(57)【要約】【課題】デジタル画像処理におけるコンチュアリングアーティファクトを低減する。【解決手段】受信した第１ビット深度を有する画像を変更し、第１ビット深度とは異なる第２ビット深度を有する第１変更画像を形成し、よって変更された画像の低周波コンテントに対するより高い周波数のコンテントを減衰させる工程と、第１ビット深度を有する画像の低周波コンテントを低減するように、第１変更画像に基づいて第２変更画像を形成するように画像を変更する工程と、第２変更画像の高振幅コンテントに対し、低振幅コンテントを減衰するために第３変更画像を形成するように、第２変更画像を変更する工程と、第３変更画像の低周波コンテントの量を増加するように、第１変更画像に基づいて第３変更画像を変更する工程と、第１ビット深度を有する画像、第１変更画像、第２変更画像および第３変更画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、
（ｂ）前記第１ビット深度を有する画像を変更し、前記第１ビット深度とは異なる第２ビット深度を有する第１変更画像を形成し、よって前記変更された画像の低周波コンテントに対するより高い周波数のコンテントを減衰させる工程と、
（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像の低周波コンテントを低減するように、前記第１変更画像に基づいて第２変更画像を形成するように前記画像を変更する工程と、
（ｄ）前記第２変更画像の高振幅コンテントに対し、低振幅コンテントを減衰するために第３変更画像を形成するように、前記第２変更画像を変更する工程と、
（ｅ）前記第３変更画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記第１変更画像に基づいて前記第３変更画像を変更する工程と、
（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記第１変更画像、前記第２変更画像および前記第３変更画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴とする画像を変更するための方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）の前記受信された画像をＸのビット深度によって表示することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）の前記第１の変更画像をＹのビット深度によって表示することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
Ｘ＞Ｙであることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）の前記変更をローパスフィルタを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）の前記変更が前記低周波コンテントを増幅することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）の前記変更が画像の物理的ビット深度表示を変化させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）の前記変更は、画像の物理的ビット深度表示を変化させないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
条件化ステートメントを含まないように実行することを特徴とする請求項１の記載の方法。
【請求項１０】
前記受信された画像の１００％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記受信された画像の３０％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記画像に追加ノイズを加えない態様で実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
人の視覚系に基づく態様で実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｄ）は、前記画像のコアリングを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記コアリングは、適応型であることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記コアリングは、等方性コンテントよりも大きい範囲まで非等方性コンテントを減衰させることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
第１ビット深度を有する画像を前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、
（ａ）前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、
（ｂ）前記第１ビット深度を有する画像のビット深度を前記第２ビット深度まで増加する態様で前記画像を処理する工程と、
（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記増加されたビット深度画像に基づき、変更された画像を形成するように前記第１ビット深度を有する画像を変更する工程と、
（ｄ）前記変更された画像の高振幅コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するために、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、
（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記増加されたビット深度画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、
（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴とする第１ビット深度を有する画像を第２ビット深度を有する画像に変更するための方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）の前記処理は、前記第１ビット深度を有する画像を変更し、その結果、前記変更された画像のより低い周波数のコンテントに対してより高い周波数のコンテントを減衰するように、前記受信された画像の第１ビット深度と異なる第２ビット深度を生じさせることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記工程（ｂ）の前記処理をローパスフィルタを用いて行うことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記工程（ｂ）の前記処理は、画像の物理的ビット深度表示を変化させることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記工程（ｂ）の前記変更は、画像の物理的ビット深度表示を変化させないことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
条件化ステートメントを含まないように実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
前記受信された画像の１００％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
前記受信された画像の３０％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
前記画像に追加ノイズを加えない態様で実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
人の視覚系に基づく態様で実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２７】
