JP3386500B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フーリエ変換等の直交変換技術を
用いて画像の濃度ムラの補正や照明ムラを補正すること
は広く行われている。また、本出願人は、先に、特開平
４−２１２８５８号公報において建材印刷に用いる抽象
柄の画像の柄くせを直交変換技術を用いて除去すること
を提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては直交変換の処理及びその逆変換の処理に非常な
長時間を要していたので、生産性の点で問題があった。
例えば、従来フーリエ変換をハードウェアで高速に行う
ものが知られているが、現在のところそのような装置が
使用できるのは画素数が1000画素程度以下の画像に対し
てだけである。これに対して、上述した柄くせを除去す
るために用いる画像データは、少なくとも縦横が共に40
00画素以上あるのが通常であり、しかも１画素について
256階調以上の階調が要求されるのが通常であるが、こ
のような画像データに対してハードウェアで直交変換を
行う場合には当該装置には膨大なメモリ容量が必要であ
り、現在のところは実用化されておらず、従って、現状
ではこのような画像データに対する直交変換はソフトウ
ェアにより行わざるを得ないものであり、その結果直交
変換には非常な時間を要するものとなるのである。実
際、4000画素（縦方向）×3000画素（横方向）で１画素
８ビットの抽象柄画像データに対してフーリエ変換を行
うには１版について２時間程度かかることが確認されて
おり、従ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４版に対してフーリエ変
換を行うには８時間程度はかかることになり、生産性の
点でより一層の向上が望まれているのである。

【０００４】以上の議論は抽象柄の柄くせ除去に限らな
いものであり、通常の写真の濃度ムラや光量ムラの補正
であっても、それが大きなサイズである場合には同じ問
題が生じるものである。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、画像に対して直交変換技術を用いて何等かの補正
を施す場合に、直交変換及びその逆変換に要する時間を
大幅に短縮することができる画像処理方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の画像処理方法は、オリジナル画像
を縮小して第１の縮小画像を生成する工程と、前記第１
の縮小画像に直交変換処理を施して直交変換像を得、そ
の直交変換像に所定のフィルタリング処理を施して得ら
れた画像に直交逆変換処理を施して第２の縮小画像を
得、その第２の縮小画像を拡大して前記オリジナル画像
と同じサイズの第１の拡大画像を得る工程と、前記第１
の縮小画像を拡大して前記オリジナル画像と同じサイズ
の第２の拡大画像を生成する工程と、前記オリジナル画
像と前記第２の拡大画像との差分画像を生成する工程
と、前記第１の拡大画像と前記差分画像とを合成する工
程とを備えることを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の画像処理方法は、オ
リジナル画像を縮小して第１の縮小画像を生成する工程
と、前記第１の縮小画像に直交変換処理を施して直交変
換像を得、その直交変換像に所定のフィルタリング処理
を施して得られた画像に直交逆変換処理を施して第２の
縮小画像を得る工程と、前記第１の縮小画像と前記第２
の縮小画像との差分画像を得、その差分画像を拡大して
第１の拡大画像を得る工程と、前記オリジナル画像と前
記第１の拡大画像との差分画像を得る工程とを備えるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用及び発明の効果】請求項１記載の画像処理方法に
ついては次のようである。まず、オリジナル画像に適宜
の間引き処理を施して縮小し、第１の縮小画像を生成す
る。次に、その第１の縮小画像に対してフーリエ変換等
の直交変換処理を施して直交変換画像を得、更にその直
交変換画像に所定のフィルタリング処理を施す。例え
ば、濃度ムラの補正を行う場合には直交変換画像の低周
波成分を除去すればよい。そして、その結果得られた直
交変換画像に直交逆変換処理を施して第２の縮小画像を
得る。次に、その第２の縮小画像を拡大してオリジナル
画像と同じサイズの拡大画像を得る。これが第１の拡大
画像である。

