(57)【要約】【課題】画質劣化を抑制して輪郭強調を行う。【解決手段】入力画像データをウェーブレット変換してサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解し、サブバンドＨＨを構成する高周波データのうち所定閾値以上の高周波データを抽出し、抽出された高周波データのサブバンドＨＨ内での座標位置を求め、サブバンドＬＬを構成する低周波データのうちサブバンドＬＬ内での座標位置が前記抽出された高周波データの座標位置と同じ低周波データを抽出し、抽出された低周波データの夫々が所定値以上の高周波成分を有するか否かを判定し、高周波成分を有さないと判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データの増幅は行わず高周波成分を有すると判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データを増幅して前記サブバンドＨＨを修正し、修正後のサブバンドＨＨとサブバンドＨＬ，ＬＨ，ＬＬとを逆ウェーブレット変換する。【選択図】図２
2007280202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データをウェーブレット変換してサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解し、該サブバンドデータＨＨを構成するデータ（以下、高周波データという。）のうち所定閾値以上の高周波データを抽出し、抽出された前記高周波データの該サブバンドデータＨＨ内での座標位置を求め、前記サブバンドデータＬＬを構成するデータ（以下、低周波データという。）のうち該サブバンドデータＬＬ内での座標位置が前記抽出された高周波データの座標位置と同じ低周波データを抽出し、抽出された低周波データの夫々が所定値以上の高周波成分を有するか否かを判定し、該高周波成分を有さないと判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データの増幅は行わず前記高周波成分を有すると判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データを増幅して前記サブバンドデータＨＨを修正し、該修正後の前記サブバンドデータＨＨと前記サブバンドデータＨＬ，ＬＨ，ＬＬとを逆ウェーブレット変換して輪郭強調した画像データを復元することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
入力画像データをウェーブレット変換してサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解するウェーブレット変換部と、サブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬを逆変換して画像データを復元する逆ウェーブレット変換部とを備える画像処理装置において、前記ウェーブレット変換部から出力される前記サブバンドデータＨＨを構成する高周波データのうち所定閾値以上の高周波データを抽出し、抽出された前記高周波データの該サブバンドデータＨＨ内での座標位置を求め、前記サブバンドデータＬＬを構成する低周波データのうち該サブバンドデータＬＬ内での座標位置が前記抽出された高周波データの座標位置と同じ低周波データを抽出し、抽出された低周波データの夫々が所定値以上の高周波成分を有するか否かを判定し、該高周波成分を有さないと判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データの増幅は行わず前記高周波成分を有すると判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データを増幅して前記サブバンドデータＨＨを修正し、該修正後の前記サブバンドデータＨＨを前記逆ウェーブレット変換部に入力させる輪郭強調修正手段を設けたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置に係り、特に、画像中の輪郭（エッジ）を良好に強調処理することができる画像処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、ウェーブレット変換部の概略構成図である。図中の画像データ（Ｘ０）１は、図６（ａ）に示す様な１枚の画像１を構成するデータであり、この画像データＸ０がウェーブレット変換部に入力されると、画像データＸ０はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３とに入る。
【０００３】
ハイパスフィルタ２を通った画像データは低周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部４で水平方向に１／２に間引き処理（縮小処理）され、高周波データ（Ｈ）５となる。
【０００４】
ローパスフィルタ３を通った画像データは高周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部６で水平方向に１／２に間引き処理され、低周波データ（Ｌ）７となる。
【０００５】
高周波データ（Ｈ）５は、更に、ハイパスフィルタ８とローパスフィルタ９とに入る。ハイパスフィルタ８を通った画像データは低周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部１０によって垂直方向に１／２に間引き処理され、高・高周波データ（ＨＨ）１１となる。ローパスフィルタ９を通った画像データは高周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部１２によって垂直方向に１／２に間引き処理され、高・低周波データ（ＨＬ）１３となる。
