JP4261201B2 - Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and storage medium - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、単一の画像をウェーブレット変換を用いて複数の周波数帯域毎に空間分割することにより得られる画像を周波数帯域毎に制御して、乗算によってある周波数帯域の画像のみを強調してから逆変換することにより、視覚的な印象にあった自然な画像強調を行なうようにした技術がある(例えば、特許文献1参照)。このような技術では、ウェーブレット変換を用いることにより画像が方向毎にも空間分割されるため、画像を方向毎に制御することも可能になる。
【0003】
また、実空間において、周波数帯域毎・方向毎にフィルタリング処理を行なうことによって、画像の鮮鋭化度合いを調整するようにした技術がある(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−274614号公報
【特許文献2】
特開平9−247460号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1に記載されているように、単一の画像をウェーブレット変換を用いて複数の周波数帯域に空間分割することにより得られる画像を周波数帯域毎に制御して、ある周波数帯域の画像のみを乗算して強調してから逆変換するようにした技術では、上述したように、ウェーブレット変換を用いることによって画像が方向毎にも分解されるので、例えば、低周波数帯域の画像を強調するためには多くのラインメモリが必要となってしまう。
【0006】
これに対し、特許文献2に記載された技術のように、実空間において周波数帯域毎・方向毎にフィルタリング処理を行なう実空間のフィルタリング処理によれば、フィルタの周波数帯域の設定に自由度があるため、限られたラインメモリで処理を行なうには有利となる。
【0007】
しかしながら、実空間のフィルタリング処理を行なう場合、周波数帯域毎・方向毎にそれぞれ異なるフィルタを用いなくてはならず、周波数帯域毎・方向毎に異なるフィルタの全てに対して積和演算を行なうこととなるため、積和演算を行なう回路等、ハード規模の増大を招くことが懸念される。特に、実空間フィルタリング処理を低周波数帯域の画像に対して行なうためには、マトリクスサイズの大きいフィルタが必要となるので、ハード規模の増大をより顕著に招くことが懸念される。
【0008】
本発明の目的は、ハード規模の増大を抑えるとともに、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の画像処理装置は、入力画像を取得する画像入力手段と、それぞれが異なる方向性を有する複数の方向性フィルタを用いて、前記入力画像の任意の空間周波数成分に対する空間周波数補正を前記方向性フィルタが有する方向性によって定められる方向毎に独立して行ない第1の補正画像を得る第1の空間周波数補正手段と、方向性に依存せず前記方向性フィルタの周波数特性よりも振幅のピーク位置が低周波数側にある単一のフィルタを用いて、前記入力画像の空間周波数成分に対する空間周波数補正を行ない第2の補正画像を得る第2の空間周波数補正手段と、前記第1の補正画像と前記第2の補正画像とを合成する画像合成手段と、を具備する。
【0010】
したがって、方向毎の空間周波数補正と方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせ、入力画像の空間周波数特性に応じて、方向毎に空間周波数補正を行なったり方向性に依存しない空間周波数補正を行なったりすることができるので、方向毎に空間周波数補正を行なう空間周波数を適宜設定することによりハード規模の増大を抑えるとともに、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。また、一般的に、方向毎に空間周波数補正を行なうとマトリクスサイズの大きいフィルタが必要となる入力画像の低周波数成分の空間周波数補正を単一のフィルタで行なうことにより、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像処理装置において、前記第1の空間周波数補正手段による空間周波数補正と前記第2の空間周波数補正手段による空間周波数補正とを並列して行なう。
【0012】
したがって、処理速度の向上を図ることができる。
【0015】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、前記方向性フィルタの方向性に沿って、前記入力画像の特徴量を取得する特徴量取得手段と、前記特徴量に応じて前記第1の補正画像に空間周波数補正を行なう第3の空間周波数補正手段と、を具備する。
【0016】
したがって、第1の空間周波数補正手段により方向毎に空間周波数補正した第1の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量に応じて空間周波数補正することにより、入力画像の特徴を損なうことなく、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0017】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の画像処理装置において、前記特徴量を取得した方向毎に該特徴量の最大値を取得する最大値取得手段と、前記最大値に応じて前記第2の補正画像に空間周波数補正を行なう第4の空間周波数補正手段と、を具備する。
【0018】
したがって、第2の空間周波数補正手段により空間周波数補正した第2の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量の最大値に応じて空間周波数補正することにより、例えば、入力画像の低周波数成分を第2の空間周波数補正手段によって空間周波数補正する場合にも、ハード規模の増大を効果的に抑えながら、入力画像の特徴を損なうことなく、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0019】
請求項5記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、前記方向性フィルタの方向性に沿って、前記入力画像の特徴量を取得する特徴量取得手段と、前記特徴量を取得した方向毎に該特徴量の最大値を取得する最大値取得手段と、前記最大値に応じて前記第2の補正画像に空間周波数補正を行なう第4の空間周波数補正手段と、を具備する。
【0020】
したがって、第2の空間周波数補正手段により空間周波数補正した第2の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量の最大値に応じて空間周波数補正することにより、例えば、入力画像の低周波数成分を第2の空間周波数補正手段によって空間周波数補正する場合にも、入力画像の特徴を損なうことなく、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0021】
請求項6記載の発明は、請求項3ないし5のいずれか一に記載の画像処理装置において、前記特徴量取得手段は、微分フィルタによって前記入力画像のエッジ量を前記特徴量として取得する。
【0022】
したがって、画像のエッジを鈍らせることがない。
【0023】
請求項7記載の発明の画像処理方法は、入力画像を取得し、それぞれが異なる方向性を有する複数の方向性フィルタを用いて、前記入力画像の任意の空間周波数成分に対する空間周波数補正を前記方向性フィルタが有する方向性によって定められる方向毎に独立して行ない第1の補正画像を取得し、方向性に依存せず前記方向性フィルタの周波数特性よりも振幅のピーク位置が低周波数側にある単一のフィルタを用いて、前記入力画像の空間周波数成分に対する空間周波数補正を行ない第2の補正画像を取得し、前記第1の補正画像と前記第2の補正画像とを合成する。
【0024】
したがって、方向毎の空間周波数補正と方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせ、入力画像の空間周波数特性に応じて、方向毎に空間周波数補正を行なったり方向性に依存しない空間周波数補正を行なったりすることができるので、方向毎に空間周波数補正を行なう空間周波数を適宜設定することによりハード規模の増大を抑えるとともに、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。また、一般的に、方向毎に空間周波数補正を行なうとマトリクスサイズの大きいフィルタが必要となる入力画像の低周波数成分の空間周波数補正を単一のフィルタで行なうことにより、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0025】
請求項8記載の発明の画像処理プログラムは、請求項7に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させる。
【0026】
したがって、請求項7記載の発明の作用を得ることができる。
【0027】
請求項9記載の発明の記憶媒体は、請求項8に記載の画像処理プログラムを読み取り可能に記憶する。
【0028】
したがって、請求項8記載の発明の作用を得ることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第1の実施の形態について図1ないし図10を参照して説明する。本実施の形態の画像処理装置は、その一例として、例えば、図1に示すようなパーソナルコンピュータによって実現される。
【0040】
図1は、本実施の形態の画像処理装置としてのパーソナルコンピュータ(以降、PCとする)のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。PC1は、図1に示すように、各種情報処理を行ない、PC1が備える各部を駆動制御するCPU(Central Processing Unit)2を備えている、このCPU2には、バス3を介して、各種の情報等を格納するROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリ4が接続されている。メモリ4には、CPU2が実行する各種制御プログラムや、CPU2による各種演算に用いられる情報等が記憶されている。特に、RAMは、各種データを書換え可能に記憶する性質を有していることから、CPU2の作業エリアとして機能する。
【0041】
バス3には、図示しない所定のインターフェイスを介して、ハードディスク等の磁気記憶装置5や、可搬性を有するメディア6に記憶された情報を読み取るメディア情報読取装置7が接続されている。
【0042】
磁気記憶装置5には、オペレーティングシステム(以降、OSとする)や、本発明の画像処理プログラムを始めとしてOS上で動作する各種アプリケーションプログラムが記憶されている。OSは、コンピュータのハードウェアとソフトウェアとを管理するプログラムであり、代表的なものとしては、Windows(登録商標)、UNIX(登録商標)等が知られている。本実施の形態では、オペレーティングシステム上で動作する各種プログラムをアプリケーションプログラムとする。
【0043】
アプリケーションプログラムは、メディア情報読取装置7によりメディア6から読み取られて磁気記憶装置5にインストールされたり、後述する通信I/F8を介してネットワーク9からダウンロードすることにより磁気記憶装置5にインストールされたりしたものである。本実施の形態では、メディア情報読取装置7により可搬性を有するメディア6から読み取った画像処理プログラムが、アプリケーションプログラムの一つとして磁気記憶装置5に記憶されている。このため、本実施の形態では、可搬性を有するメディア6によって記憶媒体が実現されている。なお、磁気記憶装置5にはメディア6から読み取ることでインストールされた画像処理プログラムが記憶されているため、この意味では磁気記憶装置5も記憶媒体として機能する。
【0044】
メディア情報読取装置7は、例えば、CDやDVDなどの光ディスク、光磁気ディスク、フレキシブルディスク等の各種方式の可搬性を有するメディア6を記憶媒体として、この可搬性を有するメディアに記憶された情報を読み取るものであり、読み取り対象となるメディア6の種類に応じて、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ等が適宜用いられる。
【0045】
PC1では、ユーザにより電源が投入されると、CPU2によってメモリ4内のローダーというプログラムを起動させ、磁気記憶装置よりOSをRAMに読み込み、このOSを起動させる。
【0046】
また、バス3には、マウスやキーボード等で構成される入力装置10、LCDやCRT等の表示装置11、ネットワーク9と通信を行なう通信I/F8に加えて、光学的に読み取った画像を画像信号として入力する画像入力手段としてのスキャナ装置やデジタルカメラ等の画像入力装置12が接続されている。
【0047】
次に、画像処理プログラムを含む画質補正プログラムの実行により実現される画質補正機能について図2を参照して説明する。図2は、PC1によって画質補正プログラムを実行することにより実現される画質補正機能を示す機能ブロック図を示している。画質補正機能は、図2に示すように、画像入力装置12により入力された画像を指定された倍率に変倍する変倍処理手段13、変倍した画像に所望の空間周波数補正を行なうフィルタリング処理手段14、空間周波数補正後の画像が所望の濃度特性を有するようにγ変換するγ変換処理手段15、濃度特性変換後の画像にディザ処理や誤差拡散処理などの中間調処理を行なう中間調処理手段16によって実現されている。特に図示しないが、PC1は、画質補正機能として、画像入力装置12により入力された画像がカラー画像である場合に、R,G,B信号の入力画像をCMYK信号の出力データに変換する機能を実現する色補正手段も備えている。
【0048】
なお、ここでは、変倍処理手段13による変倍処理、γ変換処理手段15によるγ変換処理、中間調処理手段16による中間調処理については、公知の技術であるため説明を省略し、本実施の形態において特長となるフィルタリング処理手段14で行なわれるフィルタリング処理について図3ないし図10を参照して以下に説明する。フィルタリング処理手段14の機能は、PC1によって画像処理プログラムを実行することにより実現される。
