(57)【要約】 【課題】  画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】  周波数帯域分割部１３２１は、入力された画像データを所定の周波数帯域に分割する。ノイズ低減部１３２２に含まれる濃度領域検出部２２１は、ベース帯域成分Ｒ０について、濃度領域を判定する。テーブル選択部２２２は、濃度領域検出部２２１が判定した濃度領域に対応する周波数帯域別のテーブル参照アドレスを選択する。ベース帯域ノイズ低減部２２３、低周波帯域ノイズ低減部２２４、中周波帯域ノイズ低減部２２５、および高周波帯域ノイズ低減部２２６は、テーブル選択部２２２が選択したテーブル参照アドレスで示される１ＤＬＵＴを格納部１３２４から読み出して、各周波数帯域成分Ｒ０〜Ｒ３を補正する。周波数帯域合成部１３２３は、ノイズが低減された各周波数帯域データを合成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを処理する画像処理装置であって、
画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割手段と、
周波数帯域分割手段によって分割された画像データの濃度が、予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかを判定する濃度領域判定手段と、
周波数帯域分割手段によって分割された各画像データの濃度を、濃度領域判定手段によって判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減するノイズ低減手段と、
ノイズ低減手段によって濃度が低減された各画像データを合成する周波数帯域合成手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であ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】
請求項１または２に記載の画像処理装置と、
画像データを入力する画像入力装置と、
画像データを出力する画像出力装置とを含み、
画像入力装置から入力された画像データを画像処理装置によって処理し、画像処理装置によって処理された画像データを画像出力装置によって出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像処理装置と、
画像データを入力する画像入力装置とを含み、
画像入力装置から入力された入力画像データを画像処理装置によって処理して画像を読取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
画像データを処理する画像処理方法であって、
画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程と、
周波数帯域分割工程で分割された画像データの濃度が、予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかを判定する濃度領域判定工程と、
周波数帯域分割工程で分割された各画像データの濃度を、濃度領域判定工程で判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減するノイズ低減工程と、
ノイズ低減工程で濃度が低減された各画像データを合成する周波数帯域合成工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
前記予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータを請求項１または２に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズを低減することができる画像処理装置、画像形成装置、画像読取装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関し、より詳細には、カラー画像入力装置によって発生するノイズが含まれた画像データに対して、ノイズ低減処理を行うことができる画像処理装置、画像形成装置、画像読取装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ等のカラー画像入力装置で原稿を読み込んだ場合の画像データには、カラー画像入力装置によって発生するノイズが含まれる。このノイズは、画像処理装置で施される強調処理、たとえばＭＴＦ（Modulation Transfer Function：振幅伝達関数）補正、一般的に低濃度部の階調が強調される入力階調補正、およびエッジ強調等によって強調され、結果として出力される画像が劣化するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するための従来の技術として、カラーフィルムの画像を読取る際に画像データに対して最適な輪郭補正を行うカラースキャナがある。このカラースキャナは、強調処理の一つである輪郭補正時に同時に強調されるノイズを、カラーフィルムの濃度値、感度、ガンマ特性、あるいはそれらの組合せに応じて、輪郭成分、一般的には高周波成分におけるノイズを低減するものである（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５１４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したノイズは、カラー画像入力装置の主要部であるＣＣＤ（Charge
Coupled Device）の駆動系の振動により発生する機械的ノイズ、あるいはＣＣＤ受光素子による電気的ノイズ等である。このノイズは、全濃度領域、および全周波数帯域に渡って分布しており、その分布度合いも異なる。たとえば高濃度領域では、暗電流の影響によるノイズが多く含まれることが多く、その後のＭＴＦ補正および入力階調補正によってさらに増幅され、画質劣化の１つの要因となっている。周波数に対しては、ＣＣＤ受光素子による電気的ノイズが高周波側に多く含まれ、ＣＣＤの駆動系の機械的ノイズは、低周波側に多く現れる。これらのノイズ分布特性は、カラー画像入力装置によって異なる。
【０００６】
図１５は、視覚特性の１つである空間的対比効果を示す画像の一例である。人の視覚特性として、空間的対比効果および後述するコントラスト感度特性が良く知られている。空間的対比効果は、注目している場所、すなわち図１５に示した小さな灰色の四角形からの反射光だけではなく、その周辺、すなわち図１５に示した白から黒へなだらかなに濃度が変化する背景部分の反射光の影響をうけるというメカニズムである。図１５に示した白黒のパターンには、白から黒へなだらかに背景の明るさが変化しているパターンの上に、５つの小さな灰色の四角形がある。小さな灰色の四角はどれも同じ中程度の明るさの灰色である。中央の一つの四角形は、背景と同じ明度のためほとんど背景と区別することができない。図１５の右側、つまり背景が黒の部分にある四角形は、図１５の左側、つまり背景が白の部分にある四角形よりも明るく見える。このことは、高濃度領域内に存在する白点が目立つという経験則と一致する。
