カラーデジタル画像のエイリアジング・アーチファクト除去方法
【課題】 カラーピクセルを有するカラーデジタル画像のカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化する方法の提供を目的とする。
【解決手段】 本方法は、カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるピクセル近傍を計算するため、輝度信号とクロミナンス信号を使用し、クロミナンス信号に対して低周波クロミナンス信号を生成し、ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、低周波クロミナンス信号及び計算されたピクセル近傍を使用し、アップサンプリングされたノイズ除去クロミナンス信号を生成するため、上記ノイズ除去クロミナンス信号をアップサンプリングし、低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトのカラーデジタル画像を供給するため、輝度信号及びアップサンプリングされたノイズ除去クロミナンス信号を使用することを含む。
【解決手段】 本方法は、カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるピクセル近傍を計算するため、輝度信号とクロミナンス信号を使用し、クロミナンス信号に対して低周波クロミナンス信号を生成し、ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、低周波クロミナンス信号及び計算されたピクセル近傍を使用し、アップサンプリングされたノイズ除去クロミナンス信号を生成するため、上記ノイズ除去クロミナンス信号をアップサンプリングし、低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトのカラーデジタル画像を供給するため、輝度信号及びアップサンプリングされたノイズ除去クロミナンス信号を使用することを含む。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色つきのデジタル画像におけるエイリアジング・アーチファクトを最小化することに関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーデジタルカメラ画像において見出されるノイズの一タイプは、例えば衣類のツイード模様のような、低周波数で、高度に色付けされた模様として現れる。カラーモアレ模様、若しくは単にカラーモアレと称されるこれらの模様は、その他の空間的にビジーな領域にゆっくりと変化する大きな波状の色つき模様を形成する。カラーモアレ模様は、また、クロミナンス・エイリアジング模様、若しくは単にクロミナンス・エイリアジングと称される。
【０００３】デジタル画像のカラーモアレ模様を低減する多くの方法が先行技術として存在する。その中で多くの特許は、第１にカラーモアレを誘起するエイリアジングを回避するため、デジタルカメラ内に光学式ぼかしフィルターを使用したカラーモアレ模様低減方法について述べている。しかし、これらのぼかしフィルターは、画像の本当の空間的な細部をもぼかし、これは、後の画像処理方法によって回復可能でないであろう。
【０００４】クロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するデジタル画像方法を特に扱うアプローチもある。デジタルカメラの特許の一クラスは、高周波数のクロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するカラーフィルターアレイ（ＣＦＡ）補間処理に対する改善点を開示する。その他のクラスの特許は、クロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するＣＦＡ補間処理を伴い、異なるピクセル形状（すなわち、正方形の代わりに長方形）及び異なる配置（すなわち、各行が、ピクセル幅の半分だけその前の行からオフセットしている）を使用することを教授する。しかし、これらの技術は、高周波数のクロミナンスノイズアーチファクトに対処するのみで、低周波数のカラーモアレに対しては実質的に効果がない。
【０００５】公開された文献において、ＣＩＥＬＡＢ（ＣＩＥ国際標準）のようなクロミナンス−クロミナンス空間に画像を変換し、クロミナンスチャンネルをぼかし、その後その画像を原画像空間に戻す、クロミナンスノイズアーチファクトをデジタル画像から取り除く多くの公知技術が存在する。この処理は、クロミナンスノイズを抑制するために用いられる標準的な技術である。このアプローチを用いた不利な点は、ぼかしステップ中、クロミナンスノイズアーチファクトと本当のクロミナンス風景細部との間に区別がないことである。結果的に、画像の鮮明な色つきエッジは、ぼかしがより積極的になるにつれて、にじみ始める。通常、カラーにじみは、画像から低周波数のカラーモアレが除去される前に、許容できなくなる。また、後の画像処理がその画像に実行される場合、カラーにじみの可視性を増強してしまう可能性がある。このアプローチの第２の不利な点は、固定値の小さいぼけカーネルが、カラーにじみの問題点を抑制しようとするときに必要とされることである。