JP4213337B2 - Image processing method and apparatus, and recording medium - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像信号に対して、この画像信号の高周波成分を強調する非鮮鋭マスク処理(いわゆるボケマスク処理)を行う画像処理方法および装置並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるための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に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像を表す画像信号を得、この画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生表示することが種々の分野で行われている。例えば、放射線画像の診断性能を向上させるために、画像信号に対して非鮮鋭マスク(ボケマスク)を用いて周波数強調処理を施す方法が本出願人により提案されている(特開昭55-163472号、特開昭55-87953号等)。この周波数強調処理は、読み取った原画像信号Sorgに、この原画像信号Sorgから非鮮鋭マスク画像信号Susを減算することにより原画像の高周波成分に関する信号を得、この高周波成分に関する信号に強調係数βを乗じたものを原画像信号Sorgに加える処理を施すもので、これにより、画像において所定の空間周波数成分を強調するようにしたものである。これを式で表すと下記の式(1)のようになる。
【0003】
Sproc=Sorg+β×(Sorg−Sus) (1)
(Sproc:周波数強調処理された信号、Sorg:原画像信号、
Sus:非鮮鋭マスク画像信号、β:強調係数)
ここで、非鮮鋭マスク画像信号Susは、例えば画像を構成する画素の1画素おきに、各画素の周囲のM×Nの範囲内の原画像信号Sorgについて、
Sus=ΣSorg/(M×N) (2)
なる演算を行うことにより求められる。
【0004】
また、特開平10-75395号には、原画像信号に加算する高周波成分に関する信号の周波数応答特性を調整することにより、周波数強調処理された信号に対してアーチファクトが発生することを防止する方法が提案されている。この方法とは、まず鮮鋭度の異なる、すなわち周波数応答特性の異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成し、その非鮮鋭マスク画像信号および原画像信号の中の2つの信号の差分をとることにより、原画像信号の、ある限られた周波数帯域の周波数成分を表す複数の帯域制限画像信号を作成し、さらにその帯域制限画像信号をそれぞれ異なる変換関数によって所望の大きさとなるように変換してから、その複数の抑制された帯域制限画像信号を積算することにより上記高周波成分に関する信号を作成するものである。この処理は例えば下記の式(3)により表すことができる。
【0005】
Sproc=Sorg+β(Sorg)×Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fn(SusN-1−SusN) (3)
(但し、Sproc:処理済み画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):帯域制限画像信号を変換する変換関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
上述した特開平10-75395号に記載された処理に用いられる非鮮鋭マスク画像信号は、まず原画像信号の画素に対して所定間隔毎に所定のフィルタリング処理を施すことによって画素数を縦横1/2となるように間引きし、そのようにして得た画像信号に対して同様のフィルタリング処理を繰り返してさらに画素数を1/22kとなるように段階的に少なくした縮小画像信号を複数作成し、縮小画像信号のそれぞれに対して、所定の補間方法により原画像と画素数が同一となるように補間処理を施すことにより作成される。したがって、非鮮鋭マスク画像信号は画素数は原画像信号と同一であるが、原画像信号よりも鮮鋭度が低い画像を表す画像信号となる。
【0006】
また、帯域制限画像信号は、例えば隣接する周波数帯域の非鮮鋭マスク画像信号同士で差分を求める、あるいは原画像信号と各非鮮鋭マスク画像信号の差分を求めることにより作成される。したがって、帯域制限画像信号は、それにより表される画像の画素数が原画像と同一となり、原画像信号の周波数帯域毎の周波数応答特性を表す信号となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記帯域制限画像信号は、原画像の1/22Nのサイズの画像を表すものであるため、各帯域制限画像信号の周波数帯域は原画像信号のナイキスト周波数の1/2N間隔の周波数帯域を表すものとなる。このため、ナイキスト周波数の1/2Nの周波数間隔で原画像の周波数処理を行うことが可能である。その一方で、ナイキスト周波数の1/2Nの周波数帯域よりも細かい周波数帯域に帯域分割して処理を行うことが望まれている。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、より細かな周波数帯域に帯域分割した帯域制限画像信号を得て、より細かな周波数帯域での画像処理を行うことができる画像処理方法および装置並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるための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を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、原画像を表す原画像信号に、該原画像の高周波成分に関する信号を加算することにより、該原画像の高周波成分を強調する画像処理方法において、
前記原画像信号に対して正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理を施して、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成し、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号を作成し、
該複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施して少なくとも1つの変換画像信号を作成し、
該変換画像信号に基づいて前記原画像信号に加算する前記高周波成分に関する信号を得ることを特徴とするものである。
【0010】
「正方市松縮小処理」とは、正方状画素配列の画像信号に対して、隣接する画素列の各画素を交互に間引く、あるいは上下左右に隣接する画素の画素値に基づくフィルタリング処理を行う等により、画素数を減少させつつ画素配列を正方状から市松状に変更する処理のことをいう。この正方市松縮小処理により、処理後の画像信号は市松状画素配列となり、画素数が処理前の正方状画素配列の画像信号の略1/2となる。
【0011】
「市松正方縮小処理」とは、市松状画素配列の画像信号に対して、隣接する画素列の各画素を交互に間引く、あるいは対角方向に隣接する画素の画素値に基づくフィルタリング処理を行う等により、画素値を減少させつつ画素配列を市松状から正方状に変更する処理のことをいう。この市松正方縮小処理により、処理後の画像信号は正方状配列となり、画素数が処理前の市松状配列の画像信号の略1/2となる。
【0012】
ここで、「正方状画素配列」とは、画像信号により表される画像の各画素が図47に示すように、最も近接する画素が縦横等間隔に配列されてなるものをいう。
【0013】
「市松状画素配列」とは、画像信号により表される画像の各画素が図48に示すように、最も近接する画素が斜め方向に等間隔に配列され、ある画素列の各画素間にその画素列に隣接する画素列の各画素が位置せしめられるような配列のことをいう。
【0014】
「正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理」とは、下記の処理のことをいう。まず、原画像信号が正方状画素配列の場合、原画像信号に対して正方市松縮小処理を施して、市松状画素配列の縮小画像信号を作成し、さらにこの縮小画像信号に対して市松正方縮小処理を施して正方状画素配列の縮小画像信号を作成する。そして、得られた縮小画像信号に対して正方市松縮小処理および市松正方縮小処理を交互に施すことにより、画素数を段階的に少なくした複数の縮小画像信号を得る。一方、原画像信号が市松状画素配列の場合、原画像信号に対して市松正方縮小処理を施して、市松状画素配列の縮小画像信号を作成し、さらにこの縮小画像信号に対して正方市松縮小処理を施して市松状画素配列の縮小画像信号を作成する。そして、得られた縮小画像信号に対して市松正方縮小処理および正方市松縮小処理を交互に施すことにより、画素数を段階的に少なくした複数の縮小画像信号を得る。そして、各縮小画像信号に対して、スプライン補間演算などの補間方法により、原画像と画素数が同一となるように補間演算を施す処理である。
【0015】
なお、補間演算を行う際には、縮小画像信号の画素配列に応じて補間係数が配置された補間フィルタを使用する。例えば、縮小画像信号が正方状画素配列である場合には、正方状に補間係数が配置された補間フィルタを使用し、縮小画像信号が市松状画素配列である場合には、市松状に補間係数が配置された補間フィルタを使用する。また、補間フィルタとしては例えばBスプライン補間演算を行う補間フィルタを使用することができる。この場合、市松状に補間係数が配列された補間フィルタは、正方状に補間係数が配列された補間フィルタの補間係数を45度回転させた補間係数を有するものを用いることができる。
【0016】
そして、「正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理」により、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号が作成される。
【0017】
「変換画像信号に基づいて原画像信号に加算する高周波成分に関する信号を得る」とは、1つの帯域制限画像信号に対してのみ所定の変換処理を施した場合は、1つの変換画像信号のみが得られるため、この1つの変換画像信号を高周波成分に関する信号とすることをいう。一方、2以上の帯域制限画像信号に対して所定の変換処理を施した場合には、2以上の変換画像信号が得られるため、これらの変換画像信号を加算することにより、高周波成分に関する信号を得ることをいう。
【0018】
なお、本発明による画像処理方法においては、前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の少なくとも一部を小さくする処理であることが好ましい。
【0019】
また、前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、該信号値の絶対値を小さくする処理としてもよい。
【0020】
この際、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が前記所定の閾値よりも小さい他の閾値よりも小さいほど、該信号値の絶対値を小さくする処理としてもよい。
【0021】
また、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて該帯域制限画像信号の信号値の絶対値の大きさを変化させる処理としてもよい。
【0022】
また、前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる関数に基づいて、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換する処理であってもよい。なお、複数の帯域制限画像信号を変換する場合には、各帯域制限画像信号の周波数帯域毎に異なる関数が用いられる。
【0023】
この際、前記関数は、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の値より大きい場合は、前記変換画像信号の信号値が略一定の値となるように前記帯域制限画像信号を変換する関数であり、前記所定の値は、前記帯域制限画像信号が高周波数帯域であるほど小さい値であることが望ましい。
【0024】
さらに、前記関数は、前記帯域制限画像信号が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号における絶対値が0近傍の所定の範囲内の信号値を変換することにより得られる前記変換画像信号の絶対値がより小さい値となるように、前記帯域制限画像信号を変換する関数であることが望ましい。
【0025】
なお、前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算は、具体的には、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0026】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
あるいは、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0027】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f1(Sorg−Sus1)+f2(Sorg−Sus2)+…
+fk(Sorg−Susk)+…+fN(Sorg−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
なお、原画像信号が正方画素配列の場合、kが奇数の非鮮鋭マスク画像信号は市松画素配列の縮小画像信号に対して補間演算を施すことにより得られ、kが偶数の非鮮鋭マスク画像信号は正方画素配列の縮小画像信号に対して補間演算を施すことにより得られる。一方、原画像信号が市松画素配列の場合、kが奇数の非鮮鋭マスク画像信号は正方画素配列の縮小画像信号に対して補間演算を施すことにより得られ、kが偶数の非鮮鋭マスク画像信号は市松画素配列の縮小画像信号に対して補間演算を施すことにより得られる。
【0028】
また、前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0029】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
={f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
あるいは、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0030】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus1−Sus3)+…
+fk(Sus1−Susk)+…+fN(Sus1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
さらには、上記各式における所定の変換処理は、前記強調係数に応じた変換処理としてもよい。この際、この強調係数に応じた変換処理は、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる変換処理であって、該帯域制限画像信号の周波数帯域が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号を大きく抑制する処理であり、前記強調係数が大きいほど、高周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いと、低周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いの差が大きいことが望ましい。
【0031】
さらに、前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより抑制画像信号を作成し、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記抑制画像信号の作成に使用された帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を作成し、
該補助画像信号を、該補助画像信号の信号値の絶対値が小さいほど1に近く、大きいほど0に近い値となるように変換することにより前記抑制画像信号にそれぞれ対応する倍率信号を作成し、
前記抑制画像信号に、該抑制画像信号に対応する前記倍率信号を乗ずることにより前記変換画像信号を得る処理としてもよい。
【0032】
これは、具体的には、前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0033】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sus1−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Susk−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(SusN−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
あるいは、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0034】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sorg−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sorg−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Sorg−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(Sorg−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行ってもよい。
【0035】
さらに、前記所定の変換処理は、前記少なくとも1つの帯域制限画像信号である被変換帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の帯域制限画像信号である低周波側帯域制限画像信号を、原点を通り該原点における傾きが略0で、処理される値が大きくなるにつれて該傾きが漸増する非線形関数に基づいて変換することにより前記被変換帯域制限画像信号の補助画像信号を作成し、該補助画像信号を前記被変換帯域制限画像信号に加算することにより複合帯域制限画像信号を作成し、該複合帯域制限画像信号を、該複合帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより前記変換画像信号を得る処理としてもよい。
【0036】
具体的には、前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式にしたがって行ってもよい。
【0037】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=[f1{(Sorg−Sus1)+g(Sus1−Sus2)}
+f2{(Sus1−Sus2)+g(Sus2−Sus3)}+…
+fk{(Susk-1−Susk)+g(Susk−Susk+1)}+…
+fN{(SusN-1−SusN)+g(SusN−SusN+1)}]
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):複合帯域制限画像信号を変換するための関数
g:帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
また、上記所定の変換処理は、全て、前記原画像を撮影した際の撮影部位に応じて、前記帯域制限画像信号を変換することにより行うことが望ましい。
【0038】
本発明による画像処理装置は、原画像を表す原画像信号に、該原画像の高周波成分に関する信号を加算することにより、該原画像の高周波成分を強調する画像処理装置において、
前記原画像信号に対して正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理を施して、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成する非鮮鋭マスク画像信号作成手段と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号を作成する帯域制限画像信号作成手段と、
該複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施して少なくとも1つの変換画像信号を作成する変換手段と、
該変換画像信号に基づいて前記原画像信号に加算する前記高周波成分に関する信号を得る周波数強調処理手段とからなることを特徴とするものである。
【0039】
なお、本発明による画像処理装置においては、変換手段において行われる上記所定の変換処理は、本発明による画像処理方法と同様の処理とすればよい。
【0040】
また、本発明による画像処理装置においては、前記変換手段が、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより抑制画像信号を作成する抑制画像信号作成手段と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記抑制画像信号の作成に使用された帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を作成する補助画像信号作成手段と、
該補助画像信号を、該補助画像信号の信号値の絶対値が小さいほど1に近く、大きいほど0に近い値となるように変換することにより前記抑制画像信号にそれぞれ対応する倍率信号を作成する倍率信号作成手段と、
前記抑制画像信号に、該抑制画像信号に対応する前記倍率信号を乗ずることにより前記変換画像信号を作成する乗算手段とを備えてなるものとしてもよい。
【0041】
さらに、本発明による画像処理装置においては、前記変換手段が、前記少なくとも1つの帯域制限画像信号である被変換帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の帯域制限画像信号である低周波側帯域制限画像信号を、原点を通り該原点における傾きが略0で、処理される値が大きくなるにつれて該傾きが漸増する非線形関数に基づいて変換することにより前記被変換帯域制限画像信号の補助画像信号を作成する補助画像信号作成手段と、
該補助画像信号を前記被変換帯域制限画像信号に加算することにより複合帯域制限画像信号を作成する複合帯域制限画像信号作成手段と、
該複合帯域制限画像信号を、該複合帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより前記変換画像信号を作成する変換画像信号作成手段とを備えてなるものとしてもよい。
【0042】
なお、本発明による画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとしてコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【0043】
【発明の効果】
本発明による画像処理方法および装置によれば、原画像信号に対して正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理が施されて、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号が作成され、この非鮮鋭マスク画像信号から前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号が作成される。ここで、帯域制限画像信号は、原画像の濃度変化が比較的小さいいわゆる平坦部においては、各周波数帯域において値は小さくなるものである。これに対して、濃度が急激に変化するエッジ部近傍においては、帯域制限画像信号が比較的低周波数帯域である場合、すなわち非鮮鋭マスク画像信号を得る際の非鮮鋭マスクのサイズが比較的大きい場合は、そのエッジ部近傍の画素については、非鮮鋭マスクにエッジ部が含まれてしまうため、帯域制限画像信号がエッジ部の影響を受けて信号値の絶対値が比較的大きなものとなる。このように、本来エッジ部でない部分がエッジ部の濃度値の影響を受けることにより、画像処理を行うことにより得られた画像のエッジ部にオーバーシュート、アンダーシュートなどのアーチファクトが発生してしまう。
【0044】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの信号について、例えば帯域制限画像信号の少なくとも一部を小さくするような変換処理を施して変換画像信号を作成し、この変換画像信号に基づいて原画像信号に加算するための高周波成分に関する信号を得るようにしたものである。このため、比較的信号値の絶対値の大きい帯域制限画像信号は、原画像信号に加算するための高周波成分に関する信号に対する影響力が小さくなり実質的の非鮮鋭マスクのサイズを小さくしたものと同様の信号となる。そしてこれにより、濃度が急激に変化するエッジ部近傍においても、アーチファクトの原因となる信号は影響力が弱められるため、処理を施すことにより得られる画像をアーチファクトのない良好なものとすることができる。
【0045】
一方、上述した特開平10-75395号に記載された処理においては、非鮮鋭マスク画像信号を作成する際の画素の間引きは1/2とされるため、帯域制限画像信号は、原画像信号のナイキスト周波数の1/2N〜1/2N+1の周波数帯域の画像を表すものとなっている。一方、本発明において得られる帯域制限画像信号は、原画像信号のナイキスト周波数の1/2N〜1/2kおよび1/2k〜1/2N+1(N<k<N+1)の周波数帯域の画像を表すものとなっている。例えば、最高周波数帯域および最高周波数帯域より1段階低周波数帯域の帯域制限画像信号を第1および第2の帯域制限画像信号とすると、第2の帯域制限画像信号は原画像の1/22サイズの画像を表すものであるが、第1の帯域制限画像信号は、原画像と原画像の1/22サイズの画像との中間サイズの画像を表すものとなっている。よって、原画像信号のナイキスト周波数をfs/2とすると、第1の帯域制限画像信号はfs/2〜fs/k、第2の帯域制限画像信号はfs/k〜fs/4(2<k<4)の周波数帯域の画像を表すものとなる。このため、本発明によれば、従来の方法と比較して、原画像信号をより細かい周波数帯域に帯域分割した帯域制限画像信号を得ることができる。
【0046】
したがって、少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施すことにより、より細かな周波数帯域の間隔で変換処理を施すことができるため、より詳細に画質を制御することができる。したがって、得られた変換画像信号に基づいて高周波成分に関する信号を得、これを原画像信号に加算することにより、より高画質の処理済み画像を再生可能な処理済み画像信号を得ることができる。
【0047】
また、上記特開平10-75395号に記載された処理に用いられる帯域制限画像信号は、正方状画素配列の原画像信号を正方状に帯域分割して正方状配列の非鮮鋭マスク画像信号を得、この非鮮鋭マスク画像信号から帯域制限画像信号を得るものであるため、とくに所定の変換処理において急峻なエッジを抑制したい場合、縦横方向すなわち正方状に画素が並ぶ方向のエッジについては良好にエッジを抑制できる。しかしながら、帯域制限画像信号は斜め方向すなわち市松状に画素が並ぶ方向に帯域分割されていないため、斜め方向については良好にエッジを抑制することができなかった。これに対し、本発明により得られる帯域制限画像信号は、原画像が正方状および市松状に帯域分割されているため、斜め方向に帯域分割された市松状画素配列の帯域制限画像信号を用いれば、斜め方向についても良好にエッジを抑制することができることとなる。したがって、エッジの方向によらずエッジが過度に強調されることを防止することができる。
【0048】
さらに、原画像信号を取得する画像取得装置によっては、原画像の鮮鋭度が縦横方向と斜め方向とで鮮鋭度が異なる場合がある。例えば、デジタルカメラにおいては、撮影時のノイズを除去するために光学的なローパスフィルタを使用しているが、このローパスフィルタの特性が得られた画像信号を再生することにより得られる再生画像の縦横方向および斜め方向で異なる場合がある。ここで、画像取得装置の特性が、原画像の縦横方向の鮮鋭度が斜め方向よりも高いものとすると、上記特開平10-75395号に記載された方法では、帯域制限画像信号は縦横方向にのみ帯域分割されているため、斜め方向についてのみ鮮鋭度を高くすることができなかった。これに対して、本発明は帯域制限画像信号は斜め方向にも帯域分割されているため、斜め方向についてのみ鮮鋭度を高くすることができる。したがって、画像取得装置の特性に拘わらず、高画質の画像を再現可能な処理済み画像信号を得ることができる。
【0049】
なお、上記所定の変換処理として、少なくとも1つの帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、帯域制限画像信号の信号値の絶対値を小さくする処理とすることにより、とくに大きな信号値の影響力を弱めることができる。
【0050】
また、少なくとも1つの帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の閾値よりも小さい他の閾値よりも小さいほどこの帯域制限画像信号の信号値の絶対値を小さくする処理とすれば、画像中においてノイズと見なせるような信号値の絶対値の小さい成分のレスポンスを小さくすることができ、これにより得られる画像のノイズを低減することができる。
【0051】
また、帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて帯域制限画像信号の信号値の絶対値の大きさを変化させる処理とすることにより、周波数帯域に応じた処理を行うことも可能となる。
【0052】
また、所定の閾値よりも大きいか否かによらず、周波数帯域に応じて異なる関数によって変換処理を施せば、より適切な処理を施すことが可能となり、これにより、最終的に得られる処理済み画像信号の全体の周波数応答特性を自在にコントロールすることもできる。これは、上記アーチファクトのみならず、周波数帯域の境界に発生する階段状のアーチファクトをも抑制できるという効果を有する。
【0053】
あるいは、所定の変換処理を施す帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の画像信号を用いて、2種類の信号を加算あるいは乗算するなどして変換画像信号を作成することにより、上記階段状のアーチファクトをさらに抑制し、より滑らかな画像信号を作成して良好な処理済み画像を得ることができる。
【0054】
さらに、原画像を得た際の撮影部位に応じてこのような変換を行うことにより、各撮影部位に適した高周波成分の強調を行うことができる。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の第1の実施形態による画像処理装置の構成を示す概略ブロックである。図1に示すように第1の実施形態による画像処理装置は、入力された原画像信号Sorgに対して正方市松縮小処理および市松正方縮小処理に基づく処理を施すことにより、互いに周波数応答特性が異なる多重解像度のボケ画像信号(非鮮鋭マスク画像信号)Susk(k=1〜N)を作成するボケ画像信号作成手段1と、ボケ画像信号作成手段1において作成されたボケ画像信号Suskに基づいて複数の帯域制限画像信号を作成する帯域制限画像信号作成手段2と、帯域制限画像信号作成手段2において作成された複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号について、帯域制限画像信号の少なくとも一部を小さくするような変換処理を施して変換画像信号を得る変換手段3と、変換画像信号を積算して積算信号(高周波成分に関する信号)を作成する積算手段4と、積算信号に強調係数を乗じて原画像信号Sorgと加算することにより、原画像の高周波成分が強調された処理済み画像信号Sprocを得る周波数強調処理手段5とを備える。
【0056】
はじめに、ボケ画像信号作成手段1において行われる処理について説明する。図2はボケ画像信号作成手段1において行われる処理を示す概略ブロック図である。ここで、原画像信号Sorgにより表される原画像は、図3に示すように正方状に画素が配列されてなるものとする。なお、図3および以降の図において○の位置が信号値を有する画素の位置を表すものとする。
【0057】
まず、原画像信号Sorgに対して正方市松縮小処理である補間処理aが施される。この補間処理aは、図4に示すフィルタにより原画像信号Sorgの各画素を1画素おきにフィルタリング処理することにより行われる。なお、このフィルタリング処理は、隣接する画素列においては画素を1画素ずつずらして行われる。これにより、図5に示す○位置の画素にのみフィルタリング処理が施され、○位置にのみ信号値を有する、画素が市松状に配列された縮小画像を表す縮小画像信号S1が得られる。なお、フィルタリング処理に代えて単純に1画素おきに画素を間引く処理を行ってもよい。
【0058】
この縮小画像信号S1は原画像信号Sorgと比較して画素配列が市松状となり、画素数が略1/2となっている。なお、「略1/2」としたのは、補間処理aは画素数を1/2とする処理であるが、画素列における画素数が奇数である場合には、画素数を1/2としても1画素余りが生じ、完全に1/2とはならないためである。
【0059】
さらに、上記補間処理aにより求められた縮小画像信号S1に対して市松正方縮小処理である補間処理cが施される。この補間処理cは、図6に示すフィルタにより縮小画像信号S1の各画素列を1列おきにフィルタリング処理することにより行われる。これにより、図7に示す○位置の画素にのみフィルタリング処理が施され、○位置にのみ信号値を有する、画素が正方状に配列された縮小画像を表す縮小画像信号S2が得られる。なお、フィルタリング処理に代えて単純に画素を間引く処理を行ってもよい。
【0060】
この縮小画像信号S2は縮小画像信号S1と比較して画素配列が正方状となり、画素数が略1/2となっている。また、この縮小画像信号S2は原画像信号Sorgと比較して縦横の画素数が1/2すなわち画素数が1/4となっている。したがって、縮小画像信号S2により表される画像のサイズは原画像の1/22となっている。
【0061】
さらに、上記補間処理cにより求められた縮小画像信号S2に対して正方市松縮小処理である補間処理aを施すことにより、図8に示す○位置の画素にのみフィルタリング処理が施され、○位置にのみ信号値を有する、画素が市松状に配列された縮小画像を表す縮小画像信号S3が得られる。
【0062】
そして補間処理a,cを繰り返すことにより、N個の縮小画像信号Sk(k=1〜N)が得られる。ここで、kが奇数の場合、縮小画像信号Skにより表される縮小画像は市松状の画素配列となる。一方、kが偶数の場合、縮小画像信号Skにより表される縮小画像は正方状の画素配列となる。また、最低周波数帯域の縮小画像信号BNを補間処理cまで行うことにより得た場合、その縮小画像信号SNにより表される縮小画像は市松状の画素配列となる。一方、最低周波数帯域の縮小画像信号SNを補間処理aまで行うことにより得た場合、その縮小画像信号SNにより表される縮小画像は正方状の画素配列となる。
【0063】
また、kが偶数の縮小画像信号Skは、原画像に対して1/2kサイズの画像を表すものとなっている。一方、kが奇数の縮小画像信号は、原画像に対する1/22kサイズと1/22(k+1)サイズとの中間サイズの画像を表すものとなっている。ここで、縮小画像信号Skの周波数応答特性を図9に示す。図9に示すように、縮小画像信号Skのレスポンスはkが大きいほど高周波成分が除去されたものとなっている(但し、図9においてはk=1〜3としている)。なお、図9においてfs/2は原画像信号Sorgのナイキスト周波数である。
【0064】
次いで、このようにして得られた縮小画像信号Skに対して、補間処理b,dが施される。ここで、補間処理bは補間処理aにより得られた市松状画素配列の縮小画像信号Sk(k:奇数)に対して、補間処理dは補間処理cにより得られた正方状画素配列の縮小画像信号Sk(k:偶数)に対して施される。まず、簡便のため補間処理dについて説明する。この補間処理dは、正方状画素配列の縮小画像信号Skに対してBスプライン補間演算を行う補間フィルタによるフィルタリング処理を施して、原画像と同一サイズのボケ画像を表すボケ画像信号Suskを得る処理である。
【0065】
以下、Bスプライン補間演算処理について説明する。Bスプライン補間演算は、比較的鮮鋭度の低い滑らかな2次画像を再生可能な補間画像信号を得るための補間演算方法である。なお、ここでは簡便のため1次元のBスプラインについて説明する。このBスプライン補間演算は、元のサンプル点(画素)を通ることは必要とされない代わりに、第1階微分係数および第2階微分係数(f″(X)で表す)が各区間間で連続することが必要とされる。
【0066】
すなわち、
k(x)=Ak3+Bk2+Ckx+Dk (4)
において(式(4)においてBkは便宜上用いられる係数であり、フィルタリング処理により得られる画像とは異なる。)、
k′(Xk)=fk-1′(Xk) (5)
k′(Xk+1)=fk+1′(Xk+1) (6)
k″(Xk)=fk-1″(Xk) (7)
k″(Xk+1)=fk+1″(Xk+1) (8)
が条件となる。但し、画素Xkにおける第1階微分係数が、その画素Xkの前後の画素であるXk-1とXk+1とについて、これらの画像信号Yk-1、Yk+1の勾配(Yk+1−Yk-1)/(Xk+1−Xk-1)に一致することが条件であるから、下記式(9)を満たす必要がある。
【0067】
k′(Xk)=(Yk+1−Yk-1)/(Xk+1−Xk-1) (9)
同様に、画素Xk+1における第1階微分係数が、その画素Xk+1の前後の画素であるXkとXk+2とについて、これらの画像信号Yk、Yk+2の勾配(Yk+2−Yk)/(Xk+2−Xk)に一致することが条件であるから、下記式(10)を満たす必要がある。
【0068】
k′(Xk+1)=(Yk+2−Yk)/(Xk+2−Xk) (10)
