JP4479257B2 - 軟調効果フィルタ及びその処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、軟調効果フィルタ、軟調効果フィルタ処理プログラム、及び写真画像処理装置に関する。

従来、軟らかいイメージの写真を得る場合には、カメラの撮影レンズに軟調系効果フィルタを装着したり、ソフトレンズを装着して撮影していた。これらフィルタを使用することにより光の微妙なにじみを表現し、軟焦点の軟らかい描写効果の中にピントの芯がある写真を撮影することができ、デュート、ソフトン、フォギー、ソフトクロスなどの様々な光学フィルタがある。また、中心はシャープなまま、周辺に独特のぼかしをつくる演出効果フィルタとしてスポットフィルタがある。

一方、撮影済みのフィルム画像を印画紙に焼き付ける際に光散乱用光学素子を配置することで、軟調系効果フィルタで撮影したのと同様の効果を得る写真焼付機も提案されている。
特開平３−２９３６５２号公報

しかし、軟調系効果フィルタなどを使用した撮影で効果的な仕上がりを得るにはある程度の熟練が要求され、熟練者であっても再度の撮影が困難な場合には絞りなどの条件を変えながら同一シーンを複数枚撮影する場合もあることから、フィルムが無駄に消費されるという問題があった。

また、撮影レンズにフィルタを装着する場合には、装着されたフィルタにより写真の特性が決定され、同時に複数のフィルタ効果を演出するとこができないという問題があった。例えば、スポットフィルタによる演出効果とデュートによる演出効果を同時に出すことは不可能であった。また、スポットフィルタによる演出効果を出す被写体の位置も撮影時に決定されることから、後で変更するためには再度の撮影が必要となる。

さらに、上述した写真焼付機による処理でも、上述した多様なフィルタ処理は不可能である。

本発明は、上述の従来欠点に鑑み、軟調系フィルタを使用せずに撮影した通常の写真画像を基に、軟調系効果フィルタやソフトレンズを用いて撮影したような演出効果を得ることのできる軟調効果フィルタ、軟調効果フィルタ処理プログラム、及び写真画像処理装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による軟調効果フィルタの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、中心を最大ピークとし、中心から離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心からの等距離位置で等しくなるように設定され、少なくとも基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、及び、各ピークの間隔Ｓｋｉｐの各パラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群を備え、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するフィルタ処理手段を備えてなる点にある。

上述の構成によれば、透明な光学ガラスの表面に同心円状の溝を施したソフトフォーカスフィルタであるデュートとほぼ同様な効果が得られ、基準画像サイズに対するフィルタサイズ、中心の最大ピーク値を示す中心強度、中心の周囲に存在するピークの中心に対する減衰率、中心から離間する方向の各ピークの間隔の各パラメータに対応したフィルタ係数群が定義され、定義されたフィルタ係数群に基づいて対象画像の画素データが変換処理されて所望のソフトフィルタ効果が具現化された画像が得られる。そして、フィルタ処理手段は、原画像の画素の輝度に基づいて重み付けしたフィルタ係数を重み係数として原画像の画素値との積和を求め、当該積和を重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するように構成してあるので、原画像の画素値が明るいほどフィルタ係数に乗ずる重みが大きく、原画像の画素値が暗いほどフィルタ係数に乗ずる重みが小さくなり、光の微妙なにじみが効果的に表現できるものとなるのである。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述した第一特徴構成に加えて、前記フィルタ係数群は、さらにピークからの傾斜ｇｒａｄ、または、裾野広がりＳｔｅｐをパラメータとして備えている点にあり、このように構成することにより、フィルタ特性のバリエーションを確保でき、微妙な効果の違いを醸し出すことができるようになる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述した第一または第二特徴構成に加えて、前記フィルタサイズＮは、前記基準画像サイズの画像に含まれる主要被写体のサイズに基づいて決定される点にある。

同一画像であっても処理が施される軟調効果フィルタのフィルタサイズが異なれば処理後の画像に表れるフィルタ効果も異なったものとなり、撮影者の欲するフィルタ効果とずれが生じることになる。そこで、基準画像サイズの画像に含まれる主要被写体のサイズに基づいてフィルタサイズを決定することにより、そのようなずれの発生を防止し、適切なフィルタ効果を獲得できるようになるのである。例えば、主要被写体として人物の顔領域のサイズにフィルタサイズを合わせることにより、顔領域が必要以上にソフト化されて見辛くなるような不都合が解消されるのである。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記フィルタ係数群は、変換対象となる原画像に対して選択可能に複数設けられている点にあり、このように構成することにより、好みに応じたフィルタ処理が極めて容易に行なえ、汎用性を確保することができるのである。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段を備え、前記フィルタ生成手段により生成されたフィルタ係数群に基づいて前記フィルタ処理手段が実行される点にある。

