JP3965302B2 - 空間フィルタリング処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば画像を強調したり平滑化するための空間フィルタリング処理方法に関し、特に、画素の集合として得られる原画像に対して所定のマスクサイズでシャープネス処理を行って得られたシャープネス処理後の画像の、画面上での確認用表示画像、いわゆるシャープネスプルーフ画像を生成する際に適用して好適な空間フィルタリング処理方法に関する。
【０００２】
なお、この明細書において、用語「信号」は、用語「データ」と同じ意味である。
【０００３】
【従来の技術】
従来から、画像処理分野において、画像を強調したり平滑化するために空間フィルタリング処理をすることが行われている。平滑化処理は、たとえば画像中のノイズ成分をぼかすために行われる。
【０００４】
また、図７に示すように、元の画像１０２を所望の大きさの画像１０４にするための拡大縮小処理（１画素の大きさは処理前後で不変。）や、画像出力装置の解像度に応じた画素密度を有する画像１０６にするための画素密度変換処理（画像の大きさは同じであるが、１画素の大きさが異なる。）が行われている。この明細書では、これら拡大縮小処理および画素密度変換処理を変倍処理という。
【０００５】
ところで、たとえば同じ画像を解像度の異なるプリンタとディスプレイに出力して確認したい場合等には、変倍処理前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行いたい場合がある。
【０００６】
また、たとえば、医用画像分野において、血管等が撮影された放射線デジタル画像の一部を切り出した場合、切り出し前後の画像の一部（血管部）に対して同一のシャープネス処理を行いたい場合がある。この場合、切り出し前の画像は、放射線画像処理装置内でシャープネス処理が施されて観測されるが、切り出し後の画像は、たとえば一旦記憶媒体に記憶され、空間フィルタリング処理を含む画像処理アプリケーションがインストールされたパーソナルコンピュータ等に導入され、そのパーソナルコンピュータ上で拡大縮小処理・画素密度変換処理等がなされ、かつ所定のフィルタによりシャープネス処理が施される。
【０００７】
この場合、放射線画像処理装置およびパーソナルコンピュータで同じフィルタ特性とするためには、変倍率に応じてマスクサイズを変える必要がある。たとえば、図７の場合においては、元の画像１０２のマスクサイズが２（太線枠）であるのに対し、拡大処理した画像１０４および画素密度変換処理した画像１０６では、それぞれマスクサイズを４（太線枠）に変更している。
【０００８】
その一方、図８に示すように、同じフィルタ特性となるようなマスクサイズが画素の大きさの整数倍とならない場合がある。すなわち、画像１０２のマスクサイズは２であるが、その画像１０２を７／４倍に拡大した画像１０８の場合、正確にはマスクサイズが３．５｛＝２×（７／４）｝となるが、慣習的に、マスクサイズを画素の大きさの整数倍となるようにマスクサイズを３に丸めている。
【０００９】
すなわち、従来の空間フィルタリング処理では、マスクサイズに対応する空間フィルタの各画素に対応して割り当てられたフィルタ係数と画素値との積和演算しか知られていない。
【００１０】
しかしながら、印刷画像に施す空間フィルタリング処理を前もってディスプレイ上で確認したい場合などには厳密な空間フィルタリング処理が要求されるので、マスクサイズを丸めたことによる処理結果の違いが問題となる。
【００１１】
特に、マスクサイズが小さい場合には、マスクサイズを整数値に丸めた場合の影響が大きくなる。
【００１２】
この問題を、印刷・製版の分野の一例を参照してさらに詳しく説明する。
【００１３】
たとえば、印刷・製版の分野においては、スキャナによりカラー原稿を画素分解して読み取ることでＣ、Ｍ、Ｙ（若しくはＲ、Ｇ、Ｂ）の３色からなる入力画像信号を得、この入力画像信号に対して所望の画像処理を施すことにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色からなる出力画像信号を生成し、カラー印刷画像を得るための各色毎の印刷用原版を作成するようにした画像入出力システムが利用されている。
【００１４】
図９は、このような画像入出力システム２の構成ブロック図である。以下、必要に応じて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の画像信号を、その構成色の記号を用いてＣ、Ｍ、Ｙ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫ、ＲＧＢ等と表すものとする。
【００１５】
この画像入出力システム２では、スキャナ等の画像入力部４によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹが、色処理部６において、印刷条件に応じて設定された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４変換テーブル）を用いて４色の出力画像信号ＣＭＹＫに変換される。一方、シャープネス処理部８では、３色の入力画像信号ＣＭＹがマスクサイズ入力部７により設定されるマスクサイズＭ等の所望のシャープネス処理パラメータに基づいて後述するように処理され、４色のアンシャープマスク（Unsharp Mask、略してＵＳＭ）信号ΔＣＭＹＫが生成される。
【００１６】
そして、色処理部６によって生成された４色の出力画像信号ＣＭＹＫに対して、加算部１０において、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫが加算されることにより、シャープネス処理の施された出力画像信号ＣＭＹＫ１が得られる。画像出力部１２は、この出力画像信号ＣＭＹＫ１に基づき、４色の印刷用原版を出力する。
【００１７】
図１０は、図９に示すシャープネス処理部８の構成ブロック図である。シャープネス処理部８では、３色の入力画像信号ＣＭＹが信号変換部１４に設定された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４変換テーブル）を用いて４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）に変換され、アンシャープ信号生成部１８および減算部２０に供給される。
【００１８】
アンシャープ信号生成部１８では、注目する４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそれぞれを、マスクサイズＭで指定されるその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）を用いて相加平均等の平滑化処理することにより、４色のアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が生成される。
【００１９】
減算部２０において入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）からアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が減算され、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫとして加算部１０に出力される。
【００２０】
ところで、前記のようにして４色の印刷用原版を形成する際、各印刷用原版を用いて印刷機により最終的に作成されるカラー印刷物を事前に予測できることが望まれる。
【００２１】
図１１は、カラー印刷物を事前に確認するためのカラー表示画像（カラープルーフ画像）を得ることのできる画像処理表示装置２４の構成ブロック図である。
【００２２】
この画像処理表示装置２４では、画像入出力システム２と同一の機能である画像入力部４、色処理部６、マスクサイズ入力部７、シャープネス処理部８および加算部１０を用いて、シャープネス処理された出力画像信号ＣＭＹＫ１を生成する。次いで、得られた４色の出力画像信号ＣＭＹＫ１を、表示画像生成部２６に設定された変換テーブル（４色から３色に変換する４−３変換テーブル）を用いて３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する。
【００２３】
次に、倍率変換部２７により、画像表示部２８の表示画素数に合うように倍率を変換し（通常、縮小変換し）、変倍後の表示画像信号ＲＧＢに基づきカラー表示画像をＣＲＴ等の画像表示部２８に表示する。
【００２４】
このようにして表示された画像を用いることにより、シャープネス処理の施されたカラー印刷物を事前に予測確認し、必要に応じて画像処理条件等を調整することができる。
【００２５】
この場合、画像処理表示装置２４を前記のように構成し、印刷用原版を得る場合と同一の画像処理を行って出力画像信号ＣＭＹＫ１を生成し、この出力画像信号ＣＭＹＫ１からカラー表示画像を表示するようにすれば、カラー印刷物を高精度に予測することが可能であるように考えられる。
【００２６】
しかしながら、画像表示部２８上に表示されたカラー画像上で予測されたシャープネス効果と、カラー印刷物上で実際に現れるシャープネス効果との一致度が余りよくないという問題がある。
【００２７】
また、入力画像信号ＣＭＹに対する画像処理の中、シャープネス処理部８におけるシャープネス処理は、注目する４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそれぞれをその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）を用いてアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）を作成するための平滑化処理を含むため、相当な処理時間を要しているという問題もある。
【００２８】
従って、従来は、カラー印刷物を予測するためのカラー表示画像を表示する際、処理時間を要するシャープネス処理を省いたカラー表示画像を表示し、シャープネス処理の効果については、オペレータの経験に委ねる方法が主流であった。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、変倍処理する前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行う場合に、変倍後の画像に略同一特性の空間フィルタリング処理を行うことを可能とする空間フィルタリング処理方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
この発明の空間フィルタリング処理方法は、所定マスクサイズのフィルタを用いて原画像信号に施す空間フィルタリング処理と略同じ特性の空間フィルタリング処理を、前記原画像信号を所定の変倍率により変倍した変倍画像信号に対して施して処理画像を得る際に、前記所定マスクサイズと前記変倍率との積、又は前記所定マスクサイズから１を引いた値と前記変倍率との積に１を加えた値であって、前記変倍画像信号に対して施される空間フィルタリング処理に用いるための前記変倍画像信号の画素の大きさの実数（整数は除く）倍からなる実数（整数は除く）のマスクサイズのフィルタを作成し、前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域の整数部（前記変倍画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号および小数部（前記変倍画像信号の１画素のうちの一部がマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号に対して、前記実数のマスクサイズのフィルタにより空間フィルタリング処理を行い、前記処理画像を得ることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００３１】
