JP4498671B2

JP4498671B2 - イメージコンテンツに基づいて画像の特性を改善するための方法及びシステム

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Publication number: JP4498671B2
Application number: JP2002339710A
Authority: JP
Inventors: シーギャラガーアンドルー; イーブルースウォルター
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: US7050636B2; JP2003196653A; EP1324265A3; US20030108245A1; EP1324265B1; DE60235292D1; EP1324265A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像処理の分野に関し、より詳細には、処理パラメータをイメージコンテンツに関連付けする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像の処理では、鮮鋭化アルゴリズムにより画像を鮮鋭化して、細部の詳細を強調することが一般的に行われている。典型的に、この鮮鋭化処理は、畳み込み処理により実行される（たとえば、A.K.Jainによる“Fundamentals of Digital Image Processing” Prentice-Hall: 1989, pp.249-pp251を参照）。アンシャープマスクによる処理は、畳み込みに基づいた鮮鋭化処理の１つの例である。
【０００３】
たとえば、アンシャープマスクによる画像の鮮鋭化は、以下の式により説明することができる。
ｓ(ｘ,ｙ)＝ｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ)＋βｆ(ｉ(ｘ,ｙ)−ｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ)) （１）
ここで、ｓ(ｘ,ｙ)は強調された鮮鋭化による出力画像、ｉ(ｘ,ｙ)は入力される原画像、ｂ(ｘ,ｙ)は低域通過フィルタ、βはアンシャープマスクのスケールファクタ、ｆ( )はフリンジ関数、(ｘ,ｙ)は画像のｘ番目の行及びｙ番目の列を示している。
【０００４】
典型的に、アンシャープ画像は、画像と低域通過フィルタとの畳み込みにより生成される（すなわち、アンシャープ画像はｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ)により与えられる）。つぎに、高域通過、すなわちフリンジのデータは、アンシャープ画像を原画像から減算することにより生成される（すなわち、高域通過データはｉ(ｘ,ｙ)‐ｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ)により発見される）。
【０００５】
次いで、この高域通過データは、スケールファクタβ又はフリンジ関数ｆ( )のいずれか又は両者により修正される。最後に、修正された高域通過データは、原画像又はアンシャープ画像のいずれかと加算され、鮮鋭化された画像が生成される。
【０００６】
類似した鮮鋭化作用は、デジタル信号処理の分野では公知であるように、周波数領域（たとえば、ＦＦＴ領域）における画像の修正により達成することができる。空間領域の手法（たとえば、畳み込み手法）と画像の鮮鋭度を強調する周波数領域の手法の両者は、シフト不変の手法である。言い換えれば、鮮鋭度プロセスは、画像における位置に対して不変である。
【０００７】
これらの手法が鮮鋭された画像を確かに生成する一方で、結果的に得られる画像の品質は、イメージコンテンツに依存して変動することがある。たとえば、アンシャープマスクアルゴリズムを使用することは、建物の画像について満足する結果を生じる場合がある。
【０００８】
しかし、同じアルゴリズムを使用することは、人間の顔の画像について過度に鮮鋭化処理された望まれない概観を生じることがある（たとえば、傷が強調される場合がある）。スケールファクタのパラメータは、人間のオペレータによりそれぞれのシーンについて個々に修正される場合があるが、これは高価なプロセスである。
【０００９】
