JP2007018379A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理によるノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ、画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調、ノイズ成分の減弱を行うことができるようにする。
【解決手段】本発明に係る画像処理装置１０によれば、画像信号を多重解像度分解処理して得られた基準となる周波数帯域において取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号及び原画像信号にノイズ平滑化処理、エッジ平滑化処理の少なくとも一つを施してエッジ成分及び／又はノイズ成分を取得し、この取得したエッジ成分及び／又はノイズ成分に濃度依存補正処理を施して変換画像信号を得る。そして、得られた変換画像信号のそれぞれと隣合う周波数帯域（原画像信号に対しては最高周波数帯域）の非鮮鋭画像信号との差分画像信号を取得し、各差分画像信号に対し所定の調整係数をかけて、それぞれを原画像信号に加算して処理済み画像信号を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像信号中のエッジ成分を強調する処理やノイズ成分を抑制する処理を施す画像処理装置、画像処理方法に関する。

従来、画像を多重解像度空間に変換することにより、画像を複数の周波数帯域毎に分解し、複数に分解された各周波数帯域の画像信号成分のうちの少なくとも一つの画像信号成分に対して強調処理を施し、強調処理が施された周波数帯域の画像信号成分および他の周波数帯域の画像信号成分を逆変換することにより強調画像信号を得る画像処理が知られている。

例えば、特許文献１には、多重解像度空間への変換により複数の周波数帯域に分解された各周波数帯域の画像のうちの少なくとも一つの周波数帯域に対して強調処理を施す際の強調度を、強調処理が施される周波数帯域画像のうち少なくとも一つを含む、複数の周波数帯域画像の画像信号値に基づいて決定する画像処理方法が記載され、更に、複数の周波数帯域画像について対応する画像信号値の符号が同じ画素に対してのみ強調処理を施すことが記載されている。

また、特許文献２には、多重解像度空間への変換により複数の周波数帯域に分解された各周波数帯域の画像のノイズ成分及びエッジ成分を分離し、各周波数帯域画像信号に対してノイズ成分に対する平滑化処理及び／又はエッジ成分に対する強調処理を施して、処理済画像信号を得、処理済み周波数帯域画像信号に基づいて、処理済み画像信号を得る技術が記載されている。

また、特許文献３には、原画像信号から作成される複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号に変換処理を施し、非鮮鋭画像信号と変換処理後の画像信号の差分信号によって得られる差分画像信号を加算することで得られる高周波成分信号を原画像信号あるいはその最低周波数画像信号に加算することで処理済み画像を得る技術が記載されている。
特開平１１−３４５３３１号公報 特開２０００−３０６０８９号公報 特開２００２−１８３７２７号公報

しかしながら、特許文献１、３に記載されている方法では、強調処理の対象となる周波数帯域における、輪郭などの必要な信号成分を特定して確実に強調することができず、処理後の画像が不自然となる場合があった。また、特許文献１、２においては、エッジ強調処理及びノイズ平滑化処理により、ノイズやアーティファクトが発生することがあった。

本発明は上記技術的課題に鑑みてなされたものであって、処理によるノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ、画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調、ノイズ成分の減弱を行うことができるようにすることである。

請求項１に記載の発明は、
入力画像信号を多重解像度変換して互いに異なる複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号を取得する分解処理工程と、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つに変換処理を施して得られる変換画像信号と、その変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとり差分画像信号を得る変換処理工程と、当該差分画像信号を前記入力画像信号に加算することにより処理済み画像を得る復元処理工程とを含む画像処理方法において、
前記変換処理工程は、
前記入力画像信号のエッジ情報及び／又はノイズ情報を取得する情報取得工程と、
前記取得したエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理又はノイズ平滑化処理のうちの少なくとも一つの処理を施した後、濃度依存補正処理を施して前記変換画像信号を得る工程と、
を含むことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記変換工程は、
前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにノイズ平滑化処理を施し、前記ノイズ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第１の前記変換画像信号を得る工程と、前記第１の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にエッジ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のエッジ調整係数をかけてエッジ成分が調整された前記差分画像信号を得る工程とを含むエッジ成分調整工程と、
前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理を施し、前記エッジ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第２の前記変換画像信号を得る工程と、前記第２の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にノイズ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のノイズ調整係数をかけてノイズ成分が調整された前記差分画像信号を得る工程とを含むノイズ成分調整工程と、
を含むことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記エッジ情報とは、エッジ成分の画素位置、信号値の符号、前記エッジ成分の方向、エッジ変局点の画素位置を示す情報のうち少なくとも一つを含み、前記ノイズ情報とは、ノイズ成分の、局所分散値、エントロピー値、画素位置を示す情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記ノイズ平滑化処理とは、エッジ成分ではない位置の画素については二次元的な平滑化を行い、エッジ成分の画素についてはエッジ勾配方向以外の方向又はエッジ勾配方向と垂直な方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記エッジ平滑化処理とは、エッジ成分の画素について、エッジ勾配方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記多重解像度変換は、ラプラシアンピラミッド法を用いることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記多重解像度変換は、ウェーブレット変換を用いることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、
入力画像信号を多重解像度変換して互いに異なる複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号を取得する分解処理手段と、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つに変換処理を施して得られる変換画像信号と、その変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとり差分画像信号を得る変換処理手段と、当該差分画像信号を前記入力画像信号に加算することにより処理済み画像を得る復元処理手段を備えた画像処理装置において、
前記変換処理手段は、
前記入力画像信号のエッジ情報及び／又はノイズ情報を取得する情報取得手段と、
前記取得したエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理又はノイズ平滑化処理のうちの少なくとも一つの処理を施した後、濃度依存補正処理を施して前記変換画像信号を得る手段と、
を有することを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記変換手段は、
前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにノイズ平滑化処理を施し、前記ノイズ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第１の前記変換画像信号を得る手段と、前記第１の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にエッジ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のエッジ調整係数をかけてエッジ成分が調整された前記差分画像信号を得る手段とを有するエッジ成分調整手段と、
前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理を施し、前記エッジ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第２の前記変換画像信号を得る手段と、前記第２の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にノイズ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のノイズ調整係数をかけてノイズ成分が調整された前記差分画像信号を得る手段とを有するノイズ成分調整手段と、
を有することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、
前記エッジ情報とは、エッジ成分の画素位置、信号値の符号、前記エッジ成分の方向、エッジ変局点の画素位置を示す情報のうち少なくとも一つを含み、前記ノイズ情報とは、ノイズ成分の、局所分散値、エントロピー値、画素位置を示す情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０の何れか一項に記載の発明において、
前記ノイズ平滑化処理とは、エッジ成分ではない位置の画素については二次元的な平滑化を行い、エッジ成分の画素についてはエッジ勾配方向以外の方向又はエッジ勾配方向と垂直な方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１の何れか一項に記載の発明において、
前記エッジ平滑化処理とは、エッジ成分の画素について、エッジ勾配方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴としている。

