JP4113232B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像を印刷装置などで紙等に印刷して出力する際に、前記画像のコントラストを強調して潰れや跳びの無い出力画像が得られるような画像処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関する。

従来より、インクジェットプリンタやレーザープリンタのようなパーソナルコンピュータ等から出力した画像を紙等に印刷する機能を有するプリンタや、複写機のような任意の画像を光学的読取装置により読み取り、別の紙等に印刷する機能を有するコピー装置が開発されている。

このようなプリンタやコピー装置のような画像印刷装置では、原画像の細かいエッジ情報を消失させぬために、ヒストグラム均等化等によるコントラスト強調が行われている。

一般的なコントラスト強調法に局所的ヒストグラム均等化法がある。この手法は、画像の局所情報を考慮してコントラスト強調を行うもので、局所情報を重要とする自然画像などに対して有効であると考えられる。

しかし、この手法は、濃度値ヒストグラムを累積したものであるマッピングカーブ（濃度値変換曲線）を各画素毎に求めているために、処理時間が膨大になってしまうという欠点がある。

この欠点を回避するために、例えば、小林直樹氏が投稿された論文「自然画像のための高速な局所的コントラスト強調」（電子情報通信学会論文誌Ｄ−II Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｄ−II Ｎｏ．３ｐｐ．５０２−５０９）には、ヒストグラム作成時間の短縮のために、マッピングカーブを１画素毎ではなく、領域毎に求めて、ヒストグラム作成時間の高速化を図るという方法が記載されている。

次にその方法の概要を以下に述べる。

（１）予め複数の濃度変換曲線を設計しておく。

（２）平均濃度付近にヒストグラムが集中していると仮定し、平均濃度に応じて濃度変換曲線を選択する（平均濃度付近のコントラストを強調するような濃度変換曲線を選択する）。

（３）隣接している領域で選択された濃度変換曲線が異なる場合、濃度値の線形補間をする。

ところで、上記論文では、画素単位に濃度変換曲線を作成するということが記載されているが、以下のようにブロック単位で濃度変換曲線を作成する方法がより一般的である。

１）入力画像を経験的に決められた均一サイズのブロックに分割。

２）ブロック毎に、以下の（１）〜（３）の処理を行う。

（１）濃度ヒストグラムを作成（ブロックを参照領域としている）。

（２）濃度ヒストグラムを経験的に決められたクリップ値でクリッピングして、クリッピング後の濃度ヒストグラムを得る。

（３）クリッピング後の濃度ヒストグラムを累積した累積ヒストグラムを作成。３）累積ヒストグラムを濃度変換曲線としてブロック内の各画素の濃度変換を行う。但し、注目画素が属するブロックの濃度変換曲線と隣接するブロックの濃度変換曲線が異なる場合は、以下のような濃度値の線形補間を行う。

（１）注目画素の濃度値を、この画素が存在するブロックＢ１で作成された濃度変換曲線を用いて濃度変換し、変換後の濃度値ｇ１を得る。

（２）注目画素の濃度値を、この画素に近接する３ブロックＢ２、Ｂ３、Ｂ４それぞれで選択された濃度変換曲線を用いて濃度変換し、変換後の濃度値ｇ２、ｇ３、ｇ４を得る。

（３）式１により、線形補間後の濃度値ｇ（ｘ，ｙ）を算出する（変換後の濃度値ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４を４つのブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の中心から注目画素までの距離に応じ重み付けする）。

ｇ（ｘ，ｙ）＝｛（Ｊ−ｊ）／Ｊ｝｛（Ｉ−ｉ）ｇ１／Ｉ＋ｉｇ２／Ｉ｝＋ｊ／Ｊ｛（Ｉ−ｉ）ｇ３／Ｉ＋ｉｇ４／Ｉ｝…式（１）
但し、この式の各変数の定義は実施例で用いた同一の式の説明を参照のこと。
「自然画像のための高速な局所的コントラスト強調」（電子情報通信学会論文誌Ｄ−II Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｄ−II Ｎｏ．３ｐｐ．５０２−５０９）

