JP3729612B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白黒電子写真複写機、カラー電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に入力された画像信号に対してウェーブレット変換を施す画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理では、スキャナ等から送られてきた画像データをＡＤ変換器で量子化し、デジタルの実空間画像信号にしてフィルタ処理、変倍処理、ガンマ変換処理、階調処理等の画像処理を施していた。しかしながら、実空間画像信号を用いた画像処理では、冗長性を持った画像信号で種々の処理を行うために、処理すべき画像信号量が膨大となり、画像信号を格納するのに多くのメモリを必要としたり、画像処理に多くの時間を必要としていた。
その不具合を解消するために画像信号にウェーブレット変換を施し、変換された係数信号の一部に対し量子化のビット数を小さくして画像処理すべき処理量を減少させたり、変換された係数信号の一部だけに画像処理を施すようにして必要とするメモリ量を減少させたり、処理時間の短縮を図っていた。
そのウェーブレット変換には、特開平７−７９４３３号公報などに開示されているように、画像信号に対して強調特性を持ったウェーブレット変換を行い、変換された高周波帯域の係数信号に対する量子化のビット数を、他の周波数帯域の係数信号に対する量子化のビット数より小さくして画像の鮮鋭度を保ちながら画像圧縮を行っていた。
また、特開平６−２７４６１４号公報などでは、画像信号にウェーブレット変換を行い、周波数分解した係数信号の少なくとも１つの周波数帯域の係数信号に強調等の画像処理を施し、画像処理された画像信号にウェーブレット逆変換を掛けることにより、ノイズを強調することなく、視覚的な印象に適合した自然な再生画像を得ていることが知られている。しかし、ここで開示されているウェーブレット変換や逆ウェーブレット変換は、タップ数が多く処理が複雑となり、処理の高速化及び構成の簡略化という点で不利であった。この解決の一つの方法として、特開平９−２７７５２号公報や特開平９−２７９１２号公報で開示されているＳ変換というウェーブレット変換方法があり、タップ数が２で実現されているので、演算回数が少なく処理の高速化が図られている。
【０００３】
しかしながら、上記で示された技術を用いてウェーブレット変換を施し、強調や平滑等のフィルタ処理を行う場合、サンプリングする位置の違いにより正常なフィルタ処理が施せないことが生じる。これを図３０を用いてさらに詳しく説明する。なお、図３０では、説明を簡単にするため一次元で扱い、図に示すような画像データに対しウェーブレット変換（Ｓ変換）を行ってウェーブレット係数化し、周波数分解された係数信号に対し定数（ここでは、２倍とする）を乗算し、再び逆ウェーブレット変換を行って実空間画像に復元することを考える。この際、サンプリングする組をサンプリング（ａ）とサンプリング（ｂ）の２つとして取り出し、それぞれに同様な処理を行ったときの復元画像を表した一例が図３０である。サンプリング（ａ）の処理結果を左半分、サンプリング（ｂ）の処理結果を右半分に記してある。
図３０の (I)に示すように画像データをサンプリング（ａ）の組でウェーブレット変換を行うと、（ II-ａ）で示されたような係数信号の組が得られる。また、サンプリング（ｂ）の組で同様にウェーブレット変換を行うと（II−ｂ）のような係数信号の組となる。得られた係数信号の組の高周波成分（Ｈ成分）を２倍すると、それぞれ（III −ａ）、（III −ｂ）のような係数信号が得られる。これらを逆ウェーブレット変換すると（IV−ａ）、（IV−ｂ）に示す画像データとなる。従って、図３０の右上の元の画像データの図と、（IV−ａ）や（IV−ｂ）の結果を図にした復元図（最下部に示されている）と較べると、サンプリング（ａ）による処理結果は高周波成分が２倍に強調されているが、サンプリング（ｂ）による処理結果は元画像と変わらず、強調処理が施されていない。即ち、サンプリングの位置の違いによって正常なフィルタ処理が施せない場合が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ウェーブレット変換を用いた画像処理では、特定の周波数帯域の信号に所定数を乗算する処理を行う上記特開平６−２７４６１４号公報に述べられているような方法を用いても、サンプリングの位置によっては強調処理が施されないことが起きる。
そこで、本発明は、フィルタ処理にたたみ込み演算とウェーブレット変換を施すことにより、サンプリングの位置に関係なく、高速で且つ高精細な画像を得るためのフィルタ処理が行える画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の画像処理装置は、入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と、を備え、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号と前記副走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号との平均化を行う平均化手段と、を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と、を備え、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項５に記載の画像処理方法は、入力された画像信号に対して、ウェーブレット変換を行って複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解し、前記分解したウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化し、前記量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理の画像処理を施し、前記画像処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施し、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算と、ウェーブレット変換とを行うことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、前記入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、主走査方向にウェーブレット変換を行い、前記注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、さらに前記主走査方向にウェーブレット変換された信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、副走査方向にウェーブレット変換を行うことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、該変換により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行い、主走査方向にウェーブレット変換を行った信号と、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行った信号との平均化を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理の何れか一方を選択して使用することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理方法において、平滑化を行うフィルタ処理の場合に請求項６のフィルタ処理を選択することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理方法において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合に請求項７のフィルタ処理を選択することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
請求項１、４に記載の発明においては、画像処理手段のフィルタ処理は、たたみ込み演算手段とウェーブレット変換第二手段とが直列に接続された構成になっており、入力信号にたたみ込み演算を行った後、ウェーブレット変換を施すことが出来るので、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲の係数ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理を実現させることが出来る。
請求項２に記載の発明は、前記請求項１のように構成された画像処理装置の発明において、主走査方向たたみ込み演算手段、主走査方向ウェーブレット変換手段、副走査方向たたみ込み演算手段、及び副走査方向ウェーブレット変換が全て直列に接続された構成になっているので、入力信号が主走査方向にたたみ込み演算処理された後、ウェーブレット変換され、さらに副走査方向にたたみ込み演算処理された後、ウェーブレット変換されているので、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うことによってフィルタ処理が実現されて、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項１より少なく、演算回数を小規模化することが出来る。
請求項３に記載の発明は、前記請求項１のように構成された画像処理装置の発明において、主走査方向の手段として主走査方向たたみ込み演算手段と主走査方向ウェーブレット変換手段とが直列に接続され、また、副走査方向の手段として副走査方向たたみ込み演算手段と副走査方向ウェーブレット変換とが直列に接続され、且つ、主走査方向の手段から得られた信号と副走査方向の手段から得られた信号とが平均化手段によって平均化されるようにされているので、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化してフィルタ処理を実現していることになり、主走査方向、副走査方向ともにナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなる。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、フィルタ処理は入力信号に対したたみ込み演算と、ウェーブレット変換とを行うようになっているので、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理方法を実現させることが出来る。
請求項６に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、主走査方向と副走査方向の順に、たたみ込み演算とウェーブレット変換とが行われるようになっているので、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うフィルタ処理方法が実現され、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項４より少なく、演算回数を小規模化することが出来る。
請求項７に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行った信号と、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行った信号との平均化を行うようになっているので、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化するフィルタ処理方法を実現していることになり、主走査方向と副走査方向共にナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがない。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理かの一つを選択して使用するようになっているので、画像モードに適したフィルタ処理方法を選ぶことが出来る。
請求項９に記載の発明は、前記請求項８のように構成された画像処理方法の発明において、平滑化を行うフィルタ処理の場合は請求項６のフィルタ処理を選択するので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細なフィルタ処理を実現することが出来る。