前記第１ビット深度を有する前記画像が、より小さいビット深度に予め量子化されていることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２８】
前記第１ビット深度と同じ数の、前記画像のピクセル当たりのビット数を使って画像内に前記増加されたビット深度を表示することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記工程（ｄ）は、前記画像のコアリングを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項３０】
前記コアリングは、適応型であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項３１】
前記コアリングは、等方性コンテントよりも大きい範囲に非等方性コンテントを減衰させることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項３２】
第１ビット深度を有する画像を、前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、
（ａ）前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、
（ｂ）ローパスフィルタを使って前記第１ビット深度を有する画像を処理し、その結果、処理された画像が、少なくとも前記第２ビット深度と同じくらいのビット深度を有する工程と、
（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記処理された画像に基づき、変更された画像を形成するように前記画像を変更する工程と、
（ｄ）前記変更された画像の高振幅コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するように、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、
（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記処理された画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、
（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴とする第１ビット深度を有する画像を第２ビット深度を有する画像に変更するための方法。
【請求項３３】
第１ビット深度を有する画像を、前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、
（ａ）前記第１ビット深度を有する画像に対し、前記第２ビット深度を与える際に、結果としてコンチュアリングを生じさせる特性を有する前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、
（ｂ）ローパスフィルタを使って前記第１ビット深度を有する画像を処理し、その結果、処理された画像が、少なくとも前記第２ビット深度と同じくらいのビット深度を有するようにさせる工程と、
（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記処理された画像に基づき、変更された画像を形成するように前記画像を変更する工程と、
（ｄ）前記変更された画像の高周波コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するように、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、
（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記処理された画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、
（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記処理された画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴とする第１ビット深度を有する画像を第２ビット深度を有する画像に変更するための方法。
【請求項３４】
前記処理された画像は、前記第２ビット深度を有することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記処理された画像は、前記第２ビット深度よりも大きいビット深度を有することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
（ａ）画像を受信する工程と、
（ｂ）前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることにより、前記画像の高周波領域内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波領域内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、
（ｃ）前記画像にディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴とする画像を変更するための方法。
【請求項３７】
（ａ）画像を受信する工程と、
（ｂ）前記画像のビット深度を変更することによりコンチュアを低減するように前記画像を処理する工程とを含み、
（ｃ）前記処理は、
（ｉ）条件付きステートメントを含まないこと、
（ｉｉ）前記画像の１００％よりも少ないバッファを必要とすること、
（ｉｉｉ）前記画像の３０％よりも少ないバッファを必要とすること、
（ｉｖ）前記画像の２０％よりも少ないバッファを必要とすること、
（ｖ）前記画像の１０％よりも少ないバッファを必要とすること、
（ｖｉ）ローパスフィルタを含むこと、
（ｖｉｉ）前記画像に追加ノイズを加えないこと、
（ｖｉｉｉ）人の視覚系に基づくものであること、
（ｉｘ）前記画像のより低い周波数コンテントに対するより高い周波数コンテントを減衰するように、前記画像を変更することを含むこと、
のうちの少なくとも１つを含み、
（ｄ）前記画像および前記変更された画像の少なくとも１つにディザー技術を適用すること、を含むことを特徴とする画像を変更するための方法。
【請求項３８】
前記処理は、少なくとも条件下ステートメントを含まないことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記処理は、少なくとも前記画像の１００％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
コンチュアを低減する前記工程は、前記変更された画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４１】
前記処理は、前記画像の２０％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４２】
前記処理は、少なくとも前記画像の１０％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４３】
前記処理は、少なくともローパスフィルタを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも前記処理において、前記画像に追加ノイズを加えないことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４５】
前記処理は、少なくとも人の視覚系に基づくことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４６】
前記処理は、少なくとも前記画像の低周波コンテントに対する高周波コンテントを減衰させるように、前記画像を変更することを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４７】
（ａ）第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、