また関数f(X)は一般に下記式(11)に示すもので近似される。
【0069】
f(X)=f(0)+f′(0)X+{f″(0)/2}X2 (11)
ここで、各区間Xk-2〜Xk-1,Xk-1〜Xk,Xk〜Xk+1,Xk+1〜Xk+2の間隔(格子間隔という)を1とし、画素Xkからの画素Xk+1方向への補間点Xpの位置をt(0≦t≦1)とすれば、式(5)〜(8)および(11)より、
k′(0)=Ck=(Yk+1−Yk-1)/2
k′(1)=3Ak+2Bk+Ck=(Yk+2−Yk)/2
k″(0)=Yk+1−2Yk+Yk-1=2B
したがって、
k=(Yk+2−3Yk+1+3Yk−Yk-1)/6
k=(Yk+1−2Yk+Yk-1)/2
k=(Yk+1−Yk-1)/2
ここで、Dkは未知のため、
k=(D1k+2+D2k+1+D3k+D4k-1)/6
とおく。また、スプライン補間関数fk(x)は上述の通り、X=tなる変数変換をしているため、
k(x)=fk(t)
となる。よって、
k(t)={(Yk+2−3Yk+1+3Yk−Yk-1)/6}t3
+{(Yk+1−2Yk+Yk-1)/2}t2
+{(Yk+1−Yk-1)/2}t
+(D1k+2+D2k+1+D3k+D4k-1)/6
となり、これを画像信号Yk-1,Yk,Yk+1,Yk+2について整理すると、下記式(12)で表すことができる。
【0070】
k(t)={(−t3+3t2−3t+D4)/6}Yk-1
+{(3t3−6t2+D3)/6}Yk
+{(−3t3+3t2+3t+D2)/6}Yk+1
+{(t3+D1)/6}Yk+2
(12)
ここで、t=1とおけば、
k(1)={(D4−1)/6}Yk-1+{(D3−3)/6}Yk
+{(D2+3)/6}Yk+1+{(D1+1)/6}Yk+2
次に区間Xk+1〜Xk+2についての式(9)は、
k+1(t)={(−t3+3t2−3t+D4)/6}Yk
+{(3t3−6t2+D3)/6}Yk+1
+{(−3t3+3t2+3t+D2)/6}Yk+2
+{(t3+D1)/6}Yk+3
(13)
ここで、t=0とおけば、
k+1(0)=(D4/6)Yk+(D3/6)Yk+1
+(D2/6)Yk+2+(D1/6)Yk+3
連続性の条件(fk(1)=fk+1(0))、および各フィルタリング処理画像信号に対応する係数同士が等しいという条件により、D4−1=0,D3−3=D4,D2+3=D3,D1+1=D2,D1=0、となり、したがって、
k=(Yk+1+4Yk+Yk-1)/6
となる。よって、
p=fk(t)={(−t3+3t2−3t+1)/6}Yk-1
+{(3t3−6t2+4)/6}Yk
+{(−3t3+3t2+3t+1)/6}Yk+1
+{t3/6}Yk+2 (14)
したがって、フィルタリング処理画像信号Yk-1、Yk、Yk+1、Yk+2にそれぞれ対応する補間係数bk-1、bk、bk+1、bk+2は、
k-1=(−t3+3t2−3t+1)/6
k =(3t3−6t2+4)/6
k+1=(−3t3+3t2+3t+1)/6
k+2=t3/6 (15)
のように、tの関数として求められることとなる。
【0071】
そして、上記式(15)により1次元の補間係数を求め、1次元の補間係数を2次元に展開して補間フィルタを作成し、この補間フィルタにより縮小画像信号Skに対してフィルタリング処理を施すことにより、×位置における画素値を求め、原画像と同一サイズのボケ画像信号を得ることができる。
【0072】
ここで、信号値が既知の画素位置における補間信号値を求めるための1次元のBスプライン補間演算の補間係数は、t=0であることから1/6,4/6,1/6となるため、これを2次元に展開すると図10に示すように3×3の補間係数の行列からなる補間フィルタとなる。一方、信号値が既知の画素位置の間の位置における補間信号値を求めるための1次元のBスプライン補間演算の補間係数は、t=1/2であることから、1/48,47/48,47/48,1/48となるため、これを2次元に展開すると図11に示すように3×3の補間係数の行列からなる補間フィルタとなる。
【0073】
したがって、図7に示す縮小画像信号S2に対して、○位置においては図10に示す補間フィルタにより、×位置においては図11に示す補間フィルタによりフィルタリング処理を施すことにより、○位置および×位置の双方の信号値を求めることができ、これにより原画像と同一画素数を有するボケ画像を表すボケ画像信号Sus2を得ることができる。なお、図10および図11に示す補間フィルタによりフィルタリング処理を行う際には、補間係数と対応する位置に信号値を有する画素が位置するよう、補間係数の間に0の値を挿入すればよい。
【0074】
一方、補間処理bは市松状画素配列の縮小画像信号Sk(k:奇数)に対して補間処理を施すものである。ここで、正方状画素配列は画素が縦横方向に最も小さい間隔で均等に並ぶが、市松状画素配列は画素が斜め方向に最も小さい間隔で均等に並ぶものである。よって、補間処理bにおいて○位置における補間信号値を求める補間フィルタは図12に示すように、図10に示す補間フィルタの補間係数を45度回転させたものを用いる。また、×位置における補間信号値を求める補間フィルタは図13に示すように、図11に示す補間フィルタの補間係数を45度回転させたものとすればよい。なお、図12および図13に示す補間フィルタによりフィルタリング処理を行う際には、補間係数と対応する位置に信号値を有する画素が位置するよう、補間係数の間に0の値を挿入すればよい。
【0075】
このように、Bスプライン補間演算を行う補間フィルタによるフィルタリング処理を各縮小画像信号Skに対して施すことにより、各縮小画像信号に対応したボケ画像信号Suskを得ることができる。
【0076】
このようにして得られたボケ画像信号Suskの周波数応答特性を図14に示す。図14に示すように、ボケ画像信号Suskのkの値が大きくなるほど、原画像信号Sorgの高周波成分が除去された信号となる。
【0077】
図15は上記図2のボケ画像信号作成手段1を含む本発明の第1の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図である。図15に示すように、ボケ画像信号作成手段1において作成された各ボケ画像信号Suskは、次に、帯域制限画像信号作成手段2および変換手段3において処理される。まず、原画像信号Sorgおよびボケ画像信号作成手段1において作成された複数のボケ画像信号Suskに基づいて帯域制限画像信号Bk(k=1〜N)が作成されるが、この帯域制限画像信号Bkは減算器21により、互いに隣接する周波数帯域同士のボケ画像信号Suskの減算を行うことにより得られる。すなわち、Sorg−Sus1、Sus1−Sus2、…SusN-1−SusNを順次計算することにより、複数の帯域制限画像信号Bkが求められる。この帯域制限画像信号Bkの周波数応答特性を図16に示す。図16に示すように、帯域制限画像信号Bk(ここではk=1〜3)はkの値が大きくなるほど、原画像信号Sorgの低周波数帯域を表す信号となる。
【0078】
次いで、変換手段3において、このようにして求められた帯域制限画像信号Bkをこの帯域制限画像信号Bkの信号値に応じて変換する。この変換は変換器22において、例えば図17に示すような関数fを用いて行う。なお、この関数fは上記Bスプライン補間演算の説明に用いた関数fk(X)とは異なる。この関数fは、帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が閾値Th1よりも小さい場合は傾きが1であり、閾値Th1よりも大きい場合は傾きが1よりも小さくなるような非線形関数である。この関数fは、全ての帯域制限画像信号Bkにおいて同一のものであってもよいが、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異なるものであってもよい。なお、図15では帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異なる関数fk(k=1〜N)を使用するものとしている。
【0079】
このような関数fにより帯域制限画像信号Bkを変換することにより得られた変換信号Bk′は、上述した積算手段4および周波数強調処理手段5を内包する演算器23に入力される。この演算器23においては下記のような処理が行われる。まず、変換画像信号Bk′が積算されて積算信号が得られる。そしてこの積算信号が求められると、周波数強調処理手段5において原画像信号Sorgの値に応じた強調係数βが乗じられ、さらにこの強調係数βが乗じられた積算信号が原画像信号Sorgと加算されて処理済み画像信号Sprocが得られる。
【0080】
以上の帯域制限画像信号作成手段2、変換手段3、積算手段4および周波数強調処理手段5において行われる処理を下記の式(16)に示す。
【0081】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}(16)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):ボケ画像信号
fk(k=1〜N):各帯域制限画像信号を変換する関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
このようにして得られた処理済み画像信号Sprocは、例えば図18に示すような周波数応答特性を有するものとなる。すなわち、上述した帯域制限画像信号Bkは、原画像の濃度変化が比較的小さいいわゆる平坦部においては、各周波数帯域において信号値の絶対値は小さくなるものである。これに対して、濃度が急激に変化するエッジ部近傍においては、帯域制限画像信号Bkが比較的低周波数帯域である場合、すなわちボケ画像信号Suskを得る際のマスクのサイズが比較的大きい場合は、図49に示すように、そのエッジ部近傍の画素についておかれたマスクにエッジ部が含まれてしまうため、帯域制限画像信号Bkがエッジ部の影響を受けて信号値の絶対値が比較的大きなものとなる。このように、本来エッジ部でない部分がエッジ部の濃度値の影響を受けることにより、画像処理を行うことにより得られた画像のエッジ部にはオーバーシュート、アンダーシュートなどのアーチファクトが発生してしまう。
【0082】
そこで、帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が閾値Th1よりも大きい場合に、上述した関数fによりこの信号値の絶対値が小さくなるように帯域制限画像信号Bkして変換画像信号Bk′を得、この変換画像信号Bk′を積算し、さらに所定の強調係数で強調することにより、原画像信号Sorgに加算するための高周波成分に関する信号を得るようにしたものである。
【0083】
これにより、図18に示すように、エッジ部が存在しない平坦部においては処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性は実線で示すようなものとなるが、エッジ部近傍の領域においては、処理済み画像信号Sprocは図18の破線に示すように比較的低い周波数帯域のレスポンスが低下されたような周波数応答特性を有するものとなる。これは、エッジ部近傍の領域においては、ボケ画像信号(式(1)におけるSus)を得る際のマスクが実際のマスクよりも小さくされたことと同一の効果を奏するものである。
【0084】
したがって、エッジ部近傍の領域に対応する比較的信号値の絶対値の大きい帯域制限画像信号Bkは、原画像信号Sorgに加算するための高周波成分に関する信号に対する影響力が小さくなる。このため、濃度が急激に変化するエッジ部近傍においても、アーチファクトの原因となる信号は影響力が弱められることとなり、処理を施すことにより得られる画像をアーチファクトのない良好な画像とすることができる。
【0085】
図19は上記特開平10-75395号に記載された処理に用いられる帯域制限画像信号と本実施形態の手法により得られた帯域制限画像信号Bkとの周波数応答特性の相違を説明するための図であり、(a)は上記特開平10-75395号に記載された処理に用いられる帯域制限画像信号(以下従来の帯域制限画像信号とする)の周波数応答特性を、(b)は本実施形態の手法により得られた帯域制限画像信号Bkの周波数応答特性を示す図である。なお、図19においてfs/2は正方状画素配列の原画像信号Sorgのナイキスト周波数であり、実線が各帯域制限画像信号が再現可能な周波数帯域の区分すなわち帯域制限画像信号の最大境界を表している。
【0086】
上記従来の帯域制限画像信号は、原画像信号Sorgにより表される原画像の1/22Nのサイズの画像を表すものとなることから、原画像信号S0は矩形状に周波数帯域が帯域分割され、図19(a)に示すように、各帯域制限画像信号の周波数応答特性が矩形状となる。
【0087】
一方、本実施形態により得られる帯域制限画像信号Bkは、原画像の1/22Nのサイズの細部画像とともに、1/22Nサイズと1/22(N+1)サイズとの中間のサイズの細部画像を表すものとなる。このため、原画像信号S0は矩形状および菱形状に交互に周波数帯域が帯域分割され、図19(b)に示すように、各帯域制限画像信号も矩形状および菱形状の周波数応答特性が交互に現れるものとなる。
【0088】
ここで、本実施形態により得られる帯域制限画像信号Bkのうち、kが偶数となり矩形状の周波数応答特性を有する帯域制限画像信号Bkの周波数帯域の最大境界は、従来の帯域制限画像信号の周波数帯域の最大境界と同一となる。一方、kが奇数となり菱形状の周波数応答特性となる帯域制限画像信号Bkの周波数帯域の最大境界は、従来の帯域制限画像信号の最大境界の間に位置するものとなる。このため、本実施形態によれば、従来の帯域制限画像信号と比較して、原画像信号S0をより細かい周波数帯域に帯域分割した帯域制限画像信号Bkを得ることができる。具体的には、従来の帯域制限画像信号は、原画像信号Sorgのナイキスト周波数fs/2の1/2N〜1/2N+1の周波数帯域を表すものであるのに対し、本実施形態においては、従来の帯域制限画像信号の1つの周波数帯域内に、原画像信号Sorgのナイキスト周波数fs/2の1/2N〜1/2Mおよび1/2M〜1/2N+1(N<M<N+1)の2つの周波数帯域の帯域制限画像信号が含まれるものとなる。
【0089】
したがって、本実施形態により得られた帯域制限画像信号Bkに対しては、より細かな周波数帯域の間隔で上記変換処理を施すことができるため、より詳細に画質を制御することができる。その結果、処理が施された変換画像信号Bk′を積算して得られた積算画像信号を原画像信号Sorgに加算することにより得られる処理済み画像信号Sprocを、より高画質の処理済み画像を再生可能なものとすることができる。
【0090】
また、上記従来の帯域制限画像信号は、原画像信号S0を矩形状に帯域分割して得るものであり、とくに上記図17に示すような関数fを用いて急峻なエッジを抑制したい場合、縦横方向すなわち正方状に画素が並ぶ方向のエッジについては良好にエッジを抑制できる。しかしながら、従来の帯域制限画像信号は菱形状に帯域分割されていないため、斜め方向については良好にエッジを抑制することができず、その結果斜め方向についてはエッジが過度に強調されてしまっていた。これに対し、本実施形態により得られる帯域制限画像信号Bkは、原画像が正方状および市松状に交互に帯域分割されているため、斜め方向に帯域分割された市松状配列の帯域制限画像信号を用いれば、斜め方向についても良好にエッジを抑制することができることとなる。したがって、エッジの方向によらずエッジが過度に強調されることを防止することができる。
【0091】
なお、本実施形態においては、上記式(16)により処理済み画像信号Sprocを得るようにしているが、下記式(17)により処理済み画像信号Sprocを得るようにしてもよい。式(16)と式(17)とでは、帯域制限画像信号Bkを得る際に、式(16)においては隣接する周波数帯域同士で減算を行っているが、式(17)においては、全ての周波数帯域のボケ画像信号Suskと、原画像信号Sorgとで減算処理を行っている点が異なるものである。式(17)により得られる処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を図20に示す。図20に示すようにエッジ部が存在しない平坦部においては、処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性は実線で示すようなものとなるが、エッジ部近傍の領域においては、処理済み画像信号Sprocは図20の破線に示すように比較的低い周波数帯域のレスポンスが大きく低下されたような周波数応答特性を有するものとなる。これは、エッジ部近傍の領域においては、ボケ画像信号Suskを得る際のマスクが実際のマスクよりも小さくされたことと同一の効果を奏するものである。
【0092】
ここで、図18と比較すると、図20の場合はエッジ部近傍の領域において、全周波数帯域に亘ってレスポンスが低下したものとなっている。このため、式(17)にしたがって処理済み画像信号Sprocを求める方が平坦部のレスポンスは低下されることなくエッジ部近傍の領域のみのレスポンスが低下されるため、より好ましいものである。
【0093】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f1(Sorg−Sus1)+f2(Sorg−Sus2)+…
+fk(Sorg−Susk)+…+fN(Sorg−SusN)}
(17)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):ボケ画像信号
fk(k=1〜N):各帯域制限画像信号を変換する関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
さらに、上述した実施形態においては、図17に示すように、閾値Th1よりも信号値の絶対値が大きい場合にこの絶対値を小さくするような関数を用いて帯域制限画像信号Bkを変換しているが、例えば図21に示すように、帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が閾値Th1よりも大きい場合に、この絶対値を小さくするとともに、閾値Th2よりも小さい場合に、絶対値を小さくするような関数を用いるようにしてもよい。
【0094】
このように、帯域制限画像信号Bkの絶対値が閾値Th1よりも小さい閾値Th2よりも小さいほど、この帯域制限画像信号Bkの絶対値を小さくするように、帯域制限画像信号Bkを変換することにより、画像中においてノイズと見なせるような信号値の絶対値の小さい成分のレスポンスを小さくすることができ、これによりノイズが低減された処理済み画像を表す処理済み画像信号Sprocを得ることができる。
【0095】
また、下記式(18)により処理済み画像信号Sprocを得るようにしてもよい。上述した式(17)においては、帯域制限画像信号Bkを得るために、原画像信号Sorgからボケ画像信号Suskを減算するようにしているが、式(18)においては、原画像信号Sorgを使用することなく、ボケ画像信号Sus1からボケ画像信号Susk(k=2〜N)を減算して帯域制限画像信号Bkを作成しているものである。式(18)において得られる帯域制限画像信号Bkの周波数応答特性を図22に示す。図22に示すように式(18)において得られる帯域制限画像信号Bkの周波数応答特性は、原画像信号Sorgを使用していないことから、最高周波数帯域に対応する周波数帯域が除去されたものとなっている。
【0096】
式(17)により処理を行うものにおいては、原画像信号Sorgを用いていることから、画像中のノイズと見なせる高周波成分をも強調してしまう場合があるため、得られる処理済み画像にノイズが目立つものとなってしまうことがある。これに対して式(18)により処理を行うものにおいては、原画像信号Sorgを用いて帯域制限画像信号Bkを作成していないため、ノイズと見なせる最高周波数帯域の帯域制限画像信号B1が除去されたものとなる。したがって、上記変換処理を行っても、ノイズと見なせる成分が強調されることがなくなりより高画質の処理済み画像を再現可能な処理済み画像信号Sprocを得ることができる。
【0097】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus1−Sus3)+…
+fk(Sus1−Susk)+…+fN(Sus1−SusN)}
(18)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):ボケ画像信号
fk(k=2〜N):各帯域制限画像信号を変換する関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
さらに、下記の式(19)により処理を行うようにしてもよい。上述した式(16)においては、原画像信号Sorgを用いて作成した帯域制限画像信号Bkを変換処理に使用しているのに対して、式(19)においては、原画像信号Sorgを用いた帯域制限画像信号B1(Sorg−Sus1)を変換処理に使用しないものである。これにより図22に示すように、最高周波数帯域の帯域制限画像信号B1が除去されることとなるため、式(18)により処理を行うものと同様に、処理済み画像信号Sprocの高周波成分が除去されてノイズが強調されることがなくなり、より高画質の処理済み画像を再生可能な処理済み画像信号Sprocを得ることができる。
【0098】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
={f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(19)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):ボケ画像信号
fk(k=2〜N):各帯域制限画像信号を変換する関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
なお、原画像が医療用放射線画像の場合、撮影部位に応じて診断に必要な周波数帯域が異なるものである。例えば、肺と胃の二重造影の画像において、肺は比較的低周波成分を強調するのが好ましく、胃は胃壁のヒダの観察を行うため比較的高周波成分を強調することが好ましい。一方、骨や人工骨等の金属を含む画像においては、これらのエッジ部分が強調されすぎることによるアーチファクトを防止する必要があるが、例えばマンモグラフィのように骨などのエッジ部分を含まない画像に対しては、アーチファクトは発生しにくく、骨を含む画像と同様に周波数成分の強調を行うと、観察に必要な部分が逆に見にくくなるという問題もある。したがって、原画像を得る際の撮影部位、あるいは帯域制限画像信号Bkの周波数帯域に応じて変換処理を行う関数fを変化させることが望ましい。
【0099】
例えば、図23に示すように、骨を含む画像においては関数fをBのようにして帯域制限画像信号Bkの高周波成分を大きく抑制してエッジ部分にアーチファクトを発生しにくくすることが好ましい。逆に、マンモグラフィのように骨を含まない画像においては関数fをAのようにしてBよりも高周波成分を強調し、略全周波数帯域に亘って帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が大きくなるように変換処理を行うことが好ましい。
【0100】
また、胸部画像の場合、全周波数帯域に亘って帯域制限画像信号Bkが強調されることが好ましいため、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域に応じて図24に示す関数fkのように変化させることが好ましい。一方、胃の二重造影像の場合は帯域制限画像信号Bkの高周波成分を強調し、低周波成分を抑制した方が好ましいため、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域に応じて図25に示す関数fkのように変化させることが好ましい。ここで、図中の「高」「低」はそれぞれ、高周波帯域の帯域制限画像信号Bkの変換に使用される関数、低周波帯域の帯域制限画像信号Bkの変換に使用される関数を示している。
【0101】
帯域制限画像信号Bkを図24に示す関数fkにしたがって変換することにより得られた処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を図26に、帯域制限画像信号Bkを図25に示す関数fkにしたがって変換することにより得られた処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を図27にそれぞれ示す。図24に示す関数fkを使用した場合、図26に示すように略全周波数帯域に亘ってレスポンスが強調されているのに対して、図25に示す関数fkを使用した場合、高周波帯域のレスポンスが他の周波数帯域よりも大きく強調されていることが分かる。
【0102】
このように、胸部画像の場合に全周波数帯域に亘ってレスポンスが強調されるように変換処理を施すことにより、肺野がより観察し易いものとなる。一方、胃の二重造影像において高周波帯域のレスポンスが強調されるように変換処理を施すことにより、胃壁のヒダがより観察し易いものとなる。そしてこのように、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域に応じてあるいは撮影部位に応じて帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値を変化させるように処理を行うことにより、撮影部位あるいは周波数帯域に応じたより観察に適した画像を得ることができることとなる。
【0103】
このように、帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkを、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異ならしめることにより、得られる処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を任意の周波数応答特性となるように調整可能である。したがって、処理対象である画像に求められる条件に応じて、適切な関数fkの組み合わせを設定することにより、処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を調整することが可能となる。
【0104】
以下、帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkを周波数帯域毎に異なるものとすることにより得られる効果について詳細に説明する。図28は、関数fkを全て同一の関数とし、全周波数帯域の帯域制限画像信号Bkを同一の関数を用いた変換処理により変換する方法の問題点を示す図であり、画像の濃度が急激に変化しているエッジ部の近傍における処理を段階的に示したものである。(a)はエッジ部近傍における階段状に信号値が変化する原画像信号Sorgとその原画像信号Sorgに基づいて作成されたボケ画像信号Suskを、(b)は(a)に対応する帯域制限画像信号Bkを、(c)は変換画像信号Bk′を、(d)は変換画像信号Bk′を積算して得た積算信号をそれぞれ示す。
【0105】
図28(d)に示すように、変換画像信号Bk′を積算して得た積算信号は周波数帯域の境界部において不自然なつなぎ目ができてしまい、これがすじ状のアーチファクトの原因となる。これを防止するためには、この境界部ができるだけ自然につながるよう考慮して変換画像信号Bk′を作成しなければならない。しかしながら、関数fkが一意に定められている場合には各帯域制限画像信号Bkに対して境界部の影響を考慮した任意の変換処理を行うことができず、結果としてすじ状のアーチファクトの発生を防止することができなかった。
【0106】
したがって、変換処理に使用する関数fkを帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異なるものとし、これらの関数fkを周波数帯域の境界部を考慮して設定することにより、すじ状のアーチファクトの発生を防止するものである。
【0107】
次に、このような帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異なる関数fkについて例を示して説明する。図29は、変換画像信号Bk′の作成に使用される関数fkの例を示す図であり、横軸に処理される帯域制限画像信号Bkの信号値を、縦軸に変換画像信号Bk′の信号値をそれぞれ示している。これらの関数fkは、帯域制限画像信号Bkをその帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値に基づいて定まる、その絶対値以下の値となるように変換するもので、帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が所定の値より大きい帯域制限画像信号Bkについては、変換画像信号Bk′の値が略一定の値となるように変換を行い、関数fkが変換する帯域制限画像信号Bkの周波数帯域が高周波帯域であるほど、上記所定の値が小さい値であることを特徴とするものである。
【0108】
言い換えれば、これらの関数fkはそれぞれ、原点を通り、関数fkの傾きがその関数fkにより変換される帯域制限画像信号Bkの信号値にかかわらず1以下であり、その関数fkにより変換される帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値の増加にともない、その関数fkの傾きが0になるかまたは0に収束し、さらに、その傾きが0または0に近い所定の値となるときの帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値が、高周波帯域を変換する関数fkであるほど小さい値であることを特徴とする。
【0109】
図29に示す関数fkは、振幅の大きな帯域制限画像信号Bkを抑制するような変換を行うものであり、周波数帯域の高い帯域制限画像信号Bkの抑制の度合いを、周波数帯域の低い帯域制限画像信号Bkよりも強くするものであるが、これは実際の放射線画像のエッジに含まれている高周波成分が、低周波成分に比べてその振幅が小さいということを考慮したものである。すなわち図30に示すように、実際の放射線画像においては、かなり急峻なエッジでさえも、図30(a)のように正確な階段状にはなっておらず、同図(b)のように高周波成分になるほどその振幅が小さくなっていることが多い。このため、各周波数成分の振幅に合わせて、周波数の高い帯域制限画像信号Bkほど小さい振幅から抑制を行うことが望ましく、図29に示す関数fkによりそれを実現することができるものである。
【0110】
次に図31に示す関数について説明する。図31に示す関数fkは、帯域制限画像信号Bkを、帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値に基づいて定まる、その絶対値以下の値となるように変換を行うもので、変換する帯域制限画像信号Bkの周波数帯域が低周波数帯域であるほど、信号値の絶対値が0近傍の所定の範囲内の値である帯域制限画像信号Bkを変換することにより得られる変換画像信号Bk′の絶対値が小さい値となることを特徴とするものである。
【0111】
言い換えれば、これらの関数fkはそれぞれ、原点を通り、関数fkの傾きがその関数fkにより変換される帯域制限画像信号Bkの信号値にかかわらず1以下であり、その関数fkの0近傍における傾きが、低周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkであるほど小さいことを特徴とするものである。
【0112】
図31に示す関数fkは、変換画像信号Bk′を積算して得られる積算信号(図28(d))を、原画像信号Sorgに加えた場合、原画像信号Sorgと加算された信号とのつなぎ目、すなわち信号の立ち上がりをより自然なものとするという効果がある。
【0113】
次に図32に示す関数について説明する。図32に示す関数fkは、図29および図31に示す関数の双方の特徴を兼ね備えたものであり、双方の関数の効果を得ることができるものである。
【0114】
以上のように、帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkをその周波数帯域毎に目的に応じて異なるものとすることにより、処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を任意のものとすることが可能となる。図33はその効果の一例を示す図である。図33において、(a−1),(b−1),(c−1)は周波数帯域に応じて異なる関数fkにより帯域制限画像信号Bkを変換することにより得られた変換画像信号Bk′の周波数帯域毎の周波数応答特性を示し、(a−2),(b−2),(c−2)は(a−1),(b−1),(c−1)にそれぞれ対応する処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を示す。(a−1),(a−2)は全ての周波数帯域において傾き1の関数を設定した場合、(b−1),(b−2)は低周波帯域ほど傾きを小さく設定した場合、(c−1),(c−2)は特定の周波数帯域のみ関数の傾きを1とし、それ以外の周波数帯域の関数の傾きを1より小さくした場合の周波数応答特性をそれぞれ示すものである。
【0115】
図33(a−1),(a−2)に示すように、全ての周波数帯域において傾き1の関数fkを使用した場合、処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性は全ての周波数帯域に亘って略一定のレスポンスとなる。これに対して、図33(b−1),(b−2)に示すように、低周波数帯域ほど関数fkの傾きを小さく設定した場合、処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性は高周波数帯域ほどレスポンスを高くすることができる。さらに、図33(c−1),(c−2)に示すように、特定の周波数帯域のみ関数fkの傾きを1としそれ以外の周波数帯域の関数fkの傾きを1より小さくした場合、処理済み画像信号Sprocにおける特定の周波数帯域のレスポンスを高くすることができる。
【0116】
また、変換手段3により行う変換処理を強調係数βに応じて異なる処理としてもよい。以下、その効果を帯域制限画像信号Bkの周波数帯域に応じて異なる関数fkを用いる場合を例に説明する。
【0117】
このような関数としては、強調係数βが比較的小さい場合には図34に示すような関数fkが、また強調係数βが大きい場合には図35に示すような関数fkが挙げられる。ここで、図中の「高」「低」はそれぞれ、高周波帯域の帯域制限画像信号の変換に使用される関数、低周波帯域の帯域制限画像信号の変換に使用される関数を示している。
【0118】
これらの関数fkはいずれも帯域制限画像信号Bkの信号値をその信号値の絶対値よりも小さくなるように抑制するものであるが、図34および図35を比較するとわかるように、強調係数βが大きいほど、高周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkによる信号値の抑制の度合いと、低周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkによる信号値の抑制の度合いとの差が大きくなるように関数fkの組み合わせを定義している。具体的には、高周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkは強調係数βに拘わらず一定とし、低周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkの抑制の度合いを強調係数βが大きくなるほど強くすることにより、抑制度合いの差を広げている。なお、低周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkを一定として高周波帯域の帯域制限画像信号Bkを変換する関数fkの抑制の度合いを緩めてもよく、また全ての関数fkを抑制の度合いの差が広がるように変化させてもよい。
【0119】
図36は図34に示す関数fkを用いて処理を行うことにより得られた処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を示す図、図37は図35に示す関数fkを用いて処理を行うことにより得られた処理済み画像信号Sprocの周波数応答特性を示す図である。図36および図37に示すように、強調係数βを大きくした場合には、高周波成分の強調の度合いが強くなり、低周波成分の強調の度合いは強調係数βが小さい場合とそれほど変わらないようになっていることがわかる。
【0120】
強調係数βによらずに関数fkの組み合わせを決定する場合には、強調係数βを大きくすると全ての周波数帯域において強調の度合いが強くなる。一般に強調係数βを大きくするのは、情報量が少ない高周波成分を強調するためであるが、これでは、低周波成分までもが強調されてしまうことになり、その結果処理済み画像においてコントラストがつきすぎ、アーチファクトが発生する場合がある。したがって、図35に示すように、強調係数βを大きくしても低周波帯域の帯域制限画像信号Bkの強調の度合いをあまり変化させないようにすることにより、アーチファクトの発生を防止することができる。
【0121】
なお、上記図34および図35に示す関数fkの説明においては、強調係数βが小さい場合および大きい場合用に1組ずつ関数fkの組み合わせを示したが、これは関数fkの組み合わせが2組であることを意味するものではなく、強調係数βの変化に応じて関数fkの特徴をどのように変えればよいかを示すための例にすぎない。したがって、強調係数βの変化の度合いを何段階かのレベルに分類し、各レベルに応じて関数fkの組み合わせを決定するといったことも可能であり、そのような段階をより細かく設定することにより、より高画質な画像が得られることはいうまでもない。
【0122】
また、上記図34および図35に示す関数fkの説明においては、強調係数βを大きくするのは高周波成分のみを強調したいためであるとの解釈に基づいて関数fkを決定しているが、強調係数βを変化させる目的はこれに限られるものではなく、関数fkとしては目的に応じて様々なものを適用可能である。
【0123】
さらに、図34および図35に示す関数fkの説明においては、関数fkは各周波数帯域毎に異なる複数の関数fkの組としているが、達成したい目的によっては、全ての周波数帯域に同一の関数fkを用いることも可能である。
