮類型，并且通過離散余弦變換、轉(zhuǎn)換系數(shù)的量化等在所擴(kuò)展的圖像中產(chǎn)生顏色改變的噪聲成分。該噪聲成分通常稱為蚊式噪聲，并且是因由于顏色邊界中顏色的級(jí)差(step difference)而產(chǎn)生的高頻成分引起的。通過對(duì)這樣的圖像執(zhí)行上述處理來將噪聲成分校正為其他著色部分的顏色，從而獲得圖6F所示的處理后的圖像。噪聲成分不一定產(chǎn)生在顏色邊界的延伸方向上，但噪聲成分要通過上述處理進(jìn)行校正。
以此方式，在顏色值通過卷積運(yùn)算得到校正的圖像中，由于抑制了顏色邊界中的影響，顏色變化相比于處理前進(jìn)一步減少，并且因而，再現(xiàn)了受顏色邊界影響前的圖像。另外，例如，當(dāng)對(duì)圖像進(jìn)行壓縮時(shí)，與壓縮處理前的圖像的情況相比，處理后的圖像被壓縮后的數(shù)據(jù)量進(jìn)一步減少。另外，例如，當(dāng)提取代表色并且進(jìn)行限制著色時(shí)，不受顏色邊界影響而提取代表色，并且即使在顏色替代時(shí)也不由于顏色邊界的影響而以代表色進(jìn)行不期望的替代。
圖7是示出本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的配置圖。在該圖中，15表示距離計(jì)算單元。 將主要描述與上述的本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的部分不同的部分。在第二示例性實(shí)施例中，除了第一示例性實(shí)施例的配置外，還包括距離計(jì)算單元15。
距離計(jì)算單元15計(jì)算每個(gè)像素距在顏色邊界提取單元11中所提取的顏色邊界的距離。作為計(jì)算距離的方法，可以使用迄今所使用的方法。例如，可以獲得在圖像平面上從每個(gè)像素到最靠近的顏色邊界的歐幾里得距離，可以執(zhí)行用于生成距離圖像的濾波處理， 并且可以使用其他方法。
系數(shù)設(shè)置單元13使用在距離計(jì)算單元15中所計(jì)算出的距顏色邊界的距離和在影響值計(jì)算單元12中所計(jì)算出的影響值來設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)。距顏色邊界的距離越長(zhǎng)，該系數(shù)設(shè)置得越大。例如，將基于影響值而獲得的系數(shù)的值乘以距顏色邊界的距離或取決于該距離的比率(rate)，并且可以將乘積值設(shè)置為卷積運(yùn)算的系數(shù)。當(dāng)然，可以使用其他方法設(shè)置取決于距顏色邊界的距離和影響值的卷積運(yùn)算的系數(shù)。同時(shí)，盡管也已在第一示例性實(shí)施例中進(jìn)行了描述，但是還將要在算術(shù)運(yùn)算單元14中進(jìn)行卷積的像素設(shè)置為關(guān)注像素， 以使得對(duì)包括關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域的像素執(zhí)行系數(shù)的設(shè)置。該區(qū)域以外的像素被排除在卷積運(yùn)算以外，而無需設(shè)置系數(shù)，或者將其系數(shù)設(shè)置為O。
算術(shù)運(yùn)算單元14使用系數(shù)設(shè)置單元13設(shè)置的系數(shù)來進(jìn)行卷積運(yùn)算。然而，在系數(shù)設(shè)置單元13中設(shè)置系數(shù)時(shí)，距顏色邊界的距離越長(zhǎng)，系數(shù)設(shè)置得越大，并且因而，在卷積運(yùn)算的結(jié)果中反映了距顏色邊界的距離漸增的像素的值。當(dāng)然，在上述的第一示例性實(shí)施例中描述了在取決于影響值的卷積運(yùn)算的結(jié)果中反映了距顏色邊界的距離漸增的像素的事實(shí)。同時(shí)，當(dāng)進(jìn)行卷積運(yùn)算時(shí)，將每個(gè)系數(shù)除以所使用的系數(shù)的和，并且進(jìn)行歸一化并接著進(jìn)行運(yùn)算。另外，與上述的第一示例性實(shí)施例一樣也描述了如下事實(shí)當(dāng)進(jìn)行卷積運(yùn)算時(shí)，使用了與包括要進(jìn)行運(yùn)算的關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域的像素對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并且不使用該區(qū)域以外的那些像素，或者通過將系數(shù)設(shè)置為O來對(duì)那些像素進(jìn)行運(yùn)算。
