(57)【要約】【課題】  デジタル写真画像のエッジを保存しつつノイズを除去する。【解決手段】デジタル画像の入力を受け付ける入力手段と、前記デジタル画像のノイズ量を判定し、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定するノイズ量判定部と、ノイズ量判定部が決定したノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去するノイズ抑制処理部と、ノイズ抑制処理が施された画像を出力する出力手段とを備え、前記ノイズ量判定部は、前記デジタル画像の色差成分を分離する色差成分分離部と、分離した各色成分を周波数領域に変換する周波数変換部と、周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定するノイズ除去強度設定部を備える画像処理装置。【選択図】          図１
2007011926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理装置であって、
デジタル画像の入力を受け付ける入力手段と、
前記デジタル画像のノイズ量を判定し、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定するノイズ量判定部と、
ノイズ量判定部が決定したノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去するノイズ抑制処理部と、
ノイズ抑制処理が施された画像を出力する出力手段と、
を備え、
前記ノイズ量判定部は、
前記デジタル画像の色差成分を分離する色差成分分離部と、
分離した各色成分を周波数領域に変換する周波数変換部と、
周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定するノイズ除去強度設定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ除去強度設定部は、周波数変換された前記各色差成分の特定の周波数成分を抽出し、当該抽出した特定の周波数成分から前記ノイズ量を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ノイズ除去強度設定部は、
低周波数成分を抽出する第１のローパスフイルタ（ＬＰＦ）と、
低周波成分並びに中周波数成分を抽出する第２のＬＰＦを備え、
当該第１のＬＰＦと第２のＬＰＦの抽出結果から中周波数成分を抽出して、当該抽出された中周波数成分からノイズ量を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ノイズ除去強度設定部は、前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数をノイズ量として算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ノイズ除去強度設定部は、前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数の前記デジタル画像の全画素数に対する割合をノイズ量として算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記ノイズ抑制処理部は、εフイルタを用いてノイズを抑制するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理方法であって、
デジタル画像の入力を受け付け、
前記デジタル画像のノイズ量を判定して、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定し、
前記ノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去することでノイズを抑制し、
ノイズを抑制した前記デジタル画像を出力する画像処理方法であって、
前記ノイズ量を判定してノイズ除去強度を設定する際に、
前記デジタル画像の色差成分を分離し、
当該分離した各色成分を周波数領域に変換し、
周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、
当該算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
周波数変換された前記各色差成分の特定の周波数成分を抽出し、
当該抽出した特定の周波数成分からノイズ量を算出する
ことを特徴とする請求項７記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
第１のＬＰＦによって低周波成分を抽出し、
第２のＬＰＦによって前記低周波成分並びに中周波数成分を抽出し、
当該第１のＬＰＦと第２のＬＰＦの抽出結果から、前記中周波数成分のみを前記特定の周波数成分として抽出し、
当該抽出された中周波数成分からノイズ量を算出することを特徴とする請求項７記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記ノイズ量を算出する際に、
