JP2008079196A - 画像補正方法と画像補正プログラムと画像補正モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の内容にかかわらずその撮影画像における輪郭形成度合いを良好に推定し、平滑化処理を施すことができる画像補正技術を提供する。
【解決手段】撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換する画素値変換部と、所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算する輪郭度演算部と、輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求める代表輪郭度決定部と、代表輪郭度に基づいて算定された補正係数で平滑化処理を行う平滑化処理部が備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像デジタル化によって取得された撮影画像に対して平滑化処理を施すことにより粒状ノイズを抑制する画像補正技術に関する。

一般に写真フィルムにおける粒子（色素）密度は２５００ｄｐｉ程度であり、写真撮影で最もよく用いられている１３５Ｆサイズの写真フィルムでの撮影画像面積である３６ｍｍ×２４ｍｍを考慮すると、その撮影画像の画素（粒子）数は３４４５×２３６２画素となる。また、最近のデジタルミニラボと呼ばれるデジタル画像プリンタに採用されているフィルムスキャナの解像度は２０００ｄｐｉを超える性能を有しており、ほぼ写真フィルムの粒子レベルで撮影画像を取り込んでいることになる。これにより、写真フィルムの限界までの画像生成能力を写真プリントとして生かし切ることが可能となってきているが、写真画像としての品質向上のためには撮影画像の輪郭部分にメリハリを与えるいわゆる鮮鋭化（シャープネス）処理を施す必要がある。しかしながら、高品質のフィルムスキャナによって写真フィルムの粒子レベルの解像度でもって取得された撮影画像に対して、そのような鮮鋭化処理を施すと、撮影画像の輪郭だけではなく、写真フィルムの粒子に起因する粒状性までもが強調されることになり、撮影画像の画像特性によっては非常に見苦しい画像となってしまうことが少なくない。このような見苦しさの原因は粒状ノイズとも呼ばれるが、特に人肌領域で粒状ノイズが生じると写真画像品質として大きなマイナスとなる。このような粒状ノイズを低減させるには、平滑化（ぼかし）処理を行うことになるが、粒状ノイズの低減とともに輪郭もぼやけることになり、せっかく行った鮮鋭化処理の効果も失われてしまうという問題が生じる。

上記問題を解決するため、撮像画像の色成分データをＹＣＣ変換、つまり輝度（濃度）データ；Ｙと色差データ：Ｃ1，Ｃ2とに分離し、２次元座標空間における輝度データの変化に対応して、色差データの平滑化処理と輝度データの平滑化処理との割合を変化させ、その際画像の輪郭情報は色差データより輝度データの方に多く含まれていることを考慮して、撮影画像の平坦部から輪郭部に近づく程、輝度ノイズ除去の割合を徐々に０に近づけるとともに色ノイズ除去より早めに輝度ノイズ除去を止めるようにする技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。この画像処理技術は、撮影画像の平坦な部分を選択的に平滑化するものであり、この後処理として一般的な鮮鋭化を行うことで粒状ノイズを抑えた輪郭部分のメリハリを得ようとするものであり、その撮影画像の平坦部分の選択条件が輝度データの分散に基づいている。これは、撮像画像における輪郭とは画素値の値が異なる２つの画素群の境界であるとみなすことができ、そのような境界を人は輝度で認識する傾向があることから、撮像画像における輪郭形成度合いが大きくなると、画素における輝度データのばらつき度合いを示す分散も大きくなるという知見に基づいている。

特開２００２−４４４７３号公報（段落番号００２４−００２８、図１）

上述した、輝度データの分散から輪郭形成度合いを推定して、平滑化の補正係数を調整する粒状抑制補正技術では、自然風景などを被写体とした撮影画像に対しては効果的であるが、特に看板などの人工構造物が被写体の一部である撮影画像において、輝度分散からは信頼よく輪郭形成度合いが推定できず、看板の文字などに極度のぼかしが施されて不自然となる不具合が生じていた。
上記実状に鑑み、本発明の課題は、被写体の内容にかかわらずその撮影画像における輪郭形成度合いを良好に推定し、平坦領域はもとより輪郭及びその付近においても十分に粒状ノイズを抑制できる平滑化処理を施すことができる画像補正技術を提供することである。