ところが、上記論文「自然画像のための高速な局所的コントラスト強調」では、対象とする画像中に、濃度値が低く面積の小さな領域（領域Ａ）と、濃度値が高く面積の大きな領域（領域Ｂ）とが混在している場合、参照領域の大きさを領域Ａに合わせて最適に設定すると、領域Ｂでは局所的なコントラストだけが強調されて全体的なコントラストが低下するという恐れがあった。

逆に、参照領域の大きさを領域Ｂに合わせ最適に設定すると、参照領域の大きさに対して領域Ａの大きさは非常に小さくヒストグラムを算出する際、領域Ａの濃度情報の寄与が非常に小さくなってしまうために、濃度変換曲線の低い濃度部分は傾きが小さくなり、コントラストが低下するという恐れがあった。

結局、マッピングカーブを求める領域が全て同じ大きさであるため、領域の大きさを処理画像全体で最適にすることが出来ないという問題があった。

又、細部情報の強調の度合いを決定するパラメータである参照領域のサイズやコントラスト強調の度合いを決定するパラメータであるクリップ値は、画像の局所領域の特徴に応じて決定されることが望ましいが、この決定方法がなかったため、従来は、経験的に決められた一定値が用いられている。このため、これらパラメータを画像の局所的な特徴に応じて自動的に決定できることが望まれている。

尚、参照領域が小さい程、局所的なコントラストが強調されて大局的なコントラストが低下し、逆に参照領域が大きい程、大局的なコントラストが強調されて局所的なコントラストが低下する。更に、クリップ値が大きい程強調の度合いが高くなり、小さい程、強調の度合いが低くなる。

更に、対象とする画像が変わった場合、最適なパラメータも変わってしまうため、その都度、試行錯誤を繰り返さなければならず、非効率的であった。

又、濃度ダイナミックレンジの十分に広い表示装置を対象としているため、原画像よりも画像表示装置の濃度ダイナミックレンジが狭い場合に、コントラストの過強調が起こり得るという問題があった。

本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、参照領域のブロックサイズを自動的に最適化できると共に、領域毎のコントラストの最適な強調を自動的に行うことができ、操作者の熟練度によらず、人間が見て違和感のない、潰れや跳びの無い出力画像を容易に得ることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明の特徴は、入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線上で入力が各ブロックの平均濃度、もしくは無視できる誤差範囲内での平均濃度近傍における接線の傾きを算出し、予め決定されている接線の傾きと前記コントラスト強調の程度を決定するパラメータであるクリップ値との関係に基づいて、前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することにある。

請求項２の発明の特徴は、入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線上で入力が各ブロックの平均濃度分散に相当する２点を結ぶ直線の傾きを算出し、
予め決定されている直線の傾きと前記コントラスト強調の程度を決定するパラメータであるクリップ値との関係に基づいて、前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することにある。

請求項３の発明の特徴は、前記コントラスト強調手段が、前記ブロックの境界に相当する領域内の画素については、最小ブロックのサイズに合わせてこれよりも大きなブロックを分割した上で、各ブロックの濃度曲線を線形補間して得た濃度曲線を用いて濃度変換を行うことにある。

請求項４の発明の特徴は、前記コントラスト強調手段は、隣接する全てのブロック間の平均濃度の差を求め、注目画素が存在するブロック及び該注目画素に最も近接する３ブロックを含む合計４ブロックの上下左右方向のブロックペアを作り、各ブロックペアの平均濃度の差が予め設定されている閾値以上であるかを判別し、閾値以上であるブロックペア数に応じてコントラストの強調の程度を減少させることにある。

請求項５の発明の特徴は、入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理方法において、前記入力画像を複数のブロックを分割する過程と、前記得られた各ブロック内の画素の濃度値の平均を求める過程と、前記得られた各ブロックの濃度値の平均と前記出力装置の特性である出力系特性曲線とから各ブロックのコントラストの強調の程度を決定するクリップ値を求める過程と、前記得られた各ブロックの濃度ヒストグラムを求める過程と、前記得られた各ブロックの濃度ヒストグラム及びクリップ値とから各ブロックの濃度変換曲線を作成して全画素の濃度変換を行う過程と、を具備することにある。

