专利名称：图像处理装置、方法、以及程序的制作方法
技术领域：
本发明，涉及用于对图像数据的缺陷部分进行修正的图像处理装置、方法、以及程序，尤其涉及即使在图像数据的缺陷部分上存在图像边界的情况下，也可以反映这些要素而进行可适当地插补的修正处理的图像处理装置、方法、以及程序。
背景技术：
在照相胶片上，有时在其表面会存在伤痕、灰尘、污垢等缺陷。因此，已知有以下的技术，即，从存在这样的缺陷的照相胶片上读取图像并记录在印相纸上或者显示在显示器上等而进行输出时，通过辉度调整处理、插补处理等图像处理来对这样的缺陷部进行修正。
作为这样的技术，已知有以下的技术，即，比如红外光，与可见光不同，当将其照射到照相胶片上时，基本不受在其上拍照的图像的影响，而仅仅受伤痕、灰尘的影响，利用这一特性，通过辉度调整处理进行修正。该技术，具体地说是将红外光以及可见光照射到照相胶片上，将红外光的图像数据的像素值处于一定阈值以下的部分视为缺陷部，并在该缺陷部的各颜色成分(红色(R)、绿色(G)、蓝色(B))的像素值上，追加与缺陷部相对于正常部的红外光的衰减量相应的值，以提高辉度，由此使缺陷部的各颜色成分的像素值与正常部一致而调整辉度(比如，参照专利文献1)。
但是，这样的辉度调整处理，由于以在缺陷部中各颜色成分的像素值只相互衰减同样的量为前提，当由于照相胶片的乳剂面带有伤痕而使每种颜色成分的像素值的衰减量不同的情况下，就无法适当地对缺陷部进行修正。
在这种情况下，虽然可以采用利用周围的正常像素的像素值对缺陷部进行修正的插补处理的技术，但是如果只是单纯地用邻接的正常像素的像素值适用于缺陷像素，当在缺陷部上存在边界等的情况下，就不能进行适当的修正。因此，已知有以下的技术，即，检测出图像边界存在的方向，并沿着该方向进行插补处理。该技术具体地说就是从缺陷像素沿着相互不同的多个方向，分别运算各方向的正常像素的浓度梯度、正常像素间的距离等图像特征量，进而对所述的多个方向分别进行从相对于所述缺陷部而在图像上位于规定方向上的正常像素的信息，通过插补处理，求出用于修正所述缺陷像素的修正值，并从所述图像特征量和在就各个方向上运算出的修正值求出最终的修正值，进行所述缺陷部的修正(比如，参照专利文献2)。
专利文献1特开平11-98370号公报(第15-16页、图4)专利文献2特开2001-78038号公报(第7-8页、图4-5、图8)但是，在所述的专利文献2所记载的以往的插补处理的修正方法中，当从修正对象的缺陷像素沿着相互不同的多个方向检索正常像素时，必须要进行从所述缺陷像素附近的像素开始顺序地向外侧逐个像素地判断是否为正常像素的处理。所以，当在很广的区域存在缺陷像素时，就会存在CPU等的运算处理部的负载增加，运算处理所要时间增长的问题。特别是当处理对象的图像数据是像素数很多的高精度图像的情况下，包含在一个缺陷中的缺陷像素的数也就增多，运算处理所要时间的增长倾向很明显。
另一方面，当处理对象的图像数据是像素数很多的高精度图像的情况下，图像的边界，也就是图像中的色彩的转折点也有精细的表现，如果不提高检测图像的边界的方向的精度，就不能进行正确的修正，而在所述的专利文献2中记载的以往的插补处理的修正方法中，由于以缺陷像素为中心检索正常像素的方向与图像数据无关，而是固定的，因此对像素数多的高精度图像，检索正常像素的方向太少，检测图像边界的方向的精度不够，或者对于像素数少的图像，又出现检索正常像素的方向不必要地过多，而浪费运算处理所要的时间的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的课题而提出的，其目的在于提供一种可正确地检测出图像的缺陷部周围的边界存在的方向，并沿着该方向进行适当的插补处理，并且通过抑制用于检测所述边界的存在方向的运算处理的运算量，可以提高处理速度的图像处理装置、方法以及程序。
为了实现所述目的的本发明的图像处理装置的第一特征构成在于，具有从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的对象像素选择装置；沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧，分别检测出一个或两个以上的正常像素的正常像素检测装置；根据包含于所述图像数据中的像素数，对由所述正常像素检测装置检测正常像素时的沿着所述检测线的检索间隔进行调节的检索间隔调节装置；采用由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的插补值运算装置；采用由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的加权系数运算装置；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的加权平均值运算装置；采用由所述加权平均值运算装置运算得到的加权平均值，对所述对象像素进行修正的修正装置。
另外，在正常像素检测装置中，当沿着各检测线并在夹持着对象像素的两侧分别检测出两个以上的正常像素的情况下，也可以在插补值运算装置以及加权系数运算装置中，通过分别运算其两侧的两个以上的正常像素的像素值的平均值等，采用这两个以上的正常像素的像素值来对对象像素的插补值、加权系数进行运算。
根据该第一特征构成，可以对各缺陷像素求出基于沿着多个方向的检测线而存在的正常像素的像素值的插补值，进而，根据沿着各检测线而存在的正常像素的像素值求出各方向的加权系数，运算利用该加权系数的加权平均值并修正缺陷像素，因此，可以求出对应于存在于缺陷像素的周围的各方向上的图像的边界的最终修正值，并可以进行正确地反映图像的边界的适当的插补处理。而且，通过根据包含于处理对象的图像数据中的像素数来调节检测正常像素时的沿着各检测线的检索间隔，即使处理对象的图像数据是像素数多的高精度图像，而且缺陷像素存在的区域也很广的情况等，也可以对应于这种情况，抑制用于检测边界的存在方向的运算处理的运算量，并可以提高处理速度。