しかしながら、低周波数のカラーモアレを対処するためには、大きなぼけカーネルが、所望のノイズ清掃を達成するために必要とされるだろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的は、カラーデジタル画像のエイリアジング・アーチファクトを最小化する効果的な方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、（ａ）カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、（ｂ）エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるべきピクセルの近傍を、計算するため、上記輝度信号とクロミナンス信号を使用し、（ｃ）上記クロミナンス信号に対して低周波クロミナンス信号を生成し、（ｄ）ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記低周波クロミナンス信号及び上記計算されたピクセルの近傍を使用し、（ｅ）アップサンプリングされたノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記ノイズが除去されたクロミナンス信号をアップサンプリング処理し、（ｆ）低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを備えたカラーデジタル画像を供給するため、上記輝度信号及び上記アップサンプリング処理されたノイズが除去されたクロミナンス信号を使用することを含む、カラーピクセルを有するカラーデジタル画像のカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化する方法によって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１を参照するに、ブロック１０は、ＲＧＢ画像データでありうるカラーデジタルデータからの輝度値の計算を示す。適切な変換は、次式の通りであるだろう。
【０００９】
【数１】
ブロック１２は、ＲＧＢ画像データからのクロミナンス値の計算を示す。適切な変換は、次式の通りであるだろう。
【００１０】
【数２】
カラーデジタル画像からの輝度及びクロミナンス値の計算は、当業者にとって公知であるので、かかる計算についてこれ以上言及しない。
【００１１】ブロック１４は、処理されるべきピクセルの近傍の計算を示す。ここで、かかるピクセルの近傍は、エッジを画成するピクセルを実質的に除外するだろう。この計算は、低周波数の活性近傍（activity neighborhoods）を決定する。かかる近傍は、３分の一にダウンサンプリング処理された画像平面における各ピクセル位置に対して一度生成され、その近傍は、両方のクロミナンス平面によって使用される。活性近傍は、複数（一般的な数は８）の方向性のある活性近傍として表現される。ブロック１４は、４つのステップのシーケンスとして図２に更に示される。
【００１２】ブロック１６は、低周波数のクロミナンスの計算を示す。効果的な方法は、３つのピクセルを一辺に有する正方形を用いて各クロミナンスデータ平面を基盤目状にすることである。各クロミナンスデータ平面の３分の一のダウンサンプリング処理は、各正方形の９つのピクセルを、９つのクロミナンス値の重み付けされた平均をその値として有する単一のピクセルに、置き換えることによって実行される。重みのマトリックスの一般的な選択は、次の通りである。
【００１３】
【数３】
図１では、ブロック１８は、本発明によるノイズが除去された低周波数クロミナンス信号の生成を示す。低周波数のクロミナンスデータ平面のそれぞれにおける各ピクセルに対して、低周波数の活性近傍内の低周波数クロミナンス値が、ノイズが除去された低周波クロミナンス値を生成するため、結合される。ブロック１８は、３つのステップのシーケンスとして図３に更に示される。
【００１４】ブロック２０は、ノイズが除去されたクロミナンス値のアップサンプリング処理を示す。ノイズが除去された低周波クロミナンスデータ平面は、双一次補間を使用して、３倍のアップサンプリング処理される。これらのノイズが除去されたクロミナンスデータ平面、及びブロック１０からの輝度データ平面のすべては、同一の大きさ（ディメンジョン）を有する。
【００１５】ブロック２２（図１）は、ブロック１０及びブロック１２で実行された変換の逆変換を使用した、輝度及びノイズが除去されたクロミナンスのＲＧＢ画像データへの変換を示す。即ち、次のように示される。
【００１６】
【数４】
ブロック１４がより詳細に示された図２を参照するに、ブロック３０は、活性値の計算を示す。この例では、エッジ情報は、計算されたピクセルの近傍を境界付けるために使用される。各ピクセルに対して、近接する輝度値及びクロミナンス値に依存する活性値が存在する。３つのデータ平面のそれぞれに対して、水平及び垂直方向の活性値が、データの重み付けされた総和をとることによって計算される。水平及び垂直方向の重みカーネル図４ａ及び図４ｂのそれぞれに示される。結果としての６つの値の絶対値は、総和され、その結果が現在のピクセルの活性値である。当業者であれば、図４ａ及び図４ｂは、ブロック３０において活性値を計算するために使用される低周波エッジ検出カーネルであることを認識するだろう。
