(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択するステップと、
修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶するステップと、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択するステップと、
直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを求めるステップと、
前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算するステップと、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索するステップに戻るステップと、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記修正画像情報は、第１および第２の修正情報からなっており、
前記第１の修正情報は前記フィルタ対応領域の画素の画像情報とこの画素に対応するフィルタのパラメータとの積の和であって、前記前の画素が存在している場合は、前記前の画素の第１の修正情報に、前記選択された画素の画像情報の修正量を加算した値であり、
前記第２の修正情報は第１の修正情報を前記フィルタの重み係数で除算したときの商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】
画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在する場合に修正処理すべき画素を１つ選択する選択手段と、
直前に修正処理された前の画素が存在する場合に、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを演算する差分フィルタ演算手段と、
前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域を決定するとともに、前記前の画素が存在する場合に、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域を決定するフィルタ対応領域決定手段と、
前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算する画像情報修正量演算手段と、
前記前の画素が存在しない場合には、前記フィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、前記前の画素が存在する場合は、前記画像情報修正量演算手段によって演算された、前記選択された画素の修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて、前記選択された画素の修正画像情報を演算する修正画像情報演算手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する手順と、
修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する手順と、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する手順と、
直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを求める手順と、
前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算する手順と、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する手順に戻る手順と、
を、コンピュータに実行させる画像処理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。
【請求項５】
画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する第１のステップと、
修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する第２のステップと、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第３のステップと、
直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる第１乃至第ｎ（≧１）階の差分フィルタを求める第４のステップと、
前記第１乃至第ｎ階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする前記各差分フィルタの差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第５のステップと、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算する第６のステップと、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第７のステップと、
直前に修正処理された前の画素に利用された第ｎ階の差分フィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用する第ｎ階の差分フィルタのパラメータに加えることにより得られる第ｎ＋１階の差分フィルタを求める第８のステップと、
前記第ｎ＋１階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の第ｎ＋１階の差分フィルタに関するフィルタリング結果を演算する第９のステップと、