【０００９】一方、第１の縮小画像を拡大してオリジナ
ル画像と同じサイズの拡大画像を得る。これが第２の拡
大画像である。そして次にこの第２の拡大画像とオリジ
ナル画像との差分を求め、差分化画像を得る。そして最
後にこの差分画像と第１の拡大画像とを合成する。これ
によって所定の補正、例えば濃度ムラの補正がなされた
画像を得ることができる。

【００１０】従って、従来は直交変換処理及び直交逆変
換処理はいずれもオリジナル画像に対して施していたの
を、この画像処理方法によれば縮小された画像に対して
行えばよいので、従来に比較して処理時間を大幅に短縮
することができ、以て生産性を大幅に向上させることが
できる。

【００１１】請求項２記載の画像処理方法については次
のようである。まず、オリジナル画像に適宜の間引き処
理を施して縮小し、第１の縮小画像を生成する。次に、
その第１の縮小画像に対してフーリエ変換等の直交変換
処理を施して直交変換画像を得、更にその直交変換画像
に所定のフィルタリング処理を施す。そして、その結果
得られた直交変換画像に直交逆変換処理を施して第２の
縮小画像を得る。次に、第１の縮小画像と第２の縮小画
像との差分を求め、差分画像を得る。この差分画像は、
濃度ムラあるいは柄くせ等の不所望の画像成分で構成さ
れるものである。

【００１２】そして、その差分画像を拡大して第１の拡
大画像を得、この第１の拡大画像とオリジナル画像との
差分画像を得る。この結果、オリジナル画像から不所望
の画像成分を除いた画像、即ち、濃度ムラ補正等の所望
の補正がなされた画像が得られる。

【００１３】これによれば、請求項１記載の画像処理方
法と同様に直交変換及びその逆変換は縮小された画像に
対して行えばよいので、その処理時間を従来に比較して
大幅に短縮することができる。また、この画像処理方法
によれば、請求項１記載の画像処理方法よりも少ないメ
モリ容量で構成することができる。なお、本発明の画像
処理方法は、スキャナ等で読み取って得たデジタル画像
データに対して適用できることは勿論、光学的な処理を
行う画像処理システムに対しても同様に適用することが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る画像処理方法による画像処理を行う
装置の一実施例の構成を示す図であり、図中、１は制御
部、２はフーリエ変換部、３はフーリエ逆変換部、４は
フィルタリング処理部、５は縮小処理部、６は拡大処理
部、７は差分処理部、８は合成処理部、９はインターフ
ェース、１０、１１、１２、１３はフレームメモリ、１
４はアドレスバス及びデータバスを示す。また、図２は
図１に示す構成で行う処理の流れを示すフローチャート
である。

【００１５】キーボード等の適宜な入力装置（図１には
図示せず）から画像処理の開始が指示されると、制御部
１はインターフェース９を介して外部の記憶手段から画
像処理の対象であるオリジナル画像２０の画像データを
取り込み、フレームメモリ１０に書き込む。このフレー
ムメモリ１０がオリジナル画像２０の画像データが格納
できる容量を備えている必要があることは当然であり、
ここではオリジナル画像２０のサイズは、横方向（Ｘ方
向）、縦方向（Ｙ方向）共に８ｋ画素、１画素８ビット
であり、フレームメモリ１０はこのオリジナル画像２０
のデータを格納できる容量を備えているものとする。フ
レームメモリ１１も同じ容量を備えている。

【００１６】なお、ここでは理解を容易にするために、
オリジナル画像２０はモノクロ画像であるとする。しか
し、オリジナル画像がＲ，Ｇ，Ｂの３色に分解されてい
る場合には、所望の色の画像データに対して以下に述べ
る処理を行えばよく、同様にオリジナル画像がＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋの４色のデータを備える場合にも４色の画像デー
タの中の所望の色の画像データに対して以下に述べる処
理を行えばよい。