基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮにサイズが固定されると、対象画像が同じ画像であっても、基準画像サイズの対象画像に対して施されたフィルタ効果と、基準画像サイズとは異なる画像サイズの対象画像に対して施されたフィルタ効果とが異なって見えるので違和感が生じることになる。特に、主要被写体に対するフィルタ効果が異なり、要望する画像が得られなくなる場合も生じる。そこで、フィルタ生成手段により、変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理することにより、常に要望される画像を提供できるようになるのである。

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述した第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、原画像を所定サイズのブロックに区画し、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め、前記標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均を平均標準偏差として色成分毎に求め、前記平均標準偏差を所定範囲の値の乱数によりランダマイズした値を、前記フィルタ処理手段により演算導出された新たな画素データに加算処理する粒状化処理手段を備える点にある。

様々な大きさの色素雲が集合して形成されるカラー銀塩写真フィルムの撮影画像には、本来一様な色であるべきところに色素雲の大きさに基づいた粒状ムラが存在し、そのような撮影画像を光電変換して得られたデジタル画像データには粒状ムラに起因する粒状ノイズが含まれる。このノイズが適当なレベルで存在することにより写真画像らしさが具現化できる。しかし、上述した第一特徴構成から第六特徴構成の何れかによるフィルタ処理が実行されると、軟調効果によってアクセントのない平坦な、つまり、のっぺりとした画像となる。そこで、原画像を所定サイズでブロック化してＲ，Ｇ，Ｂ毎に標準偏差を求め、その値が所定の基準値よりも小さいブロックを、周波数の低い比較的均一な画像領域、つまり粒状化現象の現れている部位であると判別して、それらのブロックの標準偏差の平均値により粒状化の程度を把握し、その値をランダマイズして変換後の画像に加算処理することで適度な粒状を付加することができるのである。

同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、設定された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとして選択し、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データと第一から第五特徴構成の何れかに記載したフィルタ処理手段または第六特徴構成に記載した粒状化処理手段により演算導出された新たな画素データを合成するスポット処理手段を備える点にある。

上述の処理によりスポット領域ではクリアな画像を確保しながら、フィルタ処理された軟調画像部位との境界領域が自然な調子で遷移する画像を得ることができるのである。

本発明による軟調効果フィルタ処理プログラムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項８に記載した通り、中心を最大ピークとし、中心から離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心からの等距離位置で等しくなるように設定され、少なくとも基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、及び、各ピークの間隔Ｓｋｉｐの各パラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群を備え、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するフィルタ処理手段としてコンピュータを機能させる点にある。

同第二の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段を備え、前記フィルタ生成手段により生成されたフィルタ係数群に基づいて前記フィルタ処理手段が実行されるようにコンピュータを機能させる点にある。

同第三の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、原画像を所定サイズのブロックに区画し、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め、前記標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均を平均標準偏差として色成分毎に求め、前記平均標準偏差を所定範囲の値の乱数によりランダマイズした値を、前記フィルタ処理手段により演算導出された新たな画素データに加算処理する粒状化処理手段としてコンピュータを機能させる点にある。

同第四の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、設定された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとして選択し、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データと第一または第二特徴構成に記載したフィルタ処理手段、または第三特徴構成に記載した粒状化処理手段により演算導出された新たな画素データを合成するスポット処理手段としてコンピュータを機能させる点にある。

