(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記画像又は前記画像が前記階調変換手段により階調変換された後の画像の複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記成分変換手段は前記周波数成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換す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】
前記成分変換手段は所定の低周波成分については変換を行わない、又は所定の低周波成分を０とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
さらに、前記成分変換手段は画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、画像の複数の周波数帯の周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記成分変換手段は画像に対し離散ウェーブレット変換処理を行うと共に、該離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドを除く所定のサブバンドの成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記成分変換手段は前記ＬＬサブバンドの成分については変換を行わない、又は前記ＬＬサブバンドの成分をゼロとすることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を前記閾値以下の絶対値を有する周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を実質的に変換しない、又はゼロとすることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記階調変換手段で階調変換された画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
前記成分変換手段は前記周波数成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記成分変換手段は所定の低周波成分については変換を行わないことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
さらに、複数の周波数帯の周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段を有することを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記周波数変換手段は離散ウェーブレット変換処理を行い、前記成分変換手段は前記離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドを除く所定のサブバンドの成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記成分変換手段は前記ＬＬサブバンドの成分については変換を行わないことを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を前記閾値以下の絶対値を有する周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項９乃至１４の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を実質的に変換しないことを特徴とする請求項９乃至１４の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項１７】
画像を第一の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第一の周波数変換手段と、
前記画像を階調変換する階調変換手段と、
前記階調変換手段で階調変換された画像を第二の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第二の周波数変換手段と、
前記第二の複数の周波数帯の周波数成分に対し、前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を該第一の複数の周波数帯の周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づき変換して得た周波数成分を加算することにより、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分を変換する成分変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１８】
前記成分変換手段は前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記成分変換手段は前記第二の複数の周波数帯の周波数成分のうち所定の低周波成分については変換を行わないことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
さらに、前記成分変換手段により変換された後の前記第二の複数の周波数帯の周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段を有することを特徴とする請求項１７乃至１９の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記第一及び第二の周波数変換手段は離散ウェーブレット変換処理を行い、前記成分変換手段は前記第一の周波数変換手段における離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドを除く所定のサブバンドの成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記成分変換手段は前記第二の周波数変換手段における離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドの成分については変換を行わないことを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を前記閾値以下の絶対値を有する前記第一の複数の周波数帯の周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項１７乃至２２の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項２４】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する第二の複数の周波数帯の周波数成分を実質的に変換しないことを特徴とする請求項１７乃至２２の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項２５】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、
前記成分変換手段で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段と、
前記逆周波数変換手段で生成された画像と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２６】
前記成分変換手段は前記周波数成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項２５に記載の画像処理装置。
【請求項２７】
前記成分変換手段は所定の低周波成分の値を０とすることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の画像処理装置。
【請求項２８】
前記周波数変換手段は離散ウェーブレット変換処理を行い、前記成分変換手段は前記離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドを除く所定のサブバンドの成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項２５に記載の画像処理装置。
【請求項２９】
前記成分変換手段は前記ＬＬサブバンドの成分の値を０とすることを特徴とする請求項２８に記載の画像処理装置。
【請求項３０】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を前記閾値以下の絶対値を有する周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項２５乃至２９の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項３１】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を０に変換することを特徴とする請求項２５乃至２９の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項３２】
画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、
前記成分変換手段で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段と、
前記逆周波数変換手段で生成された画像を前記階調変換特性で階調変換する階調変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３３】
前記成分変換手段は前記周波数成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項３２に記載の画像処理装置。
【請求項３４】
前記成分変換手段は所定の低周波成分については変換を行わないことを特徴とする請求項３２又は３３に記載の画像処理装置。
【請求項３５】
前記周波数変換手段は離散ウェーブレット変換処理を行い、前記成分変換手段は前記離散ウェーブレット変換処理によって得たＬＬサブバンドを除く所定のサブバンドの成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項３２乃至３４の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項３６】
前記成分変換手段は前記ＬＬサブバンドの成分については変換を行わないことを特徴とする請求項３５に記載の画像処理装置。
【請求項３７】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を前記閾値以下の絶対値を有する周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項３２乃至３６の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項３８】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を実質的に変換しないことを特徴とする請求項３２乃至３６の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項３９】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記画像又は前記画像が前記階調変換手段により階調変換された後の画像の高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４０】
前記成分変換手段は前記高周波成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項３９に記載の画像処理装置。
【請求項４１】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する高周波成分を前記閾値以下の絶対値を有する高周波成分より抑制して変換することを特徴とする請求項３９又は４０に記載の画像処理装置。
【請求項４２】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する高周波成分を実質的に変換しない、又はゼロとすることを特徴とする請求項３９又は４０に記載の画像処理装置。
【請求項４３】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記画像の高周波成分を算出する高周波成分算出手段と、
前記高周波成分算出手段により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、
前記成分変換手段で変換された高周波成分と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４４】
前記成分変換手段は前記高周波成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項４３に記載の画像処理装置。
【請求項４５】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する高周波成分を前記閾値以下の絶対値を有する高周波成分より抑制して変換することを特徴とする請求項４３又は４４に記載の画像処理装置。
【請求項４６】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する高周波成分を０に変換することを特徴とする請求項４３又は４４に記載の画像処理装置。
【請求項４７】
画像を階調変換する階調変換手段と、
前記階調変換手段で階調変換された画像の高周波成分を算出する高周波成分算出手段と、
前記高周波成分算出手段により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、
前記成分変換手段で変換された高周波成分と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４８】
前記成分変換手段は前記高周波成分を前記階調変換手段の階調変換曲線の傾きに基づいて変換することを特徴とする請求項４７に記載の画像処理装置。
【請求項４９】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する高周波成分を前記閾値以下の絶対値を有する高周波数成分より抑制して変換することを特徴とする請求項４７又は４８に記載の画像処理装置。
【請求項５０】
前記成分変換手段は所定の閾値を超える絶対値を有する周波数成分を０に変換することを特徴とする請求項４７又は４８に記載の画像処理装置。
【請求項５１】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記画像又は前記画像が前記階調変換工程により階調変換された後の画像の複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換工程の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５２】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記階調変換工程で階調変換された画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、
前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５３】
画像を第一の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第一の周波数変換工程と、
前記画像を階調変換する階調変換工程と、
前記階調変換工程で階調変換された画像を第二の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第二の周波数変換工程と、
前記第二の複数の周波数帯の周波数成分に対し、前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を該第一の複数の周波数帯の周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づき変換して得た周波数成分を加算することにより、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分を変換する成分変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５４】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、
前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、
前記成分変換工程で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換工程と、
前記逆周波数変換工程で生成された画像と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５５】
画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、
前記成分変換工程で変換された周波数成分を合成した画像を生成する逆周波数変換工程と、
前記逆周波数変換工程で生成された画像を前記階調変換特性で階調変換する階調変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５６】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記画像又は前記画像が前記階調変換工程により階調変換された後の画像の高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換工程の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５７】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記画像の高周波成分を算出する高周波成分算出工程と、
前記高周波成分算出工程により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、
前記成分変換工程で変換された高周波成分と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５８】
画像を階調変換する階調変換工程と、
前記階調変換工程で階調変換された画像の高周波成分を算出する高周波成分算出工程と、
前記高周波成分算出工程により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、
前記成分変換工程で変換された高周波成分と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５９】
請求項１乃至５０の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項６０】
請求項５１乃至５８の何れかに記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項６１】
請求項１乃至５０の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項６２】
請求項５１乃至５８の何れかに記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６３】
対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成する分解部と、
