JPH01287782A - Method and device for image processing - Google Patents

Method and device for image processing

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JPH01287782A
JPH01287782A JP63116920A JP11692088A JPH01287782A JP H01287782 A JPH01287782 A JP H01287782A JP 63116920 A JP63116920 A JP 63116920A JP 11692088 A JP11692088 A JP 11692088A JP H01287782 A JPH01287782 A JP H01287782A
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Abstract

PURPOSE:To improve the picture quality of an image obtained by increasing the sharpness of a medical digital image by emphasizing or suppressing a local variation component of image information on an original image by a specific arithmetic expression. CONSTITUTION:A measured value distribution B which is obtained by smoothing a measured value distribution O of various physical quantities of the original image and the local variation component V of the measured value distribution O are found and arithmetic shown by P=B+f(B;V) where the measured value distribution at the time of image reproduction is denoted as P is carried out to emphasize or suppress the local variation component of the measured value. Here, f(B;V) is a function of V including B as a parameter and a monotonous increase function in a broad sense as to such V that when B is constant, f(B; V1)<=f(B;V2) at all times for V1<V2. Further, when f(B;0)=0 and V is a constant positive value, f(B1;V)/¦f(B1;-V)¦>=f(B2;V)/¦f(B2;-V)¦ for B1<B2. Consequently, high picture quality is obtained in sharpness increasing processing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は1M画像に記録されている画像情報を読み取っ
て電気信号に変換しこの電気信号を画像として再生する
際に1画像情報の局所的な変動成分を強調または抑制す
る画像処理方法及びその装置に関し、特にディジタル化
X線画像のような医用ディジタル画像の鮮鋭化処理に好
適な画像処理方法及びその装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention reads image information recorded in a 1M image, converts it into an electrical signal, and reproduces the electrical signal as an image by locally converting the image information into one image. The present invention relates to an image processing method and apparatus for emphasizing or suppressing variable components, and particularly relates to an image processing method and apparatus suitable for sharpening processing of medical digital images such as digitized X-ray images.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、画像に含まれる高い空間周波数成分を強調して画
像を鮮鋭化する画像処理方法には、ローゼンフェルト、
カーク共著、長尾真他訳[ディジタル画像処理」 (近
代科学社、昭和53年発行)の第185頁から第196
頁で論じられているように、実空間におけるラプラシア
ンフィルタ法や非鮮鋭マスク法1周波数空間における高
域強調フィルタ法が用いられてきた。これらのフィルタ
で処理した画像上の濃度や輝度が変化する辺縁部では、
濃度や輝度の変化のオーバーシュートやアンダーシュー
トが生じ、これらが上記辺縁部のコントラストを増加さ
せて画像を鮮鋭化する一要素となっている。しかし、こ
れらのフィルタで、元来大きなコントラストを有する画
像を処理すると、オーバーシュートとアンダーシュート
が過大となり1輪郭が二重になるような現象(以下「偽
輪郭」と称する)が生じるものであった。また、こうし
たオーバーシュートやアンダーシュートにより。
Conventional image processing methods that sharpen images by emphasizing high spatial frequency components included in the image include Rosenfeld,
Co-authored by Kirk, translated by Makoto Nagao et al. [Digital Image Processing] (Kinda Kagakusha, published in 1978), pages 185 to 196
As discussed in 1999, the Laplacian filter method in real space and the unsharp mask method in single-frequency space have been used. In the edges of images processed with these filters, where the density and brightness change,
Overshoots and undershoots occur in changes in density and brightness, and these are factors that increase the contrast in the edge area and sharpen the image. However, when these filters are used to process images that inherently have high contrast, overshoot and undershoot become excessive, resulting in a phenomenon in which one contour becomes double (hereinafter referred to as "false contour"). Ta. Also, due to these overshoots and undershoots.

処理後画像の濃度や輝度の変動範囲が原画像の変動範囲
を大きく逸脱してしまう、そして、処理後画像を表示す
る銀塩フィルムやCRTの濃度や輝度の変動範囲は有限
なので、大きなオーバーシュートやアンダーシュートの
上に乗った画像情報などが、表示媒体の濃度や輝度の変
動範囲を超えたために失われてしまう現象(以下「ツブ
シ」と称する)も生じるものであった。
The variation range of the density and brightness of the processed image greatly deviates from the variation range of the original image, and since the variation range of the density and brightness of the silver halide film or CRT that displays the processed image is finite, there is a large overshoot. A phenomenon (hereinafter referred to as "blurring") occurs in which image information on top of undershoots or undershoots is lost because it exceeds the variation range of the density or brightness of the display medium.

このような偽輪郭とツブシの現象について第8図及び第
9図を参照して説明する。ここでは簡単のために、−次
元の画像を例にとって説明する。
The phenomenon of such false contours and bulges will be explained with reference to FIGS. 8 and 9. Here, for the sake of simplicity, a -dimensional image will be explained as an example.

まず、第8図中の実線の折線は、例とした原−次元画像
の濃度変化Aを表わす、これに第8図中に示したマスク
サイズCの非鮮鋭マスク法による鮮鋭化処理を行うと、
第9図中の実線のカーブで示す濃度変化りとなる。この
場合、図に示されているように、大きなオーバー・シュ
ートやアンダーシュートによる偽輪郭E、Fがそれぞれ
発生する。
First, the solid broken line in FIG. 8 represents the density change A of the original-dimensional image taken as an example. ,
The density changes as shown by the solid line curve in FIG. In this case, as shown in the figure, false contours E and F occur due to large overshoots and undershoots, respectively.

また、第9図において一点鎖線で示す表示媒体の濃度上
限G及び下限Hを超えた部分(斜線を付した部分)は、
ツブシにより画像情報が失われる。
In addition, in FIG. 9, the portions (hatched portions) exceeding the upper limit G and lower limit H of the concentration of the display medium indicated by the dashed line are as follows:
Image information is lost due to whelks.

このような偽輪郭E、Fやツブシの発生は、表われ方や
程度は異なるが、前記ラプラシアンフィルタ法や、高域
強調フィルタ法のような他の方法を用いた鮮鋭化処理で
も免れることはできない。
Although the occurrence of such false contours E and F and burrs differs in appearance and degree, it cannot be avoided even with sharpening processing using other methods such as the Laplacian filter method or the high-frequency emphasis filter method. Can not.

これに対して、上記のような欠点を緩和する画像処理方
法として、特開昭56−91735号公報に掲載されて
いるように、上記のような過大な強調を抑制する方法が
提案されている。即ち、第9図の実線のカーブで示した
ような単純な鮮鋭化処理を行った画像と第8図の実線の
折線で示した原画像との差として与えられる単純な強調
成分の値に対して、抑制された強調成分の値を、第10
図の関係Jに示すように過大な強調が抑制されるように
関係づける。そして、上記の単純な強調成分から、第1
0図の関係を用いて、抑制された強調成分を求めて原画
像に加える。第8図に示す原−次元画像をこの方法で処
理すると、第9図において破線の直線及び破線のカーブ
で示す濃度変化にとなる。この場合、図に示されている
ように、単純な鮮鋭化処理における偽輪郭E、Fは緩和
されている。
On the other hand, as an image processing method to alleviate the above-mentioned drawbacks, a method for suppressing the above-mentioned excessive emphasis has been proposed as published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-91735. . That is, for the value of a simple emphasis component given as the difference between an image that has undergone simple sharpening processing as shown by the solid line curve in Figure 9 and the original image shown by the solid broken line in Figure 8, Then, the value of the suppressed emphasis component is calculated as the 10th
As shown in relationship J in the figure, the relationships are made so that excessive emphasis is suppressed. Then, from the above simple emphasis component, the first
Using the relationship shown in Figure 0, the suppressed emphasized component is found and added to the original image. When the original-dimensional image shown in FIG. 8 is processed in this manner, the density changes shown by the dashed straight line and the dashed curve in FIG. 9 are obtained. In this case, as shown in the figure, the false contours E and F in the simple sharpening process are relaxed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記特開昭56−91735号公報に記載され
ている画像処理方法においては、偽輪郭の発生は抑えら
れるものの、第9図に示されているように画像情報が失
われるツブシ現象(斜線部参照)はまだ残っているもの
であった。すなわち。
However, in the image processing method described in JP-A-56-91735, although the occurrence of false contours can be suppressed, as shown in FIG. (see section) were still in existence. Namely.

