JP2005196270A - 画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】人物画像の顔や首からシワやシミ等を除去する場合に、鮮鋭性の劣化を発生させることなく、処理が行えるようにすることである。
【解決手段】取得した画像信号に含まれる画素から肌色領域に属する画素が抽出されるとともに取得した画像信号が輝度信号と色差信号に分解され、分解された輝度信号及び色差信号に対し、レベル１〜レベル３の二項ウェーブレット変換を施し、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換により得られた高周波帯域成分の画像信号の空間周波数が１．５〜３．０本／ｍｍ、信号強度の変化量が最大信号変化量の０〜２０％の範囲内にある肌色領域の画素に対し、信号強度を減衰させる処理を行う。
【選択図】図１３

Description

本発明は、画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
従来、写真館等で銀塩フィルムを用いたポートレート撮影において、人物の顔部分や首の部分のシワやシミ等を軽減あるいは無くすように、プリントあるいはネガに対して手作業による修正処理が行われていた。
また、近年はデジタルスチルカメラ（以下、ＤＳＣという）の発展が著しく、一千万画素以上の解像度を有する一眼レフタイプのＤＳＣが発売されており、写真館でのポートレート撮影においても、高解像度のＤＳＣを用いて撮影が行われるようになってきている。
そこで、特許文献１には、ＤＳＣにより作成された画像に含まれる人物の顔に対し、シワやシミ部分の除去を効率的に行うことのできる画像処理方法が提案されている。
特開２００３−２０９６８３号公報
しかしながら、特許文献１の方法では、画像中に含まれる顔領域を抽出して赤目の修正やシワやシミの除去をオペレータの指示と検定により行うため、生産性は低く、オペレータの検定次第では、画像全体の鮮鋭性が劣化したり人物の顔の概略構造が変化したりして違和感のある画像となってしまう恐れがある。
本発明の課題は、人物画像の顔や首からシワやシミ等を除去する場合に、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることなく、シミやシワ等を違和感なく容易に除去できるようにすることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、前記抽出された画素のうち、画像信号の空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整工程と、を含むことを特徴とする。
更に、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、
前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程をさらに含み、前記抽出された肌色領域に属する画素の前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記信号強度調整工程を行うのが好ましい。
更に、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の発明において、
前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むのが好ましい。
更に、請求項４に記載の発明のように、請求項２又は３に記載の発明において、
前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項５に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程と、前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換工程と、前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整工程と、を含むことを特徴とする。
更に、請求項６に記載の発明のように、請求項５に記載の発明において、
前記ウェーブレット変換工程は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記二項ウェーブレット変換を施すのが好ましい。
更に、請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載の発明において、
前記ウェーブレット変換工程で施される第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解された互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むのが好ましい。
更に、請求項８に記載の発明のように、請求項６又は７に記載の発明において、
前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項９に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換工程と、前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換工程と、前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整工程と、を含むことを特徴とする。
更に、請求項１０に記載の発明のように、請求項９に記載の発明において、
前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程をさらに含み、前記第２の変換工程は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施すのが好ましい。
更に、請求項１１に記載の発明のように、請求項１０に記載の発明において、
前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むのが好ましい。
更に、請求項１２に記載の発明のように、請求項１０又は１１に記載の発明において、
前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項１３に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、前記抽出された画素のうち、画像信号の空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整部と、を備えることを特徴とする。
更に、請求項１４に記載の発明のように、請求項１３に記載の発明において、
前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部をさらに備え、前記信号強度調整部は、前記抽出された肌色領域に属する画素の輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記信号強度の変化量を減衰させるのが好ましい。
更に、請求項１５に記載の発明のように、請求項１４に記載の発明において、
前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えるのが好ましい。
更に、請求項１６に記載の発明のように、請求項１４又は１５に記載の発明において、
前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えるのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項１７に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部と、前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換部と、前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整部と、を備えることを特徴とする。
更に、請求項１８に記載の発明のように、請求項１７に記載の発明において、
前記ウェーブレット変換部は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記二項ウェーブレット変換を施すのが好ましい。
更に、請求項１９に記載の発明のように、請求項１８に記載の発明において、
前記ウェーブレット変換部により施される第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解された互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えるのが好ましい。
更に、請求項２０に記載の発明のように、請求項１８又は１９に記載の発明において、
前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えるのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項２１に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換部と、前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換部と、前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整部と、を備えることを特徴とする。
更に、請求項２２に記載の発明のように、請求項２１に記載の発明において、
前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部をさらに備え、前記第２の変換部は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施すのが好ましい。
更に、請求項２３に記載の発明のように、請求項２２に記載の発明において、
前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えるのが好ましい。
更に、請求項２４に記載の発明のように、請求項２２又は２３に記載の発明において、
前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えるのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項２５に記載の発明は、
画像処理を実行するためのコンピュータに、カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、前記抽出された画素のうち、画像信号の空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整機能と、を実現させる。
更に、請求項２６に記載の発明のように、請求項２５に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能を実現させるとともに、前記抽出された肌色領域に属する画素の前記輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記信号強度調整機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項２７に記載の発明のように、請求項２６に記載の発明において、