前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数をノイズ量として算出することを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記ノイズ量を算出する際に、
前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数の前記デジタル画像の全画素数に対する割合をノイズ量として算出することを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記ノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去することでノイズを抑制する際に、前記ノイズ除去強度に基づくフイルタ係数のεフイルタを用いてノイズを抑制することを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
デジタル画像の入力を受け付ける処理と、
前記デジタル画像のノイズ量を判定して、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定する処理と、
前記ノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去することでノイズを抑制する処理と、
ノイズを抑制した前記デジタル画像を出力する処理をコンピュータに実行させ、
前記ノイズ量を判定してノイズ除去強度を設定する処理において、
前記デジタル画像の色差成分を分離し、
当該分離した各色成分を周波数領域に変換し、
周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、
当該算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
周波数変換された前記各色差成分の特定の周波数成分を抽出し、
当該抽出した特定の周波数成分からノイズ量を算出させることを特徴とする請求項１３記載のプログラム。
【請求項１５】
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
第１のＬＰＦによって低周波成分を抽出し、
第２のＬＰＦによって前記低周波成分並びに中周波数成分を抽出し、
当該第１のＬＰＦと第２のＬＰＦの抽出結果から、前記中周波数成分のみを前記特定の周波数成分として抽出し、
当該抽出された中周波数成分からノイズ量を算出させることを特徴とする請求項１３記載のプログラム。
【請求項１６】
前記ノイズ量を算出する際に、
前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数をノイズ量として算出させることを特徴とする請求項１５記載のプログラム。
【請求項１７】
前記ノイズ量を算出する際に、
前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数の前記デジタル画像の全画素数に対する割合をノイズ量として算出させることを特徴とする請求項１５記載のプログラム。
【請求項１８】
前記ノイズ除去強度に基づき前記デジタル画像のノイズを除去することでノイズを抑制する際に、前記ノイズ除去強度に基づくフイルタ係数のεフイルタを用いてノイズを抑制させることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像のエッジを保存しつつノイズを抑制することが可能な画像処理装置、方法、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ（以下デジタルカメラという）が急速に普及している。デジタルカメラは、光の情報を銀塩フイルムに結像させる代わりに、デジタルデバイス（ＣＣＤや光電子倍増管など）に結像させ、画像をデジタルデータ（以下、デジタル画像という）として記録媒体に保存したり、直接コンピュータで利用したりすることができるので画像処理等を施して保存するのに利便性が高い。
【０００３】
また、従来の撮像方法により銀塩フイルムに光の情報を結像させて得た画像や、写真用紙や、紙などの印刷媒体に印刷して得た画像をスキャナなどの読み取り装置で読み取って得たデジタルデータを、デジタルカメラにより取得されたデジタル画像と同じように、保存したり画像処理を施したりすることも行われている。
【０００４】
このようなデジタル画像が、モニタなどの表示装置に表示されたり、写真用紙にプリントされたりするなどで再生されるが、再生された画像に対して高品位な画質が期待されるので、デジタル画像に対して様々な画像処理を施す必要がある。
【０００５】
これらの画像処理のうち、画像中のノイズを抑制する処理が処理後の画像の画質に対して大きな影響を与えるものであり、様々な方法が提案されている。ノイズの抑制には通常、ローパスフイルタ（ＬＰＦ）を適用することができるが、ＬＰＦは、画像からノイズ成分を抑制することができる一方、画像信号中のエッジ部分を劣化させてしまい、画像全体をぼかしてしまうという欠点がある。そのため、画像中のノイズレベルを把握し、このノイズレベルに応じてノイズ抑制処理の度合いを調整することによって、ノイズの抑制と同時にエッジ部分の劣化を防ぐことが望まれる。
