JP2016038708A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、及び画像処理方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method.
従来から、ラプラシアンフィルタやガウシアンフィルタ、ボックスフィルタといった画像フィルタを用いて、エッジ(輪郭)強調やぼかし(ノイズ低減)の画像処理を行う手法が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for performing image processing for edge (outline) enhancement and blurring (noise reduction) using an image filter such as a Laplacian filter, a Gaussian filter, or a box filter is known (for example, Patent Document 1).
従来の手法では、画像フィルタのパラメータは多くの場合固定であるため、強調させたい空間周波数帯や減衰させたい空間周波数帯を指定したり、強調或いは減衰の度合いを調整したりすることが難しく、入力画像を想定してパラメータが調整された画像フィルタを使用していた。 In the conventional method, since the parameters of the image filter are fixed in many cases, it is difficult to specify the spatial frequency band to be emphasized or the spatial frequency band to be attenuated, or to adjust the degree of enhancement or attenuation. An image filter with parameters adjusted for an input image was used.
例えば走査型電子顕微鏡像(SEM画像)においては、照射電流量、観察倍率、フォーカス調整、画像積算回数、検出信号のアンプゲイン等の撮影条件によって、S/N比や画像の鮮明度について多様な状況となり得るため、画一的な既成フィルタを組み合わせて適用するだけでは、十分な画質改善を達成することは難しい。 For example, in a scanning electron microscope image (SEM image), there are various S / N ratios and image sharpnesses depending on imaging conditions such as irradiation current amount, observation magnification, focus adjustment, number of times of image integration, and amplifier gain of detection signals. Since it can be a situation, it is difficult to achieve sufficient image quality improvement by simply applying a combination of uniform pre-built filters.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、様々な入力画像に対応して処理することが可能な、画像処理装置、及び画像処理方法を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, an image processing apparatus capable of processing corresponding to various input images, and An image processing method can be provided.
(1)本発明に係る画像処理装置は、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が増加するような、増幅率ρと空間周波数fとを変数とする第1の伝達関数と、前記空間周波数f0において前記第1の伝達関数と連続であり且つ前記空間周波数f0以上の空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が減少するような、空間周波数fを変数とする第2の伝達関数とを求め、前記第1の伝達関数及び前記第2の伝達関数に基づく画像フィルタを生成するフィルタ生成部と、入力画像に対して前記画像フィルタを適用して出力画像を得るフィルタ処理部とを含む。 (1) The image processing apparatus according to the present invention has a first variable having an amplification factor ρ and a spatial frequency f such that values increase with an increase in the spatial frequency in a spatial frequency band from direct current to the spatial frequency f0. The transfer function is a variable having the spatial frequency f as a variable, which is continuous with the first transfer function at the spatial frequency f0 and whose value decreases as the spatial frequency increases in the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0. And a filter generation unit that generates an image filter based on the first transfer function and the second transfer function, and a filter that obtains an output image by applying the image filter to an input image And a processing unit.
また、本発明に係る画像処理方法は、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が増加するような、増幅率ρと空間周波数fとを変数とする第1の伝達関数と、前記空間周波数f0において前記第1の伝達関数と連続であり且つ前記空間周波数f0以上の空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が減少するような、空間周波数fを変数とする第2の伝達関数とを求め、前記第1の伝達関数及び前記第2の伝達関数に基づく画像フィルタを生成するフィルタ生成工程と、入力画像に対して前記画像フィルタを適用して出力画像を得るフィルタ処理工程とを含む。 In addition, the image processing method according to the present invention provides the first transmission using the amplification factor ρ and the spatial frequency f as variables so that the value increases as the spatial frequency increases in the spatial frequency band from direct current to the spatial frequency f0. A second function having a spatial frequency f as a variable that is continuous with the first transfer function at the spatial frequency f0 and decreases with an increase in the spatial frequency in the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0. A filter generation step of generating an image filter based on the first transfer function and the second transfer function, and a filter process for obtaining an output image by applying the image filter to an input image Process.
本発明によれば、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯を増幅率ρに応じて強調させ、空間周波数f0以上の空間周波数帯を減衰させる画像フィルタを入力画像に適用す
ることで、適切にエッジ強調がなされ適度にノイズが低減された出力画像を得ることを可能とし、また、空間周波数f0と増幅率ρを適切な値に設定するだけで、様々な入力画像に対応する最適な画像フィルタを生成することができる。
According to the present invention, an image filter that enhances the spatial frequency band from direct current to the spatial frequency f0 according to the amplification factor ρ and attenuates the spatial frequency band above the spatial frequency f0 is applied to the input image appropriately. It is possible to obtain an output image in which edge enhancement is performed and noise is moderately reduced, and an optimum image filter corresponding to various input images can be obtained simply by setting the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ to appropriate values. Can be generated.
(2)本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法では、前記空間周波数f0は、前記入力画像において信号成分を含む最大の空間周波数であってもよい。 (2) In the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the spatial frequency f0 may be a maximum spatial frequency including a signal component in the input image.
本発明によれば、様々な入力画像に対応する最適な画像フィルタを生成することができる。 According to the present invention, it is possible to generate an optimum image filter corresponding to various input images.
(3)本発明に係る画像処理装置では、前記フィルタ生成部は、前記入力画像における空間周波数f以上の空間周波数帯の振幅成分についてレイリー分布への適合度を検定して検定統計量を求め、前記空間周波数fの変化に伴う検定統計量の変化量を高周波側から調べ、当該変化量が所定の閾値を超えたときの前記空間周波数fの値を前記空間周波数f0として決定してもよい。 (3) In the image processing device according to the present invention, the filter generation unit obtains a test statistic by testing the degree of fit to the Rayleigh distribution for the amplitude component of the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f in the input image, The change amount of the test statistic associated with the change in the spatial frequency f may be examined from the high frequency side, and the value of the spatial frequency f when the change amount exceeds a predetermined threshold may be determined as the spatial frequency f0.