前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項２８に記載の発明のように、請求項２６又は２７に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項２９に記載の発明は、
カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、前記取得された画素の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能と、前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換機能と、前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整機能と、を実現させる。
更に、請求項３０に記載の発明のように、請求項２９に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記変換された輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記ウェーブレット変換機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項３１に記載の発明のように、請求項３０に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記ウェーブレット変換機能で施される少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解される互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項３２に記載の発明のように、請求項３０又は３１に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるのが好ましい。
また、上記課題を解決するため、請求項３３に記載の発明は、
画像処理を実行するためのコンピュータに、カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換機能と、前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換機能と、前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強化が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整機能と、を実現させる。
更に、請求項３４に記載の発明のように、請求項３３に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能を実現させるとともに、該輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記第２の変換機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項３５に記載の発明のように、請求項３４に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるのが好ましい。
更に、請求項３６に記載の発明のように、請求項３４又は３５に記載の発明において、
前記コンピュータに、前記信号強度調整機能により減衰された後前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるのが好ましい。
ここで、請求項に記載の用語等を補足的に説明する。
「肌色領域」とは、画像信号中に含まれる人物の顔や首等の肌の領域を意味する。なお、肌色領域を抽出する方法としては、画像信号に対して二項ウェーブレット変換を施すことで得られる低周波帯域成分の画像信号から肌色候補画素を抽出し、その画素から単純領域拡張を行うことで得られる画像領域を肌色領域としてもよいし、画像信号に含まれる被写体の目候補を中心に対数極座標変換を施し、該処理後の画像信号からテンプレートマッチング又は単純領域拡張を行うことで顔候補と判定される領域を肌色領域としても良いし、公知の抽出方法を用いることとしてもよい。
「空間周波数」とは、画像信号を印画紙、ハードコピー、表示装置等に出力したときの空間周波数を意味し、「信号強度の変化量」とは、ある画素の信号強度と、その画素が周波数で規定される画素の信号強度との差を意味する。
「画像信号を輝度信号と色差信号に変換する」とは、例えば、画像処理対象の画像信号のＲＧＢの３色強度信号を、公知のＹＩＱ基底、ＹＵＶ基底等に変換するか、或いはｓＲＧＢ（standard RGB）やＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）等の規格に基づきＣＩＥ１９３１表色系のＸＹＺ基底、ＣＩＥ１９７６の勧告するＬ＊ａ＊ｂ＊基底、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊基底等に変換することを意味する。また、ＲＧＢの平均値を輝度信号とし、これに直交する２軸を色差信号とするような変換でもよい。
「画像サイズ」とは、カラー写真フィルム等の画像をＣＣＤセンサ等で光電的に読み取って画像信号に変換した際の画素数を意味する。
また、「多重解像度変換」とは、ウェーブレット変換、完全再構成フィルタバンク、ラプラシアンピラミッド等に代表される手法の総称をいい、１回の変換操作により入力信号を低周波帯域成分信号と高周波帯域成分信号に分解し、得られた低周波帯域成分信号に対して同様の変換操作を行い、周波数帯域が異なる複数の信号からなる多重解像度信号を得るものである。得られた多重解像度信号を加工せずにそのまま逆多重解像度変換した場合、元の信号が再構成される。
ここでは、多重解像度変換の代表例として、ウェーブレット変換の概要を説明する。ウェーブレット変換とは、図１に例示されるような有限範囲で振動するウェーブレット関数（下記式（１））を用いて、入力信号ｆ（ｘ）に対するウェーブレット変換係数〈ｆ、ψa,b〉を、下記式（２）のように求めることにより、下記式（３）で示されるウェーブレット関数の総和に分解する変換である。
Figure 2005196270
Figure 2005196270
Figure 2005196270
上記式（１）〜（３）において、ａはウェーブレット関数のスケールを表し、ｂはウェーブレット関数の位置を示す。図１に例示するように、スケールａの値が大きいほどウェーブレット関数ψa,b（ｘ）の周波数は小さくなり、位置ｂの値に従ってウェーブレット関数ψa,b（ｘ）が振動する位置が移動する。従って、上記式（３）は、入力信号ｆ（ｘ）を、種々のスケールと位置を有するウェーブレット関数ψa,b（ｘ）の総和に分解することを意味している。
このようなウェーブレット変換の中で、本発明の「画像サイズが減少する方式の多重解像度変換」として、直交ウェーブレット（orthogonal wavelet）変換、双直交ウェーブレット(biorthogonal wavelet)変換が知られている。以下、直交ウェーブレット・双直交ウェーブレットの変換計算の概要を説明する。
直交ウェーブレット変換及び双直交ウェーブレット変換のウェーブレット関数は、下記式（４）のように定義される。
Figure 2005196270
 但し、ｉは自然数である。
式（４）と式（１）を比べると、直交ウェーブレット変換、双直交ウェーブレット変換においては、スケールａの値が２のｉ乗で離散的に定義され、また位置ｂの最小移動単位が２iで離散的に定義されていることがわかる。このｉの値はレベルと呼ばれる。
レベルｉを有限な上限Ｎまでに制限すると、入力信号ｆ（ｘ）は、下記式（５）〜（７）のように表される。
Figure 2005196270
Figure 2005196270
Figure 2005196270
式（５）の第２項は、レベル１のウェーブレット関数ψ1,j（ｘ）の総和で表せない残差の低周波帯域成分を、レベル１のスケーリング関数φ1,j（ｘ）の総和で表したものである。スケーリング関数はウェーブレット関数に対応して適切なものが用いられる。式（５）に示すレベル１のウェーブレット変換によって、入力信号ｆ（ｘ）＝Ｓ0は、レベル１の高周波帯域成分Ｗ1と低周波帯域成分Ｓ1に信号分解されたことになる。
ウェーブレット関数ψi,j（ｘ）の最小移動単位は２iゆえ、入力信号Ｓ0の信号量に対して、高周波帯域成分Ｗ1と低周波帯域成分Ｓ1の信号量は各々１／２となり、高周波帯域成分Ｗ1と低周波帯域成分Ｓ1の信号量の総和は、入力信号Ｓ0の信号量と等しくなる。レベル１の低周波帯域成分Ｓ1は、式（６）でレベル２の高周波帯域成分Ｗ2と低周波帯域成分Ｓ2に分解され、以下同様にレベルＮ迄の変換を繰り返すことで、入力信号Ｓ0は、式（７）に示すように、レベル１〜Ｎの高周波帯域成分の総和と、レベルＮの低周波帯域成分の和に分解される。
ここで、式（６）で示す第１レベルのウェーブレット変換は、図２に示すようなフィルタ処理で計算できることが知られている。図２において、ＬＰＦはローパスフィルタ、ＨＰＦはハイパスフィルタを示している。ローパスフィルタＬＰＦとハイパスフィルタＨＰＦのフィルタ係数は、ウェーブレット関数に応じて適切に定められる。図２において、２↓は、信号を１つおきに間引くダウンサンプリングを示す。
図２に示すように、入力信号Ｓn-1を、ローパスフィルタＬＰＦとハイパスフィルタＨＰＦで処理して、信号を１つおきに間引くことにより、入力信号Ｓn-1を、高周波帯域成分Ｗnと低周波帯域成分Ｓnに分解することができる。
画像信号のような２次元信号における第１レベルのウェーブレット変換は、図３に示すようなフィルタ処理で計算される。図３において、ＬＰＦｘ、ＨＰＦｘ、２↓ｘはｘ方向の処理を示し、ＬＰＦｙ、ＨＰＦｙ、２↓ｙは、ｙ方向の処理を示す。まず、入力信号Ｓn-1をｘ方向のローパスフィルタＬＰＦｘ、ハイパスフィルタＨＰＦｘによりフィルタ処理を行い、ｘ方向にダウンサンプリングする。これにより、入力信号Ｓn-1は、低周波帯域成分ＳＸnと高周波帯域成分ＷＸnに分解される。低周波帯域成分ＳＸnと高周波帯域成分ＷＸnの各々に対して、ｙ方向のローパスフィルタＬＰＦｙ、ハイパスフィルタＨＰＦｙによるフィルタ処理を行い、ｙ方向にダウンサンプリングする。
この第１レベルのウェーブレット変換により、低周波帯域成分Ｓn-1は、３つの高周波帯域成分Ｗｈn、Ｗｖn、Ｗｄnと、１つの低周波帯域成分Ｓnに分解される。分解で生成されるＷｈn、Ｗｖn、Ｗｄn、Ｓnの各々の信号量は、分解前のＳn-1に比べて縦横ともに１／２となるため、分解後の４成分の信号量の総和は、分解前のＳn-1の信号と等しくなる。
入力信号Ｓ0が第３レベルのウェーブレット変換で信号分解される過程を図４に模式的に示す。図４に示すように、レベル数が大きくなるにつれて、ダウンサンプリングにより画像信号が間引かれ、分解画像が小さくなっていくことがわかる。