【０００７】
図１６は、視覚特性の１つであるコントラスト感度特性の一例を示す。コントラスト感度特性、つまりＶＴＦ（Visual Transfer Function）特性は、視覚的なコントラストが周波数に依存するという特性である。図１４は、観測距離３００ｍｍにおける横軸周波数
（cycles/degree）に対する縦軸視覚のコントラスト感度特性（ＶＴＦ）を示しており、コントラスト特性のＶＴＦ値が大きいほど感度がよい。視覚特性の１つであるコントラスト感度特性は、１〜２cycles/degreeの低周波領域付近でもっとも感度がよく、さらに低周波、そして高周波になるにつれて、感度が悪くなるという特性がある。すなわち、ＣＣＤの駆動系によって発生する低周波の機械的ノイズが視覚的に目立ってしまうことになる。
【０００８】
このような視覚特性を考慮すれば、たとえばカラー画像入力装置によって発生するノイズが、全濃度領域および全周波数帯域において、同程度に付加されたとしても、特定の濃度領域および周波数帯域によって、ノイズが目立ってしまうことになり、画質の劣化を招いてしまう。したがって、上述した従来の技術では、輪郭成分以外の周波数帯域に渡るさまざまなノイズ、および人の視覚特性による影響で視覚的に増幅されるノイズを低減することができないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題を解決するためのものであって、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる画像処理装置、画像形成装置、画像読取装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、画像データを処理する画像処理装置であって、
画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割手段と、
周波数帯域分割手段によって分割された画像データの濃度が、予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかを判定する濃度領域判定手段と、
周波数帯域分割手段によって分割された各画像データの濃度を、濃度領域判定手段によって判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減するノイズ低減手段と、
ノイズ低減手段によって濃度が低減された各画像データを合成する周波数帯域合成手段とを含むことを特徴とする画像処理装置である。
【００１１】
本発明に従えば、画像データを処理する画像処理装置では、周波数帯域分割手段によって、画像入力装置から入力された画像データの信号が予め定める複数の周波数帯域に分割され、濃度領域判定手段によって、周波数帯域分割手段によって分割された画像データの濃度が予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかが判定され、ノイズ低減手段によって、周波数帯域分割手段によって分割された各画像データの濃度が、濃度領域判定手段によって判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減され、周波数帯域合成手段によって、ノイズ低減手段によって濃度が低減された各画像データが合成される。
【００１２】
このように、画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割し、分割された各画像データの濃度を、画像データの濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減した後、濃度が低減された各画像データを合成するので、画像入力装置から入力された画像データの濃度領域および周波数帯域に応じてノイズを低減することができ、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。
【００１３】
また本発明は、前記予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であるので、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となる。
【００１５】
また本発明は、前記画像処理装置と、
画像データを入力する画像入力装置と、
画像データを出力する画像出力装置とを含み、
画像入力装置から入力された画像データを画像処理装置によって処理し、画像処理装置によって処理された画像データを画像出力装置によって出力することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
本発明に従えば、前記画像処理装置を含むので、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。
【００１７】
また本発明は、前記画像処理装置と、
画像データを入力する画像入力装置とを含み、
画像入力装置から入力された入力画像データを画像処理装置によって処理して画像を読取ることを特徴とする画像読取装置である。
【００１８】
本発明に従えば、前記画像処理装置を含むので、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。
【００１９】
また本発明は、画像データを処理する画像処理方法であって、
画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程と、
周波数帯域分割工程で分割された画像データの濃度が、予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかを判定する濃度領域判定工程と、
周波数帯域分割工程で分割された各画像データの濃度を、濃度領域判定工程で判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減するノイズ低減工程と、
ノイズ低減工程で濃度が低減された各画像データを合成する周波数帯域合成工程とを含むことを特徴とする画像処理方法である。
【００２０】
本発明に従えば、画像データを処理する画像処理方法は、周波数帯域分割工程では、画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割し、濃度領域判定工程では、周波数帯域分割工程で分割された画像データの濃度が、予め定める複数の濃度領域のうちのいずれの濃度領域に属するかを判定し、ノイズ低減工程では、周波数帯域分割工程で分割された各画像データの濃度を、濃度領域判定工程で判定された濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減し、周波数帯域合成工程では、ノイズ低減工程で濃度が低減された各画像データを合成する。
