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画像処理装置、画像処理方法、および、プログラム

国内特許コード P140011034
整理番号 AF16-02WO
掲載日 2014年10月27日
出願番号 特願2013-541095
登録番号 特許第5599520号
出願日 平成25年5月13日(2013.5.13)
登録日 平成26年8月22日(2014.8.22)
国際出願番号 JP2013063871
国際公開番号 WO2013172471
国際出願日 平成25年5月13日(2013.5.13)
国際公開日 平成25年11月21日(2013.11.21)
優先権データ
  • 特願2012-110949 (2012.5.14) JP
発明者
  • 新井 仁之
  • 新井 しのぶ
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 画像処理装置、画像処理方法、および、プログラム
従来技術、競合技術の概要



従来、原画像に対してシャープネス(画像鮮鋭化)やエッジ検出等の画像処理を行う方法が開発されている。





例えば、非特許文献1に記載のプログラム製品では、画像の鮮鋭化を行うために、エッジの明るい側のピクセルを検出してさらに明るくし、エッジの暗い側のピクセルを検出してさらに暗くするように局所的なコントラスト制御を行うことが開示されている。





また、非特許文献2に記載の方法では、ヒトの初期視覚情報処理の数理モデルとして、最大重複双直交ウェーブレットフィルタ・バンクを用いて、グレースケールの原画像に対して非線形処理を行うことが開示されている。





また、従来、エッジ検出の方法として、単純なフィルタリングの方法やウェーブレットを用いた方法がよく知られている(非特許文献6,7参照)。

産業上の利用分野



本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラム、印刷媒体、および、記録媒体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)を記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部は、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)による多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解手段と、
上記分解手段により取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得手段と、
を備え、
上記分解手段は、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理手段を更に備えたこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項2】
請求項1に記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号に対して、線形または非線形の係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項3】
請求項1または2に記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号に対して、閾値処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項4】
請求項1または2に記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号をなす分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
複数の上記フィルタのうち、所定の周波数特性および/または所定の方位性をもつ上記フィルタの少なくとも一つに対応する上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項6】
請求項5に記載の画像処理装置において、
上記所定の周波数特性は、
上記広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)の各レベルでの方位に基づく所定のフィルタ配置における位置、および/または、上記多重解像度分解におけるレベルにより指定されること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
複数の上記フィルタのうち、所定の周波数特性および/または所定の方位性をもつ奇型フィルタの少なくとも一つに対応する上記分解フェーズにおけるサブバンド信号を相対的に増幅させること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項8】
請求項1乃至6のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
複数の上記フィルタのうち、所定の周波数特性および/または所定の方位性をもつ上記奇型フィルタの少なくとも一つに対応する上記分解フェーズにおけるサブバンド信号を相対的に増幅させることに加えて、偶型フィルタの少なくとも一つに対応する上記分解フェーズにおけるサブバンド信号を相対的に減衰させてもよいこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記処理手段は、
上記分解フェーズから出力される分解詳細係数および/または分解近似係数に対して処理を行うことにより、上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を減衰または増幅させること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項10】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、方位選択性ウェーブレット・フレームまたは方位選択性フィルタ・バンクを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部は、
上記画像データの各色成分に対して、上記方位選択性ウェーブレット・フレームまたは上記方位選択性フィルタ・バンクによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解手段と、
上記分解手段により取得された各色成分の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成して、再構成画像データを取得する再構成手段と、
を備え、
上記分解手段は、
上記多重解像度分解における分解フェーズと上記合成フェーズとの間において、上記分解フェーズから出力される分解詳細係数に対して、当該分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行う係数処理手段を更に備えたこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項11】
請求項10に記載の画像処理装置において、
上記色成分は、
CIELAB色空間における、L*、a*、および、b*、または人の視覚に近い色空間の各色成分であること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項12】
請求項11に記載の画像処理装置において、
上記係数処理手段は、
上記画像データのa*および/またはb*の色成分について、a*および/またはb*の上記分解詳細係数とL*における上記分解詳細係数から定めたエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、上記エネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように補正した上記係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項13】
請求項10乃至12のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記係数処理手段は、
上記分解詳細係数のエネルギーが大きい場合にはS字曲線に、小さい場合にはN字曲線に、自動的に連続的な変化をする関数を用いて、上記係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項14】
請求項10乃至13のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記係数処理手段は、
上記分解フェーズと上記合成フェーズの間において、上記分解詳細係数を正規化し、正規化された上記分解詳細係数である正規化分解詳細係数のノルムを上記エネルギーとして、当該正規化分解詳細係数に対して上記係数処理を行い、係数処理された上記正規化分解詳細係数に対して上記正規化の逆演算を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項15】
請求項10乃至14のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記係数処理手段は、
上記分解詳細係数の符号の違いによって別個の処理を行ってもよいこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項16】
請求項10乃至15のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記分解手段は、
上記方位性が水平方向、垂直方向、対角方向からなる双直交ウェーブレットフィルタ・バンク、または、上記方位性が多方向の広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを用いて、上記多重解像度分解を行うこと
を特徴とする画像処理装置。