ツブシの問題は本質的には解決されていないものであっ
た。むしろ、副次的に発生する問題点として、一般に画
像情報が多く含まれツブシに無関係な中間濃度上の信号
りまたは中間輝度上の信号までその強調が抑制されてし
まうものであった。従って、例えば医用ディジタル画像
の鮮鋭化処理において十分に高画質化を達成できないも
のであった。
The problem of tsubusi remained essentially unsolved. Rather, as a secondary problem, the emphasis is suppressed even for signals on intermediate density or signals on intermediate brightness that generally contain a lot of image information and are unrelated to the blurring. Therefore, it has not been possible to achieve sufficiently high image quality in, for example, sharpening processing of medical digital images.

そこで5本発明は、このような問題点を解決し、画像の
偽輪郭の発生を抑えると共にツブシを除去し、かつそれ
らの問題と無関係な中間濃度上または中間輝度上の信号
の強調は抑制しない画像処理方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, 5 the present invention solves these problems, suppresses the occurrence of false contours in images, removes blur, and does not suppress the emphasis of signals on intermediate density or intermediate brightness that are unrelated to these problems. The object of the present invention is to provide an image processing method and apparatus.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的は、各種物理量の計測値を二次元分布として
記録した原画像を走査し、この原画像に記録されている
画像情報を読み取って電気信号に変換し、この電気信号
を画像として再生するに際し、上記原画像の各種物理量
の計測値分布0から、その計測値分布0自身もしくは該
計測値分布Oを平滑化して得られる計測値分布Bと、上
記計測値分布0の局所的な変動成分Vとを求め1画像再
生時の計測値分布をPとしたときに演算式%式%) (ただし、f(B;V)は、BをパラメータとするVの
関数であり、Bが一定であるとき、■。
The above purpose is to scan an original image in which measured values of various physical quantities are recorded as a two-dimensional distribution, read the image information recorded in this original image, convert it into an electrical signal, and reproduce this electrical signal as an image. At this time, from the measurement value distribution 0 of various physical quantities of the original image, the measurement value distribution 0 itself or a measurement value distribution B obtained by smoothing the measurement value distribution O, and local fluctuation components of the measurement value distribution 0. Calculate V and take the measured value distribution at the time of one image playback as P. (% formula %) (However, f(B; V) is a function of V with B as a parameter, and if B is constant, At some point, ■.

< V XなるVの組に対して常にf(B;V、)≦f
(B;Vz)となるVに関する広義の単調増加関数であ
る。また、f(B;0)=Oであり、■を一定の正の値
としたとき、B□< BzなるBの組に対して常に f (Bi;V) /I f (B□;−V) 1≧f
(Bl :v) /I r (B、 ;−v) 1とな
る性質を有する。) で表される演算を行って、上記計測値の局所的な変動成
分を強調または抑制する画像処理方法によって達成され
る。
< V
(B; Vz) is a monotonically increasing function of V in a wide sense. Furthermore, when f(B;0)=O and ■ is a constant positive value, f (Bi;V) /I f (B□;- V) 1≧f
It has the property that (Bl :v) /I r (B, ;-v) 1. ) is achieved by an image processing method that emphasizes or suppresses local fluctuation components of the measured values.

また、上記の画像処理方法の実施に使用する画像処理装
置としては、各種物理量の計測値を二次元分布として記
録した原画像を走査しこの原画像に記録されている画像
情報を読み取って電気信号に変換する画像読取機と、こ
の画像読取機からの電気信号を処理する信号処理機と、
この信号処理機からの出力信号を画像として再生する画
像再生機とから成る画像処理装置において、上記信号処
理機が、上記原画像の各種物理量の計測値分布Oから、
その計測値分布O自身もしくは該計測値分布0を平滑化
して得られる計測値分布Bと、上記計測値分布Oの局所
的な変動成分Vとを求め1画像再生時の計測値分布をP
としたときに演算式%式%) (ただし、f(B;V)は、BをパラメータとするVの
関数であり、Bが一定であるとき、V□くvtなるVの
組に対して常にf(B;V工)≦f(B;V、)となる
Vに関する広義の単調増加関数である。また、f (B
oo)=Oであり、■を一定の正の値としたとき、B、
<B2なるBの組に対して常に f(B□;V) /I f(B、;−V) 1≧f (
Bi;v) /l f(B、−V) 1となる性質を有
する。) で表される演算を行うように構成した装置がある。
In addition, the image processing device used to implement the above image processing method scans an original image in which measured values of various physical quantities are recorded as a two-dimensional distribution, reads image information recorded in this original image, and generates electrical signals. an image reader that converts into
In an image processing apparatus comprising an image reproducing device that reproduces an output signal from the signal processing device as an image, the signal processing device calculates, from the measurement value distribution O of various physical quantities of the original image,
The measurement value distribution B obtained by smoothing the measurement value distribution O itself or the measurement value distribution 0, and the local fluctuation component V of the measurement value distribution O are calculated, and the measurement value distribution at the time of one image reproduction is determined as P.
Then, the calculation formula % formula %) (However, f (B; V) is a function of V with B as a parameter, and when B is constant, for the set of V such that V □ × vt It is a monotonically increasing function with respect to V that always satisfies f(B;V)≦f(B;V,).Also, f(B
oo)=O, and when ■ is a constant positive value, B,
For the set B <B2, always f(B□;V) /I f(B,;-V) 1≧f (
Bi;v) /l f(B, -V) 1. ) There is a device configured to perform the calculation expressed as .

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明による画像処理方法は、光学濃度、輝度。The image processing method according to the present invention includes optical density and brightness.

X線吸収係数、水素原子濃度、放射性同位元素濃度、超
音波反射量、温度等の各種物理量の計測値を二次元分布
として記録した広義の画像を原画像とし、この原画像を
走査し記録されている画像情報を読み取って電気信号に
変換し、この電気信号を画像として再生するに際し、上
記計測値の局所的な変動成分を強調または抑制するもの
である。
The original image is a broadly defined image in which measured values of various physical quantities such as X-ray absorption coefficient, hydrogen atom concentration, radioisotope concentration, ultrasonic reflection amount, temperature, etc. are recorded as a two-dimensional distribution, and this original image is scanned and recorded. This is to emphasize or suppress local fluctuation components of the measured values when reading the image information of the image and converting it into an electrical signal, and reproducing the electrical signal as an image.

このような画像処理を行うために、本発明では、視知覚
における地と図の考え方を援用する。即ち、前掲書簡5
9頁に述べられているように、視知覚の対象画像である
視野が明るさの異なる二つの領域で構成されていたとす
ると、視知覚はその二つの一方を意味のない地として、
他方を意味のある図として認知する事が多い、この場合
、言葉を換えて言えば、図と判断された領域の方が視知
覚の中で強調されて扱われるとも言える0本発明の基本
的な考え方は、画像の局所的な変動成分を増減させる場
合、局所的な地の濃度もしくは輝度を求めて、地が白い
部分では5図とみなされる黒い方向への変動を大きくす
ると共に白い方向への変動を小さくさせ、地が黒い部分
では1図とみなされる白い方向への変動を大きくすると
共に黒い方向への変動を小さくすることにある。
In order to perform such image processing, the present invention utilizes the concept of ground and figure in visual perception. That is, letter 5 mentioned above.
As stated on page 9, if the visual field, which is the target image of visual perception, is composed of two areas of different brightness, visual perception treats one of the two areas as meaningless.
The other is often recognized as a meaningful diagram. In this case, in other words, the area judged to be a diagram is treated with more emphasis in visual perception. The idea is that when increasing or decreasing the local variation component of an image, find the density or brightness of the local ground, and increase the variation toward black, which is considered as Figure 5, in areas where the background is white, and also increase the variation toward white. The goal is to reduce the fluctuations in the area where the ground is black, and to increase the fluctuations in the white direction, which is considered to be one figure, and to reduce the fluctuations in the black direction.