また、図５に示すように、分解によって生成したＷｈn、Ｗｖn、Ｗｄn、Ｓnに対し、フィルタ処理で計算されるウェーブレット逆変換を施すことにより、分解前の信号Ｓn-1を完全再構成できることが知られている。図５は、ＬＰＦ'は、逆変換用のローパスフィルタ、ＨＰＦ'は、逆変換用のハイパスフィルタを示している。また、２↑は、信号に１つおきにゼロを挿入するアップサンプリング処理を示す。また、ＬＰＦ'ｘ、ＨＰＦ'ｘ、２↑ｘは、ｘ方向の処理の流れを示し、ＬＰＦ'ｙ、ＨＰＦ'ｙ、２↑ｙはｙ方向の処理の流れを示している。
図５に示すように、Ｓnをｙ方向にアップサンプリング処理及びローパスフィルタＬＰＦ'ｙによるフィルタ処理を施すことにより得られる信号と、Ｗｈnをｙ方向におけるアップサンプリング処理及びハイパスフィルタＨＰＦ'ｙによるフィルタ処理を施すことにより得られる信号とを加算してＳＸnを得る。これと同様にして、ＷｖnとＷｄnからＷＸnを生成する。
さらに、ＳＸnをｘ方向においてアップサンプリング処理及びローパスフィルタＬＰＦ'ｘによるフィルタ処理を施すことにより得られる信号と、ＷＸnをｘ方向においてアップサンプリング処理及びハイパスフィルタＨＰＦ'ｘによるフィルタ処理を施すことにより得られる信号とを加算することにより、分解前の信号Ｓn-1を再構成することができる。
ウェーブレット逆変換の際に用いられるフィルタは、直交ウェーブレット変換の場合には変換する際に用いた係数と同じ係数のフィルタが使用される。双直交ウェーブレット変換の場合には、変換に用いた係数とは異なる係数のフィルタが逆変換の際に使用される。
次に、二項ウェーブレット変換の概要を説明する。
二項ウェーブレット変換で用いられるウェーブレット関数は下記式（８）のように定義される。
Figure 2005196270
 但し、ｉは自然数である。
直交ウェーブレット変換、双直交ウェーブレット変換のウェーブレット関数は、上述のように、レベルｉにおける位置の最小移動単位が２iで離散的に定義されていたのに対し、二項ウェーブレット変換は、レベルｉにかかわらず位置の最小移動単位が一定である。この相違により、二項ウェーブレット変換は、下記の特徴を有する。
第一の特徴として、下記式（９）に示す第１レベルの二項ウェーブレット変換で生成される高周波帯域成分Ｗiと低周波帯域成分Ｓiの各々の信号量は、変換前の信号Ｓi-1と同一である、ということがある。
Figure 2005196270
 このように、二項ウェーブレット変換は、双直交・直交ウェーブレット変換と異なり、変換後の画像サイズは元画像より減少しない。
第二の特徴として、スケーリング関数φi,j（ｘ）とウェーブレット関数ψi,j（ｘ）の間に、下記の関係式（１０）が成立する。
Figure 2005196270
 従って、二項ウェーブレット変換で生成される、高周波帯域成分Ｗiは、低周波帯域成分Ｓiの１階微分（勾配）で表される。
第三の特徴として、ウェーブレット変換のレベルiに応じて定められた係数γi（以下、補正係数と称す）を高周波帯域成分に乗じたＷi・γi（以下、これを補正済高周波帯域成分と称す）が、入力信号の信号変化の特異性（singularity）に応じて、該変換後の補正済高周波帯域成分Ｗi・γiの信号強度のレベル間の関係が一定の法則に従う、ということがある。
図６に、入力信号Ｓ0の波形と、ウェーブレット変換により得られる各レベルの補正済高周波帯域成分の波形を示す。図６は、（ａ）は入力信号Ｓ0を示し、（ｂ）はレベル１の二項ウェーブレット変換により得られる補正済高周波帯域成分Ｗ1・γ1を示し、（ｃ）はレベル２の二項ウェーブレット変換により得られる補正済高周波帯域成分Ｗ2・γ2を示し、（ｄ）はレベル３の二項ウェーブレット変換により得られる補正済高周波帯域成分Ｗ3・γ3を示し、（ｅ）はレベル４の二項ウェーブレット変換により得られる補正済高周波帯域成分Ｗ4・γ4が示されている。
各レベルにおける信号強度の変化を見ると、（ａ）において、“１”や“４”に示すなだらかな（微分可能な）信号変化に対応する補正済高周波帯域成分Ｗi・γiは、（ｂ）→（ｅ）に示すようにｉ（レベル）の値が増大するほど信号強度が増大する。
入力信号Ｓ0において、（ａ）の“２”に示すステップ状の信号変化に対応する補正済高周波帯域成分Ｗi・γiは、ｉの値に関わらず信号強度が一定となる。入力信号Ｓ0において、“３”に示すδ関数状の信号変化に対応する補正済高周波帯域成分Ｗi・γiは、（ｂ）→（ｅ）に示すように、レベル数ｉが増大するほど信号強度が減衰する。
第四の特徴として、画像信号のような２次元信号における第１レベルの二項ウェーブレット変換の方法は、上述の直交ウェーブレット変換や双直交ウェーブレット変換と異なり、図７に示す方法で行われる、ということがある。
図７に示すように、第１レベルの二項ウェーブレット変換により、入力信号Ｓn-1を、ｘ方向のローパスフィルタＬＰＦｘ及びｙ方向のローパスフィルタＬＰＦｙで処理することにより、低周波帯域成分Ｓnが得られる。また、入力信号Ｓn-1を、ｘ方向のハイパスフィルタＨＰＦｘで処理することにより、高周波帯域成分Ｗｘnが得られる。更に、入力信号Ｓn-1を、ｙ方向のハイパスフィルタＨＰＦｙで処理することにより、もう一つの高周波帯域成分Ｗｙnが得られる。
このように、第１レベルの二項ウェーブレット変換により、入力信号Ｓn-1は、２つの高周波帯域成分Ｗｘn、Ｗｙnと、１つの低周波帯域成分Ｓnに分解される。２つの高周波帯域成分Ｗｘn、Ｗｙnは、低周波帯域成分Ｓnの２次元における変化ベクトルＶnのｘ成分とｙ成分に相当する。変化ベクトルＶnの大きさＭnと偏角Ａnは下記式（１１）及び（１２）で与えられる。
Figure 2005196270
Figure 2005196270
また二項ウェーブレット変換で得られた２つの高周波帯域成分Ｗｘn、Ｗｙnと１つの低周波帯域成分Ｓnに、図８に示す二項ウェーブレット逆変換を施すことにより、変換前の信号Ｓn-1を再構成することができる。すなわち、Ｓnをｘ方向のローパスフィルタＬＰＦｘ及びｙ方向のローパスフィルタＬＰＦｙで処理することにより得られる信号と、Ｗｘnをｘ方向のハイパスフィルタＨＰＦ'ｘ及びｙ方向のローパスフィルタＬＰＦ'ｙで処理することにより得られる信号と、Ｗｙnをｘ方向のローパスフィルタＬＰＦ'ｘ及びハイパスフィルタＨＰＦ'ｙで処理することにより得られる信号と、を加算することによって、二項ウェーブレット変換前の信号Ｓn-1を得ることができる。
次に、図９のブロック図に基づいて、入力信号Ｓ0に対して第ｎレベル（ｎは自然数）の二項ウェーブレット変換を行い、得られた高周波帯域成分、低周波帯域成分に対して何らかの画像処理（図９では「編集」と記述。）を行った後に、第ｎレベルの二項ウェーブレット逆変換を行って出力信号Ｓ0'を得るまでの方法について説明する。
入力信号Ｓ0に対するレベル１の二項ウェーブレット変換によって、入力信号Ｓ0は、２つの高周波帯域成分Ｗｘ1、Ｗｙ1と低周波帯域成分Ｓ1の信号に分解される。レベル２のウェーブレット変換によって、レベル１の二項ウェーブレット変換で得られた低周波帯域成分Ｓ1は、更に２つの高周波帯域成分Ｗｘ2、Ｗｙ2と低周波帯域成分Ｓ2に分解される。この様な分解操作をレベルｎまで繰り返すことにより、入力信号Ｓ0は、複数の高周波帯域成分Ｗｘ1、Ｗｘ2、…、Ｗｘn、Ｗｙ1、Ｗｙ2、…、Ｗｙnと、１つの低周波帯域成分Ｓnとに分解される。
このようにして得られた高周波帯域成分Ｗｘ1、Ｗｘ2、…、Ｗｘn、Ｗｙ1、Ｗｙ2、…、Ｗｙn、低周波帯域成分Ｓnに対して画像処理（編集）が行われ、高周波帯域成分Ｗｘ1'、Ｗｘ2'、…、Ｗｘn'、Ｗｙ1'、Ｗｙ2'、…、Ｗｙn'、低周波帯域成分Ｓn'が得られる。
そして、これら高周波帯域成分Ｗｘ1'、Ｗｘ2'、…、Ｗｘn'、Ｗｙ1'、Ｗｙ2'、…、Ｗｙn'、低周波帯域成分Ｓn'に、二項ウェーブレット逆変換が施される。すなわち、画像処理（編集）後のレベルｎにおける２つの高周波帯域成分Ｗｘn'、Ｗｙn'と低周波帯域成分Ｓn'から、画像処理後のレベルｎ−１の低周波帯域成分Ｓn-1'が構成される。このような操作を繰り返し、画像処理後のレベル２における２つの高周波帯域成分Ｗｘ2'、Ｗｙ2'と低周波帯域成分Ｓ2'から、画像処理後のレベル１の低周波帯域成分Ｓ1'が構成される。この低周波帯域成分Ｓ1'と、画像処理後のレベル１における２つの高周波帯域成分Ｗｘ1'、Ｗｙ1'から、画像信号Ｓ0'が構成される。
なお、図９において用いられる各フィルタのフィルタ係数は二項ウェーブレット変換に応じて適切に定められる。また二項ウェーブレット変換においては、レベル毎に用いるフィルタのフィルタ係数が異なる。レベルｎにおいて使用するフィルタ係数は、レベル１のフィルタの各係数の間に２n-1−１個のゼロを挿入したものが用いられる。
また、図９には、二項ウェーブレット変換により得られる高周波帯域成分と最終レベルの低周波帯域成分の画像に対して行われる画像処理（編集）の流れが示されているが、必要に応じて、二項ウェーブレット逆変換後に合成された低周波帯域成分の画像に対して画像処理を行うようにしてもよい。更に、二項ウェーブレット変換途中の低周波帯域成分の画像に対して画像処理を行うようにしてもよい。
請求項９、２１、３３に記載の発明における「画像サイズが減少する方式の多重解像度変換」として、双直交・直交ウェーブレット変換を用いることが好ましい。また、双直交・直交ウェーブレット変換は、変換後の低周波帯域成分画像の画像サイズを元画像の４分の１にすることができるため、処理負荷の観点からも好ましい。
請求項５、９、１７、２１、２９、３３に記載の発明における「信号強度を減衰させる」とは、画素の信号強度の絶対値を小さくするように処理することを意味する。また、「画像信号の信号強度が特定の閾値以下である」画素の選定は、例えば、高周波帯域成分の信号強度の標準偏差σに基づいて決定される閾値により選定したり、信号強度の平均値、メジアン、モード等を用いて閾値を決定し、その決定された閾値により選定したり、二項ウェーブレット変換により得られた第Ｐレベル（Ｐは自然数）の補正済み高周波帯域成分の画像信号と、第Ｐ＋１又は第Ｐ−１レベルの補正済み高周波帯域成分の画像信号に対応する画素の信号強度の比較に基づいて選定することしてもよい。
また、請求項に記載の第１レベル及び第２レベルの「第１」及び「第２」とは、多重解像度変換又は二項ウェーブレット変換を施す回数を意味している。
請求項１、１３、２５に記載の発明によれば、カラー画像を表す画像信号を取得して、画像信号に含まれる画素から肌色領域に属す画素を抽出し、抽出された画素のうち、空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対して、信号強度の変化量を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。
なお、空間周波数の範囲及び信号強度の変化量の閾値としては、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワ等の量に応じて適宜変化させることが好ましい。また、信号強度の変化量を減衰させる調整量についても、同様に、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワの量に応じて適宜変化させることが好ましい。また、人間のシワは横方向（目や口と平行な方向）に多いので、横方向のシワを強く除去できるように調整させてもよい。
