JP3775312B2 - 画像処理方法、画像処理プログラム、および該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真用フィルム等の記録媒体に記録された画像を、スキャナ等の画像読取装置によって読み取られた画像データに対し、画像処理を行なう方法に関するものである。具体的には、本発明は、前記画像データを用いて、前記記録媒体に付いた傷やごみの影響を除去する処理を行なう方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ネガフィルム、ポジフィルム等の写真用フィルム（以下、「フィルム」と略称する。）に記録された画像を印画紙へ出力するプリンタには、フィルムの画像を透過した光を用いて印画紙を露光するアナログ方式のプリンタと、フィルムの画像を透過した光がＣＣＤ(Charge Coupled Device)などで光電変換され、さらにデジタル化されて画像データを作成し、この画像データに基づいて変調した光を用いて印画紙を露光するデジタル方式のプリンタとがある。
【０００３】
両方式とも、フィルムに傷やごみが（以下、「傷」と総称する。）付いていると、印画紙に焼き付けられた画像に濃度変動や欠落などの不具合が生じる場合がある。このため、従来は、フィルムを透過させる光として拡散光が両方式ともに利用されている。
【０００４】
デジタル方式のプリンタの場合は、さらに、デジタル化された画像データに画像処理を施すことにより、傷の影響を効果的に除去することが可能である。このような画像処理方法は、例えば、特開平6-28468号公報（公開日：平成６年２月４日（1994.2.4））、特開2000-341473号公報（公開日：平成１２年１２月８日（2000.12.8））、特開2001-157003号公報（公開日：平成１３年６月８日（2001.6.8））などに開示されている。
【０００５】
これらの公報に開示された画像処理方法では、フィルムに赤外光を透過させている。フィルムを透過する赤外光は、フィルムに付いた傷により散乱されるが、フィルムの画像を形成する色素には、基本的に影響を受けることがない。したがって、フィルムを透過した赤外光により形成される赤外画像には、傷の情報のみが精度良く含まれることになり、この赤外画像を用いることにより、傷の影響を除去することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
傷の影響を除去するには、赤外画像から傷のない画素（以下、「非劣化画素」と称する。）と、傷のある画素（以下、「劣化画素」と称する。）とを判別する必要がある。フィルムにおける傷のない部分は、傷のある部分よりも多く光が透過するため、赤外画像における非劣化画素は、劣化画素よりも画素値が大きくなる。したがって、赤外画像の画素値について閾値を設定し、閾値以上の画素値を有する画素を非劣化画素と判断し、閾値よりも低い画素値を有する画素を劣化画素と判断することにより、非劣化画素と劣化画素とを判別することができる。
【０００７】
しかしながら、フィルムは、フィルムの種類、メーカー、感度などによって赤外光の透過光量が異なるため、１つの閾値では対応することができない。この問題点を解決する方法として、前述の特開2000-341473号公報には、ネガフィルム／ポジフィルムの別、磁気層の有無等のようなフィルム固有の情報を取得し、該情報に基づいて前記閾値を制御する方法が開示されている。
【０００８】
ところで、赤外画像から非劣化画素の画素値（以下、「非劣化画素値」と称する。）をフィルムごとに求めることができれば、非劣化画素値を閾値とすることにより、前記問題点を解決することができる。
【０００９】
非劣化画素値は、赤外画像における画素値の最大値であると考えられる。しかしながら、ノイズ、ＣＣＤカメラの画素ごとの感度、フィルムのむらなどのため、非劣化画素どうしであっても画素値が同じであるとは限らない。すなわち、画素値の最大値は、状況に応じて変動する不安定なものであるため、閾値として利用し難い。
【００１０】
一方、非劣化画素値に近い値としては、赤外画像における画素値の平均値（以下、「平均画素値」と称する。）がある。しかしながら、前述のように、劣化画素は非劣化画素よりも画素値が小さくなるから、傷が多いと平均画素値は低下することになる。
【００１１】
この点について、図７および図８に基づいてさらに説明する。図７(ａ)および(ｂ)は、フィルムの傷が少ない場合の赤外画像と、該赤外画像における画素値の度数分布とをそれぞれ示している。同様に、図８(ａ)および(ｂ)は、フィルムの傷が多い場合の赤外画像と、該赤外画像における画素値の度数分布とをそれぞれ示している。
【００１２】
図７(ａ)に示されるように、フィルムの傷が少ない場合には、赤外画像における画素値の度数分布は、図７(ｂ)に示されるように、非劣化画素値ＣＦ付近に集中している。このとき、赤外画像の平均画素値Ａｖｅは、図には示していないが、非劣化画素値ＣＦに近い値となる。
【００１３】
しかしながら、図８(ａ)に示されるように、フィルムの傷が多い場合には、赤外画像における画素値の度数分布は、図８(ｂ)に示されるように、非劣化画素値ＣＦから画素値の小さい方（同図の左側）に移っている。このとき、赤外画像の平均画素値Ａｖｅは、非劣化画素値ＣＦよりも小さい値となる。この平均画素値Ａｖｅを閾値として劣化画素の判別を行なうと、平均画素値Ａｖｅと非劣化画素値ＣＦとの間の画素値を有する画素は、劣化画素であるにもかかわらず劣化画素であると判別できなくなる。
【００１４】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、非劣化画素と劣化画素とを精度よく判別するために、非劣化画素値を取得する画像処理方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の画像処理方法は、記録媒体から非可視光を介して取得され、かつ前記記録媒体に付いた傷やごみによる画質劣化の情報を含む非可視光画像において、前記画質劣化の無い画素の画素値である非劣化画素値を取得する画像処理方法において、記録媒体から可視光を介して取得される可視光画像と、前記非可視光画像とにおける互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非可視光画像の平均画素値を加算した第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより非劣化画素値を取得することを特徴としている。
【００１６】
