(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を構成する画素の値を規定する画像信号に対して、モルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを施して処理済画像信号を取得する画像処理方法において、
前記オープニング処理と前記クロージング処理とのうち少なくとも一方は、複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理であるとともに、前記オープニング処理と前記クロージング処理とを前記画像信号に対して各別に施し、
前記オープニング処理が、低濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分を抑制するものであり、
前記クロージング処理が、高濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部分を抑制するものであり、
前記オープニング処理により取得されたオープニング処理画像信号および前記クロージング処理により取得されたクロージング処理画像信号に基づいて、該両処理画像信号の画素を対応させた演算処理により、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凸状および凹状の濃度変動部分を抑制した処理済画像信号を取得することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記オープニング処理と前記クロージング処理との両処理が、いずれも複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理であることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記演算処理が下記式（１）、（２）または（３）で定義されるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理方法。
【数１】
0003966987.tif 000011
【数２】
0003966987.tif 000012
【数３】
0003966987.tif 000013
【請求項４】
画像を構成する画素の値を規定する画像信号に対して、モルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを施すモルフォロジー演算処理手段を有する画像処理装置において、
前記モルフォロジー演算処理手段が、前記オープニング処理と前記クロージング処理とのうち少なくとも一方において、複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理を施すものであるとともに、前記オープニング処理と前記クロージング処理とを前記画像信号に対して各別に施すものであり、
前記オープニング処理が、低濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分を抑制するものであり、
前記クロージング処理が、高濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部分を抑制するものであり、
該モルフォロジー演算処理手段による前記オープニング処理により取得されたオープニング処理画像信号および前記クロージング処理により取得されたクロージング処理画像信号に基づいて、該両処理画像信号の画素を対応させた演算処理により、前記構造要素より空間的に狭い範囲で変動する凸状および凹状の濃度変動部分を抑制した処理済画像信号を取得する信号処理手段をさらに備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記モルフォロジー演算処理手段が、前記オープニング処理と前記クロージング処理との両処理において、いずれも複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理を施すものであることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記信号処理手段による前記演算処理が下記式（１）、（２）または（３）で定義されるものであることを特徴とする請求項４または５記載の画像処理装置。
【数１】
0003966987.tif 000014
【数２】
0003966987.tif 000015
【数３】
0003966987.tif 000016
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理方法および画像処理装置に関し、詳細には、画像の粒状（高周波ノイズ）を抑制する処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真フイルムやプリントに記録された画像（カラー画像を含む）をＣＣＤ等のセンサーにより光電的に読み取って画像信号を得、これに種々の画像処理を施して、処理済画像をプリントやＣＲＴ等に再生することが行われている。このような画像処理としては、画像に含まれる所定の空間周波数成分に作用させる周波数処理や、画像の濃度などに作用させる階調処理等がある。
