(57)【要約】【課題】ハードウエアの規模を増大させず、かつ方向ごとに制御するフィルタ処理と単一フィルタによるフィルタ処理を組み合わせることにより、網点上文字において鮮鋭性に優れた画像を得ると同時に、白地上（非網点上）の密集パターン部の画質向上を図ること。【解決手段】それぞれ方向性を有する方向性フィルタを用い、記画像信号に対してそれぞれの方向ごとに空間周波数補正を行なう低周波フィルタ２０２〜２０５）と、上記方向性フィルタとは異なる周波数特性を有する単一フィルタを用い、画像信号の全方向に対して空間周波数補正を一括して行なう高周波フィルタ２２０と、を備える。【選択図】        図２
2005094517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に所望の空間周波数補正を実行する画像処理装置において、
それぞれ方向性を有する方向性フィルタを用い、前記画像信号に対してそれぞれの方向ごとに空間周波数補正を行なう第１の空間周波数補正手段と、
前記方向性フィルタとは異なる周波数特性を有する単一フィルタを用い、前記画像信号の全方向に対して空間周波数補正を一括して行なう第２の空間周波数補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の空間周波数補正手段と前記第２の空間周波数補正手段は、前記画像信号を並列に処理するように配置され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】
前記第２の空間周波数補正手段のフィルタ周波数特性は、前記第１の空間周波数補正手
段のフィルタ周波数特性に対して高周波の特性であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
それぞれの方向性ごとに、前記画像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段で算出された特徴量にしたがって前記第１の空間周波数補正手段の出力を制御する第３の空間周波数補正手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記特徴量算出手段により算出される特徴量は、画像のエッジ量であることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
それぞれの方向性ごとに、前記画像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段と、
方向ごとに取得した前記特徴量の最大値を算出する最大値算出手段と、
前記方向ごとの特徴量の最大値にしたがって前記第２の空間周波数補正手段の出力を制御する第４の空間周波数補正手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記特徴量は、画像のエッジ量および局所的な網点度合いを示す網点補正値を用いて算出されることを特徴とする請求項４または６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記特徴量は、前記画像のエッジ量から前記網点補正値を減算した値であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
方向ごとの網点補正量を算出する網点補正量算出手段と、
前記網点補正量算出手段で算出された方向ごとの網点補正量の最大値を算出する網点最大値算出手段と、
を備え、
前記第４の空間周波数補正手段は、前記方向ごとに取得した網点補正量が所定値以下である場合に、前記方向ごとの画像の特徴量の最大値にしたがって前記第２の空間周波数補正手段の出力を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
入力される画像信号に所望の空間周波数補正を実行する画像処理方法において、
それぞれ方向性を有する方向性フィルタを用い、前記画像信号に対してそれぞれの方向ごとに空間周波数補正を行なう第１のステップと、
前記方向性フィルタとは異なる周波数特性を有する単一フィルタを用い、前記画像信号の全方向に対して空間周波数補正を一括して行なう第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像信号を入力し、所定の画質向上処理を行なう画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像をウェーブレット変換により複数の周波数帯域に分解して、帯域ごとに信号を制御し、ある帯域のみを乗算により強調し、逆変換するという画像処理方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、この画像処理方法では、入力画像信号をウェーブレット変換し複数の周波数帯域の信号に分解し、少なくとも１つの周波数帯域信号に対して所定の画像処理を施し、逆変換するものである。なお、所定の画像変換とは所定数を乗算するものである。
【０００３】
一方、実空間において、周波数帯域ごと・方向ごとのフィルタ処理を行なうことも可能である。たとえば、実空間のフィルタ処理では、フィルタの周波数帯域の設定に自由度があるので、限られたラインメモリでフィルタ処理を行なうには有利である。特に、方向ごと・帯域ごと独立に空間周波数補正を行なうことにより、必要な方向にのみ強調を行なうことができ、網点上文字の鮮鋭性向上が期待できる。
【０００４】
さらには、高周波帯域は方向ごと独立に強調を行い、低周波帯域は単一フィルタによって強調することにより、ハード規模の増大を防ぎつつ、鮮鋭性のよい網点上文字画像を得る方法について本発明者らによって提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７４６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記に示される従来の画像処理装置にあっては、ウェーブレット変換を用いた場合には、２次元ウェーブレット係数に分解することで、方向ごとの成分にも分解されるので、方向ごとの制御も容易に実現可能となるものの、ウェーブレット変換を用いて周波数帯域の信号成分を得るためには、多くのラインメモリが必要となってしまい、ハード規模の増大を招来させてしまうという問題点があった。
【０００７】