本発明による画像処理装置の特徴構成は、上述した第一から第四の何れかの特徴構成を備えた軟調効果フィルタ処理プログラムがインストールされている点にある。

以上説明した通り、本発明によれば、軟調系フィルタを使用せずに撮影した通常の写真画像を基に、軟調系効果フィルタやソフトレンズを用いて撮影したような演出効果を得ることのできる軟調効果フィルタ、軟調効果フィルタ処理プログラム、及び画像処理装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による軟調効果フィルタ処理方法、軟調効果フィルタ処理プログラム、及び写真画像処理装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、写真処理装置は、デジタルスチルカメラなどによる撮影画像が格納されたＣＤ、ＤＶＤ、コンパクトフラッシュ（登録商標）などのメディアから画像を読み出すメディアドライバ１Ａや現像済みフィルムから画像を読み取りメモリに記憶するフィルムスキャナ１Ｂなどでなる画像データ入力部１と、画像データ入力部１から入力された画像データに対して所定のデータ処理等を施す画像データ処理部２と、処理後の画像データに基づいて印画紙を露光する露光ヘッドを備えた画像露光部３と、露光された印画紙を現像処理する現像処理部４と、現像処理後の印画紙をコマ単位で切断して排紙する排紙部５と、上述した各機能ブロック全体を統合して作動制御するシステム制御部６とを備えて構成される。

前記画像データ入力部１としてのフィルムスキャナ１Ｂは、例えば現像済みの１３５カラーネガフィルム１０の各コマを読取位置に間歇的に搬送するフィルム搬送部１１と、フィルム１０の各コマの画像を読み取る画像読取部１２とからなり、前記フィルム搬送部１１は、巻取ローラ１１１と、巻取ローラ１１１を回転駆動するフィルム搬送モータ１１２と、フィルム搬送モータ１１２を制御するフィルム搬送制御部１１３とを備えて構成され、前記画像読取部１２は、フィルム１０の下部に配置された光源１１４と、光源１１４の発光強度を制御する光源制御部１１５と、一次元ＣＣＤを備えた撮像素子１１６と、撮像素子１１６による画像の読取制御を行なう読取制御部１１７と、フィルム１０の各コマ画像を撮像素子１１６の受光面に結像させるレンズ１１７と、フィルム１０とレンズ１１７間に設けられ、フィルム１０の画像をＧＲＢの３色に分離する光学フィルタ１１８と、光学フィルタ１１８を切替駆動するフィルタ駆動モータ１１９と、フィルタ駆動モータ１１９を駆動制御するフィルタ切替制御部１２０と、撮像素子１１６で読み取った画像信号をデジタルデータとして記憶する画像データ記憶部１２１とを備えて構成される。前記画像データ記憶部１２１は、撮像素子１１６で読み取られたＲＧＢ夫々のアナログ画像信号を１６ビットの階調レベルでＲＧＢのデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１２２と、Ａ／Ｄ変換器１２２により変換されたＲＧＢ三色のデジタル画像データをコマ単位で格納するＲＡＭ等でなる画像バッファメモリ１２３とを備えて構成される。

前記画像データ処理部２は、画像バッファメモリ１２３に格納されたコマ単位の画像データに対して後述の軟調効果フィルタ処理や階調補正等の各種の補正処理、及び、拡縮処理、レイアウト処理等の所定の処理を実行する際に使用するテーブルデータ等を格納するデータメモリ２０と、前記画像バッファメモリ１２３に格納された画像データを読み出して前記データメモリ２０に格納されたデータ等に基づいて所定のデータ変換処理、例えば後述の軟調効果フィルタ処理、諧調補正処理等を実行する画像データ変換処理部２１と、画像データ変換処理部２１による画像データの変換処理に用いられ、変換された画像データがコマ単位の最終画像データとしてＲＧＢの色毎に区画された領域に格納される画像処理メモリ２２と、最終画像データの１ライン分の画像データを一時記憶するラインバッファメモリ２３等を備えて構成される。

前記画像露光部３は、ロールカセット３０に巻回されている長尺状の印画紙３１を搬送モータ３７により露光ステーション３３に向けて所定の搬送速度で搬送する印画紙搬送制御部３８を備えた印画紙搬送部３２と、露光ステーション３３に搬送された印画紙３１に対して露光走査するＰＬＺＴ方式の露光ヘッド３４と、露光ヘッド３４を駆動制御する露光ヘッド制御部３５と、ラインバッファメモリ２３からの画像データを印画紙３１の搬送速度に同期した所定のタイミングで露光ヘッド制御部３５に出力する露光制御部３６とを備えて構成される。