【０００３】
さらに周波数処理としては、画像の輪郭のぼけを抑制する鮮鋭度強調処理や、感材の粒状度等に起因するノイズ（粒状）を抑制する平滑化処理等の粒状抑制処理などがある。
【０００４】
ここで粒状抑制処理の一つの手法として、近年、モルフォロジー（Morphology）演算処理が研究されている。
【０００５】
このモルフォロジー演算処理は、モフォロジーまたはモーフォロジーとも称し、一般的にはＮ次元空間における集合論として展開されるが、２次元空間である画像へ適用される場合が多い（特開平8-272961号、同9-248291号、同9-91421 号等）。ここでは、このモルフォロジー演算処理を、濃淡画像を例にして以下に簡単に説明する。
【０００６】
濃淡画像を座標（ｘ，ｙ）の点が濃度値ｆ（ｘ，ｙ）に相当する高さをもつ空間とみなし、この断面に相当する１次元の関数ｆ（ｘ）を考える。モルフォロジー演算処理に用いる構造要素ｇは次式（４）に示すように、原点について対称な対称関数
【０００７】
【数４】
0003966987.tif 000002
【０００８】
であり、定義域内で値が０で、その定義域Ｇが下記式（５）であるとする。
【０００９】
【数５】
0003966987.tif 000003
【００１０】
このとき、モルフォロジー演算の基本形は式（６）〜（９）に示すように、非常に簡単な演算となる。
【００１１】
【数６】
0003966987.tif 000004
【００１２】
すなわち、ダイレーション（dilation）処理は、注目画素を中心とした、±ｍ（構造要素Ｂに応じて決定される値であって、図６中のマスクサイズに相当）の幅の範囲内の最大値を探索する処理であり（同図（Ａ）参照）、一方、イロージョン（erosion ）処理は、注目画素を中心とした、±ｍの幅の範囲内の最小値を探索する処理である（同図（Ｂ）参照）。また、オープニング（opening ）処理はイロージョン処理後にダイレーション処理を行なう処理、すなわち最小値の探索の後に最大値を探索する処理であり、クロージング（closing ）処理は、ダイレーション処理後にイロージョン処理を行なう処理、すなわち最大値の探索の後に最小値を探索する処理に相当する。
【００１３】
つまりオープニング処理は、低濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分（周囲部分よりも濃度が高い部分）を抑制することに相当する（同図（Ｃ）参照）。
【００１４】
一方、クロージング処理は、高濃度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部分（周囲部分よりも濃度が低い部分）を抑制することに相当する（同図（Ｄ）参照）。
【００１５】
ここで、濃度の高いもの程大きな値となる高濃度高信号レベルの信号の場合においては、濃度値ｆ（ｘ）の画像信号値が高輝度高信号レベルの場合に対して大小関係が逆転するため、高濃度高信号レベルの信号に対するダイレーション処理と高輝度高信号レベルに対するイロージョン処理（同図（Ｂ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するイロージョン処理と高輝度高信号レベルに対するダイレーション処理（同図（Ａ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するオープニング処理と高輝度高信号レベルに対するクロージング処理（同図（Ｄ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するクロージング処理と高輝度高信号レベルに対するオープニング処理（同図（Ｃ））とは一致する。
【００１６】
そして、このように原画像を表す画像信号に対して、モルフォロジー演算処理によるオープニング処理若しくはクロージング処理を施すことにより、画像から高周波ノイズ（パルス性雑音）を抑制（または除去）することができるが、上述したように、オープニング処理によれば、凸状の濃度変動部分（以下、本明細書中「正のノイズ」又は「正の粒状」という）のみ、クロージング処理によれば、凹状の濃度変動部分（以下、本明細書中「負のノイズ」又は「負の粒状」という）のみが抑制される。
【００１７】
そこで、オープニング処理により正のノイズを抑制した後に、そのオープニング処理を施して得られたオープニング処理画像信号にさらにクロージング処理を施し、またはクロージング処理により負のノイズを抑制した後に、そのクロージング処理を施して得られたクロージング処理画像信号にさらにオープニング処理を施すことで、正負両方のノイズを抑制することが提案されている（小畑「モルフォロジー」（コロナ社刊）P93,P104等）。
【００１８】
また、同一の画像信号から各別にクロージング処理画像信号とオープニング処理画像信号とを求め、これら得られたクロージング処理画像信号とオープニング処理画像信号との平均値を用いることによってノイズを抑制することも提案されている（「Detail-preserving smoothing with morphology and fuzzy reasoning 」（Journal of Electronic Imaging(Jul.1996) vol.5(3),P396-P401）。