また、方向ごと独立の強調処理を高周波成分に行った場合、特にディフェクトが人の目にとまりやすい、白地上（非網点上）の密集パターン部（高解像度を要求される細かい文字部）において、方向ごとの強調差による濃度むらや線の途切れが目立つことが生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ハードウエアの規模を増大させず、かつ方向ごとに制御するフィルタ処理と単一フィルタによるフィルタ処理を組み合わせることにより、網点上文字において鮮鋭性に優れた画像を得ると同時に、白地上（非網点上）の密集パターン部の画質向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、入力される画像信号に所望の空間周波数補正を実行する画像処理装置において、それぞれ方向性を有する方向性フィルタを用い、前記画像信号に対してそれぞれの方向ごとに空間周波数補正を行なう第１の空間周波数補正手段と、前記方向性フィルタとは異なる周波数特性を有する単一フィルタを用い、前記画像信号の全方向に対して空間周波数補正を一括して行なう第２の空間周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１にかかる発明によれば、たとえば、第１の空間周波数補正手段によって、低周波の強調は各方向独立に行なうことで、文字の強調には必要不可欠な低周波については必要な方向成分のみを強調することが可能になるとともに、第２の空間周波数補正手段によって、高周波の強調は単一のフィルタにより全方向に対して一括して行なうことにより、特に高周波成分が重要な影響を及ぼす白地上（非網点上）の密集パターン部において、全方向とも同じ強度の強調が行える。これにより、高周波についても各方向独立な制御を行った場合に発生する、方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れといった画質劣化の抑制が可能になる。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、前記第１の空間周波数補正手段と前記第２の空間周波数補正手段は、前記画像信号を並列に処理するように配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、この請求項２にかかる発明によれば、第１の空間周波数補正手段と第２の空間周波数補正手段とを入力される画像信号に対して並列処理を行なうことが可能になる。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明は、前記第２の空間周波数補正手段のフィルタ周波数特性は、前記第１の空間周波数補正手段のフィルタ周波数特性に対して高周波の特性であることを特徴とする。
【００１４】
また、この請求項３にかかる発明によれば、第１の空間周波数補正手段で低周波側について方向ごとに独立に空間周波数補正を行ない、第２の空間周波数補正手段で高周波側について全方向に均一な空間周波数補正を行なうことにより、網点上文字上の鮮鋭性を確保し、白字上（非網点上）の密集パターン部の画質も確保される。
【００１５】
また、請求項４にかかる発明は、それぞれの方向性ごとに、前記画像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量算出手段で算出された特徴量にしたがって前記第１の空間周波数補正手段の出力を制御する第３の空間周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、この請求項４にかかる発明によれば、画像の特徴量にしたがってフィルタ処理を制御することにより、粒状性と鮮鋭性の確保が可能になる。
【００１７】
また、請求項５にかかる発明は、前記特徴量算出手段により算出される特徴量は、画像のエッジ量であることを特徴とする。
【００１８】
また、この請求項５にかかる発明によれば、特徴量算出手段により算出される特徴量を画像のエッジ量とすることで、画像のエッジを鈍らせることがなくなる。
【００１９】
また、請求項６にかかる発明は、それぞれの方向性ごとに、前記画像信号の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、方向ごとに取得した前記特徴量の最大値を算出する最大値算出手段と、前記方向ごとの特徴量の最大値にしたがって前記第２の空間周波数補正手段の出力を制御する第４の空間周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、この請求項６にかかる発明によれば、第２の空間周波数補正手段によって空間周波数補正を行なった画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した最大値にしたがって空間周波数補正を行なうことで、たとえば、画像の高周波成分を第２の空間周波数補正手段で補正する場合に、画像の特徴量を確保することが可能になる。
【００２１】
また、請求項７にかかる発明は、前記特徴量は、画像のエッジ量および局所的な網点度合いを示す網点補正値を用いて算出されることを特徴とする。
【００２２】
また、この請求項７にかかる発明によれば、画像の特徴量としてそのエッジ量を抽出することにより、たとえば、複雑な漢字や解像度が必要とされるが画像を確保することが可能になる。
【００２３】
また、請求項８にかかる発明は、前記特徴量は、前記画像のエッジ量から前記網点補正値を減算した値であることを特徴とする。
【００２４】
また、この請求項８にかかる発明によれば、画像のエッジ量から前記網点補正値を減算した値とすることにより、画像の劣化を抑制することが可能になる。
【００２５】
また、請求項９にかかる発明は、方向ごとの網点補正量を算出する網点補正量算出手段と、前記網点補正量算出手段で算出された方向ごとの網点補正量の最大値を算出する網点最大値算出手段と、を備え、前記第４の空間周波数補正手段は、前記方向ごとに取得した網点補正量が所定値以下である場合に、前記方向ごとの画像の特徴量の最大値にしたがって前記第２の空間周波数補正手段の出力を制御することを特徴とする。
【００２６】
また、この請求項９にかかる発明によれば、網点画像に対する高周波強調を抑制し、その他の画像領域については鮮鋭性を確保する処理を行なうことで、網点の画像を高周波で過度に強調した場合に網点に起伏が残ることに起因する粒状性の悪化を回避することが可能になる。