請求項１０に記載の発明は、前記請求項８のように構成された画像処理方法の発明において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合は請求項７のフィルタ処理が選択されるので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細なフィルタ処理を実現することが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法の基本的な構成を白黒デジタル複写機（以下、複写機と呼ぶ）を例に説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の要部を示すブロック図である。複写機における詳細な動作及び機能は、一般に公知であるので省略し、本発明に関する部分に限って述べる。図１において、スキャナ１２で原稿の画像を読み取り、図示しないＣＣＤにより原稿の画像を光電変換し、Ａ／Ｄ変換器により電気信号に変換した画像を離散化し、デジタル画像信号として出力する。さらに、デジタル化した画像信号に対して、ＣＣＤの個々の素子の光感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行った後に、画像信号をウェーブレット変換第一手段１に出力する。
次に、ウェーブレット変換第一手段１ではデジタル画像信号をウェーブレット変換し、複数の周波数帯域の係数信号に分解する。即ち、ウェーブレット変換第一手段１は、下記の式（１−１）〜（１−４）に示すＸ方向（主走査方向）とＹ方向（副走査方向）の各々に対するローパスフィルタS(X), S(Y)とハイパスフィルタh(X), h(Y)を基本ウェーブレット関数として変換を行う。式（１−１）〜（１−４）に示した関数はＳ変換と呼ばれ（特開平９−２７７５２号公報参照）、タップ数を２とする高速処理に適したものである。
【００１２】
S(X)＝(Xn ＋Xn+1) ／2 ・・・・（１−１）
S(Y)＝(Yn ＋Yn+1) ／2 ・・・・（１−２）
h(X)＝Xn−Xn+1 ・・・・（１−３）
h(Y)＝Yn−Yn+1 ・・・・（１−４）
さらに、分解された複数の周波数帯域の係数信号は、量子化手段２に伝達される。量子化手段２ではそれぞれの係数信号ごとに量子化し、画像処理手段３に伝達する。画像処理手段３は高精細画像を得るために種々の画像処理が施される。その後、画像処理された信号はウェーブレット逆変換手段４によって実空間画像信号に変換され、画像出力手段５であるプリンタ５によって紙に出力される。また、システムコントローラ１３は、内部にマイクロＣＰＵを保持しており、画像モードに合わせて上記スキャナ１２、ウェーブレット変換第一手段１、量子化手段２、画像処理手段３、ウェーブレット逆変換手段４、及びプリンタ５の各々に処理指示をタイミングを図って送る。
【００１３】
図２は、画像処理手段３の構成を示したものであり、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段９、ガンマ変換処理を行うガンマ変換手段１０、及び階調処理を行う階調処理手段１１等により構成されている。ここで、階調処理手段１１以外の処理手段の処理順序を入れ替えても差し支えない。例えば、フィルタ処理手段９とガンマ変換手段１０の処理順序が前後しても問題はない。
図３は、ウェーブレット変換第一手段１の構成例を示している。スキャナ１２を経由してウェーブレット変換第一手段１に入力された実空間画像信号dij は、ローパスフィルタS(X)２１とハイパスフィルタh(X)２２により各々主走査方向の低周波成分と高周波成分の係数信号に分解された後、ダウンサンプラー２３、２４により１／２にダウンサンプリングされて、係数信号Ｗ１、Ｗ２となる。さらに、各々の係数信号Ｗ１、Ｗ２に対してローパスフィルタS(Y)２５、２７とハイパスフィルタh(Y)２６、２８により副走査方向の低周波成分と高周波成分の係数信号に分解され、その後ダウンサンプラー２９、３０、３１、３２により１／２にダウンサンプリングされて、係数信号Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６となる。
【００１４】
上述したように、実空間画像信号dij は、ウェーブレット変換第一手段１により複数の異なる周波数帯域の係数信号Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６に分解され、ウェーブレット変換第一手段１より出力され、量子化手段２に入力される。量子化手段２では、係数信号（Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６）毎に量子化器１から量子化器４を割り当て、それぞれ異なった量子化ビット数で量子化する。この量子化手段２での割り当てビット数は、例えば高周波成分の係数信号Ｗ６には少ないビット数を割り付け、最も低周波成分であるＷ３には高ビット数を割り付けるようにして量子化する。
図４（Ａ）は、低周波成分抽出のための基本ウェーブレット関数を表し、図３のローパスフィルタS(X)とS(Y)に該当する。また、図４（Ｂ）は、高周波成分抽出のための基本ウェーブレット関数を表し、図３のハイパスフィルタh(X)とh(Y)に該当する。
【００１５】
図５は、量子化後の各係数信号を模式的に示したものである。このブロック化した各係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは、図３における量子化手段２の出力信号に該当する。信号ＬＬは、主走査方向及び副走査方向とも低周波成分の係数信号であり、信号ＨＬやＬＨでは順々と高周波成分の係数信号となり、信号ＨＨに至っては主走査方向及び副走査方向とも高周波成分の係数信号となる。フィルタ処理手段９は、図５に示す入力信号に対して伝達関数を乗算することにより実現する。この伝達関数の例を図６に示す。図６（Ａ）は、平滑化特性を持った伝達関数であり、低周波成分に対する係数信号は保存し、それよりも高周波成分の信号に対しては減衰させるような特性を持っている。
また、図６（Ｂ）は、強調フィルタの特性を持った伝達関数の例であり、低周波成分に対する係数信号は保存するが、周波数が高くなるに連れて係数信号が増幅されるように動作する。平滑フィルタをかけるか、強調フィルタをかけるかは、図１のシステムコントローラ１３からの指示によって決められる。さらに、フィルタ処理手段９からの出力は、図７に示す各係数信号ＬＬ' 、ＨＬ' 、ＬＨ' 、ＨＨ' になる。
図８は、ガンマ変換手段１０によってガンマ変換する例を示している。ここでは、ガンマ変換曲線３３に従って、入力係数信号の低周波成分ＬＬ' のみを変換し、出力係数信号ＬＬ" を得るものである。ここで、ガンマ変換手段１０では、低周波成分ＬＬ' 以外の高周波成分の係数信号に関しては、図７の入力係数信号をそのまま出力信号とし、図９に示すような出力係数信号を得るものである。
【００１６】
次に、階調処理手段１１に２値ディザ処理を用いた場合の例を説明する。図１０には、ディザ閾値の例が示されている。ここで、本実施の形態に係るディザ処理は、ガンマ変換手段１０から出力される係数信号の低周波成分ＬＬ" を用いた濃度パターン法により実現する。濃度パターン法を図１０に示すディザ閾値パターンで行ったときの出力２値画像パターンは、図１１に示すパターン０（Ｐ０）〜パターン４（Ｐ４）の５通りである。このパターンのどれが選択されるかは入力する係数信号の低周波成分ＬＬ" の大きさにより一意的に決定される。その様子を示したのが表１である。
【００１７】
【表１】
例えば、入力する係数信号の低周波成分ＬＬ" の値を１００とすると、上記表１よりＰ２のパターンが選択される。この時の画像パターンは図１１に示すＰ２である。更に、この画像パターンに対して前記式（１−１）〜（１−４）に示すウェーブレット関数を用いて、図３に示すウェーブレット変換を行った場合の係数信号を図１２に示す。但し、図１２では簡単のために係数信号を原画像の入力ビット数に応じて正規化を行っている。この例では２５５での正規化を行っている。
【００１８】
また、図１３は、階調処理手段１１の構成例である。入力係数信号の低周波成分ＬＬ" を輝度パターンテーブル１１ａに入力する。輝度パターンテーブル１１ａは、上記表１に示す画像パターンＰ０〜Ｐ４の選択動作を行う。次に、選択された画像パターンに従ってウェーブレット係数テーブル１１ｂより係数信号を出力する。ウェーブレット係数テーブル１１ｂでは、図１１及び図１２に例示するように、あらかじめ画像パターンに対応したウェーブレット係数信号を算出したものを、ルックアップテーブルとして設置しておく。ウェーブレット係数テーブル１１ｂでは、画像パターンを指示するアドレス信号と、二次元的に配列した係数信号を対応する位置で出力するための、係数読み出しタイミング発生手段１１ｃからのアドレス信号に従って、対応する位置での係数信号を出力するように動作する。
【００１９】
次に、この階調処理手段１１を含む画像処理手段３からの出力係数信号は、図１および図２に示されるように、ウェーブレット逆変換手段４に入力されて、係数信号から実空間画像信号に変換される。ウェーブレット逆変換手段４では、ウェーブレット変換第一手段１でのウェーブレット変換、つまり式（１−１）〜（１−４）に示す変換の全く逆の変換を行って、実空間の画像信号を求める。式（１−１）〜（１−４）に対する逆変換を、下記に式（２−１）〜（２−４）に示す。
Xn＝ S(X) ＋h(X)／2 ・・・・（２−１）
Xn+1＝ S(X) −h(X)／2 ・・・・（２−２）
Yn＝ S(Y) ＋h(Y)／2 ・・・・（２−３）
Yn+1＝ S(Y) −h(Y)／2 ・・・・（２−４）
最後に、逆変換された実空間信号をプリンタ５に入力して、用紙上に画像を得る。本発明の実施の形態においては、画像出力手段５の例としてプリンタ５を例に示したが、ディスプレイ等の出力装置を用いても良い。
本発明は上記画像処理装置または画像処理方法において、フィルタ処理手段９の別なる方法を用いた画像処理装置または画像処理方法を提案するものである。
【００２０】
図１４は、本発明の請求項１または請求項５におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。図１４に示すように量子化手段２によって量子化されたウェーブレット係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは（図３参照）、画像処理手段３の初段であるフィルタ処理手段９に入力される。また、フィルタ処理手段９は、たたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段６、及びウェーブレット変換第二手段７により構成されている。ここで、たたみ込み演算手段６の機能を図１５と図１６に基づいて説明する。図１５に示されるように、係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨで構成される一組の注目ブロック３４と、その周囲の８ブロックを抽出し、さらにたたみ込み演算の係数として、図１６に示すフィルタ係数ｆ１、ｆ２、ｆ３、及びｆ４を用意する。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のフィルタ係数は、図１５の係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨに対応している。
【００２１】
これらを用いて、次に示す式（３−１）〜（３−４）によるたたみ込み演算を行うことにより、それぞれに対するフィルタ処理後の画像データＯxy、Ｐxy、Ｑxy、Ｒxyが求められる。このＯxy、Ｐxy、Ｑxy、Ｒxyは輝度を表す実空間データであるため、次段のガンマ変換手段１０のために再びウェーブレット変換を施した係数信号に分解する必要がある。そこで、ウェーブレット変換第二手段７によってウェーブレット変換が施される。
【００２２】
【数１】
このようにして、周辺のブロックを用いてたたみ込み演算によりフィルタ処理を施すことにより、従来のサンプリング位置によりフィルタ処理が正確に行えないという不具合が解消され、高精細なフィルタ処理を施すフィルタ処理手段９を提供することが出来る。また、本発明の実施の形態では、注目ブロック３４の周囲の８ブロックを参照してフィルタ処理を施す方法で説明したが、参照する周辺ブロックはこれに限定されない。
【００２３】
図１７は、本発明の請求項２または請求項６おけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。フィルタ処理手段９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａ、主走査方向ウェーブレット変換手段７ａ、副走査方向たたみ込み演算手段６ｂ、及び副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂにより構成されている。前述したように量子化手段２によって量子化されたウェーブレット係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは、画像処理手段３のフィルタ処理手段９に入力され、まず主走査方向たたみ込み演算手段６ａによって主走査方向のたたみ込み演算処理が施される。
【００２４】
