(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた原画像を予め定められた周波数帯域ごとの周波数成分画像に分解する帯域分解手段と、各画素を処理対象画素とし該処理対象画素を含む予め定められた大きさの局所領域について各周波数帯域における周波数成分の強度を算出する強度算出手段と、前記局所領域における各周波数成分の強度に従って前記処理対象画素が属する周波数帯域を決定するとともに前記局所領域の各画素に対して当該周波数帯域の加重値を割り当てて帯域加重画像を生成する帯域加重画像生成手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、前記原画像に対して前記帯域加重画像生成手段で生成した各周波数帯域の帯域加重画像における加重値に従って対応する周波数帯域の強調処理を行う強調手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記帯域分解手段は、周波数帯域とともに方位ごとに分解することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記帯域加重画像生成手段は、前記処理対象画素からの距離に応じた前記加重値を割り当てることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記帯域加重画像生成手段は、前記局所領域の各画素に対して割り当てた当該周波数帯域の加重値を、各画素にそれまでに割り当てられた加重値と加算して前記帯域加重画像を生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータに、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能を実行させるものであることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像処理の一つとして、画像中の色または濃度の境界や輪郭などを強調し、あるいは、特定の周波数帯域を強調する画像強調技術がある。この画像強調技術を用い、自然画像の質感を向上させ、あるいは医療画像の分野でレントゲン写真を見やすく補正するなど、画像強調技術は様々な分野で利用されている。
【０００３】
画像強調技術は、近年では「質感」の向上を意識した再現に変わりつつある。従来より用いられている手法として、ＵＳＭ（アンシャープマスキング）が知られており、画像全体に高周波強調フィルタをかけることで、輪郭や模様をはっきりさせている。
【０００４】
一方で、ＵＳＭ処理を行うことで、すべての自然画像の質感が向上するわけではない。絵柄によっては、「ノイズが強調された」または「強調されすぎて不自然」などと感じられる場合がある。これは、人間の視覚特性によるものであり、絵柄の周波数帯域に応じて反応しているためと考えられる。
【０００５】
画像中の絵柄に応じて強調すべき周波数帯域や強度を変える方法として、例えば、特許文献１に記載されているの方法がある。この方法は、局所領域ごとにエッジ量を算出し、エッジ量に応じて鮮鋭化する手段を切り替えるものである。また特許文献２には、画像を複数の周波数帯域に分解しておき、特定の帯域を強めて再合成することで周波数強調を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１８４２３号公報
【特許文献２】特開２００７−６６１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、原画像中の領域の連続性を確保した周波数特性を得て画像強調などを行う画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願請求項１に記載の発明は、与えられた原画像を予め定められた周波数帯域ごとの周波数成分画像に分解する帯域分解手段と、各画素を処理対象画素とし該処理対象画素を含む予め定められた大きさの局所領域について各周波数帯域における周波数成分の強度を算出する強度算出手段と、前記局所領域における各周波数成分の強度に従って前記処理対象画素が属する周波数帯域を決定するとともに前記局所領域の各画素に対して当該周波数帯域の加重値を割り当てて帯域加重画像を生成する帯域加重画像生成手段を有することを特徴とする画像処理装置である。
【０００９】
本願請求項２に記載の発明は、本願請求項１に記載の発明の構成に、さらに、前記原画像に対して前記帯域加重画像生成手段で生成した各周波数帯域の帯域加重画像における加重値に従って対応する周波数帯域の強調処理を行う強調手段を有することを特徴とする画像処理装置である。