【００１９】
さらに、上記文献にも紹介されているTsukasamoto's Fuzzy Modelsと称される方法では、クロージング処理画像信号とオープニング処理画像信号との差を、あるテーブルと比較し、ある閾値以上であれば当該部は粒状であると判定し、閾値以下であれば粒状ではなく画像の微細構造と判定することで、粒状と判定した部分を処理するものである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記オープニング処理およびクロージング処理を順次に行う方法は、後に行う側の処理（オープニング処理後にクロージング処理を行う場合はクロージング処理を意味し、クロージング処理後にオープニング処理を行う場合はオープニング処理を意味する）の対象画像が、原画像ではなくオープニング処理後の画像（正のノイズが抑制された画像）またはクロージング処理後の画像（負のノイズが抑制された画像）であるため、このような最初の処理後の画像にクロージング処理またはオープニング処理を施しても、元の画像（原画像）に残存する負のノイズまたは正のノイズを正確に抑制する処理とはいえない。すなわち、既にオープニング処理が施されたことによって、本来はクロージング処理で抑制されるべき画像中の負のノイズ部分を抑制できなくなり、またはこれとは反対に、既にオープニング処理が施されたことによって、本来はクロージング処理で抑制されるべきでない画像部分が負のノイズとして抑制されてしまう場合等がある。
【００２１】
また、全画素を単に、クロージング処理画像信号とオープニング処理画像信号との平均値とする処理方法（上記「Detail-preserving ……reasoning 」に記載された処理方法）は、視覚的に得られる粒状の抑制程度が小さい。
【００２２】
さらにまた、Tsukasamoto's Fuzzy Modelsは、参照テーブルを、画像ごとに準備する必要があり、しかも同一画像であっても画像上の粒状の大小に応じて相異なる参照テーブルを適用すべき点において、準備すべき多数のテーブルを決定するのは煩雑で、実用性において問題がある。
【００２３】
しかも、上述した各処理方法は、直線構造要素を用いたモーフォロジー演算処理（オープニング処理、クロージング処理）を行うものであるため、曲率の大きい画像部分（例えば文字など）は粒状と誤認識されて抑制処理される虞がある。この場合、画像部分の曲率に応じた大きさの直線構造要素を用いてモーフォロジー演算処理を行うことも考えられるが、その場合、曲率の大きい画像部分が抑制されるのを回避することはできるが、同時に、本来の抑制対象である真の粒状を抑制することができない。
【００２４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、正および負のノイズを精度よく抑制し、しかも文字等の曲率の大きい画像部分が粒状と誤認識されるのを抑制した画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、画像信号に対してモルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを各別に施すとともに、これら両処理のうち少なくとも一方を、複数の曲線構造要素と直線構造要素との両構造要素を用いた処理とし、これらの各処理により得られた処理後の画像信号同士を、画素を対応させて演算処理して１つの処理済画像信号を得るものである。
【００２６】
すなわち本発明の画像処理方法は、画像を構成する画素の値を規定する画像信号（輝度や色差の信号、カラー画像に基づく画像信号等も含む）に対して、モルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを施して処理済画像信号を取得する画像処理方法において、
前記オープニング処理と前記クロージング処理とのうち少なくとも一方は、複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理であるとともに、前記オープニング処理と前記クロージング処理とを前記画像信号に対して各別に施し、
前記オープニング処理により取得されたオープニング処理画像信号および前記クロージング処理により取得されたクロージング処理画像信号に基づいて、該両処理画像信号の画素を対応させた演算処理により処理済画像信号を取得することを特徴とするものである。
【００２７】
ここで、直線構造要素とは、一直線状の構造要素をいい、曲線構造要素とは、この直線構造要素を除いた構造要素をいい、曲線構造要素には、折れ線状の構造要素や円状の構造要素も含む。
【００２８】
また、オープニング処理により取得されたオープニング処理画像信号とは、各構造要素を用いてそれぞれオープニング処理を施して得られた複数の画像信号のうち、最大の画像信号を意味する。
【００２９】
同様に、クロージング処理により取得されたクロージング処理画像信号とは、各構造要素を用いてそれぞれクロージング処理を施して得られた複数の画像信号のうち、最小の画像信号を意味する。
【００３０】
