(57)【要約】【課題】低コントラスト画像に対して、ノイズ低減と残像のないエッジ処理を提供する。【解決手段】一実施形態に係る画像処理装置は、エッジ保存フィルタと、遅延付き減算器と、フレーム巡回型ＮＲと、ＢＰＦと、信号合成回路を備えている。エッジ保存フィルタは、テクスチャ成分およびエッジ成分とノイズ成分とを含む入力画像信号を、エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する。遅延付き減算器は、画像入力信号から平滑化画像信号を減算して、ノイズ成分とテクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する。フレーム巡回型ＮＲは、ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ＮＲ処理を行い、ノイズ成分が低減されたテクスチャ信号を提供する。ＢＰＦは、平滑化画像信号からエッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する。信号合成回路は、平滑化画像信号に対応する画像信号と、テクスチャ信号と、エッジ信号とを合成して、入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する。【選択図】図１
2020024745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分と、ランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する第１の処理手段と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する第２の処理手段と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する第３の処理手段と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する第４の処理手段と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する第５の処理手段
を備えた画像処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ成分が前記画像の明るさに依存して変化する場合において、前記画像の明るさ変化に対する前記ノイズ成分の変化を抑えて前記入力画像信号を提供する第６の処理手段を更に備えた請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１の処理手段は、前記エッジ成分を保存したまま平滑化する動作に入る閾値を持ち、
前記第３の処理手段は、所定レベル以下のノイズ成分を低減させる際の前記所定レベルを決めるリミッタ値を持ち、
前記閾値および／または前記リミッタ値は可変であり、
前記リミッタ値を前記閾値に連動させ、または前記閾値を前記リミッタ値に連動させる第７の処理手段を更に備えた請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、前記第５の処理手段は、前記平滑化画像信号に対応する画像信号と、前記テクスチャ信号の大きさを第１の乗算係数で調整した調整テクスチャ信号と、前記エッジ信号の大きさを第２の乗算係数で調整した調整エッジ信号とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供するように構成され、
前記第１の乗算係数および／または前記第２の乗算係数が、調整可能に構成される。
【請求項５】
ＣＣＤカメラと併用される機器であって、
前記ＣＣＤカメラで撮影した画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分とランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して平滑化画像信号を提供する第１の処理手段と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する第２の処理手段と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する第３の処理手段と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する第４の処理手段と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する第５の処理手段
を備えた医療機器。
【請求項６】
画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分と、ランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する処理工程と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する処理工程と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する処理工程と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する処理工程と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する処理工程
を備えた画像処理方法。
【請求項７】
テクスチャ成分およびエッジ成分を持つ観測対象を含むテストパターンを撮影して得たテクスチャ信号と、前記観測対象とは無関係のノイズ成分を含むノイズ信号とを合成したテスト信号を画像処理装置に入力して、この画像処理装置の出力画像を検査するテスト方法であって、
