DE102007040070A1 - Bilddichteumwandlungsverfahren, Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung und dafür geeignetes Programm - Google Patents

Bilddichteumwandlungsverfahren, Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung und dafür geeignetes Programm Download PDF

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Abstract

Durch die vorliegende Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt, durch die Bereiche, die sich überlappen dürfen, für jeweilige Pixel in einem Bild gesetzt und ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert unter den inhärenten Dichtewerten der Pixel in jedem Bereich extrahiert und als ein maximaler und ein minimaler Dichtewert spezifiziert werden, die den Pixeln in dem Bereich gemeinsam sind. Unter den von den Überlappungsbereichen spezifizierten Dichtewerten wird der größte minimale Dichtewert als ein lokaler Minimalwert und der kleinste maximale Dichtewert als ein lokaler Maximalwert gesetzt, um eine Ebene minimaler Dichte und eine Ebene maximaler Dichte zu erzeugen, die die Pixel mit den entsprechenden Werten enthalten. Die Dichtewerte der Pixel an den entsprechenden Positionen in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte werden mit den separat gesetzten gemeinsamen Minimal- und Maximalwerten korreliert, um sie insgesamt linear umzuwandeln. Dadurch werden die Pixeldichtewerte des ursprünglichen Bildes gleichzeitig linear umgewandelt.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht Priorität von der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-229841 , eingereicht am 25. August 2006, auf deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Textur von Eingangsbildern, z.B. von latenten Fingerabdruckbildern und Handflächenabdruckbildern, mit ungleichmäßiger Dichte und Hintergrundrauschen.
  • Im Allgemeinen weisen Fingerabdrücke, die aus mehreren Gratlinien in streifenförmigen Mustern bestehen, zwei wesentliche Merkmale auf: ein Merkmal ist, dass sie unveränderlich sind, und das andere Merkmal ist, dass sie einzigartig sind, so dass sie als Gegenstand kriminaltechnischer Untersuchungen tauglich sind. Insbesondere ist ein Fingerabdruckvergleich von an Tatorten zurückgelassenen latenten Fingerabdrücken ein effektives Verfahren für Ermittlungen. In den letzten Jahren ist ein Fingerabdruckvergleichssystem unter Verwendung von Computern eingeführt worden, und ein Vergleich latenter Fingerabdrücke wird in verschiedenen Polizeidienststellen ausgeführt.
  • Ein latentes Fingerabdruckbild ist jedoch häufig unklar oder undeutlich, weil es eine schlechte Qualität hat und Rauschen enthält, so dass eine durch einen Ermittler ausgeführte Untersuchung nicht einfach ist. Außerdem stellt dies eine wesentliches Hindernis für eine Automatisierung dar. 5 zeigt ein Beispiel eines digitalen Bildes eines auf einem Scheck zurückgelassenen latenten Fingerabdrucks. Wie in diesem Beispiel dargestellt ist, unterscheiden sich die Hintergrunddichten in einem Bereich, der Hintergrundrauschen enthält, wie beispielsweise Zeichen und Muster des Schecks, und in einem Bereich ohne derartiges Hintergrundrauschen we sentlich. Daher unterscheiden sich die Dynamikbereiche von Fingerabdruck-Gratlinien wesentlich.
  • 6 zeigt ein Profil eines Bildes auf einer Linie L, das einen vergrößerten Teil in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze des in 5 dargestellten Bildes zeigt. Gemäß 6 wird deutlich, dass der Dynamikbereich einer Fingerabdruck-Gratlinie auf dem durch einen Buchstaben oder ein Zeichen verursachten Hintergrundrauschen im Vergleich zum Dynamikbereich einer Fingerabdruck-Gratlinie in einem rauschfreien Bereich wesentlich kleiner ist.
  • Bei diesem Beispiel des latenten Fingerabdrucks ist es, auch wenn ein herkömmliches Bildverbesserungsverfahren auf ein Bild angewendet wird, in dem sich der Dynamikbereich der Zieltextur (Fingerabdruck-Gratlinie) in aufeinanderfolgenden Bereichen drastisch ändert, schwierig, nur die Zieltextur (Fingerabdruck-Gratlinie) zu verbessern, weil die Rauschbereichsgrenze verstärkt wird.
  • Auch wenn eine adaptive Kontrastspreizung oder ein adaptiver Histogrammausgleich, das ein typisches herkömmliches Bildverbesserungsverfahren darstellt, auf das in 7A dargestellte Eingangsbild angewendet werden, wird ein nachteiliger Effekt dahingehend erhalten, dass die Hintergrundrauschbereichsgrenze zu stark verstärkt wird, wie in 7B dargestellt ist, oder der Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann, wie in 7C dargestellt ist.
  • Es sind verschiedene Verfahren zum Lösen dieses Problems vorgeschlagen worden. Beispielsweise wird im japanischen Patent Nr. 3465226 (Patentdokument 1) ein Bilddichteumwandlungsverfahren beschrieben, in dem ein Eingangsbild basierend auf einer Texturanalyse in Bereiche geteilt und für jeden Bereich ein Glättungspegel eines Dichtehistogramms gemäß der Größe des Dynamikbereichs bestimmt wird, um zu verhindern, dass nützliche Information verloren geht.
  • Außerdem wird im US-Patent Nr. 5426684 mit dem Titel"Technique for finding the histogram region of interest for improved tone scale reproduction of digital radiographic images" von Gaborski et al. (Patentdokument 2) ein Bereichteilungsverfahren unter Verwendung eines neuralen Netzwerks zum Bestimmen geeigneter Referenzbereiche beschrieben.
  • Im Patendokument 1 wird jedoch ein bestimmter geeigneter Referenzbereich um ein Zielpixel herum bereitgestellt, und eine Dichteumwandlung wird basierend auf dem Dichtehistogramm der in diesem Bereich enthaltenen Pixel ausgeführt. Daher wird das Problem, dass der Hintergrundrauschbereich zu stark verstärkt wird, wie in 7B dargestellt ist, oder der Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann, wie in 7C dargestellt ist, nicht gelöst.
  • Außerdem wird im Bereichteilungsverfahren unter Verwendung eines neuralen Netzwerks das gleiche Problem wie in Patentdokument 1 erzeugt, d.h., dass der Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann.
  • Außerdem wird im im Patentdokument 1 beschriebenen Dichteumwandlungsverfahren ein Bereichteilungsverfahren verwendet, das auf einer Texturanalyse eines Eingangsbildes basiert. Daher ist das Verfahren wesentlich von der Analysegenauigkeit abhängig, wodurch ein Problem dahingehend erzeugt wird, dass das Bildverbesserungsergebnis beeinträchtigt wird, wenn eine Bereichteilung nicht erwartungsgemäß verarbeitet wird.
  • Das durch herkömmliche Techniken verursachte Problem besteht darin, dass, auch wenn ein herkömmliches Bildverbesserungsverfahren auf ein Bild angewendet wird, in dem der Dynamikbereich einer Zieltextur (Fingerabdruck-Gratlinie) sich in aufeinanderfolgenden Bereichen drastisch ändert, oder auf ein Bild, in dem eine Textur in Bereichen vorhanden ist, in denen sich die Dichten wesentlich unterscheiden, es schwierig ist, ausschließlich die Zieltextur zu verstärken, weil die Rauschbereichsgrenze ebenfalls verstärkt wird.
  • Außerdem haben die herkömmlichen Techniken auch den Nachteil, dass, wenn ein Referenzbereich die Grenze zwischen einem Hintergrundrauschbereich und einem Bereich ohne Hintergrundrauschen in der Nähe der Hintergrundrauschgrenze ü berspannt, das Dichtehistogramm nicht immer von dem Bereich genommen wird, dem das Zielpixel zugeordnet ist, so dass die Rauschbereichsgrenze verstärkt werden kann.
  • Hinsichtlich des vorstehend beschriebenen Sachverhalts besteht ein Bedarf für eine Technik, durch die ausschließlich eine Zieltextur auch in einem Bild verstärkt wird, in dem der Dynamikbereich der Zieltextur sich in aufeinanderfolgenden Breichen drastisch ändert.