前記現像処理部４は、現像液等の現像処理液が充填された処理槽４０と、露光済みのロール印画紙３１を処理槽４０内に搬送して、現像、漂白、定着の各処理がなされたロール印画紙３１を前記排紙部５に搬送する搬送制御部を備えて構成され、前記排紙部５は、現像処理部４で現像処理されたロール印画紙３１を幅方向に切断して１コマ単位に分割するカッター５０と、カッター５０を駆動するカッターモータ５１に対する駆動制御や、切断された印画紙３１を装置外部に排出制御する排紙制御部５２とを備えて構成される。

前記システム制御部６は、ＣＰＵ、制御プログラムが格納されたＲＯＭ、データ処理用のＲＡＭ、各機能ブロックに対する制御用信号入出力回路などを備えて構成され、前記制御プログラムに基づいて各機能ブロックが統合制御される。

前記画像データ処理部２は、画像処理用のＣＰＵ、ＣＰＵで実行される各種の画像処理用アプリケーションプログラムが格納されるハードディスク（ＨＤ）、データメモリ２０（ＲＡＭ）、画像処理メモリ２２、及び、周辺回路、さらには、画像データ処理を実行する上でオペレータとの対話形式で処理内容を入力指示するキーボードやマウスなどのデータ入力部２４と画像を表示するモニタ部２５を備えてハードウェアが構成され、上述のプログラムが実行されることにより実現される機能ブロックとしての画像データ変換処理部２１は、図２に示すように、画像バッファメモリ１２３に取り込まれた入力画像に対してカラーバランスや彩度など画像のカラー成分を調整するカラー補正手段２００と、カラー補正後の画像の階調性を整える階調補正手段２１０と、本発明によるソフトフィルタ効果を実現する軟調効果フィルタ処理手段２２０と、入力されたフィルム画像を出力サイズに拡縮処理する倍率変換手段２３０等を備えて構成され、最終の出力画像がラインバッファ２３から出力されて写真プリントが生成される。

前記軟調効果フィルタ処理手段２２０は、所定のパラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群の複数から所望のフィルタ係数群を選択するフィルタ選択手段２２１と、フィルタ選択手段２２１で選択されたフィルタ係数群のパラメータを変換対象となる原画像の画像サイズに応じて変換処理して新たなフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段２２２と、生成されたフィルタ係数群に基づいて対象画像の画素データを変換処理するフィルタ処理手段２２３と、処理後の画像に粒状化処理を施す粒状化処理手段２２４と、必要に応じてスポット処理を施すスポット処理手段２２５を備えて構成される。

前記軟調効果フィルタについて詳述する。本発明による軟調効果フィルタは、図３に示すように、中心ｏを最大ピークとし、中心ｏから離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心ｏからの等距離位置で等しくなるように設定されるフィルタ係数群で構成され、各フィルタ係数は、基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、各ピークの間隔Ｓｋｉｐ、ピークからの傾斜ｇｒａｄ、裾野広がりＳｔｅｐの各パラメータに基づいて定義される。ここに、減衰率ｄｃｒを規定する関数としてはガウス関数や三角関数などが採用され、ピークの前後を規定する関数としては傾斜ｇｒａｄまたは裾野広がりＳｔｅｐを規定するパラメータに従って、ｎ次の単調減衰関数や階段状のステップ関数、さらにはより滑らかにするために三角関数や指数、対数関数などが採用される。

前記距離関数を、フィルタ上の画素位置と中心画素との最小距離で定義し、中心からの距離が一定となる画素の集合、つまり円周上の画素に対して等しくなるようにフィルタ係数を導出することも可能であるが、円周を表す座標は整数値になるとは限らないため、ここでは簡略化と処理時間短縮を考慮した一例として擬似同心円フィルタ係数を生成する場合について説明する。

前記距離関数を、中心ｏとある点のｘ座標の差の絶対値とｙ座標の差の絶対値の和で定義し、前記距離関数に基づいて導出される距離が一定になる点の集合を円と考え、この円を擬似同心円と呼ぶ。軟調効果を出すための擬似同心円フィルタ係数は、上述したようにフィルタサイズＮ（Ｎ次正方行列（Ｎ：奇数））、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ（０<ｄｃｒ<１．０）、傾斜ｇｒａｄ（０<ｇｒａｄ<１．０）、間隔Ｓｋｉｐ、裾野の広がりＳｔｅｐの各入力パラメータにより定義される。

