JPH0622135A

JPH0622135A - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH0622135A
Application number: JP3324655A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ishihara; 秀志石原; Haruo Yamashita; 春生山下; Tsumoru Fukushima; 積福島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1994-01-28
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: US5390264A; JP3092024B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】周囲の画素と相関のない雑音成分を強調せ
ず、めりはりのあるＭＴＦ補正をする画像処理方法。【構成】マイクロコンピュ−タ５が、外部インタ−フ
ェ−ス１で８ビットのデジタル信号に変換された入力の
画像信号を画像メモリ２に格納し、入力の０近傍で出力
が単調増加である入出力特性を持つ関数を用いて強調係
数テ−ブルメモリ４に強調係数ｋのデ−タを作成し、注
目画素の信号と参照画素のうち第１の参照画素の信号と
の差である第１の差分を用いて強調係数テーブル４を参
照して強調係数ｋを求め、強調係数ｋと第１の差分に比
例して注目画素を強調し、第１の方向と直交する方向に
注目画素を挟んで対向する第２，第３の参照画素の信号
の平均値を注目画素の信号から減算した結果の第２の差
分と強調係数ｋに比例して注目画素をぼかす。すべての
入力信号に対しこの処理を、注目画素を囲む４方向の参
照画素に関して繰り返し、注目画素の信号を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空間フィルタを用いて
入力の画像信号を補正し、ボケた画像を鮮鋭化する画像
処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル複写機やファクシミリ
装置などの原稿読み取り部において、レンズ等の光学系
やＣＣＤ等の光電変換センサの空間周波数特性によりＭ
ＴＦ（Modulation Transfer Function）が低下し、画像
のボケが発生することが知られている。画像のボケは、
光学系やセンサの空間周波数特性が低周波成分に比べ高
周波成分をより大きく減衰させるために生じるもので、
従来はこの画像のボケを補正するために、画像の高周波
成分を強調することにより画像を鮮鋭化するよう、画像
の２次微分であるラプラシアン成分を用いたラプラシア
ン・フィルタと呼ばれる空間フィルタリング処理を施
し、ＭＴＦの劣化を補正し、再生画像の鮮鋭化を図って
いる。ここで、従来のラプラシアン・フィルタ処理を説
明する。図15はラプラシアンの原理を説明する模式図で
ある。図15においてＤ(i,j)は注目画素の信号、Ｄ(i,j-
1)，Ｄ(i-1,j)，Ｄ(i+1,j)，Ｄ(i,j+1)は注目画素を囲
む４方向に位置する参照画素の信号を表す。ラプラシア
ン・フィルタを用いた補正後の信号Ｄ′(i,j)は、(数式
１)で表わされる。

【０００３】

【数１】Ｄ′(i,j)＝Ｄ(i,j)＋ａ・∇²Ｄａ：定数 ∇²Ｄ＝4×Ｄ(i,j)−{Ｄ(i,j-1)＋Ｄ(i-1,j)＋Ｄ(i+1,j)＋Ｄ(i,j+1)} これは、注目画素の信号と、注目画素を囲む４方向に位
置する参照画素の信号の和の差分を注目画素の信号に加
算することにより行われるものである。一般に、このラ
プラシアン・フィルタによるＭＴＦ補正を行うと、画像
に含まれる雑音もともに強調してしまうため、Ｓ／Ｎの
劣化したざらつき感のある画像になることから、(数式
１）におけるラプラシアン∇²Ｄが所定の閾値以下の場
合には、ａを０とする不感帯を設け、強調を行わない方
法が提案されてる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ラプラシアン・フィルタ処理では、画像に含まれる雑音
のレベルが前記した前記した閾値以下の場合には補正後
の信号に雑音の影響が含まれないが、雑音のレベルが閾
値を超える場合には雑音を強調してしまうことになる。
逆に強調を施すべき輪郭線であるにも関わらず、ラプラ
シアン∇²Ｄが前記した閾値以下の場合には強調が施さ
れないという問題を有していた。また、現在テレビシス
テムで用いられているＮＴＳＣ(Ｎational Ｔelevision
ＳystemＣommittee)方式では、クロスカラー、ドット
妨害と呼ばれる障害により本来直線である信号が１画素
ごとのギザギザ線になって再現されてしまうことが知ら
れている。このギザギザな線に従来のラプラシアン・フ
ィルタ処理を施せば・本来直線であるこのギザギザな線
を強調し、画質を劣化させてしまうという問題を有して
いた。さらに、現在テレビ信号等をハードコピーするビ
デオプリンタが商品化されているが、このビデオプリン
タは記録画素数としては、テレビ信号のフレームに相当
する画素数の記録を行うが、入力信号が動画信号の場合
にはフレームを構成するフィールド間に動きが生じるた
めフィールド信号をデジタイズし、デジタイズしたフィ
ールド信号を補間することによりフレーム信号の画素数
として記録を行う。