【0049】
図3は、フィルタリング処理手段14が行なうフィルタリング処理によって実現される各種機能を示す機能ブロック図である。図3に示すように、フィルタリング処理手段14は、図4に示すフィルタ行列を有する平滑化フィルタ20によって、変倍処理後の画像の平滑化を行なう。公知の技術であるため説明を省略するが、画像の平滑化とは、適当な大きさのフィルタ行列を用いて、対象画素の濃度値を、対象画素および周囲の画素の濃度値の平均値で置換する処理である。
【0050】
また、フィルタリング処理手段14は、図5に示すように、縦方向(主走査方向)・横方向(副走査方向)・右斜め方向(図5中右上がり方向)・左斜め方向(図10中左上がり方向)の4方向に方向性を有する4つの高周波強調フィルタ21,22,23,24によって、変倍処理後の画像の縦・横・右斜め・左斜め方向の空間周波数補正をそれぞれ行なう。
【0051】
なお、本実施の形態では、4つの高周波強調フィルタ21,22,23,24によって方向性フィルタが実現されており、4つの高周波強調フィルタ21,22,23,24による縦・横・右斜め・左斜め方向の高周波数成分の空間周波数補正によって第1の空間周波数補正手段および第1の空間周波数補正機能が実現されている。
【0052】
ここで、図5(a)は縦方向の高周波強調フィルタ21が有するフィルタ行列を示しており、図6は図5(a)に示すフィルタ行列を有する縦方向の高周波強調フィルタ21による600dpiの画像での空間周波数特性を示している。図6から判るように、本実施の形態の縦方向の高周波強調フィルタ21によれば、画像の高周波数成分が縦方向に沿って空間周波数補正されて強調される。
【0053】
同様に、図5(b)に示すフィルタ行列を有する横方向の高周波強調フィルタ22、図5(c)に示すフィルタ行列を有する右斜め方向の高周波強調フィルタ23、図5(d)に示すフィルタ行列を有する左斜め方向の高周波強調フィルタ24によれば、それぞれ、画像の高周波数成分が横・右斜め・左斜め方向に沿ってそれぞれ空間周波数補正されて強調される。
【0054】
一方で、フィルタリング処理手段14は、図7(a)〜(d)に示すフィルタ行列を有する縦・横・右斜め・左斜め方向の4つのエッジ量算出フィルタ25,26,27,28によって、縦・横・右斜め・左斜めの4方向のエッジ量をそれぞれ算出する。ここに、4つのエッジ量算出フィルタ25,26,27,28によるエッジ量の算出によって特徴量取得手段および特徴量取得機能が実現されている。
【0055】
算出したエッジ量は、4つのエッジ量算出フィルタ25,26,27,28にそれぞれ対応する強調係数算出部29,30,31,32によって、該エッジ量に応じた強調係数にそれぞれ変換される。本実施の形態では、図8に示すようなエッジ量と強調係数との関係に基づいて、強調係数への変換を行なう。
【0056】
そして、フィルタリング処理手段14は、縦・横・右斜め・左斜め方向の高周波強調フィルタ21,22,23,24を用いて画像の高周波数成分を縦・横・右斜め・左斜め方向に沿ってそれぞれ強調した画像と、縦・横・右斜め・左斜め方向の強調係数算出部29,30,31,32によって算出された強調係数とを、縦・横・右斜め・左斜め方向の乗算部33,34,35,36によってそれぞれ乗算することにより、画像の高周波数成分を方向毎に空間周波数補正する。ここに、第3の空間周波数補正手段および第3の空間周波数補正機能が実現される。これによって、方向毎に強調された画像の高周波数成分が、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調される。
【0057】
また別に、フィルタリング処理手段14は、縦・横・右斜め・左斜め方向のエッジ量算出フィルタ25,26,27,28によって算出したそれぞれのエッジ量に基づいて、最大値算出部37によって各方向のエッジ量の最大値を算出し、算出した各方向のエッジ量の最大値を強調係数算出部38によって該最大値に応じた強調係数に変換する。ここに、最大値算出部37によるエッジ量の最大値の算出によって、最大値取得手段および最大値取得機能が実現される。本実施の形態では、図8中実線で示すエッジ量と強調係数との関係に基づいて、各方向のエッジ量の最大値に基づく強調係数への変換を行なう。
【0058】
さらに、フィルタリング処理手段14は、図9に示すフィルタ行列を有する低周波強調フィルタ39によって、変倍処理後の画像の低周波数成分の空間周波数補正を行なう。ここに、低周波強調フィルタ39による画像の低周波数成分の空間周波数補正によって第2の空間周波数補正手段および第2の空間周波数補正機能が実現される。なお、低周波強調フィルタ39により空間周波数補正される画像の低周波数成分は、方向性フィルタである4つの高周波強調フィルタ21,22,23,24の周波数特性とは異なる周波数特性を有し、4つの高周波強調フィルタ21,22,23,24の周波数特性よりも低い周波数特性を有している。
【0059】
図9から判るように、低周波強調フィルタ39は、特定の方向性を有しておらず、本実施の形態では、低周波強調フィルタ39によって方向性に依存しない単一のフィルタが実現されている。図10は、図9に示すフィルタ行列を有する低周波強調フィルタ39の空間周波数特性(主走査方向)を示している。図10に示すように、本実施の形態の低周波強調フィルタ39は、図6に示す高周波強調フィルタ21と比較して、画像の低周波数成分が強調されることが分かる。これによって、画像の低周波数成分が強調される。
【0060】
低周波数成分が強調された画像は、低周波数乗算部40によって、強調係数算出部38で算出された強調係数と乗算されることにより空間周波数補正される。ここに、第4の空間周波数補正手段および第4の空間周波数補正機能が実現される。これにより、強調された画像の低周波数成分が、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量の最大値に応じて空間周波数補正される。
【0061】
本実施の形態では、画像の高周波数成分の強調と低周波数成分の強調とを並列して行う。
【0062】
そして、フィルタリング処理手段14は、平滑化フィルタ20で平滑化した画像、各高周波数乗算部33,34,35,36で乗算した高周波強調量および低周波数乗算部40で乗算した低周波強調量を、加算部41,42,43,44,45によって順次加算し、加算した画像を強調画像として出力する。ここに、加算部41,42,43,44,45による画像の各周波数成分の合成によって画像合成手段および画像合成機能が実現される。
【0063】
このように、本実施の形態によれば、高周波強調フィルタ21,22,23,24による方向毎の空間周波数補正と、低周波強調フィルタ39による方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせて、画像の高周波数成分の空間周波数補正を方向毎に行ない、画像の低周波数成分の空間周波数補正を方向性に依存せずに行なうことができるので、画像の低周波数成分を画像の高周波数成分と同様に方向毎に強調することによって必要となるマトリクスサイズの大きいフィルタを不要としてハード規模の増大を抑えるとともに、画像の高周波数成分に関しては方向毎に空間周波数補正を行なうことによって解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0064】
そして、本実施の形態によれば、画像の高周波数成分の強調と画像の低周波数成分の強調とを並列して行うため、フィルタリング処理の処理速度の向上を図ることができる。
【0065】
上述したように、画像の高周波数成分を必要以上に強調することは画像のノイズを強調することにもなるが、本実施の形態のように方向毎に空間周波数補正を行なうことにより、ノイズの強調を抑えつつ必要な方向のみを強調して、解像度の良好な画像を得ることができる。
【0066】
また、本実施の形態によれは、画像の低周波数成分の強調を単一の低周波強調フィルタ39で行なうことにより、画像の低周波数成分の強調を画像の高周波数成分の強調と同様に方向毎に独立して行なう場合に比べて、演算量を少なくすることができる。
【0067】
さらに、本実施の形態によれば、方向毎に強調した画像の高周波数成分を、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調しているため、エッジを鈍らせることにより該画像の特徴を損なってしまうことなく、解像性・鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0068】
加えて、画像の低周波数成分を、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量の最大値に応じて強調しているため、画像の低周波数成分の空間周波数補正を行なう場合にも、エッジを鈍らせて該画像の特徴を損なってしまうことなく、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0069】
なお、本実施の形態のエッジ量算出フィルタ25,26,27,28は、一次微分フィルタでエッジ量を算出しているが、これに限るものではなく、例えば、一次微分フィルタと二次微分フィルタの最大値をとるような処理としても良い。
【0070】
また、強調係数算出部29,30,31,32によるエッジ量から強調係数への変換は、例えば、右斜め・左斜め方向の強調を縦・横方向よりも弱く設定する等、方向毎に異なった変換をしても良い。これによって、画像の高周波数成分のうちで必要な方向のみを強調することができる。
【0071】
加えて、本実施の形態では、スキャナ装置やデジタルカメラ等の画像入力装置からの入力された画像に対して画像処理を行なうようにしたが、これに限るものではなく、例えば、別のスキャナ装置やデジタルカメラ等によって取得した画像を記憶するメディアから該画像を読み取った画像を入力するようにしてもよい。この場合、画像を記憶するメディアから該画像を読み取るメディア情報読取装置が画像入力手段として機能する。
【0072】
次に、本発明の第2の実施の形態について図11ないし図22を参照して説明する。第1の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
【0073】
図11は、本実施の形態のPC1のフィルタリング処理手段14が行なうフィルタリング処理によって実現される各種機能を示す機能ブロック図である。本実施の形態のフィルタリング処理手段14は、画像の高周波数成分および中周波数成分に対しては縦・横・斜めの3方向のフィルタリング処理を行ない、画像の低周波数成分に対しては単一の低周波強調フィルタ91(図22参照)によってフィルタリング処理を行なう。
【0074】
フィルタリング処理手段14は、平滑化部50によって、第1の実施の形態と同様にして画像の平滑化を行なうとともに、高周波強調部51、中周波強調部52および低周波強調部53によって、画像の高・中・低周波数成分の強調をそれぞれ行ない、平滑化した画像と高・中・低周波数成分を強調した画像とを加算部54,55,56による順次加算によって合成した画像を、画質補正後の画像として出力する。高周波強調部51、中周波強調部52および低周波強調部53による画像の高・中・低周波数成分の強調は、それぞれ独立かつ並列に行われる。本実施の形態では、加算部54,55,56による順次加算により画像合成手段および画像合成機能が実現される。
【0075】
なお、中周波強調部52により空間周波数補正される画像の中周波数成分は高周波強調部51が空間周波数補正の対象とする周波数特性とは異なる周波数特性を有し、高周波強調部51が空間周波数補正の対象とする周波数特性よりも低い周波数特性を有している。また、低周波強調部53空間周波数補正される画像の低周波成分は中周波強調部52が空間周波数補正の対象とする周波数特性とは異なる周波数特性を有し、中周波強調部52が空間周波数補正の対象とする周波数特性よりも低い周波数特性を有している。
【0076】
以下に、高周波強調部51、中周波強調部52、低周波強調部53についてそれぞれ説明する。
【0077】
図12は、高周波強調部51の機能を示す機能ブロック図である。高周波強調部51は、縦方向強調部57によって画像の高周波数成分を縦方向に沿って空間周波数補正し、横方向強調部58によって画像の高周波数成分を横方向に沿って空間周波数補正し、斜め方向強調部59によって画像の高周波数成分を斜め方向に沿って空間周波数補正する。縦方向強調部57による画像の空間周波数補正と横方向強調部58による画像の空間周波数補正と斜め方向強調部59による画像の空間周波数補正とは、それぞれ独立して行なわれる。また、縦方向強調部57による画像の空間周波数補正と横方向強調部58による画像の空間周波数補正と斜め方向強調部59による画像の空間周波数補正とは、並列して行われる。これにより、高周波強調部51における処理速度の向上を図ることができる。
【0078】
高周波強調部51は、図13(a)〜(c)に示すフィルタ行列を有する方向性フィルタとしての高周波強調フィルタ60,61,62によって、画像の高周波数成分を縦・横・斜めの3方向に沿ってそれぞれ空間周波数補正することによって画像の高周波数成分を強調する。高周波強調フィルタ60,61,62は、図6に示す周波数特性を有している。
【0079】
また、高周波強調部51は、図14(a)〜(c)に示すフィルタ行列を有するエッジ量算出フィルタ63,64,65によって、縦・横・斜めの3方向に沿ってそれぞれ画像のエッジ量を算出する。ここに、エッジ量算出フィルタ63,64,65によるエッジ量の算出によって特徴量取得手段および特徴量取得機能が実現されている。
【0080】
高周波強調部51は、算出したエッジ量を、第1の実施の形態と同様にして、それぞれ対応する強調係数算出部66,67,68によって強調係数に変換する。
【0081】
そして、高周波数乗算部69,70,71によって、画像の高周波数成分を方向毎に強調した画像に、算出した強調係数をそれぞれ乗算することにより、画像の高周波数成分を縦・横・斜めの各方向においてそれぞれ空間周波数補正する。ここに、第3の空間周波数補正手段および第3の空間周波数補正機能が実現される。これによって、方向毎に強調された画像の高周波数成分が、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調される。
【0082】