画像デジタル化によって取得された撮影画像に対して平滑化処理を施すことにより粒状ノイズを抑制する画像補正方法において上記課題を解決するため、本発明による方法は、前記撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換するステップと、所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算するステップと、前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求めるステップと、前記代表輪郭度に基づいて前記平滑化処理の補正係数を決定するステップとを含んでいる。

この方法では、画像における輪郭形成度合いを推定するため、例えばＹＣＣ変換によって得られる輝度値から演算される輝度輪郭度だけではなく、第１色差値と第２色差値からもそれぞれの輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度と第２色差輪郭度を演算し、これら３つの輪郭度から対象となる領域の輪郭度を代表する代表輪郭度を求める。このため、２つの画素群の間に第１色差値の差がある場合、あるいは２つの画素群の間に第２色差値の差がある場合にも、その画像に輪郭があると感じるような撮像画像においても、確実に輪郭の存在強度（強い輪郭や弱い輪郭）を検出することができる。これにより、自然風景などを被写体とした撮影画像だけではなく、黄色地に緑色文字で描かれた看板といった輝度差は少ないが色差が大きい輪郭をもつ極端な被写体を含む撮影画像に対しても、満足できる平滑化処理を施すことができる画像補正技術が実現する。

本発明による粒状ノイズ抑制のための平滑化処理をコンピュータによって具体的に実行するためには、７×７程度のオペレータを用いて画素全体を走査するフィルタリング処理が適しているが、その際は、前記画素群には注目画素が設定されるとともに、前記代表輪郭度から決定された補正係数に基づく割合で前記注目画素の周囲画素の画素値と前記注目画素の画素値とが融合されることにより前記注目画素の補正画素値が求められる平滑化処理が前記注目画素を順次変えながら行われるとよい。

そのようなフィルタリング処理での平滑化の具体的な手順として、以下の式を用いることが本発明で提案される。
Ｙc＝Ｙa＊（１−α）＋Ｙn＊α、
C1c＝C1a＊（１−α）＋C1n＊α、
C2c＝C2a＊（１−α）＋C2n＊α、
Ｙc：注目画素の処理後の輝度値、C1c：注目画素の処理後の第１色差値、
C2c：注目画素の処理後の第２色差値、
Ｙn：注目画素の輝度値、C1n：注目画素の第１色差値、
C2n：注目画素の第２色差値、
Ｙa：前記画素群に含まれる画素の平均輝度値、
C1a：前記画素群に含まれる画素の平均第１色差値、
C2a：前記画素群に含まれる画素の平均第２色差値、
α：代表輪郭度を０から１の値に正規化した補正係数。
つまり、演算された輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度とから、代表輪郭度さえ求めれば、この代表輪郭度から決定される補正係数を平均画素値と注目画素の画素値の融合係数として用いて、各注目画素の平滑処理後の輝度値と第１色差値と第２色差値とが簡単な式で算定される。

輪郭度を簡単かつ正確に求めるには分散が適しており、本発明においても、前記輝度輪郭度は前記画素群の輝度値に関する分散として演算され、前記第１色差輪郭度は前記画素群の第１色差値に関する分散として演算され、前記第２色差輪郭度は前記画素群の第２色差値に関する分散として演算される。また、求められた輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から簡単かつ効果的に代表輪郭度を求める方法の１つは、前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度の内の最大値を前記代表輪郭度とすることである。この場合、ある画像領域において、輝度と、第１色差と、第２色差の内で最も輪郭を表しているものの輪郭度を採用することになるので、種々の被写体をもった撮影画像が入力されても、信頼性の高い粒状ノイズ抑制平滑化の画像補正が可能となる。もちろん、単に最大値を取るのではなく、最大のものに重きをおく重み付き平均などの演算によって代表輪郭度を決定してもよい。