図１８、図１９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａによる主走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。図１８に示されるように、一組の注目ブロック３６（係数信号ＬＬi 、ＨＬi 、ＬＨi 、ＨＨi ）についてたたみ込み演算を行うために、前記注目ブロック３６と、Ｘ方向に隣接する前後のブロック３５、３７を抽出する。また、たたみ込み演算の係数として図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す６×１の係数を用意する。ここで、図１９（Ａ）はｏｄｄ（奇数）データに対する係数であり、図１９（Ｂ）はｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数である。
即ち、図１８に示すＬＬi 及びＬＨi についてフィルタ処理を行うための係数が図１９（Ａ）であり、ＨＬi 及びＨＨi についてフィルタ処理を行うための係数が図１９（Ｂ）である。主走査方向たたみ込み演算の結果出力されるデータをＯX 、ＰX 、ＱX 、及びＲX とすると、これらは、次に示す式（４−１）〜（４−４）で求められる。
【００２５】
上記のようにして求められたデータは、主走査方向（Ｘ方向）にウェーブレット逆変換されたデータとなる。そこで、主走査方向ウェーブレット変換手段７ａによって再びウェーブレット係数信号に変換する必要がある。主走査方向ウェーブレット変換手段７ａによるデータ処理の式（５−１）〜（５−４）を以下に示す。このようにして、主走査方向（Ｘ方向）のみフィルタ処理されたウェーブレット係数信号ＬＬx 、ＨＬx 、ＬＨx 、及びＨＨx を得る。
ＬＬx ＝（Ｏx ＋Ｐx ）／２ ・・・（５−１）
ＨＬx ＝ Ｏx −Ｐx ・・・（５−２）
ＬＨx ＝（Ｑx ＋Ｒx ）／２ ・・・（５−３）
ＨＨx ＝ Ｑx −Ｒx ・・・（５−４）
次に、同様にして副走査方向のフィルタ処理を行う。図２０、図２１は、前記図１７に示される副走査方向たたみ込み演算手段６ｂの演算方法の説明図である。図２０に示されるように、一組の注目ブロック３９（係数信号ＬＬｘj 、ＨＬｘj 、ＬＨｘj 、ＨＨｘj ）についてたたみ込み演算を行うために、前記注目ブロック３９と、Ｙ方向に隣接する前後のブロック３８、４０を抽出する。また、たたみ込み演算の係数として、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示す６×１の係数を用意する。ここで、図２１（Ａ）は、ｏｄｄ（奇数）データに対する係数であり、図２１（Ｂ）はｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数である。即ち、図２０に示すＬＬｘj 及びＨＬｘj についてフィルタ処理を行うための係数が図２１（Ａ）であり、ＬＨｘj 及びＨＨｘj についてフィルタ処理を行うための係数が図２１（Ｂ）である。副走査方向たたみ込み演算の結果出力されるデータをＯxy、Ｐxy、Ｑxy、及びＲxyとすると、これらは、次に示す計算式（６−１）〜（６−４）で求められる。
【００２６】
上記のようにして求められたデータは、副走査方向（Ｙ方向）にウェーブレット逆変換されたデータとなる。そこで、図１７に示される副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂによって再びウェーブレット係数信号に変換する必要がある。副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂによるデータ処理の式（７−１）〜（７−４）を以下に示す。
ＬＬxy＝（Ｏxy＋Ｑxy）／２ ・・・（７−１）
ＨＬxy＝（Ｐxy＋Ｒxy）／２ ・・・（７−２）
ＬＨxy＝ Ｏxy−Ｑxy ・・・（７−３）
ＨＨxy＝ Ｐxy−Ｒxy ・・・（７−４）
このようにして、主走査方向と副走査方向の両方向にフィルタ処理を施したウェーブレット係数信号ＬＬxy、ＨＬxy、ＬＨxy、ＨＨxyが得られる。上記図１４〜図１６を説明した際に述べた本発明の請求項１におけるフィルタ処理では、注目ブロックの周囲の８ブロックを参照してフィルタ処理を実現するものであった為、演算回数がその分多く掛かり、処理時間も余分に掛かっていた。
しかし、本発明の請求項２では、注目するウェーブレット係数ブロックに対して主走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて主走査方向にたたみ込み演算処理を行い、更に副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算処理を行っているので、演算回数が少なくて済み、処理時間が一段と速くなる。即ち、高精細で高速な画像処理を行うことができる。なお、請求項１の実施の形態では、主走査方向のフィルタ処理を行った後、副走査方向のフィルタ処理を行う例を示したが、この順序が逆転しても何ら問題はない。
【００２７】
図２２は、本発明の請求項３おけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。フィルタ処理手段９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａと主走査方向ウェーブレット変換手段７ａとが直列に接続された主走査の手段と、副走査方向たたみ込み演算手段６ｂと副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂが同じように直列に接続された副走査の手段とが並列に接続され、さらに主走査の手段と副走査の手段とが平均化手段８を経由して出力される構成になっている。
即ち、量子化されたウェーブレット係数信号（ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）は、フィルタ処理手段９に入力され、主走査方向たたみ込み演算手段６ａにより主走査方向のフィルタ処理が施され（Ｏx 、Ｐx 、Ｑx 、Ｒx ）、主走査方向ウェーブレット変換手段７ａによりウェーブレット係数信号（ＬＬx 、 ＨＬx 、ＬＨx 、 ＨＨx ）に変換される。たたみ込み演算手段及びウェーブレット変換手段の動作については、既に図１７の本発明の請求項２おける説明のところで述べたのと同様であり、式（４−１）〜（４−４）及び式（５−１）〜（５−４）に示される計算式により求められる。
【００２８】
また、上記の主走査方向の動作と並行して副走査方向のフィルタ処理が行われる。入力信号を受けて副走査方向たたみ込み演算手段６ｂによって副走査方向のフィルタ処理が行われ（Ｏy、Ｐy、Ｑy、Ｒy）、副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂによりウェーブレット係数信号（ＬＬy、ＨＬy、ＬＨy、ＨＨy）に変換される。副走査方向たたみ込み演算手段６ｂによるデータ処理の式（８−１）〜（８−４）を以下に示す。
Ｏy＝ＬＬj-1・ａodd＋ＬＨj-1・ｂodd＋ＬＬj・ｃodd＋ＬＨj・ｄodd＋ＬＬj+1・ｅodd＋ＬＨj+1・ｆodd・・・・（８−１）
Ｐy＝ＨＬj-1・ａodd＋ＨＨj-1・ｂodd＋ＨＬj・ｃodd＋ＨＨj・ｄodd＋ＨＬj+1・ｅodd＋ＨＨj+1・ｆodd・・・・（８−２）
Ｑy＝ＬＬj-1・ａeven＋ＬＨj-1・ｂeven＋ＬＬj・ｃeven＋ＬＨj・ｄeven＋ＬＬj+1・ｅeven＋ＬＨj+1・ｆeven・・・・（８−３）
Ｒy＝ＨＬj-1・ａeven＋ＨＨj-1・ｂeven＋ＨＬj・ｃeven＋ＨＨj・ｄeven＋ＨＬj+1・ｅeven＋ＨＨj+1・ｆeven・・・・（８−４）
また、上記により求められた主走査方向（Ｘ方向）にフィルタ処理を施されたウェーブレット係数信号（ＬＬx、ＨＬx、ＬＨx、ＨＨx）と、副走査方向（Ｙ方向）にフィルタ処理を施されたウェーブレット係数信号（ＬＬy、ＨＬy、ＬＨy、ＨＨy）とを平均化手段８によって平均化するように構成されている。平均化手段８によるデータ処理の式（９−１）〜（９−４）を以下に示す。
ＬＬxy＝（ＬＬx＋ＬＬy）／２・・・（９−１）
ＨＬxy＝（ＨＬx＋ＨＬy）／２・・・（９−２）
ＬＨxy＝（ＬＨx＋ＬＨy）／２・・・（９−３）
ＨＨxy＝（ＨＨx＋ＨＨy）／２・・・（９−４）
また、前記請求項２または請求項６の発明において、主走査方向のフィルタ処理及び副走査方向のフィルタ処理を直列にして実行するものであるが、このような手順で処理を行うと、強調フィルタ等の場合には、孤立ドット等に対して非常に大きな強調効果を与えてしまう場合が起こる。図２３〜図２５を用いてその不具合を説明する。主走査方向のフィルタ係数として図２３（Ａ）、（Ｂ）を与え、副走査方向のフィルタ係数として図２４（Ａ）、（Ｂ）を与える。これらはそれぞれ、ナイキスト周波数に対して５倍の強調を行うようなフィルタ係数であり、図２５に示すような副走査方向（Ｙ方向）強調特性を有している。
【００２９】
請求項２または請求項６の発明では、主走査方向、副走査方向のフィルタ処理を直列にして実行しているので、処理後の周波数強調特性は、以下の表２のようになる。この表から判るように、主走査方向（Ｘ方向）、副走査方向（Ｙ方向）ともにナイキスト周波数であるような領域に対しては、２５倍もの強調効果が施される。このため、例えば網点画像のようなＸ、Ｙ方向ともに高周波成分を多く含む画像に対して請求項２または請求項６の方法で強度の強いフィルタをかけた場合、非常に強い強調が行われ高品位な画像処理が行えないことがあった。
【００３０】
【表２】
横：Ｘ方向ナイキスト周波数
縦：Ｙ方向ナイキスト周波数
同様に、前記請求項２または請求項６の発明において平滑化フィルタ処理を行った場合について図２６〜図２８を用いて説明する。主走査方向のフィルタ係数として図２６（Ａ）、（Ｂ）を与え、副走査方向のフィルタ係数として図２７（Ａ）、（Ｂ）を与える。これらは図２８に示すような周波数強調特性を有している。例えば、図２６２６、図２７に示した平滑化フィルタの場合、あらゆる周波数に対して１を越えるような強調を行っていないので、以下の表３のように極端な強調あるいは平滑が行われることがなく、高品位な画像処理を行うことができる。
従って、請求項２または請求項６の発明におけるフィルタ処理方法は、上記で説明したように、強度の強いフィルタ処理を行うときに、非常に大きな強調効果を与えてしまう場合が起り、高品位な画像処理を行うことが出来ないことがあった。
【００３１】
【表３】
また、上記の図２３、図２４に示したフィルタ係数において、図２２に示した請求項３のフィルタ処理手段９によって得られる処理後の周波数強調特性は、以下の表４のようになる。この結果から主走査方向（Ｘ方向）、副走査方向（Ｙ方向）ともにナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなく、高精細なフィルタ処理を実現することができる。
【００３２】
【表４】
横：Ｘ方向ナイキスト周波数
縦：Ｙ方向ナイキスト周波数
図２９は、本発明の請求項８おけるフィルタ処理方法を説明する説明図である。図に示すようにフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９は、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５と、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６と、これら両処理手段を選択的に切り換えるセレクタ１４等から構成されている。また、セレクタ１４は、システムコントローラ１３からの制御信号によって選択的に切り換えるようになっている。
ここで、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５のフィルタ処理方法は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、得られた信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行い、得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行うフィルタ処理方法であって、例えば図１７に示したフィルタ処理手段９が行うフィルタ処理方法であり、前記請求項２または請求項６に該当するものである。
また、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６のフィルタ処理方法は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行い、前記副走査方向のウェーブレット変換より得られた信号と前記副走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号との平均化を行うフィルタ処理方法であって、例えば図２２に示したフィルタ処理手段９が行うフィルタ処理方法であり、前記請求項３と請求項７に該当するものである。
