JPH09223220A - 画像処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＣＤ撮像素子やＬＣＤ表示装置の画質検査に
使用される画像処理装置において、輝度シェーディング
を除去し、かつ、雑音や許容むらを検出することなく精
度よく輝度むらを検出できるようにする。 【解決手段】原画像データを保持する原画像メモリ３
と、原画像データに対してフィルタリングを行ってシェ
ーディング画像データを生成するデジタルフィルタ４
と、原画像データとシェーディング画像データの差分画
像データを生成する減算器８と、画素ごとにシェーディ
ング画像データを−０.６７乗する指数乗計算手段６
と、画素ごとの指数乗計算手段６の出力に定数Ｋを乗算
する第１の乗算器９と、画素ごとに差分画像データと第
１の乗算器９の出力を乗算する第２の乗算器１２とを設
け、差分画像データに対して視覚の感度低下の割合に応
じた補正を行い、処理画像データを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法及び
装置に関し、特に、画像データ中の輝度のむらの検出を
精度よく行える画像処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力装置としてのＣＣＤ（Charge C
oupled Device:電荷結合素子）撮像素子や、画像出力装
置としてのＬＣＤ（Liquid Crystal Display;液晶ディ
スプレイ）表示装置は、いずれも、集積回路技術などの
半導体製造技術を応用して多数の画素を集合して構成さ
れる。

【０００３】ＣＣＤ撮像素子やＬＣＤ表示装置には、そ
の製造工程の不具合によって種々の欠陥が生じることが
ある。これらの欠陥のために、例えばＣＣＤ撮像素子の
場合であれば、全体が一様の白色である画像を撮影した
ときに、ＣＣＤ撮像素子からの出力される画像データに
輝度のむらが発生する。また、ＬＣＤ表示装置の場合で
あれば、全体が一様の白色である画像データを表示した
ときに、表示された画像に輝度のむらが発生する。つま
り、撮影したり表示したりした画像が、全体の輝度が一
様の白色ではなく、輝度のむら（非一様性）がある画像
となる。

【０００４】このような輝度のむらは、画像の広範囲に
わたってなだらかに分布するむらと、局所的なむらに大
別できる。前者を輝度シェーディング、後者を輝度むら
と称することにする。輝度シェーディングは、ほぼ全て
のＣＣＤ撮像素子やＬＣＤ表示装置で発生するが、広範
囲にわたるなだらかな分布であるため比較的目につきに
くい。一方、輝度むらは局所的な輝度の変化であるた
め、周囲とのコントラストが小さいものでも目につきや
すい。

【０００５】ＣＣＤ撮像素子やＬＣＤ表示装置を製造し
た場合には、上述したような輝度シェーディングや輝度
のむらを評価する画質検査が必須である。従来は、ＣＣ
Ｄ撮像素子からの撮像信号をブラウン管（ＣＲＴ）に映
出させたり、ＬＣＤ表示装置に試験画像データを表示さ
せ、これらの画面を目視によって観察し画質（輝度シェ
ーディングや輝度むらなど）を検査している。目視検査
を自動化するために、ＣＣＤ撮像素子の撮像信号から変
換したデジタル画像や、画像を表示させたＬＣＤ表示装
置を高解像度のＣＣＤイメージセンサで撮像したデジタ
ル画像を用いて、デジタル画像処理技術によって画質検
査を行う画質検査装置が開発されている。この従来の画
質検査装置においては、画面上における輝度の最大値と
最小値の差や任意の輝度以上の部分の面積などに着目し
て、輝度シェーディングを容易に評価することができ
る。しかしながら、輝度シェーディングや撮像時に混入
する雑音などの影響で検査に用いる画像のＳ／Ｎが低い
ために、従来の画質検査装置では輝度むらの検出は容易
でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以下では、ＬＣＤ表示
装置の画質検査を例に挙げて説明する。試験画像データ
を表示させたＬＣＤ表示装置を高解像度のＣＣＤイメー
ジセンサで撮像し、得られたデジタル画像を画質検査に
用いる。画質検査装置では、このデジタル画像を原画像
データとして各種の画像処理を施し、輝度シェーディン
グや輝度むらなどの不良を検出する。