本発明では、上述した画像補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムやそのプログラムを記録した媒体も権利の対象とするものである。

さらに、本発明では、上述した画像補正方法を実施する画像補正モジュールも権利の対象としており、そのような粒状抑制処理モジュールは、入力された撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換する画素値変換部と、所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算する輪郭度演算部と、前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求める代表輪郭度決定部と、前記代表輪郭度に基づいて算定された補正係数で平滑化処理を行う平滑化処理部とを備えている。当然ながら、このような画像補正モジュールも上述した画像補正方法で述べたすべての作用効果を得ることができ、さらに上述した好適な実施形態を組み込むことも可能である。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。

まず、輝度値と第１色差値と第２色差値のそれぞれに関して演算された輪郭度から求められた代表輪郭度に基づいて決定された補正係数でもって粒状ノイズ抑制のための平滑化処理を行う、本発明による画像補正処理の基本原理が、図１に示されている。画像デジタル化されたカラー撮影画像は一般には各画素値がＲ画素値とＧ画素値とＢ画素値のセットで示されるＲ・Ｇ・Ｂ表色系で表されている。また、ここでは、特別に区別する必要がある場合を除いて、画像デジタル化された撮影画像である撮影画像データやこの撮影画像データに基づくプリント撮影画像やモニタ表示撮影画像を単に撮影画像という語句で総称している。Ｒ・Ｇ・Ｂ表色系の撮影画像は、この画像補正処理の前段階又は必要時に輝度と色差を用いた表色系に変換され、各画素の画素値は、輝度値と第１色差値と第２色差値のセットで示されることになる（＃０１）。この表色系変換式の一例は、後述の実施形態のところで説明する。

次に、撮影画像に対して順次設定される所定領域に含まれる画素群がどの程度の輪郭を形成しているかを、輝度値と第１色差値と第２色差値のそれぞれで求める（＃０２）。つまり、この画素群の輝度値のばらつきが大きいほど輝度輪郭度が大きくなり、この画素群の第１色差値のばらつきが大きいほど第１色差輪郭度が大きくなり、この画素群の第２色差値のばらつきが大きいほど第２色差輪郭度が大きくなるような演算が行われる。ある画像領域における輪郭はその領域の空間周波数分析やその領域に含まれる画素の画素値のばらつきから推定することが可能であり、簡単な演算法としては分散が適しているが、本発明は輪郭度を分散で求めることに限定しているわけではない。いずれにしても、輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度が算定されると、これらの輪郭度から前記所定領域に含まれる画素群が作り出す輪郭の度合いを適正に表す代表輪郭度を求める（＃０３）。最も簡単には、輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度の内の最大値を代表輪郭度とすることである。代表輪郭度が求められると、この代表輪郭度に基づいて補正係数を決定することになる（＃０４）。この補正係数は続いて行われる所定領域に対する平滑化処理の強さを決定する係数なので、好ましくは、代表輪郭度に対して０から１までの数値となるように正規化を施したものを補正係数とするとよいが、その際必ずしも線形関係を維持しなくてもよい。補正係数が決定されると、その補正係数をもって、所定の画素に対する平滑化処理が行われる（＃０５）。処理後の画素値は輝度・色差表色系の画素値であるので、先に述べた表色系変換の逆変換を行うことで、Ｒ・Ｇ・Ｂ表色系の画素値を得ることができる（＃０６）。上述した輪郭度を求めて適切な平滑化処理を行う手順は、注目画素を中心とする所定サイズの領域を全撮影画像に対して順次設定しながら注目画素毎に平滑化処理が行われることが一般的であり、その際平滑化処理は代表輪郭度から決定された補正係数に基づいた割合で注目画素の周囲画素の画素値と注目画素の画素値とが融合されることにより注目画素の補正画素値が求められる。

次に、上述した粒状ノイズ抑制のための画像補正技術を採用した写真プリント装置を説明する。図２はその写真プリント装置を示す外観図であり、この写真プリント装置は、印画紙Ｐに対して露光処理と現像処理とを行う写真プリンタとしてのプリントステーション１Ｂと、現像済み写真フィルム２ａやデジタルカメラ用メモリカード２ｂなどの画像入力メディアから取り込んだ撮影画像を処理してプリントステーション１Ｂで使用されるプリントデータの生成・転送などを行う操作ステーション１Ａとから構成されている。