【００２７】
また、請求項１０にかかる発明は、入力される画像信号に所望の空間周波数補正を実行する画像処理方法において、それぞれ方向性を有する方向性フィルタを用い、前記画像信号に対してそれぞれの方向ごとに空間周波数補正を行なう第１のステップと、前記方向性フィルタとは異なる周波数特性を有する単一フィルタを用い、前記画像信号の全方向に対して空間周波数補正を一括して行なう第２のステップと、を含むことを特徴とする。
【００２８】
また、この請求項１０にかかる発明によれば、たとえば、第１のステップで、低周波の強調は各方向独立に行なうことで、文字の強調には必要不可欠な低周波については必要な方向成分のみを強調することが可能になるとともに、第２のステップで、高周波の強調は単一のフィルタにより全方向に対して一括して行なうことにより、特に高周波成分が重要な影響を及ぼす白地上（非網点上）の密集パターン部において、全方向とも同じ強度の強調が行える。これにより、高周波についても各方向独立な制御を行った場合に発生する、方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れといった画質劣化の抑制が可能になる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明（請求項１）にかかる画像処理装置は、たとえば、第１の空間周波数補正手段によって、低周波の強調は各方向独立に行なうことで、文字の強調には必要不可欠な低周波については必要な方向成分のみを強調することが可能になるとともに、第２の空間周波数補正手段によって、高周波の強調は単一のフィルタにより全方向に対して一括して行なうことにより、特に高周波成分が重要な影響を及ぼす白地上（非網点上）の密集パターン部において、全方向とも同じ強度の強調が行えるので、高周波についても各方向独立な制御を行った場合に発生する、方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れといった画質劣化の抑制することができる。すなわち、ハード規模の増大を抑制しながら、網点上文字に対する鮮鋭性の確保と白地上（非網点上）の密集パターン部の解像度の確保の二つを両立できるという効果を奏する。
【００３０】
また、本発明（請求項２）にかかる画像処理装置は、第１の空間周波数補正手段と第２の空間周波数補正手段とを入力される画像信号に対して並列処理を行なうことが可能になるので、処理速度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明（請求項３）にかかる画像処理装置は、第１の空間周波数補正手段で低周波側について方向ごとに独立に空間周波数補正を行ない、第２の空間周波数補正手段で高周波側について全方向に均一な空間周波数補正を行なうため、網点上文字上の鮮鋭性を確保し、白字上（非網点上）の密集パターン部の画質も確保されるという効果を奏する。
【００３２】
また、本発明（請求項４）にかかる画像処理装置は、画像の特徴量にしたがってフィルタ処理を制御するので、画像の粒状性と鮮鋭性が向上するという効果を奏する。
【００３３】
また、本発明（請求項５）にかかる画像処理装置は、特徴量算出手段により算出される特徴量を画像のエッジ量とするので、画像のエッジを鈍らせることがなくなり、解像度の劣化を回避することができるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明（請求項６）にかかる画像処理装置は、第２の空間周波数補正手段によって空間周波数補正を行なった画像を、方向性フィルタの方向性に沿って取得した最大値にしたがって空間周波数補正を行なうことで、たとえば、画像の高周波成分を第２の空間周波数補正手段で補正する場合に、画像の特徴量（エッジ）を確保することが可能になるので、解像性および鮮鋭性に優れた画像を得ることができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明（請求項７）にかかる画像処理装置は、画像の特徴量としてそのエッジ量を抽出するので、たとえば、複雑な漢字や解像度が必要とされるが画像を確保することができるいう効果を奏する。
【００３６】
また、本発明（請求項８）にかかる画像処理装置は、画像のエッジ量から前記網点補正値を減算した値とするため、画像の劣化を抑制することができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明（請求項９）にかかる画像処理装置は、網点画像に対する高周波強調を抑制し、その他の画像領域については鮮鋭性を確保する処理を行なうため、網点の画像を高周波で過度に強調した場合に網点に起伏が残ることに起因する粒状性の悪化を回避することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明（請求項１０）にかかる画像処理方法は、たとえば、第１のステップで、低周波の強調は各方向独立に行なうことで、文字の強調には必要不可欠な低周波については必要な方向成分のみを強調することが可能になるとともに、第２のステップで、高周波の強調は単一のフィルタにより全方向に対して一括して行なうことにより、特に高周波成分が重要な影響を及ぼす白地上（非網点上）の密集パターン部において、全方向とも同じ強度の強調が行える。これにより、高周波についても各方向独立な制御を行った場合に発生する、方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れといった画質劣化の抑制が可能になる。すなわち、ハード規模の増大を抑制しながら、網点上文字に対する鮮鋭性の確保と白地上（非網点上）の密集パターン部の解像度の確保の二つを両立できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明にかかる画像処理装置および画像処理方法の最良な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００４０】