両処理画像信号の画素を対応させた演算処理とは、画素ごとに相異なる演算処理であってもよいし、全画素に共通の演算処理であってもよく、また、これらオープニング処理画像信号またはクロージング処理画像信号に無関係に定められる演算処理であってもよいし、一方の画像信号（オープニング処理画像信号またはクロージング処理画像信号）または両方の画像信号に依存した演算処理であってもよい。
【００３１】
このような演算処理としては例えば下記式（１）、（２）または（３）により規定されるものを適用するのが望ましい。
【００３２】
【数１】
0003966987.tif 000005
【００３３】
【数２】
0003966987.tif 000006
【００３４】
【数３】
0003966987.tif 000007
【００３５】
すなわち式（１）により定義される演算処理は、オープニング処理画像信号ｆopn とクロージング処理画像信号ｆcls とを、重み付け係数w1，w2を用いた重み付け加算処理により得られた加算処理画像信号を処理済画像信号ｆout とするものである。
【００３６】
ここで重み付け係数w1，w2をどのように決定するかについては種々の決定方法を適用することができるが、各重み付け係数w1、w2は好ましくは 0.2から 0.8までの値、より好ましくは 0.3から 0.7までの値、さらに好ましくは 0.4から 0.6までの値、最適にはいずれも 0.5を採用するのが望ましい。
【００３７】
式（２）により定義される演算処理は、クロージング処理画像信号ｆcls が原画像信号ｆinに等しい画素についてはオープニング処理画像信号ｆopn を処理済画像信号ｆout とし、オープニング処理画像信号ｆopn が原画像信号ｆinに等しい画素については、クロージング処理画像信号ｆcls を処理済画像信号ｆout とし、オープニング処理画像信号ｆopn またはクロージング処理画像信号ｆcls のいずれも原画像信号ｆinに等しくない画素については、オープニング処理画像信号ｆopn とクロージング処理画像信号ｆcls とを、重み付け係数w1，w2を用いた重み付け加算処理により得られた加算処理画像信号を処理済画像信号ｆout とするものである。なお、重み付け係数w1，w2をどのような値とするかについては上記式（１）により定義される演算処理の場合と同様である。
【００３８】
式（３）により定義される演算処理は、オープニング処理画像信号ｆopn が原画像信号ｆinに等しい画素については、クロージング処理画像信号ｆcls を処理済画像信号ｆout とし、クロージング処理画像信号ｆcls が原画像信号ｆinに等しい画素については、オープニング処理画像信号ｆopn を処理済画像信号ｆout とし、オープニング処理画像信号ｆopn またはクロージング処理画像信号ｆcls のいずれも原画像信号ｆinに等しくない画素については、オープニング処理画像信号ｆopn とクロージング処理画像信号ｆcls とのうち原画像信号ｆinとの差が大きい方の処理画像信号（ｆopn またはｆcls ）と、原画像信号ｆinとの差（｜ｆopn −ｆin｜または｜ｆcls −ｆin｜）、による重みづけ加算した値を処理済画像信号ｆout とする演算処理を適用するものである。
【００３９】
なお本発明の画像処理方法は、オープニング処理とクロージング処理とのうち一方のみにおいて、曲線構造要素と直線構造要素との両構造要素を用いるものであってもよいし、オープニング処理とクロージング処理との両処理においていずれも、曲線構造要素と直線構造要素との両構造要素を用いるものであってもよい。
【００４０】
本発明の画像処理装置は、上記本発明の画像処理方法を実施するための装置であって、画像を構成する画素の値を規定する画像信号に対して、モルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを施すモルフォロジー演算処理手段を有する画像処理装置において、
前記モルフォロジー演算処理手段が、前記オープニング処理と前記クロージング処理とのうち少なくとも一方において、複数の曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理を施すものであるとともに、前記オープニング処理と前記クロージング処理とを前記画像信号に対して各別に施すものであり、
該モルフォロジー演算処理手段による前記オープニング処理により取得されたオープニング処理画像信号および前記クロージング処理により取得されたクロージング処理画像信号に基づいて、該両処理画像信号の画素を対応させた演算処理により処理済画像信号を取得する信号処理手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００４１】