【０００７】輝度シェーディングはほぼ全てのＬＣＤ表
示装置に発生しており、しかも最大値と最小値の差は１
０パーセント以上である。一方、輝度むらは、周囲の画
素に対する数パーセント（実験的には３〜７％）の画素
値の差がコントラストとして見えるものである。図５
は、原画像２１に現れる輝度シェーディング２２と輝度
むら２３とを模式的に示したものである。輝度むら２３
を検出するためには、原画像２１から輝度シェーディン
グ２２の成分を除去して検出しやすくする必要がある。
このため、平均値フィルタやメディアンフィルタを用い
て原画像から高周波数成分を除去し平滑化した画像（図
６参照）を作り、その平滑化した画像を原画像から引く
ことで、原画像の持つ輝度シェーディングを除去する方
法が取られている。なお、以下では平滑化した画像をシ
ェーデイング画像２４、原画像２１からシェーディング
画像２４を引いて輝度シェーディング２２を除去した画
像を差分画像２５と称する（図７参照）。差分画像２３
には、撮像時に混入したスパイク状の雑音や差分処理で
消去しきれなかったシェーディング成分からなる雑音２
６が、輝度むら２３のほかに多数含まれている。輝度む
ら以外の雑音の多くは、輝度シェーディングの除去以前
にも存在していたが、雑音自身とその周囲の画素値がと
もに大きいなどの理由で目につかず、輝度むらと認めら
れなかったものである。差分画像において輝度むらの画
素値と雑音の画素値に差があれば、しきい値処理を用い
て両者を分離し輝度むらを抽出することができる。しか
し、輝度むらの画素値と有意の差がない雑音の場合、し
きい値処理による分離が困難という問題点がある。

【０００８】また、しきい値処理による分離が可能であ
る場合であっても、輝度シェーディングの除去以前には
目につかなかった輝度むらが、差分画像に出現すること
がある。このような輝度むらは、原画像にも存在してい
たが、目につかず輝度むらと認められなかったものであ
る。ところで、画質検査装置による画質検査は、目視に
よる検査に代るものであるから、目視で許容される程度
の輝度むらを検出しないという制限がある。このため、
原画像の段階で目につかない輝度むらも上述の雑音とし
て抑制・除去する必要がある。以下ではこのような輝度
むらを許容むらと称することにする。図８は、原画像２
１に輝度シェーディング２２、輝度むら２３及び許容む
ら２７が存在しているところを示している。このような
原画像２１から上述の図６に示されるようなシェーディ
ング画像２４を引いて得た差分画像２５が、図９に示さ
れている。

【０００９】輝度むらの画素値は、上述したように周囲
の画素の画素値より数パーセント異なっており、大きい
ときは明るい輝度むらとして認識され、小さいときは暗
い輝度むらとして認識される。許容むらも画素値の差で
見れば、輝度むらと同程度である。しかし許容むらの場
合、輝度シェーディングがかかって画像全体の中で輝度
の高い明るい部分に存在しているため、目につかず輝度
むらとして認識されないと考えられる。これは、従来の
目視による画質検査において原画像全体の中で比較的画
素値の小さい部分に濃度むらが多く見られる、という経
験則にも合致する。

【００１０】ところで、刺激量に対する人間の感覚量に
関して、「感覚量Ｓは刺激量Ｉの指数乗に比例する」と
いう法則（Stevensの指数法則）があり、視覚の場合、
その指数は０.３３と報告されている。式で表せば次の
ようになる。

【００１１】Ｓ＝ＫＩ^0.33 （Ｋは定数） …(1) 式(1)をグラフとして表わしたものが図１０である。刺
激（輝度）が大きくなるにしたがい、視覚の感度が鈍く
なることが判る。これは刺激（輝度）の大きい所での変
化に対して鈍感になっていると解釈できて、目視で許容
むらが見過ごされる理由と考えられる。

【００１２】また、次のように考えることもできる。目
視で画像中から輝度むらを検査するとき、コントラスト
に着目していると考えられる。コントラストの強さは局
所的な領域の周囲からの変化の差でなく、変化の割合に
依存している。上述のように、輝度むらも許容むらも周
囲との画素値の差であることに違いはない。しかし、許
容むらは輝度シェーディングがかかって画素値の大きい
領域に存在するため、許容むらと周囲との画素値の差の
割合は相対的に小さくなり、コントラストは非常に弱く
なる。このため、目視で許容むらが見過ごされると解釈
することができる。

