(57)【要約】【課題】写真画像データに対してモアレの発生を招くことなく鮮鋭化処理可能な写真画像処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】写真画像データｆに対して第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理工程と、ガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルのサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理工程と、高周波成分処理工程と中周波成分処理工程の演算結果の絶対値の小なる値と高周波成分処理工程の演算結果の符合を組み合わせた値に基づいて前記写真画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理工程とを備える。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子で読取られた写真画像データｆに対して数１に基づき第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理工程と、数２に基づきガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理工程と、数３に基づき前記写真画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理工程とを備えてなる写真画像処理方法。
【数１】
2004350095.tif 000002
ここに、
＊：コンボリューション
ｈ：高周波成分
ｈｐ：高周波成分用ラプラシアンオペレータ
【数２】
2004350095.tif 000003
ここに、
＊：コンボリューション
ｍ：中周波成分
ｍｐ：中周波成分用ラプラシアンオペレータ
ｌｐ：ガウシアンオペレータ
【数３】
2004350095.tif 000004
ここに、
Ｓｉｇ（ｘ）はｘの符号、Ａｂｓ（ｘ）はｘの絶対値、
Ｍｉｎ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの内の最小値をそれぞれ示すものと定義し、
ｅの符号：Ｓｉｇ（ｅ）＝Ｓｉｇ（ｈ）
ｅの絶対値：Ａｂｓ（ｅ）＝Ｍｉｎ（Ａｂｓ（ｈ），ｔ×Ａｂｓ（ｍ））
ｔ，ｋ：定数
【請求項２】
撮像素子で読取られた写真画像データｆに対して数４に基づき第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理部と、数５に基づきガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理部と、数６に基づき前記写真画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理部とを備えてなる写真画像処理装置。
【数４】
2004350095.tif 000005
ここに、
＊：コンボリューション
ｈ：高周波成分
ｈｐ：高周波成分用ラプラシアンオペレータ
【数５】
2004350095.tif 000006
ここに、
＊：コンボリューション
ｍ：中周波成分
ｍｐ：中周波成分用ラプラシアンオペレータ
ｌｐ：ガウシアンオペレータ
【数６】
2004350095.tif 000007
ここに、
Ｓｉｇ（ｘ）はｘの符号、Ａｂｓ（ｘ）はｘの絶対値、
Ｍｉｎ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの内の最小値をそれぞれ示すものと定義し、
ｅの符号：Ｓｉｇ（ｅ）＝Ｓｉｇ（ｈ）
ｅの絶対値：Ａｂｓ（ｅ）＝Ｍｉｎ（Ａｂｓ（ｈ），ｔ×Ａｂｓ（ｍ））
ｔ，ｋ：定数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば撮像素子によりネガフィルム等の写真フィルムから読み取られた写真画像データに対して鮮鋭化処理する写真画像処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真画像を鮮鋭化するための処理方法として、写真画像データの高周波成分を強調処理する方法が提案されている。即ち、元の写真画像データをｆ、ｋを定数、高周波フィルタをｈｐとして、数７で示す畳込み演算処理を施すものである。
【０００３】
【数７】