この写真プリント装置はデジタルミニラボとも称せられるものであり、図３からよく理解できるように、プリントステーション１Ｂは２つの印画紙マガジン１１に納めたロール状の印画紙Ｐを引き出してシートカッター１２でプリントサイズに切断すると共に、このように切断された印画紙Ｐに対し、バックプリント部１３で色補正情報やコマ番号などのプリント処理情報を印画紙Ｐの裏面に印字するとともに、プリント露光部１４で印画紙Ｐの表面に撮影画像の露光を行い、この露光後の印画紙Ｐを複数の現像処理槽を有した処理槽ユニット１５に送り込んで現像処理する。乾燥の後に装置上部の横送りコンベア１６からソータ１７に送られた印画紙Ｐ、つまり写真プリントＰは、このソータ１７の複数のトレイにオーダ単位で仕分けられた状態で集積される（図２参照）。上述した印画紙Ｐに対する各種処理に合わせた搬送速度で印画紙Ｐを搬送するために印画紙搬送機構１８が敷設されている。印画紙搬送機構１８は、印画紙搬送方向に関してプリント露光部１４の前後に配置されたチャッカー式印画紙搬送ユニット１８ａを含む複数の挟持搬送ローラ対から構成されている。プリント露光部１４には、副走査方向に搬送される印画紙Ｐに対して、主走査方向に沿って操作ステーション１Ａからのプリントデータに基づいてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色のレーザ光線の照射を行うライン露光ヘッドが設けられている。処理槽ユニット１５は、発色現像処理液を貯留する発色現像槽１５ａと、漂白定着処理液を貯留する漂白定着槽１５ｂと、安定処理液を貯留する安定槽１５ｃを備えている。

前記操作ステーション１Ａのデスク状コンソールの上部位置には、写真フィルム２ａの撮影画像コマから撮影画像を２０００ｄｐｉを超える解像度でもって取得することができるフィルムスキャナ２０が配置されており、デジタルカメラ等に装着される撮影画像記録媒体２ｂとして用いられている各種半導体メモリやＣＤ−Ｒなどから撮影画像を取得するメディアリーダ２１は、この写真プリント装置のコントローラ３として機能する汎用パソコンに組み込まれている。この汎用パソコンには、さらに各種情報を表示するモニタ２３、各種設定や調整を行う際に用いる操作入力部として利用される操作入力デバイスとしてのキーボード２４やマウス２５も接続されている。

この写真プリント装置のコントローラ３は、ＣＰＵを中核部材として、写真プリント装置の種々の動作を行うための機能部をハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築しているが、図４に示されているように、本発明に特に関係する機能部としては、フィルムスキャナ２０やメディアリーダ２１によって読み取られた撮影画像を取り込んで次の処理のために必要な前処理を行う画像入力部３１と、各種ウインドウや各種操作ボタンなどを含むグラフィック操作画面の作成やそのようなグラフィック操作画面を通じてのユーザ操作入力（キーボード２４やマウス２５などによる）から制御コマンドを生成するグラフィックユーザインターフェース（以下ＧＵＩと略称する）を構築するＧＵＩ部３３と、ＧＵＩ部３３から送られてきた制御コマンドや直接キーボード２４等から入力された操作命令に基づいて所望のプリントデータを生成するために画像入力部３１からメモリ３０に転送された撮影画像に対する画像処理等を行うプリント管理部３２と、色補正等のプレジャッジプリント作業時にプリントソース画像や予想仕上がりプリント画像としてのシミュレート画像さらにはＧＵＩ部３３から送られてきたグラフィックデータをモニタ２３に表示させるためのビデオ信号を生成するビデオ制御部３５と、画像処理が完了した処理済み撮影画像に基づいてプリントステーション１Ｂに装備されているプリント露光部１４に適したプリントデータを生成するプリントデータ生成部３６と、顧客の要望に応じて生の撮影画像や画像処理が完了した処理済み撮影画像などをＣＤ−Ｒに書き込むための形式にフォーマットするフォーマッタ部３７などが挙げられる。