ここで、略同じ特性とは、変倍後の画像信号上の構成物を、原画像信号中の画像上の構成物と同じスケールに換算した場合に、略同じ空間周波数特性であることを表す。たとえば、ｘ［ｃｍ］の大きさの被写体が撮影された画像の場合、原画像信号と変倍画像信号は、両方とも被写体の大きさｘ［ｃｍ］に相当する空間周波数におけるフィルタの応答が略同じであることを意味する。
【００３２】
実数（整数を除く）のマスクサイズとは、変倍画像信号の画素の大きさの実数倍（整数を除く）であることを表す。
【００３３】
マスク領域の整数部および小数部とは、画像上でマスク領域を走査してフィルタリング処理を行う際に、画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分を整数部といい、１画素のうちの一部が重なる部分を小数部と定義する。
【００３４】
この場合、前記実数のマスクサイズのマスク領域が、前記変倍画像信号に重なる面積に応じた重み付けを画素毎に行って、前記変倍画像信号に対して空間フィルタリング処理を施すようにするとよい（請求項２記載の発明）。
【００３５】
この内容は、たとえばフィルタ係数と画像信号値との積和演算において、たとえばマスク領域が１画素全てにかかる場合には重み１とし、１／４だけかかる場合には重み１／４とする、といったことを表す。
【００３６】
また、前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域は、１画素の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に量子化した領域を単位領域とし、前記処理画像を得る際にＮ倍して整数演算を行うようにすることで、演算時間を短縮できる（請求項３記載の発明）。
【００３７】
さらに、前記Ｎが
Ｎ＝２n
ただし、
ｎは（２×ｍ）≦ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜ｍ）、ｍはフィルタの次元数、Ｍｉはｍ次元フィルタの各方向のマスクサイズ、ｂ１は整数演算で扱う整数のビット数、ｂ２は、画像信号に割り当てるビット数として表されるようにする（請求項４記載の発明）。
【００３８】
この場合、整数ｎの値が小さいと丸め誤差が大きくなり、たとえば１画素の長さの１／２を単位領域とするのでは十分な演算精度が得られない。
【００３９】
逆に、整数ｎが大きいほど演算の精度は向上するが、大きすぎると整数演算がオーバーフローしてしまうことから、整数ｎの値を適切な値に制限する。
【００４０】
さらに、１つの画素の量子化数（分割数）であるＮ倍して整数演算を行った後、Ｎで除算する必要があるが、Ｎ＝２n（ｎは１以上の整数）であれば、除算を単純なビットシフトで行えるので、演算を高速化することができる。
【００４１】
以上のことから、Ｎ＝２nを満足するＮを採用することが好ましい。なお、通常、整数ｎは３２ビット以下、画像信号は１６ビット以下で扱われること、およびある程度ｎが大きくなれば画質的にほとんど変わらなくなることから、ｍ＝２の２次元フィルタであれば、ｎ＝４（Ｎ＝２n＝１６）程度が好ましい。
【００４２】
ここで、ｎの下限の意味は、単位領域として１画素の１／４程度あれば十分な演算精度が得られることから、ｍ次元フィルタで考えると、Ｎ≧４m＝２(2×m)となるので、ｎの下限を上記条件式のように決定する。たとえば、１次元フィルタで考えると、ｎの下限値は、ｎ＝２であり、分割数ＮはＮ＝４となる。
【００４３】
ｎの上限の意味は、１画素当たりのとり得る信号値の最大値は２b2、フィルタリング演算に必要なデータ数は、マスク領域内の画素数に量子化数Ｎを乗ずることになるので、（Ｍ１×…×Ｍｍ）×Ｎ＝（Ｍ１×…×Ｍｍ）×２n、整数演算するために信号値をＮ倍＝２n倍する。以上のことから、演算がオーバーフローしないための条件は、次式となる。
【００４４】
２b2×（Ｍ１×…×Ｍｍ）×２n×２n×２n≦２b1
両辺のlog2をとると、ｂ２＋Σlog2Ｍｉ＋（２×ｎ）≦ｂ１となる。
【００４５】
ｎについてまとめるとともに、logの底を任意とすると、次式となる。
【００４６】
ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜ｍ）。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態が適用された画像処理表示装置３０の構成ブロック図である。この画像処理表示装置３０では、図９に示した画像入出力システム２によって作成される印刷原版に基づくカラー印刷物を事前に確認するためのカラー表示画像（カラープルーフ画像）が表示される。
【００４８】
すなわち、このカラー表示画像は、カラー印刷物に対して施されている色処理効果およびシャープネス処理効果を印刷の前に確認するためにカラープルーフ画像として表示するための画像であり、カラー印刷物に対して施されている色処理に対応する処理、およびカラー印刷物に対して施されているシャープネス処理に対応するシャープネス処理が施されている。
【００４９】
図１において、画像処理表示装置３０は、基本的には、３色の入力画像信号ＣＭＹを取得するスキャナ等の画像入力部３２と、カラー印刷物を得るための印刷条件およびカラー表示画像を得るための表示条件を考慮した変換テーブルからなり、３色の入力画像信号ＣＭＹを３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する色処理部３４と、３色の入力画像信号ＣＭＹに対してシャープネス処理を施し、３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢを生成するシャープネス処理部３６と、表示画像信号ＲＧＢにＵＳＭ信号ΔＲＧＢを加算し、補正された３色の表示画像信号ＲＧＢ１を生成する加算部３８と、表示画像信号ＲＧＢ１に基づきカラー表示画像をＣＲＴ等に表示する画像表示部４０とを備える。
【００５０】
なお、画像入力部３２の出力側には、倍率入力部３５に接続された倍率変換部３３が設けられ、この倍率変換部３３では、画像入力部３２から出力される画像の画素数を、倍率入力部３５から設定された変倍率ｋに従い画像表示部４０で表示可能な画素数に倍率変換する。
【００５１】
ここで、倍率変換部３３、色処理部３４、倍率入力部３５、シャープネス処理部３６、マスクサイズ入力部３７および加算部３８は、ＣＰＵ等を有する本体部と、ＣＲＴ等の表示装置と、マウス・キーボード等の入力装置を備えるパーソナルコンピュータ等により構成することが可能である。
【００５２】
倍率変換部３３は、たとえば、画像入力部３２から出力される３色の入力画像信号ＣＭＹの画素数が２０００×１６００であるとき、変倍率ｋをｋ＝１／４として、５００×４００の表示画素数に間引き処理等により変換する。
【００５３】
一般的には、カラー印刷物上の画像（実画像）の画素数は、数千×数千画素程度であり、表示画素数は、５００×５００画素程度であるので、変倍率ｋ、この場合、表示倍率は、１／４〜１／８程度に選択される。
【００５４】
シャープネス処理部３６には、マスクサイズ入力部３７が接続され、倍率変換前の２０００×１６００画素数の入力画像信号ＣＭＹに設定されるシャープネスパラメータであるマスクサイズＭが設定されるようになっている。
【００５５】
この実施の形態で設定されるマスクサイズＭは、Ｍ＝１１であるものとする。このマスクサイズＭで指定されるマスク領域は、２次元のＭ×Ｍの正方領域であるものとする。マスク領域を正方形以外の長方形あるいは円形等で指定することもできるが、この発明の理解を容易化するために、ここではマスクサイズＭによりＭ×Ｍの正方領域が指定されるものとして説明する。
【００５６】
色処理部３４に設定される変換テーブルは、図９に示した画像入出力システム２を構成する色処理部６に設定された第１変換テーブル（３色の入力画像信号ＣＭＹを印刷条件に応じた４色の出力画像信号ＣＭＹＫに変換する３−４変換テーブル）と、図１１に示した画像処理表示装置２４を構成する表示画像生成部２６に設定された第２変換テーブル（４色の出力画像信号ＣＭＹＫを画像表示部４０の表示条件に応じた３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する４−３変換テーブル）とを合成することにより得られる。
【００５７】
また、シャープネス処理部３６は、図２に示すように、信号調整部４２、階調変換部４４、アンシャープ信号生成部４６、マスクサイズ補正部４７、減算部４８、コントラスト調整部５０および信号変換部５２を備える。
【００５８】
信号調整部４２は、倍率変換された（変倍された）３色の入力画像信号ＣＭＹを３色の入力画像信号ＣＭＹ１に変換する。なお、画像入力部３２から供給される入力画像信号がＣ、Ｍ、Ｙの場合には、入力画像信号ＣＭＹがそのまま入力画像信号ＣＭＹ１として出力される。また、画像入力部３２から供給される入力画像信号がＲ、Ｇ、Ｂの場合には、入力画像信号ＲＧＢが入力画像信号ＣＭＹ１に変換されて出力される。
【００５９】
階調変換部４４は、３色の入力画像信号ＣＭＹ１を階調変換し、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を生成する。なお、階調変換部４４では、図１１に示した従来の画像処理表示装置２４のシャープネス処理部８でシャープネス処理して得られるカラー表示画像の処理結果に近似したカラー表示画像が得られるように、階調変換カーブが設定される。
【００６０】
マスクサイズ補正部４７は、マスクサイズ入力部３７で設定されたマスクサイズＭを倍率入力部３５で設定された変倍率ｋに対応して補正された値のマスクサイズＡとして、空間フィルタリング処理部としてのアンシャープ信号生成部４６に供給する。
【００６１】
アンシャープ信号生成部４６は、注目する３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をマスクサイズＡで決定されるその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を用いてそれぞれ平滑化処理、いわゆる平均縮小処理をすることにより、３色のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を生成する。
【００６２】
コントラスト調整部５０は、減算部４８においてアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対してコントラスト調整を行い、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを生成する。信号変換部５２は、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを色処理部３４の出力である表示画像信号ＲＧＢに対応するＵＳＭ信号ΔＲＧＢに変換する。
【００６３】
この実施の形態に係る画像処理表示装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にそれを用いた画像処理表示方法およびアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）の作成方法について説明する。
【００６４】
まず、スキャナ等の画像入力部３２によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹは、倍率入力部３５により設定された変倍率ｋに応じて倍率変換部３３で倍率変換された、この実施の形態では間引き処理等により縮小変換された入力画像信号ＣＭＹとされる。この倍率変換された入力画像信号ＣＭＹは、色処理部３４において、印刷条件および画像表示部４０での表示条件に応じて設定された変換テーブルにより、３色の表示画像信号ＲＧＢに変換される。
