УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ПРОГРАММА Российский патент 2011 года по МПК G06T1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству обработки изображения, способу обработки изображения и программе, в которых оригинальное изображение модифицируют относительно требуемой опорной точки, установленной на экране.

В настоящей заявке заявлен приоритет на основе заявки №2006-248617 на японский патент, поданной в Японии 13 сентября 2006 г., и данная заявка приведена здесь в качестве ссылочного материала.

Уровень техники

До настоящего времени оптические фильтры, закрепленные на объективах камер, использовали для ограничения света, поступающего в объектив. Оптические фильтры обычно используют с целью ограничения диапазона длин волн передаваемого света. Кроме того, некоторые оптические фильтры используют как средство для создания эффектов (ниже называются специальными эффектами), которые позволяют модифицировать предмет при увеличении расстояния от опорной точки, установленной на экране. Такие специальные эффекты включают в себя эффект (ниже называется эффект модификации увеличения), который позволяет модифицировать предмет так, что создается впечатление, будто этот предмет летит радиально по мере увеличения расстояния от опорной точки, и эффект (ниже называется эффектом циклонной модификации), который позволяет модифицировать предмет так, чтобы он выглядел, как будто этот предмет летит спирально с увеличением расстояния от опорной точки. Поскольку оптические фильтры для получения таких специальных эффектов (ниже называются фильтрами специального оптического эффекта) обычно разрабатывают так, что опорная точка, описанная выше, размещается в центральной точке на экране, требуемую точку на экране нельзя использовать как опорную точку, для получения специальных эффектов, как описано выше. Кроме того, оптические фильтры для специального эффекта требуется закреплять на объективах камер только, когда необходимо создать специальные эффекты. Кроме того, изображения, захватываемые, когда оптические фильтры специального эффекта закреплены на объективах камер, приводят к ухудшению разрешающей способности на всем экране.

Кроме того, в компьютерах, при выполнении программного обеспечения для обработки изображения, можно получить аналогичные специальные эффекты для данных снятого изображения или даже для изображения, снятого, когда описанный выше оптический фильтр специального эффекта не был закреплен на объективе камеры.

Такое программное обеспечение обработки изображения позволяет получить специальный эффект для изображения - цели обработки путем установки требуемого положения на экране в качестве опорной точки. В частности, такое программное обеспечение обработки изображения преобразует данные изображения в множество изображений, увеличенных с различным коэффициентом увеличения относительно опорной точки. И программное обеспечение обработки изображения накладывает множество увеличенных изображений на данные необработанного изображения для получения эффекта модификации увеличения на оригинальном изображении.

В результате повышения возможностей обработки процессоров, выполняющих вычислительную обработку, предусмотренную в цифровых камерах, обработка изображения для придания специального эффекта, который позволяет модифицировать предмет относительно опорной точки, включая эффект модификации увеличения, выполняется не только в персональных компьютерах, но также и в цифровых камерах. Таким образом, цифровые камеры получили сравнительную возможность, благодаря улучшению способности вычислительной обработки, не только выполнять обработку простой записи и отображения снятых изображений, но также и обработку создания специальных эффектов для снятых изображений. В то же время, в цифровых камерах, при увеличении количества пикселей снятого изображения, для удовлетворения требования высокого качества изображения, количество вычислений, необходимых для получения эффекта для данных изображения, также увеличилось. Таким образом, из-за более низкой способности обработки, чем в персональных компьютерах, в цифровых камерах возникает проблема, состоящая в том, что скорость вычислений также сравнительно уменьшается при описанном выше увеличении объема вычислений. Кроме того, цифровые камеры, в основном, получают питание от батареи, и потребление энергии также увеличивается при таком увеличении объема вычислений, в результате чего возникает другая проблема, состоящая в том, что сокращается время работы.

В способе обработки изображения, описанном в публикации прошедшей экспертизу заявки №7-113961 на японский патент, участок большой яркости на экране детектируют и сдвигают в заданном направлении, при этом сигнал, соответствующий этому участку, накладывают с определенным весом и суммируют с компонентом сигнала яркости, чтобы, таким образом, получить эффект фильтра с перекрестными линиями, который используется как оптический фильтр специального эффекта для изображения. Используя такую обработку изображения, как описано в публикации прошедшей экспертизу заявки №7-113961 на японский патент, множество значений пикселей для отдельных пикселей сдвигают и суммируют так, чтобы увеличить их относительно опорной точки, в результате чего может быть получен псевдоэффект модификации увеличения для снятого изображения. Однако, в случае, когда эффект модификации увеличения создают в снятом изображении, используя такой способ обработки изображения, объем обработки, выполняемой для выделения точки высокой яркости, или описанной выше обработки суммирования, увеличивается в соответствии с количеством пикселей снятого изображения. При таком способе обработки изображения, кроме того, пиксель, который не будет выделен как пиксель с высокой яркостью, не должен быть обработан. Поэтому при таком способе обработки изображения невозможно получить эффект модификации увеличения в области, состоящей из невыделенных пикселей.

Сущность изобретения

Техническая задача

Настоящее изобретение было предложено с учетом такой ситуации, и его техническая цель состоит в том, чтобы создать устройство обработки изображения, способ обработки изображения и программу обработки изображения, в которых специальный эффект, который позволяет модифицировать предмет таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения, установленной на экране, получают для снятого изображения при использовании малого объема вычислений.

