(57)【要約】【課題】  画像データに含まれるベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出する。【解決手段】  ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出する第１フィルタ部１２０と、前記エッジ維持フィルタにより抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部１３０とを有する。【選択図】      図１
2006209578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、
画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出し、
抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、
前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理は、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化するフィルタ処理である、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、
決定されたフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくし、低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるように、フィルタサイズを決定し、
決定されたフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタを生成し、あるいは、前記決定に応じて前記エッジ維持フィルタのフィルタサイズを変化させ、
前記生成あるいは前記変化によるフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタを用意し、
前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
前記エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、
前記複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
【請求項７】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、
画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出する第１フィルタ部と、
前記エッジ維持フィルタにより抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
前記第１フィルタ部は、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、
前記第２フィルタ部は、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
【請求項９】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出部と、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出部により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズが決定されるエッジ維持フィルタと、を備え、
前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタと、
前記周波数成分検出部により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズになるように前記エッジ維持フィルタを生成あるいは変更するエッジ維持フィルタ変更手段と、を備え、
前記エッジ維持フィルタ変更手段によって生成あるいは変更された前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出部と、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタから構成されるエッジ維持フィルタ群と、を備え、
前記エッジ維持フィルタ群は、前記周波数成分検出部で検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
前記エッジ維持フィルタ群に含まれる各エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出する機能を有しており、
それぞれの複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、
ことを特徴とする請求項１１記載の画像処理装置。
【請求項１３】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、
画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出する第１フィルタリングルーチンと、
前記第１フィルタリングルーチンにより抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタリングルーチンと、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１４】
前記第１フィルタリングルーチンは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、
前記第２フィルタリングルーチンは、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記第１フィルタリングルーチンにより抽出されたベース成分を平滑化する、
ことを特徴とする請求項１３記載の画像処理プログラム。
【請求項１５】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出ルーチンにより検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定するフィルタサイズ決定ルーチンと、
前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１６】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出ルーチンにより検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズになるように前記エッジ維持フィルタを生成あるいは変更するエッジ維持フィルタ変更ルーチンと、
前記エッジ維持フィルタ変更ルーチンによって生成あるいは変更された前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１７】
ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、
画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、
所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタを用意し、前記周波数成分検出ルーチンで検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１８】
前記エッジ維持フィルタリングルーチンでの各エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出する機能を有しており、
それぞれの複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、
ことを特徴とする請求項１７記載の画像処理プログラム。
【請求項１９】
ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理方法であって、
画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去し、
前記エッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２０】
ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理装置であって、
画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去する第１フィルタ部と、
前記エッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２１】
ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理プログラムであって、
画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去する第１フィルタリングルーチンと、
前記第１フィルタリングルーチンエッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタリングルーチンと、
を有す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】
本発明は各種画像データを処理する画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムに関し、特に、画像データに含まれるディテール成分とベース成分とに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出することができる画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像データには、各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化するディテール成分と、各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化しないベース成分とが含まれている。ここで、ディテール成分とは画像の細かな変化を表しており、一方、ベース成分は画像の一定の範囲のほぼ一律な明るさの変化などを表している。
