(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、
前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、
前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、
第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、
第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合には、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合には、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、
前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、
前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、
第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、
第１の変化量および第２の変化量の両方が正であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、
第１の変化量および第２の変化量の両方が負であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、
前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、
前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、
第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、
第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、
第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれることを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
第１の変化量および第２の変化量の一方が正であり他方が負である場合には、前記中心画素の画素値を変更しないことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記中心画素の画素値を変更することは、前記画像群における第１の画素および第２の画素の全組合せについて、前記中心画素の画素値を変更する場合の変更すべき画素値と、変更しない場合の前記中心画素の画素値とを足し合わせ、組合せ数で割ることにより算出した平均値に、前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項６】
原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムであって、請求項１から５の何れか１項に記載の画像処理方法により行なわれる前記鮮鋭化処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載した画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み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、デジタル画像データに対して、鮮鋭化処理を行なうための画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真などの画像を印画紙に焼き付ける写真焼付装置として、写真画像が記録されたネガフィルムを介して印画紙を露光するアナログプリンタや、ネガフィルムに記録された画像をスキャナ等で読み取った画像データ、およびデジタルカメラなどによって撮影された画像データに基づいて印画紙を露光するデジタルプリンタが種々提案されている。特に、デジタルプリンタは、画像データに対して色補正や濃度補正等の画像処理をおこなう画像処理装置と組み合わせて用いることで、アナログプリンタでは実現できないような色補正や濃度補正等を行なうことができると共に、顧客の要望に応じた画像を容易にかつ迅速に得ることができるという利点があり、現在広く用いられている。
【０００３】
また、コンパクトカメラや使い捨てカメラなどの普及によって、一般の人でもカラー写真を撮影する機会が多くなっている。最近のカメラには、オートフォーカス機能や自動発光機能などが備えられており、写真撮影に不慣れな人でも、ある程度のクォリティで写真撮影を行なうことが可能となっている。しかしながら、オートフォーカス機能では、どこにピントが合うことになるのかが撮影者にとってわかりづらく、主要な被写体がフレームの中央にないときなどは、その主要な被写体にピントが合っていない状態で撮影が行われてしまうこともある。また、自動発光機能によって、逆光撮影時などにおいても、ある程度の写真を撮影することが可能となっているが、それでも不自然な写真画像となることもある。さらに、撮影時の僅かな手ぶれが原因で、全体がぼけた感じの写真画像になることもある。
【０００４】
以上のように、撮影された画像には、種々の原因によってぼけが生じている場合がある。そこで、上記の画像処理装置において、入力されたデジタル画像データにぼけが生じている場合には、鮮鋭化処理と呼ばれる画像処理を行なうことがある。鮮鋭化処理とは、ぼけによる画像の劣化を復元させたり、あるいは目的に応じて画像を見やすくしたりために、画像におけるエッジを強調する処理のことである。鮮鋭化処理の具体的な方法としては、１次微分演算による強調や２次微分演算（ラプラシアン）による強調などがあるが、比較的自然な強調処理を行なうことができることから、ラプラシアンによる強調が広く用いられている。
【０００５】
ラプラシアンによる処理は、原画像の画像データにおける各画素値から、その画像データの各画素におけるラプラシアンを減算することによってエッジの強調が行われる。原画像の画像データにおける各画素値、すなわち原信号をf(i,j)（i,j は座標を表す）、ラプラシアンによる処理が施された後の各画素値、すなわち処理済信号をF(i,j)とすると、上記の処理は、次の式で表される。
F(i,j)=f(i,j)-∇2f(i,j)   （１）
以上の処理を図１２（ａ）ないし（ｄ）に基づいて説明すれば次のようになる。図１２（ａ）は、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原信号の概略を示しており、同図（ｂ）は、原信号の一次微分、同図（ｃ）は、原信号のラプラシアン、同図（ｄ）は、上記の（１）式で求められる、（原信号）−（ラプラシアン）をそれぞれ示している。
【０００６】
図１２（ａ）に示す原信号は、左側で画素値が低く、右側で画素値が高くなっており、中央付近に境界領域が存在している。この境界領域での画素値の変化は、ややなだらかになっており、多少エッジがぼやけている状態となっている。
【０００７】
この原信号に対して一次微分を行なうと、図１２（ｂ）に示すように、境界領域の中央部分で極大値をとる分布となる。そして、さらに微分を行なうことによってラプラシアンを求めると、図１２（ｃ）に示すように、境界領域の左側に極大値、右側に極小値をとる分布となる。このラプラシアンを、原信号から減算すると、原信号において、左側の画素値が低い領域から境界領域に変化する部分の値は、ラプラシアンにおける左側の極大値が減算されることによって、さらに低くなる。また、原信号において、境界領域から右側の画素値が高い領域に変化する部分の値は、ラプラシアンにおける右側の極小値が減算される（極小値が負の値であるので、実質的に加算される）ことによって、さらに高くなる。したがって、図１２（ｄ）に示すように、境界領域の画素値の変化が、原信号に比べて急峻となり、ぼけが抑制され、エッジが強調されることになる。
【０００８】
図１２（ａ）ないし（ｄ）において示した処理を、数式に基づいて説明すれば以下のようになる。上記の（１）式の右辺は、次のように変形することができる。
【０００９】
【数１】
0003791420.tif 000002
【００１０】