【００２１】
このように、画像入力装置から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割し、分割された各画像データの濃度を、画像データの濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減した後、濃度が低減された各画像データを合成するので、画像入力装置から入力された画像データの濃度領域および周波数帯域に応じてノイズを低減することができ、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。
【００２２】
また本発明は、前記予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であるので、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となる。
【００２４】
また本発明は、コンピュータを前記画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムである。
【００２５】
本発明に従えば、コンピュータを画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムとして実現することができる。
【００２６】
また本発明は、前記プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
本発明に従えば、コンピュータを画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体として実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができるので、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００２８】
また本発明によれば、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となるので、視覚的に目立ちやすいノイズが抑制された画像を得ることができる。
【００２９】
また本発明によれば、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができるので、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００３０】
また本発明によれば、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができるので、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００３１】
また本発明によれば、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができるので、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００３２】
また本発明によれば、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となるので、視覚的に目立ちやすいノイズが抑制された画像を得ることができる。
【００３３】
また本発明によれば、コンピュータを画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムとして実現することができる。
【００３４】
また本発明によれば、コンピュータを画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明の実施の第１の形態であるカラー画像処理装置１０を含むデジタルカラー複写機１の構成を示すブロック図である。画像形成装置であるデジタルカラー複写機１は、本発明の実施の第２の形態であり、カラー画像処理装置１０、カラー画像入力装置３０、カラー画像出力装置４０、および操作パネル５０を含む。
【００３６】
画像処理装置であるカラー画像処理装置１０は、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、入力補正部１３、入力階調補正部１４、領域分離処理部１５、色補正部１６、黒生成下色除去部１７、空間フィルタ処理部１８、出力階調補正部１９、および階調再現処理部２０を含む。カラー画像処理装置１０は、カラー画像入力装置３０によって読取られたアナログ信号に対して、これらの部位で処理を行い、ＣＭＹＫ（Cyan-Magenta-
Yellow-Black）のデジタルカラー信号に変換して、カラー画像出力装置４０に送る。
【００３７】
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１１は、ＲＧＢ（Red-Green-Blue）のアナログ信号をデジタル信号に変換する。シェーディング補正部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から受け取ったデジタルのＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置３０の照明系、結像系、および撮像系で生じた歪みを取り除く。
【００３８】
入力補正部１３は、カラー画像入力装置３０、たとえばスキャナの機械的特性および光学的特性によって発生する歪みを補正する。入力補正部１３の詳細は、後述する。
【００３９】
入力階調補正部１４は、シェーディング補正部１２によって歪みが取り除かれたＲＧＢ信号、たとえばＲＧＢの反射率信号に対して、カラーバランスを整えると同時に、カラー画像処理装置１０で扱うことができる信号、たとえば濃度信号に変換する。
【００４０】
領域分離処理部１５は、ＲＧＢ信号よって、入力画像中の各画素を文字領域、網点領域、および写真領域のうちのいずれかに分離するものである。領域分離処理部１５は、分離結果に基づいて、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１７、空間フィルタ処理部１８、および階調再現処理部２０へ送るとともに、入力階調補正部１４からの信号をそのまま色補正部１６に送る。
【００４１】
色補正部１６は、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー）色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行う。
【００４２】
