JP2003219182A - 空間フィルタリング処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷物の縮小画像である表示画像上で印刷物に
施されるシャープネス処理を忠実に再現する。 【解決手段】入力画像信号（原画像信号）ＣＭＹに対し
てマスクサイズＭによりシャープネス処理を施して得ら
れるシャープネス処理後の画像の確認用表示画像を得る
際に、入力画像信号ＣＭＹに対する確認用表示画像信号
ＲＧＢ１、ＲＧＢの変倍率ｋに応じてマスクサイズＭを
変倍し、変倍後の実数のマスクサイズＡにより、縮小変
換された入力画像信号ＣＭＹに対するアンシャープ信号
ＣＭＹ（Ｕ）を求める。このアンシャープ信号ＣＭＹ
（Ｕ）に基づいてシャープネスがかけられた確認用表示
画像信号ＲＧＢ１に基づく表示画像は、原画像信号であ
る３色の入力画像信号ＣＭＹに対するマスクサイズＭの
シャープネス処理を忠実に再現することができるという
効果が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば画像を
強調したり平滑化するための空間フィルタリング処理方
法に関し、特に、画素の集合として得られる原画像に対
して所定のマスクサイズでシャープネス処理を行って得
られたシャープネス処理後の画像の、画面上での確認用
表示画像、いわゆるシャープネスプルーフ画像を生成す
る際に適用して好適な空間フィルタリング処理方法に関
する。

【０００２】なお、この明細書において、用語「信号」
は、用語「データ」と同じ意味である。

【０００３】

【従来の技術】従来から、画像処理分野において、画像
を強調したり平滑化するために空間フィルタリング処理
をすることが行われている。平滑化処理は、たとえば画
像中のノイズ成分をぼかすために行われる。

【０００４】また、図７に示すように、元の画像１０２
を所望の大きさの画像１０４にするための拡大縮小処理
（１画素の大きさは処理前後で不変。）や、画像出力装
置の解像度に応じた画素密度を有する画像１０６にする
ための画素密度変換処理（画像の大きさは同じである
が、１画素の大きさが異なる。）が行われている。この
明細書では、これら拡大縮小処理および画素密度変換処
理を変倍処理という。

【０００５】ところで、たとえば同じ画像を解像度の異
なるプリンタとディスプレイに出力して確認したい場合
等には、変換処理前後の画像に同じ特性の空間フィルタ
リング処理を行いたい場合がある。

【０００６】また、たとえば、医用画像分野において、
血管等が撮影された放射線デジタル画像の一部を切り出
した場合、切り出し前後の画像の一部（血管部）に対し
て同一のシャープネス処理を行いたい場合がある。この
場合、切り出し前の画像は、放射線画像処理装置内でシ
ャープネス処理が施されて観測されるが、切り出し後の
画像は、たとえば一旦記憶媒体に記憶され、空間フィル
タリング処理を含む画像処理アプリケーションがインス
トールされたパーソナルコンピュータ等に導入され、そ
のパーソナルコンピュータ上で拡大縮小処理・画素密度
変換処理等がなされ、かつ所定のフィルタによりシャー
プネス処理が施される。

【０００７】この場合、放射線画像処理装置およびパー
ソナルコンピュータで同じフィルタ特性とするために
は、変倍率に応じてマスクサイズを変える必要がある。
たとえば、図７の場合においては、元の画像１０２のマ
スクサイズが２（太線枠）であるのに対し、拡大処理し
た画像１０４および画素密度変換処理した画像では、そ
れぞれマスクサイズを４（太線枠）に変更している。

【０００８】その一方、図８に示すように、同じフィル
タ特性となるようなマスクサイズが画素の大きさの整数
倍とならない場合がある。すなわち、画像１０２のマス
クサイズは２であるが、その画像１０２を７／４倍に拡
大した画像１０８の場合、正確にはマスクサイズが３．
５｛＝２×（７／４）｝となるが、慣習的に、マスクサ
イズを画素の大きさの整数倍となるようにマスクサイズ
を３に丸めている。

【０００９】すなわち、従来の空間フィルタリング処理
では、マスクサイズに対応する空間フィルタの各画素に
対応して割り当てられたフィルタ係数と画素値との積和
演算しか知られていない。

【００１０】しかしながら、印刷画像に施す空間フィル
タリング処理を前もってディスプレイ上で確認したい場
合などには厳密な空間フィルタリング処理が要求される
ので、マスクサイズを丸めたことによる処理結果の違い
が問題となる。

【００１１】特に、マスクサイズが小さい場合には、マ
スクサイズを整数値に丸めた場合の影響が大きくなる。

【００１２】この問題を、印刷・製版の分野の一例を参
照してさらに詳しく説明する。

【００１３】たとえば、印刷・製版の分野においては、
スキャナによりカラー原稿を画素分解して読み取ること
でＣ、Ｍ、Ｙ（若しくはＲ、Ｇ、Ｂ）の３色からなる入
力画像信号を得、この入力画像信号に対して所望の画像
処理を施すことにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色からなる
出力画像信号を生成し、カラー印刷画像を得るための各
色毎の印刷用原版を作成するようにした画像入出力シス
テムが利用されている。

【００１４】図９は、このような画像入出力システム２
の構成ブロック図である。以下、必要に応じて、Ｃ、
Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の画像信号を、その構成色の
記号を用いてＣ、Ｍ、Ｙ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫ、ＲＧＢ等
と表すものとする。

【００１５】この画像入出力システム２では、スキャナ
等の画像入力部４によって取得された３色の入力画像信
号ＣＭＹが、色処理部６において、印刷条件に応じて設
定された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４
変換テーブル）を用いて４色の出力画像信号ＣＭＹＫに
変換される。一方、シャープネス処理部８では、３色の
入力画像信号ＣＭＹがマスクサイズ入力部７により設定
されるマスクサイズＭ等の所望のシャープネス処理パラ
メータに基づいて後述するように処理され、４色のアン
シャープマスク（Unsharp Mask、略してＵＳＭ）信号Δ
ＣＭＹＫが生成される。