なお、オープニング処理画像信号およびクロージング処理画像信号の定義、演算処理の態様および好ましい具体例、並びに式（１）または（２）により規定される重み付け係数w1，w2の決定方法および適切な係数値については、上述した本発明の画像処理方法において説明したものと同様である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の画像処理方法および装置は、画像信号に対して、モルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを各別に施して、オープニング処理により正のノイズが抑制された画像信号とクロージング処理により負のノイズが抑制された画像信号とをそれぞれ得、これらの得られた両画像信号を、画素を対応させて演算処理して１つの処理済画像信号を得るため、原画像に存在する正および負のノイズを精度よく抑制することができる。しかも、このオープニング処理とクロージング処理とのうち少なくとも一方においては、直線構造要素のみを用いた処理だけではなく、複数の曲線構造要素をも用いた処理であるため、従来の直線構造要素のみによる処理によれば誤って粒状として抑制されていた文字等の曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができ、より精度の高い粒状抑制処理を施すことができる。ここで、曲線構造要素を用いることなく、従来よりも小さい直線構造要素を用いることによっても、曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができるが、この手法によれば、直線構造要素を小さくすることにより従来よりも粒状の抑制程度も低下するため、本発明のように、従来と同程度に粒状を抑制すると同時に、曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることはできず、本発明の画像処理方法および装置はこの点において優れている。
【００４３】
なお、背景画像の濃度（または輝度等の信号値、以下同じ）に対する上記文字等の曲率の大きい画像部分の濃度の高低に応じて、曲線構造要素を含む構造要素を用いる処理を選択すればよく、オープニング処理およびクロージング処理の両処理に曲線構造要素を含む構造要素を用いるものにあっては、上記曲率の大きい画像部分について、背景濃度に対する濃度高低をも意識することなく、粒状として抑制されるのを回避することができる。
【００４４】
また、演算処理として式（１）に示すものを適用した本発明の画像処理方法および装置によれば、正のノイズが抑制されたオープニング処理画像信号と負のノイズが抑制されたクロージング処理画像信号との加重平均値を処理済画像信号とすることにより、良好に正負のノイズを抑制することができる。このとき特に加重平均の加重割合を５対５とすれば、最適に粒状を抑制することができる。
【００４５】
演算処理として式（２）に示すものを適用した本発明の画像処理方法および装置によれば、オープニング処理により抑制されない負のノイズを表す画素（オープニング処理画像信号が原画像信号に等しい画素）については、クロージング処理画像信号を採用することにより、この負のノイズが抑制された処理済画像信号となり、クロージング処理により抑制されない正のノイズを表す画素（クロージング処理画像信号が原画像信号に等しい画素）については、オープニング処理画像信号を採用することにより、この正のノイズが抑制された処理済画像信号となり、正のノイズと負のノイズとの両方を抑制することができる。さらに、オープニング処理画像信号またはクロージング処理画像信号のいずれも原画像信号に等しくない画素については、オープニング処理画像信号とクロージング処理画像信号との加重平均値を処理済画像信号とすることにより、良好に正負のノイズを抑制することができる。このとき特に加重平均の加重割合を５対５とすれば、最適に粒状を抑制することができる。
【００４６】
また、演算処理として式（３）に示すものを適用した本発明の画像処理方法および装置によれば、オープニング処理により抑制されない負のノイズを表す画素（オープニング処理画像信号が原画像信号に等しい画素）については、クロージング処理画像信号を採用することにより、この負のノイズが抑制された処理済画像信号となり、クロージング処理により抑制されない正のノイズを表す画素（クロージング処理画像信号が原画像信号に等しい画素）については、オープニング処理画像信号を採用することにより、この正のノイズが抑制された処理済画像信号となり、正のノイズと負のノイズとの両方を抑制することができる。さらに、オープニング処理画像信号またはクロージング処理画像信号のいずれも原画像信号に等しくない画素については、オープニング処理画像信号ｆopn とクロージング処理画像信号ｆcls とのうち原画像信号ｆinとの差が大きい方の処理画像信号と、原画像信号ｆinとの差、による重みづけ加算した値を処理済画像信号ｆout とする処理済画像信号とすることにより、良好に正負のノイズを抑制することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像処理方法および画像処理装置の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４８】
図１は本発明の画像処理方法の一実施形態の処理フローを示すフローチャート、図２は図１に示した画像処理方法を実施する画像処理装置を示す図である。
【００４９】