黒生成下色除去部１７は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであって、ＣＭＹの３色信号をＣＭＹＫの４色信号に変換する。黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行なう一般的方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ，出力されるデータをＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'、ＵＣＲ（Under Color Removal）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理では、式１で表わされる変換が行なわれる。
【００４３】
【数１】
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【００４４】
空間フィルタ処理部１８は、黒生成下色除去部１７より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけおよび粒状性劣化を防ぐ。階調再現処理部２０も、空間フィルタ処理部１８と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を行う。
【００４５】
たとえば、領域分離処理部１５にて文字に分離された領域は、特に黒文字あるいは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１８による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部２０においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。
【００４６】
領域分離処理部１５にて網点に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部１８において、入力網点成分を除去するためのローパスフィルタ処理が行われる。出力階調補正部１９では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置４０の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、階調再現処理部２０で、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理、すなわち中間調生成が行われる。領域分離処理部１５にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。
【００４７】
上述した各処理が行われた画像データは、一旦半導体メモリなどで構成される図示しない記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置４０に送られる。以上の処理は、カラー画像処理装置１０に含まれる図示しないＣＰＵ（Central
Processing Unit）が、カラー画像処理装置１０に含まれる図示しない記憶手段に記憶されたプログラムを実行することによって処理される。
【００４８】
カラー画像入力装置３０は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device ）を備えたスキャナ等によって構成され、原稿からの反射光像をＣＣＤによって読取り、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のアナログ信号として、カラー画像処理装置１０に送る。カラー画像出力装置４０は、画像データを紙等の記録媒体上に出力する出力装置で、たとえば電子写真方式あるいはインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置等であるが、特にこれらに限定されるものではない。操作パネル５０は、デジタルカラー複写機１の動作モードを設定するための設定ボタンおよびテンキーなどを有する入力装置、および液晶ディスプレイなどで構成される表示装置によって構成される。
【００４９】
図２は、図１に示した入力補正部１３の構成を示すブロック図である。入力補正部１３は、ライン遅延補正部１３１、ノイズ補正部１３２、およびＭＴＦ補正部１３３を含む。ライン遅延補正部１３１は、ＲＧＢ間にあるラインギャップを取り除き、ラインギャップがないデータに変換する。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィルタが設けられたＣＣＤの位置が異なるので、ライン遅延補正部１３１は、この位置ズレによるＲ、Ｇ、Ｂの各信号の時間差を補正するものである。
【００５０】
ノイズ補正部１３２は、ＣＣＤの駆動系の振動によって発生する機械的ノイズおよびＣＣＤ受光素子による電気的ノイズの影響を低減させる処理を行う。ノイズ補正部１３２の詳細は、後述する。
【００５１】
ＭＴＦ補正部１３３は、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function：振幅伝達関数）の劣化を修復するものである。すなわち、ＣＣＤが出力する画像信号には、レンズあるいはミラー等の光学部品、ＣＣＤの受光面のアパーチャ開口度、転送効率および残像、ならびに物理的な走査による積分効果および操作ムラ等に起因して、ＭＴＦの劣化が生じている。カラー画像入力装置３０によって読み込まれた画像は、このＭＴＦの劣化によってぼやけたものとなっている。ＭＴＦ補正部１３３は、適切なフィルタ処理、たとえば強調処理を行うことによって、ＭＴＦの劣化によって生じるぼやけを修復して、画像品質を向上させる。
【００５２】
図３は、図２に示したノイズ補正部１３２の構成を示すブロック図である。ノイズ補正部１３２は、周波数帯域分割部１３２１、ノイズ低減部１３２２、周波数帯域合成部１３２３、および格納部１３２４を含む。周波数帯域分割部１３２１は、所定の周波数帯域の画像データを得るための複数の周波数帯域フィルタから構成され、入力された画像データを所定の周波数帯域に分割する。
【００５３】
ノイズ低減部１３２２は、周波数帯域分割部１３２１で分割された各周波数帯域に含まれるノイズを低減する。周波数帯域合成部１３２３は、ノイズ低減部１３２２でノイズが低減された各周波数帯域の画像データを合成する。格納部１３２４は、周波数帯域分割部１３２１で使用される各帯域フィルタ、およびノイズ低減部１３２２で使用される１ＤＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）を記憶している。
【００５４】