【０００５】しかしながら、この補間された信号に従来
のラプラシアン・フィルタ処理を施すと、補間の効果が
打ち消されて、特に斜め方向の滑らかさを損なってしま
うという問題を有していた。本発明は上記従来の問題を
解決するものであり、画像中の孤立した雑音成分に対
しては強調の度合を抑え、ざらつき感を生じることな
く、かつめりはりのある画像を再現する。クロスカラ
ー、ドット妨害等による１画素のギザギザな線に対する
強調を抑え、連続した直線を強調する。フィールド信
号を補間することにより作成されたフレーム信号に対し
ても、斜め方向の滑らかさを損なうことなく、かつめり
はり感のある強調を行う、等の画像処理方法を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の画像処理方法は、入力画像の注目画素を囲む
４方向もしくは８方向のうち第１の方向に位置する参照
画素を第１の参照画素とし、前記第１の方向と直交する
方向に位置し、前記注目画素を挟んで対向する参照画素
を第２，第３の参照画素とすると、前記注目画素の信号
と前記第１の参照画素の信号との差分、および入力の０
近傍で単調増加な入出力特性を持つ関数に前記差分を入
力して得られる強調係数とに比例して前記注目画素を強
調し、かつ、前記注目画素の信号と前記第２，第３の参
照画素の信号の平均との差分、および前記強調係数に比
例して前記注目画素をぼかす処理を、前記４方向もしく
は８方向の各方向に繰り返すことにより前記注目画素の
信号を補正するようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明は上記した方法により、注目画素の信号
と第１の参照画素の信号との差を注目画素を強調するよ
う作用させ、第２，第３の参照画素の信号の平均値と注
目画素の信号との差を注目画素をぼかすように作用させ
る処理を、注目画素を囲む４画素または、８画素の参照
画素に関して繰り返すことにより、周辺画素と相関のな
い孤立した雑音成分や、クロスカラーやドット妨害によ
るギザギサを強調することはない。また、フィールド信
号を補間することにより作成されたフレーム信号に対し
て、斜めの方向の滑らかさを損なうことなく、めりはり
感のある強調を行うことが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について画面を
参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例に
おける画像処理装置のブロック構成を示すものである。
図１において、１は入力の画像信号を８ビットのデジタ
ル信号に変換する外部インターフェース、２は入力の画
像信号および補正後の画像信号を格納する画像メモリ、
３は画像メモリ２に格納された画像信号を処理の過程に
おいてライン単位で格納するラインメモリ、４は強調係
数を格納する強調係数テーブルメモリ、５は画像メモリ
２に格納された画像信号，ラインメモリ３のデータおよ
び強調係数テーブルメモリ４のデータを制御し、画像処
理を施すマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ，ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ，および入出力部を有するものである。

【０００９】以上のように構成された画像処理装置にお
いて、第１の実施例ではマイクロコンピュータ５により
本発明の画像処理がソフト処理として実行されるが、マ
イクロコンピュータ５により実行される処理の全体の流
れを図２に、更に詳細な処理の流れを図３、図４に示
す。なお、第１の実施例では、空間フィルタのマトリク
スサイズを３×３、参照画素として注目画素の水平方
向、垂直方向の４方向に位置する４個の画素を用いて、
図15に示すように、注目画素の信号をＤ(i,j)、参照画
素の信号をＤ(i,j-1)、Ｄ(i-1,j)、Ｄ(i+1,j)、Ｄ(i,j+
1)と表す。まず、図２を用いて、全体の処理手順を示
す。ステップ201で処理を施すべき入力画像信号を外部
インターフェ−ス１で８ビットのデジタル信号に変換
し、画像メモリ２に格納する。ステップ202で予め強調
係数テーブルメモリ４に強調係数のデータを作成し、ス
テップ203で入力画像信号を用いた空間フィルタ処理を
行うため、処理のライン周期毎に画像メモリ２から画像
信号を読み出し、ラインメモリ３に書き込む。ステップ
204で注目画素信号Ｄ(i,j)に対する処理を施す。続い
て、ステップ205，206，207，208において、処理を施す
画素の位置を設定し、順次、処理を施すことにより、補
正後の画像を得るものである。

【００１０】次に、ステップ204の注目画素信号Ｄ(i,j)
に関する処理を図３のフローチャートを用いて説明す
る。ステップ204の注目画素信号Ｄ(i,j)に対する処理で
は、まず、ステップ301で注目画素の垂直上方向に位置
する参照画素を第１の参照画素とし、この第１の参照画
素の信号Ｄ(i,j-1)に関する強調処理結果Ｋ(i,j-1)を求
める。同様にステップ302〜ステップ304で参照画素信号
Ｄ(i-1,j)〜Ｄ(i,j+1)に関する強調処理結果Ｋ(i-1,j)
〜Ｋ(i,j+1)を求める。そして、ステップ305で注目画素
信号Ｄ(i,j)と各参照画素に関する強調処理結果Ｋ(i,j-
1)〜Ｋ(i,j+1)との加算を行うことにより補正後の画像
信号Ｄ′(i,j)の数式２を得る。