本发明的图像处理装置的第二特征构成在于在所述第一特征构成的基础上，具有根据包含于所述图像数据中的像素数，对由所述正常像素检测装置检测正常像素时的邻接的所述检测线间的角度间隔进行调节的检索角度调节装置。
当包含于处理对象的图像数据中的像素数很多的情况下，就要详细地表现图像的边界，在必须提高检测图像的边界方向的精度的同时，如果过于增加用于检测图像的边界方向的检测线的数量，就会增加运算处理的量而降低处理速度。根据所述的第二特征构成，根据包含于处理对象的图像数据中的像素数来调节检测线间的角度，就可以采用适当数量的检测线来进行运算处理，因此，根据包含于处理对象的图像数据中的像素数，可以适当地调节检测图像的边界方向的精度和运算处理速度。
本发明的图像处理装置的第三特征构成在于在第一或第二特征构成的基础上，采用将由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值进行对数变换而得到的值，由所述插补值运算装置对所述对象像素的插补值进行运算和由所述加权系数运算装置对各检测线的加权系数进行运算，并且采用对由所述加权平均值运算装置运算得到的所述对象像素的插补值的加权平均值进行反对数变换而得到的值，由所述修正装置对所述对象像素进行修正。
根据该第三特征构成，由于可以将在图像中比较多地表现的中间色调附近的像素值的灰度差变小，减小一个对象像素的各检测线的插补值的差，因此，即使在图像数据中包含有错综复杂图像边界的图像的情况，即使在这些边界的方向的检测上存在错误的情况，也可以做到不过分强调该错误地进行修正，也可以使修正的部位不明显。
本发明的图像处理装置的第四特征构成在于在所述第一到第三构成的基础上，采用对由所述加权系数运算装置运算得到的各检测线的加权系数进行n次方(n是10以上的任意数)而得到的值，由所述加权平均值运算装置对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算。
根据该第四特征构成，可以通过进行n次方运算来强调各检测线的加权系数，对加权系数大的方向的检测线，也就是对适合于修正的方向的检测线的插补值进行强调，使之对修正值(加权平均值)施与更大的影响。所以，可以进行反映图像的边界的适当的缺陷像素的插补处理。这里，n的值，由于根据应该修正的图像的状态具有不同的适当的值，因此最好确定为从各种图像数据的统计等中实验地求出的值。
本发明的图像处理装置的第五特征构成在于在所述第一到第四特征构成的基础上，所述加权系数运算装置，以采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值中较大一侧的值作为分母，而以较小一侧的值作为分子，将其比率作为加权系数来进行运算。而且，本发明的图像处理装置的第六特征构成在于在所述第一到第四特征构成的基础上，所述加权系数运算装置，以采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值的差分的绝对值相对于规定值的补数作为加权系数来进行运算。
根据该第五或第六的特征构成，由于能够使分别位于沿着检测线并夹持对象像素的两侧的一个或两个以上的正常像素的像素值越近则加权系数越重，因此，可以加重处于适当的插补方向的检测线的加权系数并对对象像素进行修正。
本发明的图像处理装置的第七特征构成在于在从所述第一到第六特征构成的基础上，所述插补值运算装置，通过采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值之间的线性插补，来对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算。
根据该第七特征构成，根据分别位于沿着检测线并夹持对象像素的两侧的一个或两个以上的正常像素的像素值、和位于两侧的正常像素间的距离，可以运算对象像素的适当的插补值。
本发明的图像处理方法的特征构成在于，具有从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的步骤；根据包含于所述图像数据中的像素数调节检索间隔，并且沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧分别检测出一个或两个以上的正常像素的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的步骤；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的步骤；采用所述加权平均值，对所述对象像素进行修正的步骤。
根据该特征构成，与所述第一特征构成的效果相同，可以进行正确地反映图像的边界的适当的插补处理，并且可以抑制根据包含于处理对象的图像数据中的像素数而检测边界存在的方向的运算处理的运算量，并提高处理速度。
本发明的图像处理程序的特征构成在于，让计算机执行以下处理从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的步骤；根据包含于所述图像数据中的像素数调节检索间隔，并且沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧分别检测出一个或两个以上的正常像素的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的步骤；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的步骤；采用所述加权平均值，对所述对象像素进行修正的步骤。