前記フィルタ係数群として、ピークからの傾斜ｇｒａｄ、または、裾野広がりＳｔｅｐを定義するパラメータが無い場合であっても軟調フィルタ効果は十分に得られるが、当該パラメータを備える場合には、フィルタ特性のバリエーションを確保でき、微妙な効果の違いを醸し出すことができるようになる。また、フィルタサイズＮは基準画像サイズの画像に含まれる主要被写体のサイズに基づいて決定されることが好ましく、例えば、主要被写体として人物の顔領域のサイズにフィルタサイズを合わせることにより、顔領域が必要以上にソフト化されて見辛くなるような不都合が解消される。さらに、フィルタサイズＮは、基準画像サイズの長辺の１〜１０％、好ましくは５％程度の画素サイズに決定されることが好ましく、このようにフィルタサイズを選択することにより、撮影者の欲するフィルタ効果とずれが生じることが無く、多くの人が凡そ満足できる画像が得られる。

上述したフィルタ係数群は、フィルタサイズＮなどのパラメータを異ならせて複数準備され、変換対象となる原画像に対応して選択可能に内部メモリに確保され、フィルタ選択手段２２１により好みに応じたフィルタが選択されることにより汎用性が確保されている。

前記フィルタ生成手段２２２は、変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理することにより、原画像の拡大縮小処理により得られる画像サイズの異なる同一内容の変換対象画像に対しても同様のフィルタ効果を得られるように備えられている。

以下、図４に示すフローチャートに基づいて、フィルタ生成手段２２２による処理手順の一例を説明する。編集対象画像及び当該編集対象画像に対する複数の画像処理スイッチがモニタ部２５に表示され、軟調効果フィルタ処理を起動するスイッチがマウスでクリックされると、予めデータメモリ２０に格納されている複数種類のフィルタ係数群の何れかを選択するためのスイッチが表示される。当該スイッチはサンプル画像に対する各フィルタによる処理後の画像として表示され、何れかをクリックすることにより、特定のフィルタ係数群が選択される（Ｓ１）。上述したステップＳ１の処理を実行する部分がフィルタ選択手段２２１となる。

次にフィルタ生成手段２２２は、先に選択されたフィルタ係数群を定義するパラメータを対象画像の原画像サイズに基づいて新たなパラメータに変換処理してそれに基づく新たなフィルタ係数群を生成する。先ず、原画像の縦横の画素数の多い方の画素数を基準画像の縦横の画素数の多い方の画素数で除して倍率Ｓｃａｌｅ（処理を行う画像と縦横の比が違う場合は、縦横サイズの大きい方で比較される）を求め（Ｓ２）、基準画像のフィルタサイズに倍率Ｓｃａｌｅを掛けて新たなフィルタサイズＮを整数値として導出する（Ｓ３）。ここで、新たなフィルタサイズＮが偶数となる場合には１を加算して奇数とする。

次に対象画像と基準画像の面積比に基づいてその効果の強調を図るべく選択されたフィルタ係数群の中心強度Ｉｃに倍率Ｓｃａｌｅの二乗を掛けて新たな中心強度を整数値として導出する（Ｓ４）。各ピークの間隔Ｓｋｉｐには倍率Ｓｃａｌｅを掛けて新たな間隔Ｓｋｉｐを整数値として導出し（Ｓ５）、ステップＳ３で導出されたフィルタサイズＮが所定値よりも小さくなるときには（Ｓ６）、裾野広がりＳｔｅｐを０に設定し（Ｓ８）、大きくなるときには裾野広がりＳｔｅｐに倍率Ｓｃａｌｅを掛けて新たな裾野広がりＳｔｅｐを導出する（Ｓ７）。ここで、裾野広がりＳｔｅｐが間隔Ｓｋｉｐの１／２より大きくなれば、裾野広がりＳｔｅｐを間隔Ｓｋｉｐの１／２から１減算した値に設定することにより、隣接するピークの裾野広がりＳｔｅｐの重複による画像のボケを回避する。