また、本発明に係る画像処理方法では、前記フィルタ生成工程において、前記入力画像における空間周波数f以上の空間周波数帯の振幅成分についてレイリー分布への適合度を検定して検定統計量を求め、前記空間周波数fの変化に伴う検定統計量の変化量を高周波側から調べ、当該変化量が所定の閾値を超えたときの前記空間周波数fの値を前記空間周波数f0として決定してもよい。 Further, in the image processing method according to the present invention, in the filter generation step, a test statistic is obtained by testing a fitness to a Rayleigh distribution for an amplitude component in a spatial frequency band equal to or higher than a spatial frequency f in the input image, The change amount of the test statistic associated with the change in the spatial frequency f may be examined from the high frequency side, and the value of the spatial frequency f when the change amount exceeds a predetermined threshold may be determined as the spatial frequency f0.
本発明によれば、様々な入力画像に対応する最適な空間周波数f0を自動的に設定することができる。 According to the present invention, the optimum spatial frequency f0 corresponding to various input images can be automatically set.
(4)本発明に係る画像処理装置では、前記フィルタ生成部は、決定した前記空間周波数f0と、前記増幅率ρの複数の候補値とを前記第1の伝達関数及び前記第2の伝達関数に適用して複数の前記画像フィルタを生成し、生成した複数の前記画像フィルタを前記入力画像に対して順次適用して出力画像を生成し、生成した出力画像において飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の前記候補値を前記増幅率ρとして決定してもよい。 (4) In the image processing apparatus according to the present invention, the filter generation unit converts the determined spatial frequency f0 and a plurality of candidate values of the amplification factor ρ into the first transfer function and the second transfer function. To generate a plurality of the image filters, sequentially apply the generated plurality of image filters to the input image to generate an output image, and the number of saturated pixels in the generated output image has a predetermined threshold value. The maximum candidate value that does not exceed may be determined as the amplification factor ρ.
また、本発明に係る画像処理方法では、前記フィルタ生成工程において、決定した前記空間周波数f0と、前記増幅率ρの複数の候補値とを前記第1の伝達関数及び前記第2の伝達関数に適用して複数の前記画像フィルタを生成し、生成した複数の前記画像フィルタを前記入力画像に対して順次適用して出力画像を生成し、生成した出力画像において飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の前記候補値を前記増幅率ρとして決定してもよい。 In the image processing method according to the present invention, in the filter generation step, the determined spatial frequency f0 and a plurality of candidate values of the amplification factor ρ are used as the first transfer function and the second transfer function. Apply to generate a plurality of the image filters, sequentially apply the generated plurality of image filters to the input image to generate an output image, and the number of saturated pixels in the generated output image exceeds a predetermined threshold The largest candidate value that does not exist may be determined as the amplification factor ρ.
本発明によれば、様々な入力画像に対応する最適な増幅率ρを自動的に設定することができる。 According to the present invention, it is possible to automatically set an optimum amplification factor ρ corresponding to various input images.
(5)本発明に係る画像処理装置では、前記フィルタ生成部は、第1軸が空間周波数を示し前記第1軸と直交する第2軸が振幅率を示す矩形領域上の1点を指定する操作情報に基づいて、前記空間周波数f0と前記増幅率ρを決定してもよい。 (5) In the image processing apparatus according to the present invention, the filter generation unit designates one point on a rectangular area in which a first axis indicates a spatial frequency and a second axis orthogonal to the first axis indicates an amplitude ratio. The spatial frequency f0 and the amplification factor ρ may be determined based on operation information.
また、本発明に係る画像処理方法では、前記フィルタ生成工程において、第1軸が空間周波数を示し前記第1軸と直交する第2軸が振幅率を示す矩形領域上の1点を指定する操作情報に基づいて、前記空間周波数f0と前記増幅率ρを決定してもよい。 In the image processing method according to the present invention, in the filter generation step, an operation for designating one point on a rectangular area in which the first axis indicates a spatial frequency and the second axis orthogonal to the first axis indicates an amplitude ratio. The spatial frequency f0 and the amplification factor ρ may be determined based on the information.
本発明によれば、第1軸が空間周波数を示し第2軸が振幅率を示す矩形領域上の1点を指定するという直観的な操作で、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯を増幅率ρ
に応じて強調させ空間周波数f0以上の空間周波数帯を減衰させる画像フィルタを作成する手段をユーザに提供することができる。
According to the present invention, the spatial frequency band from DC to the spatial frequency f0 is amplified by an intuitive operation of designating one point on a rectangular area where the first axis indicates the spatial frequency and the second axis indicates the amplitude rate. Rate ρ
Accordingly, it is possible to provide a user with a means for creating an image filter that enhances and attenuates a spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.構成
図1に、本実施形態に係る画像処理装置の機能ブロック図の一例を示す。なお本実施形態の画像処理装置は図1の構成要素(各部)の一部を省略した構成としてもよい。
1. Configuration FIG. 1 shows an example of a functional block diagram of an image processing apparatus according to the present embodiment. Note that the image processing apparatus according to the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 1 are omitted.
本実施形態の画像処理装置1は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって撮像された画像(SEM画像)を入力画像として、入力画像の画質を改善するための画像処理を行う装置である。画像処理装置1は、処理部10、操作部20、表示部30、記憶部40を含む。 The image processing apparatus 1 according to the present embodiment is an apparatus that performs image processing for improving the image quality of an input image using an image (SEM image) captured by a scanning electron microscope (SEM) as an input image. The image processing apparatus 1 includes a processing unit 10, an operation unit 20, a display unit 30, and a storage unit 40.
操作部20は、ユーザが操作情報を入力するためのものであり、入力された操作情報を処理部10に出力する。操作部20の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネルなどのハードウェアにより実現することができる。 The operation unit 20 is for a user to input operation information, and outputs the input operation information to the processing unit 10. The function of the operation unit 20 can be realized by hardware such as a keyboard, a mouse, a button, and a touch panel.
表示部30は、処理部10によって生成された画像(出力画像)を表示するものであり、その機能は、LCD、CRTなどにより実現できる。 The display unit 30 displays an image (output image) generated by the processing unit 10, and its function can be realized by an LCD, a CRT, or the like.