なお、上記の（２）式は、説明の便宜上、注目画素を中心とする３×３のマトリクスを想定した式となっている。この（２）式において、座標(i,j) にある画素が、画素値変化における傾斜の中央付近、すなわち傾斜の変化がほとんどない領域や、画素値変化がほとんどない領域にある場合には、∇2f(i,j)=0 であり、F(i,j)=f(i,j)-∇2f(i,j) からF(i,j)=f(i,j) となり、画素値の変化はほとんどないことになる。
【００１１】
一方、座標(i,j) にある画素が、画素値変化における傾斜の下部、すなわち、エッジにおける画素値の低い側にある場合には、座標(i,j) の周囲には、f(i,j)よりも画素値の大きい画素が多く存在することになる。よって、（２）式右辺の第２項以降の、座標(i,j) の周囲の８つの画素の画素値の総和は、f(i,j)の８倍よりも大きくなる。したがって、f(i,j)- ∇2f(i,j)<f(i,j)となり、画素値が若干小さくなる。
【００１２】
また、座標(i,j) にある画素が、画素値変化における傾斜の上部、すなわち、エッジにおける画素値の高い側にある場合には、座標(i,j) の周囲には、f(i,j)よりも画素値の小さい画素が多く存在することになる。よって、（２）式右辺の第２項以降の、座標(i,j) の周囲の８つの画素の画素値の総和は、f(i,j)の８倍よりも小さくなる。したがって、f(i,j)- ∇2f(i,j)>f(i,j)となり、画素値が若干大きくなる。
【００１３】
このように、ラプラシアン演算による画像処理を行なうことによって、画像のエッジにおいて、画素値が低い側はより低く、画素値が高い側はより高くなるような処理が行われるので、エッジが強調されることになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ラプラシアン演算による画像処理を行なえば、画像のエッジを強調することによって、画像のぼけを抑制することが可能となるが、同時に、ノイズが増幅されるという問題や、オーバーシュート、アンダーシュートが生じるという問題も発生することになる。
【００１５】
まず、ノイズが増幅されることについて以下に説明する。図１３（ａ）は、ノイズが発生している画像における、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原信号を示しており、同図（ｂ）は、上記の（１）式で求められる、（原信号）−（ラプラシアン）を示している。図１３（ａ）と（ｂ）とを比較すればわかるように、ラプラシアンによる画像処理を行なうことによってノイズが増幅されてしまっている。このことについて、具体的な数値を使って以下に説明する。
【００１６】
【表１】
0003791420.tif 000003
【００１７】
表１において、１行目の各数字は、一次元上に並んだ原信号における各画素値を示しており、画素値が１００で均一な画像データ中に、画素値が１２５となるノイズが１か所含まれている状態を示している。２行目の各数字は、１行目の原信号に対応するラプラシアンを示しており、画素値の変化が無い画素では０であるが、ノイズが生じている画素の両隣の画素で２５、ノイズが生じている画素で−５０となっている。３行目の各数字は、（原信号）−（ラプラシアン）を示しており、画素値の変化が無い画素では、原信号と同じ１００となっているが、ノイズが生じている画素の両隣の画素で７５に減少し、ノイズが生じている画素で１７５に増大している。
【００１８】
このように、原信号において、画素値が１２５であったノイズが、ラプラシアンによる画像処理を行なうことによって、画素値で１７５に増大しており、著しくノイズが増幅されていることがわかる。また、ノイズが生じている画素の両隣の画素の画素値が若干減少しているので、ノイズが余計に目立つような状態になっている。
【００１９】
次に、オーバーシュート、アンダーシュートが生じることについて以下に説明する。図１４（ａ）は、エッジが比較的明確となっている画像における、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原信号を示しており、同図（ｂ）は、原信号のラプラシアン、同図（ｃ）は、上記の（１）式で求められる、（原信号）−（ラプラシアン）をそれぞれ示している。図１４（ｃ）に示すように、エッジが比較的明確となっている画像に対してラプラシアンによる画像処理を行なうと、エッジを中心にして、画素値が低い側はより低い値に、画素値が高い側はより高い値に画素値が変換されており、アンダーシュートおよびオーバーシュートが生じていることがわかる。このことについて、具体的な数値を使って以下に説明する。
【００２０】
【表２】
0003791420.tif 000004
【００２１】
表２において、１行目の各数字は、一次元上に並んだ原信号における各画素値を示しており、画素値が１００の画素領域と、画素値が１５０の画素領域とが隣接した状態、すなわち、エッジにおいて急激に値が変化している状態を示している。２行目の各数字は、１行目の原信号に対応するラプラシアンを示しており、画素値の変化が無い画素では０であるが、画素値が１５０の画素に隣接している、画素値が１００の画素では、ラプラシアンが５０となっており、画素値が１００の画素に隣接している、画素値が１５０の画素では、ラプラシアンが−５０となっている。３行目の各数字は、（原信号）−（ラプラシアン）を示しており、画素値の変化が無い画素では、原画像画素データと同じ画素値となっているが、画素値が１５０の画素に隣接している、画素値が１００の画素では、画素値が５０に減少しており、画素値が１００の画素に隣接している、画素値が１５０の画素では、画素値が２００に上昇している。
【００２２】
このように、エッジが比較的明確となっている画像に対してラプラシアンによる画像処理を行なうと、エッジの近傍でオーバーシュートおよびアンダーシュートが生じていることがわかる。このような処理が行われると、例えば、暗い背景の中に明るい被写体が写っている写真画像において、被写体の周縁部分が必要以上に明るくなったり、被写体の周囲の背景に暗い縁が生じたりすることになり、不自然な写真画像となってしまう。
【００２３】
また、ラプラシアン演算による処理以外の鮮鋭化処理としては、フーリエ変換などにより画像を周波数レベルに変換し、周波数に応じた鮮鋭化を行なうものがある。画像を周波数レベルに変換すると、画像の輪郭が周波数に対応することになる。これを利用して、変換された周波数から、画像の輪郭が特定され、該輪郭に対して鮮鋭化処理が行なわれる。
【００２４】
これにより、絵柄に応じたきめ細かい鮮鋭化処理が可能であり、鮮鋭化処理によりノイズが増幅されたり、オーバーシュートやアンダーシュートが生じることがない。
【００２５】
しかしながら、この周波数変換を利用した鮮鋭化処理では、画像の輪郭を特定するために、広い画素領域（例えば、１０２４×１０２４画素領域）に対して鮮鋭化処理を行なう必要があり、計算の規模が大きくなるという問題点がある。
【００２６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、デジタル画像データに対して、鮮鋭化処理を行なう際に、ノイズの強調や、オーバーシュート・アンダーシュートの発生などの問題が生じない画像処理方法、画像処理プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
一般に、鮮鋭化処理を行なうべき画像の境界領域では、連続する複数の画素の画素値は、単調増加または単調減少している。一方、ノイズが発生している画素は、その周囲の画素に比べて画素値が大きく異なるため、図１３に示すような極大点となるか、あるいは極小点となっている。
【００２８】
従って、ノイズが発生している画素を中心画素とする画素群の中から第１の画素を選択し、中心画素に対して第１の画素と対称位置にある画素を第２の画素ととして、中心画素を通る直線上に順に並ぶ第１の画素、中心画素および第２の画素について画素値の変化を調べると、第１の画素の画素値に対して中心画素の画素値が増加している場合には、中心画素の画素値に対して第２の画素の画素値が減少し、第１の画素の画素値に対して中心画素の画素値が減少している場合には、中心画素の画素値に対して第２の画素の画素値が増加することになる。
【００２９】
すなわち、第１の画素の画素値に対する中心画素の画素値の変化量である第１の変化量が正である場合には、中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量が負となり、第１の変化量が負である場合には、第２の変化量が正となる。
【００３０】
従って、上記の方法によると、第１の変化量および第２の変化量の一方が正であり他方が負である場合には、少なくとも、第１の画素、中心画素および第２の画素の並びに関しては、中心画素にノイズが発生していると判断でき、このため、前記画素群において鮮鋭化処理を行なう際に、第１の画素の画素値および第２の画素の画素値を利用しないことにより、ノイズの増幅を防止することができる。