【０００３】
ここで、図１３に示す画像データの信号値を示す波形図において、実線は画像データの信号値、波線は上述したベース成分である。すなわち、各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化するディテール成分と、該ディテール成分の信号値を一定量シフトさせるベース成分とが含まれている。
【０００４】
なお、各種の画像処理において、画像データのダイナミックレンジを圧縮するには、画像データのベース成分とディテール成分とを分離し、このベース成分だけを圧縮したあとに、再びベース成分とディテール成分とを合成するような手法が多く用いられている。
【０００５】
このようにすることで、信号値の振幅が大きいベース成分を圧縮しつつもディテール成分は圧縮していないため、画像の明るさなどの部分は圧縮されるものの、画像の細かな描写やニュアンスは失われないという利点がある。
【０００６】
なお、以上のようにベース成分とディテール成分とを分離するには、ベース成分を低周波成分であると見なすと共に、ディテール成分を高周波成分と見なして、周波数成分の違いにより分離を行うようにしている。
【０００７】
なお、以上のような分離を行う際には、ベース成分を抽出するには注目画素に対し、ある大きさのフィルタ（平滑化フィルタ）をかけて、周辺画素の平均値を取る手法が多い。
ここで、図１４（ａ）に示すように、ベース成分の信号値が急激に変化する部分（エッジ部分）が存在している画像データを想定する。このような場合、上述した平滑化フィルタを使用してベース成分を抽出すると、図１４（ｂ）実線に示すように、本来のベース成分（図１４（ｂ）波線）に含まれるエッジ部分、すなわちベース成分の信号値が急激に変化する部分がぼかされることになる。
【０００８】
そして、このようにして抽出されたぼかされたベース成分を圧縮し（図１４（ｂ））、ディテール成分と合成すると、図１４（ｃ）に示すように“ハロ”と呼ばれる滲みあるいは淡い偽輪郭のような成分が生じることになる。
【０００９】
なお、以上のハロは、本来はベース成分に含まれる高周波成分がベース成分として検出されないために圧縮されず、ディテール成分側に影響を与えてしまうことが原因であると考えられている。
【００１０】
そして、このように、ハロを生じないようにする解決手法としては、高周波成分をエッジ部分と認識し、このエッジ部分の高周波成分を維持しつつベース成分を抽出することが可能なフィルタ（以下、「これをエッジ維持フィルタ」と呼ぶ）を使うことが提案されている。
【００１１】
図１５にエッジ維持フィルタによる動作例を示す。ここで、図１５（ａ）に示すように、ベース成分の信号値が急激に変化する部分（エッジ部分）が存在している画像データを想定する。
【００１２】
このような場合、図１４で説明した平滑化フィルタではなく、エッジ維持フィルタを使用してベース成分を抽出すると、図１５（ｂ）実線に示すように、本来のベース成分（図１５（ｂ）波線）と同様に、すなわちベース成分の信号値が急激に変化する部分（エッジ部分）がぼかされない状態になる。
【００１３】
そして、このようにしてエッジ部分が維持された状態で抽出されたぼかされたベース成分（図１５（ｂ））を圧縮し、ディテール成分と合成すると、図１５（ｃ）に示すように、ハロが生じていない画像データを生成することができる。
【００１４】
この結果、信号値の振幅が大きいベース成分を圧縮しつつもディテール成分は圧縮していないため、画像の明るさなどの部分は圧縮されるものの、画像の細かな描写は失われない状態にすることが可能になる。
【００１５】
なお、このようなエッジ維持フィルタについて、両側性フィルタ（bilateral filter）、εフィルタ、メディアンフィルタなど、様々な手法が提案されている。その中の一例としての両側性フィルタの詳しい内容は、以下の非特許文献１に記載されている。
【００１６】
また、以上のようなエッジ維持フィルタと同様な結果を得るための画像処理として、小振幅成分のみを平滑化し、大きなエッジ成分に平滑化処理を実行しないことによるベースを抽出する手法については、以下の特許文献１に記載されている。
【非特許文献１】「Fast Bilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images」Fredo Durand and Julie Dorsey著、SIGGRAPH 2002
【特許文献１】特許公開２００１−２７５０１５号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以上の非特許文献１や特許文献１にあるような手法では、エッジ維持フィルタなどを用いて高周波のエッジ部分ほとんどぼかさずにベースを抽出することができるメリットがあるものの、エッジ部分を確実に抽出できるように、ある周波数以上は全てエッジであるとして認識するような処理を行っている。このため、一部の中周波成分もエッジとして誤検出されてしまい、その部分画素値の滑らかな変化をなくし、疑似のエッジを生じてしまうことがある。
【００１８】
ここで、図１６（ａ）に示すように、ベース成分の信号値が滑らかに変化する部分（滑らかなエッジ部分）が存在している画像データを想定する。このような場合、上述したエッジ維持フィルタを使用してベース成分を抽出すると、図１６（ｂ）実線に示すように、本来のベース成分（図１６（ｂ）波線）に含まれる滑らかな部分が、ディテール成分に含まれる中〜高周波成分の影響を受けて誤検出されてしまい、信号値が急激に変化する波形のベース成分として検出されてしまうことになる。
【００１９】
そして、このような誤検出によって抽出されたベース成分（図１６（ｂ））を圧縮し、ディテール成分と合成すると、図１６（ｃ）に示すように“エッジ異常”と呼ばれる偽輪郭のような成分が生じることになる。
【００２０】
また、エッジ維持フィルタは振幅の小さい高周波成分を抽出しないため、ノイズ除去フィルタとして使用することが可能である。しかし、周波数成分や振幅の関係で、エッジ維持フィルタを通過してしまうノイズ成分も存在している。このため、エッジ維持フィルタは、ノイズ除去フィルタとして使用するには十分でないと思われていた。
【００２１】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、画像データに含まれるベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能な画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムを実現することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、画像データに含まれるノイズ成分における振幅や周波数成分がどのように変化しても、ノイズ成分を正しく除去することが可能な画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
すなわち、上記の課題を解決する手段としての本願発明は以下に述べるようなものである。
（１）請求項１記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出し、抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００２４】
（２）請求項２記載の発明は、前記エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理は、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化するフィルタ処理である、ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法である。
【００２５】
（３）請求項３記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００２６】
（４）請求項４記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくし、低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるように、フィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタを生成し、あるいは、前記決定に応じて前記エッジ維持フィルタのフィルタサイズを変化させ、前記生成あるいは前記変化によるフィルタサイズの前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００２７】
（５）請求項５記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理方法であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタを用意し、前記周波数成分の検出により検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００２８】
（６）請求項６記載の発明は、前記エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、前記複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、ことを特徴とする請求項５記載の画像処理方法である。
【００２９】
（７）請求項７記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出する第１フィルタ部と、前記エッジ維持フィルタにより抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部と、を有することを特徴とする画像処理装置である。
【００３０】
（８）請求項８記載の発明は、前記第１フィルタ部は、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、前記第２フィルタ部は、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化する、ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置である。
【００３１】