【0124】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態におけるボケ画像信号作成手段1、帯域制限画像信号作成手段2、積算手段4、周波数強調処理手段5の処理は上記第1の実施形態と同一であるため、ここでは説明を省略し、変換手段3の処理についてのみ説明する。
【0125】
図38は第2の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図である。上記第1の実施形態と同様、原画像信号Sorgおよびボケ画像信号作成手段1において作成された複数のボケ画像信号Suskに基づいて帯域制限画像信号Bkが作成される。この帯域制限画像信号Bkは減算器21により、互いに隣接する周波数帯域の2つのボケ画像信号Susk(但し原画像信号SorgについてはSorgとSus1)の減算を行うことにより得られる。すなわち、Sorg−Sus1、Sus1−Sus2、…SusN-1−SusNを順次計算することにより、複数の帯域制限画像信号Bk(k=1〜N)が求められる。第2の実施形態では、例えば帯域制限画像信号Sus1−Sus2に対し、これに対応する補助画像信号をSus2−Sus3としている。したがって、帯域制限画像信号Bkを作成する手段と補助画像信号を作成する手段とは実質的に同一の手段となる。すなわち、作成された帯域制限画像信号Bkは、帯域制限画像信号Bkとして処理されると同時に、隣接する帯域制限画像信号Bk−1に対応する補助画像信号としても処理されるものとする。
【0126】
上記のようにして求められた帯域制限画像信号Bkは、変換手段3において変換される。この変換処理は、各帯域制限画像信号Bkに対して、変換器22および変換器24において行われる。すなわち、変換器22においては、各帯域制限画像信号Bkに対して周波数帯域毎に異なる関数fkにより変換処理が施されて抑制画像信号Rk(k=1〜N)が得られ、変換器24においては、関数gにより変換処理が施されて倍率信号Mk(k=1〜N)が得られる。そして、乗算器25において抑制画像信号Rkと倍率信号Mkとを乗算することにより変換画像信号Bk′が得られる。この際、乗算は、図38に示すように、例えば帯域制限画像信号Sus1−Sus2を変換して得た抑制画像信号R1と、補助画像信号Sus2−Sus3を変換して得た倍率信号M1というように、隣接した周波数帯域の信号同士で行われる。ここで、関数fkにより変換を行う変換器22が抑制画像信号作成手段に相当し、関数gにより変換を行う変換器24が倍率信号作成手段に相当し、それらの変換器22,24の出力信号を乗ずる乗算器25が乗算手段に相当する。
【0127】
関数fkは、周波数帯域毎に異なる関数としたが、全て同じ関数であってもよく、画像処理の目的に応じて任意に設定可能なものとする。第2の実施形態では、この関数fkとして、例えば上記図29に示すように、帯域制限画像信号Bkをその帯域制限画像信号Bkの信号値の絶対値よりも小さくなるように抑制する、帯域制限画像信号Bkの周波数帯域毎に異なる関数fkが使用される。
【0128】
関数gとしては、例えば図39に示すようなものが用いられる。図39に示す関数gは、この関数gによって補助画像信号を変換する場合、補助画像信号の信号値の絶対値が小さいときには、変換後の値として1に近い値が得られ、絶対値が大きいほど0に近い値が得られることを示している。なお、Kは変換後の値が0となる値のうち最小の値を示している。
【0129】
上記変換手段3により得られた変換画像信号Bk′は、演算器23に入力される。演算器23は、積算手段4および周波数強調処理手段5を内包するものである。演算器23においては、複数の変換画像信号Bk′が積算され、この積算により得られた積算信号に原画像信号Sorgに応じて決定される強調係数βが乗じられ、さらにこの強調係数βが乗じられた積算信号が原画像信号Sorgと加算されて処理済み画像信号Sprocが得られる。この処理を、上述した他の処理とともに数式として表すと、下記の式(20)に示すものとなる。
【0130】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sus1−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Susk−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(SusN−SusN+1)} (20)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):ボケ画像信号
fk(k=1〜N):各帯域制限画像信号を変換して抑制信号を作成するための関数
g:各補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
図40は、第2の実施形態において、画像の濃度が急激に変化しているエッジ部の近傍の信号値を処理した際の効果を説明するための図である。(1)はエッジ部近傍における階段状に信号値が変化する原画像信号Sorgとその原画像信号Sorgに基づいて作成されたボケ画像信号Suskを、(2)は(1)に対応する帯域制限画像信号Bkを、(3)は(2)の帯域制限画像信号Bkより1つ低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を、(4)は(3)の補助画像信号を関数gにより処理することにより得られる倍率信号Mkを示し、(5)は(2)の信号を関数fkで処理した抑制画像信号Rkに(4)の倍率信号Mkを乗算することにより得られた変換画像信号Bk′を示している。なお(3)に示されている値Kは、図39に示した値Kであり、(3)の補助画像信号がKとなるときに(4)の倍率信号Mkが0となることが図示されている。
【0131】
図40に示すように、(2)の信号を単に絶対値が小さくなるように変換した場合には、変換画像信号のピークの形状は滑らかになるものの、立ち上がり部分は急峻なままとなる。これに対し、(5)に示す変換画像信号Bk′は立ち上がり部分が滑らかになっている。このように変換画像信号Bk′の立ち上がり部分を滑らかにすることにより、各変換画像信号Bk′を積算して得られる積算信号の周波数帯域の境界に階段状に生じるアーチファクトを防止することができる。
【0132】
なお、関数gにより処理される補助画像信号は、上述したように帯域制限画像信号Bkと同一のものでなくてもよく、原画像信号Sorgとボケ画像信号Susとの差分値(すなわちSorg−Susk)を補助画像信号として用いてもよい。このような補助画像信号を用いた処理を下記の式(21)に示す。
【0133】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sorg−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sorg−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Sorg−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(Sorg−SusN+1)} (21)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):ボケ画像信号
fk(k=1〜N):各帯域制限画像信号を変換して抑制信号を作成するための関数
g:各補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
図41は、式(21)を適用してエッジ部近傍の画像信号を処理した際の効果を説明するための図であり、図40と同様に、(1)はエッジ部近傍における階段状に信号値が変化する原画像信号Sorgとその原画像信号Sorgに基づいて作成されたボケ画像信号Suskを、(2)は(1)に対応する帯域制限画像信号Bkを、(3)は(2)の帯域制限画像信号Bkに対応する補助画像信号を、(4)は(3)の補助画像信号を関数gにより処理することにより得られる倍率信号Mkを示し、(5)は(2)の信号を関数fkで処理した抑制画像信号Rkに(4)の倍率信号Mkを乗算することにより得られた変換画像信号Bk′を示している。
【0134】
図41(5)に示すように、関数gにより処理する値としてSorg−Suskを用いる場合、コントラストの大きなエッジについては、変換画像信号Bk′の信号値は小さくなり、コントラストの小さなエッジについては変換画像信号Bk′の信号値はもとの帯域制限画像信号Bkに近い大きさとなる。
【0135】
この変換画像信号Bk′は積算された後に、原画像信号Sorgに加算される。この場合、処理済み画像信号Sprocにおいて、コントラストの大きなエッジはほとんど強調されないのに対し、コントラストの小さなエッジはコントラストの大きなエッジに比べると相対的に強く強調されるという効果が得られる。
【0136】
以上、2種類の式(20)、(21)について説明したが、関数fkおよびgについて、あるいは関数gにより処理する帯域制限画像信号Bkの作成方法については、様々な変更が可能である。
【0137】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。但し、第3の実施形態についても、ボケ画像信号作成手段1、帯域制限画像信号作成手段2、積算手段4、周波数強調処理手段5の処理は上記第1の実施形態と同一であるため説明を省略し、変換手段3の処理についてのみ説明する。
【0138】
図42は本発明の第3の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図である。上記第1および第2の実施形態と同様、原画像信号Sorgおよびボケ画像信号作成手段1において作成された複数のボケ画像信号Suskに基づいて帯域制限画像信号Bkが作成される。この帯域制限画像信号Bkは減算器21により、互いに隣接する周波数帯域の2つのボケ画像信号Susk(但し原画像信号SorgについてはSorgとSus1)の減算を行うことにより得られる。すなわち、Sorg−Sus1、Sus1−Sus2、…SusN-1−SusNを順次計算することにより、複数の帯域制限画像信号Bkが求められる。
【0139】
上記のようにして求められた帯域制限画像信号Bkは、変換手段3において変換される。この変換処理では、図42に示すように、処理を施すべき周波数帯域の帯域制限画像信号を被変換帯域制限画像信号Bkとし、被変換帯域制限画像信号Bkの周波数帯域よりも1つ低い周波数帯域の帯域制限画像信号Bk+1を変換器24において関数gを用いて変換することにより補助画像信号Akを得、補助画像信号Akと被変換帯域制限画像信号Bkとを加算して複合帯域制限画像信号Ckを得、さらに複合帯域制限画像信号Ckを変換器22において関数fkを用いて変換して変換画像信号Bk′を得るものである。ここで、関数gにより変換を行う変換器24が、補助画像信号作成手段に相当し、加算器26が複合帯域制限画像信号作成手段に相当する。
【0140】
第3の実施形態において使用される関数gとしては、例えば図43に示すものが用いられる。図43に示す関数gは原点を通り原点における傾きが略0であり、処理される信号値が大きくなるにつれて傾きが漸増し、最終的に傾きが略1となるような関数である。すなわち、信号値の大きさが小さいときには強く抑制し、信号値が大きくなるにつれて抑制の度合いを緩めるというものである。上述の変換処理において、この関数gの、原点から徐々に傾きが増加する部分は、補助画像信号Akの立ち上がりの部分の波形に影響を与える。すなわち、この関数gにより変換処理を行うことにより、急峻な立ち上がり部分を滑らかにすることができる。ここで、実際の帯域制限画像信号Bkの大きさには限度があるため、関数gは原点付近で傾きが0から徐々に増加するような関数であれば、どのようなものでもよく例えば、図44に示すものであってもよい。また、第3の実施形態では、信号の増幅は行わないため、傾きは最大1としているが、第3の実施形態の効果は関数の傾きが原点付近で漸増することにより得られるものであるため、この条件が満たされていれば、必ずしも傾きを最大1に限定する必要はない。
【0141】
関数fkは、全て同じ関数であってもよいし、異なる関数であってもよく、画像処理の目的に応じて任意に設定可能なものとする。第3の実施形態では、この関数fkとして、例えば図29のような関数fkを使用する。
【0142】
上記変換手段3により得られた変換画像信号Bk′は、演算器23に入力される。演算器23は、積算手段4および周波数強調処理手段5を内包するものである。演算器23においては、複数の変換画像信号Bk′が積算され、この積算により得られた積算信号に原画像信号Sorgに応じて決定される強調係数βが乗じられ、さらにこの強調係数βが乗じられた積算信号が原画像信号Sorgと加算されて処理済み画像信号Sprocが得られる。この処理を、上述した他の処理とともに数式として表すと、下記の式(22)に示すものとなる。
【0143】
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=[f1{(Sorg−Sus1)+g(Sus1−Sus2)}
+f2{(Sus1−Sus2)+g(Sus2−Sus3)}+…
+fk{(Susk-1−Susk)+g(Susk−Susk+1)}+…
+fN{(SusN-1−SusN)+g(SusN−SusN+1)}]
(22)
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):ボケ画像信号
fk(k=1〜N):各複合帯域制限画像信号を変換するための関数
g:各帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
図45は、第3の実施形態において画像の濃度が急激に変化しているエッジ部の近傍の信号値を処理した際の効果を説明するための図である。(1)はエッジ部近傍における階段状に信号値が変化する原画像信号Sorgとその原画像信号Sorgに基づいて作成されたボケ画像信号Suskを、(2)および(3)は(1)の信号にかかる帯域制限画像信号Bkであって、(2)を被変換帯域制限画像信号とした場合の低周波側帯域制限画像信号が(3)である。(4)は(3)の低周波側帯域制限画像信号を関数gにより変換することにより得られる補助画像信号Akを示し、(5)は(2)の被変換帯域制限画像信号Bkと(4)の補助画像信号Akを加算することにより得られる複合帯域制限画像信号Ckを示し、(6)は(5)の複合帯域制限画像信号Ckを関数fkにより変換することにより得られる変換画像信号Bk′を示している。図45において、(2)の被変換帯域制限画像信号Bkを単に絶対値が小さくなるように変換した場合には、変換画像信号のピークの形状は滑らかになるものの、立ち上がり部分は急峻なままとなる。これに対し、(5)に示される変換画像信号Bk′は立ち上がり部分が滑らかになっている。このように変換画像信号Bk′の立ち上がり部分を滑らかにすることにより、変換画像信号Bk′を積算して得られる積算信号の周波数帯域の境界に階段状に生じるアーチファクトを防止することができる。
【0144】
以上、式(22)の処理について説明したが、第3の実施形態においても、例えば、関数fkおよびgについて、様々な変更が可能である。
【0145】
なお、上記第1の実施形態において、帯域制限画像信号Bkに対して撮影部位毎に異なる変換処理を施すことにより得られる効果について説明したが、この撮影部位毎に処理を変えるという思想は上記全ての実施形態に適用できるものである。
【0146】
また、上記第1から第3の実施形態においては、正方状画素配列の原画像信号Sorgからボケ画像信号Suskおよび帯域制限画像信号Bkを作成して処理済み画像信号Sprocを得ているが、市松状画素配列の原画像信号Sorgに対して同様の処理を行うことも可能である。この場合、ボケ画像信号作成手段1においては、図46に示すように、原画像信号Sorgに対して市松正方縮小処理である補間処理cが施されて、正方状画素配列の縮小画像を表す縮小画像信号S1が得られ、さらに縮小画像信号S1に対して正方市松縮小処理である補間処理aが施されて、市松状画素配列の縮小画像を表す縮小画像信号S2が得られる。
【0147】
そして補間処理c,aを繰り返すことにより、N個の縮小画像信号Sk(k=1〜N)が得られる。ここで、kが奇数の場合、縮小画像信号Skにより表される縮小画像は正方状の画素配列となる。一方、kが偶数の場合、縮小画像信号Skにより表される縮小画像は市松状の画素配列となる。また、最低周波数帯域の縮小画像信号BNを補間処理aまで行うことにより得た場合、その縮小画像信号SNにより表される縮小画像は正方状の画素配列となる。一方、最低周波数帯域の縮小画像信号SNを補間処理cまで行うことにより得た場合、その縮小画像信号SNにより表される縮小画像は市松状の画素配列となる。
【0148】
そして、このようにして得られた縮小画像信号Skに対して、補間処理d(k:奇数)、補間処理b(k:偶数)を施して、原画像と同一サイズのボケ画像を表すボケ画像信号Suskを得る。以下、上記各実施形態と同一の処理を行うことにより、処理済み画像信号Sprocを得ることができる。
【0149】
なお、上記各実施形態においては、全ての周波数帯域の帯域制限画像信号Bkに対して関数fkによる変換処理を施しているが、任意の1以上の周波数帯域の帯域制限画像信号Bkにのみ変換処理を施してもよい。この場合、変換処理により得られた変換画像信号Bk′のみが積算され、さらに原画像信号Sorgに加算されて、処理済み画像信号Sprocが得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による画像処理装置の構成を示す概略ブロック図
【図2】ボケ画像信号作成手段において行われる処理を示す概略ブロック図
【図3】原画像信号の画素配列を示す図
【図4】補間処理aにおいて用いられるフィルタを示す図
【図5】補間処理aにより得られる縮小画像信号の画素配列を示す図
【図6】補間処理cにおいて用いられるフィルタを示す図
【図7】補間処理cにより得られる縮小画像信号の画素配列を示す図
【図8】補間処理cにより得られる縮小画像信号にさらに補間処理aを施すことにより得られる縮小画像信号の画素配列を示す図
【図9】縮小画像信号の周波数応答特性を表す図
【図10】補間処理dにおいて用いられるフィルタを示す図(その1)
【図11】補間処理dにおいて用いられるフィルタを示す図(その2)
【図12】補間処理bにおいて用いられるフィルタを示す図(その1)
【図13】補間処理bにおいて用いられるフィルタを示す図(その2)
【図14】ボケ画像信号の周波数応答特性を表す図
【図15】本発明の第1の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図
【図16】帯域制限画像信号の周波数応答特性を表す図
【図17】変換手段において帯域制限画像信号を変換する関数の一例を示す図
【図18】処理済み画像信号の周波数応答特性の例を示す図
【図19】従来の方法により得られた帯域制限画像信号と本実施形態により得られた帯域制限画像信号との周波数応答特性の相違を説明するための図
【図20】処理済み画像信号の周波数応答特性の他の例を示す図
【図21】変換手段において帯域制限画像信号を変換する関数の他の例を示す図
【図22】帯域制限画像信号の周波数応答特性の他の例を示す図
【図23】撮影部位に応じて帯域制限画像信号を変換する関数の例を示す図
【図24】周波数帯域に応じて帯域制限画像信号を変換する関数の例を示す図(その1)
【図25】周波数帯域に応じて帯域制限画像信号を変換する関数の例を示す図(その2)
【図26】図24に示す関数により得られる処理済み画像信号の周波数応答特性を示す図
【図27】図25に示す関数により得られる処理済み画像信号の周波数応答特性を示す図
【図28】全ての帯域制限画像信号を1種類の関数で変換した際の問題点を示す図
【図29】周波数帯域に応じて帯域制限画像信号を変換する関数の例を示す図(その3)
【図30】理想のエッジと実際のエッジの信号を示す図
【図31】周波数帯域に応じて帯域制限画像信号を変換する関数の例を示す図(その4)
【図32】図29および図31の関数の特徴を兼ね備えた関数の一例を示す図
【図33】周波数帯域毎の周波数応答特性と全体の周波数応答特性とを示す図
【図34】強調係数が小さい場合に各帯域制限画像信号を変換する関数の一例を示す図
【図35】強調係数が大きい場合に各帯域制限画像信号を変換する関数の一例を示す図
【図36】図34に示す関数を変換に用いることにより得られる処理済み画像信号の周波数応答特性を示す図
【図37】図35に示す関数を変換に用いることにより得られる処理済み画像信号の周波数応答特性を示す図
【図38】本発明の第2の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図
【図39】倍率信号作成手段において使用される関数の一例を示す図
【図40】第2の実施形態の効果を説明するための図(その1)
【図41】第2の実施形態の効果を説明するための図(その2)
【図42】本発明の第3の実施形態による画像処理装置の構成を詳細に示すブロック図
【図43】各帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関数の例を示す図(その1)
【図44】各帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関数の例を示す図(その2)
【図45】第3の実施形態の効果を説明するための図
【図46】市松状画素配列の原画像信号からのボケ画像信号の作成を説明するための図
【図47】正方状の画素配列を示す図
【図48】市松状の画素配列を示す図
【図49】エッジ部近傍のボケ画像信号の作成処理を示す図
【符号の説明】
1 ボケ画像信号作成手段
2 帯域制限画像信号作成手段
3 変換手段
4 積算手段
5 周波数強調処理手段
10 フィルタリング処理手段
11 補間演算処理手段
21 減算器
22 変換器
23 演算器
24 変換器
25 乗算手段
26 加算器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing method and apparatus for performing non-sharp mask processing (so-called blur mask processing) for emphasizing a high-frequency component of the image signal, and a computer recording a program for causing the computer to execute the image processing method. The present invention relates to a readable recording medium.
[0002]
[Prior art]
In various fields, an image signal representing an image is obtained, and an appropriate image process is performed on the image signal, and then the image is reproduced and displayed. For example, in order to improve the diagnostic performance of radiographic images, a method of applying frequency enhancement processing to an image signal using a non-sharp mask (blur mask) has been proposed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 55-163472). JP, 55-87953, etc.). In this frequency enhancement process, a signal related to the high frequency component of the original image is obtained by subtracting the unsharp mask image signal Sus from the original image signal Sorg to the read original image signal Sorg, and the enhancement coefficient β is added to the signal related to the high frequency component. Is applied to the original image signal Sorg, thereby enhancing a predetermined spatial frequency component in the image. This is expressed by the following equation (1).
[0003]
Sproc = Sorg + β × (Sorg−Sus) (1)
(Sproc: frequency enhanced signal, Sorg: original image signal,
Sus: unsharp mask image signal, β: enhancement factor)
Here, the non-sharp mask image signal Sus is, for example, about the original image signal Sorg within an M × N range around each pixel for every other pixel constituting the image.
Sus = ΣSorg / (M × N) (2)
Is obtained by performing the following calculation.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-75395 discloses a method for preventing the occurrence of artifacts in a frequency-enhanced signal by adjusting the frequency response characteristics of a signal related to a high frequency component added to an original image signal. Proposed. In this method, first, a plurality of non-sharp mask image signals having different sharpness, that is, frequency response characteristics are created, and the difference between the two signals in the non-sharp mask image signal and the original image signal is taken. After creating a plurality of band limited image signals representing the frequency components of a certain limited frequency band of the original image signal, and further converting the band limited image signals to each desired size by different conversion functions The signal relating to the high-frequency component is created by integrating the plurality of suppressed band-limited image signals. This process can be expressed by, for example, the following formula (3).
[0005]
Sproc = Sorg + β (Sorg) × Fusm (Sorg, Sus1, Sus2,... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) + ...
+ Fk (Susk-1-Susk) + ... + fn (SusN-1-SusN) (3)
(However, Sproc: processed image signal
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): conversion function for converting the band-limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The unsharp mask image signal used for the processing described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-75395 is first subjected to a predetermined filtering process at predetermined intervals with respect to the pixels of the original image signal, thereby reducing the number of pixels in the vertical and horizontal directions. The number of pixels is reduced to 1/2 by repeating the same filtering process on the image signal obtained in this manner.2kA plurality of reduced image signals that are reduced step by step are created, and each reduced image signal is created by performing an interpolation process so that the number of pixels is the same as the original image by a predetermined interpolation method. The Therefore, the non-sharp mask image signal has the same number of pixels as the original image signal but is an image signal representing an image having a sharpness lower than that of the original image signal.
[0006]
Further, the band limited image signal is created, for example, by obtaining a difference between unsharp mask image signals in adjacent frequency bands, or by obtaining a difference between the original image signal and each unsharp mask image signal. Therefore, the band limited image signal has the same number of pixels as that of the original image, and represents a frequency response characteristic for each frequency band of the original image signal.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The band limited image signal is 1/2 of the original image.2NTherefore, the frequency band of each band limited image signal is 1/2 of the Nyquist frequency of the original image signal.NIt represents the frequency band of the interval. For this reason, 1/2 the Nyquist frequencyNIt is possible to perform frequency processing of the original image at a frequency interval of. On the other hand, half the Nyquist frequencyNIt is desired to perform processing by dividing the frequency band into a frequency band smaller than the frequency band.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an image processing method and apparatus capable of obtaining a band-limited image signal divided into finer frequency bands and performing image processing in a finer frequency band, and It is an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute an image processing method is recorded.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An image processing method of the present invention is an image processing method for enhancing a high frequency component of an original image by adding a signal related to the high frequency component of the original image to an original image signal representing the original image.
A process based on square checkered reduction processing and checkered square reduction processing is performed on the original image signal to create a plurality of non-sharp mask image signals having different frequency response characteristics from each other,
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, create a plurality of band limited image signals representing images of the plurality of frequency bands of the original image,
A predetermined conversion process is performed on at least one band-limited image signal among the plurality of band-limited image signals to create at least one converted image signal,
A signal relating to the high frequency component to be added to the original image signal is obtained based on the converted image signal.
[0010]
“Square checkered reduction processing” refers to a method of performing a filtering process based on pixel values of pixels adjacent to each other in the upper, lower, left, and right directions alternately with respect to an image signal of a square pixel array. This is a process of changing the pixel arrangement from square to checkered while reducing the number of pixels. By this square checkered reduction process, the processed image signal becomes a checkered pixel array, and the number of pixels becomes approximately ½ of the image signal of the square pixel array before the process.
[0011]
