JPH1031737A

JPH1031737A - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH1031737A
Application number: JP8189186A
Authority: JP
Inventors: Masashi Hara; 昌司原
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-18
Also published as: US6173086B1; JP3706201B2

Abstract

(57)【要約】【課題】周期構造を有する原画像データ２に対してウ
ェーブレット変換を施す際に、周期構造に対応する空間
周波数がウェーブレット変換によるサブサンプリングナ
イキスト周波数よりも高い場合にその原画像データ２の
低周波成分である縮小画像16に発生するモアレを除去し
て、縮小画像16を観察用画像として利用する。【解決手段】ウェーブレット変換に使用するローパス
フィルタ10,12および14として、周期構造に対応する周
波数成分を低減するフィルタを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法に関
し、詳しくは、周期構造を有する画像を表す画像データ
に対してウェーブレット変換を施す際に使用するフィル
タの特性に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーブレット変換は、信号の周波数解
析方法の１つであるが、同じく周波数解析方法として広
く用いられているフーリエ変換に比べ、信号の局所的な
変化情報を検出しやすいという点で優れていることか
ら、近年あらゆる信号処理の分野で脚光を浴びている。

【０００３】画像処理の分野においては、画像データに
対して各周波数帯域ごとに異なる処理を施すような場合
に、画像データを周波数帯域ごとに分類する手段として
このウェーブレット変換が用いられている。具体的に
は、例えばノイズ除去のための高周波の分離、さらには
ノイズの多い周波数帯域のデータを削減することによる
圧縮処理などが挙げられる。本出願人も、Marc Antonin
iらにより提案された方法（Marc Antonini et al.，Ima
ge Coding Using Wavelet Transform，IEEE TRANSACTIO
NS ON IMAGE PROCESSING ，VOL.1 ，NO.2，p205-220，A
PRIL 1992）をベースとする数々の画像データ圧縮方法
を提案しているが、これらはいずれも周波数帯域ごとに
異なる圧縮処理を施すことを目的としてウェーブレット
変換を行うものである（特開平6-350989号、同6-350990
号、同7-23228号、同7-23229号、同7-79350号、特願平8
-14510号など）。このような画像処理では、ウェーブレ
ット変換された画像データは、周波数帯域ごとの処理の
後に逆ウェーブレット変換され、その結果得られる画像
がその画像処理の成果物となる。

【０００４】一方、Ｘ線撮影を行う際に、記録媒体への
散乱Ｘ線の照射による画質低下を防ぐために、被写体と
記録媒体との間に所定のピッチの静止グリッドを配置し
て撮影を行う方法が知られている。従来、このような放
射線画像に対しても、画質を高めるため、あるいは伝送
用や保管用に画像データを圧縮するために上記ウェーブ
レット変換が施されていた。この際、逆ウェーブレット
変換により最終的に得られる原画像と同じサイズの画像
を、主としてフィルムに出力して観察することが行われ
ていた。

【０００５】ここで、画像データに対してウェーブレッ
ト変換を行った結果得られる低周波帯域の画像データ
は、もとの画像よりも解像度の低い縮小画像になるが、
従来の放射線画像では、上述のように観察対象となる画
像は逆ウェーブレット変換後の画像であり、中間生成物
であるこの縮小画像は利用されていなかった。そのた
め、この縮小画像の画質が問題となることはなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、画像処理システ
ムにおいて、一般に、処理する画像をＣＲＴなどによっ
て確認したいという要望がある。この要望に対しては、
通常、ＣＲＴの解像度に適した解像度となるように原画
像データにフィルタリング処理を施して解像度を落とす
ことが行われている。したがって、その画像処理システ
ムが、画像データに対してウェーブレット変換を行うよ
うなものである場合、上記縮小画像をＣＲＴ表示用の画
像として有効利用することができる。