【００１７】図２では、ブロック３２は、低周波活性ベクトルの計算を示す。この処理は、活性値データ平面を一辺に３つのピクセルを有する正方形を用いて碁盤目状にすることによって開始される。３×３の各正方形に対して、活性化ベクトルは、３つの成分を有して生成される。第１の成分は、３×３の正方形の中心において見出される活性値である。第２の成分は、３×３の正方形において見出される９つの活性値のうち２番目に小さい値である。第３の成分は、３×３の正方形において見出される９つの活性値のうち２番目に大きい値である。低周波活性化ベクトルの第３の成分は、傾向数（trend numbers）とみなされることができる。これらの傾向数は、ブロック３４においてピクセルの近傍を決定するために使用される。この例において、ピクセルの近傍の所望の特性は、それらがエッジによって境界付けられることである。後に説明されるように、他の画像特性も、本発明により、ピクセルの近傍を境界付けるために使用されることができる。より詳細には、傾向数は、対象ピクセルから複数の方向におけるピクセルの最大数を定義するために使用される。これは、特定されたピクセルの最大数を含むピクセルの近傍の決定をもたらす。これは、図５において示される。
【００１８】ブロック３４は、方向性のある低周波活性近傍の計算を示す。示された好ましい実施例は、図５に示されたような８つの方向を利用するが、異なる数の方向も代わりに利用されてよいことは理解されるべきである。選択されたピクセルに対して、Ａ０は、その活性化ベクトルの第１の成分を表現することとする。選択されたピクセルから、８つの方向性のある低周波活性化近傍は、次のように生成される。選択されたピクセルから開始し、特定の方向に進行し、次のピクセルを検査する。Ａｌ０及びＡｈ０は、その活性化ベクトルの第２の成分及び第３の成分をそれぞれ表現することとする。両絶対値、ＡＢＳ（Ａ０−Ａｌ０）及びＡＢＳ（Ａ０−Ａｈ０）が予め設定された閾値Ｔ（例えば、１２ビットの画像に対して６０）以下である場合、このピクセルは、方向性のある低周波活性近傍の要素として確定され、この処理は同一方向にある次のピクセルに対して継続される。
【００１９】絶対値のいずれかがＴを超える場合、そのピクセルは、拒絶され、その特定方向に対する処理が停止される。この処理は、近傍が予め設定された要素の最大数（例えば、１０個のピクセル）に到達したときも停止される。方向性のある低周波活性近傍は、最初に選択されたピクセルを含まないので、それらが空になることは可能である。
【００２０】最後に、図２のブロック３６は、低周波活性近傍の計算を示す。選択されたピクセルは、方向性のある低周波活性近傍のすべてのピクセルと共に、選択されたピクセルの低周波活性化近傍を構成する。
【００２１】ブロック１４は、ピクセルの近傍がエッジを含まないことを確認する時の使用に特に適している。ピクセルの近傍は、エッジを除外する基礎となることができるだけでなく、肌、空、葉、及び草のようなキーカラーのみを含ませるためにも使用することができる。更に、ピクセルの近傍は、衣類、髪、及び石積み、若しくはハイライト及び影のような、テクスチャー及びテクスチャーのない領域だけを含ませるために使用することができる。更に、人の顔、自動車、及び文字のような他の特別な対象物が使用されることができる。
【００２２】図３を参照するに、ブロック４０は、方向性のある低周波活性近傍に対する重み付けられたクロミナンス値の計算を示す。各方向に対して、対応する活性化近傍にあるピクセルを考慮する。各ピクセルは、その近傍におけるピクセル位置によって決定される重みを乗算された低周波クロミナンス値を有する。Ｃｊｋがｊ番目の方向性のある活性近傍におけるｋ番目のクロミナンス値である場合、Ｃｊは、ｊ番目の方向性のある活性近傍に対する重み付けされた平均のクロミナンス値であり、その値は、次のように計算される。
【００２３】
【数５】
重みに対する代表的な選択は、次のようになる。
【００２４】
【数６】
この重みのセットは、０の重みを得る最も離れたピクセルを除いて、１の重みを得る方向性をもつ活性化近傍におけるすべての点を示す。その他の重みの割り当ても可能であることを理解されるべきである。
【００２５】図３にブロック４２は、重み付けられたクロミナンス値のフィルター処理を示す。各クロミナンスデータ平面に対して、ブロック４２からの重み付けられたクロミナンス値は、サイズごとに格納される。最も高い値及び最も低い値は、捨てられ、残りのクロミナンス値が、それらの重みの総和と共に、ブロック４４に通される。空でない方向性のある近傍が３つより少ない場合、フィルター処理は、フィルター処理されたクロミナンス値を一切通さないだろう。フィルター処理は、各クロミナンスデータ平面に対し分離して実行される。
【００２６】最後に、図３のブロック４４は、ブロック４２からのフィルター処理されたクロミナンス値とピクセルクロミナンスとの結合を示す。フィルター処理されたクロミナンス値は、それらの個別の重みの総和によって重み付けられ、かつ、選択されたピクセルのクロミナンス値に、１の重みと共に結合される。その結果は、選択されたピクセルに対するノイズが除去された低周波クロミナンス値である。この処理は、両クロミナンスデータ平面に対し分離して実行される。ブロック４２からのフィルター処理されたクロミナンス値が一切通されない場合、選択されたピクセルのクロミナンス値に変更はなされない。