請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１２の何れか一項に記載の発明において、
前記多重解像度変換は、ラプラシアンピラミッド法を用いることを特徴としている。

請求項１４に記載の発明は、請求項８〜１２の何れか一項に記載の発明において、
前記多重解像度変換は、ウェーブレット変換を用いることを特徴としている。

請求項１〜１４に記載の発明によれば、処理によるノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ、画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調、ノイズ成分の減弱を行うことが可能となる。

請求項２、９に記載の発明によれば、ノイズ平滑化により得られる主にエッジ成分からなる画像信号と、エッジ平滑化により得られる主にノイズ成分からなる画像信号のそれぞれに個別に濃度依存補正処理を施すことができるので、例えば、ノイズが目立ちやすい低濃度部ではノイズ抑制処理が強めにかかるように濃度依存補正処理を行い、処理によるノイズを低減させるためエッジ強調処理が抑えられるように濃度依存補正処理を行うことができる。また、ノイズが目立ちにくい高濃度部ではノイズ抑制処理が弱めにかかるように濃度依存補正処理を行い、エッジ強調処理が強めにかかるように濃度依存補正処理を行うことができる。これにより、より効果的にノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調、ノイズ成分の減弱を行うことが可能となる。

＜第１の実施の形態＞
以下に、本発明の第１の実施について詳細に説明する。
〔画像処理装置の構成〕
まず、本実施の形態における画像処理装置１０の構成について説明する。
図１は、本実施の形態における画像処理装置１０の機能的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、画像処理装置１０は、外部の機器からの画像（原画像信号Ｓin）を受ける画像入力部１１、入力された原画像信号にエッジ強調・ノイズ抑制（ノイズ減弱）処理を施して処理済み画像信号Ｓoutを取得する分解・変換処理部１２及び復元処理部１３、復元処理された処理済み画像信号Ｓoutを可視像として出力する画像出力部１４から構成されている。

以下、分解・変換処理部１２及び復元処理部１３の処理手順、構成及び動作について、詳細に説明する。

分解・変換処理部１２及び復元処理部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウエア処理により、原画像信号Ｓinにエッジ強調・ノイズ抑制処理を施して処理済み画像信号Ｓoutを得るものである。なお、分解・変換処理部１２及び復元処理部１３は、それぞれ専用のハードウエアやファームウエアで構成されることとしてもよい。分解・変換処理部１２により、分解処理手段、変換処理手段が実現され、復元処理部１３により復元処理手段が実現される。

エッジ強調・ノイズ抑制処理の処理手順は、図２に示すとおりである。
まず、分解・変換処理部１２において、原画像信号Ｓinを多重解像度変換することにより複数の空間周波数（以下、単に周波数とする）帯域の非鮮鋭画像信号を得て（ステップＳ１）、取得された複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号のうち何れかの非鮮鋭画像信号に基づいて原画像信号Ｓinにおけるエッジ情報及びノイズ情報を取得し（ステップＳ２）、取得したエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、原画像信号Ｓinと各周波数帯域における非鮮鋭画像信号に画素値変換処理（変換処理）を施し（ステップＳ３）、隣合う周波数帯域の非鮮鋭画像信号との差分（原画像信号Ｓinについては最高周波数帯域の非鮮鋭画像信号との差分）をとるとともに、その差分信号に所定の調整係数を掛けて差分画像信号を取得する（ステップＳ４）。また、復元処理部１３において、この差分画像信号を原画像信号Ｓinに加算することにより、エッジ強調・ノイズ抑制された処理済み画像信号Ｓoutを得る（ステップＳ５）。

図３は、分解・変換処理部１２（１２Ａ）の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態においては、画像入力部１１を介して入力された画像（原画像信号Ｓin）をラプラシアンピラミッド法により多重解像変換して互いに異なる複数の周波数帯域の画像信号成分に分解するものとする。このラプラシアンピラミッド法によれば迅速な処理が可能となるが、ウェーブレット変換等、他の手法を用いることも可能である。

〔多重解像度分解処理〕
図３に示すように、入力された画像（原画像）を表すディジタルの原画像信号Ｓinが分解・変換処理部１２に入力されると、まず、ローパスフィルタを構成するフィルタリング手段１２１によりフィルタリングされる。

このようなローパスフィルタによりフィルタリングされた原画像信号Ｓinは１画素おきにサンプリング（ダウンサンプリング）されることで、非鮮鋭画像信号ｇ1が生成される。この非鮮鋭画像信号ｇ1は、原画像の１／４の大きさになっている。