【００３１】
請求項１に記載の画像処理方法は、上記の課題を解決するために、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群の画素値を利用して前記画素の画素値を変更することにより鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合には、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合には、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更することを特徴としている。
【００３２】
ここで、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値の例としては、前記中心画素の画素値から第２の変化量だけ減算した値が挙げられる。
【００３３】
第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合は、第１の画素の画素値から中心画素の画素値への変化の方が、中心画素の画素値から第２の画素の画素値への変化よりも緩慢である。このとき、中心画素の画素値は、第１の画素の画素値の方が、第２の画素の画素値よりも近くなる。
【００３４】
従って、上記の方法のように、第１の画素の画素値に中心画素の画素値を変更する方が、第２の画素の画素値に中心画素の画素値を変更するよりも、前記境界領域における画素値の変化が小さくなる。
【００３５】
また、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合は、第１の画素の画素値から中心画素の画素値への変化の方が、中心画素の画素値から第２の画素の画素値への変化よりも急激である。
【００３６】
従って、上記の方法のように、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更することにより、第１の画素の画素値から中心画素の画素値への変化が緩和される。
【００３７】
その結果、上記の方法によると、前記鮮鋭化処理により前記境界領域が狭くなっても、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００３８】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群の画素値を利用して前記画素の画素値を変更することにより鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更することを特徴としている。
【００３９】
ここで、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値との間の値の例としては、前記中心画素の画素値から第１の変化量の絶対値だけ減算した値が挙げられる。
【００４０】
上記の方法では、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であるとき、すなわち、第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が増加するときには、上記請求項４と同様の鮮鋭化処理が行なわれる。一方、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であるとき、すなわち、第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が減少するときには、以下のような鮮鋭化処理が行なわれる。
【００４１】
すなわち、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合は、第１の画素の画素値から中心画素の画素値への変化よりも、中心画素の画素値から第２の画素の画素値への変化の方が急激である。
【００４２】
従って、上記の方法のように、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値の間の値に前記中心画素の画素値を変更することにより、中心画素の画素値から第２の画素の画素値への変化が緩和される。
【００４３】
また、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合は、第１の画素の画素値から中心画素の画素値への変化よりも、中心画素の画素値から第２の画素の画素値への変化の方が緩慢である。このとき、中心画素の画素値は、第１の画素の画素値よりも、第２の画素の画素値の方が近くなる。
【００４４】
従って、上記の方法のように、第１の画素の画素値に中心画素の画素値を変更するよりも、第２の画素の画素値に中心画素の画素値を変更する方が、前記境界領域における画素値の変化が小さくなる。
【００４５】
その結果、上記の方法によると、請求項１に記載の画像処理方法と同様に、前記鮮鋭化処理により前記境界領域が狭くなっても、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００４６】
また、上記の方法では、中心画素の画素値を小さくする方へ変更しているから、鮮鋭化処理された画像の境界領域部分は、原画像に比べて暗くなる。従って、上記の方法は、例えば、露光過多などにより、ハレーションの発生している画像に対して好適である。
【００４７】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群の画素値を利用して前記画素の画素値を変更することにより鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値の間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれることを特徴としている。
【００４８】
ここで、中間値とは、画素値の最大値の半分のことである。
【００４９】
上記の方法において、まず、第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が増加するときを考える。前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいときには、請求項１に記載の画像処理方法と同様の鮮鋭化処理が行なわれることにより、前記境界領域が狭くなるとともに、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００５０】
また、前記中心画素の画像値が中間値よりも大きいときには、請求項２に記載の画像処理方法において第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が減少するときに行なわれる鮮鋭化処理と同様の鮮鋭化処理が行なわれることにより、前記境界領域が狭くなるとともに、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００５１】
次に、第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が減少するときを考える。前記中心画素の画像値が中間値よりも大きいときには、請求項１に記載の画像処理方法と同様の鮮鋭化処理が行なわれることにより、前記境界領域が狭くなるとともに、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００５２】
また、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいときには、請求項２に記載の画像処理方法において第１の画素、中心画素および第２の画素の順に画素値が減少するときに行なわれる鮮鋭化処理と同様の鮮鋭化処理が行なわれることにより、前記境界領域が狭くなるとともに、前記境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【００５３】
従って、上記の方法によると、１回の鮮鋭化処理で、請求項１または２よりも前記境界領域を狭くすることができる。
【００５４】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、請求項１〜３に記載の画像処理方法において、第１の変化量および第２の変化量の一方が正であり他方が負である場合には、前記中心画素の画素値を変更しないことを特徴としている。
【００５５】