（第１の実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態にかかる画像処理装置およびシステムの構成を示すブロック図である。図に示すように、このシステムは、大きくは、イメージスキャナやパーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどの画像入力装置１００と、後述する画像処理装置１１０と、レーザプリンタなど記録紙に印字出力を行う画像出力装置１２０と、を備えている。なお、画像処理装置１１０による各種の補正は、ＣＰＵを搭載したマイクロコンピュータシステム、あるいはパーソナルコンピュータ上で実行される。
【００４１】
画像処理装置１１０は、画像入力装置１００により入力された画像を指定された倍率に変倍する変倍処理部１０１と、変倍した画像に所望の空間周波数補正を行なうフィルタリング処理部１０２と、空間周波数補正後の画像が所望の濃度特性を有するようにγ変換するγ変換処理部１０３と、濃度特性変換後の画像にディザ処理や誤差拡散処理などの中間調処理を行なう中間調処理部１０４と、を備えている。
【００４２】
画像入力装置１００により入力された画像がカラー画像である場合に、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の入力画像をＣＭＹＫ信号の出力データに変換する機能を実現する色補正手段も備えている。
【００４３】
なお、ここでは、変倍処理部１０１による変倍処理、γ変換処理部１０３によるγ変換処理、中間調処理部１０４による中間調処理については、公知の技術であるため説明を省略し、この実施の形態において特長となるフィルタリング処理部１０２で行なわれるフィルタリング処理について図２〜図１２を参照して以下に説明する。
【００４４】
なお、この第１の実施の形態では、縦・横・右斜め・左斜めの４方向の低周波フィルタと１つの高周波フィルタによってフィルタ処理を行なう例について説明する。特徴量算出については、低周波用と高周波用で異なる処理を実施している。
【００４５】
図２は、本発明の第１の実施の形態にかかるフィルタ処理部の構成を示すブロック図である。図に示すように、フィルタ処理部１０２は、平滑処理のためのフィルタ行列を有する平滑フィルタ２０１（図３参照）、縦方向（主走査方向）の低周波成分の空間周波数の補正を行なう低周波フィルタ（縦）２０２（図４−１参照）、横方向（副走査方向）の低周波成分の空間周波数の補正を行なう低周波フィルタ(横)２０３（図４−２参照）、右斜め方向（右上がり方向）の低周波成分の空間周波数の補正を行なう低周波フィルタ（右斜め）２０４（図４−３参照）、左斜め方向（左上がり方向）の低周波成分の空間周波数の補正を行なう低周波フィルタ（左斜め）２０５（図４−４参照）を備えている。
【００４６】
また、フィルタ処理部１０２は、図示するように、低周波特徴量算出（縦）部２０６、低周波特徴量算出（横）部２０７、低周波特徴量算出（右斜め）部２０８、低周波特徴量算出（左斜め）部２０９を備えている。
【００４７】
また、フィルタ処理部１０２は、図示するように、縦方向（主走査方向）の高周波における画像特徴を算出する高周波特徴量算出（縦）部２１０、横方向（副走査方向）の高周波における画像特徴を算出する高周波特徴量算出（横）部２１１、右斜め方向（右上がり方向）の高周波における画像特徴を算出する高周波特徴量算出（右斜め）部２１２、左斜め方向（左上がり方向）の高周波における画像特徴を算出する高周波特徴量算出（左斜め）部２１３を備えている。
【００４８】
また、フィルタ処理部１０２は、図示するように、低周波特徴量算出（縦）部２０６による強調係数を変換する強調係数算出部２１４、低周波特徴量算出（横）部２０７による強調係数を変換する強調係数算出部２１５、低周波特徴量算出（右斜め）部２０８による強調係数を変換する強調係数算出部２１６、低周波特徴量算出（左斜め）部２０９による強調係数を変換する強調係数算出部２１７、各方向の高周波エッジ量の最大値を算出する最大値算出部２１８、最大値算出後の強調係数を変換する強調係数算出部２１９、単一フィルタを用いて全方向（主走査、副走査、右上がり方向、左上がり方向のすべての方向）に対して高周波のフィルタ処理を行なう高周波フィルタ２２０を備えている。
【００４９】
また、フィルタ処理部１０２は、図示するように、低周波フィルタ（縦）２０２と強調係数算出部２１４の出力値を乗算する乗算部２２１、低周波フィルタ（横）２０３と強調係数算出部２１５の出力値を乗算する乗算部２２２、低周波フィルタ（右斜め）２０４と強調係数算出部２１６の出力値を乗算する乗算部２２３、低周波フィルタ（左斜め）２０５と強調係数算出部２１７の出力値を乗算する乗算部２２４、強調係数算出部２１９と高周波フィルタ２２０の出力値を乗算する乗算部２２５、平滑フィルタ２０１と加算部２２７の出力値を加算する加算部２２６、乗算部２２１と加算部２２８の出力値を加算する加算部２２７、乗算部２２２と加算部２２９の出力値を加算する加算部２２８、乗算部２２３と加算部２３０の出力値を加算する加算部２２９、乗算部２２４と乗算部２２５の出力値を加算する加算部２３０、を備えている。
【００５０】
図３に示すフィルタ行列を有する平滑化フィルタ２０１によって、変倍処理後の画像の平滑化を行なう。公知の技術であるため説明を省略するが、画像の平滑化とは、適当な大きさのフィルタ行列を用いて、対象画素の濃度値を、対象画素および周囲の画素の濃度値の平均値で置換する処理である。
【００５１】
平滑化フィルタ２０１は図３に示すフィルタであり、画像データの平滑化を行なう。また、低周波フィルタ（縦）２０２は図４−１に示すフィルタであり、低周波フィルタ（横）２０３は図４−２に示すフィルタであり、低周波フィルタ（右斜め）２０４は図４−３に示すフィルタであり、低周波フィルタ（左斜め）２０５は図４−４に示すフィルタである。
【００５２】
つぎに低周波特徴量算出（縦）部２０６についての処理ブロック図を図５に示す。図５のように、この実施の形態１では、低周波特徴量算出（縦）部２０６は、縦方向の低周波エッジ量算出部２３１そのものである。ここで低周波エッジ量算出（縦）部２３１に用いるフィルタは図６−１に示すフィルタである。このようにして低周波特徴量算出（縦）部２０６で算出された特徴量は、強調係数算出部２１４で強調係数に変換される。この変換は、たとえば図７に示すエッジ量と強調量との関係を示すグラフにおいて、実線で示すようなものである。この強調係数と低周波フィルタ（縦）２０２の出力値とを乗算することにより、低周波の縦方向の強調量が算出される。
【００５３】