【００１６】そして、色処理部６によって生成された４
色の出力画像信号ＣＭＹＫに対して、加算部１０におい
て、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫが加算されることによ
り、シャープネス処理の施された出力画像信号ＣＭＹＫ
１が得られる。画像出力部１２は、この出力画像信号Ｃ
ＭＹＫ１に基づき、４色の印刷用原版を出力する。

【００１７】図１０は、図９に示すシャープネス処理部
８の構成ブロック図である。シャープネス処理部８で
は、３色の入力画像信号ＣＭＹが信号変換部１４に設定
された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４変
換テーブル）を用いて４色の入力画像信号ＣＭＹＫ
（Ｓ）に変換され、アンシャープ信号生成部１８および
減算部２０に供給される。

【００１８】アンシャープ信号生成部１８では、注目す
る４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそれぞれを、マ
スクサイズＭで指定されるその周辺の複数の入力画像信
号ＣＭＹＫ（Ｓ）を用いて相加平均等の平滑化処理する
ことにより、４色のアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が
生成される。

【００１９】減算部２０において入力画像信号ＣＭＹＫ
（Ｓ）からアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が減算さ
れ、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫとして加算部１０に出
力される。

【００２０】ところで、前記のようにして４色の印刷用
原版を形成する際、各印刷用原版を用いて印刷機により
最終的に作成されるカラー印刷物を事前に予測できるこ
とが望まれる。

【００２１】図１１は、カラー印刷物を事前に確認する
ためのカラー表示画像（カラープルーフ画像）を得るこ
とのできる画像処理表示装置２４の構成ブロック図であ
る。

【００２２】この画像処理表示装置２４では、画像入出
力システム２と同一の機能である画像入力部４、色処理
部６、マスクサイズ入力部７、シャープネス処理部８お
よび加算部１０を用いて、シャープネス処理された出力
画像信号ＣＭＹＫ１を生成する。次いで、得られた４色
の出力画像信号ＣＭＹＫ１を、表示画像生成部２６に設
定された変換テーブル（４色から３色に変換する４−３
変換テーブル）を用いて３色の表示画像信号ＲＧＢに変
換する。

【００２３】次に、倍率変換部２７により、画像表示部
２８の表示画素数に合うように倍率を変換し（通常、縮
小変換し）、変倍後の表示画像信号ＲＧＢに基づきカラ
ー表示画像をＣＲＴ等の画像表示部２８に表示する。

【００２４】このようにして表示された画像を用いるこ
とにより、シャープネス処理の施されたカラー印刷物を
事前に予測確認し、必要に応じて画像処理条件等を調整
することができる。

【００２５】この場合、画像処理表示装置２４を前記の
ように構成し、印刷用原版を得る場合と同一の画像処理
を行って出力画像信号ＣＭＹＫ１を生成し、この出力画
像信号ＣＭＹＫ１からカラー表示画像を表示するように
すれば、カラー印刷物を高精度に予測することが可能で
あるように考えられる。

【００２６】しかしながら、画像表示部２８上に表示さ
れたカラー画像上で予測されたシャープネス効果と、カ
ラー印刷物上で実際に現れるシャープネス効果との一致
度が余りよくないという問題がある。

【００２７】また、入力画像信号ＣＭＹに対する画像処
理の中、シャープネス処理部８におけるシャープネス処
理は、注目する４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそ
れぞれをその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）
を用いてアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）を作成するた
めの平滑化処理を含むため、相当な処理時間を要してい
るという問題もある。

【００２８】従って、従来は、カラー印刷物を予測する
ためのカラー表示画像を表示する際、処理時間を要する
シャープネス処理を省いたカラー表示画像を表示し、シ
ャープネス処理の効果については、オペレータの経験に
委ねる方法が主流であった。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記の課
題を考慮してなされたものであり、変倍処理する前後の
画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行う場合
に、変倍後の画像に略同一特性の空間フィルタリング処
理を行うことを可能とする空間フィルタリング処理方法
を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】この発明の空間フィルタ
リング処理方法は、所定マスクサイズのフィルタを用い
て原画像信号に施す空間フィルタリング処理と略同じ特
性の空間フィルタリング処理を、前記原画像信号を所定
の変倍率により変倍した変倍画像信号に対して施して処
理画像を得る際に、前記所定マスクサイズのフィルタと
前記変倍率に基づき、前記変倍画像信号に対して施され
る空間フィルタリング処理に用いるための実数（整数は
除く）のマスクサイズのフィルタを求め、前記実数のマ
スクサイズのフィルタと、前記実数のマスクサイズで指
定されるマスク領域の整数部に対応する変倍画像信号お
よび小数部に対応する変倍画像信号とに基づいて、前記
処理画像を得ることを特徴とする（請求項１記載の方
法）。

【００３１】ここで、略同じ特性とは、変倍後の画像信
号上の構成物を、原画像信号中の画像上の構成物と同じ
スケールに換算した場合に、略同じ空間周波数特性であ
ることを表す。たとえば、ｘ［ｃｍ］の大きさの被写体
が撮影された画像の場合、原画像信号と変倍画像信号
は、両方とも被写体の大きさｘ［ｃｍ］に相当する空間
周波数におけるフィルタの応答が略同じであることを意
味する。

【００３２】実数（整数を除く）のマスクサイズとは、
変倍画像信号の画素の大きさの実数倍（整数を除く）で
あることを表す。

【００３３】マスク領域の整数部および小数部とは、画
像上でマスク領域を走査してフィルタリング処理を行う
際に、画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分
を整数部といい、１画素のうちの一部が重なる部分を小
数部と定義する。