ついで、補間手段１２２において、この非鮮鋭画像信号ｇ1のサンプリングされた間隔に値が０の画素が補間される。この補間は、非鮮鋭画像信号ｇ1の列毎および１行ごとに値が０の行および列を挿入することにより行う。なお、このように補間された非鮮鋭画像信号は、１画素おきに値が０の画素が挿入されているため、信号値の変化が滑らかではない状態になっている。そして、このような補間が行われた後に、補間手段１２２に含まれるローパスフィルタにおいて、再度フィルタリングを施し、非鮮鋭画像信号ｇ1′を得る。この非鮮鋭画像信号ｇ1′は、前記した補間直後の非鮮鋭画像信号に比べると信号値の変化が滑らかな状態になっている。

この非鮮鋭画像信号ｇ1′は、画像を１／４にした後に１画素おきに０の補間とフィルタリングとをすることにより、原画像信号と同じ大きさとなり、また、原画像信号の空間周波数の半分より高い周波数が消えた状態になっている。

さらに、前述した非鮮鋭画像信号ｇ1が、フィルタリング手段１２１によってフィルタリング処理される。これにより非鮮鋭画像信号ｇ1は、さらに１画素おきにサンプリングされて１／４（もとの１／１６）の非鮮鋭画像信号ｇ2に変換される。そして、この非鮮鋭画像信号ｇ2に対し、補間手段１２２によって同様な処理が施されて非鮮鋭画像信号ｇ2′が生成される。

このような処理を順次繰り返すことで、非鮮鋭画像信号ｇk （ここで、k＝１〜L（Lは１以上の整数、以下同じ））、非鮮鋭画像信号ｇk′を得ることができる。非鮮鋭画像信号ｇ1′、ｇ2′、ｇ3′、・・・は、周波数特性の異なる複数の周波数帯域（解像度）の非鮮鋭画像信号となっている。

〔エッジ・ノイズ情報取得処理〕
多重解像度分解処理により複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk′（ここで、k＝１〜L）、が得られると、エッジ・ノイズ情報取得処理が行われる。

（エッジ情報の取得）
エッジ情報の取得は、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk′のうち、何れかの基準とする第n周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇn′において行われる。図３においては、第２周波数帯域においてエッジ情報を取得する場合を例示している。

エッジ情報の取得帯域である第n周波数帯域は、画素サイズ0.5mm〜1.0mmピッチ程度の最高周波数帯域でない周波数帯域が好ましく、例えば、画素サイズ0.175ピッチの画像でダウンサンプリング率が1/2の場合、第３周波数帯域がもっとも好ましい。これは、３０step／1〜2ｍｍ程度のエッジ信号にGaussianノイズを付加した擬似微小エッジ像に対して0.5mm〜1.0mmピッチの解像度でノイズ・コントラスト比が最も高くなり、エッジが認識しやすいためである。エッジ情報には、エッジ成分情報及びエッジ方向情報が含まれる。

・エッジ成分情報取得処理
以下、図３、４を参照して、エッジ成分情報取得処理（図３の符号１２６）について説明する。
まず、非鮮鋭画像信号ｇn-1′と非鮮鋭画像信号ｇn′の差分画像信号Ｍnが求められる。この差分画像信号Ｍnに図４に示すエッジ成分情報取得処理（図３の符号１２６）を施すことにより、エッジ成分情報Ｅvが取得される。

まず、差分画像信号Ｍnに注目画素が設定される（ステップＳ１１）。次いで、当該注目画素の信号値が予め定められた閾値Ｂh（Ｂhは正の信号値）以上であるか否かが判断され、閾値Ｂh以上であると判断された場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、当該注目画素が正のエッジ成分であると判別される（ステップＳ１３）。閾値Ｂh以上ではない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、当該注目画素の信号値が予め定められた閾値Ｂl（Ｂlは負の信号値）以下であるか否かが判断され、閾値Ｂl以下であると判断された場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、当該注目画素が負のエッジ成分であると判別される（ステップＳ１５）。

一方、当該注目画素の信号値が予め定められた閾値Ｂh以上でも閾値Ｂl以下でもない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、当該注目画素が正・負のエッジ成分の画素に共に隣接しているか否かが判断され、隣接している場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、当該注目画素がエッジ変局点であると判断される（ステップＳ１７）。エッジ変局点とは、エッジ成分の正負の変わり目となる信号値０付近の点であり、エッジの基準となる点である。

一方、注目画素が正・負のエッジ成分の画素に共に隣接していないと判断された場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、当該注目画素が非エッジ成分であると判断される（ステップＳ１８）。

当該注目画素の成分が判別されると、判別結果（正のエッジ、負のエッジ、エッジ変局点、非エッジの何れか）を示す情報と画素位置とが対応付けて図示しないメモリに記憶される（ステップＳ１９）。上述のステップＳ１１〜Ｓ１９が繰り返し実行され、全ての画素についての成分の判別が終了すると（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、本処理は終了する。

図５（ａ）は、差分画像信号Ｍnの或る一列分の画像信号を模式的に示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の差分画像信号Ｍnに上記エッジ成分情報取得処理を施した場合のエッジ成分及び非エッジ成分の分類を模式的に示す図である。上記処理により正のエッジ、負のエッジ、エッジ変局点と判断された画素がエッジ成分として抽出される。

・ エッジ方向情報取得処理（図３の符号１２７）
エッジ方向情報Ｅdは、非鮮鋭画像信号ｇn′にソベル（Sobel）フィルタ、プレヴィット（Prewitt）フィルタ等をかけることにより取得される。

（ノイズ情報の取得）
・ノイズ情報取得処理
ノイズ情報Ｎsは、例えば、最高周波数帯域（第１周波数帯域）における差分画像信号Ｍ１及び中間周波数帯域（例えば、第n周波数帯域とする）における差分画像信号Ｍnでの局所的な分散値、エントロピー値情報及びその画素位置情報から取得することができる。
画像のエントロピー値Ｓeは、ある画素が画素値z を取る確率 P(z) とその画像の階調数Ｚ を用いて下記の式（数１）により求めることができる（Wiley-Interscience 社刊「Digital Image Processing 3rd Edition」参照）。