【０００６】
従来、画像のノイズレベルを評価する尺度としては、濃度変化の標準偏差を用いるＲＭＳ粒状度や、濃度の変化分をフーリエ変換して求められるウイナースペクトルが用いられる。これらの尺度を用いてノイズを評価してノイズ抑制処理を行う方法は、例えば、デジタルカメラを用いて濃淡変化のないチャートを撮像し、得られた画像からＲＭＳ粒状度や、ウイナースペクトルを求めてデジタルカメラのノイズ特性を取得し、後にこのデジタルカメラにより取得された画像に対してノイズ抑制処理を行う際に、予め取得されたデジタルカメラのノイズ特性に基づいて画像中のノイズレベルを予測して処理が行われる。
【０００７】
また、処理対象となる画像そのものから、平坦部を抽出し、この平坦部のノイズレベルを求めて画像のノイズレベルとする方法も提案されている。
【０００８】
一方、画像においては、画像のエッジ成分を構成する輝度成分が人間の視覚への寄与が大きく、画像に対してノイズ抑制処理を行う際に、輝度成分のノイズレベルを求めて画像のノイズレベルを評価し、ノイズ抑制処理を行うことが望まれる。特許文献１には、画像中の画素毎に方向性微分処理を行ってその画素位置におけるエッジ成分を抽出し、エッジの度合いに応じてエッジかノイズかの判定を行ってノイズ抑制処理の度合いを調整してノイズ抑制処理を行う方法等が提案されている。
【０００９】
また、ノイズ抑制処理の方法としては、例えば、ノイズ成分の多くが画像の高周波成分に小振幅の信号として存在することを利用して、画像中の小振幅の高周波ノイズ成分を分離して抑制する２次元εフイルタを用いる方法がある。前述したように、ノイズの抑制処理に通常用いられるＬＰＦは、雑音成分を抑圧するだけでなく信号のエッジまで劣化させてしまうため、画像を対象とした場合には画像全体をぼかしてしまう欠点があったが、εフイルタは、信号波形中の小振幅のレベル変化のみを平坦化する特性を有しており、画像に適用した場合にも急峻なレベル変化を伴うエッジは保存されるため画像全体のキレはほとんど損なわれないという特徴を有する。εフイルタは、基本的に、画像の高周波成分における振幅のレベルの変化量に対して、非線形変換関数を適用して得た値を元の画像信号から減算するように作用するものである。この非線形変換関数は、信号の振幅が所定の閾値より大きいとき、出力を０とする関数である。すなわち、εフイルタを適用した場合、画像中の、振幅が前記閾値よりも大きい部位では、非線形関数の出力が０であり、処理後の画像においては当該部位の元の信号が保存される一方、振幅が前述閾値以下の部位では、処理後の画像においては、その部位の信号値が元の信号値から非線形変換関数の出力（その絶対値が０より大きい）を引いた値になる。こうすることによって、ノイズがある部分（振幅が閾値以下の部位）が平滑化されると共に、振幅の大きいエッジ部分（振幅が閾値よりも大きい部位）を保存することができる。この方法に用いられる閾値が、エッジがノイズかを判断するパラメータとなる。
【特許文献１】特開平１０−３５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、例えばεフイルタを用いることでノイズ除去とエッジ保存性を両立可能となるが、ノイズ部分とエッジ部分との判定に用いる閾値の設定によって、その性能は大きく左右されるものである。この閾値の設定が適切でないと、ノイズが十分に抑制できない、あるいは、エッジ部分をノイズとして抑制してしまい画像をぼかしてしまう（エッジが鈍る）といった悪影響が起こる為、適切な閾値を設定することが課題となっている。また、εフイルタのほかにも、ＥフイルタやＭｅｄｉａｎフイルタなど同様の効果が見込まれるフイルタをノイズ抑制処理に用いたとしても、やはり、適切な閾値を設定することが課題となる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、画像データからノイズ量を判定し、判定結果に応じてノイズ部分とエッジ部分の判定に用いる閾値を適宜設定し、設定した閾値を用いてフイルタによるノイズ抑制処理を実施することで、ノイズ抑制とエッジ保存性の高い画像処理方法、装置、それに用いるプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の画像処理装置は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する装置であって、
デジタル画像の入力を受け付ける入力手段と、
前記デジタル画像のノイズ量を判定し、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定するノイズ量判定部と、
ノイズ量判定部が決定したノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去するノイズ抑制処理部と、