上記の方法では、第１の変数において、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算することにより、傷による画素値への影響が除去される。これは、傷による画素値の低下分は、可視光画像および非可視光画像の何れにおいてもほぼ等しいからである。
【００１７】
この減算した値に前記非劣化画素値を加算すると、傷による影響が除去された前記可視光画像の画素値（以下、「補正画素値」と称する。）が得られる。しかしながら、前記非劣化画素値は未だ決定されてはいないので、第１の変数では、前記非劣化画素値の代わりに前記非可視光画像の平均画素値を用いている。
【００１８】
この場合、前記非可視光画像の平均画素値は、前述のように、傷の影響により前記非劣化画素値よりも低下しているから、第１の変数は、前記可視光画像の補正画素値よりも低下している。
【００１９】
そこで、第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより、前記非可視光画像の平均画素値が前記非劣化画素値から低下した低下分が算出される。
【００２０】
したがって、前記非可視光画像の平均画素値に前記低下分を加算することにより前記非劣化画素値を取得することができる。すなわち、前記非劣化画素値は、前記平均画素値と前記低下分とを用いて取得されるものである。前記平均画素値および前記低下分は、それぞれ平均および回帰分析により算出されるから、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定している。
【００２１】
したがって、上記の方法によって取得される非劣化画素値は、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定しているから、非劣化画素と劣化画素とを判別する閾値として利用することができる。その結果、非劣化画素と劣化画素とを精度よく判別することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、請求項１に記載の画像処理方法において、第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とすることを特徴としている。
【００２３】
前述のように、第１の変数は、前記可視光画像の補正画素値よりも前記低下分だけ低下したものであるから、前記可視光画像の画素値である第２の変数が第１の変数よりもさらに小さい場合には、対応する画素は傷のある画素である可能性が著しく高い。
【００２４】
したがって、上記の方法では、第２の変数が第１の変数以上である画素、すなわち第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とすることにより、傷のある画素を排除できるから、回帰分析により前記低下分を精度よく算出することができ、前記非劣化画素値の精度を向上することができる。その結果、非劣化画素と劣化画素とをさらに精度よく判別することができる。
【００２５】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記非劣化画素値を用いて、前記画質劣化の有る画素と無い画素との判別を行なうことを特徴としている。
【００２６】
前述のように、非劣化画素と劣化画素とを判別する閾値として前記非劣化画素値を用いれば、前記判別を精度よく行なうことができる。したがって、上記の方法により取得された非劣化画素値を前記閾値として用いることにより、前記判別を精度よく行なうことができる。
【００２７】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記可視光画像および前記非可視光画像における互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非劣化画素値を加算することにより、前記可視光画像において前記画質劣化のある劣化画素に対応する画素の画素値の補正を行なうことを特徴としている。
【００２８】
前述のように、前記非劣化画素値を取得できれば、前記可視光画像の補正画素値を正確に算出できる。したがって、上記の方法により取得された非劣化画素値を用いることにより、前記可視光画像の正確な補正画素値を取得することができる。
【００２９】
なお、前記非可視光画像は、記録媒体から赤外光を介して取得される赤外画像であり、前記可視光画像は、赤色成分の画像であることが望ましい。また、前記記録媒体は写真フィルムであることが望ましい。
【００３０】
また、請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法により行なわれる画像処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記処理を実行させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図２は、本実施形態の画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。該画像出力システムは、フィルムスキャナ１と、画像処理装置２と、写真焼付装置３とを備えた構成となっている。
【００３２】
フィルムスキャナ１は、例えば、光源からの光を、写真フィルムであるネガフィルムに照射し、その透過光をＣＣＤなどで受光することにより、ネガフィルムに記録された画像を読み取るものである。フィルムスキャナ１は、読み取った画像データを赤色成分、緑色成分、および青色成分ごとに画像処理装置２に出力する。なお、以下では、赤色成分、緑色成分、および青色成分の画像データを、それぞれ「赤画像」、「緑画像」、および「青画像」と称する。
【００３３】
さらに、本実施形態では、フィルムスキャナ１は、赤外領域の透過光をＣＣＤなどで受光することにより、ネガフィルムの傷情報を読み取るものである。フィルムスキャナ１は、読み取った傷データを画像処理装置２に出力する。なお、以下では、傷データを「赤外画像」と称する。
【００３４】
写真焼付装置３は、画像処理装置２によって処理がなされた画像データに基づいて感光材料である印画紙を露光することにより、印画紙上に画像を焼き付けるものである。デジタル画像データに応じた光を印画紙に照射するヘッドとしては、デジタル画像データに応じて画素ごとに印画紙への照射光を変調できる光変調素子が用いられる。このような光変調素子としては、例えばＰＬＺＴ露光ヘッド、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)パネル、レーザー、ＦＯＣＲＴ(Fiber Optic Cathode Ray Tube)、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)等が挙げられる。