（ｂ）前記画像のビット深度を第２ビット深度に高めることを含み、前記画像の高周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、
（ｃ）前記画像にディザー技術を適用し、前記第２ビット深度よりも小さい第３ビット深度となるように前記画像のビット深度を低減する工程と、を含むことを特徴とする画像を変更するための方法。
【請求項４８】
前記選択的に低減することは、前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
前記画像の低周波コンテントに前記ディザー技術を適用することを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５０】
前記処理の後で前記ディザー技術を使用することを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５１】
（ａ）第１ビット深度を有する前記画像を受信する工程と、
（ｂ）前記画像のビット深度を第２ビット深度まで増加させる工程と、
（ｃ）前記第２ビット深度を有する前記画像にディザー技術を適用し、前記第２ビット深度よりも小さい第３ビット深度となるように前記画像のビット深度を低減する工程と、
（ｄ）前記画像の高周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、を含むことを特徴とする画像を変更するための方法。
【請求項５２】
前記選択的に低減する工程は、前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記画像の低周波コンテントに前記ディザー技術を適用することを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５４】
前記処理の前に前記ディザー技術を使用することを特徴とする請求項５１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像をエンハンスするための方法に関し、より詳細には量子化された画像の画質をエンハンスするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号技術の技術状態が進歩するにつれ、デジタル画像処理のような関連技術は技術進歩に対応して成長を遂げ、その利益を享受できるようになった。例えばファクシミリ通信の開発と普及によって画像をデジタル信号にコード化し、従来の電話回線を通して送信し、元の画像の正確な表示にデコードできるようになった。画像データも記憶、変更、コピーなどを容易にするためのデジタル状にコード化される。成長中の技術で一般に経験されるように、デジタル画像処理分野も新しい領域でのアプリケーションに問題が生じている。
【０００３】
デジタル画像処理の分野における問題は、許容できる画像の歪とビット深度の表示との間でバランスをとることに一般に関連している。デジタル画像デコードスキームの効率、すなわち有効性を高めるには、コード化システムは記憶、送信などのために元の画像データよりもより効率的な画像データのコード化されたセットを発生し、いくつかの最低レベルの画質でデコードされた画像を再生しなければならない。しかしながら、比較的高いビットレートの画像をより低いビットレートのデータに変換することは実質的に常に画質の低下を伴う。
【０００４】
画像をデジタル化するためのストレートフォワードな方法は、画像全体に人工的なグリッドを発生させ、そのグリッドスペースにおける原画のカラーを表示する値を各グリッドスペースに割り当てる方法である。グリッドを十分小さく作成し、これら値が十分広いレンジのカラーを表示できれば、画質の劣化を少なくしたまま、この画像をコード化及びデコードすることができる。例えばディスプレイスクリーンの画像は画素のアレイ、すなわちピクセルから構成されている。白黒スクリーンでは、各ピクセルはピクセルのオン／オフ状態を表示する１または０の値を有する。１対１のビット対ピクセルコード化スキームでは、各ピクセル値は１または０として表示され、スクリーン画像全体がコード化される。コード化の結果、二進値のアレイが得られる。画像をデコードするために、画像を最初にコード化した順序と同じ順序でオンまたはオフ状態となっているピクセルを有するスクリーン画像にアレイの値を変換する。
【０００５】
画像が３つ以上の異なるカラーから構成されている場合、ピクセル値を表示するのに２ビット以上のコードを使用しなければならない。例えば画像内に４つの異なるカラーが存在する場合、２ビットの二進コードはすべての値を表示できる。画像が２５６の異なるカラーを含む場合、カラーの値の各々をユニークに表示するのに８ビットの二進コードが必要である。かかるコード化スキームのためのメモリに対する要求は画像内の異なるカラーの数が増加するにつれて高くなる。しかしながら高ビット深度表示スキームでは、結果として生じる画質はデジタル画像送信または記憶装置からの回復に成功する限り良好である。
【０００６】
コード化されたデジタル画像のサイズを縮小するために、画像のビット深度表示をある態様で小さくできる。例えば１ピクセル当たりの６ビットのビット深度の画像は、１ピクセル当たり１６ビットの同じサイズの画像よりも記憶容量がかなり少なくてよく、送信のためのバンド幅もかなり狭くてよい。
【０００７】
低ビット深度表示によって構成されるデコードされた画像は、一般に次のタイプの劣化を受ける。（ａ）準一定または低速で変化する領域は、コンチュアリング効果および増幅された粒状ノイズの問題を受け、（ｂ）テクスチャ領域はディテールを失う。
【０００８】
デコードされた画像内の空間的変動の結果であるコンチュアリング効果は、裸眼には一般にかなり明らかである。低速で変化する領域内に生じるコンチュアリング効果は、元の画像の強度変化のすべてがデコードされる画像に利用されるわけではないという事実によっても生じる。例えば元の画像のある領域が４つの強度変化を有するエリアを含んでいた場合、デコードされた画像が２つの強度しか有しないエリアを表示することがあり得る。コンチュアリング効果と対照的に、観察される画像上の粒状ノイズ効果はテクスチャ領域の性質によって緩和されることが多い。しかしながら、この効果は量子化に起因して増幅または抑制され得るだけでなく、スペクトル状の外観で変化し得る。
【０００９】
クンドゥらを発明者とする特許文献１は、コンチュアリング効果を低減することにより画像をエンハンスする画像処理技術を開示している。エンハンスメントシステムはデコードされた画像内のエッジ領域および非エッジ領域を識別する。これら領域の各々に異なるフィルタをかけ、次にこれら領域を一体に組み合わせる。非エッジ領域ではローパスフィルタ（ＬＰＦ）を使用し、エッジ領域ではハイパスエンハンサを使用する。クンドゥらの上記特許文献１は、コンチュアアーティファクトが非エッジ領域で最も目につき、ＬＰＦでこれらエッジを除くことを教示している。不幸なことに、エッジ領域を正しく識別した場合でも問題が生じる（急な傾斜がエッジであるかエッジでないかという問題である）。更に、セグメント化プロセスにおいてスレッショルドを設定する際にも問題が生じる。その理由は、コンチュアが十分大きい振幅を有している場合、これらコンチュアはセグメント化の際にエッジとして分類されるので、フィルタによって除去されないからである。更に画像のセグメント化を行うにはスイッチ、すなわちｉｆステイトメントと、エッジマップおよびスムーズマップを記憶するための２つのフルサイズの画像バッファが必要である。その理由は、これら領域のサイズが画像毎に変化するからであり、このような操作を行うにはいずれも費用がかかり、計算を集中しなければならない。
【００１０】