記憶部40は、処理部10の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムや各種データを記憶するとともに、処理部10のワーク領域として機能し、その機能はハードディスク、RAMなどにより実現できる。 The storage unit 40 stores a program and various data for causing the computer to function as each unit of the processing unit 10 and functions as a work area of the processing unit 10, and the function can be realized by a hard disk, a RAM, or the like.
処理部10(コンピュータ)は、画像フィルタを生成し、生成した画像フィルタを入力画像に適用する画像処理を行う。処理部10の機能は、各種プロセッサ(CPU、DSP等)などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部10は、フィルタ生成部12、フィルタ処理部14を含む。 The processing unit 10 (computer) generates an image filter and performs image processing to apply the generated image filter to the input image. The functions of the processing unit 10 can be realized by hardware such as various processors (CPU, DSP, etc.) and programs. The processing unit 10 includes a filter generation unit 12 and a filter processing unit 14.
フィルタ生成部12は、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯を増幅率ρに応じて強調(増幅)させ、空間周波数f0以上の空間周波数帯を減衰させる画像フィルタを生成する。例えば、フィルタ生成部12は、直流から空間周波数f0までの空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が増加するような、増幅率ρと空間周波数fとを変数とする第1の伝達関数と、空間周波数f0において第1の伝達関数と連続であり且つ空間周波数f0以上の空間周波数帯において空間周波数の増加とともに値が減少するような、空間周波数fを変数とする第2の伝達関数とを求め、第1の伝達関数及び第2の伝達関数に基づく画像フィルタを生成する。 The filter generation unit 12 enhances (amplifies) the spatial frequency band from direct current to the spatial frequency f0 according to the amplification factor ρ, and generates an image filter that attenuates the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0. For example, the filter generation unit 12 has a first transfer function with the gain ρ and the spatial frequency f as variables, the values of which increase as the spatial frequency increases in the spatial frequency band from direct current to the spatial frequency f0. A second transfer function having the spatial frequency f as a variable is obtained, which is continuous with the first transfer function at the spatial frequency f0 and decreases in the spatial frequency band of the spatial frequency f0 or higher with a decrease in the spatial frequency. And generating an image filter based on the first transfer function and the second transfer function.
フィルタ処理部14は、処理対象となる入力画像に対して、フィルタ生成部12で生成された画像フィルタを適用して出力画像を生成する。例えば、フィルタ処理部14は、入力画像をフーリエ変換した結果と、フィルタ生成部12で生成された画像フィルタ(周波数特性)とを乗算し、その結果を逆フーリエ変換することで出力画像を生成する。また、フィルタ処理部14は、フィルタ生成部12で生成された画像フィルタを逆フーリエ変換してフィルタカーネルを生成し、生成したフィルタカーネルを入力画像に適用(畳み込み演算)することで出力画像を生成してもよい。フィルタ処理部14で生成された出力画像は、記憶部40に記憶され、また表示部30に表示される。 The filter processing unit 14 generates an output image by applying the image filter generated by the filter generation unit 12 to the input image to be processed. For example, the filter processing unit 14 multiplies the result of Fourier transform of the input image by the image filter (frequency characteristics) generated by the filter generation unit 12, and generates an output image by performing inverse Fourier transform on the result. . Further, the filter processing unit 14 generates a filter kernel by performing inverse Fourier transform on the image filter generated by the filter generation unit 12, and generates an output image by applying the generated filter kernel to the input image (convolution operation). May be. The output image generated by the filter processing unit 14 is stored in the storage unit 40 and displayed on the display unit 30.
ここで、フィルタ生成部12は、入力画像に基づき空間周波数f0及び増幅率ρを決定し、決定した空間周波数f0及び増幅率ρを第1の伝達関数及び第2の伝達関数に適用して画像フィルタを生成してもよい(自動調整)。この場合、フィルタ生成部12は、入力画像における空間周波数f以上の空間周波数帯の振幅成分についてレイリー分布への適合度を検定して検定統計量を求め、空間周波数fの変化に伴う検定統計量の変化量を高周波側から調べ、当該変化量が所定の閾値を超えたときの空間周波数fの値を前記空間周波数f0として決定してもよい。また、フィルタ生成部12は、決定した空間周波数f0と、増幅率ρの複数の候補値とを第1の伝達関数及び第2の伝達関数に適用して複数の画像フィルタを生成し、生成した複数の画像フィルタを入力画像に対して順次適用して出力画像を生成し、生成した出力画像において飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の候補値を増幅率ρとして決定してもよい。 Here, the filter generation unit 12 determines the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ based on the input image, and applies the determined spatial frequency f0 and the amplification factor ρ to the first transfer function and the second transfer function. A filter may be generated (automatic adjustment). In this case, the filter generation unit 12 obtains a test statistic by testing the degree of fit to the Rayleigh distribution for the amplitude component in the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f in the input image, and the test statistic accompanying the change in the spatial frequency f. May be determined from the high frequency side, and the value of the spatial frequency f when the amount of change exceeds a predetermined threshold may be determined as the spatial frequency f0. The filter generation unit 12 generates and generates a plurality of image filters by applying the determined spatial frequency f0 and a plurality of candidate values of the amplification factor ρ to the first transfer function and the second transfer function. A plurality of image filters may be sequentially applied to the input image to generate an output image, and the maximum candidate value in which the number of saturated pixels does not exceed a predetermined threshold in the generated output image may be determined as the amplification factor ρ.
また、フィルタ生成部12は、操作部20からの操作情報に基づいて空間周波数f0及び増幅率ρを決定し、決定した空間周波数f0及び増幅率ρを第1の伝達関数及び第2の伝達関数に適用して画像フィルタを生成してもよい(手動調整)。この場合、処理部10は、第1軸が空間周波数を示し前記第1軸と直交する第2軸が振幅率を示す矩形領域を表示部30に表示させ、フィルタ生成部12は、表示部30に表示された当該矩形領域中の1点を指定する操作情報(指定された位置の座標情報)に基づいて、空間周波数f0と増幅率ρを決定してもよい。 Further, the filter generation unit 12 determines the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ based on the operation information from the operation unit 20, and uses the determined spatial frequency f0 and the amplification factor ρ as the first transfer function and the second transfer function. May be applied to generate an image filter (manual adjustment). In this case, the processing unit 10 causes the display unit 30 to display a rectangular region in which the first axis indicates the spatial frequency and the second axis orthogonal to the first axis indicates the amplitude rate, and the filter generation unit 12 includes the display unit 30. The spatial frequency f0 and the amplification factor ρ may be determined based on the operation information (coordinate information of the designated position) that designates one point in the rectangular area displayed in FIG.