ノイズ抑制処理が施された画像を出力する出力手段と、
を備え、
前記ノイズ量判定部は、
前記デジタル画像の色差成分を分離する色差成分分離部と、
分離した各色成分を周波数領域に変換する周波数変換部と、
周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定するノイズ除去強度設定部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明において、「デジタル画像」とは、デジタルカメラなどで被写体を撮像して得たデジタル画像は勿論、スキャナなどの読取装置で銀塩写真フイルムや、印刷物（例えばプリント）などにある画像を読み取って得たデジタル画像も含むものである。以下、説明上の便宜のため、単に画像というものも、デジタル画像を意味するものとする。
【００１４】
また、本発明における「ノイズ」とは、例えば、インクジェットプリンタなどの色ムラのようなものを指す。
【００１５】
すなわち、輝度値として微細で急峻な粒状として発生するノイズではなく、画像の輝度変化がほとんどない平坦な部分で、色差成分を周波数変換したときに小振幅変動として現われるものを、ノイズとし、除去対象とする。
【００１６】
また、「ノイズ除去強度」とは、デジタル画像のノイズ部分とエッジ部分とを判定するための閾値であり、ノイズ抑制処理部において用いられるフイルタのフイルタ係数となるものである。
【００１７】
例えば、ノイズ除去強度を設定する「ノイズ除去強度設定部」は、ノイズと判定された画素数の前記デジタル画像の全画素数に対する割合によって、ノイズ除去強度を設定してもよい。より具体的には、ノイズと判定された画素数が多い場合には、ノイズ抑制効果が高い値をノイズ除去強度として設定し、また、ノイズと判定された画素数が少ない場合には、エッジの保存性を考慮して抑制効果が低い値をノイズ除去強度として設定するようにしてもよい。
【００１８】
また、「ノイズ抑制処理部」は、例えばεフイルタなどのフイルタを用い、また当該フイルタにノイズ除去強度として設定された閾値を適用して、前記デジタル画像からノイズを除去するものである。
【００１９】
また「色差成分」とは、例えば、輝度と色差の関係を示すＹＣｒＣｂ空間におけるＣｒ成分とＣｂ成分を指すものである。「色差成分」をノイズ判定に用いるのは、本発明において除去対象である色ムラなどのノイズは、輝度成分の変化が比較的平坦な箇所に現われるため輝度成分（Ｙ成分）から抽出するよりも、色差成分（Ｃｒ成分とＣｂ成分）を用いて特定するほうが効率がよいためである。さらに、除去対象ではない「エッジ部分」は輝度値の変化として現われやすいことから、予め輝度成分をノイズ判定の対象から除外することによってエッジ部分の保存性を高めることができるからである。
【００２０】
本発明の第２の画像処理装置は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する装置であって、
前記ノイズ量判定部が備えるノイズ除去強度設定部は、周波数変換された前記各色差成分の特定の周波数成分を抽出し、当該抽出した特定の周波数成分から前記ノイズ量を算出することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第３の画像処理装置は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する装置であって、
前記ノイズ量判定部が備えるノイズ除去強度設定部は、
低周波成分を抽出する第１のＬＰＦと、
低周波成分並びに中周波数成分を抽出する第２のＬＰＦを備え、
当該第１のＬＰＦと第２のＬＰＦの抽出結果から、中周波数成分を前記特定の周波数成分として抽出して、当該抽出された中周波数成分からノイズ量を算出することを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、「中周波数成分」を抽出するのは、以下の理由によるものである。
【００２３】
まず、高周波数成分には、輝度の値変化の激しいエッジ部分が含まれている可能性が高いため、ノイズ量の判定からは除外する。さらに、高周波成分には、本願発明の除去対象である色ムラなどのノイズではなく、輝度値の変化が微細で急峻な粒状として発生する一般的なノイズが含まれている可能性が高いので、本願におけるノイズ量の判定からは除外している。
【００２４】
また、低周波数成分には、そもそもノイズとして判定すべき部分は含まれていないため、ノイズ量の判定からは除外するものである。
【００２５】
本発明の第４の画像処理装置は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する装置であって、
前記ノイズ量判定部が備えるノイズ除去強度設定部は、前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数をノイズ量として算出することを特徴とするものである。
【００２６】
ここで、「特定のコントラスト範囲」とは周波数成分の振幅が比較的低い値をとる範囲を指し、当該範囲を抽出するのは、本願発明が除去対象とする色ムラなどのノイズは先に述べたように平坦部において現われるもので輝度値の変動が小さいためである。