前記フィルタリング結果と、前記前の画素の画像情報の修正量とに基づいて前記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第１０のステップと、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する第７のステップに戻る第１１のステップと、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する第１の手順と、
修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する第２の手順と、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第３の手順と、
直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる第１乃至第ｎ（≧１）階の差分フィルタを求める第４の手順と、
前記第１乃至第ｎ階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする前記各差分フィルタの差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第５の手順と、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算する第６の手順と、
修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第７の手順と、
直前に修正処理された前の画素に利用された第ｎ階の差分フィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用する第ｎ階の差分フィルタのパラメータに加えることにより得られる第ｎ＋１階の差分フィルタを求める第８の手順と、
前記第ｎ＋１階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の第ｎ＋１階の差分フィルタに関するフィルタリング結果を演算する第９の手順と、
前記フィルタリング結果と、前記前の画素の画像情報の修正量とに基づいて前記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第１０の手順と、
前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する第７の手順に戻る第１１の手順と、
を、コンピュータに実行させる画像処理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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法および装置ならびに画像処理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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル記録された画像データ、例えば電子スチルカメラによって記録された画像データを画像処理することによって、記録され画像にぼかし効果、ピント合わせ効果、またはエッジ検出効果等を与えたりすることが広く行われている。
【０００３】
この従来の画像処理方法を、図１５および図１６を参照して説明する。デジタル記録された原画像の模式図を図１５（ａ）に示す。この図１５（ａ）に示す画像３０は５６（＝７×８）個の画素を有している。この画像３０の画素Ｐ0 に例えば図１５（ｂ）に示す、２５個のパラメータｆ0 ，…ｆ24を有するデジタルフィルタ４０を用いてボカシ効果を与える場合を考える。図１５（ｂ）に示すフィルタ４０はｆ0 ＝１０でかつｆ1 ＝…＝ｆ24＝１であるパラメータを有している。この場合、まずデジタルフィルタ４０の原点要素ｆ0 を画像３０の画素Ｐ0 に一致させたとき、フィルタ４０と重なる画像３０の領域３２を切り出す。この領域３２は、以下、本明細書においては「画素Ｐ0 を原点とするフィルタ対応領域」と言い、図１５（ａ）に示す例においてはフィルタ４０の２５個のパラメータｆ0 ，…ｆ24に対応した２５個の画素Ｐ0 ，…Ｐ24からなっている。
【０００４】
続いて、フィルタ対応領域３２の画素Ｐi （ｉ＝０，…２４）の画像情報（輝度情報）ＰＩi と、上記画素Ｐi に対応するフィルタパラメータｆi との積ＰＩi ・ｆi を２５個の画素毎に求めた後これらの２５個の積ＰＩ0 ・ｆ0 ，ＰＩ1 ・ｆ1 ，…，ＰＩ24・ｆ24の和Ｓ（＝ΣＰＩi ・ｆi ）を演算する。なお、画像３０の各画素の画像情報は図示しない原画像情報記憶手段に記憶されており、フィルタパラメータｆ0 ，…，ｆ24は図示しないフィルタパラメータ記憶手段に記憶されている。
【０００５】
次に上記和Ｓを、「フィルタの重み係数ｆ」で除算し、その商を画素Ｐ0 の修正画像情報とする。この修正画像情報は、図１５（ｃ）に示す修正画像５０の、原画像３０の画素Ｐ0 に対応する画素Ｐ′の画像情報となり、図示しない修正画像情報記憶手段に記憶される。なお「フィルタの重み係数ｆ」はフィルタのパラメータとともに予め与えられる一定の値であって、上述のフィルタパラメータ記憶手段に記憶される。このフィルタの重み係数ｆは、例えばフィルタがぼかし処理やピント合せ処理に用いられる場合、フィルタパラメータｆ0 ，…ｆ24の総和となり、例えばエッジ検出処理に用いられる場合はｆ＝１となる。
【０００６】
このような画像処理を原画像３０の各画素に対して行うことにより、修正画像５０が得られる。
【０００７】