図示の画像処理装置は、デジタルスチルカメラにより撮影された、またはカラー写真プリントもしくはカラーフイルムから光電的に読み取られた、カラー画像を表すＲＧＢの画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの入力を受けて、これらのＲＧＢ画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに対して各別に、図３に示す各構造要素（（１）〜（４）は直線構造要素、（５）〜（12）は曲線構造要素）ごとにモルフォロジー演算によるオープニング処理およびクロージング処理をそれぞれ施し、オープニング処理により得られた信号Ｒo1，…，Ｒo12 ，Ｇo1，…，Ｇo12 ，Ｂo1，…，Ｂo12 のうち各色ごとに最大のものをオープニング処理画像信号Ｒopn ，Ｇopn ，Ｂopn として抽出し、クロージング処理により得られた信号Ｒc1，…，Ｒc12 ，Ｇc1，…，Ｇc12 ，Ｂc1，…，Ｂc12 のうち各色ごとに最小のものをクロージング処理画像信号Ｒcls ，Ｇcls ，Ｂcls として抽出するモルフォロジー演算処理手段10と、抽出されたオープニング処理画像信号Ｒopn ，Ｇopn ，Ｂopn およびクロージング処理画像信号Ｒcls ，Ｇcls ，Ｂcls に基づいて、両処理画像信号の画素を対応させた画素ごとの演算処理ｇ（Ｒopn ，Ｒcls ），ｇ（Ｇopn ，Ｇcls ），ｇ（Ｂopn ，Ｂcls ）により処理済画像信号Ｒout ，Ｇout ，Ｂout を取得する信号処理手段20とを備えた構成である。
【００５０】
ここで、信号処理手段20による各演算処理ｇとしては例えば、下記式（１）に示す演算処理が適用される。
【００５１】
【数１】
0003966987.tif 000008
【００５２】
なお、式中の記号ｆは信号値の一般的な表示であり、本実施形態のカラー画像信号を適用するにあたっては、この一般的な表示である記号ｆをそれぞれ各画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに置き換えて適用するものである。
【００５３】
この演算処理は、オープニング処理画像信号Ｒopn とクロージング処理画像信号Ｒcls とを、重み付け係数w1，w2を用いた重み付け加算処理により得られた加算処理画像信号を処理済画像信号ｆout とするものである。
【００５４】
ここで重み付け係数w1，w2をどのように決定するかについては種々の決定方法を適用することができるが、本実施形態においては最も望ましい値であるw1＝w2＝0.5 とする。他の色Ｇ，Ｂの画像信号についても同様である。
【００５５】
モルフォロジー演算処理手段10による上記オープニング処理およびクロージング処理に適用される構造要素（マスク）は、図３（１）〜（４）に示した４つの直線構造要素と同図（５）〜（12）に示した８つの曲線構造要素であり、いずれも縦５画素×横５画素の範囲の大きさで設定されたものである。なお、構造要素の大きさは、削除しようとする粒状の大きさに応じて変更することができ、一般的な画像においては、３画素×３画素から13画素×13画素程度の大きさを適用するのが好適である。
【００５６】
以下の説明においては、一部を除き説明の簡単化のため、２次元画像の一断面である１次元の信号分布を例とする。
【００５７】
次に、本実施形態の画像処理装置の作用について、原画像信号の１つである図４（１）に示すＲ画像信号Ｒinを例に説明する。
【００５８】
まず、デジタルスチルカメラ等から、カラー画像を表すＲＧＢの画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinがモルフォロジー演算手段10に入力される。画像信号Ｒinは上述したように図４（１）に示すような分布を有する信号であり、他の画像信号Ｇin，Ｂinも所定の分布を有している（図示せず）。
【００５９】
原画像信号Ｒinには、比較的大きな周期の濃度分布に、この濃度分布より高周波のノイズが重畳している。この高周波ノイズ（同図（１）のＡ部）を拡大したものを同図（２）に示す。
【００６０】
モルフォロジー演算手段10は、入力された原画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに対して各別に、図３（１）〜（12）に示す各構造要素を用いたモルフォロジー演算によるオープニング処理およびクロージング処理をそれぞれ施す。
【００６１】
例えば図３（１）に示す直線構造要素により原画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinをオープニング処理して得られた画像信号をＲo1，Ｇo1，Ｂo1、同図（２）に示す直線構造要素によりオープニング処理して得られた画像信号をＲo2，Ｇo2，Ｂo2、以下、同様に各構造要素（図３（３）〜（12））によりオープニング処理して得られた画像信号をＲo3〜Ｒo12 ，Ｇo3〜Ｇo12 ，Ｂo3〜Ｂo12 とし、同図（１）に示す構造要素により原画像信号Ｒin，Ｇin，Ｂinをクロージング処理して得られた画像信号をＲc1，Ｇc1，Ｂc1、同図（２）に示す直線構造要素によりクロージング処理して得られた画像信号をＲc2，Ｇc2，Ｂc2、以下、同様に各構造要素（図３（３）〜（12））によりクロージング処理して得られた画像信号をＲc3〜Ｒc12 ，Ｇc3〜Ｇc12 ，Ｂc3〜Ｂc12 とする。
【００６２】