根据该特征构成，与所述第一特征构成的效果相同，可以进行正确地反映图像的边界的适当的插补处理，并且可以抑制根据包含于处理对象的图像数据中的像素数而检测边界存在的方向的运算处理的运算量，并提高处理速度。
图1是表示本发明的实施方式的图像印刷系统的外观的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的图像印刷系统的概要构成的模式图。
图3是表示本发明的实施方式的图像处理装置的功能的框图。
图4是表示本发明的实施方式的缺陷像素的修正处理的流程图。
图5是表示在本发明的实施方式的缺陷像素的修正处理中，沿着通过一个对象像素的多个方向的检测线检测出正常像素P的处理的一例的说明图。
图6是表示在本发明的实施方式的缺陷像素的修正处理中，对象像素的插补值的运算方法的一例的图。
图中1-图像处理装置，4-图像印刷系统，5-图像读取装置，6-图像记录装置，17-CPU，18-存储器，19-缺陷像素修正部，25-正常/缺陷判定部，26-对象像素选择部，27-正常像素检测部，28-检索间隔调节部，29-检索角度调节部，30-插补值运算部，31-加权系数运算部，32-加权平均值运算部，33-修正部，O-对象像素，P-正常像素，L-检测线，H-对象像素插补值，W-加权系数，A-加权平均值，F-最终修正值。
具体实施例方式
以下，作为本发明的实施方式，根据附图对将本发明的图像处理装置1适用于从照相胶片2读取图像并记录在印相纸3上的图像印刷系统4的情况进行说明。图1是表示实施方式的图像印刷系统4的外观的立体图，图2是表示本实施方式的图像印刷系统4的概要构成的模式图，图3是表示本实施方式的图像处理装置1的功能的框图。
如在这些图中所示，该图像印刷系统4，具备将利用未图示的胶片显影机进行了显影处理的照相胶片2的摄影图像帧作为数字图像数据进行读取的图像读取装置5；对读取的图像数据进行图像处理并生成印刷数据的图像处理装置1；以及根据来自图像处理装置1的印刷数据进行曝光处理和显影处理并将图像记录到印相纸3上的图像记录装置6而构成。
图像读取装置5是所谓的胶片扫描器，作为主要的构成要素，如图2所示，具备照明光学系统7；变焦镜头等摄影光学系统8；将入射的光分为可见光和红外光的分色镜9；可见光传感器装置10；红外光传感器装置11。照明光学系统7，具备作为光源的碘钨灯或发光二极管；对从该光源来的光进行调光的镜片隧道、扩散板等而构成。可见光用传感器装置10，具备为了检测由照相胶片2的三个基本颜色成分，在本实施方式中为R(红色)光、G(绿色)光、B(蓝色)光构成的可见光图像，而安装各自适合的彩色滤光器的三个CCD阵列10a；处理由这些CCD阵列10a检测出的可见光信号，并生成由基本颜色成分构成的R光、G光、以及B光的各自的图像数据，并向图像处理装置1传送的可见光用信号处理电路10b。而且，红外光用传感器装置11，具备为了将附在照相胶片2上的伤痕的状态作为红外光图像检测出来，而只接收从分色镜9分出来的红外光地配置的CCD阵列11a；处理由该CCD阵列11a检测出的红外光信号，生成红外光图像数据并向图像处理装置1进行传送的红外光用信号处理电路11b。
在这样构成的图像读取装置5中，将照相胶片2的摄影图像帧定位在规定的读取位置上后，就开始进行摄影图像帧的读取处理，然而此时摄影图像帧的投影光像，通过向胶片传送机构12的照相胶片2的副扫描方向的送进操作，以分割成多个切槽图像的形状，顺次地由可见光用传感器装置10以及红外光用传感器装置11进行读取，并光电变换成R、G、B的各颜色成分的图像信号以及红外成分的图像信号，并作为数字图像数据传送到图像处理装置1。这样，由图像处理装置1对照明光学系统7、摄像光学系统8、可见光用传感器装置10以及红外光用传感器装置11进行各种控制，在本实施方式中，图像处理装置1的一部分功能部分成为图像读取装置5的构成要素。
图像处理装置1，在这里基本上由通用的微机构成，另外，还具有如下的一些附属设备显示该图像印刷系统4的操作画面的监视器13、从数字相机等的存储卡等读入图像的介质读取器14、用于操作者操作输入的键盘15以及鼠标16等。
图像处理装置1，将CPU17作为核心部件，其用于对输入的数据进行各种处理的功能部安装在硬件上或者软件上或者同时安装在硬件和软件上。作为与本发明有特殊关系的功能部，如图3所示，可以举出为了进行各种处理而暂时存储可见光图像数据以及红外光图像数据的存储器18，利用存储在存储器18中的可见光图像数据以及红外光图像数据进行缺陷像素修正的缺陷像素修正部19；对展开在存储器18中的可见光图像数据实施色调补正、滤光(色差模糊或锋利等)、修剪等缺陷以外的各种图像处理的图像调整部20；将图像数据或其它的显示项目读取到视频存储器，并且将展开在该视频存储器中的映像通过视频控制器变换成视频信号，传送到监视器13上的视频控制部21；将在缺陷像素修正部19以及图像调整部20上处理的最终的图像数据变换成印刷数据并传送到图像记录装置6的曝光印刷部22的印刷数据生成部23；根据在采用图形用户接口(GUI)做出的操作画面下，通过键盘15以及鼠标16等输入的操作指令或预先程序化的操作指令对各功能部进行控制的印刷管理部24。