【００２７】
ただし、「比較的低い値をとる範囲」であっても、一定値以下の振幅についてはノイズとしては判断しないようにするために、「特定のコントラスト範囲」を「一定値以下を除いた低コントラスト範囲」と定義づけてもよい。
【００２８】
本発明の第１の画像処理方法は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する方法であって、
デジタル画像の入力を受け付け、
前記デジタル画像のノイズ量を判定して、ノイズを除去する度合いであるノイズ除去強度を設定し、
前記ノイズ除去強度に基づき、前記デジタル画像のノイズを除去することでノイズを抑制し、
ノイズを抑制した前記デジタル画像を出力する画像処理方法であって、
前記ノイズ量を判定してノイズ除去強度を設定する際に、
前記デジタル画像の色差成分を分離し、
当該分離した各色成分を周波数領域に変換し、
周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出し、
当該算出したノイズ量に応じた前記ノイズ除去強度を設定する
ことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の第２の画像処理方法は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する方法であって、
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
周波数変換された前記各色差成分の特定の周波数成分を抽出し、
当該抽出した特定の周波数成分からノイズ量を算出する
ことを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第３の画像処理方法は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する方法であって、
前記周波数領域に変換された各色差成分からノイズ量を算出する際に、
第１のＬＰＦによって低周波成分を抽出し、
第２のＬＰＦによって前記低周波成分並びに中周波数成分を抽出し、
当該第１のＬＰＦと第２のＬＰＦの抽出結果から、前記中周波数成分のみを前記特定の周波数成分として抽出し、
当該抽出された中周波数成分からノイズ量を算出することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の第４の画像処理方法は、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する処理を実施する方法であって、
前記抽出した中周波数成分からさらに、特定のコントラスト範囲にある画素を抽出し、その画素数をノイズ量として算出することを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明の画像処理方法を、コンピュータに実行させるプログラムとして提供するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の画像処理方法および装置によれば、色差成分を周波数変換したものを用いてノイズ量を判定するので、除去対象とする色ムラなどのノイズを、輝度成分に現われやすいエッジと区別することが可能となり、ノイズ抑制とエッジ保存の両方を担保することができる。
【００３４】
また、特定の周波数成分からノイズ量を算出することにより、本願発明が除去対象とする色ムラなどのノイズのノイズ量算出の効率および精度を向上させることができ、ノイズ抑制処理に際して適切な閾値（フイルタ係数）を設定することが可能となる。
【００３５】
特に、当該特定周波数成分を中周波数成分とすることによって、より望ましいノイズ判定の精度向上及びノイズ算出のための効率化を図ることができ、ノイズ抑制処理に際して適切な閾値（フイルタ係数）を設定することが可能となる。
【００３６】
また、中周波数成分から特定のコントラスト範囲にある画素をもちいてノイズ量を算出することにより、本願発明が除去対象とする色ムラなどのノイズの、ノイズ量算出の効率および精度をさらに向上させることができる。
【００３７】
上述した画像処理装置・画像処理方法によれば、適切なフイルタ係数を設定することによってノイズを抑制しつつエッジを保存することができ、より精度のよい画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明の画像処理装置は、例えば、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理プログラムをインストールされたコンピュータ（パーソナルコンピュータ）において実行することにより実現されるものである。尚、この場合、上述の画像処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされることになる。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態の画像処理装置は、原画像であるデジタル画像Ｄ０（例えばＲＧＢ表記されたもの）の入力を受け付ける入力手段１と、画像Ｄ０に対して例えばＹＣｂＣｒ変換して画像Ｓ０を得る色空間変換手段２と、画像Ｓ０の色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）を用いてノイズ量を算出しノイズ部分とエッジ部分とを判定するための閾値を設定するするノイズ量判定部３と、設定された閾値に従ってノイズを除去するノイズ抑制処理部４と、ノイズ抑制処理をされた処理済画像を出力する出力手段５を備えるものである。
