JP3998321B2 - 画像処理方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理方法および装置、とくに詳細には、カラー画像を読み取ることにより得られたカラー画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
写真フィルム等のカラー画像をＣＣＤ等のセンサにより光電的に読み取って色の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）毎の画像信号を得、この画像信号に対して種々の画像処理を施して、画像処理後の画像信号を記録材料に可視像として再生することが行われている。この方法において、ＲＧＢ３色の画像信号を得る前にまずカラー画像を粗めの走査間隔で光電的に読み取ってカラー画像の概略を読み取るプレスキャンを行い、このプレスキャンにより得られたデータに基づいて画像処理を行う際の様々なパラメータを設定し、その後細かい走査間隔で読み取るファインスキャンを行って画像信号を得るように構成されたシステムが知られている。
【０００３】
このようなシステムで行われる画像処理として、例えば、与えられた画像を表す画像信号に対して画像処理を施して画像の鮮鋭度を強調させる方法が種々提案されている。例えば、画像信号に対してボケマスク処理を施して画像の鮮鋭度を強調するようにした手法が知られている（画像解析ハンドブック、Ｐ．５４９、東京大学出版会、高木幹雄、下田陽久 監修）。
しかしながら、上記ボケマスク処理は鮮鋭度を強調することはできるものの、鮮鋭度の強調と同時にフィルムの粒状に起因するざらつきをも強調してしまうため、結果としてノイズが低減された良好な再生画像を得ることができない。
【０００４】
このため、画像の平坦部で目立つ粒状などの画像のノイズを抑制して、画像の鮮鋭度を強調する、例えば画像のエッジ部やテクスチャ部等のみのシャープネスを強調する画像処理方法が種々提案されている。
例えば、米国特許第４８１２９０３号公報には、ＲＧＢ３色の画像信号を輝度信号と色彩信号とに分解し、輝度信号の低周波数成分に対して非線形処理を施すとともに、高周波数成分を強調する処理を施し、処理後の輝度信号と色彩信号とを合成して、再生画像の粒状を抑制して鮮鋭度を強調するようにした処理方法が提案されている。
【０００５】
また、特開昭６３−２６７８３号公報には、カラー画像を表す画像信号から輝度信号と他の色彩信号（色相、彩度等）とを抽出し、輝度信号に空間フィルタ処理を施すことにより空間的大局情報と空間的詳細情報を算出するとともに、空間的大局情報と空間的詳細情報に対して所定の強調処理を施し、処理後の大局情報と詳細情報とを合成して新たな輝度信号を求め、この新たな輝度信号と色彩信号とを合成して所定のカラー画像信号に変換するようにし、色調の変化等の少ない自然な鮮鋭度強調処理が施されかつ、粒状が抑制された処理画像を得ることができる画像処理方法が提案されている。
しかしながら、これらの公報に開示された画像処理方法においては、色の高周波数成分を強調しないため、ボケマスク処理と比較すればフィルム粒状のざらつき感は抑えることができるが、フィルム粒状に起因する輝度成分のざらつきは依然として残るという問題がある。
【０００６】
さらに、特表平３−５０２９７５号公報には、ボケマスク処理を行う際の下記式（１）において、鮮鋭度強調係数Ｋを画像の特徴部分に応じて変化させることにより、より画像の鮮鋭度を強調させる方法が提案されている。
Ｓ´＝Ｓorg ＋Ｋ´（Ｓorg −Ｓus） ……（１）
ここで、Ｓorg は原画像信号、Ｓusはボケマスク信号である。
この方法は、画像のフィルム粒状に起因する雑音が多い平坦部、テクスチャおよびエッジ部分についての出現数に対してプロットした局所分散値を求め、係数Ｋをこの局所分散値の関数として設定する方法である。すなわち、通常の画像においては、平坦部の局所分散値は小さく、テクスチャおよびエッジ部分の局所分散値は順次大きいものとなるため、平坦部の画像信号の係数Ｋはその局所分散値に基づいて求め、テクスチャおよびエッジ部分の画像信号の係数Ｋはそれらの局所分散値に基づいて求めるようにする方法である。従って、平坦部については係数Ｋを小さくし、テクスチャおよびエッジ部分については係数Ｋを大きくして雑音を抑制し、鮮鋭度を強調した画像を得るようにしたものである。
【０００７】
しかしながら、この方法においては、フィルム粒状を抑制して鮮鋭度を強調することができるものの、画像信号の振幅が小さいテクスチャやエッジ等は、局所分散を求めると平坦部の局所分散と分離しにくく、本来鮮鋭度よく観察されなければならないテクスチャやエッジが平坦部の雑音と同様に抑制されてしまうことがあるという問題がある。
【０００８】
このため、本出願人の出願に係る特開平９−２２４６０号公報には、カラー原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分および高周波数成分に分解し、高周波数成分を強調し、中間周波数成分を抑制する強調抑制処理を行った後に、処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに低周波数成分を合成する、好ましくは、分解後、さらに中間周波数成分および高周波成分から輝度成分を抽出して、輝度成分のみに基づいて強調抑制処理および合成処理を行う画像処理方法および装置が開示されている。この粒状抑制シャープネス強調処理は、フィルム粒状に起因するざらつきを含む中間周波数成分を抑制し、エッジ、テクスチャ等を含む高周波数成分を強調するものであるので、ざらつきが抑制され、かつ鮮鋭度が強調された画質が良好な再生画像を得ることができるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像のノイズには、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を始めとして、様々な周波数成分を含んでおり、特開平９−２２４６０号公報に開示された粒状抑制シャープネス強調処理においても、ノイズを十分に抑制しきれない場合もあるし、高周波数成分の強調と中間周波数成分の抑制とのバランスによっては、鮮鋭度を十分に強調しきれない場合もあるし、また、鮮鋭度を強調しすぎると、エッジ部の偽輪郭が生じたりするという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、カラー画像の鮮鋭度を強調するとともに、フィルム粒状に基づくノイズ成分を除去し、さらに平坦部分の粒状性を抑えたり、エッジ部の偽輪郭を防止したり、特定濃度領域の粒状性を抑えたり、画像のエッジを検出し、エッジのみの鮮鋭度を強調したりして、良好な画質の再生画像を得ることができる画像処理方法および装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、一般的なカラー画像を表す原画像信号においては、再生画像の鮮鋭度に影響を及ぼす成分は原画像信号の高周波数成分であり、再生画像にざらつきとなって現れるフィルム粒状は、主に中間周波数成分に多く含まれているものであるが、画像のノイズには様々な周波数成分が含まれているため、ノイズを十分に抑制しきれない場合があるため、エッジやテクスチャなどの鮮鋭度を落とさずに、フィルム粒状に基づくノイズ成分を十分に除去することができる粒状抑制シャープネス強調処理について鋭意研究を行った結果、高周波数成分の強調と中間周波数成分の抑制とをおこなう強調抑制処理を画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライトやシャドー、画像特定濃度や輝度、エッジに依存させて行うことにより、上記目的を達成することができることを知見し、本発明に至ったものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理方法であって、前記原画像信号の輝度信号を算出し、前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解し、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定し、前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行い、この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済画像信号を得ることを特徴とする画像処理方法であって、前記原画像信号の分解では、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとし、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するものであることを特徴とする画像処理方法を提供するものである。
【００１３】
ここで、原画像信号の低周波数成分、中間周波数成分、高周波数成分とは、図３に示すように分布される周波数成分のことをいうものであり、中間周波数成分とは、処理後のデータを可視像として再生する際の出力のナイキスト周波数の１／３付近にピークを持って分布する周波数成分をいうものであり、低周波数成分とは、出力のナイキスト周波数が０となる周波数をピークとして分布する成分をいい、高周波数成分とは出力のナイキスト周波数をピークとして分布する成分をいうものであり、さらに、低・中間・高周波数成分の和が各周波数において１となっている成分をいうものである。
【００１４】
なお、前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることが好ましい。
【００１５】
また、前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定するステップを有し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することが好ましい。
【００１６】
また、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理装置であって、前記原画像信号の輝度信号を算出する手段と、前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解する手段と、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定する手段と、前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行う手段と、この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済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であって、前記分解する手段は、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとする分解を実施し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段は、前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定することを特徴とする画像処理装置を提供するものである。
【００１８】
また、前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることが好ましい。
【００１９】
また、前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定する手段を有し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することが好ましい。
【００２０】
また、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像処理方法および装置を添付の図面に示す好適実施形態を参照して以下に詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る画像処理方法を実施する画像処理装置を適用したカラー写真から画像を読み取って記録材料に画像を再生するデジタルカラー画像再生システムの一実施形態のブロック図である。
同図に示すように、デジタルカラー画像再生システム（以下、単に再生システムという）１０は、カラー写真フィルムから画像を読み取る読取手段１２と、読取手段１２により得られたカラー写真フィルム画像ＣＩを表す画像信号に対して、本発明の画像処理方法に基づく画像処理を含む画像処理を施す画像処理手段１４と、画像処理手段１４により画像処理が施された画像信号を可視像Ｐとして記録材料Ｚに記録する再生手段１６とを有する。
【００２３】
読取手段１２は、ネガフィルムあるいはリバーサルフィルム等のカラー画像ＣＩからカラー原画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを光電的に読み取るためのＣＣＤアレイ１８を有し、このＣＣＤアレイ１８にカラー画像ＣＩからの光を結像させるための結像レンズ２０を有するものである。本実施形態においてＣＣＤアレイ１８は２７６０×１８４０画素からなり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および（Ｂ）青の３色の色分解フィルタが装置されたフィルタタレット２２を回転させながら、画像データのスキャンを行うことにより、フルカラー画像が面順次で得られるものとなっている。さらにＣＣＤアレイ１８はこのＣＣＤアレイ１８により検出されたカラー画像を表す画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段２４と、ＣＣＤアレイ１８の補正を行うＣＣＤ補正手段２６と、ＣＣＤ補正手段２６により補正されたカラー画像を表す画像信号を対数変換するルックアップテーブルを内蔵した対数変換手段２８とを有するものである。この読取手段１２は、ＲＧＢ３つの画像信号を得る前にまずカラー画像ＣＩを粗めの走査間隔で光電的に読み取ってカラー画像ＣＩの概略を読み取るプレスキャンを行ってプレスキャンデータＳP を得、その後細かい走査間隔で読み取るファインスキャンを行ってファインスキャンデータＳF を得るように構成されているものである。
【００２４】
画像処理手段１４は、プレスキャンデータＳP に基づいてファインスキャンの際の階調処理等のパラメータを設定するオートセットアップ演算部（以下、演算部という）３０と、この演算部３０により設定されたパラメータに基づいて、ファインスキャンデータＳF の色・階調処理を行う色・階調処理手段３２と、プレスキャンデータＳP を可視像として再生するＣＲＴ３４および演算部３０を接続するためのモニタ表示アンドユーザインターフェイス３６と、本発明の特徴であるカラー画像信号に対して粒状抑制処理および鮮鋭度強調処理を行う粒状抑制シャープネス強調処理手段（以下、強調処理手段という）３８とからなるものである。
さらに、再生手段１６はカラー画像信号を可視再生像Ｐとして記録材料Ｚに記録するプリンタ４０を有するものである。
【００２５】
以下に、再生システム１０の各手段およびその構成要素の作用について説明する。
まず、再生システム１０においては、読取手段１２によりネガフィルムあるいはリバーサルフィルム等のカラー画像ＣＩから粗めの走査間隔によりカラー画像ＣＩの概略を読み取るプレスキャンを行う。このプレスキャンにより得られた３色のプレスキャンデータＳP は、Ａ／Ｄ変換手段２４によりデジタルデータに変換され、ＣＣＤ補正手段２６により補正がなされて対数変換手段２８により対数増幅されて画像処理手段１４の演算部３０およびモニタ表示アンドユーザインターフェイス（以下インターフェイスとする）３６に入力される。