次に、フィルタ係数群の座標Ｐが行列の中心、つまり最大ピークであれば（Ｓ９）、フィルタ係数Ｆ（ｐ）を先に求めた中心強度Ｉｃとし（Ｓ１０）、周辺であれば（Ｓ９）、当該座標を前記距離関数に基づく中心からの距離で除した値により中心より外側のピーク（「外輪山のピーク」とも表記する。）位置か，裾野広がりＳｔｅｐの範囲内の位置かそれ以外の位置かの何れであるかを判定し（Ｓ１１）、外輪山のピークであれば新たなフィルタ係数Ｆ（ｐ）を、倍率Ｓｃａｌｅと減衰率ｄｃｒと元の中心強度Ｉｃの積を中心からの距離で除した（中心からの距離による強度の減衰を加味する）値の整数値として求め（Ｓ１２）、外輪山のピークから裾野広がりＳｔｅｐの範囲内であれば（Ｓ１３）、新たなフィルタ係数Ｆ（ｐ）を、倍率Ｓｃａｌｅと減衰率ｄｃｒと元の中心強度Ｉｃと傾斜ｇｒａｄの積を中心からの距離中心からの距離による強度の減衰を加味する）及びピークからの距離（外輪山のピークからの距離を加味する）で除した値の整数値として求め（Ｓ１４）、それ以外のときには新たなフィルタ係数Ｆ（ｐ）を０に設定する（Ｓ１５）。このようにしてＮ次正方行列で構成される各フィルタ係数を導出することにより新たなフィルタ係数群が生成される。尚、ステップＳ１４において、フィルタ係数群の座標Ｐが外輪山のピークから等距離に位置するときには、中心に対して外輪山のピークの外側に位置するフィルタ係数が内側に位置するフィルタ係数よりも大きく減衰するように設定することも可能で、これにより、より自然なフィルタ効果を得ることができる。

例えば、基準画像サイズとして３０００×２０００ｐｉｘｅｌとして（基準画像サイズは特に限定されるものではないが、対象画像の汎用的なサイズとされる）、Ｎ＝１５（フィルタサイズＮは、基準画像サイズの長辺の画素数の約５パーセントを基準に設定する）、Ｉｃ＝３００、ｄｃｒ＝０．２５、ｇｒａｄ＝０．３、Ｓｋｉｐ＝１０、Ｓｔｅｐ＝２となる場合には、図５に示すようなフィルタ係数群が生成される。尚、上述のフィルタ生成手段２２２による新たなフィルタ係数群の生成処理手順は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。

上述の新たなフィルタステップの導出方法は一例であり、選択されたフィルタ係数群のパレメータとして減衰率ｄｃｒを規定する関数が規定されている場合にはその関数に基づいて、また、傾斜ｇｒａｄまたは裾野広がりＳｔｅｐを規定するパラメータに従って関数が規定されている場合には、その関数に基づいて各フィルタ係数が導出される。

新たなフィルタ係数群が生成されると、モニタ画面にフィルタ処理の実行スイッチが表示されるので、当該実行スイッチをマウスでクリックすることにより、フィルタ処理手段２２３が起動される。

前記フィルタ処理手段２２３は、新たなフィルタ係数群に基づいて、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出する。

詳述すると、図６のフローチャートに示すように、対象画像である原画像の左上画素からスキャンして右下方向に到るまで順番に各画素を選択して（Ｓ２０）、選択画素にＮ次正方行列でなるフィルタを重ね合わせ、選択画素がフィルタの中心画素となる場合には（Ｓ２１）、重み係数Ｗをフィルタの中心強度Ｆ（ｐ）とし（Ｓ２２）、当該画素とＦ（ｐ）の積ｒｄを求める（Ｓ２３）。さらに、周辺画素からの寄与を求めるべく、フィルタの中心画素以外のフィルタ係数とそのフィルタ係数に対応する画素との積を当該画素の採り得る輝度の最大値で除した値を重み係数Ｗとして求め（Ｓ２４）、当該フィルタ係数に対応する画素値と重み係数の積ｒｄを求める（Ｓ２５）。

このように選択画素に対する全てのフィルタ係数群に関連する周辺画素の寄与分が演算されると（Ｓ２６）、ステップＳ２３とステップＳ２５の全てのデータが加算処理され、その値をステップＳ２２とステップＳ２４の全ての重み係数の和で除した値を新たな画素値として導出し（Ｓ２７）、導出された値を本来採り得る範囲（例えば８ビット画素であるなら２５５に）クリップする（Ｓ２８）。

このような処理を当該選択画素のＲＧＢの各色成分について実行することにより新たな画素データが得られ（Ｓ２９）、ステップＳ２０からステップＳ２９までの処理を原画像の全ての画素に対して行なうことにより当該原画像に対するフィルタ処理が終了するのである（Ｓ３０）。