【００６５】
一方、シャープネス処理部３６に供給された倍率変換後の３色の入力画像信号ＣＭＹは、信号調整部４２において３色の入力画像信号ＣＭＹ１とされ、次いで、階調変換部４４において各色の階調変換が行われ、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）が生成される。この３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）は、減算部４８およびアンシャープ信号生成部４６に供給される。
【００６６】
アンシャープ信号生成部４６では、設定されたマスクサイズＭ等のシャープネス処理パラメータに基づき、注目する３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を用いてそれぞれ平滑化処理することにより、３色の各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が生成される。
【００６７】
ここで、便宜上、３色の各色毎の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を、それぞれ、Ｃ色について入力画像信号Ｃ（Ｓ）、Ｍ色について入力画像信号Ｍ（Ｓ）、およびＹ色について入力画像信号Ｙ（Ｓ）と表現する。
【００６８】
同様に、ＣＭＹ各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を、それぞれ、Ｃ色についてアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）、Ｍ色についてアンシャープ信号Ｍ（Ｕ）、およびＹ色についてアンシャープ信号Ｙ（Ｕ）と表現する。
【００６９】
マスクサイズ補正部４７は、次の（１）式により、倍率入力部３５で設定された変倍率ｋに基づきマスクサイズ入力部３７で設定されたマスクサイズＭを、補正されたマスクサイズＡに変換する。
【００７０】
Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１ …（１）
この実施の形態では、マスクサイズＭとしてＭ＝１１が設定されているので、補正されたマスクサイズＡは、Ａ＝（１１−１）×（１／４）＋１＝３．５とされる。マスクサイズＡの値が整数ではなく、実数であることに留意する。
【００７１】
次に、３色の各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が、アンシャープ信号生成部４６で生成される。
【００７２】
ここでは、式の煩雑さを避けるため、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、代表例として、Ｃ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）について、このＣ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）についてのＣ色のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の作成について説明する。
【００７３】
図３Ａに示す一部のＣ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）の中央の画素ｃ２のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）は、斜線を施した３．５×３．５画素からなるマスク領域（フィルタ領域ともいう。）１００の画素値の平均値で計算される。なお、マスクサイズを整数部の値３と小数部の値０．５から構成されると考えると、整数部３は、中央部の９画素に相当し、小数部０．５は、中央部の９画素を除いた残りの３．２５（＝０．２５×１２＋０．０６２５×４）画素に対応する。また、整数部３の各画素に対応するフィルタ係数を１とし、小数部０．５の各画素部に対するフィルタ係数（重み）は、「斜線部の面積／１画素の面積」とする｛後述する（１５）式参照｝。すなわち、実数のマスクサイズ３．５で指定されるマスク領域１００は、１画素の１／１６（＝１／Ｎ）に量子化した領域を単位領域とし、処理画像を得る際には、後述するように、Ｎ倍して整数演算を行うようにしている。
【００７４】
ここでは、斜線を施した３．５×３．５画素からなるマスク領域１００の画素値の合計値（総和）Ｓを、以下のように計算量（演算量）がマスクサイズＡに依存しない処理で行い、さらに整数演算を行うことによりアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を短時間で求めるようにしている。
【００７５】
たとえば、図３Ｂに示すように、中央の横一列の画素ａ（画素値もａとする。）、画素ｂ（画素値もｂとする。）、画素ｃ１（画素値もｃ１とする。）、画素ｃ２（画素値もｃ２とする。）、画素ｄ（画素値もｄとする。）、および画素ｅ（画素値もｅとする。）について考えると、注目画素ｃ２の一つ前の画素ｃ１での画素値の斜線部の横方向の合計をＳ１と置くと、次の（２）式で表される。
【００７６】
Ｓ１＝０．２５×ａ＋ｂ＋ｃ１＋ｃ２＋０．２５×ｄ …（２）
この合計Ｓ１が既に計算されているものと考えると、注目画素ｃ２での画素値の図３Ｃに示す斜線部の横方向の合計（総和ともいう。）Ｓ２は、この合計Ｓ１を用いて次の（３）式で表すことができる。
【００７７】
この場合、１画素を１／１６画素で量子化しているので、Ｓ２、Ｓ１をそれぞれ１６倍して整数演算を行うことを考えると、１６×Ｓ２＝Ｓ２’、１６×Ｓ１＝Ｓ１’とすれば、（３）式は、（４）式で表される。
【００７８】
Ｓ２’＝Ｓ１’＋１２（ｄ−ｂ）＋４（ｅ−ａ） …（４）
このように合計演算を、差分と整数化で行うことによりアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の生成の高速化が図れる。
【００７９】
注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を生成する場合には、図４に示すように、ｉ行（ｉ＝１，２，３，４，５）とｊ列（ｊ＝１，２，３，４，５）について、まず、ｉ＝１、ｊ＝３の画素での横方向の斜線部の合計を求め、図示していない作業メモリに記憶させる。
【００８０】
同様に、ｉ＝２，３，４，５について、ｊ＝３の画素での各横方向の斜線部の合計を求め、図示していない作業メモリに記憶させる。
【００８１】
同様に縦方向にも畳み込みを行いマスクサイズＡ分に対応するマスク領域１００の合計画素値を得る。この例では、作業メモリは数ライン分確保しておき、交替に使用すればよい。
【００８２】
マスクサイズＡに対応するマスク領域１００の合計画素値が求められたとき、その合計画素値を、Ａ2×１６（この場合、３．５×３．５×１６）で除算することにより、注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を得ることができる。除算を最後に１回のみするようにしているので、演算の高速化が図れる。
【００８３】
なお、上述した補正マスクサイズＡを求める（１）式の演算式Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１は、変倍率ｋがｋ＝１の場合に、Ａ＝１となることを考慮して定めた実験式であるが、この（１）式に代えて、原理的な次の（５）式を採用することも可能である。
【００８４】
Ａ＝Ｍ×ｋ …（５）
これら（１）式および（５）式の２つの場合について、簡単な実験では、両者の画面上での見え方には差はなかった。しかし、原理的な式である（５）式の場合には、たとえば設定マスクサイズＭがＭ＝１１で、変倍率ｋがｋ＝１／１６のとき、補正マスクサイズＡがＡ＝１１×（１／１６）＝０．６８２５となって、マスクサイズが１より小さい値になってしまうのでアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を計算することができないのに対し、（１）式の場合には、Ａ＝（１１−１）×（１／１６）＋１＝１．６２５となって、マスクサイズが１より大きくなるのでアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を計算することができるという利点がある。
【００８５】
なお、マスクサイズＡの値が２以上の場合には、（５）式を採用し、値が２未満の場合には、（１）式を採用することもできる。
【００８６】
次に、上記のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）の一般的な求め方（演算方法）について説明する。
【００８７】
注目する画素信号をＳijとし、その周辺のアンシャープ信号Ｕijを求める場合について説明する。中心画素からマスク領域１００の端がかかる画素との間にある画素数をｔ、マスクサイズをＡとすると、次の（６）式、（７）式が成立し、（８）式を定義する。
【００８８】
ｔ＝［（Ａ−１）／２］ …（６）
β＝｛（Ａ−１）／２｝−ｔ …（７）
α＝１−β …（８）
（６）式において、記号［（Ａ−１）／２］は、数値（Ａ−１）／２の整数部分を意味する。また、パラメータβは、マスク領域１００の端がかかる画素上のマスクの端数を示す。αは、パラメータαと呼ぶ。
【００８９】
第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方向のマスクサイズ分の画素値の合計をＢijとすると、第ｉ行ｊ列の合計Ｂijは、直前の第（ｊ−１）列の計算結果と、マスク端の画素値を使用し、以下の（９）式のように計算される。
【００９０】
行毎に、合計Ｂij（ｊ＝０〜幅−１）を計算し、メモリに記憶する。
【００９１】
ここで、画像の端の処理方法が必要であるが、端点の画素が（ｍ＋１）画素分、同じ画素値が連続するものとして計算する。
【００９２】
ここで、第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方向のマスクサイズ分の画素値の合計Ｂijをラインバッファメモリに格納する場合、最低m×２＋４ライン分確保し、交替で使用すればよい。
【００９３】
アンシャープ信号Ｕijを記憶するラインバッファメモリは、１ライン分確保すればよい。
【００９４】
第（ｉ＋ｋ＋１）行の横方向のマスクサイズ分の和が計算された後、同様に縦方向に畳み込みを行う。
【００９５】
第ｉ行のアンシャープ信号Ｕijを求めるための合計（総和）Ｖijは、第（ｉ−１）行の結果を用いて以下の（１０）式で計算することができる。
【００９６】
ここで、実際には、マスクサイズＡは、上述したように、１／１６画素単位に近似し、係数であるパラメータα、βは、１６倍のスケールとして整数演算する。
【００９７】
すなわち、アンシャープ信号Ｕijを求めるための合計（総和）Ｖijは、１６×１６（＝２５６）倍されたスケールで計算されるので、アンシャープ信号Ｕijは、次の（１１）式で求められ、最終的にＵＳＭ信号ＵＳＭijは、次の（１２）式で求められる。
【００９８】
Ｕij＝Ｖij／（Ａ2×２５６） …（１１）
ＵＳＭij＝Ｓij−Ｕij …（１２）
上記した図３の具体例で（６）式〜（１２）式を検証する。
【００９９】
補正マスクサイズＡは、Ａ＝３．５であるので、上記（６）式、（７）式、（８）式に代入して、それぞれ、画素数ｔがｔ＝１、パラメータαがα＝１２、パラメータβがβ＝４と計算される。
【０１００】
この例では、横方向マスクサイズ分の合計Ｂijを保持するラインバッファメモリは、６ライン必要である。