【００２６】
次に、画像処理手段１４においては、インターフェイス３６に入力されたプレスキャンデータＳP はＣＲＴ３４に可視像として表示され、ＣＲＴ３４上に可視像とは別に表示された鮮鋭度処理メニュー３４Ａをユーザが選択することによりこの選択した結果を表す信号Ｓ1 がインターフェイス３６に入力され、さらにこの信号Ｓ1 は演算部３０に入力される。演算部３０においては、プレスキャンデータおよび信号Ｓ1 に基づいて、後に色・階調処理手段３２により行われる色・階調処理のためのパラメータが設定される。また、このパラメータの一部は、後述する、本発明の画像処理方法を実施する強調処理手段３８に入力される。
【００２７】
ここで、パラメータ設定の詳細について説明する。まず、演算部３０においては入力されたプレスキャンデータＳP に基づいてカラー画像ＣＩの温度域およびプリントサイズが求められる。また、ここではＣＲＴ３４からインターフェイス３６を経由して入力された信号Ｓ1 に基づいて強調処理手段３８において行われる強調抑制処理において中間周波数成分に乗じられるゲインＭ0 および高周波数成分に乗じられるゲインＨ0 などが求められ、さらに必要に応じて、これらのゲインＭ0 およびＨ0 を調整する際に依存させる画像特性の種類や強度（画像特性依存強度テーブル（ＬＵＴ））なども設定される。さらに、演算部３０では、色・階調処理手段３２において行われる色・階調処理のためのパラメータも求められ、強調処理手段３８および色・階調処理手段３２に入力される。
【００２８】
次いで、読取手段１２においては、カラー画像ＣＩを細かい走査間隔で読み取るファインスキャンが行われ、３色のファインスキャンデータＳF がカラー画像信号として得られる。ファインスキャンデータＳF はＡ／Ｄ変換手段２４によりデジタルデータに変換され、ＣＣＤ補正手段２６により補正がなされて対数変換手段２８により対数増幅されて、色・階調処理手段３２に入力される。色・階調処理手段３２においてはファインスキャンデータＳF に色・階調処理が施され、強調処理手段３８に入力される。
【００２９】
以下、この粒状抑制シャープネス強調処理手段３８において行われる本発明の特徴とする強調抑制処理について説明する。
図２は、強調処理手段３８で行われる強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
同図に示すように、強調処理手段３８は、本発明の画像処理装置を構成するもので、９×９の第１ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）４２と、第１減算手段４４と、輝度算出手段４６と、５×５の第２ＬＰＦ４８と、第２減算手段５０と、画像特性取得手段（以下、取得手段という）５２と、画像特性依存ゲイン算出手段（以下、ゲイン算出手段という）５４と、第１アンプ５６と、第２アンプ５８と、第１加算手段６０と、第２加算手段６２とを有する。
ここで、第１ＬＰＦ４２、第１減算手段４４、輝度算出手段４６、第２ＬＰＦ４８および第２減算手段５０は、本発明の分解手段を構成する。また、ゲイン算出手段５４、第１アンプ５６および第２アンプ５８は、本発明の強調抑制処理手段を構成し、第１加算手段６０および第２加算手段６２は、本発明の合成手段を構成する。
【００３０】
図２に示す強調処理手段３８において、入力されたファインスキャンデータ（以下、原信号という）ＳF （ＲＧＢ）に対して以下に示す第１ＬＰＦ４２によりフィルタリング処理が施され、原信号ＳF （ＲＧＢ）の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL が抽出される。
【００３１】
【数１】
【００３２】
そして、第１減算手段４４においては、原信号ＳF から低周波数成分（低周波信号）ＲL ，ＧL ，ＢL を減算して、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを抽出する。このように抽出された後の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL はカラー画像中のエッジや細かいテクスチャやフィルムの粒状によるざらつきを含まないものである。一方、中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM にはフィルムの粒状によるざらつきを含み、高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH はカラー画像中のエッジや細かいテクスチャを含むものである。
【００３３】
ここで、原信号の低周波数成分、中間周波数成分および高周波数成分とは、図３に示すように分布される後述する中間・高周波数成分に乗じるゲインＭ，Ｈを１．０とした場合の周波数成分のことをいうものであり、中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM は、処理後のデータを可視像Ｐとして再生する際の出力のナイキスト周波数ｆS ／２の１／３付近にピークを持って分布ＨM となる周波数成分をいうものであり、低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL とは、０周波数にピークを持って分布ＨL となる成分をいい、高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH とは出力のナイキスト周波数ｆS ／２にピークを持って分布ＨH となる成分をいうものである。なお、本実施形態においてナイキスト周波数は、記録媒体Ｚへの記録が３００ｄｐｉで行われる場合のナイキスト周波数をいうものである。ここで、図３においては、各周波数において周波数成分の和は１となっている。
【００３４】
次いで、輝度算出手段４６において、第１減算手段４４によって分解された中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度成分が抽出される。この輝度成分の抽出は原信号ＳF の中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHをＹＩＱ規定に変換した際の成分ＹMHがデータの輝度成分を表すものである。ここで、ＹＩＱ規定への変換は下記式（２）により行う。
【００３５】
【数２】
【００３６】
ここで、ＹＩＱ規定に変換後の色成分である成分ＩMHおよび成分ＱMHはフィルム粒状に起因する色のざらつきを含むものであるため、成分ＩMHおよび成分ＱMHはここでは０とおいてフィルム粒状に起因する色のざらつきを抑制する。ここで、色成分である成分ＩMHおよび成分ＱMHは一般の被写体を写した画像の場合は殆ど成分を持たないことが経験的に分かっている。したがって、成分ＩMHおよび成分ＱMHはフィルム粒状に起因する色のざらつきとみなして０とおくことにより、ざらつきを抑制した良好な再生画像を得ることができる。
【００３７】
次いで、成分ＹMHに対して以下に示すような５×５の第２ＬＰＦ４８によってフィルタリング処理を施して、成分ＹMHの中間周波数成分ＹM を得る。
【００３８】
【数３】
【００３９】
さらに、第２減算手段５０において、成分ＹMHから中間周波数成分ＹM を減算することにより成分ＹMHの高周波数成分ＹH を得る。
【００４０】
一方、画像特性取得手段５２では、前述した演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 を調整する際に依存させる画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジなどが、原信号ＳF （ＲＧＢ）に基づいて求められる。ここで、ゲインＭ0 およびゲインＨ0 を調整する際に依存させるのに用いる画像特性の種類は、１種であっても、２種以上であってもよい。また、ここで用いる画像特性の種類は、オペレータによってＣＲＴ３４などに入力され、ＣＲＴ３４からインターフェイス３６を経由して演算部３０に入力され、演算部３０から強調処理手段３８の画像特性取得手段に入力されたものであってもよいし、演算部３０において、ＣＲＴ３４からの入力信号に基づいて設定されるものであってもよいし、画像自体から自動的に設定されるものであってもよい。
取得手段５２において行われる、画像特性に応じた信号処理については、具体的な個々の画像特性に応じて後述する。
【００４１】
こうして、取得手段５２において、画像特性が取得されると、画像特性依存ゲイン算出手段５４では、前述した演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 を取得された画像特性に依存させて調整するための画像特性依存強度Ｗを設定する。ここで設定する画像特性依存強度Ｗは、画像や画像特性に応じてゲイン算出手段５４で設定するようにしてもよいが、ゲイン算出手段５４に設けられたメモリ（図示せず）などに予め強度関数や画像特性依存強度テーブル（ＬＵＴ）などに、好ましくは複数用意しておき、これらから画像や画像特性に応じて選択するようにしても良い。なお、予め強度関数や画像特性依存強度ＬＵＴなどは、演算部３０に用意しておき、必要な強度関数や画像特性依存強度ＬＵＴなどを受け取るようにしてもよい。
【００４２】
こうして、ゲイン算出手段５４において画像特性に応じて設定された画像特性依存強度Ｗが、それぞれ、演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 に下記式（３）に示すように乗じられて、中間周波数成分ＹM を画像特性に依存させて抑制するための画像特性依存ゲインＭおよび高周波数成分ＹH を画像特性に依存させて強調するための画像特性依存ゲインＨが算出される。
ゲインＭ＝ゲインＭ0 ×Ｗ
ゲインＨ＝ゲインＨ0 ×Ｗ ……（３）
ここで、演算部３０において、元々、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきが比較的多く含まれている中間周波数成分ＹM のゲインを比較的低く設定することにより、ざらつき感を抑え、画像の鮮鋭度が依存する輝度成分の高周波数成分ＹH のゲインＨを比較的大きくすることにより、処理済画像の鮮鋭度を強調することができるように、ゲインＭ0 とゲインＨ0 とはゲインＭ0 ＜ゲインＨ0 となるように設定されている。従って、ゲイン算出手段５４で算出される画像特性依存ゲインＭとゲインＨとはゲインＭ＜ゲインＨとなるように設定される。
【００４３】
ところで、演算部３０においては、例えば、カラー画像ＣＩがアンダーネガの場合には、フィルム粒状に起因するざらつきが目立つうえに、階調特性を改善するために階調を立てた場合に粒状がかなり悪い画像となってしまうため、ゲインＭ0 がかなり低く設定される。このため、ゲイン算出手段５４で画像特性に依存させてゲインＭもかなり低く設定される。そしてこれにより、画像特性に依存させて、粒状を強く抑制することができる。また、プリントサイズに依存しても演算部３０で最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 が設定される。さらに、前述したようにユーザがいくつかの鮮鋭度強調処理メニューから所望とするメニューを選択する場合には、このメニューに応じたゲインＭ0 およびゲインＨ0 をテーブルとして記憶しておき、メニュー選択に応じて最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 を選択できるようにしておくことが好ましい。これにより、画像ごとにあるいはユーザの好みに応じた処理を行うことができるようになる。
このように、演算部３０においてプリントサイズやユーザの好みに応じて最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 が設定されているので、ゲイン算出手段５４で画像特性に依存させて設定されるゲインＭおよびＨも最適なものとなるのはいうまでもない。
【００４４】
ところで、画像特性依存強度Ｗは、中間周波数成分抑制のためのゲインＭと高周波数成分強調のためのゲインＨとで、同一の画像特性依存強度を用いているけれども、本発明はこれに限定されず、ゲインＭとゲインＨとでそれぞれ異なる画像特性依存強度を用いてもよい。
なお、上述した実施形態おいては、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0は、演算部３０において算出または設定し、ゲイン算出手段５４において、まず画像特性依存強度Ｗを算出し、上記式（３）によって画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨを算出しているが、本発明はこれに限定されず、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0を、演算部３０では求めず、ゲイン算出手段５４で直接求めるようにしてもよいし、さらに、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0および画像特性依存強度Ｗを求めることなく、直接、画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨを算出するように構成してもよい。
【００４５】
次いで、下記式（４）に示すように、こうしてゲイン算出手段５４によって算出された画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨが、それぞれ第１および第２アンプ５６および５８において、第２ＬＰＦ４８によって得られた成分ＹMHの中間周波数成分ＹM および第２減算手段５０によって得られた成分ＹMHの高周波数成分ＹH にそれぞれ乗じられて処理済成分ＹM ´，ＹH ´が得られる。
ＹM ´＝ゲインＭ×ＹM
ＹH ´＝ゲインＨ×ＹH ……（４）
続いて、第１加算手段６０において、下記式（５）に示すように、それぞれ第１および第２アンプ５６および５８で得られた処理済成分ＹM ´およびＹH ´が合成されて、成分ＹMH´が得られる。
ＹMH´＝ＹM ´＋ＹH ´ ……（５）
（＝ゲインＭ×ＹM ＋ゲインＨ×ＹH ）
【００４６】
ここで、上述したように、ゲイン算出手段５４においてゲインＭとゲインＨとはゲインＭ＜ゲインＨとなるように設定されている。すなわち、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきは、中間周波数成分に比較的多く含まれているため、成分ＹM のゲインＭを画像特性に依存させて比較的低く設定することにより、画像特性に依存させて適切にざらつき感を抑えることができるものである。また、画像の鮮鋭度（シャープネス）は、輝度成分の高周波数成分に依存するため、輝度成分の高周波数成分ＹH のゲインＨを画像特性に依存させて比較的大きくすることにより、処理済画像の鮮鋭度を画像特性に依存させて適切に強調することができるものである。
【００４７】
そして、第２加算手段６２において、このようにして得られた成分ＹMH´を前述した原信号ＳF の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL と合成して処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´を得る。この際、前述した成分ＩMHおよび成分ＱMHの値は０とされているため、処理された輝度成分ＹMH´を逆変換してＲＧＢのデータに対応させると、ＲＧＢ３つのデータは全て成分ＹMH´と同一の値となる。したがって、処理された輝度成分ＹMH´を逆変換しなくても合成した結果は、逆変換した場合と同一となる。よって、処理を簡便なものとするために処理された輝度成分ＹMH´を逆変換しないで合成するようにしているのである。