横・右斜め・左斜めについても同様の方法によって強調量が算出される。各方向の低周波フィルタは図４−２〜図４−４に示されているものであり、各方向の低周波エッジ量算出フィルタは図６−２〜図６−４に示されているものである。すなわち、図６−１は縦方向の低周波エッジ算出フィルタ、図６−２は横方向の低周波エッジ算出フィルタ、図６−３は右斜め方向の低周波エッジ算出フィルタ、図６−４は左斜め方向の低周波エッジ算出フィルタであり、これらを用いて各方向のエッジ量を算出する。
【００５４】
一方、高周波フィルタ２２０は、図８に示すフィルタである。低周波フィルタと異なり、全方向について一括して強調する特性となっている。
【００５５】
つぎに、高周波特徴量算出（縦）部２１０の構成を図９のブロック図に示す。図９に示すように、この実施の形態では、高周波特徴量算出（縦）部２１０は、高周波エッジ量算出部２３２と、網点補正量２３３と、減算部２３４とから構成される。ここで、高周波エッジ量算出部２１０の縦方向は、図１０−１に示すフィルタである。網点補正量算出部２３３については、図１１−１に示す画素を参照して以下のような演算を行なう。
【００５６】
網点補正量△＝|Ａ-Ｂ|+|Ｂ-Ｃ|+|Ｃ-Ｄ|+|Ｄ-Ｅ|+|Ｅ-Ｆ|+|Ｆ-Ｇ|
・・・・・・（式１）
ここで、Ａ，Ｂ，…はそれぞれ隣接する同記号の３画素の和
【００５７】
このようにして網点補正量算出部２３３にて算出された網点補正量△（縦）は、画像の網点らしさを示す量であるので、高周波エッジ量算出部２３２で算出された高周波エッジ量から減算することにより網点らしい部分を除去した高周波エッジ量（縦）、すなわち高周波特徴量（縦）が算出される。
【００５８】
横・右斜め・左斜めについても同様の方法によって高周波強調量が算出される。各方向の高周波エッジ量算出フィルタは、図１０−２〜図１０−４に示されているものであり、各方向の網点補正量算出に参照する画素は、図１１−２〜図１１−４に示されているものである。
【００５９】
つぎに、最大値算出部２１８で各方向の高周波エッジ量の最大値を算出し、強調係数算出部２１９で強調係数に変換する。このときの変換は図７の点線で示す変換とする。この強調係数と高周波フィルタ２２０の出力値とを乗算することにより、高周波の強調量が算出される。
【００６０】
最後に、平滑化フィルタ２０１の出力値、４方向の低周波強調量、高周波強調量を加算して出力する。
【００６１】
すなわち、この第１の実施の形態によれば、図１２のフローチャートに示すように、外部から供給される画像信号を入力し（ステップＳ１１）、低周波の各方向ごとに各方向性フィルタを用いて第１の空間周波数補正を実行し（ステップＳ１２）、さらに高周波成分については単一のフィルタを用いて膳方向に一括した第２の空間周波数補正を実行する（ステップＳ１３）。その後、これらの画像を強調し、合成して出力する。
【００６２】
したがって、この第１の実施の形態によれば、低周波の強調は各方向独立に行なわれるので、文字の強調には必要不可欠な低周波については必要な方向成分のみを強調することができる。必要な方向成分のみを強調することにより、たとえば網点上文字画像において、文字に隣接する網点を不必要に強調することなく文字のエッジ方向にのみ強調可能となり、鮮鋭性のよい出力結果が期待できる。
【００６３】
また、高周波の強調は単一のフィルタにより全方向一括して行われるので、特に高周波成分が重要な影響を及ぼす白地上（非網点上）の密集パターン部（たとえば複雑な漢字や解像度が必要とされるエッジなど）において、全方向とも同じ強度の強調が行える。これにより、高周波についても各方向独立な制御を行った場合に発生する、方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れの現象が抑制できる。
【００６４】
なお、この実施の形態では、高周波の特徴量算出において網点もエッジとして反応してしまうことによる画質劣化を抑制する目的で、網点らしさを示す網点補正量を算出しエッジ量から減算しているが、使用するエッジ量算出係数など、網点による画質劣化が特に問題ない場合には必ずしも網点補正量の算出を行わなくてもよい。また、本例では簡易的な網点補正量の算出を行っているが、必要に応じてより高精度に網点を検出する仕組みを用れば、さらに高画質化を図ることができる。
【００６５】
また、エッジ量算出部については本例に示した以外の構成でもよい。本例では、各帯域・方向について１つのフィルタを用いてエッジ量を算出しているが、たとえば各帯域・方向について一次微分フィルタと二次微分フィルタの最大値をとるようなエッジ量算出処理としてもよい。
【００６６】
また、エッジ量から強調係数への変換は、たとえば、右斜め・左斜め方向の強調を縦・横方向よりも弱く設定するなど、方向ごとに異なった変換をしてもよい。
【００６７】
(第２の実施の形態)
この第２の実施の形態では、縦・横・右斜め・左斜めの４方向の低周波フィルタおよび中周波フィルタと１つの高周波フィルタによってフィルタ処理を行なう例について説明する。特徴量算出については中周波用と高周波用は共通の算出を行い、低周波用には別途算出を行なう。
【００６８】
図１３は、本発明の第２の実施の形態にかかるフィルタ処理部の構成を示すブロック図である。図に示すように、この第２の実施の形態によるフィルタ処理部１０２は、フィルタ行列を有する平滑化部３０１、低周波強調部３０２、中／高周波強調部３００を備えている。
【００６９】
中／高周波強調部３００は、図示するように、縦方向の中周波成分の空間周波数の補正を行なう中周波フィルタ（縦）３０３、横方向の中周波成分の空間周波数の補正を行なう中周波フィルタ(横)３０４、右斜め方向の中周波成分の空間周波数の補正を行なう中周波フィルタ（右斜め）３０５、左斜め方向の中周波成分の空間周波数の補正を行なう中周波フィルタ（左斜め）３０６を備えている。
【００７０】
また、中／高周波強調部３００は、図示するように、中／高周波特徴量算出（縦）部３０７、中／高周波特徴量算出（横）部３０８、中／高周波特徴量算出（右斜め）部３０９、中／高周波特徴量算出（左斜め）部３１０を備えている。
【００７１】
また、中／高周波強調部３００は、図示するように、中／高周波特徴量算出（縦）部３０７による強調係数を変換する強調係数算出部３１１、中／高周波特徴量算出（横）部３０８による強調係数を変換する強調係数算出部３１２、中／高周波特徴量算出（右斜め）部３０９による強調係数を変換する強調係数算出部３１３、中／高周波特徴量算出（左斜め）部３１０による強調係数を変換する強調係数算出部３１４、各方向の中／高周波エッジ量の最大値を算出する最大値算出部３１５、最大値算出後の強調係数を変換する強調係数算出部３１６、高周波成分の膳方向に対して一括して補正するための単一フィルタとしての高周波フィルタ３１７を備えている。