請求項２、１４、２６に記載の発明によれば、画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、肌色領域に属する画素の輝度信号及び／又は色差信号に対して、信号強度の変化量を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。なお、人物の肌のシワや荒れ等に対しては、輝度信号に対して画像処理を行うことが好ましく、シミやソバカス等に対しては、色差信号に対して画像処理を行うことが好ましい。
請求項３、１５、２７に記載の発明によれば、信号強度調整工程において信号強度の変化量が減衰された後の肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
請求項４、１６、２８に記載の発明によれば、信号強度の変化量が減衰された後の肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
請求項５、１７、２９に記載の発明によれば、カラー画像を表す画像信号を取得して、画像信号に含まれる画素から肌色領域に属す画素を抽出し、画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解して得られた周波数帯域成分のうち、肌色領域に属している画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合に、信号強度を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。
なお、信号強度の閾値としては、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワ等の量に応じて適宜変化させることが好ましい。また、信号強度を減衰させる調整量についても、同様に、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワの量に応じて適宜変化させることが好ましい。さらに、人間のシワは横方向（目や口と平行な方向）に多いので、横方向のシワを強く除去できるように調整させてもよい。
請求項６、１８、３０に記載の発明によれば、輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記二項ウェーブレット変換を施して互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解して得られた周波数帯域成分のうち、肌色領域に属している画素の少なくとも第２レベルの高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合に、信号強度を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。なお、人物の肌のシワや荒れ等に対しては、輝度信号に対して画像処理を行うことが好ましく、シミやソバカス等に対しては、色差信号に対して画像処理を行うことが好ましい。
請求項７、１９、３１に記載の発明によれば、第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解された互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、肌色領域に属している画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
請求項８、２０、３２に記載の発明によれば、信号強度の変化量が減衰された後の肌色領域に属している画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
請求項９、２１、３３に記載の発明によれば、カラー画像を表す画像信号を取得して、画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して得られた互いに異なる周波数帯域成分のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素から、肌色領域に属する画素を抽出し、低周波帯域成分の画像信号に対し、二項ウェーブレット変換を少なくとも第１レベル施して得られた互いに異なる周波数帯域成分のうち、肌色領域に属している画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、信号強度を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像サイズが減少してから画像処理を行うことで処理の生産性を向上させることができるとともに、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。
なお、信号強度の閾値としては、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワ等の量に応じて適宜変化させることが好ましい。また、信号強度を減衰させる調整量についても、同様に、画像信号に記録された人物の年齢、性別、肌の色調、シミやシワの量に応じて適宜変化させることが好ましい。さらに、人間のシワは横方向（目や口と平行な方向）に多いので、横方向のシワを強く除去できるように調整させてもよい。
請求項１０、２２、３４に記載の発明によれば、多重解像度変換で得られた低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、輝度信号及び／又は色差信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して得られた周波数帯域成分のうち、肌色領域に属している画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合に、信号強度を減衰させる画像処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。なお、人物の肌のシワや荒れ等に対しては、輝度信号に対して画像処理を行うことが好ましく、シミやソバカス等に対しては、色差信号に対して画像処理を行うことが好ましい。
請求項１１、２３、３５に記載の発明によれば、肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
請求項１２、２４、３６に記載の発明によれば、信号強度の変化量が減衰された後の肌色領域に属している画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するようにしたことにより、本発明の画像処理の結果、コントラストが変化したかのように知覚される場合であっても、違和感のない画像を提供することができる。
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
＜画像処理装置１の外観構成＞
まず、図１０を参照して、画像処理装置１の外観構成を説明する。
画像処理装置１は、図１０に示すように、筐体２の一側面に、感光材料を装填するためのマガジン装填部３が設けられている。筐体２の内側には、感光材料に露光する露光処理部４と、露光された感光材料を現像処理して乾燥し、プリントを作成するためのプリント作成部５が設けられている。筐体２の他側面には、プリント作成部５で作成されたプリントを排出するためのトレー６が設けられている。
また、筐体２の上部には、表示装置としてのＣＲＴ（Cathode Ray Tube）８、透過原稿を読み込む装置であるフィルムスキャナ部９、反射原稿入力装置１０、操作部１１が設けられている。更に、筐体２には、各種デジタル記録媒体に記録された画像情報を読み取り可能な画像読込部１４、各種デジタル記録媒体に画像信号を書き込み可能な画像書込部１５が設けられている。また、筐体２の内部には、これらの各部を統括的に制御する制御部７が設けられている。
画像読込部１４には、ＰＣカード用アダプタ１４ａ、フロッピーディスク（登録商標、以下同様）用アダプタ１４ｂが設けられ、ＰＣカード１３ａやフロッピーディスク１３ｂが差し込み可能になっている。ＰＣカード１３ａは、例えば、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像の情報が記録されたメモリを有する。フロッピーディスク１３ｂには、例えば、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像の情報が記録される。
画像書込部１５には、フロッピーディスク用アダプタ１５ａ、ＭＯ（Magneto-Optical）用アダプタ１５ｂ、光ディスク用アダプタ１５ｃが設けられ、それぞれ、フロッピーディスク１６ａ、ＭＯ１６ｂ、光ディスク１６ｃが差し込み可能になっている。光ディスク１６ｃとしては、ＣＤ−Ｒ（CD Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（CD Rewritable）、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ブルーレイディスク（Blu-ray Disk）等がある。
なお、図１０では、操作部１１、ＣＲＴ８、フィルムスキャナ部９、反射原稿入力装置１０、画像読込部１４が、筐体２に一体的に設けられた構造となっているが、これらの何れかを別体として設けるようにしてもよい。
なお、図１０に示した画像処理装置１では、感光材料に露光して現像してプリントを作成するものが例示されているが、プリント作成方式はこれに限定されず、例えば、インクジェット方式、電子写真方式、感熱方式、昇華方式等の方式を用いてもよい。
＜画像処理装置１の内部構成＞
次に、図１１を参照して、画像処理装置１の内部構成を説明する。画像処理装置１は、図１１に示すように、制御部７、露光処理部４、プリント作成部５、フィルムスキャナ部９、反射原稿入力装置１０、画像読込部１４、通信手段（入力）３２、画像書込部１５、データ蓄積手段７１、操作部１１、ＣＲＴ８、通信手段（出力）３３を備える。
制御部７は、マイクロコンピュータにより構成され、ＲＯＭ（Read Only Memory）等（図示略）に記憶されている画像処理プログラム等の各種制御プログラムと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示略）との協働により、画像処理装置１を構成する各部の動作を統括的に制御する。
制御部７は、画像処理部７０を有し、操作部１１からの入力信号（指令情報）に基づいて、フィルムスキャナ部９や反射原稿入力装置１０により取得した画像データ、画像読込部１４から読み込まれた画像データ、外部機器から通信手段３２を介して入力された画像データに対して、露光用画像情報を形成し、露光処理部４に出力する。また、画像処理部７０は、画像処理された画像データに対して出力形態に応じた変換処理を施して出力する。画像処理部７０の出力先としては、ＣＲＴ８、画像書込部１５、通信手段（出力）３３、データ蓄積手段７１等がある。
露光処理部４は、感光材料に画像の露光を行い、この感光材料をプリント作成部５に出力する。プリント作成部５は、露光された感光材料を現像処理して乾燥し、プリントＰ１、Ｐ２、Ｐ３を作成する。プリントＰ１は、サービスサイズ、ハイビジョンサイズ、パノラマサイズ等のプリントであり、プリントＰ２は、Ａ４サイズのプリントであり、プリントＰ３は、名刺サイズのプリントである。