その後、処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´は再生手段１６に入力され、プリンタ４０により記録材料Ｚに可視像Ｐとして再生される。
【００４８】
このようにして再生された再生可視像Ｐは、フィルム粒状に起因するざらつきを含むデータの中間・高周波数成分の色成分が０とされており、さらに、中間・高周波数成分の輝度成分のうち中間周波数成分ＹM のゲインＭが画像特性に依存して抑制され、高周波数成分ＹH のゲインＨが画像特性に依存して強調されているため、どのような画像であっても適切に鮮鋭度が強調されるとともにフィルム粒状に起因するざらつきが十分に抑制された画像となる。
【００４９】
次いで、本発明の画像処理方法を実施する本発明の画像処理装置の具体的な実施例について説明する。
図４〜７に示す粒状抑制シャープネス強調処理手段３８の実施例は、それぞれ画像特性が、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジである場合の画像特性取得手段５２および画像特性依存ゲイン算出手段５４の具体例を示すもので、これらを除いて、図２に示す粒状抑制シャープネス強調処理手段３８と同一であるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
まず、本発明の具体的第１実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図４（ａ）は、本発明の具体的第１実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ａにおいて行われるコントラスト依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図４（ａ）に示すように、本発明の第１実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ａは、画像特性としてコントラストを用いるもので、コントラストとして第１減算手段４４によって算出された原信号ＳF と低周波数信号ＲL ，ＧL ，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを用い、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度算出手段４６によって算出された輝度成分（輝度信号）ＹMHに依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａにおいては、分解手段を構成する第１減算手段４４および輝度算出手段４６は、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するコントラスト（信号）取得手段５２ａをも構成し、コントラスト依存ゲイン算出手段５４ａは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００５１】
すなわち、コントラスト信号取得手段５２ａは、原信号ＳFと低周波信号ＲL，ＧL，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを算出する第１減算手段４４と、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから上記式（２）に従って輝度信号ＹMHを算出する輝度算出手段４６とから構成される。
また、ゲイン算出手段５４ａは、画像特性取得手段５２として機能する輝度算出手段４６によって取得された差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHに依存する強度関数Ｗを、例えば図４（ｂ）に示すコントラスト依存テーブルのようにコントラストに依存させて、すなわち低コントラストで小さく、高コントラストで大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においては、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４および輝度算出手段４６によって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４のみによって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMH、例えばこれらの３色の平均値に依存して強度抑制処理を行ってもよい。
【００５２】
このように、本実施例においては、例えば、図４（ｂ）に示すようなコントラスト依存テーブルを用いるので、コントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、コントラストが低い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が小さい所定範囲の値の場合には、強度関数Ｗの値を１．０より小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を低コントラスト部でさらに小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、コントラストの低い平坦部分における粒状性をさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００５３】
次いで、本発明の具体的第２実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図５（ａ）は、本発明の具体的第２実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｂにおいて行われるコントラスト依存方式によるハイライト部およびシャドー部依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図５（ａ）に示すように、本発明の第２実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｂは、画像特性としてコントラストを用い、コントラストのハイライト部およびシャドー部の各々を独立に操作するもので、コントラストとして第１減算手段４４によって算出された原信号ＳF と低周波数信号ＲL ，ＧL ，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを用い、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHの正負によってコントラストのハイライト部およびシャドー部を判定または検出し、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度算出手段４６によって算出された輝度成分（輝度信号）ＹMHの正負に依存して強調抑制処理をおこなうものである。
【００５４】
従って、図５（ａ）に示す強調処理手段３８ｂは、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａと、図２に示す強調処理手段３８における画像特性依存ゲイン算出手段５４に相当するハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂが、コントラスト信号取得手段５２ａによって取得されたコントラストに相当する差信号またはその輝度信号のみならずコントラストのハイライト部およびシャドー部、すなわち差信号の正負またはその輝度信号の正負を判定し、判定されたハイライト部およびシャドー部（差信号やその輝度信号の正負）に依存して、コントラスト依存ゲイン算出手段５４ａにおけるゲインＭおよびゲインＨの値を調整する点を除いて全く同一に機能する。
すなわち、図５（ａ）に示す強調処理手段３８ｂにおいては、分解手段を構成する第１減算手段４４および輝度算出手段４６は、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａと同様に、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するコントラスト（信号）取得手段５２ａをも構成し、ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４として機能する。
【００５５】
ここで、ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂは、画像特性取得手段５２として機能する輝度算出手段４６によって取得された差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHの正負を判定し、判定された輝度信号ＹMHの正負に依存する強度関数Ｗを、例えば図５（ｂ）に示すコントラスト依存テーブルのようにコントラストならびにハイライト側およびシャドー側に依存させて、すなわち低コントラストで小さく、高コントラストのハイライト側で大きく、高コントラストのシャドー側でさらに大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においても、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４および輝度算出手段４６によって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHの正負に依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４のみによって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの正負、例えば、これらの３色の平均値の正負に依存して強度抑制処理を行ってもよい。
【００５６】
このように、本実施例においては、例えば、図５（ｂ）に示すようなコントラスト依存テーブルを用いるので、ハイライト側でコントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHが正でその絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とし、シャドー側でコントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHが負でその絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０よりさらに大きくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 よりさらに大きくする。これに対し、コントラストが低い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が小さい所定範囲の値の場合には、強度関数Ｗの値を１．０より小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を低コントラスト部でさらに小さくするとともに、高コントラスト部のシャドー側では、高コントラスト部のハイライト側よりもさらに大きくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、エッジ部の偽輪郭を防止し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００５７】
続いて、本発明の具体的第３実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図６（ａ）は、本発明の具体的第３実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｃにおいて行われる特定濃度依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図６（ａ）に示すように、本発明の第３実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｃは、画像特性として特定濃度を用いるもので、特定濃度として原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ信号）を用い、この原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から算出された輝度成分（輝度信号）ＹF に依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図６（ａ）に示す強調処理手段３８ｃにおいては、原信号輝度算出手段５２ｃが図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２として機能し、輝度信号依存ゲイン算出手段５４ｃは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００５８】
すなわち、原信号輝度算出手段５２ｃは、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から、前述したＹＩＱ規定への変換式（２）に従って輝度信号ＹF を算出するものである。
また、ゲイン算出手段５４ｃは、画像特性取得手段５２として機能する原信号輝度算出手段５２ｃによって算出された輝度信号ＹF に依存する強度関数Ｗを、例えば図６（ｂ）に示す輝度信号依存テーブルのように輝度信号に依存させて、すなわち輝度信号が所定値以下では大きく、輝度信号が所定値より大きくなるにつれて所定割合で単調に減少するように、すなわち特定濃度領域（特定輝度領域）では徐々に小さくなるように設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
【００５９】
このように、本実施例においては、例えば、図６（ｂ）に示すような輝度信号依存テーブルを用いるので、輝度信号が所定値以下の場合には、強度関数Ｗの値を１．０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、輝度信号が所定値より大きい場合には、輝度信号が大きくなるにつれて、強度関数Ｗの値を１．０より０．０まで所定割合で単調に減少するように設定して、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 から、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 から０．０まで所定割合で単調に小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を輝度信号が所定値より大きい特定濃度（輝度）領域ではさらに徐々に小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、特定濃度領域における粒状性をさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００６０】