  • Es ist eine exemplarische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildumwandlungsverfahren bereitzustellen, das dazu geeignet ist, eine Bildverbesserung für ein Eingangsbild auszuführen, um eine Textur, z.B. ein latentes Fingerabdruckbild, zu verstärken und zu verhindern, dass die Grenze eines Hintergrundrauschbereichs verstärkt wird, während die im herkömmlichen Beispiel auftretenden Probleme gelöst werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Bilddichteumwandlungsverfahren die Schritte auf: Setzen mindestens zweier Bildebenen, die jeweils mehrere Pixel enthalten, deren Anzahl derjenigen eines Eingangsbildes gleicht; Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes, wobei die Pixelbereiche sich einander teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen, und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als maximaler Dichtewert bzw. minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; separates Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der jeweiligen Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen; sequenzielles Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  • Dadurch können, weil der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert, die von einem gesetzten Pixelbereich extrahiert wurden, bestätigt werden können, die extrahierten Dichtewerte auf optimale Werte gesetzt werden, und ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, können vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Außerdem weist ein Bilddichteumwandlungsverfahren gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Schritte auf: Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen; Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; sequenzielles Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den größeren extrahierten Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des durch den Ersetzungsschritt erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  • Auch mit dieser Konfiguration können ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Außerdem weist ein Bilddichteumwandlungsverfahren gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Schritte auf: Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von Pixeln für jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert und des größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und gleichzeitiges lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  • Auch mit dieser Konfiguration können, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung auf: eine Bildebenensetzeinheit, eine Maximum/Minimum-Dichtewertspezifizierungseinheit, eine Maximum/Minimum-Dichtebilderzeugungseinheit, eine Dichtewertersetzungs- und setzeinheit, eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit.
  • Die Bildebenensetzeinheit setzt mindestens zwei Bildebenen, die jeweils mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der Pixel im Eingangsbild gleicht. Die Einheit zum Spezifi zieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes setzt für jeweilige Pixel des Eingangsbildes Pixelbereiche, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel, wobei sich die Pixelbereiche teilweise überlappen, extrahiert einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen, und spezifiziert den maximalen Dichtewert und den minimalen Dichtewert als einen maximalen Dichtewert bzw. einen minimalen Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind. Die Einheit zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte speichert separat den spezifizierten maximalen Dichtewert und den spezifizierten minimalen Dichtewert der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der entsprechenden Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen. Die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit extrahiert sequenziell einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen. Die Dichtewertum wandlungssteuerungseinheit wandelt den durch die Ersetzungsverarbeitung durch die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit erzeugten lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte und den ursprünglichen Dichtewert des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert linear um, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und wandelt die ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild linear um. Die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit ersetzt erste Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Auch mit dieser Konfiguration können die vom gesetzten Pixelbereich extrahierten minimalen Dichtewerte und maximalen Dichtewerte bestätigt werden. Daher können die extrahierten Dichtewerte auf die Optimalwerte gesetzt werden, und außerdem können ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich extrahiert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung auf: eine Einheit zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extra hiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssetzeinheit zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Auch mit dieser Konfiguration können, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung auf: eine Einheit zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und ei nes minimalen Dichtewertes der Pixel für jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Einheit zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Dichtewert, und des größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; eine Dichtewertumwandlungssetzeinheit zum Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Auch mit dieser Konfiguration können, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Bildebenensetzfunktion zum Setzen mindestens zweier Bildebenen, die jeweils mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der Pixel im Eingangsbild gleicht; eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes, die Pixelbereiche, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes setzt, wobei sich die Pixelbereiche teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen, und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert bzw. ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Funktion zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum separaten Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der jeweiligen Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen; eine Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes von Pixeln und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Mit dieser Konfiguration können ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert und mit einer höheren Geschwindigkeit berechnet werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spe zifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den jeweiligen Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Auch mit dieser Konfiguration können, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Funktion zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Funktion zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert, und des größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; eine Dichtewertumwandlungssetzfunktion zum Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der spezifizierten jeweiligen Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden, während das relative Verhältnis der Dichten beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der jeweiligen Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Mit dieser Konfiguration können, wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
  • Gemäß einem exemplarischen Vorteil der Erfindung kann nur die Zieltextur verstärkt werden, auch wenn die Zieltextur sich über die Grenze von Bereichen erstreckt, die extrem verschiedene Hintergrunddichten aufweisen, während Hintergrundrauschen eliminiert und verhindert wird, dass die Rauschbereichsgrenze verstärkt wird. Dadurch wird die Erfas sung und Extraktion der Zieltextur einfach. Wenn die vorliegende Erfindung auf einen latenten Fingerabdruck als Textur angewendet wird, können Fingerabdruckgratlinien, die geeignet verstärkt sind, effektiv dargestellt werden. Dadurch wird eine durch einen Ermittler ausgeführte Untersuchung erleichtert. Außerdem können, weil Merkmale unter Verwendung eines Bildes extrahiert werden können, in dem Hintergrundrauschen eliminiert oder unterdrückt ist, die Merkmale exakter extrahiert werden, wodurch die Genauigkeit eines Fingerabdruckvergleichs erhöht wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm zum Darstellen der Konfiguration einer ersten exemplarischen Ausführungsform eines Bildverbesserungsverarbeitungssystems;
  • 2 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Bilddichteumwandlungsverarbeitung in der ersten exemplarische Ausführungsform;
  • 3 ein Blockdiagramm zum Darstellen der Konfiguration einer zweiten exemplarischen Ausführungsform eines Bildverbesserungsverarbeitungssystems;
  • 4 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Bilddichteumwandlungsverarbeitung in der zweiten exemplarische Ausführungsform;
  • 5 ein Beispiel eines latenten Fingerabdruckbildes;
  • 6 ein Profil in der Nähe der Grenze eines Hintergrundrauschbereichs in 5;
  • 7A ein exemplarisches Eingangsbild; und 7B und 7C bei herkömmlichen Systemen auftretende Probleme;
  • 8A ein Beispiel einer in der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Ebene minimaler Dichte; und 8B ein Beispiel einer in der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Ebene maximaler Dichte;
  • 9 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Bildverbesserung; und
  • 10 ein Profil in der Nähe einer Hintergrundrauschbereichsgrenze in 9.
  • [Erste exemplarische Ausführungsform]
  • Nachstehend wird die Gesamtkonfiguration einer (ersten) exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildverbesserungsverarbeitungssystems 10 unter Bezug auf 1 beschrieben.
  • Das Bildverbesserungsverarbeitungssystem 10 weist eine Bildeingabeeinrichtung 11 zum Digitalisieren und Eingeben eines z.B. durch einen Sensor oder einen Scanner gelesenen Bildes, eine Bildverbesserungseinrichtung 12 mit einer Funktion zum verbessern oder verstärken des durch die Bildeingabeeinrichtung 11 eingegebenen Bildes und eine Bildausgabeeinrichtung 13 zum Ausgeben des durch die Bildverbesserungseinrichtung 12 verbesserten oder verstärkten Bildes an einen Monitor, einen Drucker oder eine ähnliche Einrichtung auf.
  • Außerdem kann das System derart konfiguriert sein, dass das durch die Bildverbesserungseinrichtung 12 verbesserte Bild direkt an eine Bildvergleichseinrichtung 14 oder eine ähnliche Einrichtung übertragen wird.
  • Die Bildverbesserungseinrichtung 12 weist eine Bildebenensetzeinheit 23 und eine Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes auf. Die Bildebenensetzeinheit 23 setzt mindestens zwei Bildebenen, die jeweils eine Pixelzahl enthalten, die derjenigen der im Eingangsbild enthaltenen mehreren Pixel gleicht. Insbesondere erzeugt die Bildebenensetzeinheit 23 mindestens zwei Bilder, die jeweils mehrere Pixel in der gleichen Anzahl wie die des Eingangsbildes enthalten. Die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes setzt einen Pixelbereich mit einer bestimmten Größe um jedes Pixel des Eingangsbildes, wobei die Pixelbereiche sich teilweise überlappen, und extrahiert einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den jeweiligen gesetzten Bereichen und spezifiziert die Werte als einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind.
  • Außerdem weist die Bildverbesserungseinrichtung 12 eine Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte und eine Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 auf. Die Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte speichert den maximalen Dichtewert und dem minimalen Dichtewert der Pixel in dem spezifizierten Pixelbereich separat in zwei Bildebenen, während die Positionen der Pixel miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen. Die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 extrahiert sequenziell einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei die Einheit, wenn der extrahierte Dichtewert kleiner ist als der maximale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, den Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt, um den Wert als einen lokalen Maximalwert zu setzen. Gleichzeitig ersetzt die Einheit, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, den Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den extrahierten größeren Dichtewert, um den Wert als einen lokalen Minimalwert zu setzen.