【００１０】
本願請求項３に記載の発明は、本願請求項１または請求項２に記載の発明における前記帯域分解手段が、周波数帯域とともに方位ごとに分解することを特徴とする画像処理装置である。
【００１１】
本願請求項４に記載の発明は、本願請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明における前記帯域加重画像生成手段が、前記処理対象画素からの距離に応じた前記加重値を割り当てることを特徴とする画像処理装置である。
【００１２】
本願請求項５に記載の発明は、本願請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明における前記帯域加重画像生成手段が、前記局所領域の各画素に対して割り当てた当該周波数帯域の加重値を、各画素にそれまでに割り当てられた加重値と加算して前記帯域加重画像を生成することを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
本願請求項６に記載の発明は、コンピュータに、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能を実行させるものであることを特徴とする画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本願請求項１に記載の発明によれば、原画像中の領域の連続性を確保した周波数特性を示す帯域加重画像を得ることができる。
【００１５】
本願請求項２に記載の発明によれば、原画像中の領域の周波数特性に応じた強調処理を、領域間の連続性を確保して行うことができる。
【００１６】
本願請求項３に記載の発明によれば、原画像の周波数特性と輪郭方位特性の両方に応じた帯域加重画像を得ることができる。
【００１７】
本願請求項４に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて滑らかに周波数特性が変化する帯域加重画像を得ることができる。
【００１８】
本願請求項５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて滑らかに周波数特性が変化する帯域加重画像を得ることができる。
【００１９】
本願請求項６に記載の発明によれば、本願請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】帯域分解部の動作の具体例の説明図である。
【図３】ＤＯＧ関数の一例の説明図である。
【図４】ＤＯＧ関数の制御パラメータと特性の関係の一例の説明図である。
【図５】強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第１の具体例の説明図（第２周波数帯域の場合）である。
【図６】強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第１の具体例の説明図（第１周波数帯域の場合）である。
【図７】強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第２の具体例の説明図（第２周波数帯域の場合）である。
【図８】強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第２の具体例の説明図（第１周波数帯域の場合）である。
【図９】周波数と強調度の関係の一例の説明図である。
【図１０】強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第３の具体例の説明図である。
【図１１】強度算出部及び帯域加重画像生成部の動作の第３の具体例における画像強調部の動作の一例の説明図である。
【図１２】帯域分解部の別の動作の具体例の説明図である。
【図１３】方位選択性ＤＯＧ関数の一例の説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図１５】本発明の各実施の形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。図中、１１は帯域分解部、１２は強度算出部、１３は帯域加重画像生成部、１４は画像強調部である。帯域分解部１１は、与えられた原画像を予め定められた周波数帯域ごとの周波数成分画像に分解する。
【００２２】
強度算出部１２は、各画素を順に処理対象画素とし、その処理対象画素を含む予め定められた大きさの局所領域について周波数特性を解析し、各周波数帯域における周波数成分の強度を算出する。
【００２３】