【０００７】しかしながら、上述のウェーブレット変換
により作成された解像度の低い縮小画像は、もとの画像
データに対して所定の間隔でサブサンプリングを施して
作成した画像に他ならないため、この縮小画像が上記静
止グリッドのような周期構造を有する画像であり、その
周期構造に対応する周波数がサブサンプリングのナイキ
スト周波数よりも高い周波数である場合には、この画像
を表示した際にサブサンプリングに起因するモアレが発
生し、ＣＲＴ表示される画像は見にくいものとなってし
まう。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みて、周期構造を
有する原画像データに対してウェーブレット変換を施し
て縮小画像を得る場合に、モアレのない高画質な縮小画
像を得る方法を提供し、前記縮小画像の有効利用を図る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理方法
は、画像データに対してウェーブレット変換を施すこと
により、所定の間隔で前記画像データがサブサンプリン
グされた前記画像データの低周波成分からなる観察用縮
小画像を得る画像処理方法において、前記サブサンプリ
ングのナイキスト周波数よりも高い空間周波数に対応す
る周期構造を有する画像を表す画像データに対して、該
画像データの前記周期構造に対応する周波数成分を低減
する少なくとも１種類のローパスフィルタを使用して前
記ウェーブレット変換を施すことを特徴とするものであ
る。

【００１０】「周期構造を有する画像」の具体例として
は、例えば静止グリッドを使用して撮影された放射線画
像、金網越しに撮影された写真、あるいは縞模様のある
被写体の写真などが挙げられる。

【００１１】また、「ナイキスト周波数」は、サブサン
プリングの周波数をＮ（「所定の間隔」を１／Ｎ）とす
るとＮ／２であり、サンプリング定理により定義される
ものである。なお、サブサンプリングとはアナログデー
タがサンプリングされて得られたデジタルデータが、さ
らにサンプリングされることを意味する。

【００１２】また、前記「少なくとも１種類のローパス
フィルタ」とは、縮小画像を得るためのフィルタリング
に用いるローパスフィルタが１種類しかないときには、
そのローパスフィルタを意味し、ウェーブレット変換を
多段階に、数種類のローパスフィルタを使用して行って
縮小画像を得る場合には、その中の少なくとも１種類の
フィルタを意味するものとする。

【００１３】また、前記「観察用縮小画像を得る画像処
理」とは、観察用縮小画像を得ることを目的とする画像
処理に限られず、処理過程において得られる縮小画像を
観察する可能性がある全ての画像処理を意味するものと
する。したがって、例えば、ウェーブレット変換によっ
て画像データを周波数成分ごとに分類し、ノイズを多く
含む高周波成分の情報量が少なくなるように量子化を行
って画像データを圧縮する処理において、その過程で生
成される縮小画像を確認のために観察するような場合も
含むものとする。ここで、「観察用」とは、具体的には
ＣＲＴなどに表示することを意味する。

【００１４】なお、ウェーブレット変換の理論、ウェー
ブレット関数に基づくフィルタの設計方法、およびそれ
らのフィルタによるフィルタリング処理については、上
記数々の引用例に詳細に記載されているため、本明細書
では説明を省略する。

【００１５】

【発明の効果】本発明の画像処理方法によれば、周期構
造を有する画像を表す画像データに対してウェーブレッ
ト変換を施すことにより縮小画像を得る際に、ウェーブ
レット変換に使用するローパスフィルタとして、周期構
造に対応する周波数成分を低減するフィルタを使用し
て、縮小画像にこの周波数成分が含まれないようにする
ため、モアレを防止することができ、高画質の観察用縮
小画像を得ることができる。

【００１６】この画像処理方法は、静止グリッドを使用
して撮影された放射線画像をはじめ、周期構造を有する
全ての画像に対して適用でき、また、ウェーブレット変
換を用いた圧縮処理など、あらゆる画像処理において縮
小画像を利用する場合に有効な方法であり、実用上の効
果は極めて大きい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像処理方法につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。以下に示す実施
の形態は、本出願人が例えば上記特開昭55-12492号など
において提案している放射線画像記録再生システムに関
するものである。このシステムは、蓄積性蛍光体シート
に記録された人体の放射線画像をレーザビーム走査によ
りデジタル画像データとして読み取り、その画像を記録
再生あるいは保管管理するために、種々の画像処理を行
うものであり、そのような画像処理の１つとして、上記
特開平6-350989号などの引用例に示されるような、ウェ
ーブレット変換を利用した画像データの圧縮処理を行っ
ている。