【００１７】さて、オリジナル画像２０のデータを取り
込むと、制御部１は縮小処理部５を起動し、オリジナル
画像２０のデータに対して縮小処理を実行させる。そし
て縮小処理部５はオリジナル画像２０のデータに対して
所定の間引き処理を実行し、その結果得られた間引き画
像（以下、これを第１の間引き画像と称す）２１をフレ
ームメモリ１２に書き込む（ステップＳ１）。ここで、
縮小率は予め設定された値に固定されていてもよく、入
力装置から設定可能となされていてもよい。ここではＸ
方向、Ｙ方向共に１／８に縮小するものとして説明す
る。

【００１８】縮小処理部５における間引き処理としては
従来知られているどのような方法を採用してもよい。例
えば、この場合にはオリジナル画像２０を８画素×８画
素のブロックに分割し、一つのブロックに対して一つの
濃度値を定め、その濃度値を代表画素の濃度値として、
それらの代表画素により第１の間引き画像２１を生成す
ることになるが、その際、ブロックに含まれる６４画素
の濃度値の平均値を求め、それを代表画素の濃度値とす
ることもできるし、図３に示すように、ブロックの所定
の位置、この場合ブロックの右下隅に位置する画素の濃
度値を当該ブロックの代表画素濃度値としてもよいし、
あるいは濃度値に対する画素数のヒストグラムを作成し
て最大頻度を有する濃度値を代表画素の濃度値とするこ
ともできる。また、その他の方法でもよいことは当然で
あるが、ここでは間引き処理の高速化を目的として、図
３に示す方法を採用するものとする。

【００１９】以上の間引き処理によって第１の間引き画
像２１が得られるが、この場合は縮小率は１／８である
から、この第１の間引き画像２１のサイズは、Ｘ方向、
Ｙ方向共に１ｋ画素である。従って、この実施例におい
てはフレーム１２は、１ｋ×１ｋ×８（ビット）以上の
容量を備えていればよいものである。フレームメモリ１
３についても同様である。

【００２０】間引き処理が終了すると制御部１はフーリ
エ変換部２及び拡大処理部６を起動する。フーリエ変換
部２はフレームメモリ１２に格納されている第１の間引
き画像２１の画像データを取り込んでフーリエ変換の処
理を行い（ステップＳ４）、その結果得られたフーリエ
変換係数２４、即ちフーリエ変換画像のデータをフレー
ムメモリ１３に書き込む。

【００２１】一方、拡大処理部６はフレームメモリ１２
に格納されている第１の間引き画像２１のデータを取り
込んで拡大処理を施し（ステップＳ２）、オリジナル画
像２０と同じサイズの画像を生成する。これが第１の間
引き拡大画像２２であり、拡大処理部６はこの第１の間
引き拡大画像２２をフレームメモリ１１に書き込む。従
ってこの場合、拡大率は８倍である。

【００２２】拡大処理部６における拡大処理としては従
来知られているどのような方法を採用してもよいが、こ
こでは拡大処理の高速化を目的として、第１の間引き画
像２１の一つの画素を拡大画像の一つのブロックに対応
させることにより行うものとする。即ち、この場合に
は、第１の間引き画像２１のある画素の濃度値がＤであ
るとすると、拡大処理部６は、この画素の濃度値をＸ方
向に８画素コピーし、且つＹ方向にも８画素コピーして
第１の間引き拡大画像２２の一つのブロックを生成す
る。

【００２３】次に制御部１は、差分処理部７を起動す
る。これによって差分処理部７は、オリジナル画像２０
の画像データと第１の間引き拡大画像２２の画像データ
とを対応する画素毎に読み出し、それらの濃度差を求め
て、その結果をフレームメモリ１０に書き込む。これが
図２のステップＳ３の差分処理であり、この結果得られ
る画像が差分画像２３である。この差分画像は、上述し
た間引き処理及び拡大処理によって失われる細かなテク
スチャーで構成される画像である。