【００３４】この場合、前記実数のマスクサイズのマス
ク領域が重なる面積に応じた重み付けを画素毎に行っ
て、前記変倍画像信号に対して空間フィルタリング処理
を施すようにするとよい（請求項２記載の発明）。

【００３５】この内容は、たとえばフィルタ係数と画像
信号値との積和演算において、たとえばマスク領域が１
画素全てにかかる場合には重み１とし、１／４だけかか
る場合には重み１／４とする、といったことを表す。

【００３６】また、前記実数のマスクサイズで指定され
るマスク領域は、１画素の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）
に量子化した領域を単位領域とし、前記処理画像を得る
際にＮ倍して整数演算を行うようにすることで、演算時
間を短縮できる（請求項３記載の発明）。

【００３７】さらに、前記Ｎが Ｎ＝２ⁿ ただし、ｎは（２×ｍ）≦ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log
（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲
はｉ＝１〜ｍ）、ｍはフィルタの次元数、Ｍｉはｍ次元
フィルタの各方向のマスクサイズ、ｂ１は整数演算で扱
う整数のビット数、ｂ２は、画像信号に割り当てるビッ
ト数として表されるようにする（請求項４記載の発
明）。

【００３８】この場合、整数ｎの値が小さいと丸め誤差
が大きくなり、たとえば１画素の長さの１／２を単位領
域とするのでは十分な演算精度が得られない。

【００３９】逆に、整数ｎが大きいほど演算の精度は向
上するが、大きすぎると整数演算がオーバーフローして
しまうことから、整数ｎの値を適切な値に制限する。

【００４０】さらに、１つの画素の量子化数（分割数）
であるＮ倍して整数演算を行った後、Ｎで除算する必要
があるが、Ｎ＝２ⁿ（ｎは１以上の整数）であれば、除
算を単純なビットシフトで行えるので、演算を高速化す
ることができる。

【００４１】以上のことから、Ｎ＝２ⁿを満足するＮを
採用することが好ましい。なお、通常、整数ｎは３２ビ
ット以下、画像信号は１６ビット以下で扱われること、
およびある程度ｎが大きくなれば画質的にほとんど変わ
らなくなることから、ｍ＝２の２次元フィルタであれ
ば、ｎ＝４（Ｎ＝２ⁿ＝１６）程度が好ましい。

【００４２】ここで、ｎの下限の意味は、単位領域とし
て１画素の１／４程度あれば十分な演算精度が得られる
ことから、ｍ次元フィルタで考えると、Ｎ≧４^m＝２⁽²
×^m)となるので、ｎの下限を上記条件式のように決定す
る。たとえば、１次元フィルタで考えると、ｎの下限値
は、ｎ＝２であり、分割数ＮはＮ＝４となる。

【００４３】ｎの上限の意味は、１画素当たりのとり得
る信号値の最大値は２^b2、フィルタリング演算に必要な
データ数は、マスク領域内の画素数に量子化数Ｎを乗ず
ることになるので、（Ｍ１×…×Ｍｍ）×Ｎ＝（Ｍ１×
…×Ｍｍ）×２ⁿ、整数演算するために信号値をＮ倍＝
２ⁿ倍する。以上のことから、演算がオーバーフローし
ないための条件は、次式となる。

【００４４】 ２^b2×（Ｍ１×…×Ｍｍ）×２ⁿ×２ⁿ×２ⁿ≦２^b1 両辺のlog₂をとると、ｂ２＋Σlog₂Ｍｉ＋（２×ｎ）≦
ｂ１となる。

【００４５】ｎについてまとめるとともに、logの底を
任意とすると、次式となる。

【００４６】ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log
２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜
ｍ）。

【００４７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の形態が
適用された画像処理表示装置３０の構成ブロック図であ
る。この画像処理表示装置３０では、図９に示した画像
入出力システム２によって作成される印刷原版に基づく
カラー印刷物を事前に確認するためのカラー表示画像
（カラープルーフ画像）が表示される。

【００４８】すなわち、このカラー表示画像は、カラー
印刷物に対して施されている色処理効果およびシャープ
ネス処理効果を印刷の前に確認するためにカラープルー
フ画像として表示するための画像であり、カラー印刷物
に対して施されている色処理に対応する処理、およびカ
ラー印刷物に対して施されているシャープネス処理に対
応するシャープネス処理が施されている。

【００４９】図１において、画像処理表示装置３０は、
基本的には、３色の入力画像信号ＣＭＹを取得するスキ
ャナ等の画像入力部３２と、カラー印刷物を得るための
印刷条件およびカラー表示画像を得るための表示条件を
考慮した変換テーブルからなり、３色の入力画像信号Ｃ
ＭＹを３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する色処理部３
４と、３色の入力画像信号ＣＭＹに対してシャープネス
処理を施し、３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢを生成するシャ
ープネス処理部３６と、表示画像信号ＲＧＢにＵＳＭ信
号ΔＲＧＢを加算し、補正された３色の表示画像信号Ｒ
ＧＢ１を生成する加算部３８と、表示画像信号ＲＧＢ１
に基づきカラー表示画像をＣＲＴ等に表示する画像表示
部４０とを備える。

【００５０】なお、画像入力部３２の出力側には、倍率
入力部３５に接続された倍率変換部３３が設けられ、こ
の倍率変換部３３では、画像入力部３２から出力される
画像の画素数を、倍率入力部３５から設定された変倍率
ｋに従い画像表示部４０で表示可能な画素数に倍率変換
する。