【００１８】図１は、この画像処理システムの概要を示
す図である。この画像処理システムは、原画像を走査す
ることにより得た画像信号を所定の密度でサンプリング
してデジタル化する読取装置１と、得られた原画像デー
タ２に対してウェーブレット変換などの画像処理を施す
画像処理装置３と、処理された原画像データをＣＲＴ５
に表示する表示装置４と、処理された原画像データを光
ディスク７などにファイリングするファイリング装置６
と、同じく処理された原画像データをフィルム９などの
記録媒体に出力する記録装置８を有する。

【００１９】読取装置１により得られる原画像データ１
は、画像処理装置３によりウェーブレット変換される
が、ここで行われるウェーブレット変換には３つの意味
がある。１つはファイリングの際の記憶媒体の利用効率
を高めるためのデータ圧縮処理の一過程としての変換で
ある。このデータ圧縮処理は、画像データの重要な成分
は低周波帯域に含まれ、画像データの高周波成分はノイ
ズなどの不要な情報が多いという理由から、その画像デ
ータの低周波成分に対してはより正確に情報を記憶でき
るように多くの記憶領域を割り当て、高周波成分に対し
ては、例えば各データのビット数を減らすなどして少な
い領域しか割り当てないことにより、全体の情報量を減
らす、すなわち画像データを圧縮するものである。つま
り、画像データに対して圧縮処理を施すためには、まず
その画像を周波数帯域ごとの成分に分類しなければなら
ず、ウェーブレット変換がその手段として用いられる。

【００２０】もう１つは、診断用画像としてフィルム９
に記録される画像の画質が診断を行う医師にとって見や
すい画像となるようにするために施す画像処理の一過程
としての変換である。このような目的で施される画像処
理としては、数々の方法が提案されているが、その中に
はその画像の所定の周波数成分を取り除いたり、周波数
成分ごとに施す処理を変えるといった方法が多くあり、
ウェーブレット変換を、そのための周波数成分の分類手
段として用いることができる。

【００２１】さらに１つは、縮小画像を得るための手段
としてのウェーブレット変換である。一般に、ＣＲＴな
どの解像度は、レーザーイメージャーなどで記録する際
の解像度に比べて低い。図１の例では、原画像データの
解像度は3520×3520であり、フィルムに記録する際の解
像度は同じく3520×3520であるが、ＣＲＴの解像度は17
60×1760である。したがって、ウェーブレット変換を用
いない画像処理システムでＣＲＴ表示を行うためには、
何らかの方法により画素数が1760×1760の縮小画像を作
成しなければならない。これに対し、ウェーブレット変
換を行う画像処理システムでは、低周波帯域の画像デー
タが原画像の縮小画像となるため、これをＣＲＴ表示用
としてそのまま利用することができ、ウェーブレット変
換を行わない画像処理システムに比べ少ない処理でＣＲ
Ｔ表示を行うことができる。

【００２２】以上のように３つの目的を兼ねたウェーブ
レット変換が施された画像データは、それぞれ、ファイ
リング装置６、記録装置８、表示装置４に送られる。こ
の際、例えば圧縮処理における情報量の削減などは、画
像処理装置３により行ってもよいし、ファイリング装置
６で行っても良い。