【００３５】
なお、写真焼付装置３は、ネガフィルムのスキャニングと印画紙の露光とを両方行なうことができるオートプリンタとして構成してもよい。この場合、画像出力システムを、画像の読取りから焼付けまでを行なうオートプリンタと、ＰＣ(Personal Computer)などによって構成される画像処理装置２とを接続した構成とすることにより、システムの簡素化を図ることができる。
【００３６】
画像処理装置２は、フィルムスキャナ１から送られた画像データおよび赤外画像（傷データ）を用いて、傷のある画素か否かを判別し、傷のある画素に対して、傷による影響を除去するように画像データが補正され、補正された画像データを写真焼付装置３に供給するものである。以下、画像処理装置２における補正処理方法について図１および図３に基づいて説明する。
【００３７】
まず、図３に示すように、フィルムスキャナ１から赤外画像を取得する（ステップ１０、以降、Ｓ１０と称する）。次に、赤外画像を用いて、傷のない画素の画素値である非劣化画素値ＣＦを決定する（Ｓ１１）。なお、この決定処理の詳細については後述する。
【００３８】
次に、非劣化画素値ＣＦから、赤外画像における各画素の画素値を減算することにより、傷による各画素の画素値の損失分を算出する（Ｓ１２）。そして、赤画像、緑画像、および青画像のそれぞれに対し、前記損失分を画素ごとに加算することにより、画像データの補正処理が終了し、補正処理された画像データを写真焼付装置３に供給する（Ｓ１３）。
【００３９】
なお、ステップＳ１２・Ｓ１３では、損失分の算出や加算は、傷があると判断された画素に対してのみ行なうこともできる。なぜなら、傷がないと判断された画素における損失分は、フィルムの傷によるものではなく、ノイズ、ＣＣＤカメラの画素ごとの感度、フィルムのむらなどによるものであると考えられるからである。また、補正された画像データに対し、鮮鋭化処理などの他の画像処理を施してから写真焼付装置３に出力することもできる。
【００４０】
次に、非劣化画素値ＣＦの決定処理（Ｓ１１）の詳細について図１に基づいて説明する。本実施形態の回帰分析は、単回帰のモデルを用いて最小二乗法により分析が行なわれるものである。
【００４１】
まず、赤外画像における全画素の画素値の平均値である赤外平均値Ａｖｅを算出する（Ｓ２０）。前述のように、傷の多い画像は、赤外平均値Ａｖｅが低下することになる。
【００４２】
次に、フィルムスキャナ１から赤画像を取得する（Ｓ２１）。なお、赤画像が、既にフィルムスキャナ１から画像処理装置２に供給され、画像処理装置２の記憶部（図示せず）に記憶されている場合には、該記憶部から赤画像を読み出せばよい。
【００４３】
次に、第１の変数Ｘ＝(赤画像の画素値)−(赤外画像の画素値)＋(赤外平均値Ａｖｅ)と、第２の変数Ｙ＝(赤画像の画素値)とを画素ごとに求め（Ｓ２２）、最小二乗法を用いて、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの係数ａ，ｂを求める（Ｓ２３）。なお、前記Ｘ，Ｙの定義から、係数ａ（傾き）がほぼ１であることは明らかである。
【００４４】
また、係数ｂ（Ｙ切片）は、赤外平均値Ａｖｅが非劣化画素値ＣＦから低下した低下分となる。すなわち、ＣＦ＝Ａｖｅ＋ｂである。したがって、赤外平均値Ａｖｅおよび係数ｂから、非劣化画素値ＣＦが決定され（Ｓ２４）、図３に示すＳ１２に進む。
【００４５】
〔実施例〕
次に、上記の非劣化画素値ＣＦを決定する実施例について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、本実施例で使用される赤外画像を示している。図中の黒い部分がフィルムに付いた傷やほこりである。
【００４６】
図４に示す赤外画像に対して、図１に示すステップＳ２０〜Ｓ２３を行なうことにより回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂが求められる。この回帰式を図５に示す。同図において、横軸がＸ軸であり、縦軸がＹ軸である。横軸および縦軸の数値は、１２ビット（０〜4095）の画素値の自然対数をとったものである。また、図中の黒点は、画素ごとの（Ｘ，Ｙ）をプロットしたものであり、白抜きの直線は、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂを表わしている。
【００４７】
図５を参照すると、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの直線は、Ｙ＝Ｘの直線とほぼ平行であることが理解できる。すなわち、傾きａは、ほぼ１である。また、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの直線は、Ｙ＝Ｘの直線よりも上方にあることが理解できる。これは、傷の影響により、赤外平均値Ａｖｅが低下していることを示している。すなわち、赤外平均値Ａｖｅに低下分ｂ（Ｙ切片）を加算することにより非劣化画素値ＣＦを求めることができる。
【００４８】
本実施例では、赤外平均値Ａｖｅが200であるのに対し、非劣化画素値ＣＦが209であった。したがって、傷により赤外平均値Ａｖｅが低下するから、本発明により得られる非劣化画素値ＣＦを利用することにより、劣化画素と非劣化画素とを精度よく判別することができる。
【００４９】
なお、図５を参照すると、Ｙ＜Ｘを満たす領域に幾つかの黒点が存在する。これらの黒点は、Ｘ，Ｙの定義式から、(赤外画像の画素値)＜(赤外平均値Ａｖｅ)を満たすものであり、すなわち、傷により画素値が低下した画素を示している。これらの黒点も回帰分析の対象であるから、回帰式は、傷のある画素によりＹ切片ｂが低下することになる。
【００５０】
この問題点を回避するには、図６に示すように、Ｙ≧Ｘを満たす画素、すなわち、傷のない画素のみを回帰分析の対象とすればよい。これにより、非劣化画素値ＣＦをさらに精度よく求めることができ、その結果、傷のある劣化画素の画素値の補正をさらに精度よく行なうことができる。また、回帰分析の処理を行なう画素数を減らすことができるから、処理を高速化することができる。
【００５１】