2.本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。
2. Next, the method of this embodiment will be described with reference to the drawings.
2−1.概要
図2は、本実施形態で生成される画像フィルタの周波数特性を示す図である。図中横軸は空間周波数fを示し、縦軸は増幅率(増幅ゲイン、単位:dB)を示す。
2-1. Overview FIG. 2 is a diagram illustrating frequency characteristics of an image filter generated in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the spatial frequency f, and the vertical axis represents the amplification factor (amplification gain, unit: dB).
本実施形態の画像フィルタは、直流からf0(カットオフ周波数)までの空間周波数帯において空間周波数fの増加とともに値が増加する伝達関数hρ(f)(第1の伝達関数)と、f0において伝達関数hρ(f)と連続であり且つf0以上の空間周波数帯において空間周波数fの増加とともに値が減少する伝達関数g(f)(第2の伝達関数)からなる。ここで、伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)において、空間周波数fがf0で
あるときの増幅率はρである。また、f0は、入力画像の周波数空間において信号成分を含む最大の周波数であり、入力画像の周波数空間において信号成分がノイズ成分に対して支配的である最大の空間周波数であることが望ましい。
The image filter of the present embodiment has a transfer function h ρ (f) (first transfer function) whose value increases as the spatial frequency f increases in the spatial frequency band from direct current to f0 (cutoff frequency), and f0 It consists of a transfer function g (f) (second transfer function) that is continuous with the transfer function h ρ (f) and whose value decreases with an increase in the spatial frequency f in the spatial frequency band of f0 or more. Here, in the transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f), the amplification factor when the spatial frequency f is f0 is ρ. F0 is the maximum frequency including the signal component in the frequency space of the input image, and is preferably the maximum spatial frequency in which the signal component is dominant over the noise component in the frequency space of the input image.
伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)は、それぞれ両対数グラフ上で直線となる関数である。伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)を両対数グラフ上で設計する理由は、ウェーバー・フェヒナーの法則を考慮するためである。伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)は、次式のように表される。但し、伝達関数g(f)では、空間周波数fが10倍になるごとに増幅率がd(d<1)倍されるものとする。 The transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) are functions that are linear on the log-log graph. The reason why the transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) are designed on the log-log graph is to consider Weber-Fechner's law. The transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) are expressed as follows: However, in the transfer function g (f), the amplification factor is multiplied by d (d <1) every time the spatial frequency f is increased 10 times.
なお、伝達関数hρ(f)と伝達関数g(f)とが滑らかに接続されるように画像フィルタを設計してもよいし、伝達関数hρ(f)や伝達関数g(f)の形状が単調カーブや滑らかなS字曲線となるように画像フィルタを設計してもよい。 The image filter may be designed so that the transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) are smoothly connected, or the transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) The image filter may be designed so that the shape is a monotone curve or a smooth S-curve.
2−2.自動調整の手法
次に、入力画像の画質を自動調整する手法について説明する。この手法では、画像フィルタの2つのパラメータである空間周波数f0及び増幅率ρを、入力画像に応じて自動的に決定する。
2-2. Next, a method for automatically adjusting the image quality of an input image will be described. In this method, the two parameters of the image filter, the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ, are automatically determined according to the input image.
ビーム径がd(d>1)ピクセルである荷電粒子ビーム(例えば、電子ビーム)によって撮影されたグレイスケールのデジタル画像を入力画像として処理する場合を考える。 Consider a case where a gray-scale digital image captured by a charged particle beam (for example, an electron beam) having a beam diameter of d (d> 1) pixels is processed as an input image.
N×Nピクセルのサイズに切り出した入力画像を高速フーリエ変換すると、入力画像の周波数空間(フーリエ空間、逆格子空間)において、空間周波数f0(≡N/2d≦√(fx 2+fy 2)、fx、fyはx方向、y方向の周波数)より高周波側の領域では、撮影対象由来の振幅成分(信号成分)が含まれず、全てがショットノイズ或いはランダムノイズ由来の振幅成分(ノイズ成分)となる。このようなノイズ成分を構成する波の複素平面における実数成分及び虚数成分の分布は、それぞれ同じ標準偏差のガウス分布に従うと考えられる。 When an input image cut out to a size of N × N pixels fast Fourier transform, the frequency space of the input image (the Fourier space, the reciprocal space), the spatial frequency f0 (≡N / 2d ≦ √ ( f x 2 + f y 2) , f x, f y are the x direction, in the region of the high-frequency side of the y direction of the frequency), does not include the amplitude component from the imaging target (signal component), the amplitude component (noise component of all shot noise or random noise from ) The distribution of the real component and the imaginary component in the complex plane of the wave constituting such a noise component is considered to follow a Gaussian distribution with the same standard deviation.
一方、空間周波数f0より低周波側の領域においては、撮影対象の周期性が反映され、強度の高い逆格子点が存在するようになる。このような信号成分を構成する波の複素平面における実数成分及び虚数成分の分布は、それぞれガウス分布には必ずしも従わないと考えられる。 On the other hand, in the region on the lower frequency side than the spatial frequency f0, the periodicity of the object to be imaged is reflected, and a reciprocal lattice point with high intensity exists. It is considered that the distribution of the real component and the imaginary component in the complex plane of the wave constituting such a signal component does not necessarily follow the Gaussian distribution.