米国特許第5,682,443号では、Gouch及びMacDonald等は、画素毎に基づいて、アンシャープマスクに関連するパラメータを修正する方法を説明している。本質的には、式（１）における定数であるスケールファクタβは、位置β(ｘ,ｙ)に基づいて変化するスケールファクタと置き換えられる。これらのパラメータは、局所的な近傍において、画素の色に基づいて変動される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この手法により、近似的に肌色に着色された画素の詳細に関してこれまで程強調しないことが可能となる。しかし、この方法はシフト不変ではない。それは、フリンジデータがそれぞれの画素の色成分のそれぞれについてシャープデータ又はアンシャープデータの値に従い決定される重み付け関数で修正されるためである。
【００１１】
結果的に、この手法は、フィルタパラメータがそれぞれの画素について変動されるために計算的に集中する。さらに、この手法は、画像の１つの領域が近くの領域と同様に鮮鋭化されるとき、スイッチングアーチファクトを生成する。
【００１２】
このように、スイッチングアーチファクトを生成することなしに、画像のマテリアルコンテンツに基づいて、画像の全体の改善を調節することができる、画像を迅速に鮮鋭化、さもなければ改善するための必要性が存在する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述された１つ以上の問題を解決することに向けられる。簡単に説明すると、本発明の１態様によれば、そのマテリアルコンテンツに従い画像の特性を改善するための方法は、画素からなる画像を提供するステップと、該画素に空間的に対応する信頼マップを生成するステップと、該信頼マップから改善パラメータを生成するステップと、該改善パラメータを使用して、画像の特性を改善するステップとを備えている。ここで、該信頼マップは、それぞれの画素が特定のマテリアルを表現する尤度を示す信頼値を含む。該改善パラメータは、該画素に一様に適用される。
【００１４】
本発明は、全体的なレベルの画像の特性は、画像において検出されたマテリアルに依存して変動されるという利点を有している。この特性が鮮鋭度であるとき、ある画像において鮮鋭度のアーチファクトをつくることがないように控えめなレベルで画像全体を鮮鋭化するためにシステムを調整するよりはむしろ、本発明によるシステムは、高感度の画像を控えめに鮮鋭化し、低感度の画像を積極的に鮮鋭化して、それぞれの画像について鮮鋭化することを自動的に決定する。
【００１５】
特に、本発明のシステムは、人間の素肌が検出される画像を控えめに鮮鋭化し、人間の素肌が検出されない画像を積極的に鮮鋭化する。別の態様では、本発明によるシステムは、植物の画像におけるような、雑音の低減が不都合なアーチファクトをもたらす可能性のある画像の領域では、雑音を控えめに低減し、かかる高感度のマテリアルコンテンツが検出されない画像では、雑音を積極的に低減する。
本発明のこれら及び他の態様、目的、機能並びに効果は、好適な実施の形態の以下の詳細な説明を検討し、添付図面を参照することから明らかに理解されるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下の記載では、本発明の実施の形態は、ソフトウェアプログラムとして実現される方法として記載される。当業者であれば、かかるソフトウェアの等価な概念はハードウェアで構築されることが容易に認識されるであろう。イメージエンハンスメントアルゴリズム及び方法は公知であるため、ここでの説明は、本発明による方法及びシステムの一部を構成する要素、該方法及びシステムと更に直接連動する要素に対して特に向けられる。
【００１７】
画像信号を生成、さもなければ処理する他の要素、ハードウェア及び／又はソフトウェアは、特に図示又は説明されないが、かかるマテリアルから選択される場合がある。以下のマテリアルにおいて本発明に従い図示及び説明されるシステム及び方法が与えられたとすると、本発明の実現のために有効な本実施の形態で特に図示、説明又は提案されていないソフトウェアは、慣習的なものであり、当該技術分野における通常の知識に該当する。
【００１８】
なお、さらに、本実施の形態で使用されるように、コンピュータプログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶される場合があり、この記憶媒体は、たとえば、磁気ディスク（ハードディスクドライブ又はフロプティカルディスク等）のような磁気記憶媒体、光記憶媒体（光ディスク、光テープ又はマシン読取りバーコード）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）のような固体電子記憶装置、或いはコンピュータプログラムを記憶するために使用される他の任意の物理的な装置又は媒体である。