また、赤外画像において画素値が５.７（対数値）より低い画素は、明らかに傷のある画素と考えられるので、これらの画素を回帰分析の対象から外してもよい。また、非劣化画素値ＣＦは、通常は７.５（対数値）以上であるから、赤外画像において画素値が７.５以上である画素のみを回帰分析の対象としてもよい。これにより、前述と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、回帰分析により取得された非劣化画素値ＣＦを赤外平均値Ａｖｅとして、再度回帰分析を行なってもよい。これにより、非劣化画素値ＣＦをさらに精度よく求めることができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、傷の検出のために赤外光を用いている。しかしながら、フィルムに記憶された画像は、基本的には、可視光の波長領域でのみ発色するものであるから、傷の検出には、フィルムに記憶された画像により変調されることなく透過する光であれば、任意の波長域の光を使用することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、赤外画像と赤画像とを回帰分析に利用しているが、これは、波長領域が隣り合うことにより、傷による影響の程度が近いと考えられるからである。したがって、他の可視光画像である緑画像および青画像でも、傷による影響の程度が赤外画像と近い場合には、赤外画像と共に回帰分析に利用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の画像処理方法は、記録媒体から非可視光を介して取得され、かつ前記記録媒体に付いた傷やごみによる画質劣化の情報を含む非可視光画像において、前記画質劣化の無い画素の画素値である非劣化画素値を取得する画像処理方法において、記録媒体から可視光を介して取得される可視光画像と、前記非可視光画像とにおける互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非可視光画像の平均画素値を加算した第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより非劣化画素値を取得する方法である。
【００５６】
これにより、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定的な非劣化画素値を取得できるという効果を奏する。
【００５７】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１に記載の画像処理方法において、第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とする方法である。
【００５８】
これにより、傷のある画素を回帰分析の対象から排除できるから、前記非劣化画素値の精度を向上できるという効果を奏する。
【００５９】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記非劣化画素値を用いて、前記画質劣化の有る画素と無い画素との判別を行なう方法である。
【００６０】
これにより、非劣化画素と劣化画素との判別を精度よく行なうことができるという効果を奏する。
【００６１】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記可視光画像および前記非可視光画像における互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非劣化画素値を加算することにより、前記可視光画像において前記画質劣化のある劣化画素に対応する画素の画素値の補正を行なう方法である。
【００６２】
これにより、前記可視光画像の正確な補正画素値を取得できるという効果を奏する。
【００６３】
なお、前記非可視光画像は、記録媒体から赤外光を介して取得される赤外画像であり、前記可視光画像は、赤色成分の画像であることが望ましい。また、前記記録媒体は写真フィルムであることが望ましい。
【００６４】
なお、請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法により行なわれる画像処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記処理を実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における非劣化画素値の決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２】本実施形態における画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における劣化画素の補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】本実施例にて使用される赤外画像を示す図である。
【図５】図４に示す赤外画像から回帰分析を行なうことにより得られるグラフである。
【図６】傷のある画素を除外して回帰分析を行なうことにより得られるグラフである。
【図７】同図(ａ)は、フィルムの傷が少ない場合の赤外画像を示す模式図であり、同図(ｂ)は、該赤外画像における画素値の度数分布を示すグラフである。
【図８】同図(ａ)は、フィルムの傷が多い場合の赤外画像を示す模式図であり、同図(ｂ)は、該赤外画像における画素値の度数分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１ フィルムスキャナ
２ 画像処理装置
３ 写真焼付装置
ＣＦ 非劣化画素値
Ａｖｅ 赤外平均値
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真用フィルム等の記録媒体に記録された画像を、スキャナ等の画像読取装置によって読み取られた画像データに対し、画像処理を行なう方法に関するものである。具体的には、本発明は、前記画像データを用いて、前記記録媒体に付いた傷やごみの影響を除去する処理を行なう方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ネガフィルム、ポジフィルム等の写真用フィルム（以下、「フィルム」と略称する。）に記録された画像を印画紙へ出力するプリンタには、フィルムの画像を透過した光を用いて印画紙を露光するアナログ方式のプリンタと、フィルムの画像を透過した光がＣＣＤ(Charge Coupled Device)などで光電変換され、さらにデジタル化されて画像データを作成し、この画像データに基づいて変調した光を用いて印画紙を露光するデジタル方式のプリンタとがある。
【０００３】