缺陷像素修正部19，具备采用保存在存储器18中的红外光图像数据，对包含在可见光图象数据中的各像素是正常像素还是缺陷像素进行判定，并生成登录正常像素以及缺陷像素的各坐标的正常/缺陷图的正常/缺陷判定部25；从在该正常/缺陷判定部25中判定为正常像素的像素中顺序选择1个对象像素O的对象像素选择部26；对该由对象像素选择部26选择的各对象像素O，沿着通过对象像素O的多个方向的检测线L、在夹持对象像素O的两侧分别检测出正常像素P的正常像素检测部27；根据包含于图像数据中的像素数，在由正常像素检测部27检测正常像素时，调节沿着检测线L的检索间隔的检索间隔调节部28；根据包含于图像数据中的像素数，在由正常像素检测部27检测正常像素时，调节邻接的检测线L间的角度间隔的检索角度调节部29；采用由正常像素检测部27沿着各检测线L检测出的正常像素P的像素值，对各检测线L的对象像素O的插补值H进行运算的插补值运算部30；采用由正常像素检测部27沿着各检测线L检测出的正常像素的像素值，对各检测线L的加权系数W进行运算的加权系数运算部31；采用对各检测线L的对象像素O的插补值H和加权系数W，运算对象像素O的插补值H的加权平均值A的加权平均值运算部32；采用由加权平均值运算部32运算得到的加权平均值A运算最终修正值F，并对对象像素O进行修正的修正部33。上述缺陷像素修正部19的各部，可以通过保存在硬盘驱动器、ROM(只读存储器)等存储装置，或者CD(高密度磁盘)、DVD等存储介质上的程序来适当地实现。另外，‘O’、‘P’、‘L’、‘H’、‘W’、‘A’以及‘F’，是分别代表多个存在的对象像素、正常像素、检测线、插补值、加权系数、加权平均值以及最终修正值的符号，在以后的说明中，只有在表示多个存在的对象中的特定对象的情况下，才会如‘PO’、‘LO’等所示，添加数字或者英文字母来表示。
这里，本实施方式中的对象像素选择部26、正常像素选择部27、检索间隔调节部28、检索角度调节部29、插补值运算部30、加权系数运算部31、加权平均值运算部32、以及修正部33分别相当于发明内容中的对象像素选择装置、正常像素检测装置、检索间隔调节装置、检索角度调节装置、插补值运算装置、加权系数运算装置、加权平均值运算装置以及修正装置。另外，关于该缺陷像素修正部19中的对象像素的缺陷修正处理，将在以后进行详细说明。
图像记录装置6，如图2所示，将收容在两个印相纸箱40中的滚筒状的印相纸3拉出并由切纸刀41切成印刷的尺寸，并且由背面印刷部42将颜色补正信息、帧编号等印刷处理信息印刷到这样切成的印相纸3的背面，同时在曝光印刷部22对印相纸3的表面进行摄影图像的曝光，并且将该曝光后的印相纸3传送到具有多个显影处理槽的处理槽装置43中进行显影处理。干燥后从装置上部横向传送输送带44传送到分类器45的印相纸3，以按照顺序单位分送到该分类器45的多个托盘46中的状态而进行集中(参考图1)。
而且，在图像记录装置6中，为了以与对印相纸3的各种处理一致的传送速度传送印相纸3，还敷设了印相纸传送机构47。印相纸传送机构47，由在印相纸传送方向上、配置在曝光印刷部22的前后的、包含卡盘式印相纸传送单元47a的多个夹持传送滚轮对而构成。在曝光印刷部22中，设置着沿着主扫描方向、根据来自图像记录装置6的印刷数据而向沿副扫描方向传送的印相纸3，进行R、G、B的3原色的激光光线的照射的行曝光头。处理槽装置43，具备贮存发色显影处理液的发色显影槽43a、贮存漂白定影处理液的漂白定影槽43b、贮存稳定处理液的稳定槽43c。
接着，根据图4所示的流程图，对本实施方式中的缺陷像素的修正处理进行详细说明。
首先，将由图像读取装置5的可见光用传感器装置10以及红外光用传感器装置11取得的可见光图像数据和红外光图像数据读入到存储器18中(#01)。然后，在正常/缺陷像素判定部25中，采用由#01的处理而保存到存储器18中的红外光图像数据，对包含于可见光图像数据中的各像素是正常像素还是缺陷像素进行判定，并生成登录有正常像素以及缺陷像素的各坐标的正常/缺陷图(#02)。该处理，可以通过当包含于红外光图像数据中的各像素的像素值为预先设定的一定的阈值以上的情况下，判定为正常像素，当低于该一定的阈值的情况下，判定为缺陷像素，并根据这些各个像素的坐标将表示正常或者缺陷的信息登录到正常/缺陷图上而进行。作为这里使用的一定的阈值，最好是根据包含于红外光图像数据中的全像素的像素值的平均值来设定。
接着，在对象像素选择部26中，从在正常/缺陷判定部25中判定为缺陷像素的像素中选择一个对象像素O(#03)。作为该对象像素O，是作为缺陷像素而登录到正常/缺陷图上的像素，从尚未作为对象像素O而被选择的像素中选择。此时，可以从尚未被选择为对象像素O的缺陷像素中选择任意的像素，而最终，将包含于处理对象的图像数据中的所有的缺陷像素作为对象像素O而选择。
接着，在以后的#06中，在沿着通过对象像素O的多个方向的检测线L、在夹持对象像素的两侧分别进行检测正常像素P的处理之前，在检索间隔调节部28中，根据包含于图像数据中的像素数，确定检测正常像素P时的沿着检测线L的检索间隔(#04)，在检索角度调节部29中，根据包含于图像数据中的像素数，确定检测正常像素时的邻接的检测线L间的角度间隔(#05)。
检测所述#04的处理中的正常像素时的检索间隔，根据包含于处理对象的图像数据中的像素数，其像素数越多，检索间隔越大，其像素数越少检索间隔越小地确定是优选的。比如，准备一个表，将在图像处理装置1中处理的图像数据，通过像素数分成像素数少的、像素数中间的、像素数多的三个等级，并且可以将像素数少的检索间隔设定为‘0’，将沿着检测线L的所有像素作为对象进行正常像素P的检索，将像素数为中间的检索间隔设定为‘1’，并沿着检测线L每隔一个像素进行正常像素P的检索，将像素数多的检索间隔设定为‘2’，并沿着检测线L每隔两个像素进行正常像素P的检索。而且，如果不用这样的表，也可以由一定的关系式表示处理对象的图像数据的像素数和检索间隔，并在每次修正处理时，运算检索间隔并决定之。另外，处理对象的图像数据的像素数与检索间隔的关系，可以由印刷图像所必要的画质或图像处理装置1的处理能力来适宜地决定。