【００１１】

【数２】Ｄ′(i,j)＝Ｄ(i,j)＋Ｋ(i,j-1)＋Ｋ(i-1,j)＋Ｋ(i+1,j)＋Ｋ(i,j+1) そして、ステップ306で補正後の画像信号Ｄ′(i,j)を画
像メモリ２に書き込み、１画素に対する処理を終える。
更に、ステップ301〜304に関しステップ301を例に取
り、図４のフローチャートを用いて説明する。ステップ
301の処理では、注目画素を囲む４方向のうち垂直上方
向を第１の方向とし、Ｄ(i,j-1)で表されている参照画
素を第1の参照画素する。そして、第１の方向と直交す
る水平方向に位置し、注目画素を挟んで対向するＤ(i-
1,j)，Ｄ(i+1,j)で表される画素を第２，第３の参照画
素として強調処理を行う。ステップ401で注目画素と第
１参照画素の差である第１の差分を(数式３)により求め
る。

【００１２】

【数３】｜Ｄ(i,j)−Ｄ(i,j-1)｜ステップ402で第１の差分により強調係数テーブルメモ
リ４を参照し、強調係数ｋを求め、ステップ403で第１
の差分と強調係数に比例して注目画素を強調するよう、
注目画素信号Ｄ(i,j)から第１の参照画素信号Ｄ(i,j-1)
を減算した結果に強調係数ｋを乗じることにより第１の
乗算結果Ａ(i,j-1)を数式４により求める。

【００１３】

【数４】Ａ(i,j-1)＝ｋ・{Ｄ(i,j)−Ｄ(i,j-1)} ステップ404で第２，第３の参照画素の信号により注目
画素をぼかすよう、注目画素信号Ｄ(i,j)から第２の参
照画素の信号Ｄ(i-1,j)と第３の参照画素信号合Ｄ(i+1,
j)の平均値を減算した結果に強調係数ｋを乗じることに
より第２の乗算結果Ｂ(i,j-1)を数式５から求める。

【００１４】

【数５】Ｂ(i,j-1)＝ｋ・［Ｄ(i,j)−{Ｄ(i-1,j)＋Ｄ(i+1,j)}／２］ステップ405で第１の乗算結果Ａ(i,j-1)から第２の乗算
結果Ｂ(i,j-1)を減算することにより、第１の参照画素
信号Ｄ(i,j-1)に関する強調結果Ｋ(i,j-1)が数式６から
得られる。

【００１５】

【数６】Ｋ(i,j-1)＝Ａ(i,j-1)−Ｂ(i,j-1) 図示しないが、ステップ302〜304の処理も図４と同様の
フローチャートで表され、ステップ302では第１の参照
画素信号をＤ(i-1,j)、第２，第３の参照画素信号をそ
れぞれＤ(i,j-1)，Ｄ(i,j+1)とすることにより、ステッ
プ303では第１の参照画素信号をＤ(i+1,j)、第２，第３
の参照画素信号をそれぞれＤ(i,j-1)，Ｄ(i,j+1)とする
ことにより、ステップ304では第１の参照画素信号をＤ
(i,j+1)、第２，第３の参照画素信号をそれぞれＤ(i-1,
j)，Ｄ(i+1,j)とすることにより、注目画素を囲む４方
向に位置する参照画素に関する強調結果Ｋ(i-1,j)〜Ｋ
(i,j+1)を得ることができる。

【００１６】次に、本発明の第１の実施例における強調
係数テーブルメモリ４のデータを作成する際に用いた関
数を説明する。図５は第１の実施例で用いた強調係数ｋ
を決定する関数の入出力特性を示す特性図で、横軸に数
式２で表される注目画素と第１の参照画素の差分をと
り、縦軸に強調係数ｋを取っている。第１の実施例では
この関数を入力の０近傍で単調増加となるように数式７
のように定めた。