前記分解部により得られた前記低周波成分及び前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分のうち、少なくとも前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分を変換する成分変換部と、
前記成分変換部により変換された後の前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と、前記対象画像又は前記低周波成分とを用いて処理後画像を生成する画像生成部とを有し、
前記成分変換部は、前記分解部により得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する第１の変換と、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における前記所定の閾値未満の絶対値を有する第２の要素に対する、前記第１の変換とは異なる第２の変換とを行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６４】
前記成分変換部は、前記対象画像から前記処理後画像への変化において前記低周波成分を不変とする変換を行う場合には、前記対象画像から前記処理後画像への変化において前記第１の要素が実質的に不変となるように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分を変換することを特徴とする請求項６３に記載の画像処理装置。
【請求項６５】
前記成分変換部の前記第１の変換における前記同じ比率は１であることを特徴とする請求項６３に記載の画像処理装置。
【請求項６６】
前記分解部は、前記対象画像を平滑化して前記低周波成分を作成する平滑化部と、
前記対象画像から前記平滑化部により作成された低周波成分を減算して前記高周波成分を作成する減算部とから構成されることを特徴とする請求項６３に記載の画像処理装置。
【請求項６７】
前記画像生成部は、前記対象画像に前記成分変換部により変換された後の前記高周波成分を加算して前記処理後画像を得ることを特徴とする請求項６６に記載の画像処理装置。
【請求項６８】
前記成分変換部は、前記第１の要素を実質的に０に変換することを特徴とする請求項６７に記載の画像処理装置。
【請求項６９】
前記画像生成部は、前記低周波成分に前記成分変換部により変換された後の前記高周波成分を加算して前記処理後画像を得ることを特徴とする請求項６６に記載の画像処理装置。
【請求項７０】
前記成分変換部は、前記第１の要素を実質的に不変とすることを特徴とする請求項６９に記載の画像処理装置。
【請求項７１】
前記画像生成部は、前記成分変換部により所定の比率で変換された前記低周波成分に対し、前記成分変換部により変換された後の前記高周波成分を加算して前記処理後画像を得ることを特徴とする請求項６６に記載の画像処理装置。
【請求項７２】
前記成分変換部は、前記第１の要素を前記所定の比率で変換することを特徴とする請求項７１に記載の画像処理装置。
【請求項７３】
前記分解部は、前記対象画像を低周波成分と複数の周波数帯の高周波成分とに分解することを特徴とする請求項６３に記載の画像処理装置。
【請求項７４】
前記分解部は、離散ウェーブレット変換により前記対象画像を低周波成分と複数の周波数帯の高周波成分とに分解することを特徴とする請求項７３に記載の画像処理装置。
【請求項７５】
前記分解部は、ラプラシアンピラミッド変換により前記対象画像を低周波成分と複数の周波数帯の高周波成分とに分解することを特徴とする請求項７３に記載の画像処理装置。
【請求項７６】
前記画像生成部は、前記低周波成分及び前記成分変換部により変換された後の前記複数の周波数帯の高周波成分を合成して前記処理後画像を得ることを特徴とする請求項７３に記載の画像処理装置。
【請求項７７】
前記成分変換部は、前記第１の要素を実質的に不変とすることを特徴とする請求項７６に記載の画像処理装置。
【請求項７８】
前記画像生成部は、前記成分変換部により所定の比率で変換された前記低周波成分及び前記成分変換部により変換された後の前記複数の周波数帯の高周波成分を合成して前記処理後画像を得ることを特徴とする請求項７３に記載の画像処理装置。
【請求項７９】
前記成分変換部は、前記第１の要素を前記所定の比率で変換することを特徴とする請求項７８に記載の画像処理装置。
【請求項８０】
前記画像生成部は、前記成分変換部により変換された後の前記低周波成分及び前記複数の周波数帯の高周波成分を逆離散ウェーブレット変換により合成することを特徴とする請求項７４に記載の画像処理装置。
【請求項８１】
前記画像生成部は、前記成分変換部により変換された後の前記低周波成分及び前記複数の周波数帯の高周波成分を逆ラプラシアンピラミッド変換により合成することを特徴とする請求項７５に記載の画像処理装置。
【請求項８２】
前記成分変換部における前記所定の閾値を変更可能であることを特徴とする請求項６３乃至８１の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項８３】
前記成分変換部における前記所定の閾値を、前記複数の周波数帯の高周波成分における所定の高周波成分の要素の絶対値の累積頻度分布に基づいて決定することを特徴とする請求項７３乃至８１の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項８４】
前記成分変換部における前記所定の閾値は、前記複数の周波数帯における所定の周波数帯毎に設定可能であることを特徴とする請求項７３乃至８１の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項８５】
前記成分変換部における前記所定の閾値を、前記複数の周波数帯における所定の周波数帯の空間周波数が低くなるほど大きくすることを特徴とする請求項７３乃至８１の何れかに記載の画像処理装置。
【請求項８６】
対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成するステップと、
前記作成ステップにより得られた前記低周波成分及び前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分のうち、少なくとも前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分を変換するステップと、
前記変換ステップにより変換された後の前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と、前記対象画像又は前記低周波成分とを用いて処理後画像を生成するステップとを有し、
前記変換ステップは、前記作成ステップにより得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する第１の変換と、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における前記所定の閾値未満の絶対値を有する第２の要素に対する、前記第１の変換とは異なる第２の変換とを行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８７】
請求項６３乃至８５の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項８８】
請求項８６に記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記録媒体。
【請求項８９】
請求項６３乃至８５の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項９０】
請求項８６に記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９１】
対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成する分解部と、
前記分解部により得られた前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを変換する成分変換部と、
前記成分変換部により変換された後の前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを用いて処理後画像を生成する画像生成部とを有し、
前記成分変換部は、前記分解部により得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９２】
前記成分変換部は、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における前記所定の閾値未満の絶対値を有する第２の要素を実質的に不変に維持することを特徴とする請求項９１に記載の画像処理装置。
【請求項９３】
対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成するステップと、
前記作成ステップにより得られた前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを変換するステップと、
前記変換ステップにより変換された後の前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを用いて処理後画像を作成するステップとを有し、
前記変換ステップは、前記作成ステップにより得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９４】
請求項９１又は９２の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項９５】
請求項９３に記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項９６】
請求項９１又は９２の何れかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９７】
請求項９３に記載の画像処理方法の処理ステップをコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、画像処理装置及び方法に関し、特に、画像データのダイナミックレンジを変更する画像処理装置及び方法、並びに、エッジ構造等を含む画像に対し鮮鋭化等の周波数強調又は抑制処理を施す画像処理装置及び方法に関する。
背景技術
例えば、Ｘ線胸部画像は、Ｘ線が透過しやすい肺野の画像領域、及びＸ線が非常に透過しにくい縦隔部の画像領域より構成されるため、画素値の存在するレンジが非常に広い。このため、肺野及び縦隔部の両方を同時に観察することが可能なＸ線胸部画像を得ることは困難であるとされてきた。
そこで、この問題を回避する方法として、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．６２６ＭｅｄｉｃｉｎｅＸＩＶ／ＰＡＣＳＩＶ（１９８６）に記載された方法がある。この方法は、処理後の画像の画素値をＳＤ、オリジナル画像（入力画像）の画素値（入力画素値）をＳｏｒｇ、オリジナル画像の低周波画像の画素値をＳＵＳとし、定数Ａ，Ｂ，Ｃ（例えばＡ＝３、Ｂ＝０．７）を用いて、（１）式で表現されるものである。
ＳＤ＝Ａ［Ｓｏｒｇ−ＳＵＳ］＋Ｂ［ＳＵＳ］＋Ｃ・・・・・・（１）
この方法は高周波成分（第一項）、低周波成分（第二項）の重み付けを変えることが可能で、例えばＡ＝３、Ｂ＝０．７では高周波成分を強調し、かつ全体のダイナミックレンジを圧縮する効果が得られるものである。この方法は、５人の放射線医から、処理なし画像と比較して診断に有効であるという評価が得られている。
（１）式においてＡの比率を上げれば高周波成分の比率があがり鮮鋭化の効果が得られ、また、Ｂの比率を変更すれば低周波成分の大きさが変更され画像ＳＤのダイナミックレンジが変更されるものである。
また、日本国特許第２５０９５０３号公報には、処理後の画素値をＳＤ、オリジナル画素値（入力画素値）をＳｏｒｇ、オリジナル画像の複数のＹ方向プロファイルの平均プロファイルをＰｙ、複数のＸ方向プロファイルの平均プロファイルをＰｘとして、（２）式で表現される方法が記載されている。
ＳＤ＝Ｓｏｒｇ＋Ｆ［Ｇ（Ｐｘ、Ｐｙ）］・・・・・・（２）
ここで、関数Ｆ（ｘ）が有する特性について説明すると、まず、「ｘ＞Ｄｔｈ」ではＦ（ｘ）が「０」となり、「０≦ｘ≦Ｄｔｈ」ではＦ（ｘ）が切片を「Ｅ」、傾きを「Ｅ／Ｄｔｈ」として単調減少するものであり、（３）式で示される。
Ｆ（ｘ）＝Ｅ−（Ｅ／Ｄｔｈ）ｘ，０≦ｘ≦Ｄｔｈのとき
＝０，ｘ＞Ｄｔｈのとき・・・・・・（３）
Ｐｙ＝（■Ｐｙｉ）／ｎ・・・・・・（４）
Ｐｘ＝（■Ｐｘｉ）／ｎ・・・・・・（５）
但し、（ｉ＝１〜ｎ）、Ｐｙｉ、Ｐｘｉはプロファイル。そして例えばＧ（Ｐｘ，Ｐｙ）は、
Ｇ（Ｐｘ，Ｐｙ）＝ｍａｘ（Ｐｘ、Ｐｙ）・・・（６）
で示されるものである。この方法では、原画像の画素値（濃度値）レンジのうち、その低周波画像の画素値がＤｔｈ以下の画素値（濃度値）レンジが圧縮されるものである。
また、日本国特許第２５０９５０３号公報の方法と同様な方法として、「日本放射線技術学会雑誌 第４５巻第８号１９８９年８月１０３０頁阿南ほか」及び日本国特許第２６６３１８９号公報に記載された方法がある。この方法は、処理後の画素値をＳＤ、オリジナル画素値をＳｏｒｇ、オリジナル画像においてマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとった時の平均画素値をＳＵＳとして、単調減少関数ｆ（Ｘ）を用いて、（７）式及び（８）式で表現されるものである。
ＳＤ＝Ｓｏｒｇ＋ｆ（ＳＵＳ）・・・・・・（７）
ＳＵＳ＝■Ｓｏｒｇ／Ｍ2・・・・・・（８）
この方法は、（２）式の方法とは低周波画像の作成方法が異なる。（２）式の方法では１次元データで低周波画像を作成していたのに対し、この方法では２次元データで低周波画像を作成する。この方法も、原画像の画素値（濃度値）レンジのうち、その低周波画像の画素値がＤｔｈ以下の画素値（濃度値）レンジを圧縮するものである。
上述のダイナミックレンジ圧縮方法は低周波画像を変換する関数ｆ１（）をもって（９）式のようにあらわせるものである。尚、本明細書では簡単化のため、このように関数の変数を省略して標記することがある。
ＳＤ＝ｆ１（ＳＵＳ）＋（Ｓｏｒｇ−ＳＵＳ）・・・・・・（９）
この（９）式では低周波成分を関数ｆ１（）で変更することによりダイナミックレンジを変更するものである。（９）式のようにあらわされるダイナミックレンジ圧縮方法を以下に説明する。図１、図２はその原理を説明する図であり、図１において一番上の図は原画像のエッジ部分のプロファイルであり、中断はその原画像の平滑化画像のプロファイルであり、下段は原画像からその平滑化画像を減じることにより作成した高周波画像のプロファイルである。図２において上段は図１の中断の平滑化画像の絶対値を１／２倍にした画像のプロファイルであり、中断は図１の高周波画像のプロファイルと同一の図であり、下段は平滑化画像の値を変換した上段の画像に中断の高周波画像を加算した画像のプロファイルである。この下段に示す画像のようにダイナミックレンジの圧縮された画像を得る処理をダイナミックレンジ圧縮処理と呼ぶ。
図１からわかるように、エッジ部において平滑化画像はエッジ構造を保持することができず、高周波成分はエッジ部で大きな値を示す。ただし、平滑化画像と高周波画像とを加算すると元の原画像にもどる。
しかし、図２に示すように、低周波画像の値を変換したものに高周波画像を加算すると、図２中に矢印で示すようにエッジ構造が崩れる。これをオーバーシュート、アンダーシュートという（以下単にオーバーシュートまたはオーバーシュート等ともいう）。
尚、（１０）式は原画像を関数ｆ１（）で変更するものであり、一般的な階調変換であるが、原画像全体のダイナミックレンジを変更できるものである。
ＳＤ＝ｆ１（Ｓｏｒｇ）・・・・・・（１０）
また、近年、ラプラシアンピラミッド変換やウェーブレット変換を用いた多重周波数処理（以下、多重周波数変換処理ともいう）の開発が進められている。これら多重周波数処理では画像を周波数成分に分解して得たラプラシアン係数やウェーブレット係数（以下周波数係数）の高周波成分を図３や図４に示す非線形関数で変換することが行われている。図３、図４は横軸が入力係数であり、縦軸が出力係数を示す。これは係数が＋の場合の変換曲線を示すものであるが、係数が−の場合にも同様に変換するものである。つまり奇関数の第一象限だけを示した図である。尚、本明細書では周波数係数を変換する関数はすべて奇関数とし、いずれも第一象限のみを示すことにする。また、「曲線」を「関数」と同義に用いることがある。図３は単調増加の凹関数（上に凸）を示しており、このような関数形で係数を変換すると、係数の小さい領域では係数を増加させ、係数が大きい領域では係数を飽和させることができる。従って、係数が小さい領域が微細構造などの有効画像成分をあらわしている場合には微細構造を強調する画像処理が行われると共に、係数が大きい領域の係数を飽和させることで、エッジ構造等が強調されるのを抑える効果があるものである。
また、図４の曲線形はウェーブレットの縮退と呼ばれる方法で用いられ、図４に示される所定絶対値（閾値）３００１未満の周波数係数が０（ゼロ）に変換され、ノイズが抑制される効果があると言われている。
さらに、多重周波数処理において最も低周波帯の係数を変更することにより、復元処理した画像のダイナミックレンジを変更する方法も知られている。
また、近年のデジタル技術の進歩により、Ｘ線画像等の放射線画像をデジタル信号に変換し、かかるデジタル画像に画像処理を施して表示装置（例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等）に表示し、又は記録装置（プリンタ等）によりフィルム等の記録媒体に記録することが行われている。かかる画像処理は、撮像装置から得られた画像を、撮像装置の特性等に依存して補正する前処理と、前処理を経た画像（原画像）を診断に適した画質の画像に変換する画質保証（ＱＡ）処理とに分類され、このうちＱＡ処理は原画像の高周波成分を強調する鮮鋭化処理や高周波成分を抑制するノイズ削減処理等の周波数処理を含む。
鮮鋭化処理は、例えば、図５Ａに示す（エッジ部分を含む）原画像から、図５Ｂに示す原画像の低周波成分であるボケ画像（平滑化画像）を減算することによって、図５Ｃに示す原画像の高周波成分である高周波画像を作成する。そして、図６を参照するに、この高周波画像を原画像に加算することによって鮮鋭さが増した画像（鮮鋭化画像）を得る処理を基本としている。ここで、図５Ａ，Ｂ，Ｃは鮮鋭化処理を説明するための波形図であって、同図Ａはエッジ部分を含む原画像のプロファイルを示す波形図、同図Ｂは同図Ａに示す原画像を平滑化した平滑化画像のプロファイルを示す波形図、同図Ｃは同図Ａに示す原画像から同図Ｂに示す平滑化画像を減じることにより作成した高周波画像のプロファイルを示す波形図である。図６は、図５Ａに示す原画像に図５Ｃに示す高周波画像を加算した鮮鋭化画像のプロファイルを示す波形図である。
（１）式に示されるダイナミックレンジ圧縮処理では、高周波成分及び低周波成分を、一律に各々異なる定数を掛けて変換している為、ダイナミックレンジ圧縮処理は行えるものの、オーバーシュートが生じてしまうという問題がある。
（２）式に示されるダイナミックレンジ圧縮処理では、高周波成分の調整を行う思想の開示がなく、低周波成分のみを変更してしまう為、ダイナミックレンジ圧縮は行えるものの、やはりオーバーシュートが生じてしまうという問題がある。
また、（９）式に示される、変換された平滑化画像（低周波成分）に高周波成分を加算するダイナミックレンジ圧縮方法では、低周波成分のみが変換され、高周波成分は不変である。よって、やはりオーバーシュートが生じてしまうという問題がある。