図４は、図３に示した周波数帯域分割部１３２１の構成を示すブロック図である。周波数帯域分割部１３２１は、Ｒチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒ、Ｇチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｇ、およびＢチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｂを含む。
【００５５】
Ｒチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒは、複数のハイパスフィルタを用いた差分処理によって、Ｒ成分の画像データを各帯域成分に分割する。同様に、Ｇチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｇおよびＢチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｂは、複数のハイパスフィルタを用いた差分処理によって、それぞれＧ成分およびＢ成分の画像データを各帯域成分に分割する。具体的には、Ｎ×Ｍ画素、たとえば１３×１３画素からなる画像データＲ＿ｍａｓｋに対して、カットオフ周波数の異なる３つの空間ハイパスフィルタを用いて帯域分割処理を行う。
【００５６】
図５は、図４に示したＲチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒが用いる３つのハイパスフィルタの係数および特性を示す。図５（ａ１）〜図５（ａ３）は、それぞれ３つのハイパスフィルタＬ、ハイパスフィルタＭ、およびハイパスフィルタＨの係数を示す。Ｒチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒは、たとえば、図５（ａ１）〜図５（ａ３）に示した１３×１３マスクサイズを持つ２次元化した３つの異なるハイパスフィルタ係数を用いる。
【００５７】
図５（ｂ１）〜図５（ｂ３）は、それぞれ３つのハイパスフィルタＬ、ハイパスフィルタＭ、およびハイパスフィルタＨの周波数特性を示す。横軸が周波数、縦軸がＭＴＦを示す。図１５に示した３つのハイパスフィルタＬ、ハイパスフィルタＭ、およびハイパスフィルタＨのハイパスフィルタ係数および周波数特性は、予め格納部１３２４に格納しておく。
【００５８】
Ｇチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｇおよびＢチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｂも、Ｒチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒが用いる３つのハイパスフィルタと同様のハイパスフィルタを用いる。それらのハイパスフィルタ係数および周波数特性も、予め格納部１３２４に格納しておく。
【００５９】
図６は、図４に示したＲチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒの構成を示すブロック図である。Ｒチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒは、ハイパスフィルタＬ２１１、ハイパスフィルタＭ２１２、ハイパスフィルタＨ２１３、加算器ａ２１４、加算器ｂ２１５、および加算器ｃ２１６を含む。
【００６０】
ハイパスフィルタＬ２１１、ハイパスフィルタＭ２１２、およびハイパスフィルタＨ２１３は、たとえばそれぞれ図５（ａ１）〜図５（ａ３）に示した係数および図５（ｂ１）〜図５（ｂ３）に示した特性の空間ハイパスフィルタである。
【００６１】
Ｎ×Ｍ画素からなるマスクデータつまり画像データＲ＿ｍａｓｋの注目画素Ｒｏに対するベース帯域成分Ｒ０は、注目画素値Ｒｏから、注目画素Ｒｏを含むＮ×Ｍ画素からなる画像データＲ＿ｍａｓｋに対して、ハイパスフィルタＬ２１１で処理が行われた注目画素値Ｒ０１を減算した差分値で表される。ベース帯域成分Ｒ０は、画像データＲ＿ｍａｓｋに対してローパスフィルタを通した時の値と同じ値になる。
【００６２】
同様に、低周波数帯域成分Ｒ１は、ハイパスフィルタＬ２１１で処理が行われた注目画素値Ｒ０１から、画像データＲ＿ｍａｓｋに対して、ハイパスフィルタＭ２１２で処理が行われた注目画素値Ｒ１２を減算した差分値で表される。低周波数帯域成分Ｒ１は、画像データＲ＿ｍａｓｋに対してバンドパスフィルタを通した時の値と同じ値になる。
【００６３】
さらに、中周波数帯域成分Ｒ２は、ハイパスフィルタＭ２１２で処理が行われた注目画素値Ｒ１２から、画像データＲ＿ｍａｓｋに対して、ハイパスフィルタＨ２１３で処理が行われた注目画素値Ｒ３を減算した差分値で表される。高周波数帯域成分Ｒ３は、ハイパスフィルタＨ２１３で処理が行われた注目画素値Ｒ３である。
【００６４】
周波数帯域分割処理後の各周波数帯域成分の和は、周波数帯域分割処理前の注目画素値と一致する。たとえば図６に示した例では、注目画素値Ｒｏと、周波数帯域分割処理後の各周波数帯域成分の値Ｒ０〜Ｒ３との間には、Ｒｏ＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４という関係式が成立する。したがって、後段の周波数帯域合成部１３２３において、加算のみで合成を行うことができる。周波数帯域分割処理後の各周波数帯域成分の値Ｒ０〜Ｒ３は、それぞれノイズ低減部１３２２に送られる。Ｇ成分およびＢ成分の画像データについても同様に処理されて、ノイズ低減部１３２２に送られる。
【００６５】
図７は、図３に示したノイズ低減部１３２２の構成を示すブロック図である。ノイズ低減部１３２２は、Ｒチャンネルノイズ低減部１３２２ｒ、Ｇチャンネルノイズ低減部１３２２ｇ、およびＢチャンネルノイズ低減部１３２２ｂを含み、ＲＧＢのチャンネル毎にノイズ低減処理を行う。ノイズ低減処理は、Ｎ×Ｍ画素からなるマスク内の平均濃度レベルおよび周波数帯域に応じて選択された１ＤＬＵＴを、周波数帯域分割処理後の各成分の値に適用する。
【００６６】
図８は、図７に示したＲチャンネルノイズ低減部１３２２ｒの構成を示すブロック図である。Ｒチャンネルノイズ低減部１３２２ｒは、濃度領域検出部２２１、テーブル選択部２２２、ベース帯域ノイズ低減部２２３、低周波帯域ノイズ低減部２２４、中周波帯域ノイズ低減部２２５、および高周波帯域ノイズ低減部２２６を含む。濃度領域検出部２２１は、ベース帯域成分Ｒ０について、濃度領域を判定する。
【００６７】
図９は、濃度領域の設定を模式的に示す。ベース帯域成分Ｒ０の値が取りうる範囲０〜２５５は、４つの領域、濃度領域０〜濃度領域３に分割されている。各濃度領域におけるベース帯域成分Ｒ０の値の範囲は、濃度領域０が０〜６３、濃度領域１が６４〜１２７、濃度領域２が１２８〜１９１、および濃度領域３が１９２〜２５５である。たとえばＲ０＝３０の場合は、濃度領域０である。
【００６８】