なお、修正処理すべき画素が図１６に示す画素Ｐ0 のようにフィルタ４０が原画像３０と重なる部分３２と重ならない部分３４とを有している場合、原画像３０と重ならない部分３４の各フィルタパラメータに対応して仮想的な画素を考え、これらの仮想的な画素の画像情報を、原画像３０の画素（一部分の画素または全ての画素）の画像情報から求める。そして、上記画素Ｐ0を原点とするフィルタ対応領域は上記部分３２のフィルタパラメータに対応する画素の集合からなる領域（斜線で示す領域）と、上記仮想的な画素の集合とからなる領域との和集合となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の画像処理方法においては、図１７（ａ）に示すように画像３０が横方向にｘ個、縦方向にｙ個の画素が配列されるように構成され、図１７（ｂ）に示すようにデジタルフィルタ４０がｎ・ｎ個のフィルタパラメータを有するものとしたとき、１画素当たりの乗算の回数はｎ2 回、加算の回数はｎ2 −１回、除算の回数は１回必要となる。このため、画像３０全体では乗算の回数は、ｎ2 ・ｘ・ｙ回、加算の回数は（ｎ2 −１）・ｘ・ｙ回、除算の回数はｘ・ｙ回必要となる。
【０００９】
近年益々、高品質、高精細な画像が求められており、このため、画像の解像度が高くなってきている。
【００１０】
このような高解像度の画像に、上述の画像処理を行う場合、低解像度の画像のときと同じ効果を得るためには、デジタルフィルタのパラメータの個数も多くなる。例えば、図１８（ａ）に示すように低解像度の画像３０がｘ・Ｙ個の画素から構成され、この画像３０のデジタルフィルタ４０が図１８（ｂ）に示すようにｎ2 個のパラメータから構成されているときに、画像３０の解像度をｋ倍にしたと仮定すれば、図１８（ｃ）示すように解像度を高くした画像３０Ａはｋ2 ・ｘ・ｙ個の画素から構成される。そして、低解像度の画像の画像処理と同じ効果を得るためには、図１８（ｄ）に示すように、高解像度の画像３０Ａに用いられるデジタルフィルタ４０Ａのパラメータ数はｋ2 ・ｎ2 個となる。
【００１１】
すなわち解像度がｋ倍になれば、画素数およびパラメータ数はｋ2 倍となる。このため、解像度がｋ倍である画像に従来の画像処理を行うと、１画素当たりの乗算および加算の演算量はｋ2 倍になり、画像全体ではｋ4 倍となる。
【００１２】
したがって、高解像度の画像に従来の画像処理を行った場合は、処理速度が大変遅くなるという問題が生じる。
【００１３】
本願発明は上記事情を考慮してなされたものであって、処理速度が可及的に速い画像処理方法および装置ならびに画像処理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を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理方法は、画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択するステップと、修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶するステップと、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択するステップと、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを求めるステップと、前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算するステップと、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索するステップに戻るステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
なお、前記修正画像情報は、第１および第２の修正情報からなっており、前記第１の修正情報は前記フィルタ対応領域の画素の画像情報とこの画素に対応するフィルタのパラメータとの積の和であって、前記前の画素が存在している場合は、前記前の画素の第１の修正情報に、前記選択された画素の画像情報の修正量を加算した値であり、前記第２の修正情報は第１の修正情報を前記フィルタの重み係数で除算したときの商であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明による画像処理装置は、画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在する場合に修正処理すべき画素を１つ選択する選択手段と、直前に修正処理された前の画素が存在する場合に、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを演算する差分フィルタ演算手段と、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域を決定するとともに、前記前の画素が存在する場合に、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域を決定するフィルタ対応領域決定手段と、前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算する画像情報修正量演算手段と、前記前の画素が存在しない場合には、前記フィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、前記前の画素が存在する場合は、前記画像情報修正量演算手段によって演算された、前記選択された画素の修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて、前記選択された画素の修正画像情報を演算する修正画像情報演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による画像処理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は、画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する手順と、修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する手順と、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する手順と、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる差分フィルタを求める手順と、前記差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の修正量を演算する手順と、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する手順に戻る手順と、が記録されている。