（９）請求項９記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出部と、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出部により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズが決定されるエッジ維持フィルタと、を備え、前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理装置である。
【００３２】
（１０）請求項１０記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタと、前記周波数成分検出部により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズになるように前記エッジ維持フィルタを生成あるいは変更するエッジ維持フィルタ変更手段と、を備え、前記エッジ維持フィルタ変更手段によって生成あるいは変更された前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理装置である。
【００３３】
（１１）請求項１１記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理装置であって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出部と、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタから構成されるエッジ維持フィルタ群と、を備え、前記エッジ維持フィルタ群は、前記周波数成分検出部で検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴とする画像処理装置である。
【００３４】
（１２）請求項１２記載の発明は、前記エッジ維持フィルタ群に含まれる各エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出する機能を有しており、それぞれの複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、ことを特徴とする請求項１１記載の画像処理装置である。
【００３５】
（１３）請求項１３記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いて前記ベース成分を抽出する第１フィルタリングルーチンと、前記第１フィルタリングルーチンにより抽出された前記ベース成分に関して、前記エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタリングルーチンと、を有することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３６】
（１４）請求項１４記載の発明は、前記第１フィルタリングルーチンは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出し、前記第２フィルタリングルーチンは、前記ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記第１フィルタリングルーチンにより抽出されたベース成分を平滑化する、ことを特徴とする請求項１３記載の画像処理プログラムである。
【００３７】
（１５）請求項１５記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出ルーチンにより検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定するフィルタサイズ決定ルーチンと、前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、を有することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３８】
（１６）請求項１６記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、前記周波数成分検出ルーチンにより検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズになるように前記エッジ維持フィルタを生成あるいは変更するエッジ維持フィルタ変更ルーチンと、前記エッジ維持フィルタ変更ルーチンによって生成あるいは変更された前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、を有することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３９】
（１７）請求項１７記載の発明は、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する画像処理プログラムであって、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出する周波数成分検出ルーチンと、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタを用意し、前記周波数成分検出ルーチンで検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出するエッジ維持フィルタリングルーチンと、を有することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００４０】
（１８）請求項１８記載の発明は、前記エッジ維持フィルタリングルーチンでの各エッジ維持フィルタは、前記ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、前記ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出する機能を有しており、それぞれの複数のエッジ維持フィルタは、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する、ことを特徴とする請求項１７記載の画像処理プログラムである。
【００４１】
（１９）請求項１９記載の発明は、ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理方法であって、画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去し、前記エッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００４２】
（２０）請求項２０記載の発明は、ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理装置であって、画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去する第１フィルタ部と、前記エッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部と、を有することを特徴とする画像処理方法である。
【００４３】
（２１）請求項２１記載の発明は、ノイズ成分を抽出あるいは除去する画像処理プログラムであって、画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去する第１フィルタリングルーチンと、前記第１フィルタリングルーチンエッジ維持フィルタによりノイズ成分が除去された画像データに関して、前記エッジ維持フィルタを通過したノイズ成分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタリングルーチンと、を有す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】
【００４４】
この発明では、以下のような効果を得ることができる。
（１）請求項１、請求項７、請求項１３記載の発明では、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する際に、画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてベース成分を抽出し（第１フィルタ処理）、抽出されたベース成分に関して、エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行する。
【００４５】
ここで、第１フィルタ処理ではエッジ維持フィルタを用いることで、エッジ部分ほとんどぼかさずにベースを抽出することができる。また、この第１フィルタ処理では、ある周波数以上は全てエッジとして認識するような処理を行っているため、一部の周波成分もエッジとして誤認識されてしまい、その部分画素値の滑らかな変化をなくして疑似のエッジを生じてしまうことがあるものの、第２フィルタ処理で擬似のエッジの周波数成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行しているため、最終的に検出されるベース成分には誤検出の成分が除かれた状態になっている。
【００４６】
この結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００４７】
（２）請求項２、請求項８、請求項１４記載の発明では、上記（１）において、エッジ維持フィルタで、ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出しておき、エッジ維持フィルタによって誤検出された部分を除去するフィルタ処理で、ベース成分を抽出するための低周波成分と前記ベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化する。
【００４８】
ここで、第１フィルタ処理ではエッジ維持フィルタを用いることで、高周波のエッジ部分ほとんどぼかさずにベースを抽出することができる。また、この第１フィルタ処理では、ある周波数以上は全て高周波のエッジとして認識するような処理を行っているため、一部の中周波成分もエッジとして誤認識されてしまい、その部分画素値の滑らかな変化をなくして疑似のエッジを生じてしまうことがあるものの、第２フィルタ処理で擬似のエッジの周波数成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行しているため、最終的に検出されるベース成分には誤検出の成分が除かれた状態になっている。
【００４９】