【００７２】
また、図示するように、中周波フィルタ（縦）３０３と強調係数算出部３１１の出力値を乗算する乗算部３１８、中周波フィルタ（横）３０４と強調係数算出部３１２の出力値を乗算する乗算部３１９、中周波フィルタ（右斜め）３０５と強調係数算出部３１３の出力値を乗算する乗算部３２０、中周波フィルタ（左斜め）３０６と強調係数算出部３１４の出力値を乗算する乗算部３２１、強調係数算出部３１６と高周波フィルタ３１７の出力値を乗算する乗算部３２２、平滑化部３０１と加算部３２６の出力値を加算する加算部３２５、低周波強調部３０２と乗算部３２７との出力値を加算する加算部３２６、乗算部３１８と乗算部３２８の出力を加算する加算部３２７、乗算部３１９と加算部３２９の出力値を加算する加算部３２８、乗算部３２０と加算部３３０の出力値を加算する加算部３２９、乗算部３２１と乗算部３２２の出力を加算する加算部３３０、を備えている。
【００７３】
つぎに、以上のように構成されたフィルタ処理部の動作について説明する。まず、平滑化部３０１では、第１の実施の形態で述べたと同様に画像データの平滑化を行なう。低周波強調部３０２、中/高周波強調部３００ではそれぞれ画像の低周波および中/高周波の強調が行なわれ、これらからの出力と平滑データは、加算部３２５．３２６で加算して出力される。以下、低周波強調部３０２および中/高周波強調部３００について説明する。
【００７４】
図１４は、図１３における低周波強調部３０２の構成を示すブロック図である。点線に囲まれた領域３５０が低周波の縦成分の強調を行なっている部分である。低周波フィルタ（縦）３５１は、図４−１に示すフィルタである。エッジ量算出部（低周波縦）３５２は、図６−１に示すフィルタであり、このフィルタで算出されたエッジ量は、強調係数算出部３５３で強調係数に変換される。この強調係数と低周波フィルタ（縦）３５１の出力値とを乗算部３５４で乗算することにより、低周波の縦方向の強調量が算出される。
【００７５】
また、横・右斜め・左斜めの方向についても同様の構成および方法によって強調量が算出される。低周波フィルタ（横）は、低周波フィルタ（横）３５５、エッジ算出部３５６、強調係数算出部３５７、乗算部３５８を備え、低周波フィルタ（右斜め）は、低周波フィルタ（右斜め）３５９、エッジ算出部３６０、強調係数算出部３６１、乗算部３６２を備え、低周波フィルタ（左斜め）は、低周波フィルタ（左斜め）３６３、エッジ算出部３６４、強調係数算出部３６５、乗算部３６６を備え、上述したように同様の低周波強調処理を各方向ごとに行い、これらを合成する。
【００７６】
各方向の低周波フィルタは、図４−２，図４−３，図４−４に示されているものであり、各方向のエッジ量算出フィルタは、図６−２，図６−３，図６−４に示されているものである。４方向全ての強調量を加算して低周波強調部３０２の出力値とする。
【００７７】
続いて、図１３に示す中/高周波強調部３００の処理について説明する。中周波強調部の構成、すなわち図１３の中周波フィルタ（縦）３０３、中周波フィルタ（横）３０４、中周波フィルタ（右斜め）３０５、中周波フィルタ（左斜め）３０６、中／高周波特徴量算出（縦）部３０７、中／高周波特徴量算出（横）部３０８、中／高周波特徴量算出（右斜め）部３０９、中／高周波特徴量算出（左斜め）部３１０、強調係数算出部３１１〜３１４、最大値算出部３１５、強調係数算出部３１６については図２の各ブロックの動作と同様であり、各フィルタの特性（係数）が異なるだけである。各方向の中周波フィルタは図１５−１〜図１５−４に、各方向のエッジ量算出フィルタは、図１６−１〜図１６−４に示されているものである。
【００７８】
すなわち、図１５−１は縦方向の中周波フィルタ、図１５−２は横方向の中周波フィルタ、図１５−３は右斜め方向の中周波フィルタ、図１５−４は左斜め方向の中周波フィルタであり、図１６−１は縦方向の中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ、図１６−２は横方向の中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ、図１６−３は右斜め方向の中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ、図１６−４は左斜め方向の中周波フィルタ用エッジ算出フィルタである。
【００７９】
高周波強調部については上記中周波フィルタ強調用のエッジ量算出結果を用いて、その後の最大値算出以降は第１の実施の形態の高周波強調処理と同様に行えばよい。最大値算出部３１５で各方向の中/高周波用エッジ量算出結果の最大値を算出し、強調係数算出部３１６で強調係数に変換する。この強調係数と高周波フィルタ1３１７の出力値とを乗算することにより、高周波の強調量が算出される。ここで、高周波フィルタは図８に示すフィルタである。
【００８０】
したがって、第２の実施の形態による構成によれば、低周波・中周波の強調は各方向独立に行なわれるので、網点上および白地上文字について、解像性・鮮鋭性のよい画像を得ることができる。また、中周波よりさらに高周波の強調については単一のフィルタで行なうことにより、各方向独立な制御を行った場合に発生する方向ごとの強調差による濃度ムラやエッジ交差部での線の途切れの現象が抑制できる。
【００８１】
なお、本例では斜め方向のフィルタについては強調フィルタ、エッジ算出フィルタとも右斜め方向と左斜め方向を別々に処理しているが、とくにこの限りではなく、両者をまとめて１つの斜めフィルタとして処理してもよいし、逆にさらに方向を４方向より多くしても効果的である。
【００８２】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態２では、各周波数帯域のエッジ強調と平滑化を並列に行っているが、平滑化は必ずしもエッジ強調と並列である必要はなく、エッジ強調の前、あるいは後に行なうことも可能である。
【００８３】
（第３の実施の形態）
この第３の実施の形態３では、第１の実施の形態と比較して、高周波成分の強調方法を変更している。
【００８４】