【００１３】以上の理由から、差分画像には輝度むらと
認められない許容むらも存在する。しかし、画質検査で
は許容むらを検出することは許されない。差分画像にお
いて輝度むらの画素値ｖ１,ｖ３と許容むらの画素値ｖ
２に差があれば、しきい値処理を用いて両者を分離し輝
度むらだけを検出することができる。しかし、輝度むら
の画素値と許容むらの画素値に有意な差がない場合、例
えばｖ１≒ｖ２またはｖ２≒ｖ３の場合、しきい値処理
で両者を分離できず、許容むらを検出するため輝度むら
の検出精度が低下するという課題がある。図９に示す差
分画像２５では、輝度むら２３の画素値ｖ１,ｖ３と許
容むら２７の画素値ｖ２との間に、ｖ１≒ｖ２＜ｖ３と
いう関係が成立しており、しきい値処理では輝度むら２
３と許容むら２７とを分離することができない。

【００１４】本発明の目的は、雑音や許容むらを検出す
ることなく、精度よく輝度むらを検出できる画像処理方
法及び装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の画像処理
方法は、入力した原画像データに対して画像処理を行う
画像処理方法において、原画像データからフィルタリン
グによってシェーディング画像データを求め、原画像デ
ータとシェーディング画像データから差分画像データを
求める第１の工程と、画素ごとに、シェーディング画像
データを第１の定数乗し、さらに第２の定数を乗算する
ことによって、輝度に対する視覚の感度低下の割合を求
める第２の工程と、画素ごとの視覚の感度低下の割合を
差分画像データに乗算する第３の工程とを有し、第１の
定数が負数であり、原画像データで輝度の高い部分に対
応する位置の差分画像データを抑制する。この画像処理
方法では、第１の定数を−０.６５〜−０.７０とするこ
とが好ましく、−０.６７とすることがさらに好まし
い。

【００１６】本発明の第２の画像処理方法は、入力した
原画像データに対して画像処理を行う画像処理方法にお
いて、原画像データからフィルタリングによってシェー
ディング画像データを求め、原画像データと前記シェー
ディング画像データから差分画像データを求める第１の
工程と、画素ごとに、差分画像データをシェーディング
画像データで除算して変化の割合を求める第２の工程と
を有し、原画像データでコントラストの大きい部分に対
応する位置の差分画像データを強調し、それ以外の部分
を抑制する。この画像処理方法では、第３の工程とし
て、画素ごとの変化の割合を差分画像データに乗算する
工程を設けるようにすることが好ましい。また、原画像
データから平均値を算出し、平均値を画素ごとの変化の
割合に乗算する工程を第３の工程としてもよい。

【００１７】本発明の第１の画像処理装置は、入力した
原画像データに対して画像処理を行う画像処理装置であ
って、原画像データを保持する原画像メモリと、原画像
データに対してフィルタリングを行ってシェーディング
画像データを生成するフィルタと、原画像データとシェ
ーディング画像データの差分画像データを生成する減算
器と、画素ごとにシェーディング画像データを第１の定
数乗する指数乗計算手段と、画素ごとの指数乗計算手段
の出力に第２の定数を乗算する第１の乗算器と、画素ご
とに差分画像データと第１の乗算器の出力を乗算する第
２の乗算器とを有し、前記第１の定数が負数である。

【００１８】本発明の第２の画像処理装置は、入力した
原画像データに対して画像処理を行う画像処理装置であ
って、原画像データを保持する原画像メモリと、原画像
データに対してフィルタリングを行ってシェーディング
画像データを生成するフィルタと、原画像データと前記
シェーディング画像データとの差分画像データを生成す
る減算器と、画素ごとに差分画像データをシェーディン
グ画像データで除算する除算器と、画素ごとに差分画像
データと除算器の出力を乗算する乗算器とを有する。

【００１９】

【発明の実施の形態】

《第１の実施の形態》本発明の第１の画像処理方法及び
装置についての実施の形態を説明する。２次元的に配置
した各画素の座標を(ｉ,ｊ)で表わすことにする。本実
施の形態では、第１の工程においてシェーディング画像
データと差分画像データを求め、第２の工程において、
画素ごとにシェーディング画像データを−０.６７乗し
てから定数Ｋを乗算することによって輝度に対する視覚
の感度低下の割合を求め、第３の工程において、画素ご
との視覚の感度低下の割合を差分画像データに乗算し、
さらに定数Ｃを乗算して、処理画像データを得ている。