Вариант воплощения настоящего изобретения, предположенный для решения этой технической задачи, как описано выше, направлен на устройство обработки изображения, включающее в себя первое средство установки для установки на оригинальном изображении первой области изображения, включающей в себя опорную точку, произвольно выбранную на его экране, и второй области изображения, отличающейся от первой области изображения на экране; средство уменьшения для уменьшения оригинального изображения путем прореживания пикселей его данных изображения; второе средство установки для установки на уменьшенном изображении, полученном средством уменьшения, опорной точки уменьшенного изображения, которая соответствует опорной точке оригинального изображения, первой области уменьшенного изображения, соответствующей первой области изображения, и второй области уменьшенного изображения, соответствующей второй области изображения; средство модификации для модификации в пределах уменьшенного изображения, полученного средством уменьшения, изображения во второй области уменьшенного изображения, установленной вторым средством установки, в такой степени, что модификация увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки уменьшенного изображения; средство расширения, предназначенное для расширения данных изображения второй области уменьшенного изображения, в которой изображение было модифицировано с использованием средства модификации, во вторую область изображения, путем интерполяции значений пикселя между отдельными пикселями, составляющими данные изображения; и средство комбинирования, предназначенное для комбинирования данных изображения, расширяемых во вторую область изображения, с помощью средства расширения, с данными оригинального изображения, составляющими первую область изображения, и вывода данных изображения, которое было модифицировано так, что степень модификации увеличивается с увеличением расстояния от опорной точки оригинального изображения.

Кроме того, другой вариант воплощения настоящего изобретения направлен на способ обработки изображения, включающий в себя: устанавливают для оригинального изображения первую область изображения, включающую в себя опорную точку, произвольно выбранную на его экране, и вторую область изображения, отличающуюся от первой области изображения; уменьшают оригинальное изображение путем прореживания пикселей данных его изображения; устанавливают для уменьшенного изображения, полученного в результате уменьшения, опорную точку уменьшенного изображения, которая соответствует опорной точке оригинального изображения, первую область уменьшенного изображения, соответствующую первой области изображения, и вторую область уменьшенного изображения, соответствующую второй области изображения; модифицируют, в пределах уменьшенного изображения, полученного в результате уменьшения, изображение в установленной второй области уменьшенного изображения таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки уменьшенного изображения; расширяют данные изображения модифицированной второй области уменьшенного изображения во вторую область изображения путем интерполяции значений пикселей между отдельными пикселями, составляющими данные изображения; и комбинируют данные изображения, составляющие расширенную вторую область изображения, с данными оригинального изображения, составляющими первую область изображения, и выводят данные изображения для изображения, которое было модифицировано так, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения.

Кроме того, в другом варианте воплощения настоящего изобретения предложена программа, обеспечивающая выполнение компьютером обработки изображения, включающей в себя первый этап установки, состоящий в установке для оригинального изображения первой области изображения, включающей в себя опорную точку, произвольно выбранную на его экране, и вторую область изображения, отличающуюся от первой области изображения; этап уменьшения, состоящий в уменьшении оригинального изображения путем прореживания пикселей данных его изображения; второй этап установки, состоящий в установке для уменьшенного изображения, полученного на этапе уменьшения, опорной точки уменьшенного изображения, соответствующей опорной точке оригинального изображения, причем первая область уменьшенного изображения соответствует первой области изображения, и вторая область уменьшенного изображения соответствует второй области изображения; этап модификации, состоящий в модификации уменьшенного изображения, полученного на этапе уменьшения изображения во второй области уменьшенного изображения, установленной на втором этапе установки, таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки уменьшенного изображения; этап расширения, состоящий в расширении данных изображения второй области уменьшенного изображения, модифицированных на этапе модификации, во вторую область изображения путем интерполяции значений пикселей между отдельными пикселями, составляющими данные изображения; и этап комбинирования, состоящий в комбинировании данных изображения, составляющих вторую область изображения, расширенных на этапе расширения, с данными оригинального изображения, составляющего первую область изображения, и выводе данных изображения для изображения, модифицированного так, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения.

Настоящее изобретение предназначено для установки двух областей изображения для оригинального изображения, которые состоят из первой области изображения и второй области изображения, применения обработки модификации только ко второй области уменьшенного изображения, которая соответствует второй области изображения, для расширения ее во вторую область изображения, и комбинирования данных изображения расширенной второй области изображения с данными оригинального изображения, составляющего первую область изображения, для вывода данных изображения, модифицированных так, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения.

В соответствии с настоящим изобретением первую область изображения, которая сравнительно мало изменяется в результате обработки модификации, не подвергают обработке модификации, и поэтому объем обработки, требуемой для модификации оригинального изображения, можно уменьшить. В настоящем изобретении, кроме того, могут быть выведены данные изображения, в которых только вторую область изображения подвергают обработке модификации, в то время как разрешающая способность первой области изображения поддерживается на уровне разрешающей способности, аналогичной разрешающей способности оригинального изображения.

Другие технические цели настоящего изобретения и конкретные преимущества, получаемые в соответствии с настоящим изобретением, будут более понятны из описанного ниже варианта воплощения со ссылкой на чертежи.

Краткое описание чертежей

[Фиг.1] На фиг.1 показана блок-схема, представляющая конструкцию цифровой камеры.

[Фиг.2] На фиг.2А показана схема, представляющая оригинальное изображение, и на фиг.2В показана схема, представляющая изображение, полученное в результате создания эффекта модификации увеличения для оригинального изображения Р1.

[Фиг.3] На фиг.3 показана блок-схема, представляющая конструкцию модуля обработки, предусмотренного в модуле вычислительной обработки для применения эффекта модификации увеличения.

[Фиг.4] На фиг.4А показана схема, представляющая оригинальное изображение Р1, и на фиг.4В показана схема, представляющая уменьшенное изображение Р2, полученное путем уменьшения оригинального изображения Р1, в результате выполнения процесса прореживания.

[Фиг.5] На фиг.5А показана схема, представляющая уменьшенное изображение Р2, на фиг.5В показана схема, представляющая увеличенные изображения Р2-1, Р2-2, Р2-3 и Р2-4, полученные путем применения обработки расширения к уменьшенному изображению Р2, и на фиг.5С показана схема, представляющая уменьшенное изображение Р3, полученное путем наложения увеличенных изображений Р2-1, Р2-2, Р2-3 и Р2-4 на уменьшенное изображение Р2.