【００２３】次に、画像処理装置３により行われるウェ
ーブレット変換の具体的な処理について、図２を参照し
て説明する。本実施の形態において、ウェーブレット変
換は、原画像データに対し、その原画像データの読取時
における主走査の方向（以下、単に主走査方向とい
う）、および読取時における副走査の方向（以下、単に
副走査方向という）の２方向に対して、それぞれ１画素
おきにフィルタリング処理を施すことによって行われ
る。この際、このフィルタとして、基本ウェーブレット
関数に基づいて設計されたものを使用し、ウェーブレッ
ト変換の理論に基づいて複数のフィルタにより段階的に
フィルタリング処理を施す。（ウェーブレット変換の理
論および適切なフィルタの設計方法については、上記引
用例を参照。）図２に示されるように、原画像データ２
はローパスフィルタ10およびハイパスフィルタ11によ
り、それぞれ、主走査方向に１画素おきに処理される。
この結果、各フィルタにより処理された後の原画像デー
タは、主走査方向に１／２に縮小されたものとなる。

【００２４】さらにローパスフィルタ10により処理され
た後の画像データは、ローパスフィルタ12とハイパスフ
ィルタ13により、それぞれ、副走査方向に１画素おきに
処理される。この結果、主走査方向、副走査方向それぞ
れが１／２に縮小された、すなわち、もとの画像の１／
４の大きさのLL画像データ16およびLH画像データ17が得
られる。なお、ここでＬはローパスフィルタのＬ、Ｈは
ハイパスフィルタのＨを意味し、主走査方向、副走査方
向ともにローパスフィルタで処理された結果をLL、主走
査方向はローパスフィルタ、副走査方向はハイパスフィ
ルタで処理された結果をLHのように表現するものとす
る。

【００２５】同様に、ハイパスフィルタ11により処理さ
れた後の画像データはローパスフィルタ14と、ハイパス
フィルタ15により、それぞれ、副走査方向に１画素おき
に処理され、HL画像データ18およびHH画像データ19が得
られる。なお、本実施の形態においては、ローパスフィ
ルタ10、12、14は同じフィルタであり、ハイパスフィル
タ11、13、15は同じフィルタであるが、これらのフィル
タはそれぞれ異なるものであってもよい。

【００２６】本実施の形態では、LL画像データ16に対し
て上記処理を繰り返すことにより、さらに細かい周波数
成分に分類しているが、本発明は、LL画像データ16を得
られれば実施できるものであるため、必ずしも何段階も
のウェーブレット変換を施す必要はなく、表示に必要な
解像度、すなわち縮小の度合いと、他の例えばファイリ
ングのための圧縮処理などとの関係で、何段階にするか
を決定すればよい。本実施の形態では、ＣＲＴの解像度
が1760×1760であるため、ウェーブレット変換を１段施
して得られるLL画像16を、表示に用いている。

【００２７】このような画像処理システムは、原画像デ
ータ２が所定の周期的な周波数を含まない画像である場
合には、問題なく機能するものである。しかしながら、
原画像データ２が静止グリッドを使用して撮影された画
像である場合には、グリッドの空間周波数と、サブサン
プリングの周波数とが原因となって、LL画像データ16に
モアレが発生する。本実施の形態では、このLL画像16、
すなわちＣＲＴに表示される画像のモアレを除去するた
めに、ローパスフィルタ10、12、14としてグリッドの空
間周波数に対応する周波数成分を低減するようなフィル
タを使用する。

【００２８】図３は、このモアレ除去機能付きのウェー
ブレット変換用ローパスフィルタのレスポンスを示す図
であり、横軸が周波数、縦軸がレスポンスを表してい
る。図４は、モアレ除去機能無しの従来のウェーブレッ
ト変換用ローパスフィルタを示す図である。両図中の周
波数3.4cycle/mmおよび4.0cycle/mmは、一般によく使用
されている静止グリッドの周波数であるが、図３および
図４に示されるように、図３のフィルタは、3.4cycle/m
mについては図４のフィルタに比べて大幅にレスポンス
が低く、また、4.0cycle/mmについては図４のフィルタ
と同等のレスポンスとなっており、どちらのタイプのグ
リッドが使用されてもモアレを除去できるようになって
いる。