上記の方法によると、第１の変化量および第２の変化量の一方が正であり他方が負である場合には、上述のように、少なくとも、第１の画素、中心画素および第２の画素の並びに関しては、中心画素にノイズが発生していると判断でき、このため、前記画素群において鮮鋭化処理を行なう際に、前記中心画素の画素値を変更しないことにより、ノイズの増幅を防止することができる。
【００５６】
また、請求項５に記載の画像処理方法は、請求項１から４までの何れか１項に記載の画像処理方法において、前記中心画素の画素値を変更することは、前記画像群における第１の画素および第２の画素の全組合せについて、前記中心画素の画素値を変更する場合の変更すべき画素値と、変更しない場合の前記中心画素の画素値とを足し合わせ、組合せ数で割ることにより算出した平均値に、前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれることを特徴としている。
【００５７】
これにより、前記画素群に含まれる全ての画素の画素値に基づいて、中心画素の画素値を変更することができる。
【００５８】
なお、請求項１から５の何れか１項に記載の画像処理方法により行なわれる前記鮮鋭化処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記鮮鋭化処理を実行させることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の一形態について図１〜図３に基づいて説明する。
【００６０】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。該画像出力システムは、フィルムスキャナ１と、画像処理装置２と、写真焼付装置３とを備えた構成となっている。
【００６１】
フィルムスキャナ１は、例えば、光源からの光を、写真フィルムであるネガフィルムに照射し、その透過光をＣＣＤ(Charge Coupled Device) 等で受光することにより、ネガフィルムに記録された画像を読み取るものである。このフィルムスキャナ１は、読み取った画像データを赤色成分、緑色成分、青色成分ごとに画像処理装置２に出力する。
【００６２】
写真焼付装置３は、画像処理装置２によって処理がなされた画像データに基づいて感光材料である印画紙を露光することにより、印画紙上に画像を焼き付けるものである。デジタル画像データに応じた光を印画紙に照射するヘッドとしては、デジタル画像データに応じて各画素毎に印画紙への照射光を変調可能な光変調素子が用いられる。この光変調素子としては、例えばＰＬＺＴ露光ヘッド、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)パネル、レーザー、ＦＯＣＲＴ(Fiber Optic Cathode Ray Tube)、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)等が挙げられる。
【００６３】
なお、写真焼付装置３は、ネガフィルムのスキャニングと印画紙の露光とを両方行なうことができるオートプリンタとして構成してもよい。この場合、写真処理装置を、画像の読み取りから焼付けまでを行なうオートプリンタと、ＰＣ(Personal Computer) などによって構成される画像処理装置２とを接続した構成とすることにより、システムの簡素化を図ることができる。
【００６４】
画像処理装置２は、フィルムスキャナ１から送られた画像データに対して、鮮鋭化処理を行い、鮮鋭化が行われた画像データを写真焼付装置３に供給するものである。以下、画像処理装置２における鮮鋭化の処理方法について図１および図３に基づいて説明する。
【００６５】
まず、図３に示すように、注目画素と、該注目画素を中心画素とする画素群を設定する（ステップ１０、以降、Ｓ１０と称する）。該画素群に含まれる画素の占める領域の形状は、中心画素に対して点対称な画素どうしが前記画素群に含まれるような形状であれば、正方形、長方形、ひし形、十字形など、任意の形状およびサイズを選択することができる。
【００６６】
しかしながら、サイズが大きくなれば、計算処理が増加するから、前記画素群としては、３行３列の画素領域に含まれる９個の画素や、５行５列の画素領域に含まれる２５個の画素を使用することが望ましい。
【００６７】
次に、設定された画素群に対して鮮鋭化処理が行なわれる（Ｓ１１）。この鮮鋭化処理の詳細については後述する。そして、全画素について鮮鋭化処理が終了したか否かが判断され（Ｓ１２）、終了していない場合には、Ｓ１０に戻って前記の処理を繰り返す。
【００６８】
次に、前記鮮鋭化処理（Ｓ１１）について図１に基づいて説明する。まず、図３に示すＳ１０にて設定された画素群の中から第１の画素および第２の画素を選択する（Ｓ２０）。第１の画素は、前記画素群の中から任意の画素を選択できる。また、第２の画素は、中心画素に対して第１の画素と対称位置にある画素である。従って、第１の画素が選択されれば、第２の画素が自動的に選択される。
【００６９】
なお、第１の画素は、前記画素群の中から中心画素以外の画素を選択することが望ましい。また、第１の画素および第２の画素を重複して選択することを防ぐため、第１の画素は、前記画素群が存在する領域のうち、例えば上半分の領域といった、半分の領域を特定し、特定された該領域に存在する画素の中から選択することが望ましい。
【００７０】
次に、中心画素の画素値ｆ０、第１の画素の画素値ｆ１、および第２の画素の画素値ｆ２を用いて、以下の式から第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２を求める（Ｓ２１）。
【００７１】
ｖ１＝ｆ０−ｆ１、ｖ２＝ｆ２−ｆ０    （３）
次に、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２は、何れか一方が０以上であり、かつ他方が０以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。この条件を満たす場合には、第１の画素および第２の画素を無視して、中心画素に対して鮮鋭化処理を行なう（Ｓ２３）。一方、この条件を満たさない場合、すなわち、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の画素および第２の画素を考慮して、中心画素に対して鮮鋭化処理を行なう（Ｓ２４）。
【００７２】
なお、本実施形態における鮮鋭化処理は、前述のようなラプラシアン演算を利用した鮮鋭化処理でもよいし、後述する鮮鋭化処理でもよい。
【００７３】
次に、画素群内の中心画素を除く全ての画素を、第１の画素または第２の画素として選択したか否かを判断する（Ｓ２５）。この条件を満たさない場合には、Ｓ２０に戻って上記の処理を繰り返す。一方、この条件を満たす場合には、鮮鋭化処理された注目画素（中心画素）について画素値を算出して（Ｓ２６）、鮮鋭化処理のルーチンが終了し、図３に示すＳ１２に進む。
【００７４】
なお、Ｓ２３またはＳ２４の鮮鋭化処理において、式（２）のような、逐次演算により中心画素の画素値が算出できる場合には、前記Ｓ２６は不要である。
【００７５】
上記の鮮鋭化処理において第１の画素および第２の画素を無視する場合には、第１の変化量ｖ１が正でありかつ第２の変化量ｖ２が負である場合、すなわち、第１の画素の画素値に対して中心画素の画素値が増加し、中心画素の画素値に対して第２の画素の画素値が減少する場合が含まれる。
【００７６】
ところで、第２の画素が中心画素に対して第１の画素と対称位置にあることから、第１の画素、中心画素および第２の画素は、同一の直線上にこの順序で並ぶことになる。従って、上記の場合は、図１３に示すような極大点となるノイズが中心画素に発生している場合であると考えることができる。
【００７７】
同様に、上記の鮮鋭化処理において第１の画素および第２の画素を無視する場合には、第１の変化量ｖ１が負でありかつ第２の変化量ｖ２が正である場合、すなわち、第１の画素の画素値に対して中心画素の画素値が減少し、中心画素の画素値に対して第２の画素の画素値が増加する場合が含まれる。そして、この場合は、極小点となるノイズが中心画素に発生している場合であると考えることができる。
【００７８】
従って、上記の鮮鋭化処理においては、中心画素にノイズが発生している場合には、鮮鋭化処理を行なわないから、鮮鋭化処理によるノイズの増幅を防止することができる。
【００７９】
また、上記の鮮鋭化処理において第１の画素および第２の画素を無視する場合には、第１の変化量ｖ１が０である場合、すなわち、第１の画素の画素値に対して中心画素の画素値が等しい場合と、第２の変化量ｖ２が０である場合、すなわち、中心画素の画素値に対して第２の画素の画素値が等しい場合とが含まれる。