【００２０】すなわち第１の工程では、原画像データに
おける各画素(ｉ,ｊ)の画素値をそれぞれＯＲＧ(ｉ,ｊ)
とすると、この原画像データＯＲＧ(ｉ,ｊ)に対し、平
均値フィルタやメディアンフィルタなどのローパスフィ
ルタを作用させて平滑化し、シェーディング画像データ
ＳＨＤ(ｉ,ｊ)を得る。さらに、 ＳＵＢ(ｉ,ｊ)＝ＯＲＧ(ｉ,ｊ)−ＳＨＤ(ｉ,ｊ) …(2) によって、差分画像データＳＵＢ(ｉ,ｊ)を算出する。

【００２１】続いて第２の工程では、上述のStevensの
指数法則を利用して、輝度に対する視覚の感度低下の割
合ｒ_s(ｉ,ｊ)を求める。ここでＫは定数である。

【００２２】 ｒ_s(ｉ,ｊ)＝（Ｋ×ＳＨＤ(ｉ,ｊ)^0.33）／ＳＨＤ(ｉ,ｊ) ＝Ｋ×ＳＨＤ(ｉ,ｊ)^-0.67 …(3) こうして求めた感度低下の割合ｒ_s(ｉ,ｊ)は、シェーデ
ィング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)が大きくなるほど、小
さい値になる。なお、原画像データＯＲＧ(ｉ,ｊ)やシ
ェーディング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)、差分画像デー
タＳＵＢ(ｉ,ｊ)などは整数型データであるが、画素ご
との感度低下の割合ｒ_s(ｉ,ｊ)は実数型データで求め
る。

【００２３】第３の工程では、各画素ごとに、差分画像
データＳＵＢ(ｉ,ｊ)に感度低下の割合ｒ_s(ｉ,ｊ)を乗
算し、処理画像データＥＮＨ(ｉ,ｊ)を得る。Ｃは定数
である。

【００２４】 ＥＮＨ(ｉ,ｊ)＝ＳＵＢ(ｉ,ｊ)×ｒ_s(ｉ,ｊ)×Ｃ …(4) この処理により、差分画像においてシェーディング画像
の輝度が高い明るい部分に対応した位置に存在するむら
が抑制され、輝度の低い暗い部分に対応した位置に存在
するむらが強調されたデータが、処理画像データＥＮＨ
(ｉ,ｊ)として得られる。その結果、後処理において、
輝度むらのみを精度よく検出することが可能になる。差
分画像データＳＵＢ(ｉ,ｊ)と感度低下の割合中ｒ_s(ｉ,
ｊ)の積が実数型データになるため、定数Ｃを乗算して
適当なスケールの整数型データに変換している。

【００２５】この実施の形態においては、差分画像デー
タＳＵＢ(ｉ,ｊ)でのむらの抑制／強調の程度は、定数
Ｋによって調整できる。定数Ｋの値は、検査対象（例え
ばＬＣＤ表示装置）の輝度に依存するので、実際に撮像
して得た画像を用いて実験により調整すればよい。

【００２６】以下、差分画像データにおけるむらの抑制
／強調について、さらに詳しく説明する。図１１は、定
数Ｋの値を２０としたときの差分画像データに対する視
覚の感度低下の割合ｒ_sを示すグラフである。横軸は、
画素値を示している。また、図１２は、輝度むらと許容
むらを通過するように切ったときの原画像データの断面
図であり、縦軸が画素値である。ここでむら１とむら３
を輝度むら２３、むら２を許容むら２７とする。ｖ１〜
ｖ３を各むらのシェーディング面からの差分量、ｓ１〜
ｓ３を各むらの位置でのシェーディングの大きさ（シェ
ーディング面の高さ）とすると、各むらに対する感度低
下の割合ｒ_s１〜ｒ_s３は次式になる。

【００２７】 ｒ_s１＝Ｋ・ｓ１^-0.67， ｒ_s２＝Ｋ・ｓ２^-0.67， ｒ_s３＝Ｋ・ｓ３^-0.67 …(5) 図１２に示す場合には、ｓ１＜ｓ２であるからｒ_s１＞
ｒ_s２となる。また、輝度むらであるむら１と許容むら
であるむら２との間にｖ１≒ｖ２なる関係が成立すると
すると、ｖ１×ｒ_s１＞ｖ２×ｒ_s２となる。また、むら
２とむら３はいずれも輝度の高い部分に存在するむらで
あるが、むら３が目視で確認できるむら（輝度むら）で
あることから、ｖ２≪ｖ３である。図１１に示すグラフ
から分かるように、感度低下の割合ｒ_sはシェーディン
グ画像データでの画素値が大きくなると飽和するので、
適当なＫを設定するとｒ_s２とｒ_s３の差を小さくするこ
とができ、ｖ２×ｒ_s２＜ｖ３×ｒ_s３とすることができ
る。したがって、このようにＫを設定したとすると、処
理画像データでの各むらの画素値ｅ１〜ｅ３は次の関係
になる（定数Ｃは１とした）。