加えて、高周波数乗算部69,70,71によって空間周波数補正した画像を、高周波数加算部72,73によって順次加算することによって合成し、合成した画像を高周波数成分を強調した画像として出力する。
【0083】
図15は、中周波強調部52の機能を示す機能ブロック図である。中周波強調部52は、高周波強調部51と同様に、縦方向強調部74によって画像の中周波数成分を縦方向に沿って空間周波数補正し、横方向強調部75によって画像の中周波数成分を横方向に沿って空間周波数補正し、斜め方向強調部76によって画像の中周波数成分を斜め方向に沿って沿って空間周波数補正する。縦方向強調部74による画像の空間周波数補正と、横方向強調部75による画像の空間周波数補正と、斜め方向強調部76による画像の空間周波数補正とは、それぞれ独立して行なわれる。また、縦方向強調部74による画像の空間周波数補正と、横方向強調部75による画像の空間周波数補正と、斜め方向強調部76による画像の空間周波数補正とは、並列して行われる。これにより、中周波強調部52における処理速度の向上を図ることができる。
【0084】
なお、中周波強調部52における縦・横・斜め方向に方向性を有する方向性フィルタとしての中周波強調フィルタ77,78,79はそれぞれ図16(a)〜(c)に示すフィルタ行列を有している。また、縦・横・斜め方向の各中周波エッジ量算出フィルタ80,81,82は図17(a)〜(c)に示すフィルタ行列を有している。
【0085】
図18は、図16(a)に示す縦方向の中周波強調フィルタ77の空間周波数特性を示している。図18から判るように、中周波強調フィルタ77の周波数特性は、図6に示す周波数特性を有する高周波強調フィルタ60,61,62に比べて、やや低周波側の周波数特性を有している。
【0086】
また、中周波強調部52は、図17(a)〜(c)に示すフィルタ行列を有する中周波エッジ量算出フィルタ80,81,82によって、縦・横・斜めの3方向に沿ってそれぞれ画像のエッジ量を算出する。ここに、中周波エッジ量算出フィルタ80,81,82によるエッジ量の算出によって、特徴量取得手段および特徴量取得機能が実現されている。
【0087】
中周波強調部52は、算出したエッジ量を、高周波強調部51と同様にして、それぞれ対応する強調係数算出部83,84,85によって強調係数に変換する。
【0088】
そして、中周波数乗算部86,87,88によって、画像の中周波数成分を方向毎に強調した画像に、算出した強調係数をそれぞれ乗算することにより、画像の中周波数成分を、縦・横・斜めの各方向においてそれぞれ空間周波数補正する。ここに、第3の空間周波数補正手段および第3の空間周波数補正機能が実現される。これによって、方向毎に強調された画像の中周波数成分が、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調される。
【0089】
加えて、中周波数乗算部86,87,88によって空間周波数補正した画像を、中周波数加算部89,90によって順次加算することによって合成し、合成した画像を中周波数成分を強調した画像として出力する。
【0090】
なお、本実施の形態では、高周波強調部51による画像の高周波数成分の空間周波数補正、および、中周波強調部52による画像の中周波数成分の空間周波数補正によって、第1の空間周波数補正手段および第1の空間周波数補正機能が実現されている。
【0091】
図19は、低周波強調部53の機能を示す機能ブロック図である。低周波強調部53は、図20に示すフィルタ行列を有する単一のフィルタとしての低周波強調フィルタ91によって、画像の低周波数成分の空間周波数補正を行なう。ここに、低周波強調フィルタ91による画像の低周波数成分の空間周波数補正によって、第2の空間周波数補正手段および第2の空間周波数補正機能が実現される。ここで、図22は、低周波強調フィルタ91の周波数特性を示している。図22から判るように、低周波強調フィルタ91の周波数特性は、図18に示す中周波強調フィルタ77の周波数特性と比較して、さらに低周波側の周波数特性を有している。
【0092】
また、低周波強調部53は、図21(a)〜(c)に示すフィルタ特性を有する低周波エッジ量算出フィルタ92,93,94によって画像のエッジ量を算出する。ここに、低周波エッジ量算出フィルタ92,93,94によるエッジ量の算出によって、特徴量取得手段および特徴量取得機能が実現されている。
【0093】
低周波強調部53は、算出したエッジ量を、高周波強調部51や中周波強調部52と同様にして、強調係数算出部96によって強調係数に変換する。
【0094】
そして、低周波数乗算部97によって、画像の低周波数成分を方向毎に強調した画像に、算出した強調係数をそれぞれ乗算することにより、画像の低周波数成分を、縦・横・斜めの各方向においてそれぞれ空間周波数補正する。ここに、第4の空間周波数補正手段および第4の空間周波数補正機能が実現される。これによって、画像の低周波数成分が、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調される。
【0095】
このように、本実施の形態によれば、高周波強調フィルタ60,61,62および中周波強調フィルタ77,78,79による方向毎の空間周波数補正と、低周波強調フィルタ91による方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせて、画像の高周波数成分および中周波数成分の空間周波数補正を方向毎に行ない、画像の低周波数成分の空間周波数補正を方向性を持たせずに行なうことができるので、画像の低周波数成分を画像の高周波数成分あるいは中周波数成分と同様に方向毎に強調することによって必要となるマトリクスサイズの大きいフィルタを不要としてハード規模の増大を抑えるとともに、画像の高周波数成分および中周波数成分に関しては方向毎に空間周波数補正を行なうことによって、ノイズや線画のジャギー等を抑制し、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0096】
そして、本実施の形態によれば、画像の高周波数成分の強調と画像の中周波数成分の強調と画像の低周波数成分の強調とを並列して行うため、フィルタリング処理の処理速度の向上を図ることができる。
【0097】
本実施の形態のように、画像の高周波数成分および中周波数成分に関して方向毎に空間周波数補正を行なうことにより、ノイズの強調を抑えつつ必要な方向のみを強調して、解像度の良好な画像を得ることができる。
【0098】
また、本実施の形態によれは、画像の低周波数成分の強調を単一の低周波強調フィルタ91で行なうことにより、画像の低周波数成分の強調を方向毎に独立して行なう場合に比べて、演算量を少なくすることができる。
【0099】
特に、本実施の形態のように、低周波強調フィルタ91の周波数特性がかなり低周波側に設定されている場合にはフィルタサイズが顕著に大きくなり易いが、単一の低周波強調フィルタ91とすることにより、画質的にはノイズやジャギーの発生を引き起こすことなく、演算量の抑制効果を大きくすることができる。
【0100】
さらに、本実施の形態によれば、方向毎に強調した画像の高周波数成分および中周波数成分を、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量に応じて強調しているため、エッジを鈍らせることにより該画像の特徴を損なってしまうことなく、解像性・鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0101】
加えて、画像の低周波数成分を、該画像の方向毎の特徴量であるエッジ量の最大値に応じて強調しているため、画像の低周波数成分の空間周波数補正を行なう場合にも、エッジを鈍らせて該画像の特徴を損なってしまうことなく、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0102】
なお、低周波エッジ強調フィルタは必ずしも図4のように主副均等である必要はなく、例えば、図23に示すように主走査7画素、副走査5画素というようなフィルタ91’でも良い。図23に示すように、副走査方向のサイズを小さくすることで、積和演算の回数をしてフィルタリング処理に必要なラインメモリ数を少なくすることができるので、演算回路の小規模化およびコスト削減をより効果的に図ることができる。
【0103】
また、第1、第2の実施の形態では、画像の各周波数成分のエッジ強調と平滑化を並列して行なうようにしたが、平滑化は必ずしもエッジ強調と並列である必要はなく、エッジ強調の前段あるいは後段に行なうことも可能である。
【0104】
さらに、図24に示すように、第1、第2の実施の形態のPC1のバス3に、CPUから伝送される画像を形成するプリンタ等の画像出力装置98を接続し、上述したフィルタリング処理により画質補正された画像を用紙等の記録媒体にプリント出力するようにしてもよい。
【0105】
公知の技術であるため図示および説明を省略するが、画像出力装置98として用いられるプリンタは、例えば、電子写真方式やインクジェット方式によって画像を形成するプリンタエンジンを備え、CPU2から伝送される画質補正後の画像に基づいて動作する。
【0106】
加えて、第1、第2の実施の形態では、画像処理装置としてPC1への適用例を示したが、これに限るものではなく、例えば、PCとスキャナとプリンタとを備える図示しないデジタル複写機等を画像処理装置とし、スキャナによって読み取ってPCで画質を補正した原稿画像に基づく画像をプリンタによって用紙等の記録媒体上に形成するようにしてもよい。また、例えば、PCとスキャナとプリンタとを備えるデジタル複写機に、電話回線等を介して遠隔地に設置された別の通信装置との間でデータの送受信を行なう通信機能を付加したMFP(Multi Function Printer)を画像処理装置としてもよい。なお、デジタル複写機およびMFPについては、公知の技術であるため図示および説明を省略する。
【0107】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の画像処理装置によれば、方向毎の空間周波数補正と方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせ、入力画像の空間周波数特性に応じて、方向毎に空間周波数補正を行なったり方向性に依存しない空間周波数補正を行なったりすることができるので、方向毎に空間周波数補正を行なう空間周波数を適宜設定することによりハード規模の増大を抑えるとともに、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。また、一般的に、方向毎に空間周波数補正を行なうとマトリクスサイズの大きいフィルタが必要となる入力画像の低周波数成分の空間周波数補正を単一のフィルタで行なうことにより、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0108】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の画像処理装置において、前記第1の空間周波数補正手段による空間周波数補正と前記第2の空間周波数補正手段による空間周波数補正とを並列して行なうことにより、処理速度の向上を図ることができる。
【0110】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、第1の空間周波数補正手段により方向毎に空間周波数補正した第1の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量に応じて空間周波数補正することにより、入力画像の特徴を損なうことなく、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0111】
請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の画像処理装置において、第2の空間周波数補正手段により空間周波数補正した第2の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量の最大値に応じて空間周波数補正することにより、例えば、入力画像の低周波数成分を第2の空間周波数補正手段によって空間周波数補正する場合にも、ハード規模の増大を効果的に抑えながら、入力画像の特徴を損なうことなく、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。
【0112】
請求項5記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、第2の空間周波数補正手段により空間周波数補正した第2の補正画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した特徴量の最大値に応じて空間周波数補正することにより、例えば、入力画像の低周波数成分を第2の空間周波数補正手段によって空間周波数補正する場合にも、入力画像の特徴を損なうことなく、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0113】
請求項6記載の発明によれば、請求項3ないし5のいずれか一に記載の画像処理装置において、微分フィルタによって取得される入力画像のエッジ量を特徴量として取得することにより、入力画像のエッジを鈍らせることなく、画質の良好な画像を得ることができる。
【0114】
請求項7記載の発明の画像処理方法によれば、方向毎の空間周波数補正と方向性に依存しない空間周波数補正とを組み合わせ、入力画像の空間周波数特性に応じて、方向毎に空間周波数補正を行なったり方向性に依存しない空間周波数補正を行なったりすることができるので、方向毎に空間周波数補正を行なう空間周波数を適宜設定することによりハード規模の増大を抑えるとともに、解像性および鮮鋭性の良好な画像を得ることができる。また、一般的に、方向毎に空間周波数補正を行なうとマトリクスサイズの大きいフィルタが必要となる入力画像の低周波数成分の空間周波数補正を単一のフィルタで行なうことにより、ハード規模の増大を効果的に抑えることができる。
【0115】
請求項8記載の発明の画像処理プログラムによれば、請求項7記載の発明の作用を得ることができる。
【0116】