【００２７】当業者であれば、本発明が、デジタル画像処理の鎖（chain）の部分として使用されることができ、その他の画像処理ステップを備えるシーケンスに挿入されることができることを理解するだろう。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明では、輝度及びクロミナンス信号は、エイリアジング・アーチファクトを低減するだけでなく、ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成することにも使用されることができる。
【００２９】その他の効果は、計算全体量の低減によって、著しく計算時間が短縮されることである。大きな実効的な近傍を用いた高度に積極的なノイズ清掃は、大きな範囲の画像が計算メモリに残存されることを必要とすることなく、実行されることができる。画像のエッジ細部は、処理中に保護され、保存される。
【００３０】本発明は、画像の初期的なカラー空間に繊細でない、即ち、本発明は、ＲＧＢ、ＣＭＹ、ＣＭＹＧ、若しくは画像を定義する他のカラー空間に基づいても同等に作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい方法を示すブロック図である。
【図２】図１のブロック１４をより詳細に示すブロック図である。
【図３】図１のブロック１８をより詳細に示すブロック図である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、図１のブロック１４で使用される２つの低周波エッジ検出用カーネルをそれぞれ示す。
【図５】図１のブロック１４で生成されブロック１８で使用される処理されるべきピクセルの近傍を決定する際に採用されることができる方向を矢印により示す図である。
【符号の説明】
１０ 輝度値計算ブロック
１２ クロミナンス値計算ブロック
１４ 低周波近傍計算ブロック
１６ 低周波クロミナンス計算ブロック
１８ ノイズ除去低周波クロミナンスの計算ブロック
２０ ノイズ除去クロミナンスのアップサンプリングブロック
２２ ノイズ除去ＲＧＢの計算ブロック
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色つきのデジタル画像におけるエイリアジング・アーチファクトを最小化することに関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーデジタルカメラ画像において見出されるノイズの一タイプは、例えば衣類のツイード模様のような、低周波数で、高度に色付けされた模様として現れる。カラーモアレ模様、若しくは単にカラーモアレと称されるこれらの模様は、その他の空間的にビジーな領域にゆっくりと変化する大きな波状の色つき模様を形成する。カラーモアレ模様は、また、クロミナンス・エイリアジング模様、若しくは単にクロミナンス・エイリアジングと称される。
【０００３】デジタル画像のカラーモアレ模様を低減する多くの方法が先行技術として存在する。その中で多くの特許は、第１にカラーモアレを誘起するエイリアジングを回避するため、デジタルカメラ内に光学式ぼかしフィルターを使用したカラーモアレ模様低減方法について述べている。しかし、これらのぼかしフィルターは、画像の本当の空間的な細部をもぼかし、これは、後の画像処理方法によって回復可能でないであろう。
【０００４】クロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するデジタル画像方法を特に扱うアプローチもある。デジタルカメラの特許の一クラスは、高周波数のクロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するカラーフィルターアレイ（ＣＦＡ）補間処理に対する改善点を開示する。その他のクラスの特許は、クロミナンスノイズアーチファクトを低減し若しくは除去するＣＦＡ補間処理を伴い、異なるピクセル形状（すなわち、正方形の代わりに長方形）及び異なる配置（すなわち、各行が、ピクセル幅の半分だけその前の行からオフセットしている）を使用することを教授する。しかし、これらの技術は、高周波数のクロミナンスノイズアーチファクトに対処するのみで、低周波数のカラーモアレに対しては実質的に効果がない。