チャンを発明者とする特許文献２は、圧縮されたビデオ信号から再生された画像内のコンチュアリングを減少させるシステムを開示している。チャンの上記特許文献２は、離散的コサイン変換（ＤＣＴ）圧縮の結果として、いくつかのコンチュアが生じることを教示しており、これらコンチュアはより一般的にはブロッキングアーティファクトと称されている。上記特許文献２はこれら問題は画像の暗い領域で最も目につきやすく、その結果、ブロックのＤＣ項が（暗い領域に対応して）低いときに所定のＤＣＴ係数にノイズが加えられると判断している。この結果生じるノイズはコンチュアアーティファクトをマスクするが、この結果、暗い領域でノイズが多くなる。従って、暗い領域はブロッキングアーティファクトに好ましい膜−粒状ノイズに類似するノイズを有する。
【特許文献１】米国特許第５，２１８，６４９号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６５１，０７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって画像のコンチュアリング効果を低減するためのシステムが望まれている。このシステムはコード化または送信プロセスに必ずしも影響しないので、既に確立されているシステムに容易に組み込むことができる。
【００１２】
すなわち本発明は、デジタル画像処理においてデコードされた画像内の空間的変動の結果であるコンチュアリングアーティファクトを低減できるように、量子化され、デコードされた画像の画質をエンハンスする方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上述のごとき課題を解決するために、以下の各技術手段により構成される。
本発明の第１の技術手段は、（ａ）第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、（ｂ）前記第１ビット深度を有する画像を変更し、前記第１ビット深度とは異なる第２ビット深度を有する第１変更画像を形成し、よって前記変更された画像の低周波コンテントに対するより高い周波数のコンテントを減衰させる工程と、（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像の低周波コンテントを低減するように、前記第１変更画像に基づいて第２変更画像を形成するように前記画像を変更する工程と、（ｄ）前記第２変更画像の高振幅コンテントに対し、低振幅コンテントを減衰するために第３変更画像を形成するように、前記第２変更画像を変更する工程と、（ｅ）前記第３変更画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記第１変更画像に基づいて前記第３変更画像を変更する工程と、（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記第１変更画像、前記第２変更画像および前記第３変更画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００１４】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記工程（ａ）の前記受信された画像をＸのビット深度によって表示することを特徴としたものである。
【００１５】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記第１の変更画像をＹのビット深度によって表示することを特徴としたものである。
【００１６】
第４の技術手段は、第３の技術手段において、Ｘ＞Ｙであることを特徴としたものである。
【００１７】
第５の技術手段は、第１の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記変更をローパスフィルタを用いて行うことを特徴としたものである。
【００１８】
第６の技術手段は、第１の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記変更が前記低周波コンテントを増幅することを特徴としたものである。
【００１９】
第７の技術手段は、第１の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記変更が画像の物理的ビット深度表示を変化させることを特徴としたものである。
【００２０】
第８の技術手段は、第１の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記変更は、画像の物理的ビット深度表示を変化させないことを特徴としたものである。
【００２１】
第９の技術手段は、第１の技術手段において、条件化ステートメントを含まないように実行することを特徴としたものである。
【００２２】
第１０の技術手段は、第１の技術手段において、前記受信された画像の１００％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴としたものである。
【００２３】
第１１の技術手段は、第１の技術手段において、前記受信された画像の３０％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴としたものである。
【００２４】
第１２の技術手段は、第１の技術手段において、前記画像に追加ノイズを加えない態様で実行することを特徴としたものである。
【００２５】
第１３の技術手段は、第１の技術手段において、人の視覚系に基づく態様で実行することを特徴としたものである。
【００２６】
第１４の技術手段は、第１の技術手段において、工程（ｄ）は、前記画像のコアリングを含むことを特徴としたものである。
【００２７】
第１５の技術手段は、第１４の技術手段において、前記コアリングは、適応型であることを特徴としたものである。
【００２８】
第１６の技術手段は、第１４の技術手段において、前記コアリングは、等方性コンテントよりも大きい範囲まで非等方性コンテントを減衰させることを特徴としたものである。
【００２９】
第１７の技術手段は、第１ビット深度を有する画像を前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、（ａ）前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、（ｂ）前記第１ビット深度を有する画像のビット深度を前記第２ビット深度まで増加する態様で前記画像を処理する工程と、（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記増加されたビット深度画像に基づき、変更された画像を形成するように前記第１ビット深度を有する画像を変更する工程と、（ｄ）前記変更された画像の高振幅コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するために、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記増加されたビット深度画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００３０】
第１８の技術手段は、第１７の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記処理は、前記第１ビット深度を有する画像を変更し、その結果、前記変更された画像のより低い周波数のコンテントに対してより高い周波数のコンテントを減衰するように、前記受信された画像の第１ビット深度と異なる第２ビット深度を生じさせることを特徴としたものである。
【００３１】
第１９の技術手段は、第１７の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記処理をローパスフィルタを用いて行うことを特徴としたものである。
【００３２】
第２０の技術手段は、第１７の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記処理は、画像の物理的ビット深度表示を変化させることを特徴としたものである。
【００３３】
第２１の技術手段は、第１７の技術手段において、前記工程（ｂ）の前記変更は、画像の物理的ビット深度表示を変化させないことを特徴としたものである。
【００３４】
第２２の技術手段は、第１７の技術手段において、条件化ステートメントを含まないように実行することを特徴としたものである。
【００３５】