なお、本実施例においては、原信号輝度算出手段５２ｃによって原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から輝度信号ＹFHを算出し、この輝度信号ＹFHに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、原信号輝度算出手段５２ｃを用いず、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）をそのまま用い、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）、例えばＲＧＢ濃度信号の平均値に依存して強度抑制処理を行ってもよい。この場合には、画像特性取得手段５２としては、強調処理手段３８ｃに入力された原信号ＳF をそのまま濃度信号（ＲＧＢ）として用いて３色の平均値を求め、この３色の平均値を出力するものであればよい。
また、図示例においては、例えば、特定濃度領域として所定輝度値より大きい領域を設定し、図６（ｂ）に示すような輝度依存テーブルを用いているが、本発明はこれに限定されず、特定濃度領域としてどのような濃度（輝度）領域を設定しても良いし、また、どのような輝度依存テーブルを用いてもよい。
【００６１】
さらに、本発明の具体的第４実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図７（ａ）は、本発明の具体的第４実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｄにおいて行われるエッジ依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図７（ａ）に示すように、本発明の第３実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｄは、画像特性としてエッジを用いるもので、エッジとして低周波数成分抽出の対象としたマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂij（ｉ：主走査方向の画素位置、ｊ：副走査方向の画素位置）の輝度信号Ｙijの主副走査方向の差信号に依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図７（ａ）に示す強調処理手段３８ｄにおいては、マスク内信号を構成するマスクメモリ５１およびエッジ検出手段５３は、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するエッジ信号取得手段５２ｄを構成し、エッジ依存ゲイン算出手段５４ｄは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００６２】
すなわち、エッジ信号取得手段５２ｄは、原信号ＳF からマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijを抽出するマスクメモリ５１と、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijから輝度信号Ｙijを抽出する輝度信号抽出手段と、この輝度信号の主副走査方向の差信号を算出する差信号算出手段とを有するエッジ検出手段５３とから構成される。ここで、エッジ検出手段５３の輝度信号抽出手段は、まず、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijの輝度信号Ｙijを前述したＹＩＱ規定への変換式（２）によって算出する。次に、エッジ検出手段５３の差信号算出手段は、輝度信号Ｙijの主副走査方向の差を検出エッジ（指数）Ｅとして、下記式（６）によって算出する。ここで、下記式（６）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図７（ｂ）に示すように、輝度信号Ｙijに関する左右上下の画素値の和である。
Ｅ＝｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜ ……（６）
【００６３】
また、エッジ依存ゲイン算出手段５４ｄは、エッジ信号取得手段５２ｄのエッジ検出手段５３によって検出されたエッジＥに依存する強度関数Ｗを、例えば図７（ｃ）に示すように検出エッジＥに依存させて、すなわち検出エッジＥが小さい平坦部では小さく、検出エッジＥが大きいエッジ部では大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においては、エッジ信号取得手段５２ｄをマスクメモリ５１およびエッジ検出手段５３によって構成し、マスクメモリ５１によって原信号ＳF から抽出対象マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijを抽出し、このマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijからエッジ検出手段５３によって前記式（２）に基づいて輝度信号Ｙijを求め、得られた輝度信号Ｙijに基づいて上記式（６）によってエッジＥを検出し、ゲインＭおよびＨを、輝度信号Ｙijに基づく検出エッジＥに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、エッジ検出手段５３において前記式（２）による輝度信号Ｙijを算出することなく、低周波数成分抽出の対象としたマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijそのものの主副走査方向の差信号をエッジＥとして上記式（６）によって検出し、ゲインＭおよびＨを、この差信号に基づく検出エッジＥに依存して強度抑制処理を行ってもよい。この時、上記式（６）におけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図７（ｂ）に示すように、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijの平均値などに関する左右上下の画素値の和を用いればよい。
【００６４】
このように、本実施例においては、例えば、図７（ｃ）に示すようなエッジ依存テーブルを用いるので、エッジである場合、すなわち検出エッジＥの値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、エッジでない平坦部の場合、すなわち検出エッジＥの値が所定値以下（小さい所定範囲の値）の場合には、強度関数Ｗの値を１．０よりから０．０まで単調に減少させ、徐々に小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を平坦部でさらに小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、画像のエッジを検出し、エッジのみを強調し、鮮鋭度強調による平坦部におけるノイズをさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
また、図示例においては、例えば、エッジとしてマスク内の左右上下の画素値の和により検出エッジＥの値を設定し、図７（ｃ）に示すようなエッジ依存テーブルを用いているが、本発明はこれに限定されず、エッジとしてどのような検出エッジＥの値を設定しても良いし、また、どのようなエッジ依存テーブルを用いてもよい。
【００６５】
以上、本発明の画像処理方法を実施する本発明の画像処理装置を構成する粒状抑制シャープネス強調処理手段について、画像特性が、それぞれコントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジである場合の具体的実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像特性を用いてもよいことは勿論であり、画像特性に応じて画像特性取得手段および画像特性依存ゲイン算出手段を設定すればよい。
なお、上述した実施例においては、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHをＹＩＱ規定に変換してゲイン処理を行うようにしているが、ＹＩＱ規定に変換する必要はなく、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM および高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH に分解し、各成分をＹＩＱ規定に変換することなくゲイン処理を施すようにしてもよいものである。但し、ＹＩＱ規定に変換後に、輝度成分にのみ基づいてゲイン処理を施した方が、フィルム粒状に起因するざらつきを大きく抑制することができる。
【００６６】
以上、本発明の画像処理方法および装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による画像処理方法および装置は、画像信号を低・中間・高周波数成分に分解し、フィルム粒状に起因するざらつきを含む中間周波数成分を抑制し、エッジ、テクスチャ等を含む高周波数成分を強調する際に、中間周波数成分の抑制強度および高周波数成分の強調強度を画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定濃度、ならびにエッジに依存して調整するようにしたため、処理後の画像信号のカラー再生画像は、鮮鋭度が強調され、かつフィルム粒状に基づくノイズ成分を除去され、さらに平坦部分の粒状性が抑えられ、エッジ部の偽輪郭が防止され、特定濃度領域の粒状性が抑えられ、画像のエッジを検出し、エッジのみの鮮鋭度が強調された、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００６８】
また、本発明によれば、中間・高周波数成分の輝度成分についてのみ処理を行うことにより、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきを抑制することができるため、さらに画質の良好な再生画像を得ることができる。
また、本発明によれば、カラー画像信号の中間・高周波数成分のＲＧＢ３色をＹＩＱ規定に変換した場合、色成分であるＩ成分およびＱ成分は通常の被写体では殆ど成分を持たないものであるため、Ｉ成分およびＱ成分はフィルム粒状に起因する色のざらつきとみなすことができる。したがって、画像信号から分解された高周波数成分および中間周波数成分の輝度成分であるＹ成分にのみ基づいて強調抑制処理および合成を行うことにより、さらに、フィルム粒状に起因する色のざらつきを抑制し、良好な再生画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像処理方法を実施する画像処理装置を適用したデジタルカラー画像再生システムの一実施形態のブロック図である。
【図２】 図１に示すデジタルカラー画像再生システムに適用される本発明の画像処理装置の一実施形態のブロック部である。
【図３】 カラー原画像信号の低・中間・高周波数成分の分布を表すグラフである。
【図４】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第１実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるコントラスト依存テーブルの一例のグラフである。
【図５】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第２実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるコントラストのハイライト／シャドー依存テーブルの一例のグラフである。
【図６】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第３実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられる特定濃度依存テーブルの一例のグラフである。
【図７】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第４実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置において実施されるエッジ検出の方法を説明する説明図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるエッジ依存テーブルの一例のグラフである。
【符号の説明】
１０ デジタルカラー画像プリントシステム
１２ 読取手段
１４ 画像処理装置
１６ 再生手段
１８ ＣＣＤアレイ
２０ 集光レンズ
２２ フィルタタレット
２４ Ａ／Ｄ変換手段
２６ ＣＣＤ補正手段
２８ 対数変換手段
３０ オートセットアップ演算部
３２ 色・階調処理手段
３４ ＣＲＴ
３６ モニタ表示アンドユーザインターフェイス
３８ 処理手段
４０ プリンタ
４２，４８ ローバスフィルタ
４４，５０ 減算手段
５１ マスクメモリ
５２ 画像特性取得手段
５２ａ コントラスト信号取得手段
５２ｃ 原信号輝度算出手段
５２ｄ エッジ信号取得手段
５３ エッジ検出手段
５４ 画像特性依存ゲイン算出手段
５４ａ コントラスト依存ゲイン算出手段
５４ｂ ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段
５４ｃ 輝度信号依存ゲイン算出手段
５４ｄ エッジ依存ゲイン算出手段
５６，５８ アンプ
６０，６２ 加算手段
ＣＩ カラー画像
Ｐ 可視（再生）像
Ｚ 記録材料（媒体）
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理方法および装置、とくに詳細には、カラー画像を読み取ることにより得られたカラー画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
写真フィルム等のカラー画像をＣＣＤ等のセンサにより光電的に読み取って色の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）毎の画像信号を得、この画像信号に対して種々の画像処理を施して、画像処理後の画像信号を記録材料に可視像として再生することが行われている。この方法において、ＲＧＢ３色の画像信号を得る前にまずカラー画像を粗めの走査間隔で光電的に読み取ってカラー画像の概略を読み取るプレスキャンを行い、このプレスキャンにより得られたデータに基づいて画像処理を行う際の様々なパラメータを設定し、その後細かい走査間隔で読み取るファインスキャンを行って画像信号を得るように構成されたシステムが知られている。
【０００３】
このようなシステムで行われる画像処理として、例えば、与えられた画像を表す画像信号に対して画像処理を施して画像の鮮鋭度を強調させる方法が種々提案されている。例えば、画像信号に対してボケマスク処理を施して画像の鮮鋭度を強調するようにした手法が知られている（画像解析ハンドブック、Ｐ．５４９、東京大学出版会、高木幹雄、下田陽久 監修）。
しかしながら、上記ボケマスク処理は鮮鋭度を強調することはできるものの、鮮鋭度の強調と同時にフィルムの粒状に起因するざらつきをも強調してしまうため、結果としてノイズが低減された良好な再生画像を得ることができない。
【０００４】
このため、画像の平坦部で目立つ粒状などの画像のノイズを抑制して、画像の鮮鋭度を強調する、例えば画像のエッジ部やテクスチャ部等のみのシャープネスを強調する画像処理方法が種々提案されている。
例えば、米国特許第４８１２９０３号公報には、ＲＧＢ３色の画像信号を輝度信号と色彩信号とに分解し、輝度信号の低周波数成分に対して非線形処理を施すとともに、高周波数成分を強調する処理を施し、処理後の輝度信号と色彩信号とを合成して、再生画像の粒状を抑制して鮮鋭度を強調するようにした処理方法が提案されている。
【０００５】