  • Außerdem weist die Bildverbesserungseinrichtung 12 eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 auf. Die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 wandelt den lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und der Ebene minimaler Dichte, die durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 erzeugt wurden, und den ursprünglichen Dichtewert des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert um, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert jedes Pixels zuvor gesetzt wurden, während die relativen Dichteverhältnisse für die Pixel beibehalten werden, und wandelt gleichzeitig die ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild um.
  • Die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 ersetzt erste Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
  • Nachstehend wird die Konfiguration der Bildverbesserungseinrichtung 12 beschrieben.
  • Die Bildverbesserungseinrichtung 12 weist auf: eine Datenverarbeitungssteuerungseinheit 21 zum Steuern der Übertragung/des Empfangs von Daten und Meldungen zwischen jeweiligen später beschriebenen Einheiten der Bildverbesserungseinrichtung 12; eine Datenspeichereinheit 22 zum Speichern von Bildinformation und der über die Bildeingabeeinrichtung 11 eingegebenen Daten; eine Bildebenensetzeinheit 23 zum Setzen einer Ebene minimaler Dichte und einer Ebene maximaler Dichte gemäß den Pixeln des Eingangsbildes; eine Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes basierend auf den Dichtewerten der umgebenden Pixel für jedes Pixel des Eingangsbildes; eine Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum Setzen der Dichtewerte der Pixel in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte; eine Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 zum Aktualisieren der Dichtewerte der Pixel in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte; eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 zum Ausführen einer Dichteumwandlung des Eingangsbildes basierend auf den Dichtewerten der Pixel in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 zum Ausführen einer Dichteumwandlung des Eingangsbildes und Rekonstruieren des umgewandelten Bildes.
  • Diese Komponenten werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Die Datenspeichereinheit 22 weist beispielsweise einen RAM-Speicher (Direktzugriffsspeicher) auf, der durch die später beschriebenen jeweiligen Einheiten und Abschnitte der Bildverbesserungsverarbeitungseinheit 12 als Arbeitsbereich verwendet wird. Außerdem wird die Datenspeichereinheit 22 auch zum Zwischenspeichern von durch die jeweiligen Einheiten berechneter Information verwendet.
  • Die Bildebenensetzeinheit 23 ist mit den folgenden drei Funktionen versehen: Die erste Funktion dient zum Setzen einer Ebene minimaler Dichte und einer Ebene maximaler Dichte, die zwei verschiedene Bildebenen darstellen, die den jeweiligen Pixeln des Eingangsbildes entsprechende Pixel enthalten (nachstehend als "Ebenenbildsetzfunktion" bezeichnet). Die zweite Funktion dient zum Setzen eines bestimmten Bereichs ("Referenzbereichs") um jedes Pixel des Eingangsbildes (nachstehend als "Referenzbereichsetzfunktion" bezeichnet). Die dritte Funktion dient zum Erzeugen eines Dichtehistogramms für jeden der gesetzten Referenzbereiche (nachstehend als "Histogrammerzeugungsfunktion" bezeichnet).
  • Wenn der Referenzbereich zu groß ist, wird beim Setzen der im Referenzbereich enthaltenen mehreren Pixel beim Ausführen der nachstehend beschriebenen Bildverbesserungsverarbeitung für das Eingangsbild die Leistungsfähigkeit für die Unterdrückung des Hintergrundrauschens herabgesetzt. Wenn der Referenzbereich zu klein ist, geht dagegen die Zieltextur leicht verloren.
  • Daher wird in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ein Kreis mit einem Durchmesser von 20 Pixeln als Referenzbereich gesetzt, weil die Zieltextur Fingerabdruckgratlinien darstellt. Dies ist der Fall, weil, obwohl das mittlere Gratlinienintervall zwischen Fingerabdruck-Gratlinien etwa 10 Pixel beträgt (der tatsächliche Abstand beträgt 0,5 mm), ein Kreis mit einem Durchmesser, der doppelt so groß ist wie das mittlere Gratlinienintervall, als minimaler Bereich zum Abdecken von Änderungen der Zieltextur geeignet erscheint.
  • Außerdem kann bei der Anwendung der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform auf einen Handflächenabdruck, der ein ähnliches Muster hat wie ein Fingerabdruck, ein Referenzbereich als Kreis mit einem Durchmesser von etwa 25 Pixeln gesetzt werden. Dies ist der Fall, weil die mittleren Gratlinienintervalle eines Handflächenabdrucks etwa 20% bis 30% größer sind als bei einem Fingerabdruck.
  • Die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes hat eine Funktion zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Extrahieren eines minimalen Dichtewertes und eines maximalen Dichtewertes mehrerer im Referenzbereich enthaltener Pixel von jedem Dichtehistogramm, das durch die Histogrammerzeugungsfunktion erzeugt wurde, und eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Spezifizieren des minimalen Dichtewertes und des maximalen Dichtewertes, die den Pixeln im Referenzbereich gemeinsam sind.
  • Dadurch weisen die im Eingangsbild enthaltenen Pixel außer dem ursprünglichen Dichtewert im Eingangsbild auch den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert auf.
  • Der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert, die vom Dichtehistogramm extrahiert wurden, sind nicht auf den im Histogramm angezeigten maximalen Dichtewert und minimalen Dichtewert beschränkt. Der maximale und der minimale Dichtewert können jedoch auch derart gesetzt werden, dass der vom Maximalwert und Minimalwert im Histogramm akkumulierte Wert einen Dichtewert von etwa 5% extrahiert. Ziel der oben erwähnten Einstellungen ist es, häretische Werte zu eliminieren.
  • Außerdem kann dies in der ersten exemplarischen Ausführungsform bestätigt werden, wenn die Ebene maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte erzeugt werden, so dass ein vom Dichtehistogramm extrahierter entsprechender Dichtewert gesetzt werden kann.
  • Die Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte weist einen Abschnitt 251 zum Erzeugen einer Ebene minimaler Dichte und einen Abschnitt 252 zum Erzeugen einer Ebene maximaler Dichte auf.
  • Der Abschnitt 251 zum Erzeugen einer Ebene minimaler Dichte hat eine Funktion zum Setzen einer minimalen Dichte zum Setzen des spezifizierten minimalen Dichtewertes jedes Pixels im Referenzbereich als Dichtewert des entsprechenden Pixels auf der Ebene minimaler Dichte.
  • Der Abschnitt 252 zum Erzeugen einer Ebene maximaler Dichte hat eine Funktion zum Setzen einer maximalen Dichte zum Setzen des spezifizierten maximalen Dichtewertes jedes Pixels im Referenzbereich als Dichtewert des entsprechenden Pixels auf der Ebene maximaler Dichte.
  • Die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 weist einen Abschnitt 261 zum Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes und einen Abschnitt 262 zum Ersetzen und Setzen eines Maximalwertes auf.
  • Der Abschnitt 261 zum Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes spezifiziert den durch die Einheit 24 zum Spezifizieren des maximalen/minimalen Dichtewertes neu gesetzten minimalen Dichtewert vom Referenzbereich durch Überlappen des neuen minimalen Dichtewertes auf das Pixel, für das ein vorangehender minimaler Dichtewert spezifiziert war. Zu diesem Zeitpunkt führt der Abschnitt 261 zum Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes eine Funktion zum Aktualisieren eines lokalen Minimalwertes aus, gemäß der der neu extrahierte minimale Dichtewert mit dem zuvor spezifizierten minimalen Dichtewert verglichen wird, wobei, wenn der neu extrahierte Wert größer ist als der zuvor spezifizierte minimale Dichtewert, der neu extrahierte minimale Dichtewert als lokaler Minimalwert des Pixels spezifiziert wird, und wobei der Dichtewert, der für das Pixel gesetzt ist, das der Ebene minimaler Dichte zugeordnet ist, auf den lokalen Minimalwert aktualisiert wird.
  • Der Abschnitt 262 zum Ersetzen und Setzen eines Maximalwertes hat eine Funktion zum Aktualisieren eines lokalen Maximalwertes, gemäß der, wenn der maximale Dichtewert durch die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes von einem anderen Referenzbereich extrahiert wird, der neu extrahierte maximale Dichtewert mit dem zuvor spezifizierten maximalen Dichtewert verglichen wird, wobei, wenn der neu extrahierte Wert kleiner ist als der zuvor spezifizierte maximale Dichtewert, der neu extrahierte maximale Dichtewert als lokaler Maximalwert des Pixels spezifiziert wird, und wobei der Dichtewert, der für das entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzt wurde, auf den lokalen Maximalwert aktualisiert wird.
  • Daher werden, wenn die Funktion zum Aktualisieren des lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes für alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel ausgeführt wird, alle in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte enthaltenen Pixel aus dem lokalen Minimalwert bzw. dem lokalen Maximalwert gebildet.