より具体的には、二次元画像上の位置座標をX。More specifically, the position coordinate on the two-dimensional image is X.

yとし、原画像の各種物理量の計測値分布、例えば光学
濃度についての濃度分布0 (X+ y)から、その濃
度分布0 (X、y)を平滑化して得られる地の濃度分
布B OC+ y)と、上記濃度分布0(xty)の局
所的な変動成分V (xt y)とを求め、画像再生時
すなわち画像処理後の画像の濃度分布P (xt y)
と次の第(1)式のように関係づける。
y, the density distribution of the ground obtained by smoothing the density distribution 0 (X, y) from the measured value distribution of various physical quantities of the original image, for example, the density distribution 0 (X + y) of optical density, is the ground density distribution B OC + y) and the local variation component V (xt y) of the above density distribution 0 (xty), and calculate the density distribution P (xt y) of the image during image reproduction, that is, after image processing.
and are related as shown in the following equation (1).

p (x、 y) =B (xt y) +f(B (
xt y) ;v (xt y) )・・・(1) ここで、f(B;V)は地の濃度分布B (xt y)
をパラメータとする変動成分V (xt y)の関数で
ある。なお、上記の地の濃度分布B(x、y)は、原画
像の濃度分布○(xty)自身としてもよい。また、f
(B;V)はBが一定であるとき、vl<vx    
                  ・・・(2)な
る値の組に対して f(B ; vl)≦f(B ; v、)      
    ’−(3)なる関係を満たす広義の単調増加関
数である。■は変動成分であるので正負の値をとるが、
Bの値によらず f(B;0)=O・・・(4) である、そして、■を一定の正の値としたとき。
p (x, y) = B (xt y) + f(B (
xt y) ;v (xt y) )...(1) Here, f(B;V) is the ground concentration distribution B (xt y)
It is a function of the fluctuation component V (xt y) with V (xt y) as a parameter. Note that the above ground density distribution B(x, y) may be the density distribution ○(xty) of the original image itself. Also, f
(B;V) is when B is constant, vl<vx
...(2) For the set of values, f(B; vl)≦f(B; v,)
It is a monotonically increasing function in a broad sense that satisfies the relationship: '-(3). Since ■ is a fluctuation component, it takes positive and negative values, but
Regardless of the value of B, f(B;0)=O...(4) and when ■ is a constant positive value.

Bx<B、                    
・・・(5)なる値の組に対して、 f (B、;v) /If(B1;−V) l≧f(B
、;v)/If(Bs;−v)l    ・(6)なる
ようにする、第(6)式は地の濃度がB1からB2へ高
くなると、濃度を高める変化f(B;V)は濃度を低め
る変化f(BニーV)と比較したとき、相対的に抑制さ
れる方向に向かうことを意味する。この結果、地の濃度
Bが高い(黒い)所では、より黒くする変化f(B;V
)は相対的に抑制され、白くする変化f(B;−V)は
相対的に強調される。逆に地の濃度Bが低い(白い)所
では、黒くする変化f(B;V)は相対的に強調され、
より白くする変化f(B;−V)は相対的に抑制される
。こうすると、白から黒にわたる大きなコントラストを
有する辺縁部において、白い部分をより白くする変化と
黒い部分をより黒くする変化の双方が抑えられることと
なり、過大なオーバーシュートとアンダーシュートが抑
えられ、偽輪郭が緩和される。また、ツブレ現象も緩和
できる。
Bx<B,
...(5) For the set of values, f (B,;v) /If(B1;-V) l≧f(B
, ;v)/If(Bs;-v)l ・(6) Equation (6) is as follows: When the concentration of the ground increases from B1 to B2, the change f(B;V) that increases the concentration is This means that when compared with the change f(B knee V) that lowers the density, it tends to be relatively suppressed. As a result, in areas where the ground density B is high (black), the change f(B;V
) is relatively suppressed, and the whitening change f(B;-V) is relatively emphasized. Conversely, in places where the ground density B is low (white), the blackening change f(B;V) is relatively emphasized,
The whiter change f(B; -V) is relatively suppressed. This will suppress both the changes that make white parts whiter and the changes that make black parts blacker in edge areas that have a large contrast between white and black, suppressing excessive overshoot and undershoot. False contours are alleviated. In addition, the blurring phenomenon can be alleviated.

更に、本発明では上記のツブレ現象を完全に除去する為
に、関数f(B;V)に次の性質を付与する。即ち、f
(B;V)はVの正の領域でVについて上に凸、■の負
の領域でVについて下に凸とする。換言すれば、f(B
;V)のVに関する傾きが、■の正の領域では広義の単
調減少関数に、■の負の領域では広義の単調増加関数に
する。そして、Bを一定にしたとき、■のとり得る最大
値vmaxに対して f (B ; Vmax)≦Omax−B      
    −(7)を満たし、■のとり得る最小値V w
inに対してf(B;vlLin)≧0i−B    
     ・=(8)を満たすようにする。ここで、第
(7)式のOmaXは原画像がとり得る濃度の最大値で
あり、第(8)式の○winは原画像がとり得る濃度の
最小値である。こうすれば、第(1)、(7)、(8)
式とf(B;V)の単調増加性より 0m1rISP(x、y)≦○wax        
 −(9)となり、画像として再生する際の処理後画像
の濃度分布P (X? y)は原画像がとり得る濃度範
囲(Owin 、 Omaミスを超えることがないので
ツブレ現象は完全に除去できる。
Furthermore, in the present invention, in order to completely eliminate the above-mentioned blurring phenomenon, the following property is given to the function f(B;V). That is, f
(B; V) is convex upward with respect to V in the positive region of V, and convex downward with respect to V in the negative region of . In other words, f(B
; The slope of V) with respect to V becomes a monotonically decreasing function in a wide sense in the positive region of ■, and a monotonically increasing function in a wide sense in the negative region of ■. Then, when B is kept constant, f (B; Vmax)≦Omax-B for the maximum value vmax that ■ can take.
− (7) is satisfied, and the minimum possible value of ■ V w
f(B;vlLin)≧0i−B for in
・=(8) should be satisfied. Here, OmaX in equation (7) is the maximum density that the original image can take, and ○win in equation (8) is the minimum density that the original image can take. In this way, steps (1), (7), (8)
From the equation and monotonically increasing property of f(B;V), 0m1rISP(x,y)≦○wax
-(9), and the density distribution P (X? y) of the processed image when reproduced as an image does not exceed the density range that the original image can take (Owin, Oma error, so the blurring phenomenon can be completely removed. .

上記の性質を満たす関数f(B:V)として。As a function f(B:V) that satisfies the above properties.

例えば、次のようなものが考えられる。即ち、f (B
 ; V) = (2y/π) arctan ((s
/2)βV/−1〕・(10)とし、γをVが正もしく
はOの場合は、γ=Omax−B          
     −01)とし、■が負の場合は、 γ=B−0−・・・(12) とする、第(10)式において、βは小信号しこ対する
強調の程度を決定するノ(ラメータであり、 a−rc
tanはラジアン単位の逆正接関数であり、π3士円周
率である。
For example, the following can be considered: That is, f (B
; V) = (2y/π) arctan ((s
/2)βV/-1]・(10), and if γ is positive or O, γ=Omax-B
-01), and when ■ is negative, γ=B-0-...(12) In equation (10), β is the parameter that determines the degree of emphasis for small signals. and a-rc
tan is an arctangent function in radians, and is the pi ratio.