【００１８】
また、本発明による画像処理方法は、画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する第１のステップと、修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する第２のステップと、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第３のステップと、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる第１乃至第ｎ（≧１）階の差分フィルタを求める第４のステップと、前記第１乃至第ｎ階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする前記各差分フィルタの差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第５のステップと、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算する第６のステップと、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第７のステップと、直前に修正処理された前の画素に利用された第ｎ階の差分フィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用する第ｎ階の差分フィルタのパラメータに加えることにより得られる第ｎ＋１階の差分フィルタを求める第８のステップと、前記第ｎ＋１階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、前記選択された画素の画像情報の第ｎ＋１階の差分フィルタに関するフィルタリング結果を演算する第９のステップと、前記フィルタリング結果と、前記前の画素の画像情報の修正量とに基づいて前記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第１０のステップと、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する第７のステップに戻る第１１のステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明による画像処理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は、画像を構成する複数の画素の中から修正処理すべき１つの画素を選択する第１の手順と、修正処理に用いられるフィルタのパラメータと、前記選択された画素を原点とするフィルタ対応領域内の各画素の画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶する第２の手順と、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第３の手順と、直前に修正処理された前の画素に利用されたフィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用するフィルタのパラメータに加えることにより得られる第１乃至第ｎ（≧１）階の差分フィルタを求める第４の手順と、前記第１乃至第ｎ階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする前記各差分フィルタの差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第５の手順と、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算する第６の手順と、修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索し、存在しない場合は処理を終了し、存在する場合は、修正処理すべき画素を１つ選択する第７の手順と、直前に修正処理された前の画素に利用された第ｎ階の差分フィルタのパラメータの値に負の符号を付けて、前記直前に修正処理された前の画素と前記選択された画素との位置関係に応じてずらしたものを、前記選択された画素に適用する第ｎ階の差分フィルタのパラメータに加えることにより得られる第ｎ＋１階の差分フィルタを求める第８の手順と、前記第ｎ＋１階の差分フィルタの零でないパラメータと、前記選択された画素を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、上記選択された画素の画像情報の第ｎ＋１階の差分フィルタに関するフィルタリング結果を演算する第９の手順と、前記フィルタリング結果と、前記前の画素の画像情報の修正量とに基づいて前記選択された画素の画像情報の修正量を演算し記憶する第１０の手順と、前記修正量と、前記前の画素の修正画像情報とに基づいて前記選択された画素の修正画像情報を演算し、記憶した後、前記修正処理すべき画素が存在しているか否かを検索する第７の手順に戻る第１１の手順と、が記載されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明による画像処理方法の第１の実施の形態の画像処理の処理手順を図１に示し、この第１の実施の形態の画像処理を実施するための画像処理装置の構成を図２に示す。この図２に示す画像処理装置は、原画像情報記憶手段２と、フィルタパラメータ記憶手段４と、コントローラ６と、差分フィルタ演算手段８と、差分フィルタパラメータ記憶手段１０と、フィルタ対応領域決定手段１２と、画像情報修正量演算手段１４と、修正画像情報演算手段１６と、修正画像情報記憶手段１８と、を備えている。