The “checkered square reduction process” refers to a checkered pixel array image signal in which pixels in adjacent pixel rows are alternately thinned out or a filtering process based on pixel values of pixels adjacent in a diagonal direction is performed. Thus, the pixel array is changed from checkered to square while decreasing the pixel value. By this checkered square reduction process, the processed image signal becomes a square array, and the number of pixels becomes approximately ½ of the checkered array image signal before the process.
[0012]
Here, the “square pixel arrangement” means that pixels in the image represented by the image signal are arranged with the closest pixels arranged at equal intervals in the vertical and horizontal directions as shown in FIG.
[0013]
As shown in FIG. 48, the “checkered pixel arrangement” is such that each pixel of the image represented by the image signal is arranged in the diagonal direction at equal intervals, and the pixels are arranged between pixels in a certain pixel column. An arrangement in which each pixel in a pixel column adjacent to the pixel column is positioned.
[0014]
“Processing based on square checkered reduction processing and checkered square reduction processing” refers to the following processing. First, when the original image signal is a square pixel array, a square checkered reduction process is performed on the original image signal to create a reduced image signal of the checkered pixel array, and further, a checkered square reduction is performed on the reduced image signal. Processing is performed to create a reduced image signal having a square pixel array. Then, a square checkered reduction process and a checkered square reduction process are alternately performed on the obtained reduced image signal, thereby obtaining a plurality of reduced image signals with the number of pixels reduced stepwise. On the other hand, when the original image signal is a checkered pixel array, a checkered square reduction process is performed on the original image signal to create a reduced image signal of the checkered pixel array, and a square checkered reduction is further performed on the reduced image signal. Processing is performed to create a reduced image signal of a checkered pixel array. Then, a checkered square reduction process and a square checkered reduction process are alternately performed on the obtained reduced image signal, thereby obtaining a plurality of reduced image signals in which the number of pixels is reduced stepwise. The reduced image signal is subjected to an interpolation operation so that the number of pixels is the same as that of the original image by an interpolation method such as a spline interpolation operation.
[0015]
Note that when performing the interpolation calculation, an interpolation filter in which interpolation coefficients are arranged according to the pixel arrangement of the reduced image signal is used. For example, when the reduced image signal is a square pixel array, an interpolation filter in which interpolation coefficients are arranged in a square shape is used, and when the reduced image signal is a checkered pixel array, the interpolation coefficients are in a checkered pattern. Use an interpolation filter with. As the interpolation filter, for example, an interpolation filter that performs B-spline interpolation calculation can be used. In this case, as the interpolation filter in which the interpolation coefficients are arranged in a checkered pattern, a filter having an interpolation coefficient obtained by rotating the interpolation coefficient of the interpolation filter in which the interpolation coefficients are arranged in a square shape by 45 degrees can be used.
[0016]
Then, a plurality of non-sharp mask image signals having different frequency response characteristics are generated by the “process based on the square checkered reduction process and the checkered square reduction process”.
[0017]
“Acquiring a signal relating to a high frequency component to be added to the original image signal based on the converted image signal” means that when a predetermined conversion process is performed only on one band-limited image signal, only one converted image signal is obtained. Since it is obtained, this one converted image signal is referred to as a signal related to a high frequency component. On the other hand, when a predetermined conversion process is performed on two or more band-limited image signals, two or more converted image signals are obtained. By adding these converted image signals, a signal related to a high-frequency component is obtained. Say to get.
[0018]
In the image processing method according to the present invention, it is preferable that the predetermined conversion process is a process of reducing at least a part of a signal value of the band limited image signal.
[0019]
Further, the predetermined conversion process may be a process of decreasing the absolute value of the signal value when the absolute value of the band limited image signal is larger than a predetermined threshold.
[0020]
At this time, the absolute value of the signal value of the band limited image signal may be reduced as the absolute value of the signal value of the band limited image signal is smaller than another threshold value smaller than the predetermined threshold value.
[0021]
The absolute value of the signal value of the band limited image signal may be changed according to the frequency band of the band limited image signal.
[0022]
In addition, the predetermined conversion processing is performed based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal based on a function that is different depending on the frequency band of the band limited image signal. The conversion may be performed so that the value is equal to or less than the value. When converting a plurality of band limited image signals, a different function is used for each frequency band of each band limited image signal.
[0023]
At this time, if the absolute value of the signal value of the band-limited image signal is larger than a predetermined value, the function converts the band-limited image signal so that the signal value of the converted image signal becomes a substantially constant value. The predetermined value is preferably a smaller value as the band limited image signal is in a higher frequency band.
[0024]
Further, the function is obtained by converting the signal value of the converted image signal obtained by converting the signal value within a predetermined range in which the absolute value in the band limited image signal is close to 0 as the band limited image signal is in a lower frequency band. The function is preferably a function for converting the band-limited image signal so that the absolute value becomes a smaller value.
[0025]
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of a signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are specifically expressed by the following equations: Therefore, it may be performed.
[0026]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) +
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Or you may carry out according to the following formula.
[0027]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f1 (Sorg−Sus1) + f2 (Sorg−Sus2) +
+ Fk (Sorg-Susk) + ... + fN (Sorg-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
When the original image signal is a square pixel array, an unsharp mask image signal with an odd number k is obtained by performing an interpolation operation on a reduced image signal with a checkered pixel array, and an unsharp mask image signal with an even number k. Is obtained by performing an interpolation operation on the reduced image signal of the square pixel array. On the other hand, when the original image signal is a checkered pixel array, an unsharp mask image signal with an odd number k is obtained by performing an interpolation operation on a reduced image signal with a square pixel array, and an unsharp mask image signal with an even number k. Is obtained by performing an interpolation operation on the reduced image signal of the checkered pixel array.
[0028]
Further, the creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of a signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal may be performed according to the following equations: .
[0029]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Or you may carry out according to the following formula.
[0030]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus1-Sus3) +
+ Fk (Sus1-Susk) + ... + fN (Sus1-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Furthermore, the predetermined conversion process in each of the above equations may be a conversion process corresponding to the enhancement coefficient. At this time, the conversion process according to the enhancement coefficient is a conversion process that differs depending on the frequency band of the band-limited image signal, and the band limit image signal becomes lower as the frequency band of the band-limited image signal is lower. It is a process of greatly suppressing the image signal, and it is desirable that the larger the enhancement coefficient, the larger the difference between the degree of suppression for the band limited image signal in the high frequency band and the degree of suppression for the band limited image signal in the low frequency band.
[0031]
Further, the predetermined conversion processing creates a suppressed image signal by converting the band limited image signal so as to be a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal. And
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, including a signal in a frequency band lower than the band-limited image signal used to create the suppression image signal Create an auxiliary image signal,
The auxiliary image signal is converted so that the smaller the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is, the closer the value is to 1, and the larger the value is, the closer the value is to 0, thereby creating a magnification signal corresponding to each of the suppressed image signals. ,
Processing for obtaining the converted image signal by multiplying the suppression image signal by the magnification signal corresponding to the suppression image signal may be performed.
[0032]
Specifically, the band-limited image signal, the converted image signal, the signal related to the high-frequency component, and the addition of the signal related to the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equations: You may go according to.
[0033]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg−Sus1) · g (Sus1−Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) · g (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Susk−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (SusN−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Or you may carry out according to the following formula.
[0034]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) · g (Sorg-Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) g (Sorg-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Sorg−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (Sorg−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
You may go according to.
[0035]
Further, the predetermined conversion process passes a low frequency side band limited image signal, which is a band limited image signal of a frequency band lower than the converted band limited image signal, which is the at least one band limited image signal, through the origin. An auxiliary image signal of the band-limited image signal to be converted is generated by performing conversion based on a nonlinear function in which the inclination at the origin is substantially 0 and the inclination gradually increases as the value to be processed increases. A composite band limited image signal is created by adding to the converted band limited image signal, and the composite band limited image signal is less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the composite band limited image signal. The conversion image signal may be obtained by performing conversion so as to obtain a value.
[0036]
Specifically, creation of the band limited image signal, creation of the converted image signal, creation of a signal related to the high frequency component, and addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are performed according to the following equations: May be.
[0037]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= [F1 {(Sorg-Sus1) + g (Sus1-Sus2)}
+ F2 {(Sus1-Sus2) + g (Sus2-Sus3)} + ...
+ Fk {(Susk-1−Susk) + g (Susk−Susk + 1)} +.
+ FN {(SusN-1−SusN) + g (SusN−SusN + 1)}]
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for converting the composite band limited image signal
g: a function for generating an auxiliary image signal by converting a band-limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
In addition, it is preferable that all the predetermined conversion processes are performed by converting the band-limited image signal in accordance with an imaging part when the original image is captured.
[0038]
An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that emphasizes a high-frequency component of an original image by adding a signal related to the high-frequency component of the original image to an original image signal representing the original image.
Non-sharp mask image signal creating means for performing processing based on square checkered reduction processing and checkered square reduction processing on the original image signal to create a plurality of non-sharp mask image signals having different frequency response characteristics,
Bands for generating a plurality of band-limited image signals representing images of a plurality of frequency bands of the original image based on the original image signal and the plurality of unsharp mask image signals or the plurality of unsharp mask image signals A restricted image signal creating means;
Conversion means for performing a predetermined conversion process on at least one band-limited image signal among the plurality of band-limited image signals to create at least one converted image signal;
Frequency enhancement processing means for obtaining a signal related to the high-frequency component to be added to the original image signal based on the converted image signal.
[0039]
In the image processing apparatus according to the present invention, the predetermined conversion process performed by the conversion means may be the same process as the image processing method according to the present invention.
[0040]
In the image processing apparatus according to the present invention, the conversion unit converts the band limited image signal so that the band limited image signal is equal to or smaller than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal. A suppressed image signal creating means for creating a suppressed image signal,
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, including a signal in a frequency band lower than the band-limited image signal used to create the suppression image signal An auxiliary image signal generating means for generating an auxiliary image signal;
The auxiliary image signal is converted so that the smaller the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is, the closer the value is to 1, and the larger the value is, the closer the value is to 0, thereby generating a magnification signal corresponding to each of the suppressed image signals. A magnification signal creating means;
Multiplying means for creating the converted image signal by multiplying the suppressed image signal by the magnification signal corresponding to the suppressed image signal may be provided.
[0041]
Further, in the image processing apparatus according to the present invention, the conversion means is a low frequency side band limited image which is a band limited image signal of a frequency band lower than the converted band limited image signal which is the at least one band limited image signal. The auxiliary image signal of the converted band-limited image signal is created by converting the signal based on a non-linear function that passes through the origin and has a substantially zero slope at the origin and gradually increases as the value to be processed increases. Auxiliary image signal creating means for
A composite band limited image signal creating means for creating a composite band limited image signal by adding the auxiliary image signal to the converted band limited image signal;
Converted image signal generating means for generating the converted image signal by converting the composite band limited image signal so as to have a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the composite band limited image signal It is good also as what comprises.
[0042]
The image processing method according to the present invention may be provided by being recorded on a computer-readable recording medium as a program for causing a computer to execute the image processing method.