【００１９】
デジタル画像は、典型的に赤、緑及び青の画素値又は光強度に対応する単色の画素値の数からなる２次元アレイである。専門用語に関して、ｘ番目の行及びｙ番目の列のデジタル画像が参照される座標(ｘ,ｙ)に位置されるデジタル画像の画素の値は、位置(ｘ,ｙ)での赤、緑及び青のデジタル画像チャネルの値がそれぞれ参照される３つ組の値［ｒ(ｘ,ｙ)，ｇ(ｘ,ｙ)，ｂ(ｘ,ｙ)］を備えている。
【００２０】
このことに関して、デジタル画像は、所定の数のデジタル画像チャネルを備えているものとして考慮される。デジタル画像が赤、緑及び青の２次元アレイを備えている場合、画像は、３つのチャネル、いわば赤、緑及び青のスペクトルチャネルを備えている。
【００２１】
図１を参照して、強調された出力画像を取得するために特定の画像処理経路により画像を処理するための本発明の第１実施の形態が示されている。一般に、本発明は、画像に対してシフト不変の改善を実行する。改善の規模は、画像における物体のマテリアルコンテンツにより決定される。したがって、連続する画像に提供される改善は、イメージコンテンツに強く依存する。特定の画像に提供される改善の規模は、イメージコンテンツに適したものとなるために選択される。
【００２２】
図１に示される第１実施の形態では、本発明は、シフト不変の鮮鋭化処理を実行する。鮮鋭化の規模は、画像における物体により決定される。したがって、連続する画像に提供される鮮鋭度は、イメージコンテンツに強く依存する。任意の特定の画像に提供される鮮鋭化の規模は、イメージコンテンツに適するように選択される。
【００２３】
図１は、画像ｉ(ｘ,ｙ)を例示している。該画像は、ｘ₀行及びｙ₀列を有しており、画像に含まれる画素数を減少し、したがって、鮮鋭化パラメータを決定するために、本発明により要求される処理時間を減少するための画像サブサンプラ２に入力される。
【００２４】
好ましくは、画像ｉ(ｘ,ｙ)は、高解像度であり、たとえば、例示的な高解像度の画像は、ｘ₀＝１０２４行の画素に、ｙ₀＝１５３６列の画素を掛けたものである。画像サブサンプラ２から出力される画像は、ｍ₀行とｎ₀列を有する低解像度の画像であり、たとえば、例示的な低解像度の画像は、ｍ₀＝１２８にｎ₀＝１９２を掛けたものである。
【００２５】
画像サブサンプラ２は、好ましくは、ｗ×ｗ画素ブロック（たとえば、ｗ＝８（先の例示的な画像に対応する））を通してブロック平均処理を実行して、画像サブサンプラ２から出力される低解像度の画像を生成する。大きな画像から小さな画像をつくる多くの他の方法は、画像処理の分野で公知であり、画像サブサンプラ２として使用することができる（先の例は本発明を限定するものではない。実際、画像サブサンプラは、追加の処理を許容することができる場合に省略することができる）。
【００２６】
画像サブサンプラ２から出力される画像は、特定の画素又は画素からなる領域が所与のターゲットマテリアルを表現する信頼度を示す信頼マップの作成のためにマテリアル検出器４に入力される。ターゲットマテリアルは、画像の鮮鋭度が高感度であるマテリアルとして選択される。
【００２７】
マテリアル検出器４は、好ましくは、画像検出器４に入力される画像の行及び列に関して同じ画素寸法を有している信頼マップＭ(ｍ,ｎ)を出力する。信頼マップは、特定の画素がターゲットマテリアルを表現する信頼性を示す。この信頼性は、確率として表現されることが好ましい。たとえば、それぞれの画素値Ｍ(ｍ,ｎ)は、（低解像度の画素(ｍ,ｎ)がターゲットマテリアルを表す）１００*Ｐに等しい。Ｐ(Ａ)は事象Ａの確率を表している。
【００２８】
代替的に、それぞれの画素値Ｍ(ｍ,ｎ)は、信頼性を示す２進区分を表している。たとえば、信頼マップにおける画素値１は、画素がターゲットマテリアルを表す信頼性を表し、画素値０は、画素がターゲットマテリアルを表していない信頼性を表している。
【００２９】
好適な実施の形態では、ターゲットマテリアルは、人間の素肌である。M.W.Dupin及びJ.Luo等により“Method for Processing a Digital Image to Adjust Brightness”と題され、2001年7月12日に提出された係属している米国特許出願シリアル番号09/904,366号では、素肌のターゲットマテリアルについて信頼性を示す信頼マップを作成する方法が記載されている。