図１０は、濃度領域および周波数帯域に対応する１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスを示す。周波数帯域別に、濃度領域毎の１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスが示されている。たとえばベース帯域については、濃度領域０に対する１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスは１ＤＬＵＴアドレス００であり、濃度領域１に対する１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスは１ＤＬＵＴアドレス０１であり、濃度領域２に対する１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスは１ＤＬＵＴアドレス０２であり、濃度領域３に対する１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスは１ＤＬＵＴアドレス０３である。同様に、低周波帯域、中周波帯域、および高周波帯域についても、それぞれ濃度領域毎の１ＤＬＵＴテーブル参照アドレスが示されている。
【００６９】
図８を参照して、テーブル選択部２２２は、図１０に示すテーブルの中から、濃度領域検出部２２１が判定した濃度領域に対応する周波数帯域別のテーブル参照アドレスを選択して、それぞれベース帯域ノイズ低減部２２３、低周波帯域ノイズ低減部２２４、中周波帯域ノイズ低減部２２５、および高周波帯域ノイズ低減部２２６に送る。
【００７０】
ベース帯域ノイズ低減部２２３、低周波帯域ノイズ低減部２２４、中周波帯域ノイズ低減部２２５、および高周波帯域ノイズ低減部２２６は、それぞれテーブル選択部２２２から受け取ったテーブル参照アドレスで示される１ＤＬＵＴを格納部１３２４から読み出して、各周波数帯域成分Ｒ０〜Ｒ３を補正する。各周波数帯域成分Ｒ０´〜Ｒ３´は、それぞれＲ０〜Ｒ３を補正した後の値である。
【００７１】
図１１は、１ＤＬＵＴの特性を模式的に示した例である。図１１（ａ）は、ベース帯域向けの１ＤＬＵＴの一例であり、図１１（ｂ）は、低・中・高周波数帯域向けの１ＤＬＵＴの一例である。
【００７２】
Ｋ０およびＫ１は、ノイズ低減が行われる入力の範囲を示し、Ｋ０あるいはＫ１の値を調節することによって、ノイズ低減量を変化させることができる。図１１（ａ）に示したベース帯域向けの１ＤＬＵＴは、正の値のみであるが、図１１（ｂ）に示した低・中・高周波数帯域向けの１ＤＬＵＴは、正および負の値をとる。低・中・高周波数帯域分割処理では、バンドパスフィルタおよびハイパスフィルタを通すので、ＤＣ成分が除去され、Ｎ×Ｍ画素からなるマスク内の平均値からの差分値、すなわち、コントラスト値になるからである。
【００７３】
図１２は、１ＤＬＵＴを設定するために用いられる濃度パッチの一例を示す。この濃度パッチは、濃度が均一な矩形であって、濃度の異なる４つの矩形から構成される。この濃度パッチを用いて、カラー画像入力装置３０の濃度領域および周波数帯域に応じたノイズ特性を把握し、把握したノイズ特性を考慮して、濃度領域および周波数帯域に応じた１ＤＬＵＴを定め、予め格納部１３２４に格納しておく。
【００７４】
具体的には、まず、図１２に示した濃度パッチをスキャナなどのカラー画像入力装置３０によって読み込み、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、ライン遅延補正、および周波数帯域分割処理を行い、Ｎ×Ｍ画素からなるマスクに対する周波数帯域分割画像データを得る。
【００７５】
次に、Ｎ×Ｍ画素からなるマスクに対する周波数帯域分割画像データの標準偏差値を各々算出する。
【００７６】
最後に、算出された標準偏差値を用いて、濃度領域および周波数帯域に応じた１ＤＬＵＴを設定する。算出された標準偏差値は、所望の濃度領域および周波数帯域に応じたカラー画像入力装置３０の平均的なノイズとみなすことができる。したがって、算出された標準偏差値を用いて、濃度領域および周波数帯域に応じた１ＤＬＵＴを設定することができる。
【００７７】
たとえば濃度領域０に相当する濃度パッチを読み込み、低周波帯域分割処理後のＮ×Ｍ画素からなるマスク周波数帯域分割画像データの標準偏差が３であったとすると、図１０のテーブル内の濃度領域０と低周波帯域における１ＤＬＵＴのアドレスに相当する図１１（ｂ）に示した特性を、Ｋ１＝３とする。
【００７８】
これは、濃度領域０に相当する濃度パッチをスキャナなどのカラー画像入力装置３０で読み込んだ場合、低周波帯域内において、平均的なノイズが±３であることを示しており、ノイズ補正部１３２の後段処理であるＭＴＦ補正部１３３による強調処理で、濃度領域および周波数帯域で上述した平均ノイズが強調されないように予め減衰させておくためである。
【００７９】
標準偏差値は、ある分布の１σに相当しており、１σ以上のノイズも上述したＮ×Ｍ画素からなるマスクの周波数帯域画像中に含まれるので、さらに多くのノイズを低減する場合は、たとえば３σを考えれば、Ｋ１＝９となるような１ＤＬＵＴを設定しておいてもよい。
【００８０】
同様に、各濃度領域および周波数帯域別に１ＤＬＵＴを設定しておくことによって、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に異なるノイズを有するカラー画像入力装置３０においても、ノイズ低減が可能となる。
【００８１】
その他の１ＤＬＵＴの設定方法については、視覚特性、たとえば空間的対比効果およびコントラスト感度特性を考慮して１ＤＬＵＴを設定することも可能である。たとえば空間的対比効果に基づけば、高濃度領域では視覚的強調処理が行われるので、カラー画像入力装置３０によるノイズが目立ちやすくなる。このような特性を考慮して、高濃度領域では減衰部分を大きくとるような１ＤＬＵＴを設定すればよい。コントラスト感度特性に基づけば、中周波数帯域では、コントラストに対する感度が他の帯域に比べて高いので、中周波数帯域での減衰部分を大きくとるような１ＤＬＵＴを設定すればよい。
【００８２】
周波数帯域合成部１３２３は、ノイズ低減部１３２２での周波数帯域毎のノイズ低減処理後の値を加算する。
【００８３】
周波数帯域分割手段は、たとえば周波数帯域分割部１３２１であり、濃度領域判定手段は、たとえば濃度領域検出部２２１であり、ノイズ低減手段は、たとえばベース帯域ノイズ低減部２２３、低周波帯域ノイズ低減部２２４、中周波帯域ノイズ低減部２２５、および高周波帯域ノイズ低減部２２６であり、周波数帯域合成手段は、たとえば周波数帯域合成部１３２３である。
【００８４】