【００２８】ｅ２＜ｅ１，ｅ２＜ｅ３ …(6) ただし、ｅ１＝ｖ１×ｒ_s１，ｅ２＝ｖ２×ｒ_s２，ｅ３
＝ｖ３×ｒ_s３． つまり、処理画像データにおいては、許容むらの画素値
ｅ２は、輝度むらの画素値ｅ１,ｅ３より小さい値にな
っているので、しきい値処理で両者を分離できるように
なる。

【００２９】《第２の実施の形態》次に、本発明の第２
の画像処理方法及び装置についての実施の形態を説明す
る。この実施の形態では、第１の工程においてシェーデ
ィング画像データと差分画像データを求め、第２の工程
において、画素ごとに差分画像をシェーディング画像で
除算して変化の割合を求め、第３の工程において、画素
ごとの変化の割合を差分画像データに乗算し、さらに定
数Ｃを乗算して、処理画像データを得る。

【００３０】この実施の形態でも、第１の工程では第１
の実施の形態と同様に、原画像データＯＲＧ(ｉ,ｊ)か
らシェーディング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)と差分画像
データＳＵＢ(ｉ,ｊ)を求める。

【００３１】シェーディング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)
は、輝度むらや許容むらのような局所的に画素値の変化
した部分を周辺の画素の値を用いて平滑化した画像デー
タであり、差画像データＳＵＢ(ｉ,ｊ)は、原画像デー
タＯＲＧ(ｉ,ｊ)とシェーディング画像データＳＨＤ
(ｉ,ｊ)の差であるから、各画素ごとに差分画像データ
ＳＵＢ(ｉ,ｊ)をシェーデイング画像データＳＨＤ(ｉ,
ｊ)で割ったものは、局所的に画素値の変化した部分と
その周辺との変化の割合を近似する。したがって、第２
の工程では、変化の割合ｒ_c(ｉ,ｊ)を近似的に次式で求
める。なお、原画像データＯＲＧ(ｉ,ｊ)やシェーディ
ング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)、差分画像データＳＵＢ
(ｉ,ｊ)などは整数型データであるが、変化の割合ｒ
_c(ｉ,ｊ)は実数型データで求める。

【００３２】 ｒ_c(ｉ,ｊ)＝ＳＵＢ(ｉ,ｊ)／ＳＨＤ(ｉ,ｊ) …(7) こうして求めた変化の割合ｒ_c(ｉ,ｊ)は、差分画像デー
タＳＵＢ(ｉ,ｊ)の値が同程度であるならば、シェーデ
ィング画像データＳＨＤ(ｉ,ｊ)の値が大きいほど小さ
くなる。そこで第３の工程では、画素ごとのこの変化の
割合ｒ_c(ｉ,ｊ)を差画像データＳＵＢ(ｉ,ｊ)に乗算
し、処理画像データＥＮＨ(ｉ,ｊ)を得る。ただしＣは
定数である。

【００３３】 ＥＮＨ(ｉ,ｊ)＝ＳＵＢ(ｉ,ｊ)×ｒ_c(ｉ,ｊ)×Ｃ …(8) 以上の処理によって、輝度シェーディングと輝度のむら
を考慮して強調した差分画像が処理画像データＥＮＨ
(ｉ,ｊ)として得られ、輝度が高い明るい部分に存在す
るコントラストの低い雑音の画素が抑制される。その結
果、後処理で行われる輝度むらと雑音や許容むらとの分
離の精度を向上することができ、その結果として輝度む
らを精度よく検出することができる。定数Ｃは、差分画
像データＳＵＢ(ｉ,ｊ)と変化の割合ｒ_c(ｉ,ｊ)の積が
実数型データになるため、それを適当なスケールの整数
型データに変換するためのものである。