次いでモルフォロジー演算手段10は、各色ＲＧＢごとに、オープニング処理して得られた画像信号Ｒo1〜Ｒo12 ，Ｇo1〜Ｇo12 ，Ｂo1〜Ｂo12 のうち最大のものを抽出し、抽出されたものをそれぞれオープニング処理画像信号Ｒopn ，Ｇopn ，Ｂopn とし、クロージング処理して得られた画像信号Ｒc1〜Ｒc12 ，Ｇc1〜Ｇc12 ，Ｂc1〜Ｂc12 のうち最小のものを抽出し、抽出されたものをそれぞれクロージング処理画像信号Ｒcls ，Ｇcls ，Ｂcls とする。
【００６３】
図４（３）は、オープニング処理画像信号Ｒopn における、同図（２）に相当する部分（同図（１）のＡ部）を示す図であり、同図（４）は、クロージング処理画像信号Ｒcls の、同図（２）に相当する部分（同図（１）のＡ部）を示す図である。
【００６４】
各図から解されるように、オープニング処理画像信号Ｒopn は、原画像信号Ｒin（図４（３）中において破線で示す）のうち、凸状の濃度変動部分（正のノイズ）が抑制された信号、クロージング処理画像信号Ｒcls は、原画像信号Ｒin（図４（４）中において破線で示す）のうち、凹状の濃度変動部分（負のノイズ）が抑制された信号とされる。
【００６５】
他のオープニング処理画像信号Ｇopn ，Ｂopn もオープニング処理画像信号Ｒopn と同様に、正のノイズが抑制された信号とされ、他のクロージング処理画像信号Ｇcls ，Ｂcls もクロージング処理画像信号Ｒcls と同様に、負のノイズが抑制された信号とされる。
【００６６】
モルフォロジー演算手段10により算出された各オープニング処理画像信号Ｒopn ，Ｇopn ，Ｂopn および各クロージング処理画像信号Ｒcls ，Ｇcls ，Ｂcls は、信号処理手段20に入力される。
【００６７】
信号処理手段20は、入力された各画像信号について、各色ＲＧＢごとに、画素を対応させて、オープニング処理画像信号とクロージング処理画像信号とを上記式（１）に従った重み付け加算処理を行い、各色ごとに処理済画像信号を算出する。
【００６８】
図４（５）は、同図（２）に示したオープニング処理画像信号Ｒopn と、同図（４）に示したクロージング処理画像信号Ｒcls とを式（１）に従って演算処理して得られた処理済画像信号Ｒout を示す。
【００６９】
図から解されるように、処理済画像信号Ｒout は、原画像信号Ｒin（図４（５）中において破線で示す）のうち、正および負のいずれのノイズも精度よく抑制された信号とされる。なお、重みづけ係数w1，w2の値はいずれも0.5 としたが、この値に限るものではなく、適当な範囲で変動させることもできる。
【００７０】
他の処理済画像信号Ｇout ，Ｂout も処理済画像信号Ｒout と同様に、正および負のいずれのノイズも精度よく抑制された信号とされる。
【００７１】
さらに本実施形態の画像処理装置は、モルフォロジー演算手段10によるオープニング処理とクロージング処理において、直線構造要素（図３（１）〜（４））のみを用いた処理だけではなく、複数の曲線構造要素（同図（５）〜（12））をも用いた処理を行うため、従来の直線構造要素のみによる処理によれば誤って粒状として抑制されていた文字等の曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができ、より精度の高い粒状抑制処理を施すことができる。
【００７２】
すなわち、本実施形態の画像処理装置による処理対象の原画像中において、図５（１）に示す「Ａ」という文字と同図（２）に示す粒状（図中において矩形状輪郭で表示）とが存在し、粒状を抑制しつつも文字「Ａ」は残す場合、従来のように直線構造要素（図３（１）〜（４）：５画素×５画素）のみを用いた処理によれば、構造要素よりも小さい粒状を抑制することはできる（図５（４）参照）が、同時に文字の、曲率の大きい端縁部も抑制されることになる（図５（３）参照）。ここで、文字の端縁部が抑制されるのを抑えるために、直線構造要素をより小さいもの（図示では４画素×４画素の範囲で設定されたものとする）とすれば、同図（５）に示すように、確かに文字の端縁部の抑制を防止することはできるが、同時に、粒状も抑制されない結果となる（同図（６）参照）。
【００７３】
一方、本実施形態の画像処理装置によれば、直線構造要素による処理に加えて、曲線構造要素による処理も行うため、例えば図３（12）に示した構造要素による処理では文字の端縁部が抑制されるのを防止することができ（図５（７）参照）、しかも粒状を抑制することができる（同図（８）参照）。
【００７４】
このように本実施形態の画像処理装置によれば、入力された画像信号に対して、直線構造要素と曲線構造要素とを用いたモルフォロジー演算によるオープニング処理とクロージング処理とを各別に施して、オープニング処理により正のノイズが抑制された画像信号とクロージング処理により負のノイズが抑制された画像信号とをそれぞれ得、これらの得られた両画像信号を、画素を対応させて演算処理して１つの処理済画像信号を得るため、原画像に存在する正および負のノイズを精度よく抑制することができ、しかも、従来の直線構造要素のみによる処理によれば誤って粒状として抑制されていた文字等の曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができ、より精度の高い粒状抑制処理を施すことができる。