このように、画像入力装置であるカラー画像入力装置３０から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割し、分割された各画像データの濃度を、画像データの濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減した後、濃度が低減された各画像データを合成するので、画像入力装置から入力された画像データの濃度領域および周波数帯域に応じてノイズを低減することができ、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。したがって、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００８５】
さらに、予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であるので、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となる。したがって、視覚的に目立ちやすいノイズが抑制された画像を得ることができる。
【００８６】
図１３は、図３に示したノイズ補正部１３２が処理するフローチャートである。このフローチャートは、本発明の実施の第３の形態である画像処理方法のフローチャートでもある。ライン遅延補正部１３１で、ラインギャップの位置ズレ補正が行われると、ステップＳ１に移る。
【００８７】
ステップＳ１では、注目画素を始点位置にセットする。例えば、５×５マスクの画像データを抽出する場合、画像の各画素の位置をＸＹ座標で表したときのＸ軸方向、すなわち主走査方向へ３画素、およびＹ軸方向、すなわち副走査方向へ３ライン走査した位置を始点位置とする。ステップＳ２では、メモリ初期化、たとえば各画素の濃度の値をゼロとする。ステップＳ３では、注目画素を中心とするＭ×Ｎマスクの画像データを抽出する。ステップＳ４では、Ｍ×Ｎマスクの画像データから注目画素の周波数帯域に分割した後、周波数帯域毎の値を算出する。
【００８８】
ステップＳ５では、ベース帯域の値が属する濃度領域を判定する。ステップＳ６では、判定された濃度領域に応じた各周波数帯域の１ＤＬＵＴを設定する。ステップＳ７では、設定された１ＤＬＵＴを用いて、周波数帯域毎にノイズ低減処理を行う。ステップＳ８では、ノイズ低減処理が行われた周波数帯域毎の値を合成つまり加算する。ステップＳ９では、注目画素が終点位置か否かを判定する。注目画素が終点位置でないとき、注目画素を一つ隣へ移動して、ステップＳ３に戻る。注目画素が終点位置であるとき、終了する。
【００８９】
このように、画像入力装置であるカラー画像入力装置３０から入力された画像データの信号を予め定める複数の周波数帯域に分割し、分割された各画像データの濃度を、画像データの濃度領域に対応する予め定めるノイズ低減量の濃度分低減した後、濃度が低減された各画像データを合成するので、画像入力装置から入力された画像データの濃度領域および周波数帯域に応じてノイズを低減することができ、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。したがって、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００９０】
さらに、予め定めるノイズ低減量は、予め定める視覚特性に基づいて、濃度領域および周波数帯域の組合せ毎に定めるノイズ低減量であるので、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となる。したがって、視覚的に目立ちやすいノイズが抑制された画像を得ることができる。
【００９１】
さらにまた、画像形成装置であるデジタルカラー複写機１は、画像処理装置であるカラー画像処理装置１０を含むので、画像入力装置であるカラー画像入力装置３０によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。したがって、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００９２】
図１４は、本発明の実施の第４の形態である画像読取装置２の構成を示すブロック図である。画像読取装置２は、スキャナなどの画像読取装置であり、カラー画像入力装置３０、操作パネル５０、およびカラー画像処理装置６０を含む。カラー画像入力装置３０および操作パネル５０は、図１に示したカラー画像入力装置３０および操作パネル５０と同じものであり、説明は省略する。
【００９３】
カラー画像処理装置６０は、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、入力補正部１３、および入力階調補正部１４を含む。図１に示した構成要素と同じ参照符を付した構成要素は、同じものであり、説明は省略する。入力階調補正部１４の出力は、コンピュータに送られ、液晶ディスプレイなどの画像表示装置に表示される。あるいはコンピュータを介さずに、直接プリンタに送って、画像を出力するようにしてもよい。画像読取装置２は、入力階調補正部１４の後段に、領域分離処理部１５を設け、出力画像データおよび領域識別信号を出力するようにしてもよい。
【００９４】
このように、画像読取装置２は、画像処理装置であるカラー画像処理装置６０を含むので、画像入力装置であるカラー画像入力装置３０によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができる。したがって、画像入力装置によって発生する異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズを低減することができるので、劣化の少ない高画質な画像を実現することができる。
【００９５】
図１３に示したフローチャートは、ノイズ補正部１３２が行う処理である。ノイズ補正部１３２は、カラー画像処理装置１０に含まれる図示しない半導体メモリなどの記憶手段に記憶されたプログラムを、カラー画像処理装置１０に含まれる図示しないＣＰＵが実行することによって、実現される機能である。このプログラム、すなわちＣＰＵをノイズ補正部１３２として機能させるためのプログラムは、本発明の実施の第５の形態であるプログラムである。
【００９６】
このように、ＣＰＵつまりコンピュータを画像処理装置であるカラー画像処理装置１０の各手段つまりノイズ補正部１３２として機能させるためのプログラムとして実現することができる。
【００９７】
本発明の実施の第６の形態は、コンピュータをノイズ補正部１３２として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。記録媒体は、カラー画像処理装置１０に含まれる図示しないＣＰＵが実行するプログラムを記憶するための図示しない記憶手段、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）そのものであってもよいし、図示しない外部記憶装置としてプログラム読取装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読取り可能な記録媒体であってもよい。いずれの場合においても、記録媒体に記憶されているプログラムは、図示しないＣＰＵがアクセスして実行される構成であればよく、たとえば、記録媒体から読み出されたプログラムが、プログラム実行のためのプログラム記憶エリアに一旦ダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。この場合、ダウンロード用のプログラムは予めカラー画像処理装置１０のＲＯＭなどに記憶しておく必要がある。