次に、このように構成された画像処理方法の動作につい
て、第1図〜第4図を参照して説明する。
Next, the operation of the image processing method configured as described above will be explained with reference to FIGS. 1 to 4.

ここでは、原画像として第81!lに実線の折線で示す
一次元画像を例にとる。まず、第8図番こ示す濃度変化
Aの原画像工□についてマスクサイズCの非鮮鋭マスク
で平滑化して第1図の地の濃度変イヒMを得る。第1図
には表示媒体の濃度上限Gと下限Hも一点鎖線で書き込
んである0表示媒体の濃度変動範囲は1通常原画像工□
の濃度変動範囲をカバーするようにとられるので、この
上限Gの値を第(11)式のOmaxに、下限Hの値を
第(12)式のO+ainにする。第88の原画像11
から第1図の平滑化画像工2を引いて、第2図の破線で
示す局所的な変動成分Nを得る。第1図の地の画像の濃
度変化M(第(11)、(12)式のBに対応)と、第
2図の破線で示す変動成分N(第(10)式のVに対応
)より、上に定めたOtmax。
Here, the 81st image is used as the original image! Let us take as an example a one-dimensional image shown by a solid broken line in l. First, the original image □ with the density change A shown in Figure 8 is smoothed with a non-sharp mask of mask size C to obtain the ground density change M shown in Figure 1. In Figure 1, the density upper limit G and lower limit H of the display medium are also written in dashed lines. 0 The density variation range of the display medium is 1 Normal original image processing □
Therefore, the value of the upper limit G is set as Omax in equation (11), and the value of the lower limit H is set as O+ain in equation (12). 88th original image 11
By subtracting the smoothing image factor 2 in FIG. 1 from , the local variation component N shown by the broken line in FIG. 2 is obtained. From the density change M of the ground image in Figure 1 (corresponding to B in equations (11) and (12)) and the fluctuation component N shown by the broken line in Figure 2 (corresponding to V in equation (10)) , Otmax as defined above.

Owinを用い第(10)、(11)、(12)式から
f(B;V)を求めると、第2図の実線に示す処理後の
局所的変動成分Qとなる。なお、この計算では第(10
)式におけるパラメータβは2゜0とした。また、Bを
固定したときのf(B;V)のV依存性を、Bの値が第
1図に示すレベルB工。
When f(B;V) is obtained from equations (10), (11), and (12) using Owin, the processed local fluctuation component Q is shown as the solid line in FIG. In addition, in this calculation, the (10th
) The parameter β in the equation was set to 2°0. Furthermore, the V dependence of f(B;V) when B is fixed is shown in FIG. 1 for the level B process.

レベルB2.レベルB、について求めると、第3図ノf
 (B、;V) 、 f (B、;V) 、f (B3
;V)のようになる、第3図から、第(10)、(11
)、(12)式で規定される関数が、先に述べたf(B
 ; V)の条件を満たしていることがわかる。
Level B2. When looking for level B, we get f in Figure 3.
(B, ;V) , f (B, ;V) , f (B3
;V), from Figure 3, (10) and (11
), the function defined by equation (12) is f(B
; It can be seen that the condition V) is satisfied.

次に、第(1)式に従って第1図に示す地の濃度変化M
に第2図の実線で示す処理後の局所的変動成分Qを加え
ると、第4図の実線で示す本発明の処理後画像の濃度変
化Rとなる。第4図の破線は第9図に示す従来の単純な
非鮮鋭マスク法、による処理後画像の濃度変化りである
。また、−点鎖線は表示媒体の濃度上限G及び下限Hで
ある。第4図かられかるように、実線の濃度変化Rでは
、破線の濃度変化りにおける過大なオーバーシュートや
アンダーシュートが効果的に抑制されている。
Next, according to equation (1), the density change M of the ground shown in FIG.
When the local fluctuation component Q after processing shown by the solid line in FIG. 2 is added to , the density change R of the image after processing according to the present invention shown by the solid line in FIG. 4 is obtained. The broken line in FIG. 4 shows the density change of the image after processing by the conventional simple non-sharp mask method shown in FIG. Moreover, the - dotted chain line is the upper limit G and lower limit H of the density of the display medium. As can be seen from FIG. 4, in the density change R shown by the solid line, excessive overshoot and undershoot caused by the density change shown by the broken line are effectively suppressed.

また、−点鎖線で示す濃度上限G及び濃度下限Hを越え
ることがないので、ツブレ現象は完全に排除されている
。更に、中間濃度上の信号りに対する強調はほんとど抑
制されていない。
In addition, since the concentration upper limit G and concentration lower limit H shown by the - dotted chain line are not exceeded, the blurring phenomenon is completely eliminated. Moreover, the emphasis on signals on intermediate densities is not substantially suppressed.

次に、上記の画像処理方法の実施に使用する画像処理装
置について第5図を参照して説明する。
Next, an image processing apparatus used to implement the above image processing method will be described with reference to FIG.

図において1画像読取機1は、各種物理量の計測値を二
次元分布として記録した原画像を走査しこの原画像に記
録されている画像情報を読み取って電気信号に変換する
もので、例えばレーザ光を走査して透過型フイルム画像
の濃度を読み取りディジタル信号に変換するフィルムデ
ィジタイザから成る。信号処理機2は、上記画像読取機
1から出力されたディジタル信号を入力して所要の処理
を行うもので、例えば空間フィルタから成る0画像再生
機は、上記信号処理機2からの出力信号を画像として再
生するもので、信号処理後のディジタル信号をアナログ
の映像信号に変換してモニタ画面に表示する画像表示装
置3や、処理後の信号に従って輝度変調したレーザ光を
フィルムもしくは印画紙上に走査して画像のハードコピ
ーを作成するレーザプリンタ4などから成る。
In the figure, an image reader 1 scans an original image in which measured values of various physical quantities are recorded as a two-dimensional distribution, reads image information recorded in this original image, and converts it into an electrical signal. It consists of a film digitizer that reads the density of a transmission film image by scanning it and converts it into a digital signal. The signal processor 2 inputs the digital signal output from the image reader 1 and performs necessary processing. For example, an image regenerator consisting of a spatial filter receives the output signal from the signal processor 2. It is played back as an image, and includes an image display device 3 that converts the digital signal after signal processing into an analog video signal and displays it on a monitor screen, and a laser beam whose brightness is modulated according to the processed signal and scans it on film or photographic paper. It consists of a laser printer 4, etc., which creates a hard copy of the image.

このような画像処理装置を用いて、光学濃度、輝度、X
線吸収係数、水素原子濃度、放射性同位元素濃度、超音
波反射量、温度等の各種物理量の計測値を二次元分布と
して記録した広義の画像を原画像として画像処理するに
は、まず、画像読取機lで原画像を走査し、この原画像
に記録されている画像情報を読み取りディジタル信号に
変換する。次に、この画像読取機1から出力されたディ
ジタル信号は、信号処理機2へ入力し、その内部に設け
られた第一の画像記憶装置15aに蓄積される。この画
像記憶装置5a内で画像情報は画素(XI J)ごとの
濃度値に対応したディジタル値0(1+ j)として蓄
えられる。ここで、Cxej)は画素の番号をマトリッ
クス形式で2表わしたものであり、例えば原画像の左上
隅から右にi番目、下にj番目の画素を表わす。
Using such an image processing device, optical density, brightness,
In order to perform image processing on a broadly defined image in which measured values of various physical quantities such as linear absorption coefficient, hydrogen atom concentration, radioisotope concentration, ultrasonic reflection amount, temperature, etc. are recorded as a two-dimensional distribution as an original image, first, image reading is performed. The machine scans the original image, reads the image information recorded in the original image, and converts it into a digital signal. Next, the digital signal output from the image reader 1 is input to the signal processor 2 and stored in a first image storage device 15a provided therein. In this image storage device 5a, image information is stored as a digital value 0(1+j) corresponding to the density value of each pixel (XI J). Here, Cxej) is a pixel number represented by 2 in a matrix format, and represents, for example, the i-th pixel to the right and the j-th pixel below from the upper left corner of the original image.