請求項9記載の発明の記憶媒体によれば、請求項8記載の発明の作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のPCのハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】PCによって画質補正プログラムを実行することにより実現される画質補正機能を示す機能ブロック図を示している。
【図3】フィルタリング処理手段が行なうフィルタリング処理によって実現される各種機能を示す機能ブロック図である。
【図4】平滑化フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図5】高周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図6】図5(a)に示すフィルタ行列を有する縦方向の高周波強調フィルタによる600dpiの画像での周波数特性を示している。
【図7】エッジ量算出フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図8】エッジ量と強調係数との関係とを示すグラフである。
【図9】低周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図10】その周波数特性(主走査方向)を示すグラフである。
【図11】本発明の第2の実施の形態のPCのフィルタリング処理手段が行なうフィルタリング処理によって実現される各種機能を示す機能ブロック図である。
【図12】高周波強調部の機能を示す機能ブロック図である。
【図13】高周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図14】エッジ量算出フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図15】中周波強調部の機能を示す機能ブロック図である。
【図16】中周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図17】中周波エッジ量算出フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図18】図16(a)に示す縦方向の中周波強調フィルタの周波数特性を示している。
【図19】低周波強調部の機能を示す機能ブロック図である。
【図20】低周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図21】低周波エッジ量算出フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図22】低周波強調フィルタの周波数特性を示している。
【図23】別の低周波エッジ強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図24】別の実施の形態のPCのハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
1 画像処理装置
6 記憶媒体
20,21,22,23 方向性フィルタ
39 単一のフィルタ
60,61,62 方向性フィルタ
77,78,79 方向性フィルタ
91 単一のフィルタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image processing apparatus., Image processing methodThe present invention relates to an image processing program and a storage medium.
[0002]
[Prior art]
For example, an image obtained by spatially dividing a single image into a plurality of frequency bands using wavelet transform is controlled for each frequency band, and only an image in a certain frequency band is emphasized by multiplication and then inverse conversion is performed. By doing so, there is a technique for performing natural image enhancement suitable for a visual impression (see, for example, Patent Document 1). In such a technique, since the image is spatially divided for each direction by using the wavelet transform, the image can be controlled for each direction.
[0003]
Further, there is a technique in which the sharpening degree of an image is adjusted by performing a filtering process for each frequency band and for each direction in a real space (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-274614
[Patent Document 2]
JP-A-9-247460
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in Patent Document 1, an image obtained by spatially dividing a single image into a plurality of frequency bands using wavelet transform is controlled for each frequency band, and an image in a certain frequency band is obtained. In the technique in which only the multiplication is performed and enhancement is performed and then the inverse transformation is performed, as described above, the image is decomposed in each direction by using the wavelet transformation. For example, the low frequency band image is enhanced. This requires a lot of line memory.
[0006]
On the other hand, according to the filtering process in the real space that performs the filtering process for each frequency band and in the direction in the real space as in the technique described in Patent Document 2, there is a degree of freedom in setting the frequency band of the filter. Therefore, it is advantageous to perform processing with a limited line memory.
[0007]
However, when performing real-space filtering processing, different filters must be used for each frequency band and for each direction, and product-sum operation is performed for all the different filters for each frequency band and for each direction. Therefore, there is a concern that the scale of hardware such as a circuit that performs a product-sum operation is increased. In particular, in order to perform real space filtering processing on an image in a low frequency band, a filter having a large matrix size is required, and there is a concern that the increase in hardware scale will be more remarkably caused.
[0008]
An object of the present invention is to obtain an image with good resolution and sharpness while suppressing an increase in hardware scale.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The image processing apparatus according to claim 1 is a spatial frequency for an arbitrary spatial frequency component of the input image, using image input means for acquiring the input image and a plurality of directional filters each having a different directionality. First spatial frequency correction means for performing the correction independently for each direction determined by the directionality of the directional filter to obtain a first corrected image, and the frequency characteristics of the directional filter independent of the directionality AlsoThe amplitude peak is on the low frequency side.Second spatial frequency correction means for performing a spatial frequency correction on the spatial frequency component of the input image to obtain a second corrected image using a single filter; the first corrected image and the second corrected image; And image combining means for combining the two.
[0010]
  Therefore, spatial frequency correction for each direction is combined with spatial frequency correction that does not depend on directionality, and spatial frequency correction is performed for each direction or spatial frequency correction that does not depend on directionality according to the spatial frequency characteristics of the input image. Therefore, by appropriately setting the spatial frequency for performing spatial frequency correction for each direction, it is possible to suppress an increase in hardware scale and obtain an image with good resolution and sharpness.In general, when spatial frequency correction is performed for each direction, a filter with a large matrix size is required. By performing spatial frequency correction of low frequency components of the input image with a single filter, an increase in hardware scale is effective. Can be suppressed.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the spatial frequency correction by the first spatial frequency correction unit and the spatial frequency correction by the second spatial frequency correction unit are performed in parallel.