【００１７】

【数７】ｋ＝０ｘ ≦ TH1 ｋ＝ａ・ｘＴＨ１＜ｘ≦ＴＨ２ｋ＝ＣＴＨ２＜ｘａ：定数ｘ：第１の差分Ｃ：定数以上、本発明の画像処理装置の第１の実施例に関して、
その構成と処理を説明した。続いて第１の実施例の処理
結果の例を示す。図６は第１の実施例の処理結果を表す
図であり、図６(a)，(c)，(e)は処理前の入力画像信号
で、図６(b)，(d)，(f)はそれぞれ補正後の画像信号で
ある。また、従来の補正方法で処理を行なった例を図７
に同様に示す。なお、従来の補正方法でラプラシアン∇
²２Ｄに対する不感帯を表す閾値を60、(数式１)のａ＝
0.5としてあり、本発明の補正方法においては注目画素
の信号と参照画素の信号の差が１６の場合に同程度の強
調効果を示すように、数式７に示した第１の閾値ＴＨ１
＝８、第２の閾値ＴＨ２＝128、ａ＝0.00236とした例で
ある。図６(b)および図７(b)はそれぞれ周辺の画素と相
関のない孤立した雑音成分に対する補正結果であり、図
６に示した本発明の補正では雑音成分の周辺４画素は若
干のレベル変動を起こしているが、雑音成分そのものは
強調されることなく値が変化していないことが分かる。
それに対して図７に示した従来の補正では、雑音成分の
値と周辺の画素の値と差が不感帯となる閾値以上である
ため雑音成分の周辺４画素のレベル変動とともに、雑音
成分そのものが大きく強調されてしまっていることが分
かる。図６(d)および図７(d)はそれぞれ縦方向の線分に
対する補正結果であり、図６に示した本発明の補正では
縦方向の線分を表す画素、およびその両側に位置する画
素の信号のレベルが線分を強調するよう変化しているこ
とが分かる。それに対して図７に示した従来の補正で
は、強調すべき線分を表す信号であるにも関わらずラプ
ラシアンの値が閾値以下であるため強調されていないこ
とが分かる。図６(f)および図７(f)はそれぞれ縦方向の
直線である信号がＮＴＳＣのクロスカラー、ドット妨害
により１画素ごとのギザギザな線になってしまった信号
に対する補正結果であり、図６に示した本発明の補正で
は強調の度合は小さい。それに対して図７に示した従来
の補正では、ギザギザな線であるにも関わらず強調され
ており、クロスカラー、ドット妨害の悪影響をさらに強
調してしまっていることが分かる。以上のように、第１
の実施例によれば、注目画素の信号と参照画素のうち第
１の方向に位置する第１の参照画素の信号との差である
第１の差分により入力の０近傍で出力が単調増加である
入出力特性を持つ関数を参照して得られる強調係数と第
１の差分に比例して強調し、第１の方向と直交する方向
に位置するものであり注目画素を挟んで対向する第２，
第３の参照画素の信号の平均値を注目画素の信号から減
算した結果である第２の差分と前記強調係数に比例して
ぼかす処理を、４方向に繰り返し注目画素の信号を補正
することにより、周辺画素と相関のない孤立した雑音成
分を強調することなく、入力画像信号に存在する線分を
強調することができる。また、ＮＴＳＣのクロスカラ
ー、ドット妨害によるギザギザな線を過度に強調するこ
ともない。

【００１８】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。本発明の第２の実施例は処
理に用いる参照画素として注目画素を囲む８方向に位置
する画素を用いるもので、注目画素の水平方向，垂直方
向に位置する４画素、および注目画素の左上方向，右上
方向，左下方向，右下方向に位置する４画素、計８画素
とし、図８に示すように注目画素の信号をＤ(i,j)、参
照画素の信号をＤ(i-1,j-1)，Ｄ(i,j-1)，Ｄ(i+1,j-
1)，Ｄ(i-1,j)，Ｄ(i+1,j)，Ｄ(i-1,j+1)，Ｄ(i,j+1)，
Ｄ(i+1,j+1)と表す。第２の実施例における全体の処理
の流れは第１の実施例と同じであるが、第１の実施例に
比べ参照画素が８画素に増えており、注目画素信号Ｄ
(i,j)に対する処理が異なる。第２の実施例におけるス
テップ204の注目画素信号Ｄ(i,j)に対する処理の詳細な
フローチャートを図９に示す。第２の実施例における注
目画素信号Ｄ(i,j)に対する処理(ステップ204)では、ス
テップ901で注目画素の左上方向に位置するＤ(i-1,j-1)
で表される参照画素を第１の参照画素とし、この第１の
参照画素の信号に関する強調結果Ｋ(i-1,j-1)を求め
る。同様に、ステップ902〜908で参照画素信号Ｄ(i,j-
1)〜Ｄ(i+1,j+1)に関する強調結果Ｋ(i,j-1)〜Ｋ(i+1,j
+1)を求める。そして、ステップ909で注目画素信号Ｄ
(i,j)と各参照画素信号に関する強調結果Ｋ(i-1,j-1)〜
Ｋ(i+1,j+1)との加算を行うことにより補正後の画像信
号Ｄ′(i,j)を数式８により決定する。