ｆ’＝ｆ＋ｋ×（ｈｐ＊ｆ）
ここに、
＊：コンボリューション
【０００４】
そして、最も一般的な高周波フィルタとして、図３（ａ）に示すラプラシアン演算子が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４７３６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように写真画像データに対して一律に高周波成分を鮮鋭化処理するものでは、被写体の状況により却ってノイズが発生するという不都合が生じる場合があった。
【０００７】
例えば、図５（ａ）に示すように、写真の被写体である男性の袴部分の縞模様のような細かい模様を含む画像に対して一律に高周波成分を鮮鋭化処理すると、図５（ｂ）に示すように、モアレが発生する場合があるのである。
【０００８】
写真の袴のような縞模様は、一般的には斜めに傾斜した状態で撮影される場合もあり、図４（ａ）に示すように、そのような場合、ｘｙ座標系においてｙ軸方向の座標ｙ１に対してｘ座標が偶数位置の画素では輝度値が大きく（明るく）、奇数位置の画素では輝度値が小さく（暗く）なっているときに、少し離れた座標ｙ２に対するｘ座標が奇数位置の画素で輝度値が大きく（明るく）、偶数位置の画素で輝度値が小さく（暗く）なる。そして、座標ｙ１、ｙ２の中間位置では輝度値が大きい（明るい）画素と小さい（暗い）画素が混在して中間的な輝度値の画素が並ぶようになる。
【０００９】
このような写真画像に従来の高周波強調処理を施すと、図４（ｂ）に示すように、座標ｙ１、ｙ２の位置では暗い画素と明るい画素の輝度差は大きくなるが、中間的な位置では高周波成分が弱いので輝度値が変化しない。座標ｙ１、ｙ２のような暗い画素と明るい画素が交互に表れる部分と、輝度差がほとんど無い部分では、平均輝度が同じであっても見た目の明るさが大きく異なり、輝度差が無い部分との見た目の明るさの差は、縞模様を作っている暗い画素と明るい画素の輝度差が大きいほど顕著になる。このような部位に高周波強調処理を施すと、この見た目の明るさを強調することとなりモアレが発生してしまうという問題点があった。
【００１０】
上述した数７による高周波成分の鮮鋭化処理に代えて、中周波成分に対して鮮鋭化処理を施すと、細かい模様を含む画像部位は鮮鋭化されず、例えば画像中の色の境界部などを鮮鋭化することができるが、この場合には、そのような色の境界近傍にある細かい模様が強調されず、判別できなくなるという不都合がある。
【００１１】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、写真画像データに対してモアレの発生を招くことなく鮮鋭化処理可能な写真画像処理方法及びその装置を提供する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明による写真画像処理方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、撮像素子で読取られた写真画像データｆに対して数８に基づき第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理工程と、数９に基づきガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理工程と、数１０に基づき前記写真画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理工程とを備えてなる点にある。
【００１３】
【数８】
ｈ＝ｈｐ＊ｆ
ここに、
＊：コンボリューション
ｈ：高周波成分
ｈｐ：高周波成分用ラプラシアンオペレータ
【００１４】
【数９】
ｍ＝ｍｐ＊（ｌｐ＊ｆ）
ここに、
＊：コンボリューション
ｍ：中周波成分
ｍｐ：中周波成分用ラプラシアンオペレータ
ｌｐ：ガウシアンオペレータ
【００１５】
【数１０】
ｆ’＝ｆ＋ｋ×ｅ
ここに、
Ｓｉｇ（ｘ）はｘの符号、Ａｂｓ（ｘ）はｘの絶対値、
Ｍｉｎ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの内の最小値をそれぞれ示すものと定義し、
ｅの符号：Ｓｉｇ（ｅ）＝Ｓｉｇ（ｈ）
ｅの絶対値：Ａｂｓ（ｅ）＝Ｍｉｎ（Ａｂｓ（ｈ），ｔ×Ａｂｓ（ｍ））
ｔ，ｋ：定数
【００１６】