帯域加重画像生成部１３は、局所領域における各周波数成分の強度に従って、処理対象画素が属する周波数帯域を決定するとともに、局所領域の各画素に対して当該周波数帯域の加重値を割り当てて帯域加重画像を生成する。処理対象画素が属する周波数帯域は、各周波数成分の強度が最も大きかった周波数帯域を当該処理対象画素が属するものと決定すればよい。加重値は、当該処理対象画素が属する周波数帯域に対応する強度を用いたり、処理対象画素からの距離に応じた値を加重値として割り当てるとよい。処理対象画素以外の画素に割り当てた加重値は、当該画素にそれまでに割り当てられた加重値と加算して新たな加重値とすればよい。このようにして各画素の加重値により、各周波数帯域についての帯域加重画像が生成される。もちろん、加算する加重値あるいは生成処理が終了した帯域加重画像の各加重値を正規化してもよい。
【００２４】
画像強調部１４は、原画像に対して、帯域加重画像生成部１３で生成した各周波数帯域の帯域加重画像における加重値に従って、対応する周波数帯域の強調処理を行う。なお、帯域加重画像を画像強調以外の用途、例えば画像検索のための特徴量などに利用する場合には、この画像強調部１４を設けずに構成してもよい。
【００２５】
上述の構成について、具体例を用いながらさらに説明する。図２は、帯域分解部の動作の具体例の説明図である。帯域分解部１１では、原画像を周波数帯域ごとの周波数成分画像に分解する。図２（Ａ）は原画像を示しており、周波数帯域毎に分解した周波数成分画像を、この例では図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示している。周波数帯域ごとの周波数成分画像に分解する方法としては、ウェーブレット解析や、ＤＯＧ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｏｆ  ｔｗｏ  Ｇａｕｓｓｉａｎ）関数を用いた方法など、公知の手法を使用すればよい。
【００２６】
図３は、ＤＯＧ関数の一例の説明図である。ＤＯＧ関数は、人間の脳内における視覚特性の数学的モデルとして知られており、例えば図３に形状を２次元的に示した関数である。このＤＯＧ関数は以下の数式１で表される。
ＧDOG （ｘ，ｙ）＝（１／２πσe2）ｅte−Ａ・（１／２πσi2）ｅti  （数式１）
ｔｅ＝−（ｘ2＋ｙ2）／２σe2
ｔｉ＝−（ｘ2＋ｙ2）／２σi2
ここで、σe、σi、Ａは制御パラメータである。これらの制御パラメータを変更することで、周波数帯域やその周波数帯域に対する反応の強さなどが制御される。
【００２７】
図４は、ＤＯＧ関数の制御パラメータと特性の関係の一例の説明図である。図４（Ａ）には、数式１のパラメータσe、σi、Ａを制御することにより変化する周波数帯域を表している。縦軸の応答が高いほど特定の周波数帯域への反応が強いことを意味する。また図４（Ｂ）には、特定の周波数帯域へ反応させるための制御パラメータの一例を示しており、周波数帯域の番号の欄の値と図４（Ａ）に示した番号とが対応している。
【００２８】
制御パラメータのうち、σe が小さいほど高周波への反応が強くなり、σi はσe よりも大きな値を設定する。この例では周波数帯域の番号が１の例でσe が最も小さく、その場合に最も高周波数にピークが存在している。また、σe が周波数帯域の番号１のσe より大きな値となるに従ってピークの周波数は低下している。
【００２９】
また、制御パラメータＡは正のガウスと負のガウスの相対的な強さを制御し、Ａが０に近づくほど「ぼかし」のフィルタに近づく。周波数帯域の番号９から１２の例において制御パラメータＡを変更した場合を示しており、それぞれ図４（Ａ）に一例を示す周波数特性となる。
【００３０】
帯域分解部１１では、数式１の制御パラメータを変更したいくつかの関数をフィルタとして原画像をフィルタリング処理する。これにより、原画像は図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）などに示した周波数成分画像に分解される。
【００３１】
なお、帯域分解を行うための周波数帯域の数は１以上であればよい。特定の帯域だけに分解してもよいし、または、大きく低中周波数帯域と高周波帯域の２つの周波数帯域などに分類してもよい。もちろん、帯域分解の方法はＤＯＧ関数に限られないことは言うまでもない。
【００３２】
このようにして帯域分解部１１で原画像を周波数成分画像に分解したら、局所領域毎に、強度算出部１２は各周波数帯域における周波数成分の強度を算出し、帯域加重画像生成部１３は処理対象画素が属する周波数帯域を決定し、当該周波数帯域の加重値を割り当てて帯域加重画像を生成する。
【００３３】