両方式とも、フィルムに傷やごみが（以下、「傷」と総称する。）付いていると、印画紙に焼き付けられた画像に濃度変動や欠落などの不具合が生じる場合がある。このため、従来は、フィルムを透過させる光として拡散光が両方式ともに利用されている。
【０００４】
デジタル方式のプリンタの場合は、さらに、デジタル化された画像データに画像処理を施すことにより、傷の影響を効果的に除去することが可能である。このような画像処理方法は、例えば、特開平6-28468号公報（公開日：平成６年２月４日（1994.2.4））、特開2000-341473号公報（公開日：平成１２年１２月８日（2000.12.8））、特開2001-157003号公報（公開日：平成１３年６月８日（2001.6.8））などに開示されている。
【０００５】
これらの公報に開示された画像処理方法では、フィルムに赤外光を透過させている。フィルムを透過する赤外光は、フィルムに付いた傷により散乱されるが、フィルムの画像を形成する色素には、基本的に影響を受けることがない。したがって、フィルムを透過した赤外光により形成される赤外画像には、傷の情報のみが精度良く含まれることになり、この赤外画像を用いることにより、傷の影響を除去することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
傷の影響を除去するには、赤外画像から傷のない画素（以下、「非劣化画素」と称する。）と、傷のある画素（以下、「劣化画素」と称する。）とを判別する必要がある。フィルムにおける傷のない部分は、傷のある部分よりも多く光が透過するため、赤外画像における非劣化画素は、劣化画素よりも画素値が大きくなる。したがって、赤外画像の画素値について閾値を設定し、閾値以上の画素値を有する画素を非劣化画素と判断し、閾値よりも低い画素値を有する画素を劣化画素と判断することにより、非劣化画素と劣化画素とを判別することができる。
【０００７】
しかしながら、フィルムは、フィルムの種類、メーカー、感度などによって赤外光の透過光量が異なるため、１つの閾値では対応することができない。この問題点を解決する方法として、前述の特開2000-341473号公報には、ネガフィルム／ポジフィルムの別、磁気層の有無等のようなフィルム固有の情報を取得し、該情報に基づいて前記閾値を制御する方法が開示されている。
【０００８】
ところで、赤外画像から非劣化画素の画素値（以下、「非劣化画素値」と称する。）をフィルムごとに求めることができれば、非劣化画素値を閾値とすることにより、前記問題点を解決することができる。
【０００９】
非劣化画素値は、赤外画像における画素値の最大値であると考えられる。しかしながら、ノイズ、ＣＣＤカメラの画素ごとの感度、フィルムのむらなどのため、非劣化画素どうしであっても画素値が同じであるとは限らない。すなわち、画素値の最大値は、状況に応じて変動する不安定なものであるため、閾値として利用し難い。
【００１０】
一方、非劣化画素値に近い値としては、赤外画像における画素値の平均値（以下、「平均画素値」と称する。）がある。しかしながら、前述のように、劣化画素は非劣化画素よりも画素値が小さくなるから、傷が多いと平均画素値は低下することになる。
【００１１】
この点について、図７および図８に基づいてさらに説明する。図７(ａ)および(ｂ)は、フィルムの傷が少ない場合の赤外画像と、該赤外画像における画素値の度数分布とをそれぞれ示している。同様に、図８(ａ)および(ｂ)は、フィルムの傷が多い場合の赤外画像と、該赤外画像における画素値の度数分布とをそれぞれ示している。
【００１２】
図７(ａ)に示されるように、フィルムの傷が少ない場合には、赤外画像における画素値の度数分布は、図７(ｂ)に示されるように、非劣化画素値ＣＦ付近に集中している。このとき、赤外画像の平均画素値Ａｖｅは、図には示していないが、非劣化画素値ＣＦに近い値となる。
【００１３】
しかしながら、図８(ａ)に示されるように、フィルムの傷が多い場合には、赤外画像における画素値の度数分布は、図８(ｂ)に示されるように、非劣化画素値ＣＦから画素値の小さい方（同図の左側）に移っている。このとき、赤外画像の平均画素値Ａｖｅは、非劣化画素値ＣＦよりも小さい値となる。この平均画素値Ａｖｅを閾値として劣化画素の判別を行なうと、平均画素値Ａｖｅと非劣化画素値ＣＦとの間の画素値を有する画素は、劣化画素であるにもかかわらず劣化画素であると判別できなくなる。
【００１４】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、非劣化画素と劣化画素とを精度よく判別するために、非劣化画素値を取得する画像処理方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の画像処理方法は、記録媒体から非可視光を介して取得され、かつ前記記録媒体に付いた傷やごみによる画質劣化の情報を含む非可視光画像において、前記画質劣化の無い画素の画素値である非劣化画素値を取得する画像処理方法において、記録媒体から可視光を介して取得される可視光画像と、前記非可視光画像とにおける互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非可視光画像の平均画素値を加算した第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより非劣化画素値を取得することを特徴としている。
【００１６】
上記の方法では、第１の変数において、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算することにより、傷による画素値への影響が除去される。これは、傷による画素値の低下分は、可視光画像および非可視光画像の何れにおいてもほぼ等しいからである。
【００１７】
この減算した値に前記非劣化画素値を加算すると、傷による影響が除去された前記可視光画像の画素値（以下、「補正画素値」と称する。）が得られる。しかしながら、前記非劣化画素値は未だ決定されてはいないので、第１の変数では、前記非劣化画素値の代わりに前記非可視光画像の平均画素値を用いている。
【００１８】
この場合、前記非可視光画像の平均画素値は、前述のように、傷の影響により前記非劣化画素値よりも低下しているから、第１の変数は、前記可視光画像の補正画素値よりも低下している。
【００１９】
そこで、第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより、前記非可視光画像の平均画素値が前記非劣化画素値から低下した低下分が算出される。
【００２０】