例えば、図２において平滑化画像全体を１／２倍に変換する場合、オーバーシュート、アンダーシュートに対応する部分の高周波成分を１／２倍すれば、ダイナミックレンジ圧縮処理の画像において、エッジ構造は保存されるものである。しかし、平滑化画像全体を１／３倍に変換したり、複雑な曲線形で変換した場合に、オーバーシュート、アンダーシュートに対応する部分の高周波成分を１／２倍にしていたのではオーバーシュート、アンダーシュートが生じてしまう。
このようなオーバーシュート、アンダーシュートを抑制する方法として本願出願人により日本国特開2000-316090号公報が出願されている。この方法はオーバーシュー、アンダーシュート部分に対応する高周波成分の値を抑制することでオーバーシュート、アンダーシュートを抑制する方法である。しかし、このような高周波成分の値の大きな部分を抑制する方法ではオーバーシュート、アンダーシュートを抑制することは可能であるが、エッジ構造を完全に保存できないという問題が残っている。したがって、高周波成分を抑制した部分に不自然な感じを覚えることがある。
一方、図１の高周波画像と平滑化画像を加算するともとの原画像になるように、高周波成分と低周波成分を同一の比率で変更すればエッジ構造は完全に保存されるものであるが、これは（１０）式に示すような階調変換に他ならない。単なる階調変換ではダイナミックレンジの調整は行えるが周波数成分の調整は行えないため、例えばダイナミックレンジを圧縮した場合、微細構造などがつぶれてしまい、不都合である。また、鮮鋭化処理の効果などは得られないものである。
また、多重周波数処理における周波数係数を図３の変換曲線を用いて変換する場合にも、日本国特開2000-316090号公報と同様の効果からオーバーシュートが抑制されるものであるが、やはり、上述したようにエッジ構造は完全には保存されず、エッジ部分に不自然さが生じる問題がある。
また、最も低周波帯の係数を変更する場合も、上述と同様の原理によりエッジ構造が保存されず、オーバーシュートが生じる問題がある。つまり、エッジ部分を構成する部分的な周波数帯の係数の絶対値を変更すると、エッジ部分の構造が何らかの形で壊れることになり、その結果不自然さ（アーティファクト）が生じることになる。
また、周波数係数全体を同一比率で変更すればエッジ構造は崩れないが、上述のごとく階調変換にすぎない。したがって、周波数処理としての効果は何も奏しない。
また、図４の変換曲線で係数を変換する場合には、逆変換（例えば、逆ウェーブレット変換）した画像においてエッジ構造は保存されるものである。しかし、係数を強調する思想が全くないため、逆変換した画像で鮮鋭化の効果は全く得られないものである。なお、図４の曲線の傾きを１以外にした場合にはエッジ構造が保存されず、またはオーバーシュート等が生じるものである。
一方、従来の鮮鋭化処理は、高品質にエッジ部を含む画像を鮮鋭化することができなかった。例えば、図７に良く示されるように、エッジ部分の高周波成分は他の部分のそれと比較して極端に値が大きいため、それを加算することで得られる鮮鋭化画像にはエッジ部分に極端に突出した領域（図中、丸で示す領域ａびｂ）が出現しまうことがある。ここで、図７は、オーバーシュートがある鮮鋭化画像のプロファイルを示す波形図である。これらの領域ａ及びｂはオーバーシュート（領域ｂはアンダーシュートと呼ばれる場合もある）と呼ばれるアーティファクトである。このようにエッジ部分がオーバーシュートにより過度に強調された画像は不自然であり、特に診断に供される放射線画像等の医療画像の場合にはこのようなアーティファクトが生じることは好ましくない。その一方、オーバーシュートの抑制のため、高周波画像を所定の比率で減少させて原画像に加算することもできるがエッジ部分以外の領域において鮮鋭化処理本来の効果が減少してしまうため、好ましくない。
尚、以上の説明では画像の低周波成分を保存したまま高周波成分を強調した場合にエッジ構造が崩壊すること（高周波成分を保存したまま低周波成分を抑制しても同様）を示したが、逆に画像の低周波成分を保存したまま高周波成分を抑制した場合もエッジ構造が崩壊すること（高周波成分を保存したまま低周波成分を強調しても同様）になる。但し、この場合はオーバーシュートが発生するのでなく、エッジ部の急峻さが失われ、エッジ部がぼやける形でエッジ構造が崩壊する。
発明の開示
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、画像のエッジ構造の崩壊またはオーバーシュートの発生を抑制または回避しつつ、ダイナミックレンジまたは部分的画素値範囲の変更された良好な画像を得ることのできる画像処理装置及び方法、並びにコンピュータ可読媒体及びプログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、対象画像に含まれるエッジ部のエッジ構造の崩壊を抑制または回避しつつ、所望の空間周波数成分が強調又は抑制された良好な画像を得ることのできる画像処理装置及び方法、並びにコンピュータ可読媒体及びプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第１の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記画像又は前記画像が前記階調変換手段により階調変換された後の画像の複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第２の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記階調変換手段で階調変換された画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第３の側面によれば、画像を第一の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第一の周波数変換手段と、前記画像を階調変換する階調変換手段と、前記階調変換手段で階調変換された画像を第二の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第二の周波数変換手段と、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分に対し、前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を該第一の複数の周波数帯の周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づき変換して得た周波数成分を加算することにより、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分を変換する成分変換手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第４の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、前記成分変換手段で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段と、前記逆周波数変換手段で生成された画像と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有する画増処理装置が提供される。
本発明の第５の側面によれば、画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換手段と、前記周波数変換手段により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、前記成分変換手段で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換手段と、前記逆周波数変換手段で生成された画像を前記階調変換手段で階調変換する階調変換手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第６の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記画像又は前記画像が前記階調変換手段により階調変換された後の画像の高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第７の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記画像の高周波成分を算出する高周波成分算出手段と、前記高周波成分算出手段により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、前記成分変換手段で変換された高周波成分と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第８の側面によれば、画像を階調変換する階調変換手段と、前記階調変換手段で階調変換された画像の高周波成分を算出する高周波成分算出手段と、前記高周波成分算出手段により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換手段と、前記成分変換手段で変換された高周波成分と前記階調変換手段で階調変換された画像とを加算する加算手段とを有する画像処理装置が提供される。
本発明の第９の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記画像又は前記画像が前記階調変換工程により階調変換された後の画像の複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換工程の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１０の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記階調変換工程で階調変換された画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１１の側面によれば、画像を第一の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第一の周波数変換工程と、前記画像を階調変換する階調変換工程と、前記階調変換工程で階調変換された画像を第二の複数の周波数帯の周波数成分に分解する第二の周波数変換工程と、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分に対し、前記第一の複数の周波数帯の周波数成分を該第一の複数の周波数帯の周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づき変換して得た周波数成分を加算することにより、前記第二の複数の周波数帯の周波数成分を変換する成分変換工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１２の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、前記成分変換工程で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換工程と、前記逆周波数変換工程で生成された画像と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１３の側面によれば、画像を複数の周波数帯の周波数成分に分解する周波数変換工程と、前記周波数変換工程により得た複数の周波数帯の周波数成分を該周波数成分の値及び階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、前記成分変換工程で変換された周波数成分を合成して画像を生成する逆周波数変換工程と、前記逆周波数変換工程で生成された画像を前記階調変換特性で階調変換する階調変換工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１４の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記画像又は前記画像が前記階調変換工程により階調変換された後の画像の高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換工程の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１５の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記画像の高周波成分を算出する高周波成分算出工程と、前記高周波成分算出工程により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、前記成分変換工程で変換された高周波成分と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１６の側面によれば、画像を階調変換する階調変換工程と、前記階調変換工程で階調変換された画像の高周波成分を算出する高周波成分算出工程と、前記高周波成分算出工程により得た高周波成分を該高周波成分の値及び前記階調変換手段の階調変換特性に基づいて変換する成分変換工程と、前記成分変換工程で変換された高周波成分と前記階調変換工程で階調変換された画像とを加算する加算工程とを有する画像処理方法が提供される。
本発明の第１７の側面によれば、対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成する分解部と、前記分解部により得られた前記低周波成分及び前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分のうち、少なくとも前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分を変換する成分変換部と、前記成分変換部により変換された後の前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と、前記対象画像又は前記低周波成分とを用いて処理後画像を生成する画像生成部とを有し、前記成分変換部は、前記分解部により得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する第１の変換と、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における前記所定の閾値未満の絶対値を有する第２の要素に対する、前記第１の変換とは異なる第２の変換とを行う画像処理装置が提供される。
本発明の第１８の側面によれば、対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成するステップと、前記作成ステップにより得られた前記低周波成分及び前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分のうち、少なくとも前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分を変換するステップと、前記変換ステップにより変換された後の前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と、前記対象画像又は前記低周波成分とを用いて処理後画像を生成するステップとを有し、前記変換ステップは、前記作成ステップにより得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する第１の変換と、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における前記所定の閾値未満の絶対値を有する第２の要素に対する、前記第１の変換とは異なる第２の変換とを行う画像処理方法が提供される。
本発明の第１９の側面によれば、対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成する分解部と、前記分解部により得られた前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを変換する成分変換部と、前記成分変換部により変換された後の前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを用いて処理後画像を生成する画像生成部とを有し、前記成分変換部は、前記分解部により得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する画像処理装置が提供される。
本発明の第２０の側面によれば、対象画像から該対象画像の低周波成分と少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを作成するステップと、前記作成ステップにより得られた前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを変換するステップと、前記変換ステップにより変換された後の前記低周波成分と前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分とを用いて処理後画像を生成するステップとを有し、前記変換ステップは、前記作成ステップにより得られた前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分における所定の閾値以上の絶対値を有する第１の要素と前記低周波成分とが前記対象画像から前記処理後画像への変化において実質的に同じ比率で変化するように、前記少なくとも１つの周波数帯の高周波成分と前記低周波成分とを変換する画像処理方法が提供される。
本発明の更なる目的、特徴及び効果は以下添付図面を参照して説明される発明を実施するための最良の形態によって明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１はオーバーシュートの発生を説明するための図である。
図２はオーバーシュートの発生を説明するための図である。
図３は従来例の周波数係数を変換する曲線である。
図４は従来例の周波数係数を変換する曲線である。
図５Ａ−５Ｃは従来の鮮鋭化処理を説明するための図である。
図６は鮮鋭化された画像のプロファイルを示す図である。
図７はオーバーシュートがある鮮鋭化画像のプロファイルを示す図である。
図８は実施の形態１の画像処理装置のブロック図である。
図９は実施の形態１の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図１０はダイナミックレンジを変更する曲線の一例である。
図１１Ａ−１１Ｃは離散ウェーブレット変換およびその逆変換の説明図である。
図１２は係数変換曲線を示す図である。
図１３は係数変換曲線を示す図である。
図１４は実施の形態２の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図１５は実施の形態３の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図１６は実施の形態４、５の画像処理装置のブロック図である。
図１７は実施の形態４の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図１８は高周波成分を変更する曲線の一例である。
図１９は実施の形態５の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図２０は実施の形態６の画像処理装置のブロック図である。
図２１はダイナミックレンジを変更するための階調変換曲線である。
図２２は実施の形態６の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図２３は周波数係数を変換する曲線である。
図２４Ａ−２４Ｃはラプラシアンピラミッド変換およびその逆変換の説明図である。
図２５は実施の形態７の画像処理装置のブロック図である。