画像入力部３１は、撮影画像記録媒体がフィルム２ａの場合プレスキャンモードと本スキャンモードとのスキャンデータを別々にメモリ３０に送り込み、それぞれの目的に合わせた前処理を行う。また、撮影画像記録媒体がメモリカード２ｂの場合取り込んだ撮影画像にサムネイル画像データ（低解像度データ）が含まれている場合はモニタ２３での一覧表示などの目的で使用するため撮影画像の本データ（高解像度データ）とは別にメモリ３０に送り込むが、もしサムネイル画像データが含まれていない場合は本データから縮小画像を作り出してサムネイル画像データとしてメモリ３０に送り込む。

プリント管理部３２は、プリントサイズやプリント枚数などを管理するプリント注文処理ユニット６０、メモリ３０に展開された撮影画像に対して各種画像処理を施す画像処理ユニット７０を備えている。前述した画像処理ユニット７０には本発明による技術を採用した粒状ノイズ抑制のための平滑化処理のための画像補正モジュール８０だけでなく鮮鋭化処理モジュールやその他のフォトレタッチ機能を実現する手段が含まれている。

この画像補正モジュール８０は、実質的にはプログラムとして画像処理ユニット７０に実装されているが、図５に示すように、撮影画像を構成する多数の画素のＲ・Ｇ・Ｂ画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値からなるＹ・Ｃ・Ｃ画素値に変換する画素値変換部８１と、設定された所定領域に含まれる画素のＹ・Ｃ・Ｃ画素値のそれぞれからこの領域の輪郭形成度合いを表す輪郭度を演算する輪郭度演算部８２と、この輪郭度演算部８２で求められた輝度と第１色差と第２色差に関する３つの輪郭度から前記所定領域を代表する代表輪郭度を求める代表輪郭度決定部８３と、決定された代表輪郭度に基づいて算定された補正係数で前記所定領域に含まれる画素の画素値を平滑化補正する平滑化処理部８４とを備えている。

画素値変換部８１は、Ｒ・Ｇ・Ｂ表色系の画素値からＹ・Ｃ・Ｃ表色系の画素値に変換する変換機能と、Ｙ・Ｃ・Ｃ表色系の画素値からＲ・Ｇ・Ｂ表色系の画素値に変換する逆変換機能を有しており、この目的で用いられる変換式としていくつかの種類が知られているが、本発明で採用された変換式は以下の通りである;

この画像補正モジュール８０では、撮影画像中の輪郭部を維持するために、輝度値からなる画素面における輝度値の変化から輪郭部を区別する機能と、第１色差値からなる画素面における第１色差値の変化から輪郭部を区別する機能と、第２色差値からなる画素面における第２色差値の変化から輪郭部を区別する機能とを有し、輪郭部では平滑化処理は行われず（補正係数が１）、輪郭部から遠ざかるほど、つまり画像の平坦部に近づくほど、強い平滑化処理が行われる。この輝度値や第１色差値や第２色差値の所定領域における変化の度合い（ばらつき）を推定するために、ここでは所定領域における画素値の分散が用いられる。したがって、輪郭度演算部８２は、所定領域に含まれる画素からなる画素群の輝度値からその領域の輪郭形成度合いを表す輝度分散を演算する輝度分散演算部８２ａと、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差分散を演算する第１色差分散演算部８２ｂと、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差分散を演算する第２色差分散演算部８２ｃとを備えている。