【００１９】

【数８】

【００２０】ステップ910で処理後の画像信号Ｄ′(i,j)
を画像メモリ２に書き込み、１画素に対する処理を終え
る。なお、ステップ901〜908の各参照画素Ｄ(i-1,j-1)
〜Ｄ(i+1,j+1)に関する強調結果Ｋ(i-1,j-1)〜Ｋ(i+1,j
+1)を求める処理は、第１の実施例で説明した図４に示
すフローチャートと同様であり、ステップ901では第１
の参照画素信号をＤ(i-1,j-1)、第２，第３の参照画素
信号をそれぞれＤ(i+1,j-1)，Ｄ(i-1,j+1)とすることに
より、ステップ902では第１の参照画素信号をＤ(i,j-
1)、第２，第３の参照画素信号をそれぞれＤ(i-1,j)，
Ｄ(i+1,j)とすることにより、ステップ903では第１の参
照画素信号をＤ(i+1,j-1)、第２，第３の参照画素信号
をそれぞれＤ(i-1,j-1)，Ｄ(i+1,j+1)とすることによ
り、ステップ904では第１の参照画素信号をＤ(i-1,j)、
第２，第３の参照画素信号をそれぞれＤ(i,j-1)，(i,j+
1)とすることにより、ステップ905では第１の参照画素
信号をＤ(i+1,j)、第２，第３の参照画素信号をそれぞ
れＤ(i,j-1)，Ｄ(i,j+1)とすることにより、ステップ90
6は第１の参照画素信号をＤ(i-1,j+1)、第２，第３の参
照画素信号をそれぞれＤ(i-1,j-1)，Ｄ(i+1,J+1)とする
ことにより、ステップ907では第１の参照画素信号をＤ
(i,j+1)、第２，第３の参照画素信号をそれぞれＤ(i-1,
j)，Ｄ(i+1,j)とすることにより、ステップ908では第１
の参照画素信号をＤ(i+1,j+1)、第２，第３の参照画素
信号をそれぞれＤ(i+1,j-1)，Ｄ(i-1,j+1)とすることに
より、それぞれの参照画素に関する強調結果Ｋ(i-1,j)
〜Ｋ(i,j+1)を決定するものである。続いて、第２の実
施例の処理結果の例を説明する。図10は本実施例の処理
結果を表す図であり、図10(a)は処理前の入力画像信号
で、補間により作成された斜め方向の境界線を想定して
いる。図10(b)は処理後の画像信号である。また、従来
方法で処理を行なった例を図11に示す。なお、図11は本
発明と対比させるため、周囲８画素によるラプラシアン
を用いた補正とし、ラプラシアンの不感帯の閾値を12
0、数式１のａ＝１とした例である。また、本発明の補
正における強調係数を求める関数は第１の実施例と同様
の関数を用いた。斜め方向に輪郭がある入力画像信号に
対して、本発明の補正では斜めの輪郭を滑らかに強調し
ているが、従来の補正ではラプラシアンの値が閾値以下
であるため、本来強調されるべきである輪郭が全く強調
されていない。以上のように、本実施例によれば参照画
素を注目画素の周囲８画素としたことにより、例えば補
間により作成された方向の境界線も、滑らかさを損なう
ことなく強調することが可能で、めりはりのある画像を
再現することができる。

【００２１】次に、本発明の第３の実施例に関して説明
する。本発明の第３の実施例は第１の実施例に比べ、図
４における第１の乗算結果Ａ(i,j-1)、第２の乗算結果
Ｂ(i,j-1)を求める処理(図４のステップ403，404)が異
なるものである。第３の実施例における図４のステップ
403、ステップ404に対応するステップを図12に示す。第
３の実施例では、図12のステップ1403に示すように強調
係数ｋに定数である第２の強調係数ｋ2を加算した結果
と第１の差分との乗算結果を第１の乗算結果Ａ(i,j-1)
を数式９とし、図12のステップ1404に示すように強調係
数ｋから第２の強調係数ｋ2を減算した結果と注目画素
信号から第２，第３の参照画素の信号の平均値を減算し
た結果とを乗算した結果を第２の乗算結果Ｂ(i,j-1)を
数式10とするものである。

