JP2000069291A

JP2000069291A - 画像処理方法及び画像処理装置

Info

Publication number: JP2000069291A
Application number: JP10254644A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Habu; 祐介土生
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の劣化を抑えつつ、高速で処理が行える画
像処理方法及び画像処理装置を提供する。【解決手段】カラーネガフィルムのノイズ特性を決定
し、決定されたカラーネガフィルムのノイズ特性に基づ
いて、マスクＭの範囲を変更し、マスクＭを用いて、注
目画素Ｄｔのピクセル値を変更するので、たとえばノイ
ズの特性に合わせてマスクＭの範囲を縮小等することに
より、平滑化される範囲を縮小し、それにより画像の劣
化を防止し処理の高速化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理技術に関
し、特に画像信号に含まれているノイズを低減させる技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真用のカラーネガフィルム上に形成さ
れた画像を読み取って、画像信号に変換することが行わ
れている。かかる画像信号を、各種の画像処理ソフトに
より加工することにより、たとえば年賀状や案内状の態
様で、画像としてプリントできるようになっている。

【０００３】ところで、カラーネガフィルムの画像は、
様々な大きさの色の粒子が集合して形成されているた
め、本来一様な色であるべきところが、粒子の大きさに
基づき、濃いところと薄いところがまだらに生じてしま
う場合がある。このような色の不均一部分はノイズとし
て認識されるが、画像を大きく引き延ばしたようなとき
に問題となることが多い。

【０００４】このような問題に対し、ノイズが生じてい
る本来一様な色であるべき画像の部分を平滑化（一様
に）するよう画像信号に処理を施す、画像処理ソフトが
既に市販されている。かかる画像処理ソフトによれば、
平滑化フィルタを用いて、必要に応じて周辺画素のピク
セル値を平均化して、注目画素のピクセル値に置き換え
ることにより、全体的に一様な色を形成するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる画像
処理ソフトによれば、ノイズの特性と全く無関係に平滑
化処理を行うようになっているため、色を異ならせるべ
き部分もまとめて平滑化してしまう結果、原画像を損な
う恐れがある。また、平滑化処理は時間がかかるため、
これを短縮できれば画像処理を効率的に行うことができ
る。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、画質の低下を抑えつつ、高速で処理が行える画像処
理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明の画像処理方法は、画像入力媒体に形成され
た画像を複数の画素を介して変換した画像信号における
ノイズを、平滑化フィルタを用いて低減する画像処理方
法において、前記画像入力媒体のノイズ特性に基づい
て、前記平滑化フィルタの特性を変更するステップを有
することを特徴とする。

【０００８】本発明の画像処理方法は、画像入力媒体に
形成された画像を複数の画素を介して変換した画像信号
におけるノイズを低減する画像処理方法において、前記
画像入力媒体のノイズに基づいて、処理に用いる周辺画
素を特定するステップと、特定された周辺画素のピクセ
ル値に基づき、前記注目画素のピクセル値を決定するス
テップとを有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の、画像入力媒体に形成された画像を複
数の画素を介して変換した画像信号におけるノイズを、
平滑化フィルタを用いて低減する画像処理方法によれ
ば、前記画像入力媒体のノイズ特性に基づいて、前記平
滑化フィルタの特性を変更するステップを有するので、
たとえばノイズの特性に合わせて平滑化フィルタの範囲
を変更することにより、あるいは注目画素と周辺画素の
ピクセル値の差分と比較する閾値を変更することによ
り、処理に用いる周辺画素の範囲を変更し、それにより
画質の低下を防止すると共に処理の高速化を図ることが
できる。

【００１０】本発明の、画像入力媒体に形成された画像
を複数の画素を介して変換した画像信号におけるノイズ
を低減する画像処理方法によれば、前記画像入力媒体の
ノイズに基づいて、処理に用いる周辺画素を特定するス
テップと、特定された周辺画素のピクセル値に基づき、
前記注目画素のピクセル値を決定するステップとを有す
るので、たとえばノイズの特性に合わせてマスクの大き
さを変更することにより、あるいは注目画素と周辺画素
のピクセル値の差分と比較する閾値を変更することによ
り、処理に用いる周辺画素の範囲を変更し、それにより
画質の低下を防止すると共に処理の高速化を図ることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を参照して本発
明を説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる画
像処理装置のブロック図である。図１において、フィル
ムスキャナである画像入力装置１は、たとえばカラーネ
ガフィルムの画像を読み取って、画像信号に変換するよ
うになっている。かかる画像信号は、ＣＰＵ２に入力さ
れ、一旦メモり３に記憶される。