図２５は実施の形態７の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図２７は周波数係数を変換する曲線である。
図２８は実施の形態８の画像処理装置のブロック図である。
図２９は実施の形態８の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図３０は周波数係数を変換する曲線である。
図３１は実施の形態９の画像処理装置を示すブロック図である。
図３２は実施の形態９の画像処理方法を示すフローチャートである。
図３３は高周波成分加算部で高周波成分を変換するために用いる変換曲線である。
図３４は実施の形態９の別の画像処理方法を示すフローチャートである。
図３５は高周波成分加算部で高周波成分を変換するために用いる変換曲線である。
図３６は実施の形態１０の画像処理装置を示すブロック図である。
図３７Ａは離散ウェーブレット変換処理を施す例示的な回路構成を示した図であり、図３７Ｂはラプラシアンピラミッド変換処理を施す例示的な回路構成を示した図である。
図３８Ａは逆離散ウェーブレット変換処理を施す例示的な回路構成を示した図であり、図３８Ｂは逆ラプラシアンピラミッド変換処理を施す例示的な回路構成を示した図である。
図３９は実施の形態１０の画像処理部の処理を示すフローチャートである。
図４０は２次元の変換処理により得られる２レベルの変換係数群の構成例を示す。
図４１は係数変換関数Ｆ３（）を示すグラフである。
図４２Ａは原画像のプロファイル、図４２Ｂはエッジ構造を保存しない鮮鋭化処理後の画像のプロファイル、図４２Ｃはエッジ構造を保存した鮮鋭化処理後の画像のプロファイルを示す図である。
図４３は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４４は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４５は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４６は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４７は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４８は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図４９は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図５０は周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフである。
図５１は図３７Ｂ及び図３８Ｂに示されるローパスフィルタの１例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図８は、実施の形態１にかかるＸ線撮影装置１００を示す。Ｘ線撮影装置１００は、撮影された画像の周波数帯毎の処理を行う機能を有するＸ線撮影装置であり、前処理回路１０６、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、画像表示器１１１、画像処理回路１１２を備えており、ＣＰＵバス１０７を介して互いにデータが授受されるように構成されている。
また、Ｘ線撮影装置１００は、前処理回路１０６に接続されたデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５に接続された２次元Ｘ線センサ１０４及びＸ線発生回路１０１とを備えており、これらの各回路はＣＰＵバス１０７にも接続されている。
上述のようなＸ線撮影装置１００において、まず、メインメモリ１０９は、ＣＰＵ１０８での処理に必要な各種のデータなどを記憶すると共に、ＣＰＵ１０８のための作業用ワークメモリとして機能する。
ＣＰＵ１０８は、メインメモリ１０９を用いて、操作パネル１１０からの操作にしたがった装置全体の動作制御等を行う。これによりＸ線撮影装置１００は、以下のように動作する。
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。Ｘ線発生回路１０１から放射されたＸ線ビーム１０２は、被検査体１０３を減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ１０４に到達する。２次元Ｘ線センサ１０４はＸ線画像を検出する。ここでは、Ｘ線画像を、例えば人体画像等とする。
データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されたＸ線画像情報（電気信号）を所定の電気信号に変換して前処理回路１０６に供給する。前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。この前処理回路１０６で前処理が行われたＸ線画像信号は原画像として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１０７を介して、メインメモリ１０９、画像処理回路１１２に転送される。
１１２は画像処理回路の構成を示すブロック図であり、１１２において、１１３は原画像の階調変換を行う階調変換回路であり、１１４は階調変換回路１１３で階調変換された原画像に対して離散ウェーブレット変換（以後ＤＷＴ変換）を施し、各周波数帯の画像成分（ウェーブレット変換係数）を得るＤＷＴ変換回路、１１５は離散ウェーブレット変換回路１１４で得られた各周波数帯の画像成分を変換する成分変換回路であり、１１６は成分変換回路１１５で変換された画像成分に基づき逆離散ウェーブレット変換（以後逆ＤＷＴ変換）を行う逆ＤＷＴ変換回路である。
図９は画像処理回路１１２での処理の流れを示すフローチャートであり、図１０は階調変換回路１１３で画像データのダイナミックレンジを変更するために用いる階調変換曲線の一例を示す図であり、図１１ＡはＤＷＴ変換回路１１４の構成を示す図であり、図１１Ｂは２次元の変換処理により得られる２レベルの変換係数群の構成例を示し、図１１Ｃは逆ＤＷＴ変換回路１１６の構成を示す図である。図１２，１３は画像成分（ＤＷＴ変換回路１１４により得られた変換係数）を変更する関数形の一例である。
図９の処理の流れに従い、実施の形態１における処理を説明する。
前処理回路１０６で前処理された原画像はＣＰＵバス１０７を介して画像処理回路１１２に転送される。
画像処理回路１１２では、はじめに階調変換回路が原画像Ｏｒｇ（ｘ，ｙ）を階調変換曲線ｆ（）を用いてｆ（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ））に変換する（ｓ２０１）。ここで、ｘ、ｙは原画像上の座標である。階調変換曲線ｆ（）としては例えば図１０の様な曲線形を用いる。例えば、実線１は傾き１の関数である。つまり、入力値と出力値を変更しない（入力値と出力値とが等しい）場合であり、ダイナミックレンジ圧縮の効果はない。次に、破線２の場合は低画素値側のダイナミックレンジを圧縮する関数形であり、破線３は低画素値側のダイナミックレンジを拡大する関数形である。同様に破線４は高画素値側のダイナミックレンジを拡大するものであり、破線５は高画素値側のダイナミックレンジを圧縮する関数形である。
なお、実施する場合には、これらの曲線形は微分連続（微分可能かつ連続な関数）に構成する方が好ましい。微分不連続点（カーブが微分可能又は連続でない点に対応する階調変換後の画像の上の点）で擬輪郭が生じることがあるからである。
次に、ＤＷＴ変換回路（離散ウェーブレット変換回路）１１４は階調変換後の画像ｆ（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ））に対して２次元の離散ウェーブレット変換処理を行い、画像成分（変換係数）を計算して出力するものである。メインメモリ１０９に記憶された画像データは、ＤＷＴ変換回路１１４により順次読み出されて変換処理が行われ、再びメインメモリ１０９に書きこまれる。本実施の形態におけるＤＷＴ変換回路１１４において、入力された画像信号は遅延素子およびダウンサンプラの組み合わせにより、偶数アドレスおよび奇数アドレスの信号に分離され、２つのフィルタｐおよびｕによりフィルタ処理が施される。図１１Ａのｓおよびｄは、各々１次元の画像信号に対して１レベルの分解を行った際のローパス係数およびハイパス係数を表しており、次式により計算されるものとする。
ｄ（ｎ）＝ｘ（２×ｎ＋１）−ｆｌｏｏｒ（（ｘ（２×ｎ）＋ｘ（２×ｎ＋２））／２）・・・・（１１）
ｓ（ｎ）＝ｘ（２×ｎ）＋ｆｌｏｏｒ（（ｄ（ｎ−１）＋ｄ（ｎ））／４）・・・（１２）
ただし、ｘ（ｎ）は変換対象となる画像信号である。
以上の処理により、画像信号に対する１次元の離散ウェーブレット変換処理が行われる。２次元の離散ウェーブレット変換は、１次元の変換を画像の水平・垂直方向に対して順次行うものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。図１１Ｂは２次元の変換処理により得られる２レベルの変換係数群の構成例であり、画像信号は異なる周波数帯域の画像成分ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬに分解される（ｓ２０２）。図１１Ｂにおいて、ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬの各々（以下サブバンドと呼ぶ）が周波数帯域毎の画像成分を示す。
そして、成分変換回路では（１３）式に従いサブバンド毎の画像成分ｈｎ（ｘ、ｙ）を変換する。ここで、変換後の画像成分をｈ２ｎ（ｘ、ｙ）とし、ｎはサブバンドのカテゴリを示す。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝（１／ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ，ｙ）））×ｈｎ（ｘ、ｙ）・・・・・・（１３）
この処理により、原画像Ｏｒｇ（ｘ，ｙ）の画像成分に対し階調変換処理によりｆ’（）倍（ｆ’（）はｈｎ（ｘ、ｙ）に対応するＯｒｇ（ｘ，ｙ）における階調変換曲線ｆ（）の傾き）となった階調変換処理後の画像の画像成分を、原画像Ｏｒｇ（ｘ，ｙ）の画像成分とほぼ同一の値に変換することができる。ここで、もっとも最下層の低周波成分であるＬＬサブバンドの画像成分は変更しない。これにより、画像全体のダイナミックレンジは変更されるが、高周波成分に対応する画像成分は原画像の画像成分とほぼ同一の値を保つことができる。尚、（１３）式の右辺に所定の定数を乗算するようにしてもよく、この場合はダイナミックレンジを変更しつつ、画像の高周波成分の調節（強調または抑制）を行うことができる。（１３）式によると、原画像の画素値範囲が圧縮された領域については高周波成分が強調され、原画像の画素値範囲が拡大された領域については高周波成分が抑制される。しかし、例えば上述のように（１３）式の右辺に任意の定数を乗算するための調整手段を更に備えてもよい。
ところで、階調変換処理によってダイナミックレンジを変更した画像にはオーバーシュート等のアーティファクトは生じない。しかし、（１３）式の処理では高周波成分を変更することで高周波成分の増幅はできるが、同時にオーバーシュート等のアーティファクトが生じる場合がある。
これを防ぐため、（１３）式に代えて、（１４）式のように高周波成分を変更することが有効である。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｎ（ｘ、ｙ）＋（１／ｆ’（ｘ、ｙ）−１）×ｆｎ（ｈｎ（ｘ、ｙ））・・・（１４）
ここで、関数ｆｎ（）は図１２又は図１３のような曲線形を有する。また、これらの曲線は微分連続（微分可能かつ連続な関数）となっており、擬輪郭等が生じないようになっている。また、エッジ部分で生じる画像成分は通常の成分（エッジ部分以外の成分）に比べ、値が大きくなっており、これらの曲線形はエッジ成分に対応する画像成分を抑制する、または０（ゼロ）にする曲線形となっている。これにより（１４）式では画像成分が所定閾値より大きい場合にはｆｎ（ｈｎ（ｘ、ｙ））は抑制された値または０となり、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）は抑制された値またはほぼｈｎ（ｘ、ｙ）となる。一方、画像成分が通常の大きさである場合にはｈ２ｎ（ｘ，ｙ）は（１３）式と同様の値となるものである。
これにより、ダイナミックレンジは変更され、高周波成分のうち有効な画像成分（所定値以下の画像成分）は階調変換前の画像の画像成分の大きさと同一となる。また、高周波成分のうちオーバーシュート等が生じる原因となる画像成分（所定値を超える画像成分）は変更されない、あるいは抑えて変更されるので、オーバーシュート等を抑制することができる。また、関数形ｆｎ（）の傾きを、入力値が所定値以下の範囲で１以上に（１より大きく）することで、高周波成分の強調を、オーバーシュートを抑制しながら行うことができる。よって、ダイナミックレンジの変更と高周波成分の変更とを、オーバーシュート等を抑制しながら行うことができる。
そして、逆ＤＷＴ変換回路１１６は成分変換回路１１５で変換された画像成分（変換係数）に対し逆離散ウェーブレット変換を以下のように行う（ｓ２０４）。メインメモリ１０９に記憶された変換された画像成分は逆離散ウェーブレット変換回路１１６により順次読み出されて変換処理が行われ、再びメインメモリ１０９に書きこまれる。本実施の形態における逆ＤＷＴ変換回路１１６による逆離散ウェーブレット変換処理の構成は図１１Ｃに示すものとする。入力された画像成分はｕおよびｐの２つのフィルタ処理を施され、アップサンプリングされた後に重ね合わされて画像信号ｘ’が出力される。これらの処理は次式により行われる。
ｘ’（２×ｎ）＝ｓ’（ｎ）−ｆｌｏｏｒ（（ｄ’（ｎ−１）＋ｄ’（ｎ））／４）・・・・・・（１５）
ｘ’（２×ｎ＋１）＝ｄ’（ｎ）＋ｆｌｏｏｒ（（ｘ’（２×ｎ）＋ｘ’（２×ｎ＋２））／２）・・・・（１６）
以上の処理により、変換係数に対する１次元の逆離散ウェーブレット変換処理が行われる。２次元の逆離散ウェーブレット変換は、１次元の逆変換を画像の水平・垂直方向に対して順次行うものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
以上のように実施の形態１では、画像のダイナミックレンジが変更され、かつオーバーシュート等のアーティファクトを抑制しながら高周波成分の調節された良好な出力画像を得ることができる。さらには、ダイナミックレンジ変更処理と、周波数帯毎の画像成分の変更による周波数帯毎の強調または抑制処理とを有機的に行うように構成することもできる。
（実施の形態２）
実施の形態２について図１４の処理の流れに従い説明する。実施の形態１と同様な処理については説明を省略する。
まず、ＤＷＴ変換回路１１４で原画像Ｏｒｇ（ｘ，ｙ）をＤＷＴ変換処理する。ここで得られた画像成分をｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）とする（ｓ７０１）。次に、階調変換回路１１３で、原画像Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）を階調変換曲線ｆ（）で階調変換処理する（ｓ７０２）。そして、階調変換処理された画像ｆ（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ））をＤＷＴ変換回路１１４でＤＷＴ変換処理し、得られた画像成分をｈｎ（ｘ、ｙ）とする（ｓ７０３）。ここで、実施の形態１と同様にｎはサブバンドのカテゴリをしめし、ｘ、ｙは座標を示す。
次に、成分変換回路１１５は画像成分ｈｎ（ｘ、ｙ）に、式（１７）に示すように画像成分ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）を変換して加算し、新たな画像成分ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）を得る（ｓ７０４）。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｎ（ｘ、ｙ）＋（１−ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）））×ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）・・・（１７）
ここで、もっとも最下層の低周波成分であるＬＬサブバンドの画像成分は変更しない。これにより、ダイナミックレンジを変更した後の画像の高周波成分の大きさと原画像の高周波成分の大きさとをほぼ同一に保てるものである。この場合、高周波成分の足しこみを原画像の高周波成分を用いて行うため、より精度よく処理後の高周波成分の大きさを原画像の高周波成分の大きさに近づけることができる。尚、（１７）式の右辺第２項に所定の定数を乗算するようにしてもよく、この場合はダイナミックレンジを変更しつつ、画像の高周波成分の調節（強調または抑制）を行うことができる。
また、（１７）式に代えて（１８）式のようにしても同様の効果が得られる。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）・・・・・・（１８）
ところで、階調変換処理によってダイナミックレンジを変更した画像にはオーバーシュート等のアーティファクトは生じない。しかし、（１７）式の処理では、原画像の高周波成分を変換して加算することで高周波成分の増幅はできるが、同時にオーバーシュート等のアーティファクトを生じさせる原因となる原画像の成分をも加算することになり、オーバーシュートが生じる場合がある。
これを防ぐため、（１７）式に代えて（１９）式のように高周波成分を変更することが有効である。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｎ（ｘ、ｙ）＋（１−ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）））×ｆｎ（ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ））
・・・・（１９）
ここで、ｆｎ（）は図１２又は図１３のような曲線形を有する。エッジ部分で生じる画像成分は通常の成分に比べ、値が大きくなっており、これらの曲線形はエッジ成分に対応する画像成分を抑制された値または０にする曲線形となっている。これにより（１９）式では画像成分が大きい場合にはｆｎ（ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ））は抑制された値または０となり、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）は抑制された値またはほぼｈｎ（ｘ、ｙ）となる。一方、画像成分が通常の大きさである場合にはｈ２ｎ（ｘ，ｙ）は（１７）式と同様の値となるものである。
これにより、ダイナミックレンジは変更され、高周波成分のうち有効な画像成分（所定値以下の画像成分）は階調変換前の画像の画像成分の大きさとほぼ同一となる。また、高周波成分のうちオーバーシュート等が生じる原因となる画像成分（所定値を超える画像成分）は変更されない、あるいは抑えて変更されるので、オーバーシュート等を抑制することができる。また、関数形ｆｎ（）の傾きを、入力値が所定値以下の範囲で１以上に（１より大きく）することで、高周波成分の強調を、オーバーシュートを抑制しながら行うことができる。よって、ダイナミックレンジの変更と高周波成分の変更とを、オーバーシュート等を抑制しながら行うことができる。
そして、成分変更回路１１５で変更した画像成分に基づき、逆ＤＷＴ変換回路１１６では逆ＤＷＴ変換処理を行う（Ｓ７０５）。