【０１０１】
そして、横方向についての各ラインの合計Ｂijは、次の（１３）式で得られる。
【０１０２】
第ｉ＋２ラインの横方向のマスクサイズ分の和が計算された後、第ｉ行のアンシャープ信号Ｕij用の総和信号Ｖijは、第（ｉ−１）行の結果を用いて次の（１４）式で得られる。
【０１０３】
アンシャープ信号Ｕijは、上述した（１１）式で求めることができる。
【０１０４】
このように、本計算手法は、１行前までの総和Ｂi,j-1を用いて、当該行の総和Ｂijを求めるとともに、その計算を整数演算で求めるようにしているので、結果として短時間にアンシャープ信号Ｕijを求めることができる。
【０１０５】
計算時間（計算の煩雑さ）の比較のために、一般的なアンシャープ信号Ｕijの計算方法について、たとえば、マスクサイズＡがＡ＝３．５で、５×５の空間フィルタＦを用いた場合について説明する。
【０１０６】
ここで、空間フィルタＦp,qは、（１５）式で示すフィルタ係数から構成されるとすると、アンシャープ信号Ｕijは、（１６）式で求めることができる。なお、ｐ，ｑは、座標位置を表し、空間フィルタＦp,qの中央の画素の座標を（ｐ，ｑ）＝（０，０）としている。
【０１０７】
【数１】
【０１０８】
【数２】
【０１０９】
この（１６）式を用いた方式によれば、フィルタサイズの２乗オーダーの計算量が必要となるため、計算に時間がかかる。
【０１１０】
さらに、図２例のアンシャープ信号生成部４６では、３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対して平滑化処理（アンシャープ処理）が施されるため、図１０に示す従来のアンシャープ信号生成部１８における４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）に対する平滑化処理に比較して、略３／４の時間で処理を完了することができる。
【０１１１】
次に、図２に示す減算部４８において、アンシャープ信号生成部４６で生成された３色のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）は、コントラスト調整部５０において各色に対するコントラスト調整が行われた後、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹとして信号変換部５２に供給される。そして、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、信号変換部５２に設定された変換テーブルにより表示画像信号ＲＧＢに対応する３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢに変換される。
【０１１２】
シャープネス処理部３６から出力された３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢは、図１に示す加算部３８において色処理部３４から出力された３色の表示画像信号ＲＧＢに加算され、補正された３色の表示画像信号ＲＧＢ１として画像表示部４０に供給される。画像表示部４０は、この表示画像信号ＲＧＢ１に基づき、カラー印刷物に対するカラープルーフ表示画像をＣＲＴ等に表示する。
【０１１３】
このように、上述した実施の形態では、３色の入力画像信号ＣＭＹに基づき、色処理部３４での色変換処理と、シャープネス処理部３６でのシャープネス処理とを行うため、所望のシャープネス処理の施されたカラー表示画像を迅速に得ることができる。
【０１１４】
しかも、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対して所定マスクサイズＭによりシャープネス処理を施して得られるシャープネス処理後の画像信号の確認用表示画像信号ＲＧＢ１を得る際に、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対する確認用表示画像信号ＲＧＢ１、ＲＧＢの変倍率ｋに応じて所定マスクサイズＭを変倍し、変倍後の実数のマスクサイズＡにより、原画像信号の変倍後の変倍画像信号、この実施の形態では、縮小変換された入力画像信号ＣＭＹに対するアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を求めるようにしているので、このアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）によりシャープネスがかけられた確認用表示画像信号ＲＧＢ１、ＲＧＢは、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対する所定マスクサイズＭのシャープネス処理を忠実に再現することができるという効果が達成される。すなわち、画像表示部４０に表示された表示画像上のシャープネス効果と、図示していない印刷機により印刷されるカラー印刷画像上のシャープネス効果の一致度を高くすることができる。結果として、カラー印刷物上のシャープネス効果をカラー表示画像上で忠実に予測することができる。
【０１１５】
さらに、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を求める過程における実数のマスクサイズＡは、１画素の１／１６単位に量子化したマスクサイズとし、前記アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を得る際、１６倍して整数演算を行うことにより、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を得る演算時間を短縮することができる。
【０１１６】
次に、図５に示す構成ブロック図に基づき、この発明の他の実施の形態の画像処理表示装置５４を説明する。なお、図１例と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
画像処理表示装置５４は、画像入力部３２と、倍率変換部３３と、倍率入力部３５と、マスクサイズ入力部３７と、シャープネス処理部５６と、加算部３８と、色処理部３４と、画像表示部４０とを備える。
【０１１８】
図１に示した画像処理表示装置３０では、色処理部３４およびシャープネス処理部３６が並列に接続されているのに対して、図５に示す画像処理表示装置５４では、色処理部３４およびシャープネス処理部５６が直列に接続される。なお、加算部３８は、画像入力部３２の出力である３色の入力画像信号ＣＭＹと、シャープネス処理部５６の出力である３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹとを加算して３色の入力画像信号ＣＭＹ１を生成し、色処理部３４に供給する。
【０１１９】
また、シャープネス処理部５６は、図２に示すシャープネス処理部３６から信号変換部５２を省略したもので、その他の構成は、シャープネス処理部３６と同一である。
【０１２０】
次に、以上のように構成される画像処理表示装置５４における画像処理方法について説明する。
【０１２１】
先ず、画像入力部３２によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹは、シャープネス処理部５６に供給されることで、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹが生成される。このＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、加算部３８において入力画像信号ＣＭＹと加算され、シャープネス処理された入力画像信号ＣＭＹ１として色処理部３４に供給される。
【０１２２】
色処理部３４では、印刷条件および画像表示部４０での表示条件に応じて設定された変換テーブルにより、補正された３色の入力画像信号ＣＭＹ１が３色の表示画像信号ＲＧＢに変換される。この表示画像信号ＲＧＢは、画像表示部４０に供給され、カラー印刷物に対するカラープルーフ画像が表示される。
【０１２３】
ここで、画像処理表示装置５４では、画像処理表示装置３０の場合と同様に、迅速なシャープネス処理が施されるとともに、シャープネス処理の施されたカラー表示画像を得ることができる。
【０１２４】
また、画像処理表示装置５４を図６に示すように構成することにより、たとえば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの印刷用原版の各版毎にシャープネス処理されたカラー出力画像を予測することができる。
【０１２５】
たとえば、Ｃ色の印刷用原版のカラー出力画像に対するシャープネス処理を予測する場合、色処理部３４に設定される変換テーブルを図４に示すようにして作成する。すなわち、入力画像信号ＣＭＹ１を図９に示す画像入出力システム２の色処理部６によって変換して得られる出力画像信号ＣＭＹＫの中、出力画像信号ＭＹＫを０とし、この出力画像信号ＣＭＹＫ（Ｍ＝Ｙ＝Ｋ＝０）を図１１に示す画像処理表示装置２４の表示画像生成部２６によって変換して得られる表示画像信号ＲＧＢを求める。そして、このようにして求めた入力画像信号ＣＭＹ１と表示画像信号ＲＧＢとの関係をＣの印刷用原版に対する変換テーブルとして色処理部３４に設定する。
【０１２６】
前記のようにして設定された変換テーブルを用いて入力画像信号ＣＭＹ１を表示画像信号ＲＧＢに変換し、画像表示部４０においてカラー表示画像を表示することにより、Ｃの印刷用原版のみに係るシャープネス処理されたカラー表示画像を得ることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、変倍処理する前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行う場合に、変倍後の画像に変倍前の画像に対する空間フィルタリング処理と略同一特性の空間フィルタリング処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理表示装置におけるシャープネス処理部の構成ブロック図である。
【図３】図３Ａは、実数マスクサイズの説明図である。
図３Ｂは、一列前の総和の求め方の説明図である。
図３Ｃは、当該列の総和の求め方の説明図である。
【図４】アンシャープ信号の求め方の説明図である。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【図６】図５に示す画像処理表示装置における色処理部に設定される変換テーブルの作成方法の説明図である。
【図７】拡大処理や画素密度変換処理の説明に供される線図である。
【図８】マスクサイズの丸め処理の説明に供される線図である。
【図９】画像入出力システムの構成ブロック図である。
【図１０】図９に示す画像入出力システムにおけるシャープネス処理部の構成ブロック図である。
【図１１】従来の画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
２…画像入出力システム ４、３２…画像入力部
６、３４…色処理部 ７、３７…マスクサイズ入力部
８、３６…シャープネス処理部 １０、３８…加算部
１２…画像出力部 １４、５２…信号変換部
１８、４６…アンシャープ信号生成部 ２０、４８…減算部
２４、３０、５４…画像処理表示装置 ２７、３３…倍率変換部
２８、４０…画像表示部 ３５…倍率入力部
４２…信号調整部 ４４…階調変換部
４７…マスクサイズ補正部 ５０…コントラスト調整部
１００…マスク領域
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば画像を強調したり平滑化するための空間フィルタリング処理方法に関し、特に、画素の集合として得られる原画像に対して所定のマスクサイズでシャープネス処理を行って得られたシャープネス処理後の画像の、画面上での確認用表示画像、いわゆるシャープネスプルーフ画像を生成する際に適用して好適な空間フィルタリング処理方法に関する。