この結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００５０】
（３）請求項３、請求項９、請求項１５記載の発明では、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する際に、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズが決定され、このエッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する。
【００５１】
ここで、低〜中周波部分に対し、フィルタサイズを大きくし周辺画素の影響が大きくなることにより、画素がぼかされやすくなり、滑らかなエッジ部分を検出しやすくなり、急激な変化を伴うエッジ部分についての誤検出が抑制される。一方、中〜高周波成分に対し、フィルタサイズを小さくするように連続可変することにより、画素がぼかされにくくなり、急激な変化を伴うなエッジ部分がより検出されやすくなる。
【００５２】
この結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じたフィルタサイズが決定されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００５３】
（４）請求項４、請求項１０、請求項１６記載の発明では、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する際に、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを変更し、このエッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する。
【００５４】
ここで、低〜中周波部分に対し、フィルタサイズを大きくし周辺画素の影響が大きくなることにより、画素がぼかされやすくなり、滑らかなエッジ部分を検出しやすくなり、急激な変化を伴うエッジ部分についての誤検出が抑制される。一方、中〜高周波成分に対し、フィルタサイズを小さくするように連続可変することにより、画素がぼかされにくくなり、急激な変化を伴うなエッジ部分がより検出されやすくなる。
【００５５】
この結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じて連続的にフィルタサイズが可変に構成されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００５６】
（５）請求項５、請求項１１、請求項１７記載の発明では、ディテール成分とベース成分と含む画像データに関して、少なくとも前記ベース成分を抽出する際に、画像データの各画素ごとに該画素と周辺画素とにより周波数成分を検出し、所定サイズのフィルタによるフィルタリングにより画像のエッジを維持しつつ前記ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、フィルタサイズの異なる複数種類のエッジ維持フィルタを用意しておいて、検出された画素毎の周波数成分に応じて、予め定められたしきい値よりも高周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの小さい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出し、予め定められたしきい値よりも低周波側の周波数成分の画素に対して、フィルタサイズの大きい前記エッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する。
【００５７】
ここで、低〜中周波部分に対し、フィルタサイズを大きくし周辺画素の影響が大きくなることにより、画素がぼかされやすくなり、滑らかなエッジ部分を検出しやすくなり、急激な変化を伴うエッジ部分についての誤検出が抑制される。一方、中〜高周波成分に対し、フィルタサイズを小さくすることにより、画素がぼかされにくくなり、急激な変化を伴うなエッジ部分がより検出されやすくなる。
【００５８】
この結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じたフィルタが選択されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００５９】
（６）請求項６、請求項１２、請求項１８記載の発明では、上記（５）において、エッジ維持フィルタは、ベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出する機能を有しており、複数の各エッジ維持フィルタは、例えば異なるフィルタサイズのフィルタリング等により、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する。
【００６０】
ここで、画像のエッジ部分を検出して維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、画素の周波数成分に応じて異なる特性のエッジ維持フィルタが選択され、各エッジ維持フィルタでは、異なる周波数特性によって、エッジ部分を認識しつつベース成分を抽出するようにしている。
【００６１】
この結果、画素の周波数成分に応じてエッジ部分をエッジであるとして認識する周波数特性が変化することになり、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じたフィルタが選択されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００６２】
（７）請求項１９、請求項２０、請求項２１記載の発明では、振幅の小さい高周波成分を抽出しないため、ノイズ除去フィルタとして使用することが可能なエッジ維持フィルタを用いて画像データに含まれるノイズ成分を除去する際に、エッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去し（第１フィルタ処理）、振幅や周波数成分によってエッジ維持フィルタを通過してしまうノイズ成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行する。
【００６３】
ここで、第１フィルタ処理ではエッジ維持フィルタを用いることで、大部分のノイズ成分を除去することができる。また、この第１フィルタ処理では、ある周波数以上は全てノイズ成分として認識するような処理を行っているため、一部の周波成分もノイズでないと誤認識されてしまうものの、誤認識される周波数成分や振幅のノイズ成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行しているため、最終的にはノイズ成分が除かれた状態になっている。
【００６４】
この結果、画像データに含まれるノイズ成分を除去する際に、ノイズ成分における振幅や周波数成分がどのように変化したとしても、ノイズ成分を正しく除去することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。
〈第１の実施形態〉
まず、図１以降を参照して、本発明の画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムを画像処理装置に適用した場合の第１の実施形態の電気的構成の具体例を説明する。ここで、画像処理装置は以下の各手段から構成されている。なお、図１は本実施形態の画像処理装置の主要部分の機能的な構成を示す機能ブロック図、図２は画像処理装置を構成する具体的な回路や装置の一例を示すブロック図である。
【００６６】
ここで、１１０は、画像処理装置１００（図２参照）内で画像処理の演算を実行する演算部である。この演算部１１０は、画像処理装置１００内にあって、画像データに含まれるディテール成分と、該ディテール成分の信号値を一定量シフトさせるベース成分とを分離して、それぞれ適した処理をした後に再び合成して画像データとする演算を行う。
【００６７】
なお、この演算部１１０は、画像データに含まれるベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能に構成されている。そして、この演算部１１０は、機能的には、第１フィルタ部１２０、第２フィルタ部１３０、ディテール成分抽出部１４０、圧縮部１５０、合成部１６０を少なくとも有している。
【００６８】
ここで、１２０は、画像のエッジ部分を維持しつつ、ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてベース成分を抽出するため、エッジ維持フィルタなどで構成された第１フィルタ部である。この第１フィルタ部１２０は、画像データのベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出するためのフィルタ処理を実行する。
【００６９】
１２２は各画素の周波数成分を検出する周波数検出部（周波数成分検出部）であり、ベース成分を抽出するための低周波成分とベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在するか否かを検出する。
【００７０】
１３０は、エッジ維持フィルタ１２０により抽出されたベース成分に関して、エッジ維持フィルタ１２０によって誤検出された部分を除去するフィルタ処理を実行する第２フィルタ部である。この第２フィルタ部１３０は、ベース成分を抽出するための低周波成分とベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在する場合に、前記エッジ維持フィルタにより抽出されたベース成分を平滑化するためのフィルタ処理を実行する。
【００７１】
１４０は、入力された画像データに含まれているベース成分を画像データから減算するか、あるいは、入力された画像データに含まれているベース成分で画像データを除算することにより、画像データに含まれるディテール成分を抽出するディテール成分抽出部である。ここで、ディテール成分とは、画像データの各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化してい成分であり、主に高周波成分によって構成されている。
【００７２】
１５０は、上述した第２フィルタ部１３０などにより抽出されたベース成分の信号値を所定の割合で圧縮する圧縮部である。