【０００６】
低周波データ（Ｌ）７も上記と同様に、ハイパスフィルタ１４，ローパスフィルタ１５，ダウンサンプリング処理部１６，１７を更に通ることで、低・高周波データ（ＬＨ）１８と、低・低周波データ（ＬＬ）１９とに分けられる。
【０００７】
以上の様にして、入力画像データＸ０は４つの周波数帯域のサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解され、インターリーブ変換部２０によって並べ替えら、１枚の画像データ２１となる。
【０００８】
図６（ｂ）は画像データ１に対する画像データ２１を例示する図である。図示する例の画像データ２１は、線図で表現せざるを得ないため、画像データ１を縦横共に１／２に縮小した縮小画像を４枚貼り合わせた画像として表現しているが、実際には、画像データ２１中のサブバンドデータＨＨは、画像データ１の高・高周波数部分すなわち輪郭（エッジ）の部分を取り出した画像になっている。また、サブバンドデータＬＬは、画像データ１の低・低周波数部分だけを取り出した輪郭（エッジ）のぼやけた画像になっており、サブバンドデータＨＬ，ＬＨは、両者の中間的な画像になっている。
【０００９】
図６（ｂ）に示すいずれかのサブバンドデータを再び図５のウェーブレット変換部に入力すると、そのサブバンドデータは更に４つのサブバンドデータに分解される。図７に、サブバンドデータＬＬをＬＬ１とし、このサブバンドデータＬＬ１をウェーブレット変換部に再入力して４つのサブバンドデータＬＬ２，ＨＬ２，ＬＨ２，ＨＨ２に分解した状態を示す。ウェーブレット変換したサブバンドデータを、逆ウェーブレット変換することで、画像データＸ０を復元することができる。
【００１０】
図８は、逆ウェーブレット変換部の概略構成図である。逆ウェーブレット変換部の処理は、ウェーブレット変換部が行う上記処理の逆の処理となるため、その説明は省略する。
【００１１】
逆ウェーブレット変換するとき、合成するサブバンドデータに手を加えることで、元画像データＸ０の修正を行うことができる。例えば、図９（ａ）に示す元画像データを低周波信号（ｂ）と高周波信号（ｃ）とに分離する。そして、高周波信号（ｃ）の中のノイズ成分２２を除去（コアリング処理）し、ノイズ除去後の高周波信号（ｄ）と低周波信号（ｂ）とを逆ウェーブレット変換によって合成することで、高周波ノイズを除去した画像データ（ｅ）を得ることができる。
【００１２】
尚、ウェーブレット変換を用いた画像処理技術に関連するものとして、下記の特許文献１がある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３―１３４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ウェーブレット変換を利用することで、処理対象とする画像データの任意サブバンドデータに修正を加えることが容易となり、画像データ中のノイズを除去したり、輪郭を強調する処理が容易となる。
【００１５】
輪郭を強調する場合、図９（ｃ）に示すデータのうち、所定値以上のデータ（図９（ｃ）では、ノイズ２２以外の４つのデータが該当する。）を増幅し、これを用いて逆ウェーブレット変換すれば、元画像の輪郭を強調した画像を得ることができる。
【００１６】
しかし、サブバンドデータＨＨを構成する所定値以上のデータを一律に増幅すると、輪郭以外のデータも強調されてしまい、画質が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１７】
本発明の目的は、画質劣化を抑制して輪郭強調を行うことができるウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の画像処理方法及びその装置は、入力画像データをウェーブレット変換してサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解し、該サブバンドデータＨＨを構成するデータ（以下、高周波データという。）のうち所定閾値以上の高周波データを抽出し、抽出された前記高周波データの該サブバンドデータＨＨ内での座標位置を求め、前記サブバンドデータＬＬを構成するデータ（以下、低周波データという。）のうち該サブバンドデータＬＬ内での座標位置が前記抽出された高周波データの座標位置と同じ低周波データを抽出し、抽出された低周波データの夫々が所定値以上の高周波成分を有するか否かを判定し、該高周波成分を有さないと判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データの増幅は行わず前記高周波成分を有すると判定した低周波データと同一座標位置の前記高周波データを増幅して前記サブバンドデータＨＨを修正し、該修正後の前記サブバンドデータＨＨと前記サブバンドデータＨＬ，ＬＨ，ＬＬとを逆ウェーブレット変換して輪郭強調した画像データを復元することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高周波データのうち同一アドレス（座標）の低周波データに所定値以上の高周波成分が含まれない場合にはこの高周波データは「輪郭」データではないと判定して該高周波データの増幅を行わないため、輪郭以外が強調されることがなくなり、真に輪郭と判断される部分だけが強調される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の機能構成図である。図示する画像処理装置は、ハードウェアで構成しても、また、コンピュータが実行するソフトウェアにより実現することもできる。
【００２２】