したがって、前記非可視光画像の平均画素値に前記低下分を加算することにより前記非劣化画素値を取得することができる。すなわち、前記非劣化画素値は、前記平均画素値と前記低下分とを用いて取得されるものである。前記平均画素値および前記低下分は、それぞれ平均および回帰分析により算出されるから、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定している。
【００２１】
したがって、上記の方法によって取得される非劣化画素値は、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定しているから、非劣化画素と劣化画素とを判別する閾値として利用することができる。その結果、非劣化画素と劣化画素とを精度よく判別することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、請求項１に記載の画像処理方法において、第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とすることを特徴としている。
【００２３】
前述のように、第１の変数は、前記可視光画像の補正画素値よりも前記低下分だけ低下したものであるから、前記可視光画像の画素値である第２の変数が第１の変数よりもさらに小さい場合には、対応する画素は傷のある画素である可能性が著しく高い。
【００２４】
したがって、上記の方法では、第２の変数が第１の変数以上である画素、すなわち第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とすることにより、傷のある画素を排除できるから、回帰分析により前記低下分を精度よく算出することができ、前記非劣化画素値の精度を向上することができる。その結果、非劣化画素と劣化画素とをさらに精度よく判別することができる。
【００２５】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記非劣化画素値を用いて、前記画質劣化の有る画素と無い画素との判別を行なうことを特徴としている。
【００２６】
前述のように、非劣化画素と劣化画素とを判別する閾値として前記非劣化画素値を用いれば、前記判別を精度よく行なうことができる。したがって、上記の方法により取得された非劣化画素値を前記閾値として用いることにより、前記判別を精度よく行なうことができる。
【００２７】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記可視光画像および前記非可視光画像における互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非劣化画素値を加算することにより、前記可視光画像において前記画質劣化のある劣化画素に対応する画素の画素値の補正を行なうことを特徴としている。
【００２８】
前述のように、前記非劣化画素値を取得できれば、前記可視光画像の補正画素値を正確に算出できる。したがって、上記の方法により取得された非劣化画素値を用いることにより、前記可視光画像の正確な補正画素値を取得することができる。
【００２９】
なお、前記非可視光画像は、記録媒体から赤外光を介して取得される赤外画像であり、前記可視光画像は、赤色成分の画像であることが望ましい。また、前記記録媒体は写真フィルムであることが望ましい。
【００３０】
また、請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法により行なわれる画像処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記処理を実行させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図２は、本実施形態の画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。該画像出力システムは、フィルムスキャナ１と、画像処理装置２と、写真焼付装置３とを備えた構成となっている。
【００３２】
フィルムスキャナ１は、例えば、光源からの光を、写真フィルムであるネガフィルムに照射し、その透過光をＣＣＤなどで受光することにより、ネガフィルムに記録された画像を読み取るものである。フィルムスキャナ１は、読み取った画像データを赤色成分、緑色成分、および青色成分ごとに画像処理装置２に出力する。なお、以下では、赤色成分、緑色成分、および青色成分の画像データを、それぞれ「赤画像」、「緑画像」、および「青画像」と称する。
【００３３】
さらに、本実施形態では、フィルムスキャナ１は、赤外領域の透過光をＣＣＤなどで受光することにより、ネガフィルムの傷情報を読み取るものである。フィルムスキャナ１は、読み取った傷データを画像処理装置２に出力する。なお、以下では、傷データを「赤外画像」と称する。
【００３４】
写真焼付装置３は、画像処理装置２によって処理がなされた画像データに基づいて感光材料である印画紙を露光することにより、印画紙上に画像を焼き付けるものである。デジタル画像データに応じた光を印画紙に照射するヘッドとしては、デジタル画像データに応じて画素ごとに印画紙への照射光を変調できる光変調素子が用いられる。このような光変調素子としては、例えばＰＬＺＴ露光ヘッド、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)パネル、レーザー、ＦＯＣＲＴ(Fiber Optic Cathode Ray Tube)、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)等が挙げられる。
【００３５】
なお、写真焼付装置３は、ネガフィルムのスキャニングと印画紙の露光とを両方行なうことができるオートプリンタとして構成してもよい。この場合、画像出力システムを、画像の読取りから焼付けまでを行なうオートプリンタと、ＰＣ(Personal Computer)などによって構成される画像処理装置２とを接続した構成とすることにより、システムの簡素化を図ることができる。
【００３６】
画像処理装置２は、フィルムスキャナ１から送られた画像データおよび赤外画像（傷データ）を用いて、傷のある画素か否かを判別し、傷のある画素に対して、傷による影響を除去するように画像データが補正され、補正された画像データを写真焼付装置３に供給するものである。以下、画像処理装置２における補正処理方法について図１および図３に基づいて説明する。
【００３７】
まず、図３に示すように、フィルムスキャナ１から赤外画像を取得する（ステップ１０、以降、Ｓ１０と称する）。次に、赤外画像を用いて、傷のない画素の画素値である非劣化画素値ＣＦを決定する（Ｓ１１）。なお、この決定処理の詳細については後述する。