[0012]
Therefore, the processing speed can be improved.
[0015]
  Claim 3The invention described isClaim 1 or 2In the image processing device described above, a feature amount acquisition unit that acquires a feature amount of the input image along the directionality of the directional filter, and spatial frequency correction is performed on the first correction image according to the feature amount. And third spatial frequency correction means for performing.
[0016]
  Therefore, the spatial frequency correction is performed for each direction by the first spatial frequency correction means.First corrected imageBy correcting the spatial frequency according to the feature amount acquired along the directionality of the directional filter,Input imageAn image with good resolution and sharpness can be obtained without impairing the above characteristics.
[0017]
  Claim 4The invention described isClaim 3In the image processing apparatus described above, a maximum value acquisition unit that acquires a maximum value of the feature amount for each direction in which the feature amount is acquired, and a second that performs spatial frequency correction on the second correction image according to the maximum value. 4 spatial frequency correction means.
[0018]
  Therefore, the spatial frequency was corrected by the second spatial frequency correction means.Second corrected imageBy correcting the spatial frequency according to the maximum value of the feature amount acquired along the directionality of the directionality filter, for example,Input imageEven in the case where the low frequency component is corrected by the second spatial frequency correction means, the increase in hardware scale is effectively suppressed,Input imageAn image with good resolution and sharpness can be obtained without impairing the above characteristics.
[0019]
  Claim 5The invention described isClaim 1 or 2In the image processing device described above, a feature amount acquisition unit that acquires the feature amount of the input image along the directionality of the directional filter, and a maximum value of the feature amount for each direction in which the feature amount is acquired And a fourth spatial frequency correction unit that performs spatial frequency correction on the second corrected image according to the maximum value.
[0020]
  Therefore, the spatial frequency was corrected by the second spatial frequency correction means.Second corrected imageBy correcting the spatial frequency according to the maximum value of the feature amount acquired along the directionality of the directionality filter, for example,Input imageIn the case where the low frequency component is corrected by the second spatial frequency correcting means,Input imageThe increase in hardware scale can be effectively suppressed without impairing the characteristics of the above.
[0021]
  Claim 6The invention described isAny one of claims 3 to 5In the image processing apparatus described above, the feature amount acquisition unit acquires an edge amount of the input image as the feature amount by a differential filter.
[0022]
Therefore, the edge of the image is not dulled.
[0023]
  The image processing method according to claim 7 acquires an input image, and performs spatial frequency correction on an arbitrary spatial frequency component of the input image by using a plurality of directional filters each having a different directionality in the direction. The first correction image is obtained independently for each direction determined by the directionality of the directional filter, and the frequency characteristics of the directional filter are not dependent on the directionality.The amplitude peak is on the low frequency side.Using a single filter, spatial frequency correction is performed on the spatial frequency component of the input image to obtain a second corrected image, and the first corrected image and the second corrected image are synthesized.
[0024]
  Therefore, spatial frequency correction for each direction is combined with spatial frequency correction that does not depend on directionality, and spatial frequency correction is performed for each direction or spatial frequency correction that does not depend on directionality according to the spatial frequency characteristics of the input image. Therefore, by appropriately setting the spatial frequency for performing spatial frequency correction for each direction, it is possible to suppress an increase in hardware scale and obtain an image with good resolution and sharpness.In general, when spatial frequency correction is performed for each direction, a filter with a large matrix size is required. By performing spatial frequency correction of low frequency components of the input image with a single filter, an increase in hardware scale is effective. Can be suppressed.
[0025]
  Claim 8The image processing program of the invention described isClaim 7The computer executes the image processing method described in (1).
[0026]
  Therefore,Claim 7The effects of the described invention can be obtained.
[0027]
  Claim 9The storage medium of the described invention isClaim 8Is stored in a readable manner.
[0028]
  Therefore,Claim 8The effects of the described invention can be obtained.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As an example, the image processing apparatus of the present embodiment is realized by a personal computer as shown in FIG.
[0040]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a hardware configuration of a personal computer (hereinafter referred to as a PC) as an image processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the PC 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 2 that performs various types of information processing and drives and controls each unit included in the PC 1. Various information is transmitted to the CPU 2 via a bus 3. Are connected to a memory 4 such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The memory 4 stores various control programs executed by the CPU 2, information used for various calculations by the CPU 2, and the like. In particular, the RAM functions as a work area for the CPU 2 because it has the property of storing various data in a rewritable manner.
[0041]
A media information reader 7 for reading information stored in a magnetic storage device 5 such as a hard disk or a portable medium 6 is connected to the bus 3 via a predetermined interface (not shown).
[0042]
The magnetic storage device 5 stores an operating system (hereinafter referred to as OS) and various application programs that operate on the OS including the image processing program of the present invention. The OS is a program for managing computer hardware and software. Typical examples of such an OS include Windows (registered trademark), UNIX (registered trademark), and the like. In the present embodiment, various programs operating on the operating system are application programs.
[0043]
The application program is read from the medium 6 by the media information reading device 7 and installed in the magnetic storage device 5, or is installed in the magnetic storage device 5 by downloading from the network 9 via the communication I / F 8 described later. Is. In the present embodiment, the image processing program read from the portable medium 6 by the media information reading device 7 is stored in the magnetic storage device 5 as one of the application programs. For this reason, in the present embodiment, a storage medium is realized by the portable medium 6. Since the magnetic storage device 5 stores an image processing program installed by reading from the medium 6, the magnetic storage device 5 also functions as a storage medium in this sense.
[0044]
The media information reader 7 uses, for example, various types of portable media 6 such as optical disks such as CDs and DVDs, magneto-optical disks, and flexible disks as storage media, and stores information stored in the portable media. An optical disk drive, a magneto-optical disk drive, a flexible disk drive, or the like is appropriately used depending on the type of the medium 6 to be read.
[0045]
In the PC 1, when the user turns on the power, the CPU 2 activates a program called a loader in the memory 4, reads the OS from the magnetic storage device into the RAM, and activates the OS.
[0046]
In addition to the input device 10 composed of a mouse and a keyboard, a display device 11 such as an LCD and a CRT, and a communication I / F 8 that communicates with the network 9, an optically read image is displayed on the bus 3. An image input device 12 such as a scanner device or a digital camera as an image input means for inputting as a signal is connected.
[0047]
Next, an image quality correction function realized by executing an image quality correction program including an image processing program will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing an image quality correction function realized by executing an image quality correction program by the PC 1. As shown in FIG. 2, the image quality correction function includes a scaling processing unit 13 that scales an image input by the image input device 12 to a specified magnification, and a filtering process that performs desired spatial frequency correction on the scaled image. Means 14; γ conversion processing means 15 for performing γ conversion so that the image after spatial frequency correction has a desired density characteristic; halftone processing for performing halftone processing such as dither processing and error diffusion processing on the image after density characteristic conversion; This is realized by means 16. Although not particularly illustrated, the PC 1 has a function of converting an input image of R, G, B signals into output data of CMYK signals when the image input by the image input device 12 is a color image as an image quality correction function. Color correction means to be realized is also provided.
[0048]
Here, the scaling process by the scaling process unit 13, the γ conversion process by the γ conversion process unit 15, and the halftone process by the halftone process unit 16 are well-known techniques, so that the description thereof is omitted. The filtering processing performed by the filtering processing means 14 which is a feature in the embodiment will be described below with reference to FIGS. The function of the filtering processing unit 14 is realized by executing an image processing program by the PC 1.
[0049]
FIG. 3 is a functional block diagram showing various functions realized by the filtering processing performed by the filtering processing means 14. As shown in FIG. 3, the filtering processing means 14 smoothes the image after the scaling process by the smoothing filter 20 having the filter matrix shown in FIG. Although the description is omitted because it is a well-known technique, smoothing of an image uses a filter matrix of an appropriate size, and calculates the density value of the target pixel by the average value of the density values of the target pixel and surrounding pixels. It is a process to replace.
[0050]
Further, as shown in FIG. 5, the filtering processing means 14 includes a vertical direction (main scanning direction), a horizontal direction (sub-scanning direction), a right diagonal direction (upwardly rightward direction in FIG. 5), and a left diagonal direction (in FIG. 10). The four high-frequency emphasis filters 21, 22, 23, and 24 having directivity in four directions (upwardly to the left) perform spatial frequency correction in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions of the image after scaling. .
[0051]
In the present embodiment, a directional filter is realized by the four high-frequency emphasis filters 21, 22, 23, 24, and the vertical, horizontal, right diagonal, The first spatial frequency correction means and the first spatial frequency correction function are realized by the spatial frequency correction of the high frequency component in the diagonally left direction.
[0052]
Here, FIG. 5A shows a filter matrix included in the vertical high-frequency enhancement filter 21, and FIG. 6 shows a 600 dpi image by the vertical high-frequency enhancement filter 21 having the filter matrix shown in FIG. The spatial frequency characteristic is shown. As can be seen from FIG. 6, according to the high frequency emphasis filter 21 in the vertical direction of the present embodiment, the high frequency components of the image are emphasized by performing spatial frequency correction along the vertical direction.
[0053]
Similarly, the horizontal high-frequency emphasis filter 22 having the filter matrix shown in FIG. 5B, the diagonally high-frequency emphasis filter 23 having the filter matrix shown in FIG. 5C, and the filter shown in FIG. 5D. According to the left diagonal high-frequency emphasis filter 24 having a matrix, the high frequency components of the image are respectively corrected with spatial frequency correction along the horizontal, right diagonal, and left diagonal directions for enhancement.
[0054]
On the other hand, the filtering processing means 14 includes four edge amount calculation filters 25, 26, 27, and 28 in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions having the filter matrix shown in FIGS. Edge amounts in four directions of vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal are respectively calculated. Here, the feature amount acquisition means and the feature amount acquisition function are realized by the calculation of the edge amounts by the four edge amount calculation filters 25, 26, 27, and 28.
[0055]
The calculated edge amounts are converted into enhancement coefficients corresponding to the edge amounts by enhancement coefficient calculation units 29, 30, 31, and 32 corresponding to the four edge amount calculation filters 25, 26, 27, and 28, respectively. In the present embodiment, conversion to the enhancement coefficient is performed based on the relationship between the edge amount and the enhancement coefficient as shown in FIG.