【０００２】
なお、この明細書において、用語「信号」は、用語「データ」と同じ意味である。
【０００３】
【従来の技術】
従来から、画像処理分野において、画像を強調したり平滑化するために空間フィルタリング処理をすることが行われている。平滑化処理は、たとえば画像中のノイズ成分をぼかすために行われる。
【０００４】
また、図７に示すように、元の画像１０２を所望の大きさの画像１０４にするための拡大縮小処理（１画素の大きさは処理前後で不変。）や、画像出力装置の解像度に応じた画素密度を有する画像１０６にするための画素密度変換処理（画像の大きさは同じであるが、１画素の大きさが異なる。）が行われている。この明細書では、これら拡大縮小処理および画素密度変換処理を変倍処理という。
【０００５】
ところで、たとえば同じ画像を解像度の異なるプリンタとディスプレイに出力して確認したい場合等には、変倍処理前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行いたい場合がある。
【０００６】
また、たとえば、医用画像分野において、血管等が撮影された放射線デジタル画像の一部を切り出した場合、切り出し前後の画像の一部（血管部）に対して同一のシャープネス処理を行いたい場合がある。この場合、切り出し前の画像は、放射線画像処理装置内でシャープネス処理が施されて観測されるが、切り出し後の画像は、たとえば一旦記憶媒体に記憶され、空間フィルタリング処理を含む画像処理アプリケーションがインストールされたパーソナルコンピュータ等に導入され、そのパーソナルコンピュータ上で拡大縮小処理・画素密度変換処理等がなされ、かつ所定のフィルタによりシャープネス処理が施される。
【０００７】
この場合、放射線画像処理装置およびパーソナルコンピュータで同じフィルタ特性とするためには、変倍率に応じてマスクサイズを変える必要がある。たとえば、図７の場合においては、元の画像１０２のマスクサイズが２（太線枠）であるのに対し、拡大処理した画像１０４および画素密度変換処理した画像１０６では、それぞれマスクサイズを４（太線枠）に変更している。
【０００８】
その一方、図８に示すように、同じフィルタ特性となるようなマスクサイズが画素の大きさの整数倍とならない場合がある。すなわち、画像１０２のマスクサイズは２であるが、その画像１０２を７／４倍に拡大した画像１０８の場合、正確にはマスクサイズが３．５｛＝２×（７／４）｝となるが、慣習的に、マスクサイズを画素の大きさの整数倍となるようにマスクサイズを３に丸めている。
【０００９】
すなわち、従来の空間フィルタリング処理では、マスクサイズに対応する空間フィルタの各画素に対応して割り当てられたフィルタ係数と画素値との積和演算しか知られていない。
【００１０】
しかしながら、印刷画像に施す空間フィルタリング処理を前もってディスプレイ上で確認したい場合などには厳密な空間フィルタリング処理が要求されるので、マスクサイズを丸めたことによる処理結果の違いが問題となる。
【００１１】
特に、マスクサイズが小さい場合には、マスクサイズを整数値に丸めた場合の影響が大きくなる。
【００１２】
この問題を、印刷・製版の分野の一例を参照してさらに詳しく説明する。
【００１３】
たとえば、印刷・製版の分野においては、スキャナによりカラー原稿を画素分解して読み取ることでＣ、Ｍ、Ｙ（若しくはＲ、Ｇ、Ｂ）の３色からなる入力画像信号を得、この入力画像信号に対して所望の画像処理を施すことにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色からなる出力画像信号を生成し、カラー印刷画像を得るための各色毎の印刷用原版を作成するようにした画像入出力システムが利用されている。
【００１４】
図９は、このような画像入出力システム２の構成ブロック図である。以下、必要に応じて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の画像信号を、その構成色の記号を用いてＣ、Ｍ、Ｙ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫ、ＲＧＢ等と表すものとする。
【００１５】
この画像入出力システム２では、スキャナ等の画像入力部４によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹが、色処理部６において、印刷条件に応じて設定された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４変換テーブル）を用いて４色の出力画像信号ＣＭＹＫに変換される。一方、シャープネス処理部８では、３色の入力画像信号ＣＭＹがマスクサイズ入力部７により設定されるマスクサイズＭ等の所望のシャープネス処理パラメータに基づいて後述するように処理され、４色のアンシャープマスク（Unsharp Mask、略してＵＳＭ）信号ΔＣＭＹＫが生成される。
【００１６】
そして、色処理部６によって生成された４色の出力画像信号ＣＭＹＫに対して、加算部１０において、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫが加算されることにより、シャープネス処理の施された出力画像信号ＣＭＹＫ１が得られる。画像出力部１２は、この出力画像信号ＣＭＹＫ１に基づき、４色の印刷用原版を出力する。
【００１７】
図１０は、図９に示すシャープネス処理部８の構成ブロック図である。シャープネス処理部８では、３色の入力画像信号ＣＭＹが信号変換部１４に設定された変換テーブル（３色から４色に変換する３−４変換テーブル）を用いて４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）に変換され、アンシャープ信号生成部１８および減算部２０に供給される。
【００１８】
アンシャープ信号生成部１８では、注目する４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそれぞれを、マスクサイズＭで指定されるその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）を用いて相加平均等の平滑化処理することにより、４色のアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が生成される。
【００１９】
減算部２０において入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）からアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）が減算され、４色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹＫとして加算部１０に出力される。
【００２０】
ところで、前記のようにして４色の印刷用原版を形成する際、各印刷用原版を用いて印刷機により最終的に作成されるカラー印刷物を事前に予測できることが望まれる。
【００２１】
図１１は、カラー印刷物を事前に確認するためのカラー表示画像（カラープルーフ画像）を得ることのできる画像処理表示装置２４の構成ブロック図である。
【００２２】
この画像処理表示装置２４では、画像入出力システム２と同一の機能である画像入力部４、色処理部６、マスクサイズ入力部７、シャープネス処理部８および加算部１０を用いて、シャープネス処理された出力画像信号ＣＭＹＫ１を生成する。次いで、得られた４色の出力画像信号ＣＭＹＫ１を、表示画像生成部２６に設定された変換テーブル（４色から３色に変換する４−３変換テーブル）を用いて３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する。
【００２３】
次に、倍率変換部２７により、画像表示部２８の表示画素数に合うように倍率を変換し（通常、縮小変換し）、変倍後の表示画像信号ＲＧＢに基づきカラー表示画像をＣＲＴ等の画像表示部２８に表示する。
【００２４】
このようにして表示された画像を用いることにより、シャープネス処理の施されたカラー印刷物を事前に予測確認し、必要に応じて画像処理条件等を調整することができる。
【００２５】
この場合、画像処理表示装置２４を前記のように構成し、印刷用原版を得る場合と同一の画像処理を行って出力画像信号ＣＭＹＫ１を生成し、この出力画像信号ＣＭＹＫ１からカラー表示画像を表示するようにすれば、カラー印刷物を高精度に予測することが可能であるように考えられる。
【００２６】
しかしながら、画像表示部２８上に表示されたカラー画像上で予測されたシャープネス効果と、カラー印刷物上で実際に現れるシャープネス効果との一致度が余りよくないという問題がある。
【００２７】
また、入力画像信号ＣＭＹに対する画像処理の中、シャープネス処理部８におけるシャープネス処理は、注目する４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）のそれぞれをその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）を用いてアンシャープ信号ＣＭＹＫ（Ｕ）を作成するための平滑化処理を含むため、相当な処理時間を要しているという問題もある。
【００２８】
従って、従来は、カラー印刷物を予測するためのカラー表示画像を表示する際、処理時間を要するシャープネス処理を省いたカラー表示画像を表示し、シャープネス処理の効果については、オペレータの経験に委ねる方法が主流であった。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、変倍処理する前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行う場合に、変倍後の画像に略同一特性の空間フィルタリング処理を行うことを可能とする空間フィルタリング処理方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
この発明の空間フィルタリング処理方法は、所定マスクサイズのフィルタを用いて原画像信号に施す空間フィルタリング処理と略同じ特性の空間フィルタリング処理を、前記原画像信号を所定の変倍率により変倍した変倍画像信号に対して施して処理画像を得る際に、前記所定マスクサイズと前記変倍率との積、又は前記所定マスクサイズから１を引いた値と前記変倍率との積に１を加えた値であって、前記変倍画像信号に対して施される空間フィルタリング処理に用いるための前記変倍画像信号の画素の大きさの実数（整数は除く）倍からなる実数（整数は除く）のマスクサイズのフィルタを作成し、前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域の整数部（前記変倍画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号および小数部（前記変倍画像信号の１画素のうちの一部がマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号に対して、前記実数のマスクサイズのフィルタにより空間フィルタリング処理を行い、前記処理画像を得ることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００３１】
ここで、略同じ特性とは、変倍後の画像信号上の構成物を、原画像信号中の画像上の構成物と同じスケールに換算した場合に、略同じ空間周波数特性であることを表す。たとえば、ｘ［ｃｍ］の大きさの被写体が撮影された画像の場合、原画像信号と変倍画像信号は、両方とも被写体の大きさｘ［ｃｍ］に相当する空間周波数におけるフィルタの応答が略同じであることを意味する。