前記粒状化処理手段２２４は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、画像バッファメモリ１２１に格納された原画像ｓＩｍｇを左上から順に所定サイズ（一辺Ｂ）の方形ブロックに区画し（Ｓ３１）、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め（Ｓ３２）、各色成分の標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均Ｓｔｄ＿Ａｖｅを色成分毎に求める（Ｓ３３）。ここに、端数の部分である図のグレーで塗潰された部分は使用しない。求められた平均標準偏差Ｓｔｄ＿Ａｖｅを（数１）に示すように、−０．５から０．５の間の乱数によりランダマイズした値を（Ｓ３４）、（数２）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ夫々について前記変換ステップにより変換された軟調画像ｄＩｍｇの各ピクセルに加算処理することにより粒状が付加される（Ｓ３５）。

前記スポット処理手段２２５は、キーボードから設定入力された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとし、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データと粒状化処理手段２２４による処理後の画素データを合成する。具体的には、スポットの数（ＳｐｏｔＮｕｍ）が０より大きいとき、指定されたスポットの数（ＳｐｏｔＮｕｍ）のスポットフィルタ効果を作成する。図８に示すように、ｉ（０〜ＳｐｏｔＮｕｍ−１）番目のスポットについて、指定された中心（ＳｐｏｔＣ_Ｘ_i，ＳｐｏｔＣ_Ｙ_i）から半径ＳｐｏｔＲ_iの範囲に原画像ｓＩｍｇのデータを採用し、周辺に軟調画像ｄＩｍｇのデータを採用することにより、スポットフィルタ効果を出す。また、境界部分については図８に示すように、ＳｐｏｔＲ_iより距離が大きくなると、軟調画像の割合を増加させるように演算処理する。画像上のある点（ｘ，ｙ）における軟調画像の割合Ps（ｘ，ｙ）は（数３）に示すように演算導出される。

ここで、スポットの形状は真円以外に楕円に設定したり、その楕円を回転処理するものであってもよく、スポット同士が重なる場合は軟調画像の割合の小さい方が、その点の軟調画像の割合として選ばれるように処理される。画像上のある点（ｘ，ｙ）における軟調画像の割合をＰｓ（ｘ，ｙ）とすると、点（ｘ，ｙ）における結果画像ｏＩｍｇ（ｘ，ｙ）は（数４）で求められる。

以上の手順により軟調効果フィルタが生成され、対象画像が軟調化処理されるが、上述した粒状化処理やスポット処理は必須の処理ではなく、必要に応じて選択される処理である。図９及び図１０の（ａ）には原画像を示し、同図（ｂ）には上述のフィルタ処理による軟調画像を示す。図から明らかなように、原画像に対して軟らかく且つ高精細な画像が得られることが理解される。

つまり、前記画像データ処理部２のハードディスク（ＨＤ）には、中心を最大ピークとし、中心から離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心からの等距離位置で等しくなるように設定され、少なくとも基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、及び、各ピークの間隔Ｓｋｉｐの各パラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群を備え、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するフィルタ処理手段としてコンピュータを機能させるための軟調効果フィルタ処理プログラム、及び、変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段を備え、前記フィルタ生成手段により生成されたフィルタ係数群に基づいて前記フィルタ処理手段が実行されるようにコンピュータを機能させるための軟調効果フィルタ処理プログラムがインストールされている。

さらに、原画像を所定サイズのブロックに区画し、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め、前記標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均を平均標準偏差として色成分毎に求め、前記平均標準偏差を所定範囲の値の乱数によりランダマイズした値を、前記フィルタ処理手段により演算導出された新たな画素データに加算処理する粒状化処理手段としてコンピュータを機能させるための処理プログラム、及び、設定された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとして選択し、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データとフィルタ処理手段、または粒状化処理手段により演算導出された新たな画素データを合成するスポット処理手段としてコンピュータを機能させるための処理プログラムがインストールされている。

本発明による軟調効果フィルタ処理方法は上述した写真画像処理装置に適用されるものに限定されるものではなく、パーソナルコンピュータなどにより画像処理する場合にも適用可能であることはいうまでもない。

写真画像処理装置のブロック構成図 データ変換処理部の機能ブロック構成図 軟調効果フィルタの説明図 軟調効果フィルタの生成手順を示すプログラムリスト 軟調効果フィルタのフィルタ係数の一例を示す説明図 フィルタ処理の手順を示すプログラムリスト 粒状化処理の説明図 スポット処理の説明図 本発明による軟調画像のサンプル写真 本発明による軟調画像のサンプル写真