同時(shí)，當(dāng)在距離計(jì)算單元15中所計(jì)算出的距離在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，系數(shù)設(shè)置單元13執(zhí)行系數(shù)的設(shè)置并且算術(shù)運(yùn)算單元14執(zhí)行卷積運(yùn)算。否則，可以不執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算單元14的卷積運(yùn)算或者系數(shù)設(shè)置單元13對(duì)系數(shù)的進(jìn)一步設(shè)置。與在所有像素中進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算的情況相比，降低了處理量。當(dāng)然，結(jié)合如在第一示例性實(shí)施例中描述的在影響值計(jì)算單元12中所計(jì)算出的影響值是否在預(yù)定值的范圍內(nèi)，當(dāng)至少一個(gè)影響值在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)可以進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算，或者當(dāng)任一個(gè)影響值都不在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)可以不進(jìn)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖，以及圖9A至圖9G 是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。在圖8所示的處理流程中，將步驟S26的處理添加到圖2所示的第一示例性實(shí)施例中的處理流程中，將在圖 2的步驟S24中設(shè)置系數(shù)的處理改變?yōu)樵诓襟ES27中基于距離設(shè)置系數(shù)的處理。另外，再次分別地，圖9A中示出圖3A中示出的圖像，圖9B中示出圖3B中示出的顏色邊界的示例， 圖9C中示出圖3C中示出的影響值的示例，并且圖9D中示出圖3D中示出的包括用于影響值的關(guān)注像素的分離區(qū)域的示例。將主要描述與參照?qǐng)D2和圖3A至圖3E所述的第一示例性實(shí)施例的處理不同的處理。
顏色邊界提取單元11在步驟S21中提取圖像的顏色邊界，并且接著，在步驟S26 中，距離計(jì)算單元15計(jì)算每個(gè)像素距由顏色邊界提取單元11提取的顏色邊界的距離。在該示例中，根據(jù)達(dá)到最接近的顏色邊界的像素的數(shù)量來設(shè)置距顏色邊界的距離。圖9E中示出了根據(jù)圖9B中的顏色邊界的提取結(jié)果算出的距離的示例。
另一方面，盡管在步驟S22中影響值計(jì)算單元12計(jì)算了影響值，但是在第一示例性實(shí)施例中已描述該處理，并且因而此處將省略其描述。圖9C中示出了所計(jì)算出的影響值的示例。同時(shí)，可以首先執(zhí)行以及可以并行執(zhí)行圖8中的步驟S21和S26的任何處理以及步驟S22的處理。
系數(shù)設(shè)置單元13在步驟S23中指定包括要在算術(shù)運(yùn)算單元14中進(jìn)行卷積的關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域，并且接著在步驟S27中，根據(jù)在步驟S22中所計(jì)算出的影響值和在步驟S26中所計(jì)算出的顏色邊界，按步驟S23中所指定的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)像素計(jì)算卷積運(yùn)算的系數(shù)。在圖9D和圖9F中，通過與斜線相交而示出的像素被設(shè)置為關(guān)注像素，并且步驟S23中所指定的區(qū)域由斜線示出。另外，圖9G中示出所計(jì)算出的系數(shù)的示例。系數(shù)隨著影響值越小且距離越大而取越大的值，并且系數(shù)隨著影響值越大且距離越小而取越小的值。例如，可以使用在第一示例性實(shí)施例中所述的方法、基于根據(jù)影響值而獲得的系數(shù)和距離的線性和等，獲得要設(shè)置的系數(shù)的值。
以此方式，使用在步驟S27中所設(shè)置的系數(shù)，算術(shù)運(yùn)算單元14在步驟S25中執(zhí)行卷積運(yùn)算，并且因而，可以在關(guān)注像素的處理后計(jì)算顏色值。此時(shí)，將在步驟S27中所計(jì)算出的系數(shù)除以系數(shù)的和并進(jìn)行歸一化。同時(shí)，在步驟S27和S25的處理中，除了在步驟S23 中所指定的區(qū)域外的像素和第一示例性實(shí)施例中所述的一樣。
同時(shí)，在第二示例性實(shí)施例中的操作示例中，除了按順序設(shè)置要處理的包括關(guān)注像素的區(qū)域、以及執(zhí)行用于使用給定圖像的每個(gè)像素作為關(guān)注像素來通過卷積運(yùn)算獲得關(guān)注像素的顏色值的處理外，還可以預(yù)先對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行顏色邊界的提取、影響值的計(jì)算或者距離的計(jì)算，并且當(dāng)處理每個(gè)關(guān)注像素時(shí)，可以執(zhí)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算的處理。
在第二示例性實(shí)施例中，由于與影響值一起使用了距顏色邊界的距離，因此，與不使用距顏色邊界的距離的情況相比，存在重視遠(yuǎn)離顏色邊界的像素的值的強(qiáng)烈趨勢(shì)，并且因而，從處理后的像素的值進(jìn)一步減小由于顏色邊界而造成的影響。