【００２４】次に制御部１は、フィルタリング処理部４
を起動させる。これによってフィルタリング処理部４は
フレームメモリ１３に格納されているフーリエ変換係数
２４に対して所定のフィルタリング処理を実行する（ス
テップＳ５）。ここでどのようなフィルタリング処理を
行うかは、オリジナル画像に対してどのような補正を行
うかによって異なることは当然であり、従って、このシ
ステムにおいては、図２に示す処理を開始する前に予め
どのような周波数帯にどのようなフィルタリング処理を
行うかを選択できるようになされている。いま、例えば
濃度ムラの補正を行うことが選択され、処理を行う周波
数帯が設定されたとすると、フィルタリング処理部４は
フーリエ変換係数２４の水平周波数Ｆ_h 及び垂直周波数
Ｆ_v の双方に対して、直流成分から設定された周波数成
分まで０を書き込む。これによってフーリエ変換係数２
４の低周波成分がカットされた画像２５が得られる。こ
の画像２５においては濃度ムラの成分が除去されている
ことは明らかである。

【００２５】フィルタリング処理が終了すると、制御部
１はフーリエ逆変換部３を起動させる。これによってフ
ーリエ逆変換部３は、フレームメモリ１３に格納されて
いる低周波成分がカットされたフーリエ変換係数２５に
対してフーリエ逆変換の処理を施し、濃度ムラが除去さ
れた間引き画像（以下、これを第２の間引き画像と称
す）２７を生成してフレームメモリ１２に書き込む（ス
テップＳ６）。

【００２６】次に制御部１は拡大処理部６に対して、フ
レームメモリ１２に書き込まれている第２の間引き画像
２７の拡大を指示する。これによって拡大処理部６は上
述した拡大処理により第２の間引き画像２７をオリジナ
ル画像２０と同じサイズに拡大して濃度ムラが除去され
た間引き拡大画像（以下、これを第２の間引き拡大画像
と称す）２８を生成し、フレームメモリ１１に書き込む
（ステップＳ７）。

【００２７】そして次制御部１は合成処理部８を起動
し、フレームメモリ１０に書き込まれている差分画像２
３と、フレームメモリ１１に書き込まれている第２の間
引き拡大画像２８との合成を指示する。これに応じて合
成処理部８は、差分画像２３の画像データと第２の間引
き拡大画像２８の画像データとを対応する画素毎に読み
出し、それらの濃度差を加算してその結果をフレームメ
モリ１０に書き込む（ステップＳ８）。この合成処理に
よれば濃度ムラが除去された第２の間引き拡大画像２８
に差分画像２３が備えている細かなテクスチャーが足し
合わされるので、オリジナル画像２０から濃度ムラが除
去された画像が得られる。

【００２８】以上の合成処理が終了すると制御部１はス
テップＳ８の合成処理で生成した画像データをインター
フェース９を介して所定の記憶手段に登録し、次の画像
処理の指示を待機する状態になる。

【００２９】以上の説明から明らかなように、従来にお
いてはフーリエ変換及びフーリエ逆変換を８ｋ画素×８
ｋ画素のサイズを有するオリジナル画像に対して施す必
要があったものが、この実施例では１ｋ画素×１ｋ画素
のサイズに縮小された間引き画像に対して施せばよいの
で、その処理時間は従来の 1／64以下で済む。実際、本
発明者の実験によれば上述した図２の処理の全てが30分
程度で完了しており、従来に比較して処理時間を大幅に
短縮できることが確認された。また、上記実施例により
抽象柄の柄くせを除去した後の画像の品質は、従来の手
法により柄くせ除去を行ったものと同等であることも確
認された。

【００３０】以上、一実施例について説明したが、次に
図４、図５を参照して第２の実施例について説明する。
図４は本発明に係る画像処理方法の第２の実施例による
画像処理を行う装置の構成を示す図であり、図５は図４
に示す構成で行う処理の流れを示すフローチャートであ
る。なお、図４において図１と同じものについては同一
の符号を付す。