フィルムスキャナ部９は、アナログカメラにより撮像された現像済みのネガフィルムかリバーサルフィルム等の各種透過原稿から駒画像の情報を読み込む。反射原稿入力装置１０は、プリントＰ（写真プリント等）に形成された各種画像を読み込む。
画像読込部１４は、画像転送手段３０を有し、ＰＣカード１３ａやフロッピーディスク１３ｂに記録された駒画像情報を読み出して制御部７に転送する。画像転送手段３０は、ＰＣカード用アダプタ１４ａ、フロッピーディスク用アダプタ１４ｂ等を有する。画像読込部１４は、ＰＣカード用アダプタ１４ａに差し込まれたＰＣカード１３ａや、フロッピーディスク用アダプタ１４ｂに差し込まれたフロッピーディスク１３ｂに記録された駒画像の情報を読み取り、画像転送手段３０を用いて制御部７に転送する。ＰＣカード用アダプタ１４ａとしては、例えばＰＣカードリーダやＰＣカードスロット等が用いられる。
通信手段（入力）３２は、画像処理装置１が設置された施設内の別のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータから、撮像画像を表す画像信号やプリント命令信号を受信する。
画像書込部１５は、画像搬送部３１として、フロッピーディスク用アダプタ１５ａ、ＭＯ用アダプタ１５ｂ、光ディスク用アダプタ１５ｃを備える。画像書込部１５は、制御部７から入力される書込信号に従って、フロッピーディスク用アダプタ１５ａに差し込まれたフロッピーディスク１６ａ、ＭＯ用アダプタ１５ｂに差し込まれたＭＯ１６ｂ、光ディスク用アダプタ１５ｃに差し込まれた光ディスク１６ｃに、各種データを書き込む。
データ蓄積手段７１は、画像情報とそれに対応する注文情報（どの駒の画像から何枚プリントを作成するかの情報、プリントサイズの情報等）とを蓄積する。
操作部１１は、情報入力手段１２を有する。情報入力手段１２は、例えば、タッチパネル等により構成されており、情報入力手段１２の押下信号を入力信号として制御部７に出力する。なお、操作部１１は、キーボードやマウス等を備えて構成するようにしてもよい。ＣＲＴ８は、制御部７から入力された表示制御信号に従って、画像情報等を表示する。
通信手段（出力）３３は、撮影画像を表す画像信号と、それに付帯するオーダー情報とを、画像処理装置１が設置された施設内の他のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータに対して送信する。
＜画像処理部７０の構成＞
次に、図１２を参照して、画像処理部７０の構成を説明する。
画像処理部７０は、図１２に示すように、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部７０６、プリンタ固有処理部７０７、画像データ書式作成処理部７０８を備える。
フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムスキャナ部９から入力された画像情報に対し、フィルムスキャナ部９に固有の校正操作、ネガ原稿の場合のネガポジ反転、グレーバランス調整、コントラスト調整等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。また、フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムサイズ、ネガポジ種別、フィルムに光学的或いは磁気的に記録されたＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度、メーカー名、主要被写体に関わる情報、撮影条件に関する情報（例えばＡＰＳ（Advanced Photo System）の記載情報内容）等も併せて画像調整処理部７０４に出力する。
反射原稿スキャンデータ処理部７０２は、反射原稿入力装置１０から入力された画像情報に対し、反射原稿入力装置１０に固有の校正操作、ネガ原稿の場合のネガポジ反転、グレーバランス調整、コントラスト調整等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。
画像データ書式解読処理部７０３は、画像転送手段３０や通信手段（入力）３２から入力された画像データのデータ書式に従って、圧縮符号の復元、色データの表現方法の変換等を行い、画像調整処理部７０４に出力する。
画像調整処理部７０４は、操作部１１又は制御部７の指令に基づいてフィルムスキャナ部９、反射原稿入力装置１０、画像転送手段３０、通信手段（入力）３２から入力されたカラー画像を表す画像信号に対して、各種画像処理を行う。具体的には、画像調整処理部７０４は、画像信号に人物の肌色領域が含まれる場合、画像信号から肌色領域の抽出を行う。
ここで、肌色領域とは、画像信号中に含まれる人物の顔や首等の肌の領域を意味する。ここで、画像信号を二項ウェーブレット変換して得られる低周波帯域成分の画像信号に対し、単純領域拡張を行うことによって抽出される画像領域を肌色領域としてもよいし、画像信号に含まれる被写体の目候補を中心に対数極座標変換を施し、当該処理後の画像信号からテンプレートマッチング又は単純領域拡張を行うことで顔候補と判定される画像領域を肌色領域としてもよい。
また、画像調整処理部７０４は、カラー画像を表す画像信号のＲＧＢの３色強度信号を、輝度信号と色差信号に変換する。輝度信号と色差信号への変換は、画像処理対象の画像信号に含まれるＲＧＢの３色強度信号を、公知のＹＩＱ基底、ＹＵＶ基底等に変換することであってもよいし、ｓＲＧＢやＮＴＳＣ等の規格に基づきＣＩＥ１９３１表色系のＸＹＺ基底、ＣＩＥ１９７６の勧告するＬ＊ａ＊ｂ＊基底、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊基底等に変換することであってもよいし、ＲＧＢの平均値を輝度信号とし、これに直交する２軸を色差信号とするような変換であってもよい。
また、画像調整処理部７０４は、画像信号のうち、空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下にある画素に対し、信号強度の変化量を減衰させる処理を施す。この減衰処理は、高周波帯域成分の画像信号に含まれるシワやシミ等を除去する処理に対応する。なお、空間周波数及び信号強度の変化量が特定範囲外であっても特定範囲近傍にある画素に対しては、信号強度の変化量に対し、やや弱い減衰処理を施すようにしてもよい。また、特定範囲内及び特定範囲近傍にも該当しないような画素に対しては、逆に信号強度の変化量を強調させる処理を施すようにしてもよい。
ここで、空間周波数と信号強度の変化量を測定する際には、正弦波の空間周波数及び振幅が異なる複数の画像信号を、処理前の画像信号に対して市販のレタッチソフト等を用いて貼り込み、その画像信号に対して画像処理を施し、処理前の振幅値に対する処理後の振幅値の変化を測定すればよい。
また、画像調整処理部７０４は、画像信号に対して、コントラストの調整を行ったり、ノイズ信号を付加する処理を行う。
さらに、画像調整処理部７０４は、画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分に分解する。或いは、画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換（例えば、双直交ウェーブレット変換等）を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分に分解し、このうち低周波帯域成分の画像信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換をさらに施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分に分解する。このとき、画像調整処理部７０４は、画像信号の読み取り解像度に基づいて、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換から二項ウェーブレット変換へ切り替えを行うレベル数を決定し、その決定された切り替えレベル数に従って、当該多重解像度変換及び二項ウェーブレット変換を行うようにする。また、画像処理後の画像信号に対して、二項ウェーブレット逆変換及び多重解像度逆変換を施す。
画像調整処理部７０４は、上記処理後の画像信号を、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部７０６、プリンタ固有処理部７０７、画像データ書式作成処理部７０８、データ蓄積手段７１に出力する。
ＣＲＴ固有処理部７０５は、画像調整処理部７０４から入力された画像処理済みの画像信号に対して、画素数変更、カラーマッチング等の処理を施し、各種表示情報とともにＣＲＴ８に出力する。
プリンタ固有処理部７０６は、画像調整処理部７０４から入力された画像処理済みの画像信号に対して、プリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行い、露光処理部４に出力する。
本実施の形態の画像処理装置１に、インクジェットプリンタ等の外部プリンタ３４が接続されている場合には、接続されたプリンタ毎にプリンタ固有処理部７０７が設けられている。このプリンタ固有処理部７０７は、画像調整処理部７０４から入力された画像処理済みの画像に対して、プリンタに固有の適正な校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行う。
画像データ書式作成処理部７０８は、画像調整処理部７０４から入力された画像処理済みの画像信号に対して、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）、ＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）、Ｅｘｉｆ（Exchangeable Image File Format）等に代表される各種の汎用画像フォーマットへの変換を行い、画像搬送部３１や通信手段（出力）３３に出力する。
なお、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部７０６及び７０７、画像データ書式作成処理部７０８という区分は、本実施の形態の画像処理部７０の機能の理解を助ける為に設けた区分であり、必ずしも物理的に独立したデバイスとして実現される必要はなく、例えば、単一ソフトウエア処理の種類の区分として実現されてもよい。また、本実施の形態における画像処理装置１は、上述の内容に限定されるものではなく、デジタルフォトプリンタ、プリンタドライバ、各種画像処理ソフトのプラグイン等、種々の形態に適用することができる。
次に、図１２の画像調整処理部７０４において実行される、シワやシミ等を除去する処理の具体的な実施方法として、ウェーブレット変換の一つである二項ウェーブレット変換を用いた例を、実施例１及び実施例２に分けて説明する。
＜実施例１＞