【０００５】公開された文献において、ＣＩＥＬＡＢ（ＣＩＥ国際標準）のようなクロミナンス−クロミナンス空間に画像を変換し、クロミナンスチャンネルをぼかし、その後その画像を原画像空間に戻す、クロミナンスノイズアーチファクトをデジタル画像から取り除く多くの公知技術が存在する。この処理は、クロミナンスノイズを抑制するために用いられる標準的な技術である。このアプローチを用いた不利な点は、ぼかしステップ中、クロミナンスノイズアーチファクトと本当のクロミナンス風景細部との間に区別がないことである。結果的に、画像の鮮明な色つきエッジは、ぼかしがより積極的になるにつれて、にじみ始める。通常、カラーにじみは、画像から低周波数のカラーモアレが除去される前に、許容できなくなる。また、後の画像処理がその画像に実行される場合、カラーにじみの可視性を増強してしまう可能性がある。このアプローチの第２の不利な点は、固定値の小さいぼけカーネルが、カラーにじみの問題点を抑制しようとするときに必要とされることである。しかしながら、低周波数のカラーモアレを対処するためには、大きなぼけカーネルが、所望のノイズ清掃を達成するために必要とされるだろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的は、カラーデジタル画像のエイリアジング・アーチファクトを最小化する効果的な方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、（ａ）カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、（ｂ）エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるべきピクセルの近傍を、計算するため、上記輝度信号とクロミナンス信号を使用し、（ｃ）上記クロミナンス信号に対して低周波クロミナンス信号を生成し、（ｄ）ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記低周波クロミナンス信号及び上記計算されたピクセルの近傍を使用し、（ｅ）アップサンプリングされたノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記ノイズが除去されたクロミナンス信号をアップサンプリング処理し、（ｆ）低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを備えたカラーデジタル画像を供給するため、上記輝度信号及び上記アップサンプリング処理されたノイズが除去されたクロミナンス信号を使用することを含む、カラーピクセルを有するカラーデジタル画像のカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化する方法によって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１を参照するに、ブロック１０は、ＲＧＢ画像データでありうるカラーデジタルデータからの輝度値の計算を示す。適切な変換は、次式の通りであるだろう。
【０００９】
【数１】
ブロック１２は、ＲＧＢ画像データからのクロミナンス値の計算を示す。適切な変換は、次式の通りであるだろう。
【００１０】
【数２】
カラーデジタル画像からの輝度及びクロミナンス値の計算は、当業者にとって公知であるので、かかる計算についてこれ以上言及しない。
【００１１】ブロック１４は、処理されるべきピクセルの近傍の計算を示す。ここで、かかるピクセルの近傍は、エッジを画成するピクセルを実質的に除外するだろう。この計算は、低周波数の活性近傍（activity neighborhoods）を決定する。かかる近傍は、３分の一にダウンサンプリング処理された画像平面における各ピクセル位置に対して一度生成され、その近傍は、両方のクロミナンス平面によって使用される。活性近傍は、複数（一般的な数は８）の方向性のある活性近傍として表現される。ブロック１４は、４つのステップのシーケンスとして図２に更に示される。
【００１２】ブロック１６は、低周波数のクロミナンスの計算を示す。効果的な方法は、３つのピクセルを一辺に有する正方形を用いて各クロミナンスデータ平面を基盤目状にすることである。各クロミナンスデータ平面の３分の一のダウンサンプリング処理は、各正方形の９つのピクセルを、９つのクロミナンス値の重み付けされた平均をその値として有する単一のピクセルに、置き換えることによって実行される。重みのマトリックスの一般的な選択は、次の通りである。
【００１３】
【数３】
図１では、ブロック１８は、本発明によるノイズが除去された低周波数クロミナンス信号の生成を示す。低周波数のクロミナンスデータ平面のそれぞれにおける各ピクセルに対して、低周波数の活性近傍内の低周波数クロミナンス値が、ノイズが除去された低周波クロミナンス値を生成するため、結合される。ブロック１８は、３つのステップのシーケンスとして図３に更に示される。
【００１４】ブロック２０は、ノイズが除去されたクロミナンス値のアップサンプリング処理を示す。ノイズが除去された低周波クロミナンスデータ平面は、双一次補間を使用して、３倍のアップサンプリング処理される。これらのノイズが除去されたクロミナンスデータ平面、及びブロック１０からの輝度データ平面のすべては、同一の大きさ（ディメンジョン）を有する。
【００１５】ブロック２２（図１）は、ブロック１０及びブロック１２で実行された変換の逆変換を使用した、輝度及びノイズが除去されたクロミナンスのＲＧＢ画像データへの変換を示す。即ち、次のように示される。
【００１６】
【数４】