圖10是示出本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的配置圖。在該圖中，16表示代表色轉(zhuǎn)換單元，以及17表示代表色重選單元。將主要描述與上述的本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的部分不同的部分。在第三示例性實(shí)施例中，除了第二示例性實(shí)施例的配置外，還包括代表色轉(zhuǎn)換單元16和代表色重選單元17。
代表色轉(zhuǎn)換單元16從圖像中選擇代表色，并且將圖像的顏色轉(zhuǎn)換成任何代表色， 以生成其中所使用的顏色限于代表色的有限顏色圖像。作為選擇代表色并將圖像的顏色轉(zhuǎn)換成代表色的方法，可以使用迄今所使用的方法。
盡管在上述的第一示例性實(shí)施例和第二示例性實(shí)施例中算術(shù)運(yùn)算單元14對(duì)給定圖像執(zhí)行卷積運(yùn)算，但是算術(shù)運(yùn)算單元對(duì)其中由代表色轉(zhuǎn)換單元16執(zhí)行了轉(zhuǎn)換成代表色的顏色轉(zhuǎn)換的有限顏色圖像進(jìn)行卷積運(yùn)算。
代表色重選單元17從由算術(shù)運(yùn)算單元14執(zhí)行了卷積運(yùn)算的有限顏色圖像重選代表色。可以在任何應(yīng)用中使用所重選的代表色。然而，本文中，通過例如對(duì)由算術(shù)運(yùn)算單元 14執(zhí)行了卷積運(yùn)算后的有限顏色圖像執(zhí)行轉(zhuǎn)換成所重選的代表色的顏色轉(zhuǎn)換，再次獲得有限顏色圖像。當(dāng)然，可以輸出所重選的代表色作為處理結(jié)果。同時(shí)，可以進(jìn)行如下配置輸出算術(shù)運(yùn)算單元14的處理結(jié)果，并且不設(shè)置代表色重選單元17。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的操作示例的流程圖，并且圖12A至圖121是示出根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的操作示例中的具體示例的說明圖。在圖11 所示的處理流程中，將步驟S28、S29和S31的處理添加到圖8所示的第二示例性實(shí)施例中的處理的流程中，并且將圖8中的步驟S25的卷積運(yùn)算的處理改變?yōu)槭褂昧瞬襟ES30中的有限顏色圖像的卷積運(yùn)算的處理。另外，在圖12A至圖121中，將圖12H和圖121添加到圖 9A至圖9G的示例中。將主要描述與參照?qǐng)D8和圖9A至圖9G所述的第二示例性實(shí)施例的處理以及參照?qǐng)D2和圖3A至圖3E所述的第一示例性實(shí)施例的處理不同的處理。
如在第二示例性實(shí)施例(和第一示例性實(shí)施例)中一樣描述處理，其中，在顏色邊界提取單元11在步驟S21中提取圖像的顏色邊界后，距離計(jì)算單元15在步驟S26中計(jì)算每個(gè)像素距顏色邊界提取單元11提取的顏色邊界的距離，并且在影響值計(jì)算單元12在步驟S22中計(jì)算出影響值、并且系數(shù)設(shè)置單元13在步驟S23中指定了包括關(guān)注像素的、被顏色邊界分離的區(qū)域后，在步驟S27中計(jì)算卷積運(yùn)算的系數(shù)。在迄今為止的處理中，例如獲得圖12G所示的系數(shù)。
另一方面，代表色轉(zhuǎn)換單元16在步驟S28中從圖像中提取代表色，并且在步驟S29 中將圖像的顏色轉(zhuǎn)換成任何代表色，以生成其中所使用的顏色限于代表色的有限顏色圖像。圖12H示出了有限顏色圖像的示例，其中，對(duì)圖12A所示的要處理的區(qū)域執(zhí)行了轉(zhuǎn)換成任何代表色的顏色轉(zhuǎn)換。要處理的區(qū)域被圖12B所示的顏色邊界劃分成兩個(gè)區(qū)域。然而， 在圖12H所示的示例中，針對(duì)受顏色邊界影響的像素提取單獨(dú)的代表色，并且將該像素的顏色轉(zhuǎn)換成代表色(以白色示出的像素)，這產(chǎn)生了三色圖像。
在步驟S30中，使用在步驟S27中所計(jì)算出的系數(shù)，將每個(gè)系數(shù)除以系數(shù)之和并進(jìn)行歸一化。然后，通過獲得歸一化系數(shù)與在步驟S29中所生成的有限顏色圖像的每個(gè)像素值的乘積之和來執(zhí)行卷積運(yùn)算，并且計(jì)算關(guān)注像素在處理后的顏色值。同時(shí)，有限顏色圖像的關(guān)注像素是在位置上與原始圖像中的關(guān)注像素對(duì)應(yīng)的像素。另外，對(duì)于其他像素，也將有限顏色圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素乘以系數(shù)。在第一和第二示例性實(shí)施例中描述了系數(shù)的歸一化和除了在步驟S23中所指定的區(qū)域外的像素的處理。
通過對(duì)圖12H中所示的有限顏色圖像執(zhí)行步驟S30中的卷積運(yùn)算來獲得圖121所示的圖像。對(duì)于顏色因圖12H所示的有限顏色圖像中的顏色邊界的影響而轉(zhuǎn)換成單獨(dú)代表色后的部分(以白色示出的像素)，在卷積運(yùn)算中對(duì)遠(yuǎn)離顏色邊界的像素的顏色(代表色) 賦值(value)，并且因而改變其顏色。