中間周波数帯域でエントロピー値が所定の値より低く、最高周波数帯域でエントロピーが大きい場合、その画素位置ではノイズ成分が支配的であり、その画素位置をノイズ成分とすることができる。

〔非鮮鋭画像信号に対する画素値変換処理〕
エッジ情報・ノイズ情報が取得されると、取得されたエッジ情報及び／又は情報に基づいて、原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）に画素値変換処理（図３の符号１２３）が施される。
画素値変換処理は、エッジ平滑化処理、ノイズ平滑化処理の少なくとも一つを施すものである。また、エッジ平滑化処理、ノイズ平滑化処理の少なくとも一つを施した後、濃度依存補正処理を施すとより好ましい。

平滑化に用いるフィルタは多重解像度変換処理で用いるダウンサンプリングフィルタかそれに近い周波数応答のローパスフィルタであることが望ましい。図６は、多重解像度分解のダウンサンプリングをバイノミアルフィルタリング（binomial Filtering）を８回行うラプラシアンピラミッド法で行った場合に用いる平滑化フィルタ係数（５tap）の一例である。例えば、タップ数が５tapである場合、フィルタ係数Ｆ（ｘ）は、以下の関数（数２）（数３）で表されることが望ましい。

以下、エッジ平滑化処理、ノイズ平滑化処理、濃度依存補正処理についてそれぞれ説明する。

・エッジ平滑化処理
エッジ平滑化処理においては、原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）のそれぞれの、上述のエッジ情報取得処理においてエッジ成分と判別された画素について、平滑化フィルタ（例えば、図６（ｂ）参照）によりエッジ勾配方向のみに一次元的な平滑化処理を施す。これにより、主にノイズ成分と１レベル下の周波数帯域の周波数成分からなる画像信号が得られる。

・ノイズ平滑化処理
ノイズ平滑化処理においては、原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）のそれぞれの、上述のエッジ情報取得処理において非エッジ成分と判別された画素について、平滑化フィルタ（例えば、図６（ａ）参照）により二次元的な平滑化処理を行い、エッジ成分と判別された画素については、平滑化フィルタ（例えば、図６（ｂ）参照）によりエッジ勾配方向以外の方向又はエッジ勾配方向と垂直な方向のみに一次元的な平滑化処理を施す。これにより、主にエッジ成分と１レベル下の周波数帯域の周波数成分からなる画像信号のみが得られる。

・濃度依存補正処理
濃度依存補正処理とは、エッジ強調・ノイズ抑制処理において発生するアーティファクト、ノイズの発生を抑制するために、図７に示す補正関数により画像信号の濃度（画像信号値）及びコントラスト（濃度依存補正処理前の隣合う周波数帯域の非鮮鋭画像信号同士の差分画像信号（原画像信号Ｓinについては最高周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇ1との差分画像信号））に応じて得られる補正成分値を、ノイズ平滑化処理、及び／又はエッジ平滑化処理後の画像信号値から減算する処理である。図７に示す補正関数は、各周波数帯域ごとに定義されている。

エッジ強調・ノイズ抑制処理では、処理を強くかけるとアーティファクトの発生やノイズの増幅により逆に画質が損なわれてしまうことがある。エッジ強調処理ではノイズ成分の増幅が問題となり、低濃度部で目立ちやすい。また、アーティファクト、ノイズは、低濃度部で目立ちやすい。

ここで、エッジ強調・ノイズ抑制処理では、上述したように、原画像信号Ｓinと各周波数帯域における非鮮鋭画像信号に画素値変換処理を施して変換画像信号を生成し、その後、変換画像信号と隣合う周波数帯域の非鮮鋭画像信号との差分画像信号（原画像信号Ｓinの変換画像信号については最高周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇ1との差分）を原画像信号Ｓinに加算することにより、エッジ強調・ノイズ抑制された処理済み画像Ｓoutを得るものである。すなわち、図７でいうコントラストの値が原画像信号Ｓinに加算されることとなる。差分画像信号（コントラスト）は、エッジ平滑化処理を施したものであれば主にノイズ成分からなる画像信号となり、ノイズ平滑化処理を施したものであれば主にエッジ成分からなる画像信号である。この差分画像信号（コントラスト）の値が０に近くなるように図７に示す補正関数での補正量を大きくするにつれて、原画像信号Ｓinに加算される信号成分が小さくなる、即ち、エッジ強調・ノイズ抑制処理が弱まる。

図８は、図７の補正関数のコントラストに対する応答を表した図である。図８に示すように、図７に示す補正関数は、いずれの周波数帯域においても低コントラスト部より高コントラスト部で強い補正がはたらくことがわかる。図９は、図７の補正関数の濃度に対する応答を表した図である。図９に示すように、図７に示す補正関数は、いずれの周波数帯域においても高濃度部より低濃度部で強い補正がはたらくことがわかる。
このように、濃度依存補正処理により、低濃度部でエッジ強調・ノイズ抑制処理を抑える補正を強くかけておくことにより、エッジ強調及びノイズ抑制処理において発生するアーティファクト、ノイズの発生を抑制することができる。

〔差分処理〕
原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）に画素値変換処理が施されると、まず、図３の減算器１２４により、変換済みの原画像信号Ｓ′（変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ1′の減算を行って、差分画像信号ｂ0を得る。この減算は、変換済みの原画像信号Ｓ′と非鮮鋭画像信号ｇ1′との対応する画素の間で実行される。

また、減算器１２４により、変換処理済みの非鮮鋭画像信号Ｇ1（変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ2′の減算を行って、差分画像信号b１を得る。

このような処理を順次繰り返すことで、差分画像信号ｂk-1（k=１〜k=Ｌ）を得る。そして、得られた差分画像信号ｂk-1のそれぞれに所定の調整係数であるエッジ強調・ノイズ抑制係数βkをかけ、原画像信号Ｓinに加算する画像信号成分を調整する。