【００５１】ここで、倍率変換部３３、色処理部３４、
倍率入力部３５、シャープネス処理部３６、マスクサイ
ズ入力部３７および加算部３８は、ＣＰＵ等を有する本
体部と、ＣＲＴ等の表示装置と、マウス・キーボード等
の入力装置を備えるパーソナルコンピュータ等により構
成することが可能である。

【００５２】倍率変換部３３は、たとえば、画像入力部
３２から出力される３色の入力画像信号ＣＭＹの画素数
が２０００×１６００であるとき、変倍率ｋをｋ＝１／
４として、５００×４００の表示画素数に間引き処理等
により変換する。

【００５３】一般的には、カラー印刷物上の画像（実画
像）の画素数は、数千×数千画素程度であり、表示画素
数は、５００×５００画素程度であるので、変倍率ｋ、
この場合、表示倍率は、１／４〜１／８程度に選択され
る。

【００５４】シャープネス処理部３６には、マスクサイ
ズ入力部３７が接続され、倍率変換前の２０００×１６
００画素数の入力画像信号ＣＭＹに設定されるシャープ
ネスパラメータであるマスクサイズＭが設定されるよう
になっている。

【００５５】この実施の形態で設定されるマスクサイズ
Ｍは、Ｍ＝１１であるものとする。このマスクサイズＭ
で指定されるマスク領域は、２次元のＭ×Ｍの正方領域
であるものとする。マスク領域を正方形以外の長方形あ
るいは円形等で指定することもできるが、この発明の理
解を容易化するために、ここではマスクサイズＭにより
Ｍ×Ｍの正方領域が指定されるものとして説明する。

【００５６】色処理部３４に設定される変換テーブル
は、図９に示した画像入出力システム２を構成する色処
理部６に設定された第１変換テーブル（３色の入力画像
信号ＣＭＹを印刷条件に応じた４色の出力画像信号ＣＭ
ＹＫに変換する３−４変換テーブル）と、図１１に示し
た画像処理表示装置２４を構成する表示画像生成部２６
に設定された第２変換テーブル（４色の出力画像信号Ｃ
ＭＹＫを画像表示部４０の表示条件に応じた３色の表示
画像信号ＲＧＢに変換する４−３変換テーブル）とを合
成することにより得られる。

【００５７】また、シャープネス処理部３６は、図２に
示すように、信号調整部４２、階調変換部４４、アンシ
ャープ信号生成部４６、マスクサイズ補正部４７、減算
部４８、コントラスト調整部５０および信号変換部５２
を備える。

【００５８】信号調整部４２は、倍率変換された（変倍
された）３色の入力画像信号ＣＭＹを３色の入力画像信
号ＣＭＹ１に変換する。なお、画像入力部３２から供給
される入力画像信号がＣ、Ｍ、Ｙの場合には、入力画像
信号ＣＭＹがそのまま入力画像信号ＣＭＹ１として出力
される。また、画像入力部３２から供給される入力画像
信号がＲ、Ｇ、Ｂの場合には、入力画像信号ＲＧＢが入
力画像信号ＣＭＹ１に変換されて出力される。

【００５９】階調変換部４４は、３色の入力画像信号Ｃ
ＭＹ１を階調変換し、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を生成
する。なお、階調変換部４４では、図１１に示した従来
の画像処理表示装置２４のシャープネス処理部８でシャ
ープネス処理して得られるカラー表示画像の処理結果に
近似したカラー表示画像が得られるように、階調変換カ
ーブが設定される。

【００６０】マスクサイズ補正部４７は、マスクサイズ
入力部３７で設定されたマスクサイズＭを倍率入力部３
５で設定された変倍率ｋに対応して補正された値のマス
クサイズＡとして、空間フィルタリング処理部としての
アンシャープ信号生成部４６に供給する。

【００６１】アンシャープ信号生成部４６は、注目する
３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をマスクサイズＡで決
定されるその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を
用いてそれぞれ平滑化処理、いわゆる平均縮小処理をす
ることにより、３色のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を
生成する。

【００６２】コントラスト調整部５０は、減算部４８に
おいてアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された入力
画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対してコントラスト調整を行
い、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを生成する。信号変換部
５２は、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを色処理部３４の出
力である表示画像信号ＲＧＢに対応するＵＳＭ信号ΔＲ
ＧＢに変換する。

【００６３】この実施の形態に係る画像処理表示装置３
０は、基本的には以上のように構成されるものであり、
次にそれを用いた画像処理表示方法およびアンシャープ
信号ＳＭＹ（Ｕ）の作成方法について説明する。

【００６４】まず、スキャナ等の画像入力部３２によっ
て取得された３色の入力画像信号ＣＭＹは、倍率入力部
３５により設定された変倍率ｋに応じて倍率変換部３３
で倍率変換された、この実施の形態では間引き処理等に
より縮小変換された入力画像信号ＣＭＹとされる。この
倍率変換された入力画像信号ＣＭＹは、色処理部３４に
おいて、印刷条件および画像表示部４０での表示条件に
応じて設定された変換テーブルにより、３色の表示画像
信号ＲＧＢに変換される。

【００６５】一方、シャープネス処理部３６に供給され
た倍率変換後の３色の入力画像信号ＣＭＹは、信号調整
部４２において３色の入力画像信号ＣＭＹ１とされ、次
いで、階調変換部４４において各色の階調変換が行わ
れ、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）が生成される。この３色
の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）は、減算部４８およびアン
シャープ信号生成部４６に供給される。

【００６６】アンシャープ信号生成部４６では、設定さ
れたマスクサイズＭ等のシャープネス処理パラメータに
基づき、注目する３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をそ
の周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を用いてそれ
ぞれ平滑化処理することにより、３色の各色毎のアンシ
ャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が生成される。

【００６７】ここで、便宜上、３色の各色毎の入力画像
信号ＣＭＹ（Ｓ）を、それぞれ、Ｃ色について入力画像
信号Ｃ（Ｓ）、Ｍ色について入力画像信号Ｍ（Ｓ）、お
よびＹ色について入力画像信号Ｙ（Ｓ）と表現する。