【００４０】
ここで、入力手段１が受け付ける画像Ｄ０はＲＧＢ以外の色空間を用いたものであってもよい。また、色空間変換手段２は、例えば以下の式（１）によるＲＧＢ空間からＹＣｂＣｒ空間への変換処理、
［数１］
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ
Ｃｒ＝０．５００×Ｒ−０．４１９×Ｇ−０．０８１×Ｂ              （１）
Ｃｂ＝−０．１６９×Ｒ−０．３３１×Ｇ＋０．５００×Ｂ
但し、Ｙ：輝度値
Ｃｒ，Ｃｂ：色差
Ｒ，Ｇ，Ｂ：Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値
あるいは、以下の式（２）によるＲＧＢ空間からＬＣ１Ｃ２空間への変換処理
［数２]
Ｌ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ
Ｃ１＝−０．２９９×Ｒ−０．５８７×Ｇ＋０．８８６×Ｂ              （２）
Ｃ２＝０．７０１×Ｒ−０．５８７×Ｇ−０．１１４×Ｂ
但し、Ｌ：輝度値
Ｃ１，Ｃ２：色差
Ｒ，Ｇ，Ｂ：Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値
など、色空間から別の色空間への変換処理を実施するものであればよい。ただし、色空間変換手段２によって得られる画像Ｓ０は、本願発明において除去対象とするノイズ（色ムラ）の性質上、「色差」をその成分とするものであることが望ましい。
【００４１】
次に、ノイズ量判定部３について詳述する。ノイズ量判定部３は、画像Ｓ０から色差成分（例えばＣｂ、Ｃｒ）のみを分離する色差成分分離部３０１と、分離した各色差成分に対して周波数変換を行う周波数変換部３０２と、各色差成分の周波数成分から低周波成分のみを抽出する第１のＬＰＦ３０３と、低周波成分及び中周波数成分を抽出する第２のＬＰＦ３０４と、前記第１のＬＰＦ３０３及び第２のＬＰＦ３０４の各出力から中周波数成分のみを抽出する手段３０５、さらに、中周波数成分から特定のコントラスト範囲の画素を抽出して、ノイズ量を算出し、算出されたノイズ量に応じてノイズ抑制処理部において用いるノイズ除去強度（フイルタ係数として用いる閾値）を決定するノイズ除去強度設定部３０６を備えるものである。
【００４２】
ノイズ量判定部３において、画像Ｓ０の色差成分のみを用いるのは、本願発明において除去対象とするノイズ（色ムラ）の性質を鑑みてのことである。例えばインクジェットプリンタの色ムラは、輝度値の変化の少ない「平坦部」において生じるものであり、用いるインク（色）の量のバランスが崩れることで生じるノイズである。従って、色差成分をノイズ判定の対象とすることで、より正確にノイズを特定することができる。さらに、エッジは輝度値の変化として表れるものであるから、予め輝度成分（例えばＹ成分）をノイズ判定の対象から除外することで、エッジをノイズと誤判定することを防ぐことが可能となる。
【００４３】
また、ノイズ量判定部３において、色差成分を周波数変換した後に中周波数成分を抽出するのも、本願発明において除去対象としているノイズ（色ムラ）の性質を鑑みてのことである。例えば、一般的に微細で急峻な粒状として発生するようなノイズは高周波成分に偏って現われるので、これを二つのＬＰＦ（３０３，３０４）によって除外しておく。さらに、低周波成分に偏った部分は、すなわち色差の値の変動が非常に少ない部分であるためノイズ判定の対象から外しておくことで演算の効率化を図ることができる。本願発明の除去対象であるノイズは、一般的なノイズよりも色差の値の変動が小さく、また、ノイズとして判定すべき値の変動を有するものであるため、ノイズ量判定のために中周波数成分を抽出するのである。尚、本実施形態においては、ＬＰＦ３０３として１１×１１のＬＰＦを、ＬＰＦ３０４として３×３のＬＰＦを用いているが、適切な中周波数成分が抽出可能であれば、どのようなフイルタを用いてもよい。
【００４４】
さらに、ノイズ量判定部３のノイズ除去強度設定部３０６において、ノイズ量を算出するために特定のコントラスト範囲を抽出するのは、本願発明における除去対象であるノイズ（色ムラ）は、色差の値の変動が比較的小さいものであることから、周波数成分のうち、一定の振幅値をもつものを抽出することで、よりノイズ判定の精度が向上するためである。
【００４５】