図１０は、エッジ平滑化及び／又はノイズ平滑化処理を行った後濃度依存補正処理した非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる差分信号にエッジ強調・ノイズ抑制係数βk（k=１〜k=Ｌ）をかけた時の処理応答と濃度との関係を示す図である。図１０に示すように、差分画像信号ｂk-1（k=１〜k=Ｌ）にエッジ強調・ノイズ抑制係数βkをかけた時の処理応答は、アーティファクト、ノイズの目立ちやすい低濃度部ほど低くなり、低濃度部ほど処理の強さが抑えられる。

〔復元処理〕
図１１は、多重解像度分解処理により得られた複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号に画素値変換処理を施して、それぞれ１レベル下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号を減算して得られた差分画像信号ｂk-1（k＝１〜Ｌ）を原画像信号Ｓinに加算して逆変換する復元処理部１３の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態例においては、ラプラシアンピラミッド法により複数の細部画像から逆変換（復元）するものとする。このラプラシアンピラミッド法によれば迅速な処理が可能となるが、他の手法を用いることも可能である。

まず、差分画像信号ｂL-1が補間手段１３１によって各画素の間が補間されて４倍の大きさの画像信号ｂL-1′とされる。次に、加算器１３２で、補間された画像信号ｂL-1′と、１段階周波数帯域の高い非鮮鋭画像信号ｂL-2とが対応する画素同士で加算され、加算画像信号（ｂL-1′＋ｂL-2）が得られる。

次いで、この加算画像信号（ｂL-1′＋ｂL-2）が、補間手段１３１によって各画素の間が補間されてさらに４倍の大きさの画像ｂL-2′とされる。つぎに、加算器１３２で、補間された画像ｂL-2′と、１段周波数帯域の高い非鮮鋭画像信号ｂL-3とが対応する画素同士で加算され、加算画像信号（ｂL-2′＋ｂL-3）が得られる。

以上の処理を繰り返す。そしてこの処理をより高周波の差分画像信号に対して順次行い、最終的に加算器１３２において補間された画像信号ｂ1′と最高解像度の差分画像信号ｂ0とを加算したものを加算器１３３で原画像信号Ｓinと加算して処理済み画像信号Ｓoutを得る。

〔画像出力処理〕
以上のように、分解・変換処理され、復元処理された処理済み画像信号Ｓoutについて、画像出力部１４において可視像として印刷あるいは表示の出力がなされる。また、各種ディスク装置にディジタルデータとして記憶される。

以上説明したように、画像処理装置１０によれば、画像信号を多重解像度分解処理して得られた基準となる周波数帯域において取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号及び原画像信号にノイズ平滑化処理、エッジ平滑化処理の少なくとも一つを施してエッジ成分及び／又はノイズ成分を取得し、この取得したエッジ成分及び／又はノイズ成分に濃度依存補正処理を施して変換画像信号を得る。そして、得られた変換画像信号のそれぞれと隣合う周波数帯域（原画像信号に対しては最高周波数帯域）の非鮮鋭画像信号との差分画像信号を取得し、各差分画像信号に対し所定の調整係数をかけ、それぞれを原画像信号に加算して処理済み画像信号を得る。

従って、エッジ強調・ノイズ抑制処理によるノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ、画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調及び／又はノイズ成分の減弱を行うことが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態においては、上述の第１の実施の形態と分解・変換処理部１２における処理が異なる。

図１２は、第２の実施の形態における分解・変換処理部１２（１２Ｂ）の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態においては、画像入力部１１を介して入力された画像（原画像信号Ｓin）をラプラシアンピラミッド法により多重解像変換して互いに異なる複数の周波数帯域の画像信号成分に分解するものとする。このラプラシアンピラミッド法によれば迅速な処理が可能となるが、ウェーブレット変換等、他の手法を用いることも可能である。

〔多重解像度分解処理〕
図１２に示すように、入力された画像（原画像）を表すディジタルの原画像信号Ｓinが分解・変換処理部１２に入力されると、まず、ローパスフィルタを構成するフィルタリング手段１２１によりフィルタリングされる。

このようなローパスフィルタによりフィルタリングされた原画像信号Ｓinは１画素おきにサンプリング（ダウンサンプリング）されることで、非鮮鋭画像信号ｇ1が生成される。この非鮮鋭画像信号ｇ1は、原画像の１／４の大きさになっている。

ついで、補間手段１２２において、この非鮮鋭画像信号ｇ1のサンプリングされた間隔に値が０の画素が補間される。この補間は、非鮮鋭画像信号ｇ1の列毎および１行ごとに値が０の行および列を挿入することにより行う。なお、このように補間された非鮮鋭画像信号は、１画素おきに値が０の画素が挿入されているため、信号値の変化が滑らかではない状態になっている。そして、このような補間が行われた後に、補間手段１２２に含まれるローパスフィルタにおいて、再度フィルタリングを施し、非鮮鋭画像信号ｇ1′を得る。この非鮮鋭画像信号ｇ1′は、前記した補間直後の非鮮鋭画像信号に比べると信号値の変化が滑らかな状態になっている。

この非鮮鋭画像信号ｇ1′は、画像を１／４にした後に１画素おきに０の補間とフィルタリングとをすることにより、原画像信号Ｓinと原画像信号と同じ大きさとなり、原画像信号Ｓinの空間周波数の半分より高い周波数が消えた状態になっている。

さらに、前述した非鮮鋭画像信号ｇ1が、フィルタリング手段１２１によってフィルタリング処理される。これにより非鮮鋭画像信号ｇ1は、さらに１画素おきにサンプリングされて１／４（もとの１／１６）の非鮮鋭画像信号ｇ2に変換される。そして、この非鮮鋭画像信号ｇ2に対し、補間手段１２２によって同様な処理が施されて非鮮鋭画像信号ｇ2′が生成される。