請求項６の発明の特徴は、前記得られたブロックの中で隣接する全てのブロック間の濃度平均の差を求め、注目画素が存在するブロック及び該注目画素に最も近接する３ブロックを含む合計４ブロックの上下左右方向のブロックペアを作る過程と、各ブロックペアの平均濃度の差が予め設定されている閾値以上であるかを判別する過程と、前記判別により閾値以上であるブロックペアの数に応じてコントラストの強調の程度を決定するクリップ値を減少させる過程と、を具備することにある。

請求項７の発明の特徴は、前記ブロックの境界に相当する領域内の画素については、最小ブロックのサイズに合わせてこれよりも大きなブロックを分割する過程と、各ブロックの濃度曲線を線形補間して得た濃度曲線を用いて濃度変換を行う過程と、を具備することにある。

請求項８の発明の特徴は、入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線と各ブロックの平均濃度とに基づいて、前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することにある。

上記発明によれば、入力画像は複数のブロックに自動的に分割される。その際、ブロックの濃度ヒストグラムの類似度によって、ブロックを更に分割するか否かを判定し、分割の必要がある場合はブロックを更にサイズの小さいブロックに分割することを繰り返し行うため、入力画像は最適なサイズのブロックに自動分割される。

その後、得られたブロック毎にコントラストの強調の程度を自動的に決定して全画素の濃度変換を行う。その際、各ブロック内の画素の濃度値の平均を求め、各ブロックの濃度値の平均とプリンタ等の出力装置の特性である出力系特性曲線とから各ブロックのコントラストの強調の程度を決定する最適なクリップ値を自動的に求めると共に、各ブロックの濃度ヒストグラムを求めた後、各ブロックの濃度ヒストグラム及び前記クリップ値とから各ブロックの濃度変換曲線を作成して全画素の濃度変換を行うことにより、操作者の熟練度に拘らず、入力画像のコントラスト強調を最適に行うことができる。

以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、各ブロックの強調程度を決定するパラメータであるクリップ値をブロック毎に平均濃度と出力系特性曲線とを用いて自動的に求めることができる。

請求項２の発明によれば、ブロック毎に平均濃度及び分散を算出し、出力系特性曲線を用いてクリップ値を決定するので、平均濃度のみを用いる場合よりも出力系特性曲線にのっているノイズの影響を受けにくくなる。

請求項３、７の発明によれば、ブロックノイズを防止でき、出力画像の品質を向上させることができる。

請求項４、６の発明によれば、コントラストの過強調を防止でき、出力画像の自然性を向上させることができる。

請求項５の発明によれば、各ブロックの強調程度を決定するパラメータである最適なクリップ値をブロック毎に自動的に求めることができ、これを用いてブロック毎のコントラストを自動的に最適に強調することができるため、操作者の熟練度によらず、潰れや跳びのない出力画像を容易且つ安定に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の画像処理装置の一実施の形態の構成を示したブロック図である。画像処理装置１の後段には、処理済みの画像を紙などに印刷して出力する印刷装置３が接続されている。

画像処理装置１は、例えば別途デジタルカメラなどで撮影した画像データを外部から入力する画像入力部１１、印刷装置３の出力系特性を示す出力系特性曲線及びこの出力系特性曲線を逆変換した出力系補正曲線を記憶するメモリ部１２、処理対象画像（印刷画像に同じ）の局所領域の特徴に応じて領域分割する領域分割部１３、予め求めておいた前記出力系補正曲線等を用いて、前記領域毎にコントラストの最適な強調を行うための各種処理を行うコントラスト強調部１４、前記出力系特性曲線を用いて印刷画像の濃度補正を行う読取補正部１５を有している。

次に本実施の形態の動作について説明する。まず、画像処理装置１のメモリ部１２に格納する出力系特性曲線と出力系補正曲線を求めておくため、図２のフローチャートに示した処理を事前に行う。ステップ２０１にて、印刷装置３の濃度ダイナミックレンジを定量的に計測する。図３はテストパターン例を示した図である。このようなテストパターンを印刷装置３により印刷し、その印刷結果を解析することにより、ステップ２０２にて、印刷装置３の特性である出力系特性曲線を求めることができる。