[0043]
【The invention's effect】
According to the image processing method and apparatus of the present invention, a square checkered reduction process and a process based on the checkered square reduction process are performed on the original image signal to generate a plurality of non-sharp mask image signals having different frequency response characteristics. Then, a plurality of band limited image signals representing images of the plurality of frequency bands of the original image are generated from the unsharp mask image signal. Here, the band limited image signal has a small value in each frequency band in a so-called flat portion where the density change of the original image is relatively small. On the other hand, in the vicinity of the edge portion where the density rapidly changes, the size of the non-sharp mask is relatively large when the band-limited image signal is in a relatively low frequency band, that is, when the non-sharp mask image signal is obtained. In this case, since the edge portion of the pixel near the edge portion is included in the unsharp mask, the band-limited image signal is affected by the edge portion, and the absolute value of the signal value becomes relatively large. Thus, artifacts such as overshoot and undershoot occur in the edge portion of the image obtained by performing image processing, because the portion that is not originally an edge portion is affected by the density value of the edge portion.
[0044]
The present invention has been made in view of this point, and creates a converted image signal by performing a conversion process, such as reducing at least a part of the band limited image signal, on at least one of the band limited image signals. A signal relating to a high frequency component to be added to the original image signal is obtained based on the converted image signal. For this reason, the band-limited image signal having a relatively large absolute value of the signal value has a smaller influence on the signal regarding the high-frequency component to be added to the original image signal, and is substantially the same as the size of the non-sharp mask being reduced. Signal. As a result, since the influence of the signal causing the artifact is weakened even in the vicinity of the edge portion where the density rapidly changes, the image obtained by performing the processing can be made satisfactory without the artifact. .
[0045]
On the other hand, in the process described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-75395, the pixel decimation when creating the unsharp mask image signal is halved, so that the band limited image signal is the original image signal. 1/2 of the Nyquist frequencyN~ 1/2N + 1It represents an image in the frequency band. On the other hand, the band limited image signal obtained in the present invention is 1/2 of the Nyquist frequency of the original image signal.N~ 1/2kAnd 1/2k~ 1/2N + 1It represents an image in a frequency band of (N <k <N + 1). For example, if the band-limited image signal in the highest frequency band and the one-step lower frequency band than the highest frequency band is the first and second band-limited image signals, the second band-limited image signal is 1/2 of the original image.2The first band-limited image signal represents a size image, but the first band-limited image signal is 1/2 of the original image and the original image.2It represents an image of an intermediate size with the size image. Therefore, if the Nyquist frequency of the original image signal is fs / 2, the first band limited image signal is fs / 2 to fs / k, and the second band limited image signal is fs / k to fs / 4 (2 <k It represents an image in the frequency band <4). For this reason, according to the present invention, it is possible to obtain a band-limited image signal obtained by dividing the original image signal into finer frequency bands as compared with the conventional method.
[0046]
Therefore, by performing a predetermined conversion process on at least one band-limited image signal, the conversion process can be performed at finer frequency band intervals, so that the image quality can be controlled in more detail. Therefore, a processed image signal capable of reproducing a processed image with higher image quality can be obtained by obtaining a signal related to a high frequency component based on the obtained converted image signal and adding it to the original image signal.
[0047]
Further, the band limited image signal used for the processing described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-75395 is obtained by dividing a square pixel array original image signal into square bands to obtain a square array non-sharp mask image signal. Since the band-limited image signal is obtained from this non-sharp mask image signal, particularly when sharp edges are to be suppressed in a predetermined conversion process, the edges in the vertical and horizontal directions, that is, in the direction in which the pixels are arranged in a square shape are favorably edged. Can be suppressed. However, since the band-limited image signal is not band-divided in an oblique direction, that is, a direction in which pixels are arranged in a checkered pattern, the edge cannot be suppressed satisfactorily in the oblique direction. On the other hand, the band limited image signal obtained by the present invention is band-divided into squares and checkers, so that if the band-limited image signal of a checkered pixel array that is band-divided diagonally is used. Thus, the edge can be well suppressed in the oblique direction. Therefore, it is possible to prevent the edge from being excessively emphasized regardless of the direction of the edge.
[0048]
Furthermore, depending on the image acquisition device that acquires the original image signal, the sharpness of the original image may differ between the vertical and horizontal directions and the diagonal direction. For example, in a digital camera, an optical low-pass filter is used to remove noise at the time of shooting, but the reproduction image obtained by reproducing the image signal having the characteristics of the low-pass filter is vertically and horizontally. May differ in direction and diagonal direction. Here, if the characteristic of the image acquisition device is that the vertical and horizontal sharpness of the original image is higher than that in the oblique direction, the band limited image signal is vertically and horizontally in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-75395. Since only the band is divided, the sharpness cannot be increased only in the oblique direction. On the other hand, according to the present invention, since the band limited image signal is also band-divided in the diagonal direction, the sharpness can be increased only in the diagonal direction. Therefore, a processed image signal that can reproduce a high-quality image can be obtained regardless of the characteristics of the image acquisition device.
[0049]
As the predetermined conversion process, when the absolute value of the signal value of at least one band limited image signal is larger than a predetermined threshold, the absolute value of the signal value of the band limited image signal is reduced. In particular, the influence of large signal values can be weakened.
[0050]
In addition, if processing for reducing the absolute value of the signal value of the band limited image signal as the absolute value of the signal value of at least one band limited image signal is smaller than another threshold value smaller than a predetermined threshold value, The response of a component with a small absolute value of a signal value that can be regarded as noise can be reduced, thereby reducing the noise of the obtained image.
[0051]
In addition, by changing the magnitude of the absolute value of the signal value of the band limited image signal according to the frequency band of the band limited image signal, it is also possible to perform processing according to the frequency band.
[0052]
Also, regardless of whether it is larger than the predetermined threshold, if the conversion process is performed by a function that differs depending on the frequency band, it becomes possible to perform a more appropriate process. It is also possible to freely control the overall frequency response characteristics of the image signal. This has an effect that not only the above-mentioned artifact but also a step-like artifact generated at the boundary of the frequency band can be suppressed.
[0053]
Alternatively, the stepped artifact is generated by creating a converted image signal by adding or multiplying two types of signals using an image signal having a frequency band lower than that of the band-limited image signal to be subjected to predetermined conversion processing. Can be further suppressed, and a smoother image signal can be created to obtain a good processed image.
[0054]
Furthermore, by performing such conversion according to the imaging region when the original image is obtained, high-frequency components suitable for each imaging region can be emphasized.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the first embodiment has different frequency response characteristics by performing processing based on square checkered reduction processing and checkered square reduction processing on the input original image signal Sorg. A blur image signal creating unit 1 for creating a multi-resolution blur image signal (unsharp mask image signal) Susk (k = 1 to N), and a plurality of blur image signals Susk created by the blur image signal creating unit 1 Band-limited image signal generating means 2 for generating a band-limited image signal, and for at least one band-limited image signal among a plurality of band-limited image signals generated by the band-limited image signal generating means 2, Conversion means 3 that obtains a converted image signal by performing conversion processing so as to reduce at least a part thereof, and an integrated signal (high frequency component) by integrating the converted image signal And a frequency enhancement processing unit 5 that obtains a processed image signal Sproc in which the high frequency components of the original image are enhanced by multiplying the integration signal by the enhancement coefficient and adding it to the original image signal Sorg. With.
[0056]
First, processing performed in the blurred image signal creation unit 1 will be described. FIG. 2 is a schematic block diagram showing processing performed in the blurred image signal creation unit 1. Here, the original image represented by the original image signal Sorg is assumed to have pixels arranged in a square shape as shown in FIG. In FIG. 3 and subsequent figures, the position of ◯ represents the position of a pixel having a signal value.
[0057]
First, an interpolation process a which is a square checkered reduction process is performed on the original image signal Sorg. This interpolation process a is performed by filtering each pixel of the original image signal Sorg every other pixel with the filter shown in FIG. This filtering process is performed by shifting the pixels one pixel at a time in adjacent pixel columns. As a result, the filtering process is performed only on the pixel at the position ◯ shown in FIG. 5, and the reduced image signal S1 representing the reduced image in which the pixels are arranged in a checkered pattern having the signal value only at the position ◯ is obtained. Instead of the filtering process, a process of thinning out pixels every other pixel may be performed.
[0058]
Compared with the original image signal Sorg, the reduced image signal S1 has a checkered pixel arrangement and the number of pixels is approximately ½. Note that “substantially ½” means that the interpolation process “a” is a process that reduces the number of pixels to ½, but if the number of pixels in the pixel row is an odd number, the number of pixels is halved. This is because an extra one pixel is generated and it is not completely ½.
[0059]
Further, an interpolation process c, which is a checkered square reduction process, is performed on the reduced image signal S1 obtained by the interpolation process a. This interpolation process c is performed by filtering each pixel column of the reduced image signal S1 every other column using the filter shown in FIG. As a result, the filtering process is performed only on the pixel at the position ◯ shown in FIG. 7, and the reduced image signal S2 representing the reduced image in which the pixels are arranged in a square shape having the signal value only at the position ◯ is obtained. In place of the filtering process, a process of simply thinning out pixels may be performed.
[0060]
Compared with the reduced image signal S1, the reduced image signal S2 has a square pixel arrangement and the number of pixels is approximately ½. Further, the reduced image signal S2 has half the number of vertical and horizontal pixels, that is, the number of pixels is 1/4, compared to the original image signal Sorg. Therefore, the size of the image represented by the reduced image signal S2 is 1/2 of the original image.2It has become.
[0061]
Further, by performing an interpolation process a which is a square checkered reduction process on the reduced image signal S2 obtained by the interpolation process c, a filtering process is performed only on the pixel at the position “◯” shown in FIG. A reduced image signal S3 representing a reduced image having pixels only and having pixels arranged in a checkered pattern is obtained.
[0062]
By repeating the interpolation processes a and c, N reduced image signals Sk (k = 1 to N) are obtained. Here, when k is an odd number, the reduced image represented by the reduced image signal Sk has a checkered pixel arrangement. On the other hand, when k is an even number, the reduced image represented by the reduced image signal Sk has a square pixel arrangement. When the reduced image signal BN in the lowest frequency band is obtained up to the interpolation process c, the reduced image represented by the reduced image signal SN has a checkered pixel arrangement. On the other hand, when the reduced image signal SN in the lowest frequency band is obtained up to the interpolation process a, the reduced image represented by the reduced image signal SN has a square pixel arrangement.
[0063]
Further, the reduced image signal Sk having an even number k is ½ of the original image.kIt represents a size image. On the other hand, a reduced image signal with an odd number k is 1/2 of the original image.2kSize and 1/22 (k + 1)It represents an image of an intermediate size with respect to the size. Here, FIG. 9 shows frequency response characteristics of the reduced image signal Sk. As shown in FIG. 9, the response of the reduced image signal Sk is such that the higher the k, the higher the frequency component is removed (where k = 1 to 3 in FIG. 9). In FIG. 9, fs / 2 is the Nyquist frequency of the original image signal Sorg.
[0064]
Next, interpolation processes b and d are performed on the reduced image signal Sk obtained in this way. Here, the interpolation process b is a checkered pixel array reduced image signal Sk (k: odd number) obtained by the interpolation process a, while the interpolation process d is a square pixel array reduced image obtained by the interpolation process c. This is applied to the signal Sk (k: even number). First, the interpolation process d will be described for simplicity. This interpolation process d is a process for obtaining a blurred image signal Susk representing a blurred image having the same size as the original image by performing a filtering process by an interpolation filter that performs a B-spline interpolation operation on the reduced image signal Sk having a square pixel array. It is.
[0065]
Hereinafter, the B-spline interpolation calculation process will be described. The B-spline interpolation calculation is an interpolation calculation method for obtaining an interpolation image signal that can reproduce a smooth secondary image with relatively low sharpness. Here, for the sake of simplicity, a one-dimensional B-spline will be described. In this B-spline interpolation calculation, the first-order differential coefficient and the second-order differential coefficient (represented by f ″ (X)) are continuous between the sections instead of passing through the original sample points (pixels). It is necessary to do.
[0066]
That is,
fk(X) = AkxThree+ Bkx2+ Ckx + Dk          (4)
(In formula (4), BkIs a coefficient used for convenience and is different from an image obtained by filtering processing. ),
fk′ (Xk) = Fk-1′ (Xk(5)
fk′ (Xk + 1) = Fk + 1′ (Xk + 1(6)
fk″ (Xk) = Fk-1″ (Xk(7)
fk″ (Xk + 1) = Fk + 1″ (Xk + 1(8)
Is a condition. However, pixel XkIs the first derivative of the pixel XkX before and afterk-1And Xk + 1And these image signals Yk-1, Yk + 1Slope (Yk + 1-Yk-1) / (Xk + 1-Xk-1) Must satisfy the following formula (9).
[0067]
fk′ (Xk) = (Yk + 1-Yk-1) / (Xk + 1-Xk-1(9)
Similarly, pixel Xk + 1Is the first derivative of the pixel Xk + 1X before and afterkAnd Xk + 2And these image signals Yk, Yk + 2Slope (Yk + 2-Yk) / (Xk + 2-Xk) Must satisfy the following formula (10).
[0068]
fk′ (Xk + 1) = (Yk + 2-Yk) / (Xk + 2-Xk(10)
The function f (X) is generally approximated by the following equation (11).
[0069]
f (X) = f (0) + f ′ (0) X + {f ″ (0) / 2} X2          (11)
Where each section Xk-2~ Xk-1, Xk-1~ Xk, Xk~ Xk + 1, Xk + 1~ Xk + 2And the pixel XkPixel X fromk + 1Interpolation point X in the directionpWhere t (0 ≦ t ≦ 1)
fk'(0) = Ck= (Yk + 1-Yk-1) / 2
fk'(1) = 3Ak+ 2Bk+ Ck= (Yk + 2-Yk) / 2
fk″ (0) = Yk + 1-2Yk+ Yk-1= 2B
Therefore,
Ak= (Yk + 2-3Yk + 1+ 3Yk-Yk-1) / 6
Bk= (Yk + 1-2Yk+ Yk-1) / 2
Ck= (Yk + 1-Yk-1) / 2
Where DkIs unknown,
Dk= (D1Yk + 2+ D2Yk + 1+ DThreeYk+ DFourYk-1) / 6
far. The spline interpolation function fkSince (x) performs variable conversion of X = t as described above,
fk(X) = fk(T)
It becomes. Therefore,
fk(T) = {(Yk + 2-3Yk + 1+ 3Yk-Yk-1) / 6} tThree
+ {(Yk + 1-2Yk+ Yk-1) / 2} t2
+ {(Yk + 1-Yk-1) / 2} t
+ (D1Yk + 2+ D2Yk + 1+ DThreeYk+ DFourYk-1) / 6
And this is the image signal Yk-1, Yk, Yk + 1, Yk + 2Can be expressed by the following formula (12).
[0070]
fk(T) = {(-tThree+ 3t2-3t + DFour) / 6} Yk-1
+ {(3tThree-6t2+ DThree) / 6} Yk
+ {(-3tThree+ 3t2+ 3t + D2) / 6} Yk + 1
+ {(TThree+ D1) / 6} Yk + 2
(12)
Here, if t = 1,
fk(1) = {(DFour-1) / 6} Yk-1+ {(DThree-3) / 6} Yk
+ {(D2+3) / 6} Yk + 1+ {(D1+1) / 6} Yk + 2
Next section Xk + 1~ Xk + 2Equation (9) for
fk + 1(T) = {(-tThree+ 3t2-3t + DFour) / 6} Yk
+ {(3tThree-6t2+ DThree) / 6} Yk + 1
+ {(-3tThree+ 3t2+ 3t + D2) / 6} Yk + 2
+ {(TThree+ D1) / 6} Yk + 3
(13)
Here, if t = 0,
fk + 1(0) = (DFour/ 6) Yk+ (DThree/ 6) Yk + 1
+ (D2/ 6) Yk + 2+ (D1/ 6) Yk + 3
Condition of continuity (fk(1) = fk + 1(0)), and the condition that the coefficients corresponding to the filtered image signals are equal to each other, DFour-1 = 0, DThree-3 = DFour, D2+ 3 = DThree, D1+ 1 = D2, D1= 0, and therefore
Dk= (Yk + 1+ 4Yk+ Yk-1) / 6
It becomes. Therefore,
Yp= Fk(T) = {(-tThree+ 3t2-3t + 1) / 6} Yk-1
+ {(3tThree-6t2+4) / 6} Yk
+ {(-3tThree+ 3t2+ 3t + 1) / 6} Yk + 1
+ {TThree/ 6} Yk + 2                      (14)
Therefore, the filtered image signal Yk-1, Yk, Yk + 1, Yk + 2Interpolation coefficient b respectively corresponding tok-1, Bk, Bk + 1, Bk + 2Is
bk-1= (-TThree+ 3t2-3t + 1) / 6
bk  = (3tThree-6t2+4) / 6
bk + 1= (-3tThree+ 3t2+ 3t + 1) / 6
bk + 2= TThree/ 6 (15)
Thus, it is obtained as a function of t.
[0071]
Then, a one-dimensional interpolation coefficient is obtained by the above formula (15), an interpolation filter is created by expanding the one-dimensional interpolation coefficient into two dimensions, and the reduced image signal Sk is filtered by this interpolation filter. Thus, the pixel value at the x position can be obtained, and a blurred image signal having the same size as the original image can be obtained.
[0072]
Here, the interpolation coefficient of the one-dimensional B-spline interpolation calculation for obtaining the interpolation signal value at the pixel position where the signal value is known is 1/6, 4/6, and 1/6 because t = 0. Therefore, when this is expanded two-dimensionally, it becomes an interpolation filter composed of a matrix of 3 × 3 interpolation coefficients as shown in FIG. On the other hand, since the interpolation coefficient of the one-dimensional B-spline interpolation calculation for obtaining the interpolation signal value at a position between pixel positions where the signal value is known is t = 1/2, 1/48, 47/48. , 47/48, 1/48, when this is expanded two-dimensionally, an interpolation filter composed of a matrix of 3 × 3 interpolation coefficients as shown in FIG. 11 is obtained.
[0073]
Therefore, the reduced image signal S2 shown in FIG. 7 is filtered by the interpolation filter shown in FIG. 10 at the position ◯ and by the interpolation filter shown in FIG. Both signal values can be obtained, and thereby a blurred image signal Sus2 representing a blurred image having the same number of pixels as the original image can be obtained. Note that when performing the filtering process using the interpolation filters shown in FIGS. 10 and 11, a value of 0 may be inserted between the interpolation coefficients so that the pixel having the signal value is located at a position corresponding to the interpolation coefficient. .
[0074]
On the other hand, the interpolation process b performs an interpolation process on the reduced image signal Sk (k: odd number) having a checkered pixel arrangement. Here, in the square pixel array, the pixels are evenly arranged at the smallest intervals in the vertical and horizontal directions, whereas the checkered pixel array is the pixel evenly arranged at the smallest intervals in the diagonal direction. Therefore, the interpolation filter for obtaining the interpolation signal value at the position ◯ in the interpolation process b is obtained by rotating the interpolation coefficient of the interpolation filter shown in FIG. 10 by 45 degrees as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 13, the interpolation filter for obtaining the interpolation signal value at the x position may be obtained by rotating the interpolation coefficient of the interpolation filter shown in FIG. 11 by 45 degrees. When performing the filtering process using the interpolation filter shown in FIGS. 12 and 13, a value of 0 may be inserted between the interpolation coefficients so that the pixel having the signal value is located at the position corresponding to the interpolation coefficient. .
[0075]
As described above, by performing the filtering process by the interpolation filter for performing the B-spline interpolation calculation on each reduced image signal Sk, it is possible to obtain the blurred image signal Susk corresponding to each reduced image signal.
[0076]
FIG. 14 shows the frequency response characteristics of the blurred image signal Susk thus obtained. As shown in FIG. 14, the higher the k value of the blurred image signal Susk, the higher the component of the original image signal Sorg is removed.
[0077]
FIG. 15 is a block diagram showing in detail the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention including the blurred image signal creating means 1 of FIG. As shown in FIG. 15, each blurred image signal Susk created by the blurred image signal creating unit 1 is then processed by the band limited image signal creating unit 2 and the converting unit 3. First, a band limited image signal Bk (k = 1 to N) is generated based on the original image signal Sorg and a plurality of blurred image signals Susk generated by the blurred image signal generating means 1, and this band limited image signal Bk. Is obtained by subtracting the blurred image signal Susk between adjacent frequency bands by the subtractor 21. That is, a plurality of band limited image signals Bk are obtained by sequentially calculating Sorg-Sus1, Sus1-Sus2,... SusN-1-SusN. FIG. 16 shows the frequency response characteristics of the band limited image signal Bk. As shown in FIG. 16, the band limited image signal Bk (here, k = 1 to 3) becomes a signal representing the low frequency band of the original image signal Sorg as the value of k increases.
[0078]
Next, the conversion means 3 converts the band limited image signal Bk thus obtained in accordance with the signal value of the band limited image signal Bk. This conversion is performed in the converter 22 using, for example, a function f as shown in FIG. This function f is the function f used in the description of the B-spline interpolation calculation.kDifferent from (X). This function f is a nonlinear function such that the slope is 1 when the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk is smaller than the threshold Th1, and the slope is smaller than 1 when the absolute value is larger than the threshold Th1. . This function f may be the same for all band limited image signals Bk, but may be different for each frequency band of the band limited image signal Bk. In FIG. 15, different functions fk (k = 1 to N) are used for each frequency band of the band limited image signal Bk.
[0079]
The converted signal Bk ′ obtained by converting the band-limited image signal Bk with such a function f is input to the arithmetic unit 23 that includes the integrating means 4 and the frequency enhancement processing means 5 described above. The calculator 23 performs the following processing. First, the converted image signal Bk ′ is integrated to obtain an integrated signal. When this integration signal is obtained, the frequency enhancement processing means 5 multiplies the enhancement coefficient β corresponding to the value of the original image signal Sorg, and further adds the integration signal multiplied by the enhancement coefficient β to the original image signal Sorg. Thus, a processed image signal Sproc is obtained.
[0080]
The processing performed in the above band-limited image signal creation means 2, conversion means 3, integration means 4 and frequency enhancement processing means 5 is shown in the following equation (16).
[0081]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) +
+ Fk (Susk-1-Susk) + ... + fN (SusN-1-SusN)} (16)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Blur image signal
fk (k = 1 to N): function for converting each band limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The processed image signal Sproc thus obtained has a frequency response characteristic as shown in FIG. 18, for example. That is, the band-limited image signal Bk described above has a small absolute value of the signal value in each frequency band in a so-called flat portion where the density change of the original image is relatively small. On the other hand, in the vicinity of the edge where the density changes rapidly, when the band limited image signal Bk is in a relatively low frequency band, that is, when the mask size for obtaining the blurred image signal Susk is relatively large. As shown in FIG. 49, since the edge portion is included in the mask placed on the pixels near the edge portion, the band-limited image signal Bk is affected by the edge portion and the absolute value of the signal value is relatively low. It will be big. As described above, since the portion that is not the edge portion is affected by the density value of the edge portion, artifacts such as overshoot and undershoot occur in the edge portion of the image obtained by performing the image processing. .
[0082]
Therefore, when the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk is larger than the threshold Th1, the band limited image signal Bk is converted into the converted image signal Bk ′ so that the absolute value of the signal value is reduced by the function f described above. The converted image signal Bk ′ is integrated and further emphasized by a predetermined enhancement coefficient to obtain a signal relating to a high frequency component to be added to the original image signal Sorg.