[0056]
Then, the filtering processing means 14 uses the high frequency emphasis filters 21, 22, 23, and 24 in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions to move the high frequency components of the image along the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions. And multiplying the emphasized image by the enhancement coefficients calculated by the enhancement coefficient calculation units 29, 30, 31, and 32 in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions. By multiplying by the units 33, 34, 35, and 36, respectively, the high frequency components of the image are spatially frequency corrected for each direction. Here, the third spatial frequency correcting means and the third spatial frequency correcting function are realized. As a result, the high-frequency component of the image enhanced for each direction is enhanced according to the edge amount that is the feature amount for each direction of the image.
[0057]
Separately, the filtering processing means 14 causes the maximum value calculation unit 37 to execute each direction based on the respective edge amounts calculated by the edge amount calculation filters 25, 26, 27, and 28 in the vertical, horizontal, right diagonal, and left diagonal directions. The maximum value of the edge amount is calculated, and the calculated maximum value of the edge amount in each direction is converted into an enhancement coefficient corresponding to the maximum value by the enhancement coefficient calculation unit 38. Here, the maximum value acquisition unit and the maximum value acquisition function are realized by calculating the maximum value of the edge amount by the maximum value calculation unit 37. In the present embodiment, conversion to an enhancement coefficient based on the maximum value of the edge amount in each direction is performed based on the relationship between the edge amount indicated by the solid line in FIG. 8 and the enhancement coefficient.
[0058]
Further, the filtering processing means 14 performs the spatial frequency correction of the low frequency component of the image after the scaling process by the low frequency enhancement filter 39 having the filter matrix shown in FIG. Here, the second spatial frequency correction means and the second spatial frequency correction function are realized by the spatial frequency correction of the low frequency component of the image by the low frequency enhancement filter 39. Note that the low frequency component of the image subjected to spatial frequency correction by the low frequency enhancement filter 39 has frequency characteristics different from the frequency characteristics of the four high frequency enhancement filters 21, 22, 23, and 24 that are directional filters. The frequency characteristics are lower than the frequency characteristics of the two high-frequency emphasis filters 21, 22, 23, and 24.
[0059]
As can be seen from FIG. 9, the low frequency enhancement filter 39 does not have a specific directionality. In the present embodiment, a single filter independent of the directionality is realized by the low frequency enhancement filter 39. Yes. FIG. 10 shows the spatial frequency characteristics (main scanning direction) of the low-frequency enhancement filter 39 having the filter matrix shown in FIG. As shown in FIG. 10, it can be seen that the low frequency emphasis filter 39 of the present embodiment emphasizes the low frequency components of the image as compared with the high frequency emphasis filter 21 shown in FIG. This enhances the low frequency components of the image.
[0060]
The image in which the low frequency component is enhanced is subjected to spatial frequency correction by being multiplied by the enhancement coefficient calculated by the enhancement coefficient calculation unit 38 by the low frequency multiplication unit 40. Here, the fourth spatial frequency correction means and the fourth spatial frequency correction function are realized. As a result, the low-frequency component of the enhanced image is subjected to spatial frequency correction according to the maximum value of the edge amount that is the feature amount for each direction of the image.
[0061]
In the present embodiment, enhancement of high frequency components and enhancement of low frequency components of an image are performed in parallel.
[0062]
Then, the filtering processing means 14 uses the image smoothed by the smoothing filter 20, the high frequency enhancement amount multiplied by each high frequency multiplication unit 33, 34, 35, 36 and the low frequency enhancement amount multiplied by the low frequency multiplication unit 40. The adders 41, 42, 43, 44, and 45 sequentially add, and the added image is output as an enhanced image. Here, the image synthesizing means and the image synthesizing function are realized by synthesizing the frequency components of the image by the adders 41, 42, 43, 44, and 45.
[0063]
Thus, according to the present embodiment, the spatial frequency correction for each direction by the high frequency enhancement filters 21, 22, 23, and 24 and the spatial frequency correction independent of the directionality by the low frequency enhancement filter 39 are combined, Since the spatial frequency correction of the high frequency component of the image is performed for each direction, and the spatial frequency correction of the low frequency component of the image can be performed without depending on the directionality, the low frequency component of the image is regarded as the high frequency component of the image. Similarly, by emphasizing for each direction, a filter with a large matrix size that is required is not required, and an increase in hardware scale is suppressed, and high frequency components of an image are resolved and sharpened by performing spatial frequency correction for each direction. An image with good properties can be obtained.
[0064]
And according to this Embodiment, since the emphasis of the high frequency component of an image and the emphasis of the low frequency component of an image are performed in parallel, the processing speed of a filtering process can be improved.
[0065]
As described above, enhancing the high frequency components of the image more than necessary also enhances the noise of the image. However, by performing spatial frequency correction for each direction as in this embodiment, the noise can be reduced. It is possible to obtain an image with good resolution by emphasizing only a necessary direction while suppressing emphasis.
[0066]
Further, according to the present embodiment, the enhancement of the low frequency component of the image is performed by the single low frequency enhancement filter 39 so that the enhancement of the low frequency component of the image is the same as the enhancement of the high frequency component of the image. The amount of calculation can be reduced as compared with the case where each is performed independently.
[0067]
Furthermore, according to the present embodiment, the high-frequency component of the image emphasized for each direction is emphasized according to the edge amount that is the feature amount for each direction of the image. An image with good resolution and sharpness can be obtained without impairing the characteristics of the image.
[0068]
In addition, since the low frequency component of the image is emphasized according to the maximum value of the edge amount that is the feature amount for each direction of the image, the edge frequency can be corrected even when the low frequency component of the image is corrected. The increase in the hardware scale can be effectively suppressed without degrading the image quality and damaging the characteristics of the image.
[0069]
The edge amount calculation filters 25, 26, 27, and 28 of the present embodiment calculate the edge amount using a primary differential filter. However, the present invention is not limited to this, and for example, a primary differential filter and a secondary differential filter. It is good also as processing which takes the maximum value of.
[0070]
In addition, the conversion from the edge amount to the enhancement coefficient by the enhancement coefficient calculation units 29, 30, 31, and 32 differs depending on the direction, for example, the enhancement in the right diagonal / left diagonal direction is set to be weaker than the vertical / horizontal directions. May be converted. This makes it possible to emphasize only the necessary direction among the high frequency components of the image.
[0071]
In addition, in this embodiment, image processing is performed on an image input from an image input device such as a scanner device or a digital camera. However, the present invention is not limited to this. For example, another scanner device. Alternatively, an image obtained by reading the image may be input from a medium that stores the image acquired by a digital camera or the like. In this case, a media information reading device that reads an image from a medium that stores the image functions as an image input unit.
[0072]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted.
[0073]
FIG. 11 is a functional block diagram showing various functions realized by the filtering processing performed by the filtering processing means 14 of the PC 1 of the present embodiment. The filtering processing means 14 of the present embodiment performs vertical, horizontal, and diagonal three-way filtering processing on the high-frequency component and medium-frequency component of the image, and a single processing for the low-frequency component of the image. Filtering processing is performed by the low frequency emphasis filter 91 (see FIG. 22).
[0074]
The filtering processing unit 14 smoothes the image by the smoothing unit 50 in the same manner as in the first embodiment, and the high frequency emphasizing unit 51, the medium frequency emphasizing unit 52, and the low frequency emphasizing unit 53 perform image smoothing. High-, medium-, and low-frequency components are emphasized, and an image obtained by combining the smoothed image and the image that emphasizes high-, medium-, and low-frequency components by sequential addition by the adders 54, 55, and 56 is subjected to image quality correction. Output as an image. The enhancement of the high, medium, and low frequency components of the image by the high frequency enhancement unit 51, the medium frequency enhancement unit 52, and the low frequency enhancement unit 53 is performed independently and in parallel. In the present embodiment, the image synthesizing means and the image synthesizing function are realized by the sequential addition by the adders 54, 55, and 56.
[0075]
The medium frequency component of the image subjected to spatial frequency correction by the intermediate frequency emphasizing unit 52 has a frequency characteristic different from the frequency characteristic targeted by the high frequency emphasizing unit 51 for spatial frequency correction, and the high frequency emphasizing unit 51 corrects the spatial frequency. The frequency characteristic is lower than the target frequency characteristic. Further, the low frequency component of the image subjected to the spatial frequency correction has a frequency characteristic different from the frequency characteristic targeted by the medium frequency enhancement unit 52, and the medium frequency enhancement unit 52 has the spatial frequency. The frequency characteristic is lower than the frequency characteristic to be corrected.
[0076]
Below, the high frequency emphasis part 51, the medium frequency emphasis part 52, and the low frequency emphasis part 53 are each demonstrated.
[0077]
FIG. 12 is a functional block diagram illustrating functions of the high frequency emphasizing unit 51. The high frequency emphasizing unit 51 spatially corrects the high frequency components of the image along the vertical direction by the vertical direction emphasizing unit 57, and corrects the high frequency components of the image along the horizontal direction by the horizontal direction emphasizing unit 58. The high-frequency component of the image is spatially frequency-corrected along the diagonal direction by the diagonal direction enhancement unit 59. The spatial frequency correction of the image by the vertical enhancement unit 57, the spatial frequency correction of the image by the horizontal enhancement unit 58, and the spatial frequency correction of the image by the diagonal direction enhancement unit 59 are performed independently. Further, the spatial frequency correction of the image by the vertical enhancement unit 57, the spatial frequency correction of the image by the horizontal enhancement unit 58, and the spatial frequency correction of the image by the diagonal direction enhancement unit 59 are performed in parallel. Thereby, the processing speed in the high frequency emphasis unit 51 can be improved.
[0078]
The high frequency emphasizing unit 51 uses the high frequency emphasis filters 60, 61, and 62 as directional filters having the filter matrix shown in FIGS. The high-frequency components of the image are emphasized by performing spatial frequency correction along each. The high frequency emphasis filters 60, 61, 62 have the frequency characteristics shown in FIG.