本实施方式的图像处理装置1，是将从胶片读取的图像数据作为处理对象的装置，因此，所谓包含于图像数据中的像素数多的情况，就是高精度读取胶片的图像的情况，在这种情况下，将一个伤痕或尘埃作为读取的结果来表现的缺陷像素成块，即存在缺陷像素的区域变大的情况很多。所以，从这样大的缺陷像素的成块中的一个对象像素O沿着各检测线L检索正常像素P时，从对象像素O到正常像素P为止的距离变长(像素数多)的情况很多，用于检测正常像素P的运算量增多，运算处理所要的时间加长。因此，当包含于处理对象的图像数据中的像素数很多的情况下，通过如上所述地加大检索间隔，可以减少用于检测正常像素P的运算量。而且，在那样的高精度图像数据中，邻接像素的像素值多为接近值，因此，即使加大检索间隔也基本不会降低修正部分的画质。另一方面，包含于图像数据中的像素数少的情况下，是比较粗糙地读取胶片的图像的情况，在这种情况下，将一个伤痕或尘埃等缺陷作为读取的结果来表现的缺陷像素成块小的情况较多。所以，从对象像素O到正常像素P的像素间距离短的情况很多，即使缩小检索间隔，用于检测正常像素P的运算量也不会增加很多。
而且，根据包含于处理对象的图像数据中的像素数，其像素数越多，角度间隔越小，其像素数越少角度间隔越大地来确定在所述#05的处理中检测正常像素时的邻接的检测线L间的角度间隔是优选的。比如，与所述#04的处理中的检索间隔的情况一样，准备一个表，将在图像处理装置1中处理的图像数据，通过像素数分成像素数少的、像素数中间的、像素数多的三个等级，并且可以将像素数多的邻接的检测线L间的角度间隔设定为‘10°’，将像素数为中间的邻接的检测线L间的角度间隔设定为‘20°’，将像素数少的邻接的检测线L间的角度间隔设定为‘30°’。而且，也可以不用这样的表，而由一定的关系式表示处理对象的图像数据的像素数和检测线L间的角度间隔，并在每次修正处理时，运算角度间隔并决定之。另外，处理对象的图像数据的像素数与检测线L间的角度间隔的关系，可以由印刷图像所必要的画质或图像处理装置1的处理能力等来适宜地决定。
本实施方式的图像处理装置1，是将从胶片读取的图像数据作为处理对象的装置，因此，所谓包含于图像数据中的像素数多的情况，就是高精度读取胶片的图像的情况，在这种情况下，包含于图像数据中的图像中的像的边界也是精细平滑地表示的。所以，当在这样高精度的图像的边界上存在缺陷像素的情况下，将邻接的检测线L间的角度间隔变小，沿着更多的方向检索正常像素P，更正确地检索适当的插补方向，从而可以正确地反映像的边界，并平滑地修正该边界。另外，将检测线L间的角度间隔变小后，虽然由于必须对更多的方向检索正常像素P而增加了运算量，但是该增加的部分，可以通过所述的#04的处理中的调整检索间隔而吸收掉。另一方面，当包含于图像数据中的像素数少的情况下，是比较粗糙地读取照片的图像的情况，在这种情况下，包含于图像数据中的图像的边界大多也比较粗糙。所以，即使比较粗地设置检测线L的角度间隔，对修正后的画质的影响也很小。
接着，在正常像素检测部27中，根据在#05的处理中确定的检测线L间的角度间隔，设定通过对象像素O的多个方向的检测线L，并沿着其中的一个方向的检测线L，在夹持对象像素O的两侧分别检测的正常像素(#06)。在检测该正常像素O时的沿着检测线L的检索间隔，设为在#04的处理中确定的检索间隔。图5表示沿着通过对象像素O的多个方向的检测线L检测出正常像素P时的一例。在该图中，表示了在#04的处理中确定的检索间隔是‘2’，在#05的处理中确定的检测线L间的角度是‘15°’的情况。这里，检测线L，是在以对象像素为中心的放射状的多个方向之中，夹持对象像素O而处于直线上的相反的两个方向的一条线。
在沿着检测线L检测出正常像素P时，当邻接的检测线L间的角度间隔为90°或45°以外的情况下，由于不限定检测线L通过所有的像素中央，因此在这种情况下，对于检测线L通过的位置，将中心位置最近的像素视为检测线L上的像素。而且，在正常像素P的检索时，将包含被这样视为的像素的检测线L上的像素作为对象，以所述规定的检索间隔进行检索。在图5中，检索间隔为‘2’，从对象像素O沿着检测线L朝向外侧分别每隔一个像素判断是缺陷像素还是正常像素，将其中处于离对象像素O最近位置上的正常像素，作为分别位于沿着其检测线L并夹持对象像素O的两侧的正常像素P而检测出来。另外，在本实施方式中，沿着检测线L并在夹持对象像素O的两侧分别检测出每一个的正常像素P，并采用这些正常像素P的值对以后的对象像素O的插补值H、加权系数W进行运算，但是，也可以在夹持对象像素O的两侧分别检测出每两个以上的正常像素P，并采用这些两个以上的正常像素P的平均值等对以后的对象像素O的插补值H、加权系数W进行运算。而且，正常像素P的检索并不限定在所述那样的检测线L上，也可以检索包含位于检测线L附近的正常像素P。
另外，对沿着所述一条检测线L检索正常像素P的结果进行判断，即判断在夹持对象像素O的两侧在规定距离内是否检测出正常像素P(#07)。这是由于位于距离对象像素O较远的位置的正常像素P的值，不适合用于对象像素O的修正，因此当在预先设定的规定距离内不存在正常像素的情况下，就不将对该方向的检测线L的正常像素P的值用于对象像素O的插补值H或加权系数W的运算。所以，当夹持对象像素O的两侧之中的任何一方，在规定距离内都不存在正常像素的情况下(#07否)，就返回到#06的处理，进行沿着下一条检测线L检测正常像素P的处理。这里，作为所述规定距离，比如可以是由‘25’像素等那样的简单地以距离(像素数)表示的确定值，也可以是如‘25×(检索间隔)’像素那样地根据包含于处理对象的像素数据中的像素数而变化的值。