[0083]
As a result, as shown in FIG. 18, the frequency response characteristic of the processed image signal Sproc is as shown by a solid line in the flat portion where the edge portion does not exist, but in the region near the edge portion, the processed image is processed. The signal Sproc has frequency response characteristics such that the response in a relatively low frequency band is lowered as shown by the broken line in FIG. This has the same effect as the mask for obtaining the blurred image signal (Sus in Expression (1)) smaller than the actual mask in the region near the edge portion.
[0084]
Therefore, the band limited image signal Bk having a relatively large absolute value of the signal value corresponding to the region near the edge portion has less influence on the signal related to the high frequency component to be added to the original image signal Sorg. For this reason, even in the vicinity of the edge portion where the density rapidly changes, the influence of the signal causing the artifact is weakened, and the image obtained by performing the processing can be a good image without the artifact. .
[0085]
FIG. 19 is a diagram for explaining the difference in frequency response characteristics between the band limited image signal used in the processing described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-75395 and the band limited image signal Bk obtained by the method of the present embodiment. (A) shows the frequency response characteristics of a band-limited image signal (hereinafter referred to as a conventional band-limited image signal) used for the processing described in JP-A-10-75395, and (b) shows the present embodiment. It is a figure which shows the frequency response characteristic of the band-limited image signal Bk obtained by the method of. In FIG. 19, fs / 2 is the Nyquist frequency of the original image signal Sorg having a square pixel array, and the solid line represents the frequency band division in which each band limited image signal can be reproduced, that is, the maximum boundary of the band limited image signal. Yes.
[0086]
The conventional band-limited image signal is half the original image represented by the original image signal Sorg.2NTherefore, the frequency band of the original image signal S0 is divided into a rectangular shape, and the frequency response characteristic of each band-limited image signal is rectangular as shown in FIG. 19 (a). Become.
[0087]
On the other hand, the band limited image signal Bk obtained by this embodiment is 1/2 of the original image.2N1/2 size with a detail image2NSize and 1/22 (N + 1)It represents a detail image having a size intermediate to the size. For this reason, the frequency band of the original image signal S0 is alternately divided into a rectangular shape and a diamond shape, and the frequency response characteristics of the rectangular shape and the diamond shape are also alternately changed as shown in FIG. 19B. It will appear in
[0088]
Here, among the band limited image signals Bk obtained by the present embodiment, k is an even number and the maximum frequency band boundary of the band limited image signal Bk having a rectangular frequency response characteristic is the frequency of the conventional band limited image signal. It is the same as the maximum bandwidth boundary. On the other hand, the maximum boundary of the frequency band of the band limited image signal Bk having an odd-numbered and rhombic frequency response characteristic is located between the maximum boundaries of the conventional band limited image signal. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a band limited image signal Bk obtained by dividing the original image signal S0 into finer frequency bands as compared with the conventional band limited image signal. Specifically, the conventional band-limited image signal is 1/2 of the Nyquist frequency fs / 2 of the original image signal Sorg.N~ 1/2N + 1In this embodiment, in the present embodiment, one frequency band of the conventional band-limited image signal is ½ of the Nyquist frequency fs / 2 of the original image signal Sorg.N~ 1/2MAnd 1/2M~ 1/2N + 1Band-limited image signals of two frequency bands (N <M <N + 1) are included.
[0089]
Therefore, the band-limited image signal Bk obtained according to the present embodiment can be subjected to the conversion process at finer frequency band intervals, so that the image quality can be controlled in more detail. As a result, the processed image signal Sproc obtained by adding the integrated image signal obtained by integrating the processed converted image signal Bk ′ to the original image signal Sorg is converted into a processed image with higher image quality. It can be reproducible.
[0090]
Further, the conventional band-limited image signal is obtained by dividing the original image signal S0 into a rectangular band, and particularly when it is desired to suppress steep edges using the function f as shown in FIG. With respect to the edge in the direction, that is, the direction in which the pixels are arranged in a square shape, the edge can be suppressed well. However, since the conventional band-limited image signal is not band-divided into rhombus shapes, the edge cannot be suppressed well in the oblique direction, and as a result, the edge is excessively emphasized in the oblique direction. . On the other hand, the band-limited image signal Bk obtained by the present embodiment is a band-limited image signal of a checkered arrangement in which the original image is band-divided alternately in a square shape and a checkered shape, and is band-divided in an oblique direction If is used, the edge can be well suppressed in the oblique direction. Therefore, it is possible to prevent the edge from being excessively emphasized regardless of the direction of the edge.
[0091]
In the present embodiment, the processed image signal Sproc is obtained by the above equation (16), but the processed image signal Sproc may be obtained by the following equation (17). In Expression (16) and Expression (17), when obtaining the band limited image signal Bk, subtraction is performed between adjacent frequency bands in Expression (16), but in Expression (17) The difference is that the subtraction processing is performed between the blurred image signal Susk in the frequency band and the original image signal Sorg. FIG. 20 shows the frequency response characteristics of the processed image signal Sproc obtained by Expression (17). As shown in FIG. 20, in the flat portion where the edge portion does not exist, the frequency response characteristic of the processed image signal Sproc is as shown by a solid line, but in the region near the edge portion, the processed image signal Sproc is As shown by the broken line in FIG. 20, the frequency response characteristic is such that the response in the relatively low frequency band is greatly reduced. This has the same effect as the mask for obtaining the blurred image signal Susk smaller than the actual mask in the region near the edge portion.
[0092]
Here, in comparison with FIG. 18, in the case of FIG. 20, the response is reduced over the entire frequency band in the region near the edge portion. For this reason, it is more preferable to obtain the processed image signal Sproc according to the equation (17) because the response of only the region near the edge portion is reduced without reducing the response of the flat portion.
[0093]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f1 (Sorg−Sus1) + f2 (Sorg−Sus2) +
+ Fk (Sorg-Susk) + ... + fN (Sorg-SusN)}
(17)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Blur image signal
fk (k = 1 to N): function for converting each band limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Furthermore, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 17, when the absolute value of the signal value is larger than the threshold value Th1, the band limited image signal Bk is converted using a function that reduces the absolute value. However, as shown in FIG. 21, for example, when the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk is larger than the threshold value Th1, the absolute value is reduced and when the absolute value is smaller than the threshold value Th2, You may make it use the function which makes small.
[0094]
As described above, by converting the band limited image signal Bk so that the absolute value of the band limited image signal Bk is smaller as the absolute value of the band limited image signal Bk is smaller than the threshold Th2 smaller than the threshold Th1. Thus, the response of the component having a small absolute value of the signal value that can be regarded as noise in the image can be reduced, and thus the processed image signal Sproc representing the processed image with reduced noise can be obtained.
[0095]
Further, the processed image signal Sproc may be obtained by the following equation (18). In the equation (17), the blurred image signal Susk is subtracted from the original image signal Sorg in order to obtain the band limited image signal Bk. However, in the equation (18), the original image signal Sorg is used. Without this, the band-limited image signal Bk is created by subtracting the blurred image signal Susk (k = 2 to N) from the blurred image signal Sus1. FIG. 22 shows the frequency response characteristics of the band limited image signal Bk obtained in Expression (18). As shown in FIG. 22, the frequency response characteristic of the band limited image signal Bk obtained in the equation (18) does not use the original image signal Sorg, so that the frequency band corresponding to the highest frequency band is removed. It has become.
[0096]
Since the original image signal Sorg is used in the processing performed by Expression (17), a high-frequency component that can be regarded as noise in the image may be emphasized, so that noise is present in the obtained processed image. It may become noticeable. On the other hand, in the case of performing the processing according to the equation (18), the band limited image signal Bk is not generated using the original image signal Sorg, so the band limited image signal B1 in the highest frequency band that can be regarded as noise is removed. It will be. Therefore, even if the conversion process is performed, a component that can be regarded as noise is not emphasized, and a processed image signal Sproc that can reproduce a processed image with higher image quality can be obtained.
[0097]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus1-Sus3) +
+ Fk (Sus1-Susk) + ... + fN (Sus1-SusN)}
(18)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Blur image signal
fk (k = 2 to N): function for converting each band limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
Further, the processing may be performed by the following equation (19). In the above equation (16), the band limited image signal Bk created using the original image signal Sorg is used for the conversion process, whereas in the equation (19), the original image signal Sorg is used. The band limited image signal B1 (Sorg-Sus1) is not used for the conversion process. As a result, as shown in FIG. 22, the band-limited image signal B1 in the highest frequency band is removed, so that the high-frequency component of the processed image signal Sproc is removed as in the case of performing the processing according to the equation (18). Thus, noise is not emphasized, and a processed image signal Sproc that can reproduce a processed image with higher image quality can be obtained.
[0098]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(19)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Blur image signal
fk (k = 2 to N): function for converting each band limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
When the original image is a medical radiographic image, the frequency band necessary for diagnosis differs depending on the imaging region. For example, in a double contrast image of the lung and stomach, the lung preferably emphasizes a relatively low frequency component, and the stomach preferably emphasizes a relatively high frequency component in order to observe folds on the stomach wall. On the other hand, in images containing metal such as bones and artificial bones, it is necessary to prevent artifacts due to these edge portions being too emphasized, but for images that do not contain edge portions such as bones such as mammography. As a result, artifacts are unlikely to occur, and if frequency components are emphasized in the same manner as an image including bones, there is also a problem that it becomes difficult to see parts necessary for observation. Therefore, it is desirable to change the function f for performing the conversion process in accordance with the imaging part when obtaining the original image or the frequency band of the band limited image signal Bk.
[0099]
For example, as shown in FIG. 23, in an image including a bone, it is preferable that the function f is set to B so that the high-frequency component of the band limited image signal Bk is largely suppressed so that artifacts are not easily generated at the edge portion. Conversely, in an image that does not include bones such as mammography, the function f is set to A to emphasize higher frequency components than B, and the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk is substantially over the entire frequency band. It is preferable to perform the conversion process so as to increase.
[0100]
Further, in the case of a chest image, it is preferable that the band limited image signal Bk is emphasized over the entire frequency band. Therefore, the function is changed as a function fk shown in FIG. 24 according to the frequency band of the band limited image signal Bk. Is preferred. On the other hand, in the case of a double contrast image of the stomach, it is preferable to emphasize the high-frequency component of the band-limited image signal Bk and suppress the low-frequency component. Therefore, the function shown in FIG. It is preferable to change it as fk. Here, “high” and “low” in the figure respectively indicate a function used for converting the band limited image signal Bk in the high frequency band and a function used for converting the band limited image signal Bk in the low frequency band. Yes.
[0101]
The frequency response characteristic of the processed image signal Sproc obtained by converting the band limited image signal Bk according to the function fk shown in FIG. 24 is converted in FIG. 26, and the band limited image signal Bk is converted in accordance with the function fk shown in FIG. FIG. 27 shows the frequency response characteristics of the processed image signal Sproc obtained by doing so. When the function fk shown in FIG. 24 is used, the response is emphasized over almost the entire frequency band as shown in FIG. 26, whereas when the function fk shown in FIG. 25 is used, the response in the high frequency band. It can be seen that is emphasized more than other frequency bands.
[0102]
As described above, in the case of the chest image, the lung field is more easily observed by performing the conversion process so that the response is emphasized over the entire frequency band. On the other hand, by performing a conversion process so that the response in the high frequency band is emphasized in the double contrast image of the stomach, the folds of the stomach wall can be more easily observed. In this manner, by performing processing so as to change the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk according to the frequency band of the band limited image signal Bk or according to the imaging region, the imaging region or frequency band is obtained. Accordingly, an image suitable for observation can be obtained.
[0103]
In this way, by making the function fk for converting the band limited image signal Bk different for each frequency band of the band limited image signal Bk, the frequency response characteristic of the processed image signal Sproc obtained becomes an arbitrary frequency response characteristic. Can be adjusted. Therefore, it is possible to adjust the frequency response characteristics of the processed image signal Sproc by setting an appropriate combination of functions fk according to the conditions required for the image to be processed.
[0104]
Hereinafter, effects obtained by making the function fk for converting the band limited image signal Bk different for each frequency band will be described in detail. FIG. 28 is a diagram illustrating a problem of a method of converting the band-limited image signal Bk of all frequency bands by the conversion process using the same function with all the functions fk being the same function, and the image density rapidly increases. The process in the vicinity of the changing edge part is shown in steps. (A) shows an original image signal Sorg whose signal value changes stepwise in the vicinity of the edge portion and a blurred image signal Susk created based on the original image signal Sorg, and (b) shows a band limitation corresponding to (a). The image signal Bk, (c) shows the converted image signal Bk ′, and (d) shows the integrated signal obtained by integrating the converted image signal Bk ′.
[0105]
As shown in FIG. 28 (d), the integrated signal obtained by integrating the converted image signal Bk ′ has an unnatural joint at the boundary of the frequency band, which causes streak-like artifacts. In order to prevent this, it is necessary to create the converted image signal Bk ′ in consideration that the boundary portion is connected as naturally as possible. However, when the function fk is uniquely determined, it is not possible to perform arbitrary conversion processing in consideration of the influence of the boundary on each band limited image signal Bk, and as a result, the occurrence of streak-like artifacts is generated. Could not be prevented.
[0106]
Therefore, the function fk used for the conversion process is different for each frequency band of the band-limited image signal Bk, and these functions fk are set in consideration of the boundary part of the frequency band, thereby generating streak-like artifacts. It is to prevent.
[0107]
Next, an example of the function fk that differs for each frequency band of the band limited image signal Bk will be described. FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a function fk used for creating the converted image signal Bk ′. The horizontal axis represents the signal value of the band limited image signal Bk to be processed, and the vertical axis represents the converted image signal Bk ′. Each signal value is shown. These functions fk are used to convert the band limited image signal Bk so that the band limited image signal Bk is determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk so as to be equal to or less than the absolute value. The band limited image signal Bk whose absolute value is larger than a predetermined value is converted so that the value of the converted image signal Bk ′ becomes a substantially constant value, and the band limited image signal Bk converted by the function fk is converted. The higher the frequency band is, the smaller the predetermined value is.
[0108]
In other words, each of these functions fk passes through the origin, and the gradient of the function fk is 1 or less regardless of the signal value of the band limited image signal Bk converted by the function fk, and the band converted by the function fk. As the absolute value of the signal value of the limited image signal Bk increases, the band limit when the slope of the function fk becomes 0 or converges to 0 and the slope becomes 0 or a predetermined value close to 0. The absolute value of the signal value of the image signal Bk is smaller as the function fk for converting the high frequency band is smaller.
[0109]
The function fk shown in FIG. 29 performs conversion that suppresses the band-limited image signal Bk having a large amplitude, and the degree of suppression of the band-limited image signal Bk having a high frequency band is set to a band-limited image having a low frequency band. Although it is stronger than the signal Bk, this takes into account that the amplitude of the high frequency component included in the edge of the actual radiographic image is smaller than that of the low frequency component. That is, as shown in FIG. 30, in an actual radiographic image, even a fairly steep edge does not have an accurate step shape as shown in FIG. 30 (a), but as shown in FIG. 30 (b). The higher the frequency component, the smaller the amplitude. For this reason, it is desirable to suppress the band-limited image signal Bk having a higher frequency from a smaller amplitude in accordance with the amplitude of each frequency component, and this can be realized by the function fk shown in FIG.
[0110]
Next, the function shown in FIG. 31 will be described. The function fk shown in FIG. 31 converts the band limited image signal Bk so as to be a value equal to or smaller than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk. As the frequency band of the limited image signal Bk is lower, the converted image signal Bk ′ obtained by converting the band limited image signal Bk whose absolute value is within a predetermined range near 0 is converted. The absolute value is a small value.
[0111]
In other words, each of these functions fk passes through the origin, and the slope of the function fk is 1 or less regardless of the signal value of the band limited image signal Bk transformed by the function fk, and the slope of the function fk in the vicinity of 0 Is smaller as the function fk is for converting the band-limited image signal Bk in the low frequency band.
[0112]
The function fk shown in FIG. 31 is obtained by adding an integrated signal (FIG. 28 (d)) obtained by integrating the converted image signal Bk ′ to the original image signal Sorg. There is an effect of making the joint, that is, the rise of the signal more natural.
[0113]
Next, the function shown in FIG. 32 will be described. The function fk shown in FIG. 32 has characteristics of both the functions shown in FIG. 29 and FIG. 31, and the effect of both functions can be obtained.
[0114]
As described above, the frequency response characteristic of the processed image signal Sproc can be made arbitrary by changing the function fk for converting the band limited image signal Bk depending on the purpose for each frequency band. It becomes. FIG. 33 is a diagram showing an example of the effect. In FIG. 33, (a-1), (b-1), and (c-1) are converted image signals Bk ′ obtained by converting the band limited image signal Bk with different functions fk depending on the frequency band. The frequency response characteristics for each frequency band are shown, and (a-2), (b-2), and (c-2) are processes corresponding to (a-1), (b-1), and (c-1), respectively. The frequency response characteristic of the finished image signal Sproc is shown. (A-1) and (a-2) are set when the function of slope 1 is set in all frequency bands, (b-1) and (b-2) are set when the slope is set smaller in the lower frequency band, c-1) and (c-2) show frequency response characteristics when the slope of the function is set to 1 only in a specific frequency band and the slope of the function in other frequency bands is made smaller than 1, respectively.
[0115]
As shown in FIGS. 33 (a-1) and (a-2), when the function fk having the gradient 1 is used in all the frequency bands, the frequency response characteristics of the processed image signal Sproc over all the frequency bands. The response is almost constant. On the other hand, as shown in FIGS. 33 (b-1) and (b-2), when the slope of the function fk is set to be lower in the lower frequency band, the frequency response characteristic of the processed image signal Sproc is higher in the frequency band. The response can be increased. Further, as shown in FIGS. 33 (c-1) and (c-2), when the slope of the function fk is set to 1 only in a specific frequency band and the slope of the function fk in other frequency bands is made smaller than 1, processing is performed. The response of a specific frequency band in the completed image signal Sproc can be increased.
[0116]
Further, the conversion process performed by the conversion unit 3 may be different depending on the enhancement coefficient β. Hereinafter, the effect will be described using an example in which different functions fk are used depending on the frequency band of the band limited image signal Bk.
[0117]
Examples of such a function include a function fk as shown in FIG. 34 when the enhancement coefficient β is relatively small, and a function fk as shown in FIG. 35 when the enhancement coefficient β is large. Here, “high” and “low” in the figure respectively indicate a function used for conversion of the band limited image signal in the high frequency band and a function used for conversion of the band limited image signal in the low frequency band.
[0118]
Each of these functions fk suppresses the signal value of the band-limited image signal Bk so as to be smaller than the absolute value of the signal value. As can be seen from a comparison between FIGS. 34 and 35, the enhancement coefficient β Is larger, the difference between the degree of suppression of the signal value by the function fk for converting the band limited image signal Bk in the high frequency band and the degree of suppression of the signal value by the function fk for converting the band limited image signal Bk in the low frequency band The combination of the functions fk is defined so that becomes large. Specifically, the function fk for converting the band limited image signal Bk in the high frequency band is constant regardless of the enhancement coefficient β, and the degree of suppression of the function fk for converting the band limited image signal Bk in the low frequency band is set as the enhancement coefficient β. By increasing the value, the difference in the degree of suppression is widened. Note that the function fk for converting the band-limited image signal Bk in the high frequency band may be relaxed with the function fk for converting the band-limited image signal Bk in the low frequency band being constant, and all the functions fk may be suppressed. You may change so that the difference in a degree may spread.
[0119]
FIG. 36 is a diagram showing the frequency response characteristics of the processed image signal Sproc obtained by performing processing using the function fk shown in FIG. 34, and FIG. 37 is obtained by performing processing using the function fk shown in FIG. It is a figure which shows the frequency response characteristic of the obtained processed image signal Sproc. As shown in FIGS. 36 and 37, when the emphasis coefficient β is increased, the degree of emphasis of the high frequency component is increased, and the degree of emphasis of the low frequency component is not so different from that when the emphasis coefficient β is small. You can see that
[0120]
When determining the combination of the functions fk regardless of the enhancement coefficient β, increasing the enhancement coefficient β increases the degree of enhancement in all frequency bands. In general, the enhancement coefficient β is increased in order to enhance a high-frequency component with a small amount of information. However, in this case, even a low-frequency component is enhanced, and as a result, contrast is added to the processed image. This may cause artifacts. Therefore, as shown in FIG. 35, even if the enhancement coefficient β is increased, the degree of enhancement of the low-frequency band-limited image signal Bk is not changed so much that artifacts can be prevented.
[0121]
In the description of the function fk shown in FIG. 34 and FIG. 35, the combination of the function fk is shown one by one for the case where the enhancement coefficient β is small and large, but this is a combination of two functions fk. It does not mean that there is a thing, but is merely an example to show how the characteristics of the function fk should be changed according to the change of the enhancement coefficient β. Therefore, it is possible to classify the degree of change of the enhancement coefficient β into several levels, and determine the combination of the function fk according to each level. By setting such stages more finely, Needless to say, a higher quality image can be obtained.
[0122]
In the description of the function fk shown in FIGS. 34 and 35, the function fk is determined based on the interpretation that the enhancement coefficient β is increased because only the high-frequency component is desired to be enhanced. The purpose of changing the coefficient β is not limited to this, and various functions can be applied as the function fk according to the purpose.
[0123]
Furthermore, in the description of the function fk shown in FIGS. 34 and 35, the function fk is a set of a plurality of functions fk different for each frequency band. However, depending on the purpose to be achieved, the same function fk for all frequency bands. It is also possible to use.
[0124]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the processing of the blurred image signal creation unit 1, the band limited image signal creation unit 2, the integration unit 4, and the frequency enhancement processing unit 5 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, and will be described here. Will be omitted and only the processing of the conversion means 3 will be described.
[0125]
FIG. 38 is a block diagram showing in detail the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment. As in the first embodiment, the band limited image signal Bk is created based on the original image signal Sorg and the plurality of blurred image signals Susk created by the blurred image signal creating means 1. This band limited image signal Bk is obtained by subtracting two blurred image signals Susk (however, Sorg and Sus1 for the original image signal Sorg) in the adjacent frequency bands by the subtractor 21. That is, by sequentially calculating Sorg-Sus1, Sus1-Sus2,... SusN-1-SusN, a plurality of band limited image signals Bk (k = 1 to N) are obtained. In the second embodiment, for example, the auxiliary image signal corresponding to the band limited image signal Sus1-Sus2 is Sus2-Sus3. Therefore, the means for creating the band limited image signal Bk and the means for creating the auxiliary image signal are substantially the same means. That is, the created band limited image signal Bk is processed as the band limited image signal Bk, and at the same time, is processed as an auxiliary image signal corresponding to the adjacent band limited image signal Bk-1.
[0126]
The band limited image signal Bk obtained as described above is converted by the conversion means 3. This conversion process is performed by the converter 22 and the converter 24 for each band limited image signal Bk. That is, in the converter 22, each band limited image signal Bk is subjected to conversion processing by a function fk that differs for each frequency band to obtain a suppressed image signal Rk (k = 1 to N). Is converted by the function g to obtain a magnification signal Mk (k = 1 to N). Then, the multiplier 25 multiplies the suppression image signal Rk and the magnification signal Mk to obtain a converted image signal Bk ′. In this case, as shown in FIG. 38, multiplication is performed, for example, as a suppression image signal R1 obtained by converting the band limited image signal Sus1-Sus2, and a magnification signal M1 obtained by converting the auxiliary image signal Sus2-Sus3. In addition, it is performed between signals in adjacent frequency bands. Here, the converter 22 that performs the conversion using the function fk corresponds to the suppression image signal generating unit, and the converter 24 that performs the conversion using the function g corresponds to the magnification signal generating unit, and the output signals of the converters 22 and 24 are the same. Multiplier 25 that multiplies is equivalent to multiplication means.