在該示例中在步驟S20中執(zhí)行卷積運(yùn)算后，在步驟S31中，代表色重選單元19重選代表色。另外，對(duì)在步驟S30中所獲得的有限顏色圖像或給定圖像執(zhí)行轉(zhuǎn)換成有限顏色圖像的顏色轉(zhuǎn)換，其中，所使用的顏色限于所重選的代表色。由此，還針對(duì)顏色受在步驟S29 中所生成的有限顏色圖像的顏色邊界的影響而被轉(zhuǎn)換成與內(nèi)部的顏色不同的顏色的像素， 獲得不受顏色邊界影響的有限顏色圖像。當(dāng)然，可以通過重選代表色來終止處理。
同時(shí)，在第三示例性實(shí)施例中的操作示例中，除了按順序設(shè)置要處理的包括關(guān)注像素的區(qū)域、以及執(zhí)行用于使用給定圖像的每個(gè)像素作為關(guān)注像素來通過卷積運(yùn)算獲得關(guān)注像素的顏色值的處理，還可以預(yù)先對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行顏色邊界的提取、影響值的計(jì)算或者距離的計(jì)算，并且當(dāng)處理每個(gè)關(guān)注像素時(shí)，可以執(zhí)行系數(shù)的設(shè)置和卷積運(yùn)算的處理。當(dāng)然， 可以預(yù)先執(zhí)行代表色的提取和有限顏色圖像的生成。另外，可以在終止對(duì)每個(gè)像素的卷積運(yùn)算的處理后，重新提取代表色并且使用所重新提取的代表色來生成有限顏色圖像。
在第三示例性實(shí)施例中，由于使用了預(yù)先執(zhí)行了代表色轉(zhuǎn)換的有限顏色圖像來執(zhí)行卷積運(yùn)算，因此，與使用原始圖像的情況相比，對(duì)具有較小的顏色變化的圖像執(zhí)行操作， 并且操作結(jié)果降低了顏色邊界的影響。同時(shí)，第一示例性實(shí)施例的配置可以設(shè)置有代表色轉(zhuǎn)換單元16或者還設(shè)置有代表色重選單元17。在該情況下，可以在算術(shù)運(yùn)算單元14中使用其中代表色轉(zhuǎn)換單元15執(zhí)行了顏色轉(zhuǎn)換的有限顏色圖像來進(jìn)行卷積運(yùn)算。
圖13是示出當(dāng)在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所述的功能由計(jì)算機(jī)程序、存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)計(jì)算機(jī)程序的示例的說明圖。在該圖中，41表示程序， 41表不計(jì)算機(jī)，51表不磁光盤，52表不光盤,53表不磁盤,54表不存儲(chǔ)器，61表不CPU, 62 表示內(nèi)部存儲(chǔ)器，63表示讀出單元，64表示硬盤，65表示接口，以及66表示通信單元。
在上述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所述的每個(gè)單元的功能可以通過用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行功能的程序41來全部或部分地實(shí)現(xiàn)。在該情況下，可以將程序41、程序所使用的數(shù)據(jù)等存儲(chǔ)在由計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)中。記錄介質(zhì)是如下介質(zhì)其針對(duì)包括在計(jì)算機(jī)的硬件資源中的讀出單元63、響應(yīng)于程序的內(nèi)容描述而使得改變磁能、光能和電能等的狀態(tài)，并且將程序的內(nèi)容描述以與其對(duì)應(yīng)的信號(hào)的形式傳送至讀出單元63。例如，記錄介質(zhì)包括磁光盤51、光盤52 (包括⑶、DVD等)、磁盤53、存儲(chǔ)器54 (包括IC卡、存儲(chǔ)開、閃存等)等。 當(dāng)然，記錄介質(zhì)不限于便攜類型。
當(dāng)程序41存儲(chǔ)在這樣的記錄介質(zhì)中時(shí)，例如通過將記錄介質(zhì)安裝在讀出單元63 或計(jì)算機(jī)42的接口 65中來從計(jì)算機(jī)讀出程序41，或者將計(jì)算機(jī)42的接口 65存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器62或硬盤64 (包括磁盤或硅磁盤等)中，并且通過使用CPU 61執(zhí)行程序41來全部或部分地實(shí)現(xiàn)在上述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所述的功能。替選地，通過傳輸通道將程序41傳送到計(jì)算機(jī)42，在計(jì)算機(jī)42的通信單元66中接收程序41并且將該程序存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器62或硬盤64中，并且通過使用CPU 61執(zhí)行程序41來實(shí)現(xiàn)上述功能。
計(jì)算機(jī)42可以通過另一接口 55連接至各種裝置。當(dāng)然，配置可以部分地由硬件配置，并且可以全部由硬件配置?？商孢x地，該配置可以被配置為包括在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所述的功能的全部或一部分的程序以及另一配置。當(dāng)該配置應(yīng)用于另一應(yīng)用時(shí)，其可以與應(yīng)用中的程序集成。