第２３の技術手段は、第１７の技術手段において、前記受信された画像の１００％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴としたものである。
【００３６】
第２４の技術手段は、第１７の技術手段において、前記受信された画像の３０％よりも少ないバッファを使用する態様で実行することを特徴としたものである。
【００３７】
第２５の技術手段は、第１７の技術手段において、前記画像に追加ノイズを加えない態様で実行することを特徴としたものである。
【００３８】
第２６の技術手段は、第１７の技術手段において、人の視覚系に基づく態様で実行することを特徴としたものである。
【００３９】
第２７の技術手段は、第１７の技術手段において、前記第１ビット深度を有する前記画像が、より小さいビット深度に予め量子化されていることを特徴としたものである。
【００４０】
第２８の技術手段は、第２７の技術手段において、前記第１ビット深度と同じ数の、前記画像のピクセル当たりのビット数を使って画像内に前記増加されたビット深度を表示することを特徴としたものである。
【００４１】
第２９の技術手段は、第１７の技術手段において、前記工程（ｄ）は、前記画像のコアリングを含むことを特徴としたものである。
【００４２】
第３０の技術手段は、第１７の技術手段において、前記コアリングは、適応型であることを特徴としたものである。
【００４３】
第３１の技術手段は、第１７の技術手段において、前記コアリングは、等方性コンテントよりも大きい範囲に非等方性コンテントを減衰させることを特徴としたものである。
【００４４】
第３２の技術手段は、第１ビット深度を有する画像を、前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、（ａ）前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、（ｂ）ローパスフィルタを使って前記第１ビット深度を有する画像を処理し、その結果、処理された画像が、少なくとも前記第２ビット深度と同じくらいのビット深度を有する工程と、（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記処理された画像に基づき、変更された画像を形成するように前記画像を変更する工程と、（ｄ）前記変更された画像の高振幅コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するように、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記処理された画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００４５】
第３３の技術手段は、第１ビット深度を有する画像を、前記第１ビット深度よりも大きい第２ビット深度を有する画像に変更するための方法において、（ａ）前記第１ビット深度を有する画像に対し、前記第２ビット深度を与える際に、結果としてコンチュアリングを生じさせる特性を有する前記第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、（ｂ）ローパスフィルタを使って前記第１ビット深度を有する画像を処理し、その結果、処理された画像が、少なくとも前記第２ビット深度と同じくらいのビット深度を有するようにさせる工程と、（ｃ）前記第１ビット深度を有する画像のより低い周波数コンテントを低減するように、前記処理された画像に基づき、変更された画像を形成するように前記画像を変更する工程と、（ｄ）前記変更された画像の高周波コンテントに対して、低振幅コンテントを減衰するように、別の画像を形成するよう、前記変更された画像を変更する工程と、（ｅ）前記別の画像の低周波コンテントの量を増加するように、前記処理された画像に基づき、前記別の画像を変更する工程と、（ｆ）前記第１ビット深度を有する画像、前記処理された画像、前記変更された画像および前記別の画像のうちの少なくとも１つにディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００４６】
第３４の技術手段は、第３３の技術手段において、前記処理された画像は、前記第２ビット深度を有することを特徴としたものである。
【００４７】
第３５の技術手段は、第３３の技術手段において、前記処理された画像は、前記第２ビット深度よりも大きいビット深度を有することを特徴としたものである。
【００４８】
第３６の技術手段は、（ａ）画像を受信する工程と、（ｂ）前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることにより、前記画像の高周波領域内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波領域内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、（ｃ）前記画像にディザー技術を適用する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００４９】
第３７の技術手段は、（ａ）画像を受信する工程と、（ｂ）前記画像のビット深度を変更することによりコンチュアを低減するように前記画像を処理する工程とを含み、（ｃ）前記処理は、（ｉ）条件付きステートメントを含まないこと、（ｉｉ）前記画像の１００％よりも少ないバッファを必要とすること、（ｉｉｉ）前記画像の３０％よりも少ないバッファを必要とすること、（ｉｖ）前記画像の２０％よりも少ないバッファを必要とすること、（ｖ）前記画像の１０％よりも少ないバッファを必要とすること、（ｖｉ）ローパスフィルタを含むこと、（ｖｉｉ）前記画像に追加ノイズを加えないこと、（ｖｉｉｉ）人の視覚系に基づくものであること、（ｉｘ）前記画像のより低い周波数コンテントに対するより高い周波数コンテントを減衰するように、前記画像を変更することを含むこと、のうちの少なくとも１つを含み、（ｄ）前記画像および前記変更された画像の少なくとも１つにディザー技術を適用すること、を含むことを特徴としたものである。
【００５０】
第３８の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくとも条件下ステートメントを含まないことを特徴としたものである。
【００５１】
第３９の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくとも前記画像の１００％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴としたものである。
【００５２】
第４０の技術手段は、第３７の技術手段において、コンチュアを低減する前記工程は、前記変更された画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴としたものである。
【００５３】
第４１の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、前記画像の２０％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴としたものである。
【００５４】
第４２の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくとも前記画像の１０％よりも少ないバッファを必要とすることを特徴としたものである。
【００５５】
第４３の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくともローパスフィルタを含むことを特徴としたものである。
【００５６】
第４４の技術手段は、第３７の技術手段において、少なくとも前記処理において、前記画像に追加ノイズを加えないことを特徴としたものである。
【００５７】
第４５の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくとも人の視覚系に基づくことを特徴としたものである。
【００５８】