上述した各処理工程に基づいて写真画像の鮮鋭化処理を行なうと、図５（ｃ）に示すように、例えば画像中の袴の縞模様のように細かい模様の部分では、中周波成分がほとんど無いために鮮鋭化されず、従ってモアレの発生が阻止されるが、例えば画像中の髪の毛の黒い領域とベージュ色の壁の領域の境界など、色が異なる領域の境界では高周波成分と中周波成分の両方が存在するために鮮鋭化され、その境界近傍にある細かい模様も強調され、判別可能となるのである。
【００１７】
即ち、写真画像に対して鮮鋭化処理を施すに際して、元の写真画像よりも画素値を大きくするか小さくするかが高周波成分処理工程における結果の符号Ｓｉｇ（ｈ）により決定され、画素値を増減する変化量が高周波成分処理工程の結果の絶対値Ａｂｓ（ｈ）と、中周波成分処理工程の結果の絶対値Ａｂｓ（ｍ）と定数ｔの積のうち小さい方の値に決定されるのである。尚、ここで定数ｔの値は、特に限定されるものではなく、対象とする写真画像に応じて決定すればよいが、０＜ｔ≦１の範囲で決定されることが望ましい。
【００１８】
上述の写真画像処理方法を具現化した本発明による写真画像処理装置の第一の特徴構成は、同欄請求項２に記載した通り、撮像素子で読取られた写真画像データｆに対して数８に基づき第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理部と、数９に基づきガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理部と、数１０に基づき前記写真画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理部とを備えてなる点にある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、写真画像処理装置は、フィルムから画像を読み取りメモリに記憶する写真画像入力部１と、写真画像入力部１から入力されたカラー画像データに対して所定のデータ処理等を施す画像データ処理部２と、処理後の画像データに基づいて印画紙を露光する露光ヘッドを備えた画像露光部３と、露光された印画紙を現像処理する現像処理部４と、現像処理後の印画紙をコマ単位で切断して排紙する排紙部５と、上述した各機能ブロック全体を統合して作動制御するシステム制御部６とを備えて構成される。
【００２０】
前記写真画像入力部１は、例えば現像済みの１３５カラーネガフィルム１０の各コマを読取位置に間歇的に搬送するフィルム搬送部１１と、フィルム１０の各コマの画像を読み取る画像読取部１２とからなり、前記フィルム搬送部１１は、巻取ローラ１１１と、巻取ローラ１１１を回転駆動するフィルム搬送モータ１１２と、フィルム搬送モータ１１２を制御するフィルム搬送制御部１１３とを備えて構成され、前記画像読取部１２は、フィルム１０の下部に配置された光源１１４と、光源１１４の発光強度を制御する光源制御部１１５と、二次元ＣＣＤを備えた撮像素子１１６と、撮像素子１１６による画像の読取制御を行なう読取制御部１１７と、フィルム１０の各コマ画像を撮像素子１１６の受光面に結像させるレンズ１１７と、フィルム１０とレンズ１１７間に設けられ、フィルム１０の画像をＧＲＢの３色に分離する光学フィルタ１１８と、光学フィルタ１１８を切替駆動するフィルタ駆動モータ１１９と、フィルタ駆動モータ１１９を駆動制御するフィルタ切替制御部１２０と、撮像素子１１６で読み取った画像信号をデジタルデータとして記憶する画像データ記憶部１２１とを備えて構成される。前記画像データ記憶部１２１は、撮像素子１１６で読み取られたＲＧＢ夫々のアナログ画像信号を１６ビットの階調レベルでＲＧＢのデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１２２と、Ａ／Ｄ変換器１２２により変換されたＲＧＢ三色のデジタル画像データをコマ単位で格納するＲＡＭ等でなる画像バッファメモリ１２３とを備えて構成される。
【００２１】
前記画像データ処理部２は、画像バッファメモリ１２３に格納されたコマ単位の画像データに対してカラー補正、階調補正、後述の鮮鋭化処理等の各種の補正処理やレイアウト処理等の所定の処理を実行する際に使用するテーブルデータ等を格納するテーブルメモリ２０と、前記画像バッファメモリ１２３に格納された画像データを読み出してカラー補正処理、諧調補正処理、鮮鋭化処理等のデータ変換処理を実行する画像処理用ＣＰＵを備えた画像データ変換処理部２１と、画像データ変換処理部２１による画像データの変換処理に用いられ、変換された画像データがコマ単位の最終画像データとしてＲＧＢの色毎に区画された領域に格納される画像処理メモリ２２と、最終画像データの１ライン分の画像データを一時記憶するラインバッファメモリ２３等を備えて構成される。