図５、図６は、強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第１の具体例の説明図である。図５（Ａ）及び図６（Ａ）は原画像を示しており、図５（Ｃ），（Ｄ）及び図６（Ｃ），（Ｄ）は帯域分解部１１で分解された周波数成分画像を示している。この具体例では、２つの周波数帯に分解した例を示している。図５（Ｃ），図６（Ｃ）に示した第１周波数成分画像は、図５（Ｄ），図６（Ｄ）に示した第２周波数成分画像よりも低周波数の帯域を、図５（Ｄ），図６（Ｄ）に示した第２周波数成分画像は、図５（Ｃ），図６（Ｃ）に示した第１周波数成分画像よりも高周波数の帯域を、それぞれ分離して得たものである。
【００３４】
まず、ある処理対象画素について設定される局所領域の処理を説明する。原画像のそれぞれ異なる処理対象画素について設定した局所領域を図５（Ａ）、図６（Ａ）に白枠により示しており、その局所領域の画像を拡大して図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示している。図５に示した局所領域は他の領域に比べて高周波成分が多く含まれている領域であり、図６に示した局所領域は他の領域に比べて高周波成分が少ない領域である。これらの局所領域に対応する周波数成分画像の領域を拡大して図５（Ｅ），（Ｆ）及び図６（Ｅ），（Ｆ）に示している。図５（Ｅ）は図５（Ｃ）に示す第１周波数成分画像の局所領域を拡大して、図５（Ｅ）は図５（Ｃ）に示す第２周波数成分画像の局所領域を拡大して示している。また図６（Ｅ）は図６（Ｃ）に示す第１周波数成分画像の局所領域を拡大して、図６（Ｅ）は図６（Ｃ）に示す第２周波数成分画像の局所領域を拡大して示している。
【００３５】
ある局所領域を周波数帯域ごとに参照すると、捉えられる画像が周波数帯域により異なる。例えば図５（Ｅ）と図５（Ｆ）、あるいは図６（Ｅ）と図６（Ｆ）を比較して分かるように、第２周波数成分画像よりも低い周波数帯域を分離した第１周波数成分画像の方が大きめの塊として画像が捉えられ、第１周波数成分画像よりも高い周波数帯域を分離した第２周波数成分画像の方が細かい模様として画像が捉えられる。そこで、強度算出部１２で周波数成分の強度を算出して、局所領域の画像がどのような傾向にあるのかを帯域加重画像生成部１３で判断するための材料とする。
【００３６】
強度の算出方法として、例えば各周波数成分画像における局所領域内の値の最大値をそれぞれ代表値とすればよい。上述のように、例えば各周波数成分画像はフィルタリング処理により得ている場合、各周波数成分画像の各画素は当該周波数成分画像の周波数帯域における反応値となっており、この反応値の最大値を当該局所領域の代表値とする。反応値の平均値を代表値としてもよいが、この場合には周波数帯域が高くなるにつれて反応値が点在して平均値に反映されなくなる場合がある。
【００３７】
帯域加重画像生成部１３は、強度算出部１２で算出された各周波数帯域における強度を示す代表値のうち最も大きな代表値を選択し、その代表値に対応する周波数帯域に当該局所領域が属するものとして判断する。そして、局所領域が属する周波数帯域に対応する帯域加重画像に加重値を割り当てる。加重値は、処理対象画素からの距離に応じた値を加重値として割り当てるとよく、例えば局所領域の中心位置にある処理対象画素が最大（代表値）となるガウス分布に従って加重値を割り当てるとよい。なお、最大となる加重値は、代表値とするほか、代表値を１などの値に正規化してもよい。ほかの周波数帯域に対応する帯域加重画像には加重値を割り当てない。加重値が割り当てられた帯域加重画像の画素では、それまでに割り当てられている加重値に、新たに割り当てられた加重値を加算して、当該がその新たな加重値とする。なお、帯域加重画像は各画素の加重値を０に初期化しておくものとする。
【００３８】
例えば図５に示した例における局所領域は、他の領域に比べて高周波成分が多く含まれている領域である。そのため、強度算出部１２で算出される強度は、第１周波数成分画像から得た強度よりも第２周波数成分画像から得た強度の方が大きな値となる。従って、帯域加重画像生成部１３は当該局所領域は第２周波数成分画像に対応する周波数帯域に属するものと判断する。そして、図５（Ｇ）に示すガウス分布に従って、対応する帯域加重画像（図５（Ｈ））の局所領域内の各画素に加重値を割り当てて加算する。局所領域中の各画素の加重値は、例えばガウス分布に従った当該画素の位置における重みと、代表値または当該画素における当該周波数帯域における強度を乗算して求めればよい。なお、局所領域が属しない第１周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像については加重値を割り当てない。