【００６８】同様に、ＣＭＹ各色毎のアンシャープ信号
ＣＭＹ（Ｕ）を、それぞれ、Ｃ色についてアンシャープ
信号Ｃ（Ｕ）、Ｍ色についてアンシャープ信号Ｍ
（Ｕ）、およびＹ色についてアンシャープ信号Ｙ（Ｕ）
と表現する。

【００６９】マスクサイズ補正部４７は、次の（１）式
により、倍率入力部３５で設定された変倍率ｋに基づき
マスクサイズ入力部３７で設定されたマスクサイズＭ
を、補正されたマスクサイズＡに変換する。

【００７０】 Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１ …（１） この実施の形態では、マスクサイズＭとしてＭ＝１１が
設定されているので、補正されたマスクサイズＡは、Ａ
＝（１１−１）×（１／４）＋１＝３．５とされる。マ
スクサイズＡの値が整数ではなく、実数であることに留
意する。

【００７１】次に、３色の各色毎のアンシャープ信号Ｃ
ＭＹ（Ｕ）が、アンシャープ信号生成部４６で生成され
る。

【００７２】ここでは、式の煩雑さを避けるため、図３
Ａ〜図３Ｃを参照して、代表例として、Ｃ色の入力画像
信号Ｃ（Ｓ）について、このＣ色の入力画像信号Ｃ
（Ｓ）についてのＣ色のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の作
成について説明する。

【００７３】図３Ａに示す一部のＣ色の入力画像信号Ｃ
（Ｓ）の中央の画素ｃ２のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）
は、斜線を施した３．５×３．５画素からなるマスク領
域（フィルタ領域ともいう。）１００の画素値の平均値
で計算される。なお、マスクサイズを整数部の値３と小
数部の値０．５から構成されると考えると、整数部３
は、中央部の９画素に相当し、小数部０．５は、中央部
の９画素を除いた残りの３．２５（＝０．２５×１２＋
０．０６２５×４）画素に対応する。また、整数部３の
各画素に対応するフィルタ係数を１とし、小数部０．５
の各画素部に対するフィルタ係数（重み）は、「斜線部
の面積／１画素の面積」とする｛後述する（１５）式参
照｝。すなわち、実数のマスクサイズ３．５で指定され
るマスク領域１００は、１画素の１／１６（＝１／Ｎ）
に量子化した領域を単位領域とし、処理画像を得る際に
は、後述するように、Ｎ倍して整数演算を行うようにし
ている。

【００７４】ここでは、斜線を施した３．５×３．５画
素からなるマスク領域１００の画素値の合計値（総和）
Ｓを、以下のように計算量（演算量）がマスクサイズＡ
に依存しない処理で行い、さらに整数演算を行うことに
よりアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を短時間で求めるように
している。

【００７５】たとえば、図３Ｂに示すように、中央の横
一列の画素ａ（画素値もａとする。）、画素ｂ（画素値
もｂとする。）、画素ｃ１（画素値もｃ１とする。）、
画素ｃ２（画素値もｃ２とする。）、画素ｄ（画素値も
ｄとする。）、および画素ｅ（画素値もｅとする。）に
ついて考えると、注目画素ｃ２の一つ前の画素ｃ１での
画素値の斜線部の横方向の合計をＳ１と置くと、次の
（２）式で表される。

【００７６】 Ｓ１＝０．２５×ａ＋ｂ＋ｃ１＋ｃ２＋０．２５×ｄ …（２） この合計Ｓ１が既に計算されているものと考えると、注
目画素ｃ２での画素値の図３Ｃに示す斜線部の横方向の
合計（総和ともいう。）Ｓ２は、この合計Ｓ１を用いて
次の（３）式で表すことができる。

【００７７】 Ｓ２＝Ｓ１−０．２５ａ−０．７５ｂ＋０．７５ｄ＋．０２５ｅ ＝Ｓ１＋０．７５（ｄ−ｂ）＋０．２５（ｅ−ａ） …（３） この場合、１画素を１／１６画素で量子化しているの
で、Ｓ２、Ｓ１をそれぞれ１６倍して整数演算を行うこ
とを考えると、１６×Ｓ２＝Ｓ２’、１６×Ｓ１＝Ｓ
１’とすれば、（３）式は、（４）式で表される。

【００７８】 Ｓ２’＝Ｓ１’＋１２（ｄ−ｂ）＋４（ｅ−ａ） …（４） このように合計演算を、差分と整数化で行うことにより
アンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の生成の高速化が図れる。

【００７９】注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ
（Ｕ）を生成する場合には、図４に示すように、ｉ行
（ｉ＝１，２，３，４，５）とｊ列（ｊ＝１，２，３，
４，５）について、まず、ｉ＝１、ｊ＝３の画素での横
方向の斜線部の合計を求め、図示していない作業メモリ
に記憶させる。

【００８０】同様に、ｉ＝２，３，４，５について、ｊ
＝３の画素での各横方向の斜線部の合計を求め、図示し
ていない作業メモリに記憶させる。

【００８１】同様に縦方向にも畳み込みを行いマスクサ
イズＡ分に対応するマスク領域１００の合計画素値を得
る。この例では、作業メモリは数ライン分確保してお
き、交替に使用すればよい。

【００８２】マスクサイズＡに対応するマスク領域１０
０の合計画素値が求められたとき、その合計画素値を、
Ａ²×１６（この場合、３．５×３．５×１６）で除算
することにより、注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ
（Ｕ）を得ることができる。除算を最後に１回のみする
ようにしているので、演算の高速化が図れる。