ブロック１４がより詳細に示された図２を参照するに、ブロック３０は、活性値の計算を示す。この例では、エッジ情報は、計算されたピクセルの近傍を境界付けるために使用される。各ピクセルに対して、近接する輝度値及びクロミナンス値に依存する活性値が存在する。３つのデータ平面のそれぞれに対して、水平及び垂直方向の活性値が、データの重み付けされた総和をとることによって計算される。水平及び垂直方向の重みカーネル図４ａ及び図４ｂのそれぞれに示される。結果としての６つの値の絶対値は、総和され、その結果が現在のピクセルの活性値である。当業者であれば、図４ａ及び図４ｂは、ブロック３０において活性値を計算するために使用される低周波エッジ検出カーネルであることを認識するだろう。
【００１７】図２では、ブロック３２は、低周波活性ベクトルの計算を示す。この処理は、活性値データ平面を一辺に３つのピクセルを有する正方形を用いて碁盤目状にすることによって開始される。３×３の各正方形に対して、活性化ベクトルは、３つの成分を有して生成される。第１の成分は、３×３の正方形の中心において見出される活性値である。第２の成分は、３×３の正方形において見出される９つの活性値のうち２番目に小さい値である。第３の成分は、３×３の正方形において見出される９つの活性値のうち２番目に大きい値である。低周波活性化ベクトルの第３の成分は、傾向数（trend numbers）とみなされることができる。これらの傾向数は、ブロック３４においてピクセルの近傍を決定するために使用される。この例において、ピクセルの近傍の所望の特性は、それらがエッジによって境界付けられることである。後に説明されるように、他の画像特性も、本発明により、ピクセルの近傍を境界付けるために使用されることができる。より詳細には、傾向数は、対象ピクセルから複数の方向におけるピクセルの最大数を定義するために使用される。これは、特定されたピクセルの最大数を含むピクセルの近傍の決定をもたらす。これは、図５において示される。
【００１８】ブロック３４は、方向性のある低周波活性近傍の計算を示す。示された好ましい実施例は、図５に示されたような８つの方向を利用するが、異なる数の方向も代わりに利用されてよいことは理解されるべきである。選択されたピクセルに対して、Ａ０は、その活性化ベクトルの第１の成分を表現することとする。選択されたピクセルから、８つの方向性のある低周波活性化近傍は、次のように生成される。選択されたピクセルから開始し、特定の方向に進行し、次のピクセルを検査する。Ａｌ０及びＡｈ０は、その活性化ベクトルの第２の成分及び第３の成分をそれぞれ表現することとする。両絶対値、ＡＢＳ（Ａ０−Ａｌ０）及びＡＢＳ（Ａ０−Ａｈ０）が予め設定された閾値Ｔ（例えば、１２ビットの画像に対して６０）以下である場合、このピクセルは、方向性のある低周波活性近傍の要素として確定され、この処理は同一方向にある次のピクセルに対して継続される。
【００１９】絶対値のいずれかがＴを超える場合、そのピクセルは、拒絶され、その特定方向に対する処理が停止される。この処理は、近傍が予め設定された要素の最大数（例えば、１０個のピクセル）に到達したときも停止される。方向性のある低周波活性近傍は、最初に選択されたピクセルを含まないので、それらが空になることは可能である。
【００２０】最後に、図２のブロック３６は、低周波活性近傍の計算を示す。選択されたピクセルは、方向性のある低周波活性近傍のすべてのピクセルと共に、選択されたピクセルの低周波活性化近傍を構成する。
【００２１】ブロック１４は、ピクセルの近傍がエッジを含まないことを確認する時の使用に特に適している。ピクセルの近傍は、エッジを除外する基礎となることができるだけでなく、肌、空、葉、及び草のようなキーカラーのみを含ませるためにも使用することができる。更に、ピクセルの近傍は、衣類、髪、及び石積み、若しくはハイライト及び影のような、テクスチャー及びテクスチャーのない領域だけを含ませるために使用することができる。更に、人の顔、自動車、及び文字のような他の特別な対象物が使用されることができる。
【００２２】図３を参照するに、ブロック４０は、方向性のある低周波活性近傍に対する重み付けられたクロミナンス値の計算を示す。各方向に対して、対応する活性化近傍にあるピクセルを考慮する。各ピクセルは、その近傍におけるピクセル位置によって決定される重みを乗算された低周波クロミナンス値を有する。Ｃｊｋがｊ番目の方向性のある活性近傍におけるｋ番目のクロミナンス値である場合、Ｃｊは、ｊ番目の方向性のある活性近傍に対する重み付けされた平均のクロミナンス値であり、その値は、次のように計算される。
【００２３】
【数５】
重みに対する代表的な選択は、次のようになる。
【００２４】
【数６】
この重みのセットは、０の重みを得る最も離れたピクセルを除いて、１の重みを得る方向性をもつ活性化近傍におけるすべての点を示す。その他の重みの割り当ても可能であることを理解されるべきである。
【００２５】図３にブロック４２は、重み付けられたクロミナンス値のフィルター処理を示す。各クロミナンスデータ平面に対して、ブロック４２からの重み付けられたクロミナンス値は、サイズごとに格納される。最も高い値及び最も低い値は、捨てられ、残りのクロミナンス値が、それらの重みの総和と共に、ブロック４４に通される。空でない方向性のある近傍が３つより少ない場合、フィルター処理は、フィルター処理されたクロミナンス値を一切通さないだろう。フィルター処理は、各クロミナンスデータ平面に対し分離して実行される。