【００３９】
一方、例えば図６に示した例における局所領域は、他の領域に比べて低周波成分が多く含まれている領域である。そのため、強度算出部１２で算出される強度は、第２周波数成分画像から得た強度よりも第１周波数成分画像から得た強度の方が大きな値となる。従って、帯域加重画像生成部１３は当該局所領域は第１周波数成分画像に対応する周波数帯域に属するものと判断する。そして、図６（Ｇ）に示すガウス分布に従って、対応する帯域加重画像（図６（Ｈ））の局所領域内の各画素に加重値を割り当てて加算する。局所領域中の各画素の加重値は、例えばガウス分布に従った当該画素の位置における重みと、代表値または当該画素における当該周波数帯域における強度を乗算して求めればよい。なお、局所領域が属しない第２周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像については加重値を割り当てない。
【００４０】
強度算出部１２と帯域加重画像生成部１３では、上述の処理を、画像（原画像あるいは周波数成分画像）の各画素を順に処理対象画素とし、その処理対象画素を含む予め定められた大きさの局所領域について行う。処理対象画素とすべき画素がなくなるまで行って、それまでに割り当てられた加重値によりそれぞれの周波数帯域に対応する帯域加重画像が生成されることになる。作成された第１周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像の一例を図５（Ｈ）に、また第２周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像の一例を図６（Ｈ）に、それぞれ示している。なお、画素を順に処理対象画素とするほか、数画素飛びに処理対象画素としたり、画像を局所領域の大きさでブロック分割して処理を行ってもよい。
【００４１】
上述の例では、加重値を割り当てる際にガウス分布に従って行う例を示した。局所領域の各画素に加重値を割り当てる方法は、これに限られるものではない。図７、図８は、強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第２の具体例の説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に対応し、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に対応している。この例では、図７（Ｇ）、図８（Ｇ）に示すように、局所領域の各画素に代表値あるいは最大値を加重値として割り当てる例を示している。
【００４２】
例えば図７に示した例では、局所領域が属すると判定された周波数帯域に対応する帯域加重画像（図７（Ｈ））の局所領域内の各画素に、例えば代表値を加重値として割り当てて、それまでの加重値に加算する。あるいは、局所領域内の重みを１として各画素における当該周波数帯域における強度を加重値として割り当て、加算してもよい。なお、局所領域が属しない第１周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像については加重値を割り当てない。
【００４３】
また、図８に示した例では、局所領域が属すると判定された周波数帯域に対応する帯域加重画像（図８（Ｈ））の局所領域内の各画素に、例えば代表値を加重値として割り当てて、それまでの加重値に加算する。なお、局所領域が属しない第２周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像については加重値を割り当てない。
【００４４】
強度算出部１２と帯域加重画像生成部１３で上述の処理を画像（原画像あるいは周波数成分画像）の各画素を順に処理対象画素とし、その処理対象画素を含む予め定められた大きさの局所領域について行う。この場合も、画素を順に処理対象画素とするほか、数画素飛びに処理対象画素としたり、画像を局所領域の大きさでブロック分割して処理を行ってもよい。処理対象画素とすべき画素がなくなるまで行って、それまでに割り当てられた加重値によりそれぞれの周波数帯域に対応する帯域加重画像が生成されることになる。作成された第１周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像の一例を図７（Ｈ）に、また第２周波数成分画像の周波数帯域に対応する帯域加重画像の一例を図８（Ｈ）に、それぞれ示している。なお、このようにして得られた帯域加重画像に対して、例えばガウス関数などのぼかし処理を施してもよい。また、帯域加重画像の各加重値が予め決められている範囲内となるように正規化の処理を行ってもよい。
【００４５】