複素平面上で、実数成分Reと虚数成分Imが、それぞれ原点を中心として同じ標準偏差のガウス分布に従う場合、複素数の絶対値(振幅値)√(Re2+Im2)の分布は、レイリー分布と呼ばれる。そこで、本実施形態では、入力画像の周波数空間において、空
間周波数がf以上の領域で複素数の絶対値がレイリー分布に従うかどうかを、fを高周波側から低周波側に向けて変化させて順次検定し、検定結果が合格から不合格に転じるときのfを空間周波数f0として決定する。これにより、入力画像の周波数空間において信号成分を含む最大の空間周波数f0を正確に決定することができる。
On the complex plane, when the real component Re and the imaginary component Im follow a Gaussian distribution with the same standard deviation centered on the origin, the distribution of the absolute value (amplitude value) √ (Re 2 + Im 2 ) of the complex number is the Rayleigh distribution. be called. Therefore, in the present embodiment, in the frequency space of the input image, whether or not the absolute value of the complex number follows the Rayleigh distribution in a region where the spatial frequency is f or higher is sequentially verified by changing f from the high frequency side toward the low frequency side. Then, f when the test result changes from pass to fail is determined as the spatial frequency f0. Thereby, the maximum spatial frequency f0 including the signal component in the frequency space of the input image can be accurately determined.
図3は、空間周波数f0及び増幅率ρを入力画像に応じて自動的に決定する際の処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing when the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ are automatically determined according to the input image.
まず、フィルタ生成部12は、入力画像の全領域又は部分抽出した領域を高速フーリエ変換する(ステップS10)。次に、フィルタ生成部12は、空間周波数f(原点(波数=0)からの動径距離)に0を設定し(ステップS12)、入力画像を高速フーリエ変換した結果に対して、空間周波数f以上の全ての角度の振幅値を標本とした、平均、分散、歪度及び尖度の基本統計量を求め、レイリー分布への適合度を検定して検定統計量Testを算出する(ステップS14)。ここでは、ガウス分布の検定法であるジャック=ベラ検定をレイリー分布の検定に応用し、検定統計量Testを次式により求める。 First, the filter generation unit 12 performs a fast Fourier transform on the entire region or a partially extracted region of the input image (step S10). Next, the filter generation unit 12 sets 0 to the spatial frequency f (radial distance from the origin (wave number = 0)) (step S12), and the spatial frequency f is obtained from the result of fast Fourier transform of the input image. Using the amplitude values of all the angles as samples, basic statistics of average, variance, skewness, and kurtosis are obtained, and the degree of fit to the Rayleigh distribution is tested to calculate a test statistic Test (step S14). . Here, the Gaussian distribution test method Jack-Bella test is applied to the Rayleigh distribution test, and the test statistic Test is obtained by the following equation.
図4は、空間周波数fを変えて算出した検定統計量(レイリー分布への適合度を検定した検定統計量)を示すグラフである。図4では、入力画像のパワースペクトルも併せて示している。図中横軸は空間周波数fを示し、図中縦軸は検定統計量(パワースペクトルについては振幅強度)を示す。 FIG. 4 is a graph showing a test statistic calculated by changing the spatial frequency f (a test statistic obtained by testing the fitness to the Rayleigh distribution). FIG. 4 also shows the power spectrum of the input image. In the figure, the horizontal axis represents the spatial frequency f, and the vertical axis in the figure represents the test statistic (the amplitude intensity for the power spectrum).
空間周波数fが最大空間周波数fmaxに達した場合(ステップS16のY)には、フィルタ生成部12は、記憶部40に記憶された空間周波数f毎の検定統計量に基づいて、空間周波数fを高周波側から低周波側に向けて変化させたときの検定統計量の変化量を高周波側から算出していき(ステップS20)、当該変化量が所定の閾値を超えたとき(検
定結果が合格から不合格に転じるとき)の空間周波数fの値をf0として決定する(ステップS22)。
When the spatial frequency f reaches the maximum spatial frequency f max (Y in step S16), the filter generation unit 12 determines the spatial frequency f based on the test statistic for each spatial frequency f stored in the storage unit 40. The amount of change in the test statistic when the value is changed from the high frequency side to the low frequency side is calculated from the high frequency side (step S20), and when the change amount exceeds a predetermined threshold (the test result is passed) The value of the spatial frequency f at the time of changing from (to) to reject is determined as f0 (step S22).
次に、フィルタ生成部12は、増幅率ρに所定の最小値ρmin(複数の候補値のうちの最小値)を設定し(ステップS24)、ステップS22で決定した空間周波数f0と増幅率ρとを伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)に適用して画像フィルタを生成し(ステップS26)、生成した画像フィルタを入力画像に適用して出力画像を生成し(ステップS28)、生成した出力画像における飽和画素数(白又は黒に飽和する画素の数)を算出する(ステップS30)。算出された飽和画素数はそのときの増幅率ρに対応付けて記憶部40に記憶される。 Next, the filter generation unit 12 sets a predetermined minimum value ρ min (minimum value among a plurality of candidate values) to the amplification factor ρ (step S24), and the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ determined in step S22. Are applied to the transfer function h ρ (f) and the transfer function g (f) to generate an image filter (step S26), and the generated image filter is applied to the input image to generate an output image (step S28). Then, the saturation pixel number (the number of pixels saturated in white or black) in the generated output image is calculated (step S30). The calculated number of saturated pixels is stored in the storage unit 40 in association with the amplification factor ρ at that time.
次に、フィルタ生成部12は、増幅率ρが所定の最大値ρmaxに達したか否かを判断し(ステップS32)、最大値ρmaxに達していない場合(ステップS32のN)には、増幅率ρをΔρ(Δρ<ρmax−ρmin)だけ増加させて(ステップS34)、ステップS26に移行する。以下、増幅率ρが最大値ρmaxに達するまで、ステップS26〜S34の処理を繰り返す。 Next, the filter generation unit 12 determines whether or not the amplification factor ρ has reached a predetermined maximum value ρ max (step S32). When the gain ρ has not reached the maximum value ρ max (N in step S32). The amplification factor ρ is increased by Δρ (Δρ <ρ max −ρ min ) (step S34), and the process proceeds to step S26. Hereinafter, until the amplification factor [rho reaches the maximum value [rho max, repeats the processing of steps S26~S34.