前記画像処理装置から出力される画像信号の画面において、前記テスト信号中の前記観測対象が特定方向に所定速度で動いた際に前記エッジ成分に残像が視認されずに前記ノイズ成分が低減された場合、前記画像処理装置が、以下の複数処理工程を実施する構成を含むものと判定するテスト方法：
前記テスト信号に相当する入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する処理工程と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する処理工程と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する処理工程と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する処理工程と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する処理工程。
【請求項８】
請求項７のテスト方法により、前記複数処理工程を実施する構成を含むものと判定された画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、低コントラスト画像の画質を改善する画像処理装置および画像処理方法等に関する。例示的に言えば、この実施形態は、医療診断などで見られる高精細低コントラスト画像の処理において、画像の鮮鋭度と信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を改善する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内視鏡などの医療機器において、ＣＣＤカメラにより人の体内を観察すると、被写体の粘膜や形状によりその体内画像が非常に低コントラストとなる。そのような低コントラスト画像から医療診断する場合は、画像の鮮鋭度を上げることが求められる。画像の鮮鋭度を上げるには、画像信号中の高域成分を大きく増幅する必要がある。しかし、高域成分を増幅するとノイズも一緒に増幅されてしまい、画像のＳ／Ｎ比が悪くなる。
【０００３】
この問題を解決するためには、鮮鋭度を上げるための高域成分をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で抽出し、抽出した高域成分にフレーム巡回型ノイズリダクション処理を施してＳ／Ｎ比を上げる手法が考えられる。しかし、この手法では、画像が動くと、臓器とその背景の境界部、あるいは臓器と臓器の境界部のような比較的コントラストが大きいエッジ部で、残像が目立つようになる。そのような残像を伴う映像は不自然になる問題がある。
【０００４】
上記問題については、フレーム巡回型ノイズリダクションを利用してＳ／Ｎ比を改善しつつ、残像を抑える画像処理技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８５６２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、連続する前後のフレームを構成する映像信号の差分から動き成分とノイズ成分を判別している。動き成分とノイズ成分を判別することにより、動きのあるところでは巡回係数の値を小さくして残像を抑え、ノイズのあるところでは巡回係数の値を大きくしてノイズリダクション効果を高めることができる。しかし、比較的コントラストが大きいエッジ部に発生する残像については、未対策となっている。
【０００７】
また、動き検出を実施し動きのあるところで巡回係数の値を小さくして残像を抑える手法では、動き部のノイズが抑圧されない。そのため、この手法で残像を抑える場合は、クリスプニング（ノイズに付いてしまうディテールを減らす機能）等でノイズ低減する必要がある。しかし、クリスプニング等の手法では、動き部の輪郭量が小さくなって映像がボケるため、この手法も不自然な映像の要因になる。
【０００８】
この発明の課題の１つは、動きのある低コントラスト画像の画質を改善する画像処理において、ノイズ低減と残像の目立たないエッジ処理を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に係る画像処理装置（２００）は、エッジ保存フィルタ（２０４）と、遅延付き減算器（２０８、２１０）と、フレーム巡回型ノイズリダクション（２１２）と、バンドパスフィルタ（２１６）と、信号合成回路（２１４〜２２４）を備えている。
前記エッジ保存フィルタは、画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分とランダムなノイズ成分を含む入力画像信号（Ｓ１０２またはＳ２０２）を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する（この平滑化により、微小信号レベルの高域成分とともにノイズ成分が抑えられる）。
【００１０】
（なお、図１の実施形態ではＳ１０２を画像入力信号とし、Ｓ２０２をノイズ均一化処理出力としている。しかし、ノイズレベルが輝度レベルに依存しない画像信号Ｓ１０２が得られるときは、ノイズ均一化処理を省略できる。その場合は、Ｓ１０２の代わりにＳ２０２を入力画像信号とすることができる。）
前記遅延付き減算器は、遅延された前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する（画像入力信号の遅延量は、例えば信号減算後にエッジ成分が最小となるように選ぶ）。
前記フレーム巡回型ノイズリダクションは、前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する（フレーム巡回型ノイズリダクションの処理対象には、エッジ残像の要因となるエッジ成分が殆ど含まれていない）。
前記バンドパスフィルタは、前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する（抽出前の平滑化画像信号はフレーム巡回型ノイズリダクション処理を受けていないので、抽出されたエッジ信号にエッジ残像成分はない。また、抽出されたエッジ信号には、前記平滑化処理とバンドパスフィルタ処理により、ノイズ成分が殆どなくなっている）。