一般に直列処理方法によるフィルタ処理手段１５は、平均化処理を行っていないので、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６より処理速度が早くなることから、上記した図２９ような構成で処理速度を優先させる場合に、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５を選択し、処理速度が優先でない場合に、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６を選択するなどして、フィルタ処理するモードに適した選択を行うことが出来る。
【００３３】
また、図２９において、平滑化を行うようなフィルタ処理の場合には、システムコントローラ１３は直列処理方法によるフィルタ処理手段１５が選択されるようにセレクタ１４に指示を与える。このことにより、極端な強調が施されることがなくなり、フィルタ処理の処理速度を優先させたシステムを期待することができる。
また、図２９において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合には、システムコントローラ１３は並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６が選択されるようにセレクタ１４に指示を与える。このことにより、特定の周波数の強調するところでさえ極端な強調が施される不具合を改善することが出来、安定且つ高精細なフィルタ処理を行うことが出来る。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１、４に記載の発明によれば、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理を実現することが出来るようになったので、サンプリングの位置によってフィルタ処理の結果が異なるような不具合が改善され、高精細なフィルタ処理を行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の画像処理装置において、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うことによってフィルタ処理が実現することが出来、たたみ込み演算を行う際に参照する周囲ブロックの数が請求項１より少なくなり、演算回数を小規模で行えるようになったので、高速且つ高精細なフィルタ処理が行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の画像処理装置において、平均化手段によって主走査方向及び副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果の平均化を行ってフィルタ処理を実現し、主走査方向、副走査方向ともにナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなったので、ウェーブレット変換を実施した係数信号に対して安定且つ高精細なフィルタ処理を行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理方法を実現させることが出来るようになったので、サンプリングの位置によってフィルタ処理の結果が異なるような不具合は改善され、高精細なフィルタ処理が行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対して前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うフィルタ処理方法が実現され、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項５より少なく、演算回数が小規模で行われるようになったので、高速且つ高精細なフィルタ処理が行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化するフィルタ処理方法を実現して、主走査方向と副走査方向共にナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなったので、高精細なフィルタ処理を行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
【００３６】
請求項８に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、フィルタ処理を請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理の何れか一方を選択して使用することが出来るので、画像モードに適したフィルタ処理方法が選べる画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の画像処理方法において、平滑化を行うフィルタ処理の場合に請求項６のフィルタ処理が選択されるようになったので、高速且つ高精細な平滑化フィルタ処理を実現した画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８に記載の画像処理方法において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合に請求項７のフィルタ処理が選択されるようになったので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細な強調フィルタ処理を実現した画像処理方法を提供することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像処理装置の要部を示すブロック図である。
【図２】画像処理手段の詳細なブロック図である。
【図３】ウェーブレット変換第一手段の詳細な構成例を説明する説明図である。
【図４】（Ａ）は低周波成分を抽出するための基本ウェーブレット関数の説明図、（Ｂ）は高周波成分を抽出するための基本ウェーブレット関数の説明図である。
【図５】量子化後の各係数信号を模式的に示した説明図である。
【図６】（Ａ）は平滑化特性を持った伝達関数の説明図、（Ｂ）は強調フィルタの特性を持った伝達関数の説明図である。
【図７】フィルタ処理手段の出力を模式的に示した説明図である。
【図８】ガンマ変換手段によるガンマ変換を説明する説明図である。
【図９】ガンマ変換手段からの出力を模式的に示した説明図である。
【図１０】ディザ閾値パターンの例を示した説明図である。
【図１１】図１０のディザ閾値パターンで処理された２値画像パターンの説明図である。
【図１２】図１１の画像パターンをウェーブレット変換を行った場合の係数信号を示した説明図である。
【図１３】階調処理手段の詳細のブロック図である。
【図１４】本発明の請求項１または請求項５におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図１５】たたみ込み演算処理を行うブロックを説明する説明図である。
【図１６】たたみ込み演算処理を行うフィルタ係数を説明する説明図である。
【図１７】本発明の請求項２または請求項６におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図１８】主走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。
【図１９】（Ａ）は主走査方向のたたみ込み演算処理を行うｏｄｄ（奇数）データに対する係数を説明した説明図、（Ｂ）は主走査方向のたたみ込み演算処理を行うｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数を説明した説明図である。
【図２０】副走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。
【図２１】（Ａ）は副走査方向のたたみ込み演算処理を行うｏｄｄ（奇数）データに対する係数を説明した説明図、（Ｂ）は副走査方向のたたみ込み演算処理を行うｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数を説明した説明図である。
【図２２】本発明の請求項３または請求項７におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図２３】（Ａ）及び（Ｂ）は強調フィルタ処理を行う際の主走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２４】（Ａ）及び（Ｂ）は強調フィルタ処理を行う際の副走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２５】周波数に対する強調特性を示した説明図である。
【図２６】（Ａ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｏｄｄ（奇数）データに対する主走査方向のフィルタ係数を示す説明図、（Ｂ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｅｖｅｎ（偶数）データに対する主走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２７】（Ａ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｏｄｄ（奇数）データに対する副走査方向のフィルタ係数を示す説明図、（Ｂ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｅｖｅｎ（偶数）データに対する副走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２８】周波数に対する強調特性を示した説明図である。
【図２９】本発明の請求項８のフィルタ処理を切換え可能とするブロック図である。
【図３０】サンプリング位置を違えて行ったフィルタ処理を説明した説明図である。
【符号の説明】
１ ウェーブレット変換第一手段
２ 量子化手段
３ 画像処理手段
４ ウェーブレット逆変換手段
５ プリンタ（画像出力手段）
６ たたみ込み演算手段
６ａ 主走査方向たたみ込み演算手段
６ｂ 副走査方向たたみ込み演算手段
７ ウェーブレット変換第二手段
７ａ 主走査方向ウェーブレット変換手段
７ｂ 副走査方向ウェーブレット変換手段
８ 平均化手段
９ フィルタ処理手段
１０ ガンマ変換手段
１１ 階調処理手段
１２ スキャナ
１３ システムコントローラ
１４ セレクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、白黒電子写真複写機、カラー電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に入力された画像信号に対してウェーブレット変換を施す画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理では、スキャナ等から送られてきた画像データをＡＤ変換器で量子化し、デジタルの実空間画像信号にしてフィルタ処理、変倍処理、ガンマ変換処理、階調処理等の画像処理を施していた。しかしながら、実空間画像信号を用いた画像処理では、冗長性を持った画像信号で種々の処理を行うために、処理すべき画像信号量が膨大となり、画像信号を格納するのに多くのメモリを必要としたり、画像処理に多くの時間を必要としていた。
その不具合を解消するために画像信号にウェーブレット変換を施し、変換された係数信号の一部に対し量子化のビット数を小さくして画像処理すべき処理量を減少させたり、変換された係数信号の一部だけに画像処理を施すようにして必要とするメモリ量を減少させたり、処理時間の短縮を図っていた。
そのウェーブレット変換には、特開平７−７９４３３号公報などに開示されているように、画像信号に対して強調特性を持ったウェーブレット変換を行い、変換された高周波帯域の係数信号に対する量子化のビット数を、他の周波数帯域の係数信号に対する量子化のビット数より小さくして画像の鮮鋭度を保ちながら画像圧縮を行っていた。
また、特開平６−２７４６１４号公報などでは、画像信号にウェーブレット変換を行い、周波数分解した係数信号の少なくとも１つの周波数帯域の係数信号に強調等の画像処理を施し、画像処理された画像信号にウェーブレット逆変換を掛けることにより、ノイズを強調することなく、視覚的な印象に適合した自然な再生画像を得ていることが知られている。しかし、ここで開示されているウェーブレット変換や逆ウェーブレット変換は、タップ数が多く処理が複雑となり、処理の高速化及び構成の簡略化という点で不利であった。この解決の一つの方法として、特開平９−２７７５２号公報や特開平９−２７９１２号公報で開示されているＳ変換というウェーブレット変換方法があり、タップ数が２で実現されているので、演算回数が少なく処理の高速化が図られている。