図４はこうして求まった印刷装置３の出力系特性曲線の一例を示した特性図である。この入出力特性から原画像と印刷画像の絶対的な濃度情報の相違が無くなるような図５に示すような出力系補正曲線を求める。これら出力系特性曲線と出力系補正曲線は予めメモリ部１２に格納される。

次に画像処理装置１の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。画像処理装置１は細かいエッジ情報が印刷装置３のノイズに埋もれて失われることがないように、印刷対象画像にコントラスト強調のための処理を行う。

まず、画像処理装置１の画像入力部１１はステップ６０１にて、外部から入力された画像データ（印刷対象画像）を一旦画像メモリ（図示せず）に保存した後、入力された画像データを領域分割部１３及びコントラスト強調部１４に出力する。

その後、領域分割部１３がステップ６０２にて、印刷対象画像を自動的に複数のブロック（領域）に分割し、ステップ６０３にて、コントラスト強調部１４が、コントラスト強調の程度を決定するパラメータであるクリップ値の決定を自動的に行う。

ここで、局所的ヒストグラム均等化法について本例の特徴部分が分かり易くなるようにここで図を用いて説明しておく。まず、図７に示すように、濃度変換する処理画像００１内の注目画素００２の周囲に適当な大きさの参照領域００３を設け、その中の画素の濃度ヒストグラム００４を作成する。次に過度の強調を抑えるために、求めたヒストグラムに対し、適当なクリップ値００４ａを越える頻度を持つ画素をクリッピングし、全ての濃度値に等しく分配することによって、ヒストグラム００５を得る。そして、クリッピングしたヒストグラムを累積した累積ヒストグラム００６を正規化して濃度変換曲線とし、注目画素の濃度変換を行う。しかし、この方法のままでは、画像内全ての画素に対して濃度ヒストグラムを算出する必要があるため、処理時間が膨大になってしまう。

そこで、本例の画像処理装置１の領域分割部１３はステップ６０２にて、処理画像を図８に示すように複数のブロック０１３、０１４、…等に分割し、同一ブロック内では同一の濃度変換曲線を用いることによって従来と同様に大幅に処理時間を短縮している。しかも、処理する画像内には、濃度値の低い領域や高い領域が局在しているため、上記したステップ６０２にて、処理画像全体を図８に示すようにサイズの異なる正方形のブロックに分割している。

このブロック分割では、同一領域内で同じ濃度変換曲線を用いるため、同一領域は同一ブロックに分割されることが望ましい。そこで、図８に示されるように、（１）処理画像全体を均一サイズのブロック（このブロックを「大ブロック」と称する）に分割。

（２）得られた例えば大ブロック０１３を分割するか否かを以下のような手順で判定する。まず、（２−１）の処理にて、大ブロック０１３を、仮想的に４つの均一サイズの仮想ブロック（このサイズのブロックを「中ブロック」と称する）に仮分割し、（２−２）の処理にて、４つの仮想中ブロック０１４、０１５、０１６、０１７それぞれの濃度ヒストグラム０１８、０１９、０２０、０２１を作成する。

次に、（２−３）の処理にて、これら４つの濃度ヒストグラム０１８、０１９、０２０、０２１を０２２に示すように重ねあわせ、重なる部分０２３の面積Ｓと、予め決められている閾値Ｔ（経験的に決定）とを比較する。その結果、面積Ｓが閾値Ｔ以上の場合は、４つの仮想中ブロック０１４、０１５、０１６、０１７の類似度が高いとして、これら仮想中ブロックを統合して大ブロック０１３に戻す。つまり、その大ブロックはそれ以上分割しないと判定される。一方、面積Ｓが閾値Ｔより小さい場合は、４つの仮想中ブロック０１４、０１５、０１６、０１７の類似度が低いとして、正式な中ブロックとして分割すると判定される。

その後、（２−４）の処理にて、上記した（２−１）〜（２−３）の処理を全ての大ブロックに対して行なう。

（３）上記（２）の処理で得られた全ての中ブロックに対し、分割するか否かの処理を、（２）の大ブロックを中ブロックに置き換えて行い、分割すると判定された場合は、中ブロックが更に小ブロックに分割される。