実施の形態２では、画像のダイナミックレンジが変更され、かつオーバーシュート等のアーティファクトを抑制しながら高周波成分の調節された良好な出力画像を得ることができる。さらには、ダイナミックレンジ変更処理と、周波数帯毎の画像成分の変更による周波数帯毎の強調または抑制処理とを有機的に行うように構成することもできる。また、加える高周波成分として原画像の高周波成分を用いるため、処理後画像の高周波成分をさらに精度よく原画像の高周波成分に近づけることができる。
（実施の形態３）
実施の形態３について図１５の処理の流れに従い説明する。実施の形態１と同様な処理については説明を省略する。
まず、階調変換回路１１３で、原画像Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）を階調変換曲線ｆ（）で階調変換処理し処理後画像ｆ（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ））を得る（ｓ８０１）。次にＤＷＴ変換回路１１４で原画像をＤＷＴ変換処理し、ここで得られた画像成分をｈｎ（ｘ、ｙ）とする（ｓ８０２）。ここで、実施の形態１と同様にｎはサブバンドのカテゴリをしめし、ｘ、ｙは座標を示す。
次に、成分変換回路１１５は画像成分ｈｎ（ｘ、ｙ）を式（２０）に示すように変換し、新たな画像成分ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）を得る（ｓ８０３）。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝（１−ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）））×ｈｎ（ｘ、ｙ）・・・・・・（２０）
尚、ここで最下限の低周波成分ＬＬの値は全て０（ゼロ）とする。
これにより、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）を逆ＤＷＴ変換すると、階調変換曲線の傾きに依存した高周波成分だけの画像Ｈｒ（ｘ、ｙ）を得ることができる。尚、（２０）式の右辺に任意の定数を乗算するようにしてもよく、この場合は、画像の高周波成分の調節（強調または抑制）を行うことができる。
次に、逆ＤＷＴ変換回路１１６は成分変換回路１１５で変換した成分に基づき、逆ＤＷＴ変換を行い復元画像を得る（ｓ８０４）。そして、階調変換回路１１３で得られた画像ｆ（Ｏｒｇ（ｘ，ｙ））と逆ＤＷＴ回路１１６で得られた画像Ｈｒ（ｘ，ｙ）を（２１）式に示すように加算して処理画像Ｐｒｃ（ｘ，ｙ）を得る（ｓ８０５）。尚、この加算は図８の画像合成回路１１７によって行われる。
Ｐｒｃ（ｘ、ｙ）＝ｆ（Ｏｒｇ（ｘ，ｙ））＋Ｈｒ（ｘ，ｙ）・・・（２１）
ところで、階調変換処理によってダイナミックレンジを変更した画像にはオーバーシュート等のアーティファクトは生じない。しかし、（２０）式で得られた高周波成分はオーバーシュート等のアーティファクトが生じる原因となる原画像の成分を含有している可能性がある。したがって、この画像成分をそのまま逆変換した画像にはオーバーシュートの原因となる成分が含まれ、これを加算するとオーバーシュートが生じる場合がある。
これを防ぐため、（２０）式に代えて（２２）式のように高周波成分を変更することが有効である。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝（１−ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）））×ｆｎ（ｈｎ（ｘ、ｙ））・・・・・・（２２）
ここで、ｆｎ（）は図１２又は図１３のような曲線形を有する。エッジ部分で生じる画像成分は通常の成分に比べ、値が大きくなっており、これらの曲線形はエッジ成分に対応する画像成分を抑制された値または０にする曲線形となっている。これにより、（２２）式では画像成分が大きい場合にはｆｎ（ｈｎ（ｘ、ｙ））が抑制された値または０となる結果、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）も抑制された値または０となる。一方、画像成分が通常の大きさである場合には、（２２）式のｈ２ｎ（ｘ，ｙ）は（２０）式と同様の値となるものである。
階調変換後の画像に（２０）式の画像成分を逆ＤＷＴ変換した画像を加えることにより、ダイナミックレンジが変更され、かつ高周波成分は原画像の大きさとほぼ同一の画像を得ることができる。
さらに、（２２）式のように画像成分の大きさに応じて画像成分を変更することで、高周波成分のうち有効な画像成分（所定値以下の画像成分）を階調変換前の画像の画像成分の大きさとほぼ同一とすることができる。また、高周波成分のうちオーバーシュート等が生じる原因となる画像成分（所定値を超える画像成分）は変更されない、または抑えて変更されるので、オーバーシュート等を抑制することができる。また、関数形ｆｎ（）の傾きを、入力値が所定値以下の範囲で１以上に（１より大きく）することで高周波成分の強調を、オーバーシュートを抑制しながら行うことができる。よって、ダイナミックレンジの変更と高周波成分の変更とを、オーバーシュート等を抑制しながら行うことができる。
実施の形態３では、画像のダイナミックレンジが変更され、かつオーバーシュート等のアーティファクトを抑制しながら高周波成分の調節された良好な出力画像を得ることができる。さらには、ダイナミックレンジ変更処理と、周波数帯毎の画像成分の変更による周波数帯毎の強調または抑制処理とを有機的に行うように構成することもできる。また、加える高周波成分として原画像の高周波成分を用いるため、処理後画像の高周波成分をさらに精度よく原画像の高周波成分に近づけることができる。また、ＤＷＴ変換処理を１回しか行わないため、計算時間を短縮することができる。
（実施の形態４）
実施の形態４はエッジ構造を保存した状態でダイナミックレンジを変更する第４の形態の画像処理に関するものである。実施の形態１と同様な処理については説明を省略する。図１６は実施の形態４の画像処理回路１１２の構成を示す図であり、９０１は原画像から平滑化画像を減じることで高周波成分を作成する高周波成分作成回路であり、９０２は原画像を階調変換することでダイナミックレンジを変更する階調変換回路であり、９０３は高周波成分作成回路９０１で作成された高周波成分を変換し、階調変換回路９０２で用いた階調変換曲線の傾きに応じて階調変換後画像に加算する高周波成分加算回路である。
図１７は実施の形態４の処理の流れを説明する図であり、図１７の処理の流れに従い画像処理回路１１２の処理を説明する。
ＣＰＵバス１０７を介して前処理回路１０６で処理された原画像ｆ（ｘ、ｙ）をＣＰＵ１０８の制御により受信した画像処理回路１１２における高周波成分作成回路６０１は、（２３）式から（２７）式に従い平滑化画像を作成する（ｓ１００１）。ここで、ｆｕｓ（ｘ、ｙ）を平滑化画像、ｆ（ｘ、ｙ）を原画像、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４をマスクサイズとする。
0003833177.tif 000002
ｄ１＝ｙ＋ｄ・・・・・・（２４）
ｄ２＝ｙ−ｄ・・・・・・（２５）
ｄ３＝ｘ＋ｄ・・・・・・（２６）
ｄ４＝ｘ−ｄ・・・・・・（２７）
このような移動平均による平滑化画像作成方法を用いると計算時間が短いという効果がある。
尚、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）を（２８）〜（３２）式で示すようなモルフォロジ演算を用いて計算してもよい。
ｆ２（ｘ、ｙ）＝ｍｉｎ｛ｆ（ｘ＋ｘ１、ｙ＋ｙ１）−Ｄ（ｘ１、ｙ１）｜ｘ１×ｘ１＋ｙ１×ｙ１≦ｒ１×ｒ１｝・・・・・・（２８）
ｆ３（ｘ、ｙ）＝ｍａｘ｛ｆ２（ｘ＋ｘ１、ｙ＋ｙ１）＋Ｄ（ｘ１、ｙ１）｜ｘ１×ｘ１＋ｙ１×ｙ１≦ｒ１×ｒ１｝・・・・・・（２９）
ｆ４（ｘ、ｙ）＝ｍａｘ｛ｆ３（ｘ＋ｘ１、ｙ＋ｙ１）＋Ｄ（ｘ１、ｙ１）｜ｘ１×ｘ１＋ｙ１×ｙ１≦ｒ１×ｒ１｝・・・・・・（３０）
ｆｕｓ（ｘ、ｙ）＝ｍｉｎ｛ｆ４（ｘ＋ｘ１、ｙ＋ｙ１）−Ｄ（ｘ１、ｙ１）｜ｘ１×ｘ１＋ｙ１×ｙ１≦ｒ１×ｒ１｝・・・・・・（３１）
ここで、Ｄ（ｘ、ｙ）は次式で示される円盤状フィルタで、ｒ１は入力画像に応じて選択される任意の定数である。
Ｄ（ｘ、ｙ）＝０、ｘ×ｘ＋ｙ×ｙ≦ｒ１×ｒ１のとき
＝−∞、その他のとき      ・・・・・・（３２）
ここで得られたｆｕｓ（ｘ、ｙ）は、そのプロファイルがエッジ構造を保存しているものであり、従来の鮮鋭化処理の欠点であるオーバーシュート、アンダーシュートを起こしにくいものである。
また、同様にｆｕｓ（ｘ、ｙ）をメディアンフィルタを用いて作成してもよい。この場合の平滑化画像も、エッジ構造を比較的保存するため、モルフォロジ演算を用いたときと同様、従来の鮮鋭化処理の欠点であるオーバーシュート、アンダーシュートを起こしにくいものである。
次に、高周波成分作成回路９０１は（３３）式に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を作成する（ｓ１００２）。
ｆｈ（ｘ、ｙ）＝ｆ（ｘ、ｙ）−ｆｕｓ（ｘ、ｙ）・・・・・・（３３）
そして、階調変換回路６０２は階調変換曲線Ｆ１（）を用いて（３４）式で示すように原画像を階調変換することにより原画像のダイナミックレンジを変更し、階調変換後の出力画像ｆ０（ｘ、ｙ）を得る（ｓ１００３）。
ｆ０（ｘ、ｙ）＝Ｆ１（ｆ（ｘ、ｙ））・・・・・・（３４）
（３４）式における階調変換では所定の目的にそったダイナミックレンジが得られ、また、オーバーシュート等のアーティファクトは何ら生じない。しかし、単なる階調変換にすぎないため、ダイナミックレンジ（画素値範囲）が圧縮された領域では微細構造を構成する高周波成分も圧縮されるため、微細構造の観察がしにくくなる。
次に高周波成分加算回路９０３では高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を（３５）式に従って変換した後の高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を作成する。
ｆｈ２（ｘ、ｙ）＝Ｆ（ｆｈ（ｘ、ｙ））・・・・・・（３５）
ここで、変換曲線Ｆ（）は例えば図１８に示すような関数である。この関数の曲線形状によれば、図１８に示される所定絶対値（閾値）３０１以上の高周波成分を０（ゼロ）として、所定絶対値３０１未満の高周波成分の大きさを不変（曲線の傾きが１）とすることができる。尚、所定絶対値以上の高周波成分を徐々に０まで減少させるような曲線形状や、所定絶対値未満の高周波成分の大きさを線形又は非線形に増大または減少させる曲線形状を採用することもできる。
次に、高周波成分加算回路９０３は、階調変換曲線の微係数（傾き）に従って（３６）、（３７）式に示すように高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を変換し、階調変換後の画像ｆ０（ｘ、ｙ）に加算することにより、処理後画像ｆｄｒ（ｘ、ｙ）を得る（ｓ１００４）。
ｆｄｒ（ｘ、ｙ）＝ｆ０（ｘ、ｙ）＋Ｆ３（ｆ（ｘ、ｙ））ｘｃ（ｆ（ｘ、ｙ））×ｆｈ２（ｘ、ｙ）・・・・・・（３６）
0003833177.tif 000003
尚、∂Ｆ１（χ／∂χは階調変換曲線Ｆ１（）の傾きを表している。また、Ｆ３（）は原画像ｆ（ｘ、ｙ）又は平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）に依存した関数であり、Ｆ３（）の関数形を調整することにより高周波成分の足しこみ量を調整でき、例えば、Ｆ３（）＞１で鮮鋭化の効果も同時に得られるものである。また、Ｆ３（）を画素値の増加にともなう単調増加関数などとすると、比較的ノイズの目立つ低画素値領域で高周波成分を足しこむ量を減らすことでノイズを抑制することができる。
以上により、この処理では、微細構造などの有効情報に対応する高周波成分は復元されるとともに、エッジ部分の高周波成分は０として階調変換後の画像に加算されないため、エッジ形状が保存され、オーバーシュート等に生じない。
一般にオーバーシュートを示す高周波成分の絶対値は所定値（閾値）より大きく、微細構造に対応する高周波成分の絶対値は所定値より小さいという性質がある。また、この絶対値の大きい高周波成分は画像のエッジ部分に生じる。さらに、高周波成分を復元した処理後画像においてオーバーシュートとして感じるのはこの所定値以上の高周波成分の値が特異的に突出している場合である。
そのため、加算される高周波成分の絶対値が所定値よりも大きい場合に０とすることにより、オーバーシュートを抑制し、エッジ構造を保存することができる。
（３６）式に従いダイナミックレンジ（画素値範囲）が変更された程度に応じて高周波成分が復元されるため、ダイナミックレンジが変更された後においても微細構造が良く見えるという効果がある。さらに、実施の形態１と同様の効果により、オーバーシュートの原因となる高周波成分を０としているため、処理後の画像のエッジ構造は保持されるものである。
以上のように実施の形態４によれば、階調変換によりダイナミックレンジを変更するとともに、オーバーシュートの元になる高周波成分をカットして高周波成分を復元するため，エッジ構造が保持されるとともに、微細構造が階調変換前の構造に復元された処理後画像を得ることができる。また、さらに微細構造に対応する高周波成分を所定の関数で変換することにより、階調変換前の微細構造に対し所定の強調又は抑制を行うこともできる。よって、ダイナミックレンジまたは所定画素値範囲の変更された良好な処理後画像を得ることができる。
さらに、平滑化画像をモルフォロジ演算で作成すると、本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述の変換曲線を用いることで、オーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効果的にオーバーシュートを抑制することができる。
同様に、平滑化画像をメディアンフィルタで作成した場合も、本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述の変換曲線を用いることで、オーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効果的にオーバーシュートを抑制することができる。
（実施の形態５）
実施の形態５はエッジ構造を保存した状態でダイナミックレンジを変更する第５の形態の画像処理に関するものであり、実施の形態１と同様の処理に関しては説明を省略する。実施の形態４の画像処理回路１１２の構成も図１６を用いて説明する。９０２は原画像を階調変換することでダイナミックレンジを変更する階調変換回路であり、９０１は階調変換回路９０２で階調変換された画像からその平滑化画像を減じることで高周波成分を作成する高周波成分作成回路であり、９０３は高周波成分作成回路９０１で作成された高周波成分を、階調変換回路９０２で用いた階調変換曲線の傾きに応じて変換し階調変換後の画像に加算する高周波成分加算回路である。
図１９は実施の形態５の処理の流れを説明する図であり、図１９の処理の流れに従い画像処理回路１１２の処理を説明する。
ＣＰＵバス１０７を介して前処理回路１０６で処理された原画像ｆ（ｘ、ｙ）をＣＰＵ１０８の制御により受信した画像処理回路１１２における階調変換回路９０２は階調変換曲線Ｆ１（）を用いて（３８）式で示すように原画像を階調変換することにより原画像のダイナミックレンジを変更し、階調変換後の出力画像ｆ０（ｘ、ｙ）を得る（ｓ１２０１）。
ｆ０（ｘ、ｙ）＝Ｆ１（ｆ（ｘ、ｙ））・・・・・・（３８）
次に高周波成分作成回路９０１は、階調変換後画像の平滑化画像を作成する（ｓ１２０２）。ここで、ｆｕｓ（ｘ、ｙ）を平滑化画像とする。実施の形態４で示したように平滑化画像の作成には移動平均、モルフォロジ演算、メディアンフィルタ等のいずれの方法を用いてもよい。
次に、高周波成分作成回路９０１では（３９）式に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を作成する（ｓ１２０３）。
ｆｈ（ｘ、ｙ）＝ｆ０（ｘ、ｙ）−ｆｕｓ（ｘ、ｙ）・・・・・・（３９）
次に高周波成分加算回路９０３では高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を（４０）式に従い変換した後の高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を作成する。
ｆｈ２（ｘ、ｙ）＝Ｆ（ｆｈ（ｘ、ｙ））・・・・・・（４０）
ここで、変換曲線Ｆ（）は例えば図１８に示すような関数形をしている。
次に、高周波成分加算回路９０３は階調変換曲線の微係数（傾き）に従い（４１）（４２）式に示すように高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を変換し階調変換後の画像ｆ０（ｘ、ｙ）に加算し処理後画像ｆｄｒ（ｘ、ｙ）を得る（ｓ１２０４）。
ｆｄｒ（ｘ、ｙ）＝ｆ０（ｘ、ｙ）＋Ｆ３（ｆ（ｘ、ｙ））×ｃ（ｆ（ｘ、ｙ））×ｆｈ２（ｘ、ｙ）・・・・・・（４１）
0003833177.tif 000004
ただし、Ｆ３（）は原画像又はその平滑化画像に依存した関数であり、Ｆ３（）の関数形を調整することにより高周波成分の足しこみ量を調整でき、Ｆ３（）＞１で鮮鋭化の効果も同時に得られるものである。
（４１）、（４２）式に従いダイナミックレンジが変更された量に応じて高周波成分を復元するため、ダイナミックレンジが変更された後においても微細構造を実質的に保存することができる。さらに、実施の形態１と同様の効果により、オーバーシュートの原因となる高周波成分の足しこみ量を０としているため、処理後の画像のエッジ構造は保持されるものである。
以上の実施の形態５によれば、階調変換によりダイナミックレンジを変更し、オーバーシュートの原因となる高周波成分をカットして高周波成分を復元するため，処理後の画像においてエッジ構造を保持したまま、微細構造を実質的に保持でき、または微細構造を強調もしくは抑制することができる。
さらに、平滑化画像をモルフォロジ演算で作成した場合には本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述の変換曲線を用いることでオーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効果的にオーバーシュートを抑制することができる。
同様に、平滑化画像をメディアンフィルタで作成した場合にも本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述の変換曲線を用いることでオーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効果的にオーバーシュートを抑制することができる。
（実施の形態６）
実施の形態６は階調変換後の画像を複数の周波数帯の周波数係数に分解し、その周波数係数を変換することでエッジ構造を保存したまま，ダイナミックレンジ変更及び周波数処理の効果を得るものである。図２０は実施の形態６の構成を示す図であり、実施の形態１と同様の処理については説明を省略する。図２０において１１２は画像処理回路を示し、１３０１はダイナミックレンジを変更するための階調変換を行う階調変換回路を示し，１３０２は階調変換回路１３０１で階調変換された画像を例えばウェーブレット変換、ラプラシアンピラミッド変換等で複数の周波数帯に分解し周波数係数を得る周波数帯分解回路、１３０３は階調変換回路１３０１の階調変換曲線の傾き及び、原画像またはその平滑化画像の画素値に依存して周波数係数の値を変換する係数変換回路であり、１３０４は係数変換回路１３０３で変換された係数に基き、逆ウェーブレット変換、逆ラプラシアンピラミッド変換等で周波数係数を逆変換することで画像を再構成する逆変換回路である。
図２１は階調変換回路１３０１でダイナミックレンジを変換するための階調変換曲線の一例を示す。ここで横軸は入力画像の画素値、縦軸は出力画像の画素値を示す。図２２はこの発明の実施の形態６による画像処理回路１１２の処理の流れを示すフローチャートである。図２３は周波数係数を変換する曲線形の一例を示す。横軸が入力係数であり、縦軸が出力係数である。