[Фиг.6] На фиг.6А показана схема, представляющая уменьшенное изображение Р3, и на фиг.6В показана схема, представляющая изображение Р4 специального эффекта, полученное путем применения обработки расширения к уменьшенному изображению.

[Фиг.7] На фиг.7А показана схема, схематично представляющая процесс определения для определения, следует ли выполнить обработку билинейной интерполяции, и на фиг.7В показана схема, схематично представляющая обработку билинейной интерполяции.

[Фиг.8] На фиг.8 показана блок-схема последовательности операций, представляющая этапы обработки, состоящие в применении эффекта модификации увеличения к оригинальному изображению Р1, которую выполняют с помощью модуля вычислительной обработки.

Подробное описание изобретения

Лучший способ выполнения настоящего изобретения будет подробно описан ниже со ссылкой на чертежи.

Как показано на фиг.1, цифровая камера 100 в соответствии с настоящим вариантом воплощения включает в себя оптический объектив 110, элемент 120 формирования изображения, модуль 130 А/Ц (A/D, аналогово-цифрового) преобразования, модуль 140 обработки сигнала, буферное запоминающее устройство 150, носитель 160 записи, модуль 170 дисплея, модуль 180 вычислительной обработки и модуль 190 ввода.

Оптический объектив 110 фокусирует свет от предмета на элемент 120 формирования изображения через участок отверстия, который не показан на чертежах.

Элемент 120 формирования изображения принимает свет, сфокусированный оптическим объективом 110, и преобразует его в электрический сигнал. Затем элемент 120 формирования изображения передает преобразованный электрический сигнал в модуль 130 А/Ц преобразования.

Следует отметить, что элемент 120 формирования изображения имеет структуру CCD (ПЗС, прибор с зарядовой связью) или структуру C-MOS (КМОП, комплементарный металло-оксидный полупроводник), и при этом не предполагается ограничение его структуры какой-то определенной структурой.

Модуль 130 А/Ц преобразования преобразует электрический сигнал, передаваемый из элемента 120 формирования изображения из аналогового формата в цифровой формат и передает результат в модуль 140 обработки сигнала.

Модуль 140 обработки сигнала применяет заданную обработку сигналов к цифровому электрическому сигналу, передаваемому из модуля 130 А/Ц преобразования, для получения данных изображения. В частности, модуль 140 обработки сигнала применяет обработку сигналов, такую как баланс белого, коррекция градации тонов на изображении и преобразование информации яркости-цветности в цифровой электрический сигнал для получения данных изображения. Модуль 140 обработки сигнала передает данные изображения, полученные в результате обработки сигналов, в буферное запоминающее устройство 150.

В буферном запоминающем устройстве 150 временно сохраняют данные изображения, переданные из модуля 140 обработки сигнала, и из него сохраненные данные изображения передают в носитель 160 записи, модуль 170 дисплея и модуль 180 вычислительной обработки.

Носитель 160 записи записывает данные изображения, переданные из буферного запоминающего устройства 150. Кроме того, носитель 160 записи также выполняет обработку считывания записанных данных изображения в буферное запоминающее устройство 150.

Модуль 170 дисплея отображает данные изображения, переданные из буферного запоминающего устройства 150. Кроме того, модуль 170 дисплея также отображает экран GUI (ГИП, графический интерфейс пользователя) для выполнения операций с цифровой камерой 100, а также отображает изображение, снятое с использованием цифровой камеры 100.

Модуль 180 вычислительной обработки управляет работой отдельных модулей обработки, переданных в цифровую камеру 100. В частности, модуль 180 вычислительной обработки управляет общей работой цифровой камеры 100, включающей в себя формирование изображений предмета, запись данных изображения, отображение данных изображения и т.д.

Модуль 190 ввода используется как интерфейс пользователя, через который пользователь выполняет ввод операций в цифровую камеру 100. Например, в ответ на операцию пользователя в соответствии с экраном ГИП, отображаемую в модуле 170 дисплея, модуль 190 ввода передает инструкцию на выполнение операции, соответствующей введенной операции, в модуль 180 вычислительной обработки.

В цифровой камере 100, кроме того, модуль 180 вычислительной обработки выполняет обработку создания заданного эффекта изображения в данных изображения, полученных в результате формирования изображения предмета. В случае, когда такую обработку следует выполнить, модуль 180 вычислительной обработки обеспечивает считывание данных, представляющих собой цель обработки, с носителя 160 записи в буферное запоминающее устройство 150. Затем модуль 180 вычислительной обработки выполняет обработку создания заданного эффекта изображения для данных изображения, считываемых в буферное запоминающее устройство 150. После того как обработка данных изображения - цели обработки будет закончена, модуль 180 вычислительной обработки обеспечивает передачу обработанных данных изображения на носитель 160 записи или в модуль 170 дисплея через буферное запоминающее устройство 150. Таким образом, цифровая камера 100 также выполняет обработку изображения, связанную с созданием эффекта изображения для данных изображения в дополнение к обработке записи данных изображения и к обработке отображения данных изображения. Следует отметить, что в цифровой камере 100 модуль 180 вычислительной обработки может создавать заданный эффект изображения для данных изображения, сохраненных в буферном запоминающем устройстве 150, непосредственно после формирования изображения, а также для данных изображения, сохраняемых на носителе 160 записи, прежде, чем будет выполнен процесс сохранения на носитель 160 записи.

В настоящем варианте воплощения ниже, в основном, будет описана обработка изображения, выполняемая описанной выше цифровой камерой 100 для обработки данных изображения, записанных на носителе 160 записи, для создания специального эффекта, которая позволяет модифицировать предмет таким образом, что в отношении снятых данных изображения степень модификации повышается при увеличении расстояния от опорной точки, установленной на его экране.

Пример придания такого специального эффекта показан на фиг.2. В частности, будет описана обработка создания эффекта изображения (ниже называется эффектом модификации увеличения), которая позволяет модифицировать изображение - цель обработки (ниже называется оригинальным изображением), показанное на фиг.2А, таким образом, что оно будет выглядеть, как будто изображение летит радиально при увеличении расстояния от опорной точки А, как показано на фиг.2В.