尚、上記の説明は、「大」「中」「小」のいずれかのブロックに分割する例を示したが、このような処理を回帰的に行い、更に多段階、「大」「中」「小」「極小」…のいずれかのブロックに分割するようにしても良い。

ところで、上記図８で説明したブロック分割を行うと、各ブロックの境界において、濃度変換曲線が異なるため、境界で濃度値が不連続となって、ブロックノイズが発生してしまう。

そこで、図９に示した注目画素００８に対し、周囲４ブロック（００９〜０１２）の濃度変換曲線の比例配分を用いることにより、ブロックノイズを防ぐことが可能となる。比例配分により、注目画素００８の出力値ｇ（ｘ，ｙ）は、次式で表される。

ｇ（ｘ，ｙ）＝｛（Ｊ−ｊ）／Ｊ｝｛（Ｉ−ｉ）ｇ１／Ｉ＋ｉｇ２／Ｉ｝＋ｊ／Ｊ｛（Ｉ−ｉ）ｇ３／Ｉ＋ｉｇ４／Ｉ｝…式（１）
但し、ｇ１〜ｇ４は注目画素の存在するブロックと注目画素に最も近接するブロックとの４ブロックで求めた濃度変換曲線により変換された濃度値で、Ｊ，Ｉは図９に示した注目画素を含む四角形の辺の長さであり、ｉ，ｊはこの四角形の一頂点を基準とした注目画素００８の位置を示している。

又、注目画素００８の周囲のブロックのサイズが異なる場合は、図１０に示すように、小ブロックのサイズに合わせて、大、中ブロックを仮想的にブロック分割し、図中斜線で示すブロックの境界に相当する領域内の画素については、ブロックノイズが発生しないように、式（１）を用いて濃度変換を行えば良い。

コントラスト強調部１４は領域分割部１３により分割された各ブロックに対して、同一領域内では同一のクリップ値を用いる。ここで、クリップ値とは、コントラスト強調の程度を決定するパラメータであり、クリップ値が大きい程、強調は大きくなり、逆に０であれば、全くコントラスト強調をしない。

この決定法は、ブロック内の画素の平均濃度ｍ、濃度分散（σ^２ ）を求め、メモリ部１２に格納された図１１に示されるような出力系特性曲線（プリンタ特性）１００に照らし合わせて、クリップ値を決定する。

具体的には、図１１に示されるように、該当のブロック内の画素の濃度値は、（ｍ−σ）から（ｍ＋σ）の間に局在すると考えられ、これら２点（平均濃度±分散に同じ）を結ぶ直線０２５の傾きが大きい程、ダイナミックレンジが広い、即ち、入力階調数に対して出力階調数を多く取ることができる。

そのため、コントラスト強調部１４はステップ６０３にて、傾きが大きい場合には、ブロック内のダイナミックレンジが広く、情報の消失は少ないと考え、クリップ値を小さくし、逆に傾きが小さい場合には、情報の消失が大きいと考え、クリップ値を大きくするように、ブロック毎に最適なクリップ値を求める。

尚、コントラスト強調部１４は前記クリップ値を平均濃度だけを用いて求めることもできる。この場合、コントラスト強調部１４は図１２に示すような出力系特性曲線Ｐ上の、入力が平均濃度ｍに相当する点における接線ａの傾きを算出し、予め決定されている接線の傾きとクリップ値との関係を参照して、前記接線ａの傾きに対応したクリップ値を求める。

又、クリップ値を平均濃度ｍとその分散σ^２ とを用いて決定する方法によれば、平均濃度ｍのみを用いて決定する場合に比較して出力系特性曲線のノイズに影響されにくくなるという長所があり、平均濃度ｍのみを用いて決定する場合には、分散σ^２ をも用いる場合に比べて演算処理が少なくなるという長所がある。尚、上記平均濃度ｍは一点である必要はなく、その近傍の点であれば、無視できる誤差範囲で、前記クリップ値を求めることができる。