このような処理を順次繰り返すことで、非鮮鋭画像信号ｇk （ここで、k＝１〜Ｌ）、非鮮鋭画像信号ｇk′を得ることができる。非鮮鋭画像信号ｇ1′、ｇ2′、ｇ3′、・・・は、周波数特性の異なる複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号となっている。

〔エッジ・ノイズ情報取得処理〕
多重解像度分解処理により複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk′（ここで、k＝１〜Ｌ）、が得られると、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk′のうち、何れかの基準とする第n周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇn′においてエッジ・ノイズ情報の取得処理が行われる。エッジ／ノイズ情報取得部の機能構成は、図１２においては図示しないが、第１の実施の形態で説明したエッジ情報・ノイズ情報取得処理と同様の処理によりエッジ成分情報、エッジ方向情報、ノイズ情報を得る。

エッジ成分情報、エッジ方向情報、ノイズ情報が取得されると、取得された情報に基づいて、原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）に画素値変換処理が施される。第２の実施の形態においては、原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）に対して、エッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理Ｐ１、ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理Ｐ２がそれぞれ別個に施される。

エッジ平滑化処理、ノイズ平滑化処理は、上述の第１の実施の形態で説明したのと同様の処理により行われる。エッジ平滑化処理では、主にノイズ成分と１レベル下の周波数帯域の周波数成分からなる画像信号が得られる。ノイズ平滑化処理では、主にエッジ成分と１レベル下の周波数帯域の周波数成分からなる画像信号のみが得られる。

エッジ平滑化処理、ノイズ平滑化処理を原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）のそれぞれに別個にかけてエッジ成分とノイズ成分を別々に抽出することで、エッジ成分、ノイズ成分のそれぞれに個別に濃度依存補正処理等を施すことが可能となる。

濃度依存補正処理は、上述の第１の実施の形態で説明したのと略同様であるが、ノイズ平滑化処理後の主にエッジ成分からなる非鮮鋭画像信号に濃度補正依存処理を施す際に使用する補正関数と、ノイズ平滑化処理後の主にノイズ成分からなる非鮮鋭画像信号に濃度依存補正処理を施す際に使用する補正関数をそれぞれ用意しておくことで、画像信号の成分に応じて異なる補正をかけることができる。

図１３は、ノイズ平滑化処理後の主にエッジ成分からなる非鮮鋭画像信号に使用する補正関数の濃度に対する応答を表した図である。図１３に示すように、高濃度部より低濃度部で強い補正がかかっており、エッジ強調処理が高濃度部で強くかかることがわかる。
図１４は、エッジ平滑化処理後の主にノイズ成分からなる非鮮鋭画像信号に使用する補正関数の濃度に対する応答を表した図である。図１４に示すように、低濃度部より高濃度部で強い補正がかかっており、ノイズ抑制処理が低濃度部で強くかかることがわかる。

このように、ノイズの目立ちやすい低濃度部では、ノイズ抑制処理を強めにかけエッジ強調処理を弱めるように補正をかけることにより、ノイズを目立ちにくくすることができる。一方、ノイズの目立ちにくい高濃度部ではノイズ抑制処理を弱め、エッジ強調処理を強める補正を行うことにより、ノイズ抑制処理によるノイズ、アーティファクトの発生を弱めることができる。
〔差分処理〕
原画像信号Ｓin及び各周波数帯域の非鮮鋭画像信号ｇk（k=１〜k=Ｌ-１）にエッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理が施されると、まず、図１２に示す減算器１２８において、エッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの原画像信号ＳN′（第１の変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ1′の減算を行う。この減算は、原画像信号ＳN′と非鮮鋭画像信号ｇ1′との対応する画素の間で実行される。そして、減算により得られた主にノイズ成分からなる差分信号に所定のノイズ調整係数（ノイズコントロール係数）βN1（０＞βNk＞−１）が掛けられ、ノイズ成分が減弱調整された差分画像信号Ｎ0が得られる。

同様に、減算器１２９により、ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの原画像信号ＳE′（第２の変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ1′の減算を行う。この減算は、ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの原画像信号ＳE′と非鮮鋭画像信号ｇ1′との対応する画素の間で実行される。そして、減算により得られた主にエッジ成分からなる差分信号に、所定のエッジ調整係数（エッジコントロール係数）βE1（βEk＞１）が掛けられ、エッジ成分が強調調整された差分画像信号Ｅ0が得られる。この差分画像信号Ｎ0と差分画像画像信号Ｅ0を加算器１３０により加算することにより、差分画像信号Ｂ0が得られる。

また、減算器１２８により、エッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号ｇN１′（第１の変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ2′の減算を行う。この減算は、非鮮鋭画像信号ｇN1′と非鮮鋭画像信号ｇ2′との対応する画素の間で実行される。そして、減算により得られた主にノイズ成分からなる差分信号に、所定のノイズコントロール係数βN2が掛けられ、ノイズ成分が減弱調整された差分画像信号Ｎ1が得られる。

同様に、減算器１２９により、ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号ｇE1′（第２の変換画像信号）から非鮮鋭画像信号ｇ2′の減算を行う。この減算は、非鮮鋭画像信号ｇE1′と非鮮鋭画像信号ｇ2′との対応する画素の間で実行される。そして、減算により得られた主にエッジ成分からなる差分信号に、所定のエッジコントロール係数βE1が掛けられ、エッジ成分が強調調整された差分画像信号Ｅ1が得られる。この差分画像信号Ｎ1と差分画像信号Ｅ1を加算器１３０により加算することにより、差分画像信号Ｂ1が得られる。