[0079]
Further, the high frequency emphasizing unit 51 uses the edge amount calculation filters 63, 64, and 65 having the filter matrix shown in FIGS. 14A to 14C to each of the edge amounts of the image along the three directions of vertical, horizontal, and diagonal. Is calculated. Here, the feature amount acquisition means and the feature amount acquisition function are realized by the edge amount calculation by the edge amount calculation filters 63, 64, 65.
[0080]
The high frequency emphasizing unit 51 converts the calculated edge amount into an emphasis coefficient by the corresponding emphasis coefficient calculation units 66, 67, and 68 in the same manner as in the first embodiment.
[0081]
Then, the high frequency multiplication units 69, 70, 71 multiply the high frequency components of the image vertically, horizontally, and diagonally by multiplying the image in which the high frequency components of the image are emphasized for each direction by the calculated enhancement coefficient. Spatial frequency correction is performed in each direction. Here, the third spatial frequency correcting means and the third spatial frequency correcting function are realized. As a result, the high-frequency component of the image enhanced for each direction is enhanced according to the edge amount that is the feature amount for each direction of the image.
[0082]
In addition, images spatially corrected by the high frequency multipliers 69, 70, and 71 are synthesized by sequentially adding them by the high frequency adders 72 and 73, and the synthesized image is output as an image in which the high frequency components are emphasized. .
[0083]
FIG. 15 is a functional block diagram illustrating functions of the intermediate frequency emphasizing unit 52. In the same way as the high frequency emphasizing unit 51, the medium frequency emphasizing unit 52 corrects the medium frequency component of the image along the vertical direction by the vertical direction emphasizing unit 74, and the horizontal direction emphasizing unit 75 horizontally converts the medium frequency component of the image Spatial frequency correction is performed along the direction, and the medium frequency component of the image is corrected along the diagonal direction by the diagonal direction enhancement unit 76. The spatial frequency correction of the image by the vertical enhancement unit 74, the spatial frequency correction of the image by the horizontal enhancement unit 75, and the spatial frequency correction of the image by the diagonal direction enhancement unit 76 are performed independently. The spatial frequency correction of the image by the vertical direction enhancement unit 74, the spatial frequency correction of the image by the horizontal direction enhancement unit 75, and the spatial frequency correction of the image by the diagonal direction enhancement unit 76 are performed in parallel. Thereby, the processing speed in the intermediate frequency emphasizing unit 52 can be improved.
[0084]
The medium frequency emphasizing filters 77, 78, and 79 as directional filters having directionality in the vertical, horizontal, and diagonal directions in the medium frequency emphasizing unit 52 have filter matrices shown in FIGS. is doing. Further, each of the medium frequency edge amount calculation filters 80, 81, and 82 in the vertical, horizontal, and diagonal directions has a filter matrix shown in FIGS.
[0085]
FIG. 18 shows the spatial frequency characteristics of the vertical medium frequency emphasizing filter 77 shown in FIG. As can be seen from FIG. 18, the frequency characteristic of the medium frequency emphasizing filter 77 is slightly lower than that of the high frequency emphasizing filters 60, 61, 62 having the frequency characteristic shown in FIG.
[0086]
Further, the medium frequency emphasizing unit 52 uses the medium frequency edge amount calculation filters 80, 81, and 82 having filter matrices shown in FIGS. 17A to 17C to respectively display images along the three directions of vertical, horizontal, and diagonal. The edge amount is calculated. Here, the feature amount acquisition means and the feature amount acquisition function are realized by calculating the edge amounts by the medium frequency edge amount calculation filters 80, 81, and 82.
[0087]
The medium frequency emphasizing unit 52 converts the calculated edge amount into an emphasis coefficient by the corresponding emphasis coefficient calculating units 83, 84, and 85, similarly to the high frequency emphasizing unit 51.
[0088]
Then, by multiplying the image obtained by enhancing the medium frequency component of the image in each direction by the medium frequency multiplication units 86, 87, and 88 by the calculated enhancement coefficient, the medium frequency component of the image is vertically, horizontally, and obliquely obtained. The spatial frequency is corrected in each direction. Here, the third spatial frequency correcting means and the third spatial frequency correcting function are realized. As a result, the medium frequency component of the image enhanced for each direction is enhanced according to the edge amount which is the feature amount for each direction of the image.
[0089]
In addition, the images subjected to spatial frequency correction by the intermediate frequency multipliers 86, 87, 88 are synthesized by sequentially adding them by the intermediate frequency adders 89, 90, and the synthesized image is output as an image in which the intermediate frequency components are emphasized. .
[0090]
In the present embodiment, the first spatial frequency correction unit and the spatial frequency correction of the high frequency component of the image by the high frequency enhancement unit 51 and the spatial frequency correction of the medium frequency component of the image by the medium frequency enhancement unit 52 are performed. A first spatial frequency correction function is realized.
[0091]
FIG. 19 is a functional block diagram illustrating functions of the low frequency emphasizing unit 53. The low frequency emphasizing unit 53 performs spatial frequency correction of the low frequency component of the image by the low frequency emphasizing filter 91 as a single filter having the filter matrix shown in FIG. Here, the second spatial frequency correction means and the second spatial frequency correction function are realized by the spatial frequency correction of the low frequency component of the image by the low frequency enhancement filter 91. Here, FIG. 22 shows the frequency characteristics of the low-frequency emphasis filter 91. As can be seen from FIG. 22, the frequency characteristic of the low frequency emphasizing filter 91 has a frequency characteristic on the lower frequency side as compared with the frequency characteristic of the medium frequency emphasizing filter 77 shown in FIG.
[0092]
Further, the low frequency emphasizing unit 53 calculates the edge amount of the image by the low frequency edge amount calculation filters 92, 93, 94 having the filter characteristics shown in FIGS. Here, the feature amount acquisition means and the feature amount acquisition function are realized by the calculation of the edge amount by the low frequency edge amount calculation filters 92, 93 and 94.
[0093]
The low frequency emphasizing unit 53 converts the calculated edge amount into an emphasis coefficient by the emphasis coefficient calculating unit 96 in the same manner as the high frequency emphasizing unit 51 and the medium frequency emphasizing unit 52.
[0094]
The low frequency multiplication unit 97 multiplies the image obtained by emphasizing the low frequency component of the image in each direction by the calculated enhancement coefficient, thereby reducing the low frequency component of the image in each of the vertical, horizontal, and diagonal directions. Correct each spatial frequency. Here, the fourth spatial frequency correction means and the fourth spatial frequency correction function are realized. As a result, the low-frequency component of the image is enhanced according to the edge amount that is the feature amount for each direction of the image.
[0095]
Thus, according to the present embodiment, the spatial frequency correction for each direction by the high frequency enhancement filters 60, 61, 62 and the medium frequency enhancement filters 77, 78, 79 and the directionality by the low frequency enhancement filter 91 are not dependent. In combination with spatial frequency correction, the high frequency component of the image and the medium frequency component can be corrected for each direction, and the low frequency component of the image can be corrected without having directionality. By emphasizing the low-frequency component of the image in each direction in the same way as the high-frequency component or medium-frequency component of the image, a large matrix size filter is not required, and the increase in hardware scale is suppressed. For medium frequency components, noise and line drawing jaggies are suppressed by performing spatial frequency correction for each direction. And, it is possible to obtain a good image of the resolution and sharpness.
[0096]
According to the present embodiment, enhancement of the high-frequency component of the image, enhancement of the medium-frequency component of the image, and enhancement of the low-frequency component of the image are performed in parallel, so that the processing speed of the filtering process is improved. be able to.
[0097]
As in the present embodiment, by performing spatial frequency correction for each direction with respect to the high frequency component and medium frequency component of the image, only the necessary direction is enhanced while suppressing noise enhancement, and an image with good resolution is obtained. Obtainable.
[0098]
Further, according to the present embodiment, the low frequency component of the image is emphasized by the single low frequency enhancement filter 91, so that the low frequency component of the image is emphasized independently for each direction. The amount of calculation can be reduced.
[0099]
In particular, as in the present embodiment, when the frequency characteristic of the low frequency emphasis filter 91 is set to a considerably low frequency side, the filter size tends to be remarkably large. By doing so, it is possible to increase the effect of suppressing the calculation amount without causing noise and jaggy in terms of image quality.
[0100]
Furthermore, according to the present embodiment, since the high frequency component and medium frequency component of the image emphasized for each direction are emphasized according to the edge amount that is the feature amount for each direction of the image, the edges are blunted. By doing so, an image with good resolution and sharpness can be obtained without impairing the characteristics of the image.
[0101]
In addition, since the low frequency component of the image is emphasized according to the maximum value of the edge amount that is the feature amount for each direction of the image, the edge frequency can be corrected even when the low frequency component of the image is corrected. The increase in the hardware scale can be effectively suppressed without degrading the image quality and damaging the characteristics of the image.
[0102]
Note that the low-frequency edge enhancement filter is not necessarily main-sub-equal as shown in FIG. 4, and may be a filter 91 'such as main-scanning 7 pixels and sub-scanning 5 pixels as shown in FIG. As shown in FIG. 23, by reducing the size in the sub-scanning direction, it is possible to reduce the number of line memories required for filtering processing by reducing the number of product-sum operations, thereby reducing the scale and cost of the arithmetic circuit. Reduction can be achieved more effectively.
[0103]
In the first and second embodiments, edge enhancement and smoothing of each frequency component of an image are performed in parallel. However, smoothing is not necessarily performed in parallel with edge enhancement. It is also possible to carry out before or after.
[0104]
Further, as shown in FIG. 24, an image output device 98 such as a printer for forming an image transmitted from the CPU is connected to the bus 3 of the PC 1 of the first and second embodiments, and the above filtering process is performed. The image whose image quality has been corrected may be printed out on a recording medium such as paper.
[0105]
Although illustration and description are omitted because it is a known technique, a printer used as the image output device 98 includes, for example, a printer engine that forms an image by an electrophotographic method or an inkjet method, and after image quality correction transmitted from the CPU 2 Operates based on images.
[0106]
In addition, in the first and second embodiments, the application example to the PC 1 is shown as the image processing apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, a digital copying machine (not shown) provided with a PC, a scanner, and a printer. Etc. may be used as an image processing apparatus, and an image based on an original image read by a scanner and corrected in image quality by a PC may be formed on a recording medium such as paper by a printer. In addition, for example, an MFP (multi-function printer) in which a digital copying machine including a PC, a scanner, and a printer is added with a communication function for transmitting / receiving data to / from another communication device installed remotely via a telephone line or the like. Function Printer) may be an image processing apparatus. Since the digital copying machine and the MFP are well-known techniques, illustration and description thereof are omitted.