前記信号合成回路は、前記平滑化画像信号に対応する画像信号（Ｓ２０６：ガンマ補正されたＲＧＢ信号など）と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号（Ｓ２１４：ノイズが抑えられた、鮮鋭度を上げるテクスチャ信号）と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号（Ｓ２１８：残像のないエッジ信号）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号（Ｓ２２４：処理画像出力）を提供する。
【００１１】
前記画像処理装置において、前記ノイズ成分が前記画像の明るさ（輝度）に依存して変化する場合は、前記画像の明るさ変化に対する前記ノイズ成分の変化を抑えて前記入力画像信号を提供するノイズ均一化処理回路（２０２）を更に備えることができる（このノイズ均一化処理回路により、入力画像の信号レベルの大きさに依存しないように入力画像のノイズレベルを均一化できる）。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、一実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明する図である。
【図２】図２は、ＣＣＤカメラによる撮影において、画像の明るさと画像信号のショットノイズの関係が、ノイズ均一化処理でどのように変化するかを説明する図である。
【図３】図３は、ノイズ均一化処理の前後で画像信号のノイズ成分がどのように変化するかを例示する図である。
【図４】図４は、図３のノイズ均一化処理部で採用されるルックアップテーブルの一例を説明する図である。
【図５】図５は、エッジ保存フィルタ部の内部構成例を説明する図である。
【図６】図６は、エッジ保存フィルタ部の周波数特性の一例を説明する図である。
【図７】図７は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部の内部構成例を説明する図である。
【図８】図８は、ＢＰＦ部の周波数特性の一例を説明する図である。
【図９】図９は、フレーム巡回型ノイズリダクション部の内部構成例を説明する図である。
【図１０】図１０は、ノイズレベルが均一な場合（ａ）と不均一な場合（ｂ）で、得られるノイズ・テクスチャ信号がどのように異なるのかの一例￥を説明する図である。
【図１１】図１１は、一実施の形態に係る画像処理装置によって、入力画像信号がどのように処理されるかの一例を説明する図である。
【図１２】図１２は、一実施の形態に係る画像処理方法によって、入力画像信号がどのように処理されるかの一例を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、一実施の形態に係るテスト方法の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３のテスト方法で用いることができるテスト信号の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。一実施の形態に係る画像処理装置は、低コントラスト画像の鮮鋭度とＳ／Ｎ比を改善し、かつフレーム巡回型ノイズリダクション処理にて発生する残像が目立ちにくい高域成分強調回路を含んでいる。
【００１４】
一実施の形態に係る画像処理装置は、例えば内視鏡などの医療機器で用いることができる。内視鏡には、被検体内へ挿入する部分が曲がる軟性内視鏡と、曲がらない硬性内視鏡がある。軟性内視鏡には、先端のレンズ系でとらえた体内画像をグラスファイバーで体外の接眼部へ導いて肉眼で観察するファイバースコープと、先端に超小型ＣＣＤカメラを仕込みその画像信号を電気的に外部に導いてモニタ装置で観察する電子内視鏡がある。硬性内視鏡では、先端にレンズ系を繋ぎ、レンズ前の体内画像を体外で観察する。この観察には、肉眼による観察とＣＣＤカメラなどを用いたモニタ装置による観察がある。一実施の形態に係る画像処理装置は、ＣＣＤカメラを用いた内視鏡（より具体的には高解像度ＣＣＤカメラを用いた硬性内視鏡）で用いることができる。
【００１５】
最近の硬性内視鏡（図示せず）は、例えば４ｋカメラ（３８４０画素ラインｘ２１６０本の画像を毎秒６０フレームで出力するＣＣＤカメラ）を装備できる。このような高解像度カメラを用いて、被写体が暗くコントラストが低い体内であっても、詳細に観察するようになっている。
【００１６】
図１は、一実施の形態に係る画像処理装置２００の構成を説明する図である。この画像処理装置２００には、ＣＣＤカメラ部１００からの画像信号Ｓ１００をＡＤＣ部１０２でデジタル化した画像信号Ｓ１０２が入力される。（このデジタル化は、使用するＣＣＤの解像度に応じたサンプリング周波数を用い、例えば８〜２４ビットの量子化ビット数で行われる。）ＣＣＤカメラ部１００は、例えば４ｋのＣＣＤセンサ（カラーまたはモノクローム）で構成できる。画像信号Ｓ１０２は、１フレーム内に、３８４０画素分の情報を持つ水平ラインが垂直に２１６０本並んだ画像情報を含んでいる。
【００１７】
画像信号Ｓ１０２には、ＣＣＤカメラ部１００で発生したショットノイズが含まれている。このショットノイズは、被写体の明るさ（輝度）の√２に比例して変化する。詳細は後述するが（図１０参照）、均一なノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０を抽出するために、明るさ（輝度）が変わってもショットノイズの大きさは変わらないようにしたいので、明るさによらずノイズレベルを均一化する処理を行う。
【００１８】