В цифровой камере 100 для создания описанного выше специального эффекта, для оригинального изображения модуль 180 вычислительной обработки включает в себя модули обработки, как показано ниже. Как показано на фиг.3, модуль 180 вычислительной обработки включает в себя модуль 181 установки области изображения, модуль 182 обработки уменьшения, модуль 183 обработки специального эффекта и модуль 184 преобразования размера изображения.

Модуль 181 установки области изображения устанавливает, как показано на фиг.4А, для оригинального изображения Р1 круглую область на его экране с центром в опорной точке А, которая имеет радиус R, в качестве первой области изображения, и область, отличающуюся от первой области изображения на экране, как вторую область изображения. Здесь опорная точка А представляет собой точку, которая расположена в требуемом положении на экране оригинального изображения Р1, и которая установлена, например, пользователем, который выполняет операции с модулем 190 ввода в отношении оригинального изображения Р1, отображаемого в модуле 170 дисплея. Аналогично, величина радиуса R также установлена пользователем. Следует отметить, что опорная точка А и радиус R не обязательно должны быть установлены с помощью операции пользователя, введенной так, как описано выше и, например, опорная точка А и радиус R могут быть индивидуально фиксированными. Затем модуль 181 установки области изображения передает данные оригинального изображения Р1 и информацию, относящуюся к областям изображения, в каждый из модуля 182 обработки уменьшения и модуля 184 преобразования размера изображения.

Модуль 182 обработки уменьшения преобразует данные оригинального изображения Р1, переданного из модуля 181 установки области изображения, в уменьшенное изображение Р2, как показано на фиг.4В, путем равномерного прореживания значений пикселей из пикселей, составляющих данные изображения. После этого модуль 182 обработки уменьшения передает данные изображения из уменьшенного изображения Р2 в модуль 183 обработки специального эффекта. Здесь опорная точка А', показанная на фиг.4В, представляет собой точку соответствия, полученную при отображении опорной точки А оригинального изображения Р1 на экран уменьшенного изображения Р2. Аналогично, радиус R', показанный на фиг.4В, имеет значение, полученное в результате уменьшения радиуса R оригинального изображения Р1 с коэффициентом уменьшения уменьшенного изображения Р2 относительно оригинального изображения Р1. Следует отметить, что поскольку модуль 182 обработки уменьшения просто выполняет обработку преобразования оригинального изображения Р1 в уменьшенное изображение Р2, опорную точку А' и радиус R' рассчитывают с помощью модуля 183 обработки специального эффекта.

Модуль 183 обработки специального эффекта применяет обработку специального эффекта, состоящую в создании эффекта модификации увеличения, описанного ниже, к данным изображения, представляющим собой уменьшенное изображение Р2, переданное из модуля 182 обработки уменьшения, и передает данные изображения из уменьшенного изображения Р3, полученного после обработки, в модуль 184 преобразования размера изображения.

На фиг.5 показана схема, представляющая обработку, выполняемую модулем 183 обработки специального эффекта.

Модуль 183 обработки специального эффекта преобразует уменьшенное изображение Р2, показанное на фиг.5А, в увеличенные изображения Р2-1, Р2-2, Р2-3 и Р2-4, полученные в результате увеличения второй области уменьшенного изображения в пределах уменьшенного изображения Р2, с четырьмя различными коэффициентами а1, а2, а3 и а4 (а1<а2<а3<а4) увеличения, как показано на фиг.5В. Здесь диапазон, отображаемый с экрана уменьшенного изображения Р2, представляет собой диапазон, окруженный пунктирной линией, показанной на чертеже, в каждом из увеличенных изображений Р2-1, Р2-2, Р2-3 и Р2-4. Следует отметить, что в настоящем варианте воплощения области за пределами областей, окруженных пунктирными линиями, показаны для удобства, для схематичного представления эффекта, получаемого в процессе увеличения.

Модуль 183 обработки специального эффекта накладывает увеличенные изображения Р2-1, Р2-2, Р2-3 и Р2-4 для получения уменьшенного изображения Р3, которое выглядит, как будто уменьшенное изображение Р3 радиально летит при увеличении расстояния от опорной точки А' так, как показано на фиг.5С.

Следует отметить, что предполагается, что количество увеличенных изображений, которые должны быть наложены на уменьшенное изображение Р2, не ограничено четырьмя, как описано выше, и что модуль 183 обработки специального эффекта выбирает требуемое количество увеличенных изображений, которые должны быть наложены в соответствии с требуемым эффектом модификации увеличения.

В то время как было представлено содержание обработки, относящейся к модулю 183 обработки специального эффекта, на основе от экрана к экрану, описание обработки для конкретного выполнения такого содержания обработки будет представлено для обработки, выполняемой на основе от пикселя к пикселю.

Модуль 183 обработки специального эффекта рассчитывает опорную точку А' и радиус R' уменьшенного изображения Р2, которые соответствуют опорной точке А, и радиусу R оригинального изображения Р1, соответственно. Для разделения данных изображения для уменьшенного изображения Р2 на область уменьшенного изображения (ниже называется областью первого уменьшенного изображения), которая соответствует области первого изображения, и область уменьшенного изображения (ниже называется второй областью уменьшенного изображения), соответствующей второй области изображения, модуль 183 обработки специального эффекта выполняет заданную обработку, показанную ниже, для всех пикселей, составляющих уменьшенное изображение Р2. Модуль 183 обработки специального эффекта определяет, расположен или нет каждый из пикселей, составляющих уменьшенное изображение Р2 на экране, в круглой области с центром в опорной точке А', и имеющей радиус R' (области изображения, обозначенные сеткой среди отдельных уменьшенных изображений, показанных на фиг.5). При такой обработке изображения, если определяют, что пиксель, предназначенный для определения, расположен в круглой области, модуль 183 обработки специального эффекта определяет, что целевой пиксель представляет собой один из пикселей, составляющих первую область уменьшенного изображения. Если определяют, что целевой пиксель расположен за пределами круглой области, модуль 183 обработки специального эффекта определяет, что целевой пиксель представляет собой один из пикселей, составляющих вторую область уменьшенного изображения.