【００２２】
前記画像露光部３は、ロールカセット３０に巻回されている長尺状の印画紙３１を搬送モータ３７により露光ステーション３３に向けて所定の搬送速度で搬送する印画紙搬送制御部３８を備えた印画紙搬送部３２と、露光ステーション３３に搬送された印画紙３１に対して露光走査するＰＬＺＴ方式の露光ヘッド３４と、露光ヘッド３４を駆動制御する露光ヘッド制御部３５と、ラインバッファメモリ２３からの画像データを印画紙３１の搬送速度に同期した所定のタイミングで露光ヘッド制御部３５に出力する露光制御部３６とを備えて構成される。
【００２３】
前記現像処理部４は、現像液等の現像処理液が充填された処理槽４０と、露光済みのロール印画紙３１を処理槽４０内に搬送して、現像、定着、漂白の各処理がなされたロール印画紙３１を前記排紙部５に搬送する搬送制御部を備えて構成され、前記排紙部５は、現像処理部４で現像処理されたロール印画紙３１を幅方向に切断して１コマ単位に分割するカッター５０と、カッター５０を駆動するカッターモータ５１に対する駆動制御や、切断された印画紙３１を装置外部に排出制御する排紙制御部５２とを備えて構成される。
【００２４】
前記システム制御部６は、制御用ＣＰＵ、制御プログラムが格納されたＲＯＭ、データ処理用のＲＡＭと、各機能ブロックに対する制御用信号入出力回路を備えて構成され、前記制御プログラムに基づいて各機能ブロックが統合制御される。
【００２５】
以下に、前記画像データ変換処理部２１の主要な機能ブロックの構成及びその処理内容を図２に基づいて説明する。図２に示すように、前記画像データ変換処理部２１は、前記画像データ記憶部１２１に記憶された対象フィルムの写真画像データに対して、平均的な戸外の被写体はネガ全体の色を混ぜ合わせると灰色に近くなるというエバンスの定理に基づいて読み込まれたフィルム１本分の平均画像濃度に基づいて読み込まれたＲＧＢ各画素データを変換処理するカラー補正処理部２１０と、補正後の画像データに対して諧調性補正を行なうスキャナ補正部２２０と、フィルム画像を出力サイズに調整する倍率変換部２３０と、上述した各処理後の写真画像データｆに対して鮮鋭化処理を行なう鮮鋭化処理部２７０などを備えて構成してある。
【００２６】
前記鮮鋭化処理部２７０は、数１１に基づき第一のラプラシアン演算手段により所定の高周波成分を鮮鋭化処理する高周波成分処理部２４０と、数１２に基づきガウシアン演算手段により所定の中周波成分を平滑化処理した後に前記第一のラプラシアン演算手段よりもカーネルサイズの大きな第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理する中周波成分処理部２５０と、数１３に基づき元画像データｆを変換処理する画像鮮鋭化処理部２６０とから構成される。
【００２７】
【数１１】
ｈ＝ｈｐ＊ｆ
ここに、
＊：コンボリューション
ｈ：高周波成分
ｈｐ：高周波成分用ラプラシアンオペレータ
【００２８】
【数１２】
ｍ＝ｍｐ＊（ｌｐ＊ｆ）
ここに、
＊：コンボリューション
ｍ：中周波成分
ｍｐ：中周波成分用ラプラシアンオペレータ
ｌｐ：ガウシアンオペレータ
【００２９】
【数１３】
ｆ’＝ｆ＋ｋ×ｅ
ここに、
Ｓｉｇ（ｘ）はｘの符号、Ａｂｓ（ｘ）はｘの絶対値、
Ｍｉｎ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの内の最小値をそれぞれ示すものと定義し、
ｅの符号：Ｓｉｇ（ｅ）＝Ｓｉｇ（ｈ）
ｅの絶対値：Ａｂｓ（ｅ）＝Ｍｉｎ（Ａｂｓ（ｈ），ｔ×Ａｂｓ（ｍ））
ｔ，ｋ：定数
【００３０】
ここで、本実施形態では、高周波成分処理部２４０により演算されるラプラシアンオペレータｈｐは、図３（ａ）に示すように、カーネルサイズ３×３のオペレータが採用され、中周波成分処理部２５０により演算されるラプラシアンオペレータｍｐは、図３（ｂ）に示すように、ラプラシアンオペレータｈｐよりも大きなカーネルサイズ５×５のオペレータが採用され、ガウシアンオペレータｌｐは図３（ｃ）に示すオペレータが採用される。定数ｋの値は強調の程度を規定する値で適宜設定可能であるが、通常は数１３で採用されるオペレータの重み係数の和が１になるように設定され、定数ｔは対象とする写真画像に応じて０＜ｔ≦１の範囲で決定される。