【００７５】
なお、上記画像処理装置は、信号処理手段20による各演算処理ｇとして式（１）に示す演算処理を適用した実施形態であるが、本発明の画像処理方法および画像処理装置は、式（１）による演算処理のものに限るものではなく、種々の適切な演算処理を適用することができる。
【００７６】
例えば、下記式（２）に示す演算処理を適用することもできる。
【００７７】
【数２】
0003966987.tif 000009
【００７８】
すなわち、クロージング処理画像信号Ｒcls が原画像信号Ｒinに等しい画素については、オープニング処理画像信号Ｒopn を処理済画像信号Ｒout とし、オープニング処理画像信号Ｒopn が原画像信号Ｒinに等しい画素については、クロージング処理画像信号Ｒcls を処理済画像信号Ｒout とし、オープニング処理画像信号Ｒopn またはクロージング処理画像信号Ｒcls のいずれも原画像信号Ｒinに等しくない画素については、オープニング処理画像信号Ｒopn とクロージング処理画像信号Ｒcls とを、重み付け係数w1，w2を用いた重み付け加算処理を適用する演算処理である。他の色Ｇ，Ｂの画像信号についても同様である。
【００７９】
このような演算処理を適用したものについても、式（１）に示した演算処理の実施形態と同様に、良好に正負のノイズを抑制することができ、しかも、文字等の曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができ、より精度の高い粒状抑制処理を施すことができる。
【００８０】
さらに、信号処理手段20による各演算処理ｇとしては下記式（３）に示す演算処理を適用することもできる。
【００８１】
【数３】
0003966987.tif 000010
【００８２】
すなわち、オープニング処理画像信号Ｒopn が原画像信号Ｒinに等しい画素については、クロージング処理画像信号Ｒcls を処理済画像信号Ｒout とし、クロージング処理画像信号Ｒcls が原画像信号Ｒinに等しい画素については、オープニング処理画像信号Ｒopn を処理済画像信号Ｒout とし、オープニング処理画像信号Ｒopn またはクロージング処理画像信号Ｒcls のいずれも原画像信号Ｒinに等しくない画素については、オープニング処理画像信号Ｒopn とクロージング処理画像信号Ｒcls とのうち原画像信号Ｒinとの差が大きい方の処理画像信号（Ｒopn またはＲcls ）と、原画像信号Ｒinとの差（｜Ｒopn −Ｒin｜または｜Ｒcls −Ｒin｜）、による重みづけ加算した値を処理済画像信号Ｒout とする演算処理である。他の色Ｇ，Ｂの画像信号についても同様である。
【００８３】
このような演算処理を適用したものについても、式（１）に示した演算処理の実施形態と同様に、良好に正負のノイズを抑制することができ、しかも、文字等の曲率の大きい画像部分が抑制されるのを抑えることができ、より精度の高い粒状抑制処理を施すことができる。
【００８４】
また本実施形態の各画像処理装置においては、カラー画像を表すＲＧＢの画像信号を処理の対象としたが、本発明の画像処理装置はそのようなカラー画像信号を対象とするものに限るものではなく、例えば輝度や色差等の各種信号を処理の対象とすることができるものである。
【００８５】
さらに上記実施形態は、オープニング処理とクロージング処理との両処理において曲線構造要素と直線構造要素とを用いた処理を施すものとしているが、本発明の画像処理方法および画像処理装置はこのような態様のものに限るものではなく、オープニング処理とクロージング処理との少なくとも一方の処理において曲線構造要素と直線構造要素とを用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理方法の一実施形態の処理フローを示すフローチャート
【図２】図１に示した画像処理方法を実施する画像処理装置を示す図
【図３】図２に示した画像処理装置のモルフォロジー演算手段10によるオープニング処理とクロージング処理において用いられる直線構造要素（（１）〜（４））および曲線構造要素（（５）〜（12））を示す図
【図４】（１）原画像信号Ｒinを示す図、（２）（１）に示した原画像信号Ｒinのうち高周波ノイズ（Ａ部）を示す拡大図、（３）原画像信号Ｒinに基づくオープニング処理画像信号Ｒopn のうちＡ部に相当する部分を示す図、（４）原画像信号Ｒinに基づくクロージング処理画像信号Ｒcls のうちＡ部に相当する部分を示す図、（５）処理済画像信号Ｒout のうちＡ部に相当する部分を示す図
【図５】文字「Ａ」と粒状が直線構造要素、曲線構造要素によりそれぞれ抑制される作用を説明する図
【図６】モルフォロジー演算の基本的な作用を説明する図
【符号の説明】
10    モルフォロジー演算処理手段
20    信号処理手段
【図１】
0003966987.tif 000017
【図２】
0003966987.tif 000018
【図３】
0003966987.tif 000019
【図４】
0003966987.tif 000020
【図５】
0003966987.tif 000021
【図６】
0003966987.tif 000022