【００２２】
まず、デジタル記録される画像データは原画像情報記憶手段２に記憶され、所定の効果を得るための画像処理に用いられるデジタルフィルタのパラメータおよび重み係数ｆはフィルタパラメータ記憶手段４に記憶されている。
【００２３】
この状態で、例えば図３に示す画像３０の中から修正処理すべき１つの画素（例えば画素Ｐ0 ）がコントローラ６によって選択される。すると、この選択された画素Ｐ0 にデジタルフィルタ４０の原点要素を一致させたときにフィルタ４０と重なる領域、すなわち画素Ｐ0 を原点とするフィルタ対応領域（図３では破線で囲まれた画素からなる領域）がフィルタ対応領域決定手段１２によって決定される。
【００２４】
なお、デジタルフィルタ４０が画像３０と重なる部分と重ならない部分とを有する場合、例えば図１６に示す場合、従来技術で説明したと同様に重ならない部分３４の各フィルタパラメータに対応して仮想的な画素を考え、これらの仮想的な画素の画像情報を、画像３０の画素（一部分の画素または全ての画素）の画像情報から求める。そして上記画素Ｐ0を原点とするフィルタ対応領域は上記重なる部分のフィルタパラメータに対応する画素の集合からなる領域と、上記仮想的な画素の集合からなる領域との和集合となる。また上記仮想的な画素の画像情報は予め求めて、原画像情報記憶手段２に記憶しておく。
【００２５】
次に原画像情報記憶手段２に記憶されている上記フィルタ対応領域内の各画素の画像情報と、フィルタパラメータ記憶手段４に記憶されているデジタルフィルタ４０のパラメータとに基づいて、画素Ｐ0 の修正画像情報が修正画像情報演算手段１６によって演算される（図１のステップＦ１参照）。
【００２６】
上記修正画像情報は本発明においては第１および第２の修正情報からなっている。そして第１の修正情報は、従来技術で説明した、フィルタ対応領域の画素の画素情報ＰＩi と、上記画素に対応するフィルタパラメータｆi との積ＰＩi ・ｆi の和Ｓ（＝ΣＰＩi ・ｆi ）である。なお、上記和Ｓi は上記フィルタ対応領域の全ての画素に対して取るものとする。また第２の修正情報は上記和Ｓを従来技術で説明した、上記フィルタの重み係数ｆで除算した商である。
【００２７】
これらの第１および第２の修正情報は修正画像情報として修正画像情報記憶手段１８に記憶される。
【００２８】
次に図１のステップＦ２に示すように、修正処理すべき画素が原画像内に存在するか否かがコントローラ６によって検索され、存在しない場合は修正処理が終了する。存在する場合は修正処理すべき画素の中から１つの画素がコントローラ６によって選択される（ステップＦ３参照）。この画素の選択は、直前に修正処理された「前の画素」（例えば図３に示す画素Ｐ0 ）に隣接する画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ′）を選択することが好ましい。
【００２９】
次に上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）と、直前に修正処理された前の画素（例えば画素Ｐ0 ）との位置関係に応じた差分フィルタが差分フィルタ演算手段８によって演算される。画像処理に用いられるデジタルフィルタ４０が例えば図１５（ｂ）に示す構成で、かつ直前に修正処理された前の画素が図３に示す画素Ｐ0 で、上記選択された画素が図３に示す画素Ｐ0 ′である場合、上記差分フィルタは以下のように求められる。まず、画素Ｐ0 の修正処理に用いられたフィルタ４０のパラメータの値に負の符号をつけ、これを図４に示すようにフィルタ４２とする。次に画素Ｐ0 ′は画素Ｐに対して横方向に１画素分、ずれた位置にあるから、画素Ｐ0 ′の修正処理に用いられるフィルタ４０をフィルタ４２に対して横方向に１画素分ずらし（図４参照）、これらのフィルタ４２とフィルタ４０の同一画素に対応するパラメータ同士の和を上記画素に対応するパラメータとするフィルタが差分フィルタ４４となる（図４参照）。
【００３０】
このように修正処理に用いられるデジタルフィルタが図１５（ｂ）に示す構成で、かつ直前に修正処理された前の画素が図５（ａ）に示す画素Ｐ0 で、上記選択された画素が画素Ｐ0 ′であるときの差分フィルタは図４に示す差分フィルタ４４となる。上記選択された画素が図５（ａ）に示す画素Ｑ0 であるとき、すなわち選択された画素Ｑ0 が前の画素Ｐ0 に対して１画素分下にずれた位置にあるとき、このときの差分フィルタは図５（ｂ）に示す構成の差分フィルタ４４となる。また、上記選択された画素が図５（ａ）に示す画素Ｒ0 であるとき、すなわち選択された画素Ｒ0 が前の画素Ｐ0 に対して１画素分斜め下方向にずれた位置にあるとき、このときの差分フィルタは図５（ｃ）に示す構成の差分フィルタ４４となる。このように差分フィルタの零でないパラメータの個数は元のデジタルフィルタのそれに比べて非常に少なくなる。
【００３１】
上述のようにして演算された差分フィルタのパラメータは差分フィルタパラメータ記憶手段１０に記憶される。
【００３２】
次に上記選択された画素を原点とする「差分フィルタ対応領域」が、上記差分フィルタの演算結果に基づいて、フィルタ対応領域決定手段１２によって決定される。この差分フィルタ対応領域は差分フィルタの原点要素を、上記選択された画素に一致させたとき、差分フィルタと重なる画像（前述した仮想的な画素も含む）の領域であり、例えば図３に示すように前の画素が画素Ｐ0 であり、選択された画素が画素Ｐ0 ′であり、かつデジタルフィルタがフィルタ４０である場合は、図３に示す破線と一点鎖線で囲まれた領域の和集合となる。
【００３３】
また、上記差分フィルタの各パラメータの値が零であるか否かが画像情報修正量演算手段１４によって決定される。そして上記差分フィルタの値が零でない各パラメータに対して、これらの各パラメータＤｆi と、各パラメータに対応する、上記差分フィルタ領域内の画素の画像情報ＰＩi との積ＰＩi ・Ｄｆi が画像情報修正量演算手段１４によって演算され、更にそれらの積の和ΔＳ（＝ΣＰＩi ・Ｄｆi ）が画像情報修正量演算手段１４によって演算される（図１のステップＦ５参照）。この和ΔＳが上記選択された画素の画像情報の修正量となる。