[0127]
The function fk is different for each frequency band, but may be the same function and can be arbitrarily set according to the purpose of image processing. In the second embodiment, as this function fk, for example, as shown in FIG. 29, the band limited image signal Bk is suppressed to be smaller than the absolute value of the signal value of the band limited image signal Bk. A different function fk is used for each frequency band of the image signal Bk.
[0128]
For example, the function g shown in FIG. 39 is used. In the function g shown in FIG. 39, when the auxiliary image signal is converted by this function g, when the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is small, a value close to 1 is obtained as the converted value, and the absolute value is large. It shows that a value closer to 0 is obtained. Note that K represents the minimum value among the values whose converted values are 0.
[0129]
The converted image signal Bk ′ obtained by the converting means 3 is input to the calculator 23. The calculator 23 includes the integrating means 4 and the frequency enhancement processing means 5. In the arithmetic unit 23, a plurality of converted image signals Bk ′ are integrated, and the integrated signal obtained by the integration is multiplied by an enhancement coefficient β determined according to the original image signal Sorg, and further multiplied by the enhancement coefficient β. The integrated signal thus obtained is added to the original image signal Sorg to obtain a processed image signal Sproc. When this process is expressed as an equation together with the other processes described above, the following expression (20) is obtained.
[0130]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg−Sus1) · g (Sus1−Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) · g (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Susk−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (SusN−SusN + 1)} (20)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): blurred image signal
fk (k = 1 to N): a function for creating a suppression signal by converting each band-limited image signal
g: a function for converting each auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
FIG. 40 is a diagram for explaining the effect when the signal value in the vicinity of the edge portion where the density of the image changes rapidly in the second embodiment. (1) shows an original image signal Sorg whose signal value changes stepwise in the vicinity of the edge portion and a blurred image signal Susk created based on the original image signal Sorg, and (2) shows a band limitation corresponding to (1). The image signal Bk is processed by the function g, (3) is an auxiliary image signal including a signal in a frequency band one lower than the band limited image signal Bk of (2), and (4) is the auxiliary image signal of (3). (5) shows the converted image signal Bk ′ obtained by multiplying the suppressed image signal Rk obtained by processing the signal (2) with the function fk by the magnification signal Mk (4). Is shown. The value K shown in (3) is the value K shown in FIG. 39, and when the auxiliary image signal in (3) becomes K, the magnification signal Mk in (4) becomes 0. Has been.
[0131]
As shown in FIG. 40, when the signal of (2) is simply converted so that the absolute value becomes small, the peak shape of the converted image signal becomes smooth, but the rising portion remains steep. On the other hand, the rising portion of the converted image signal Bk ′ shown in (5) is smooth. By smoothing the rising portion of the converted image signal Bk ′ in this way, it is possible to prevent artifacts that occur stepwise at the boundary of the frequency band of the integrated signal obtained by integrating the converted image signals Bk ′.
[0132]
Note that the auxiliary image signal processed by the function g does not have to be the same as the band limited image signal Bk as described above, and the difference value between the original image signal Sorg and the blurred image signal Sus (that is, Sorg−Susk). ) May be used as the auxiliary image signal. Processing using such an auxiliary image signal is shown in the following equation (21).
[0133]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) · g (Sorg-Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) g (Sorg-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Sorg−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (Sorg−SusN + 1)} (21)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): blurred image signal
fk (k = 1 to N): a function for creating a suppression signal by converting each band-limited image signal
g: a function for converting each auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
FIG. 41 is a diagram for explaining the effect when the image signal in the vicinity of the edge portion is processed by applying the formula (21). Like FIG. 40, (1) is stepped in the vicinity of the edge portion. An original image signal Sorg whose signal value changes and a blurred image signal Susk created based on the original image signal Sorg, (2) a band limited image signal Bk corresponding to (1), and (3) (2 ) Shows the auxiliary image signal corresponding to the band-limited image signal Bk, (4) shows the magnification signal Mk obtained by processing the auxiliary image signal of (3) with the function g, and (5) shows the magnification signal Mk of (2). The converted image signal Bk ′ obtained by multiplying the suppressed image signal Rk obtained by processing the signal with the function fk by the magnification signal Mk of (4) is shown.
[0134]
As shown in FIG. 41 (5), when Sorg-Susk is used as a value processed by the function g, the signal value of the converted image signal Bk ′ is small for an edge with a large contrast, and the edge is converted for an edge with a small contrast. The signal value of the image signal Bk ′ has a magnitude close to that of the original band-limited image signal Bk.
[0135]
The converted image signal Bk ′ is integrated and then added to the original image signal Sorg. In this case, in the processed image signal Sproc, an edge having a large contrast is hardly emphasized, whereas an edge having a small contrast is relatively strongly emphasized compared to an edge having a large contrast.
[0136]
Although the two types of equations (20) and (21) have been described above, various changes can be made to the functions fk and g or the method of creating the band limited image signal Bk processed by the function g.
[0137]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. However, the third embodiment is the same as the first embodiment because the processing of the blurred image signal creation unit 1, the band limited image signal creation unit 2, the integration unit 4, and the frequency enhancement processing unit 5 is the same as the first embodiment. Only the processing of the converting means 3 will be described.
[0138]
FIG. 42 is a block diagram showing in detail the configuration of the image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. Similar to the first and second embodiments, the band limited image signal Bk is created based on the original image signal Sorg and the plurality of blurred image signals Susk created by the blurred image signal creating means 1. This band limited image signal Bk is obtained by subtracting two blurred image signals Susk (however, Sorg and Sus1 for the original image signal Sorg) in the adjacent frequency bands by the subtractor 21. That is, a plurality of band limited image signals Bk are obtained by sequentially calculating Sorg-Sus1, Sus1-Sus2,... SusN-1-SusN.
[0139]
The band limited image signal Bk obtained as described above is converted by the conversion means 3. In this conversion process, as shown in FIG. 42, the band limited image signal of the frequency band to be processed is the converted band limited image signal Bk, and the frequency band is one lower than the frequency band of the converted band limited image signal Bk. Is converted by the converter 24 using the function g, and the auxiliary image signal Ak is obtained, and the auxiliary image signal Ak and the converted band limited image signal Bk are added to obtain the composite band limited image signal Ck. Further, the composite band limited image signal Ck is converted by the converter 22 using the function fk to obtain a converted image signal Bk ′. Here, the converter 24 that performs conversion using the function g corresponds to auxiliary image signal generation means, and the adder 26 corresponds to composite band limited image signal generation means.
[0140]
As the function g used in the third embodiment, for example, the function shown in FIG. 43 is used. The function g shown in FIG. 43 is a function that passes through the origin and has an inclination of about 0 at the origin, the inclination gradually increases as the signal value to be processed increases, and finally the inclination becomes about 1. That is, it is strongly suppressed when the signal value is small, and the degree of suppression is relaxed as the signal value increases. In the conversion process described above, the portion of the function g where the slope gradually increases from the origin affects the waveform of the rising portion of the auxiliary image signal Ak. That is, by performing the conversion process with this function g, a steep rising portion can be smoothed. Here, since the size of the actual band-limited image signal Bk is limited, the function g may be any function as long as the gradient gradually increases from 0 near the origin. 44 may be used. In the third embodiment, since the signal is not amplified, the gradient is set to 1 at maximum. However, the effect of the third embodiment is obtained by gradually increasing the gradient of the function near the origin. If this condition is satisfied, it is not always necessary to limit the inclination to 1 at the maximum.
[0141]
The functions fk may all be the same function or different functions, and can be arbitrarily set according to the purpose of image processing. In the third embodiment, for example, a function fk as shown in FIG. 29 is used as the function fk.
[0142]
The converted image signal Bk ′ obtained by the converting means 3 is input to the calculator 23. The calculator 23 includes the integrating means 4 and the frequency enhancement processing means 5. In the arithmetic unit 23, a plurality of converted image signals Bk ′ are integrated, and the integrated signal obtained by the integration is multiplied by an enhancement coefficient β determined according to the original image signal Sorg, and further multiplied by the enhancement coefficient β. The integrated signal thus obtained is added to the original image signal Sorg to obtain a processed image signal Sproc. When this process is expressed as an equation together with the other processes described above, the following expression (22) is obtained.
[0143]
Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= [F1 {(Sorg-Sus1) + g (Sus1-Sus2)}
+ F2 {(Sus1-Sus2) + g (Sus2-Sus3)} + ...
+ Fk {(Susk-1−Susk) + g (Susk−Susk + 1)} +.
+ FN {(SusN-1−SusN) + g (SusN−SusN + 1)}]
(22)
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): blurred image signal
fk (k = 1 to N): function for converting each composite band limited image signal
g: a function for converting each band-limited image signal to create an auxiliary image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
FIG. 45 is a diagram for explaining an effect when a signal value in the vicinity of an edge portion in which the image density is rapidly changed in the third embodiment is processed. (1) is an original image signal Sorg whose signal value changes stepwise in the vicinity of the edge portion and a blurred image signal Susk created based on the original image signal Sorg. (2) and (3) are those of (1). The band-limited image signal Bk related to the signal, and (3) is the low-frequency side band-limited image signal when (2) is the converted band-limited image signal. (4) shows the auxiliary image signal Ak obtained by converting the low frequency side band limited image signal of (3) by the function g, and (5) shows the converted band limited image signal Bk of (2) and (4 ) Shows the composite band limited image signal Ck obtained by adding the auxiliary image signal Ak of (6), and (6) shows the converted image signal Bk obtained by converting the composite band limited image signal Ck of (5) by the function fk. ′ Is shown. In FIG. 45, when the converted band limited image signal Bk in (2) is simply converted so that the absolute value becomes small, the peak shape of the converted image signal becomes smooth, but the rising portion remains steep. Become. On the other hand, the rising portion of the converted image signal Bk ′ shown in (5) is smooth. By smoothing the rising portion of the converted image signal Bk ′ in this way, it is possible to prevent step-like artifacts that occur at the boundary of the frequency band of the integrated signal obtained by integrating the converted image signal Bk ′.
[0144]
The processing of Expression (22) has been described above, but various changes can be made to the functions fk and g in the third embodiment, for example.
[0145]
In the first embodiment, the effect obtained by performing different conversion processing for each imaging region on the band limited image signal Bk has been described. However, the idea of changing the processing for each imaging region is all the above. It can be applied to the embodiment.
[0146]
In the first to third embodiments, the blurred image signal Susk and the band limited image signal Bk are generated from the original image signal Sorg having a square pixel array to obtain the processed image signal Sproc. It is also possible to perform similar processing on the original image signal Sorg having a pixel array. In this case, as shown in FIG. 46, the blurred image signal generating means 1 performs an interpolation process c, which is a checkered square reduction process, on the original image signal Sorg to reduce the image representing the reduced image of the square pixel array. An image signal S1 is obtained, and the reduced image signal S2 is further subjected to interpolation processing a, which is a square checkered reduction process, to obtain a reduced image signal S2 representing a reduced image of a checkered pixel array.
[0147]
By repeating the interpolation processes c and a, N reduced image signals Sk (k = 1 to N) are obtained. Here, when k is an odd number, the reduced image represented by the reduced image signal Sk has a square pixel arrangement. On the other hand, when k is an even number, the reduced image represented by the reduced image signal Sk has a checkered pixel arrangement. When the reduced image signal BN in the lowest frequency band is obtained up to the interpolation process a, the reduced image represented by the reduced image signal SN has a square pixel arrangement. On the other hand, when the reduced image signal SN in the lowest frequency band is obtained up to the interpolation process c, the reduced image represented by the reduced image signal SN has a checkered pixel arrangement.
[0148]
Then, the reduced image signal Sk thus obtained is subjected to interpolation processing d (k: odd number) and interpolation processing b (k: even number) to represent a blurred image representing a blurred image having the same size as the original image. A signal Susk is obtained. Hereinafter, the processed image signal Sproc can be obtained by performing the same processing as in the above embodiments.
[0149]
In each of the above-described embodiments, the band-limited image signal Bk in all frequency bands is converted by the function fk. However, the conversion process is performed only on the band-limited image signal Bk in any one or more frequency bands. May be applied. In this case, only the converted image signal Bk ′ obtained by the conversion process is integrated and further added to the original image signal Sorg to obtain a processed image signal Sproc.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing processing performed in a blurred image signal creation unit
FIG. 3 is a diagram showing a pixel arrangement of an original image signal
FIG. 4 is a diagram showing a filter used in interpolation processing a.
FIG. 5 is a diagram showing a pixel array of reduced image signals obtained by interpolation processing a.
FIG. 6 is a diagram showing a filter used in the interpolation process c.
FIG. 7 is a diagram showing a pixel array of reduced image signals obtained by interpolation processing c.
FIG. 8 is a diagram showing a pixel arrangement of a reduced image signal obtained by further performing an interpolation process a on the reduced image signal obtained by the interpolation process c.
FIG. 9 is a diagram illustrating frequency response characteristics of a reduced image signal.
FIG. 10 is a diagram showing a filter used in interpolation processing d (part 1);
FIG. 11 is a diagram showing a filter used in the interpolation process d (part 2);
FIG. 12 is a diagram showing a filter used in the interpolation process b (part 1);
FIG. 13 is a diagram illustrating a filter used in the interpolation process b (part 2).
FIG. 14 is a diagram illustrating frequency response characteristics of a blurred image signal.
FIG. 15 is a block diagram showing in detail the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a diagram showing frequency response characteristics of a band-limited image signal.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band-limited image signal in a conversion unit.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of frequency response characteristics of a processed image signal
FIG. 19 is a diagram for explaining a difference in frequency response characteristics between a band limited image signal obtained by a conventional method and a band limited image signal obtained by the present embodiment;
FIG. 20 is a diagram illustrating another example of frequency response characteristics of a processed image signal.
FIG. 21 is a diagram showing another example of a function for converting a band-limited image signal in the conversion means.
FIG. 22 is a diagram illustrating another example of the frequency response characteristics of the band-limited image signal.
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band-limited image signal according to an imaging region.
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band-limited image signal according to a frequency band (part 1);
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band-limited image signal according to a frequency band (part 2);
FIG. 26 is a diagram showing the frequency response characteristics of the processed image signal obtained by the function shown in FIG.
27 is a diagram showing frequency response characteristics of a processed image signal obtained by the function shown in FIG.
FIG. 28 is a diagram showing a problem when all band-limited image signals are converted by one type of function.
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band limited image signal according to a frequency band (part 3);
FIG. 30 is a diagram showing signals of an ideal edge and an actual edge.
FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a function for converting a band limited image signal according to a frequency band (part 4);
FIG. 32 is a diagram showing an example of a function having the characteristics of the functions of FIG. 29 and FIG. 31;
FIG. 33 is a diagram showing frequency response characteristics for each frequency band and overall frequency response characteristics;
FIG. 34 is a diagram illustrating an example of a function for converting each band-limited image signal when the enhancement coefficient is small.
FIG. 35 is a diagram illustrating an example of a function for converting each band limited image signal when the enhancement coefficient is large.
FIG. 36 is a diagram showing frequency response characteristics of a processed image signal obtained by using the function shown in FIG. 34 for conversion;
FIG. 37 is a diagram showing frequency response characteristics of a processed image signal obtained by using the function shown in FIG. 35 for conversion;
FIG. 38 is a block diagram showing in detail the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a diagram showing an example of a function used in the magnification signal creating means
FIG. 40 is a diagram for explaining the effect of the second embodiment (part 1);
FIG. 41 is a diagram for explaining the effect of the second embodiment (part 2);
FIG. 42 is a block diagram showing in detail the configuration of an image processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a function for generating an auxiliary image signal by converting each band-limited image signal (part 1);
FIG. 44 is a diagram illustrating an example of a function for converting each band-limited image signal to create an auxiliary image signal (part 2);
FIG. 45 is a diagram for explaining the effect of the third embodiment;
FIG. 46 is a diagram for explaining creation of a blurred image signal from an original image signal having a checkered pixel array;
FIG. 47 is a diagram showing a square pixel array;
FIG. 48 is a diagram showing a checkered pixel array;
FIG. 49 is a diagram showing a blur image signal creation process in the vicinity of an edge portion;
[Explanation of symbols]
1 Blurred image signal creation means
2 Band-limited image signal creation means
3 Conversion means
4 Accumulation means
5 Frequency enhancement processing means
10 Filtering means
11 Interpolation calculation processing means
21 Subtractor
22 Converter
23 Calculator
24 Converter
25 Multiplication means
26 Adder

Claims (53)

原画像を表す原画像信号に、該原画像の高周波成分に関する信号を加算することにより、該原画像の高周波成分を強調する画像処理方法において、
前記原画像信号に対して正方市松縮小処理を施して縮小画像信号を作成し、該縮小画像信号に対して市松正方縮小処理を施してさらなる縮小画像信号を作成し、該さらなる縮小画像信号に対する前記正方市松縮小処理、およびこれにより作成される縮小画像信号に対する前記市松正方縮小処理を交互に繰り返すことにより、複数の縮小画像信号を作成し、該複数の縮小画像信号に対して補間処理を施すことにより、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成し、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号を作成し、
該複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施して少なくとも1つの変換画像信号を作成し、
該変換画像信号に基づいて前記原画像信号に加算する前記高周波成分に関する信号を得ることを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for enhancing a high frequency component of an original image by adding a signal related to the high frequency component of the original image to an original image signal representing the original image,
A square checkered reduction process is performed on the original image signal to create a reduced image signal, a checkered square reduction process is performed on the reduced image signal to create a further reduced image signal, and the further reduced image signal A plurality of reduced image signals are created by alternately repeating a square checkered reduction process and the checkered square reduction process for the reduced image signal created thereby, and an interpolation process is performed on the reduced image signals Accordingly, to create a plurality of unsharp mask image signal frequency response characteristics are different from each other,
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, create a plurality of band limited image signals representing images of the plurality of frequency bands of the original image,
A predetermined conversion process is performed on at least one band-limited image signal among the plurality of band-limited image signals to create at least one converted image signal,
An image processing method comprising: obtaining a signal related to the high frequency component to be added to the original image signal based on the converted image signal.
前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の少なくとも一部を小さくする処理であることを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。  The image processing method according to claim 1, wherein the predetermined conversion process is a process of reducing at least a part of a signal value of the band limited image signal. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、該信号値の絶対値を小さくする処理であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理方法。  3. The predetermined conversion process is a process of reducing an absolute value of the signal value when the absolute value of the signal value of the band-limited image signal is larger than a predetermined threshold value. Image processing method. 前記所定の変換処理は、さらに前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が前記所定の閾値よりも小さい他の閾値よりも小さいほど、該信号値の絶対値を小さくする処理であることを特徴とする請求項3記載の画像処理方法。  The predetermined conversion process is a process of further reducing the absolute value of the signal value as the absolute value of the signal value of the band limited image signal is smaller than another threshold value smaller than the predetermined threshold value. The image processing method according to claim 3. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値の大きさを変化させる処理であることを特徴とする請求項3または4記載の画像処理方法。  5. The predetermined conversion process is a process of changing a magnitude of an absolute value of a signal value of the band limited image signal according to a frequency band of the band limited image signal. Image processing method. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる関数に基づいて、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換する処理であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理方法。  The predetermined conversion processing is performed using the band-limited image signal equal to or less than the absolute value determined based on an absolute value of a signal value of the band-limited image signal based on a function that differs depending on a frequency band of the band-limited image signal. The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is a process of converting to a value of. 前記関数は、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の値より大きい場合は、前記変換画像信号の信号値が略一定の値となるように前記帯域制限画像信号を変換する関数であり、前記所定の値は、前記帯域制限画像信号が高周波数帯域であるほど小さい値であることを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。  The function is a function for converting the band limited image signal so that the signal value of the converted image signal becomes a substantially constant value when the absolute value of the signal value of the band limited image signal is larger than a predetermined value. 7. The image processing method according to claim 6, wherein the predetermined value is smaller as the band-limited image signal is in a higher frequency band. 前記関数は、前記帯域制限画像信号が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号における絶対値が0近傍の所定の範囲内の信号値を変換することにより得られる前記変換画像信号の絶対値がより小さい値となるように、前記帯域制限画像信号を変換する関数であることを特徴とする請求項6または7記載の画像処理方法。  The absolute value of the converted image signal obtained by converting the signal value within a predetermined range in which the absolute value in the band limited image signal is near zero as the band limited image signal is in a lower frequency band. The image processing method according to claim 6 or 7, wherein the image processing method is a function for converting the band-limited image signal so that becomes a smaller value. 前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) +
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed according to claim 1.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f1(Sorg−Sus1)+f2(Sorg−Sus2)+…
+fk(Sorg−Susk)+…+fN(Sorg−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f1 (Sorg−Sus1) + f2 (Sorg−Sus2) +
+ Fk (Sorg-Susk) + ... + fN (Sorg-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed according to claim 1.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
={f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed according to claim 1.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus1−Sus3)+…
+fk(Sus1−Susk)+…+fN(Sus1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N). {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus1-Sus3) +
+ Fk (Sus1-Susk) + ... + fN (Sus1-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed according to claim 1.
前記所定の変換処理は、前記強調係数に応じた変換処理であることを特徴とする請求項9から12のいずれか1項記載の画像処理方法。  The image processing method according to claim 9, wherein the predetermined conversion process is a conversion process corresponding to the enhancement coefficient. 前記強調係数に応じた変換処理が、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる変換処理であって、該帯域制限画像信号の周波数帯域が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号を大きく抑制する処理であり、
前記強調係数が大きいほど、高周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いと、低周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いとの差が大きいことを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。
The conversion process according to the enhancement coefficient is a different conversion process depending on the frequency band of the band-limited image signal, and the lower the frequency band of the band-limited image signal, the lower the band-limited image signal. Is a process that greatly suppresses,
14. The image processing method according to claim 13, wherein the larger the enhancement coefficient is, the larger the difference between the degree of suppression of the band limited image signal in the high frequency band and the degree of suppression of the band limited image signal in the low frequency band is. .
前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより抑制画像信号を作成し、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記抑制画像信号の作成に使用された帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を作成し、
該補助画像信号を、該補助画像信号の信号値の絶対値が小さいほど1に近く、大きいほど0に近い値となるように変換することにより前記抑制画像信号にそれぞれ対応する倍率信号を作成し、
前記抑制画像信号に、該抑制画像信号に対応する前記倍率信号を乗ずることにより前記変換画像信号を作成する処理であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理方法。
The predetermined conversion process creates the suppressed image signal by converting the band limited image signal so that the band limited image signal has a value equal to or smaller than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal.