次に、上記画像記憶装置5aの出力信号0(i。Next, the output signal 0(i) of the image storage device 5a.

j)を平滑化演算器6に入力し、矩形マスクによる平滑
化を行い、出力信号5(II j)を第二の画像記憶装
置5bに蓄える。即ち、平滑化演算器6では j十g−n/2)         ・・・(13)で
表わされる演算を行なう、ただし、上式でnはマスクサ
イズであり、除算n / 2の小数点以下は切り捨てら
れる。マスクサイズnはn値群7の中から第一の切換器
8aによって選択する。なお、第三の画像記憶装置5C
にはマスクサイズnを変えた出力信号S(l、j)を蓄
えるが、これは場合によっては省略できる。
j) is input to the smoothing calculator 6, smoothed using a rectangular mask, and the output signal 5 (II j) is stored in the second image storage device 5b. That is, the smoothing calculator 6 performs the operation expressed as j0g-n/2) (13). However, in the above formula, n is the mask size, and the decimal part of the division n/2 is rounded down. It will be done. The mask size n is selected from the n value group 7 by the first switch 8a. Note that the third image storage device 5C
Output signals S(l, j) with different mask sizes n are stored in , but this can be omitted depending on the case.

以上の準備を行った後、実際の画像処理を実行する。即
ち、まず第一の画像記憶装置5aから読み出された原画
像の濃度0(x、j)と、第二の画像記憶装置5bから
読み出された平滑化した画像濃度5(II j)を第一
の減算器9aに入力し減算 V (11j) =O(xy J) −8Cx+ J)
    −(14)を行なう。この減算器9aの出力V
(II j)は局所的変動成分に相当する。
After making the above preparations, actual image processing is performed. That is, first, the original image density 0 (x, j) read from the first image storage device 5a and the smoothed image density 5 (II j) read from the second image storage device 5b are Input to the first subtractor 9a and subtract V (11j) =O(xy J) -8Cx+ J)
- Perform (14). The output V of this subtractor 9a
(II j) corresponds to the local variation component.

同時に、第一〜第三の画像記憶装置5a+5b*5cか
ら読み出された原画像濃度と二種類の平滑化画像濃度か
ら、第二の切換器8bによって、地の画像濃度に対応す
る信号B(x、j)を選択する。この信号B(IIJ)
は第二の減算器9bと第三の減算器9cにそれぞれ入力
し、二種類の減算 Omax−B (i、 j)            
    −(15)B (L j) −〇min   
            ・・・(16)を行なう、こ
こで、 Omaxは画像濃度の変動範囲の上限、O+m
inは下限である。
At the same time, the second switch 8b selects a signal B( x, j). This signal B (IIJ)
are respectively input to the second subtractor 9b and the third subtractor 9c, and two types of subtraction Omax-B (i, j)
-(15)B (L j) -〇min
...(16) is performed, where Omax is the upper limit of the variation range of image density, O+m
in is the lower limit.

上記第一の減算器9aから出力された信号V(i、j)
は比較器10で“0”と比較される。
Signal V(i,j) output from the first subtractor 9a
is compared with "0" by the comparator 10.

そして、この比較器10の出力は選択器11に入力し、
第二または第三の減算器9b、9cの出力のいずれかを
選択して出力させる。即ち、比較器10と選択器11に
より、V(it j)が正もしくは0の場合は、選択器
11の出力が第(15)式の結果となるように、負の場
合は第(16)式の結果となるようにしている。
Then, the output of this comparator 10 is input to the selector 11,
Either the output of the second or third subtractor 9b, 9c is selected and output. That is, the comparator 10 and the selector 11 determine that when V(it j) is positive or 0, the output of the selector 11 becomes the result of equation (15), and when it is negative, it becomes the result of equation (16). I am trying to get the result of the formula.

ここで、選択器11の出力は前出の第(11)。Here, the output of the selector 11 is the above-mentioned (11).

(12)式で規定されるγと同じものである。このγは
、処理後の変動成分の上限、下限を与えるものであるが
、第3図に示すように、γを1.2倍程度まで大きくし
ても、実際上は要請される変動範囲を越えることはない
。そこで、本実施例では、第(11)、(12)式のγ
の代わりに信号V(i、j)が正もしくは0の場合は γ(L j) =a (O1!1aX−B (it j
) )     −(17)となり、負の場合は γ(1?J)=α(B (11j)−α−〕    ・
・・(18)となる信号γ(it J)を用いる。そし
て、αをパラメータとし、画像に応じて選択できるよう
にする。即ち、第三の切換器8cによりα値群12の中
からパラメータαを選択し、第一の乗算器13aにおい
て、このαと選択器11の出力とを乗することにより信
号γCxp j)を得る。
This is the same as γ defined by equation (12). This γ gives the upper and lower limits of the fluctuation component after processing, but as shown in Figure 3, even if γ is increased to about 1.2 times, the required fluctuation range cannot be reached in practice. It will never be surpassed. Therefore, in this embodiment, γ in equations (11) and (12) is
Instead, if the signal V(i, j) is positive or 0, γ(L j) = a (O1!1aX-B (it j
) ) −(17), and if negative, γ(1?J)=α(B (11j)−α−) ・
...(18) A signal γ(it J) is used. Then, α is used as a parameter and can be selected depending on the image. That is, the third switch 8c selects the parameter α from the α value group 12, and the first multiplier 13a multiplies this α by the output of the selector 11 to obtain the signal γCxp j). .

一方、第(10)式において強調の程度に関与するパラ
メータであるβに対応する信号β(11j)は、第四の
切換器8dによって、βテーブル群14の出力と固定β
値群15の中から選ばれる。
On the other hand, the signal β(11j) corresponding to β, which is a parameter related to the degree of emphasis in equation (10), is switched between the output of the β table group 14 and the fixed β by the fourth switch 8d.
Selected from value group 15.

上記βテーブル群14は濃度に従って強調の程度を変え
る場合に用いる。即ち1画像中の有用な画像情報が特定
の濃度領域に局在している場合は、その領域でβの値を
大きくし、強調の程度を増すようにする。βテーブル群
14にはICメモリで構成されたルックアップテーブル
であるβテーブルが複数個含まれている。第61!!!
lはβテーブルの入出力関係の一例である。即ち、IC
メモリのアドレス入力に対応する入力濃度に応じて、I
Cメモリのデータ出力に対応する出力β値が関係ずけら
れている。第6図の例では、入力濃度がβ増加濃度領域
Sに含まれるとき、基準β値Tからβ増加分Uにより定
まる増加分だけ増加した出力β値が得られるようになっ
ている。そして、βテーブル群14には、β増加濃度領
域S、基準β値T。
The β table group 14 is used to change the degree of emphasis according to density. That is, when useful image information in one image is localized in a specific density region, the value of β is increased in that region to increase the degree of emphasis. The β-table group 14 includes a plurality of β-tables that are look-up tables made up of IC memories. 61st! ! !
l is an example of the input/output relationship of the β table. That is, I.C.
Depending on the input concentration corresponding to the memory address input, I
The output β value corresponding to the data output of the C memory is correlated. In the example shown in FIG. 6, when the input density is included in the β increasing density region S, an output β value is obtained that is increased from the reference β value T by an amount determined by the β increasing amount U. The β table group 14 includes a β increasing density region S and a reference β value T.

β増加分Uの値を変えた各種のβテーブルが含まれてお
り、画像に応じて使い分けるようになっている。また、
βテーブルの入力濃度は、第五の切換器8eにより、第
一〜第三の画像記憶装置5a。
It includes various β tables with different values of β increment U, and can be used depending on the image. Also,
The input density of the β table is selected by the fifth switch 8e from the first to third image storage devices 5a.