【００３１】キーボード等の適宜な入力装置（図４には
図示せず）から画像処理の開始が指示されると、制御部
１はインターフェース９を介して外部の記憶手段から画
像処理の対象であるオリジナル画像３０の画像データを
取り込み、フレームメモリ１０に書き込む。なお、ここ
では理解を容易にするために、オリジナル画像２０はモ
ノクロ画像であるとする。

【００３２】オリジナル画像３０のデータを取り込む
と、制御部１は縮小処理部５を起動し、オリジナル画像
３０のデータに対して縮小処理を実行させる。そして縮
小処理部５はオリジナル画像３０のデータに対して間引
き処理を実行し、その結果得られた間引き画像（以下、
これを第１の間引き画像と称す）３１をフレームメモリ
１２に書き込む（ステップＳ１０）。ここで、縮小率は
上記実施例と同じく１／８とするが、入力装置から設定
可能となされていてもよいことは当然である。また間引
きの方法は上述した実施例と同じである。更に、フレー
ム１２及び１３は上記実施例と同様に、１ｋ×１ｋ×８
（ビット）以上の容量を備えているものとする。

【００３３】間引き処理が終了すると制御部１はフーリ
エ変換部２を起動する。フーリエ変換部２はフレームメ
モリ１２に格納されている第１の間引き画像３１の画像
データを取り込んでフーリエ変換の処理を行い、その結
果得られたフーリエ変換係数３２、即ちフーリエ変換画
像のデータをフレームメモリ１３に書き込む（ステップ
Ｓ１１）。

【００３４】次に制御部１は、フィルタリング処理部４
を起動させる。これによってフィルタリング処理部４は
フレームメモリ１３に格納されているフーリエ変換係数
３２に対して所定のフィルタリング処理を実行する（ス
テップＳ１２）。なお、ここでは上記の実施例と同様に
濃度ムラの補正を行うものとするが、どのような周波数
帯にどのようなフィルタリング処理を行うかを選択でき
るようになされているのは当然である。

【００３５】さて、フィルタリング処理部４は、濃度ム
ラの補正が選択され、処理を行う周波数帯が設定される
と、フーリエ変換係数３２の水平周波数Ｆ_h 及び垂直周
波数Ｆ_v の双方に対して、直流成分から設定された周波
数成分まで０を書き込む。これによってフーリエ変換係
数３２の低周波成分がカットされた画像３３が得られ
る。この画像３３においては濃度ムラの成分が除去され
ていることは明らかである。

【００３６】フィルタリング処理が終了すると、制御部
１はフーリエ逆変換部３を起動させる。これによってフ
ーリエ逆変換部３は、フレームメモリ１３に格納されて
いる低周波成分がカットされたフーリエ変換係数３３に
対してフーリエ逆変換の処理を施し、濃度ムラが除去さ
れた間引き画像（以下、これを第２の間引き画像と称
す）３４を生成してフレームメモリ１５に書き込む（ス
テップＳ１３）。

【００３７】次に制御部１は、差分処理部７を起動す
る。これによって差分処理部７は、フレームメモリ１２
に書き込まれている第１の間引き画像３１の画像データ
と、フレームメモリ１５に書き込まれている第２の間引
き画像３４の画像データとを対応する画素毎に読み出
し、それらの濃度差を求めて、その結果をフレームメモ
リ１２、１３、１５の何れかのフレームメモリ、例えば
フレームメモリ１２に書き込む。これが図５のステップ
Ｓ１４の差分処理であり、この結果得られる画像が間引
き差分画像３５である。この間引き差分画像３５は、オ
リジナル画像３０を縮小した第１の間引き画像３１と、
その第１の間引き画像３１から濃度ムラを除去した第２
の間引き画像３４との差の成分で構成されるものである
から、濃度ムラの成分だけで構成される画像である。

【００３８】次に制御部１は拡大処理部６に対して、フ
レームメモリ１２に書き込まれている間引き差分画像３
５の拡大を指示する。これによって拡大処理部６は上述
した実施例と同じ拡大処理によって間引き差分画像３５
をオリジナル画像３０と同じサイズに拡大して、濃度ム
ラ成分のみで構成される差分画像３６を生成し、フレー
ムメモリ１１に書き込む（ステップＳ１５）。