【００２２】

【数９】Ａ(i,j-1)＝(ｋ−ｋ２)・{Ｄ(i,j)−Ｄ(i,j-1)}

【００２３】

【数１０】Ｂ(i,j-1)＝(ｋ−ｋ２)・［Ｄ(i,j)−{Ｄ(i-1,j)＋Ｄ(i+1,j)}／２］すなわち、第３の実施例では第１の参照画素の信号を用
いて注目画素を強調する度合いと第２，第３の参照画素
の信号の平均値を用いて注目画素をぼかす度合を第２の
強調係数ｋ2を用いて操作するものであり、第２強調係
数ｋ2の符号を正とした場合には強調する度合をぼかす
度合に比べ大きくし、第２の強調係数ｋ2の符号を負と
した場合には、強調する度合をぼかす度合に比べ小さく
することができる。入力画像信号のＳ／Ｎがよい場合に
は補正による強調の度合を強くすることが可能であるた
め第２の強調係数ｋ2の符号を正とすることにより、め
りはり感の強い画像を再現することが可能となった。ま
た、入力画像信号のＳ／Ｎがさほど良くない場合には強
調の度合を強くすることができないため第２の強調係数
ｋ2の符号を負とすることにより、雑音成分の強調を抑
えざらつき感の少ない画像を再現することが可能となっ
た。以上のように、本実施例は注目画素の信号から第１
の参照画素の信号を減算した結果に強調係数ｋと定数で
ある第２の強調係数ｋ2との和を乗じることにより第１
の乗算結果Ａ(i,j-1)を求め、注目画素の信号から第
２，第３の参照画素の信号の平均値を減算した結果に強
調係数ｋから第２の強調係数ｋ2を減算した結果を乗じ
ることにより第２の乗算結果Ｂ(i,j-1)を求めるもの
で、第２の強調係数ｋ2を用いて強調の度合と、ぼかし
の度合を操作し、補正による強調の度合を調整すること
が可能となるものである。

【００２４】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。本発明の第４の実施例は、第１の実施例と図４にお
ける第１の乗算結果を求める処理（図のステップ403）
が異なるものである。第４の実施例では、第１の差分に
強調係数ｋを乗じ、さらに定数である第３の強調係数ｋ
3を乗じた結果を第１の乗算結果Ａ(i,j-1)とするもので
ある(数式11)。

【００２５】

【数１１】Ａ(i,j-1)＝ｋ３・ｋ・{Ｄ(i,j)−Ｄ(i,j-1)} すなわち、第４の実施例では第１の参照画素の信号を用
いて注目画素を強調する度合を第３の強調係数ｋ3を用
いて操作するものであり、第３の強調係数ｋ3の値を１
より大きな値にした場合には強調する度合をぼかす度合
に比べ相対的に大きくすることになり、第３の強調係数
ｋ3の値を１より小さな値にした場合には強調する度合
をぼかす度合に比べ相対的に小さくすることになる。入
力画像信号のＳ／Ｎがよい場合には補正による強調の度
合を強くすることが可能であるため第３の強調係数ｋ3
の値を１より大きな値とすることにより、めりはり感の
強い画像を再現することが可能となった。また、入力画
像信号のＳ／Ｎがさほど良くない場合には強調の度合を
強くすることができないため第３の強調係数ｋ3の値を
１より小さな値とすることにより、雑音成分の強調を抑
えざらつき感の少ない画像を再現することが可能となっ
た。以上のように、第４の実施例は第１の乗算結果に定
数である第３の強調係数ｋ3を乗じた結果を新たに第１
の乗算結果Ａ(i,j-1)として用いるもので、第３の強調
係数ｋ3を用いて相対的に強調する度合とぼかす度合を
操作することにより、補正による強調の度合を調整する
ことが可能となるものである。

【００２６】次に、本発明の第５の実施例に関して説明
する。第５の実施例は第１の実施例と強調係数を求める
関数が異なるものである。図13(a)第５の実施例に用い
た強調係数を求める関数の入出力特性を、図13(b)にこ
の関数を用いた場合の第１の乗算結果を示す。第５の実
施例では入出力の特性が連続で、入力が第１の閾値ＴＨ
１以下の時には出力が単調増加、第１の閾値より大きい
時には単調減少である数式12の関数を用いた。

【００２７】

【数１２】ｋ＝ａ1・ｘｘ≦ＴＨ１ｋ＝-ａ2・ｘＴＨ１＜ｘａ1,ａ2：正の定数ｘ：第１の差分図13(b)から分かるように、注目画素の信号と第１の参
照画素の信号の差分が第１の閾値以下の場合には差分の
増加にともない強調の度合も増加し、第１の閾値より大
きい場合には差分の増加にともない強調の度合が減少す
ることになる。そして、注目画素の信号と第１の参照画
素の信号の差分が第１の閾値より小さいときには、差分
の増加にともない滑らかに強調の度合を強めながら自然
な強調を施すことが可能となる。また、差分が第１の閾
値より大きい時には、強調の度合を抑えることにより、
不自然に強調を施すことがなく、強調が目立ちすぎるこ
とがない。以上のように、本実施例は強調係数を求める
関数として、入出力の特性が連続で、入力が第１の閾値
ＴＨ１以下の時には単調増加で、第１の閾値ＴＨ１より
大きい時には単調減少である関数を用いるものであり、
滑らかに強調の度合を強め自然な強調を施し、かつ、入
力画像信号で輪郭がはっきりしている画素に関しては、
不自然に強調を施すことがなく強調の目立ちを抑えるこ
とが可能で、自然な強調が可能となるものである。ま
た、第５の実施例に示したように単調増加、単調減少の
関数をそれぞれ入力の１次関数とした場合には、簡素な
ハードウェアにより強調係数を決定する回路が構成する
ことが可能となる。