所定領域における分散を演算するための演算式は、よく知られており、輝度分散：Ｖyも第１色差分散：Vc1も第２色差分散：Vc2も同じようにして算出される。なお、ここでは、所定領域としては中心となる注目画素を含む７×７画素の領域が設定されるので、注目画素を中心とする４９の画素がもつ画素値（輝度値、第１色差値、第２色差値）をサンプルとする分散値が注目画素の輪郭度として演算されることになる。これは、設定領域内の４９の画素の画素値に変化が有るほど分散は大きな値となり、画像中の平坦部では輝度値と第１色差値と第２色差値の内の少なくとも１つが小さいか殆ど無いに等しいのに対し、画像中の輪郭部ではその逆となり、輝度値と第１色差値と第２色差値の内の少なくとも１つの変化が大きくなり、その結果、輝度値と第１色差値と第２色差値のそれぞれの変化として算出した輝度分散：Ｖyと第１色差分散：Vc1と第２色差分散：Vc2のいずれかが大きい設定領域は、輪郭に属しているとみなすことができるからである。

輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度として輝度分散：Ｖyと第１色差分散：Vc1と第２色差分散：Vc2が算出されると、代表輪郭度決定部８３はその最大値を代表輪郭度として決定する。ここでは、Maxが要素から最大値を取る関数とすると、代表輪郭度：Voは、Vo＝Max（Ｖy，Vc1，Vc2）という簡単な式で決定される。

平滑化処理部８４は、代表輪郭度決定部８３で決定された代表輪郭度（分散値）に基づいて補正係数：αを算定する際、代表輪郭度を０から１の数値に置き換える。代表輪郭度が０に近い数値である場合輪郭に属さない画像であるとして強い平滑化処理となるような補正係数とし、代表輪郭度が０から遠い数値である場合輪郭に属する画像であるとして弱い平滑化処理となるような補正係数となるような変換テーブルを設けると好都合であるが、この変換は線形である必要はない。代表輪郭度（分散値）から補正係数を求める手法に関しては、上述した特許文献１（特開2002-44473）に開示されているものを採用してもよい。

補正係数が求められると、この補正係数を平均画素値と注目画素の画素値の融合係数として、各注目画素の平滑処理後の輝度値と第１色差値と第２色差値とが以下の式で算定される。
Ｙc＝Ｙa＊（１−α）＋Ｙn＊α、
C1c＝C1a＊（１−α）＋C1n＊α、
C2c＝C2a＊（１−α）＋C2n＊α。
ここで、Ｙc：注目画素の処理後の輝度値、C1c：注目画素の処理後の第１色差値、C2c：注目画素の処理後の第２色差値、Ｙn：注目画素の輝度値、C1n：注目画素の第１色差値、C2n：注目画素の第２色差値、Ｙa：所定設定領域に含まれる画素の平均輝度値、C1a：所定設定領域に含まれる画素の平均第１色差値、C2a：所定設定領域に含まれる画素の平均第２色差値、α：補正係数、である。

上記の平滑処理後の輝度値と第１色差値と第２色差値とを求める式から明らかなように、この平滑化処理では、撮影画像に設定された所定領域において輝度と第１色差と第２色差のそれぞれの画素値プレーン（ここでプレーンとは撮影画像を構成する全画素の画素値を格納する二次元配列バッファを模式的に表現するものです）で求められた分散値の内で最大の分散値に基づいて補正係数を求め、この補正係数を用いた所定領域の平均画素値と注目画素の画素値の融合で注目画素の輝度値と第１色差値と第２色差値を算出するので、輝度値と第１色差値と第２色差値のいずれかのみが変化することで形成された輪郭をもつ撮影画像に対しても、適切な輪郭検出を行うことができ、適切な平滑化処理、結果的には粒状ノイズ抑制が可能となる。