このようにして作成された各周波数帯域の帯域加重画像を用い、画像強調部１４は原画像に対してそれぞれ強調処理を行って合成する。図９は、周波数と強調度の関係の一例の説明図である。画像強調部１４は、例えば図９に示す強調特性をもつ強調フィルタやトーンカーブを設計しておき、それぞれ対応する帯域加重画像の加重値に応じた強調処理を行えばよい。
【００４６】
図９において、強調度は（強調画像の画素値／原画像の画素値）であり、強調処理を行わなければ強調画像の画素＝原画像の画素となるので、強調度は１である。トーンカーブで画像全体を補正すると、周波数が０の場合の応答が変化するので、周波数が０の場合の強調度は１以外の値となる場合がある。また、アンシャープマスキングやＤＯＧ関数による周波数強調を行うことで、周波数が０以外の帯域が強調される。例えば「高周波強調」として示す曲線では、周波数が高くなるにつれて強度度を大きくしている。また、「低−中周波強調」として示す曲線では、ある周波数帯域までは強調度を大きくし、それより高い周波数では徐々に強調度を小さくしている。
【００４７】
また、図９に示す「トーンカーブ及び低−高周波数強調」として示した曲線のように、トーンカーブと周波数強調処理を行う場合には、以下の数式２などによって実施すればよい。
Ｐij＝ｐij＋α（ｐij−ｐijLow ）＋βｄij        （数式２）
ここで、ｉｊは画素の位置、Ｐijは強調画像の画素値、ｐijは原画像の画素値、ｐijLow は原画像をぼかした画像、αは周波数成分の強調度合いを制御する係数、ｄijはトーンカーブによる画素の変化分、βはトーンカーブの強調度合いを制御する係数である。
【００４８】
例えば第１周波数成分画像に分離した周波数帯域については「低−中周波強調」として曲線で示した特性に従い、対応する帯域加重画像の加重値に応じた強調処理を原画像に対して行う。また、例えば第２周波数成分画像に分離した周波数帯域については「高周波強調」として曲線で示した特性に従い、対応する帯域加重画像の加重値に応じた強調処理を原画像に対して行う。強調処理を施した２つの画像を合成することにより、周波数帯域に応じた強調処理が施された画像が得られる。得られた画像では、それぞれの周波数帯域に対応した強調処理を行う領域の境界が加重値の割り当ての処理によってぼかされており、連続的に各周波数帯域に応じた強調処理が施されることになる。
【００４９】
図１０は、強度算出部及び帯域加重画像生成部における動作の第３の具体例の説明図である。上述の例では、帯域分解部１１で２つの周波数帯域に分解した例を用いて説明したが、この例では帯域分解部１１で分解する周波数帯域の数をＮ個とし、説明の都合上、第１周波数成分画像（図１０（Ｂ））、第Ｍ周波数成分画像（１＜Ｍ＜Ｎ）（図１０（Ｃ））、第Ｎ周波数成分画像（図１０（Ｄ））について示している。なお、図１０（Ａ）は原画像である。
【００５０】
強度算出部１２は、ある処理対象画素を含む局所領域について各周波数帯域における強度を算出する。帯域加重画像生成部１３では、強度算出部１２で算出された強度の値をもとに、それぞれの周波数帯域における強度の最大値を求め、最も大きい強度の値を示した周波数帯域に当該局所領域が属するものと判断する。図１０に示した例では、第Ｍ周波数成分画像から得た強度が最も大きかったものとし、この第Ｍ周波数帯域に当該局所領域が属するものとしている。そして、帯域加重画像生成部１３は第Ｍ帯域加重画像の対応する局所領域に対して加重値を割り当てる。例えば図１０に示した例では、第Ｍ帯域加重画像の対応する局所領域に対してガウス分布に従って加重値を割り当てて、それまでの加重値と加算した値を保持させる。もちろん、加重値の割り当てはガウス分布に限らず、上述した例を含め、種々の方法により行えばよい。第Ｍ帯域加重画像以外の帯域加重画像に対しては加重値を割り当てず、あるいは加重値０を加算すればよい。
【００５１】
このような処理を、処理対象画素を変更しながら行うことにより、例えば第１周波数帯域については図１０（Ｅ）に示す第１帯域加重画像が、第Ｍ周波数帯域については図１０（Ｆ）に示す第Ｍ帯域加重画像が、第Ｎ周波数帯域については図１０（Ｇ）に示す第Ｎ帯域加重画像が、それぞれ得られる。ここでは、０以外の加重値が付与された領域を図示しており、加重値については示していない。
【００５２】