【００１２】ここで、画像処理を所望するユーザは、ユ
ーザ操作部４を介してＣＰＵ２に制御信号を送信する。
ここで、制御信号には、たとえば後述する閾値を決定す
るパラメータ等が含まれる。制御信号に応じて画像処理
を行ったＣＰＵ２は、処理結果をユーザ操作用表示部５
に表示する。かかる表示を見ることにより、ユーザは画
像処理が適切か否か判断できる。

【００１３】画像処理が適切であれば、ユーザは、ユー
ザ操作部４を介してＣＰＵ２に制御信号を送信し、処理
後の画像信号をメモり３に蓄積したり、画像出力装置６
から画像としてプリントさせたりすることが可能とな
る。一方、画像処理が不適切であれば、ユーザーはＣＰ
Ｕ２に再度画像処理を行わせることも可能である。

【００１４】次に、ＣＰＵ２において行われる画像処理
（平滑化処理）の詳細について説明する。尚、本実施の
形態において画像が読み取られるカラーネガフィルム
は、低露光量部分を形成する粒子の大きさの平均値が、
中間及び高露光量部分を形成する粒子の大きさの平均値
よりも大きいものとする。更に、画像入力装置１で、デ
ジタル画像信号に変換した場合、中間露光量部分のピク
セル値の標準偏差が、低露光量及び高露光量部分のピク
セル値の標準偏差より大きいものとする。更に、本実施
の形態にかかる画像処理に用いることのできるピクセル
値の範囲を０乃至２５５とし、またかかるピクセル値
は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値の平均値とする。

【００１５】図２は、かかる画像処理において用いるマ
スクＭを示す図である。尚、平滑化フィルタとしてのマ
スクＭは、実際にかかる形状を有しているわけではな
く、かかる範囲内における画素のピクセル値を用いて画
像処理することを模式的に表している。マスクＭのサイ
ズ（画素の範囲）は、ユーザがユーザ操作部４（図１）
で入力したパラメータと、後述する注目画素のピクセル
値とに基づきリニアに変化する。

【００１６】図３は、注目画素のピクセル値と、マスク
Ｍのサイズとの関係を示した図である。かかる関係によ
れば、たとえばユーザがパラメータ１１を入力した場
合、注目画素のピクセル値が２５５（最大）のときに
は、マスクＭは７画素×７画素のサイズとなり、注目画
素のピクセル値が１２８（中間）のときには、マスクＭ
は１１画素×１１画素のサイズとなり、注目画素のピク
セル値が０（最小）の時には、マスクＭは１５画素×１
５画素のサイズとなる。

【００１７】画像処理は、ＣＰＵ２が、メモリ３（図
１）内に記憶されているオリジナルのピクセル値を、画
素毎に呼び出すことから開始される。更に、ＣＰＵ２
は、処理対象となる注目画素ＤｔをマスクＭの中心に定
め、注目画素Ｄｔのピクセル値と、注目画素Ｄｔ以外の
画素（周辺画素）Ｄｎ（ｎ＝１、、、、）のピクセル値
との差を求める。次に、ＣＰＵ２は、かかる差と閾値と
を比較する。

【００１８】ここで、閾値は、ユーザがユーザ操作部４
（図１）で入力したパラメータと、注目画素Ｄｔのピク
セル値とに基づき２次曲線的に変化する。図４は、注目
画素のピクセル値と、閾値との関係を示した図である。
かかる関係によれば、たとえばユーザがパラメータ３２
を入力した場合、注目画素のピクセル値が１２８（中
間）のときには、閾値は３２となり、注目画素のピクセ
ル値が０（最小）又は２５５（最大）のときには、閾値
は２となる。