このような処理を順次繰り返すことで、差分画像信号Ｂk-1（k=１〜k=Ｌ）を得る。得られた差分画像信号Ｂk-1は、図示しない画像メモリに格納される。

図１５は、ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる主にエッジ成分からなる差分信号にエッジコントロール係数βEkをかけた時の処理応答（図１５のエッジ成分処理応答）と濃度との関係を示す図、及びエッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる主にノイズ成分からなる差分信号にノイズコントロールβNkをかけたときの処理応答（図１５のノイズ成分処理応答）と濃度との関係を示す図である。図１５に示すように、濃度依存補正処理をノイズ成分、エッジ成分に個別に施した結果、低濃度部ではノイズ抑制処理が強めにかかり、エッジ強調処理が抑えられる。これにより、低濃度部でノイズを目立ちにくくすることができる。また、ノイズの目立ちにくい高濃度部では、ノイズ抑制処理が弱めにかかり、エッジ強調処理が強めにかかる。これにより、高濃度部ではノイズ抑制処理を弱めてノイズ処理により生じるアーティファクトを抑えつつ、エッジ強調を強くかけることが可能となる。

エッジ成分はどの周波数帯域でも存在するが、ノイズ成分は主に高周波成分であるので、低周波帯域からノイズ抑制処理を強くかけると画像がぼけてしまう。そこで、エッジ平滑化処理により取得された画像信号に掛けるノイズコントロール係数βNk、ノイズ平滑化処理により取得された画像信号に掛けるエッジコントロール係数βEkをそれぞれ個別に設定し、エッジコントロール係数βEkを低周波帯域から高周波帯域のそれぞれのエッジ成分にかけてエッジ強調を低周波帯域から高周波帯域にかけて行い、ノイズコントロール係数βNkを高周波数帯域のみのノイズ成分にかけて高周波数帯域のみにノイズ抑制を行うことで、図１６に示すようにエッジ成分及びノイズ成分に対して異なった周波数応答を得ることができ、低周波数帯でのノイズ抑制処理を抑えて画像のぼけを抑制することが可能となる。

〔復元処理〕
復元処理部１３においては、分解・変換処理部１２で取得された差分画像信号Ｂk-1（k=１〜k=Ｌ）を原画像信号Ｓinに加算して逆変換し、画像信号Ｓoutを出力する。復元処理部１３の構成は、入力信号が異なる他は、図１１で説明したのと同様であるので説明を省略する。

復元処理された画像信号Ｓoutは、画像出力部１４において可視像として印刷あるいは表示の出力がなされる。また、各種ディスク装置にディジタルデータとして記憶される。

以上説明したように、画像処理装置１０によれば、画像信号を多重解像度分解処理して得られた基準となる周波数帯域において取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号及び原画像信号にノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理を施して、主にエッジ成分からなる第１の変換画像信号を取得し、この第１の変換画像信号のそれぞれと隣合う周波数帯域（原画像信号に対しては最高周波数帯域）の非鮮鋭画像信号との差分画像信号を取得し、各差分画像信号に対しエッジコントロール係数を掛けてエッジ成分の強調を行う。また、画像信号を多重解像度分解処理して得られた基準となる周波数帯域において取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号及び原画像信号にエッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理を施して、主にノイズ成分からなる第２の変換画像信号を取得し、この第２の変換画像信号のそれぞれと隣合う周波数帯域（原画像信号に対しては最高周波数帯域）の非鮮鋭画像信号との差分画像信号を取得し、各差分画像信号に対しノイズコントロール係数を掛けてノイズ成分の抑制を行う。そして、得られたエッジ強調差分画像信号及びノイズ抑制差分画像信号を原画像信号に加算して処理済み画像を得る。

従って、エッジ強調・ノイズ抑制処理によるノイズやアーティファクトの発生を抑制しつつ、画像信号中の構造物の輪郭などのエッジ成分の強調、ノイズ成分の減弱を行うことが可能となる。

なお、以上の実施の形態例においては、ラプラシアンピラミッド法を用いて多重解像度空間への変換と多重解像度空間からの逆変換を行うようにしていた。この変換と逆変換とを、ウェーブレット変換により行うことで、任意の方向（縦方向，横方向，斜め方向）についての強調処理を行うことが可能になる。

また、上記第１及び第２の実施の形態においては、全ての周波数帯域において差分画像信号を取得し、これを原画像信号に加算することとしたが、これに限定されず、少なくとも一つの周波数帯域において差分画像信号を得てエッジ強調及び／又はノイズ抑制処理を行うことで、エッジ強調、ノイズ抑制を行うことができる。

また、以上の実施の形態例の画像処理方法および画像処理装置は、放射線画像、ＭＲＩによる画像、ＣＴによる画像、その他の各種画像において強調処理を行うに適している。

その他、画像処理装置１０を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る画像処理装置１０の機能的構成を示すブロック図である。 分解・変換処理部１２及び復元処理部１３により原画像信号Ｓinから処理済み画像信号Ｓoutを得るための処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における分解・変換処理部１２（１２Ａ）の構成例を示すブロック図である。 分解・変換処理部１２において実行されるエッジ成分情報取得処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、差分画像信号の或る一列分の画像信号を模式的に示す図、（ｂ）は、（ａ）の差分画像信号にエッジ成分情報取得処理を施した場合のエッジ成分及び非エッジ成分の分類を模式的に示す図である。 （ａ）は、多重解像度分解のダウンサンプリングをバイノミアルフィルタリングを８回行うラプラシアンピラミッド法で行った場合に用いる二次元の平滑化フィルタ係数（５tap）の一例を示す図、（ｂ）は、多重解像度分解のダウンサンプリングをバイノミアルフィルタリングを８回行うラプラシアンピラミッド法で行った場合に用いる一次元の平滑化フィルタ係数（５tap）の一例を示す図である。 濃度依存補正処理で用いられる補正関数の一例を示す図である。 図７の補正関数のコントラストに対する応答を表した図である。 図７の補正関数の濃度に対する応答を表した図である。 エッジ平滑化処理及び／又はノイズ平滑化処理を行った後濃度依存補正処理した非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる差分信号にエッジ強調・ノイズ抑制係数βk（k=１〜k=Ｌ）をかけた時の処理応答と濃度との関係を示す図である。 復元処理部１３の構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における分解・変換処理部１２（１２Ｂ）の構成例を示すブロック図である。 ノイズ平滑化処理後の主にエッジ成分からなる非鮮鋭画像信号に使用する補正関数の濃度に対する応答を表した図である。 エッジ平滑化処理後の主にノイズ成分からなる非鮮鋭画像信号に使用する補正関数の濃度に対する応答を表した図である。 ノイズ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる主にエッジ成分からなる差分信号にエッジコントロール係数βEkをかけた時の処理応答と濃度との関係を示す図、及びエッジ平滑化処理及び濃度依存補正処理済みの非鮮鋭画像信号から一つ下の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の減算を行った際に得られる主にノイズ成分からなる差分信号にノイズコントロールβNkをかけたときの処理応答と濃度との関係を示す図である。 エッジコントロール係数βEkを低周波帯域から高周波帯域のそれぞれのエッジ成分にかけてエッジ強調を低周波帯域から高周波帯域にかけて行い、ノイズコントロール係数βNkを高周波数帯域のみのノイズ成分にかけて高周波数帯域のみにノイズ抑制を行うことで得られるエッジ成分の周波数応答及びノイズ成分の周波数応答の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像処理装置
１１ 画像入力部
１２ 分解・変換処理部
１３ 復元処理部
１４ 画像出力部