5b、5cから読み出された原画像濃度と二種類の平滑
化画像濃度の中から選ぶことができるようになっている
It is possible to select from the original image density read out from 5b and 5c and two types of smoothed image density.

逆数テーブル16は、前述のβテーブルと同様にICメ
モリで構成されたルックアップテーブルであり、入力値
の逆数に対応した信号が得られるようになっている。強
調の程度を決定するパラメータβに対応する信号β(1
1J)と局所的変動成分に対応する信号V(1,j)及
び逆数テーブル16の出力は、第二の乗算器13b及び
第三の乗算器13cにより互いに乗ぜられ、その結果β
(L j) V (L j) /γby J)    
 ・・・(19)に対応した信号となり、逆正接テーブ
ル17に出力する。
The reciprocal table 16 is a look-up table constructed from an IC memory, similar to the β table described above, and is adapted to obtain a signal corresponding to the reciprocal of the input value. The signal β(1
1J), the signal V(1,j) corresponding to the local fluctuation component, and the output of the reciprocal table 16 are multiplied together by the second multiplier 13b and the third multiplier 13c, and as a result β
(L j) V (L j) /γby J)
. . . becomes a signal corresponding to (19), and outputs it to the arctangent table 17.

上記逆正接テーブル17は、前述のβテーブルと同様に
ICメモリで構成されたルックアップテーブルであり、
入力をaと°したとき。
The arctangent table 17 is a look-up table constructed from an IC memory, similar to the β table described above.
When the input is a and °.

b= (2/z) arctan (?Ca/2)  
     ”’(20)で規定される出力すが得られる
ようになっている。
b= (2/z) arctan (?Ca/2)
The output specified by ``'' (20) can be obtained.

ここで、arctanはラジアン単位の逆正接関数であ
り、πは円周率である。
Here, arctan is an arctangent function in radians, and π is pi.

上記逆正接テーブル17の出力は、第四の乗算器13d
により信号γ(i、j)と乗ぜられ、その結果は、加算
器18により信号B(IIJ)に加えられる。そして、
この加算器18の出力が本発明の信号処理機2の出力と
なる。
The output of the arctangent table 17 is sent to the fourth multiplier 13d.
The signal γ(i,j) is multiplied by the signal γ(i,j), and the result is added to the signal B(IIJ) by the adder 18. and,
The output of this adder 18 becomes the output of the signal processor 2 of the present invention.

以上の説明から明らかなように、加算器18の出力は、 B (L j) + (2/π) γ(i、 j) a
rctan ((7C/2)×β(11J)V (iy
 j)/γ(xtj))    ・・・(21)となる
が、これは、第(1)式の右辺に第(1o)式の右辺を
代入したものに対応している。従って、本実施例の信号
処理機2は、先に第1図から第4図を用いて説明したよ
うな特性と効果を有する。
As is clear from the above explanation, the output of the adder 18 is: B (L j) + (2/π) γ(i, j) a
rctan ((7C/2)×β(11J)V (iy
j)/γ(xtj)) (21), which corresponds to substituting the right side of equation (1o) into the right side of equation (1). Therefore, the signal processor 2 of this embodiment has the characteristics and effects as previously explained using FIGS. 1 to 4.

更に1本実施例の信号処理機2においては、前述のよう
に地の濃度に対応する信号B(x、j)  、を、第一
〜第三の画像記憶装置15a、5b、5cの出力の中か
ら選択できる。いま、B(xtj)として、第一の画像
記憶装置5aの出力である原画像の濃度に対応したO(
xt j)を用いると、変動成分の強調に抑制がかかる
場合も、大きなコントラストを持つ辺縁部を除いては、
原画像の変動以下に抑制されることはない、また、 B
 (i。
Furthermore, in the signal processing device 2 of this embodiment, the signal B(x, j) corresponding to the ground density is converted into the output of the first to third image storage devices 15a, 5b, and 5c as described above. You can choose from among them. Now, as B(xtj), O(
xt j), even if the emphasis of the fluctuation component is suppressed, except for the edge area with large contrast,
B is not suppressed below the variation of the original image.
(i.

j)として、第二の画像記憶装置5bの出力であり、第
一の減算器9aに入力して変動成分V(i。
j) is the output of the second image storage device 5b, and is input to the first subtractor 9a to obtain the fluctuation component V(i.j).

j)の算出に用いる平滑化画像の濃度を用いると、信号
β(i、j)の値に従って変動成分を原画像より強調す
ることも抑制することも可能となる。
By using the density of the smoothed image used to calculate j), it is possible to emphasize or suppress the fluctuation component more than the original image according to the value of the signal β(i, j).

特にβテーブルを用い、第6図の基準β値Tを1以下と
し、基準β値Tとβ増加分Uの和を1以上にすると、特
定の濃度領域を鮮鋭化し、他の濃度領域を平滑化するこ
とが可能となる。さらに、B(i、j)として、第三の
画像記憶装置5Gの出力であり、変動成分V(II j
)の算出に用いるものとは別の平滑化画像の濃度を用い
ると、バンドパスフィルタのような特殊な周波数特性を
備えた信号処理機が構成できる。
In particular, by using the β table, setting the standard β value T in Figure 6 to 1 or less, and making the sum of the standard β value T and β increment U 1 or more, a specific density area can be sharpened and other density areas can be smoothed. It becomes possible to convert into Furthermore, B(i, j) is the output of the third image storage device 5G, and the fluctuation component V(II j
) can be used to construct a signal processor with special frequency characteristics, such as a bandpass filter.

なお1本実施例の信号処理機2には各種のβテーブルが
備えられているので1画像に適した鮮鋭化、平滑化を選
ぶことができる。
Note that since the signal processor 2 of this embodiment is equipped with various β tables, it is possible to select sharpening and smoothing suitable for one image.

また、本実施例の信号処理機2は汎用の電子計算機によ
っても実現できる。しかし、電子計算機では乗算、除算
、逆正接関数計算などに時間がかかる。それに対して、
本実施例では乗算器13a〜13d、逆数テーブル16
、逆正接テーブル17を用いているので、高速の処理が
可能である。
Moreover, the signal processor 2 of this embodiment can also be realized by a general-purpose electronic computer. However, with electronic computers, multiplication, division, arctangent function calculations, etc. take time. On the other hand,
In this embodiment, multipliers 13a to 13d, reciprocal table 16
, the arctangent table 17 is used, so high-speed processing is possible.

第7図は本発明に係る信号処理機2の第二の実施例を示
す要部ブロック図である。この実施例による信号処理機
2が第5図に示す信号処理機2と異なるのは、第5図に
おいて一点am、で囲んで示す信号V(II j)と信
号B(x、j)から信号γ(1,j)を作成する信号作
成部19のみであり、その他は同一の構成である6本実
施例の信号作成部19′は、第7図に示すように、ステ
ップテーブル20と、減算機9dと、乗算器13eと、
加算器18bと、切換器8cと、乗算器13aとから成
る。
FIG. 7 is a block diagram of main parts showing a second embodiment of the signal processor 2 according to the present invention. The difference between the signal processor 2 according to this embodiment and the signal processor 2 shown in FIG. 5 is that in FIG. As shown in FIG. A multiplier 9d, a multiplier 13e,
It consists of an adder 18b, a switch 8c, and a multiplier 13a.

まず、第5図に示す第一の減算器9aからの信号V (
i、j)はステップテーブル20に入力する。このステ
ップテーブル20は前述のβテーブルと同様にICメモ
リで構成されたルックアップテーブルであり、入力信号
値が正もしくはOの場合II I T#が、負の場合“
−1″が出力されるようになっている。
First, the signal V (
i, j) are input into the step table 20. This step table 20 is a look-up table constructed from an IC memory like the β table described above, and when the input signal value is positive or O, II I T# is set, and when it is negative, "
-1'' is output.