図１３を参照して、本実施例１における動作を説明する。本実施例１で説明する動作は、画像調整処理部７０４によって行われる。本実施例１では、取得されたカラー画像を表す画像信号に含まれる画素から肌色領域に属する画素を抽出するとともに、カラー画像を表す画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、当該変換された輝度信号及に対し、第３レベルの二項ウェーブレット変換を施し、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換で得られる互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、先に得られた肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、信号強度を減衰させる処理を行うことで、人物画像からシワやシミ等を除去する例を示す。
まず、画像信号に含まれる画素から肌色領域に属する画素が抽出されるとともに、画像信号が輝度信号Ｓ0と色差信号（不図示）に分解される。輝度信号Ｓ0は、フィルタ群Ｆ１を介してレベル１の二項ウェーブレット変換が施され、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ1、Ｗｙ1と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ1とに分解される。同様に、低周波帯域成分の画像信号Ｓ1は、フィルタ群Ｆ２を介してレベル２の二項ウェーブレット変換が施され、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ2とに分解され、さらに、低周波帯域成分の画像信号Ｓ2は、フィルタ群Ｆ３を介してレベル３の二項ウェーブレット変換が施され、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ3、Ｗｙ3と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ3とに分解される。
この際、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換で分解された高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2、Ｗｘ3、Ｗｙ3から、先に抽出された肌色領域に属している画素の画像信号の信号強度の絶対値の標準偏差σが各々算出され、シワやシミ等の除去処理の基準となる閾値が決定される。そして、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2、Ｗｘ3、Ｗｙ3の各々に含まれている肌色領域に属した画素の画像信号が閾値以下の信号強度を有する場合、画素の信号強度を減衰させる処理が施され（図中符号Ｆ４参照）、減衰処理済の画像信号Ｗｘ2'、Ｗｙ2'、Ｗｘ3'、Ｗｙ3'がそれぞれ生成される。
次いで、Ｗｘ3'、Ｗｙ3'及び低周波帯域成分の画像信号Ｓ3が、フィルタ群Ｆ５を介してレベル３の二項ウェーブレット逆変換されてＳ2'が生成され、次いで、Ｗｘ2'、Ｗｙ2'及びＳ2'が、フィルタ群Ｆ６を介してレベル２の二項ウェーブレット逆変換されてＳ1'が生成され、次いで、Ｗｘ1、Ｗｙ1及びＳ1'が、フィルタ群Ｆ７を介してレベル１の二項ウェーブレット逆変換されてＳ0'が生成される。ここで、Ｓ0'は、輝度信号Ｓ0からシワやシミ等を除去した輝度信号となる。その後、輝度信号Ｓ0'及び色差信号（不図示）は、ＲＧＢ信号に変換されて、シワやシミ等を除去したカラー画像信号が得られる。
ここで、フィルタ群Ｆ１〜Ｆ３は、入力信号に対して、それぞれ、レベル１、２、３の二項ウェーブレット変換ウェーブレット変換を施し、フィルタ群Ｆ５〜７は、入力信号に対して、それぞれ、レベル３、２、１の二項ウェーブレット逆変換を施す。
フィルタ群Ｆ１〜３及びＦ５〜Ｆ７の各フィルタのうち、Ｄ＿ＨＰＦｋｌ、Ｄ＿ＨＰＦ'ｋｌ（ｋ＝１、２、…、ｎ（ｎは自然数）；ｌ＝ｘ、ｙ）は、ハイパスフィルタであり、Ｄ＿ＬＰＦｋｌ、Ｄ＿ＬＰＦ'ｋｌ（ｋ＝１、２、…、ｎ（ｎは自然数）；ｌ＝ｘ、ｙ）は、ローパスフィルタである。ハイパスフィルタ及びローパスフィルタの例を表１に示す。
Figure 2005196270
表１において、ｃ＝０のフィルタ係数は、現在処理している画素に対するフィルタ係数で、ｃ＝−１のフィルタ係数は、現在処理している画素の１つ前の画素のフィルタ係数で、ｃ＝＋１のフィルタ係数は、現在処理している画素の１つ後の画素に対するフィルタ係数である。
二項ウェーブレット変換においては、レベル毎にフィルタ係数が異なる。レベルｉのフィルタ係数は、レベル１のフィルタの各係数の間に２i-1−１個のゼロを挿入したものが用いられる。
また二項ウェーブレット変換のレベルｉに応じて定められる補正係数γiの例を、表２に示す。
Figure 2005196270
なお、上記処理によって得られるシワやシミ等を除去済みのカラー画像信号は、コントラストの変更を行っていない場合であっても、画像信号に含まれる人物の顔の大きさ、明るさ等の条件によってコントラストが変化したかのように知覚される場合がある。そのため、肌色領域に含まれる画素のレベル１の二項ウェーブレット変換で得られた低周波帯域成分の画像信号に対し、コントラストを変更する処理を施す。又は、処理済みのカラー画像信号の肌色領域に含まれる画素の画像信号に対して、微弱なノイズ信号を付加する処理を施す。このような処理を行うことで、視覚的に違和感のないコントラストを保つことが可能となる。なお、ここでコントラストの変更又はノイズ信号の付加どちらか一方を行うこととしたが、両処理を施すこととしてもよいし、両処理を施さないようにしてもよい。
図１４に、本実施例１における画像評価結果の一例を示す。図１４には、Ｍａｍｉｙａ ＲＺ６７ Ｐｒｏ２（マミヤ社製）のカメラに、Ｐｈａｓｅ Ｏｎｅ Ｈ１０カメラパック（Phase One社製）を使用して、被写体である２０代女性の顔を２６５６ｐｉｘｅｌ＊３９９２ｐｉｘｅｌ（約１０６０万画素）で撮影した後、当該被写体が記録された画像信号に対し、本実施例１の画像処理後、３００ｄｐｉ程度の出力解像度で２Ｌ版サイズの銀塩印画紙に出力した場合の画像評価結果が示されている。
図１４の評価結果は、画像処理条件が異なる５つの画像処理（実験１〜実験５）を行って、１０人の被験者による５段階評価の平均値を画像の評価結果としている。ここで、シワ感及び違和感という指標は、それぞれ、画像のシワやシミ等の除去具合、画像に対する違和感を示している。５つの画像処理は、信号強度を減衰させるウェーブレットのレベル、信号強度を減衰させる抑制量、減衰を行う信号強度の閾値を変化させることにより達成した。
ここで、画像処理条件とは、画像信号の空間周波数の範囲、最大信号変化量に対する信号強度の変化量の範囲、信号強度を減衰させるための信号強度の変化量に乗ずる抑制量の値を示している。空間周波数は、二項ウェーブレット変換で得られる各レベルの高周波帯域成分の画像信号の周波数に対応しており、変化量範囲は、各レベルで得られた高周波帯域成分の画像信号の信号強度に対応している。ここで、最大信号変化量とは、信号強度（信号値）の変化量の最大値を意味しており、例えば、８ビット系のシステムの場合、画像信号の信号値は、０〜２５５の範囲を取り得るため、最大信号変化量は２５５となる。
図１４に示す評価結果によれば、実験１及び実験３の画像処理条件で画像処理を行った場合の評価結果が、他の実験２、４、５による評価結果よりも高くなっていることから、空間周波数が１．５〜３．０本／ｍｍ、信号強度の変化量が最大信号変化量の０〜２０％の範囲内にある画素に対しては、信号強度の変化量を０．５倍〜０．７５倍に減衰させる抑制処理を施すことが好ましいということが読み取れる。
以上のように、実施例１の画像処理装置１によれば、取得した画像信号に含まれる画素から肌色領域に属する画素が抽出されるとともに取得した画像信号が輝度信号と色差信号に分解され、分解された輝度信号及び色差信号に対し、レベル１〜レベル３の二項ウェーブレット変換を施し、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換により得られた高周波帯域成分の画像信号の空間周波数が１．５〜３．０本／ｍｍ、信号強度の変化量が最大信号変化量の０〜２０％の範囲内にある肌色領域の画素に対し、信号強度の変化量を減衰させる処理を行うようにしたことにより、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。
なお、本実施例１では、信号強度の変化量を減衰させる処理を施しているが、これに限定されず、空間周波数及び信号強度の変化量が特定範囲外であっても特定範囲近傍にある画素に対しては、信号強度の変化量に対し、やや弱い抑制処理を施すようにしてもよい。また、特定範囲内及び特定範囲近傍にも該当しないような画素に対しては、逆に信号強度の変化量を強調させる処理を施すようにしてもよい。
また、本実施例１では、輝度信号にのみレベル１〜レベル３の二項ウェーブレット変換及び信号強度を減衰させる処理を行うこととしたが、これに限定されず、色差信号にのみ行うこととしてもよいし、輝度信号及び色差信号に行うこととしてもよい。
また、二項ウェーブレット変換を行うレベル数は、画像信号に含まれる被写体の種類、画像信号の画素数、出力解像度の出力サイズ等に応じて適宜変更することが好ましい。
＜実施例２＞
次に、図１５を参照して、実施例２における動作を説明する。本実施例２で説明する動作は、画像調整処理部７０４によって行われる。本実施例２では、取得されたカラー画像を表す画像信号に対し、第１レベルの双直交ウェーブレット変換を施し、レベル１の双直交ウェーブレット変換で得られた二つの異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素から肌色領域に属する画素を抽出するとともに低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、変換された輝度信号に対し、第２レベルの二項ウェーブレット変換を施し、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換で得られた互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、先に得られた肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、信号強度を減衰させる処理を行うことで、人物画像からシワやシミ等を除去する例を示す。
まず、画像信号Ｓ0に対し、フィルタ群Ｆ１１ａ及びＦ１１ｂを介してレベル１の双直行ウェーブレット変換が施される。ここで、画像信号Ｓ0は、フィルタ群Ｆ１１ａを介して、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ1と低周波帯域成分の画像信号Ｓｘ1とに分解され、さらに、Ｗｘ1は、フィルタ群Ｆ１１ｂを介して、高周波帯域成分の画像信号Ｗｄ1とＷｖ1とに、Ｓｘ1は、高周波帯域成分の画像信号Ｗｈ1と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ1とに分解される。次いで、分解された低周波帯域成分の画像信号Ｓ1に含まれる画素から肌色領域に属する画素を抽出するとともに、低周波帯域成分の画像信号Ｓ1を輝度信号と色差信号とに変換する。図１５では、変換された輝度信号をＳ1と再定義している。