Claims (14)

1. 入力画像信号を多重解像度変換して互いに異なる複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号を取得する分解処理工程と、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つに変換処理を施して得られる変換画像信号と、その変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとり差分画像信号を得る変換処理工程と、当該差分画像信号を前記入力画像信号に加算することにより処理済み画像を得る復元処理工程とを含む画像処理方法において、
   前記変換処理工程は、
   前記入力画像信号のエッジ情報及び／又はノイズ情報を取得する情報取得工程と、
   前記取得したエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理又はノイズ平滑化処理のうちの少なくとも一つの処理を施した後、濃度依存補正処理を施して前記変換画像信号を得る工程と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記変換工程は、
   前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにノイズ平滑化処理を施し、前記ノイズ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第１の前記変換画像信号を得る工程と、前記第１の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にエッジ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のエッジ調整係数をかけてエッジ成分が調整された前記差分画像信号を得る工程とを含むエッジ成分調整工程と、
   前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理を施し、前記エッジ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第２の前記変換画像信号を得る工程と、前記第２の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にノイズ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のノイズ調整係数をかけてノイズ成分が調整された前記差分画像信号を得る工程とを含むノイズ成分調整工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記エッジ情報とは、エッジ成分の画素位置、信号値の符号、前記エッジ成分の方向、エッジ変局点の画素位置を示す情報のうち少なくとも一つを含み、前記ノイズ情報とは、ノイズ成分の、局所分散値、エントロピー値、画素位置を示す情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理方法。
4. 前記ノイズ平滑化処理とは、エッジ成分ではない位置の画素については二次元的な平滑化を行い、エッジ成分の画素についてはエッジ勾配方向以外の方向又はエッジ勾配方向と垂直な方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理方法。
5. 前記エッジ平滑化処理とは、エッジ成分の画素について、エッジ勾配方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像処理方法。
6. 前記多重解像度変換は、ラプラシアンピラミッド法を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理方法。
7. 前記多重解像度変換は、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理方法。
8. 入力画像信号を多重解像度変換して互いに異なる複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号を取得する分解処理手段と、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つに変換処理を施して得られる変換画像信号と、その変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとり差分画像信号を得る変換処理手段と、当該差分画像信号を前記入力画像信号に加算することにより処理済み画像を得る復元処理手段を備えた画像処理装置において、
   前記変換処理手段は、
   前記入力画像信号のエッジ情報及び／又はノイズ情報を取得する情報取得手段と、
   前記取得したエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理又はノイズ平滑化処理のうちの少なくとも一つの処理を施した後、濃度依存補正処理を施して前記変換画像信号を得る手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
9. 前記変換手段は、
   前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにノイズ平滑化処理を施し、前記ノイズ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第１の前記変換画像信号を得る手段と、前記第１の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にエッジ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のエッジ調整係数をかけてエッジ成分が調整された前記差分画像信号を得る手段とを有するエッジ成分調整手段と、
   前記取得されたエッジ情報及び／又はノイズ情報に基づいて、前記入力画像信号及び／又は前記複数の周波数帯域の非鮮鋭画像信号の少なくとも一つにエッジ平滑化処理を施し、前記エッジ平滑化された画像信号に濃度依存補正処理を施して第２の前記変換画像信号を得る手段と、前記第２の変換画像信号とその変換画像信号に隣り合う周波数帯域の画像信号又は最高周波数帯域の画像信号との差分をとって主にノイズ成分からなる差分信号を取得した後、その差分信号に所定のノイズ調整係数をかけてノイズ成分が調整された前記差分画像信号を得る手段とを有するノイズ成分調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記エッジ情報とは、エッジ成分の画素位置、信号値の符号、前記エッジ成分の方向、エッジ変局点の画素位置を示す情報のうち少なくとも一つを含み、前記ノイズ情報とは、ノイズ成分の、局所分散値、エントロピー値、画素位置を示す情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像処理装置。
11. 前記ノイズ平滑化処理とは、エッジ成分ではない位置の画素については二次元的な平滑化を行い、エッジ成分の画素についてはエッジ勾配方向以外の方向又はエッジ勾配方向と垂直な方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の画像処理装置。
12. 前記エッジ平滑化処理とは、エッジ成分の画素について、エッジ勾配方向のみに一次元的な平滑化処理を施すことを特徴とする請求項８〜１１の何れか一項に記載の画像処理装置。
13. 前記多重解像度変換は、ラプラシアンピラミッド法を用いることを特徴とする請求項８〜１２の何れか一項に記載の画像処理装置。
14. 前記多重解像度変換は、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項８〜１２の何れか一項に記載の画像処理装置。

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