【００３１】
このように鮮鋭化処理された画像データが最終の出力画像データとして画像処理メモリ２２に格納される。
【００３２】
上述の実施形態では、第一のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理される所定の高周波成分として、２〜３画素単位の周期で濃淡が現れる画像を対象とし、第二のラプラシアン演算手段により鮮鋭化処理される所定の中周波成分として、４〜６画素単位の周期で濃淡が現れる画像を対象としているが、本発明は、このような値に限定されるものではなく、出力される写真画像の特性に合わせて適宜設定することができる。その場合には上述した図３の各演算子もそれに応じて変更する必要がある。しかし、カーネルサイズを大きくすると、それだけ長い演算時間が必要となるので合理的に設定する必要があることはいうまでもない。
【００３３】
本発明による写真画像処理方法及びその装置は、特にデジタル露光方式の写真処理装置に好適なものであり、上述の実施形態では、ＰＬＺＴ方式の露光ヘッドを採用したものを説明したが、露光ヘッドはレーザー方式ＦＯＣＲＴ方式等各種のデジタル露光ヘッドに適用可能である。また、上述した実施形態に限定されるものではなく、課題を解決するための構成の欄に記載された特徴構成及びそれらの組合せの範囲で適宜構成することができるものである。
【００３４】
さらに、本発明による写真画像処理方法及びその装置は、撮像素子によりネガフィルム等の写真フィルムから読み取られた写真画像データに対するものを説明したが、デジタルカメラなど撮像素子を介して撮影された写真画像データに対しても適用可能である。
【００３５】
【実験例】
図５（ａ）に示す元写真画像、及び、その要部を拡大した図６（ａ）に示す元写真画像に対して、図３に示す各演算子を用いて上述の数１１，１２，１３の演算処理を施した結果を図５（ｃ）及び図６（ｄ）に示し、図３（ａ）に示す演算子を用いて高周波成分に対してのみ鮮鋭化処理を施した結果を図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示し、中周波領域のみ図３（ｂ）に示す鮮鋭化処理を施した結果を図６（ｃ）に示す。
【００３６】
その結果、高周波領域のみの鮮鋭化処理ではモアレが発生し、中周波領域のみの鮮鋭化処理では細かい模様が見づらくなることが確認され、本発明による方法では、画像中の袴の縞模様のように細かい模様の部分では、中周波成分がほとんど無いために鮮鋭化されず、従ってモアレの発生が阻止されるが、画像中の髪の毛の黒い領域とベージュ色の壁の領域の境界など、色が異なる領域の境界では高周波成分と中周波成分の両方が存在するために鮮鋭化され、その境界近傍にある細かい模様なども強調され、すっきりとした写真画像が得られることが確認された。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、写真画像データに対してモアレの発生を招くことなく鮮鋭化処理可能な写真画像処理方法及びその装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】写真処理装置の機能ブロック構成図
【図２】画像データ処理部の機能ブロック構成図
【図３】各種演算子の説明図
【図４】モアレ発生のメカニズムの説明図
【図５】本発明による鮮鋭化処理の説明図であり、（ａ）は元の写真画像、（ｂ）は高周波成分の鮮鋭化処理がなされた写真画像、（ｃ）は本発明による鮮鋭化処理がなされた写真画像
【図６】本発明による鮮鋭化処理の説明図であり、（ａ）は図５（ａ）の要部を拡大した写真画像、（ｂ）は（ａ）に対して高周波成分の鮮鋭化処理がなされた写真画像、（ｃ）は（ａ）に対して中周波を強調した写真画像、（ｄ）は（ａ）に対して本発明による鮮鋭化処理がなされた写真画像
【符号の説明】
１：写真画像入力部
２４０：高周波成分処理部
２５０：中周波成分処理部
２６０：画像鮮鋭化処理部２６０
２７０：鮮鋭化処理部
【図１】
2004350095.tif 000008
【図２】
2004350095.tif 000009
【図３】
2004350095.tif 000010
【図４】
2004350095.tif 000011
【図５】
2004350095.tif 000012
【図６】
2004350095.tif 000013