一方、第5図に示す第二の切換器8bによって選択され
た信号B(xt j)は減算器9dにおいて、値(Oa
+ax+ 0m1n) / 2から減ぜられる。ここで
、Omaxは画像濃度の変動範囲の上限、Oninは下
限である。上記ステップテーブル20の出力と減算器9
dの出力は1乗算器13sにおいて互いに乗じられ、こ
の乗算器13eの出力は、加算器18bで値(Omax
 −0m1n) / 2に加えられる。
On the other hand, the signal B (xt j) selected by the second switch 8b shown in FIG.
+ax+0m1n)/2. Here, Omax is the upper limit of the variation range of image density, and Onin is the lower limit. The output of the step table 20 and the subtracter 9
The outputs of d are multiplied together in a 1 multiplier 13s, and the output of this multiplier 13e is added to the value (Omax
−0m1n)/2.

そして、第5図の実施例と同様に、切換器8cによりα
値打12の中から選ばれたパラメータαと。
Then, as in the embodiment shown in FIG. 5, the switch 8c
Parameter α selected from 12 values.

加算器18bの出力とを1乗算器13aで乗じることに
より、信号γ(ly j)を得る。
The signal γ(ly j) is obtained by multiplying the output of the adder 18b by the 1 multiplier 13a.

以上のように、本実施例でγ(i、j)は、V(i、j
)とB (i、j)とから、 γ(i、j)=a((○111ax−Oain) /2
+ CB (L j)+(omX+○m1n) /2]
 s t (V (L j) ) )・・・(22) に従って求められる。ここで、関数5t(a)は、aが
正もしくはOのとき“1″、aが負のとき111+1の
値を持つステップ関数である。このようにして求められ
るγ(i、j)が、第(17)。
As described above, in this example, γ(i, j) is V(i, j
) and B (i, j), γ(i, j)=a((○111ax-Oain)/2
+ CB (L j) + (omX+○m1n) /2]
s t (V (L j) ) ) (22). Here, the function 5t(a) is a step function that has a value of "1" when a is positive or O, and has a value of 111+1 when a is negative. γ(i, j) obtained in this way is the (17th).

(18)式で求められる第5図の実施例におけるγ(i
、j)と全く同じになることは明らかである。更に、本
実施例では、第5図における比較器10や選択器11が
不要であり、部品の種類を少なくすることができる。
γ(i
, j) is clearly the same. Furthermore, in this embodiment, the comparator 10 and selector 11 shown in FIG. 5 are unnecessary, and the types of parts can be reduced.

以上、本発明の画像処理方法及びその装置の実施例につ
いて説明してきたが、本発明は上記の実施例に限定され
ることなく各種の変形が可能である1例えば、上記の実
施例で局所的変動成分に対応した信号V(lpj)は非
鮮鋭マスク法で求めているが、他の方法、例えばラプラ
シアンフィルタ法や、周波数空間における高域強調フィ
ルタ法を用いて求めてもよい。また、上記の実施例で平
滑化画像は第(13)式にしたがった計算で求めている
が、原画像を光学的にぼかした画像をディジタル化して
求めることも可能である。さらに、上記の実施例はディ
ジタルメモリやディジタル回路によって構成されている
が、アナログフレームメモリや演算増幅器等のアナログ
回路で構成することも可能である。また、上記の実施例
で用いられた逆正接関数を用いた関数(2/ x ) 
arctan〔(π/2)a)は、次の性質を備えた関
数g(a)もしくはそれを折線で近似した関数に置き換
えることができる。即ち、 g (0) =O−(23) nm g (a) =1              
 ・・・(24)1jJg (a) =−1・・・(2
5)d g/d a≧O−(26) dg/da1.、。=l             ・
(77)a ・(d”g/da”)≦O・(28)の諸
性質である。これらの性質を満たす逆正接関数以外の関
数としては1例えば滴定曲線に類似した g(a)=(2/(1+exp(−2a)))+1  
    ・ (29)などが挙げられる。上式でexp
は指数関数を表わす、また、上記の実施例では画像情報
は光学濃度として与えられているが、これを輝度、X線
吸収係数、水素原子濃度、放射性同位元素濃度、超音波
反射量、温度等で置き換えることも可能である。
The embodiments of the image processing method and device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways. Although the signal V(lpj) corresponding to the fluctuation component is obtained using the non-sharp mask method, it may also be obtained using other methods such as the Laplacian filter method or the high-frequency emphasis filter method in the frequency space. Further, in the above embodiment, the smoothed image is obtained by calculation according to equation (13), but it is also possible to obtain it by digitizing an image obtained by optically blurring the original image. Furthermore, although the above embodiments are constructed from digital memories and digital circuits, they may also be constructed from analog circuits such as analog frame memories and operational amplifiers. In addition, the function (2/ x ) using the arctangent function used in the above example
arctan [(π/2)a) can be replaced with a function g(a) having the following properties or a function approximated by a broken line. That is, g (0) = O - (23) nm g (a) = 1
...(24)1jJg (a) =-1...(2
5) d g/d a≧O−(26) d g/da1. ,. =l ・
(77)a·(d"g/da")≦O·(28). A function other than the arctangent function that satisfies these properties is 1, for example, g(a) = (2/(1+exp(-2a)))+1, which is similar to a titration curve.
・ (29) etc. In the above formula, exp
represents an exponential function. In the above example, the image information is given as optical density, but this can be expressed as brightness, X-ray absorption coefficient, hydrogen atom concentration, radioisotope concentration, ultrasonic reflection amount, temperature, etc. It is also possible to replace it with