另一方面，当在夹持对象像素O的两侧，均在规定的距离内检测出正常像素P的情况下(#07是)，接着，在插补值运算部30中，采用在#06中检测出的正常像素P的像素值，对检测出该正常像素P的检测线L的对象像素O的插补值H进行运算(#08)。作为该对象像素O的插补值H的运算方法，采用推定地求出预想为当对象像素O没有缺陷时的值的像素值的方法，比如，可以适用线性插补。具体地，将位于沿着图5所示的一条检测线L1并夹持着对象像素O的两侧的正常像素分别作为P1、P2，并且在采用这些的正常像素P1、P2的像素值运算对象像素O的插补值H1时，分别对R、G、B的各成分，如图6所示，用直线连结正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值，并通过线性插补对与从对象像素O到正常像素P1或者P2为止的距离的比相对应的所述直线上的值进行运算，并作为对象像素O的插补值H1r、H1g、H1b。这里，图6的图形的纵轴是各像素的像素值，横轴表示沿检测线L1的各像素的位置关系。如果以在R、G、B各成分之中的R为例具体地表示本实施方式的对象像素O的插补值H的运算公式，则成为以下的公式(1)。
Hragl,m,n=rad1rad1+rad2×(Rdat2-Rdat1)+Rdat2---(1)]]>其中，Rdat1是对夹持对象像素O的一方的正常像素P1的R成分的像素值进行对数变换得到的值，Rdat2是对另一方的正常像素P2的R成分的像素值进行对数变换得到的值，rad1是从对象像素O到正常像素P1为止的距离的绝对值，rad2是从对象像素O到正常像素P2为止的距离的绝对值，(m、n)是对象像素O的坐标，agl是通过对象像素O的多个检测线L的角度，为在#05的处理中确定的检测线L间的每个角度间隔的值。在对正常像素P1以及P2的R成分的像素值进行对数变换时的对数的底，在这里取‘e’，为自然对数，但是也可以用常用对数。另外，在这里，采用的对正常像素P1以及P2的像素值进行对数变换而得到的值，但也可以直接使用这些像素值进行以后的运算。
对于G成分以及B成分，也可以通过同样的方法，分别运算插补值H1g以及H1b。另外，对象像素O的插补值H的运算方法，并不限定于线性插补，只要是可以推定地求出预想为当在对象像素O上没有缺陷的情况下的值的像素值的插补方法就可以采用。
接着，在加权系数运算部31中，采用在#06中检测出的正常像素P的像素值，对检测该正常像素P的检测线L的加权系数W进行运算(#09)。一条检测线L1的加权系数W1确定可靠性的系数，即，如后所述，根据与其他方向的检测线L运算得到的对象像素O的插补值H的关系，对最终修正值(加权平均值A)应该以何种程度的比例(权)来使用在#08的处理中对一条检测线L1运算的对象像素O的插补值H1，也就是各检测线L的对象像素O的插补值H为何种程度的适当的值。
一般地，当位于沿着某一检测线L并夹持对象像素O的两侧的正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值的值差别较大的情况下，在正常像素P1和正常像素P2之间，存在图像的边界也就是图像中的色彩的转折点的可能性很高，相反，当正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值的值接近的情况下，在正常像素P1和正常像素P2之间，不存在图像的边界的可能性很高。在这种情况下，可以认为比起在跨越图像的边界的方向上插补的缺陷像素的插补值H，在沿着图像的边界的方向插补的缺陷像素的插补值H作为适当的值的可能性更高。这是由于由线性插补等来适当地推定沿着像素值变化大的方向而存在于正常像素之间的对象像素O(缺陷像素)的像素值是困难的，而相对于此，由沿着像素值的变化少的方向的插补则可以比较容易推定对象像素O的适当的插补值。
因此，在本实施方式中，以正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值中较大的值作为分母，以小的一方的值作为分子，分别对R、G、B的各成分运算其比值，并作为加权系数Wr、Wg、Wb。由此，将加权系数W作为正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值越近则加权越大的系数来进行运算。如果以R、G、B的各成分之中的R为例来具体地表示本实施方式的加权系数W的运算式，则如以下的公式(2)所示。
Wragl,m,n=min(Rdat1,Rdat2)max(Rdat1,Rdat2)---(2)]]>其中，max(Rdat1，Rdat2)，为所述Rdat1或者Rdat2其中较大一方的值，min(Rdat1，Rdat2)，为所述Rdat1或者Rdat2其中较小一方的值，Wragl，m，n，为对检测线L的加权系数。另外，当Rdat1以及Rdat2的两方的值皆为‘0’的情况下，为了避免无法进行计算，进行将Wragl，m，n设定为‘1’的处理。对于G成分以及B成分，也可以由同样的方法，分别运算插补值Wg以及Wb。
而且，对检测线L的加权系数W的运算方法，并不限定所述的方法，也可以分别对R、G、B的各成分进行运算，用正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值的差分的绝对值相对于规定值α的补数除以规定值α，并作为加权系数Wr、Wg、Wb。如果以R、G、B的各成分之中的R为例来具体地表示这样的加权系数W的运算公式，则成为以下的公式(3)。