２２０：軟調効果フィルタ処理手段
２２１：フィルタ選択手段
２２２：フィルタ生成手段
２２３：フィルタ処理手段
２２４：粒状化処理手段
２２５：スポット処理手段

Claims (12)

1. 中心を最大ピークとし、中心から離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心からの等距離位置で等しくなるように設定され、少なくとも基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、及び、各ピークの間隔Ｓｋｉｐの各パラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群を備え、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するフィルタ処理手段を備えてなる軟調効果フィルタ。
2. 前記フィルタ係数群は、さらにピークからの傾斜ｇｒａｄ、または、裾野広がりＳｔｅｐをパラメータとして備えている請求項１記載の軟調効果フィルタ。
3. 前記フィルタサイズＮは、前記基準画像サイズの画像に含まれる主要被写体のサイズに基づいて決定される請求項１または２記載の軟調効果フィルタ。
4. 前記フィルタ係数群は、変換対象となる原画像に対して選択可能に複数設けられている請求項１から３の何れかに記載の軟調効果フィルタ。
5. 変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段を備え、前記フィルタ生成手段により生成されたフィルタ係数群に基づいて前記フィルタ処理手段が実行される請求項１から４の何れかに記載の軟調効果フィルタ。
6. 原画像を所定サイズのブロックに区画し、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め、前記標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均を平均標準偏差として色成分毎に求め、前記平均標準偏差を所定範囲の値の乱数によりランダマイズした値を、前記フィルタ処理手段により演算導出された新たな画素データに加算処理する粒状化処理手段を備える請求項１から５の何れかに記載の軟調効果フィルタ。
7. 設定された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとして選択し、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データと請求項１から５の何れかに記載したフィルタ処理手段または請求項６に記載した粒状化処理手段により演算導出された新たな画素データを合成するスポット処理手段を備える軟調効果フィルタ。
8. 中心を最大ピークとし、中心から離れるに従って漸次減衰する複数のピークを備え、前記ピークが所定の距離関数に基づく中心からの等距離位置で等しくなるように設定され、少なくとも基準画像サイズに対応したフィルタサイズＮ、中心強度Ｉｃ、減衰率ｄｃｒ、及び、各ピークの間隔Ｓｋｉｐの各パラメータに基づいて定義されたフィルタ係数群を備え、原画像の変換対象画素の画素値と前記フィルタ係数群の中心のフィルタ係数である重み係数との積と、当該変換対象画素の周辺画素値と当該周辺画素に対応するフィルタ係数を当該周辺画素の輝度に基づいて重み付けした重み係数との積とを求め、それらの積和を各重み係数の和で除した値を新たな画素値として演算導出するフィルタ処理手段としてコンピュータを機能させるための軟調効果フィルタ処理プログラム。
9. 変換対象となる原画像の画像サイズに応じて前記パラメータを変換処理して新たにフィルタ係数群を生成処理するフィルタ生成手段を備え、前記フィルタ生成手段により生成されたフィルタ係数群に基づいて前記フィルタ処理手段が実行されるようにコンピュータを機能させるための請求項８記載の軟調効果フィルタ処理プログラム。
10. 原画像を所定サイズのブロックに区画し、ブロック毎に内包された画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の標準偏差を求め、前記標準偏差の中から所定の基準値より小さい標準偏差の相加平均を平均標準偏差として色成分毎に求め、前記平均標準偏差を所定範囲の値の乱数によりランダマイズした値を、前記フィルタ処理手段により演算導出された新たな画素データに加算処理する粒状化処理手段としてコンピュータを機能させるための請求項８または９記載の軟調効果フィルタ処理プログラム。
11. 設定された中心及び径で規定されるスポット領域の内部を原画像の画素データとして選択し、前記スポット領域の周辺部の画素データを、中心からの直線距離を変数とする所定の減衰関数に基づく割合で、原画像の画素データと請求項８または９に記載したフィルタ処理手段、または請求項１０に記載された粒状化処理手段により演算導出された新たな画素データを合成するスポット処理手段としてコンピュータを機能させるための軟調効果フィルタ処理プログラム。
12. 請求項８から１１の何れかに記載された軟調効果フィルタ処理プログラムがインストールされた写真画像処理装置。