図２２の処理の流れに従い、実施の形態６について以下に説明する。階調変換回路１３０１は図２１に示す階調変換曲線Ｆ（）に従い原画像ｆ（ｘ、ｙ）の階調変換を行う（ｓ１５０１）。この場合、例えば、曲線２では低画素値領域のレンジを圧縮し、逆に曲線３では同レンジを拡大することになる。同様に曲線４は高画素値領域のレンジを拡大し、曲線５は同レンジを圧縮することになる。曲線Ｆ（）は偽輪郭などの発生を防ぐため微分連続（微分可能かつ連続な関数）であることが望ましい。また、Ｓ１５０１の処理は単なる階調変換であるため、階調変換後の画像においてオーバーシュート等は生じない。
周波数係数分解回路１３０２は階調変換回路１３０１で階調変換することによりダイナミックレンジが変更された画像Ｆ（ｆ（ｘ、ｙ））に対して２次元の離散ウェーブレット変換処理を行い、周波数係数を出力するものである（ｓ１５０２）。この周波数分解の方法は例えば実施の形態１で説明したウェーブレット変換を用いればよく、その場合、周波数帯ごとの周波数係数ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬに分解される。尚、周波数分解は次に示すようなラプラシアンピラミッド変換の方法を用いてもよい。
図２４Ａのｇおよびｂは各々１レベルの分解を行った際の画像の低解像度近似画像および高周波成分係数を表しており、低解像度近似画像ｇは画像信号ｘをローパスフィルタによりフィルタ処理し、ダウンサンプリングして得られる。また、高周波成分係数ｂは画像信号ｘと、低解像度近似画像ｇをアップサンプリングしさらにローパスフィルタによりフィルタ処理した画像との差分をとることにより得られる。ローパスフィルタは例えば図２４Ｂに示すようなフィルタを用いる。ラプラシアンピラミッド変換の方法はこの処理を低解像度近似画像ｇに対して繰り返し行うことで各周波数帯の周波数係数を得るものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
また、図２４Ｃがラプラシアンピラミッドの逆変換である。入力された高周波成分係数ｂと低解像度近似画像ｇをアップサンプリングしローパスフィルタによりフィルタ処理をしたものとを重ね合わせることにより画像信号ｘ’が出力される。ローパスフィルタは例えば図２４Ｂに示すようなフィルタを用いる。ラプラシアンピラミッド変換の方法はこの処理を各レベルに対して繰り返し行うことで合成画像を得るものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
次に係数変換回路１３０３は例えば図２３に示すよう変換曲線Ｆ２（）に従い周波数係数を変換する（ｓ１５０３）。この場合、所定絶対値（閾値）以下の領域１６０１の係数のみを変換し、所定絶対値を超える係数を不変に保つ。ここで、ｈｎ（ｘ、ｙ）はｎレベルの周波数係数で所定絶対値以下の領域１６０１の係数とし、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）は（４３）式に従ってｈｎ（ｘ、ｙ）を係数変換した後の係数の値とする。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｆ４（ｆ（ｘ、ｙ））×（１／Ｆ’（ｘ、ｙ））×ｈｎ（ｘ、ｙ）・・・・・・（４３）
ここでｆ４（）を原画像ｆ（ｘ、ｙ）又はその平滑化画像に依存した曲線形として、例えば所定画素値以下のとき値を小さくし、所定画素値を超えるとき値を大きくするような曲線形とする。所定絶対値（閾値）を超える周波数係数は不変に保つ。この所定絶対値は画像のエッジに対する係数の大きさにより実験的に決められる値であり、所定絶対値を超える係数を不変に保つことでエッジ構造は保存され、再構成画像においてオーバーシュート等のアーティファクト抑制することができる。尚、図２３の変換曲線Ｆ２（）は以上のことを模式的に表現したものであり、領域１６０１の係数は必ずしもリニアに変換されるのではなく、（４３）式に基づいて変換される。
また、所定絶対値（閾値）以下の周波数係数（微細構造などの有効成分に対応）の大きさを階調変換曲線に基づき変換するので、処理後の画像においても、原画像と同様の微細構造のコントラストを維持することができる。さらに、所定絶対値以下の周波数係数を原画像ｆ（ｘ、ｙ）等の値に基き増減させることで、原画像の画素値の大きいところの有効情報（微細構造）を再構成画像上で鮮鋭化すること等が可能となる。また低画素値領域の係数を増加させないことでノイズの強調を抑えることもできる。
尚、以上のことから（４３）式は次の（４３）’式のように表現することもできる。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｆ４（ｆ（ｘ、ｙ））×（１／Ｆ’（ｘ、ｙ））×ｈｎ（ｘ、ｙ）、
ｈｎ（ｘ、ｙ）が所定絶対値（閾値）以下のとき
＝ｈｎ（ｘ、ｙ）、ｈｎ（ｘ、ｙ）が所定絶対値（閾値）を超えるとき
・・・・・（４３）’
次に逆変換回路１３０４で、係数変換された画像成分を逆変換することで再構成画像を作成する（ｓ１５０４）。
以上実施の形態６によればダイナミックレンジを変更するとともに、オーバーシュート等を抑制しながら、ダイナミックレンジ変更前の微細構造の情報を実質的に保持することができる。さらに、原画像やその平滑化画像の画素値に依存して周波数係数を増減することにより、再構成画像においてノイズ抑制や鮮鋭化の効果も得られる。
（実施の形態７）
実施に形態７はエッジ構造を保存したまま，ダイナミックレンジ変更及び周波数処理の効果を得るものである。図２５は実施の形態７の構成を示す図であり、実施の形態１と同様の処理については説明を省略する。図２５において１１２は画像処理回路を示し、１８０１は原画像をウェーブレット変換またはラプラシアンピラミッド変換の方法等で複数の周波数帯に分解し第一の周波数係数を得る第一の周波数帯分解回路、１８０２はダイナミックレンジを変更するための階調変換を行う階調変換回路を示し、１８０３は階調変換回路１８０２で階調変換された画像をウェーブレット変換またはラプラシアンピラミッド変換の方法等で複数の周波数帯に分解し第二の周波数係数を得る第二の周波数帯分解回路、１８０４は階調変換回路１８０２の階調変換曲線の傾き及び、原画像またはその平滑化画像の画素値に依存して第一の周波数係数の値を変換する係数変換回路であり、１８０５は係数変換回路１８０４で変換された係数を第二の周波数係数に加算する係数加算回路、１８０６は係数加算回路１８０５で得られた周波数係数を逆ウェーブレット変換または逆ラプラシアンピラミッド変換の方法等で逆変換することにより画像を再構成する逆変換回路である。
図２６はこの発明の実施の形態７による画像処理回路１１２の処理の流れを示すフローチャートである。図２７は係数変換回路１８０４において用いられる係数変換曲線の一例を示し、横軸が入力係数、縦軸が出力係数を示す。
図２６の処理の流れに従い、実施の形態７について以下に説明する。まず、第一の周波数帯分解回路１８０１で原画像を周波数帯分解処理し、ここで得られた画像成分をｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）とする（ｓ１９０１）。周波数係数に分解する方法としてはウェーブレット変換、ラプラシアンピラミッド変換の方法等いずれの方法を用いてもよいが、ここでは二次元の離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を用いた方法について説明する。
次に、階調変換回路１８０２で、原画像Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）を階調変換曲線ｆ（）で階調変換する（ｓ１９０２）。そして、階調変換処理された画像ｆ（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ））を第二の周波数帯分解回路１８０３でＤＷＴ変換処理し得られた周波数係数をｈｎ（ｘ、ｙ）とする（ｓ１９０３）。ここで、他の実施の形態と同様にｎはサブバンドのカテゴリを示し、ｘ、ｙは座標を示す。
次に、係数変換回路１８０４及び係数加算回路１８０５により、周波数係数ｈｎ（ｘ、ｙ）に、（４４）式に示すように周波数係数ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）を変換して加算し、新たな周波数係数ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）を得る（ｓ１９０４）。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｎ（ｘ、ｙ）＋（１−ｆ’（Ｏｒｇ（ｘ、ｙ）））×ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）・・・・・・（４４）
ここで、ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）は図２７で示す変換曲線であらかじめ変換されているものであり、所定絶対値（閾値）を超える（エッジ部分に対応する）係数はあらかじめ０とされている。したがって（４４）式においては微細構造に対応する有効成分のみが階調変換曲線の傾きに応じて変換されて階調変換後画像の周波数係数に加算されることになり、復元後の画像において原画像の有効な高周波成分の大きさを実質的に保存することができる。この場合、高周波成分の加算を原画像の高周波成分を用いて行うため、処理後画像の高周波成分の大きさをより精度よく原画像の高周波成分の大きさに近づけることができる。
また、（４４）式にかえ（４５）式の様にしても同様の効果が得られる。すなわち、エッジ構造が保存されずオーバーシュート等が生じることのないよう、この場合も、ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）が図２７の変換曲線であらかじめ変換され、当該変換されたｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）が０でないときのみｈ２ｎ（ｘ、ｙ）を（当該変換された）ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）とし、当該変換されたｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）が０であるときはｈ２ｎ（ｘ、ｙ）をｈｎ（ｘ、ｙ）とする。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）、変換されたｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）が０でないとき
＝ｈｎ（ｘ、ｙ）、変換されたｈｏｒｇｎ（ｘ、ｙ）が０であるとき
・・・（４５）
係数加算回路１８０５で得た周波数係数に基づき、逆変換回路１８０６では逆変換処理を行う（ｓ１９０５）。
以上の実施の形態７によれば原画像の微細構造に対応する有効な係数のみが階調変換曲線の傾きに応じて変換されて階調変換後の画像の周波数係数に加算されることになり、復元後の画像においては原画像の有効な高周波成分の大きさを実質的に保存することができる。この場合、高周波成分の加算を、原画像の高周波成分を用いて行うため、処理後画像の高周波成分の大きさをより精度よく原画像の高周波成分の大きさに近づけることができる。また、ダイナミックレンジを変更するとともに周波数処理を行った画像においても、エッジ構造が保存されるため、オーバーシュート等を抑制することができる。
（実施の形態８）
実施に形態８はエッジ構造を保存したまま，ダイナミックレンジ変更及び周波数処理の効果を得る画像処理に関するものである。図２８は実施の形態８の構成を示す図であり、実施の形態１と同様の処理については説明を省略する。図において１１２は画像処理回路を示し、２１０１は原画像をウェーブレット変換またはラプラシアンピラミッド変換の方法等で複数の周波数帯に分解し周波数係数を得る周波数帯分解回路、２１０２は後に行うダイナミックレンジを変更するための階調変換曲線の傾きに基づき係数を変換する係数変換回路、２１０３は係数変換回路２１０２で変換して得た係数を逆変換する逆変換回路、２１０４は逆変換回路２１０３で逆変換して得た画像のダイナミックレンジを変更するための階調変換回路である。
図２９はこの発明の実施の形態８による画像処理回路１１２の処理の流れを示すフローチャートである。図３０は係数変換回路２１０２において用いられる係数変換曲線の一例を示し、横軸が入力係数、縦軸が出力係数を示す。
図２９の処理の流れに従い、実施の形態８について以下に説明する。周波数帯分解回路２１０１は原画像ｆ（ｘ、ｙ）に対して２次元の離散ウェーブレット変換処理を行い、周波数係数を出力するものである（ｓ２２０１）。この周波数分解の方法は例えばウェーブレット変換またはラプラシアンピラミッド変換の方法等任意の方法を用いることができるが、ここでは２次元の離散ウェーブレット変換を用いて周波数帯ごとの周波数係数ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬに分解するものとする。
次に係数変換回路２１０２は階調変換回路２１０４で用いる階調変換曲線（例えば図２１に示すような変換曲線）Ｆ（）に従い周波数係数を変換する（ｓ２２０２）。この場合、図３０に示すように所定絶対値（閾値）以下の領域２３０１の係数のみを変換し、所定絶対値を超える係数を不変に保つ。所定絶対値は画像のエッジ部分に対する係数の大きさにより実験的に決められる値であり、所定絶対値を超える係数を不変に保つことでエッジ構造が保存され、再構成画像においてオーバーシュート等のアーティファクトが生じるのを抑制することができる。
ここで、ｈｎ（ｘ、ｙ）はｎレベルの周波数係数とし、ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）は（４６）式に従って、ｈｎ（ｘ、ｙ）が所定絶対値（閾値）以下の領域２３０１に属する係数であるか否かに基づいてｈｎ（ｘ、ｙ）を係数変換した後の係数の値とする。
ｈ２ｎ（ｘ、ｙ）＝ｆ５（ｆ（ｘ、ｙ））×（１／Ｆ’（ｘ、ｙ））×ｈｎ（ｘ、ｙ）、
ｈｎ（ｘ、ｙ）が所定閾値以下のとき
＝ｈｎ（ｘ、ｙ）、ｈｎ（ｘ、ｙ）が所定閾値を超えるとき
・・・・・・（４６）
ここで関数ｆ５（）は例えば原画像ｆ（ｘ、ｙ）又はその平滑化画像の画素値に依存した曲線形を有し、例えば所定画素値以下のとき値を小さくし、所定画素値を超えるとき値を大きくするような曲線形とする。
次に、逆変換回路２１０３でｈ２ｎ（ｘ、ｙ）逆変換（逆ＤＷＴ変換）する（Ｓ２２０３）。そして復元画像ｆ２（ｘ、ｙ）を得る。そして、階調変換回路２１０４で復元画像ｆ２（ｘ、ｙ）を（４７）式に示すように階調変換して、ダイナミックレンジが変更された画像ｆ３（ｘ、ｙ）を得る（ｓ２２０４）。
ｆ３（ｘ、ｙ）＝Ｆ（ｆ２（ｘ、ｙ））・・・・・・（４７）
以上の実施の形態８によれば、あらかじめダイナミックレンジを変更するための階調変換の曲線形に基づいて周波数係数を変更しているため、ダイナミックレンジ変更後の画像における高周波成分の大きさと原画像の高周波成分の大きさをほぼ同一に保つことができる。また、所定絶対値範囲の係数の値を変更しないため、エッジ構造が保存され、周波数処理及びダイナミックレンジ変更処理の施された画像においてもオーバーシュート等が生じるのを抑制することができる。また、原画像を多重周波数係数に分解しているため、ノイズ抑制、鮮鋭化処理、その他の処理との複合処理も容易に行うことができる。例えば、ノイズ抑制などでは原画像の係数に基づく解析処理などが行われるからである。
以上説明した各実施の形態によれば、画像のエッジ構造の崩壊またはオーバーシュートの発生を抑制または回避しつつ、画像のダイナミックレンジまたは部分的画素値範囲の変更された良好な画像を得ることができる。
（実施の形態９）
以下、添付図面を参照し、本発明の一側面としての画像処理装置４１００を説明する。なお、各図において同一の参照符号は同一部材を示し、重複説明は省略する。本発明の画像処理装置４１００は、例えば、Ｘ線撮影を行うときに用いられるＸ線撮影装置、又は当該Ｘ線撮影装置の一部（例えば、Ｘ線撮影装置の画像処理部）として実現される。
図３１を参照するに、画像処理装置４１００は、ＣＰＵ４１１０と、メモリ４１２０と、操作パネル４１３０と、表示部４１４０と、前処理部４１５０と、データ収集部４１６０と、画像処理部４１７０とを有する。画像処理装置４１００はＣＰＵバス４１０５を有し、各要素がＣＰＵバス４１０５を介し互いにデータまたは情報を授受可能に構成されている。ここで、図３１は、本実施例の画像処理装置４１００を示すブロック図である。なお、本実施例に示すように、画像処理装置４１００はデータ収集部４１６０に接続された撮像部４１９０を有し、当該撮像部４１９０によって撮影されたＸ線画像の画像処理を一装置において可能な構成としている。しかし、本実施例の画像処理装置４１００は他の撮像装置に任意に接続可能に構成されても良く、また、単に後述する画像処理（鮮鋭化等の周波数処理）を達成可能な構成のみであってもよい。
かかる構成において、画像処理装置４１００は撮像部４１９０から得られる画像（生画像）を前処理部４１５０によって前処理（例えば、オフセット補正、ゲイン補正、Ｌｏｇ補正）を施すことで原画像を作成する。原画像とは、生画像に対して前処理が施された画像、例えば撮像部１９０の特性に依存した補正の行われた、体裁が整えられた画像を意味する。しかしながら、原画像は医師が診断を行うには不十分であるため、更に画像処理部４１７０によって鮮鋭化処理等を施すことにより最も診断に適した、又は所望の画像を得ることができる。なお、この最適な画像又は所望の画像をＱＡ画像（画質保証画像）と表現する場合もある。
ＣＰＵ４１１０はＭＰＵなど名称の如何を問わずいかなるプロセッサであってもよく、ＣＰＵバス４１０５に接続されている。ＣＰＵ４１１０はＣＰＵバス４１０５を介し各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ４１１０はメモリ４１２０に格納されたプログラムを用いて、オペレータの操作パネル４１１０の操作に従った画像処理装置４１００全体の動作制御等を行う。
メモリ４１２０は、例えば、画像処理装置４１００の動作プログラムや処理に必要な各種のデータなどを格納するＲＯＭなどの不揮発性メモリと、画像及び必要な制御プログラムを一時的に格納するＲＡＭなどの揮発性メモリとを含む。
操作パネル４１３０は、例えば、キーボード、スイッチ、タッチパネル等より構成され、オペレータの画像処理装置４１００の操作を可能とする。また、表示部４１４０は、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等のような表示装置及び／又は印刷装置を含み、ＱＡ画像を出力可能に構成されている。
前処理部４１５０は生画像に対する前処理を実行可能に構成された回路であって、ＣＰＵバス４１０５及びデータ収集部４１６０に接続されている。なお、本実施例における前処理は、撮像部４１９０の後述する２次元Ｘ線センサ４１９４の各画素（図示しない）の特性（暗電流、検出感度等）の差によって生じる画像の誤差を補正する処理を含む。より特定的には、前処理とはオフセット補正、ゲイン補正、対数変換（Ｌｏｇ変換）等を指し、かかる技術は当業界で周知のいかなる技術も適用可能である。前処理部部４１５０はデータ収集部４１６０より授受された生画像（又は、メモリ４１２０を介しデータ収集部４１６０より授受された生画像）をメモリ４１２０に格納されたデータを基に、ＣＰＵ４１１０の制御に基づき補正を行う。なお、前処理部４１５０は画像処理を実行する回路の一部であり、後述する画像処理部４１７０の一部として構成されてもよい。前処理部４１５０はかかる処理を施した画像（原画像）を画像処理部４１７０及び／又はメモリ４１２０に出力する。