【０００３】
しかしながら、上記で示された技術を用いてウェーブレット変換を施し、強調や平滑等のフィルタ処理を行う場合、サンプリングする位置の違いにより正常なフィルタ処理が施せないことが生じる。これを図３０を用いてさらに詳しく説明する。なお、図３０では、説明を簡単にするため一次元で扱い、図に示すような画像データに対しウェーブレット変換（Ｓ変換）を行ってウェーブレット係数化し、周波数分解された係数信号に対し定数（ここでは、２倍とする）を乗算し、再び逆ウェーブレット変換を行って実空間画像に復元することを考える。この際、サンプリングする組をサンプリング（ａ）とサンプリング（ｂ）の２つとして取り出し、それぞれに同様な処理を行ったときの復元画像を表した一例が図３０である。サンプリング（ａ）の処理結果を左半分、サンプリング（ｂ）の処理結果を右半分に記してある。
図３０の (I)に示すように画像データをサンプリング（ａ）の組でウェーブレット変換を行うと、（ II-ａ）で示されたような係数信号の組が得られる。また、サンプリング（ｂ）の組で同様にウェーブレット変換を行うと（II−ｂ）のような係数信号の組となる。得られた係数信号の組の高周波成分（Ｈ成分）を２倍すると、それぞれ（III −ａ）、（III −ｂ）のような係数信号が得られる。これらを逆ウェーブレット変換すると（IV−ａ）、（IV−ｂ）に示す画像データとなる。従って、図３０の右上の元の画像データの図と、（IV−ａ）や（IV−ｂ）の結果を図にした復元図（最下部に示されている）と較べると、サンプリング（ａ）による処理結果は高周波成分が２倍に強調されているが、サンプリング（ｂ）による処理結果は元画像と変わらず、強調処理が施されていない。即ち、サンプリングの位置の違いによって正常なフィルタ処理が施せない場合が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ウェーブレット変換を用いた画像処理では、特定の周波数帯域の信号に所定数を乗算する処理を行う上記特開平６−２７４６１４号公報に述べられているような方法を用いても、サンプリングの位置によっては強調処理が施されないことが起きる。
そこで、本発明は、フィルタ処理にたたみ込み演算とウェーブレット変換を施すことにより、サンプリングの位置に関係なく、高速で且つ高精細な画像を得るためのフィルタ処理が行える画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の画像処理装置は、入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と、を備え、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号と前記副走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号との平均化を行う平均化手段と、を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と、を備え、前記画像処理手段のフィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項５に記載の画像処理方法は、入力された画像信号に対して、ウェーブレット変換を行って複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解し、前記分解したウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化し、前記量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理の画像処理を施し、前記画像処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施し、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算と、ウェーブレット変換とを行うことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、前記入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、主走査方向にウェーブレット変換を行い、前記注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、さらに前記主走査方向にウェーブレット変換された信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、副走査方向にウェーブレット変換を行うことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、該変換により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行い、主走査方向にウェーブレット変換を行った信号と、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行った信号との平均化を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理の何れか一方を選択して使用することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理方法において、平滑化を行うフィルタ処理の場合に請求項６のフィルタ処理を選択することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理方法において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合に請求項７のフィルタ処理を選択することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
請求項１、４に記載の発明においては、画像処理手段のフィルタ処理は、たたみ込み演算手段とウェーブレット変換第二手段とが直列に接続された構成になっており、入力信号にたたみ込み演算を行った後、ウェーブレット変換を施すことが出来るので、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲の係数ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理を実現させることが出来る。
請求項２に記載の発明は、前記請求項１のように構成された画像処理装置の発明において、主走査方向たたみ込み演算手段、主走査方向ウェーブレット変換手段、副走査方向たたみ込み演算手段、及び副走査方向ウェーブレット変換が全て直列に接続された構成になっているので、入力信号が主走査方向にたたみ込み演算処理された後、ウェーブレット変換され、さらに副走査方向にたたみ込み演算処理された後、ウェーブレット変換されているので、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うことによってフィルタ処理が実現されて、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項１より少なく、演算回数を小規模化することが出来る。
請求項３に記載の発明は、前記請求項１のように構成された画像処理装置の発明において、主走査方向の手段として主走査方向たたみ込み演算手段と主走査方向ウェーブレット変換手段とが直列に接続され、また、副走査方向の手段として副走査方向たたみ込み演算手段と副走査方向ウェーブレット変換とが直列に接続され、且つ、主走査方向の手段から得られた信号と副走査方向の手段から得られた信号とが平均化手段によって平均化されるようにされているので、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化してフィルタ処理を実現していることになり、主走査方向、副走査方向ともにナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなる。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、フィルタ処理は入力信号に対したたみ込み演算と、ウェーブレット変換とを行うようになっているので、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理方法を実現させることが出来る。
請求項６に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、主走査方向と副走査方向の順に、たたみ込み演算とウェーブレット変換とが行われるようになっているので、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うフィルタ処理方法が実現され、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項４より少なく、演算回数を小規模化することが出来る。
請求項７に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行った信号と、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行った信号との平均化を行うようになっているので、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化するフィルタ処理方法を実現していることになり、主走査方向と副走査方向共にナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがない。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、前記請求項５のように構成された画像処理方法の発明において、前記フィルタ処理は、請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理かの一つを選択して使用するようになっているので、画像モードに適したフィルタ処理方法を選ぶことが出来る。
請求項９に記載の発明は、前記請求項８のように構成された画像処理方法の発明において、平滑化を行うフィルタ処理の場合は請求項６のフィルタ処理を選択するので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細なフィルタ処理を実現することが出来る。
請求項１０に記載の発明は、前記請求項８のように構成された画像処理方法の発明において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合は請求項７のフィルタ処理が選択されるので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細なフィルタ処理を実現することが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法の基本的な構成を白黒デジタル複写機（以下、複写機と呼ぶ）を例に説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の要部を示すブロック図である。複写機における詳細な動作及び機能は、一般に公知であるので省略し、本発明に関する部分に限って述べる。図１において、スキャナ１２で原稿の画像を読み取り、図示しないＣＣＤにより原稿の画像を光電変換し、Ａ／Ｄ変換器により電気信号に変換した画像を離散化し、デジタル画像信号として出力する。さらに、デジタル化した画像信号に対して、ＣＣＤの個々の素子の光感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行った後に、画像信号をウェーブレット変換第一手段１に出力する。
次に、ウェーブレット変換第一手段１ではデジタル画像信号をウェーブレット変換し、複数の周波数帯域の係数信号に分解する。即ち、ウェーブレット変換第一手段１は、下記の式（１−１）〜（１−４）に示すＸ方向（主走査方向）とＹ方向（副走査方向）の各々に対するローパスフィルタS(X), S(Y)とハイパスフィルタh(X), h(Y)を基本ウェーブレット関数として変換を行う。式（１−１）〜（１−４）に示した関数はＳ変換と呼ばれ（特開平９−２７７５２号公報参照）、タップ数を２とする高速処理に適したものである。
【００１２】
S(X)＝(Xn ＋Xn+1) ／2 ・・・・（１−１）
S(Y)＝(Yn ＋Yn+1) ／2 ・・・・（１−２）
h(X)＝Xn−Xn+1 ・・・・（１−３）
h(Y)＝Yn−Yn+1 ・・・・（１−４）