その後、コントラスト強調部１４はステップ６０４にて、前述の領域分割情報とこのクリップ値情報を用いて、注目画素の属するブロック内の濃度ヒストグラムから濃度変換曲線を作成し、全ての画素の濃度変換を行う。

ここで、隣接するブロック間の濃度変換曲線が大きく異なると、即ち、ブロック間の特徴が大きく異なる場合、コントラストが十分に大きく強調の必要は少ないのでクリップ値を減少させている。具体的には、注目画素が属するブロック及び該注目画素に近接する３ブロックの合計４ブロックにおいて、上下左右のブロック間での平均濃度ｍの差が予め設定されている閾値以上である毎に、クリップ値を所定量ずつ減少させている。１組のブロックの平均濃度ｍの差が閾値を越える毎に、クリップ値を１／４ずつ減少させ、上下左右全ての組で閾値を越えれば、クリップ値は０になるようにしている。

そこで、コントラスト強調部１４は、隣接する全てのブロック間の平均濃度の差を求め、注目画素が存在するブロック及び該注目画素に最も近接する３ブロックを含む合計４ブロックの上下左右方向のブロックペアを作り、各ブロックペアの平均濃度の差が予め設定されている閾値以上であるかを判別し、閾値以上であるブロックペア数に応じてクリップ値を減少させて、コントラスト強調を抑えるようにする。

コントラスト強調部１４によりコントラストが強調された印刷対象画像は読取補正部１５に送られる。読取補正部１５はステップ６０５にて、印刷装置３に対して、メモリ部１２に格納されている図５に示されるような出力系補正曲線を用いて原画像と印刷画像の絶対的な濃度情報の相違がなくなるように、濃度の逆変換処理を行い、得られた画像データを印刷装置３に送って、印刷画像を出力する。

本実施の形態によれば、領域分割部１３によって印刷対象画像を自動的に最適なサイズの複数のブロックに分割し、これらブロック毎に最適なクリップ値をコントラスト強調部１４によって自動的に決定することにより、前記ブロック毎にコントラストの強調処理を行うため、操作員の熟練度に拘りなく、常に、最適にコントラストの強調された印刷画像を容易且つ迅速に得ることができる。

その上、濃度変換曲線を求めるブロックは処理画像の濃度変化に合わせて最適なサイズとしているため、処理画像のコントラストを全体的に最適に強調することができる。又、隣接する全てのブロック間の濃度平均値が一定値を越える場合にはクリップ値を減少させてコントラスト強調を抑えているため、コントラストの過強調を無くすことができる。これらの諸効果により、出力する画像のダイナミックレンジよりも、印刷装置３の濃度ダイナミックレンジが狭い場合でも、情報の消失を無くすことができ、潰れや跳びがない出力画像を容易且つ安定に得ることができる。

尚、上記実施の形態ではインクジェットプリンタやレーザープリンタ等、パーソナルコンピュータ等から出力した画像を紙等に印刷する機能を有する装置について説明したが、複写機のような任意の画像を読み取るための光学読取装置を有する装置に、本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。又、画像処理装置にスキャナなどを接続し、このスキャナで読み取った画像データを画像入力部１１から入力して処理する構成、即ち、スキャナ、画像処理装置１、プリンタ（別体でも一体でも良い）の構成でも、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。

処理対象画像をブロック分割する際のブロックサイズを自動的に最適化するのに有用である。

本発明の画像処理装置の一実施の形態の構成を示したブロック図である。 図１に示したメモリ部に格納する出力系特性曲線を取得する手順を示したフローチャートである。 前記出力系特性曲線を取得する際に使用するテストパターン例を示した図である。 図１に示したメモリ部に格納する出力系特性曲線の一例を示した特性図である。 図１に示したメモリ部に格納する出力系補正曲線の一例を示した特性図である。 図１に示した画像処理装置の画像処理手順を示したフローチャートである。 ヒストグラム均等化法を局所領域に適用して画素毎の濃度変換曲線を求める方法を説明する図である。 図１に示した領域分割部の領域分割動作を説明する図である。 一定の大きさのブロックの境界での濃度値の不連続を防止するための補間方法例を説明する図である。 異なる大きさのブロックの境界での濃度値の不連続を防止するための他の補間方法例を説明する図である。 図１に示したコントラスト強調部がクリップ値を求める方法を説明する図である。 図１に示したコントラスト強調部がクリップ値を求める他の方法を説明する図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
３ 印刷装置
１１ 画像入力部
１２ メモリ部
１３ 領域分割部
１４ コントラスト強調部
１５ 読取補正部
００１、００７ 処理画像
００２、００８ 注目画素
００３ 参照領域
００４、０１８〜０２１ 濃度ヒストグラム
００５ クリッピング後のヒストグラム
００６ 累積ヒストグラム
００９〜０１２ 注目画素の周囲４ブロック ０１３〜０１７ ブロック
０２３ 重なり部分の面積
０２５ ｍ−σ，ｍ＋σを結ぶ直線