第４６の技術手段は、第３７の技術手段において、前記処理は、少なくとも前記画像の低周波コンテントに対する高周波コンテントを減衰させるように、前記画像を変更することを特徴としたものである。
【００５９】
第４７の技術手段は、（ａ）第１ビット深度を有する画像を受信する工程と、（ｂ）前記画像のビット深度を第２ビット深度に高めることを含み、前記画像の高周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、（ｃ）前記画像にディザー技術を適用し、前記第２ビット深度よりも小さい第３ビット深度となるように前記画像のビット深度を低減する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００６０】
第４８の技術手段は、第４７の技術手段において、前記選択的に低減することは、前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴としたものである。
【００６１】
第４９の技術手段は、第４７の技術手段において、前記画像の低周波コンテントに前記ディザー技術を適用することを特徴としたものである。
【００６２】
第５０の技術手段は、第４７の技術手段において、前記処理の後で前記ディザー技術を使用することを特徴としたものである。
【００６３】
第５１の技術手段は、（ａ）第１ビット深度を有する前記画像を受信する工程と、（ｂ）前記画像のビット深度を第２ビット深度まで増加させる工程と、（ｃ）前記第２ビット深度を有する前記画像にディザー技術を適用し、前記第２ビット深度よりも小さい第３ビット深度となるように前記画像のビット深度を低減する工程と、（ｄ）前記画像の高周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを低減しないで、前記画像の低周波アスペクト内のコンチュアリングアーティファクトを選択的に低減するように前記画像を処理する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００６４】
第５２の技術手段は、第５１の技術手段において、前記選択的に低減する工程は、前記画像の低振幅高周波コンテントを減衰させることを含むことを特徴としたものである。
【００６５】
第５３の技術手段は、第５１の技術手段において、前記画像の低周波コンテントに前記ディザー技術を適用することを特徴としたものである。
【００６６】
第５４の技術手段は、第５１の技術手段において、前記処理の前に前記ディザー技術を使用することを特徴としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
システムが画像にアクセスし、より低いビット深度に対しても高い画質を維持しながら、その後の画像処理、例えばより低いビット深度の液晶ディスプレイでのディスプレイにおけるビット深度を低減することが望ましい場合、特定のクラスの画像処理技術、例えばディザー技術を使用できる。これまでにいくつかの異なるタイプのディザー技術、例えば振幅ディザー、空間ディザーおよび位相ディザーが開発されている。例えば適正に設計された振幅ディザー技術は高周波でのエントロピ損失を許容しながら、低周波での画像エントロピを保存できる。
【００６８】
しかしながら、既に取得した画像が所望するビット深度よりも低いビット深度を有し、この画像に対し事前にディザー技術が適用されていなかった場合、ディザー技術は望ましくない歪を除去するのを補助できない。すなわち、これまでディザー技術は画像をあらかじめ処理するのに使用されてきた。この予備処理が制限される理由は、量子化に起因し、低周波で既にエントロピ損失が生じていたためであり、このことはすべての周波数にわたって振幅解像度を均一に低下するように作用する。
【００６９】
前述のように、多くの場合、ディスプレイがディスプレイできる精度よりも低いビット深度の精度を画像が有しているシステムに画像が入力されることに起因し、画像を後処理することによって入力画像の画質を回復しなければならない。すなわち既に歪が生じているわけである。所定のビット深度で画像を利用できることが時々あるが、画像パイプライン内に早期に生じたビット深度限度が存在しているので、コンテントは実際に低くなる。例えば、ＤＶＤ画像のコンチュアリング除去は特に関心のある問題である。この理由は、コンチュアリングは主に８ビットよりも少ないビットに量子化される非Ｉフレーム（すなわちＢフレームまたはＰフレーム）のＤＣ項（このＤＣ項はＩ＝フレームに対しては８ビットであることに留意されたい）により、粗く量子化された小さいＳＦ係数により、および（中間的な計算のビット深度が保存されない場合）ＹＣｒＣｂからＲＧＢへのマトリックス変換により生じるからである。
【００７０】
後処理技術において、コンチュアリングアーティファクトを低減する試みにおいて、本発明者は画像内の好ましくないコンチュアリング効果の多くは、かなりの数のエッジまたは他のハイテクスチャが一般に存在しない画像の領域で生じることを観察した。本発明者は同様に、かなりの数のエッジまたはその他のハイテクスチャを有する画像の領域における好ましくない数個のコンチュアリング効果も発見した。これら好ましくないコンチュアリング効果を観察するときに、この差異を検討した後、本発明者は人の視覚系は画像の高周波領域の方がこれらコンチュアリング効果に対する感度が低く、画像の低周波領域におけるこれらコンチュアリング効果に対する感度が高いと見なした。図１は、スレッショルドよりも低い、粗い量子化による基礎となる視覚チャンネルと、人の視覚系の全体の空間応答を示すものである。更に図１に示されるようなチャンネルに限定される画像の高周波コンテントによるマスキングの効果により、画像の高周波領域における波形のステップ状の視覚性を更に妨げる。
【００７１】
画質を保存するために、システムは好ましくないコンチュアリングの効果を隠すために画像にノイズを加えなくても、これらコンチュアリング効果を低減することが望ましい（必ずしも必要ではない）。従って、このシステムは画像捕捉ノイズのない画像、例えばコンピュータグラフィックスおよび勾配を有するラインアートと共に使用するのに適している。更にこの技術は計算効率を達成するのに、判断ステップ、すなわちｉｆステートメントを用いないで実施することが望ましい（必ずしも必要ではない）。更にこの技術は、画像よりも少ないか、それに等しいサイズの単一のバッファだけを使用するだけでよく、画像のサイズの３０、２０または１０％未満のバッファを使用することがより好ましい。更にこのシステムは、画像の空間領域を分類しなくてもよいことが好ましい。
【００７２】
図２を参照すると、入力画像１００にはビット深度Ｐが設けられている。このビット深度Ｐは多くの画像に対して８ビットであることが多い。先に述べたように、Ｐのビット深度を有する画像は通常２Pの異なる値に量子化されるが、異なるビット深度を有するディスプレイ、例えば１０ビットのディスプレイに表示されると、コンチュアリング効果を示すことがある。コンチュアリング効果を示しやすい画像のこれらアスペクトを低減するために、本発明者はコンチュアリング効果を生じさせる画像のアスペクトは適当な態様で識別しなければならないとの認識に達した。別のケースでは画像はＮビットとして表示できるが、実際にはＮビットよりも低いことに起因し、量子化アーティファクトを有する。一例はＤＶＤ画像であり、この画像は８ビット／カラー（“Ｎ”）で表示されるが、ＰまたはＢフレームの量子化により、またはＹＣｂＣｒからＲＧＢへの変換の際に６ビット／カラー（“Ｐ”）のリアル情報しか有しない。ＤＶＤアプリケーションのような多くのケースでは、ビット深度の制限は不正確なカラーマトリックス計算（例えばレジスタ内の不十分なビット深度）から生じている。
【００７３】