画像強調部１４では、帯域加重画像生成部１３で生成されたＮ個の帯域加重画像を用い、それぞれの周波数帯域と加重値に応じた画像強調処理を行う。図１１は、強度算出部及び帯域加重画像生成部の動作の第３の具体例における画像強調部の動作の一例の説明図である。図１１（Ａ）には原画像を、図１１（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には図１０（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）で示した帯域加重画像をそれぞれ示している。例えば第１周波数帯域については、図１１（Ｂ）に示した第１帯域加重画像における加重値に応じた強調処理を行う。また、例えば第Ｍ周波数帯域については、図１１（Ｃ）に示した第Ｍ帯域加重画像における加重値に応じた強調処理を行う。さらに、例えば第Ｎ周波数帯域については、図１１（Ｄ）に示した第Ｎ帯域加重画像における加重値に応じた強調処理を行う。このようにして、原画像に対してそれぞれの周波数成分に応じた強調処理が行われ、これらの強調処理された画像を合成することにより、図１１（Ｅ）に示す強調画像が得られることになる。なお、帯域加重画像生成部１３で局所領域に対して加重値を割り当てていることから、ある画素について複数の帯域加重画像に０以外の加重値が存在し、複数の周波数帯域での強調処理が行われる場合がある。これにより、周波数特性の異なる領域間での連続性が確保されることになる。
【００５３】
なお、それぞれの周波数帯域における強調処理は、それぞれ異なる手法、例えば異なる強調フィルタを用いてもよいし、共通した強調フィルタで係数をそれぞれの周波数帯域に応じて変更してもよい。例えば、図９で説明した強調特性を持つフィルタやトーンカーブを、各周波数帯域に応じて設計しておき、各周波数帯域と強度に見合ったものを選択して、加重値に応じて強調処理を行えばよい。図９の説明で示した数式２を用いる場合、低い周波数ほどｐijLow で表されるぼかし画像のぼかし度合いを大きくして強調処理を行えばよい。逆に高い周波数ほど原画像から少しぼかすだけでよく、ｐijLow で表されるぼかし度合いを小さくすればよい。また、ｄijで表されるトーンカーブによる補正量は、全体の画素に対して施してもよく、または、周波数帯域に応じてβを制御してもよい。
【００５４】
図１２は、帯域分解部の別の動作の具体例の説明図、図１３は、方位選択性ＤＯＧ関数の一例の説明図である。これまでの説明では、方向を加味せずに帯域分解部１１で各周波数帯域への分解を行うものとしている。しかしこれに限らず、方向を加味した周波数帯域ごとの周波数成分画像へ分解してもよい。
【００５５】
方向を加味した分解には、例えば方位選択性をもつＤＯＧ関数を用いるとよい。方位選択性をもつＤＯＧ関数の一例を図１３に示している。この関数は、
Ｈ（ｘ，ｙ）＝｛Ｆ（ｘ，ｅ）−Ｆ（ｘ，ｉ）｝・Ｆ（ｙ）    （数式３）
Ｆ（ｘ，ｅ）＝（１／√（２π）σx,e ）・ｅtxe 
ｔｘｅ＝ｘ2 ／２σx,e2
Ｆ（ｘ，ｉ）＝（１／√（２π）σx,i ）・ｅtxi 
ｔｘｉ＝ｘ2 ／２σx,i2
Ｆ（ｙ）＝（１／√（２π）σy ）・ｅty
ｔｙ＝ｙ2 ／２σy2
で表される。ここで、σx,e は輝度成分に対する反応の興奮性の分散を、σx,i は反応の抑制性の分散を、σy は特定方位への分散を表し、抽出される方位成分のぼかし度合いを決定するパラメータである。
【００５６】
数式３に回転角φを指定して方位選択性をもたせ、Ｈφ（ｘ，ｙ）を
Ｈφ（ｘ，ｙ）＝Ｈ（ｘ・cosφ−ｙ・sinφ，ｘ・sinφ＋ｙ・cosφ）  （数式４）
とすることにより、図１３（Ａ）で示される特定の方位に反応するフィルタとなる。この数式４で示されるフィルタを用いることで、特定の帯域、かつ、特定の方位に反応する周波数成分画像が生成される。例えば、０度、４５度、９０度、１３５度の４方位のフィルタは図１３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すものとなる。また、図１２（Ａ）に示す原画像を、特定の周波数帯域かつ４方位に分解した周波数成分画像の一例を、図１２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示している。
【００５７】
もちろん、このような方位選択性ＤＯＧ関数に限らず、方向を加味した周波数帯域ごとの周波数成分画像へ分解する種々の方法を使用してもよいことは言うまでもない。
【００５８】
強度算出部１２以降の処理は上述した通りに行えばよい。この場合、方向を加味した周波数成分画像を使用することから、点などの雑音成分が強調されないことになる。また、画像強調部１４で強調処理を行う際に、ある方向について他の方向よりも強調の度合いを強め、あるいは弱めて強調処理を行ってもよい。
【００５９】
図１４は、本発明の第２の実施の形態を示す構成図である。この第２の実施の形態では、画像強調部１４における画像強調処理で周波数成分画像を使用する点で第１の実施の形態と異なっている。