図5は、増幅率ρの候補値を変えて生成した各出力画像における飽和画素数を示すグラフである。図中横軸は増幅率を示し、図中縦軸は黒画素又は白画素の画素数を示す。図6(A)は、入力画像(SEM画像)であり、図6(B)は、増幅率ρを図5において「A」で示す値にしたときに生成された出力画像であり、図6(C)は、増幅率ρを図5において「B」で示す値としたときに生成された出力画像である。図6(B)に示す出力画像では、増幅率ρが低すぎるため、輪郭が不鮮明な画像となっており、図6(C)に示す出力画像では、増幅率ρが高すぎるため、飽和画素が多い画像となっている。 FIG. 5 is a graph showing the number of saturated pixels in each output image generated by changing the candidate value of the amplification factor ρ. In the figure, the horizontal axis indicates the amplification factor, and in the figure, the vertical axis indicates the number of black pixels or white pixels. 6A is an input image (SEM image), and FIG. 6B is an output image generated when the gain ρ is set to a value indicated by “A” in FIG. (C) is an output image generated when the amplification factor ρ is set to a value indicated by “B” in FIG. 5. In the output image shown in FIG. 6B, the amplification factor ρ is too low, so that the contour is unclear. In the output image shown in FIG. 6C, the amplification factor ρ is too high, so There are many images.
増幅率ρが最大値ρmaxに達した場合(ステップS32のY)には、フィルタ生成部12は、記憶部40に記憶された増幅率ρ毎の飽和画素数に基づいて、飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の増幅率ρを、増幅率ρの確定値として決定する(ステップS36)。 When the amplification factor ρ reaches the maximum value ρ max (Y in step S32), the filter generation unit 12 determines that the saturation pixel number is based on the saturation pixel number for each amplification factor ρ stored in the storage unit 40. The maximum amplification factor ρ that does not exceed the predetermined threshold is determined as a final value of the amplification factor ρ (step S36).
図5に示す例では、図中「C」で示す値を、飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の値(増幅率ρの確定値)として決定している。図6(D)は、増幅率ρを図5において「C」で示す値としたときに生成された出力画像(増幅率ρの確定時の最終的な出力画像)である。図6(A)に示す入力画像と図6(D)に示す出力画像を比較すると、図6(D)に示す出力画像では適度にエッジ強調がなされ且つ適度にノイズが低減されていることが分かる。 In the example shown in FIG. 5, the value indicated by “C” in the figure is determined as the maximum value (the determined value of the amplification factor ρ) that does not exceed the predetermined threshold value. FIG. 6D is an output image (final output image when the amplification factor ρ is determined) generated when the amplification factor ρ is set to a value indicated by “C” in FIG. 5. Comparing the input image shown in FIG. 6 (A) with the output image shown in FIG. 6 (D), the output image shown in FIG. 6 (D) shows that edge enhancement is moderately performed and noise is moderately reduced. I understand.
このように、本実施形態の自動調整の手法によれば、様々な入力画像に対応する最適な空間周波数f0及び増幅率ρを自動的に設定して最適な画像フィルタを生成することができ、適切にエッジ強調がなされ適度にノイズが低減された出力画像を得ることができる。 As described above, according to the automatic adjustment method of the present embodiment, an optimal image filter can be generated by automatically setting the optimal spatial frequency f0 and amplification factor ρ corresponding to various input images, An output image in which edge enhancement is appropriately performed and noise is appropriately reduced can be obtained.
2−3.手動調整の手法
次に、入力画像の画質を手動調整する手法について説明する。この手法では、画像フィルタの2つのパラメータである空間周波数f0及び増幅率ρを、ユーザが入力した操作情報に基づき決定する。
2-3. Manual Adjustment Method Next, a method for manually adjusting the image quality of an input image will be described. In this method, the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ, which are two parameters of the image filter, are determined based on operation information input by the user.
図7は、手動調整を行う際に表示部30に表示されるユーザインターフェースの一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a user interface displayed on the display unit 30 when manual adjustment is performed.
図7に示すユーザインターフェースは、横軸(第1軸)が空間周波数を示し縦軸(第2
軸)が増幅率を示す両対数グラフ(矩形領域の一例)を含む。なお、縦軸が振幅強度を示す両対数グラフとしてもよい。ユーザが、この両対数グラフ上の位置(1点)を指定する操作(タッチパネル上の1点をタッチする操作、或いはマウスを用いて位置を指定する操作)を行うと、指定された位置の横軸の座標に対応する空間周波数がf0として設定され、指定された位置の縦軸の座標に対応する増幅率がρとして設定される。すなわちユーザは、両対数グラフ上の1点を指定するという直観的な操作によって、空間周波数f0及び増幅率ρ(画像フィルタの2つのパラメータ)を同時に指定することができる。
In the user interface shown in FIG. 7, the horizontal axis (first axis) represents the spatial frequency, and the vertical axis (second
(Axis) includes a log-log graph (an example of a rectangular area) indicating the amplification factor. Note that a log-log graph in which the vertical axis indicates amplitude intensity may be used. When the user performs an operation for specifying a position (one point) on the logarithmic graph (an operation for touching one point on the touch panel or an operation for specifying a position using a mouse), the side of the specified position is displayed. The spatial frequency corresponding to the coordinate of the axis is set as f0, and the amplification factor corresponding to the coordinate of the vertical axis at the designated position is set as ρ. That is, the user can simultaneously specify the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ (two parameters of the image filter) by an intuitive operation of specifying one point on the log-log graph.
また、図7に示すように、両対数グラフには、決定された空間周波数f0及び増幅率ρに基づく伝達関数(伝達関数hρ(f)及び伝達関数g(f)からなる画像フィルタの周波数特性)が表示される。従って、ユーザは、空間周波数f0及び増幅率ρを指定しつつ、指定した空間周波数f0及び増幅率ρに基づく画像フィルタの周波数特性を確認することができる。また、両対数グラフ上に、入力画像のパワースペクトルと、出力画像のパワースペクトルを表示してもよい。このようにすると、ユーザは、空間周波数f0及び増幅率ρを指定しつつ、指定した空間周波数f0及び増幅率ρに基づく画像フィルタが適用された結果、入力画像のパワースペクトルがどのように変化するかを確認することができる。 As shown in FIG. 7, the logarithmic graph includes a transfer function (transfer function h ρ (f) and image filter frequency consisting of transfer function g (f) based on the determined spatial frequency f 0 and amplification factor ρ. Characteristic) is displayed. Therefore, the user can confirm the frequency characteristics of the image filter based on the designated spatial frequency f0 and amplification factor ρ while designating the spatial frequency f0 and amplification factor ρ. Further, the power spectrum of the input image and the power spectrum of the output image may be displayed on the log-log graph. In this way, the user changes the power spectrum of the input image as a result of applying the image filter based on the designated spatial frequency f0 and amplification factor ρ while designating the spatial frequency f0 and amplification factor ρ. Can be confirmed.