１６０は、圧縮されたベース成分とディテール成分とを合成する合成部である。なお、ディテール成分抽出部１４０で減算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分との加算によって合成を行う。また、ディテール成分抽出部１４０で除算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分とを掛け合わせることによって合成を行う。この合成部１６０からは、信号値の振幅が大きいベース成分が圧縮されつつ、ディテール成分は圧縮されていないため、画像の明るさなどの部分は圧縮されるものの、画像の細かな描写は失われない状態の画像データが出力される。
【００７３】
図２において、画像処理装置１００は、ハードウェアとして、以下のものを有して構成されている。
図１で機能的構成を示した演算部１１０は、各部を制御する制御手段としてのＣＰＵ１０１と、各種データや各種プログラムが格納されているＲＯＭ１０２と、画像データが展開されて処理される作業エリアとしてのＲＡＭ１０３と、を有している。
【００７４】
１７０は画像処理装置１００に対してオペレータ（使用者）が各種指示を入力する操作部、１８０は画像処理装置１００の各種状態を表示する表示部、１９０は画像データや各種データが格納されるＨＤＤである。
【００７５】
以下、フローチャートを参照しつつ、この第１実施形態の画像処理装置１００の動作について説明を行う。
まず、画像処理装置１００の演算部１１０に画像データＩが入力される（図３Ｓ１）。ここで、第１フィルタ１２０としてエッジ維持フィルタＧを用意する（図３Ｓ２）。さらに、第２フィルタ１３０として平滑化フィルタｆ（x,y）を用意する（図３Ｓ３）。画像処理プログラムによりＣＰＵ１０１が画像処理を実行する場合には、ＲＯＭ１０２に格納されているパラメータに従って、ＣＰＵ１０１がエッジ維持フィルタＧを第１フィルタ部１２０として用意し、同様にＣＰＵ１０１が平滑化フィルタｆを第２フィルタ部１３０として用意する。
【００７６】
そして、第１フィルタ部１２０により画像データに対してフィルタ処理（Ｊ＝Ｇ＊Ｉ）を実行し（図３Ｓ４）、エッジ維持フィルタによって画像データに含まれるベース成分Ｊを抽出する。
【００７７】
ここで、本来のベース成分が図４（ａ）破線に示すように滑らかに変化するものである場合には、エッジ維持フィルタを使用してベース成分を抽出すると、本来のベース成分（図４（ａ）波線）に含まれる滑らかな部分が、ディテール成分に含まれる中〜高周波成分の影響を受けて誤検出されてしまい、信号値が急激に変化する波形のベース成分として検出されてしまうことになる（図４（ｂ）実線）。
【００７８】
なお、本来のベース成分が図５（ａ）破線に示すように急激に変化するものである場合には、エッジ維持フィルタを使用してベース成分を抽出すると、本来のベース成分（図４（ａ）波線）と一致する波形のベース成分が検出される（図５（ｂ）実線）。
【００７９】
ここで、第１フィルタ部１２０で以上のエッジ維持フィルタを使用してベース成分の抽出を行った画素の周波数成分について、周波数検出部１２２が検出している（図３Ｓ５）。なお、画素の周波数成分とは、周囲の画素の信号値との差異によって生じる周波数成分のことである。
【００８０】
なお、エッジ維持フィルタがエッジ部分を確実に抽出できるように、ある周波数以上は全てエッジ部分として認識するような処理を行っているため、本来のエッジ部分に該当する高周波成分だけでなく、中周波成分も含めている。そして、この中周波成分で図１６に示した誤検出が発生することを本件出願の発明者が見いだした。
【００８１】
そこで、この周波数検出部１２２では、ベース成分を抽出するための低周波成分とベース成分のエッジ部分を抽出するための高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在するか否かを検出している。
【００８２】
ここで、第１フィルタ部１２０でエッジ維持フィルタによる処理を実行した画素が中周波成分であれば（図３Ｓ５でＹ）、第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理により、ベース成分Ｊを第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタｆにより平滑化（Ｊ＝ｆ（x,y）＊Ｊ（x,y））し、新たなベース成分Ｊを得る（図３Ｓ６）。
【００８３】
また、第１フィルタ部１２０でエッジ維持フィルタによる処理を実行した画素が中周波成分でなければ（図３Ｓ５でＮ）、第１フィルタ部１２０でのエッジ維持フィルタによる処理を次の画素に移行する（図３Ｓ８、Ｓ４）。
【００８４】
このようにして、全ての画素について、第１フィルタ部１２０でのエッジ維持フィルタによるベース成分の抽出と、周波数検出と、中周波成分である場合には第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理処理と、を実行する（図３Ｓ７）。
【００８５】
ここで、本来のベース成分が図４（ａ）破線に示すように滑らかに変化するものであるものの、エッジ維持フィルタの誤検出により信号値が急激に変化する波形のベース成分として検出されてしまう場合（図４（ｂ）実線）、画像データに中周波成分が検出されることにより第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理が実行されて、図４（ｂ）一点鎖線のような滑らかなベース成分が得られる。この図４（ｂ）一点鎖線のベース成分は、図４（ａ）破線に示す元のベース成分と殆ど一致する状態になる。
【００８６】
この結果、このような第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理による新たなベース成分によってディテール成分抽出部１４０で画像データからベース成分の減算を行うこと、あるいは、画像データをベース成分で除算することで、正確なディテール成分が得られる。
【００８７】
そして、このような第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理による新たなベース成分を圧縮部１５０で圧縮し（図４（ｂ）二点鎖線）、合成部１６０でディテール成分とベース成分とを加算あるいは乗算により合成することで、図４（ｃ）に示すような、滑らかなエッジ部分に応じた画像データが得られる。すなわち、図１６のようなエッジ異常を発生することはなくなる。
【００８８】
また、本来のベース成分が図５（ａ）破線に示すように急激に変化するエッジ部分を有するものであるとすると、エッジ維持フィルタの検出により信号値が急激に変化する波形のベース成分が検出される（図５（ｂ）実線）。
【００８９】
このように急激に変化するエッジ部分の場合には、画像データは中周波成分ではなく高周波成分であるため、周波数検出部１２２で中周波成分が検出されることはない。これにより、第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理が実行されることはなく、図５（ｂ）実線のような急激なエッジ部分を有するベース成分が得られる。この図５（ｂ）実線のベース成分は、図５（ａ）破線に示す元のベース成分と殆ど一致する状態になる。
【００９０】
この結果、ここでは第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理を施されずに正常な状態のままのベース成分によってディテール成分抽出部１４０で画像データからベース成分の減算を行うことで、あるいは、画像データをベース成分で除算することで、正確なディテール成分が得られる。
【００９１】
そして、このようなベース成分を圧縮部１５０で圧縮し（図５（ｂ）実線）、合成部１６０でディテール成分とベース成分とを加算あるいは乗算により合成することで、図５（ｃ）に示すような、急激なエッジ部分に応じた画像データが得られる。従って、第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理によって悪影響を受けることはない。
【００９２】
以上のように、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【００９３】
なお、図６は、以上の場合において周波数検出部１２２が中周波成分を検出する際の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、中周波成分を検出するため、低周波成分や高周波成分をも検出して判別するようにしている。
【００９４】
ここで、周波数成分は、各画素における周辺画素とのコントラスト変化により判断することができる。すなわち、注目画素の周囲の周辺画素を含んだ状態で、どの程度の範囲でコントラストの違いが生じるかで、周波数成分を検出することが可能になる。
【００９５】
ここでは、注目画素を中心とし、周辺画素を含んだ状態でいくつか大きさの異なるローパスフィルタ ｆi（ｘ,ｙ,ｓi）、i=0,1,2 を用意する（図６Ｓ２）。ここでは、高周波成分、中周波成分、低周波成分の３種類を判別するため、最も小さいフィルタi=0を高周波成分用、次に小さいフィルタi=1を中周波成分用、最も大きいフィルタi=2を低周波成分用、とする。
【００９６】
なお、実際に使用する周辺画素の画素数は、画像データの画素数や解像度などに応じて定まる空間周波数と、検出しようとする中周波成分との関係から決定する必要がある。そして、その中周波成分に応じて、低周波成分と高周波成分とを定めればよい。
【００９７】
そして、これらのローパスフィルタによってそれぞれ平均値Ｖi（ｘ,ｙ,ｓi）＝Ｉ（ｘ,ｙ）＊ｆi（ｘ,ｙ,ｓi）、i=0,1,2 を求める（図６Ｓ３）。
ここで、周辺領域を取り、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）を計算する（図６Ｓ５）。そして、この隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）と閾値σとを比較する（図６Ｓ６）。なお、以上の判断に偏りをなくすため、閾値は全画素における隣接領域の平均値の差の平均値σに設定しておく。
【００９８】
なお、この隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）の計算（図６Ｓ５）、および、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）と閾値σとの比較（図６Ｓ６）について、i=0から順に実行する（図６Ｓ４〜Ｓ９）。
【００９９】