さらに、分解された複数の周波数帯域の係数信号は、量子化手段２に伝達される。量子化手段２ではそれぞれの係数信号ごとに量子化し、画像処理手段３に伝達する。画像処理手段３は高精細画像を得るために種々の画像処理が施される。その後、画像処理された信号はウェーブレット逆変換手段４によって実空間画像信号に変換され、画像出力手段５であるプリンタ５によって紙に出力される。また、システムコントローラ１３は、内部にマイクロＣＰＵを保持しており、画像モードに合わせて上記スキャナ１２、ウェーブレット変換第一手段１、量子化手段２、画像処理手段３、ウェーブレット逆変換手段４、及びプリンタ５の各々に処理指示をタイミングを図って送る。
【００１３】
図２は、画像処理手段３の構成を示したものであり、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段９、ガンマ変換処理を行うガンマ変換手段１０、及び階調処理を行う階調処理手段１１等により構成されている。ここで、階調処理手段１１以外の処理手段の処理順序を入れ替えても差し支えない。例えば、フィルタ処理手段９とガンマ変換手段１０の処理順序が前後しても問題はない。
図３は、ウェーブレット変換第一手段１の構成例を示している。スキャナ１２を経由してウェーブレット変換第一手段１に入力された実空間画像信号dij は、ローパスフィルタS(X)２１とハイパスフィルタh(X)２２により各々主走査方向の低周波成分と高周波成分の係数信号に分解された後、ダウンサンプラー２３、２４により１／２にダウンサンプリングされて、係数信号Ｗ１、Ｗ２となる。さらに、各々の係数信号Ｗ１、Ｗ２に対してローパスフィルタS(Y)２５、２７とハイパスフィルタh(Y)２６、２８により副走査方向の低周波成分と高周波成分の係数信号に分解され、その後ダウンサンプラー２９、３０、３１、３２により１／２にダウンサンプリングされて、係数信号Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６となる。
【００１４】
上述したように、実空間画像信号dij は、ウェーブレット変換第一手段１により複数の異なる周波数帯域の係数信号Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６に分解され、ウェーブレット変換第一手段１より出力され、量子化手段２に入力される。量子化手段２では、係数信号（Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６）毎に量子化器１から量子化器４を割り当て、それぞれ異なった量子化ビット数で量子化する。この量子化手段２での割り当てビット数は、例えば高周波成分の係数信号Ｗ６には少ないビット数を割り付け、最も低周波成分であるＷ３には高ビット数を割り付けるようにして量子化する。
図４（Ａ）は、低周波成分抽出のための基本ウェーブレット関数を表し、図３のローパスフィルタS(X)とS(Y)に該当する。また、図４（Ｂ）は、高周波成分抽出のための基本ウェーブレット関数を表し、図３のハイパスフィルタh(X)とh(Y)に該当する。
【００１５】
図５は、量子化後の各係数信号を模式的に示したものである。このブロック化した各係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは、図３における量子化手段２の出力信号に該当する。信号ＬＬは、主走査方向及び副走査方向とも低周波成分の係数信号であり、信号ＨＬやＬＨでは順々と高周波成分の係数信号となり、信号ＨＨに至っては主走査方向及び副走査方向とも高周波成分の係数信号となる。フィルタ処理手段９は、図５に示す入力信号に対して伝達関数を乗算することにより実現する。この伝達関数の例を図６に示す。図６（Ａ）は、平滑化特性を持った伝達関数であり、低周波成分に対する係数信号は保存し、それよりも高周波成分の信号に対しては減衰させるような特性を持っている。
また、図６（Ｂ）は、強調フィルタの特性を持った伝達関数の例であり、低周波成分に対する係数信号は保存するが、周波数が高くなるに連れて係数信号が増幅されるように動作する。平滑フィルタをかけるか、強調フィルタをかけるかは、図１のシステムコントローラ１３からの指示によって決められる。さらに、フィルタ処理手段９からの出力は、図７に示す各係数信号ＬＬ' 、ＨＬ' 、ＬＨ' 、ＨＨ' になる。
図８は、ガンマ変換手段１０によってガンマ変換する例を示している。ここでは、ガンマ変換曲線３３に従って、入力係数信号の低周波成分ＬＬ' のみを変換し、出力係数信号ＬＬ" を得るものである。ここで、ガンマ変換手段１０では、低周波成分ＬＬ' 以外の高周波成分の係数信号に関しては、図７の入力係数信号をそのまま出力信号とし、図９に示すような出力係数信号を得るものである。
【００１６】
次に、階調処理手段１１に２値ディザ処理を用いた場合の例を説明する。図１０には、ディザ閾値の例が示されている。ここで、本実施の形態に係るディザ処理は、ガンマ変換手段１０から出力される係数信号の低周波成分ＬＬ" を用いた濃度パターン法により実現する。濃度パターン法を図１０に示すディザ閾値パターンで行ったときの出力２値画像パターンは、図１１に示すパターン０（Ｐ０）〜パターン４（Ｐ４）の５通りである。このパターンのどれが選択されるかは入力する係数信号の低周波成分ＬＬ" の大きさにより一意的に決定される。その様子を示したのが表１である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
また、図１３は、階調処理手段１１の構成例である。入力係数信号の低周波成分ＬＬ" を輝度パターンテーブル１１ａに入力する。輝度パターンテーブル１１ａは、上記表１に示す画像パターンＰ０〜Ｐ４の選択動作を行う。次に、選択された画像パターンに従ってウェーブレット係数テーブル１１ｂより係数信号を出力する。ウェーブレット係数テーブル１１ｂでは、図１１及び図１２に例示するように、あらかじめ画像パターンに対応したウェーブレット係数信号を算出したものを、ルックアップテーブルとして設置しておく。ウェーブレット係数テーブル１１ｂでは、画像パターンを指示するアドレス信号と、二次元的に配列した係数信号を対応する位置で出力するための、係数読み出しタイミング発生手段１１ｃからのアドレス信号に従って、対応する位置での係数信号を出力するように動作する。
【００１９】
次に、この階調処理手段１１を含む画像処理手段３からの出力係数信号は、図１および図２に示されるように、ウェーブレット逆変換手段４に入力されて、係数信号から実空間画像信号に変換される。ウェーブレット逆変換手段４では、ウェーブレット変換第一手段１でのウェーブレット変換、つまり式（１−１）〜（１−４）に示す変換の全く逆の変換を行って、実空間の画像信号を求める。式（１−１）〜（１−４）に対する逆変換を、下記に式（２−１）〜（２−４）に示す。
Xn＝ S(X) ＋h(X)／2 ・・・・（２−１）
Xn+1＝ S(X) −h(X)／2 ・・・・（２−２）
Yn＝ S(Y) ＋h(Y)／2 ・・・・（２−３）
Yn+1＝ S(Y) −h(Y)／2 ・・・・（２−４）
最後に、逆変換された実空間信号をプリンタ５に入力して、用紙上に画像を得る。本発明の実施の形態においては、画像出力手段５の例としてプリンタ５を例に示したが、ディスプレイ等の出力装置を用いても良い。
本発明は上記画像処理装置または画像処理方法において、フィルタ処理手段９の別なる方法を用いた画像処理装置または画像処理方法を提案するものである。
【００２０】
図１４は、本発明の請求項１または請求項５におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。図１４に示すように量子化手段２によって量子化されたウェーブレット係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは（図３参照）、画像処理手段３の初段であるフィルタ処理手段９に入力される。また、フィルタ処理手段９は、たたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段６、及びウェーブレット変換第二手段７により構成されている。ここで、たたみ込み演算手段６の機能を図１５と図１６に基づいて説明する。図１５に示されるように、係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨで構成される一組の注目ブロック３４と、その周囲の８ブロックを抽出し、さらにたたみ込み演算の係数として、図１６に示すフィルタ係数ｆ１、ｆ２、ｆ３、及びｆ４を用意する。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のフィルタ係数は、図１５の係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨに対応している。
【００２１】
これらを用いて、次に示す式（３−１）〜（３−４）によるたたみ込み演算を行うことにより、それぞれに対するフィルタ処理後の画像データＯxy、Ｐxy、Ｑxy、Ｒxyが求められる。このＯxy、Ｐxy、Ｑxy、Ｒxyは輝度を表す実空間データであるため、次段のガンマ変換手段１０のために再びウェーブレット変換を施した係数信号に分解する必要がある。そこで、ウェーブレット変換第二手段７によってウェーブレット変換が施される。
【００２２】
【数１】
【００２３】
図１７は、本発明の請求項２または請求項６おけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。フィルタ処理手段９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａ、主走査方向ウェーブレット変換手段７ａ、副走査方向たたみ込み演算手段６ｂ、及び副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂにより構成されている。前述したように量子化手段２によって量子化されたウェーブレット係数信号ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨは、画像処理手段３のフィルタ処理手段９に入力され、まず主走査方向たたみ込み演算手段６ａによって主走査方向のたたみ込み演算処理が施される。
【００２４】
図１８、図１９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａによる主走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。図１８に示されるように、一組の注目ブロック３６（係数信号ＬＬi 、ＨＬi 、ＬＨi 、ＨＨi ）についてたたみ込み演算を行うために、前記注目ブロック３６と、Ｘ方向に隣接する前後のブロック３５、３７を抽出する。また、たたみ込み演算の係数として図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す６×１の係数を用意する。ここで、図１９（Ａ）はｏｄｄ（奇数）データに対する係数であり、図１９（Ｂ）はｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数である。
即ち、図１８に示すＬＬi 及びＬＨi についてフィルタ処理を行うための係数が図１９（Ａ）であり、ＨＬi 及びＨＨi についてフィルタ処理を行うための係数が図１９（Ｂ）である。主走査方向たたみ込み演算の結果出力されるデータをＯX 、ＰX 、ＱX 、及びＲX とすると、これらは、次に示す式（４−１）〜（４−４）で求められる。
【００２５】
ＬＬx ＝（Ｏx ＋Ｐx ）／２ ・・・（５−１）
ＨＬx ＝ Ｏx −Ｐx ・・・（５−２）
ＬＨx ＝（Ｑx ＋Ｒx ）／２ ・・・（５−３）
ＨＨx ＝ Ｑx −Ｒx ・・・（５−４）
次に、同様にして副走査方向のフィルタ処理を行う。図２０、図２１は、前記図１７に示される副走査方向たたみ込み演算手段６ｂの演算方法の説明図である。図２０に示されるように、一組の注目ブロック３９（係数信号ＬＬｘj 、ＨＬｘj 、ＬＨｘj 、ＨＨｘj ）についてたたみ込み演算を行うために、前記注目ブロック３９と、Ｙ方向に隣接する前後のブロック３８、４０を抽出する。また、たたみ込み演算の係数として、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示す６×１の係数を用意する。ここで、図２１（Ａ）は、ｏｄｄ（奇数）データに対する係数であり、図２１（Ｂ）はｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数である。即ち、図２０に示すＬＬｘj 及びＨＬｘj についてフィルタ処理を行うための係数が図２１（Ａ）であり、ＬＨｘj 及びＨＨｘj についてフィルタ処理を行うための係数が図２１（Ｂ）である。副走査方向たたみ込み演算の結果出力されるデータをＯxy、Ｐxy、Ｑxy、及びＲxyとすると、これらは、次に示す計算式（６−１）〜（６−４）で求められる。
【００２６】
ＬＬxy＝（Ｏxy＋Ｑxy）／２ ・・・（７−１）
ＨＬxy＝（Ｐxy＋Ｒxy）／２ ・・・（７−２）
ＬＨxy＝ Ｏxy−Ｑxy ・・・（７−３）
ＨＨxy＝ Ｐxy−Ｒxy ・・・（７−４）