また、一般ユーザを対象とする場合に、図8に示すように、例えば横軸がノイズ低減の度合い(「ソフト」、「シャープ」)を示し、縦軸が増幅率の大きさ(「強」、「弱」)を示す矩形領域RAを表示部30に表示させ、ユーザにより指定された矩形領域RA上の位置の横軸の座標に基づき空間周波数f0を決定し、指定された位置の縦軸の座標に基づき増幅率ρを決定してもよい。このようにすると、ユーザは、より直感的で分かり易いインターフェースにより空間周波数f0及び増幅率ρを指定することができる。 When a general user is targeted, as shown in FIG. 8, for example, the horizontal axis indicates the degree of noise reduction (“soft”, “sharp”), and the vertical axis indicates the magnitude of amplification factor (“strong”). , “Weak”) is displayed on the display unit 30, the spatial frequency f0 is determined based on the horizontal axis coordinates of the position on the rectangular area RA designated by the user, and the vertical axis of the designated position The amplification factor ρ may be determined based on the coordinates. In this way, the user can specify the spatial frequency f0 and the amplification factor ρ with a more intuitive and easy-to-understand interface.
3.変形例
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
3. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
例えば、上記実施形態では、入力画像における空間周波数f以上の空間周波数帯の振幅成分についてレイリー分布への適合度を検定した検定統計量を求めることで、空間周波数f0(カットオフ周波数)を決定する場合について説明したが、空間周波数f0を求める手法はこれに限られない。 For example, in the above embodiment, the spatial frequency f0 (cut-off frequency) is determined by obtaining a test statistic obtained by testing the fitness of the Rayleigh distribution for the amplitude component in the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f in the input image. Although the case has been described, the method for obtaining the spatial frequency f0 is not limited to this.
例えば、入力画像の全領域又は一部領域に対して窓関数を掛けてパワースペクトルを求め、直流から最大周波数(ナイキスト周波数)までの周波数fに対する全方角成分のスペクトル強度の平均値関数V(f)を求め、求めた平均値関数V(f)から空間周波数f0を推定してもよい。この場合、平均値関数V(f)と、一定値Vc=Vmin+0.1×(Vmax−Vmin)との交点に対応する周波数を空間周波数f0として推定してもよい。ここで、Vmin、Vmaxは、それぞれ平均値関数V(f)の最小値、最大値である。また、ハフ変換を利用して平均値関数V(f)を両対数グラフに描いたときの直線成分を2本抽出して、抽出した2直線の交点に対応する周波数を空間周波数f0として推定してもよい。 For example, a power spectrum is obtained by multiplying the entire area or a partial area of the input image by a window function, and the average value function V (f of the spectrum intensity of all directional components with respect to the frequency f from DC to the maximum frequency (Nyquist frequency). ) And the spatial frequency f0 may be estimated from the obtained average value function V (f). In this case, the frequency corresponding to the intersection of the average value function V (f) and the constant value Vc = Vmin + 0.1 × (Vmax−Vmin) may be estimated as the spatial frequency f0. Here, Vmin and Vmax are the minimum value and the maximum value of the average value function V (f), respectively. Also, two linear components when the average value function V (f) is drawn on the log-log graph using the Hough transform are extracted, and the frequency corresponding to the intersection of the two extracted straight lines is estimated as the spatial frequency f0. May be.
そして、求めた平均値関数V(f)から、直流成分と空間周波数f0との間の領域に対
して最小二乗法により冪関数でフィッティングさせてそのスケーリング指数を求め、空間周波数f0と求めたスケーリング指数に基づいて画像フィルタの周波数特性を設計してもよい。ここで、画像フィルタの周波数特性の設計において、空間周波数f0よりも低周波領域の特性を表す冪関数のスケーリング指数は、プリセット値を用いてもよいし、又は、複数の値を用いて画像フィルタの設計と入力画像への適応を試行し、例えば情報エントロピーが最大になることを基準として複数の値から1つの値を選択するように構成してもよい。
Then, from the obtained average value function V (f), a scaling index is obtained by fitting a region between the DC component and the spatial frequency f0 with a power function by the least square method, and the obtained spatial frequency f0 and the obtained scaling. The frequency characteristics of the image filter may be designed based on the index. Here, in the design of the frequency characteristics of the image filter, a preset value may be used as the scaling index of the power function representing the characteristics in the low frequency region lower than the spatial frequency f0, or the image filter may be configured using a plurality of values. It may be configured such that one value is selected from a plurality of values based on, for example, the maximum information entropy as a reference.
なお、推定した空間周波数f0がナイキスト周波数付近にあると判断され、且つ空間周波数f0からナイキスト周波数までの間も周波数特性減衰率が空間周波数f0未満の割合をほぼ保っている場合は、ナイキスト周波数までのS/N比が十分に高いと推測される。そこで、このような場合には、空間周波数f0がナイキスト周波数に等しいとみなしてもよい。 If it is determined that the estimated spatial frequency f0 is in the vicinity of the Nyquist frequency, and the frequency characteristic attenuation rate is substantially kept below the spatial frequency f0 between the spatial frequency f0 and the Nyquist frequency, the estimated frequency is up to the Nyquist frequency. The S / N ratio is estimated to be sufficiently high. Therefore, in such a case, the spatial frequency f0 may be regarded as being equal to the Nyquist frequency.