【００８０】
図１４を参照すると、ラプラシアン演算による鮮鋭化処理において発生するオーバーシュートまたはアンダーシュートは、ほぼ一定の原信号が増加または減少に転じる場合、または、増加または減少している原信号がほぼ一定に転じる場合に生じていることが理解できる。これらの場合は、第１の変化量ｖ１が０でありかつ第２の変化量ｖ２が正または負である場合と、第１の変化量ｖ１が正または負でありかつ第２の変化量ｖ２が０である場合とに相当する。
【００８１】
従って、上記の鮮鋭化処理を、ラプラシアン演算による鮮鋭化処理に適用すると、オーバーシュートまたはアンダーシュートが生じる画素を中心画素とする場合には鮮鋭化処理を行なわないことから、鮮鋭化処理の際にオーバーシュートまたはアンダーシュートが発生することを防止することができる。
【００８２】
なお、上記の鮮鋭化処理において第１の画素および第２の画素を無視する他の場合には、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２が０である場合、すなわち、第１の画素、中心画素および第２の画素の画素値が等しい場合が含まれる。この場合は、鮮鋭化処理を行なっても、処理後の中心画素の画素値に影響を与えないから、鮮鋭化処理を行なわなくても差し支えがない。
【００８３】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、前記した実施の形態で説明したステップと同様の作用を有するステップには、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８４】
本実施形態の画像出力システムは、図２に示す画像出力システムに新たな鮮鋭化処理の方法を適用したものである。以下、本実施形態における鮮鋭化処理を図４に基づいて説明する。なお、この鮮鋭化処理を開始する前に、後記する積算値ｓを初期化しておく。
【００８５】
まず、第１実施形態と同様に、画素群の中から第１の画素および第２の画素を選択し（Ｓ２０）、式（３）を用いて、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２を求める（Ｓ２１）。
【００８６】
次に、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２は、何れか一方が０以上であり、かつ他方が０以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。この条件を満たす場合には、第１の画素および第２の画素を無視して、中心画素の画素値ｆ０を積算値ｓに加算する（Ｓ３０）。
【００８７】
一方、この条件を満たさない場合、すなわち、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜が、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜よりも小さいか否かを判断する（Ｓ３１）。この条件を満たす場合には、第１の画素の画素値ｆ１を積算値ｓに加算する（Ｓ３２）。一方、この条件を満たさない場合には、中心画素の画素値ｆ０から第２の変化量ｖ２を減算した値を、積算値ｓに加算する（Ｓ３３）。
【００８８】
次に、画素群内の中心画素を除く全ての画素を、第１の画素または第２の画素として選択したか否かを判断する（Ｓ２５）。この条件を満たさない場合には、Ｓ２０に戻って上記の処理を繰り返す。
【００８９】
一方、この条件を満たす場合には、積算値ｓを、選択された第１の画素の総数で除算した値に中心画素の画素値ｆ０を変更して（Ｓ３４）、鮮鋭化処理のルーチンを終了し、図３に示すＳ１２に進む。
【００９０】
上記の鮮鋭化処理において、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の何れか一方が０以上であり、かつ他方が０以下である条件を満たす場合には、上述のように、ノイズの増幅等を防止するため、中心画素の元の画素値ｆ０を積算する。
【００９１】
一方、この条件を満たさない場合とは、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が、正および負の何れか一方である場合であり、すなわち、同一直線上に並ぶ第１の画素、中心画素および第２の画素の画素値が、この順序で単調増加または単調減少する場合である。この場合は、画像の境界領域と考えられるので、以下のような鮮鋭化処理が行なわれる。
【００９２】
ここで、本実施形態における鮮鋭化処理について、より具体的な場合について説明する。なお、本実施形態および後記の実施形態において説明する図７〜図１１では、横方向は各画素の位置を示し、縦方向は各画素の画素値を示している。
【００９３】
また、図７〜図１１では、理解を容易にするために、１次元の画像について示している。また、図７〜図１１における鮮鋭化処理では、画素群が、連続する３つの画素により構成され、中心画素の左側に隣り合う画素を第１の画素として選択するものとする。従って、中心画素の右側に隣り合う画素が第２の画素となる。
【００９４】
図７は、鮮鋭化処理前の画像データを示している。同図において、画素Ｐ１から画素Ｐ４までは、画素値が単調増加しており、画素Ｐ５から画素Ｐ８までは、画素値が単調減少している。従って、画素Ｐ１から画素Ｐ４までの領域と、画素Ｐ５から画素Ｐ８までの領域とが画像の境界領域となる。
【００９５】
図８は、本実施形態における鮮鋭化処理が行なわれた画像データを示している。また、図９は、画素Ｐ２・Ｐ３の順番で、本実施形態における鮮鋭化処理が行なわれる様子を示している。以下、本実施形態における鮮鋭化処理を説明する。なお、図７〜図９の場合では、選択可能な第１の画素は１つのみであるので、鮮鋭化処理により、Ｓ３２におけるｆ１に、またはＳ３３におけるｆ０−ｖ２に、中心画素の画素値が変更されることになる。
【００９６】
図９（ａ）は、鮮鋭化処理前の画素値を示している。まず、画素Ｐ２を中心画素とし、画素Ｐ１を第１の画素、画素Ｐ３を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ１の画素値に対する画素Ｐ２の変化量は、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ２の画素値に対する画素Ｐ３の変化量よりも小さいから、同図（ｂ）に示すように、Ｓ３２の処理により、画素Ｐ２の画素値が画素Ｐ１の画素値に変更される。
【００９７】
次に、画素Ｐ３を中心画素とし、画素Ｐ２を第１の画素、画素Ｐ４を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ２の画素値に対する画素Ｐ３の変化量は、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ３の画素値に対する画素Ｐ４の変化量よりも大きいから、同図（ｃ）に示すように、Ｓ３３の処理により、画素Ｐ３の画素値が第２の変化量ｖ２だけ減少される。
【００９８】
同様に、画素Ｐ５〜Ｐ８に対して、本実施形態の鮮鋭化処理を行なう。まず、画素Ｐ６を中心画素とし、画素Ｐ５を第１の画素、画素Ｐ７を第２の画素とする。このとき、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜、すなわち、画素Ｐ５の画素値に対する画素Ｐ６の変化量の絶対値は、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜、すなわち、画素Ｐ２の画素値に対する画素Ｐ３の変化量の絶対値よりも小さいから、Ｓ３２の処理により、画素Ｐ６の画素値が、画素Ｐ５の画素値に変更される。
【００９９】
次に、画素Ｐ７を中心画素とし、画素Ｐ６を第１の画素、画素Ｐ８を第２の画素とする。このとき、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜、すなわち、画素Ｐ６の画素値に対する画素Ｐ７の変化量の絶対値は、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜、すなわち、画素Ｐ７の画素値に対する画素Ｐ８の変化量の絶対値よりも大きいから、Ｓ３３の処理により、画素Ｐ７の画素値が、第２の変化量ｖ２だけ減少されて、鮮鋭化処理が終了する。なお、第２の変化量ｖ２は負であるから、画素Ｐ７の画素値は、実際には増加することになる。
【０１００】