【００３９】そして次制御部１は再び差分処理部７を起
動し、フレームメモリ１０に書き込まれているオリジナ
ル画像３０と、フレームメモリ１１に書き込まれている
差分画像３６との減算を指示する。これに応じて差分処
理部７は、差分画像３６の画像データとオリジナル画像
３０の画像データとを対応する画素毎に読み出し、それ
らの濃度差を減算してその結果をフレームメモリ１０に
書き込む（ステップＳ１６）。この差分処理によればオ
リジナル画像３０から差分画像３６の濃度ムラ成分が除
かれることになるので、濃度ムラが除去された画像が得
られる。

【００４０】以上の合成処理が終了すると制御部１はス
テップＳ１６の減算処理で生成した画像データをインタ
ーフェース９を介して所定の記憶手段に登録し、次の画
像処理の指示を待機する状態になる。

【００４１】以上の実施例によれば、上述した第１の実
施例と同様に、フーリエ変換及びフーリエ逆変換は１ｋ
画素×１ｋ画素のサイズに縮小された間引き画像に対し
て施せばよいので、処理時間を従来に比較して大幅に短
縮できる。また、最終的に得られる画像も上記実施例と
同等であることが確認された。

【００４２】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能であることは当業者に明らかである。例え
ば、上記実施例では画像の濃度ムラを除去する例をあげ
たが、本発明は濃度ムラの除去に限らず、建材用抽象柄
の柄くせ除去をはじめとして、画像中の不所望な空間周
波数成分を補正する場合に一般的に適用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理方法による画像処理を行
う装置の構成を示す図である。

【図２】 図１の構成の処理を示すフローチャートであ
る。

【図３】 間引き処理の例を示す図である。

【図４】本発明に係る画像処理方法の第２の実施例によ
る画像処理を行う装置の構成を示す図である。

【図５】 図４の構成の処理を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…制御部、２…フーリエ変換部、３…フーリエ逆変換
部、４…フィルタリング処理部、５…縮小処理部、６…
拡大処理部、７…差分処理部、８…合成処理部、９…イ
ンターフェース、１０、１１、１２、１３…フレームメ
モリ、１４…アドレスバス及びデータバス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室田 秀樹 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 橋爪 家治 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 澤村 浩 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 大原 千佳子 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 岡本 優 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 助川 佳夫 埼玉県入間郡三芳町竹間沢311 株式会 社大日本トータルプロセス建材内 (56)参考文献 特開 平４−42376（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−54172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60 G06T 5/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オリジナル画像を縮小して第１の縮小画像
   を生成する工程と、 前記第１の縮小画像に直交変換処理を施して直交変換像
   を得、その直交変換像に所定のフィルタリング処理を施
   して得られた画像に直交逆変換処理を施して第２の縮小
   画像を得、その第２の縮小画像を拡大して前記オリジナ
   ル画像と同じサイズの第１の拡大画像を得る工程と、 前記第１の縮小画像を拡大して前記オリジナル画像と同
   じサイズの第２の拡大画像を生成する工程と、 前記オリジナル画像と前記第２の拡大画像との差分画像
   を生成する工程と、 前記第１の拡大画像と前記差分画像とを合成する工程と
   を備えることを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】オリジナル画像を縮小して第１の縮小画像
   を生成する工程と、 前記第１の縮小画像に直交変換処理を施して直交変換像
   を得、その直交変換像に所定のフィルタリング処理を施
   して得られた画像に直交逆変換処理を施して第２の縮小
   画像を得る工程と、 前記第１の縮小画像と前記第２の縮小画像との差分画像
   を得、その差分画像を拡大して第１の拡大画像を得る工
   程と、 前記オリジナル画像と前記第１の拡大画像との差分画像
   を得る工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。