データ収集部４１６０は撮像部４１９０、前処理部４１５０及びＣＰＵバス４１０５に接続され、撮像部４１９０より出力された生画像を所定の電気信号に変換し前処理部４１５０及び／又はメモリ４１２０に供給する。データ収集部４１６０は、例えば、１４ビットＡ／Ｄ変換器を有し、撮像部４１９０の出力に比例したデジタル信号を前処理部４１５０及び／又はメモリ４１２０に供給する。これにより前処理部４１５０は上述した前処理、例えば、デジタル信号を対数変換し、Ｘ線の線量の対数に比例したデジタル信号に変換することができる。
画像処理部４１７０は、低周波成分作成部４１７１と、高周波成分作成部４１７２と、成分変換部４１７４と、高周波成分加算部４１７６とを有し、ＣＰＵバス４１０５を介し各々データを授受可能に構成されている。低周波成分作成部４１７１は原画像から平滑化画像（即ち、低周波成分又は低周波画像のことであり、本明細書ではいずれも原則同義として使用する）を作成する。高周波成分作成部４１７２は原画像から平滑化画像を減じることで高周波成分（高周波画像）を作成する。成分変換部４１７４は高周波成分作成部４１７２によって作成された高周波成分を所定の関数に従って変換する。なお、かかる所定の関数については、後述する動作において詳細に説明するものとし、ここでの説明を省略する。高周波成分加算部４１７６は、成分変換部４１７４によって変換された高周波成分を原画像又は平滑化画像に加算する。本実施例の画像処理部４１７０は所定の閾値以上の絶対値を有する高周波成分を原画像に足し込まない。または、画像処理部４１７０は所定の倍率で変換された平滑化画像に対し、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波成分を同一の倍率（当該所定の倍率）で変換し、所定の閾値未満の絶対値を有する高周波成分を任意に変換して得た高周波成分を足し込む。これにより、エッジ構造が保存されてオーバーシュート等が抑制されると共に、鮮鋭化等の所望の周波数処理を行うことができる。
なお、図３６に示すように、画像処理部４１７０は画像処理部４１７０ａに置換されてもよい。ここで、図３６は、本発明の別の実施例の画像処理装置４１００ａを示すブロック図である。画像処理部４１７０ａは周波数係数分解部４１７８と、係数変換部４１８０と、逆変換部４１８２とを有し、ＣＰＵバス４１０５を介し各々データを授受可能に構成されている。
周波数係数分解部４１７８は原画像に対して離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ変換と称する場合もある）又はラプラシアンピラミッド変換の方法による周波数分解処理を施す回路を備える。かかる回路は、例えば、図３７Ａ，Ｂに示すような回路であるが、当業界周知のいかなる技術の適用も制限するものではない。ここで、図３７Ａは離散ウェーブレット変換処理を施す例示的な回路構成を示した図であり、図３７Ｂはラプラシアンピラミッド変換の方法による周波数分解処理を施す例示的な回路構成を示した図である。かかる構成において、周波数係数分解部４１７８は各周波数帯毎の周波数係数（ウェーブレット変換係数又はラプラシアンピラミッド変換係数）を得る。
係数変換部４１８０は周波数係数分解部４１７８で得られた各周波数帯毎の周波数係数を変換する係数変換回路であり、所定の関数に基づき周波数係数を変換する。なお、かかる所定の関数については、後述する動作において詳細に説明するものとし、ここでの説明を省略する。
逆変換部４１８２は係数変換部４１８０で変換された周波数係数に基づき逆離散ウェーブレット変換（逆ＤＷＴ変換と称する場合もある）又はラプラシアンピラミッド方法における逆変換（逆ラプラシアンピラミッド変換）を行う回路を備える。かかる回路は、例えば、図３８Ａ，Ｂに示すような回路であるが、当業界周知のいかなる技術の適用も制限するものではない。ここで、図３８Ａは逆離散ウェーブレット変換処理を施す例示的な回路構成を示した図であり、図３８Ｂはラプラシアンピラミッド方法による逆変換処理（逆ラプラシアンピラミッド変換処理）を施す例示的な回路構成を示した図である。かかる構成において、逆変換部４１８２は変換された周波数係数を逆変換することでＱＡ画像を得ることができる。
なお、画像処理部４１７０と画像処理部４１７０ａは画像の処理方法において異なるが、各処理方法は後述する動作の説明において容易に理解されるであろう。
撮像部４１９０は、Ｘ線発生部４１９２と２次元Ｘ線センサ４１９４とを有し、データ収集部４１６０に接続される。図３１に示されるように、撮像部４１９０は、被検査体Ｐを介しＸ線発生部４１９２と２次元Ｘ線センサ４１９４が対向する位置に配置される。かかる構成において、撮像部４１９０は、吸収及び散乱等、被検査体Ｐとの相互作用を経たＸ線を撮像し、そのＸ線画像（生画像）をデータ収集部４１６０に供給する。Ｘ線発生部４１９２はオペレータによって操作可能であって（オペレータが操作パネル４１３０を操作して、メモリ４１２０に格納された動作プログラムによってＣＰＵ４１１０が制御することの意味も含む）、例えばＸ線管球を含む回路より構成される。一方、２次元センサ４１９４は、例えば、Ｘ線の入射側から順に配置された蛍光体とアモルファス・シリコン光センサとから構成される積層構造を有し、データ収集部４１６０に接続されている。なお、撮像部４１９０は、上述の構成に限定されず、当業界周知の技術を適用可能であることは言うまでもない。また、撮像部４１９０は、画像処理装置４１００から独立した構成要素であってもよく、本発明の画像処理装置４１００は、必ずしも撮像部４１９０を必要としない。例えば、撮像部４１９０が独立の装置として画像処理装置１００に接続されても良い。
以下、上述の画像処理装置４１００の動作を説明する。なお、以下の説明において、画像処理装置４１００は、例えば、医療用Ｘ線撮影装置として具体化されている。
先ず、操作パネル４１３０を操作することによってオペレータから撮影の指示がなされると、Ｘ線発生部４１９２は被検査体Ｐに対してＸ線ビームを放射する。Ｘ線発生部４１９２から放射されたＸ線ビームは、被検査体Ｐを減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ４１９４に到達する。かかるＸ線ビームは２次元Ｘ線センサ４１９４により検出されＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ４１９４から出力されるＸ線画像を、例えば、人体部画像等とする。
データ収集部４１６０は、２次元Ｘ線センサ４１９４から出力されたＸ線画像をデジタル信号に変換して前処理部４１５０に供給する。前処理部４１５０は、データ収集部４１６０から出力されたデジタル信号に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。この前処理部４１５０で前処理が行われた信号は、原画像として、ＣＰＵ４１１０の制御により、ＣＰＵバス４１０５を介しメモリ４１２０及び／又は画像処理部４１７０に転送される。
次に、図３２及び図３３を参照しながら、画像処理部４１７０の動作、即ち、本発明の好適な実施例の画像処理方法について説明する。ここで、図３２は、本発明の一実施例としての画像処理方法を示すフローチャートである。図３３は、成分変換部４１７４で高周波成分を変換するために用いる変換曲線であり、横軸が入力高周波成分、縦軸が変換後の高周波成分を示す。ここで、図３３は入力成分が＋の場合の変換曲線を示すものであるが、係数が−の場合にも同様に変換することができる。つまり奇関数の第一象限だけを示した図であることを理解されたい。
画像処理部４１７０の低周波成分作成部４１７１は前処理部４１５０より出力された画像（原画像）をＣＰＵバス４１５０を介し授受する。まず、低周波成分作成部４１７１は原画像から以下に示す（４８）式に従い平滑化画像を作成する（ステップ５０００）。ここで、原画像をｆ（ｘ、ｙ）、平滑化画像をｆｕｓ（ｘ、ｙ）、ｄ１、ｄ２、ｄ３及びｄ４をマスクサイズとする。
0003833177.tif 000005
なお、ｄ１＝ｙ＋ｄ、ｄ２＝ｙ−ｄ、ｄ３＝ｘ＋ｄ、ｄ４＝ｘ−ｄである。この様な移動平均による平滑化画像作成方法を用いると、計算時間が短く効果的である。
なお、ステップ５０００によって作成される平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）は（４８）式に示す関数で得られるもののみに限定されない。例えば、以下に示す（４９）式乃至（５２）式によって表されるモルフォロジカルフィルタ演算を用いて作成してもよい。
0003833177.tif 000006
0003833177.tif 000007
ここで、Ｄ（ｘ、ｙ）は円盤状フィルタ、ｒ１は任意の定数であって、入力画像に応じて選択されるものである。なお、Ｄ（ｘ、ｙ）には（５３）式及び（５４）式に示す関係がある。
0003833177.tif 000008
ここで得られたｆｕｓ（ｘ、ｙ）のプロファイルはエッジ構造を略保存しているものであり、従来の鮮鋭化処理の欠点であるオーバーシュートを起こしにくいものである。
また、同様にｆｕｓ（ｘ、ｙ）をメディアンフィルタ演算を用いて作成してもよい。この場合には平滑化画像のエッジ構造が比較的保存されるため、モルフォロジカルフィルタ演算を用いたときと同様に従来の鮮鋭化処理の欠点であるオーバーシュートを起こしにくいものである。
次に、高周波成分作成部４１７２は（５５）に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を作成する。
0003833177.tif 000009
即ち、ステップ５０００で得られた平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）と原画像ｆ（ｘ、ｙ）との差分を計算し、高周波成分からなる差分画像を抽出する（５００５）。
次に、成分変換部４１７４は（５６）式に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を変換曲線（関数Ｆ１（））で変換し、高周波成分ｆｈ１（ｘ、ｙ）を作成する（ステップ５０１０）。
0003833177.tif 000010
ここで、変換関数Ｆ１（）は、例えば、図３３に示すような曲線形状で表される関数である。かかる曲線形によれば一定値（閾値）以上の絶対値を有する高周波成分を減少させ、一定値未満（図中、範囲ａ1）の絶対値を有する高周波成分の大きさを任意に変化させるものである。図３３では、一定値以上の高周波成分を０とし、一定値未満の高周波成分を不変（曲線の傾きが１）として変換している。なお、閾値は予めメモリ４１２０に格納されたり、操作パネル４１３０を介しオペレータによって任意に入力されたり、または原画像の解析により原画像に基づいて自動決定されたりしてよい。
一般にオーバーシュートを示す高周波成分の絶対値は一定値より大きく、微細構造に対応する高周波成分の絶対値は小さい性質がある。また、この絶対値の大きい高周波成分は画像のエッジ部分に生じる。さらに、ＱＡ画像において、オーバーシュートとして感じるのは、エッジ部において一部の画素の画素値がその近傍の画素の画素値に対して特異的に過度に飛び出ている場合である。そのため、高周波成分の絶対値が一定値（閾値）よりも大きい場合、該高周波成分の値を０とする（その結果、該高周波成分は原画像に足し込まれない）ことで、オーバーシュートが抑制され、エッジ構造が保存されるものである。
次に、高周波成分加算部４１７６はこの変換された高周波成分ｆｈ１（ｘ、ｙ）を（５７）式に示すように原画像に加算する（ステップ５０１５）。ここでｆｐｒｃ（ｘ、ｙ）を処理後の画像とする。
0003833177.tif 000011
なお、高周波成分を足しこむ割合を（５８）式に示すように、原画像又はその平滑化画像の画素値に依存するようにしてもよい。
0003833177.tif 000012
ここで、Ｆ０（）は画素値に依存した関数であって、例えば画素値の増加にともなう単調増加関数などとする。これにより、比較的ノイズの目立ちやすい低画素値領域で高周波成分を足しこむ量を減らすことでノイズの強調を防止する効果がある。
また、所定閾値未満の高周波成分を種々の線形又は非線形の変換関数で変換することにより、種々の目的に合った周波数処理を行うことができる。例えば、強調したい微細構造の高周波成分の絶対値の分布に応じ、所定絶対値範囲の高周波成分を特に強調する処理、比較的不要な高周波成分の絶対値の分布に応じ、所定絶対値範囲の高周波成分を弱く強調する、強調しない若しくは抑制する処理、又はそれらを複合した強調・抑制処理等を行うことができる。
かかる処理を実行した後の画像ｆｐｒｃ（ｘ、ｙ）は画像処理部４１７０からメモリ４１２０及び表示部４１４０に供給される。オペレータ、例えば撮影技師、や医師は、表示部４１４０に出力される画像によって、撮影された画像の確認や診断を行うことができる。
以上説明したようにかかる画像処理方法は、所定閾値以上の絶対値を有する高周波成分は０とすることで原画像に加算されないので、エッジ形は保存され、またオーバーシュートが生じない。また、所定閾値未満の高周波成分だけをそのまま又は所定の関数で変換した後に原画像に加算することにより、微細構造などの有効情報に対応する高周波成分を強調する鮮鋭化、所定範囲の絶対値を有する有効な又は所望の高周波成分だけを強調する鮮鋭化等、種々の目的に合った周波数処理を行うことができる。例えば、人体に埋め込まれた金属片や骨部等のエッジ部に不自然な影響を与えず自然な強調画像を得ることができる。
なお、平滑化画像を上述のモルフォロジ演算で作成した場合には本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述のような変換曲線を用いた処理を行うことでオーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効率よくオーバーシュートを抑制できるものである。
同様に、平滑化画像をメディアンフィルタで作成した場合にも本来オーバーシュートが生じにくいものであるが、さらに上述のような変換曲線を用いた処理を行うことでオーバーシュートに対応する高周波成分を抑制することができ、さらに効率よくオーバーシュートを抑制できるものである。
以下、図３４及び図３５を参照しながら、上記画像処理方法の変形例としての画像処理方法、即ち画像処理部４１７０で行われる動作の変形例を説明する。ここで、図３４は、本発明の別の画像処理方法を示すフローチャートである。図３５は、成分変換部４１７４で高周波成分を変換するために用いる変換曲線であり、横軸が入力高周波成分、縦軸が変換後の高周波成分を示す。なお、図３５は入力成分が＋の場合の変換曲線を示すものであるが、係数が−の場合にも同様に変換することができる。つまり奇関数の第１象限だけを示した図である。また、画像処理装置４１００の全体の動作は上述した通りであって、ここでの重複説明は省略する。
上述した方法と同様、画像処理部４１７０の低周波成分作成部４１７１は前処理部４１５０より出力された画像（原画像）をＣＰＵバス４１０５を介し授受する。低周波成分作成部４１７１は原画像から上述した（４８）式に従い平滑化画像を作成する（ステップ５１００）。ここで、原画像をｆ（ｘ、ｙ）、平滑化画像をｆｕｓ（ｘ、ｙ）とする。なお、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）の作成には上述の方法と同様、モルフォロジカルフィルタリング等どのような手法を用いてもよい。
次に、高周波成分作成部４１７２は（５５）式に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を作成する。即ち、ステップ５１００で得られた平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）と原画像ｆ（ｘ、ｙ）との差分を計算し、高周波成分からなる差分画像を抽出する（５１０５）。
次に、成分変換部４１７４は（５９）式に従い高周波成分ｆｈ（ｘ、ｙ）を変換曲線（関数Ｆ２（））で変換し、高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を作成する（ステップ５１１０）。
0003833177.tif 000013
ここで、変換曲線Ｆ２（）は、例えば、図３５に示すような曲線形状で表される関数である。図３５に示す曲線形によれば一定値（閾値）以上の絶対値を有する高周波成分をそのまま維持する（傾き１）、つまり値を変換しない。また、一定値未満（図中、範囲ａ2）の絶対値を有する高周波成分の大きさを増加（減少であっても良い）させる。かかる閾値は予めメモリ４１２０に格納されたり、操作パネル４１３０を介しオペレータによって任意に入力されたり、または原画像の解析により原画像に基づいて自動決定されたりしてもよい。なお、図３５に示す関数形は例示的であり、本実施例では所定の閾値以上の高周波成分とかかる閾値未満の高周波成分とを異なる倍率で変換するに足りるものである。但し、関数形の所定の閾値以上の入力値に対する傾き（微分値）は、後述する平滑化画像の所定の倍率に依存させなければならない。例えば、低周波成分が２倍又は３倍されて加算されるなら、かかる傾き（微分値）はそれに応じて２又は３とする必要がある。
次に、この変換された高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）を平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）に加算する（ステップ５１１５）。ここでｆｐｒｃ（ｘ、ｙ）を処理後の画像とする。
0003833177.tif 000014
なお、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）に対し、上記所定閾値未満の高周波成分のみ、それを足しこむ割合を（５８）式に示すように、原画像またはその平滑化画像の画素値に依存するようにしてもよい。また、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）は所定の倍率で変換（強調又は抑制）された後、高周波成分ｆｈ２（ｘ、ｙ）と加算されても良い。しかし、このように平滑化画像ｆｕｓ（ｘ、ｙ）が所定の倍率で変換されると、ＱＡ画像のエッジ構造は一般的に保存されない。従って、ＱＡ画像がエッジ構造を保存する為には、低周波成分と所定の閾値以上の高周波成分とを実質的に同一の比率で変換する必要がある。より特定的には、上述したように、所定の閾値以上の高周波成分を変換する関数の傾き（微分値）が、かかる所定の倍率と同じでなければならないことに留意する必要がある。このことは、エッジ部分を構成する高周波成分の絶対値が大きいことと、エッジ部分を構成する低周波成分及び高周波成分を同一の比率で一律に変換すればエッジ構造は崩れず、逆に、エッジ部分を構成する低周波成分及び高周波成分を異なる比率で変換した場合にはエッジ構造が崩れることとから理解されよう。
よって、例えば、エッジ構造を構成する（すなわち、所定閾値以上の絶対値を有する）高周波成分及び全低周波成分を一定比率で変更しつつ、それ以外の高周波成分を不変とすれば、エッジ構造が保存されつつダイナミックレンジが変更されると共に、有効な微細構造が不変に維持された処理後画像を得ることができる。
また、所定閾値未満の高周波成分を種々の線形又は非線形の変換関数で変換することにより、種々の目的に合った周波数処理を行うことができる。例えば、強調したい微細構造の高周波成分の絶対値の分布に応じ、所定絶対値範囲の高周波成分を特に強調する処理、比較的不要な高周波成分の絶対値の分布に応じ、所定絶対値範囲の高周波成分を弱く強調する、強調しない若しくは抑制する処理、又はそれらを複合した強調・抑制処理等を行うことができる。
かかる処理を実行した後の画像ｆｐｒｃ（ｘ、ｙ）は画像処理部４１７０からメモリ４１２０及び表示部４１４０に供給される。オペレータ、例えば撮影技師、又は医師は表示部４１４０に出力される画像によって、撮影された画像の確認又は診断を行うことができる。