従って、図７に示す画像データは、本実施形態の鮮鋭化処理により、図８に示す画像データとなる。図７と図８とを比較すると、画像の境界領域は、鮮鋭化処理前には、画素Ｐ１から画素Ｐ４までと、画素Ｐ５から画素Ｐ８までとであったのに対し、鮮鋭化処理後には、画素Ｐ２から画素Ｐ４までと、画素Ｐ６から画素Ｐ８までとなっており、境界領域の幅が減少していることが理解できる。従って、上記の処理により画像が鮮鋭化されたことが理解できる。
【０１０１】
また、画素Ｐ３の画素値が減少し、画素Ｐ７の画素値が増加することにより、画素Ｐ２の画素値から画素Ｐ３の画素値への変化と、画素Ｐ６の画素値から画素Ｐ７の画素値への変化とが緩和されるから、上記の鮮鋭化処理により境界領域が狭くなっても、境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【０１０２】
また、本実施形態における鮮鋭化処理では、中心画素の画素値は、第１の画素の画素値から第２の画素の画素値までの範囲内にのみ変更され、該範囲からはみ出すことはないから、ラプラシアン演算による鮮鋭化処理において発生するオーバーシュートおよびアンダーシュートが発生することがない。
【０１０３】
〔実施の形態３〕
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。なお、前記した実施の形態で説明したステップと同様の作用を有するステップには、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態の画像出力システムは、第２実施形態の画像出力システムにおける鮮鋭化処理の方法を一部変更したものである。以下、本実施形態における鮮鋭化処理を図５に基づいて説明する。なお、この鮮鋭化処理を開始する前に、積算値ｓを初期化しておく。
【０１０５】
まず、上記の実施形態と同様に、画素群の中から第１の画素および第２の画素を選択し（Ｓ２０）、式（３）を用いて、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２を求める（Ｓ２１）。
【０１０６】
次に、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２は、何れか一方が０以上であり、かつ他方が０以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。この条件を満たす場合には、第２実施形態と同様に、第１の画素および第２の画素を無視して、中心画素の画素値ｆ０を積算値ｓに加算する（Ｓ３０）。
【０１０７】
一方、この条件を満たさない場合には、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が、正および負の何れであるかを判断する（Ｓ４０）。両方とも正である場合には、第２実施形態と同様の処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれる。一方、両方とも負である場合には、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜が、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜よりも大きいか否かを判断する（Ｓ４１）。この条件を満たす場合には、第２の画素の画素値ｆ２を積算値ｓに加算する（Ｓ４２）。一方、この条件を満たさない場合には、中心画素の画素値ｆ０から第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜を減算した値を、積算値ｓに加算する（Ｓ４３）。以降の処理は、第２実施形態の処理Ｓ２５・Ｓ３４と同様である。
【０１０８】
上記の鮮鋭化処理において、上記の実施形態と同様に、同一直線上に並ぶ第１の画素、中心画素および第２の画素の画素値が、この順序で単調増加または単調減少する場合には、以下の鮮鋭化処理が行なわれ、これ以外の場合では、ノイズの増幅等を防止するため、積算値ｓに中心画素の元の画素値ｆ０が加算される。
【０１０９】
ここで、本実施形態における鮮鋭化処理について、より具体的な場合について図７および図１０を参照して説明する。なお、図７および図１０の場合では、選択可能な第１の画素は１つのみであるので、鮮鋭化処理により、Ｓ３２におけるｆ１、Ｓ３３におけるｆ０−ｖ２、Ｓ４２におけるｆ２、および、Ｓ４３におけるｆ０−｜ｖ１｜の中の何れか１つに、中心画素の画素値が変更されることになる。
【０１１０】
まず、画素Ｐ１〜Ｐ４に対しては、第２実施形態と同様の鮮鋭化処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれるから、その説明を省略する。
【０１１１】
次に、画素Ｐ５〜Ｐ８に対して、本実施形態の鮮鋭化処理を行なう。まず、画素Ｐ６を中心画素とし、画素Ｐ５を第１の画素、画素Ｐ７を第２の画素とする。このとき、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜、すなわち、画素Ｐ５の画素値に対する画素Ｐ６の変化量の絶対値は、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜、すなわち、画素Ｐ６の画素値に対する画素Ｐ７の変化量の絶対値よりも小さいから、Ｓ４３の処理により、画素Ｐ６の画素値が、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜だけ減少される。
【０１１２】
次に、画素Ｐ７を中心画素とし、画素Ｐ６を第１の画素、画素Ｐ８を第２の画素とする。このとき、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜、すなわち、画素Ｐ６の画素値に対する画素Ｐ７の変化量の絶対値は、第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜、すなわち、画素Ｐ７の画素値に対する画素Ｐ８の変化量の絶対値よりも大きいから、Ｓ４２の処理により、画素Ｐ７の画素値が、画素Ｐ８の画素値に変更されて、鮮鋭化処理が終了する。
【０１１３】
従って、図７に示す画像データは、本実施形態の鮮鋭化処理により、図１０に示す画像データとなる。図７と図１０とを比較すると、第２実施形態と同様に、本実施形態の鮮鋭化処理により、境界領域の幅が減少しているから、画像が鮮鋭化されたことが理解できる。
【０１１４】
また、画素Ｐ３および画素Ｐ６の画素値が減少することにより、画素Ｐ２の画素値から画素Ｐ３の画素値への変化と、画素Ｐ６の画素値から画素Ｐ７の画素値への変化とが緩和されるから、上記の鮮鋭化処理により境界領域が狭くなっても、境界領域における画素値の変化を自然なものとすることができる。
【０１１５】
また、本実施形態における鮮鋭化処理では、中心画素の画素値は、第１の画素の画素値から第２の画素の画素値までの範囲内にのみ変更され、該範囲からはみ出すことはないから、ラプラシアン演算による鮮鋭化処理において発生するオーバーシュートおよびアンダーシュートが発生することがない。
【０１１６】
また、本実施形態における鮮鋭化処理では、図１０に示すように、中心画素の画素値を小さくする方へ変更しているから、鮮鋭化処理された画像の境界領域部分は、原画像に比べて暗くなる。従って、本実施形態における鮮鋭化処理は、例えば、露光過多などにより、ハレーションの発生している画像に対して好適である。
【０１１７】
〔実施の形態４〕
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。なお、前記した実施の形態で説明したステップと同様の作用を有するステップには、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態の画像出力システムは、第３実施形態の画像出力システムにおける鮮鋭化処理の方法を一部変更したものである。以下、本実施形態における鮮鋭化処理を図６に基づいて説明する。なお、この鮮鋭化処理を開始する前に、積算値ｓを初期化しておく。
【０１１９】
まず、Ｓ４０以前の処理Ｓ２０・Ｓ２１・Ｓ２２は、第３実施形態と同様である。Ｓ４０において、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が正である場合には、中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ５０）。ここで、中間の画素値とは、画素値として取り得る最大値の半分であり、例えば、画素値が２５６階調となる場合には、中間の画素値は１２８である。
【０１２０】