  • Die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 hat eine Funktion zum Setzen eines gemeinsamen Dichtewertes zum Setzen eines gemeinsamen minimalen Dichtewertes und eines gemeinsamen maximalen Dichtewertes, die allen im Eingangsbild enthaltenen Pixeln gemeinsam sind, bezüglich der im Bild jedes Pixels des Eingangsbildes enthaltenen inhärenten Dichtewerte, und eine Dichtewertumwandlungsfunktion zum Umwandeln des für jedes entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzten lokalen Minimalwertes in den gemeinsamen minimalen Dichtewert, und zum Umwandeln des für jedes entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzten lokalen Maximalwertes in den gemeinsamen maximalen Dichtewert, um den ursprünglichen Dichtewert, der für jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel eindeutig ist, gleichzeitig linear umzuwandeln.
  • Dadurch werden Werte im Dichtebereich vom lokalen Minimalwert bis zum lokalen Maximalwert in den gemeinsamen Dichtebereich vom gemeinsamen Minimalwert bis zum gemeinsamen Maximalwert umgewandelt.
  • Die Umwandlungsformel für die lineare Umwandlung wird folgendermaßen dargestellt: [Formel 1]
    Figure 00230001
    wobei
  • g'(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
    g(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
    minP(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert)
    maxP(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert)
    minT(x,y):
    Gemeinsamer minimaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
    maxT(x,y):
    Gemeinsamer maximaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
  • Die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 hat eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen des Dichtewertes jedes Pixels des Eingangsbildes durch den durch die Dichtewertumwandlungsfunktion linear umgewandelten Dichtewert jedes entsprechenden Pixels, um das Eingangsbild zu rekonstruieren.
  • Dadurch spiegeln sich die durch die Dichtewertumwandlungsfunktion umgewandelten Dichtewerte in den Dichtewerten der Pixel des Eingangsbildes wider, so dass ein Bild erhalten werden kann, in dem eine Bildverarbeitung zum Verstärken der Zieltextur (z.B. eines Fingerabdrucks in einem Fingerabdruckbild) ausgeführt wird.
  • Das in 5 dargestellte exemplarische Fingerabdruckbild ist z.B. ein durch einen Sensor oder einen Scanner gelesene digitalisiertes Fingerabdruckbild. Ein derartiges exemplarisches Fingerabdruckbild wird gemäß einer durch "ANSI/NIST-ITL-1-2000 Data Format for the Interchange of Fingerprint, Facial, Scar Mark Tattoo (SMT) Information" definierten Technik, die durch das National Institute of Standards and Technology (USA) standardisiert ist, mit einer Auflösung von 500 dpi digitalisiert.
  • Mit dem vorstehend erwähnten Standard wird das Bild derart digitalisiert, dass es Dichtewerte mit 256 Graustufen von 0-255 aufweist. Außerdem ist der Dichtewertausdruck so definiert, dass die numerischen Werte mit zunehmender Helligkeit zunehmen.
  • Andererseits verwendet die vorliegende exemplarische Ausführungsform hinsichtlich des Dichtewertausdrucks einen Dichtestandard, gemäß dem die numerischen Werte mit zuneh mender Dichte zunehmen. Daher haben Gratlinienabschnitte mit einer hohen Dichte Dichtewerte in der Nähe des Maximalwertes von 255 und Täler und die Papieroberfläche mit niedriger Dichte Dichtewerte in der Nähe von 0.
  • [Funktionsweise der ersten exemplarischen Ausführungsform]
  • Nachstehend wird die Gesamtoperation der in dem Bildverbesserungsverarbeitungssystem 10 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ausgeführten Bilddichteumwandlungsverarbeitung beschrieben.
  • In der ersten exemplarischen Ausführungsform werden, wenn Bildinformation von der Bildeingabeeinrichtung 11 zugeführt wird, mindestens zwei Ebenen, die jeweils die gleiche Pixelzahl enthalten wie das Eingangsbild, durch die Bildebenensetzeinheit 23 gesetzt (Bildebenensetzschritt).
  • Dann extrahiert die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes unter den um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes gesetzten und sich teilweise überlappenden Pixelbereichen, die jeweils einen Durchmesser von 20 Pixeln haben, einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich und spezifiziert sie als einen gemeinsamen maximalen Dichtewert und einen gemeinsamen minimalen Dichtewert der Pixel im Bereich (Schritt zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes).
  • Dann werden der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert der Pixel im spezifizierten Pixelbereich in den beiden Ebenen separat gespeichert, und die Positionen der jeweiligen Pixel werden korreliert. Dadurch erzeugt die Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte (Schritt zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte).
  • Nach der Extraktion des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes im Pixelbereich extrahiert die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 sequenziell einen ma ximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert in einem anderen Pixelbereich. Wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als der maximale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, ersetzt die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 den Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den kleineren Dichtewert, um den Wert als lokaler Maximalwert zu setzen. Gleichzeitig ersetzt die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, den Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den größeren Dichtewert, um den Wert als den lokalen Minimalwert zu setzen (Dichtewertersetzungs- und -setzschritt).
  • Dann wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 den lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte, die im Dichtewertersetzungs- und -setzschritt ersetzt und gesetzt worden sind, und den ursprünglichen Wert des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert um, die im Voraus gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird. Gleichzeitig wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungssteuerungseinheit 27 die ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild um (Dichtewertumwandlungsschritt).
  • Schließlich rekonstruiert die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 das Eingangsbild basierend auf den Dichtewerten der Pixel, die im Dichtewertumwandlungsschritt linear umgewandelt worden sind (Bilddichteumwandlungsschritt).
  • Der Bildebenensetzschritt, der Schritt zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes, der Schritt zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte, der Dich tewertersetzungs- und -setzschritt, der Dichtewertumwandlungsschritt und der Bilddichteumwandlungsschritt können derart konfiguriert sein, dass ihre Ausführungsinhalte programmiert sind, so dass sie durch einen Computer ausgeführt werden können.
  • Nachstehend wird die Verarbeitung unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von 2 ausführlicher erläutert.
  • Zunächst speichert die in 1 dargestellte Bildeingabeeinheit 11 ein Eingangsbild in der in der Bildverbesserungseinrichtung 12 angeordneten Datenspeichereinheit 22 (Schritt S1).
  • Dieser Schritt erfolgt z.B. durch Digitalisieren und Eingeben eines gescannten Bildes. Außerdem kann als Eingabeobjekt eine bereits digitalisierte Bilddatei verwendet werden.
  • Dann setzt die in 1 dargestellte Bildebenensetzeinheit 23 die Ebene maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte, deren Pixelzahlen derjenigen des Eingangsbildes gleichen (Schritt 2: Bildebenensetzschritt).
  • Die Dichtewerte aller in der Ebene maximaler Dichte enthaltenen Pixel können anfangs auf den gleichen Wert gesetzt werden (z.B. 255). Ähnlicherweise können die Dichtewerte aller in der Ebene minimaler Dichte enthaltenen Pixel anfangs auf den gleichen Wert gesetzt werden (z.B. 0).
  • Ein Bereich (Referenzbereich) mit einem Durchmesser von 20 Pixeln wird um ein Pixel unter den im Eingangsbild enthaltenen jeweiligen Pixeln (Zielpixeln) gesetzt, und es wird ein dem gesetzten Referenzbereich entsprechendes Dichtehistogramm erzeugt (Schritte S3, S4).
  • Dann extrahiert die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert vom von der Referenzebene erzeugten Dichtehistogramm und spezifiziert außerdem den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert, die den Pixeln im Referenzbereich gemeinsam sind (Schritte S5, S6: Schritt zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes).
  • Daher werden für die Pixel im Referenzbereich des Eingangsbildes neben dem inhärenten Dichtewert der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert spezifiziert.
  • Daraufhin setzt der Abschnitt 25 zum Erzeugen einer Ebene minimaler Dichte in der Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte den minimalen Dichtewert als Dichtewert des Pixels auf der Ebene minimaler Dichte, das dem Pixel entspricht, in dem der minimale Dichtewert spezifiziert ist, und der Abschnitt 252 zum Erzeugen einer Ebene maximaler Dichte in der Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte setzt den maximalen Dichtewert als Dichtewert des Pixels auf der Ebene maximaler Dichte, das dem Pixel entspricht, in dem der maximale Dichtewert spezifiziert ist (Schritte S7, S8: Schritt zum Setzen eines maximalen/minimalen Dichtewertes).