また、例えば走査型電子顕微鏡の場合には、電子ビームの走査方向に帯電の影響が表れるなど、画像の方角によってノイズの周波数特性が異なる場合がある。このような場合には、特定の方角成分を除外してスペクトル強度の平均値関数V(f)を求めるようにしてもよい。 For example, in the case of a scanning electron microscope, the frequency characteristics of noise may vary depending on the direction of the image, such as the influence of charging appearing in the scanning direction of the electron beam. In such a case, the average value function V (f) of the spectrum intensity may be obtained by excluding a specific direction component.
上述の変形例の手法により画像フィルタを生成し、生成した画像フィルタを入力画像に適用して出力画像を得た。図9(A)は、入力画像の周波数特性を示す図であり、図9(B)は、入力画像(1280×948ピクセル、256段階グレイスケールのSEM画像)であり、図9(C)は、画像フィルタの周波数特性の設計値を示す図であり、図9(D)は、実際に生成された画像フィルタの周波数特性を示す図であり、図9(E)は、実際に生成された画像フィルタ(101×101ピクセル)であり、図9(F)は、出力画像の周波数特性(実線で示した部分)を示す図であり、図9(G)は、出力画像である。この例では、空間周波数f0を約80(単位:波数)と決定し、冪関数のスケーリング指数を0.26と決定した。図9(B)に示す入力画像と図9(G)に示す出力画像を比較すると、図9(G)に示す出力画像では適度にエッジ強調がなされ且つ適度にノイズが低減されていることが分かる。 An image filter is generated by the method of the above-described modification, and the generated image filter is applied to the input image to obtain an output image. FIG. 9A is a diagram showing frequency characteristics of an input image, FIG. 9B is an input image (1280 × 948 pixels, 256-step gray scale SEM image), and FIG. FIG. 9D is a diagram illustrating the frequency characteristics of the image filter actually generated, and FIG. 9E is a diagram illustrating the actually generated frequency characteristics of the image filter. FIG. 9F is a diagram illustrating the frequency characteristics (portion indicated by a solid line) of the output image, and FIG. 9G is the output image. In this example, the spatial frequency f0 is determined to be about 80 (unit: wave number), and the scaling index of the power function is determined to be 0.26. When the input image shown in FIG. 9B is compared with the output image shown in FIG. 9G, the output image shown in FIG. 9G is moderately edge-enhanced and moderately reduced in noise. I understand.
1 画像処理装置、10 処理部、12 フィルタ生成部、14 フィルタ処理部、20
操作部、30 表示部、40 記憶部
1 image processing apparatus, 10 processing unit, 12 filter generation unit, 14 filter processing unit, 20
Operation unit, 30 display unit, 40 storage unit
Claims (6)
入力画像に対して前記画像フィルタを適用して出力画像を得るフィルタ処理部とを含む、画像処理装置。 A first transfer function having a variable amplification factor ρ and spatial frequency f such that the value increases as the spatial frequency increases in a spatial frequency band from direct current to spatial frequency f0; And a second transfer function having a spatial frequency f as a variable such that the value decreases as the spatial frequency increases in a spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0. A filter generation unit for generating an image filter based on the transfer function and the second transfer function;
And a filter processing unit that applies the image filter to an input image to obtain an output image.
前記空間周波数f0は、前記入力画像において信号成分を含む最大の空間周波数である、画像処理装置。 In claim 1,
The image processing apparatus, wherein the spatial frequency f0 is a maximum spatial frequency including a signal component in the input image.
前記フィルタ生成部は、
前記入力画像における空間周波数f以上の空間周波数帯の振幅成分についてレイリー分布への適合度を検定して検定統計量を求め、前記空間周波数fの変化に伴う検定統計量の変化量を高周波側から調べ、当該変化量が所定の閾値を超えたときの前記空間周波数fの値を前記空間周波数f0として決定する、画像処理装置。 In claim 1 or 2,
The filter generation unit
A test statistic is obtained by testing the degree of fit to the Rayleigh distribution for amplitude components in the spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f in the input image, and the amount of change in the test statistic accompanying the change in the spatial frequency f is determined from the high frequency side. An image processing apparatus that examines and determines the value of the spatial frequency f when the amount of change exceeds a predetermined threshold as the spatial frequency f0.
前記フィルタ生成部は、
決定した前記空間周波数f0と、前記増幅率ρの複数の候補値とを前記第1の伝達関数及び前記第2の伝達関数に適用して複数の前記画像フィルタを生成し、生成した複数の前記画像フィルタを前記入力画像に対して順次適用して出力画像を生成し、生成した出力画像において飽和画素数が所定の閾値を超えない最大の前記候補値を前記増幅率ρとして決定する、画像処理装置。 In claim 3,
The filter generation unit
Applying the determined spatial frequency f0 and a plurality of candidate values of the amplification factor ρ to the first transfer function and the second transfer function to generate a plurality of the image filters, Image processing in which an image filter is sequentially applied to the input image to generate an output image, and the maximum candidate value that does not exceed a predetermined threshold in the generated output image is determined as the amplification factor ρ. apparatus.
前記フィルタ生成部は、
第1軸が空間周波数を示し前記第1軸と直交する第2軸が振幅率を示す矩形領域上の1点を指定する操作情報に基づいて、前記空間周波数f0と前記増幅率ρを決定する、画像処理装置。 In claim 1,
The filter generation unit
The spatial frequency f0 and the amplification factor ρ are determined based on operation information specifying one point on a rectangular area where the first axis indicates the spatial frequency and the second axis orthogonal to the first axis indicates the amplitude rate. , Image processing device.
入力画像に対して前記画像フィルタを適用して出力画像を得るフィルタ処理工程とを含む、画像処理方法。 A first transfer function having a variable amplification factor ρ and spatial frequency f such that the value increases as the spatial frequency increases in a spatial frequency band from direct current to spatial frequency f0; And a second transfer function having a spatial frequency f as a variable such that the value decreases as the spatial frequency increases in a spatial frequency band equal to or higher than the spatial frequency f0. A filter generation step of generating an image filter based on the transfer function and the second transfer function;
A filter processing step of obtaining an output image by applying the image filter to the input image.
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