【００２６】最後に、図３のブロック４４は、ブロック４２からのフィルター処理されたクロミナンス値とピクセルクロミナンスとの結合を示す。フィルター処理されたクロミナンス値は、それらの個別の重みの総和によって重み付けられ、かつ、選択されたピクセルのクロミナンス値に、１の重みと共に結合される。その結果は、選択されたピクセルに対するノイズが除去された低周波クロミナンス値である。この処理は、両クロミナンスデータ平面に対し分離して実行される。ブロック４２からのフィルター処理されたクロミナンス値が一切通されない場合、選択されたピクセルのクロミナンス値に変更はなされない。
【００２７】当業者であれば、本発明が、デジタル画像処理の鎖（chain）の部分として使用されることができ、その他の画像処理ステップを備えるシーケンスに挿入されることができることを理解するだろう。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明では、輝度及びクロミナンス信号は、エイリアジング・アーチファクトを低減するだけでなく、ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成することにも使用されることができる。
【００２９】その他の効果は、計算全体量の低減によって、著しく計算時間が短縮されることである。大きな実効的な近傍を用いた高度に積極的なノイズ清掃は、大きな範囲の画像が計算メモリに残存されることを必要とすることなく、実行されることができる。画像のエッジ細部は、処理中に保護され、保存される。
【００３０】本発明は、画像の初期的なカラー空間に繊細でない、即ち、本発明は、ＲＧＢ、ＣＭＹ、ＣＭＹＧ、若しくは画像を定義する他のカラー空間に基づいても同等に作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい方法を示すブロック図である。
【図２】図１のブロック１４をより詳細に示すブロック図である。
【図３】図１のブロック１８をより詳細に示すブロック図である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、図１のブロック１４で使用される２つの低周波エッジ検出用カーネルをそれぞれ示す。
【図５】図１のブロック１４で生成されブロック１８で使用される処理されるべきピクセルの近傍を決定する際に採用されることができる方向を矢印により示す図である。
【符号の説明】
１０ 輝度値計算ブロック
１２ クロミナンス値計算ブロック
１４ 低周波近傍計算ブロック
１６ 低周波クロミナンス計算ブロック
１８ ノイズ除去低周波クロミナンスの計算ブロック
２０ ノイズ除去クロミナンスのアップサンプリングブロック
２２ ノイズ除去ＲＧＢの計算ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】 （ａ）カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、（ｂ）エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるべきピクセルの近傍を、計算するため、上記輝度信号とクロミナンス信号を使用し、（ｃ）上記クロミナンス信号に対する低周波クロミナンス信号を生成し、（ｄ）ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記低周波クロミナンス信号及び上記計算されたピクセルの近傍を使用し、（ｅ）アップサンプリングされたノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記ノイズが除去されたクロミナンス信号をアップサンプリング処理し、（ｆ）低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを備えたカラーデジタル画像を供給するため、上記輝度信号及び上記アップサンプリング処理されたノイズが除去されたクロミナンス信号を使用することを含む、カラーピクセルを有するカラーデジタル画像のカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化する方法。
【請求項２】 （ａ）入力カラーデジタル画像以外の修正された表現を有する新たなカラーデジタル画像を生成するため、入力カラーデジタルを画像処理し、（ｂ）少なくとも１つの解像度のより低いカラーデジタル画像を提供するため、上記入力カラーデジタルのカラーピクセルの数若しくは上記新たなカラーデジタル画像のカラーピクセルの数を減少させ、（ｃ）上記解像度のより低いカラーデジタル画像を、輝度及びクロミナンス成分を有する空間に変換し、（ｄ）上記解像度のより低いカラーデジタル画像の上記クロミナンス成分におけるエイリアジング・アーチファクトを、対象となるカラーピクセルの近傍のクロミナンス値の平均化であって、上記対象となるカラーピクセルの近傍にある平均化されるカラーピクセルが上記カラーデジタル画像の隣接エッジからの距離に関係付けられる平均化を実行することによって、減少させ、（ｅ）上記エイリアジング・アーチファクトが減少されたクロミナンス成分を、より高い解像度まで補間し、（ｆ）上記処理されたデジタル画像が最小化されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを有するように、上記入力カラーデジタル画像若しくは上記新たなカラーデジタル画像であるカラーデジタル画像を提供するため、上記最初の輝度成分及び上記補間されたクロミナンス成分を使用することからなる、処理されたカラーデジタル画像からカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化することを含むカラーデジタル画像を処理する方法。