【００３８】
次に、非劣化画素値ＣＦから、赤外画像における各画素の画素値を減算することにより、傷による各画素の画素値の損失分を算出する（Ｓ１２）。そして、赤画像、緑画像、および青画像のそれぞれに対し、前記損失分を画素ごとに加算することにより、画像データの補正処理が終了し、補正処理された画像データを写真焼付装置３に供給する（Ｓ１３）。
【００３９】
なお、ステップＳ１２・Ｓ１３では、損失分の算出や加算は、傷があると判断された画素に対してのみ行なうこともできる。なぜなら、傷がないと判断された画素における損失分は、フィルムの傷によるものではなく、ノイズ、ＣＣＤカメラの画素ごとの感度、フィルムのむらなどによるものであると考えられるからである。また、補正された画像データに対し、鮮鋭化処理などの他の画像処理を施してから写真焼付装置３に出力することもできる。
【００４０】
次に、非劣化画素値ＣＦの決定処理（Ｓ１１）の詳細について図１に基づいて説明する。本実施形態の回帰分析は、単回帰のモデルを用いて最小二乗法により分析が行なわれるものである。
【００４１】
まず、赤外画像における全画素の画素値の平均値である赤外平均値Ａｖｅを算出する（Ｓ２０）。前述のように、傷の多い画像は、赤外平均値Ａｖｅが低下することになる。
【００４２】
次に、フィルムスキャナ１から赤画像を取得する（Ｓ２１）。なお、赤画像が、既にフィルムスキャナ１から画像処理装置２に供給され、画像処理装置２の記憶部（図示せず）に記憶されている場合には、該記憶部から赤画像を読み出せばよい。
【００４３】
次に、第１の変数Ｘ＝(赤画像の画素値)−(赤外画像の画素値)＋(赤外平均値Ａｖｅ)と、第２の変数Ｙ＝(赤画像の画素値)とを画素ごとに求め（Ｓ２２）、最小二乗法を用いて、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの係数ａ，ｂを求める（Ｓ２３）。なお、前記Ｘ，Ｙの定義から、係数ａ（傾き）がほぼ１であることは明らかである。
【００４４】
また、係数ｂ（Ｙ切片）は、赤外平均値Ａｖｅが非劣化画素値ＣＦから低下した低下分となる。すなわち、ＣＦ＝Ａｖｅ＋ｂである。したがって、赤外平均値Ａｖｅおよび係数ｂから、非劣化画素値ＣＦが決定され（Ｓ２４）、図３に示すＳ１２に進む。
【００４５】
〔実施例〕
次に、上記の非劣化画素値ＣＦを決定する実施例について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、本実施例で使用される赤外画像を示している。図中の黒い部分がフィルムに付いた傷やほこりである。
【００４６】
図４に示す赤外画像に対して、図１に示すステップＳ２０〜Ｓ２３を行なうことにより回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂが求められる。この回帰式を図５に示す。同図において、横軸がＸ軸であり、縦軸がＹ軸である。横軸および縦軸の数値は、１２ビット（０〜4095）の画素値の自然対数をとったものである。また、図中の黒点は、画素ごとの（Ｘ，Ｙ）をプロットしたものであり、白抜きの直線は、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂを表わしている。
【００４７】
図５を参照すると、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの直線は、Ｙ＝Ｘの直線とほぼ平行であることが理解できる。すなわち、傾きａは、ほぼ１である。また、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂの直線は、Ｙ＝Ｘの直線よりも上方にあることが理解できる。これは、傷の影響により、赤外平均値Ａｖｅが低下していることを示している。すなわち、赤外平均値Ａｖｅに低下分ｂ（Ｙ切片）を加算することにより非劣化画素値ＣＦを求めることができる。
【００４８】
本実施例では、赤外平均値Ａｖｅが200であるのに対し、非劣化画素値ＣＦが209であった。したがって、傷により赤外平均値Ａｖｅが低下するから、本発明により得られる非劣化画素値ＣＦを利用することにより、劣化画素と非劣化画素とを精度よく判別することができる。
【００４９】
なお、図５を参照すると、Ｙ＜Ｘを満たす領域に幾つかの黒点が存在する。これらの黒点は、Ｘ，Ｙの定義式から、(赤外画像の画素値)＜(赤外平均値Ａｖｅ)を満たすものであり、すなわち、傷により画素値が低下した画素を示している。これらの黒点も回帰分析の対象であるから、回帰式は、傷のある画素によりＹ切片ｂが低下することになる。
【００５０】
この問題点を回避するには、図６に示すように、Ｙ≧Ｘを満たす画素、すなわち、傷のない画素のみを回帰分析の対象とすればよい。これにより、非劣化画素値ＣＦをさらに精度よく求めることができ、その結果、傷のある劣化画素の画素値の補正をさらに精度よく行なうことができる。また、回帰分析の処理を行なう画素数を減らすことができるから、処理を高速化することができる。
【００５１】
また、赤外画像において画素値が５.７（対数値）より低い画素は、明らかに傷のある画素と考えられるので、これらの画素を回帰分析の対象から外してもよい。また、非劣化画素値ＣＦは、通常は７.５（対数値）以上であるから、赤外画像において画素値が７.５以上である画素のみを回帰分析の対象としてもよい。これにより、前述と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、回帰分析により取得された非劣化画素値ＣＦを赤外平均値Ａｖｅとして、再度回帰分析を行なってもよい。これにより、非劣化画素値ＣＦをさらに精度よく求めることができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、傷の検出のために赤外光を用いている。しかしながら、フィルムに記憶された画像は、基本的には、可視光の波長領域でのみ発色するものであるから、傷の検出には、フィルムに記憶された画像により変調されることなく透過する光であれば、任意の波長域の光を使用することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、赤外画像と赤画像とを回帰分析に利用しているが、これは、波長領域が隣り合うことにより、傷による影響の程度が近いと考えられるからである。したがって、他の可視光画像である緑画像および青画像でも、傷による影響の程度が赤外画像と近い場合には、赤外画像と共に回帰分析に利用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の画像処理方法は、記録媒体から非可視光を介して取得され、かつ前記記録媒体に付いた傷やごみによる画質劣化の情報を含む非可視光画像において、前記画質劣化の無い画素の画素値である非劣化画素値を取得する画像処理方法において、記録媒体から可視光を介して取得される可視光画像と、前記非可視光画像とにおける互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非可視光画像の平均画素値を加算した第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより非劣化画素値を取得する方法である。