また、特開昭６３−２６７８３号公報には、カラー画像を表す画像信号から輝度信号と他の色彩信号（色相、彩度等）とを抽出し、輝度信号に空間フィルタ処理を施すことにより空間的大局情報と空間的詳細情報を算出するとともに、空間的大局情報と空間的詳細情報に対して所定の強調処理を施し、処理後の大局情報と詳細情報とを合成して新たな輝度信号を求め、この新たな輝度信号と色彩信号とを合成して所定のカラー画像信号に変換するようにし、色調の変化等の少ない自然な鮮鋭度強調処理が施されかつ、粒状が抑制された処理画像を得ることができる画像処理方法が提案されている。
しかしながら、これらの公報に開示された画像処理方法においては、色の高周波数成分を強調しないため、ボケマスク処理と比較すればフィルム粒状のざらつき感は抑えることができるが、フィルム粒状に起因する輝度成分のざらつきは依然として残るという問題がある。
【０００６】
さらに、特表平３−５０２９７５号公報には、ボケマスク処理を行う際の下記式（１）において、鮮鋭度強調係数Ｋを画像の特徴部分に応じて変化させることにより、より画像の鮮鋭度を強調させる方法が提案されている。
Ｓ´＝Ｓorg ＋Ｋ´（Ｓorg −Ｓus） ……（１）
ここで、Ｓorg は原画像信号、Ｓusはボケマスク信号である。
この方法は、画像のフィルム粒状に起因する雑音が多い平坦部、テクスチャおよびエッジ部分についての出現数に対してプロットした局所分散値を求め、係数Ｋをこの局所分散値の関数として設定する方法である。すなわち、通常の画像においては、平坦部の局所分散値は小さく、テクスチャおよびエッジ部分の局所分散値は順次大きいものとなるため、平坦部の画像信号の係数Ｋはその局所分散値に基づいて求め、テクスチャおよびエッジ部分の画像信号の係数Ｋはそれらの局所分散値に基づいて求めるようにする方法である。従って、平坦部については係数Ｋを小さくし、テクスチャおよびエッジ部分については係数Ｋを大きくして雑音を抑制し、鮮鋭度を強調した画像を得るようにしたものである。
【０００７】
しかしながら、この方法においては、フィルム粒状を抑制して鮮鋭度を強調することができるものの、画像信号の振幅が小さいテクスチャやエッジ等は、局所分散を求めると平坦部の局所分散と分離しにくく、本来鮮鋭度よく観察されなければならないテクスチャやエッジが平坦部の雑音と同様に抑制されてしまうことがあるという問題がある。
【０００８】
このため、本出願人の出願に係る特開平９−２２４６０号公報には、カラー原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分および高周波数成分に分解し、高周波数成分を強調し、中間周波数成分を抑制する強調抑制処理を行った後に、処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに低周波数成分を合成する、好ましくは、分解後、さらに中間周波数成分および高周波成分から輝度成分を抽出して、輝度成分のみに基づいて強調抑制処理および合成処理を行う画像処理方法および装置が開示されている。この粒状抑制シャープネス強調処理は、フィルム粒状に起因するざらつきを含む中間周波数成分を抑制し、エッジ、テクスチャ等を含む高周波数成分を強調するものであるので、ざらつきが抑制され、かつ鮮鋭度が強調された画質が良好な再生画像を得ることができるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像のノイズには、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を始めとして、様々な周波数成分を含んでおり、特開平９−２２４６０号公報に開示された粒状抑制シャープネス強調処理においても、ノイズを十分に抑制しきれない場合もあるし、高周波数成分の強調と中間周波数成分の抑制とのバランスによっては、鮮鋭度を十分に強調しきれない場合もあるし、また、鮮鋭度を強調しすぎると、エッジ部の偽輪郭が生じたりするという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、カラー画像の鮮鋭度を強調するとともに、フィルム粒状に基づくノイズ成分を除去し、さらに平坦部分の粒状性を抑えたり、エッジ部の偽輪郭を防止したり、特定濃度領域の粒状性を抑えたり、画像のエッジを検出し、エッジのみの鮮鋭度を強調したりして、良好な画質の再生画像を得ることができる画像処理方法および装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、一般的なカラー画像を表す原画像信号においては、再生画像の鮮鋭度に影響を及ぼす成分は原画像信号の高周波数成分であり、再生画像にざらつきとなって現れるフィルム粒状は、主に中間周波数成分に多く含まれているものであるが、画像のノイズには様々な周波数成分が含まれているため、ノイズを十分に抑制しきれない場合があるため、エッジやテクスチャなどの鮮鋭度を落とさずに、フィルム粒状に基づくノイズ成分を十分に除去することができる粒状抑制シャープネス強調処理について鋭意研究を行った結果、高周波数成分の強調と中間周波数成分の抑制とをおこなう強調抑制処理を画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライトやシャドー、画像特定濃度や輝度、エッジに依存させて行うことにより、上記目的を達成することができることを知見し、本発明に至ったものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理方法であって、前記原画像信号の輝度信号を算出し、前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解し、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定し、前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行い、この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済画像信号を得ることを特徴とする画像処理方法であって、前記原画像信号の分解では、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとし、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するものであることを特徴とする画像処理方法を提供するものである。
【００１３】
ここで、原画像信号の低周波数成分、中間周波数成分、高周波数成分とは、図３に示すように分布される周波数成分のことをいうものであり、中間周波数成分とは、処理後のデータを可視像として再生する際の出力のナイキスト周波数の１／３付近にピークを持って分布する周波数成分をいうものであり、低周波数成分とは、出力のナイキスト周波数が０となる周波数をピークとして分布する成分をいい、高周波数成分とは出力のナイキスト周波数をピークとして分布する成分をいうものであり、さらに、低・中間・高周波数成分の和が各周波数において１となっている成分をいうものである。
【００１４】
なお、前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることが好ましい。
【００１５】
また、前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定するステップを有し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することが好ましい。
【００１６】
また、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理装置であって、前記原画像信号の輝度信号を算出する手段と、前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解する手段と、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定する手段と、前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行う手段と、この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済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であって、前記分解する手段は、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとする分解を実施し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段は、前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定することを特徴とする画像処理装置を提供するものである。
【００１８】
また、前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることが好ましい。
【００１９】
また、前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定する手段を有し、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することが好ましい。
【００２０】
また、前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像処理方法および装置を添付の図面に示す好適実施形態を参照して以下に詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る画像処理方法を実施する画像処理装置を適用したカラー写真から画像を読み取って記録材料に画像を再生するデジタルカラー画像再生システムの一実施形態のブロック図である。
同図に示すように、デジタルカラー画像再生システム（以下、単に再生システムという）１０は、カラー写真フィルムから画像を読み取る読取手段１２と、読取手段１２により得られたカラー写真フィルム画像ＣＩを表す画像信号に対して、本発明の画像処理方法に基づく画像処理を含む画像処理を施す画像処理手段１４と、画像処理手段１４により画像処理が施された画像信号を可視像Ｐとして記録材料Ｚに記録する再生手段１６とを有する。
【００２３】
読取手段１２は、ネガフィルムあるいはリバーサルフィルム等のカラー画像ＣＩからカラー原画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを光電的に読み取るためのＣＣＤアレイ１８を有し、このＣＣＤアレイ１８にカラー画像ＣＩからの光を結像させるための結像レンズ２０を有するものである。本実施形態においてＣＣＤアレイ１８は２７６０×１８４０画素からなり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および（Ｂ）青の３色の色分解フィルタが装置されたフィルタタレット２２を回転させながら、画像データのスキャンを行うことにより、フルカラー画像が面順次で得られるものとなっている。さらにＣＣＤアレイ１８はこのＣＣＤアレイ１８により検出されたカラー画像を表す画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段２４と、ＣＣＤアレイ１８の補正を行うＣＣＤ補正手段２６と、ＣＣＤ補正手段２６により補正されたカラー画像を表す画像信号を対数変換するルックアップテーブルを内蔵した対数変換手段２８とを有するものである。この読取手段１２は、ＲＧＢ３つの画像信号を得る前にまずカラー画像ＣＩを粗めの走査間隔で光電的に読み取ってカラー画像ＣＩの概略を読み取るプレスキャンを行ってプレスキャンデータＳP を得、その後細かい走査間隔で読み取るファインスキャンを行ってファインスキャンデータＳF を得るように構成されているものである。
【００２４】
画像処理手段１４は、プレスキャンデータＳP に基づいてファインスキャンの際の階調処理等のパラメータを設定するオートセットアップ演算部（以下、演算部という）３０と、この演算部３０により設定されたパラメータに基づいて、ファインスキャンデータＳF の色・階調処理を行う色・階調処理手段３２と、プレスキャンデータＳP を可視像として再生するＣＲＴ３４および演算部３０を接続するためのモニタ表示アンドユーザインターフェイス３６と、本発明の特徴であるカラー画像信号に対して粒状抑制処理および鮮鋭度強調処理を行う粒状抑制シャープネス強調処理手段（以下、強調処理手段という）３８とからなるものである。
さらに、再生手段１６はカラー画像信号を可視再生像Ｐとして記録材料Ｚに記録するプリンタ４０を有するものである。
【００２５】
以下に、再生システム１０の各手段およびその構成要素の作用について説明する。
まず、再生システム１０においては、読取手段１２によりネガフィルムあるいはリバーサルフィルム等のカラー画像ＣＩから粗めの走査間隔によりカラー画像ＣＩの概略を読み取るプレスキャンを行う。このプレスキャンにより得られた３色のプレスキャンデータＳP は、Ａ／Ｄ変換手段２４によりデジタルデータに変換され、ＣＣＤ補正手段２６により補正がなされて対数変換手段２８により対数増幅されて画像処理手段１４の演算部３０およびモニタ表示アンドユーザインターフェイス（以下インターフェイスとする）３６に入力される。
【００２６】
次に、画像処理手段１４においては、インターフェイス３６に入力されたプレスキャンデータＳP はＣＲＴ３４に可視像として表示され、ＣＲＴ３４上に可視像とは別に表示された鮮鋭度処理メニュー３４Ａをユーザが選択することによりこの選択した結果を表す信号Ｓ1 がインターフェイス３６に入力され、さらにこの信号Ｓ1 は演算部３０に入力される。演算部３０においては、プレスキャンデータおよび信号Ｓ1 に基づいて、後に色・階調処理手段３２により行われる色・階調処理のためのパラメータが設定される。また、このパラメータの一部は、後述する、本発明の画像処理方法を実施する強調処理手段３８に入力される。
【００２７】
ここで、パラメータ設定の詳細について説明する。まず、演算部３０においては入力されたプレスキャンデータＳP に基づいてカラー画像ＣＩの温度域およびプリントサイズが求められる。また、ここではＣＲＴ３４からインターフェイス３６を経由して入力された信号Ｓ1 に基づいて強調処理手段３８において行われる強調抑制処理において中間周波数成分に乗じられるゲインＭ0 および高周波数成分に乗じられるゲインＨ0 などが求められ、さらに必要に応じて、これらのゲインＭ0 およびＨ0 を調整する際に依存させる画像特性の種類や強度（画像特性依存強度テーブル（ＬＵＴ））なども設定される。さらに、演算部３０では、色・階調処理手段３２において行われる色・階調処理のためのパラメータも求められ、強調処理手段３８および色・階調処理手段３２に入力される。
【００２８】
次いで、読取手段１２においては、カラー画像ＣＩを細かい走査間隔で読み取るファインスキャンが行われ、３色のファインスキャンデータＳF がカラー画像信号として得られる。ファインスキャンデータＳF はＡ／Ｄ変換手段２４によりデジタルデータに変換され、ＣＣＤ補正手段２６により補正がなされて対数変換手段２８により対数増幅されて、色・階調処理手段３２に入力される。色・階調処理手段３２においてはファインスキャンデータＳF に色・階調処理が施され、強調処理手段３８に入力される。
【００２９】
以下、この粒状抑制シャープネス強調処理手段３８において行われる本発明の特徴とする強調抑制処理について説明する。
図２は、強調処理手段３８で行われる強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