[0107]
【The invention's effect】
  According to the image processing apparatus of the first aspect of the present invention, the spatial frequency correction for each direction is combined with the spatial frequency correction independent of directionality, and the spatial frequency correction is performed for each direction according to the spatial frequency characteristics of the input image. Since spatial frequency correction independent of directionality can be performed, the increase in hardware scale is suppressed by appropriately setting the spatial frequency for performing spatial frequency correction for each direction, and resolution and sharpness are improved. A good image can be obtained.In general, when spatial frequency correction is performed for each direction, a filter with a large matrix size is required. By performing spatial frequency correction of low frequency components of the input image with a single filter, an increase in hardware scale is effective. Can be suppressed.
[0108]
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the spatial frequency correction by the first spatial frequency correction unit and the spatial frequency correction by the second spatial frequency correction unit are performed in parallel. By doing so, the processing speed can be improved.
[0110]
  Claim 3According to the described invention,Claim 1 or 2In the described image processing apparatus, the first corrected image obtained by correcting the spatial frequency for each direction by the first spatial frequency correcting unit is subjected to spatial frequency correction according to the feature amount acquired along the directionality of the directional filter. Thus, an image with good resolution and sharpness can be obtained without impairing the characteristics of the input image.
[0111]
  Claim 4According to the described invention,Claim 3In the described image processing apparatus, the second corrected image subjected to the spatial frequency correction by the second spatial frequency correcting unit is subjected to the spatial frequency correction according to the maximum value of the feature amount acquired along the directionality of the directional filter. Therefore, for example, even when the low frequency component of the input image is spatially corrected by the second spatial frequency correction unit, the resolution can be achieved without impairing the characteristics of the input image while effectively suppressing an increase in hardware scale. And an image with good sharpness can be obtained.
[0112]
  Claim 5According to the described invention,Claim 1 or 2In the described image processing apparatus, the second corrected image subjected to the spatial frequency correction by the second spatial frequency correcting unit is subjected to the spatial frequency correction according to the maximum value of the feature amount acquired along the directionality of the directional filter. Thus, for example, even when the low-frequency component of the input image is subjected to spatial frequency correction by the second spatial frequency correction unit, an increase in hardware scale can be effectively suppressed without impairing the characteristics of the input image.
[0113]
  Claim 6According to the described invention,Any one of claims 3 to 5In the described image processing apparatus, by acquiring the edge amount of the input image acquired by the differential filter as the feature amount, an image with good image quality can be obtained without dulling the edge of the input image.
[0114]
  Claim 7According to the image processing method of the described invention, the spatial frequency correction for each direction is combined with the spatial frequency correction independent of directionality, and the spatial frequency correction is performed for each direction according to the spatial frequency characteristics of the input image. Therefore, it is possible to perform spatial frequency correction that does not depend on the characteristics, and by appropriately setting the spatial frequency for performing spatial frequency correction for each direction, it is possible to suppress an increase in hardware scale and to achieve an image with good resolution and sharpness. Can be obtained.In general, when spatial frequency correction is performed for each direction, a filter with a large matrix size is required. By performing spatial frequency correction of low frequency components of the input image with a single filter, an increase in hardware scale is effective. Can be suppressed.
[0115]
  Claim 8According to the image processing program of the described invention,Claim 7The effects of the described invention can be obtained.
[0116]
  Claim 9According to the storage medium of the described invention,Claim 8The effects of the described invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a hardware configuration of a PC according to a first embodiment of this invention.
FIG. 2 is a functional block diagram showing an image quality correction function realized by executing an image quality correction program by a PC.
FIG. 3 is a functional block diagram showing various functions realized by filtering processing performed by filtering processing means.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a smoothing filter.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a high frequency enhancement filter.
6 shows frequency characteristics in a 600 dpi image by a vertical high-frequency enhancement filter having the filter matrix shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a filter matrix of an edge amount calculation filter.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an edge amount and an enhancement coefficient.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a low frequency enhancement filter.
FIG. 10 is a graph showing the frequency characteristics (main scanning direction).
FIG. 11 is a functional block diagram showing various functions realized by filtering processing performed by the filtering processing means of the PC according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a functional block diagram illustrating functions of a high frequency emphasizing unit.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a high frequency enhancement filter.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a filter matrix of an edge amount calculation filter.
FIG. 15 is a functional block diagram illustrating functions of an intermediate frequency emphasizing unit.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a medium frequency enhancement filter.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a medium frequency edge amount calculation filter;
FIG. 18 shows frequency characteristics of the vertical direction medium frequency emphasis filter shown in FIG.
FIG. 19 is a functional block diagram illustrating functions of a low frequency emphasizing unit.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a low frequency enhancement filter.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a filter matrix of a low frequency edge amount calculation filter;
FIG. 22 shows frequency characteristics of the low frequency enhancement filter.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a filter matrix of another low-frequency edge enhancement filter.
FIG. 24 is a block diagram schematically showing a hardware configuration of a PC according to another embodiment;
[Explanation of symbols]
1 Image processing device
6 storage media
20, 21, 22, 23 Directional filter
39 Single filter
60, 61, 62 Directional filter
77, 78, 79 Directional filter
91 single filter

Claims (9)

入力画像を取得する画像入力手段と、
それぞれが異なる方向性を有する複数の方向性フィルタを用いて、前記入力画像の任意の空間周波数成分に対する空間周波数補正を前記方向性フィルタが有する方向性によって定められる方向毎に独立して行ない第1の補正画像を得る第1の空間周波数補正手段と、
方向性に依存せず前記方向性フィルタの周波数特性よりも振幅のピーク位置が低周波数側にある単一のフィルタを用いて、前記入力画像の空間周波数成分に対する空間周波数補正を行ない第2の補正画像を得る第2の空間周波数補正手段と、
前記第1の補正画像と前記第2の補正画像とを合成する画像合成手段と、
を具備する画像処理装置。
An image input means for acquiring an input image;
A plurality of directional filters, each having a different directionality, are used to perform spatial frequency correction on an arbitrary spatial frequency component of the input image independently for each direction determined by the directionality of the directional filter. First spatial frequency correction means for obtaining a corrected image of
A second correction is performed by performing spatial frequency correction on the spatial frequency component of the input image using a single filter whose amplitude peak position is on the lower frequency side than the frequency characteristic of the directional filter without depending on directionality. Second spatial frequency correction means for obtaining an image;
Image synthesizing means for synthesizing the first corrected image and the second corrected image;
An image processing apparatus comprising:
前記第1の空間周波数補正手段による空間周波数補正と前記第2の空間周波数補正手段による空間周波数補正とを並列して行なう請求項1記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the spatial frequency correction by the first spatial frequency correction unit and the spatial frequency correction by the second spatial frequency correction unit are performed in parallel. 前記方向性フィルタの方向性に沿って、前記入力画像の特徴量を取得する特徴量取得手段と、
前記特徴量に応じて前記第1の補正画像に空間周波数補正を行なう第3の空間周波数補正手段と、
を具備する請求項1又は2に記載の画像処理装置。
Feature quantity acquisition means for acquiring the feature quantity of the input image along the directionality of the directionality filter;
Third spatial frequency correction means for performing spatial frequency correction on the first corrected image according to the feature amount;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記特徴量を取得した方向毎に該特徴量の最大値を取得する最大値取得手段と、
前記最大値に応じて前記第2の補正画像に空間周波数補正を行なう第4の空間周波数補正手段と、
を具備する請求項3記載の画像処理装置。
Maximum value acquisition means for acquiring a maximum value of the feature amount for each direction in which the feature amount is acquired;
Fourth spatial frequency correction means for performing spatial frequency correction on the second corrected image according to the maximum value;
The image processing apparatus according to claim 3, further comprising:
前記方向性フィルタの方向性に沿って、前記入力画像の特徴量を取得する特徴量取得手段と、
前記特徴量を取得した方向毎に該特徴量の最大値を取得する最大値取得手段と、
前記最大値に応じて前記第2の補正画像に空間周波数補正を行なう第4の空間周波数補正手段と、
を具備する請求項1又は2に記載の画像処理装置。
Feature quantity acquisition means for acquiring the feature quantity of the input image along the directionality of the directionality filter;
Maximum value acquisition means for acquiring a maximum value of the feature amount for each direction in which the feature amount is acquired;
Fourth spatial frequency correction means for performing spatial frequency correction on the second corrected image according to the maximum value;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記特徴量取得手段は、微分フィルタによって前記入力画像のエッジ量を前記特徴量として取得する請求項3ないし5のいずれか一に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 3, wherein the feature amount acquisition unit acquires an edge amount of the input image as the feature amount by a differential filter. 入力画像を取得し、
それぞれが異なる方向性を有する複数の方向性フィルタを用いて、前記入力画像の任意の空間周波数成分に対する空間周波数補正を前記方向性フィルタが有する方向性によって定められる方向毎に独立して行ない第1の補正画像を取得し、
方向性に依存せず前記方向性フィルタの周波数特性よりも振幅のピーク位置が低周波数側にある単一のフィルタを用いて、前記入力画像の空間周波数成分に対する空間周波数補正を行ない第2の補正画像を取得し、
前記第1の補正画像と前記第2の補正画像とを合成することを特徴とする画像処理方法。
Get the input image,
A plurality of directional filters, each having a different directionality, are used to perform spatial frequency correction on an arbitrary spatial frequency component of the input image independently for each direction determined by the directionality of the directional filter. Get the corrected image of
A second correction is performed by performing spatial frequency correction on the spatial frequency component of the input image using a single filter whose amplitude peak position is on the lower frequency side than the frequency characteristic of the directional filter without depending on directionality. Get an image,
An image processing method comprising combining the first corrected image and the second corrected image.
請求項7に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。  An image processing program for causing a computer to execute the image processing method according to claim 7. 請求項8に記載の画像処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。  A computer-readable storage medium storing the image processing program according to claim 8.
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