【請求項３】 特定の画像特性を含むように仕切られるピクセルの近傍を計算する方法であって、（ａ）上記特定の画像特性を画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるピクセルの近傍を、計算するためデジタル画像を使用し、（ｂ）隣接ピクセルの値に基づいて、各ピクセルに対し活性数を計算し、（ｃ）上記特定の画像特性に関する各ピクセルに対する複数の傾向数を生成するため、各ピクセルに対する上記活性数及び所定の近傍にある隣接ピクセルに対する活性数を使用し、（ｄ）上記特定の画像特性を仕切る上記ピクセルの近傍を決定するため、各ピクセルに対する上記傾向数を使用することを含む、方法。
【請求項１】 （ａ）カラーデジタル画像から輝度信号とクロミナンス信号を供給し、（ｂ）エッジを画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるべきピクセルの近傍を、計算するため、上記輝度信号とクロミナンス信号を使用し、（ｃ）上記クロミナンス信号に対する低周波クロミナンス信号を生成し、（ｄ）ノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記低周波クロミナンス信号及び上記計算されたピクセルの近傍を使用し、（ｅ）アップサンプリングされたノイズが除去されたクロミナンス信号を生成するため、上記ノイズが除去されたクロミナンス信号をアップサンプリング処理し、（ｆ）低減されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを備えたカラーデジタル画像を供給するため、上記輝度信号及び上記アップサンプリング処理されたノイズが除去されたクロミナンス信号を使用することを含む、カラーピクセルを有するカラーデジタル画像のカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化する方法。
【請求項２】 （ａ）入力カラーデジタル画像以外の修正された表現を有する新たなカラーデジタル画像を生成するため、入力カラーデジタルを画像処理し、（ｂ）少なくとも１つの解像度のより低いカラーデジタル画像を提供するため、上記入力カラーデジタルのカラーピクセルの数若しくは上記新たなカラーデジタル画像のカラーピクセルの数を減少させ、（ｃ）上記解像度のより低いカラーデジタル画像を、輝度及びクロミナンス成分を有する空間に変換し、（ｄ）上記解像度のより低いカラーデジタル画像の上記クロミナンス成分におけるエイリアジング・アーチファクトを、対象となるカラーピクセルの近傍のクロミナンス値の平均化であって、上記対象となるカラーピクセルの近傍にある平均化されるカラーピクセルが上記カラーデジタル画像の隣接エッジからの距離に関係付けられる平均化を実行することによって、減少させ、（ｅ）上記エイリアジング・アーチファクトが減少されたクロミナンス成分を、より高い解像度まで補間し、（ｆ）上記処理されたデジタル画像が最小化されたカラー・エイリアジング・アーチファクトを有するように、上記入力カラーデジタル画像若しくは上記新たなカラーデジタル画像であるカラーデジタル画像を提供するため、上記最初の輝度成分及び上記補間されたクロミナンス成分を使用することからなる、処理されたカラーデジタル画像からカラー・エイリアジング・アーチファクトを最小化することを含むカラーデジタル画像を処理する方法。
【請求項３】 特定の画像特性を含むように仕切られるピクセルの近傍を計算する方法であって、（ａ）上記特定の画像特性を画成するピクセルによって実質的に仕切られる、処理されるピクセルの近傍を、計算するためデジタル画像を使用し、（ｂ）隣接ピクセルの値に基づいて、各ピクセルに対し活性数を計算し、（ｃ）上記特定の画像特性に関する各ピクセルに対する複数の傾向数を生成するため、各ピクセルに対する上記活性数及び所定の近傍にある隣接ピクセルに対する活性数を使用し、（ｄ）上記特定の画像特性を仕切る上記ピクセルの近傍を決定するため、各ピクセルに対する上記傾向数を使用することを含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００２−１８５８１１（Ｐ２００２−１８５８１１Ａ）
【公開日】平成１４年６月２８日（２００２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３１５９８８（Ｐ２００１−３１５９８８）
【出願日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年６月２８日（２００２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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