【００２８】次に本発明の第６の実施例に関して説明す
る。第６の実施例は第１の実施例と強調係数を求める関
数が異なるものである。図14(a)に本実施例に用いた強
調係数を求める関数の入出力特性を、図14(b)にこの関
数を用いた場合の第１の乗算結果を示す。第６の実施例
では入出力の特性が連続で、入力が第２の閾値ＴＨ２以
下の時には出力が０で、第２の閾値ＴＨ２より大きく第
１の閾値ＴＨ１(ＴＨ２＜ＴＨ１)以下の時には単調増加
でその導関数が単調減少で、第１の閾値より大きい時に
は単調減少でその導関数も単調減少である数式13の関数
を用いた。

【００２９】

【数１３】

【００３０】図14(b)から分かるように、注目画素の信
号と第１の参照画素の信号の差分が第２の閾値以下の場
合第１の乗算結果は０となり、第２の閾値より大きく第
１の閾値以下の場合には差分に比例して増加し、さらに
第１の閾値より大きな値の場合には定数a1となる。第６
の実施例の関数を用いると、注目画素の信号と第１の参
照画素の信号の差である第１の差分が第２の閾値以下の
時には、強調係数が０となり第１の参照画素の信号を用
いて注目画素を強調する度合、第２，第３の参照画素を
用いて注目画素をぼかす度合がそれぞれ０となる。すな
わち、高周波成分のうち比較的低レベルの雑音成分に対
して不感帯を設けることになり、雑音成分によるざらつ
き感を抑えることになる。そして、第１の差分が第２の
閾値より大きく第１の閾値より小さいときには強調係数
に第１の差分を乗じた第１の乗算結果が、第１の差分の
増加に関して線形に増加することになり、第１の差分に
比例して滑らかに強調の度合を強めながら自然な強調を
施すことが可能となる。また、第１の差分が第１の閾値
より大きい時には、強調係数に第１の差分を乗じた第１
の乗算結果が定数となり、高周波成分の減衰の度合が少
なく入力画像信号の輪郭がはっきりした画素に関して、
不自然に強調を施すことがなく、強調が目立ちすぎるこ
とがない。以上のように、第６の実施例は強調係数を求
める関数として、入出力の特性が連続で、入力が第２の
閾値ＴＨ２以下の時には出力が０で、第２の閾値ＴＨ２
より大きく第１の閾値ＴＨ１(ＴＨ２＜ＴＨ１)以下の時
には単調増加でその導関数が単調減少で、第１の閾値よ
り大きい時には単調減少でその導関数も単調減少である
関数を用いるものであり、高周波成分のうち比較的低レ
ベルの雑音成分を強調することなくざらつき感を抑え、
強調を施すべき画素に関しては自然な強調を施し、か
つ、入力画像信号で輪郭がはっきりしている画素に関し
ては、不自然に強調を施すことがなく強調の目立ちを抑
えることが可能で、自然な強調が可能となるものであ
る。なお、第１の実施例では強調係数を様々な関数によ
り決定する検討を行うために、画像信号を入力する度に
マイクロコンピュ−タ５がテ−ブルデ−タをＲＡＭで構
成した強調係数テ−ブルメモリ４に作成しているが、こ
の強調係数テ−ブルのデ−タをあらかじめＲＯＭに格納
しておくことも可能である。この場合には入力画像信号
を取り込む度にテ−ブルを作成する必要がないことか
ら、より高速に処理を実行できる。また、第１の実施例
では強調係数テ−ブルメモリ４を設け、注目画素の信号
と第１参照画素の信号との差分により強調係数テ−ブル
メモリ４を参照し強調係数を求める構成としているが、
強調係数と第１の差分との積を格納した第１の乗算結果
のテ−ブル、注目画素の信号と第２，第３の参照画素の
信号の平均値との差分に強調係数を乗じた結果を格納し
た第２の乗算結果のテ−ブルをそれぞれ設け、第１の乗
算結果、第２の乗算結果を直接参照する構成とすること
も可能であり、この場合には処理における乗算が除かれ
ることから、より高速に処理を実行できる。