中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値よりも小さい場合には、第２実施形態と同様の処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれる。一方、中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値以上である場合には、第３実施形態と同様の処理Ｓ４１〜Ｓ４３が行なわれる。
【０１２１】
一方、Ｓ４０において、第１の変化量ｖ１および第２の変化量ｖ２の両方が負である場合にも、Ｓ５０と同様に、中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ５１）。しかしながら、Ｓ５０と異なり、Ｓ５１では、中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値よりも小さい場合には、第３実施形態と同様の処理Ｓ４１〜Ｓ４３が行なわれる一方、中心画素ｆ０の画素値が中間の画素値以上である場合には、第２実施形態と同様の処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれる。
【０１２２】
上記の鮮鋭化処理において、上記の実施形態と同様に、同一直線上に並ぶ第１の画素、中心画素および第２の画素の画素値が、この順序で単調増加または単調減少する場合には、以下の鮮鋭化処理が行なわれ、これ以外の場合では、ノイズの増幅等を防止するため、積算値ｓに中心画素の元の画素値ｆ０が加算される。
【０１２３】
ここで、本実施形態における鮮鋭化処理について、より具体的な場合について図７および図１１を参照して説明する。なお、図７および図１１の場合では、選択可能な第１の画素は１つのみであるので、鮮鋭化処理により、Ｓ３２におけるｆ１、Ｓ３３におけるｆ０−ｖ２、Ｓ４２におけるｆ２、および、Ｓ４３におけるｆ０−｜ｖ１｜の中の何れか１つに、中心画素の画素値が変更されることになる。
【０１２４】
まず、画素Ｐ２を中心画素とし、画素Ｐ１を第１の画素、画素Ｐ３を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ１の画素値に対する画素Ｐ２の変化量と、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ２の画素値に対する画素Ｐ３の変化量とは、ともに正であり、かつ、中心画素Ｐ２は中間値よりも小さいから、Ｓ５０の処理によって、第２実施形態と同様の鮮鋭化処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれる。すなわち、中心画素Ｐ２の画素値は、第１の画素Ｐ１の画素値に変更される。
【０１２５】
次に、画素Ｐ３を中心画素とし、画素Ｐ２を第１の画素、画素Ｐ４を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ２の画素値に対する画素Ｐ３の変化量と、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ３の画素値に対する画素Ｐ４の変化量とは、ともに正であり、かつ、中心画素Ｐ３は中間値よりも大きいから、Ｓ５０の処理によって、第３実施形態と同様の鮮鋭化処理Ｓ４１〜Ｓ４３が行なわれる。すなわち、第１の変化量の絶対値｜ｖ１｜が第２の変化量の絶対値｜ｖ２｜よりも大きくなるから、中心画素Ｐ３の画素値は、第２の画素Ｐ４の画素値に変更される。
【０１２６】
次に、画素Ｐ６を中心画素とし、画素Ｐ５を第１の画素、画素Ｐ７を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ５の画素値に対する画素Ｐ６の変化量と、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ６の画素値に対する画素Ｐ７の変化量とは、ともに負であり、かつ、中心画素Ｐ６は中間値よりも大きいから、Ｓ５１の処理によって、第２実施形態と同様の鮮鋭化処理Ｓ３１〜Ｓ３３が行なわれる。すなわち、中心画素Ｐ６の画素値は、第１の画素Ｐ５の画素値に変更される。
【０１２７】
次に、画素Ｐ７を中心画素とし、画素Ｐ６を第１の画素、画素Ｐ８を第２の画素とする。このとき、第１の変化量ｖ１、すなわち、画素Ｐ６の画素値に対する画素Ｐ７の変化量と、第２の変化量ｖ２、すなわち、画素Ｐ７の画素値に対する画素Ｐ８の変化量とは、ともに負であり、かつ、中心画素Ｐ７は中間値よりも小さいから、Ｓ５１の処理によって、第３実施形態と同様の鮮鋭化処理Ｓ４１〜Ｓ４３が行なわれる。すなわち、中心画素Ｐ７の画素値は、第２の画素Ｐ８の画素値に変更されて、鮮鋭化処理が終了する。
【０１２８】
従って、図７に示す画像データは、本実施形態の鮮鋭化処理により、図１１に示す画像データとなる。図１１を、第２実施形態による図８、および第３実施形態による図１０と比較すると、本実施形態の鮮鋭化処理により、境界領域の幅がさらに減少しているから、画像がさらに鮮鋭化されたことが理解できる。
【０１２９】
また、本実施形態における鮮鋭化処理では、中心画素の画素値は、第１の画素の画素値から第２の画素の画素値までの範囲内にのみ変更され、該範囲からはみ出すことはないから、ラプラシアン演算による鮮鋭化処理において発生するオーバーシュートおよびアンダーシュートが発生することがない。
【０１３０】
なお、第２〜第４実施形態における鮮鋭化処理は、繰り返し行なうことができる。鮮鋭化処理を繰り返すことにより、境界領域の幅が狭くなるから、画像がより鮮鋭化されることになる。
【０１３１】
また、第２〜第４実施形態では、Ｓ３２におけるｆ１、Ｓ３３におけるｆ０−ｖ２、Ｓ４２におけるｆ２、および、Ｓ４３におけるｆ０−｜ｖ１｜を積算しているが、中心画素と第１の画素との位置関係に応じた重みを付加してもよい。
【０１３２】
また、第２〜第４実施形態では、Ｓ３３においてｆ０−ｖ２を計算し、Ｓ４３においてｆ０−｜ｖ１｜を計算しているが、これらの計算は、Ｓ３２およびＳ４２における鮮鋭化処理によって生じる画素値の急激な変化を自然なものとするためのものである。
【０１３３】
従って、Ｓ３３は、第１の画素の画素値ｆ１と中心画素の画素値ｆ０との間の画素値を算出するものであれば、任意の計算を行なうことができ、Ｓ４３は、中心画素の画素値ｆ０と第２の画素の画素値ｆ２との間の画素値を算出するものであれば、任意の計算を行なうことができる。
【０１３４】
また、以上説明した画像の鮮鋭化処理を機能させるためのプログラムで実現することが可能である。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。この場合、図２で示した画像処理装置２は、コンピュータによって構成されることになる。そして、上記の記録媒体として、画像処理装置２を構成するコンピュータが備えるマイクロコンピュータで処理が行われるために必要なメモリ、例えばＲＯＭのようなものそのものがプログラムメディアであってもよいし、また外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。
【０１３５】
いずれの場合においても、格納されているプログラムは、上記コンピュータが備えるマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいはいずれの場合もプログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【０１３６】
ここで上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
【０１３７】
また、本発明においてはインターネットを含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成とすることも可能であり、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。尚、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであってもよい。
【０１３８】
尚、記録媒体に格納されている内容としてはプログラムに限定されず、データであってもよい。
【０１３９】
【発明の効果】
請求項１に記載の画像処理方法は、以上のように、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合には、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合には、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する方法である。