【００３０】
さらに、人間の素肌のターゲットマテリアルについて信頼マップを作成する方法は、以下の論文に記載されている。K.Cho, J.Jang, K.Hongによる“Adaptive Skin-Color Filter” Pattern Recognition, 34(2001) 1067-1073; 及びM.Fleck, D.Forsyth, C.Breglerによる“Finding Naked People” Proceedings of the European Conference on Computer Vision, Vol.2, Vol.2, 1996, pp592-602。
【００３１】
係属中の米国特許出願シリアル番号第09/904,366号に記載される方法は、皮膚の階調の領域について使用することができ、以下のように要約することができる。画像の画素ＲＧＢの値は、以下の式により“Lst”座標に変換される、
Ｌ＝(Ｒ＋Ｇ＋Ｂ)／sqrt(３)
ｓ＝(Ｒ−Ｂ)／sqrt(２)
ｔ＝(２Ｇ−Ｒ−Ｂ)／sqrt(６)
入力されるカラーデジタル画像におけるそれぞれ画素について、皮膚の階調である確率が計算される。確率は、所定の皮膚の階調の確率関数に基づいて、Lst空間におけるその座標から導出される。これらの確率関数は、シーンバランスされた画像の大きな集合のおける皮膚及び非皮膚の領域の色空間分布のデータの集合に基づいて構築される。
【００３２】
ある画素がそのLst座標での皮膚の階調の画素である条件付き確率は、以下の式で表される。
Pr(Skin|L,s,t)＝Pr(Skin|L)*Pr(Skin|s)*Pr(Skin|t)
ここで、それぞれの条件付き確率Pr(Skin|L)、Pr(Skin|s)及びPr(Skin|t)は、皮膚及び非皮膚の画素について、ベイズ理論をオリジナルのトレイニング分布に適用することにより構築される。この方法論の更なる詳細は、上述した係属中の米国特許出願シリアル番号09/904,306号に見ることができ、参照により本実施の形態に組込まれる。
【００３３】
比較において、皮膚の階調に色付けされた画素の検出のための他の慣習的な方法が存在する。たとえば、米国特許第4,203,671号（Takahashi）及び米国特許第5,781,276号（Zahn）では、尤度確率Ｐ(色/皮膚)を使用している。しかし、この慣習的な確率を使用する１つの問題点は、非皮膚階調の画素の確率分散が説明されないことである。結果的に、誤った検出について高い尤度が存在する。
【００３４】
全ての画素についての確率の集合は、入力画像について皮膚の階調の確率分散を形成する。皮膚の階調の確率分散は、境界設定され、それぞれの画素が皮膚の階調又は非皮膚の階調として指定されるように２進マップが作成される。
【００３５】
代替的に、顔の検出アルゴリズムを始めに使用して、入力されるカラーデジタル画像における人間の顔の領域を発見することができる。顔を検出する方法の説明については、Moghaddam及びPentlandによる（“Detection, recognition and Coding of Complex Objects Using Probabilistic Eigenspace Analysis”と題された）米国特許第5,710,833号を参照されたい。
【００３６】
図２及び図３には、方法論の例が示されている。ここでは、図２が数人の画像を示し、図３が関連する信頼マップを示しており、ターゲットマテリアルが人間の皮膚である。画像の背景１２は、低解像度画像における対応する画素がターゲットマテリアル（人間の皮膚）である信頼値０を有する画素から構成される。
【００３７】
マテリアル検出器４が、低解像度画像の全ての画素がターゲットマテリアルを表す低い確率を有する場合、全体の信頼マップは、バックグランド１２となる（好適な符号化では全て０）。図３は、非ゼロの信頼性を有する画素から構成される幾つかの領域を示している。
【００３８】
たとえば、領域１６は、低解像度画像における顔に対応し、たとえば、高い信頼値９５を有する。領域１４は腕に対応し、信頼値６０を有する。領域１８は、誤って信頼値４０を有しており、木の枝が人間の素肌である信頼性を示している。かかる誤った信頼値は、誤った肯定である。一般に、マテリアル検出器４のような自動的な検出アルゴリズムは、誤った否定と同様に、領域１８のような誤った肯定を生じる（たとえば、真の素肌を背景１２として誤って分類する）。