Модуль 183 обработки специального эффекта устанавливает значение яркости для пикселя, определенного как находящийся в первой области уменьшенного изображения, равное 0. Модуль 183 обработки специального эффекта, кроме того, вычисляет значение (X, Y) пикселя для каждого из пикселей, составляющих уменьшенное изображение Р3, из значения q(X0, Y0) пикселя для пикселя, определенного как пиксель, который должен находиться во второй области уменьшенного изображения. Здесь (Х0, Y0) представляют координаты изображения - цели обработки, определенного как изображение, которое должно находиться во второй области уменьшенного изображения Р2. Кроме того, (X, Y) представляют собой координаты уменьшенного изображения Р3. Конкретный модуль обработки будет представлен ниже.

Вначале, используя функцию F, представленную в Уравнении (1), приведенном ниже, модуль 183 обработки специального эффекта вводит координаты (Х0, Y0), координаты (Хс, Yc) опорной точки А', коэффициент α1 увеличения и угол θ поворота, и выходные координаты (X1, Y1), обозначающие положения уменьшенного изображения Р2, полученного после обработки увеличения:

(X1, Y1)=F(Х0, Y0, Хс, Yc, α1, θ) … Уравнение (1)

Следует отметить, что отдельные компоненты в координатах (X1, Y1) после обработки увеличения представлены ниже Уравнениями (2) и (3), соответственно:

X1=Хс+(1/α1)×{(Х0-Хс)×cosθ-(Y0-Yc)×sinθ} … Уравнение (2)

Y1=Yc+(1/α1)×{(Х0-Хс)×sinθ+(Y0-Yc)×cosθ} … Уравнение (3)

Здесь, при обработке специального эффекта, состоящей в создании эффекта модификации увеличения, изображение модифицируют так, чтобы оно выглядело, как будто изображение радиально летит относительно опорной точки. Таким образом, выполняют только обработку увеличения. Следовательно, предполагается, что модуль 183 обработки специального эффекта всегда устанавливает значение угла θ равным 0 [радиан] для получения эффекта модификации увеличения. Следует отметить, что модуль 183 обработки специального эффекта устанавливает значение угла θ поворота, равное соответствующему значению, в результате чего эффект может быть придан оригинальному изображению, в котором изображение выглядит как, будто изображение летит по спирали при увеличении расстояния от опорной точки (ниже называется эффектом модификации циклона).

Модуль 183 обработки специального эффекта определяет для координат (Х0, Y0), в сумме четыре коэффициента α1, α2, α3 и α4 (α1<α2<α3<α4) увеличения, включающее в себя коэффициент α1 увеличения, описанный выше, и, по отдельности, применяет обработку увеличения, используя функцию F, описанную выше, для расчета координат (X1, Y1), (Х2, Y2), (Х3, Y3) и (Х4, Y4), обозначающих положения уменьшенных изображений Р2, полученных после выполнения обработки увеличения.

Модуль 183 обработки специального эффекта обращается к пикселям уменьшенных изображений Р2, которые соответствуют рассчитанным координатам (X1, Y1), (Х2, Y2), (Х3, Y3) и (Х4, Y4). Здесь предполагается, что модуль 183 обработки специального эффекта обращается к пикселям уменьшенного изображения Р2, которые расположены ближе всего к этим координатам. Модуль 183 обработки специального эффекта индивидуально считывает значения пикселя для пикселей, к которым он обращается, и устанавливает значения пикселя для этих пикселей как q(X1, Y1), q(X2, Y2), q(X3, Y3) и q(X4, Y4). Здесь в технологии обращения к ближайшим положениям, описанной выше, по сравнению с другими альтернативными технологиями, объем вычислительной обработки меньше, в то время как разрешающая способность относительно сильно ухудшается. В области изображения, расположенной достаточно далеко от опорной точки, однако, разрешающая способность области изображения в значительной степени уменьшается в результате применения эффекта модификации увеличения. Таким образом, в результате обращения к ближайшим положениям, так, как описано выше, модуль 183 обработки специального эффекта может уменьшить количество вычислений по сравнению с другими альтернативными технологиями, без учета ухудшения качества изображения.

После этого модуль 183 обработки специального эффекта рассчитывает значение q(X, Y) пикселя для пикселя уменьшенного изображения Р3, используя следующее Уравнение (4):

q(X, Y)={q(X0, Y0)+q(X1, Y1)+q(X2, Y2)+q(X3, Y3)+

q(X4, Y4)}/5 … Уравнение (4)

Модуль 183 обработки специального эффекта выполняет обработку, представленную в Уравнениях (1)-(4) для всех пикселей, определенных как пиксели, расположенные во второй области уменьшенного изображения, и передает в модуль 184 преобразования размера изображения данные уменьшенного изображения для уменьшенного изображения Р3, состоящего из первой области уменьшенного изображения, где значение яркости пикселей, составляющих первую область уменьшенного изображения, установлено равным 0, и второй области уменьшенного изображения, подвергаемой эффекту модификации увеличения.

В соответствии с этим в модуле 183 обработки специального эффекта, первая уменьшенная область в пределах уменьшенного изображения Р2 не подвергается обработке создания эффекта модификации увеличения, как показано на фиг.5. Это связано с тем, что даже если обработка изображения, связанная с созданием эффекта модификации увеличения, будет применена к первой области уменьшенного изображения, как показано ниже, изменение изображения относительно того, что было перед обработкой, будет невелико по сравнению со второй областью уменьшенного изображения.