また、ノイズ除去強度設定部３０６は、例えば、ノイズとして判定された画素数のデジタル画像の全画素数に対する割合を「ノイズ量」として算出してもよいし、あるいは、ノイズとして判定された画素数自体を「ノイズ量」として算出するものであってもよい。ノイズ除去強度設定部３０６は、さらに、算出されたノイズ量に基づき、ノイズとエッジとを判定するための閾値を適宜設定するものである。図１においては、一例としてノイズと判定された画素数のデジタル画像の全画素数に対する割合に応じて２種類の閾値（ε１あるいはε２）を設定可能としている。閾値をさらに多く設定可能としてもよく、そうすればより、精度よくノイズの抑制及びエッジ保存が可能となり、精度のよい処理画像を得ることができる。尚、閾値の決定方法として、例えば、Ｃｂ成分とＣｒ成分ともにノイズと判定された画素数が全体のＮ割未満であれば、ノイズ除去強度の低いε１を閾値と設定し、Ｃｂ成分とＣｒ成分の少なくとも一方においてノイズと判定された画素数が全体のＮ割以上であれば、ノイズ除去強度の高いε２を閾値と設定するようにしてもよい。
【００４６】
ノイズ抑制処理部４は、ノイズ除去強度設定部３０６が設定した閾値に基づき、デジタル画像のノイズを抑制する。具体的には、入力手段１が受け付けた画像Ｄ０に対して、ノイズ除去強度設定部３０６が設定した閾値（ε１あるいはε２）をフイルタ係数とするεフイルタを適用するものとする。εフイルタは、ある一定の値以上の変動に対してその信号値は保存し、その値未満の変動を示す信号値については平滑化するもので、設定したε１あるいはε２が、信号値の保存と平滑化とに処理を分ける閾値となる。尚、ノイズ抑制処理部として、上述したεフイルタのほか、同様に急峻な変化を伴う信号に重畳された小振幅のノイズ成分を取り除くことが可能なＥフイルタやＭｅｄｉａｎフイルタを用いてノイズ抑制処理を実施してもよい。ただし、回路設計の簡便さや信号の平滑能力の高さから、εフイルタを用いることが望ましい。
【００４７】
出力手段５は、ノイズ抑制処理がされた処理済画像を出力する手段である。例えば、本実施形態の画像処理装置が、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理プログラムをコンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）上で実行することにより実現されるものであれば、出力手段５は、コンピュータのモニタであったり、あるいは、同様の画像処理プログラムをデジタルカメラ上で実行することにより実現されるものであれば、デジタルカメラのモニタが、出力手段５に相当するものである。
【００４８】
続いて、図２のフローチャートを参照しながら、本発明の画像処理方法について説明する。本発明の画像処理方法は、例えば、デジタル画像におけるエッジを保存しつつノイズを除去する画像処理プログラムをインストールされたコンピュータ（パーソナルコンピュータ）において実行することにより実現されるものである。
【００４９】
まず、原画像であるデジタル画像Ｄ０（例えばＲＧＢ表記されたもの）の入力を受け付ける（Ｓｔ．１０１）。このとき、原画像Ｄ０がＲＧＢの各値で表されるものであれば、色差成分を含む他の色空間（例えばＹＣｂＣｒ空間やＬＣ１Ｃ２空間など）へ変換処理を実施して画像Ｓ０を得る（Ｓｔ．１０２）。具体的な変換式は既に記載したとおり、例えば、式（１）や式（２）を用いればよい。もし、原画像Ｄ０が既に色差成分を含む色空間であれば、色空間の変換処理は実施せず、さらに以降の処理はＤ０を画像Ｓ０として実行される。
【００５０】
続いて、画像Ｓ０から色差成分のみを分離する（Ｓｔ．１０３）。色差成分のみを以降の処理で用いるのは、本発明が除去対象とするノイズが、例えばインクジェットプリンタの色ムラのようなノイズであり、輝度値（例えばＹＣｂＣｒ空間のＹ成分の値）の変化がほとんどない平坦部において生じ、インクの量のバランスが悪いことがその発生原因であることから、色差成分の値の変化として表れやすいという性質に鑑みたものである。
【００５１】
次に、各色差成分を周波数変換する（Ｓｔ．１０４）。すなわち、例えば色差成分ＣｂとＣｒがあれば、それぞれに対して周波数変換を施す。
【００５２】
周波数変換を実施された色差成分から、中周波数成分を抽出する（Ｓｔ．１０５）。具体的には、例えば１１×１１のＬＰＦによって低周波領域を抽出し、それと並行して３×３のＬＰＦによって低周波領域および中周波数領域を抽出し、それら抽出結果をもちいて、さらに、中周波数成分のみを抽出する。中周波数成分のみを抽出するのは、本発明の除去対象とするノイズの性質によるものである。すなわち、上述したようなインクジェットプリンタの色ムラのようなノイズは、比較的色差成分の値の変化としては小さな範囲のものであるため、いわゆる微細で急峻な粒状として発生するようなノイズは高周波成分に偏って現われるため、高周波成分についてはノイズの判定対象から除外される。また、低周波成分は色差の値の変動が非常に少ない部分であるためノイズ判定の対象から外しておくことで演算の効率化を図ることができる。
【００５３】