図１７は、本発明の第３の実施の形態にかかる高周波特徴量算出部および各算出部の構成を示すブロック図である。高周波特徴量算出部２１０〜２１３についてはそれぞれも同様であるので、ここでは高周波特徴量算出部２１０の構成を例示する。高周波特徴量算出部２１０は、高周波エッジ量算出（縦）部４０１、網点補正量算出（縦）部４０２、高周波エッジ量算出（横）部４０３、網点補正量算出（横）部４０４、高周波エッジ量算出（右斜め）部４０５、網点補正量算出（右斜め）部４０６、高周波エッジ量算出（左斜め）部４０７、網点補正量算出（左斜め）部４０８、減算部４０９〜４１２を備えている。
【００８５】
図１７の構成において、具体的には図９に示した高周波特徴量算出部２１０〜２１３の網点補正量算出結果の各方向の最大値を取り、網点部判定を行なう。最大値が所定値以上であれば、網点部であると判定し、高周波の強調を行わない。最大値が所定値未満であれば非網点部であると判定し、第１の実施の形態と同様の強調処理を実行する。
【００８６】
これは網点を高周波で過度に強調すると、網点起伏が残ることによりな粒状性の悪い画像の発生を回避する狙いがある。このため、本例の構成においては、網点部にまで高周波強調することによるディフェクトは抑制しつつ、その他の画像領域については鮮鋭性よい画像を得るように構成する。
【００８７】
したがって、以上説明した各実施の形態によれば、方向ごとに制御するフィルタ処理と単一フィルタによるフィルタ処理を組み合わせることにより、方向ごとのフィルタ制御によってもたらされる網点上文字の解像性・鮮鋭性のよい画像を得つつ、白地上（非網点上）の密集パターンにおいても濃度ムラや線の途切れのない良好な画像を得ることができる。
【００８８】
また、高周波帯域の強調には全方向を一括して強調するフィルタとすることにより、ハード規模の増大を抑えることができる。また、画像の特徴量によってフィルタ処理を制御することにより、粒状性と鮮鋭性を両立した画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる画像処理装置および画像処理方法は、デジタル複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置、イメージスキャナやデジタルカメラなどの画像入力装置における画像処理に有用であり、特に、カタログやチラシなどの文字原稿および網点上文字原稿といった一般的な原稿に対して好適なフィルタ処理を行なう画像処理装置および画像処理方法、あるいはこれらの処理を行なうコンピュータシステムなどに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる画像処理装置およびシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかるフィルタ処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる平滑フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図４−１】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波強調フィルタ（縦方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図４−２】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波強調フィルタ（横方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図４−３】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波強調フィルタ（右斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図４−４】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波強調フィルタ（左斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図５】図２における低周波特徴算出部の構成を示すブロック図である。
【図６−１】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波エッジ量算出フィルタ（縦方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図６−２】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波エッジ量算出フィルタ（横方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図６−３】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波エッジ量算出フィルタ（右斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図６−４】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる低周波エッジ量算出フィルタ（左斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるエッジ量と強調量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第１および第２の実施の形態にかかる高周波強調フィルタのフィルタ行列を示す説明図である。
【図９】図２における高周波特徴量算出部の構成を示すブロック図である。
【図１０−１】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波エッジ量算出フィルタ（縦方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１０−２】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波エッジ量算出フィルタ（横方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１０−３】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波エッジ量算出フィルタ（右斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１０−４】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波エッジ量算出フィルタ（左斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１１−１】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波網点補正量（縦方向）の算出例を示す説明図である。