Расстояние от каждого из пикселей, составляющих первую область уменьшенного изображения до опорной точки, будет меньше, чем расстояние от каждого из пикселей, составляющих вторую область уменьшенного изображения, до опорной точки. Таким образом, изменение положения координат между тем, что было до и после обработки увеличения, будет меньше в первой области уменьшенного изображения, чем во второй области уменьшенного изображения. Поэтому, когда сравнивают изменение значения пикселя перед обработкой создания эффекта модификации увеличения и изменение значения пикселя, рассчитанного с использованием Уравнения (4), изменение в первой области уменьшенного изображения также будет меньше, чем во второй области уменьшенного изображения.

В соответствии с этим, поскольку модуль 183 обработки специального эффекта не выполняет обработку первой области уменьшенного изображения, имеющую малый эффект модификации увеличения, объем вычислительной обработки может быть уменьшен по сравнению со случаем, когда выполняют обработку создания эффекта модификации увеличения для всех пикселей, составляющих уменьшенное изображение. Таким образом, модуль 183 обработки специального эффекта может уменьшить объем обработки, требуемой для модификации оригинального изображения, по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Как показано на фиг.6А, модуль 184 преобразования размера изображения применяет обработку билинейной интерполяции, описанную ниже, только ко второй области уменьшенного изображения из данных уменьшенного изображения Р3, передаваемых из модуля 183 обработки специального эффекта, для расширения уменьшенного изображения Р3 до размера оригинального изображения. Модуль 184 преобразования размера изображения комбинирует данные изображения, соответствующие второй области изображения, которую подвергали обработке расширения, используя билинейную интерполяцию, с данными изображения, составляющими первую область изображения (область изображения, обозначенная сеткой на чертеже) в пределах данных оригинального изображения, передаваемого из модуля 181 области установки изображения, для получения изображения Р4 специального эффекта, имеющего размер оригинального изображения, как показано на фиг.6В.

Таким образом, модуль 184 преобразования размера изображения выполняет обработку интерполяции, используя пиксели только во второй области уменьшенного изображения, в пределах уменьшенного изображения Р3, передаваемого из модуля 183 обработки специального эффекта, и использует данные оригинального изображения Р1 для остальной области. С этой целью, модуль 184 преобразования размера изображения выполняет обработку определения, показанную ниже.

Вначале модуль 184 преобразования размера изображения рассчитывает координаты уменьшенного изображения Р3, соответствующие координатам каждого из целевых пикселей, предназначенных для интерполяции (ниже называются целевыми пикселями интерполяции) в изображении Р4 специального эффекта. Затем модуль 184 преобразования размера изображения определяет, следуют или нет четыре пикселя, расположенные вокруг рассчитанных координат уменьшенного изображения Р3, использовать как опорные пиксели.

В частности, как показано на фиг.7А, модуль 184 преобразования размера изображения определяет, имеет или нет, по меньшей мере, один или больше из этих четырех опорных пикселей значение яркости равное 0. Здесь опорные пиксели, обозначенные пунктирными линиями на фиг.7А, представляют собой пиксели, имеющие значение яркости, отличающееся от 0, и опорные пиксели, обозначенные черными квадратами ("■") на фиг.7А, представляют собой пиксели, имеющие значение яркости 0. Если, используя такую обработку, определяют, что, по меньшей мере, один или больше из опорных пикселей имеют значение яркости равное 0, модуль 184 преобразования размера изображения устанавливает значения пикселей целевых пикселей интерполяции в области, обозначенной штриховкой на фиг.7А, которая соответствует этим опорным пикселям, значения данных изображения из оригинального изображения Р1, которые соответствуют положениям пикселя. Модуль 184 преобразования размера изображения дополнительно рассчитывает целевые пиксели интерполяции, расположенные снаружи области, обозначенной штриховкой на фиг.7А, которая соответствует опорным пикселям, все из которых определены как имеющие значение яркости, не равное нулю, используя билинейную интерполяцию, из значений пикселей, для пикселей, составляющих уменьшенное изображение Р3. Модуль 184 преобразования размера изображения, предпочтительно, использует данные оригинального изображения Р1 вместо данных уменьшенного изображения Р3 для установки значения пикселей для пикселей, составляющих изображение Р4 специального эффекта. Поэтому модуль 184 преобразования размера изображения может выполнять обработку комбинирования, описанную выше, в которой значение яркости пикселя рядом с границей между первой областью изображения и второй областью изображения не равно 0.

Далее содержание билинейной обработки интерполяции, выполняемой модулем 184 преобразования размера изображения, будет подробно описана со ссылкой на фиг.7В.

Как показано на фиг.7В, модуль 184 преобразования размера изображения интерполирует целевой пиксель z интерполяции по четырем опорным пикселям, расположенным вокруг него. В этих четырех пикселях те пиксели, которые расположены по диагонали вверх и влево, по диагонали вверх и вправо, по диагонали вниз и влево и по диагонали вниз и вправо относительно целевого пикселя z интерполяции, обозначены как а, b, с и d соответственно.

Кроме того, пиксель z1 установлен в положении, где вертикальное продолжение, проходящее через целевой пиксель z интерполяции, и горизонтальная линия, соединяющая пиксели а и b, пересекают друг друга, и отношение расстояния от пикселя а до пикселя z1 к расстоянию от пикселя z1 до пикселя b установлено равным х:(1-х)(0:≤х≤1). Аналогично, если пиксель z2 установлен в положении, где вертикальное продолжение, продолжающееся через целевой пиксель z интерполяции, и горизонтальная линия, соединяющая пиксели c и d, пересекают друг друга, отношение расстояния от пикселя с к пикселю z2 к расстоянию от пикселя z2 к пикселю d равно х:(1-х). Кроме того, отношение расстояния от пикселя z1 до пикселя z к расстоянию от пикселя z до пикселя z2 установлено равным у:(1-у)(0≤у≤1).