【００８３】なお、上述した補正マスクサイズＡを求め
る（１）式の演算式Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１は、変倍率
ｋがｋ＝１の場合に、Ａ＝１となることを考慮して定め
た実験式であるが、この（１）式に代えて、原理的な次
の（５）式を採用することも可能である。

【００８４】 Ａ＝Ｍ×ｋ …（５） これら（１）式および（５）式の２つの場合について、
簡単な実験では、両者の画面上での見え方には差はなか
った。しかし、原理的な式である（５）式の場合には、
たとえば設定マスクサイズＭがＭ＝１１で、変倍率ｋが
ｋ＝１／１６のとき、補正マスクサイズＡがＡ＝１１×
（１／１６）＝０．６８２５となって、マスクサイズが
１より小さい値になってしまうのでアンシャープ信号Ｃ
ＭＹ（Ｕ）を計算することができないのに対し、（１）
式の場合には、Ａ＝（１１−１）×（１／１６）＋１＝
１．６２５となって、マスクサイズが１より大きくなる
のでアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を計算することがで
きるという利点がある。

【００８５】なお、マスクサイズＡの値が２以上の場合
には、（５）式を採用し、値が２未満の場合には、
（１）式を採用することもできる。

【００８６】次に、上記のアンシャープ信号ＣＭＹ
（Ｕ）の一般的な求め方（演算方法）について説明す
る。

【００８７】注目する画素信号をＳijとし、その周辺の
アンシャープ信号Ｕijを求める場合について説明する。
中心画素からマスク領域１００の端がかかる画素との間
にある画素数をｔ、マスクサイズをＡとすると、次の
（６）式、（７）式が成立し、（８）式を定義する。

【００８８】 ｔ＝［（Ａ−１）／２］ …（６） β＝｛（Ａ−１）／２｝−ｔ …（７） α＝１−β …（８） （６）式において、記号［（Ａ−１）／２］は、数値
（Ａ−１）／２の整数部分を意味する。また、パラメー
タβは、マスク領域１００の端がかかる画素上のマスク
の端数を示す。αは、パラメータαと呼ぶ。

【００８９】第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方向のマス
クサイズ分の画素値の合計をＢijとすると、第ｉ行ｊ列
の合計Ｂijは、直前の第（ｊ−１）列の計算結果と、マ
スク端の画素値を使用し、以下の（９）式のように計算
される。

【００９０】 Ｂij＝Ｂi,j-1 ＋α×（Ｓi,j+m − Ｓi,j-m-1) ＋β×（Ｓi,j+m+1 − Ｓi,j-m-2） …（９） 行毎に、合計Ｂij（ｊ＝０〜幅−１）を計算し、メモリ
に記憶する。

【００９１】ここで、画像の端の処理方法が必要である
が、端点の画素が（ｍ＋１）画素分、同じ画素値が連続
するものとして計算する。

【００９２】ここで、第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方
向のマスクサイズ分の画素値の合計Ｂijをラインバッフ
ァメモリに格納する場合、最低m×２＋４ライン分確保
し、交替で使用すればよい。

【００９３】アンシャープ信号Ｕijを記憶するラインバ
ッファメモリは、１ライン分確保すればよい。

【００９４】第（ｉ＋ｋ＋１）行の横方向のマスクサイ
ズ分の和が計算された後、同様に縦方向に畳み込みを行
う。

【００９５】第ｉ行のアンシャープ信号Ｕijを求めるた
めの合計（総和）Ｖijは、第（ｉ−１）行の結果を用い
て以下の（１０）式で計算することができる。

【００９６】 Ｖij＝Ｖi,j-1 ＋ α×（Ｂi,j+m − Ｂi,j-m-1） ＋β×（Ｂi,j+m+1 − Ｂi,j-m-2） …（１０） ここで、実際には、マスクサイズＡは、上述したよう
に、１／１６画素単位に近似し、係数であるパラメータ
α、βは、１６倍のスケールとして整数演算する。

【００９７】すなわち、アンシャープ信号Ｕijを求める
ための合計（総和）Ｖijは、１６×１６（＝２５６）倍
されたスケールで計算されるので、アンシャープ信号Ｕ
ijは、次の（１１）式で求められ、最終的にＵＳＭ信号
ＵＳＭijは、次の（１２）式で求められる。

【００９８】 Ｕij＝Ｖij／（Ａ²×２５６） …（１１） ＵＳＭij＝Ｓij−Ｕij …（１２） 上記した図３の具体例で（６）式〜（１２）式を検証す
る。

【００９９】補正マスクサイズＡは、Ａ＝３．５である
ので、上記（６）式、（７）式、（８）式に代入して、
それぞれ、画素数ｔがｔ＝１、パラメータαがα＝１
２、パラメータβがβ＝４と計算される。

【０１００】この例では、横方向マスクサイズ分の合計
Ｂijを保持するラインバッファメモリは、６ライン必要
である。

【０１０１】そして、横方向についての各ラインの合計
Ｂijは、次の（１３）式で得られる。

【０１０２】 Ｂij＝Ｂi,j-1 ＋１２×（Ｓi,j+1 − Ｓi,j-2)＋４×（Ｓi,j+2 − Ｓi,j- 3） …（１３） 第ｉ＋２ラインの横方向のマスクサイズ分の和が計算さ
れた後、第ｉ行のアンシャープ信号Ｕij用の総和信号Ｖ
ijは、第（ｉ−１）行の結果を用いて次の（１４）式で
得られる。

【０１０３】 Ｖij＝Ｖi,j-1 ＋１２×（Ｂi,j+1 − Ｂi,j-2）＋４×（Ｂi,j+2 − Ｂi,j -3） …（１４） アンシャープ信号Ｕijは、上述した（１１）式で求める
ことができる。