次いで、輝度信号Ｓ1は、フィルタ群Ｆ１２を介してレベル２の二項ウェーブレット変換が施され、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ2とに分解され、さらに、低周波帯域成分の画像信号Ｓ2は、フィルタ群Ｆ１３を介してレベル３の二項ウェーブレット変換が施され、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ3、Ｗｙ3と、低周波帯域成分の画像信号Ｓ3とに分解される。
この際、レベル２及びレベル３の二項ウェーブレット変換で分解された高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2、Ｗｘ3、Ｗｙ3のから、先に抽出された肌色領域に属している画素の画像信号の信号強度の絶対値の標準偏差σが各々算出され、シワやシミ等の除去処理の基準となる閾値が決定される。そして、高周波帯域成分の画像信号Ｗｘ2、Ｗｙ2、Ｗｘ3、Ｗｙ3の各々に含まれている肌色領域に属した画素の画像信号が閾値以下の信号強度を有する場合、画素の信号強度を減衰させる処理が施され（図中符号Ｆ１４参照）、減衰処理済の画像信号Ｗｘ2'、Ｗｙ2'、Ｗｘ3'、Ｗｙ3'がそれぞれ生成される。
次いで、Ｗｘ3'、Ｗｙ3'及び低周波帯域成分の画像信号Ｓ3が、フィルタ群Ｆ１５を介してレベル３の二項ウェーブレット逆変換が施されてＳ2'が生成され、次いで、Ｗｘ2'、Ｗｙ2'及びＳ2'が、フィルタ群Ｆ１６を介してレベル２の二項ウェーブレット逆変換が施されてＳ1'が生成され、輝度信号Ｓ1'及び色差信号（不図示）が、ＲＧＢ信号に変換されて、シワやシミ等を除去した低周波帯域成分の画像信号Ｓ1'（再定義）が得られる。
次いで、Ｗｄ1、Ｗｖ1、Ｗｈ1及びＳ1'に対して、フィルタ群Ｆ１７ａ及びフィルタ群Ｆ１７ｂを介してレベル１の双直交ウェーブレット逆変換が施される。ここで、Ｗｄ1及びＷｖ1が、Ｗｘ1に、Ｗｈ1及びＳ1'が、Ｓｘ1'に各々フィルタ群Ｆ１７ａ介して生成され、さらに、Ｗｘ1及びＳｘ1'が、フィルタ群Ｆ１７ｂを介してシワやシミ等を除去したカラー画像を表す画像信号Ｓ0'が生成される。
ここで、フィルタ群Ｆ１１は、入力信号に対して、レベル１の双直交ウェーブレット変換を施し、フィルタ群Ｆ１２及びＦ１３は、入力信号に対して、それぞれ、レベル２、３の二項ウェーブレット変換を施す。また、フィルタ群Ｆ１５及びＦ１６は、入力信号に対して、それぞれ、レベル３、２の二項ウェーブレット逆変換を施し、フィルタ群Ｆ１７は、レベル１の双直交ウェーブレット逆変換を施す。
フィルタ群Ｆ１１及びＦ１７の各フィルタのうち、Ｏ＿ＨＰＦｌ、Ｏ＿ＬＰＦｌ（ｌ＝ｘ、ｙ）は、それぞれ、双直交ウェーブレット変換用のハイパスフィルタ、ローパスフィルタであり、Ｏ＿ＨＰＦ'ｌ、Ｏ＿ＬＰＦ'ｌは、それぞれ、双直交ウェーブレット逆変換用のハイパスフィルタ、ローパスフィルタである。ハイパスフィルタ及びローパスフィルタの例を表３に示す。
Figure 2005196270
表３において、ｃ＝０のフィルタ係数は、現在処理している画素に対するフィルタ係数であり、ｃ＝−１のフィルタ係数は、現在処理している画素の１つ前の画素のフィルタ係数、ｃ＝＋１のフィルタ係数は、現在処理している画素の１つ後の画素に対するフィルタ係数である。なお、説明の簡略化のため二項ウェーブレット変換及び二項ウェーブレット逆変換用のフィルタ係数Ｄ＿ＨＰＦｋｌ、Ｄ＿ＨＰＦ'ｋｌ、Ｄ＿ＬＰＦｋｌ、Ｄ＿ＬＰＦ'ｋｌ（ｋ＝１、２、…、ｎ（ｎは自然数）；ｌ＝ｘ、ｙ）は、実施例１と同名称で表しており、フィルタの例を表１に示す。また、補正係数γiの例を、表２に示す。
ここで、処理済みのカラー画像信号は、コントラストの変更を行っていない場合であっても、画像信号に含まれる人物の顔の大きさ、明るさ等の条件によってコントラストが変化したかのように知覚される場合がある。そのため、抽出された低周波帯域成分の肌色領域に含まれる画素の画像信号に対し、コントラストを変更する処理を施す。又は、処理済みのカラー画像信号の肌色領域に含まれる画素の画像信号に対して、微弱なノイズ信号を付加する処理を施す。このような処理を行うことで、視覚的に違和感のないコントラストを保つことが可能となる。なお、ここでコントラストの変更又はノイズ信号の付加どちらか一方を行うこととしたが、両処理を施すこととしてもよいし、両処理を施さないようにしてもよい。
以上のように、本実施例２の画像処理装置１によれば、取得した画像信号に対して、画像サイズが減少する多重解像度変換である双直交ウェーブレット変換を施し、その変換で得られた低周波帯域成分の画像信号から肌色領域を抽出するとともに、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する。さらに、変換された輝度信号に対し、二項ウェーブレット変換を施すことで得られる高周波帯域成分の画像信号の肌色領域に対応する画素の画像信号に対し、信号強度が特定の閾値以下である場合、信号強度を減衰させて抑制する処理を行う。このように処理することにより、画像サイズが減少して処理の生産性を向上させることができるとともに、画像全体の鮮鋭感を劣化させることなく、また、人物の顔の概略構造を変化させることがないので、シミやシワ等を違和感なく除去することができる。
なお、本実施例２では、輝度信号にのみレベル２、３の二項ウェーブレット変換及び信号強度を減衰させる処理を行うこととしたが、これに限定されず、色差信号にのみ行うこととしてもよいし、輝度信号及び色差信号に行うこととしてもよい。
なお、本実施を行うための最良の形態における記述内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本発明に係る多重解像度変換において用いられるウェーブレット関数を示す図である。 １レベルのウェーブレット変換のフィルタ処理の流れを示す図である。 １レベルのウェーブレット変換のフィルタ処理の流れを示すシステムブロック図である。 ３レベルのウェーブレット変換により信号分解される過程を示す模式図である。 ウェーブレット逆変換のフィルタ処理により、分解前の信号を再構成するためのシステムブロック図である。 入力信号Ｓ0の波形と、ウェーブレット変換により得られる各レベルの補正済高周波帯域成分Ｗi・γiの波形を示す図である。 １レベルの二項ウェーブレット変換のフィルタ処理の流れを示すシステムブロック図である。 １レベルの二項ウェーブレット逆変換のフィルタ処理の流れを示す図である。 二項ウェーブレット変換から、画像処理が施された信号Ｓ0'を得るまでの処理の流れを示すシステムブロック図である。 画像記録装置の外観構成を示す斜視図である。 画像記録装置の内部構成を示すブロック図である。 図１１の画像処理部の機能的構成を示すブロック図である。 実施例１における画像調整処理部の内部処理に係るシステムブロック図である。 実施例１における画像処理条件の異なる複数の画像処理を行った場合の画像評価結果を示す図である。 実施例２における画像調整処理部の内部処理に係るシステムブロック図である。
符号の説明
１ 画像処理装置
４ 露光処理部
５ プリント作成部
７ 制御部
８ ＣＲＴ
９ フィルムスキャナ部（画像取得部）
１０ 反射原稿入力装置（画像取得部）
１１ 操作部
１２ 情報入力手段
１４ 画像読込部（画像取得部）
１５ 画像書込部
３０ 画像転送手段
３１ 画像搬送部
３２ 通信手段
３３ 通信手段
３４ 外部プリンタ
７０ 画像処理部
７０１ フィルムスキャンデータ処理部（画像取得部）
７０２ 反射原稿スキャンデータ処理部（画像取得部）
７０３ 画像データ書式解読処理部
７０４ 画像調整処理部（抽出部、信号強度調整部、色情報変換部、コントラスト調整部、ノイズ付加部、ウェーブレット変換部、第１の変換部、第２の変換部）
７０５ ＣＲＴ固有処理部
７０６、７０７ プリント固有処理部
７０８ 画像データ書式作成処理部
７１ データ蓄積手段

Claims (36)

  1. カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、
    前記抽出された画素の画像信号のうち、空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整工程と、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
  2. 前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程をさらに含み、
    前記抽出された肌色領域に属する画素の前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記信号強度調整工程を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
  3. 前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
  4. 前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理方法。
  5. カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、
    前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程と、
    前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換工程と、
    前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整工程と、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
  6. 前記ウェーブレット変換工程は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記二項ウェーブレット変換を施すことを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
  7. 前記ウェーブレット変換工程で施される第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解された互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
  8. 前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像処理方法。
  9. カラー画像を表す画像信号を取得する取得工程と、
    前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換工程と、
    前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出工程と、
    前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換工程と、
    前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整工程と、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
  10. 前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換工程をさらに含み、