Модуль 184 преобразования размера изображения вначале рассчитывает значение P(z1) пикселя для пикселя z1 из Уравнения (5), приведенного ниже, и рассчитывает значение (z2) пикселя из Уравнения (6). Следует отметить, что предполагается, что пиксели а, b, с и d имеют значения р(а), р(b), р(с) и p(d) пикселей соответственно.

p(z1)=(1-х)хр(а)+ххр(b) … Уравнение (5)

p(z2)=(1-х)хр(с)+ххр(d) … Уравнение (6)

Затем модуль 184 преобразования размера изображения рассчитывает значение p(z) пикселя для целевого пикселя z интерполяции из Уравнения (7), используя результаты расчета из Уравнений (5) и (6).

р(z)=(1-у)хр(z1)+ухр(z2) … Уравнение (7)

Модуль 184 преобразования размера изображения выполняет обработку, описанную выше, по всем пикселям, составляющим изображение Р4 специального эффекта.

В соответствии с этим модуль 184 преобразования размера изображения комбинирует данные изображения, соответствующие второй области изображения, которую подвергали обработке расширения, используя билинейную интерполяцию, с данными изображения, составляющими первую область изображения, среди данных оригинального изображения, передаваемых из модуля 181, установки области изображения, для получения изображения Р4 специального эффекта, имеющего размер оригинального изображения, и передает изображение Р4 специального эффекта на носитель 160 записи изображения или в модуль 170 дисплея.

Затем этапы обработки, выполняемые описанными выше модулем 183 обработки специального эффекта и модулем 184 преобразования размера изображения среди отдельных модулей обработки, предусмотренных в модуле 180 вычислительной обработки, будут описаны ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.8. Следует отметить, что данные этапы обработки выполняют с помощью модуля 180 вычислительной обработки путем управления отдельными модулями обработки в соответствии с программой обработки изображения.

Вначале, перед тем, как начнутся этапы настоящей обработки, предполагается, что модуль 181 установки области изображения установил для данных оригинального изображения Р1, первую область изображения, определенную в круглой области, с центром в опорной точке А и имеющей радиус R, и вторую область изображения за пределами круглой области. Также предполагается, что модуль 182 обработки уменьшения преобразовал данные оригинального изображения Р1 в данные уменьшенного изображения Р2 и передал данные уменьшенного изображения Р2 в модуль 183 обработки специального эффекта. Затем инициализируют следующие этапы обработки.

На этапе S11 модуль 183 обработки специального эффекта рассчитывает опорную точку А' и радиус R' уменьшенного изображения Р2, которые соответствуют опорной точке А и радиусу R оригинального изображения Р1 соответственно.

На этапе S12 модуль 183 обработки специального эффекта устанавливают, из данных уменьшенного изображения Р2, переданного из модуля 182 обработки уменьшения, пиксель, расположенный в верхнем левом конце его экрана, в качестве целевого пикселя обработки.

На этапе S13 модуль 183 обработки специального эффекта определяет, расположен или нет целевой пиксель обработки в круглой области с центром в опорной точке А' и имеющей радиус R'. В частности, модуль 183 обработки специального эффекта выполняет определение, путем определения, превышает или нет квадрат расстояния между положением координат целевого пикселя обработки и положением координат опорной точки А' квадрат значения радиуса R или равен ему. Здесь, если определяют, что квадрат значения расстояния больше чем или равен квадрату значения радиуса R, модуль 183 обработки специального эффекта переходит к этапу S14. Если определяют, что квадрат значения расстояния меньше, чем квадрат значения радиуса R, модуль 183 обработки специального эффекта переходит на этап S15.

На этапе S14 модуль 183 обработки специального эффекта устанавливает значение яркости текущего целевого пикселя обработки равным 0. После этого модуль 183 обработки специального эффекта переходит на этап S16.

На этапе S15 модуль 183 обработки специального эффекта применяет обработку придания эффекта модификации увеличения, которая представлена в Уравнениях (1)-(4), к текущему целевому пикселю обработки для расчета значения пикселя для пикселей, составляющих уменьшенное изображение P3. После этого модуль 183 обработки специального эффекта переходит на этап S16.

На этапе S16 модуль 183 обработки специального эффекта определяет, расположен или нет текущий целевой пиксель обработки в нижнем правом конце экрана. Если определяют, что текущий целевой пиксель обработки расположен в нижнем правом конце экрана, модуль 183 обработки специального эффекта переходит на этап S17. Если определяют, что текущий целевой пиксель обработки не расположен в нижнем правом конце экрана, модуль 183 обработки специального эффекта смещает положение следующего целевого пикселя обработки на один пиксель в направлении сканирования экрана и после этого возвращается на этап S13.

Когда заканчивают этап S16, достигается переход текущих этапов обработки из обработки, выполняемой модулем 183 обработки специального эффекта, к обработке, выполняемой модулем 184 преобразования размера изображения.

На этапе S17 модуль 184 преобразования размера изображения устанавливает положение целевого пикселя интерполяции в верхнем левом конце экрана, имеющего оригинальный размер.

На этапе S18 модуль 184 преобразования размера изображения определяет, включают в себя или нет четыре опорных пикселя, ассоциированных с текущим целевым пикселем интерполяции, один или больше пикселей, имеющих значение яркости, равное 0. Если определяют, что эти опорные пиксели не включают в себя один или больше пикселей, имеющих значение яркости, равное 0, модуль 184 преобразования размера изображения переходит на этап S19. Если определяют, что эти опорные пиксели не включают в себя пиксель, имеющий значение яркости, равное 0, модуль 184 преобразования размера изображения переходит на этап S20.

На этапе S19 модуль 184 преобразования размера изображения устанавливает значение пикселя целевого пикселя интерполяции равным значению пикселя для пикселя оригинального изображения Р1, который соответствует целевому пикселю интерполяции. После этого модуль 184 преобразования размера изображения переходит к этапу S21.

На этапе S20 модуль 184 преобразования размера изображения применяет обработку билинейной интерполяции, описанную выше, к целевому пикселю интерполяции, используя значения пикселя для опорных пикселей, ассоциированных с целевым пикселем интерполяции. После этого модуль 184 преобразования размера изображения переходит на этап S21.