【００３２】
実数（整数を除く）のマスクサイズとは、変倍画像信号の画素の大きさの実数倍（整数を除く）であることを表す。
【００３３】
マスク領域の整数部および小数部とは、画像上でマスク領域を走査してフィルタリング処理を行う際に、画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分を整数部といい、１画素のうちの一部が重なる部分を小数部と定義する。
【００３４】
この場合、前記実数のマスクサイズのマスク領域が、前記変倍画像信号に重なる面積に応じた重み付けを画素毎に行って、前記変倍画像信号に対して空間フィルタリング処理を施すようにするとよい（請求項２記載の発明）。
【００３５】
この内容は、たとえばフィルタ係数と画像信号値との積和演算において、たとえばマスク領域が１画素全てにかかる場合には重み１とし、１／４だけかかる場合には重み１／４とする、といったことを表す。
【００３６】
また、前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域は、１画素の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に量子化した領域を単位領域とし、前記処理画像を得る際にＮ倍して整数演算を行うようにすることで、演算時間を短縮できる（請求項３記載の発明）。
【００３７】
さらに、前記Ｎが
Ｎ＝２n
ただし、
ｎは（２×ｍ）≦ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜ｍ）、ｍはフィルタの次元数、Ｍｉはｍ次元フィルタの各方向のマスクサイズ、ｂ１は整数演算で扱う整数のビット数、ｂ２は、画像信号に割り当てるビット数として表されるようにする（請求項４記載の発明）。
【００３８】
この場合、整数ｎの値が小さいと丸め誤差が大きくなり、たとえば１画素の長さの１／２を単位領域とするのでは十分な演算精度が得られない。
【００３９】
逆に、整数ｎが大きいほど演算の精度は向上するが、大きすぎると整数演算がオーバーフローしてしまうことから、整数ｎの値を適切な値に制限する。
【００４０】
さらに、１つの画素の量子化数（分割数）であるＮ倍して整数演算を行った後、Ｎで除算する必要があるが、Ｎ＝２n（ｎは１以上の整数）であれば、除算を単純なビットシフトで行えるので、演算を高速化することができる。
【００４１】
以上のことから、Ｎ＝２nを満足するＮを採用することが好ましい。なお、通常、整数ｎは３２ビット以下、画像信号は１６ビット以下で扱われること、およびある程度ｎが大きくなれば画質的にほとんど変わらなくなることから、ｍ＝２の２次元フィルタであれば、ｎ＝４（Ｎ＝２n＝１６）程度が好ましい。
【００４２】
ここで、ｎの下限の意味は、単位領域として１画素の１／４程度あれば十分な演算精度が得られることから、ｍ次元フィルタで考えると、Ｎ≧４m＝２(2×m)となるので、ｎの下限を上記条件式のように決定する。たとえば、１次元フィルタで考えると、ｎの下限値は、ｎ＝２であり、分割数ＮはＮ＝４となる。
【００４３】
ｎの上限の意味は、１画素当たりのとり得る信号値の最大値は２b2、フィルタリング演算に必要なデータ数は、マスク領域内の画素数に量子化数Ｎを乗ずることになるので、（Ｍ１×…×Ｍｍ）×Ｎ＝（Ｍ１×…×Ｍｍ）×２n、整数演算するために信号値をＮ倍＝２n倍する。以上のことから、演算がオーバーフローしないための条件は、次式となる。
【００４４】
２b2×（Ｍ１×…×Ｍｍ）×２n×２n×２n≦２b1
両辺のlog2をとると、ｂ２＋Σlog2Ｍｉ＋（２×ｎ）≦ｂ１となる。
【００４５】
ｎについてまとめるとともに、logの底を任意とすると、次式となる。
【００４６】
ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜ｍ）。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態が適用された画像処理表示装置３０の構成ブロック図である。この画像処理表示装置３０では、図９に示した画像入出力システム２によって作成される印刷原版に基づくカラー印刷物を事前に確認するためのカラー表示画像（カラープルーフ画像）が表示される。
【００４８】
すなわち、このカラー表示画像は、カラー印刷物に対して施されている色処理効果およびシャープネス処理効果を印刷の前に確認するためにカラープルーフ画像として表示するための画像であり、カラー印刷物に対して施されている色処理に対応する処理、およびカラー印刷物に対して施されているシャープネス処理に対応するシャープネス処理が施されている。
【００４９】
図１において、画像処理表示装置３０は、基本的には、３色の入力画像信号ＣＭＹを取得するスキャナ等の画像入力部３２と、カラー印刷物を得るための印刷条件およびカラー表示画像を得るための表示条件を考慮した変換テーブルからなり、３色の入力画像信号ＣＭＹを３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する色処理部３４と、３色の入力画像信号ＣＭＹに対してシャープネス処理を施し、３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢを生成するシャープネス処理部３６と、表示画像信号ＲＧＢにＵＳＭ信号ΔＲＧＢを加算し、補正された３色の表示画像信号ＲＧＢ１を生成する加算部３８と、表示画像信号ＲＧＢ１に基づきカラー表示画像をＣＲＴ等に表示する画像表示部４０とを備える。
【００５０】
なお、画像入力部３２の出力側には、倍率入力部３５に接続された倍率変換部３３が設けられ、この倍率変換部３３では、画像入力部３２から出力される画像の画素数を、倍率入力部３５から設定された変倍率ｋに従い画像表示部４０で表示可能な画素数に倍率変換する。
【００５１】
ここで、倍率変換部３３、色処理部３４、倍率入力部３５、シャープネス処理部３６、マスクサイズ入力部３７および加算部３８は、ＣＰＵ等を有する本体部と、ＣＲＴ等の表示装置と、マウス・キーボード等の入力装置を備えるパーソナルコンピュータ等により構成することが可能である。
【００５２】
倍率変換部３３は、たとえば、画像入力部３２から出力される３色の入力画像信号ＣＭＹの画素数が２０００×１６００であるとき、変倍率ｋをｋ＝１／４として、５００×４００の表示画素数に間引き処理等により変換する。
【００５３】
一般的には、カラー印刷物上の画像（実画像）の画素数は、数千×数千画素程度であり、表示画素数は、５００×５００画素程度であるので、変倍率ｋ、この場合、表示倍率は、１／４〜１／８程度に選択される。
【００５４】
シャープネス処理部３６には、マスクサイズ入力部３７が接続され、倍率変換前の２０００×１６００画素数の入力画像信号ＣＭＹに設定されるシャープネスパラメータであるマスクサイズＭが設定されるようになっている。
【００５５】
この実施の形態で設定されるマスクサイズＭは、Ｍ＝１１であるものとする。このマスクサイズＭで指定されるマスク領域は、２次元のＭ×Ｍの正方領域であるものとする。マスク領域を正方形以外の長方形あるいは円形等で指定することもできるが、この発明の理解を容易化するために、ここではマスクサイズＭによりＭ×Ｍの正方領域が指定されるものとして説明する。
【００５６】
色処理部３４に設定される変換テーブルは、図９に示した画像入出力システム２を構成する色処理部６に設定された第１変換テーブル（３色の入力画像信号ＣＭＹを印刷条件に応じた４色の出力画像信号ＣＭＹＫに変換する３−４変換テーブル）と、図１１に示した画像処理表示装置２４を構成する表示画像生成部２６に設定された第２変換テーブル（４色の出力画像信号ＣＭＹＫを画像表示部４０の表示条件に応じた３色の表示画像信号ＲＧＢに変換する４−３変換テーブル）とを合成することにより得られる。
【００５７】
また、シャープネス処理部３６は、図２に示すように、信号調整部４２、階調変換部４４、アンシャープ信号生成部４６、マスクサイズ補正部４７、減算部４８、コントラスト調整部５０および信号変換部５２を備える。
【００５８】
信号調整部４２は、倍率変換された（変倍された）３色の入力画像信号ＣＭＹを３色の入力画像信号ＣＭＹ１に変換する。なお、画像入力部３２から供給される入力画像信号がＣ、Ｍ、Ｙの場合には、入力画像信号ＣＭＹがそのまま入力画像信号ＣＭＹ１として出力される。また、画像入力部３２から供給される入力画像信号がＲ、Ｇ、Ｂの場合には、入力画像信号ＲＧＢが入力画像信号ＣＭＹ１に変換されて出力される。
【００５９】
階調変換部４４は、３色の入力画像信号ＣＭＹ１を階調変換し、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を生成する。なお、階調変換部４４では、図１１に示した従来の画像処理表示装置２４のシャープネス処理部８でシャープネス処理して得られるカラー表示画像の処理結果に近似したカラー表示画像が得られるように、階調変換カーブが設定される。
【００６０】
マスクサイズ補正部４７は、マスクサイズ入力部３７で設定されたマスクサイズＭを倍率入力部３５で設定された変倍率ｋに対応して補正された値のマスクサイズＡとして、空間フィルタリング処理部としてのアンシャープ信号生成部４６に供給する。
【００６１】
アンシャープ信号生成部４６は、注目する３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をマスクサイズＡで決定されるその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を用いてそれぞれ平滑化処理、いわゆる平均縮小処理をすることにより、３色のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を生成する。
【００６２】
コントラスト調整部５０は、減算部４８においてアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対してコントラスト調整を行い、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを生成する。信号変換部５２は、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹを色処理部３４の出力である表示画像信号ＲＧＢに対応するＵＳＭ信号ΔＲＧＢに変換する。
【００６３】
この実施の形態に係る画像処理表示装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にそれを用いた画像処理表示方法およびアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）の作成方法について説明する。
【００６４】
まず、スキャナ等の画像入力部３２によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹは、倍率入力部３５により設定された変倍率ｋに応じて倍率変換部３３で倍率変換された、この実施の形態では間引き処理等により縮小変換された入力画像信号ＣＭＹとされる。この倍率変換された入力画像信号ＣＭＹは、色処理部３４において、印刷条件および画像表示部４０での表示条件に応じて設定された変換テーブルにより、３色の表示画像信号ＲＧＢに変換される。
【００６５】
一方、シャープネス処理部３６に供給された倍率変換後の３色の入力画像信号ＣＭＹは、信号調整部４２において３色の入力画像信号ＣＭＹ１とされ、次いで、階調変換部４４において各色の階調変換が行われ、入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）が生成される。この３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）は、減算部４８およびアンシャープ信号生成部４６に供給される。