【０１０４】このように、本計算手法は、１行前までの
総和Ｂi,j-1を用いて、当該行の総和Ｂijを求めるとと
もに、その計算を整数演算で求めるようにしているの
で、結果として短時間にアンシャープ信号Ｕijを求める
ことができる。

【０１０５】計算時間（計算の煩雑さ）の比較のため
に、一般的なアンシャープ信号Ｕijの計算方法につい
て、たとえば、マスクサイズＡがＡ＝３．５で、５×５
の空間フィルタＦを用いた場合について説明する。

【０１０６】ここで、空間フィルタＦp,qは、（１５）
式で示すフィルタ係数から構成されるとすると、アンシ
ャープ信号Ｕijは、（１６）式で求めることができる。
なお、ｐ，ｑは、座標位置を表し、空間フィルタＦp,q
の中央の画素の座標を（ｐ，ｑ）＝（０，０）としてい
る。

【０１０７】

【数１】

【０１０８】

【数２】

【０１０９】この（１６）式を用いた方式によれば、フ
ィルタサイズの２乗オーダーの計算量が必要となるた
め、計算に時間がかかる。

【０１１０】さらに、図２例のアンシャープ信号生成部
４６では、３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対して平
滑化処理（アンシャープ処理）が施されるため、図１０
に示す従来のアンシャープ信号生成部１８における４色
の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）に対する平滑化処理に比
較して、略３／４の時間で処理を完了することができ
る。

【０１１１】次に、図２に示す減算部４８において、ア
ンシャープ信号生成部４６で生成された３色のアンシャ
ープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された３色の入力画像信号
ＣＭＹ（Ｓ）は、コントラスト調整部５０において各色
に対するコントラスト調整が行われた後、３色のＵＳＭ
信号ΔＣＭＹとして信号変換部５２に供給される。そし
て、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、信号変換部５２に設
定された変換テーブルにより表示画像信号ＲＧＢに対応
する３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢに変換される。

【０１１２】シャープネス処理部３６から出力された３
色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢは、図１に示す加算部３８にお
いて色処理部３４から出力された３色の表示画像信号Ｒ
ＧＢに加算され、補正された３色の表示画像信号ＲＧＢ
１として画像表示部４０に供給される。画像表示部４０
は、この表示画像信号ＲＧＢ１に基づき、カラー印刷物
に対するカラープルーフ表示画像をＣＲＴ等に表示す
る。

【０１１３】このように、上述した実施の形態では、３
色の入力画像信号ＣＭＹに基づき、色処理部３４での色
変換処理と、シャープネス処理部３６でのシャープネス
処理とを行うため、所望のシャープネス処理の施された
カラー表示画像を迅速に得ることができる。

【０１１４】しかも、原画像信号である３色の入力画像
信号ＣＭＹに対して所定マスクサイズＭによりシャープ
ネス処理を施して得られるシャープネス処理後の画像信
号の確認用表示画像信号ＲＧＢ１を得る際に、原画像信
号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対する確認用表示
画像信号ＲＧＢ１、ＲＧＢの変倍率ｋに応じて所定マス
クサイズＭを変倍し、変倍後の実数のマスクサイズＡに
より、原画像信号の変倍後の変倍画像信号、この実施の
形態では、縮小変換された入力画像信号ＣＭＹに対する
アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を求めるようにしている
ので、このアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）によりシャー
プネスがかけられた確認用表示画像信号ＲＧＢ１、ＲＧ
Ｂは、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対
する所定マスクサイズＭのシャープネス処理を忠実に再
現することができるという効果が達成される。すなわ
ち、画像表示部４０に表示された表示画像上のシャープ
ネス効果と、図示していない印刷機により印刷されるカ
ラー印刷画像上のシャープネス効果の一致度を高くする
ことができる。結果として、カラー印刷物上のシャープ
ネス効果をカラー表示画像上で忠実に予測することがで
きる。

【０１１５】さらに、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を
求める過程における実数のマスクサイズＡは、１画素の
１／１６単位に量子化したマスクサイズとし、前記アン
シャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を得る際、１６倍して整数演
算を行うことにより、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を
得る演算時間を短縮することができる。

【０１１６】次に、図５に示す構成ブロック図に基づ
き、この発明の他の実施の形態の画像処理表示装置５４
を説明する。なお、図１例と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【０１１７】画像処理表示装置５４は、画像入力部３２
と、倍率変換部３３と、倍率入力部３５と、マスクサイ
ズ入力部３７と、シャープネス処理部５６と、加算部３
８と、色処理部３４と、画像表示部４０とを備える。

【０１１８】図１に示した画像処理表示装置３０では、
色処理部３４およびシャープネス処理部３６が並列に接
続されているのに対して、図５に示す画像処理表示装置
５４では、色処理部３４およびシャープネス処理部５６
が直列に接続される。なお、加算部３８は、画像入力部
３２の出力である３色の入力画像信号ＣＭＹと、シャー
プネス処理部５６の出力である３色のＵＳＭ信号ΔＣＭ
Ｙとを加算して３色の入力画像信号ＣＭＹ１を生成し、
色処理部３４に供給する。

【０１１９】また、シャープネス処理部５６は、図２に
示すシャープネス処理部３６から信号変換部５２を省略
したもので、その他の構成は、シャープネス処理部３６
と同一である。

【０１２０】次に、以上のように構成される画像処理表
示装置５４における画像処理方法について説明する。

【０１２１】先ず、画像入力部３２によって取得された
３色の入力画像信号ＣＭＹは、シャープネス処理部５６
に供給されることで、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹが生成
される。このＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、加算部３８におい
て入力画像信号ＣＭＹと加算され、シャープネス処理さ
れた入力画像信号ＣＭＹ１として色処理部３４に供給さ
れる。