【００５６】
これにより、ノイズなどによる画素値の変動に対して安定的な非劣化画素値を取得できるという効果を奏する。
【００５７】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１に記載の画像処理方法において、第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とする方法である。
【００５８】
これにより、傷のある画素を回帰分析の対象から排除できるから、前記非劣化画素値の精度を向上できるという効果を奏する。
【００５９】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記非劣化画素値を用いて、前記画質劣化の有る画素と無い画素との判別を行なう方法である。
【００６０】
これにより、非劣化画素と劣化画素との判別を精度よく行なうことができるという効果を奏する。
【００６１】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１また２に記載の画像処理方法において、前記可視光画像および前記非可視光画像における互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非劣化画素値を加算することにより、前記可視光画像において前記画質劣化のある劣化画素に対応する画素の画素値の補正を行なう方法である。
【００６２】
これにより、前記可視光画像の正確な補正画素値を取得できるという効果を奏する。
【００６３】
なお、前記非可視光画像は、記録媒体から赤外光を介して取得される赤外画像であり、前記可視光画像は、赤色成分の画像であることが望ましい。また、前記記録媒体は写真フィルムであることが望ましい。
【００６４】
なお、請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法により行なわれる画像処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記処理を実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における非劣化画素値の決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２】本実施形態における画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における劣化画素の補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】本実施例にて使用される赤外画像を示す図である。
【図５】図４に示す赤外画像から回帰分析を行なうことにより得られるグラフである。
【図６】傷のある画素を除外して回帰分析を行なうことにより得られるグラフである。
【図７】同図(ａ)は、フィルムの傷が少ない場合の赤外画像を示す模式図であり、同図(ｂ)は、該赤外画像における画素値の度数分布を示すグラフである。
【図８】同図(ａ)は、フィルムの傷が多い場合の赤外画像を示す模式図であり、同図(ｂ)は、該赤外画像における画素値の度数分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１ フィルムスキャナ
２ 画像処理装置
３ 写真焼付装置
ＣＦ 非劣化画素値
Ａｖｅ 赤外平均値
Claims (8)
- 記録媒体から非可視光を介して取得され、かつ前記記録媒体に付いた傷やごみによる画質劣化の情報を含む非可視光画像において、前記画質劣化の無い画素の画素値である非劣化画素値を取得する画像処理方法において、
記録媒体から可視光を介して取得される可視光画像と、前記非可視光画像とにおける互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非可視光画像の平均画素値を加算した第１の変数と、前記可視光画像の画素値である第２の変数とを用いて回帰分析を行なうことにより非劣化画素値を取得することを特徴とする画像処理方法。 - 第１の変数が第２の変数以下である画素のみを回帰分析の対象とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
- 前記非劣化画素値を用いて、前記画質劣化の有る画素と無い画素との判別を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
- 前記可視光画像および前記非可視光画像における互いに対応する画素に関して、前記可視光画像の画素値から前記非可視光画像の画素値を減算して前記非劣化画素値を加算することにより、前記可視光画像において前記画質劣化のある劣化画素に対応する画素の画素値の補正を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
- 前記非可視光画像は、記録媒体から赤外光を介して取得される赤外画像であり、前記可視光画像は、赤色成分の画像であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像処理方法。
- 前記記録媒体は写真用フィルムである請求項１ないし５の何れか１項に記載の画像処理方法。
- 請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法における画像処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
- 請求項７に記載の画像処理プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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