Wragl,m,n=α-|Rdat1-Rdat2|α---(3)]]>这里，将规定值α，设定为正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值的差分的绝对值可取的最大值则是优选的。由此，就可以使正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值越近其加权系数W越大。另外，规定值α的值并不限定于此，也可以设定为正常像素P1的像素值和正常像素P2的像素值的差分的绝对值所取的最大值以下的值。但是，在这种情况下，由于有时会发生所述补数成为负值的情况，因此当所述补数小于‘0’时，必须附加将加权系数W设定为‘0’的条件。而且，在这里，为了使加权系数W成为‘0’以上‘1’以下的值，设定由所述补数除以规定值α，但是也可以不将所述补数除以规定值α，而直接作为加权系数W。
接着，对根据在#05的处理中确定的检测线L间的角度间隔而设定的、通过对象像素O的多个方向的检测线L的全部，对是否完成了#06～#09的处理进行判断(#10)。而且，当对所述多个方向的检测线L的全部检测线而言，#06～#09的处理还没有完成的情况下(#10否)，则返回到#06的处理，并选择已经处理完成的检测线L以外的检测线L，重复进行#06～#09的处理。
另一方面，当对所述多个方向的检测线L的全部检测线而言，#06～#09的处理已经完成的情况下(#10是)，则在加权平均值运算部32中，对在#03的处理中选择的一个对象像素O的加权平均值A进行运算(#11)。也就是，采用在#03～#09的处理中运算的各检测线L的对象像素O的插补值H和加权系数W，运算选择的一个对象像素O的插补值H的加权平均值A。具体地，就是分别对R、G、B的各成分，对各检测线L的插补值H上乘以该检测线L的加权系数W的n次方，并对通过该对象像素O的全部多个检测线L，求以上乘积值的总和，然后将该总和除以在所述乘积值的运算中使用的全部的加权系数W的n次方的总和。如果以R、G、B的各成分之中的R为例来具体地表示该加权系数平均值A的运算公式，则成为以下的公式(4)。
Arm,n=Σagl=0180(Hragl,m,n×Wragl,m,n20)Σagl=0180Wragl,m,n20---(4)]]>在本实施方式中，通过对象像素O的检测线L，以15°间隔设定12条，并对各条检测线，按照R、G、B的各成分，运算插补值Hr、Hg、Hb与加权系数Wr、Wg、Wb，因此，通过用12个加权系数W的n次方的和去除这12个插补值H和加权系数W的n次方的乘积值的和来运算加权平均值A。
这里，由于加权系数W是‘0’以上、‘1’以下的值，所以通过加权系数W的n次方运算，可以强调加权系数W的值。由此，可以加大沿着对象像素O周围的图像边界的存在方向而运算的对象像素O的插补值H对所述加权平均值A施与的影响，可以进行反映了图像的边界方向的适当的缺陷像素的修正。这里，n的值，根据应该修正的图像的状态具有不同的合适的值，因此，最好是选择从各种图像数据的统计中实验地求出的值，但是，一般来说，如果该n值太小，则修正后的图像的边界就会成为模糊状态，而该n值太大，修正后的图像的边界又过于清晰。具体地，如果是一般的照片，多数情况n值在10～30之间左右是合适的，进而，作为适当地修正皮肤和黑色的边界的n值，多数情况下以20左右最为合适。
接着，在修正部33中，采用通过#11的处理运算的对象像素O的加权平均值A对对象像素O进行修正(#12)。具体地，将分别对R、G、B各成分所运算的对象像素O的加权平均值Ar、Ag、Ab进行反对数变换，将该值作为该的对象像素O的最终修正值Fr、Fg、Fb，并通过将这些置换成对象像素O的R、G、B的各成分的像素值。如果以R、G、B的各成分之中的R为例来具体地表示该最终修正值F的运算公式，则成为以下的公式(5)。
Frm,n=eArm,n---(5)]]>
在这样运算最终修正值F时，对对象像素O的加权平均值A进行反对数变换，是在所述#08的处理中，在运算对象像素O的插补值H时，对正常像素P1以及P2的R成分的像素值进行对数变换而得到的。所以，在这里，以自然对数的底‘e’进行反对数变换。另外，在所述的公式(1)中，当不对正常像素P1以及P2的像素值进行对数变换而直接使用时，由于不用进行反对数变换的处理，因此将对象像素O的加权平均值Ar、Ag、Ab直接作为修正值。
接着，在#02的处理中对在正常/缺陷图上作为缺陷像素登录的全部的缺陷像素，判断是否已经作为对象像素O选择并且完成了#03～#12的处理(#13)。这里，当还没有将所有的缺陷像素作为对象像素选择完成的情况下(#13否)，处理返回到#03，选择那些已经处理完成的对象像素O以外的对象像素O，并反复进行#03～#12的处理。当所有的缺陷像素都作为对象像素O选择，并已经完成了#03～#12的处理的情况下(#13是)，则结束图像处理装置1中的缺陷像素的修正处理。
另外，在所述实施方式中，对适用于从照相胶片2读取图像并记录到印相纸3上的图像印刷系统4的情况进行了说明，但是，适用本发明的对象并不限定于此，只要是修正图像数据的缺陷部并输出的装置，则本发明也可以适用于其它的图像处理装置等。另外，在所述实施方式中，对于作为可见光图像数据而处理具有R、G、B的颜色成分的彩色图像数据的情况进行了说明，但是，作为可见光图像数据，对于具有其它颜色成分的彩色图像数据、或者可见光图像数据只有一个颜色成分的黑白图像数据进行处理的情况下，也可以同样适用本发明。
本发明在对图像数据的缺陷部分进行修正时，即使在缺陷部内存在复杂的图像边界的情况下，也可以以高处理速度进行反应这些要素的正确的修正处理，可应用于各种图像处理装置或程序等。
权利要求