【図１１−２】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波網点補正量（横方向）の算出例を示す説明図である。
【図１１−３】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波網点補正量（右斜め方向）の算出例を示す説明図である。
【図１１−４】本発明の第１の実施の形態にかかる高周波網点補正量（左斜め方向）の算出例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態にかかる空間周波数補正の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態にかかるフィルタ処理部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３における低周波強調部の構成を示すブロック図である。
【図１５−１】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ（縦方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１５−２】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ（横方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１５−３】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ（右斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１５−４】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ（左斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１６−１】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ（縦方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１６−２】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ（横方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１６−３】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ（右斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１６−４】本発明の第２の実施の形態にかかる中周波フィルタ用エッジ算出フィルタ（左斜め方向）のフィルタ行列を示す説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態にかかる高周波特徴量算出部および各算出部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９１】
１００  画像入力装置
１０２  フィルタ処理部
１１０  画像処理装置
２０２  低周波フィルタ（縦）
２０３  低周波フィルタ（横）
２０４  低周波フィルタ（右斜め）
２０５  低周波フィルタ（左斜め）
２０６  低周波特徴量算出（縦）部
２０７  低周波特徴量算出（横）部
２０８  低周波特徴量算出（右斜め）部
２０９  低周波特徴量算出（左斜め）部
２１０  高周波特徴量算出（縦）部
２１１  高周波特徴量算出（横）部
２１２  高周波特徴量算出（右斜め）部
２１３  高周波特徴量算出（左斜め）部
２１４〜２１７，２１９  強調係数算出部
２１８  最大値算出部
２２０  高周波フィルタ
２２１〜２２５  乗算部
２２６〜２３０  加算部
２３１  低周波エッジ量算出部
２３２  高周波エッジ量算出部
２３３  網点補正量算出部
２３４  減算部
３００  中／高周波強調部
４１５  最大値算出部
４１６  網点判定部
【図１】
2005094517.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図５】
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【図６−１】
2005094517.tif 000011
【図６−２】
2005094517.tif 000012
【図６−３】
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【図６−４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１１−３】
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【図１１−４】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１５−３】
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【図１５−４】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１６−３】
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【図１６−４】
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【図１７】
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