同図に示すように、強調処理手段３８は、本発明の画像処理装置を構成するもので、９×９の第１ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）４２と、第１減算手段４４と、輝度算出手段４６と、５×５の第２ＬＰＦ４８と、第２減算手段５０と、画像特性取得手段（以下、取得手段という）５２と、画像特性依存ゲイン算出手段（以下、ゲイン算出手段という）５４と、第１アンプ５６と、第２アンプ５８と、第１加算手段６０と、第２加算手段６２とを有する。
ここで、第１ＬＰＦ４２、第１減算手段４４、輝度算出手段４６、第２ＬＰＦ４８および第２減算手段５０は、本発明の分解手段を構成する。また、ゲイン算出手段５４、第１アンプ５６および第２アンプ５８は、本発明の強調抑制処理手段を構成し、第１加算手段６０および第２加算手段６２は、本発明の合成手段を構成する。
【００３０】
図２に示す強調処理手段３８において、入力されたファインスキャンデータ（以下、原信号という）ＳF （ＲＧＢ）に対して以下に示す第１ＬＰＦ４２によりフィルタリング処理が施され、原信号ＳF （ＲＧＢ）の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL が抽出される。
【００３１】
【数１】
そして、第１減算手段４４においては、原信号ＳF から低周波数成分（低周波信号）ＲL ，ＧL ，ＢL を減算して、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを抽出する。このように抽出された後の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL はカラー画像中のエッジや細かいテクスチャやフィルムの粒状によるざらつきを含まないものである。一方、中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM にはフィルムの粒状によるざらつきを含み、高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH はカラー画像中のエッジや細かいテクスチャを含むものである。
【００３３】
ここで、原信号の低周波数成分、中間周波数成分および高周波数成分とは、図３に示すように分布される後述する中間・高周波数成分に乗じるゲインＭ，Ｈを１．０とした場合の周波数成分のことをいうものであり、中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM は、処理後のデータを可視像Ｐとして再生する際の出力のナイキスト周波数ｆS ／２の１／３付近にピークを持って分布ＨM となる周波数成分をいうものであり、低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL とは、０周波数にピークを持って分布ＨL となる成分をいい、高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH とは出力のナイキスト周波数ｆS ／２にピークを持って分布ＨH となる成分をいうものである。なお、本実施形態においてナイキスト周波数は、記録媒体Ｚへの記録が３００ｄｐｉで行われる場合のナイキスト周波数をいうものである。ここで、図３においては、各周波数において周波数成分の和は１となっている。
【００３４】
次いで、輝度算出手段４６において、第１減算手段４４によって分解された中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度成分が抽出される。この輝度成分の抽出は原信号ＳF の中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHをＹＩＱ規定に変換した際の成分ＹMHがデータの輝度成分を表すものである。ここで、ＹＩＱ規定への変換は下記式（２）により行う。
【００３５】
【数２】
ここで、ＹＩＱ規定に変換後の色成分である成分ＩMHおよび成分ＱMHはフィルム粒状に起因する色のざらつきを含むものであるため、成分ＩMHおよび成分ＱMHはここでは０とおいてフィルム粒状に起因する色のざらつきを抑制する。ここで、色成分である成分ＩMHおよび成分ＱMHは一般の被写体を写した画像の場合は殆ど成分を持たないことが経験的に分かっている。したがって、成分ＩMHおよび成分ＱMHはフィルム粒状に起因する色のざらつきとみなして０とおくことにより、ざらつきを抑制した良好な再生画像を得ることができる。
【００３７】
次いで、成分ＹMHに対して以下に示すような５×５の第２ＬＰＦ４８によってフィルタリング処理を施して、成分ＹMHの中間周波数成分ＹM を得る。
【００３８】
【数３】
さらに、第２減算手段５０において、成分ＹMHから中間周波数成分ＹM を減算することにより成分ＹMHの高周波数成分ＹH を得る。
【００４０】
一方、画像特性取得手段５２では、前述した演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 を調整する際に依存させる画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジなどが、原信号ＳF （ＲＧＢ）に基づいて求められる。ここで、ゲインＭ0 およびゲインＨ0 を調整する際に依存させるのに用いる画像特性の種類は、１種であっても、２種以上であってもよい。また、ここで用いる画像特性の種類は、オペレータによってＣＲＴ３４などに入力され、ＣＲＴ３４からインターフェイス３６を経由して演算部３０に入力され、演算部３０から強調処理手段３８の画像特性取得手段に入力されたものであってもよいし、演算部３０において、ＣＲＴ３４からの入力信号に基づいて設定されるものであってもよいし、画像自体から自動的に設定されるものであってもよい。
取得手段５２において行われる、画像特性に応じた信号処理については、具体的な個々の画像特性に応じて後述する。
【００４１】
こうして、取得手段５２において、画像特性が取得されると、画像特性依存ゲイン算出手段５４では、前述した演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 を取得された画像特性に依存させて調整するための画像特性依存強度Ｗを設定する。ここで設定する画像特性依存強度Ｗは、画像や画像特性に応じてゲイン算出手段５４で設定するようにしてもよいが、ゲイン算出手段５４に設けられたメモリ（図示せず）などに予め強度関数や画像特性依存強度テーブル（ＬＵＴ）などに、好ましくは複数用意しておき、これらから画像や画像特性に応じて選択するようにしても良い。なお、予め強度関数や画像特性依存強度ＬＵＴなどは、演算部３０に用意しておき、必要な強度関数や画像特性依存強度ＬＵＴなどを受け取るようにしてもよい。
【００４２】
こうして、ゲイン算出手段５４において画像特性に応じて設定された画像特性依存強度Ｗが、それぞれ、演算部３０において求められたゲインＭ0 およびゲインＨ0 に下記式（３）に示すように乗じられて、中間周波数成分ＹM を画像特性に依存させて抑制するための画像特性依存ゲインＭおよび高周波数成分ＹH を画像特性に依存させて強調するための画像特性依存ゲインＨが算出される。
ゲインＭ＝ゲインＭ0 ×Ｗ
ゲインＨ＝ゲインＨ0 ×Ｗ ……（３）
ここで、演算部３０において、元々、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきが比較的多く含まれている中間周波数成分ＹM のゲインを比較的低く設定することにより、ざらつき感を抑え、画像の鮮鋭度が依存する輝度成分の高周波数成分ＹH のゲインＨを比較的大きくすることにより、処理済画像の鮮鋭度を強調することができるように、ゲインＭ0 とゲインＨ0 とはゲインＭ0 ＜ゲインＨ0 となるように設定されている。従って、ゲイン算出手段５４で算出される画像特性依存ゲインＭとゲインＨとはゲインＭ＜ゲインＨとなるように設定される。
【００４３】
ところで、演算部３０においては、例えば、カラー画像ＣＩがアンダーネガの場合には、フィルム粒状に起因するざらつきが目立つうえに、階調特性を改善するために階調を立てた場合に粒状がかなり悪い画像となってしまうため、ゲインＭ0 がかなり低く設定される。このため、ゲイン算出手段５４で画像特性に依存させてゲインＭもかなり低く設定される。そしてこれにより、画像特性に依存させて、粒状を強く抑制することができる。また、プリントサイズに依存しても演算部３０で最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 が設定される。さらに、前述したようにユーザがいくつかの鮮鋭度強調処理メニューから所望とするメニューを選択する場合には、このメニューに応じたゲインＭ0 およびゲインＨ0 をテーブルとして記憶しておき、メニュー選択に応じて最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 を選択できるようにしておくことが好ましい。これにより、画像ごとにあるいはユーザの好みに応じた処理を行うことができるようになる。
このように、演算部３０においてプリントサイズやユーザの好みに応じて最適なゲインＭ0 およびゲインＨ0 が設定されているので、ゲイン算出手段５４で画像特性に依存させて設定されるゲインＭおよびＨも最適なものとなるのはいうまでもない。
【００４４】
ところで、画像特性依存強度Ｗは、中間周波数成分抑制のためのゲインＭと高周波数成分強調のためのゲインＨとで、同一の画像特性依存強度を用いているけれども、本発明はこれに限定されず、ゲインＭとゲインＨとでそれぞれ異なる画像特性依存強度を用いてもよい。
なお、上述した実施形態おいては、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0は、演算部３０において算出または設定し、ゲイン算出手段５４において、まず画像特性依存強度Ｗを算出し、上記式（３）によって画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨを算出しているが、本発明はこれに限定されず、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0を、演算部３０では求めず、ゲイン算出手段５４で直接求めるようにしてもよいし、さらに、基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0および画像特性依存強度Ｗを求めることなく、直接、画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨを算出するように構成してもよい。
【００４５】
次いで、下記式（４）に示すように、こうしてゲイン算出手段５４によって算出された画像特性依存ゲインＭおよびゲインＨが、それぞれ第１および第２アンプ５６および５８において、第２ＬＰＦ４８によって得られた成分ＹMHの中間周波数成分ＹM および第２減算手段５０によって得られた成分ＹMHの高周波数成分ＹH にそれぞれ乗じられて処理済成分ＹM ´，ＹH ´が得られる。
ＹM ´＝ゲインＭ×ＹM
ＹH ´＝ゲインＨ×ＹH ……（４）
続いて、第１加算手段６０において、下記式（５）に示すように、それぞれ第１および第２アンプ５６および５８で得られた処理済成分ＹM ´およびＹH ´が合成されて、成分ＹMH´が得られる。
ＹMH´＝ＹM ´＋ＹH ´ ……（５）
（＝ゲインＭ×ＹM ＋ゲインＨ×ＹH ）
【００４６】
ここで、上述したように、ゲイン算出手段５４においてゲインＭとゲインＨとはゲインＭ＜ゲインＨとなるように設定されている。すなわち、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきは、中間周波数成分に比較的多く含まれているため、成分ＹM のゲインＭを画像特性に依存させて比較的低く設定することにより、画像特性に依存させて適切にざらつき感を抑えることができるものである。また、画像の鮮鋭度（シャープネス）は、輝度成分の高周波数成分に依存するため、輝度成分の高周波数成分ＹH のゲインＨを画像特性に依存させて比較的大きくすることにより、処理済画像の鮮鋭度を画像特性に依存させて適切に強調することができるものである。
【００４７】
そして、第２加算手段６２において、このようにして得られた成分ＹMH´を前述した原信号ＳF の低周波数成分ＲL ，ＧL ，ＢL と合成して処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´を得る。この際、前述した成分ＩMHおよび成分ＱMHの値は０とされているため、処理された輝度成分ＹMH´を逆変換してＲＧＢのデータに対応させると、ＲＧＢ３つのデータは全て成分ＹMH´と同一の値となる。したがって、処理された輝度成分ＹMH´を逆変換しなくても合成した結果は、逆変換した場合と同一となる。よって、処理を簡便なものとするために処理された輝度成分ＹMH´を逆変換しないで合成するようにしているのである。
その後、処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´は再生手段１６に入力され、プリンタ４０により記録材料Ｚに可視像Ｐとして再生される。
【００４８】
このようにして再生された再生可視像Ｐは、フィルム粒状に起因するざらつきを含むデータの中間・高周波数成分の色成分が０とされており、さらに、中間・高周波数成分の輝度成分のうち中間周波数成分ＹM のゲインＭが画像特性に依存して抑制され、高周波数成分ＹH のゲインＨが画像特性に依存して強調されているため、どのような画像であっても適切に鮮鋭度が強調されるとともにフィルム粒状に起因するざらつきが十分に抑制された画像となる。
【００４９】
次いで、本発明の画像処理方法を実施する本発明の画像処理装置の具体的な実施例について説明する。
図４〜７に示す粒状抑制シャープネス強調処理手段３８の実施例は、それぞれ画像特性が、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジである場合の画像特性取得手段５２および画像特性依存ゲイン算出手段５４の具体例を示すもので、これらを除いて、図２に示す粒状抑制シャープネス強調処理手段３８と同一であるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
まず、本発明の具体的第１実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図４（ａ）は、本発明の具体的第１実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ａにおいて行われるコントラスト依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図４（ａ）に示すように、本発明の第１実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ａは、画像特性としてコントラストを用いるもので、コントラストとして第１減算手段４４によって算出された原信号ＳF と低周波数信号ＲL ，ＧL ，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを用い、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度算出手段４６によって算出された輝度成分（輝度信号）ＹMHに依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａにおいては、分解手段を構成する第１減算手段４４および輝度算出手段４６は、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するコントラスト（信号）取得手段５２ａをも構成し、コントラスト依存ゲイン算出手段５４ａは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００５１】