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, including a signal in a frequency band lower than the band-limited image signal used to create the suppression image signal Create an auxiliary image signal,
The auxiliary image signal is converted so that the smaller the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is, the closer the value is to 1, and the larger the value is, the closer the value is to 0, thereby creating a magnification signal corresponding to each of the suppressed image signals. ,
The image processing method according to claim 1, wherein the converted image signal is generated by multiplying the suppressed image signal by the magnification signal corresponding to the suppressed image signal.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sus1−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Susk−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(SusN−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項15記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg−Sus1) · g (Sus1−Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) · g (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Susk−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (SusN−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 15, wherein the image processing method is performed according to:
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sorg−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sorg−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Sorg−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(Sorg−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項15記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) · g (Sorg-Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) g (Sorg-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Sorg−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (Sorg−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 15, wherein the image processing method is performed according to:
前記所定の変換処理は、前記少なくとも1つの帯域制限画像信号である被変換帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の帯域制限画像信号である低周波側帯域制限画像信号を、原点を通り該原点における傾きが略0で、処理される値が大きくなるにつれて該傾きが漸増する非線形関数に基づいて変換することにより前記被変換帯域制限画像信号の補助画像信号を作成し、
該補助画像信号を前記被変換帯域制限画像信号に加算することにより複合帯域制限画像信号を作成し、
該複合帯域制限画像信号を、該複合帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより前記変換画像信号を作成する処理であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理方法。
The predetermined conversion process passes a low frequency side band limited image signal that is a band limited image signal of a frequency band lower than the converted band limited image signal that is the at least one band limited image signal, through the origin at the origin. Creating an auxiliary image signal of the converted band-limited image signal by transforming based on a non-linear function having a slope of approximately 0 and gradually increasing as the value to be processed increases;
Creating a composite band limited image signal by adding the auxiliary image signal to the converted band limited image signal;
The composite band limited image signal is a process of creating the converted image signal by converting the composite band limited image signal so as to be a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the composite band limited image signal. The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is an image processing method.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=[f1{(Sorg−Sus1)+g(Sus1−Sus2)}
+f2{(Sus1−Sus2)+g(Sus2−Sus3)}+…
+fk{(Susk-1−Susk)+g(Susk−Susk+1)}+…
+fN{(SusN-1−SusN)+g(SusN−SusN+1)}]
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):複合帯域制限画像信号を変換するための関数
g:帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関

β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項18記載の画像処理方法。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= [F1 {(Sorg-Sus1) + g (Sus1-Sus2)}
+ F2 {(Sus1-Sus2) + g (Sus2-Sus3)} + ...
+ Fk {(Susk-1−Susk) + g (Susk−Susk + 1)} +.
+ FN {(SusN-1−SusN) + g (SusN−SusN + 1)}]
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for converting the composite band limited image signal
g: Function for creating the auxiliary image signal by converting the band-limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing method according to claim 18, wherein the image processing method is performed according to:
前記所定の変換処理は、前記原画像を撮影した際の撮影部位に応じて、前記帯域制限画像信号を変換する処理であることを特徴とする請求項1から19のいずれか1項記載の画像処理方法。  The image according to any one of claims 1 to 19, wherein the predetermined conversion process is a process of converting the band-limited image signal in accordance with an imaging region when the original image is acquired. Processing method. 原画像を表す原画像信号に、該原画像の高周波成分に関する信号を加算することにより、該原画像の高周波成分を強調する画像処理装置において、
前記原画像信号に対して正方市松縮小処理を施して縮小画像信号を作成し、該縮小画像信号に対して市松正方縮小処理を施してさらなる縮小画像信号を作成し、該さらなる縮小画像信号に対する前記正方市松縮小処理、およびこれにより作成される縮小画像信号に対する前記市松正方縮小処理を交互に繰り返すことにより、複数の縮小画像信号を作成し、該複数の縮小画像信号に対して補間処理を施すことにより、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成する非鮮鋭マスク画像信号作成手段と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号を作成する帯域制限画像信号作成手段と、
該複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施して少なくとも1つの変換画像信号を作成する変換手段と、
該変換画像信号に基づいて前記原画像信号に加算する前記高周波成分に関する信号を得る周波数強調処理手段とからなることを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that emphasizes a high frequency component of an original image by adding a signal related to the high frequency component of the original image to an original image signal representing the original image,
A square checkered reduction process is performed on the original image signal to generate a reduced image signal, a checkered square reduction process is performed on the reduced image signal to generate a further reduced image signal, and the further reduced image signal is A plurality of reduced image signals are generated by alternately repeating a square checkered reduction process and the checkered square reduction process for the reduced image signal generated thereby, and an interpolation process is performed on the reduced image signals. By the non-sharp mask image signal creating means for creating a plurality of non-sharp mask image signals having different frequency response characteristics from each other,
Bands for generating a plurality of band-limited image signals representing images of a plurality of frequency bands of the original image based on the original image signal and the plurality of unsharp mask image signals or the plurality of unsharp mask image signals A restricted image signal creating means;
Conversion means for performing a predetermined conversion process on at least one band-limited image signal among the plurality of band-limited image signals to create at least one converted image signal;
An image processing apparatus comprising frequency enhancement processing means for obtaining a signal related to the high frequency component to be added to the original image signal based on the converted image signal.
前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の少なくとも一部を小さくする処理であることを特徴とする請求項21記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 21, wherein the predetermined conversion process is a process of reducing at least a part of a signal value of the band limited image signal. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、該信号値の絶対値を小さくする処理であることを特徴とする請求項21または22記載の画像処理装置。  23. The process according to claim 21, wherein the predetermined conversion process is a process of reducing the absolute value of the signal value when the absolute value of the signal value of the band limited image signal is larger than a predetermined threshold value. Image processing apparatus. 前記所定の変換処理は、さらに前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が前記所定の閾値よりも小さい他の閾値よりも小さいほど、該信号値の絶対値を小さくする処理であることを特徴とする請求項23記載の画像処理装置。  The predetermined conversion process is a process of further reducing the absolute value of the signal value as the absolute value of the signal value of the band limited image signal is smaller than another threshold value smaller than the predetermined threshold value. The image processing apparatus according to claim 23. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値の大きさを変化させる処理であることを特徴とする請求項23または24記載の画像処理装置。  25. The predetermined conversion process is a process of changing a magnitude of an absolute value of a signal value of the band limited image signal according to a frequency band of the band limited image signal. Image processing apparatus. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる関数に基づいて、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換する処理であることを特徴とする請求項21または22記載の画像処理装置。  The predetermined conversion processing is performed using the band-limited image signal equal to or less than the absolute value determined based on an absolute value of a signal value of the band-limited image signal based on a function that differs depending on a frequency band of the band-limited image signal. 23. The image processing apparatus according to claim 21, wherein the image processing apparatus performs conversion so as to obtain a value of. 前記関数は、前記帯域制限画像信号の信号値の絶対値が所定の値より大きい場合は、前記変換画像信号の信号値が略一定の値となるように前記帯域制限画像信号を変換する関数であり、前記所定の値は、前記帯域制限画像信号が高周波数帯域であるほど小さい値であることを特徴とする請求項26記載の画像処理装置。  The function is a function for converting the band limited image signal so that the signal value of the converted image signal becomes a substantially constant value when the absolute value of the signal value of the band limited image signal is larger than a predetermined value. 27. The image processing apparatus according to claim 26, wherein the predetermined value is smaller as the band-limited image signal is in a higher frequency band. 前記関数は、前記帯域制限画像信号が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号における絶対値が0近傍の所定の範囲内の信号値を変換することにより得られる前記変換画像信号の絶対値がより小さい値となるように、前記帯域制限画像信号を変換する関数であることを特徴とする請求項26または27記載の画像処理装置。  The absolute value of the converted image signal obtained by converting the signal value within a predetermined range in which the absolute value in the band limited image signal is near zero as the band limited image signal is in a lower frequency band. 28. The image processing apparatus according to claim 26 or 27, wherein the image processing apparatus is a function for converting the band-limited image signal so that becomes a smaller value. 前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項21から28のいずれか1項記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) +
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing apparatus according to any one of claims 21 to 28, wherein
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f1(Sorg−Sus1)+f2(Sorg−Sus2)+…
+fk(Sorg−Susk)+…+fN(Sorg−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項21から28のいずれか1項記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f1 (Sorg−Sus1) + f2 (Sorg−Sus2) +
+ Fk (Sorg-Susk) + ... + fN (Sorg-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing apparatus according to any one of claims 21 to 28, wherein
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
={f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項21から28のいずれか1項記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing apparatus according to any one of claims 21 to 28, wherein
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus1−Sus3)+…
+fk(Sus1−Susk)+…+fN(Sus1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項21から28のいずれか1項記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N). {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus1-Sus3) +
+ Fk (Sus1-Susk) + ... + fN (Sus1-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing apparatus according to any one of claims 21 to 28, wherein
前記所定の変換処理は、前記強調係数に応じた変換処理であることを特徴とする請求項29から32のいずれか1項記載の画像処理装置。  33. The image processing apparatus according to claim 29, wherein the predetermined conversion process is a conversion process corresponding to the enhancement coefficient. 前記強調係数に応じた変換処理が、前記帯域制限画像信号の周波数帯域に応じて異なる変換処理であって、該帯域制限画像信号の周波数帯域が低周波帯域であるほど、該帯域制限画像信号を大きく抑制する処理であり、
前記強調係数が大きいほど、高周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いと、低周波帯域の帯域制限画像信号に対する抑制の度合いとの差が大きいことを特徴とする請求項33記載の画像処理装置。
The conversion process according to the enhancement coefficient is a different conversion process depending on the frequency band of the band-limited image signal, and the lower the frequency band of the band-limited image signal, the lower the band-limited image signal. Is a process that greatly suppresses,
34. The image processing apparatus according to claim 33, wherein the difference between the degree of suppression of the band limited image signal in the high frequency band and the degree of suppression of the band limited image signal in the low frequency band increases as the enhancement factor increases. .
前記変換手段が、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより抑制画像信号を作成する抑制画像信号作成手段と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記抑制画像信号の作成に使用された帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を作成する補助画像信号作成手段と、
該補助画像信号を、該補助画像信号の信号値の絶対値が小さいほど1に近く、大きいほど0に近い値となるように変換することにより前記抑制画像信号にそれぞれ対応する倍率信号を作成する倍率信号作成手段と、
前記抑制画像信号に、該抑制画像信号に対応する前記倍率信号を乗ずることにより前記変換画像信号を作成する乗算手段とを備えてなることを特徴とする請求項21または22記載の画像処理装置。
Suppressed image signal for generating a suppressed image signal by converting the band-limited image signal so that the conversion means has a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band-limited image signal. Creating means;
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, including a signal in a frequency band lower than the band-limited image signal used to create the suppression image signal An auxiliary image signal generating means for generating an auxiliary image signal;
The auxiliary image signal is converted so that the smaller the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is, the closer the value is to 1, and the larger the value is, the closer the value is to 0, thereby generating a magnification signal corresponding to each of the suppressed image signals. A magnification signal creating means;
23. The image processing apparatus according to claim 21, further comprising multiplication means for creating the converted image signal by multiplying the suppression image signal by the magnification signal corresponding to the suppression image signal.
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sus1−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Susk−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(SusN−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項35記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg−Sus1) · g (Sus1−Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) · g (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Susk−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (SusN−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
36. The image processing apparatus according to claim 35, wherein
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sorg−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sorg−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Sorg−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(Sorg−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項35記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) · g (Sorg-Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) g (Sorg-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Sorg−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (Sorg−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
36. The image processing apparatus according to claim 35, wherein
前記変換手段が、前記少なくとも1つの帯域制限画像信号である被変換帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の帯域制限画像信号である低周波側帯域制限画像信号を、原点を通り該原点における傾きが略0で、処理される値が大きくなるにつれて該傾きが漸増する非線形関数に基づいて変換することにより前記被変換帯域制限画像信号の補助画像信号を作成する補助画像信号作成手段と、
該補助画像信号を前記被変換帯域制限画像信号に加算することにより複合帯域制限画像信号を作成する複合帯域制限画像信号作成手段と、
該複合帯域制限画像信号を、該複合帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより前記変換画像信号を作成する変換画像信号作成手段とを備えたことを特徴とする請求項21または22記載の画像処理装置。
The converting means passes a low frequency side band limited image signal, which is a band limited image signal of a frequency band lower than the converted band limited image signal, which is the at least one band limited image signal, through the origin, and has a slope at the origin. Auxiliary image signal generating means for generating an auxiliary image signal of the converted band-limited image signal by performing conversion based on a non-linear function in which the gradient gradually increases as the value to be processed increases substantially at 0.
A composite band limited image signal creating means for creating a composite band limited image signal by adding the auxiliary image signal to the converted band limited image signal;
A converted image signal generating means for generating the converted image signal by converting the composite band limited image signal so as to have a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the composite band limited image signal. The image processing apparatus according to claim 21 or 22, further comprising:
前記帯域制限画像信号の作成、前記変換画像信号の作成、前記高周波成分に関する信号の作成、および該高周波成分に関する信号の前記原画像信号への加算を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=[f1{(Sorg−Sus1)+g(Sus1−Sus2)}
+f2{(Sus1−Sus2)+g(Sus2−Sus3)}+…
+fk{(Susk-1−Susk)+g(Susk−Susk+1)}+…
+fN{(SusN-1−SusN)+g(SusN−SusN+1)}]
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):複合帯域制限画像信号を変換するための関数
g:帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関

β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項38記載の画像処理装置。
The creation of the band limited image signal, the creation of the converted image signal, the creation of the signal related to the high frequency component, and the addition of the signal related to the high frequency component to the original image signal are expressed by the following equation: Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= [F1 {(Sorg-Sus1) + g (Sus1-Sus2)}
+ F2 {(Sus1-Sus2) + g (Sus2-Sus3)} + ...
+ Fk {(Susk-1−Susk) + g (Susk−Susk + 1)} +.
+ FN {(SusN-1−SusN) + g (SusN−SusN + 1)}]
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for converting the composite band limited image signal
g: Function for creating the auxiliary image signal by converting the band-limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
The image processing apparatus according to claim 38, wherein
前記所定の変換処理は、前記原画像を撮影した際の撮影部位に応じて、前記帯域制限画像信号を変換する処理であることを特徴とする請求項21から39のいずれか1項記載の画像処理装置。  The image according to any one of claims 21 to 39, wherein the predetermined conversion process is a process of converting the band-limited image signal in accordance with an imaging part when the original image is acquired. Processing equipment. 原画像を表す原画像信号に、該原画像の高周波成分に関する信号を加算することにより、該原画像の高周波成分を強調する画像処理方法をコンピュータに実行させるための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において、
前記プログラムは、前記原画像信号に対して正方市松縮小処理を施して縮小画像信号を作成し、該縮小画像信号に対して市松正方縮小処理を施してさらなる縮小画像信号を作成し、該さらなる縮小画像信号に対する前記正方市松縮小処理、およびこれにより作成される縮小画像信号に対する前記市松正方縮小処理を交互に繰り返すことにより、複数の縮小画像信号を作成し、該複数の縮小画像信号に対して補間処理を施すことにより、互いに周波数応答特性が異なる複数の非鮮鋭マスク画像信号を作成する手順と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記原画像の複数の周波数帯域毎の画像を表す複数の帯域制限画像信号を作成する手順と、
該複数の帯域制限画像信号のうち少なくとも1つの帯域制限画像信号に対して、所定の変換処理を施して少なくとも1つの変換画像信号を作成する手順と、
該変換画像信号に基づいて前記原画像信号に加算する前記高周波成分に関する信号を得る手順とを有することを特徴とするコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording of a program for causing a computer to execute an image processing method for enhancing a high-frequency component of the original image by adding a signal related to the high-frequency component of the original image to an original image signal representing the original image In the recording medium,
The program performs a square checkered reduction process on the original image signal to create a reduced image signal, performs a checkered square reduction process on the reduced image signal to generate a further reduced image signal, and further reduces the reduced image signal. By alternately repeating the square checkered reduction process for the image signal and the checkered square reduction process for the reduced image signal created thereby, a plurality of reduced image signals are created and interpolated for the reduced image signals by performing processing, the procedure for creating a plurality of unsharp mask image signal frequency response characteristics are different from each other,
A procedure for creating a plurality of band limited image signals representing images of the plurality of frequency bands of the original image based on the original image signal and the plurality of unsharp mask image signals or the plurality of unsharp mask image signals. When,
A procedure of performing predetermined conversion processing on at least one band limited image signal among the plurality of band limited image signals to create at least one converted image signal;
A computer-readable recording medium comprising: a procedure for obtaining a signal related to the high-frequency component to be added to the original image signal based on the converted image signal.
前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号の信号値の少なくとも一部を小さくする処理であることを特徴とする請求項41記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。  42. The computer-readable recording medium according to claim 41, wherein the predetermined conversion process is a process of reducing at least a part of a signal value of the band limited image signal. 前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)+f2(Sus1−Sus2)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) + f2 (Sus1-Sus2) +
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
43. The computer-readable recording medium according to claim 41, wherein the recording medium is a computer-readable recording medium.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f1(Sorg−Sus1)+f2(Sorg−Sus2)+…
+fk(Sorg−Susk)+…+fN(Sorg−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N) · {f1 (Sorg−Sus1) + f2 (Sorg−Sus2) +
+ Fk (Sorg-Susk) + ... + fN (Sorg-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
43. The computer-readable recording medium according to claim 41, wherein the recording medium is a computer-readable recording medium.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
={f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)+…+fN(SusN-1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) +... + FN (SusN−1−SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
43. The computer-readable recording medium according to claim 41, wherein the recording medium is a computer-readable recording medium.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sus1,Sus2,…SusN)
=(1/N)・{f2(Sus1−Sus2)+f3(Sus1−Sus3)+…
+fk(Sus1−Susk)+…+fN(Sus1−SusN)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):所定の変換処理を行う関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sus1, Sus2, ... SusN)
= (1 / N). {F2 (Sus1-Sus2) + f3 (Sus1-Sus3) +
+ Fk (Sus1-Susk) + ... + fN (Sus1-SusN)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N): Unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for performing a predetermined conversion process
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
43. The computer-readable recording medium according to claim 41, wherein the recording medium is a computer-readable recording medium.
前記所定の変換処理は、前記強調係数に応じた変換処理を行う手順を有することを特徴とする請求項43から46のいずれか1項記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。  47. The computer-readable recording medium according to claim 43, wherein the predetermined conversion process includes a procedure for performing a conversion process according to the enhancement coefficient. 前記所定の変換処理は、前記帯域制限画像信号を、該帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより抑制画像信号を作成する手順と、
前記原画像信号および前記複数の非鮮鋭マスク画像信号、または前記複数の非鮮鋭マスク画像信号に基づいて、前記抑制画像信号の作成に使用された帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の信号を含む補助画像信号を作成する手順と、
該補助画像信号を、該補助画像信号の信号値の絶対値が小さいほど1に近く、大きいほど0に近い値となるように変換することにより前記抑制画像信号にそれぞれ対応する倍率信号を作成する手順と、
前記抑制画像信号に、該抑制画像信号に対応する前記倍率信号を乗ずることにより前記変換画像信号を作成する手順とを有することを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
The predetermined conversion processing is a procedure for creating a suppressed image signal by converting the band limited image signal so that the band limited image signal has a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the band limited image signal. When,
Based on the original image signal and the plurality of non-sharp mask image signals, or the plurality of non-sharp mask image signals, including a signal in a frequency band lower than the band-limited image signal used to create the suppression image signal A procedure to create an auxiliary image signal;
The auxiliary image signal is converted so that the smaller the absolute value of the signal value of the auxiliary image signal is, the closer the value is to 1, and the larger the value is, the closer the value is to 0, thereby generating a magnification signal corresponding to each of the suppressed image signals. Procedure and
43. The computer-readable recording medium according to claim 41, further comprising a step of creating the converted image signal by multiplying the suppression image signal by the magnification signal corresponding to the suppression image signal.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sus1−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sus2−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Susk−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(SusN−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項48記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg−Sus1) · g (Sus1−Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) · g (Sus2-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Susk−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (SusN−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
49. The computer-readable recording medium according to claim 48, wherein the recording is performed according to the following.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
={f1(Sorg−Sus1)・g(Sorg−Sus2)
+f2(Sus1−Sus2)・g(Sorg−Sus3)+…
+fk(Susk-1−Susk)・g(Sorg−Susk+1)+…
+fN(SusN-1−SusN)・g(Sorg−SusN+1)}
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):抑制画像信号を作成するための関数
g:補助画像信号を変換して倍率信号を作成するための関数
β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項48記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= {F1 (Sorg-Sus1) · g (Sorg-Sus2)
+ F2 (Sus1-Sus2) g (Sorg-Sus3) + ...
+ Fk (Susk-1−Susk) · g (Sorg−Susk + 1) +
+ FN (SusN-1−SusN) · g (Sorg−SusN + 1)}
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for creating a suppression image signal
g: a function for converting the auxiliary image signal to create a magnification signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
49. The computer-readable recording medium according to claim 48, wherein the recording is performed according to the following.
前記所定の変換処理は、前記少なくとも1つの帯域制限画像信号である被変換帯域制限画像信号よりも低い周波数帯域の帯域制限画像信号である低周波側帯域制限画像信号を、原点を通り該原点における傾きが略0で、処理される値が大きくなるにつれて該傾きが漸増する非線形関数に基づいて変換することにより前記被変換帯域制限画像信号の補助画像信号を作成する手順と、
該補助画像信号を前記被変換帯域制限画像信号に加算することにより複合帯域制限画像信号を作成する手順と、
該複合帯域制限画像信号を、該複合帯域制限画像信号の信号値の絶対値に基づいて定まる該絶対値以下の値となるように変換することにより前記変換画像信号を作成する手順とを有することを特徴とする請求項41または42記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
The predetermined conversion process passes a low-frequency side band-limited image signal, which is a band-limited image signal of a frequency band lower than the converted band-limited image signal, which is the at least one band-limited image signal, through the origin at the origin. A procedure for creating an auxiliary image signal of the converted band-limited image signal by performing transformation based on a nonlinear function having a slope of approximately 0 and gradually increasing as the value to be processed increases;
Creating a composite band limited image signal by adding the auxiliary image signal to the converted band limited image signal;
And a step of creating the converted image signal by converting the composite band limited image signal so as to be a value equal to or less than the absolute value determined based on the absolute value of the signal value of the composite band limited image signal. 43. A computer-readable recording medium according to claim 41 or 42.
前記帯域制限画像信号を作成する手順、前記変換画像信号を作成する手順、前記高周波成分に関する信号を作成する手順、および該高周波成分に関する信号を前記原画像信号へ加算する手順を、下記の式
Sproc=Sorg+β(Sorg)・Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
Fusm(Sorg,Sus1,Sus2,…SusN)
=[f1{(Sorg−Sus1)+g(Sus1−Sus2)}
+f2{(Sus1−Sus2)+g(Sus2−Sus3)}+…
+fk{(Susk-1−Susk)+g(Susk−Susk+1)}+…
+fN{(SusN-1−SusN)+g(SusN−SusN+1)}]
(但し、Sproc:高周波成分が強調された画像信号
Sorg:原画像信号
Susk(k=1〜N+1):非鮮鋭マスク画像信号
fk(k=1〜N):複合帯域制限画像信号を変換するための関数
g:帯域制限画像信号を変換して補助画像信号を作成するための関

β(Sorg):原画像信号に基づいて定められる強調係数)
にしたがって行うことを特徴とする請求項51記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
A procedure for creating the band-limited image signal, a procedure for creating the converted image signal, a procedure for creating a signal for the high-frequency component, and a procedure for adding the signal for the high-frequency component to the original image signal are expressed by the following equation Sproc = Sorg + β (Sorg) · Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
Fusm (Sorg, Sus1, Sus2, ... SusN)
= [F1 {(Sorg-Sus1) + g (Sus1-Sus2)}
+ F2 {(Sus1-Sus2) + g (Sus2-Sus3)} + ...
+ Fk {(Susk-1−Susk) + g (Susk−Susk + 1)} +.
+ FN {(SusN-1−SusN) + g (SusN−SusN + 1)}]
(However, Sproc: Image signal in which high frequency components are emphasized.
Sorg: Original image signal
Susk (k = 1 to N + 1): unsharp mask image signal
fk (k = 1 to N): function for converting the composite band limited image signal
g: Function for creating the auxiliary image signal by converting the band-limited image signal
β (Sorg): enhancement coefficient determined based on the original image signal)
52. The computer-readable recording medium according to claim 51, wherein the recording is performed according to the following.
前記所定の変換処理は、前記原画像を撮影した際の撮影部位に応じて、前記帯域制限画像信号を変換する手順を有することを特徴とする請求項41から52のいずれか1項記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。  53. The computer according to claim 41, wherein the predetermined conversion process includes a procedure for converting the band-limited image signal in accordance with an imaging part when the original image is imaged. A readable recording medium.
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