例えば、３つの大きさの異なる領域に関して、最も大きい領域は低周波、次に大きい領域は中周波、最も小さい領域は高周波部分と判断する。
ここで、以上の隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより大きく（図６Ｓ６でＹ）、かつ、i=0であれば（図６Ｓ７でＹ）、画素（ｘ，ｙ）は高周波部分であると判断する（図６Ｓ１１）。
【０１００】
なお、以上のi=0で（図６Ｓ４）、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより小さい場合では（図６Ｓ６でＮ）、i=i+1して（図６Ｓ１０）してＳ５に戻り、i=1にて、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）の計算（図６Ｓ５）、および、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）と閾値σとの比較（図６Ｓ６）を実行する。
【０１０１】
そして、ここで、以上の隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより大きく（図６Ｓ６でＹ）、かつ、i=1であれば（図６Ｓ８でＹ）、画素（ｘ，ｙ）は中周波部分であると判断する（図６Ｓ１２）。
【０１０２】
なお、以上のi=1で隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより小さい場合では（図６Ｓ６でＮ）、i=i+1して（図６Ｓ１０）して、i=2となり、再びＳ５に戻り、i=2として、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）の計算（図６Ｓ５）、および、隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）と閾値σとの比較（図６Ｓ６）を実行する。
【０１０３】
そして、このi=2で以上の隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより大きい場合（図６Ｓ６でＹ）、i=2であるため（図６Ｓ７でＮ、Ｓ８でＮ、Ｓ９でＹ）、画素（ｘ，ｙ）は低周波部分であると判断する（図６Ｓ１３）。また、このi=2で以上の隣接領域の平均値の差Ｖ（ｘ,ｙ,ｓi）がσより小さい場合（図６Ｓ６でＮ）であっても、i=2であるため（図６Ｓ９でＹ）、同様にして、画素（ｘ，ｙ）は低周波部分であると判断する（図６Ｓ１３）。
【０１０４】
以上のようにすることで、注目画素の周囲の周辺画素を含んだ状態で、近傍の小さな範囲でコントラストの違いが生じる高周波成分、ある程度の大きな範囲でコントラストの違いが生じる低周波成分、それらの中間の大きな範囲でコントラストの違いが生じる中周波成分、のように判別できる。よって、この実施形態における中周波成分の検出を、精度良く実行することが可能になる。
【０１０５】
そして、以上のようにすることで、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、画像データに含まれる中周波成分を正確に検出して第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理を実行することができるようになるため、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【０１０６】
〈第２の実施形態〉
ここで、図７以降を参照して、本発明の画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムを画像処理装置に適用した場合の第２の実施形態の電気的構成の具体例を説明する。
【０１０７】
この第２の実施形態では、画像のエッジを維持しつつベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタに関して、周波数検出部１２２により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズのエッジ維持フィルタによりベース成分を抽出する、ことを特徴としている。
【０１０８】
ここで、画像処理装置は以下の各手段から構成されている。なお、図７は本実施形態の画像処理装置の主要部分の機能的な構成を示す機能ブロック図であり、画像処理装置を構成する具体的な回路や装置の一例としては既に示した図２と同じになる。
【０１０９】
ここで、１１０は、画像処理装置１００（図２参照）内で画像処理の演算を実行する演算部である。この演算部１１０は、画像処理装置１００内にあって、画像データに含まれるディテール成分と、該ディテール成分の信号値を一定量シフトさせるベース成分とを分離して、それぞれ適した処理をした後に再び合成して画像データとする演算を行う。
【０１１０】
なお、この演算部１１０は、画像データに含まれるベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能に構成されている。
【０１１１】
そして、この演算部１１０は、機能的には、第１フィルタ部１２０、周波数検出部１２２、ディテール成分抽出部１４０、圧縮部１５０、合成部１６０を少なくとも有している。また、第１フィルタ部１２０としては、特性の異なる複数のエッジ維持フィルタ１２０ａ〜１２０ｃを有している。
【０１１２】
ここで、１２０は、画像のエッジ部分を維持しつつ、ベース成分を抽出可能なエッジ維持フィルタを用いてベース成分を抽出するため、エッジ維持フィルタなどで構成された第１フィルタ部である。この第１フィルタ部１２０は、各エッジ維持フィルタにより、画像データのベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出するためのフィルタ処理を実行する。
【０１１３】
また、複数の各エッジ維持フィルタは、例えば異なるフィルタサイズのフィルタリング等により、それぞれ異なる特性のベース成分に含まれるエッジ部分を検出するために、異なる周波数の高周波成分を抽出する。なお、ここでは、後述する周波数検出部１２２の検出結果によって、複数のエッジ維持フィルタ１２０ａ〜１２０ｃのいずれかがアクティブになる構成であるとする。
【０１１４】
１２２は各画素の周波数成分を検出する周波数検出部（周波数成分検出部）であり、エッジ維持フィルタを適用する際の周波数特性がどのようになっているかを検出する。なお、この周波数検出部１２２の詳細は、第１実施形態にて説明したものと同様なものを適用することができる。
【０１１５】
１４０は、入力された画像データに含まれているベース成分を画像データから減算するか、あるいは、入力された画像データに含まれているベース成分で画像データを除算することにより、画像データに含まれるディテール成分を抽出するディテール成分抽出部である。ここで、ディテール成分とは、画像データの各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化してい成分であり、主に高周波成分によって構成されている。
【０１１６】
１５０は、上述した第２フィルタ部１３０などにより抽出されたベース成分の信号値を所定の割合で圧縮する圧縮部である。
１６０は、圧縮されたベース成分とディテール成分とを合成する合成部である。なお、ディテール成分抽出部１４０で減算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分との加算によって合成を行う。また、ディテール成分抽出部１４０で除算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分とを掛け合わせることによって合成を行う。この合成部１６０からは、信号値の振幅が大きいベース成分が圧縮されつつ、ディテール成分は圧縮されていないため、画像の明るさなどの部分は圧縮されるものの、画像の細かな描写は失われない状態の画像データが出力される。
【０１１７】
以下、この第２の実施形態の画像処理装置１００の動作について説明を行う。なお、ここでは、エッジ維持フィルタ１２０ａとしてｆ（x,y,s0）が用意され、エッジ維持フィルタ１２０ｂとしてｆ（x,y,s1）が用意され、エッジ維持フィルタ１２０ｃとしてｆ（x,y,s2）が用意されているものとする。
【０１１８】
まず、画像処理装置１００の演算部１１０に、画素値Ｉ（x,y）の画像データＩが入力される（図８Ｓ１）。
ここで、第１フィルタ部１２０で複数のエッジ維持フィルタのいずれを使用してベース成分の抽出を行うかについて、その画素の周波数成分について、周波数検出部１２２が検出する（図８Ｓ２、Ｓ３）。ここで、画素の周波数成分とは、周囲の画素の信号値との差異によって生じる周波数成分のことである。
【０１１９】
そして、画素の周波数成分に応じて、異なる特性の複数のエッジ維持フィルタのうち、いずれか適したエッジ維持フィルタが選択されて有効（アクティブ）になり、ベース成分の抽出を行う。
【０１２０】
すなわち、画素の周波数成分が高周波成分であれば（図８Ｓ２でＹ）、エッジ維持フィルタｆ（x,y）としてｆ（x,y,s0）を選択する（図８Ｓ４）。また、画素の周波数成分が中周波成分であれば（図８Ｓ２でＮ、Ｓ３でＹ）、エッジ維持フィルタｆ（x,y）としてｆ（x,y,s1）を選択する（図８Ｓ５）。そして、画素の周波数成分が高周波成分でもなく、中周波成分でもなければ（図８Ｓ２でＮ、Ｓ３でＮ）、エッジ維持フィルタｆ（x,y）としてｆ（x,y,s2）を選択する（図８Ｓ６）。
【０１２１】
なお、各エッジ維持フィルタでは、異なる周波数特性によって、エッジ部分を認識しつつベース成分を抽出するようにしている。
例えば、急激なエッジ部分に対応するため高周波成分をエッジ部分として検出するエッジ維持フィルタ、滑らかな変化のエッジ部分に対応するため若干低い高周波成分や中周波成分をエッジ部分として検出するエッジ維持フィルタ、更に滑らかで緩やか変化のエッジ部分に対応するために低周波成分をエッジ部分として検出するエッジ維持フィルタ、を用意しておく。
【０１２２】
なお、このようなエッジ維持フィルタの特性の違いは、後述するように、フィルタサイズの違いなどで実現することが可能である。
そして、第１フィルタ部１２０により画像データに対してフィルタ処理（Ｊ（x,y）＝Ｉ（x,y）＊ｆ（x,y））を実行し（図８Ｓ７）、周波数成分に応じて選択されたエッジ維持フィルタによって画像データに含まれるベース成分Ｊを抽出する。
【０１２３】