【００９８】
プログラム読取装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読取り可能な記録媒体は、本体つまりカラー画像処理装置１０と分離可能に構成される記録媒体であり、たとえば磁気テープ／カセットテープ等のテープ系、フレキシブルーディスク／ハードディスク等の磁気ディスクもしくはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）／ＭＯ
（Magneto Optical disk）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の光ディスクのディスク系、メモリカードを含むＩＣカード／光カード等のカード系、またはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）／ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体であってもよい。
【００９９】
さらに、カラー画像処理装置１０が、インターネットを含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成であれば、たとえばネットワークを介してサーバなどに接続するための通信手段としてのネットワークカードあるいはモデムなどを備えた構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であってもよい。このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予めカラー画像処理装置１０のＲＯＭなどに記憶しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールする必要がある。
【０１００】
このように、ＣＰＵつまりコンピュータを画像処理装置であるカラー画像処理装置１０の各手段つまりノイズ補正部１３２として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体として実現することができる。したがって、画像処理装置であるカラー画像処理装置１０の各手段としての機能を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【０１０１】
さらに、パーソナルコンピュータもしくはワークステーション等の汎用のコンピュータにＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を介してプログラムを読み込ませて、またはネットワークを介してプログラムをダウンロードして、実行することによって、入力された画像データを異なる濃度領域および異なる周波数帯域に渡るノイズレベルに応じて低減することが可能になる。
【０１０２】
さらにまた、人の視覚特性を考慮して、ノイズ低減が可能となるので、視覚的に目立ちやすいノイズを削除することができ、コンピュータ上のアプリケーションプログラムによって、ノイズのない高品質な画像データを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の第１の形態であるカラー画像処理装置１０を含むデジタルカラー複写機１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した入力補正部１３の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示したノイズ補正部１３２の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した周波数帯域分割部１３２１の構成を示すブロック図である。
【図５】図３に示した周波数帯域分割部１３２１が用いる３つのハイパスフィルタの係数および特性を示す。
【図６】図４に示したＲチャンネル周波数帯域分割部１３２１ｒの構成を示すブロック図である。
【図７】図３に示したノイズ低減部１３２２の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示したＲチャンネルノイズ低減部１３２２ｒの構成を示すブロック図である。
【図９】濃度領域の設定を模式的に示す。
【図１０】濃度領域および周波数帯域に対応するＤＬＵＴテーブル参照アドレスを示す。
【図１１】１ＤＬＵＴの特性を模式的に示した例である。
【図１２】１ＤＬＵＴを設定するために用いられる濃度パッチの一例を示す。
【図１３】図３に示したノイズ補正部１３２が処理するフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の第４の形態である画像読取装置２の構成を示すブロック図である。
【図１５】視覚特性の１つである空間的対比効果を示す画像の一例である。
【図１６】視覚特性の１つであるコントラスト感度特性の一例を示す。
【符号の説明】
【０１０４】
１  デジタルカラー複写機
２  画像読取装置
１０，６０  カラー画像処理装置
１１  Ａ／Ｄ変換部
１２  シェーディング補正部
１３  入力補正部
１４  入力階調補正部
１５  領域分離処理部
１６  色補正部
１７  黒生成下色除去部
１８  空間フィルタ処理部
１９  出力階調補正部
２０  階調再現処理部
３０  カラー画像入力装置
４０  カラー画像出力装置
５０  操作パネル
【図１】
2007174243.tif 000004
【図２】
2007174243.tif 000005
【図３】
2007174243.tif 000006
【図４】
2007174243.tif 000007
【図５】
2007174243.tif 000008
【図６】
2007174243.tif 000009
【図７】
2007174243.tif 000010
【図８】
2007174243.tif 000011
【図９】
2007174243.tif 000012
【図１０】
2007174243.tif 000013
【図１１】
2007174243.tif 000014
【図１２】
2007174243.tif 000015
【図１３】
2007174243.tif 000016
【図１４】
2007174243.tif 000017
【図１６】
2007174243.tif 000018
【図１５】
2007174243.tif 000019