すなわち、コントラスト信号取得手段５２ａは、原信号ＳFと低周波信号ＲL，ＧL，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを算出する第１減算手段４４と、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから上記式（２）に従って輝度信号ＹMHを算出する輝度算出手段４６とから構成される。
また、ゲイン算出手段５４ａは、画像特性取得手段５２として機能する輝度算出手段４６によって取得された差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHに依存する強度関数Ｗを、例えば図４（ｂ）に示すコントラスト依存テーブルのようにコントラストに依存させて、すなわち低コントラストで小さく、高コントラストで大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0およびゲインＨ0とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においては、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４および輝度算出手段４６によって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４のみによって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMH、例えばこれらの３色の平均値に依存して強度抑制処理を行ってもよい。
【００５２】
このように、本実施例においては、例えば、図４（ｂ）に示すようなコントラスト依存テーブルを用いるので、コントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、コントラストが低い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が小さい所定範囲の値の場合には、強度関数Ｗの値を１．０より小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を低コントラスト部でさらに小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、コントラストの低い平坦部分における粒状性をさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００５３】
次いで、本発明の具体的第２実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図５（ａ）は、本発明の具体的第２実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｂにおいて行われるコントラスト依存方式によるハイライト部およびシャドー部依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図５（ａ）に示すように、本発明の第２実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｂは、画像特性としてコントラストを用い、コントラストのハイライト部およびシャドー部の各々を独立に操作するもので、コントラストとして第１減算手段４４によって算出された原信号ＳF と低周波数信号ＲL ，ＧL ，ＢL との差信号である中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを用い、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHの正負によってコントラストのハイライト部およびシャドー部を判定または検出し、この差信号ＲMH，ＧMH，ＢMHから輝度算出手段４６によって算出された輝度成分（輝度信号）ＹMHの正負に依存して強調抑制処理をおこなうものである。
【００５４】
従って、図５（ａ）に示す強調処理手段３８ｂは、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａと、図２に示す強調処理手段３８における画像特性依存ゲイン算出手段５４に相当するハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂが、コントラスト信号取得手段５２ａによって取得されたコントラストに相当する差信号またはその輝度信号のみならずコントラストのハイライト部およびシャドー部、すなわち差信号の正負またはその輝度信号の正負を判定し、判定されたハイライト部およびシャドー部（差信号やその輝度信号の正負）に依存して、コントラスト依存ゲイン算出手段５４ａにおけるゲインＭおよびゲインＨの値を調整する点を除いて全く同一に機能する。
すなわち、図５（ａ）に示す強調処理手段３８ｂにおいては、分解手段を構成する第１減算手段４４および輝度算出手段４６は、図４（ａ）に示す強調処理手段３８ａと同様に、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するコントラスト（信号）取得手段５２ａをも構成し、ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４として機能する。
【００５５】
ここで、ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段５４ｂは、画像特性取得手段５２として機能する輝度算出手段４６によって取得された差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHの正負を判定し、判定された輝度信号ＹMHの正負に依存する強度関数Ｗを、例えば図５（ｂ）に示すコントラスト依存テーブルのようにコントラストならびにハイライト側およびシャドー側に依存させて、すなわち低コントラストで小さく、高コントラストのハイライト側で大きく、高コントラストのシャドー側でさらに大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においても、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４および輝度算出手段４６によって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの輝度信号ＹMHの正負に依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、コントラスト信号取得手段５２ａを第１減算手段４４のみによって構成し、ゲインＭおよびＨを、差信号（中間・高周波数成分）ＲMH，ＧMH，ＢMHの正負、例えば、これらの３色の平均値の正負に依存して強度抑制処理を行ってもよい。
【００５６】
このように、本実施例においては、例えば、図５（ｂ）に示すようなコントラスト依存テーブルを用いるので、ハイライト側でコントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHが正でその絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とし、シャドー側でコントラストが高い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHが負でその絶対値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０よりさらに大きくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 よりさらに大きくする。これに対し、コントラストが低い場合、すなわち差信号の輝度信号ＹMHの絶対値が小さい所定範囲の値の場合には、強度関数Ｗの値を１．０より小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を低コントラスト部でさらに小さくするとともに、高コントラスト部のシャドー側では、高コントラスト部のハイライト側よりもさらに大きくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、エッジ部の偽輪郭を防止し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００５７】
続いて、本発明の具体的第３実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図６（ａ）は、本発明の具体的第３実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｃにおいて行われる特定濃度依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図６（ａ）に示すように、本発明の第３実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｃは、画像特性として特定濃度を用いるもので、特定濃度として原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ信号）を用い、この原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から算出された輝度成分（輝度信号）ＹF に依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図６（ａ）に示す強調処理手段３８ｃにおいては、原信号輝度算出手段５２ｃが図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２として機能し、輝度信号依存ゲイン算出手段５４ｃは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００５８】
すなわち、原信号輝度算出手段５２ｃは、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から、前述したＹＩＱ規定への変換式（２）に従って輝度信号ＹF を算出するものである。
また、ゲイン算出手段５４ｃは、画像特性取得手段５２として機能する原信号輝度算出手段５２ｃによって算出された輝度信号ＹF に依存する強度関数Ｗを、例えば図６（ｂ）に示す輝度信号依存テーブルのように輝度信号に依存させて、すなわち輝度信号が所定値以下では大きく、輝度信号が所定値より大きくなるにつれて所定割合で単調に減少するように、すなわち特定濃度領域（特定輝度領域）では徐々に小さくなるように設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
【００５９】
このように、本実施例においては、例えば、図６（ｂ）に示すような輝度信号依存テーブルを用いるので、輝度信号が所定値以下の場合には、強度関数Ｗの値を１．０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、輝度信号が所定値より大きい場合には、輝度信号が大きくなるにつれて、強度関数Ｗの値を１．０より０．０まで所定割合で単調に減少するように設定して、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 から、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 から０．０まで所定割合で単調に小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を輝度信号が所定値より大きい特定濃度（輝度）領域ではさらに徐々に小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、特定濃度領域における粒状性をさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００６０】
なお、本実施例においては、原信号輝度算出手段５２ｃによって原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）から輝度信号ＹFHを算出し、この輝度信号ＹFHに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、原信号輝度算出手段５２ｃを用いず、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）をそのまま用い、原信号ＳF の濃度信号（ＲＧＢ）、例えばＲＧＢ濃度信号の平均値に依存して強度抑制処理を行ってもよい。この場合には、画像特性取得手段５２としては、強調処理手段３８ｃに入力された原信号ＳF をそのまま濃度信号（ＲＧＢ）として用いて３色の平均値を求め、この３色の平均値を出力するものであればよい。
また、図示例においては、例えば、特定濃度領域として所定輝度値より大きい領域を設定し、図６（ｂ）に示すような輝度依存テーブルを用いているが、本発明はこれに限定されず、特定濃度領域としてどのような濃度（輝度）領域を設定しても良いし、また、どのような輝度依存テーブルを用いてもよい。
【００６１】
さらに、本発明の具体的第４実施例による画像処理装置の強調処理手段について説明する。図７（ａ）は、本発明の具体的第４実施例による画像処理装置の強調処理手段３８ｄにおいて行われるエッジ依存強調抑制処理の詳細を説明するためのブロック図である。
図７（ａ）に示すように、本発明の第３実施例による画像処理装置１４の強調処理手段３８ｄは、画像特性としてエッジを用いるもので、エッジとして低周波数成分抽出の対象としたマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂij（ｉ：主走査方向の画素位置、ｊ：副走査方向の画素位置）の輝度信号Ｙijの主副走査方向の差信号に依存して強調抑制処理をおこなうものである。従って、図７（ａ）に示す強調処理手段３８ｄにおいては、マスク内信号を構成するマスクメモリ５１およびエッジ検出手段５３は、図２に示す強調処理手段３８における画像特性取得手段５２に相当するエッジ信号取得手段５２ｄを構成し、エッジ依存ゲイン算出手段５４ｄは、図２に示す画像特性依存ゲイン算出手段５４にとして機能するものである。
【００６２】
すなわち、エッジ信号取得手段５２ｄは、原信号ＳF からマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijを抽出するマスクメモリ５１と、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijから輝度信号Ｙijを抽出する輝度信号抽出手段と、この輝度信号の主副走査方向の差信号を算出する差信号算出手段とを有するエッジ検出手段５３とから構成される。ここで、エッジ検出手段５３の輝度信号抽出手段は、まず、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijの輝度信号Ｙijを前述したＹＩＱ規定への変換式（２）によって算出する。次に、エッジ検出手段５３の差信号算出手段は、輝度信号Ｙijの主副走査方向の差を検出エッジ（指数）Ｅとして、下記式（６）によって算出する。ここで、下記式（６）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図７（ｂ）に示すように、輝度信号Ｙijに関する左右上下の画素値の和である。