このようにして、主走査方向と副走査方向の両方向にフィルタ処理を施したウェーブレット係数信号ＬＬxy、ＨＬxy、ＬＨxy、ＨＨxyが得られる。上記図１４〜図１６を説明した際に述べた本発明の請求項１におけるフィルタ処理では、注目ブロックの周囲の８ブロックを参照してフィルタ処理を実現するものであった為、演算回数がその分多く掛かり、処理時間も余分に掛かっていた。
しかし、本発明の請求項２では、注目するウェーブレット係数ブロックに対して主走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて主走査方向にたたみ込み演算処理を行い、更に副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算処理を行っているので、演算回数が少なくて済み、処理時間が一段と速くなる。即ち、高精細で高速な画像処理を行うことができる。なお、請求項１の実施の形態では、主走査方向のフィルタ処理を行った後、副走査方向のフィルタ処理を行う例を示したが、この順序が逆転しても何ら問題はない。
【００２７】
図２２は、本発明の請求項３おけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９のブロック図である。フィルタ処理手段９は、主走査方向たたみ込み演算手段６ａと主走査方向ウェーブレット変換手段７ａとが直列に接続された主走査の手段と、副走査方向たたみ込み演算手段６ｂと副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂが同じように直列に接続された副走査の手段とが並列に接続され、さらに主走査の手段と副走査の手段とが平均化手段８を経由して出力される構成になっている。
即ち、量子化されたウェーブレット係数信号（ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）は、フィルタ処理手段９に入力され、主走査方向たたみ込み演算手段６ａにより主走査方向のフィルタ処理が施され（Ｏx 、Ｐx 、Ｑx 、Ｒx ）、主走査方向ウェーブレット変換手段７ａによりウェーブレット係数信号（ＬＬx 、 ＨＬx 、ＬＨx 、 ＨＨx ）に変換される。たたみ込み演算手段及びウェーブレット変換手段の動作については、既に図１７の本発明の請求項２おける説明のところで述べたのと同様であり、式（４−１）〜（４−４）及び式（５−１）〜（５−４）に示される計算式により求められる。
【００２８】
また、上記の主走査方向の動作と並行して副走査方向のフィルタ処理が行われる。入力信号を受けて副走査方向たたみ込み演算手段６ｂによって副走査方向のフィルタ処理が行われ（Ｏy、Ｐy、Ｑy、Ｒy）、副走査方向ウェーブレット変換手段７ｂによりウェーブレット係数信号（ＬＬy、ＨＬy、ＬＨy、ＨＨy）に変換される。副走査方向たたみ込み演算手段６ｂによるデータ処理の式（８−１）〜（８−４）を以下に示す。
Ｏy＝ＬＬj-1・ａodd＋ＬＨj-1・ｂodd＋ＬＬj・ｃodd＋ＬＨj・ｄodd＋ＬＬj+1・ｅodd＋ＬＨj+1・ｆodd・・・・（８−１）
Ｐy＝ＨＬj-1・ａodd＋ＨＨj-1・ｂodd＋ＨＬj・ｃodd＋ＨＨj・ｄodd＋ＨＬj+1・ｅodd＋ＨＨj+1・ｆodd・・・・（８−２）
Ｑy＝ＬＬj-1・ａeven＋ＬＨj-1・ｂeven＋ＬＬj・ｃeven＋ＬＨj・ｄeven＋ＬＬj+1・ｅeven＋ＬＨj+1・ｆeven・・・・（８−３）
Ｒy＝ＨＬj-1・ａeven＋ＨＨj-1・ｂeven＋ＨＬj・ｃeven＋ＨＨj・ｄeven＋ＨＬj+1・ｅeven＋ＨＨj+1・ｆeven・・・・（８−４）
また、上記により求められた主走査方向（Ｘ方向）にフィルタ処理を施されたウェーブレット係数信号（ＬＬx、ＨＬx、ＬＨx、ＨＨx）と、副走査方向（Ｙ方向）にフィルタ処理を施されたウェーブレット係数信号（ＬＬy、ＨＬy、ＬＨy、ＨＨy）とを平均化手段８によって平均化するように構成されている。平均化手段８によるデータ処理の式（９−１）〜（９−４）を以下に示す。
ＬＬxy＝（ＬＬx＋ＬＬy）／２・・・（９−１）
ＨＬxy＝（ＨＬx＋ＨＬy）／２・・・（９−２）
ＬＨxy＝（ＬＨx＋ＬＨy）／２・・・（９−３）
ＨＨxy＝（ＨＨx＋ＨＨy）／２・・・（９−４）
また、前記請求項２または請求項６の発明において、主走査方向のフィルタ処理及び副走査方向のフィルタ処理を直列にして実行するものであるが、このような手順で処理を行うと、強調フィルタ等の場合には、孤立ドット等に対して非常に大きな強調効果を与えてしまう場合が起こる。図２３〜図２５を用いてその不具合を説明する。主走査方向のフィルタ係数として図２３（Ａ）、（Ｂ）を与え、副走査方向のフィルタ係数として図２４（Ａ）、（Ｂ）を与える。これらはそれぞれ、ナイキスト周波数に対して５倍の強調を行うようなフィルタ係数であり、図２５に示すような副走査方向（Ｙ方向）強調特性を有している。
【００２９】
請求項２または請求項６の発明では、主走査方向、副走査方向のフィルタ処理を直列にして実行しているので、処理後の周波数強調特性は、以下の表２のようになる。この表から判るように、主走査方向（Ｘ方向）、副走査方向（Ｙ方向）ともにナイキスト周波数であるような領域に対しては、２５倍もの強調効果が施される。このため、例えば網点画像のようなＸ、Ｙ方向ともに高周波成分を多く含む画像に対して請求項２または請求項６の方法で強度の強いフィルタをかけた場合、非常に強い強調が行われ高品位な画像処理が行えないことがあった。
【００３０】
【表２】
縦：Ｙ方向ナイキスト周波数
同様に、前記請求項２または請求項６の発明において平滑化フィルタ処理を行った場合について図２６〜図２８を用いて説明する。主走査方向のフィルタ係数として図２６（Ａ）、（Ｂ）を与え、副走査方向のフィルタ係数として図２７（Ａ）、（Ｂ）を与える。これらは図２８に示すような周波数強調特性を有している。例えば、図２６２６、図２７に示した平滑化フィルタの場合、あらゆる周波数に対して１を越えるような強調を行っていないので、以下の表３のように極端な強調あるいは平滑が行われることがなく、高品位な画像処理を行うことができる。
従って、請求項２または請求項６の発明におけるフィルタ処理方法は、上記で説明したように、強度の強いフィルタ処理を行うときに、非常に大きな強調効果を与えてしまう場合が起り、高品位な画像処理を行うことが出来ないことがあった。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
縦：Ｙ方向ナイキスト周波数
図２９は、本発明の請求項８おけるフィルタ処理方法を説明する説明図である。図に示すようにフィルタ処理を行うフィルタ処理手段９は、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５と、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６と、これら両処理手段を選択的に切り換えるセレクタ１４等から構成されている。また、セレクタ１４は、システムコントローラ１３からの制御信号によって選択的に切り換えるようになっている。
ここで、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５のフィルタ処理方法は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、得られた信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行い、得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行うフィルタ処理方法であって、例えば図１７に示したフィルタ処理手段９が行うフィルタ処理方法であり、前記請求項２または請求項６に該当するものである。
また、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６のフィルタ処理方法は、入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って、得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行い、前記副走査方向のウェーブレット変換より得られた信号と前記副走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号との平均化を行うフィルタ処理方法であって、例えば図２２に示したフィルタ処理手段９が行うフィルタ処理方法であり、前記請求項３と請求項７に該当するものである。
一般に直列処理方法によるフィルタ処理手段１５は、平均化処理を行っていないので、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６より処理速度が早くなることから、上記した図２９ような構成で処理速度を優先させる場合に、直列処理方法によるフィルタ処理手段１５を選択し、処理速度が優先でない場合に、並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６を選択するなどして、フィルタ処理するモードに適した選択を行うことが出来る。
【００３３】
また、図２９において、平滑化を行うようなフィルタ処理の場合には、システムコントローラ１３は直列処理方法によるフィルタ処理手段１５が選択されるようにセレクタ１４に指示を与える。このことにより、極端な強調が施されることがなくなり、フィルタ処理の処理速度を優先させたシステムを期待することができる。
また、図２９において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合には、システムコントローラ１３は並列・平均化処理方法によるフィルタ処理手段１６が選択されるようにセレクタ１４に指示を与える。このことにより、特定の周波数の強調するところでさえ極端な強調が施される不具合を改善することが出来、安定且つ高精細なフィルタ処理を行うことが出来る。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１、４に記載の発明によれば、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理を実現することが出来るようになったので、サンプリングの位置によってフィルタ処理の結果が異なるような不具合が改善され、高精細なフィルタ処理を行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の画像処理装置において、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対し前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うことによってフィルタ処理が実現することが出来、たたみ込み演算を行う際に参照する周囲ブロックの数が請求項１より少なくなり、演算回数を小規模で行えるようになったので、高速且つ高精細なフィルタ処理が行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の画像処理装置において、平均化手段によって主走査方向及び副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果の平均化を行ってフィルタ処理を実現し、主走査方向、副走査方向ともにナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなったので、ウェーブレット変換を実施した係数信号に対して安定且つ高精細なフィルタ処理を行える画像処理装置を提供することが出来るようになった。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、注目するウェーブレット係数ブロックに対し周囲ブロックを用いてたたみ込み演算を施すフィルタ処理方法を実現させることが出来るようになったので、サンプリングの位置によってフィルタ処理の結果が異なるような不具合は改善され、高精細なフィルタ処理が行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、主走査方向の注目するウェーブレット係数ブロックに対して前後の周囲ブロックを用いて主走査方向のたたみ込み演算を行い、さらに副走査方向に隣接する２つのウェーブレット係数ブロックを用いて副走査方向にたたみ込み演算を行うフィルタ処理方法が実現され、たたみ込み演算を行う際の参照する周囲ブロックの数が請求項５より少なく、演算回数が小規模で行われるようになったので、高速且つ高精細なフィルタ処理が行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、主走査方向と副走査方向のそれぞれのたたみ込み演算結果を平均化するフィルタ処理方法を実現して、主走査方向と副走査方向共にナイキスト周波数であるような領域に対しても極端な強調が施されることがなくなったので、高精細なフィルタ処理を行える画像処理方法を提供することが出来るようになった。