【００６６】
アンシャープ信号生成部４６では、設定されたマスクサイズＭ等のシャープネス処理パラメータに基づき、注目する３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）をその周辺の複数の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を用いてそれぞれ平滑化処理することにより、３色の各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が生成される。
【００６７】
ここで、便宜上、３色の各色毎の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）を、それぞれ、Ｃ色について入力画像信号Ｃ（Ｓ）、Ｍ色について入力画像信号Ｍ（Ｓ）、およびＹ色について入力画像信号Ｙ（Ｓ）と表現する。
【００６８】
同様に、ＣＭＹ各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を、それぞれ、Ｃ色についてアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）、Ｍ色についてアンシャープ信号Ｍ（Ｕ）、およびＹ色についてアンシャープ信号Ｙ（Ｕ）と表現する。
【００６９】
マスクサイズ補正部４７は、次の（１）式により、倍率入力部３５で設定された変倍率ｋに基づきマスクサイズ入力部３７で設定されたマスクサイズＭを、補正されたマスクサイズＡに変換する。
【００７０】
Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１ …（１）
この実施の形態では、マスクサイズＭとしてＭ＝１１が設定されているので、補正されたマスクサイズＡは、Ａ＝（１１−１）×（１／４）＋１＝３．５とされる。マスクサイズＡの値が整数ではなく、実数であることに留意する。
【００７１】
次に、３色の各色毎のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が、アンシャープ信号生成部４６で生成される。
【００７２】
ここでは、式の煩雑さを避けるため、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、代表例として、Ｃ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）について、このＣ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）についてのＣ色のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の作成について説明する。
【００７３】
図３Ａに示す一部のＣ色の入力画像信号Ｃ（Ｓ）の中央の画素ｃ２のアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）は、斜線を施した３．５×３．５画素からなるマスク領域（フィルタ領域ともいう。）１００の画素値の平均値で計算される。なお、マスクサイズを整数部の値３と小数部の値０．５から構成されると考えると、整数部３は、中央部の９画素に相当し、小数部０．５は、中央部の９画素を除いた残りの３．２５（＝０．２５×１２＋０．０６２５×４）画素に対応する。また、整数部３の各画素に対応するフィルタ係数を１とし、小数部０．５の各画素部に対するフィルタ係数（重み）は、「斜線部の面積／１画素の面積」とする｛後述する（１５）式参照｝。すなわち、実数のマスクサイズ３．５で指定されるマスク領域１００は、１画素の１／１６（＝１／Ｎ）に量子化した領域を単位領域とし、処理画像を得る際には、後述するように、Ｎ倍して整数演算を行うようにしている。
【００７４】
ここでは、斜線を施した３．５×３．５画素からなるマスク領域１００の画素値の合計値（総和）Ｓを、以下のように計算量（演算量）がマスクサイズＡに依存しない処理で行い、さらに整数演算を行うことによりアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を短時間で求めるようにしている。
【００７５】
たとえば、図３Ｂに示すように、中央の横一列の画素ａ（画素値もａとする。）、画素ｂ（画素値もｂとする。）、画素ｃ１（画素値もｃ１とする。）、画素ｃ２（画素値もｃ２とする。）、画素ｄ（画素値もｄとする。）、および画素ｅ（画素値もｅとする。）について考えると、注目画素ｃ２の一つ前の画素ｃ１での画素値の斜線部の横方向の合計をＳ１と置くと、次の（２）式で表される。
【００７６】
Ｓ１＝０．２５×ａ＋ｂ＋ｃ１＋ｃ２＋０．２５×ｄ …（２）
この合計Ｓ１が既に計算されているものと考えると、注目画素ｃ２での画素値の図３Ｃに示す斜線部の横方向の合計（総和ともいう。）Ｓ２は、この合計Ｓ１を用いて次の（３）式で表すことができる。
【００７７】
【００７８】
Ｓ２’＝Ｓ１’＋１２（ｄ−ｂ）＋４（ｅ−ａ） …（４）
このように合計演算を、差分と整数化で行うことによりアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）の生成の高速化が図れる。
【００７９】
注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を生成する場合には、図４に示すように、ｉ行（ｉ＝１，２，３，４，５）とｊ列（ｊ＝１，２，３，４，５）について、まず、ｉ＝１、ｊ＝３の画素での横方向の斜線部の合計を求め、図示していない作業メモリに記憶させる。
【００８０】
同様に、ｉ＝２，３，４，５について、ｊ＝３の画素での各横方向の斜線部の合計を求め、図示していない作業メモリに記憶させる。
【００８１】
同様に縦方向にも畳み込みを行いマスクサイズＡ分に対応するマスク領域１００の合計画素値を得る。この例では、作業メモリは数ライン分確保しておき、交替に使用すればよい。
【００８２】
マスクサイズＡに対応するマスク領域１００の合計画素値が求められたとき、その合計画素値を、Ａ2×１６（この場合、３．５×３．５×１６）で除算することにより、注目画素ｃ２でのアンシャープ信号Ｃ（Ｕ）を得ることができる。除算を最後に１回のみするようにしているので、演算の高速化が図れる。
【００８３】
なお、上述した補正マスクサイズＡを求める（１）式の演算式Ａ＝（Ｍ−１）×ｋ＋１は、変倍率ｋがｋ＝１の場合に、Ａ＝１となることを考慮して定めた実験式であるが、この（１）式に代えて、原理的な次の（５）式を採用することも可能である。
【００８４】
Ａ＝Ｍ×ｋ …（５）
これら（１）式および（５）式の２つの場合について、簡単な実験では、両者の画面上での見え方には差はなかった。しかし、原理的な式である（５）式の場合には、たとえば設定マスクサイズＭがＭ＝１１で、変倍率ｋがｋ＝１／１６のとき、補正マスクサイズＡがＡ＝１１×（１／１６）＝０．６８２５となって、マスクサイズが１より小さい値になってしまうのでアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を計算することができないのに対し、（１）式の場合には、Ａ＝（１１−１）×（１／１６）＋１＝１．６２５となって、マスクサイズが１より大きくなるのでアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を計算することができるという利点がある。
【００８５】
なお、マスクサイズＡの値が２以上の場合には、（５）式を採用し、値が２未満の場合には、（１）式を採用することもできる。
【００８６】
次に、上記のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）の一般的な求め方（演算方法）について説明する。
【００８７】
注目する画素信号をＳijとし、その周辺のアンシャープ信号Ｕijを求める場合について説明する。中心画素からマスク領域１００の端がかかる画素との間にある画素数をｔ、マスクサイズをＡとすると、次の（６）式、（７）式が成立し、（８）式を定義する。
【００８８】
ｔ＝［（Ａ−１）／２］ …（６）
β＝｛（Ａ−１）／２｝−ｔ …（７）
α＝１−β …（８）
（６）式において、記号［（Ａ−１）／２］は、数値（Ａ−１）／２の整数部分を意味する。また、パラメータβは、マスク領域１００の端がかかる画素上のマスクの端数を示す。αは、パラメータαと呼ぶ。
【００８９】
第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方向のマスクサイズ分の画素値の合計をＢijとすると、第ｉ行ｊ列の合計Ｂijは、直前の第（ｊ−１）列の計算結果と、マスク端の画素値を使用し、以下の（９）式のように計算される。
【００９０】
【００９１】
ここで、画像の端の処理方法が必要であるが、端点の画素が（ｍ＋１）画素分、同じ画素値が連続するものとして計算する。
【００９２】
ここで、第ｉ行の画素信号Ｓij周辺の横方向のマスクサイズ分の画素値の合計Ｂijをラインバッファメモリに格納する場合、最低m×２＋４ライン分確保し、交替で使用すればよい。
【００９３】
アンシャープ信号Ｕijを記憶するラインバッファメモリは、１ライン分確保すればよい。
【００９４】
第（ｉ＋ｋ＋１）行の横方向のマスクサイズ分の和が計算された後、同様に縦方向に畳み込みを行う。
【００９５】
第ｉ行のアンシャープ信号Ｕijを求めるための合計（総和）Ｖijは、第（ｉ−１）行の結果を用いて以下の（１０）式で計算することができる。
【００９６】
【００９７】
すなわち、アンシャープ信号Ｕijを求めるための合計（総和）Ｖijは、１６×１６（＝２５６）倍されたスケールで計算されるので、アンシャープ信号Ｕijは、次の（１１）式で求められ、最終的にＵＳＭ信号ＵＳＭijは、次の（１２）式で求められる。
【００９８】
Ｕij＝Ｖij／（Ａ2×２５６） …（１１）
ＵＳＭij＝Ｓij−Ｕij …（１２）
上記した図３の具体例で（６）式〜（１２）式を検証する。
【００９９】
補正マスクサイズＡは、Ａ＝３．５であるので、上記（６）式、（７）式、（８）式に代入して、それぞれ、画素数ｔがｔ＝１、パラメータαがα＝１２、パラメータβがβ＝４と計算される。
【０１００】
この例では、横方向マスクサイズ分の合計Ｂijを保持するラインバッファメモリは、６ライン必要である。
【０１０１】
そして、横方向についての各ラインの合計Ｂijは、次の（１３）式で得られる。
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
このように、本計算手法は、１行前までの総和Ｂi,j-1を用いて、当該行の総和Ｂijを求めるとともに、その計算を整数演算で求めるようにしているので、結果として短時間にアンシャープ信号Ｕijを求めることができる。
【０１０５】
計算時間（計算の煩雑さ）の比較のために、一般的なアンシャープ信号Ｕijの計算方法について、たとえば、マスクサイズＡがＡ＝３．５で、５×５の空間フィルタＦを用いた場合について説明する。
【０１０６】
ここで、空間フィルタＦp,qは、（１５）式で示すフィルタ係数から構成されるとすると、アンシャープ信号Ｕijは、（１６）式で求めることができる。なお、ｐ，ｑは、座標位置を表し、空間フィルタＦp,qの中央の画素の座標を（ｐ，ｑ）＝（０，０）としている。
【０１０７】
【数１】
【数２】
この（１６）式を用いた方式によれば、フィルタサイズの２乗オーダーの計算量が必要となるため、計算に時間がかかる。
【０１１０】