  • Wenn der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert in den entsprechenden Pixeln in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte gesetzt worden sind, vergleicht der Minimalwertersetzungs- und -setzabschnitt 261 in der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 den sequenziell extrahierten minimalen Dichtewert (minR) mit dem zuvor spezifizierten minimalen Dichtewert (minP) für jeden Referenzbereich (Schritt S9), wobei, wenn der zuletzt extrahierte Wert (minR) größer ist als der zuvor spezifizierte minimale Dichtewert (minP), der Minimalwertersetzungs- und -setzabschnitt 261 den zuletzt extrahierten minimalen Dichtewert (minR) als den lokalen Minimalwert des Pixels spezifiziert und den Dichtewert für das Pixel auf der Ebene minimaler Dichte, das dem Pixel des gemeinsamen Bereichs entspricht, auf den lokalen Minimalwert aktualisiert (Schritt S11). Gleichzeitig vergleicht der Maximalwertersetzungs- und -setzabschnitt 262 in der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 den zuletzt extrahierten maximalen Dichtewert (maxR) mit dem zuvor spezifizierten maximalen Dichtewert (maxP) (Schritt S10), wobei, wenn der zuletzt extrahierte Wert (maxR) kleiner ist als der zuvor spezifizierte maximale Dichtewert (maxP), der Maximalwerterset zungs- und -setzabschnitt 262 den zuletzt extrahierten maximalen Dichtewert (maxR) als den lokalen Maximalwert des Pixels spezifiziert und den Dichtewert für das Pixel auf der Ebene maximaler Dichte, das dem Pixel des gemeinsamen Bereichs entspricht, auf den lokalen Maximalwert aktualisiert (Schritt S12).
  • Dann wird für alle Pixel des Referenzbereichs bestimmt, ob die Aktualisierung des lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes für die Dichtewerte der Pixel in den entsprechenden Pixelbereichen auf der Ebene minimaler Dichte und der Ebene maximaler Dichte ausgeführt worden ist (Schritt S13).
  • Wenn die Aktualisierung nicht für alle Referenzpixel (Pixel des Referenzbereichs) abgeschlossen ist, wird ein anderes Referenzpixel im gleichen Referenzbereich gesetzt, werden die Werte minP und minR des entsprechenden Pixels auf der Ebene minimaler Dichte verglichen, und werden die Werte maxP und maxR des entsprechenden Pixels auf der Ebene maximaler Dichte verglichen (Schritte S9, S10).
  • Wenn die Aktualisierung der lokalen Minimalwerte und der lokalen Maximalwerte für alle Referenzpixel ausgeführt worden ist, wird anschließend bestimmt, ob die lokalen Minimalwerte und die lokalen Maximalwerte für alle Zielpixel des Eingangsbildes aktualisiert wurden (Schritt S14).
  • Wenn die Aktualisierung nicht für alle Pixel ausgeführt worden ist, wird ein anderes Zielpixel gesetzt, und außerdem wird ein dem Zielpixel entsprechender Bereich gesetzt, woraufhin die Verarbeitung von Schritt S3 ausgehend fortgesetzt wird.
  • Dadurch wird der Dichtewert jedes Pixels auf der Ebene minimaler Dichte schließlich als der lokale Minimalwert gesetzt, der dem größten Wert unter den minimalen Dichtewerten entspricht, die von den jeweiligen gesetzten Referenzbereichen extrahiert wurden, die das Pixel enthalten. Ähnlicherweise, wird der Dichtewert jedes Pixels auf der Ebene maximaler Dichte als der lokale Maximalwert gesetzt, der dem kleinsten Wert unter den maximalen Dichtewerten entspricht, die von den jeweiligen gesetzten Referenzbereichen extrahiert werden, die das Pixel enthalten.
  • 8A zeigt eine Ebene minimaler Dichte, die durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung bezüglich des in 7A dargestellten Eingangsbildes erzeugt wird. In 8A unterscheiden sich die lokalen Minimalwerte entlang der Hintergrundrauschbereichsgrenze wesentlich, und die lokalen Minimalwerte in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze werden geeignet dargestellt.
  • Ähnlicherweise zeigt 8B eine Ebene maximaler Dichte, die durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung bezüglich des in 7A dargestellten Eingangsbildes erzeugt wird. In 8B unterscheiden sich die lokalen Maximalwerte entlang der Hintergrundrauschbereichsgrenze wesentlich, und die lokalen Maximalwerte in der Nähe der Hintergrundrauschgrenze werden ebenfalls geeignet dargestellt.
  • Dann setzt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 unter Bezug auf die inhärenten Dichtewerte der im Eingangsbild enthaltenen Pixel einen gemeinsamen minimalen Dichtewert und einen gemeinsamen maximalen Dichtewert, die für alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel gemeinsam sind. Im vorliegenden Beispiel wird für alle Pixel des Eingangsbildes als gemeinsamer minimaler Dichtewert der Wert "0" und als gemeinsamer maximaler Dichtewert der Wert "255" gesetzt.
  • Wenn der Dynamikbereich des Eingangsbildes extrem schmal ist, oder wenn alle Dichtewerte im Referenzbereich gleich sind, kann ein vorgegebener spezieller Wert als der gemeinsame Minimalwert für jedes Zielpixel gesetzt werden.
  • Beispielsweise wird, wenn alle Pixel im Referenzbereich den gleichen Dichtewert haben, so dass der Unterschied zwischen maxP und minP schließlich null wird, bestimmt, dass in dem Bereich keine Zieltextur vorhanden ist. Daher kann als ein repräsentativer Wert der Hintergrunddichte ein Zwischenwert, z.B. "32", als Umwandlungsdichtewert gesetzt werden.
  • Die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 wandelt den lokalen Minimalwert, der für jedes entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzt wird, in den gemein samen minimalen Dichtewert (0) und den lokalen maximalen Dichtewert, der für jedes entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzt wird, in den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255) um, um die inhärenten ursprünglichen Dichtewerte der im Eingangsbild enthaltenen jeweiligen Pixel gleichzeitig linear umzuwandeln (Schritt S15).
  • D.h., durch Umwandeln des lokalen Minimalwertes in den gemeinsamen minimalen Dichtewert (0) und Umwandeln des lokalen Maximalwertes in den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255) ohne Änderung des relativen Verhältnisses der Dichtewerte (ursprünglichen Dichtewerte) der Zielpixel, des Dichtewertes des diesem entsprechenden Pixels auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert) und des Dichtewertes des diesem entsprechenden Pixels auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert), werden die Dichtewerte der Pixel des Gesamtbildes derart umgewandelt, dass sie den gleichen Dynamikbereich aufweisen.
  • Daher wird der Dichtebereich vom lokalen Minimalwert zum lokalen Maximalwert jedes Pixels proportional in den gemeinsamen Dichtewertbereich vom gemeinsamen minimalen Dichtewert zum gemeinsamen maximalen Dichtewert umgewandelt und erweitert, so dass der Dichtewert jedes Zielpixels in einen Dichtewert umgewandelt wird, der durch das relative Verhältnis zum gemeinsamen minimalen Dichtewert und zum gemeinsamen maximalen Dichtewert bestimmt ist. Dadurch wird das Eingangsbild in ein Bild mit einem breiten Dynamikbereich umgewandelt und kontrastverstärkt.
  • Zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Umwandlung wird die folgende Formel 2 verwendet, um den Dichtewert nach der Umwandlung zu erhalten, wobei der Dichtewert der entsprechenden Pixeladresse variabel ist. (Formel 2)
    Figure 00310001
    wobei
  • g'(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
    g(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
    minP(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert)
    maxP(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert)
    minT(x,y):
    Gemeinsamer minimaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem Beispiel "0" gesetzt ist)
    maxT(x,y):
    Gemeinsamer maximaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem Beispiel "255" gesetzt ist)
  • Wenn der Dichtewert g'(x,y) nach der Umwandlung kleiner ist als 0, wird er in "0" umgewandelt, und wenn der Dichtewert größer wird als 255, wird er in "255" umgewandelt.
  • Außerdem können für den gemeinsamen minimalen Dichtewert und den gemeinsamen maximalen Dichtewert, wenn der Dynamikbereich extrem schmal ist, so dass die Differenz zwischen maxP und minP klein wird, geeignete Zwischenwerte (z.B. 64 und 192) gesetzt werden, um zu verhindern, dass das Bild nach der Umwandlung zu stark verstärkt wird.
  • Dann ersetzt die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlung linear umgewandelt worden sind, durch die Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild, um eine Dichteumwandlung auszuführen.