【００３４】図１３は、差分画像データでの値が１０で
あるとしたときに、シェーディング画像データでの画素
値によって、変化の割合ｒ_cがどのように変化するかを
示すグラフである。第１の実施の形態での視覚感度の低
下の割合ｒ_sのグラフと同様に、シェーディング画像デ
ータでの画素値が大きくなるにしたがい急激に減少し、
やがて飽和する傾向を示す。したがって、第１の実施の
形態の場合と同様にして、輝度むらを許容むらや雑音か
ら分離することができる。

【００３５】

【実施例】

《第１の実施例》図１は、上述の第１の実施の形態で使
用される画像処理装置の構成の一例を示している。

【００３６】画像入力装置１から出力される撮像信号
は、画像変換手段２で変換されて原画像データとなり、
原画像メモリ３に蓄積される。ＬＣＤ表示装置の画質検
査にこの画像処理装置を使用する場合には、画像入力装
置１は高解像度のＣＣＤイメージセンサであり、ＣＣＤ
撮像装置の画質検査に使用する場合であれば、画像入力
装置１は、検査対象のＣＣＤ撮像素子自体である。

【００３７】原画像メモリ３には、平滑化フィルタリン
グを行うためのデジタルフィルタ４が接続され、デジタ
ルフィルタ４の出力側にはシェーディング画像メモリ５
が設けられている。さらに原画像メモリ３には減算器８
の一方の入力Ａが接続されており、減算器８の他方の入
力Ｂはシェーディング画像メモリ５に接続され、減算器
８の出力（Ａ−Ｂ）には差分画像メモリ１０が設けられ
ている。また、シェーディング画像メモリ５には、画素
値を−０.６７乗するための指数乗計算手段６が接続さ
れており、指数乗計算手段６の出力は、第１の乗算器９
に一方の入力Ａに接続されている。第１の乗算器９の他
方の入力Ｂには定数格納部７から定数Ｋが供給されてお
り、第１の乗算器９の出力はバッファメモリ１１に入力
する。また、第２の乗算器１２が設けられおり、第２の
乗算器１２の２つの入力Ａ,Ｂは、それぞれ、差分画像
メモリ１０とバッファメモリ１１に接続している。第２
の乗算器１２の出力は、一方の入力Ａに定数格納部１３
から定数Ｃが供給されている第３の乗算器１４の他方の
入力Ｂに接続している。第３の乗算器１４の出力には、
処理画像メモリ１５が設けられている。原画像メモリ
３、シェーディング画像メモリ５、差分画像メモリ１
０、バッファメモリ１１及び処理画像メモリ１５は、そ
れぞれ画像データを格納するためのメモリであって、こ
れらメモリに格納された画像データは、必要に応じて随
時読み出すことができるようになっている。

【００３８】次に、この画像処理装置の動作を説明す
る。

【００３９】原画像メモリ３に原画像データが既に格納
されているものとして、原画像メモリ３から読み出され
た原画像データに対して、デジタルフィルタ４によっ
て、平均値フィルタやメディアンフィルタなどの平滑化
フィルタリングが施され、シェーディング画像データが
作成される。生成されたシェーディング画像データはシ
ェーディング画像メモリ５に格納される。原画像メモリ
３から読み出された原画像データとシェーディング画像
メモリ５から読み出されたシェーディング画像データは
減算器８に入力し、差分画像データとなって、差分画像
メモリ１０に格納される。また、指数乗計算手段６は、
シェーディング画像メモリ５からシェーディング画像デ
ータの各画素値を読み出してそれを−０.６７乗する。
その算出結果は第１の乗算器９において定数Ｋを乗算さ
れ、この乗算結果は画素ごとのデータとしてバッファメ
モリ１１に格納される。続いて、差分画像メモリ６から
読み出した差分画像データとバッファメモリ９から読み
出した乗算結果のデータは、画素ごとに第２の乗算器１
２に入力し、その乗算結果は、第３の乗算器１４におい
て、定数Ｃと乗算される。そして、第３の乗算器１４か
らの出力が処理画像データとして処理画像メモリ１５に
格納される。

【００４０】このように処理画像データを生成して処理
画像メモリ１５に格納すれば、処理画像メモリ１５から
処理画像データを読み出して、その後の画像処理に用い
ることができる。同様に、原画像メモり３、シェーディ
ング画像メモリ５、差分画像メモリ１０にそれぞれ格納
された画像データを必要に応じて読み出して、その後の
画像処理に用いることができる。