На этапе S21 модуль 184 преобразования размера изображения определяет, расположен или нет текущий целевой пиксель обработки в нижнем правом конце экрана. Если определяют, что текущий целевой пиксель обработки расположен в нижнем правом конце экрана, модуль 184 преобразования размера изображения заканчивает предыдущие этапы обработки. С другой стороны, если определяют, что текущий целевой пиксель интерполяции не расположен в нижнем правом конце экрана, модуль 184 преобразования размера изображения сдвигает положение следующего целевого пикселя обработки на один пиксель в направлении, в котором выполняется сканирование экрана, и после этого возвращается на этап S18.

В соответствии с этим модуль 180 применяет обработку модификации только ко второй области уменьшенного изображения, соответствующей второй области изображения, в соответствии с программой обработки изображения, для выполнения расширения во вторую область изображения, и комбинирует расширенные данные изображения второй области изображения с данными оригинального изображения, которое составляет первую область изображения, выводя, таким образом, данные изображения для изображения, которое было модифицировано так, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения.

После этого модуль 180 вычислительной обработки может создать эффект модификации увеличения только во второй области изображения в пределах изображения Р4 специального эффекта, поддерживая разрешающую способность первой области изображения в изображении Р4 специального эффекта на уровне разрешающей способности, аналогичной разрешающей способности оригинального изображения Р1.

Следует отметить, что, хотя в настоящем варианте воплощения пример специальных эффектов был описан в контексте обработки создания эффекта модификации увеличения для оригинального изображения, его не следует рассматривать в ограничительном смысле, и специальные эффекты, которые обеспечивают возможность изменения относительно опорной точки, можно создавать в отношении оригинального изображения, включающего в себя специальный эффект, который создает такой эффект для оригинального изображения, что оно выглядит, как будто изображение спирально протекает относительно опорной точки при увеличении расстояния от опорной точки.

В соответствии с этим модуль 180 вычислительной обработки не применяет специальный эффект к первой области изображения, изменение которой меньше, чем изменение второй области изображения. Таким образом, модуль 180 вычислительной обработки может естественным образом уменьшить общий объем вычислительной обработки при модификации всего оригинального изображения. Кроме того, в цифровой камере 100, включающей в себя модуль 180 вычислительной обработки, в результате такого уменьшения объема вычислительной обработки, время работы при работе от батареи может быть увеличено.

Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается только описанным выше вариантом воплощения, и следует понимать, что различные модификации могут быть выполнены, без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к устройствам и способам обработки изображения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет модифицирования предмета таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения, установленной на экране, получают для снятого изображения при использовании малого объема вычислений. Изобретение включает в себя первое средство установки, предназначенное для установки для оригинального изображения первой области изображения, включающей в себя опорную точку, и второй области изображения; средство уменьшения, второе средство установки для установки полученного уменьшенного изображения, опорной точки уменьшенного изображения; средство модификации, предназначенное для модификации в пределах уменьшенного изображения, изображения во второй области уменьшенного изображения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство обработки изображения, содержащее:
первое средство установки, предназначенное для установки на оригинальном изображении первой области изображения, включающей в себя опорную точку, произвольно выбранную на его экране, и второй области изображения, отличающейся от первой области изображения на экране;
средство уменьшения для уменьшения оригинального изображения путем прореживания пикселей его данных изображения;
второе средство установки для установки на уменьшенном изображении, полученном средством уменьшения, опорной точки уменьшенного изображения, соответствующей опорной точке оригинального изображения, первой области уменьшенного изображения, соответствующей первой области изображения, и второй области уменьшенного изображения, соответствующей второй области изображения;
средство модификации для модификации в пределах уменьшенного изображения, полученного средством уменьшения, изображения во второй области уменьшенного изображения, установленной вторым средством установки, таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки уменьшенного изображения;
средство расширения, предназначенное для расширения данных изображения второй области уменьшенного изображения, в которой изображение было модифицировано с использованием средства модификации, во вторую область изображения, путем интерполяции значений пикселей между отдельными пикселями, составляющими данные изображения; и
средство комбинирования, предназначенное для комбинирования данных изображения, расширяемых во вторую область изображения, с помощью средства расширения, с данными оригинального изображения, составляющими первую область изображения, и вывода данных изображения для изображения, которое было модифицировано так, что степень модификации увеличивается с увеличением расстояния от опорной точки оригинального изображения.

2. Устройство обработки изображения по п.1, отличающееся тем, что средство модификации модифицирует вторую область уменьшенного изображения путем наложения данных уменьшенного изображения, составляющего вторую область уменьшенного изображения, и данных изображения, полученных путем применения обработки расширения или одной из обработки расширения и обработки поворота к изображению во второй области уменьшенного изображения.

3. Способ обработки изображения, содержащий:
устанавливают для оригинального изображения первую область изображения, включающую в себя опорную точку, произвольно выбранную на его экране, и вторую область изображения, отличающуюся от первой области изображения;
уменьшают оригинальное изображение путем прореживания пикселей данных его изображения;
устанавливают для уменьшенного изображения, полученного в результате уменьшения, опорную точку уменьшенного изображения, соответствующую опорной точке оригинального изображения, первую область уменьшенного изображения, соответствующую первой области изображения, и вторую область уменьшенного изображения, соответствующую второй области изображения;
модифицируют в пределах уменьшенного изображения, полученного в результате уменьшения, изображение в установленной второй области уменьшенного изображения таким образом, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки уменьшенного изображения;
расширяют данные изображения модифицированной второй области уменьшенного изображения во вторую область изображения путем интерполяции значений пикселей между отдельными пикселями, составляющими данные изображения; и
комбинируют данные изображения, составляющие расширенную вторую область изображения с данными оригинального изображения, составляющими первую область изображения, и выводят данные изображения для изображения, которое было модифицировано так, что степень модификации увеличивается при увеличении расстояния от опорной точки оригинального изображения.