【００１９】ＣＰＵ２は、注目画素Ｄｔと周辺画素Ｄｎ
のピクセル値の差を、図４の関係に基づき決定された閾
値と比較する。かかる比較により、以下に示す（１）乃
至（３）のいずれかの場合が生じる。尚、図２に示すよ
うに、便宜的にマスクＭ内の周辺画素を、注目画素Ｄｔ
の周囲から、Ｄ１、Ｄ２、、、というように名前を付
け、比較は周辺画素Ｄ１から行うものとする。（１）注目画素Ｄｔに隣接する周辺画素Ｄ１における
ピクセル値の差＞閾値かかる場合、注目画素Ｄｔのピクセル値はオリジナルの
値（入力値）を維持することにより、かかる注目画素に
対する処理を終了する。すなわち、注目画素Ｄｔと周辺
画素Ｄ１のピクセル値の差が閾値より大きければ、注目
画素Ｄｔの周辺は、たとえば画像のエッジ部に当たる可
能性があるものとして、平滑化を行わず、原画像を維持
するようにするのである。（２）一部の周辺画素Ｄｎにおける画素の差＞閾値注目画素Ｄｔの左方に隣接する画素Ｄ１において、その
ピクセル値の差分が閾値以下であれば、注目画素Ｄｔの
上方に隣接する画素Ｄ２のピクセル値の差分と、閾値と
を比較する。ここで、画素Ｄ２のピクセル値の差分＞閾
値ならば、画素Ｄ１のピクセル値を、注目画素Ｄｔのピ
クセル値に対して置換することにより、かかる注目画素
に関する処理を終了する。一方、画素Ｄ２のピクセル値
の差分≦閾値ならば、注目画素Ｄｔの下方に隣接する画
素Ｄ３のピクセル値の差分と、閾値とを比較するように
処理を続行する。ここで、画素Ｄ３のピクセル値の差分
＞閾値ならば、画素Ｄ１と画素Ｄ２のピクセル値の平均
を、注目画素Ｄｔのピクセル値に対して置換することに
より、かかる注目画素に関する処理を終了する。一方、
画素Ｄ３のピクセル値の差分≦閾値ならば、同じことを
繰り返すようにして処理を続行する。（３）全ての周辺画素Ｄｎにおけるピクセル値の差＜
閾値（２）の処理において、マスクＭ内全ての画素にかかる
ピクセル値の差分が閾値より小さい場合に該当する。か
かる場合、全画素の平均値を、注目画素Ｄｔのピクセル
値に対して置換する。すなわち、注目画素Ｄｔと周辺画
素Ｄｎのピクセル値の差が閾値より小さければ、注目画
素Ｄｔの周辺は、一様な色であるとみなせるので、上記
処理を行って色の平滑化を行うのである。

【００２０】尚、ユーザ表示用操作部５には、上述した
平滑処理によって補正された画像が表示されるようにな
っているので、ユーザはかかる表示を見ながら、マスク
Ｍのサイズに関するパラメータと、閾値に関するパラメ
ータとを入力もしくは変更することが可能となる。

【００２１】図５は、本実施の形態の変形例として、形
状を変えたマスクＭ１（図５（ａ））、Ｍ２（図５
（ｂ））、Ｍ３（図５（ｃ））を示す図である。図２に
示すマスクＭは正方形状であるが、図５に示すマスクＭ
１乃至Ｍ３は、十字形状等の方向性を有しているため、
マスクＭに対して周辺画素数が少なくなっており、それ
により閾値との比較計算を短時間で行うことができ、も
って処理速度の向上を図ることができる。また、マスク
の形状は、これに限らず、円形に近似させたり、細長い
長方形状とすることもできる。

【００２２】更に、比較するピクセル値として、人間の
目の特性に最も合致するといわれるＧ値の他、Ｒ、Ｇ、
Ｂ値の最大値、中間値もしくは最小値、あるいはＲ、
Ｇ、Ｂ値を明度に変換した値を用いても良い。

【００２３】また、図３に示すマスクサイズの変換式
は、線形でなく２次以上の高次式であって良く、同様
に、図４に示す閾値の変換式は、２次式でなく３次以上
の高次式であって良い。また、ＣＰＵ２が、フィルムの
特性に基づくテーブルを予め記憶しておくことにより、
かかるテーブルからマスクのサイズや閾値を自動的に読
み出すようにしても良い。

【００２４】加えて、本実施の形態においては、基準と
なるべきマスクサイズと閾値とをユーザが入力していた
が、その一方を固定値として、他方をユーザが決める態
様や、その一方を画像の特性等に合わせて自動的に決
め、他方をユーザが決める態様や、双方とも固定値もし
くは自動的に決める態様とすることも考えられる。