コンチュアリングの疑似ステップエッジを低減するには、画像をローパスフィルタにかけること（１０２）が好ましい。画像に適用されるローパスフィルタはビット深度を高めるようにも働く。その理由は、ローパスフィルタは主に（ピクセルの近傍にわたる平均化を行う）平均化演算であり、この平均化の結果、精度がより高くなるからである。画像のビット深度を有効に変えるのに、同じように他の技術も適用できる。あるケースでは、システムは画像を処理するのに、使用されるビット数を切り替える（例えば８ビットを１６ビットに切り替える）ことにより、ビット深度を変更することもできる。例えばその後の作動、例えばローパスフィルタ自身が「リアル」ビット深度を高めながら、ローパスフィルタの結果を記憶できるように１０ビット用のレジスタを設定する動作を容易にするよう、ビット深度の変更（例えばパディング）が実行される。画像のビット深度の増加を特徴付ける１つの方法は、画像を２Rの異なるレベル（ここでＮ≠ＰまたはＮ≠Ｒ）に変更することである。これとは異なり、画像は既に出力に必要な／望ましいビット深度（Ｒ＝Ｎ）を有しているが、画像自身は前の作動からＰ（Ｐ＜ＮまたはＰ＜Ｒ）の限られたビット深度を有し得る。この場合、Ｐの値を既知とするか、またはその他の方法で決定しなければならない。これとは異なり、この画像はＮのビット深度を有し得るが、画像自体はＰ（Ｐ＜Ｎ）の限られたビット深度を有し得る。
【００７４】
画像にローパスフィルタをかけた結果、Ｎのビット深度を得るように画像を変更することができる。多くの場合、ビット深度Ｎは最終画像、例えばＮビットのディスプレイに表示すべきビット深度Ｎを有する画像内の所望するビット深度である。ビット深度制限Ｐに起因し、ほとんどの疑似ステップ（コンチュアリング）を低減するためには、ローパスフィルタを（空間領域において）十分広くしなければならない。尚、同様に、ローパスフィルタは画像内のその他の望ましい画像情報を低減するので、画像を単にローパスフィルタリングするだけでは不十分である。ローパスフィルタは例えば画像をシビアにぼかすことにより、より有用な画像情報を低減するので、このステップは望ましくないコンチュアリングを正しく修正するのには不十分であることに留意すべきである。
【００７５】
ローパスフィルタ１０２はデカルト座標の分離可能な一次元フィルタとして実施できる。一対の一次元フィルタを使用することは、二次元フィルタを使用するよりも計算上より効率的である。このフィルタは長方形となっていることが好ましい。ローパスフィルタのカーネルのサイズはコンチュア歪の予想スペースから決定される。コンチュアが１６ピクセルだけ離間している場合、幅１６のフィルタを使用することが好ましい。多くの画像だけでなく、空間幅のローパスフィルタの過度に広い、目につきやすい有害な効果の研究に基づき、本発明者は疑似コンチュアの低周波数変調成分を除くにはカーネルのサイズを実際に３１ピクセルよりも多くすべきであると判断した。従って、このカーネルサイズは単にコンチュアエッジの視覚性に基づくのではなく、疑似コンチュアの低周波変調成分に基づかなければならない。
【００７６】
ローパスフィルタから結果として生じる画像は、主に画像の低周波成分である。同様に、例えば画像の低周波成分に対して高周波成分を一般に減衰させるような任意の適当なフィルタを使用できると理解すべきである。
【００７７】
このシステムでは、疑似コンチュアを有する元のビット深度制限された画像１００から、ローパスフィルタがかけられた画像１０２を減算（１０５）できる。基本的にはこのことは入力画像の低周波コンテントを低減する一方、主に高周波コンテントを残す。しかしながら、減算１０５の結果、別の属性が生じる。すなわち残りの画像の高周波部分はコンチュアアーティファクトの高周波部分を含む。この動作の結果をＨＰ成分１０７と称すことができる。尚、ローパスフィルタ１０２の結果、ローパスフィルタ１０２からの残りの画像の低周波部分はコンチュアアーティファクトの低周波部分を含むが、ローパスフィルタが空間的に十分広ければ、低周波部分は基本的には除かれる。従って、コンチュアリングアーティファクトはある態様で画像の低周波成分と高周波成分とに分離される。
【００７８】
減算プロセス１０５は、その符号に起因し、ビット深度を１だけ増加させる。例えば０〜＋２５５を有する２つの画像を減算する結果、−２５５〜＋２５５のレンジを有する画像が得られる。従って、ハイパス成分１０７はＮ＋１ビット深度を有する（このことは減算前にＮビットにパディングされたソース画像に基づく）。パディングはより高いビット深度表示に対し、より低いビット深度表示から失われた最小位ビットへ０および／または１を挿入することを含むことができる。更に、減算前にＲビットにソース画像をパディングできるので、ＨＰ成分１０７はＲ＋１ビットのビット深度を有する。
【００７９】
尚、このシステムの出力はＮ＋１ビットを必要としなくてもよいが、符号をキャリーでき、よってゼロ平均レベルを有すべきである。Ｎビットだけを使用し、１ビットを符号専用とした場合、（最終加算ステップにおいて）ローパスフィルタ画像に加算するのにＮ−１ビットしか利用できない。この場合、あるエッジのシャープさおよびディテールが失われることがある。
【００８０】
前に述べたように、元の画像からローパスフィルタにかけられた画像を減算した結果、高周波の疑似コンチュア情報を維持する画像が得られる。低減すべき高周波の疑似コンチュア情報は低振幅の情報であると判断される。従って、高振幅情報に対して低振幅情報を低減しなければならない。低振幅の高周波疑似コンチュア情報を低減するのに、コアリング関数１１０を適用できる。このコアリング関数１１０は、例えば絶対値（ＨＰ）＜ｂであればＨＰ＝０とし、そうでない場合、ＨＰ＝ＨＰとするようなハードスレッショルドコアリング関数を含むことができる。この関数は特にローパスフィルタが十分大きい場合にコンチュアを効果的に低減する。
【００８１】
不幸なことに、単にハードスレッショルドコアリング関数を適用しても、許容はできるが、予想されないような別のアーティファクトが生じる。これら別のアーティファクトはカラーのアイランドのように見えたり、ステップエッジのリンギングとして見えたりする。これら予想されなかったアーティファクトを検討した結果、過渡コアリング関数が低振幅の高周波疑似コンチュア情報を低減すると共に、別のカラーアイランドおよびステップエッジのリンギングを低減すると判断された。変更された過渡コアリング関数は例えば次のような式で表すことができる。
【００８２】
【数１】
2005190468.tif 000003
【００８３】
ＣＶｉｎはコアリング関数へのＨＰ画像の入力コード値であるが、ＣＶｏｕｔはコアリング関数の出力コード値である。Ｍはマージポイント、すなわちコアリングの挙動が終了（もしくは実質的に終了）し、コアリング関数が識別関数（または他の適当な関数）に復帰する場所のポイントである。ＡおよびαはマージポイントＭにおける次の２つの条件を保証するために選択されたパラメータである。
（Ａ）  振幅＝Ｍ
（Ｂ）  傾き＝１
【００８４】
第１基準はコアリング関数が実際の値に不連続性を有しないことを保証し、第２基準は一次微分が連続となることを保証する。第１基準はＨＰバンドにおいてトーンスケールを単調に維持し、第２基準はマッチバンドタイプのアーティファクトを防止するものである。従って、このコアリング関数はかかるアーティファクトを生じることなく、ローパスバンドにも適用できる。尚、コアリング関数はプロットの原点と交差する１に等しい傾きを有し、二次の不連続性は有しないことが好ましい。
【００８５】
これら基準を次のように記述し直すことができる。
【００８６】
【数２】
2005190468.tif 000004
【００８７】
Ｎビットへの量子化の効果に起因する実際のマッピングを説明するために、図３にはＡ＝１１.３およびα＝０.２５の場合の、Ｍ＝８の値に対するコアリング関数の一例が示されている。曲線５０の傾きは１に等しく、曲線５２は８でマージポイントを得るためのパラメータを有する式（１）である。曲線５４はＨＰ画像をＮビットに量子化した場合の実際のコード値である。曲線５６はマージポイント前の式（１）内のスケーリングされたコサイン関数の傾きである。尚、ＣＶｉｎの正となっている半分しか示されていない。
【００８８】
図４にはＡ＝５.６およびα＝０.５の場合の、Ｍ＝４の値に対するコアリング関数の別の例が示されている。図５にはＡ＝１９.７５およびα＝０.１４の場合の、Ｍ＝１６の値に対するコアリング関数の別の例が示されている。
【００８９】