【０１２２】色処理部３４では、印刷条件および画像表
示部４０での表示条件に応じて設定された変換テーブル
により、補正された３色の入力画像信号ＣＭＹ１が３色
の表示画像信号ＲＧＢに変換される。この表示画像信号
ＲＧＢは、画像表示部４０に供給され、カラー印刷物に
対するカラープルーフ画像が表示される。

【０１２３】ここで、画像処理表示装置５４では、画像
処理表示装置３０の場合と同様に、迅速なシャープネス
処理が施されるとともに、シャープネス処理の施された
カラー表示画像を得ることができる。

【０１２４】また、画像処理表示装置５４を図６に示す
ように構成することにより、たとえば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ
の印刷用原版の各版毎にシャープネス処理されたカラー
出力画像を予測することができる。

【０１２５】たとえば、Ｃ色の印刷用原版のカラー出力
画像に対するシャープネス処理を予測する場合、色処理
部３４に設定される変換テーブルを図４に示すようにし
て作成する。すなわち、入力画像信号ＣＭＹ１を図９に
示す画像入出力システム２の色処理部６によって変換し
て得られる出力画像信号ＣＭＹＫの中、出力画像信号Ｍ
ＹＫを０とし、この出力画像信号ＣＭＹＫ（Ｍ＝Ｙ＝Ｋ
＝０）を図１１に示す画像処理表示装置２４の表示画像
生成部２６によって変換して得られる表示画像信号ＲＧ
Ｂを求める。そして、このようにして求めた入力画像信
号ＣＭＹ１と表示画像信号ＲＧＢとの関係をＣの印刷用
原版に対する変換テーブルとして色処理部３４に設定す
る。

【０１２６】前記のようにして設定された変換テーブル
を用いて入力画像信号ＣＭＹ１を表示画像信号ＲＧＢに
変換し、画像表示部４０においてカラー表示画像を表示
することにより、Ｃの印刷用原版のみに係るシャープネ
ス処理されたカラー表示画像を得ることができる。

【０１２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、変倍
処理する前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処
理を行う場合に、変倍後の画像に変倍前の画像に対する
空間フィルタリング処理と略同一特性の空間フィルタリ
ング処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る画像処理表示装
置の構成ブロック図である。

【図２】図１に示す画像処理表示装置におけるシャープ
ネス処理部の構成ブロック図である。

【図３】図３Ａは、実数マスクサイズの説明図である。
図３Ｂは、一列前の総和の求め方の説明図である。図３
Ｃは、当該列の総和の求め方の説明図である。

【図４】アンシャープ信号の求め方の説明図である。

【図５】この発明の他の実施の形態に係る画像処理表示
装置の構成ブロック図である。

【図６】図５に示す画像処理表示装置における色処理部
に設定される変換テーブルの作成方法の説明図である。

【図７】拡大処理や画素密度変換処理の説明に供される
線図である。

【図８】マスクサイズの丸め処理の説明に供される線図
である。

【図９】画像入出力システムの構成ブロック図である。

【図１０】図９に示す画像入出力システムにおけるシャ
ープネス処理部の構成ブロック図である。

【図１１】従来の画像処理表示装置の構成ブロック図で
ある。

【符号の説明】

２…画像入出力システム ４、３２…画
像入力部 ６、３４…色処理部 ７、３７…マ
スクサイズ入力部 ８、３６…シャープネス処理部 １０、３８…
加算部 １２…画像出力部 １４、５２…
信号変換部 １８、４６…アンシャープ信号生成部 ２０、４８…
減算部 ２４、３０、５４…画像処理表示装置 ２７、３３…
倍率変換部 ２８、４０…画像表示部 ３５…倍率入
力部 ４２…信号調整部 ４４…階調変
換部 ４７…マスクサイズ補正部 ５０…コント
ラスト調整部 １００…マスク領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CD08 CE03 CE06 CE18 5C076 AA21 AA22 AA26 BA06 BB06 CB01 CB02 5C077 LL19 MP08 PP02 PP03 PP20 PP33 PP68 PQ12 RR19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定マスクサイズのフィルタを用いて原画
   像信号に施す空間フィルタリング処理と略同じ特性の空
   間フィルタリング処理を、前記原画像信号を所定の変倍
   率により変倍した変倍画像信号に対して施して処理画像
   を得る際に、 前記所定マスクサイズのフィルタと前記変倍率に基づ
   き、前記変倍画像信号に対して施される空間フィルタリ
   ング処理に用いるための実数（整数は除く）のマスクサ
   イズのフィルタを求め、 前記実数のマスクサイズのフィルタと、前記実数のマス
   クサイズで指定されるマスク領域の整数部に対応する変
   倍画像信号および小数部に対応する変倍画像信号とに基
   づいて、前記処理画像を得ることを特徴とする空間フィ
   ルタリング処理方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の空間フィルタリング処理方
   法において、 前記実数のマスクサイズのマスク領域が重なる面積に応
   じた重み付けを画素毎に行って、前記変倍画像信号に対
   して空間フィルタリング処理を施すことを特徴とする空
   間フィルタリング処理方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の空間フィルタリン
   グ処理方法において、 前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域は、１
   画素の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に量子化した領域を
   単位領域とし、前記処理画像を得る際にＮ倍して整数演
   算を行うことを特徴とする空間フィルタリング処理方
   法。
4. 【請求項４】請求項３記載の空間フィルタリング処理方
   法において、 前記Ｎが Ｎ＝２ⁿ ただし、 ｎは（２×ｍ）≦ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）
   ／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１
   〜ｍ）、ｍはフィルタの次元数、Ｍｉはｍ次元フィルタ
   の各方向のマスクサイズ、ｂ１は整数演算で扱う整数の
   ビット数、ｂ２は、画像信号に割り当てるビット数とし
   て表されることを特徴とする空間フィルタリング処理方
   法。