【００３１】

【発明の結果】以上のように本発明の画像処理方法は、
注目画素の信号と参照画素のうち第１の方向に位置する
第１の参照画素の信号との差である第１の差分により入
力の０近傍で出力が単調増加である入出力特性を持つ関
数を参照して得られる強調係数と第１の差分に比例して
強調し、第１の方向と直交する方向に位置するものであ
り注目画素を挟んで対向する第２，第３の参照画素の信
号の平均値を注目画素の信号から減算した結果である第
２の差分と前記強調係数に比例してぼかす処理を、４方
向もしくは８方向に繰り返すことにより注目画素の信号
を補正するものであり、周辺画素と相関のない孤立した
雑音成分を強調することなく入力画像信号の線分のみを
強調することが可能となる。また、本発明の画像処理に
よるとＮＴＳＣのクロスカラ−、ドット妨害により本来
直線である信号がギザギザとなった信号に対して、ギザ
ギザを強調することなく入力画像信号の線分のみを強調
することが可能である。さらに、フィ−ルド信号を補間
することにより作成されたフレ−ム信号に対しても、斜
め方向の滑らかさを損なうことなく、めりはり感のある
強調を行うことが可能となる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像記録装置の
ブロック構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例における画像処理のメイ
ンのフロ−チャ−トである。

【図３】本発明の第１の実施例における注目画素に関す
る処理を表すフロ−チャ−トである。

【図４】本発明の第１の実施例における参照画素に関す
る強調結果を求めるフロ−チャ−トである。

【図５】本発明の第１の実施例における強調係数を求め
る関数を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例による処理結果の具体例
を示す図である。

【図７】従来の補正方法による処理結果の具体例を示す
図である。

【図８】本発明の実施例における注目画素と参照画素を
表した模式図である。

【図９】本発明の第２の実施例における注目画素に関す
る処理を表すフロ−チャ−トである。

【図１０】本発明の第２の実施例による処理結果の具体
例を示す図である。

【図１１】従来の補正方法における処理結果の具体例を
示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施例における処理内容を表
した図である。

【図１３】本発明の第５の実施例における強調係数を求
める関数を示す図である。

【図１４】本発明の第６の実施例における強調係数を求
める関数を示す図である。

【図１５】ラプラシアンの原理（空間フィルタリング処
理）を説明する模式図である。

【符号の説明】

１…外部インタ−フェ−ス、２…画像メモリ、３…
ラインメモリ、４…強調係数テ−ブルメモリ、５…
マイクロコンピュ−タ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の注目画素を囲む４画素または
８画素の参照画素において、注目画素を中心とした４方
向もしくは８方向の第１の方向に位置する参照画素を第
１の参照画素とし、前記第１の方向と直交する方向に位
置し、前記注目画素を挟んで対向する参照画素を第２，
第３の参照画素とすると、前記注目画素の信号と前記第
１の参照画素の信号との差分と、入力の０近傍で単調増
加な入出力特性を持つ関数に前記差分を入力して得られ
る強調係数とに比例して前記注目画素を強調し、かつ、
前記注目画素の信号と前記第２，第３の参照画素の信号
の平均との差分と前記強調係数とに比例して前記注目画
素をぼかす処理を、前記４方向もしくは８方向の各方向
に繰り返すことにより前記注目画素の信号を補正するこ
とを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】入力画像の注目画素を囲む４画素または
８画素の参照画素において、注目画素を中心とした４方
向もしくは８方向のうち第１の方向に位置する参照画素
を第１の参照画素とし、前記第１の方向と直交する方向
に位置し、前記注目画素を挟んで対向する参照画素を第
２，第３参照画素とすると、前記注目画素の信号と前記
第１の参照画素の信号との差である第１の差分と、前記
第１の差分を入力の０近傍で単調増加な入出力特性を持
つ関数の入力として求めた強調係数との積である第１の
乗算結果を求め、前記注目画素の信号と前記第２，第３
の参照画素の信号の平均との差である第２の差分と前記
強調係数との積である第２乗算結果を、前記第１の乗算
結果から減算して求めた前記第１の方向に関する強調デ
ータを、前記４方向もしくは８方向に関して重ね合わせ
た総合強調データを前記注目画素の信号に加えることに
より階調を補正することを特徴とする請求項１記載の画
像処理方法。
【請求項３】強調係数を求める関数が入出力の特性が
連続で、入力が第１の閾値以下の時には単調増加で、第
１の閾値より大きい時には単調減少な特性を持つ関数で
あることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】第１の差分に強調係数と定数である第２
の強調係数との和を乗じた結果を第１の乗算結果とし、
第２の差分に強調係数と前記第２の強調係数との差を乗
じた結果を第２の乗算結果とすることを特徴とする請求
項２記載の画像処理方法。
【請求項５】第１の乗算結果に定数である第３の強調
係数を乗じた結果を、新たに第１の乗算結果とすること
を特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項６】強調係数を求める関数が、入出力の特性
が連続で、第１の閾値より小さい第２の閾値に対して、
入力が第２の閾値以下の時には出力が０であることを特
徴とする請求項５記載の画像処理方法。