【００２９】なお、画像データに対して多段階にウェー
ブレット変換を施した結果得られる画像を表示用として
用いる場合には、全ての段階において図３のようなロー
パスフィルタを用いてもよいし、一部のローパスフィル
タのみ図３のようなものとし、その他はモアレ除去機能
無しのものを使用してもよい。

【００３０】このように、本発明の画像処理方法は、ウ
ェーブレット変換により得られる縮小画像を、グリッド
の有無に拘わらず、表示用として利用できるようにした
ものであり、周波数解析処理の過程における単なる中間
生成物でしかなかったウェーブレット変換後の縮小画像
に、観察画像としての役割を与えたことによる効果は極
めて大きい。例えば、ウェーブレット変換を単に画質を
向上させるため、あるいは画像データを圧縮するためだ
けの手段として用い、同じ画像データに対し、別途ＣＲ
Ｔ表示に適する画像となるようなフィルタリング処理を
施して縮小画像を作成することも可能ではある。しか
し、このような処理は多くのメモリを必要とし、また施
す処理が倍増する分、速度は低下することになる。すな
わち、本発明は、ウェーブレット変換の特徴を生かし、
最小限の手段で、高画質な観察用縮小画像を得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて画像処理を行う画像処理シス
テムの一例を示す図

【図２】ウェーブレット変換処理の概要を示す図

【図３】本発明の画像処理方法においてウェーブレット
変換に使用されるローパスフィルタの一例を示す図

【図４】従来の画像処理方法においてウェーブレット変
換に使用されていたローパスフィルタの一例を示す図

【符号の説明】

１読取装置２原画像データ３画像処理装置４表示装置５ＣＲＴ６ファイリング装置７光ディスク８記録装置９フィルム 10 主走査方向に１画素おきにフィルタリングするため
のローパスフィルタ 11 主走査方向に１画素おきにフィルタリングするため
のハイパスフィルタ 12 主走査方向にローパスフィルタによりフィルタリン
グされた画像データを副走査方向に１画素おきにフィル
タリングするためのローパスフィルタ 13 主走査方向にローパスフィルタによりフィルタリン
グされた画像データを副走査方向に１画素おきにフィル
タリングするためのローパスフィルタ 14 主走査方向にハイフィルタによりフィルタリングさ
れた画像データを副走査方向に１画素おきにフィルタリ
ングするためのローパスフィルタ 15 主走査方向にハイフィルタによりフィルタリングさ
れた画像データを副走査方向に１画素おきにフィルタリ
ングするためのローパスフィルタ 16 主走査方向、副走査方向ともにローパスフィルタに
よりフィルタリングされた画像データ 17 主走査方向はローパスフィルタにより、副走査方向
はハイパスフィルタによりフィルタリングされた画像デ
ータ 18 主走査方向はハイパスフィルタにより、副走査方向
はローパスフィルタによりフィルタリングされた画像デ
ータ 19 主走査方向、副走査方向ともにハイパスフィルタに
よりフィルタリングされた画像データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに対してウェーブレット変換
を施すことにより、所定の間隔で前記画像データがサブ
サンプリングされた前記画像データの低周波成分からな
る観察用縮小画像を得る画像処理方法において、前記サブサンプリングのナイキスト周波数よりも高い空
間周波数に対応する周期構造を有する画像を表す画像デ
ータに対して、該画像データの前記周期構造に対応する
周波数成分を低減する少なくとも１種類のローパスフィ
ルタを使用して前記ウェーブレット変換を施すことを特
徴とする画像処理方法。
【請求項２】前記周期構造を有する画像が、静止グリ
ッドを使用して撮影された放射線画像であることを特徴
とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】前記ウェーブレット変換により前記観察
用縮小画像とともに得られる前記画像データの高周波成
分を該高周波成分の情報量が少なくなるように量子化す
ることにより、前記画像データの圧縮を行うことを特徴
とする請求項１または２記載の画像処理方法。