【００６０】
画像強調部１４は、原画像に対して、帯域加重画像生成部１３で生成した各周波数帯域の帯域加重画像における加重値とともに、帯域分解部１１でそれぞれの周波数帯域に分解した周波数成分画像に従って、各周波数帯域の強調処理を行う。
【００６１】
周波数成分画像を用いた強調処理として、例えば周波数成分画像の画素値ｓijに対して係数ｋを乗算し、原画像の画素値ｐijに対して
Ｐij＝ｐij＋ｋｓij          （数式５）
により強調画像の画素値Ｐijを算出すればよい。この数式３におけるｋｓijを上述の数式２に加えることで、各周波数帯域における特徴（周波数特性）が強まることになる。
【００６２】
上述の数式５における係数ｋの値は、周波数成分画像ごとに変えてもよい。例えば、ある周波数帯域の周波数成分が他の周波数帯域の周波数成分よりも多く含まれる画像であれば、当該周波数帯域の周波数成分画像に対しては、ｋを大きく設定すればよい。その逆に、ある周波数帯域の周波数成分が他の周波数帯域の周波数成分よりも目立つ場合にはｋを小さく設定すればよい。
【００６３】
また、使用する周波数成分画像として、図１２に示した数式４を用いて得た各方向の周波数成分画像を用いてもよい。この場合、方向性を有しない点などの雑音を強調しなくなる。
【００６４】
図１５は、本発明の各実施の形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。図中、２１はプログラム、２２はコンピュータ、３１は光磁気ディスク、３２は光ディスク、３３は磁気ディスク、３４はメモリ、４１はＣＰＵ、４２は内部メモリ、４３は読取部、４４はハードディスク、４５はインタフェース、４６は通信部である。
【００６５】
上述の本発明の各実施の形態で説明した各部の機能の全部または部分的に、コンピュータにより実行可能なプログラム２１によって実現してもよい。その場合、そのプログラム２１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶させておけばよい。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取部４３に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取部４３にプログラムの記述内容を伝達するものである。例えば、光磁気ディスク３１，光ディスク３２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク３３，メモリ３４（ＩＣカード、メモリカードなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
【００６６】
これらの記憶媒体にプログラム２１を格納しておき、例えばコンピュータ２２の読取部４３あるいはインタフェース４５にこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム２１を読み出し、内部メモリ４２またはハードディスク４４に記憶し、ＣＰＵ４１によってプログラム２１を実行することによって、上述の本発明の各実施の形態で説明した機能が全部又は部分的に実現される。あるいは、通信路を介してプログラム２１をコンピュータ２２に転送し、コンピュータ２２では通信部４６でプログラム２１を受信して内部メモリ４２またはハードディスク４４に記憶し、ＣＰＵ４１によってプログラム２１を実行することによって実現してもよい。
【００６７】
コンピュータ２２には、このほかインタフェース４５を介して様々な装置と接続してもよい。例えば情報を表示する表示手段や利用者からの情報を受け付ける受付手段等も接続されていてもよい。また、例えば出力装置としての画像形成装置がインタフェース４５を介して接続され、強調処理が施された画像を画像形成装置で形成する構成にしてもよい。なお、各構成が１台のコンピュータにおいて動作する必要はなく、各処理に応じて別のコンピュータにより処理が実行されてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１１…帯域分解部、１２…強度算出部、１３…帯域加重画像生成部、１４…画像強調部、２１…プログラム、２２…コンピュータ、３１…光磁気ディスク、３２…光ディスク、３３…磁気ディスク、３４…メモリ、４１…ＣＰＵ、４２…内部メモリ、４３…読取部、４４…ハードディスク、４５…インタフェース、４６…通信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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