【００３９】
代替的に、ターゲットマテリアルは、自動化された方法が画像からマテリアルの信頼度を決定するために存在する人間の顔、空又は任意の他のマテリアルのような画像における他のタイプの物体のマテリアルコンテンツとすることができる。人間の顔の検出は、多くの論文において説明されている。たとえば、B.Heisele, T.Poggio, M.Pontil等による“Face Detection in Still Gray Images”MIT Artificial Intelligence Lab, Memo1687, May2000を参照されたい。
【００４０】
さらに、（“Method for Detecting Sky in Images”と題され、J.Luo及びS.Etz等により1999年11月29日に提出された）係属中の米国特許出願シリアル番号09/450,190号には、ターゲットマテリアルが青い空である場合の信頼マップの作成が記載されている。
【００４１】
信頼マップは、マップアナライザ８に入力される。マップアナライザ８は、信頼マップを分析して、１つ以上の鮮鋭化パラメータとして、画像の鮮鋭化についての推薦を出力する。鮮鋭化パラメータは、画像に適用される鮮鋭化のレベル又は強さに直接関連する任意のパラメータである。
【００４２】
好適な実施の形態では、マップアナライザ８は、信頼マップの分析から導出されるスケールファクタβを出力する。一般に、鮮鋭化パラメータは、信頼マップの関数である。
【００４３】
好適な実施の形態では、スケールファクタβは、信頼マップＭ(ｍ,ｎ)の関数であり、以下のように導出されることが好ましい。
【数１】

ここで、β_materialは、ターゲットマテリアルの画像についての理想的な鮮鋭化スケールファクタである。β_non-materialは、ターゲットマテリアルを含まない画像についての理想的な鮮鋭化スケールファクタである。
【００４４】
先に説明したように、ターゲットマテリアルは、人間の素肌であることが好ましい。したがって、β_materialは、素肌を含む画像についての理想的な鮮鋭化レベルである。一般的な非肌の画像は、肌を含む画像よりも多くの量により満足される程度に鮮鋭化されるために、好ましくは、β_material＝１．５であり、β_non-material＝５である。
【００４５】
この例では、スケールファクタβは、信頼マップに含まれる素肌の最大の信頼値に基づいて決定される。なお、β_material，β_non-materialそれ自身は、画像又は画像システムの特性に関する関数である場合がある。たとえば、β_material，β_non-materialは、粒子のために高速フィルムについて減少される。
【００４６】
代替的に、スケールファクタは、信頼マップの他の特性に基づいて決定される。たとえば、スケールファクタβは、特別な信頼度を有する信頼マップの一部に基づいて計算される場合がある。たとえばβ＝ｇ(ｚ)であり、ここで、
【数２】

であり、ｇ(ｚ)は信頼マップの平均値をスケールファクタβに変換するために使用される関数である。図４には、関数g(ｚ)の例が示される。
【００４７】
代替的に、スケールファクタは、信頼マップの他の特性に基づいて決定される場合がある。大きな素肌の領域は、過度の鮮鋭化処理に対して最も感度が高いことが観察される。これは、傷等の部分が迅速に明らかになるためである。しかし、素肌の領域が小さいとき、一般に画像は、問題となるアーチファクトの外観なしに、更に鮮鋭化される。
【００４８】
図３に示されるように、好適なマテリアル検出器４は、上述した係属中の米国特許出願シリアル番号09/904,366号に記載されている。ここでは、Dupin及びLuoは、背景領域１２から一般に構成される信頼マップを回復しており、全ての画素は、画素がターゲットマテリアル（人間の素肌）を表す確率が０であると推定されることを示す値０を有している。
【００４９】
また、幾つかの前景領域１４，１６及び１８が示されており、信頼マップは定数、それらの領域に属する全ての画素について画素がターゲットマテリアルを表す非ゼロの信頼値を示している。画像処理の技術分野において公知の連結されたコンポーネントアルゴリズムを使用することにより、非ゼロの信頼度を有するそれぞれの信頼領域は、信頼マップから抽出される。
【００５０】
図３に示される例では、領域１６のサイズは、領域１８のサイズよりも大きな領域１４のサイズよりも大きい。それぞれの信頼領域のサイズは、本明細書で説明された幾つかの手法のうちの１つを含めて、任意の数の手法により決定される。