前文已經(jīng)出于例示和說明的目的提供了對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的說明。該描述并非排他性的或者將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。顯然，各種修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。這些實(shí)施例的選擇和描述是為了對(duì)本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行最佳的闡述，以使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例以及適用于具體應(yīng)用場(chǎng)合的各種變型。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求及其等同部分限定。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，包括提取單元，其提取圖像的顏色邊界；影響值計(jì)算單元，其計(jì)算表示所述顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值；設(shè)置單元，其根據(jù)在所述提取單元中所提取的所述顏色邊界和在所述影響值計(jì)算單元中所計(jì)算出的所述影響值設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)；以及運(yùn)算單元，其使用所述設(shè)置單元設(shè)置的系數(shù)來進(jìn)行卷積運(yùn)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理設(shè)備，還包括距離計(jì)算單元，其計(jì)算距在所述提取單元中所提取的所述顏色邊界的距離，其中，所述設(shè)置單元使用在所述距離計(jì)算單元中所計(jì)算出的距離以及所述影響值來設(shè)置所述系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，當(dāng)在所述距離計(jì)算單元中所計(jì)算出的距離在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，所述設(shè)置單元和所述運(yùn)算單元進(jìn)行所述系數(shù)的設(shè)置和所述卷積運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的圖像處理設(shè)備，還包括轉(zhuǎn)換單元，其從所述圖像中選擇多個(gè)代表色，以將所述圖像的顏色轉(zhuǎn)換成所述多個(gè)代表色中的任一代表色，其中，所述運(yùn)算單元對(duì)經(jīng)所述轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的所述圖像進(jìn)行所述卷積運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理設(shè)備，還包括重選單元，其從由所述運(yùn)算單元進(jìn)行了所述卷積運(yùn)算的所述圖像中選擇所述多個(gè)代表色。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的圖像處理設(shè)備，其中，當(dāng)所述影響值在預(yù)定值的范圍內(nèi)時(shí)，所述設(shè)置單元和所述運(yùn)算單元進(jìn)行所述系數(shù)的設(shè)置和所述卷積運(yùn)算。
7.一種圖像處理方法，包括提取圖像的顏色邊界；計(jì)算表示所述顏色邊界對(duì)像素的影響程度的影響值；根據(jù)所提取的顏色邊界和所計(jì)算出的影響值設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)；以及使用所設(shè)置的系數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算。
全文摘要
提供了圖像處理設(shè)備和圖像處理方法。所述圖像處理設(shè)備包括提取單元，其提取圖像的顏色邊界；影響值計(jì)算單元，其計(jì)算影響值，該影響值表示顏色邊界對(duì)像素的影響程度；設(shè)置單元，其根據(jù)在提取單元中所提取的顏色邊界和在影響值計(jì)算單元中所計(jì)算出的影響值設(shè)置卷積運(yùn)算的系數(shù)；以及運(yùn)算單元，其使用設(shè)置單元設(shè)置的系數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算。
文檔編號(hào)H04N1/58GK102938823SQ20121006201
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者伊藤篤 申請(qǐng)人:富士施樂株式會(huì)社