【００３４】
次に上記修正量と、修正画像情報記憶手段１８に記憶されている、上記前の画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ）の第１の修正情報との和が修正画像情報演算手段１６によって演算され（図１のステップＦ６参照）、この演算された和が上記選択された画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ′）の第１の修正情報となる。
【００３５】
これを、図３を参照して説明する。画素Ｐ0 ′の第１の修正情報Δ′は、上記前の画素Ｐ0 の第１の修正情報をΔとすると、
Δ′＝Δ＋（−Δ＋Δ′）
である。そして、−Δ＋Δ′は画素Ｐ0 ′における差分フィルタの零でないパラメータと、これらのパラメータに対応する、上記画素Ｐ0 ′を原点とする画素の画素情報との積の和、すなわち画素Ｐ0 ′の画像情報の修正量に等しい値となるからである。
【００３６】
そして、この第１の修正情報を、上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）を原点とするフィルタの重み係数ｆで除算し、その商が上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）の第２の修正情報となる（図１のステップＦ６参照）。
【００３７】
このようにして求められた、上記選択された画素の第１および第２の修正情報は修正画像情報記憶手段１８に記憶される。
【００３８】
ステップＦ６の処理が終了した後は、ステップＦ２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００３９】
このようにして得られた、画像の各画素の第２の修正情報が、修正処理された画像の各画素の画像情報となる。
【００４０】
一般に、上述の画像処理に用いられるデジタルフィルタにおいては、原点要素およびその近傍のフィルタパラメータを除けば他のフィルタパラメータは全て同一の値となることが多い。このため差分フィルタを求めれば、上記実施の形態で説明したように、この差分フィルタの零でないフィルタパラメータの個数は元のデジタルフィルタの零でないフィルタパラメータの個数よりも非常に少なくなる。
【００４１】
したがって、本実施の形態のように差分フィルタを求め、この差分フィルタを用いて修正画像情報を演算すれば乗算および加算の回数を大幅に減少させることが可能となり、処理速度を可及的に速くすることができる。
【００４２】
ぼかし効果を得るために使用されるデジタルフィルタおよびその差分フィルタの一具体例を図６（ａ）および図６（ｂ）に各々示す。また、ぼかし効果を得るためのデジタルフィルタおよびその差分フィルタの他の具体例を図７（ａ）および図７（ｂ）に各々示す。また、ピント合わせ効果を得るために使用されるデジタルフィルタおよびその差分フィルタの一具体例を各々図８（ａ）および図８（ｂ）に示す。またエッジ検出効果を得るために用いられるデジタルフィルタおよびその差分フィルタの一具体例を各々図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。
【００４３】
上述の第１の実施の形態においては第１階の差分フィルタのみを用いたが、２階以上の高次の差分フィルタを用いて修正処理することも可能である。これを本発明による画像処理方法の第２の実施の形態として説明する。
【００４４】
本発明による画像処理方法の第２の実施の形態の処理手順を図１０に示す。この第２の実施の形態の画像処理方法は、第１階および第２階の差分フィルタを用いるものであり、この第２の実施の形態の画像処理方法を実施する画像処理装置としては第１の実施の形態の場合と同様に図２に示す構成の画像処理装置が用いられる。
【００４５】
第１の実施の形態と同様にデジタル記録された画像データは原画像情報記憶手段２に記憶され、デジタルフィルタのフィルタパラメータはフィルタパラメータ記憶手段４に記憶されている。
【００４６】
まず、例えば図３に示す画像３０の中から修正処理すべき１つの画素（例えば画素Ｐ0 ）がコントローラ６によって選択される。続いてこの選択された画素Ｐ0 を原点とするフィルタ対応領域がフィルタ対応領域決定手段１２によって決定される。そして原画像記憶手段２に記憶されている上記フィルタ対応領域内の各画素の画像情報と、フィルタパラメータ記憶手段４に記憶されているデジタルフィルタのパラメータとに基づいて、上記選択された画素の修正画像情報が修正画像情報演算手段１６によって演算される（図１０のステップＦ２１参照）。なお、上記修正画像情報は第１の実施の形態と同様に第１および第２の修正情報からなっている。
【００４７】
次に図１０のステップＦ２２に示すように、修正処理すべき画素が上記画像内に存在するか否かがコントローラ６によって検索され、存在しない場合は修正処理が終了する。存在する場合は、修正処理すべき画素の中から１つの画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ′）がコントローラ６によって選択される（図１０のステップＦ２３参照）。
【００４８】
次に上記選択された画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ′）と、直前に修正処理された前の画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ）との位置関係に応じた第１階差分フィルタが差分フィルタ演算手段８によって演算される（図１０のステップＦ２４参照）。この第１階差分フィルタは画素Ｐ0 ′に関するものであって第１の実施の形態の差分フィルタと同一のものである。この第１階差分フィルタのフィルタパラメータは差分フィルタパラメータ記憶手段１０に記憶される。