【００５１】
たとえば、サイズは、それぞれの信頼領域に属する画素数をカウントすることにより決定される。代替的に、（及び好ましくは）サイズは、それぞれの信頼領域に属する画素数とそれぞれの信頼領域の信頼マップにおける関連する値との積をとることにより決定される場合がある。
【００５２】
鮮鋭化パラメータの値は、信頼領域のサイズの関数である。たとえば、β＝ｈ(ｚ)であり、この場合、
【数３】

である。ここで、Ｒiは信頼領域ｉのサイズであり、ｈ(ｚ)は信頼マップの平均値をスケールファクタβに変換するために使用される関数である。図５には、関数ｈ(ｚ)の例が示されている。
【００５３】
マップアナライザ８により決定される鮮鋭化パラメータβは、シャープナー１０に入力される。本発明の実施の形態では、鮮鋭化パラメータはスケーリングファクタβであるが、マップアナライザ８の機能は、かかる制限がなく、他の鮮鋭化に関連した決定は、当業者には明らかである。たとえば、シャープナー１０により実行される鮮鋭化の畳み込みにおいて使用されるフィルタは、信頼マップの分析に基づいてマップアナライザ８により決定することができる。
【００５４】
シャープナー１０は、鮮鋭化パラメータを入力し、鮮鋭化パラメータを利用して、画像に鮮鋭化アルゴリズムを適用する。これにより、問題となる鮮鋭度のアーチファクトなしに、改善された鮮鋭度を有する強調された出力画像が生成される。好適な実施の形態では、シャープナー１０は、強調された画像を生成するために決定された値βを使用して、アンシャープマスキングアルゴリズムを画像に適用する。
【００５５】
たとえば、本発明に従う画像の鮮鋭化は、先に説明したアンシャープマスク処理による式において、目下説明されている鮮鋭化パラメータβの使用により実行することができる。
ｓ(ｘ,ｙ)＝ｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ)＋βｆ(ｉ(ｘ,ｙ)−ｉ(ｘ,ｙ)**ｂ(ｘ,ｙ))ここで、ｓ(ｘ,ｙ)は強調された鮮鋭度により出力画像である。ｉ(ｘ,ｙ)は入力された原画像である。ｂ(ｘ,ｙ)は低域通過フィルタである。ｆ( )はフリンジ関数である。**は２次元の畳み込みである。(ｘ,ｙ)は画像のｘ番目の行及びｙ番目の列である。βはマップアナライザ８により決定されるスケールファクタである。
【００５６】
当業者であれば、（式（１）により与えられるような）アンシャープマスク処理を複数のチャネルを有するカラー画像に適用することができる幾つかの方法が存在することを認識されるであろう。たとえば、アンシャープマスク処理は、カラー画像のそれぞれのチャネルに適用することができる。好ましくは、アンシャープマスク処理は、一般に当該技術分野に知られているような、以下のやり方で適用される。
【００５７】
入力画像は、赤、緑及び青色のチャネルから構成されるカラー画像であると仮定すると、はじめに、行列が画像に適用され、輝度チャネル及び２つ以上の色差チャネルが生成される。つぎに、アンシャープマスク処理が輝度チャネルに適用される。最後に、逆行列が幾つかのチャネルに適用され、強調されたカラー画像が生成される。
【００５８】
さらに、アンシャープマスク処理は、１つのみの画像チャネル（たとえば、緑チャネル）に適用される場合があり、修正されたフリンジデータは、それぞれの色チャネルと加算され、強調されたカラー画像が生成される。アンシャープマスク処理へのこれら及び他の類似の修正及び強調は、当業者により良好に理解される。その使用の特殊性は、シフト不変の鮮鋭化のための鮮鋭化パラメータの方法に基本的に関連しないので、その特定の用途は、本発明を限定するものではない。
【００５９】
また、当業者であれば、式（１）及び本発明は、アンシャープマスクにより実行されるものとして画像に適用される鮮鋭化を一般的に説明しているが、必ずしもこれに限らない。式（１）のフリンジ関数ｆ( )が同じであると仮定すると、アンシャープマスク処理は、畳み込みで画像に適用することができる１つのフィルタとして常に再構成することができ、アンシャープマスクと同じ結果を得ることができる。
たとえば、フィルタ係数ｂ(ｘ,ｙ)が以下に与えられるものとする。
【数４】

以下で与えられる係数を有する畳み込みによるフィルタｃ(ｘ,ｙ)の適用は、式（１）のアンシャープマスクにおけるフィルタｂ(ｘ,ｙ)と比較して同じ結果を得ることができる。
【数５】