さらに、図２例のアンシャープ信号生成部４６では、３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）に対して平滑化処理（アンシャープ処理）が施されるため、図１０に示す従来のアンシャープ信号生成部１８における４色の入力画像信号ＣＭＹＫ（Ｓ）に対する平滑化処理に比較して、略３／４の時間で処理を完了することができる。
【０１１１】
次に、図２に示す減算部４８において、アンシャープ信号生成部４６で生成された３色のアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）が減算された３色の入力画像信号ＣＭＹ（Ｓ）は、コントラスト調整部５０において各色に対するコントラスト調整が行われた後、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹとして信号変換部５２に供給される。そして、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、信号変換部５２に設定された変換テーブルにより表示画像信号ＲＧＢに対応する３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢに変換される。
【０１１２】
シャープネス処理部３６から出力された３色のＵＳＭ信号ΔＲＧＢは、図１に示す加算部３８において色処理部３４から出力された３色の表示画像信号ＲＧＢに加算され、補正された３色の表示画像信号ＲＧＢ１として画像表示部４０に供給される。画像表示部４０は、この表示画像信号ＲＧＢ１に基づき、カラー印刷物に対するカラープルーフ表示画像をＣＲＴ等に表示する。
【０１１３】
このように、上述した実施の形態では、３色の入力画像信号ＣＭＹに基づき、色処理部３４での色変換処理と、シャープネス処理部３６でのシャープネス処理とを行うため、所望のシャープネス処理の施されたカラー表示画像を迅速に得ることができる。
【０１１４】
しかも、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対して所定マスクサイズＭによりシャープネス処理を施して得られるシャープネス処理後の画像信号の確認用表示画像信号ＲＧＢ１を得る際に、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対する確認用表示画像信号ＲＧＢ１、ＲＧＢの変倍率ｋに応じて所定マスクサイズＭを変倍し、変倍後の実数のマスクサイズＡにより、原画像信号の変倍後の変倍画像信号、この実施の形態では、縮小変換された入力画像信号ＣＭＹに対するアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を求めるようにしているので、このアンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）によりシャープネスがかけられた確認用表示画像信号ＲＧＢ１、ＲＧＢは、原画像信号である３色の入力画像信号ＣＭＹに対する所定マスクサイズＭのシャープネス処理を忠実に再現することができるという効果が達成される。すなわち、画像表示部４０に表示された表示画像上のシャープネス効果と、図示していない印刷機により印刷されるカラー印刷画像上のシャープネス効果の一致度を高くすることができる。結果として、カラー印刷物上のシャープネス効果をカラー表示画像上で忠実に予測することができる。
【０１１５】
さらに、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を求める過程における実数のマスクサイズＡは、１画素の１／１６単位に量子化したマスクサイズとし、前記アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を得る際、１６倍して整数演算を行うことにより、アンシャープ信号ＣＭＹ（Ｕ）を得る演算時間を短縮することができる。
【０１１６】
次に、図５に示す構成ブロック図に基づき、この発明の他の実施の形態の画像処理表示装置５４を説明する。なお、図１例と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
画像処理表示装置５４は、画像入力部３２と、倍率変換部３３と、倍率入力部３５と、マスクサイズ入力部３７と、シャープネス処理部５６と、加算部３８と、色処理部３４と、画像表示部４０とを備える。
【０１１８】
図１に示した画像処理表示装置３０では、色処理部３４およびシャープネス処理部３６が並列に接続されているのに対して、図５に示す画像処理表示装置５４では、色処理部３４およびシャープネス処理部５６が直列に接続される。なお、加算部３８は、画像入力部３２の出力である３色の入力画像信号ＣＭＹと、シャープネス処理部５６の出力である３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹとを加算して３色の入力画像信号ＣＭＹ１を生成し、色処理部３４に供給する。
【０１１９】
また、シャープネス処理部５６は、図２に示すシャープネス処理部３６から信号変換部５２を省略したもので、その他の構成は、シャープネス処理部３６と同一である。
【０１２０】
次に、以上のように構成される画像処理表示装置５４における画像処理方法について説明する。
【０１２１】
先ず、画像入力部３２によって取得された３色の入力画像信号ＣＭＹは、シャープネス処理部５６に供給されることで、３色のＵＳＭ信号ΔＣＭＹが生成される。このＵＳＭ信号ΔＣＭＹは、加算部３８において入力画像信号ＣＭＹと加算され、シャープネス処理された入力画像信号ＣＭＹ１として色処理部３４に供給される。
【０１２２】
色処理部３４では、印刷条件および画像表示部４０での表示条件に応じて設定された変換テーブルにより、補正された３色の入力画像信号ＣＭＹ１が３色の表示画像信号ＲＧＢに変換される。この表示画像信号ＲＧＢは、画像表示部４０に供給され、カラー印刷物に対するカラープルーフ画像が表示される。
【０１２３】
ここで、画像処理表示装置５４では、画像処理表示装置３０の場合と同様に、迅速なシャープネス処理が施されるとともに、シャープネス処理の施されたカラー表示画像を得ることができる。
【０１２４】
また、画像処理表示装置５４を図６に示すように構成することにより、たとえば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの印刷用原版の各版毎にシャープネス処理されたカラー出力画像を予測することができる。
【０１２５】
たとえば、Ｃ色の印刷用原版のカラー出力画像に対するシャープネス処理を予測する場合、色処理部３４に設定される変換テーブルを図４に示すようにして作成する。すなわち、入力画像信号ＣＭＹ１を図９に示す画像入出力システム２の色処理部６によって変換して得られる出力画像信号ＣＭＹＫの中、出力画像信号ＭＹＫを０とし、この出力画像信号ＣＭＹＫ（Ｍ＝Ｙ＝Ｋ＝０）を図１１に示す画像処理表示装置２４の表示画像生成部２６によって変換して得られる表示画像信号ＲＧＢを求める。そして、このようにして求めた入力画像信号ＣＭＹ１と表示画像信号ＲＧＢとの関係をＣの印刷用原版に対する変換テーブルとして色処理部３４に設定する。
【０１２６】
前記のようにして設定された変換テーブルを用いて入力画像信号ＣＭＹ１を表示画像信号ＲＧＢに変換し、画像表示部４０においてカラー表示画像を表示することにより、Ｃの印刷用原版のみに係るシャープネス処理されたカラー表示画像を得ることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、変倍処理する前後の画像に同じ特性の空間フィルタリング処理を行う場合に、変倍後の画像に変倍前の画像に対する空間フィルタリング処理と略同一特性の空間フィルタリング処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理表示装置におけるシャープネス処理部の構成ブロック図である。
【図３】図３Ａは、実数マスクサイズの説明図である。
図３Ｂは、一列前の総和の求め方の説明図である。
図３Ｃは、当該列の総和の求め方の説明図である。
【図４】アンシャープ信号の求め方の説明図である。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【図６】図５に示す画像処理表示装置における色処理部に設定される変換テーブルの作成方法の説明図である。
【図７】拡大処理や画素密度変換処理の説明に供される線図である。
【図８】マスクサイズの丸め処理の説明に供される線図である。
【図９】画像入出力システムの構成ブロック図である。
【図１０】図９に示す画像入出力システムにおけるシャープネス処理部の構成ブロック図である。
【図１１】従来の画像処理表示装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
２…画像入出力システム ４、３２…画像入力部
６、３４…色処理部 ７、３７…マスクサイズ入力部
８、３６…シャープネス処理部 １０、３８…加算部
１２…画像出力部 １４、５２…信号変換部
１８、４６…アンシャープ信号生成部 ２０、４８…減算部
２４、３０、５４…画像処理表示装置 ２７、３３…倍率変換部
２８、４０…画像表示部 ３５…倍率入力部
４２…信号調整部 ４４…階調変換部
４７…マスクサイズ補正部 ５０…コントラスト調整部
１００…マスク領域
Claims (4)
- 所定マスクサイズのフィルタを用いて原画像信号に施す空間フィルタリング処理と略同じ特性の空間フィルタリング処理を、前記原画像信号を所定の変倍率により変倍した変倍画像信号に対して施して処理画像を得る際に、
前記所定マスクサイズと前記変倍率との積、又は前記所定マスクサイズから１を引いた値と前記変倍率との積に１を加えた値であって、前記変倍画像信号に対して施される空間フィルタリング処理に用いるための前記変倍画像信号の画素の大きさの実数（整数は除く）倍からなる実数（整数は除く）のマスクサイズのフィルタを作成し、
前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域の整数部（前記変倍画像信号の１画素全てがマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号および小数部（前記変倍画像信号の１画素のうちの一部がマスク領域に重なる部分）に対応する変倍画像信号に対して、前記実数のマスクサイズのフィルタにより空間フィルタリング処理を行い、前記処理画像を得ることを特徴とする空間フィルタリング処理方法。 - 請求項１記載の空間フィルタリング処理方法において、
前記実数のマスクサイズのマスク領域が、前記変倍画像信号に重なる面積に応じた重み付けを画素毎に行って、前記変倍画像信号に対して空間フィルタリング処理を施す
ことを特徴とする空間フィルタリング処理方法。 - 請求項１または２記載の空間フィルタリング処理方法において、
前記実数のマスクサイズで指定されるマスク領域は、１画素の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に量子化した領域を単位領域とし、前記処理画像を得る際にＮ倍して整数演算を行う
ことを特徴とする空間フィルタリング処理方法。 - 請求項３記載の空間フィルタリング処理方法において、
前記Ｎが
Ｎ＝２n
ただし、
ｎは（２×ｍ）≦ｎ≦［ｂ１−ｂ２−Σ｛log（Ｍｉ）／log２｝］／２を満たす整数（Σの積算範囲はｉ＝１〜ｍ）、ｍはフィルタの次元数、Ｍｉはｍ次元フィルタの各方向のマスクサイズ、ｂ１は整数演算で扱う整数のビット数、ｂ２は、画像信号に割り当てるビット数
として表されることを特徴とする空間フィルタリング処理方法。
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