【００４９】
次に上記選択された画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ′）を原点とする、上記第１階差分フィルタに対応する差分フィルタ領域がフィルタ対応領域決定手段１２によって決定される。また、上記差分フィルタの各パラメータの値が零であるか否かが画像情報修正量演算手段１４によって決定される。そして上記差分フィルタの値が零でないパラメータと、上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）を原点とする差分フィルタ対応領域内の画素の画像情報とに基づいて、第１の実施の形態の場合と同様にして、上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）の画像情報の修正量が画像情報修正量演算手段１４によって演算される（図１０のステップＦ２５参照）。
【００５０】
次に上記修正量と、修正画像情報記憶手段１８に記憶されている、上記前の画素（例えば画素Ｐ0 ）の第１の修正情報との和が修正画像情報演算手段１６によって演算され、この演算された和が上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）の第１の修正情報となる（図１０のステップＦ２６参照）。
【００５１】
そして、この演算された第１の修正情報を、上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）を原点とするフィルタの重み係数ｆで除算し、その商が上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ′）の第２の修正情報となる（図１０のステップＦ２６参照）。
【００５２】
次に図１０のステップＦ２７に示すように、修正処理すべき画素が上記画像内に存在するか否かがコントローラ６によって検索され、存在しない場合は、修正処理を終了する。存在する場合は、修正処理すべき画素の中から１つの画素（例えば図３に示す画素Ｐ0 ″）がコントローラ６によって選択される（図１０のステツプＦ２８参照）。
【００５３】
次に上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ″）と、直前に修正処理された前の画素（例えば画素Ｐ0 ′）との位置関係に応じた第２階差分フィルタが差分フィルタ演算手段８によって求められる（図１０のステップＦ２９参照）。この第２階差分フィルタは上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ″）に関するものであって、上記前の画素（例えば画素Ｐ0 ′）の第１階差分フィルタの各フィルタパラメータに負の符号をつけた値をパラメータとするフィルタと、上記選択された画素（例えば画素Ｐ0 ″）の第１階差分フィルタの、同一画素に対応するパラメータ同士の和を上記同一画素に対応するパラメータとする構成となっている。すなわち、第１階差分フィルタを元のデジタルフィルタとしたときに求められる第１階差分フィルタが第２階差分フィルタとなる。
【００５４】
次に上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）を原点とする上記第２階差分フィルタに対応する差分フィルタ領域がフィルタ対応領域決定手段によって決定される。また上記第２階差分フィルタの各パラメータの値が零であるか否かが画像情報修正量演算手段１４によって決定される。そして上記第２階差分フィルタの値が零でないパラメータと、上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）を原点とする上記第２階差分フィルタに対応する差分フィルタ対応領域内の画素の画素情報とに基づいて、上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）の第２階差分フィルタに関するフィルタリング結果が画像情報修正量演算手段１４によって演算される（図１０のステップＦ３０参照）。このフィルタリング結果はステップＦ２５の画像情報の修正量と同様にして求められる。
【００５５】
次に上記フィルタリング結果と、上記前の画素（例えば画素Ｐo ′）の画像情報の修正量との和が画像情報修正量演算手段１４によって演算され、この演算された和が上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）の画像情報の修正量となり、この修正量は修正画像情報記憶手段１８に記憶される（図１０のステップＦ３１参照）。
【００５６】
次にステップＦ３１で求められた修正量と、修正画像情報記憶手段１８に記憶されている上記前の画素（例えば画素Ｐo ′）の第１の修正情報との和が修正画像情報演算手段１６によって演算され、この演算された和が上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）の第１の修正情報となる（図１０のステップＦ３２参照）。そしてこの演算された第１の修正情報を、上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）を原点とするフィルタの重み係数ｆで除算し、その商が上記選択された画素（例えぱ画素Ｐo ″）の第２の修正情報となる（図１０のステップＦ３２参照）。このようにして求められた第１および第２の修正情報からなる、上記選択された画素（例えば画素Ｐo ″）の修正画像情報は修正画像情報記憶手段１８に記憶される。
【００５７】
ステップＦ３２の処理が終了した後は、ステップＦ２７に戻り、上述のステップが繰り返される。
【００５８】
以上説明したようにこの第２の実施の形態の画像処理方法においても、第１階差分フィルタおよび第２階差分フィルタを修正画像情報を演算しているので、乗算および加算の回数を従来の場合に比べて大幅に減少させることが可能となり、処理速度を可及的に速くすることができる。