図１に示す画像処理装置３０は、入力画像データを周波数帯域の異なる４つのサブバンドデータに分解する図５で説明したウェーブレット変換部３１と、サブバンドデータに対し逆ウェーブレット変換処理を施して画像データを復元する逆ウェーブレット変換部３２と、ウェーブレット変換部３１から出力され逆ウェーブレット変換部３２に入力されるサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬのうち輪郭強調するサブバンドデータＨＨに修正を加える修正手段３３とを備える。
【００２３】
ウェーブレット変換部３１が行うウェーブレット変換の回数は任意に設定可能であるが、ここでは、１回のウェーブレット変換で求められたサブバンドデータＨＨ，ＬＬを用いて輪郭強調する例を説明する。
【００２４】
図２は、図１に示す修正手段３３が行うサブバンドデータＨＨのデータ修正処理手順を示すフローチャートである。画像処理装置３０のウェーブレット変換部３１は、入力された画像データＸ０を４つのサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解する。図３（ａ）（ｂ）は、夫々、サブバンドデータＬＬ，ＨＨを例示する図である。
【００２５】
図２のステップＳ１では、サブバンドデータＨＨを解析し、所定閾値α以上となるデータＤｉを抽出する。図３（ｂ）のサブバンドデータＨＨには、この閾値α以上のデータとしてＤｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｉ＋２，Ｄｉ＋３がある。
【００２６】
次のステップＳ２では、ステップＳ１で抽出されたデータの中から１つを選択する。そして、選択したデータＤｉのサブバンドデータＨＨ内におけるアドレスを求める（ステップＳ３）。ここのアドレスとは、図４に示すサブバンドデータＨＨで構成される画像上での座標（ｘｉ，ｙｉ）である。
【００２７】
次のステップＳ４では、ステップＳ３で求めたアドレス（ｘｉ，ｙｉ）と同一アドレスにおけるサブバンドデータＬＬの画像上でのデータＬｉを求める（図４参照）。
【００２８】
そして、このデータＬｉを解析し、データＬｉに所定値以上の高周波成分が含まれているか否かを判定する（ステップＳ５）。サブバンドデータＬＬは低周波成分だけとなっているが、その中での高周波成分であり、この高周波成分が含まれるか否かは、例えばサブバンドデータＬＬに対してウェーブレット変換を施して求めても良いし、また、別の方法で求めても良い。
【００２９】
データＤｉに所定値以上の高周波成分が存在する場合には、次のステップＳ６に進み、このデータＤｉは「輪郭」のデータであると判断し、データＤｉを、所定数（β）倍したデータβ・Ｄｉに置き換える。
【００３０】
次のステップＳ７では、ステップＳ１で抽出したデータのうちステップＳ５の判定処理を行っていないデータが残っているか否かを判定する。データが残っている場合には、ステップＳ８に進んで変数ｉをｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ２に戻る。
【００３１】
図３（ｂ）に示す例では、次にデータＤｉ＋１が取り出され（ステップＳ２）、上記と同様の手順に従って、判定処理（ステップＳ５）が行われる。このデータＤｉ＋１の座標と同一座標のサブバンドデータＬＬのデータＬｉ＋１に、所定値以上の高周波成分が含まれていない場合には、データＤｉ＋１の増幅（ステップＳ６）は行わず、ステップＳ７に進む。以下同様に、図３（ｂ）のデータＤｉ＋２，Ｄｉ＋３について処理を行い、ステップＳ５の判定処理を行っていないデータが無くなったとき（ステップＳ７の判定結果が「Ｎｏ」）、修正手段３３の処理を終了する。
【００３２】
図１に示す逆ウェーブレット変換部３２は、修正手段３３が修正した図３（ｃ）に示すサブバンドデータＨＨと、他のサブバンドデータＨＬ，ＬＨ，ＬＬとを用いて画像データを復元する。これにより、輪郭と紛らわしいデータが強調されることなく真に輪郭となる部分だけが強調された画像データを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明では、ウェーブレット変換を用いて画像データを周波数分解し、特定周波数成分の輪郭だけを他のデータから弁別して強調できるため、輪郭強調を行う画像処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の機能構成図である。
【図２】図１に示す修正手段が行うデータ修正処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す修正手段が行うデータ修正処理の説明図である。
【図４】サブバンドデータＨＨ，ＬＬ上のアドレスを説明する図である。
【図５】ウェーブレット変換部の機能ブロック図である。
【図６】ウェーブレット変換により生成されたサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬの説明図である。
【図７】ウェーブレット変換を２回行い、逆変換する例を模式的に示す図である。
【図８】逆ウェーブレット変換部の機能ブロック図である。
【図９】ウェーブレット変換を用いて高周波ノイズを除去する説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  入力画像データＸ０
２１  ウェーブレット変換部の出力画像データ
３０  画像処理装置
３１  ウェーブレット変換部
３２  逆ウェーブレット変換部
３３  修正手段
【図１】
2007280202.tif 000003
【図２】
2007280202.tif 000004
【図３】
2007280202.tif 000005
【図４】
2007280202.tif 000006
【図５】
2007280202.tif 000007
【図６】
2007280202.tif 000008
【図７】
2007280202.tif 000009
【図８】
2007280202.tif 000010
【図９】
2007280202.tif 000011