【００４１】《第２の実施例》図２は、上述の第２の実
施の形態で使用される画像処理装置の構成の一例を示し
ている。この画像処理装置は、図１に示すものと、画像
入力装置１、画像変換手段２、原画像メモリ３、デジタ
ルフィルタ４、シェーディング画像メモリ５、減算器
８、差分画像メモリ１０、バッファメモリ１１及び処理
画像メモリ１５が設けられている点では同様であり、画
像入力装置１からシェーディング画像メモリ５及び差分
画像メモリ１０までの構成は同一である。そしてこの画
像処理装置には、除算器１６が設けられており、除算器
１６の一方の入力Ａは差分画像メモリ１０に接続し、他
方の入力Ｂはシェーディング画像メモリ５に接続し、出
力はバッファメモリ１１に接続している。差分画像メモ
リ１０は乗算器１２の一方の出力Ａに接続し、乗算器１
２の他方の入力Ｂはバッファメモリ１１に接続してい
る。また、別の乗算器１４が設けられ、一方の入力Ａに
は定数格納部１３から定数Ｃが供給され、他方の入力Ｂ
は乗算器１２の出力に接続する。乗算器１４の出力が、
処理画像データとして処理画像メモリ１５に格納される
ようになっている。

【００４２】次に、この画像処理装置の動作を説明す
る。

【００４３】原画像メモリ３に原画像データが既に格納
されているものとして、原画像メモリ３から読み出され
た原画像データに対して、デジタルフィルタ４によっ
て、平均値フィルタやメディアンフィルタなどの平滑化
フィルタリングが施され、シェーディング画像データが
作成される。生成されたシェーディング画像データはシ
ェーディング画像メモリ５に格納される。また、原画像
メモリ３から読み出された原画像データとシェーディン
グ画像メモリ５から読み出されたシェーディング画像デ
ータは減算器８に入力し、差分画像データとなって、差
分画像メモリ１０に格納される。除算器１６は、画素ご
とに、差分画像メモリ１０から読み出した差分画像デー
タを、シェーディング画像メモリ１１から読み出したシ
ェーディング画像データで除算し、その出力（除算結
果）をバッファメモリ１１に格納する。乗算器１２は、
画素ごとに、差分画像メモリ６から読み出した差分画像
データとバッファメモリ１１から読み出した除算器１６
での除算結果とを乗算し、この算出結果は、別の乗算器
１４で定数Ｃ倍され、処理画像データとして処理画像メ
モリ１５に格納される。

【００４４】このように処理画像データを生成して処理
画像メモリ１５に格納すれば、処理画像メモリ１５から
処理画像データを読み出して、その後の画像処理に用い
ることができる。同様に、原画像メモり３、シェーディ
ング画像メモリ５、差分画像メモリ１０にそれぞれ格納
された画像データを必要に応じて読み出して、その後の
画像処理に用いることができる。

【００４５】この第２の実施例では、以下に述べるよう
な変形実施例が可能である。

【００４６】図３に示すものでは、図２に示す画像処理
装置から乗算器１２と定数格納部１３を省き、そのかわ
り、原画像データにおける画素値の平均値を求める平均
値算出手段１７を設け、平均値算出手段１７で得られた
平均値を定数Ｃの代りに乗算器１４の一方の入力Ａに供
給している。乗算器１４の他方の入力Ｂはバッファメモ
リ１１に接続している。したがって、差分画像メモリ１
０からの差分画像データは、除算器１６にのみ供給され
ている。このように構成することにより、除算器１６で
の除算結果と平均値算出手段１７で算出された平均値と
の積が処理画像データとして処理画像メモリ１５に格納
されることになり、入力された画像データごとに画像全
体の平均的明るさの情報を反映した処理画像データを得
ることができる。

【００４７】図４に示すものは、図２に示す画像処理装
置において乗算器１２を省いた構成であり、乗算器１４
の他方の入力Ｂはバッファメモリ１１に接続し、差分画
像メモリ１０からの差分画像データは除算器１６にのみ
供給されている。このように構成することにより、図３
に示す変形例とは反対に、入力された画像データごとの
画像全体の平均的明るさのばらつきを抑えて規格化した
処理画像データが得られるようになる。図４に示す変形
実施例では、処理画像データが十分なダイナミックレン
ジを持つように定数Ｃを設定する。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、差分画像
データに対し、輝度に対する視覚の感度低下の割合に
応じた補正を行って処理画像データを得る、あるいは、
局所的な画素値の変化の割合に求めこれに基づいた処
理画像データを得ることにより、輝度むらと許容むらや
雑音との分離が精度よく行えるようになるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例の画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】第２の実施例での画像処理装置の変形実施例を
示すブロック図である。