【００５９】
第２の実施の形態の画像処理方法において、ぼかし効果を得るために使用されるデジタルフィルタおよびその第１階差分フィルタならびに第２階差分フィルタの一具体例を図１１（ａ）および図１１（ｂ）ならびに図１１（ｃ）に各々示す。また、ピント合わせ効果を得るために使用されるデジタルフィルタおよびその第１階差分フィルタならびに第２階差分フィルタの一具体例を図１２（ａ）および図１２（ｂ）ならびに図１２（ｃ）に各々示す。
【００６０】
なお、第３階以上の高次の差分フィルタを用いて修正処理する場合も上記第２の実施の形態の場合と同様にして行うことができる。
【００６１】
なお第１および第２の実施の形態に用いられる画像処理装置を、半導体チップ上で実現すれば、演算回数が大幅に減少するため、トランジスタの個数を大幅に少なくすることが可能となり、製造コストを低下させることができる。
【００６２】
なお、第１及び第２の実施の形態においては、白黒画像を対象にして説明したが、カラー画像については例えば、赤、緑、青の各々の強度について第１及び第２の実施の形態で説明した処理手順を実行すれば良い。
【００６３】
なお、上記第１および第２の実施の形態において予め各フィルタパラメータをフィルタの重み係数で除算した値をフィルタパラメータとして用いれば上記第２の修正情報は不要となり、この場合第１の修正情報が修正画像情報となる。
【００６４】
また、第１の実施の形態の画像処理方法においては、図１に示すステップＦ１からステップＦ６までの処理手順、第２の実施の形態の画像処理方法においては、図１０に示すステップＦ２１からステップＦ３２までの処理手順は各々、プログラムとして記録媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭ，光磁気ディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の光ディスクや、フロッピーディスク、メモリカード等）に記録される。
【００６５】
この記録は次のようにして行われる。まず図１３および図１４に示すように、コンピュータ８０を起動し、記録媒体（図１３においてはＦＤ９２またはＣＤ−ＲＯＭ９４）を記録装置（図１３、１４においてはＦＤドライブ８１またはＣＤ−ＲＯＭドライブ８２）にセットする。続いて入力手段８４（例えばキーボード８４ａまたはマウス８４ｂ）を用いて、例えば第１の実施の形態の場合は、ステップＦ１からステップＦ６までの処理手順をプログラムとして順次入力する。すると、この入力されたプログラムはコンピュータ８０のＣＰＵ（図示せず）によって、記録媒体に書込まれる。この書込みの際には表示装置８６やプリンタ８７を利用すると便利である。
【００６６】
このような記録媒体に記録された画像処理手順のプログラムを実行する場合について説明する。まず、画像処理手順がプログラムとして記録された記録媒体を読取り装置（図１４ではＦＤドライブ８１またはＣＤ−ＲＯＭドライブ８２）にセットする。続いて上記読取り装置に接続されたコンピュータ８０のＣＰＵによって上記記録媒体から上記プログラムが順次、読出されて、コンピュータ８０の内部メモリにロードされる。その後、デジタル記録された画像データを上記読取り装置を用いて入力するとともにデジタルフィルタのフィルタパラメータを入力手段を介して入力すれば、上記プログラムが順次読出されて実行される。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば処理速度を可及的に速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理方法の第１の実施の形態の処理手順を示すフローチャート。
【図２】本発明による画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図３】差分フィルタを説明する説明図。
【図４】差分フィルタの求め方を説明する説明図。
【図５】差分フィルタの例を示す図。
【図６】ぼかし効果を得るためのフィルタの一具体例を示す図。
【図７】ぼかし効果を得るためのフィルタの他の具体例を示す図。
【図８】ピント合わせ効果を得るためのフィルタの一具体例を示す図。
【図９】エッジ効果を得るためのフィルタの一具体例を示す図。
【図１０】本発明による画像処理方法の第２の実施の形態の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施の形態に用いられる、ぼかし効果を得るためのフィルタの一具体例を示す図。
【図１２】第２の実施の形態に用いられる、ピント合わせ効果を得るためのフィルタの一具体例を示す図。
【図１３】コンピュータ装置の構成を示す斜視図。
【図１４】コンピュータ装置の構成を示すブロック図。
【図１５】従来の画像処理方法を説明するのに使用される模式図。
【図１６】フィルタ対応領域を説明する図。
【図１７】従来の画像処理方法の問題点を説明する説明図。
【図１８】従来の画像処理方法の問題点を説明する説明図。
【符号の説明】
２  原画像情報記憶手段
４  フィルタパラメータ記憶手段
６  コントローラ
８  差分フィルタ演算手段
１０  差分フィルタパラメータ記憶手段
１２  フィルタ対応領域決定手段
１４  画像情報修正量演算手段
１６  修正画像情報演算手段
１８  修正画像情報記憶手段
３０  画像
３２  重なる部分
３４  重ならない部分
４０  デジタルフィルタ
４４  差分フィルタ
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004194700.tif 000015
【図１５】
0004194700.tif 000016
【図１６】
0004194700.tif 000017
【図１７】
0004194700.tif 000018
【図１８】
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