このように構成された画像補正モジュール８０による粒状ノイズ抑制のための平滑化処理の手順を図６のフローチャートを用いて説明する。まず、フィルムスキャナ２０やメディアリーダ２１を通じて撮影画像を取り込んでメモリ３０に展開する（＃０１）。初期設定処理として、フィルムスキャナ２０による撮影画像の取り込みの場合その解像度やフィルム種別を自動入力又はマニュアル入力によって設定し（＃０２）、メモリ３０に展開された撮影画像の縦横サイズを算定しておく（＃０３）。予め、処理対象となっている撮影画像のＲ・Ｇ・Ｂ表色系の画素値をＹ・Ｃ・Ｃ表色系の画素値に変換しておく場合は、ここでその変換作業を一挙に行っておく（＃０４）。もちろん、この変換作業は、フィルタサイズによって決定される処理単位としての所定領域毎に行ってもよい。また、フィルタサイズが撮影画像サイズなどの撮影画像情報によって選択設定される場合、フィルタサイズもこの段階で決定される（＃０５）。フィルタサイズとしては、５×５〜１３×１３画素が一般的に用いられるが、ここでは、７×７が好適である。以上のような前処理が行われた後、以下の本処理がはじまる。

まず、メモリ３０に展開されている撮影画像に対して順次注目画素が設定され、その際注目画素を中心として撮影画像を構成する画素値プレーン（画素値の二次元的な集合）として輝度プレーンと第１色差プレーンと第２色差プレーンに対して７×７のフィルタ処理領域が画定する（＃０６）。フィルタ処理領域に含まれる画素の平均画素値と分散をプレーン毎に求める（＃０７）。算出された輝度分散：Ｖyと第１色差分散：Vc1と第２色差分散：Vc2のうちの最大値を代表輪郭度：Voとして決定し（＃０８）、代表輪郭度（最大分散値）：Voから変換テーブルを用いて補正係数：αを求める（＃０９）。次いで、平滑化処理部８４が前述した式を用いて、注目画素の補正画素値として、注目画素の処理後の輝度値：Ｙc、注目画素の処理後の第１色差値：C1c、注目画素の処理後の第２色差値：C2cを算出する（＃１０）。得られた補正画素値は、メモリ３０の補正撮影画像を格納するエリアの今回の注目画素の座標位置に対応するアドレスに格納される（＃１１）。

以上のステップ＃０６〜ステップ＃１１までの処理がメモリ３０に展開された元撮影画像としての入力撮影画像を構成する全ての画素を順次注目画素として行われる（＃１２No分岐）。全ての画素の補正画素値が算出され、補正撮影画像用エリアに格納されると（＃１２Yes分岐）、補正撮影画像用エリアに格納された画素値で、最初に入力された撮影画像の画素値が書き換えられ、必要に応じて、Ｙ・Ｃ・Ｃ表色系の画素値からＲ・Ｇ・Ｂ表色系の画素値への逆変換が行われ、平滑化処理が完了する（＃１３）。

この粒状ノイズ抑制のための平滑化処理は、通常、画像鮮鋭化処理と組み合わされるが、その際、平滑化処理により粒状ノイズが抑制された撮影画像に対して、画像中の輪郭部をはっきり見せる鮮鋭化処理が適宜行われる。しかしながら、鮮鋭化処理を行った後に、平滑化処理が行われてもよい。

なお、上述した輪郭度を求めるフィルタリング演算において、フィルタサイズが大きい場合、全ての画素を演算画素とするのではなく、１つ飛ばしなどで間引き演算して、処理速度を速めてもよい。

さらに、本発明の粒状ノイズ抑制のための画像補正技術は、フィルムスキャナによって写真フィルムから取得される撮影画像である場合に最も効果的であるが、対象とする粒状ノイズはＣＣＤノイズとも類似しており、デジタルカメラなどのＣＣＤ撮像素子を用いた撮像機器によって取得された撮影画像にも効果的であり、本発明はそのような撮影画像に対する処理を排除していない。また、本発明における撮影画像は広義に用いられており、カメラなどによって取得される撮影画像だけではなく、ＣＧ等で作成された撮影画像風の撮影画像も含むものである。

上述した実施の形態では、本発明による画像補正技術は、印画紙Ｐに対し、露光エンジンを備えたプリント露光部１４で撮影画像の露光を行い、この露光後の印画紙Ｐを複数の現像処理する、いわゆる銀塩写真プリント方式の写真プリント装置に採用されていたが、もちろん、例えば、フィルムや紙にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリント方式や感熱転写シートを用いた熱転写方式など、種々の写真プリント装置にも採用することができる。