このようにシャープナー１０における演算のグループ化による好適な実施の形態に対するかかる修正は、代数で知られている手法により決定することができ、デジタル信号処理は当業者にとって明らかであり、本発明の範囲に含まれる。
【００６０】
図６には、本発明の代替的な実施の形態が示されている。この実施の形態では、フィルタ２０は、マップアナライザ８により決定されるパラメータに従い適用される。フィルタは、マップアナライザ８から出力されるフィルタパラメータに従い、画素にわたって一様に適用される。
【００６１】
この実施の形態では、画像の特性は、鮮鋭ではなく、フィルタは、鮮鋭化フィルタではない、むしろ、画像の特性は、別のタイプの改善に関連されており、フィルタは、別のタイプのフィルタである。たとえば、画像特性は雑音であり、フィルタは、雑音低減フィルタである。たとえば、Jong-Sen Leeは、論文“Digital Image Smoothing and the Sigma Filter” Computer Vision, Graphics, and Image Processing, 24, 255-269, 1983でシグマフィルタを説明している。
【００６２】
このシグマフィルタは、近傍の中央の画素を中央の画素からの強度であるΔコード内の全ての画素で置き換える。パラメータΔは、パラメータβが決定されるやり方と類似のやり方でマップアナライザ８により選択される。分析されるマテリアルコンテンツは、鮮鋭度について分析されるのと同じであるか、又は雑音に対して特に感度が高い幾つかの他のマテリアルコンテンツである場合がある。
【００６３】
たとえば、ターゲットとなるマテリアルコンテンツが植物である場合、マップアナライザ８は、高い信頼値を有する領域を含む画像について小さな値のΔを出力し、高い信頼性による領域を有さない画像について大きな値のΔを出力する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による画像を改善するための技法を説明するブロック図である。
【図２】図１に示される画像を改善する技法に従い処理されるタイプの画像の例を示す図である。
【図３】ターゲットマテリアルが人間の素肌であるときの、図２に示される画像について、図１に示される画像を改善する技法により生成される信頼マップの例を示す図である。
【図４】図１に示される画像を改善する技法のためのスケールファクタβを決定するために使用される関数ｇ(ｚ)を表す図である。
【図５】図１に示される画像を改善する技法のためのスケールファクタβを決定するために使用される別の関数ｈ(ｚ)を表す図である。
【図６】本発明の第２実施の形態による画像を改善するための技法を説明するブロック図である。
【符号の説明】
２：画像サブサンプラ
４：マテリアル検出器
８：マップアナライザ
１０：シャープナー
１２：背景領域
１４，１６：信頼領域
１８：誤って肯定となった信頼領域
２０：フィルタ

Claims

マテリアルコンテンツに従い画像の特性を改善する方法であって、
画素からなる画像を提供するステップと、
それぞれの画素が特定のマテリアルを表現する尤度を示す信頼値を含む信頼マップを、前記画素に空間的に対応して生成するステップと、
前記信頼値に比例し、前記画素に一様に適用される改善パラメータを、前記信頼マップの前記信頼値から生成するステップと、
前記画像の特性を改善するために、前記改善パラメータを使用するステップとを備え、
前記改善パラメータは、鮮鋭度であり；前記マテリアルコンテンツは、素肌であり；前記信頼値は、少なくとも１つの大きな素肌の領域、少なくとも１つの小さな素肌の領域、および背景の領域に空間的にグループ化され；かつ前記少なくとも１つの大きな素肌の領域が存在する場合には、前記少なくとも１つの大きな素肌の領域が存在ぜずかつ前記少なくとも１つの小さな素肌の領域が存在する場合よりも弱い鮮鋭化を示すよう前記改善パラメータが生成され、いずれの前記素肌の領域も存在せずかつ前記背景の領域が存在する場合には、いずれの前記素肌の領域が存在するよりも強い鮮鋭化を示すよう前記改善パラメータが生成される、
ことを特徴とする方法。
前記改善パラメータを使用するステップは、アンシャープマスク処理で鮮鋭化を実行するステップを備える、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記改善パラメータは、最大の信頼値と平均の信頼値のうちの１つに比例する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。