次に、抽出された中周波数成分のうち、その振幅値が一定の範囲の画素を抽出する（Ｓｔ．１０６）。これは、ある特定のコントラストをもつ画素のみを抽出することであり、本発明の除去対象であるノイズが、色差成分の値の変化としては急峻なものではなくまた平坦なものでもなく、ある一定の範囲内の変化値をもつという特徴のためである。
【００５４】
抽出された画素の画素数、あるいは抽出された画素の画素数の前記デジタル画像の全画素数に対する割合を「ノイズ量」として算出し（Ｓｔ．１０７）、算出されたノイズ量に応じて、ノイズ部分とエッジ部分との判定に用いる閾値を決定する（Ｓｔ．１０８）。この閾値は、後述するノイズ抑制処理におけるノイズ除去の強度を表すものであり、例えば、ノイズと判定された画素数のデジタル画像の全画素数に対する割合に応じて２種類の閾値（ε１あるいはε２）を設定可能とする。閾値をさらに多く設定可能としてもよく、そうすればより、精度よくノイズの抑制及びエッジ保存が可能となり精度のよい処理画像を得ることができる。尚、閾値の決定方法として、例えば、Ｃｂ成分とＣｒ成分ともにノイズと判定された画素数が全体のＮ割未満であれば、ノイズ除去強度の低いε１を閾値と設定し、Ｃｂ成分とＣｒ成分の少なくとも一方においてノイズと判定された画素数が全体のＮ割以上であれば、ノイズ除去強度の高いε２を閾値と設定するようにしてもよい。
【００５５】
次に、設定された閾値を用いて、原画像Ｄ０に対してノイズ抑制処理を実施する（Ｓｔ．１０９）。ノイズ抑制処理を実施するとは、具体的には、設定された閾値をフイルタ係数とするεフイルタを原画像Ｄ０に適用するものとする。εフイルタは、ある一定の値以上の変動に対してその信号値は保存し、その値未満の変動を示す信号値については平滑化するもので、設定したε１あるいはε２が、信号値の保存と平滑化とに処理を分ける閾値となる。尚、ノイズ抑制処理部として、上述したεフイルタのほか、同様に急峻な変化を伴う信号に重畳された小振幅のノイズ成分を取り除くことが可能なＥフイルタやＭｅｄｉａｎフイルタを用いてノイズ抑制処理を実施してもよい。ただし、回路設計の簡便さや信号の平滑能力の高さから、εフイルタを用いることが望ましい。
【００５６】
最後に、ノイズ抑制処理を施された処理済画像が、コンピュータのモニタ等へ出力される（Ｓｔ．１１０）。
【００５７】
このように、本実施形態の画像処理装置・方法によれば、デジタル画像のノイズ量に応じて、エッジ部分とノイズ部分とを判定するための閾値を適切に設定することができ、エッジを保存しつつノイズを抑制して、より精度の高い画像を得ることができる。
【００５８】
特に、ノイズ量を算出する際に、本発明の除去対象であるノイズ（色ムラ）の特徴に添って、デジタル画像の色差成分を用いることで、より正確なノイズ量を算出することができる。
【００５９】
また、ノイズ量を算出する際に、デジタル画像の色差成分を周波数領域に変換し、特定の周波数成分のみをノイズ量算出に用いることで、より正確なノイズ量を算出することができるとともに、演算量を少なくすることができる。
【００６０】
さらに、特定の周波数成分から、特定のコントラストをもつ画素を抽出することで、より、ノイズを含む画素をより正確に特定することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、様々な増減、変更を行うことができる。
【００６２】
例えば、ノイズ抑制処理部としてεフイルタを用いたが、この他にも、急峻な変化を伴う信号に重畳された小振幅のノイズ成分を取り除くことが可能なＥフイルタやＭｅｄｉａｎフイルタを用いてノイズ抑制処理を実施してもよい。
【００６３】
また、例えば、色差成分を周波数変換した後にその中周波数成分を抽出する際に、１１×１１のＬＰＦと３×３のＬＰＦを用いたが、他のサイズのＬＰＦを組合わせて用いてもよい。
【００６４】
また、抽出された中周波数成分からさらに、特定のコントラストを持つ画素を抽出する際に、適用するインクジェットプリンタの特性に合わせて、上述の「特定のコントラスト」を示す振幅値の上限と下限は予め設定されるものであってもよいし、また、各画素の振幅値の統計から自動的に算出されるものであってもよいし、あるいは、ユーザによって入力された値を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態の一つである画像処理装置１００の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態の一つである画像処理方法の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６６】
１       入力手段
２       色空間変換手段
３       ノイズ量判定部
４       ノイズ抑制処理部
５       出力手段
１００   画像処理装置
３０１   色差成分分離部
３０２   周波数変換部
３０３   第１のＬＰＦ
３０４   第２のＬＰＦ３０４
３０５   中周波数成分を抽出する手段
３０６   ノイズ除去強度設定部
【図１】
2007011926.tif 000003
【図２】
2007011926.tif 000004