Claims (8)

1. 入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、
   前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、
   前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、
   前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線上で入力が各ブロックの平均濃度、もしくは無視できる誤差範囲内での平均濃度近傍における接線の傾きを算出し、
   予め決定されている接線の傾きと前記コントラスト強調の程度を決定するパラメータであるクリップ値との関係に基づいて、前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、
   前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、
   前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、
   前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線上で入力が各ブロックの平均濃度分散に相当する２点を結ぶ直線の傾きを算出し、 予め決定されている直線の傾きと前記コントラスト強調の程度を決定するパラメータであるクリップ値との関係に基づいて、前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記コントラスト強調手段は、前記ブロックの境界に相当する領域内の画素については、最小ブロックのサイズに合わせてこれよりも大きなブロックを分割した上で、各ブロックの濃度曲線を線形補間して得た濃度曲線を用いて濃度変換を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 前記コントラスト強調手段は、隣接する全てのブロック間の平均濃度の差を求め、
   注目画素が存在するブロック及び該注目画素に最も近接する３ブロックを含む合計４ブロックの上下左右方向のブロックペアを作り、
   各ブロックペアの平均濃度の差が予め設定されている閾値以上であるかを判別し、
   閾値以上であるブロックペア数に応じてコントラストの強調の程度を減少させることを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の画像処理装置。
5. 入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理方法において、
   前記入力画像を複数のブロックを分割する過程と、
   前記得られた各ブロック内の画素の濃度値の平均を求める過程と、
   前記得られた各ブロックの濃度値の平均と前記出力装置の特性である出力系特性曲線とから各ブロックのコントラストの強調の程度を決定するクリップ値を求める過程と、
   前記得られた各ブロックの濃度ヒストグラムを求める過程と、
   前記得られた各ブロックの濃度ヒストグラム及びクリップ値とから各ブロックの濃度変換曲線を作成して全画素の濃度変換を行う過程と、
   を具備することを特徴とする画像処理方法。
6. 前記得られたブロックの中で隣接する全てのブロック間の濃度平均の差を求め、
   注目画素が存在するブロック及び該注目画素に最も近接する３ブロックを含む合計４ブロックの上下左右方向のブロックペアを作る過程と、
   各ブロックペアの平均濃度の差が予め設定されている閾値以上であるかを判別する過程と、
   前記判別により閾値以上であるブロックペアの数に応じてコントラストの強調の程度を決定するクリップ値を減少させる過程と、
   を具備することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
7. 前記ブロックの境界に相当する領域内の画素については、最小ブロックのサイズに合わせてこれよりも大きなブロックを分割する過程と、
   各ブロックの濃度曲線を線形補間して得た濃度曲線を用いて濃度変換を行う過程と、
   を具備することを特徴とする請求項５又は６記載の画像処理方法。
8. 入力画像のコントラストを強調した画像を出力装置に出力する画像処理装置において、
   前記入力画像を複数のブロックに分割する領域分割手段と、
   前記領域分割手段により得られたブロック毎に、画素の濃度特性に応じたコントラストの強調の程度で、該ブロック内画像の濃度変換を行うコントラスト強調手段とを具備し、
   前記コントラスト強調手段は、前記出力装置の特性である出力系特性曲線と各ブロックの平均濃度とに基づいて、
   前記各ブロックにおける画像処理を行うためのクリップ値を決定することを特徴とする画像処理装置。

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