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上のように構成されたので、原画像の画像情
報の局所的な変動成分を所定の演算式で強調または抑制
することにより、画像の偽輪郭の発生を抑えると共にツ
ブシを除去し、かつそれらとは無関係な中間濃度上また
は中間輝度上の信号の強調は抑制しない画像処理を行な
うことができる。従って、例えば医用ディジタル画像の
鮮鋭化処理において処理画像の高画質化を達成でき、よ
い診断情報を得ることができる。
Since the present invention is configured as described above, by emphasizing or suppressing local fluctuation components of the image information of the original image using a predetermined arithmetic expression, the occurrence of false contours in the image is suppressed and whelks are removed. In addition, image processing can be performed without suppressing the emphasis of signals on intermediate density or intermediate luminance that are unrelated to these. Therefore, for example, in sharpening processing of medical digital images, it is possible to achieve high image quality of processed images and obtain good diagnostic information.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一次元画像からなる原画像を平滑化した状態を
示す説明図、第2図は原画像の局所的な変動成分とそれ
を処理した後の変動成分との変化の状態を示す説明図、
第3図は本発明に係る画像処理で用いる関数を示すグラ
フ、第4図は本発明による画像処理の効果を示す説明図
、第5図は本発明による画像処理装置の実施例を示すブ
ロック図、第6図はβテーブルの入出力関係の一例を示
す説明図、第7図は信号処理機の第二の実施例を示す要
部ブロック図、第8図は一次元画像からなる原画像の濃
度変化を示す説明図、第9図は第8図の原画像について
従来の画像処理方法で処理した例を示す説明図、第10
図は従来の画像処理方法による強調の抑制を説明するた
めのグラフである。 1・・・画像読取機、 2・・・信号処理機、 3・・
・画像表示装置、 4・・・レーザプリンタ、  Iよ
・・・原画像、 工2・・・平滑化画像。
Figure 1 is an explanatory diagram showing the state in which the original image consisting of a one-dimensional image has been smoothed, and Figure 2 is an explanatory diagram showing the state of change between the local fluctuation component of the original image and the fluctuation component after processing it. figure,
FIG. 3 is a graph showing functions used in image processing according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the effects of image processing according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. , Fig. 6 is an explanatory diagram showing an example of the input/output relationship of the β table, Fig. 7 is a block diagram of the main part showing the second embodiment of the signal processor, and Fig. 8 is an illustration of the original image consisting of a one-dimensional image. FIG. 9 is an explanatory diagram showing density changes; FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of processing the original image of FIG. 8 using a conventional image processing method; FIG.
The figure is a graph for explaining suppression of emphasis by a conventional image processing method. 1... Image reader, 2... Signal processor, 3...
・Image display device, 4...Laser printer, I...Original image, Step 2...Smoothed image.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 各種物理量の計測値を二次元分布として記録し
た原画像を走査し、この原画像に記録されている画像情
報を読み取って電気信号に変換し、この電気信号を画像
として再生するに際し、上記原画像の各種物理量の計測
値分布Oから、その計測値分布O自身もしくは該計測値
分布Oを平滑化して得られる計測値分布Bと、上記計測
値分布Oの局所的な変動成分Vとを求め、画像再生時の
計測値分布をPとしたときに演算式P=B+f(B;V
) (だだし、f(B;V)はBをパラメータとするVの関
数であり、Bが一定であるとき、V_1<V_2なるV
の組に対して常にf(B;V_1)≦f(B;V_2)
となるVに関する広義の単調増加関数である。また、f
(B;O)=0であり、Vを一定の正の値としたとき、
B_1<B_2なるBの組に対して常に f(B_1;V)/|f(B_1;−V)|≧f(B_
2;V)/|f(B_2;−V)|となる性質を有する
。) で表される演算を行って、上記計測値の局所的な変動成
分を強調または抑制することを特徴とする画像処理方法
(1) When scanning an original image in which measured values of various physical quantities are recorded as a two-dimensional distribution, reading the image information recorded in this original image and converting it into an electrical signal, and reproducing this electrical signal as an image, From the measurement value distribution O of various physical quantities of the original image, the measurement value distribution B itself or a measurement value distribution B obtained by smoothing the measurement value distribution O, and the local fluctuation component V of the measurement value distribution O. , and when the measurement value distribution at the time of image reproduction is P, the calculation formula P=B+f(B;V
) (However, f(B;V) is a function of V with B as a parameter, and when B is constant, V_1<V_2.
Always f(B;V_1)≦f(B;V_2) for the set
It is a monotonically increasing function with respect to V in a wide sense. Also, f
When (B; O)=0 and V is a constant positive value,
For the set B of B_1<B_2, f(B_1;V)/|f(B_1;-V)|≧f(B_
2;V)/|f(B_2;-V)|. ) is performed to emphasize or suppress local variation components of the measured values.
(2) 関数f(B;V)が、変動成分Vに関する傾き
がVの正の領域ではVに関する広義の単調減少関数に、
Vが負の領域ではVに関する広義の単調増加関数となる
性質を持つ関数もしくはその折線近似である請求項1記
載の画像処理方法。
(2) In the region where the slope with respect to the fluctuation component V is positive, the function f(B;V) becomes a monotonically decreasing function in a broad sense with respect to V,
2. The image processing method according to claim 1, wherein V is a function having the property of being a monotonically increasing function in a wide sense regarding V in a negative region, or a polygonal line approximation thereof.
(3) 関数f(B;V)が、計測値分布Bを一定とし
たとき、Vのとり得る最大値VmaxとOのとり得る最
大値Omaxに対して f(B;Vmax)≦Omax−B となり、Vのとり得る最小値VminとOのとり得る最
小値Ominに対して f(B;Vmin)≧Omin−B となる性質を満たすものである請求項1記載の画像処理
方法。
(3) When the function f(B;V) holds the measurement value distribution B constant, f(B;Vmax)≦Omax−B for the maximum value Vmax that V can take and the maximum value Omax that O can take. 2. The image processing method according to claim 1, wherein f(B;Vmin)≧Omin-B is satisfied for the minimum value Vmin that V can take and the minimum value Omin that O can take.
(4) 関数f(B;V)が、 g(0)=0 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ dg/da≧0 ▲数式、化学式、表等があります▼ a・(d^2g/da^2)≦0 なる性質を持つ関数g(a)とVが正もしくは0である
とき、Oのとり得る最大値Omaxと定数αにより γ=α(Omax−B) で与えられ、Vが負であるとき、Oのとり得る最小値O
minと上式と同じ定数αにより γ=α(B−Omin) で与えられるパラメータγと原画像の計測値分布Oの関
数もしくはOを平滑化して得られる計測値分布Bの関数
もしくは定数であるパラメータβとにより、演算式 f(B;V)=γg(βV/γ) によって規定されるものである請求項1記載の画像処理
方法。
(4) The function f(B;V) is g(0)=0 ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ dg/da≧0 ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. There is ▼ a・(d^2g/da^2)≦0 When g(a) and V are positive or 0, γ=α( Omax-B), and when V is negative, the minimum possible value of O
min and the same constant α as in the above equation, γ = α (B - Omin) It is a function of the parameter γ and the measurement value distribution O of the original image, or a function or constant of the measurement value distribution B obtained by smoothing O. The image processing method according to claim 1, wherein the parameter β is defined by the following arithmetic expression f(B;V)=γg(βV/γ).
(5) 各種物理量の計測値を二次元分布として記録し
た原画像を走査しこの原画像に記録されている画像情報
を読み取って電気信号に変換する画像読取機と、この画
像読取機からの電気信号を処理する信号処理機と、この
信号処理機からの出力信号を画像として再生する画像再
生機とから成る画像処理装置において、上記信号処理機
が、上記原画像の各種物理量の計測値分布Oから、その
計測値分布O自身もしくは該計測値分布Oを平滑化して
得られる計測値分布Bと、上記計測値分布Oの局所的な
変動成分Vとを求め、画像再生時の計測値分布をPとし
たときに演算式 P=B+f(B;V) (ただし、f(B;V)はBをパラメータとするVの関
数であり、Bが一定であるとき、V_1<V_2なるV
の組に対して常にf(B;V_1)≦f(B;V_2)
となるVに関する広義の単調増加関数である。また、f
(B;0)=0であり、Vを一定の正の値としたとき、
B_1<B_2なるBの組に対して常に f(B_1;V)/|f(B_1;−V)|≧f(B_
2;V)/|f(B_2;−V)|となる性質を有する
。) で表される演算を行うように構成したことを特徴とする
画像処理装置。
(5) An image reader that scans an original image in which measured values of various physical quantities are recorded as a two-dimensional distribution, reads the image information recorded in this original image, and converts it into an electrical signal, and an electric signal from this image reader. In an image processing device comprising a signal processor that processes a signal and an image reproducer that reproduces an output signal from the signal processor as an image, the signal processor is configured to generate a measured value distribution O of various physical quantities of the original image. Then, the measurement value distribution B itself or the measurement value distribution B obtained by smoothing the measurement value distribution O, and the local variation component V of the measurement value distribution O are determined, and the measurement value distribution at the time of image reproduction is calculated. When P, the calculation formula P=B+f(B;V) (However, f(B;V) is a function of V with B as a parameter, and when B is constant, V_1<V_2.
Always f(B;V_1)≦f(B;V_2) for the set
It is a monotonically increasing function with respect to V in a wide sense. Also, f
(B;0)=0, and when V is a constant positive value,
For the set B of B_1<B_2, f(B_1;V)/|f(B_1;-V)|≧f(B_
2;V)/|f(B_2;-V)|. ) An image processing device characterized in that it is configured to perform an operation represented by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155838A (en) * 1998-09-18 2000-06-06 Canon Inc Image processor, image processing method and computer readable storage medium
JP2008533864A (en) * 2005-03-10 2008-08-21 クゥアルコム・インコーポレイテッド An efficient way to calculate one-shot frequency estimates
WO2012042821A1 (en) * 2010-09-27 2012-04-05 株式会社島津製作所 Image enhancement processing method and image enhancement processing device using same

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