  • Das Bild, das wie vorstehend beschrieben dichteumgewandelt und rekonstruiert wurde, wird der Bildausgabeeinrichtung 13 zugeführt und auf einem Monitor dargestellt oder durch einen Drucker ausgegeben (Schritt s16).
  • Obwohl in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ein Dichtehistogramm zum Extrahieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes verwendet wird, können auch maximale und minimale Dichtewerte durch Speichern der Dichtewerte der Pixel im gesetzten Referenzbereich in der Datenspeichereinheit extrahiert werden.
  • 9 zeigt ein Beispiel einer Bildverbesserung für den Fall, dass die Dichteumwandlung gemäß der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsform bezüglich des in 7A dargestellten Eingangsbildes ausgeführt wird. Im Bild ist die Fingerabdruckgratlinie, die die Zieltextur darstellt, verstärkt, und Hintergrundrauschen ist unterdrückt.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der lokale Minimalwert und der lokale Maximalwert, die für jedes Pixel eines Eingangsbildes spezifiziert werden, von Werten bestimmt, die nicht nur von einem Referenzbereich, sondern von allen gesetzten Referenzbereichen extrahiert werden, die das entsprechende Pixel enthalten. Daher können, auch wenn ein Pixel in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze angeordnet ist, ein geeigneter lokaler Minimalwert und ein geeigneter lokaler Maximalwert von den jedes Pixel umgebenden Pixeln extrahiert werden.
  • [Zweite exemplarische Ausführungsform]
  • Nachstehend wird eine andere exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die zweite exemplarische Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten exemplarischen Ausführungsform hinsichtlich der folgenden Aspekte. D.h., in der ersten exemplarischen Ausführungsform werden zwei dem Eingangsbild entsprechende Ebenen gesetzt, und ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel spezifiziert werden, werden als Dichtewert jedes Pixels in jeder Ebene gesetzt, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen. In der zweiten exemplarischen Ausführungsform wird dagegen ein Bereich zum Speichern eines lokalen Minimalwertes und eines lokalen Maximalwertes für jedes Pixel eines Eingangsbildes in einer Datenspeichereinheit 42 gesichert, wodurch der endgültige lokale Minimalwert und der endgültige Maximalwert für jedes Pixel unter Verwendung mehrerer maximaler Dichtewerte und minimaler Dichtewerte für jedes in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherte Pixel berechnet werden.
  • Außerdem verwendet die zweite exemplarische Ausführungsform, während in der ersten exemplarischen Ausführungsform ein Verfahren verwendet wird, gemäß dem ein minimaler Dichtewert und ein maximaler Dichtewert, die von jedem Pixel extrahiert werden, sequenziell mit einem lokalen Minimalwert und einem lokalen Maximalwert verglichen und schrittweise aktualisiert und berechnet werden, ein Verfahren, gemäß dem ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert von mehreren extrahierten minimalen Dichtewerten und maximalen Dichtewerten für die in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherten jeweiligen Pixel berechnet werden.
  • D.h., jedes Pixel eines Eingangsbildes ist mehreren Referenzbereichen zugeordnet und weist mehrere minimale Dichtewerte und maximale Dichtewerte auf, die von den jeweiligen Referenzbereichen extrahiert werden, so dass der größte Wert unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert und der kleinste Wert unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert spezifiziert werden.
  • Dieser Aspekt wird nachstehend beschrieben.
  • Die zweite exemplarische Ausführungsform weist wie die erste exemplarische Ausführungsform eine Bildeingabeeinrichtung 31, eine Bildverbesserungseinrichtung 32 und eine Bildausgabeeinrichtung 33 auf. Die zweite exemplarische Ausführungsform kann derart konfiguriert sein, dass ein durch die Bildverbesserungseinrichtung 32 verbessertes Bild direkt einer Bildvergleichseinrichtung 34 zugeführt wird.
  • Die Bildverbesserungseinrichtung 32 weist auf: eine Datenverarbeitungssteuerungseinheit 41; eine Datenspeichereinheit 42; eine Einheit 43 zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes mit einer Bereichsetzfunktion zum Setzen von (als "Referenzbereiche" bezeichneten) Pixelbereichen bezüglich mehreren in einem der Datenspeichereinheit 42 zugeführten Eingangsbild enthaltenen Pixeln, wobei jeder Pi xelbereich einen Durchmesser von 20 Pixeln um das jeweilige Pixel hat, und wobei die Pixelbereiche sich teilweise überlappen; eine Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren eines lokalen minimalen Dichtewertes und eines lokalen maximalen Dichtewertes bezüglich jedes Pixels des Eingangsbildes; und eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48, die die gleichen Funktionen aufweisen wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform.
  • Die Einheit 43 zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes hat eine Funktion zum Speichern eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes der Pixel in jedem Pixelbereich, der durch die Bereichsetzfunktion für jedes Pixel gesetzt wurde, zum Spezifizieren der Dichtewerte als der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert, die den Pixeln im Bereich gemeinsam sind, und zum Speichern dieser Werte in der Datenspeichereinheit 42.
  • Die Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes hat eine Funktion zum Spezifizieren eines lokalen Maximal-/Minimalwertes zum Spezifizieren des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als lokaler Maximalwert und Spezifizieren des größten unter den minimalen Dichtewerten als lokaler Minimalwert, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und minimale Dichtewerte aufweist, die durch die Einheit 43 zum Extrahieren des maximalen/minimalen Dichtewertes spezifiziert werden.
  • Dadurch werden Referenzbereiche für alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel gesetzt, und die minimalen Dichtewerte und die maximalen Dichtewerte werden von allen Referenzbereichen extrahiert und gespeichert, so dass die Effizienz zum Berechnen des lokalen Maximalwertes und des lokalen Minimalwertes verbessert werden kann.
  • [Arbeitsweise der zweiten exemplarischen Ausführungsform]
  • In der zweiten exemplarischen Ausführungsform setzt die Einheit 43 zum Extrahieren des maximalen/minimalen Dichtewertes, wenn ein Bild über die Bildeingabeeinrichtung 31 eingegeben wird, Pixelbereiche, die sich teilweise überlappen, bezüglich den im Eingangsbild enthaltenen Pixeln, wobei jeder Pixelbereich einen Durchmesser von 20 Pixeln hat und um jedes Pixel gesetzt wird. Die Einheit 43 zum Extrahieren des maximalen/minimalen Dichtewertes extrahiert für jeden Pixelbereich den maximalen Dichtewert und den minimalen Dichtewert der Pixel in jedem Pixelbereich, speichert sie in der Datenspeichereinheit 42 und spezifiziert sie als maximaler Dichtewert und minimaler Dichtewert, die den jeweiligen Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind (erster Schritt).
  • Dann spezifiziert die Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes, wenn mehrere maximale Dichtewerte und minimale Dichtewerte für die jeweiligen Bereiche, die im ersten Schritt spezifiziert wurden, in der Datenspeichereinheit 42 gespeichert sind, den kleinsten Wert unter den gespeicherten maximalen Dichtewerten als den lokalen Maximalwert und den größten Wert unter den gespeicherten Minimalwerten als den lokalen Minimalwert (zweiter Schritt).
  • Daraufhin wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 den spezifizierten lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert für jedes der Pixel und den ursprünglichen Dichtewert des Eingangsbildes für jedes Pixel in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert jedes Pixels um, die anders als die vorerwähnten lokalen Minimal- und lokalen Maximalwerte eingestellt sind, während das relative Verhältnis jeder Dichte des Pixels beibehalten wird, um die ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild gleichzeitig linear umzuwandeln (dritter Schritt).
  • Schließlich rekonstruiert die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48 das Eingangsbild basierend auf den Dichtewerten der Pixel, die im dritten Schritt linear umgewandelt wurden (vierter Schritt).
  • Der erste Schritt, der zweite Schritt, der dritte Schritt und der vierte Schritt können programmiert und durch einen Computer ausgeführt werden.
  • Der dritte Schritt und der vierte Schritt entsprechen dem Dichtewertumwandlungsschritt und dem Bilddichteumwandlungsschritt der ersten exemplarischen Ausführungsform, so dass die Dichtewerte auf eine ähnliche Weise basierend auf dem spezifizierten lokalen Minimalwert und dem spezifizierten lokalen Maximalwert der Pixel und den ursprünglichen Dichtewerten der Pixel im Eingangsbild linear umgewandelt werden (Schritte S15 bis S16 der ersten exemplarischen Ausführungsform).