    前記第２の変換工程は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施すことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
  11. 前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
  12. 前記信号強度調整工程において減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像処理方法。
  13. カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、
    前記抽出された画素のうち、画像信号の空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整部と、
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  14. 前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部をさらに備え、
    前記信号強度調整部は、前記抽出された肌色領域に属する画素の輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記信号強度の変化量を減衰させることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
  15. 前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
  16. 前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えたことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像処理装置。
  17. カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、
    前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部と、
    前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換部と、
    前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整部と、
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  18. 前記ウェーブレット変換部は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、前記二項ウェーブレット変換を施すことを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
  19. 前記ウェーブレット変換部により施される第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解された互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
  20. 前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えたことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の画像処理装置。
  21. カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得部と、
    前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換部と、
    前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出部と、
    前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換部と、
    前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整部と、
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  22. 前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換部をさらに備え、
    前記第２の変換部は、前記輝度信号及び／又は色差信号に対して、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施すことを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置。
  23. 前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項２２に記載の画像処理装置。
  24. 前記信号強度調整部により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加部をさらに備えたことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の画像処理装置。
  25. 画像処理を実行するためのコンピュータに、
    カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、
    前記抽出された画素のうち、画像信号の空間周波数が特定の範囲内で、且つ信号強度の変化量が特定の閾値以下である画素に対し、当該信号強度の変化量を減衰させる信号強度調整機能と、
    を実現させるための画像処理プログラム。
  26. 前記コンピュータに、
    前記取得された画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能を実現させるとともに、前記抽出された肌色領域に属する画素の前記輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記信号強度調整機能を実現させるための請求項２５に記載の画像処理プログラム。
  27. 前記コンピュータに、
    前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるための請求項２６に記載の画像処理プログラム。
  28. 前記コンピュータに、
    前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるための請求項２６又は２７に記載の画像処理プログラム。
  29. 画像処理を実行するためのコンピュータに、
    カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、
    前記取得された画像信号に含まれる画素のうち、肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、
    前記取得された画素の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能と、
    前記変換された画像信号に対し、少なくとも第２レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解するウェーブレット変換機能と、
    前記分解された周波数帯域成分のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の少なくともレベル２の高周波帯域成分の画像信号の信号強度が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整機能と、
    を実現させるための画像処理プログラム。
  30. 前記コンピュータに、
    前記変換された輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記ウェーブレット変換機能を実現させるための請求項２９に記載の画像処理プログラム。
  31. 前記コンピュータに、
    前記ウェーブレット変換機能で施される少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換により分解される互いに異なる周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の低周波帯域成分の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるための請求項３０に記載の画像処理プログラム。
  32. 前記コンピュータに、
    前記信号強度調整機能により減衰された後の前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるための請求項３０又は３１に記載の画像処理プログラム。
  33. 画像処理を実行するためのコンピュータに、
    カラー画像を表す画像信号を取得する画像取得機能と、
    前記取得された画像信号に対し、画像サイズが減少する方式の多重解像度変換を少なくとも第１レベル施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第１の変換機能と、
    前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号に含まれる画素の中から肌色領域に属する画素を抽出する抽出機能と、
    前記低周波帯域成分の画像信号に対し、少なくとも第１レベルの二項ウェーブレット変換を施して当該画像信号を互いに異なる周波数帯域成分の画像信号に分解する第２の変換機能と、
    前記二項ウェーブレット変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、前記抽出された肌色領域に属する画素の高周波帯域成分の画像信号の信号強化が特定の閾値以下である場合、当該信号強度を減衰させる信号強度調整機能と、
    を実現させるための画像処理プログラム。
  34. 前記コンピュータに、
    前記多重解像度変換により分解された周波数帯域成分の画像信号のうち、低周波帯域成分の画像信号を輝度信号と色差信号に変換する色情報変換機能を実現させるとともに、該輝度信号及び／又は色差信号を画像信号として用いて前記第２の変換機能を実現させるための請求項３３に記載の画像処理プログラム。
  35. 前記コンピュータに、
    前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、コントラストを調整するコントラスト調整機能を実現させるための請求項３４に記載の画像処理プログラム。
  36. 前記コンピュータに、
    前記信号強度調整機能により減衰された後前記抽出された肌色領域に属する画素の画像信号に対して、ノイズ信号を付加するノイズ付加機能を実現させるための請求項３４又は３５に記載の画像処理プログラム。
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