Ｅ＝｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜ ……（６）
【００６３】
また、エッジ依存ゲイン算出手段５４ｄは、エッジ信号取得手段５２ｄのエッジ検出手段５３によって検出されたエッジＥに依存する強度関数Ｗを、例えば図７（ｃ）に示すように検出エッジＥに依存させて、すなわち検出エッジＥが小さい平坦部では小さく、検出エッジＥが大きいエッジ部では大きく設定することにより、この強度関数Ｗと基本となるゲインＭ0 およびゲインＨ0 とから上記式（３）によってゲインＭおよびＨを算出するものである。
なお、本実施例においては、エッジ信号取得手段５２ｄをマスクメモリ５１およびエッジ検出手段５３によって構成し、マスクメモリ５１によって原信号ＳF から抽出対象マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijを抽出し、このマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijからエッジ検出手段５３によって前記式（２）に基づいて輝度信号Ｙijを求め、得られた輝度信号Ｙijに基づいて上記式（６）によってエッジＥを検出し、ゲインＭおよびＨを、輝度信号Ｙijに基づく検出エッジＥに依存して強度抑制処理を行っているが、本発明は、これに限定されず、エッジ検出手段５３において前記式（２）による輝度信号Ｙijを算出することなく、低周波数成分抽出の対象としたマスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijそのものの主副走査方向の差信号をエッジＥとして上記式（６）によって検出し、ゲインＭおよびＨを、この差信号に基づく検出エッジＥに依存して強度抑制処理を行ってもよい。この時、上記式（６）におけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図７（ｂ）に示すように、マスク内信号Ｒij，Ｇij，Ｂijの平均値などに関する左右上下の画素値の和を用いればよい。
【００６４】
このように、本実施例においては、例えば、図７（ｃ）に示すようなエッジ依存テーブルを用いるので、エッジである場合、すなわち検出エッジＥの値が大きい場合には、強度関数Ｗの値を１，０として、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 および高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 とする。これに対し、エッジでない平坦部の場合、すなわち検出エッジＥの値が所定値以下（小さい所定範囲の値）の場合には、強度関数Ｗの値を１．０よりから０．０まで単調に減少させ、徐々に小さくして、中間周波数成分ＹM のゲインＭを基本となるゲインＭ0 より、高周波数成分ＹH のゲインＨを基本となるゲインＨ0 より小さくする。
こうすることにより、本実施例においては、処理済成分ＹM ´，ＹH ´を平坦部でさらに小さくして、最終的に得られる処理済信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´から再生されるカラー画像の鮮鋭度を強調し、フィルムの粒状に基づくノイズ成分を除去するとともに、画像のエッジを検出し、エッジのみを強調し、鮮鋭度強調による平坦部におけるノイズをさらに抑制し、良好な画質の再生画像を得ることができる。
また、図示例においては、例えば、エッジとしてマスク内の左右上下の画素値の和により検出エッジＥの値を設定し、図７（ｃ）に示すようなエッジ依存テーブルを用いているが、本発明はこれに限定されず、エッジとしてどのような検出エッジＥの値を設定しても良いし、また、どのようなエッジ依存テーブルを用いてもよい。
【００６５】
以上、本発明の画像処理方法を実施する本発明の画像処理装置を構成する粒状抑制シャープネス強調処理手段について、画像特性が、それぞれコントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定画像濃度ならびにエッジである場合の具体的実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像特性を用いてもよいことは勿論であり、画像特性に応じて画像特性取得手段および画像特性依存ゲイン算出手段を設定すればよい。
なお、上述した実施例においては、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHをＹＩＱ規定に変換してゲイン処理を行うようにしているが、ＹＩＱ規定に変換する必要はなく、中間・高周波数成分ＲMH，ＧMH，ＢMHを中間周波数成分ＲM ，ＧM ，ＢM および高周波数成分ＲH ，ＧH ，ＢH に分解し、各成分をＹＩＱ規定に変換することなくゲイン処理を施すようにしてもよいものである。但し、ＹＩＱ規定に変換後に、輝度成分にのみ基づいてゲイン処理を施した方が、フィルム粒状に起因するざらつきを大きく抑制することができる。
【００６６】
以上、本発明の画像処理方法および装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による画像処理方法および装置は、画像信号を低・中間・高周波数成分に分解し、フィルム粒状に起因するざらつきを含む中間周波数成分を抑制し、エッジ、テクスチャ等を含む高周波数成分を強調する際に、中間周波数成分の抑制強度および高周波数成分の強調強度を画像特性、例えば、コントラスト、コントラストのハイライト部およびシャドー部、特定濃度、ならびにエッジに依存して調整するようにしたため、処理後の画像信号のカラー再生画像は、鮮鋭度が強調され、かつフィルム粒状に基づくノイズ成分を除去され、さらに平坦部分の粒状性が抑えられ、エッジ部の偽輪郭が防止され、特定濃度領域の粒状性が抑えられ、画像のエッジを検出し、エッジのみの鮮鋭度が強調された、良好な画質の再生画像を得ることができる。
【００６８】
また、本発明によれば、中間・高周波数成分の輝度成分についてのみ処理を行うことにより、フィルム粒状に基づく輝度成分のざらつきを抑制することができるため、さらに画質の良好な再生画像を得ることができる。
また、本発明によれば、カラー画像信号の中間・高周波数成分のＲＧＢ３色をＹＩＱ規定に変換した場合、色成分であるＩ成分およびＱ成分は通常の被写体では殆ど成分を持たないものであるため、Ｉ成分およびＱ成分はフィルム粒状に起因する色のざらつきとみなすことができる。したがって、画像信号から分解された高周波数成分および中間周波数成分の輝度成分であるＹ成分にのみ基づいて強調抑制処理および合成を行うことにより、さらに、フィルム粒状に起因する色のざらつきを抑制し、良好な再生画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像処理方法を実施する画像処理装置を適用したデジタルカラー画像再生システムの一実施形態のブロック図である。
【図２】 図１に示すデジタルカラー画像再生システムに適用される本発明の画像処理装置の一実施形態のブロック部である。
【図３】 カラー原画像信号の低・中間・高周波数成分の分布を表すグラフである。
【図４】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第１実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるコントラスト依存テーブルの一例のグラフである。
【図５】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第２実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるコントラストのハイライト／シャドー依存テーブルの一例のグラフである。
【図６】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第３実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられる特定濃度依存テーブルの一例のグラフである。
【図７】 （ａ）は、図２に示す画像処理装置の具体的第４実施例のブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像処理装置において実施されるエッジ検出の方法を説明する説明図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す画像処理装置に用いられるエッジ依存テーブルの一例のグラフである。
【符号の説明】
１０ デジタルカラー画像プリントシステム
１２ 読取手段
１４ 画像処理装置
１６ 再生手段
１８ ＣＣＤアレイ
２０ 集光レンズ
２２ フィルタタレット
２４ Ａ／Ｄ変換手段
２６ ＣＣＤ補正手段
２８ 対数変換手段
３０ オートセットアップ演算部
３２ 色・階調処理手段
３４ ＣＲＴ
３６ モニタ表示アンドユーザインターフェイス
３８ 処理手段
４０ プリンタ
４２，４８ ローバスフィルタ
４４，５０ 減算手段
５１ マスクメモリ
５２ 画像特性取得手段
５２ａ コントラスト信号取得手段
５２ｃ 原信号輝度算出手段
５２ｄ エッジ信号取得手段
５３ エッジ検出手段
５４ 画像特性依存ゲイン算出手段
５４ａ コントラスト依存ゲイン算出手段
５４ｂ ハイライト／シャドー判定・ゲイン算出手段
５４ｃ 輝度信号依存ゲイン算出手段
５４ｄ エッジ依存ゲイン算出手段
５６，５８ アンプ
６０，６２ 加算手段
ＣＩ カラー画像
Ｐ 可視（再生）像
Ｚ 記録材料（媒体）
Claims (8)
- 所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理方法であって、
前記原画像信号の輝度信号を算出し、
前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解し、
前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定し、
前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行い、
この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済画像信号を得ることを特徴とする画像処理方法であって、
前記原画像信号の分解では、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとし、
前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、
前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するものであることを特徴とする画像処理方法。 - 前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
- 前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定するステップを有し、
前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、
前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、
前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理方法。 - 前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定するステップでは、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理方法。 - 所定のカラー画像を表す原画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理装置であって、
前記原画像信号の輝度信号を算出する手段と、
前記原画像信号を低周波数成分、中間周波数成分、および高周波数成分に分解する手段と、
前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための高周波数ゲインを、前記原画像信 号の前記輝度信号に応じて設定するとともに、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための中間周波数ゲインを、前記原画像信号の前記輝度信号に応じて設定する手段と、
前記高周波数成分を前記高周波数ゲインに応じて強調するとともに、前記中間周波数成分を前記中間周波数ゲインに応じて抑制する、画像特性依存強調抑制処理を行う手段と、
この処理後の高周波数成分および中間周波数成分、ならびに前記低周波数成分を合成して処理済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であって、
前記分解する手段は、分解後の各周波数成分のうち少なくとも前記低周波成分をＲＧＢデータとし、
前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段は、
前記画像処理を行う対象の各画素毎に、主走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分と、副走査方向に隣接する各画素間の前記輝度信号の差分との和で表される検出エッジ指数を求め、各画素毎に、前記検出エッジ指数に応じた大きさの前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記原画像信号の前記輝度信号は、前記中間・高周波数成分のＲＧＢカラーデータを、ＹＩＱ規定変換した際のＹ成分を表す信号であることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
- 前記原画像信号を分解するに先がけて、前記原画像信号のＲＧＢカラーデータに基づいて、前記原画像信号の前記高周波数成分を強調するための基本高周波数ゲイン、および、前記原画像信号の前記中間周波数成分を抑制するための基本中間周波数ゲインを設定する手段を有し、
前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、
前記基本高周波数ゲインおよび前記基本中間周波数ゲインを調整するための強度係数を、前記輝度信号に応じて設定し、
前記基本高周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記高周波数ゲインを算出して設定するとともに、前記基本中間周波数ゲインに、前記輝度信号に応じた前記強度係数を乗じて前記中間周波数ゲインを算出して設定することを特徴とする請求項５または６記載の画像処理装置。 - 前記高周波数ゲインおよび前記中間周波数ゲインを設定する手段では、
前記輝度信号に応じて算出された検出エッジ指数に応じて、前記強度係数を定めるものであり、前記強度係数を、前記検出エッジ指数が所定値よりも大きい場合は１．０とし、前記検出エッジ指数が前記所定値よりも小さい場合は、前記検出エッジ指数の大きさに応じて０．０より１．０まで所定割合で単調増加するように設定することを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載の画像処理装置。
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