【０１４０】
これにより、前記鮮鋭化処理により前記境界領域が狭くなっても、前記境界領域における画素値の変化を自然なものにできるという効果を奏する。
【０１４１】
また、請求項２に記載の画像処理方法は、以上のように、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、前記鮮鋭化処理は、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更する方法である。
【０１４２】
これにより、請求項１に記載の画像処理方法と同様に、前記鮮鋭化処理により前記境界領域が狭くなっても、前記境界領域における画素値の変化を自然なものにできるという効果を奏する。また、上記の方法は、例えば、露光過多などにより、ハレーションの発生している画像に対して好適である。
【０１４３】
また、請求項３に記載の画像処理方法は、以上のように、原画像の画像データに関して、画素ごとに、該画素を中心とした所定範囲の画素群について鮮鋭化処理を行なう画像処理方法において、前記画素群に含まれる第１の画素と、前記画素群において中心とされた中心画素とに関して、第１の画素の画素値に対する前記中心画素の画素値の変化量である第１の変化量を求め、前記中心画素と、前記中心画素に対して第１の画素と対称位置にある第２の画素とに関して、前記中心画素の画素値に対する第２の画素の画素値の変化量である第２の変化量を求め、第１の変化量および第２の変化量の両方が、正および負の何れか一方である場合には、第１の変化量および第２の変化量の大小関係に応じて、第１の画素および第２の画素の何れか一方の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより、鮮鋭化処理が行なわれることを特徴とする画像処理方法であって、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、第１の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第１の画素の画素値と前記中心画素の画素値との間の値に前記中心画素の画素値を変更する一方、第１の変化量および第２の変化量の両方が正であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値以上であるとき、もしくは、第１の変化量および第２の変化量の両方が負であり、かつ、前記中心画素の画像値が中間値よりも小さいときには、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも小さい場合に、前記中心画素の画素値と第２の画素の画素値の間の値に前記中心画素の画素値を変更し、第１の変化量の絶対値の方が第２の変化量の絶対値よりも大きい場合に、第２の画素の画素値に前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれる方法である。
【０１４４】
これにより、１回の鮮鋭化処理で、請求項１または２よりも前記境界領域を狭くできるという効果を奏する。
【０１４５】
また、請求項４に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理方法において、第１の変化量および第２の変化量の一方が正であり他方が負である場合には、前記中心画素の画素値を変更しない方法である。
【０１４６】
これにより、ノイズの増幅を防止できる効果を奏する。
【０１４７】
また、請求項５に記載の画像処理方法は、以上のように、請求項１から４までの何れか１項に記載の画像処理方法において、前記中心画素の画素値を変更することは、前記画像群における第１の画素および第２の画素の全組合せについて、前記中心画素の画素値を変更する場合の変更すべき画素値と、変更しない場合の前記中心画素の画素値とを足し合わせ、組合せ数で割ることにより算出した平均値に、前記中心画素の画素値を変更することにより行なわれる方法である。
【０１４８】
これにより、前記画素群に含まれる全ての画素の画素値に基づいて、中心画素の画素値を変更できるという効果を奏する。
【０１４９】
なお、請求項１から５の何れか１項に記載の画像処理方法により行なわれる前記鮮鋭化処理を、画像処理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、前記画像処理プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で前記鮮鋭化処理を実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態における鮮鋭化処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２】  本実施形態における画像出力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】  本実施形態における鮮鋭化処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の他の実施の形態における鮮鋭化処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】  本発明のさらに他の実施の形態における鮮鋭化処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】  本発明のさらに他の実施の形態における鮮鋭化処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】  画像処理装置に入力された１次元の画像データを示すグラフである。
【図８】  図７に示す画像データを図４に示す鮮鋭化処理を用いて処理した画像データを示すグラフである。
【図９】  図７に示す画像データを図４に示す鮮鋭化処理を用いて処理する過程を示すグラフである。
【図１０】  図７に示す画像データを図５に示す鮮鋭化処理を用いて処理した画像データを示すグラフである。
【図１１】  図７に示す画像データを図６に示す鮮鋭化処理を用いて処理した画像データを示すグラフである。
【図１２】  同図（ａ）は、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原画像画素データの概略、同図（ｂ）は、原画像の画素データの一次微分値、同図（ｃ）は、原画像の画素データのラプラシアン値、同図（ｄ）は、（原画像画素データ）−（ラプラシアン値）をそれぞれ示すグラフである。
【図１３】  同図（ａ）は、ノイズが発生している画像における、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原画像画素データ、同図（ｂ）は、（原画像画素データ）−（ラプラシアン値）をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】  同図（ａ）は、エッジが比較的明確となっている画像における、横方向に各画素の位置、縦方向に画素値をとった原画像画素データ、同図（ｂ）は、原画像の画素データのラプラシアン値、同図（ｃ）は、（原画像画素データ）−（ラプラシアン値）をそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
１    フィルムスキャナ
２    画像処理装置
３    写真焼付装置
ｆ０    中心画素の画素値
ｆ１    第１の画素の画素値
ｆ２    第２の画素の画素値
ｖ１    第１の変化量
ｖ２    第２の変化量
【図１】
0003791420.tif 000005
【図２】
0003791420.tif 000006
【図３】
0003791420.tif 000007
【図４】
0003791420.tif 000008
【図５】
0003791420.tif 000009
【図６】
0003791420.tif 000010
【図７】
0003791420.tif 000011
【図８】
0003791420.tif 000012
【図９】
0003791420.tif 000013
【図１０】
0003791420.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
0003791420.tif 000016
【図１３】
0003791420.tif 000017
【図１４】
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