  • Es können eine Ebene minimaler Dichte und eine Ebene maximaler Dichte, die dem Eingangsbild entsprechen, basierend auf dem lokalen Maximalwert und dem lokalen Minimalwert jedes Pixels erzeugt werden, die im zweiten Schritt spezifiziert wurden.
  • Dadurch können die von den jeweiligen Referenzbereichen extrahierten Dichtewerte auf für das Eingangsbild geeignete Werte gesetzt werden, indem die Ebene maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte bestätigt werden.
  • Ähnlich wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform können in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert, die vom Referenzbereich extrahiert wurden, dem Maximalwert und dem Minimalwert unter den Dichtewerten entsprechen. Um häretische Werte zu eliminieren, ist es jedoch zulässig, dass der im Histogramm akkumulierte Wert vom Maximalwert und vom Minimalwert einen Dichtewert von etwa 5% extrahiert.
  • Nachstehend wird die gesamte Bilddichteumwandlungsverarbeitung im Bildverbesserungsverarbeitungssystem 30 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration basierend auf dem in 4 dargestellten Ablaufdiagramm beschrieben.
  • Zunächst speichert die Bildeingabeeinrichtung 31 das Eingangsbild in der Datenspeichereinheit 42 der Bildverbesserungseinrichtung 32 (Schritt S21).
  • Diese Verarbeitung wird beispielsweise durch Digitalisieren und Eingeben eines Bildes durch einen Scanner ausgeführt. Außerdem kann als Eingangsobjekt eine digitalisierte Bilddatei verwendet werden.
  • Dann setzt die Einheit 43 zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes für alle im Eingangsbild enthaltenen (als "Zielpixel" bezeichneten) Pixel Bereiche (Referenzbereiche) um die jeweiligen Pixel, wobei die Bereiche einen Durchmesser von 20 Pixeln haben (Schritt S22). Die maximalen Dichtewerte und die minimalen Dichtewerte der Pixel in jedem gesetzten Bereich (Referenzbereich) werden für jeden Pixelbereich extrahiert und in der Datenspeichereinheit 42 gespeichert (Schritt S23).
  • Beim Extrahieren der maximalen Dichtewerte und der minimalen Dichtewerte von jedem Referenzbereich kann ein Dichtehistogramm für jeden Referenzbereich gesetzt werden, um die Werte zu extrahieren.
  • Obwohl der zu extrahierende maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert der maximale und der minimale Dichtewert jedes Referenzbereichs sein können, können Dichtewerte derart gesetzt werden, dass der vom Maximalwert bzw. Minimalwert im Histogramm akkumulierte Wert einen Dichtewert von etwa 5% extrahiert, um häretische Werte zu eliminieren.
  • Diese Werte werden als der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert spezifiziert, die den jeweiligen Pixeln im Referenzbereich gemeinsam sind (Schritt S24).
  • Daher weist, weil die in gemeinsamen Bereichen, in denen mehrere Referenzbereiche sich überlappen, enthaltene Pixel in mehreren Referenzbereichen gleichzeitig enthalten sind (mehreren Referenzbereichen gleichzeitig zugeordnet sind), jedes der Pixel minimale Dichtewerte und maximale Dichtewerte auf, deren Anzahl der Anzahl von Referenzbereichen gleicht, denen sie zugeordnet sind (Schritte S22 bis S24: erster Schritt).
  • Dann wird unter den in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherten und den jeweiligen Pixeln zugeordneten maximalen Dichtewerten und minimalen Dichtewerten der kleinste Wert der gespeicherten maximalen Dichtewerte als ein lokaler Maximalwert gespeichert und der größte Wert unter den gespeicherten minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert spezifiziert (Schritt S25: zweiter Schritt).
  • Dadurch werden der lokale Minimalwert und der lokale Maximalwert für jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel spezifiziert, so dass jedes dem Pixel zusammen mit dem inhärenten Dichtewert drei Werte zugeordnet sind.
  • Daraufhin wird die Dichteumwandlungsverarbeitung auf die gleiche Weise ausgeführt wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform.
  • Die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 setzt bezüglich der inhärenten Dichtewerte, die das Bild der jeweiligen Pixel des Eingangsbildes bilden, einen gemeinsamen minimalen Dichtewert und einen gemeinsamen maximalen Dichtewert, die allen im Eingangsbild enthaltenen Pixeln gemeinsam sind (Schritt S26). In diesem Fall wird für alle Pixel des Eingangsbildes als der gemeinsame minimale Dichtewert der Wert "0" und als der gemeinsame maximale Dichtewert der Wert "255" gesetzt.
  • Wenn der Dynamikbereich des Eingangsbildes extrem schmal ist, oder wenn alle Dichtewerte in einem Referenzbereich gleich sind, kann ein vorgegebener spezieller Wert als der gemeinsame Minimalwert für jedes Zielpixel gesetzt werden.
  • Beispielsweise wird, wenn alle Pixel in einem Referenzbereich den gleichen Dichtewert haben, so dass der Unterschied zwischen maxP und minP null wird, bestimmt, dass in dem Bereich keine Zieltextur vorhanden ist, so dass als ein repräsentativer Wert der Hintergrunddichte ein Zwischenwert, z.B. "32", als Umwandlungsdichtewert gesetzt werden kann.
  • Durch Umwandeln des für jedes entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzten lokalen Minimalwertes auf den gemeinsamen Minimalwert (0) und Umwandeln des für jedes Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzten lokalen Maximalwertes auf den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255), wird der ursprüngliche Dichtewert, der für jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel inhärent ist, gleichzeitig linear umgewandelt.
  • D.h., der lokale Minimalwert wird in den gemeinsamen minimalen Dichtewert (0) umgewandelt, und der lokale Maximalwert wird in den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255) umgewandelt, ohne dass das relative Verhältnis zwischen dem Dichtewert (ursprünglichen Dichtewert) jedes Zielpixels und dem Dichtwert eines Pixels, das dem Zielpixel entspricht, auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert) und dem Dichtewert eines Pixels auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert) geändert wird.
  • Dadurch wird der Dichtebereich vom lokalen Minimalwert zum lokalen Maximalwert jedes Pixels in den gemeinsamen Dichtewertbereich vom gemeinsamen minimalen Dichtewert zum gemeinsamen maximalen Dichtewert umgewandelt und erweitert, so dass der Dichtewert jedes Zielpixels in einen Dichtewert umgewandelt wird, der durch das relative Verhältnis des gemeinsamen minimalen Dichtewertes und des gemeinsamen maximalen Dichtewertes bestimmt ist, und das Eingangsbild wird in ein Bild mit einem größeren Dichtebereich und einem verstärkten Kontrast umgewandelt.
  • Für die vorstehend beschriebene Umwandlung wird der Dichtewert nach der Umwandlung durch die folgende Formel 3 unter Verwendung des dem entsprechenden Pixel zugeordneten Dichtewertes als Variable erhalten. (Formel 3)
    Figure 00400001
    wobei
  • g'(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
    g(x,y):
    Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
    minP(x,y):
    lokaler Minimalwert an einer Koordinate (x,y)
    maxP(x,y):
    lokaler Maximalwert an einer Koordinate (x,y)
    minT(x,y):
    Gemeinsamer minimaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem Beispiel "0" gesetzt ist)
    maxT(x,y):
    Gemeinsamer maximaler Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem Beispiel "255" gesetzt ist)
  • Wenn der Dichtewert g'(x,y) nach der Umwandlung kleiner ist als 0, wird er in "0" umgewandelt, und wenn der Dichtewert größer wird als 255, wird er in "255" umgewandelt.
  • Daraufhin ersetzt die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48 den ersten Dichtewert jedes Pixels durch den linear umgewandelten zweiten Dichtewert jedes Pixels des Eingangsbildes, um eine Dichteumwandlung auszuführen.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das dichteumgewandelte und rekonstruierte Bild der Bildausgabeeinrichtung 33 zugeführt und auf einem Monitor dargestellt oder an einen Drucker ausgegeben (Schritt S27).
  • Die Bildverbesserungsverarbeitung kann durch Erzeugen der Ebene maximaler Dichte und der Ebene minimaler Dichte auf eine ähnliche Weise wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform basierend auf dem lokalen Maximalwert und dem lokalen Minimalwert ausgeführt werden, die in Schritt S25 der zweiten exemplarischen Ausführungsform spezifiziert wurden.