1.一种图像处理装置，其特征在于，具有从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的对象像素选择装置；沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧，分别检测出一个或两个以上的正常像素的正常像素检测装置；根据包含于所述图像数据中的像素数，对由所述正常像素检测装置检测正常像素时的沿着所述检测线的检索间隔进行调节的检索间隔调节装置；采用由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的插补值运算装置；采用由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的加权系数运算装置；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的加权平均值运算装置；采用由所述加权平均值运算装置运算得到的加权平均值，对所述对象像素进行修正的修正装置。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，具有根据包含于所述图像数据中的像素数，对由所述正常像素检测装置检测正常像素时的邻接的所述检测线间的角度间隔进行调节的检索角度调节装置。
3.如权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于，采用将由所述正常像素检测装置沿着各检测线检测出的正常像素的像素值进行对数变换而得到的值，由所述插补值运算装置对所述对象像素的插补值进行运算和由所述加权系数运算装置对各检测线的加权系数进行运算，并且采用对由所述加权平均值运算装置运算得到的所述对象像素的插补值的加权平均值进行反对数变换而得到的值，由所述修正装置对所述对象像素进行修正。
4.如权利要求1～3中任一项所述的图像处理装置，其特征在于，采用对由所述加权系数运算装置运算得到的各检测线的加权系数进行n次方而得到的值，由所述加权平均值运算装置对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算，其中n是10以上的任意数。
5.如权利要求1～4中任一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述加权系数运算装置，以采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值中较大一侧的值作为分母，而以较小一侧的值作为分子，将其比率作为加权系数来进行运算。
6.如权利要求1～4中任一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述加权系数运算装置，以采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值的差分的绝对值相对于规定值的补数作为加权系数来进行运算。
7.如权利要求1～6中任一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述插补值运算装置，通过采用了沿着各检测线并在夹持所述对象像素的一侧检测出的正常像素的像素值的值、和采用了在另一侧检测出的正常像素的像素值的值之间的线性插补，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算。
8.一种图像处理方法，其特征在于，具有从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的步骤；根据包含于所述图像数据中的像素数调节检索间隔，并且沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧分别检测出一个或两个以上的正常像素的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的步骤；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的步骤；采用所述加权平均值，对所述对象像素进行修正的步骤。
9.一种图像处理程序，其特征在于，让计算机执行以下处理从包含于图像数据中的缺陷像素中选择一个对象像素的步骤；根据包含于所述图像数据中的像素数调节检索间隔，并且沿着通过所述对象像素的多个方向的检测线并在夹持所述对象像素的两侧分别检测出一个或两个以上的正常像素的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的所述对象像素的插补值进行运算的步骤；采用沿着各检测线检测出的正常像素的像素值，对各检测线的加权系数进行运算的步骤；采用所述各检测线的所述对象像素的插补值和加权系数，对所述对象像素的插补值的加权平均值进行运算的步骤；采用所述加权平均值，对所述对象像素进行修正的步骤。
全文摘要
本发明提供一种图像处理装置、方法及程序，从缺陷像素中选择一个对象像素(O)，根据包含于图像数据中的像素数来调节检索间隔，并沿着通过对象像素(O)的多个方向的检测线(L)在两侧分别检测出一个或两个以上的正常像素(P)，并采用检测出的正常像素(P)的像素值，对各检测线(L)的对象像素(O)的插补值进行运算，采用沿着各检测线(L)检测出的正常像素(P)的像素值，对各检测线(L)的加权系数进行运算，采用各检测线(L)的对象像素(O)的插补值和加权系数，对插补值的加权平均值进行运算，并对对象像素(O)进行修正。由此，可以抑制运算处理的运算量，从而提高处理速度。
文档编号H04N1/409GK1655581SQ200410100019
公开日2005年8月17日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年2月9日
发明者北耕次 申请人:诺日士钢机株式会社