【請求項17】
請求項10乃至16のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記分解手段による上記多重解像度分解は、
最大重複多重解像度分解、最大間引き多重解像度分解、または、一部間引き一部重複多重解像度分解であること
を特徴とする画像処理装置。

【請求項18】
請求項10乃至17のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記制御部は、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データと上記再構成画像データとの対比結果を出力する出力手段、
を更に備えることを特徴とする画像処理装置

【請求項19】
請求項10乃至18のいずれか一つに記載の画像処理装置において、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データは、
色の対比錯視画像データであることを特徴とする画像処理装置

【請求項20】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置において実行される画像処理方法であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)を記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において実行される、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)による多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと、
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を含み、
上記分解ステップは、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを更に含むこと
を特徴とする画像処理方法。

【請求項21】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置において実行される画像処理方法であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、方位選択性ウェーブレット・フレームまたは方位選択性フィルタ・バンクを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において実行される、
上記画像データの各色成分に対して、上記方位選択性ウェーブレット・フレームまたは上記方位選択性フィルタ・バンクによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと、
上記分解ステップにて取得された各色成分の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成して、再構成画像データを取得する再構成ステップと、
を含み、
上記分解ステップは、
上記多重解像度分解における分解フェーズと上記合成フェーズとの間において、上記分解フェーズから出力される分解詳細係数に対して、当該分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行う係数処理ステップを更に含むこと
を特徴とする画像処理方法。

【請求項22】
請求項21に記載の画像処理方法において、
上記制御部において実行される、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データと上記再構成画像データとの対比結果を出力する出力ステップ、
を更に含むことを特徴とする画像処理方法。

【請求項23】
請求項21または22に記載の画像処理方法において、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データは、
色の対比錯視画像データであることを特徴とする画像処理方法

【請求項24】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置に画像処理方法を実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)を記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレット(ただし、単純かざぐるまフレームレットを除く)による多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと、
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
上記分解ステップにおいて、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを
更に実行させるためのプログラム。

【請求項25】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置に画像処理方法を実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、方位選択性ウェーブレット・フレームまたは方位選択性フィルタ・バンクを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において、
上記画像データの各色成分に対して、上記方位選択性ウェーブレット・フレームまたは上記方位選択性フィルタ・バンクによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと、
上記分解ステップにて取得された各色成分の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成して、再構成画像データを取得する再構成ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
上記分解ステップにおいて、
上記多重解像度分解における分解フェーズと上記合成フェーズとの間において、上記分解フェーズから出力される分解詳細係数に対して、当該分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行う係数処理ステップを
更に実行させるためのプログラム。

【請求項26】
請求項25に記載のプログラムにおいて、
上記制御部において、更に、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データと上記再構成画像データとの対比結果を出力する出力ステップ、
を実行させるためのプログラム。

【請求項27】
請求項25または26に記載のプログラムにおいて、
上記画像データ記憶手段に記憶された上記画像データは、
色の対比錯視画像データであることを特徴とするプログラム

【請求項28】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部は、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解手段と、
上記分解手段により取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得手段と、
を備え、
上記分解手段は、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理手段を更に備え、
上記処理手段は、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号をなす分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置

【請求項29】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置において実行される画像処理方法であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において実行される、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を含み、
上記分解ステップは、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを更に含み
上記処理ステップは、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号をなす分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行うこと
を特徴とする画像処理方法。

【請求項30】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置に画像処理方法を実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データ、または、上記多重解像度分解の合成フェーズにおける上記サブバンド信号を足し合わせることにより画像を再構成した処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
上記分解ステップにおいて、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを
更に実行させるためのプログラムであって、
上記処理ステップは、
上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号をなす分解詳細係数のエネルギーが大きければ大きいほど絶対値が小さな値をより小さく抑制し、当該分解詳細係数のエネルギーが小さければ小さいほど絶対値が小さな値を増強するように係数処理を行うこと
を特徴とするプログラム。

【請求項31】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部は、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解手段と、
上記分解手段により取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データを取得する処理画像取得手段と、
を備え、
上記分解手段は、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理手段を更に備えたこ
を特徴とする画像処理装置。

【請求項32】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置において実行される画像処理方法であって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において実行される、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を含み、
上記分解ステップは、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを更に含むこと
を特徴とする画像処理方法。

【請求項33】
記憶部と制御部を少なくとも備えた画像処理装置に画像処理方法を実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
方位性のない近似フィルタ、および、各方位性をもった複数の詳細フィルタの集合である、次数を有する広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームを記憶するフィルタ記憶手段と、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
を備え、
上記制御部において、
上記画像データに対して、広義かざぐるまフレームレットまたはかざぐるまウェーブレット・フレームによる多重解像度分解を行い、サブバンド信号を取得する分解ステップと
上記分解ステップにて取得された、上記多重解像度分解の分解フェーズにおける上記サブバンド信号による処理画像データを取得する処理画像取得ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
上記分解ステップにおいて、
上記フィルタの少なくとも一つに対応する、上記多重解像度分解の上記分解フェーズにおける上記サブバンド信号を、減衰または増幅させる処理を行う処理ステップを
更に実行させるためのプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 数学と諸分野の協働によるブレークスルーの探索 領域
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