  • Außerdem können, obwohl in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der lokale Maximalwert und der lokale Minimalwert jedes Pixels von mehreren maximalen Dichtewerten und minimalen Dichtewerten spezifiziert werden, die vom Eingangsbild extrahiert werden und in der Datenspeichereinheit 42 gespeichert sind, der endgültige lokale Maximalwert und der endgültige lokale Minimalwert jedes Pixels durch ein Verfahren zum sequenziellen Vergleichen der für jeden Referenzbereich extrahierten Werte und anschließenden Aktualisieren der Werte auf die gleiche Weise wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform spezifiziert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, weisen in der ersten exemplarischen Ausführungsform und in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der lokale Minimalwert und der lokale Maximalwert, die für jedes Pixel des Eingangsbildes spezifiziert werden, gemittelte Dichtewerte unter den Dichtewerten auf, die von den Dichtewerten eines jedes Pixel umgebenden Bereichs relativ spezifiziert werden, wodurch extrem niedrige Dichtewerte und extrem hohe Dichtewerte ausgeschlossen werden. Durch Umwandeln von Dichten unter Verwendung des auf diese Weise bestimmten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes kann ein Bild erhalten werden, in dem die Hintergrundrauschbereichsgrenze nicht verstärkt, sondern unterdrückt wird, und nur die Textur verstärkt wird, auch in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze.
  • Für das gemäß den vorliegenden exemplarischen Ausführungsformen (erste und zweite exemplarische Ausführungsform) in 9 exemplarisch verstärkte Bild ist ein Bild, in dem nur der Abschnitt in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze verstärkt und ein Bildprofil auf der Linie L dargestellt ist, in 10 dargestellt. Die Position der Linie L in 10 entspricht der Position der Linie L im in 6 dargestellten Eingangsbild.
  • Wie in 10 dargestellt ist, wird, auch wenn ein Bereich Hintergrundrauschen enthält, der Dynamikbereich der Fingerabdruck-Gratlinie im Vergleich zu 6 wesentlich erweitert. Andererseits wird die Hintergrundrauschbereichsgrenze nicht verstärkt, so dass Hintergrundrauschen reduziert und effektiv unterdrückt wird.
  • Dadurch können Werte extrahiert werden, die den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert eines Bereichs geeignet darstellen, dem ein Pixel im Eingangsbild zugeordnet sind.
  • In der ersten und zweiten exemplarischen Ausführungsform wird die Bildverbesserungsverarbeitung unter Verwendung von Fingerabdrücken als Zieltextur ausgeführt, so dass ein Beispiel betrachtet wurde, in dem ein in einem Eingangsbild gesetzter Referenzbereich als Kreis mit einem Durchmesser von etwa 20 Pixeln festgelegt wird. Wenn ein Handflächenabdruck als Zieltextur verwendet wird, wird ein Referenzbereich als Kreis mit einem Durchmesser von etwa 25 Pixeln gesetzt.
  • Außerdem ist es, obwohl die Form eines Referenzbereichs in der ersten und zweiten exemplarischen Ausführungsform als Kreis gesetzt wird, wünschenswert, einen rechteckigen (z.B. quadratischen) Referenzbereich zu verwenden, um die Dichte eines Abschnitts in der Nähe des Spitzenwertes eines rechteckigen Hintergrundrauschbereichs exakt umzuwandeln. Alternativ kann ein Referenzbereich in der Form eines um einen geeigneten Drehwinkel gedrehten Quadrats gesetzt werden.
  • Durch Verwendung mehrerer Referenzbereiche mit verschiednen Formen und Kombinieren dieser Referenzbereiche kann Hintergrundrauschen in jeglicher Form noch effektiver eliminiert und unterdrückt werden.
  • Außerdem kann der Bilddichteumwandlungsschritt ein Bilddichteumwandlungsschritt sein, in dem der ursprüngliche Dichtewert jedes Pixels des Eingangsbildes durch den im Dichtewertumwandlungsschritt linear umgewandelten Dichtewert jedes entsprechenden Pixels ersetzt wird, um das Eingangsbild zu rekonstruieren.
  • Außerdem kann ein Dichteebenenerzeugungsschritt zum Trennen des lokalen Maximalwertes und des lokalen Minimalwertes jedes Pixels, die im zweiten Schritt spezifiziert wurden, vorgesehen sein, um eine Ebene minimaler Dichte und eine Ebene maximaler Dichte zu erzeugen, die dem Eingangsbild entsprechen und mehreren im Eingangsbild enthaltenen Pixeln entsprechen.
  • Außerdem kann der vierte Schritt ein Schritt sein, in dem der Dichtewert jedes Pixels des Eingangsbildes durch den im dritten Schritt linear umgewandelten Dichtewert jedes entsprechenden Pixels ersetzt wird, um das Eingangsbild zu rekonstruieren.
  • Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf verbesserte Sicherheitsmaßnahmen unter Verwendung von Fingerabdrücken und Handflächenabdrücken angewendet werden.
  • Für Fachleute ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Details beschränkt ist, sondern innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind Änderungen und Modifikationen und viele andere spezifische Ausführungsformen implementierbar.

Claims (12)

  1. Bilddichteumwandlungsverfahren mit den Schritten: Erzeugen mindestens zweier Bilder, die mehrere Pixel enthalten, deren Pixelzahl jeweils gleich derjenigen eines Eingangsbildes ist; Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich einander teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen, und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert bzw. ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; separates Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der jeweiligen Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen; sequenzielles Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte für den kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und gleichzeitiges lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  2. Bilddichteumwandlungsverfahren mit den Schritten: Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; sequenzielles Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den größeren extrahierten Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des durch den Ersetzungsschritt erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem Schritt zum Ersetzen des ersten Dichtewertes der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  4. Bilddichteumwandlungsverfahren mit den Schritten: Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von Pixeln für jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, eines kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert, und eines größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes im entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und gleichzeitiges lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit einem zwischen dem Spezifizierungsschritt und dem Umwandlungsschritt ausgeführten Schritt zum Trennen des lokalen Maximalwertes und des lokalen Minimalwertes der im Spezifizierungschritt spezifizierten Pixel, um eine Ebene minimaler Dichte bzw. eine Ebene maximaler Dichte zu erzeugen, die dem jeweiligen Eingangsbild entsprechen und mehreren im Eingangsbild enthaltenen Pixeln entsprechen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 mit dem Schritt zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  7. Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung mit: einer Bildebenensetzeinrichtung zum Setzen mindestens zweier Bildebenen, die jeweils mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der Pixel im Eingangsbild gleicht; einer Einrichtung zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes, zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, für jeweilige Pixel des Eingangsbildes um die jeweiligen Pixel, wobei sich die Pixelbereiche teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen, und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert bzw. ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; einer Einrichtung zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum separaten Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen; einer Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; einer Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes entsprechender Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und einer Bilddichteumwandlungssteuerungseinrichtung zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingansbild zu rekonstruieren wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  8. Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung mit: einer Einrichtung zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; einer Dichtewertersetzungs- und -setzeinrichtung zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; einer Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzeinrichtung erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und einer Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  9. Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung mit: einer Einrichtung zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von Pixeln für jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; einer Einrichtung zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Dichtewert, und des größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; einer Dichtewertumwandlungseinheit zum Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitig linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und einer Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  10. Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm, das einen Computer veranlasst, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Bildebenensetzfunktion zum Setzen mindestens zweier Bildebenen, die jeweils mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der Pixel im Eingangsbild gleicht; eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes, wobei sich die Pixelbereiche teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen, und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert bzw. ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Funktion zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum separaten Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die Positionen der Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen; eine Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbe reich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion zum Umwandeln des durch die Ersetzungsfunktion der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes von entsprechenden Pixeln in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes in entsprechenden Pixeln an den entsprechenden Positionen in den zuvor gesetzten gemeinsamen Minimalwert und den zuvor gesetzten gemeinsamen Maximalwert der Pixel, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  11. Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm, das einen Computer veranlasst, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jewei ligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert ersetzt wird, um den größeren Dichtewert als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion zum Umwandeln des durch die Ersetzungsfunktion der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes im entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
  12. Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm, das einen Computer veranlasst, die folgenden Funktionen auszuführen: eine Funktion zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben, um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen Pixelbereiche sich teilweise überlappen, Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Funktion zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert, und des größten Wertes unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; eine Dichtewertumwandlungssetzfunktion zum Umwandeln des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der jeweiligen Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes im entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und für die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden, während das relative Verhältnis der Dichten für die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln der ursprünglichen Dichtewerte der jeweiligen Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren, wobei die ersten Dichtewerte die Dichtewerte der Pixel sind, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion linear konvertiert wurden, und die zweiten Dichtewerte die Dichtewerte der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes sind.
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