なお、以上のようにして、全ての画素について同様に画素毎の周波数成分に応じてエッジ維持フィルタを選択し、選択されたエッジ維持フィルタによって画像データに含まれるベース成分Ｊを抽出する。
【０１２４】
この結果、画素の周波数成分に応じてエッジ部分をエッジであるとして認識する周波数特性が変化することになり、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、さらに、非常に緩やかな変化であっても、その変化に応じたフィルタが選択されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【０１２５】
すなわち、画素の周波数成分が低めであれば、低めに対応したエッジ維持フィルタが選択されるため、ディテール成分による誤検出が発生しにくくなり、逆に、画素の周波数成分が高めであれば、高めに対応したエッジ維持フィルタが選択されるため、急激な変化のエッジ部分を忠実に検出でき、また、画素の周波数成分が中間程度であれば、中周波成分に対応したエッジ維持フィルタが選択されるため、滑らかな変化の変化のエッジ部分を忠実に検出できるようになる。
【０１２６】
なお、以上の具体例では３つのエッジ維持フィルタ１２０ａ〜１２０ｃを用いたが、２つのエッジ維持フィルタであってもよいし、４以上のエッジ維持フィルタを用いて選択する構成であってもよい。
【０１２７】
また、各エッジ維持フィルタは、それぞれに定められた周波数成分に即したエッジ部分の検出ができればよいため、エッジとして認識する周波数成分の範囲を無理に広げる必要がなくなる。このため、従来のようにディテール成分（高周波成分）によって誤検出するような余分な特性は必要なくなり、一層精度を高めることが可能になる。
【０１２８】
また、以上の図７では、周波数検出部１２２の検出結果によって、複数のエッジ維持フィルタ１２０ａ〜１２０ｃのいずれかがアクティブになる構成であったが、図９に示すように、複数のエッジ維持フィルタ１２０ａ〜１２０ｃのいずれかの出力（フィルタ処理出力）を、周波数検出部１２２の検出結果によって、選択部１２４が選択したうえで出力する構成であってもよい。
【０１２９】
ここで、画像データの信号値の波形が図１０（ａ）のようであった場合を想定する。
ここで、図１０（ａ）の領域ａの画素では周波数検出部１２２で低周波成分が検出されるため、低周波成分に合致したエッジ維持フィルタが選択される。これにより、図１０（ｂ）の領域ａのような平坦あるいは緩やかなベース成分が抽出される。
【０１３０】
また、ここで、図１０（ａ）の領域ｂの画素では周波数検出部１２２で中周波成分が検出されるため、中周波成分に合致したエッジ維持フィルタが選択される。これにより、図１０（ｂ）の領域ｂのような滑らかな変化のベース成分が、エッジ部分の誤検出などを生じない状態で、抽出される。
【０１３１】
さらに、ここで、図１０（ａ）の領域ｃの画素では周波数検出部１２２で高周波成分が検出されるため、高周波成分に合致したエッジ維持フィルタが選択される。これにより、図１０（ｂ）の領域ｃのような急激な変化のベース成分が、波形の鈍りなどを生じない状態で、抽出される。
【０１３２】
そして、複数のエッジ維持フィルタの選択によって生成された正常な状態のベース成分によって、ディテール成分抽出部１４０で画像データからベース成分の減算を行うことであるいは、画像データをベース成分で除算することで、正確なディテール成分が得られる。
【０１３３】
さらに、複数のエッジ維持フィルタの選択によって生成されたベース成分を圧縮部１５０で圧縮し、合成部１６０でディテール成分とベース成分とを加算あるいは乗算により合成することで、所望の状態の画像データが得られる。すなわち、図１６のようなエッジ異常を発生することはなくなる。
【０１３４】
この結果、画素の周波数成分に応じてエッジ部分をエッジであるとして認識する周波数特性が変化することになり、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じたフィルタが選択されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【０１３５】
なお、以上の第２の実施形態においては、予め用意した複数のエッジ維持フィルタを選択して使用しても良いし、画像データをプリスキャンして周波数成分の分布を調べ、その結果に応じて適した状態の複数のエッジ維持フィルタを作成してもよい。
【０１３６】
〈第３の実施形態〉
上述した第２の実施形態における以上の説明では、検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくすると共に低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるようにフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズのエッジ維持フィルタによりベース成分を抽出することを特徴としており、図７と図９とに示すように複数のエッジ維持フィルタを用意してフィルタリング実行時に選択するものであった。ここで、この第２の実施形態の変形例として、画素の周波数成分に応じたフィルタサイズのエッジ維持フィルタを逐次生成あるいは変更することも可能である。
【０１３７】
ここで、図１１以降を参照して、本発明の画像処理方法および画像処理装置ならびに画像処理プログラムを画像処理装置に適用した場合の第２の実施形態の変形例としての第３の実施形態の電気的構成の具体例を説明する。
【０１３８】
ここで、画像処理装置は以下の各手段から構成されている。なお、図１１は本実施形態の画像処理装置の主要部分の機能的な構成を示す機能ブロック図であり、画像処理装置を構成する具体的な回路や装置の一例としては既に示した図２と同じになる。
【０１３９】
ここで、１１０は、画像処理装置１００（図２参照）内で画像処理の演算を実行する演算部である。この演算部１１０は、画像処理装置１００内にあって、画像データに含まれるディテール成分と、該ディテール成分の信号値を一定量シフトさせるベース成分とを分離して、それぞれ適した処理をした後に再び合成して画像データとする演算を行う。
【０１４０】
なお、この演算部１１０は、画像データに含まれるベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能に構成されている。
【０１４１】
そして、この演算部１１０は、機能的には、可変サイズのエッジ維持フィルタ１２０ｓ、周波数検出部１２２、エッジ維持フィルタ変更部１２６、ディテール成分抽出部１４０、圧縮部１５０、合成部１６０を少なくとも有している。
【０１４２】
ここで、エッジ維持フィルタ１２０ｓは、画像データのベース成分の信号値が一定の領域を検出するための低周波成分と、ベース成分のエッジ部分を検出するための高周波成分とを抽出するためのフィルタ処理を実行する。そして、このエッジ維持フィルタ１２０ｓは、連続的あるいは段階的に異なるフィルタサイズに変更可能な機能を有している。
【０１４３】
１２２は各画素の周波数成分を検出する周波数検出部（周波数成分検出部）であり、エッジ維持フィルタを適用する際の周波数特性がどのようになっているかを検出する。なお、この周波数検出部１２２の詳細は、第１実施形態にて説明したものと同様なものを適用することができる。
【０１４４】
１２６は周波数検出部１２２により検出された画素毎の周波数成分に応じて、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくし、低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるように、エッジ維持フィルタ１２０ｓのフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズのエッジ維持フィルタ１２０ｓを生成し、あるいは、決定に応じてエッジ維持フィルタ１２０ｓのフィルタサイズを変化させる、エッジ維持フィルタ変更部である。
【０１４５】
１４０は、入力された画像データに含まれているベース成分を画像データから減算するか、あるいは、入力された画像データに含まれているベース成分で画像データを除算することにより、画像データに含まれるディテール成分を抽出するディテール成分抽出部である。ここで、ディテール成分とは、画像データの各画素の信号値が周辺画素と比較して小刻みに変化してい成分であり、主に高周波成分によって構成されている。
【０１４６】
１５０は、上述した第２フィルタ部１３０などにより抽出されたベース成分の信号値を所定の割合で圧縮する圧縮部である。
１６０は、圧縮されたベース成分とディテール成分とを合成する合成部である。なお、ディテール成分抽出部１４０で減算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分との加算によって合成を行う。また、ディテール成分抽出部１４０で除算を実行した場合には、この合成部１６０ではベース成分とディテール成分とを掛け合わせることによって合成を行う。この合成部１６０からは、信号値の振幅が大きいベース成分が圧縮されつつ、ディテール成分は圧縮されていないため、画像の明るさなどの部分は圧縮されるものの、画像の細かな描写は失われない状態の画像データが出力される。
【０１４７】
以下、この第２の実施形態の画像処理装置１００の動作について説明を行う。なお、ここでは、エッジ維持フィルタ１２０ｓとして基本特性ｆ（x,y,s）が用意されており、周波数成分ｓによってフィルタサイズが連続的あるいは段階的に可変（逐次変更可能）であるものとする。なお、フィルタサイズの変更は連続的であることが望ましい。
【０１４８】
まず、画像処理装置１００の演算部１１０に、画素（x,y）で画素値Ｉ（x,y）の画像データＩが入力される（図１２Ｓ１）。
ここで、第１フィルタ部１２０でエッジ維持フィルタ１２０ｓをどのようなフィルタサイズにしてベース成分の抽出を行うかについて、その画素の周波数成分について、周波数検出部１２２が検出する（図１２Ｓ２）。ここで、画素の周波数成分とは、周囲の画素の信号値との差異によって生じる周波数成分のことである。
【０１４９】
ここで、周波数検出部１２２により検出された画素毎の周波数成分に応じて、エッジ維持フィルタ変更部１２６は、高周波数側の周波数成分ではフィルタサイズを小さくし、低周波側の周波数成分ではフィルタサイズが大きくなるように、エッジ維持フィルタ１２０ｓのフィルタサイズを決定し、決定されたフィルタサイズのエッジ維持フィルタ１２０ｓを生成し、あるいは、決定に応じてエッジ維持フィルタ１２０ｓのフィルタサイズを変化させる（図１２Ｓ３）。