【００３６】
請求項８に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像処理方法において、フィルタ処理を請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理の何れか一方を選択して使用することが出来るので、画像モードに適したフィルタ処理方法が選べる画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の画像処理方法において、平滑化を行うフィルタ処理の場合に請求項６のフィルタ処理が選択されるようになったので、高速且つ高精細な平滑化フィルタ処理を実現した画像処理方法を提供することが出来るようになった。
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８に記載の画像処理方法において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合に請求項７のフィルタ処理が選択されるようになったので、極端な強調が施されることなく、高速且つ高精細な強調フィルタ処理を実現した画像処理方法を提供することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像処理装置の要部を示すブロック図である。
【図２】画像処理手段の詳細なブロック図である。
【図３】ウェーブレット変換第一手段の詳細な構成例を説明する説明図である。
【図４】（Ａ）は低周波成分を抽出するための基本ウェーブレット関数の説明図、（Ｂ）は高周波成分を抽出するための基本ウェーブレット関数の説明図である。
【図５】量子化後の各係数信号を模式的に示した説明図である。
【図６】（Ａ）は平滑化特性を持った伝達関数の説明図、（Ｂ）は強調フィルタの特性を持った伝達関数の説明図である。
【図７】フィルタ処理手段の出力を模式的に示した説明図である。
【図８】ガンマ変換手段によるガンマ変換を説明する説明図である。
【図９】ガンマ変換手段からの出力を模式的に示した説明図である。
【図１０】ディザ閾値パターンの例を示した説明図である。
【図１１】図１０のディザ閾値パターンで処理された２値画像パターンの説明図である。
【図１２】図１１の画像パターンをウェーブレット変換を行った場合の係数信号を示した説明図である。
【図１３】階調処理手段の詳細のブロック図である。
【図１４】本発明の請求項１または請求項５におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図１５】たたみ込み演算処理を行うブロックを説明する説明図である。
【図１６】たたみ込み演算処理を行うフィルタ係数を説明する説明図である。
【図１７】本発明の請求項２または請求項６におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図１８】主走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。
【図１９】（Ａ）は主走査方向のたたみ込み演算処理を行うｏｄｄ（奇数）データに対する係数を説明した説明図、（Ｂ）は主走査方向のたたみ込み演算処理を行うｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数を説明した説明図である。
【図２０】副走査方向のたたみ込み演算処理を説明した説明図である。
【図２１】（Ａ）は副走査方向のたたみ込み演算処理を行うｏｄｄ（奇数）データに対する係数を説明した説明図、（Ｂ）は副走査方向のたたみ込み演算処理を行うｅｖｅｎ（偶数）データに対する係数を説明した説明図である。
【図２２】本発明の請求項３または請求項７におけるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段のブロック図である。
【図２３】（Ａ）及び（Ｂ）は強調フィルタ処理を行う際の主走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２４】（Ａ）及び（Ｂ）は強調フィルタ処理を行う際の副走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２５】周波数に対する強調特性を示した説明図である。
【図２６】（Ａ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｏｄｄ（奇数）データに対する主走査方向のフィルタ係数を示す説明図、（Ｂ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｅｖｅｎ（偶数）データに対する主走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２７】（Ａ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｏｄｄ（奇数）データに対する副走査方向のフィルタ係数を示す説明図、（Ｂ）は平滑化フィルタ処理を行う際のｅｖｅｎ（偶数）データに対する副走査方向のフィルタ係数を示す説明図である。
【図２８】周波数に対する強調特性を示した説明図である。
【図２９】本発明の請求項８のフィルタ処理を切換え可能とするブロック図である。
【図３０】サンプリング位置を違えて行ったフィルタ処理を説明した説明図である。
【符号の説明】
１ ウェーブレット変換第一手段
２ 量子化手段
３ 画像処理手段
４ ウェーブレット逆変換手段
５ プリンタ（画像出力手段）
６ たたみ込み演算手段
６ａ 主走査方向たたみ込み演算手段
６ｂ 副走査方向たたみ込み演算手段
７ ウェーブレット変換第二手段
７ａ 主走査方向ウェーブレット変換手段
７ｂ 副走査方向ウェーブレット変換手段
８ 平均化手段
９ フィルタ処理手段
１０ ガンマ変換手段
１１ 階調処理手段
１２ スキャナ
１３ システムコントローラ
１４ セレクタ
Claims (10)
- 入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、
前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、
前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と
を備え、
前記画像処理手段のフィルタ処理は、
注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、
前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記画像処理手段のフィルタ処理は、
注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、
前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、
前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、
前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記画像処理手段のフィルタ処理は、
注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行う主走査方向たたみ込み演算手段と、
前記主走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行う主走査方向ウェーブレット変換手段と、
前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行う副走査方向たたみ込み演算手段と、
前記副走査方向たたみ込み演算手段により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行う副走査方向ウェーブレット変換手段と、
前記主走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号と前記副走査方向ウェーブレット変換手段により得られた信号との平均化を行う平均化手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 入力された画像信号に対してウェーブレット変換を行って、複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解するウェーブレット変換第一手段と、
前記ウェーブレット変換第一手段で分解されたウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段で量子化した各係数信号に対してフィルタ処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施すウェーブレット逆変換手段と、
前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像出力手段と、を備え、
前記画像処理手段のフィルタ処理は、
注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算を行うたたみ込み演算手段と、
前記たたみ込み演算手段により得られた信号に対しウェーブレット変換を施すウェーブレット変換第二手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 入力された画像信号に対して、ウェーブレット変換を行って複数の異なる周波数帯域の係数信号を有するウェーブレット係数ブロックに分解し、前記分解したウェーブレット係数ブロックの各係数信号を量子化し、前記量子化した各係数信号に対してフィルタ処理とガンマ変換処理と階調処理の画像処理を施し、前記画像処理されたウェーブレット係数ブロックに逆ウェーブレット変換を施し、前記逆ウェーブレット変換された画像信号を出力する画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し周囲のウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数とたたみ込み演算と、ウェーブレット変換とを行うことを特徴とする画像処理方法。
- 請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、前記入力信号に対し主走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、主走査方向にウェーブレット変換を行い、前記注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、さらに前記主走査方向にウェーブレット変換された信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し、副走査方向にウェーブレット変換を行うことを特徴とする画像処理方法。
- 請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、
注目ウェーブレット係数ブロックに対し主走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と主走査方向にたたみ込み演算を行い、
該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し主走査方向にウェーブレット変換を行い、
該変換により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向に隣接するウェーブレット係数ブロックを用いて、フィルタ係数と副走査方向にたたみ込み演算を行い、
該演算により得られた注目ウェーブレット係数ブロックの信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行い、
主走査方向にウェーブレット変換を行った信号と、入力信号に対し副走査方向にたたみ込み演算を行って得られた信号に対し副走査方向にウェーブレット変換を行った信号との平均化を行うことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項５に記載の画像処理方法において、前記フィルタ処理は、請求項６のフィルタ処理か請求項７のフィルタ処理の何れか一方を選択して使用することを特徴とする画像処理方法。
- 請求項８に記載の画像処理方法において、平滑化を行うフィルタ処理の場合に請求項６のフィルタ処理を選択することを特徴とする画像処理方法。
- 請求項８に記載の画像処理方法において、特定の周波数を強調するようなフィルタ処理の場合に請求項７のフィルタ処理を選択することを特徴とする画像処理方法。
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