図２を再び参照すると、次の工程は１１２においてコア画像１１０（Ｎ＋１ビットの精度）およびフィルタがかけられたローパス成分１０２（Ｒビットの精度、Ｒ＞（Ｎ＋１））を共に加える工程である。Ｒ≠Ｎであれば、このコア画像１１０をパディングしてもよい。この演算によって画像へ戻されるように低減された低周波情報の一部がリストアされる。この加算演算の結果はＲ＋１ビットとなる。Ｒ＋１となる理由は、レンジが入力画像よりも大きくなり得るからである（例えばＲビットに対するローパス成分が０〜＋２５５となり得る場合、ハイパス成分はＮ＋１（−２５５〜＋２５５）のレンジを有することがあり、この結果、−２５５〜＋５１２となる）。Ｒビットのレンジの外側（例えばＮ＝８に対して０〜＋２５５のレンジの外側）のものはクリッピングする。このため、このレンジの外側に入るピクセルの数は限られることになり、ピクセルがレンジの外側に位置する場合、これらピクセルは通常アイソレートされたエッジピクセルとなる。最終画像１１４内では結果として生じるクリッピングを容易に見ることはできない。
【００９０】
特定の実施例では、図２に示されたステップの各々はシーケンシャル状に全画像に対して適用でき、この結果、大きなバッファが必要となる。しかしながら、より多数のメモリを使った効率的な技術では、スライドウィンドーとしてバッファを使用する必要があり、この場合、ウィンドー内での計算を使ってウィンドーの中心（またはウィンドー内の他の位置）におけるピクセルを計算する。これによってメモリに対する要求が低減される。
【００９１】
代表的な実施例では、入力画像および出力画像のビット深度についてはあらかじめ既知となっている。これは、多くのアプリケーション、例えば１０ビットディスプレイに８ビット画像を表示する場合のケースである。
【００９２】
図２に示された実施例は、コンチュアアーティファクトを効果的に低減するが、かなりの量の低振幅ディテールも除去すると判断された。観察者は画像が実際にどのように見えてくるかを知らないので、かかる結果はほとんどのケースで満足できるものであるが、代表的な観察者により適正なテクスチャが高度に期待されるような画像の顔の領域で特に致命的となる。
【００９３】
低振幅テクスチャディテールが失われるのを低減するために、本発明者は画像テクスチャ（このテクスチャは一般に等方性である）に起因して低振幅情報が存在するケースと、低振幅情報が疑似コンチュア（このコンチュアは一般に非等方性であり、構造的なエラーとしても知られる）に起因するものであるときのケースとを分離できるとの認識に達した。一般的な等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）情報（“ｉｓｏ”とは１つまたは同一を意味し、“ｔｒｏｐｉｃ”とは空間または方向を意味する）は、すべての方向に一般に同一のテクスチャを有する。例えば海岸のきれいな砂を一般に等方性と見なすことができる。例えば一般的に非等方性な情報は異なる方向に異なるテクスチャを有する。多くのケースでは非等方性情報はエッジの特徴を有する。従って、全体に等方性な情報は全体に非等方性な情報に対してより均一なテクスチャを有する。
【００９４】
複数の異なるフィルタを使用できるが、単一フィルタを使用することが好ましく、このほうが多くのケースで計算上より効率的である。適当な態様、例えば単一シグマタイプのフィルタ、または絶対的差の単一和（“ＳＡＤ”）タイプのフィルタで特別なローカルアクティビティの累積を判断できる。
【００９５】
好ましいシステムは、ローパスフィルタを２つの分離可能なデカルトステップ（すなわちＨステップおよびＶステップのカスケード）で実現し、フィルタの幅は空間的に３１ピクセルであり、一様（長方形）のインパルス応答を有するバージョンを使用する。多くの画像に対し、１７または２５のフィルタ幅を許容できる。一般的に１７未満の幅は一般に５１２×５１２より大きいサイズの画像に対して例外的に良好には作動しない。
【００９６】
このシステムは所望する場合、コア化すべき画像のピクセルのまわりのローカル領域にわたるローカルアクティビティ１１６（例はローカルな９×９ウィンドーにわたる標準偏差α、または同様なローカルウィンドーにわたるＳＡＤ）を累積できる。ローカルアクティビティインデックスに基づき、異なるコアリング関数を選択してもよい（またはローカルアクティビティインデックスに基づき、コアリング関数を連続的に調節してもよい）。ローカルウィンドーの平均からローカルアクティビティの測度を取り込むことができるが、この測度はＨＰ画像のゼロアクティビティポイントのまわりにあることがより好ましい（すなわちペデスタルオフセットを使用しない場合には０）。このコアリング関数はコアリングがアイデンティティ関数に復帰するマージポイントを有する。このマージポイントでは、コアリングの傾きはアイデンティティ関数の傾き（一般に＝１）に等しい。
【００９７】
加算１１２の結果、画像１１４に対して使用されるようなＮのビット深度を有する画像が得られる。しかしながら、いくつかのケースでは加算１１２の出力は画像１１４に対して所望する出力ビット深度「Ｎ」より大きいビット深度「Ｒ」（例えばＲ＞Ｎ）を有することができる。従って、入力画像のビット深度は出力画像の所望するビット深度と同一またはそれより小さかったことがあり得るが、この入力画像のビット深度はコンチュアリング効果を低減するための画像処理技術を実施している間に出力画像の所望するビット深度よりも大きいビット深度まで大きくなる。本発明者はコンチュアリング効果を除くための前の画像処理（例えばローパスフィルタリング）の結果、出力画像に対して必要なビット深度よりも大きいビット深度を有する画像の場合、ビット深度を所望する出力ビット深度まで低減する際に、ディザー技術１１８（例えばビット深度伸長）を画像１１２に適用し得る可能性がある。前に説明したように、ディザー技術は一般に、提供される画像が出力画像のビット深度よりも小さいビット深度を有するときに画像処理のためにビット深度制限を克服するのに適用できないものと見なされている。画像１１２はディザー技術１１８、例えば振幅ディザー、空間ディザーおよび位相ディザーにより変形される。このディザー技術１１８によってＲ＋１〜Ｎへ顕著な視覚的損失を生じることなく、ビット深度を低減することが可能となる。人の視覚の空間周波数応答の逆数にほぼ一致した周波数スペクトルを特徴とする振幅に基づくディザーパターンを適用することが好ましい。
【００９８】
適用できる別の技術は、ハイパス成分１０７のビット深度をより大きいビット深度、例えば“Ｒ”まで増加する方法である。このように、Ｒビットスペースにおいてより正確なコアリング関数を適用できる。一部の実施例ではこのことはハイパス成分１０７を形成する減算の前に、入力画像のビット深度をＲビットに変更することによって達成できる。
【００９９】
図６を参照すると、所望する場合、ローパスフィルタ画像にディザー技術１１８を適用できる。これによって出力画像の画質を同じように高めながら、量子化の結果としてコンチュアリング効果を低減できる。
【０１００】
図７を参照すると、画像１３０のビット深度をまず拡張することによって、ディザー技術１１８を入力画像１００に適用できる。スペクトル状の“ノイズ”を使用することもできるが、所望すれば更に同じように、“ホワイト”ノイズも使用できる。ローパスフィルタは“ホワイト”ノイズを“ハイパス”ノイズに有効に変形するので、このことは一般に望ましいスペクトル特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】コントラスト感度関数を示す図である。
【図２】画像処理技術を示す図である。
【図３】コンチュア除去関数を示す図である。
【図４】別のコンチュア除去関数を示す図である。
【図５】更に別のコンチュア除去関数を示す図である。
【図６】変形された画像処理技術を示す図である。
【図７】変形された画像処理技術を示す図である。
【図１】
2005190468.tif 000005
【図２】
2005190468.tif 000006
【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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