【図４】第２の実施例での画像処理装置の別の変形実施
例を示すブロック図である。

【図５】輝度むらと輝度シェーディングを含む原画像を
模式的に示す図である。

【図６】シェーディング画像を模式的に示す図である。

【図７】輝度むらと雑音を含む差分画像を模式的に示す
図である。

【図８】輝度むらと許容むらと輝度シェーディングを含
む原画像を模式的に示す図である。

【図９】輝度むらと許容むらを含む差分画像を模式的に
示す図である。

【図１０】刺激（輝度）に対する視覚の感度を示すグラ
フである。

【図１１】視覚の感度低下の割合を示すグラフである。

【図１２】原画像の画素値変化を示す断面図である。

【図１３】局所的な画素値の変化の割合を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 画像入力装置 ２ 画像変換手段 ３ 原画像メモリ ４ デジタルフィルタ ５ シェーディング画像メモリ ６ 指数乗計算手段 ７,１３ 定数格納部 ８ 減算器 ９,１２,１４ 乗算器 １０ 差分画像メモリ １１ バッファメモリ １５ 処理画像メモリ １６ 除算器 １７ 平均値算出手段 ２１ 原画像 ２２ 輝度シェーディング ２３ 輝度むら ２４ シェーディング画像 ２５ 差分画像 ２６ 雑音 ２７ 許容むら

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した原画像データに対して画像処理
   を行う画像処理方法において、 前記原画像データからフィルタリングによってシェーデ
   ィング画像データを求め、前記原画像データと前記シェ
   ーディング画像データから差分画像データを求める第１
   の工程と、 画素ごとに、前記シェーディング画像データを第１の定
   数乗し、さらに第２の定数を乗算することによって、輝
   度に対する視覚の感度低下の割合を求める第２の工程
   と、 画素ごとの前記視覚の感度低下の割合を前記差分画像デ
   ータに乗算する第３の工程とを有し、 前記第１の定数が負数であり、前記原画像データで輝度
   の高い部分に対応する位置の前記差分画像データを抑制
   することを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記第１の定数が−０.６７である請求
   項１に記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 入力した原画像データに対して画像処理
   を行う画像処理方法において、 前記原画像データからフィルタリングによってシェーデ
   ィング画像データを求め、前記原画像データと前記シェ
   ーディング画像データから差分画像データを求める第１
   の工程と、 画素ごとに、前記差分画像データを前記シェーディング
   画像データで除算して変化の割合を求める第２の工程と
   を有し、 前記原画像データでコントラストの大きい部分に対応す
   る位置の前記差分画像データを強調し、それ以外の部分
   を抑制することを特徴とする画像処理方法。
4. 【請求項４】 画素ごとの前記変化の割合を前記差分画
   像データに乗算する第３の工程を有する請求項２に記載
   の画像処理方法。
5. 【請求項５】 前記原画像データから平均値を算出し、
   前記平均値を画素ごとの前記変化の割合に乗算する第３
   の工程を有する請求項３に記載の画像処理方法。
6. 【請求項６】 入力した原画像データに対して画像処理
   を行う画像処理装置であって、前記原画像データを保持
   する原画像メモリと、前記原画像データに対してフィル
   タリングを行ってシェーディング画像データを生成する
   フィルタと、前記原画像データと前記シェーディング画
   像データの差分画像データを生成する減算器と、画素ご
   とに前記シェーディング画像データを第１の定数乗する
   指数乗計算手段と、画素ごとの前記指数乗計算手段の出
   力に第２の定数を乗算する第１の乗算器と、画素ごとに
   前記差分画像データと前記第１の乗算器の出力を乗算す
   る第２の乗算器とを有し、前記第１の定数が負数である
   画像処理装置。
7. 【請求項７】 入力した原画像データに対して画像処理
   を行う画像処理装置であって、前記原画像データを保持
   する原画像メモリと、前記原画像データに対してフィル
   タリングを行ってシェーディング画像データを生成する
   フィルタと、前記原画像データと前記シェーディング画
   像データとの差分画像データを生成する減算器と、画素
   ごとに前記差分画像データを前記シェーディング画像デ
   ータで除算する除算器と、画素ごとに前記差分画像デー
   タと前記除算器の出力を乗算する乗算器とを有する画像
   処理装置。