本発明による粒状ノイズ抑制のための平滑化処理を模式的に説明する説明図 本発明による画像補正モジュールを採用した画像処理ユニットを搭載した写真プリント装置の外観図 写真プリント装置のプリントステーションの構成を模式的に示す模式図 写真プリント装置のコントローラ内に構築される機能要素を説明する機能ブロック図 画像補正モジュールの機能構成を示す機能ブロック図 粒状ノイズ抑制のための平滑化処理の手順を示すフローチャート

符号の説明

３０：メモリ
７０：画像処理ユニット
８０：画像補正モジュール
８１：画素値変換部
８２：輪郭度演算部
８２ａ：輝度分散演算部
８２ｂ：第１色差分散演算部
８２ｃ：第２色差分散演算部
８３：代表輪郭度決定部
８４：平滑化処理部

Claims (7)

1. 画像デジタル化によって取得された撮影画像に対して平滑化処理を施すことにより粒状ノイズを抑制する画像補正方法において、
   前記撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換するステップと、
   所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算するステップと、
   前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求めるステップと、
   前記代表輪郭度に基づいて前記平滑化処理の補正係数を決定するステップと、
   からなる画像補正方法。
2. 前記画素群には注目画素が設定され、前記代表輪郭度から決定された補正係数に基づく割合で前記注目画素の周囲画素の画素値と前記注目画素の画素値とが融合されることにより前記注目画素の補正画素値が求められることを特徴とする請求項１に記載の画像補正方法。
3. 前記平滑化処理において、前記注目画素の補正後の画素値は、以下の式で求められる；
   Ｙc＝Ｙa＊（１−α）＋Ｙn＊α、
   C1c＝C1a＊（１−α）＋C1n＊α、
   C2c＝C2a＊（１−α）＋C2n＊α、
   Ｙc：注目画素の処理後の輝度値、C1c：注目画素の処理後の第１色差値、
   C2c：注目画素の処理後の第２色差値、
   Ｙn：注目画素の輝度値、C1n：注目画素の第１色差値、
   C2n：注目画素の第２色差値、
   Ｙa：前記画素群に含まれる画素の平均輝度値、
   C1a：前記画素群に含まれる画素の平均第１色差値、
   C2a：前記画素群に含まれる画素の平均第２色差値、
   α：代表輪郭度を０から１の値に正規化した補正係数、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像補正方法。
4. 前記輝度輪郭度は前記画素群の輝度値に関する分散として演算され、前記第１色差輪郭度は前記画素群の第１色差値に関する分散として演算され、前記第２色差輪郭度は前記画素群の第２色差値に関する分散として演算されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像補正方法。
5. 前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度の内の最大値が前記代表輪郭度として求められることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像補正方法。
6. 画像デジタル化によって取得された撮影画像に対して平滑化処理を施すことにより粒状ノイズを抑制する画像補正プログラムにおいて、
   前記撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換する機能と、
   所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算する機能と、
   前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求める機能と、
   前記代表輪郭度に基づいて前記平滑化処理の補正係数を決定する機能と、
   をコンピュータに実現させる画像補正プログラム。
7. 画像デジタル化によって取得された撮影画像に対して平滑化処理を施すことにより粒状ノイズを抑制する画像補正モジュールにおいて、
   前記撮影画像を構成する多数の画素の画素値を輝度値と第１色差値と第２色差値に変換する画素値変換部と、
   所定領域に含まれる前記画素からなる画素群の輝度値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す輝度輪郭度を演算し、前記画素群の第１色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第１色差輪郭度を演算し、前記画素群の第２色差値から前記画素群の輪郭形成度合いを表す第２色差輪郭度を演算する輪郭度演算部と、
   前記輝度輪郭度と第１色差輪郭度と第２色差輪郭度から前記画素群を代表する代表輪郭度を求める代表輪郭度決定部と、
   前記代表輪郭度に基づいて算定された補正係数で平滑化処理を行う平滑化処理部と、
   を備えた画像補正モジュール。

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