上述の画像処理方法では関数Ｆ１（）で変換された高周波成分を原画像に加算するものであるが、かかる変形例では関数Ｆ２（）で変換された高周波成分を平滑化画像に加算するものである。かかる変形例であっても、上述の画像処理方法と同様の作用を奏するものである。その結果、微細構造などの有効情報に対応する高周波成分の強調による鮮鋭化、又はノイズなどの不要情報に対応する高周波成分の抑制によるノイズ削減等の効果を奏すると共に、エッジ部分の高周波成分の大きさを低周波成分の大きさに対し相対的に不変とすることでエッジ形が保存されオーバーシュートが生じないという効果がある。
（実施の形態１０）
以下、図３６乃至図４２Ｃを参照しながら、画像処理装置４１００の画像処理部４１７０を画像処理部４１７０ａに置換した場合の画像処理方法、即ち、画像処理部４１７０ａで行われる動作の変形例を説明する。ここで、図３９は、画像処理部４１７０ａによる処理を示すフローチャートである。図４０は、２次元の離散ウェーブレット変換処理により得られる２レベルの変換係数群の構成例を示す。図４１は、係数変換関数Ｆ３（）の変換曲線の形状を示すグラフであり、図中の点線より右側は傾き１の直線となっている。図４２Ａは原画像のプロファイル、図４２Ｂはエッジ構造を保存しない鮮鋭化処理後の画像のプロファイル、図４２Ｃはエッジ構造を保存した場合の鮮鋭化処理後の画像のプロファイルを示す。
まず、画像処理部４１７０ａの周波数係数分解部４１７８は原画像ｆ（（ｘ、ｙ））に対して２次元の離散ウェーブレット変換処理（ＤＷＴ変換処理）を行い、周波数係数を計算して出力する。より詳細には、周波数係数分解部４１７８はメモリ４１２０に記憶された原画像データ（例えば、図４２Ａに示す）を順次読み出し変換処理を行う。ＤＷＴ変換された周波数係数は再びメモリ４１２０に書きこまれる。より詳細には、入力された画像信号は遅延素子およびダウンサンプラの組み合わせにより、偶数アドレスおよび奇数アドレスの信号に分離され、２つのフィルタｐおよびｕによりフィルタ処理が施される。図３７Ａに示すように、ｓおよびｄは各々１次元の画像信号に対して１レベルの分解を行った際のローパス係数およびハイパス係数を表しており、（６１）式及び（６２）式により計算されるものとする。
0003833177.tif 000015
ここで、ｘ（ｎ）は変換対象となる画像信号である。
以上の処理により、画像信号に対する１次元のＤＷＴ変換処理が行われる。２次元のＤＷＴ変換処理は、１次元の変換を画像の水平・垂直方向に対して順次行うものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。図４０に示すように、画像信号は異なる周波数帯域の周波数係数ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬに分解される（ステップ１２００）。図４０において、ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１、．．．、ＬＬ等（以下サブバンドと呼ぶ）が周波数帯毎のウェーブレット変換係数（周波数係数）を示す。
次に、係数変換部４１８０は、例えば、図４１に示すような変換曲線Ｆ３（）に従い周波数係数を変換する（ステップ５２０５）。図４１は、横軸が入力係数であり、縦軸が出力係数を示す。なお、図４１は入力係数が＋の場合の変換曲線を示すものであるが、入力係数が−の場合にも同様に変換することができる。つまり奇関数の第一象限だけを示した図であることを理解されたい。
この曲線形（関数Ｆ３（））によれば一定絶対値（閾値）以上の高周波係数を変換せず（例えば、傾き１）、一定閾値未満（ａ3で示す範囲）の周波数係数（高周波係数）の大きさを増加させるものである。なお、かかる関数形は、後述するように所定の閾値以上の周波数係数と所定の閾値未満の周波数係数を異なる倍率で変換するに足りるものであり、本発明が図４１に示した関数形にのみ限定されることを意味するものではない。このような曲線を用いてＬＬサブバンド係数以外の全ての周波数係数を変換するものである。そして、メモリ４１２０に変換後の周波数係数を保存しておく。ここで所定閾値は予め実験的に求められている値である。あるいは、例えば、この所定閾値はサブバンド係数の絶対値の累積ヒストグラムを作成し累積頻度が８０％となる係数の絶対値を所定閾値の値としてもよい。また、所定閾値は周波数分解が進んだ係数（より低周波に対応する係数）ほど大きくするほうが好ましい。より低周波に対応する係数において、エッジ成分に対応する周波数係数は大きくなるからである。尚、空間周波数の高い上位（例えばレベル１）のサブバンドの所定閾値は０でよい場合もある。
また、一定閾値未満の係数を変換する場合に、原画像の画素値又はＬＬ成分の値に依存して係数を変更する割合を変えてもよい。例えば原画像における低画素値領域に対応する係数は増加率を減じる等する。このことにより、低画素値領域で目立ちやすいノイズが強調されてしまうことを回避できる。
このような係数空間において、微細構造などの有効情報に対応する周波数係数はその絶対値が小さく、エッジ部分に対応する周波数係数はその絶対値が大きいという特性がある。従って、図４１のような曲線形（関数Ｆ３（））で係数を変換すると微細構造などの有効構造に対応する周波数係数は増加し、エッジ構造に対応する周波数係数は不変に保つことになる。
図４３乃至図５０は同じく、所定の閾値以上の周波数係数と所定の閾値未満の周波数係数を異なる倍率で変換する例を示している。ここで、図４３乃至図５０は、周波数係数を変換する曲線（関数）の例を示すグラフであり、図中の点線は所定の閾値を通り縦軸に平行な線分であり、該点線を境界として変換特性（傾き等）が異なることを示している。図４３は、所定絶対値（閾値）未満（図中ａ3a）の係数を増加させているものであり、係数０を生じさせないものである。この場合には図４１に示す場合と比較して、絶対値の小さな係数ほど強調されると共に、係数のダイナミックレンジは圧縮されるという特徴がある。図４４は、所定絶対値（閾値）未満（ａ3b）の係数を減少させると共に、係数を０から単調増加させているものである。この場合には鮮鋭化の効果はなくノイズ抑制などの効果がある。
図４５は、所定絶対値（閾値）未満（ａ3c）の係数のみならず、所定絶対値以上の係数を増加しているが、ａ3c以外の範囲の係数の増加の割合を範囲ａ3cよりも小さくした例である。つまり、範囲ａ3c以外の変換曲線の傾き１より大きい場合である。この場合、エッジ構造を完全には保存できないものの、エッジ部でのオーバーシュートを抑制しつつ、微細構造等の有効成分を強調することができる。また、エッジ構造の壊れが問題にならない程に範囲ａ3c以外の傾きを１より大きく又は小さくすることは、範囲ａ3c以外の傾きを１に保つことと実質的に均等である。
図４６は、所定絶対値（閾値）未満（ａ3d）以外、すなわち所定絶対値以上の範囲の傾きは１としたのだが、全体の曲線形を微分連続（微分可能かつ連続な関数、又は少なくとも傾きが連続）としたものである。これにより係数の変化率が連続となり、処理後の画像に偽輪郭等のアーティファクトを生じさせないために好ましい場合があり得る。尚、ＤＷＴ変換処理によって得られる高周波サブバンドの場合、上述の高周波画像と異なり係数空間での表現であるため、変換関数が微分不連続（微分不可能又は不連続）であるからといって直ちに処理後の画像に偽輪郭等のアーティファクトが発生するわけではない。
図４７及び図４８は、所定絶対値（閾値）未満で所定の範囲（図４７中ａ3e、及び図４８中ａ3f）の係数のみを増減したものである。尚、図４７及び図４８の第２の閾値未満の曲線の傾きは１でなくてもよい。このような曲線形では範囲ａ3e及びａ3fとそれらより係数が小さい範囲とで異なる係数の増減を行えると共に、エッジ構造も保存できるものである。これにより、ノイズ等の不要成分を抑制しながら所望の有効成分だけを強調することが可能である。
図４９及び図５０はエッジ構造に対応する係数（図中、ａ3g及びａ3h）が増減する（傾きが１でない）曲線形になっている。この場合、エッジ構造に対応する全サブバンドの係数（空間周波数の最も低い成分であるＬＬサブバンドに関しては全係数）を同じ比率で変更するとよい。そうすれば、エッジ部分に関してはその画素値が単純に増減されるだけであり、オーバーシュートやエッジのボケは生じずエッジ構造が保存される。例えば、全サブバンドの係数を２倍した場合の復元画像は原画像のダイナミックレンジを単純に２倍した画像になり、オーバーシュートやエッジのボケは生じない。これと同様の理屈により、エッジ構造を構成する全サブバンドの係数（ＬＬに関しては全係数）を一定比率で変更しつつ、それ以外の係数を任意に変更すれば、エッジ構造が保存されつつダイナミックレンジが変更されると共に、微細構造が変更（強調又は抑制）された処理後画像を得ることができる。尚、エッジ構造を構成する（すなわち、所定閾値以上の絶対値を有する）全サブバンドの係数（ＬＬに関しては全係数）を一定比率で変更しつつ、それ以外の係数を不変とすれば、エッジ構造が保存されつつダイナミックレンジが変更されると共に、有効な微細構造が不変に維持された処理後画像を得ることができる。上述の図４３乃至図５０に示す関数形は、上記実施例（高周波画像を平滑化画像に加算する実施例）にも適用可能である。但し、上述したように、高周波画像を用いた場合には変換関数に不連続点や微分不連続点（微分不可能な点）があると偽輪郭等のアーティファクトが出やすいため、微分連続の（微分可能かつ連続な）変換関数を用いた方がよい。その場合、不連続点や折れ点を滑らかな曲線に変更すればよい。
そして、逆変換部４１８２は係数変換部４１８０で変換された周波数係数に対し逆離散ウェーブレット変換（逆ＤＷＴ変換）を行う（ステップ５２１０）。より詳細には、関数Ｆ３（）で変換されたメモリ４１２０に記憶された周波数係数は逆変換部４１８２により順次読み出され、逆変換処理が行われる。逆変換部４１８２で逆ＤＷＴ変換された画像信号は再びメモリ４１２０に書きこまれる。図３８Ａに示すように、入力された画像成分（ｓ’及びｄ’）はｕ及びｐの２つのフィルタ処理を施される。そして、フィルタ処理された出力はアップサンプリングされた後に重ね合わされて画像信号ｘ’が出力される。これらの処理は（６３）式及び（６４）式に従って行われる。
0003833177.tif 000016
以上の処理により、変換された係数に対する１次元の逆離散ウェーブレット変換処理が行われる。２次元の逆離散ウェーブレット変換は、１次元の逆変換を画像の水平・垂直方向に対して順次行うものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
かかる処理を実行した後の画像は画像処理部４１７０ａからメモリ４１２０及び表示部４１４０に供給される。オペレータ、例えば撮影技師、又は医師は表示部４１４０に出力される画像によって、撮影された画像の確認又は診断を行うことができる。
図４２Ｂは、係数変換部４１８０において、ＬＬサブバンドを除くすべてのサブバンドの係数全体を２倍に変換したものである。一方、図４２Ｃは、図４１において、範囲ａ3の係数を２倍とし、それ以外の係数は不変（即ち、関数Ｆ３（）の傾きが１）に保った場合の結果画像である。係数全体を変換した場合には例えば図４２Ｂの矢印で示すようにオーバーシュートが強く現れている。しかし、所定絶対値以上の係数を不変に保った図４２Ｃでは微細構造は強調されているが、エッジ構造は保存されオーバーシュートが生じていないのがわかる。
図４１において、変換関数Ｆ３（）は微分不可能かつ不連続な点を有するが、逆変換後の画像では偽輪郭などのアーティファクトは生じないものである。所定の絶対値を有する係数（変換曲線の微分不可能かつ不連続な点に対応する係数）は係数空間上でランダムに散乱しているため、逆変換した画像上では、ラインなど連続的な境界線として視覚的に認識される構造が現れないためである。ウェーブレット係数はあくまで周波数係数であり、逆ウェーブレット変換処理により、周波数係数の大きさに応じて、所定の画像空間が復元されるものであるからである。尚、係数空間上で画像のエッジ部に対応して所定絶対値の周波数係数が連続的に並ぶ場合もあるが、この場合、変換関数Ｆ３（）のような不連続関数により係数変換された後に現れる係数空間上での連続的な構造は、復元画像上でもエッジ部に沿って連続的な構造として現れるため、偽輪郭としては認識されない。
上述は離散ウェーブレット変換を用いて説明したが、画像を多重周波数成分に分解する方法ならなんでもよく、例えばラプラシアンピラミッド変換の方法を用いてもよい。図３７Ｂに示す周波数係数分解部４１７８において、ｇ及びｂは各々１レベルの分解を行った際の画像の低解像度近似画像および高周波成分係数を表している。低解像度近似画像ｇは画像信号ｘをローパスフィルタによりフィルタ処理し、ダウンサンプリングして得られる。また高周波成分係数ｂは画像信号ｘと、低解像度近似画像ｇをアップサンプリングしさらにローパスフィルタによりフィルタ処理した画像との差分をとることにより得られる。ローパスフィルタは例えば図５１に示すようなフィルタを用いる。図５１は図３７Ｂに示す周波数係数分解部４１７８に適用可能なフィルタ形を示した図である。ラプラシアンピラミッド変換の方法はこの処理を低解像度近似画像ｇに対して繰り返し行うことで各周波数帯の周波数係数を得るものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
また、図３８Ｂに示すように、入力された高周波成分係数ｂと、低解像度近似画像ｇをアップサンプリングしローバスフィルタによりフィルタ処理をしたものとを重ね合わせることにより画像信号ｘ’が出力される。ローパスフィルタは例えば図５１に示すようなフィルタを用いる。ラプラシアンピラミッドの方法（逆ラプラシアンピラミッド変換）はこの処理を各レベルに対して繰り返し行うことで合成画像を得るものであり、その詳細は公知であるのでここでは説明を省略する。
以上の様に、かかる実施形態の画像処理方法は画像を複数の周波数帯の周波数係数に分解し、その周波数係数を変換することでエッジ構造を保存したまま，鮮鋭化等の周波数処理の効果を得るものである。かかる方法は、エッジ構造を保ったまま、周波数帯毎との強調又は抑制の程度をきめ細かく調整できる効果がある。また、エッジ構造を保持したまま周波数処理をしても、処理後画像上に偽輪郭などのアーティファクトが生じない効果もある。また、分解レベルが低周波になるに従い所定絶対値（閾値）を大きくすることで、より効果的にエッジ構造を保存した周波数処理を行うことができる。
以上説明したように、実施の形態９以下の各実施の形態によれば、対象画像に含まれるエッジ部のエッジ構造の崩壊を抑制または回避しつつ、所望の空間周波数成分が強調又は抑制された良好な画像を得ることのできる画像処理装置及び方法、並びに、コンピュータ可読媒体及びプログラムを提供することができる。
実施の形態９による画像処理装置及び方法は、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波成分と所定の閾値未満の絶対値を有する高周波成分とを異なる倍率で変換可能である。よって、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波成分を強調しないようにすることができる。また、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波成分を、平滑化画像に対する変換倍率と同様の倍率で変換することができる。この結果、オーバーシュートが抑制され、又はエッジ構造が保存される。よって、かかる画像処理装置及び方法から得られる処理後の画像は、例えばエッジ部分に不自然さをなくすことができる。また、所定の閾値未満の絶対値を有する高周波成分は任意に変換し得るので、高周波成分を適切に強調（鮮鋭化）又は抑制することができる。
また、実施の形態１０による画像処理装置及び方法は、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波数係数（高周波数帯の係数）と所定の閾値未満の絶対値を有する高周波数係数とを異なる倍率で変換することができる。この結果、所定の閾値以上の絶対値を有する高周波数係数を、例えば、不変に保ったり、又は低周波係数（低周波数帯の係数）に対する変換倍率と同様の倍率で変換できる。よって、オーバーシュートが抑制され、又はエッジ構造が保存される。更に、かかる画像処理装置及び方法は周波数帯毎の強調又は抑制度をきめ細かく調整できる。また、高周波帯毎に係数値に基づく変換を行う方法を採用したことにより、オーバーシュートを抑制し、又はエッジ構造を保存する周波数処理を実行しても、処理後画像上に他の偽輪郭（例えば、エッジ部に沿って視認され得る帯状のボケ）などが生じないという優れた効果もある。また、所定の閾値未満の絶対値を有する高周波数係数を増加又は減少することで、微細構造の強調（鮮鋭化）又はノイズの低減を図ることができる。更に、かかる画像処理装置及び方法は、前記所定の閾値未満であって、更に小さい第２の閾値未満の絶対値を有する高周波数係数を強く減少させ、又は０にする変換を行ってもよい。この構成は画像中のノイズ成分を抑制しながら画像中の有効成分を適切に変換（強調又は抑制等）することができる。また、高周波数帯の帯域毎に閾値を異ならせる（例えば、高周波数帯の帯域が低周波になるに従い閾値を大きくする）ことにより、より効果的にオーバーシュートを抑制し、又はエッジ構造を保存することができる。
（他の実施の形態）
前述した実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行のために各種のデバイスを動作させるべく、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行のためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、その装置あるいはシステム内のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ等）が、格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって前記実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行をすることも本発明の範疇に含まれる。
またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行をすることになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることが出来る。
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行がなされるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）、あるいは他のアプリケーションソフトウェア等と協働して前述の実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行がなされる場合にも、かかるプログラムコードが本発明を構成することは言うまでもない。
更に、供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能の実現又は処理ステップの実行がなされる場合にも、かかるプログラムコードが本発明を構成することは言うまでもない。
尚、上述のプログラムは上述のコンピュータ可読記憶媒体に格納される態様で取引対象となるだけでなく、インターネットその他の通信ネットワークを利用してオンライン配信される態様で独立の取引対象となり得ることは言うまでもない。
以上、実施の形態を詳細に説明したが、本発明はその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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