【０１５０】
なお、各エッジ維持フィルタでは、フィルタサイズに応じて異なる周波数特性によって、エッジ部分を認識しつつベース成分を抽出するようにしている。
例えば、急激なエッジ部分に対応するため高周波成分をエッジ部分として検出するためのフィルタサイズの小さいエッジ維持フィルタ、滑らかな変化のエッジ部分に対応するため若干低い高周波成分や中周波成分をエッジ部分として検出するためのフィルタサイズの中程度のエッジ維持フィルタ、更に滑らかで緩やか変化のエッジ部分に対応するために低周波成分をエッジ部分として検出するためのフィルタサイズの大きなエッジ維持フィルタのように、周波数検出部１２２での検出結果に応じて段階的あるいは連続的にフィルタサイズを変更する。
【０１５１】
そして、画像データに対してフィルタ処理（Ｊ（x,y）＝Ｉ（x,y）＊ｆ（x,y））を実行し（図１２Ｓ４）、周波数成分に応じてフィルタサイズが決定されたエッジ維持フィルタ１２０ｓによって画像データに含まれるベース成分Ｊを抽出する。
【０１５２】
なお、以上のようにして、全ての画素について同様に、画素毎の周波数成分に応じてエッジ維持フィルタのフィルタサイズを決定して生成し、あるいは、画素毎の周波数成分に応じてエッジ維持フィルタのフィルタサイズを変更し、このようにしてフィルタサイズが変えられたエッジ維持フィルタによって画像データに含まれるベース成分Ｊを抽出する。
【０１５３】
ここでは、低〜中周波部分に対し、フィルタサイズを大きくし周辺画素の影響が大きくなることにより、画素がぼかされやすくなり、滑らかなエッジ部分を検出しやすくなり、急激な変化を伴うエッジ部分についての誤検出が抑制される。一方、中〜高周波成分に対し、フィルタサイズを小さくするように連続可変することにより、画素がぼかされにくくなり、急激な変化を伴うなエッジ部分がより検出されやすくなる。
【０１５４】
このようなフィルタサイズの変更を周波数検出部１２２での検出結果に応じて実行する結果、画像データに含まれるベース成分を抽出する際に、ベース成分におけるエッジ部分が急激な変化であっても滑らかな変化であっても、その変化に応じて連続的にフィルタサイズが可変に構成されるため、エッジ部分を正しく維持しつつ抽出することが可能になる。
【０１５５】
〈第４の実施形態〉
第４の実施形態では、エッジ維持フィルタをノイズ除去フィルタとして使用する際の改良を特徴としている。すなわち、エッジ維持フィルタは画像のエッジ部分を維持しつつベース成分を抽出するものであるが、振幅の小さい高周波成分を抽出しないため、ノイズ除去フィルタとして使用することが可能である。しかし、周波数成分や振幅の関係で、エッジ維持フィルタを通過してしまうノイズ成分も存在している。このため、従来は、エッジ維持フィルタは、ノイズ除去フィルタとして使用するには十分でないと思われていた。
【０１５６】
そこで、この第４の実施形態では、エッジ維持フィルタを用いて画像データに含まれるノイズ成分を除去する際に、エッジ維持フィルタを用いてノイズ成分を除去し（第１フィルタ処理）、振幅や周波数成分によってエッジ維持フィルタを通過してしまうノイズ成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行する。
【０１５７】
この場合の構成は、第１の実施形態として図１に示したものに近く、エッジ維持フィルタとしての第１フィルタ部１２０、画像データの周波数成分を検出する周波数検出部１２２、第１フィルタ部１２０を通過してしまったノイズ成分を除去する第２フィルタ部１３０の構成になる。
【０１５８】
ここで、この周波数検出部１２２では、通過させるべき周波数成分とノイズとしての高周波成分との中間に位置する中周波成分が画像データに存在するか否かを検出している。そして、第１フィルタ部１２０でエッジ維持フィルタによる処理を実行した画素が中周波成分であれば、第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタ処理により、ベース成分を第２フィルタ部１３０の平滑化フィルタｆにより平滑化し、ノイズを除去した画像データを出力する。また、第１フィルタ部１２０でエッジ維持フィルタによる処理を実行した画素が中周波成分でなければ、第１フィルタ部１２０でのエッジ維持フィルタによる処理をそのまま出力する。
【０１５９】
このように、第１フィルタ処理ではエッジ維持フィルタを用いることで、画像データに含まれる大部分のノイズ成分を除去することができる。また、この第１フィルタ処理では、ある周波数以上は全てノイズ成分として認識するような処理を行っているため、一部の周波成分のノイズはノイズでないと誤認識されてしまうものの、誤認識される周波数成分や振幅のノイズ成分を除去するフィルタ処理（第２フィルタ処理）を実行しているため、最終的にはノイズ成分が除かれた状態になっている。
【０１６０】
この結果、画像データに含まれるノイズ成分を除去する際に、ノイズ成分における振幅や周波数成分がどのように変化したとしても、ノイズ成分を正しく除去することが可能になる。
【０１６１】
また、他の構成として、図７、図９、図１１に示したブロック図の構成を応用し、周波数検出結果に応じて、異なるサイズのエッジ維持フィルタを用いて画像データに含まれるノイズ成分を有効に除去する構成とすることも可能である。
【０１６２】
〈その他の実施形態〉
また、以上の具体例は、画素の周波数検出を周辺画素とのコントラスト変化によって行うようにしていたが、これに限られず、周辺画素の標準偏差を基準にするなど、あるいは、ウェブレット関数で所望な周波数を取り出すなど、各種の手法を用いることが可能である。
【０１６３】
また、エッジ維持フィルタの仕様設定はフィルタサイズを変えることに限らず、他のパラメータを変化する手法でもよい。これにより、エッジ維持フィルタの多様性に対応することも可能になる。
【０１６４】
なお、周波数部分に合わせたエッジ維持フィルタの設定は、事前に用意してもよいが、周波数部分に関する関数（周波数をパラメータとして含む関数）として定めるようにしてもよい。このようにすることで、処理の多様性に対応することも可能になる。
【０１６５】
また、以上の各実施形態は、モノクロ画像データだけでなく、カラー画像データに適用することが可能である。カラー画像データに適用する場合には、ＲＧＢあるいはＹＭＣＫなどの色別の画像データ毎に適用することが可能である。また、輝度信号・色差信号などの場合には、輝度信号のみ、あるいは、輝度信号と色差信号の両方の、いずれに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の第１実施形態の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の画像処理装置が適用される具体的な装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）における画像データの処理の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図５】本発明の第１実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）における画像データの処理の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図６】本発明の第１実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）における主要部の処理の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図７】本発明の第２の実施形態の画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態の画像処理装置の他の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）における画像データの処理の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の画像処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の画像処理装置の動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）を示すフローチャートである。
【図１３】画像データに含まれるディテール成分とベース成分との様子を模式的に示す特性図である。
【図１４】従来の画像処理において平滑化フィルタを使用したベース成分の抽出の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図１５】従来の画像処理においてエッジ維持フィルタを使用したベース成分の抽出の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【図１６】従来の画像処理においてエッジ維持フィルタを使用したベース成分の抽出の様子を示すタイミングチャート（特性図）である。
【符号の説明】
【０１６７】
１００  画像処理装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１１０  演算部
１２０  第１フィルタ部（エッジ維持フィルタ）
１２２  周波数検出部
１３０  第２フィルタ部
１４０  ディテール成分抽出部
１５０  圧縮部
１６０  合成部
１７０  操作部
１８０  表示部
１９０  ＨＤＤ
【図１】
2006209578.tif 000003
【図２】
2006209578.tif 000004
【図３】
2006209578.tif 000005
【図４】
2006209578.tif 000006
【図５】
2006209578.tif 000007
【図６】
2006209578.tif 000008
【図７】
2006209578.tif 000009
【図８】
2006209578.tif 000010
【図９】
2006209578.tif 000011
【図１０】
2006209578.tif 000012
【図１１】
2006209578.tif 000013
【図１２】
2006209578.tif 000014
【図１３】
2006209578.tif 000015
【図１４】
2006209578.tif 000016
【図１５】
2006209578.tif 000017
【図１６】
2006209578.tif 000018