【００２５】また、本実施の形態においては、フィルム
のノイズ特性を対象としているが、これに限らず、たと
えばフィルムスキャナのノイズ特性を予め求めておき、
これに対応するフィルタを用いてノイズ低減処理を行う
ようにしても良い。更に、以上の応用として、電子カメ
ラの撮像素子のノイズ特性を予め求めておき、これに対
応するフィルタを用いて、電子カメラの撮像により得ら
れた画像のノイズ低減処理を行うことも考えられる。

【００２６】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、フィルム粒子が大きいときは、マスクサイズを大き
くして、広範囲に平滑化を行い、一方フィルム粒子が細
かいときは、マスクサイズを小さくして、オリジナルの
画像を維持すると共に処理速度を向上させることができ
る。更に、画像の高露光領域及び低露光領域において
は、あまりノイズが目立たないので、閾値を小さくする
ことにより原画像を維持し、一方中間露光領域において
は、閾値を大きくすることにより平滑化を促進させ、そ
れによりノイズ低減を図ることができる。

【００２７】更に、本実施の形態によれば、ユーザは、
自分が入力したパラメータに基づき修正された画像を、
ユーザ操作用表示部で確認できるようになっているた
め、入力したパラメータが妥当か否か直ちに判断でき、
それにより必要なパラメータの変更を行って、最も好ま
しい画像を得ることが可能となる。

【００２８】また、本実施の形態によれば、画像入力媒
体（たとえばフィルム）や画像読み取り手段（たとえば
スキャナ）等の特性に応じて生じる固有のノイズに個々
に対応し、これを効率よく低減することが可能となる。

【００２９】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更／改良が可能であることは
もちろんである。たとえば、本実施の形態では、画像入
力媒体としてカラーネガフィルムを例示したが、これに
限らずポジフィルムや白黒フィルム等であって良い。更
に、画像の形成されていないフィルムの部分を読み込む
ことによって、フィルムのノイズ特性を決定するように
しても良い。

【００３０】

【発明の効果】本発明の、画像入力媒体に形成された画
像を複数の画素を介して変換した画像信号におけるノイ
ズを、平滑化フィルタを用いて低減する画像処理方法に
よれば、前記画像入力媒体のノイズ特性に基づいて、前
記平滑化フィルタの特性を変更するステップを有するの
で、たとえばノイズの特性に合わせて平滑化フィルタの
範囲を変更することにより、あるいは注目画素と周辺画
素のピクセル値の差分と比較する閾値を変更することに
より、処理に用いる周辺画素の範囲を変更し、それによ
り画質の低下を防止すると共に処理の高速化を図ること
ができる。

【００３１】本発明の、画像入力媒体に形成された画像
を複数の画素を介して変換した画像信号におけるノイズ
を低減する画像処理方法によれば、前記画像入力媒体の
ノイズに基づいて、処理に用いる周辺画素を特定するス
テップと、特定された周辺画素のピクセル値に基づき、
前記注目画素のピクセル値を決定するステップとを有す
るので、たとえばノイズの特性に合わせてマスクの大き
さを変更することにより、あるいは注目画素と周辺画素
のピクセル値の差分と比較する閾値を変更することによ
り、処理に用いる周辺画素の範囲を変更し、それにより
画質の低下を防止すると共に処理の高速化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる画像処理装置のブロック
図である。

【図２】本実施の形態にかかる画像処理において用いる
マスクＭを示す図である。

【図３】注目画素のピクセル値と、マスクＭのサイズと
の関係を示した図である。

【図４】注目画素のピクセル値と、閾値との関係を示し
た図である。

【図５】本実施の形態の変形例として、形状を変えたマ
スクＭ１（図５（ａ））、Ｍ２（図５（ｂ））、Ｍ３
（図５（ｃ））を示す図である。

【符号の説明】

１画像入力装置２ＣＰＵ３メモリ４ユーザ操作部５ユーザ操作用表示部６画像出力装置Ｄｔ注目画素Ｄ１〜Ｄ１３周辺画素Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３マスク

フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 BA02 BA30 CA01 CA08 CA12 CA16 CA19 CB01 CB08 CB12 CB16 CC02 CE02 CE05 CE06 CE11 CE17 CH01 CH07 CH09 DA08 DB02 DB06 DB09 DC22 5C077 LL04 LL05 LL18 LL19 MP08 NN02 NP01 PP02 PP15 PP32 PP46 PP54 PP66 PQ12 PQ18 PQ20 PQ23 RR15 SS05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像入力媒体に形成された画像を複数の
画素を介して変換した画像信号におけるノイズを、平滑
化フィルタを用いて低減する画像処理方法において、前記画像入力媒体のノイズ特性に基づいて、前記平滑化
フィルタの特性を変更するステップを有することを特徴
とする画像処理方法。
【請求項２】前記平滑化フィルタの特性を変更するス
テップは、前記周辺画素の範囲を変更するステップを有
することを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】前記平滑化フィルタの特性を変更するス
テップは、前記注目画素のピクセル値と周辺画素のピク
セル値との差分と比較する閾値を変更するステップを有
することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理
方法。
【請求項４】前記平滑化フィルタは、前記周辺画素の
ピクセル値を平均化して、前記注目画素のピクセル値と
置き換えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の画像処理方法。
【請求項５】前記周辺画素のピクセル値の代表値に、
前記注目画素のピクセル値を置き換えることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項６】前記平滑化フィルタは、画像を形成した
フィルムであり、前記画像入力媒体は、前記平滑化フィ
ルタの特性は、前記フィルムの粒子の大きさに基づき変
更されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の画像処理方法。
【請求項７】前記平滑化フィルタは、画像を形成した
フィルムであり、前記平滑化フィルタの特性は、前記フ
ィルムの粒子の濃度変動量に基づき変更されることを特
徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像処理方
法。
【請求項８】画像入力媒体に形成された画像を複数の
画素を介して変換した画像信号におけるノイズを低減す
る画像処理方法において、前記画像入力媒体のノイズに基づいて、処理に用いる周
辺画素を特定するステップと、特定された周辺画素のピクセル値に基づき、前記注目画
素のピクセル値を決定するステップとを有することを特
徴とする画像処理方法。
【請求項９】前記周辺画素を特定するステップは、前
記処理に用いる周辺画素の範囲を変更するステップを有
することを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】前記周辺画素を特定するステップは、
前記注目画素のピクセル値と周辺画素のピクセル値との
差分と比較する閾値を変更するステップを有することを
特徴とする請求項８又は９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】前記注目画素のピクセル値を決定する
ステップは、前記周辺画素のピクセル値を平均化して、
前記注目画素のピクセル値と置き換えることを特徴とす
る請求項８乃至１０のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１２】前記注目画素のピクセル値を決定する
ステップは、前記周辺画素のピクセル値の代表値に、前
記注目画素のピクセル値を置き換えることを特徴とする
請求項８乃至１１のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１３】前記画像入力媒体のノイズ特性は、ピ
クセル値に依存するノイズの大きさに関する情報を含む
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の
画像処理方法。
【請求項１４】前記画像入力媒体のノイズ特性は、ピ
クセル値に依存するノイズの濃度変動量に関する情報を
含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記
載の画像処理方法。
【請求項１５】前記画像入力媒体のノイズ特性を、前
記画像入力媒体に応じて、予め用意されたテーブルから
選択するステップを有することを特徴とする請求項１乃
至１４のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１６】前記画像入力媒体のノイズ特性を、画
像信号に基づき決定するステップを有することを特徴と
する請求項１乃至１５のいずれかに記載の画像処理方
法。
【請求項１７】前記画像入力媒体は、撮像素子である
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の
画像処理方法。
【請求項１８】前記ノイズは、前記撮像素子を介して
画像を画像信号に変換する際に生じるノイズであること
を特徴とする請求項１７に記載の画像処理方法。
【請求項１９】前記画像入力媒体は、画像を形成した
フィルムであることを特徴とする請求項８乃至１６のい
ずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２０】前記ノイズは、フィルムの粒子及びフ
ィルム濃度の少なくとも一方に基づくことを特徴とする
請求項１９に記載の画像処理方法。
【請求項２１】前記周辺画素は、前記フィルムの粒子
の大きさに基づき特定されることを特徴とする請求項２
０に記載の画像処理方法。
【請求項２２】前記周辺画素は、前記フィルムの粒子
の濃度変動量に基づき特定されることを特徴とする請求
項２０又は２１に記載の画像処理方法。
【請求項２３】前記ノイズ特性は、フィルムの種類に
応じて、自動又は手動で予め用意されたテーブルから選
択されることを特徴とする請求項６、７、１９乃至２２
のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２４】前記フィルムの画像が形成されていな
い部分を読み取ることにより、フィルムのノイズ特性を
決定することを特徴とする請求項６、７、１９乃至２３
のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２５】請求項１乃至２４のいずれかに記載の
画像処理方法を実行する画像処理装置。