図２は、ＣＣＤカメラによる撮影において、画像の明るさと画像信号のショットノイズの関係が、ノイズ均一化処理でどのように変化するかを説明する図である。図３は、ノイズ均一化処理の前後で画像信号のノイズ成分がどのように変化するかを例示する図である。図４は、図３のノイズ均一化処理部で採用されるルックアップテーブルの一例を説明する図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、暗い（輝度あるいは明るさが小さい）画像のノイズレベルは小さく、明るい（輝度が大きい）画像のノイズレベルは大きい（画像信号入力レベルを示す実線の上昇に伴い、ショットノイズを示す上側破線と下側破線の間の距離が開く）。そのような場合、図３の左側に示すように、画像信号Ｓ１０２は、信号レベルが小さい（画像が暗い）とノイズレベルは小さく、信号レベルが大きくなる（画像が明るくなる）とノイズレベルも大きくなる。このような画像信号Ｓ１０２のデジタル値（入力レベル）を、ノイズ均一化処理部２０２のルックアップテーブルＬＵＴに、テーブルアドレスとして入力する。すると、図４に例示されるような関係で入力レベルに対応した出力レベルが、ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２として、ＬＵＴから読み出される。その結果、ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２は、図３の右側に示すように、暗い画像のノイズレベルが持ち上げられ、明るい画像のノイズレベルが抑えられた信号となる。すなわち、図２（ａ）に示すように明るさによって大きさが変化するショットノイズは、図２（ｂ）に示すように明るさによって大きさが略変化しないショットノイズになる（ノイズ均一化処理出力を示す実線が上昇しても、ショットノイズを示す上側破線と下側破線の間の距離は略一定となる）。
【００２０】
図１のノイズ均一化処理部２０２は、図３〜図４のような構成を持つことができる。ノイズ均一化処理部２０２からのノイズ均一化処理出力Ｓ２０２(輝度によらずノイズが均一化された画像信号）は、図１のエッジ保存フィルタ部２０４に入力される。（もし、画像信号Ｓ１０２のノイズが輝度によらず略一定であるときは、ノイズ均一化処理部２０２を省略してもよい。）
エッジ保存フィルタ部２０４は、入力画像信号のエッジを保存し、閾値ε以下のノイズ・テクスチャ成分を除去するフィルタである。図５は、エッジ保存フィルタ部２０４の内部構成を例示する図である。ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２（デジタル信号）は、例えばＤ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）などの遅延回路２０４１、２０４２により、ＣＣＤの１画素分づつ遅延される。遅延回路２０４１の出力Ｓ２０４１が或る中心画素を示すとすると、出力Ｓ２０２は中心画素の１つ後の画素を示し、遅延回路２０４２の出力Ｓ２０４２は中心画素の１つ前の画素を示す。中心画素を示す出力Ｓ２０４１と後画素を示す出力Ｓ２０２との差分Ｓ２０４３は、減算回路２０４３から閾値回路２０４５へ供給される。中心画素を示す出力Ｓ２０４１と前画素を示す出力Ｓ２０４２との差分Ｓ２０４４は、減算回路２０４４から閾値回路２０４６へ供給される。
【００２１】
閾値回路２０４５、２０４６には、変更可能な閾値設定信号ｅ１（設定値をεとする）が与えられている。閾値回路２０４５は、絶対値が設定値ε以下の小さな信号入力については差分Ｓ２０４３に比例した処理出力Ｓ２０４５を出力し、絶対値が設定値εより大きな信号入力があったときは設定値εに相当する定レベルの処理出力Ｓ２０４５を出力するように構成されている。同様に、閾値回路２０４６は、絶対値が設定値ε以下の小さな信号入力については差分Ｓ２０４４に比例した処理出力Ｓ２０４６を出力し、絶対値が設定値εより大きな信号入力があったときは設定値εに相当する定レベルの処理出力Ｓ２０４６を出力するように構成されている。閾値回路２０４５、２０４６の入出力特性２０４Ｔは、図５に例示されている。
【００２２】
閾値回路２０４５は、所定の入出力特性２０４Ｔでもって差分Ｓ２０４３を処理し、処理出力Ｓ２０４５を加算回路２０４８に供給する。同様に、閾値回路２０４６は、所定の入出力特性２０４Ｔでもって差分Ｓ２０４４を処理し、処理出力Ｓ２０４６を加算回路２０４８に供給する。中心画素を示す出力Ｓ２０４１は、乗算回路２０４７により２倍に増幅され、増幅された中心画素信号Ｓ２０４７は加算回路２０４８に供給される。加算回路２０４８の加算出力Ｓ２０４８は、設定値εより大きな信号成分（エッジ成分やノイズレベルより大きなテクスチャ成分）については、Ｓ２０４３＋（Ｓ２０４１ｘ２）＋Ｓ２０４４に相当する内容となる。このような信号成分を持つ加算出力Ｓ２０４８は除算回路２０４８により１／４に縮小され、信号のピークレベルがＳ２０２（エッジ保存フィルタ部の入力）と揃えられた平滑化画素信号Ｓ２０４（エッジ保存フィルタ部の出力）となる。
【００２３】
エッジ保存フィルタ２０４は、中心画素とその周辺画素との差分の信号値（Ｓ２０４３、Ｓ２０４４）によって平滑化の度合を適応させる特性を持つ。図６は、エッジ保存フィルタ部２０４の周波数特性の一例を示す。エッジ保存フィルタ２０４へ入力される画像信号Ｓ２０２の信号値が設定値εより大きいときは、その大きな画像信号Ｓ２０２（エッジ成分やノイズレベルより大きなテクスチャ成分を含む）はエッジ保存フィルタ２０４をそのままスルーできる。一方、エッジ保存フィルタ２０４へ入力される画像信号Ｓ２０２の信号値が設定値ε以下のときは、エッジ保存フィルタ２０４はナイキスト周波数ｆＮの半分以上の高域成分をカットするローパスフィルタとなる。すなわち、設定値ε以下の信号レベルの高域成分が選択的に抑制される。その結果、エッジ保存フィルタ２０４からは、小さなノイズ成分が抑えられた（同時に微小な画像信号中の高域成分も抑えられた）平滑化画像信号Ｓ２０４が出力される。
【００２４】
図１に戻ると、入力画像信号Ｓ１０２のノイズ、エッジ、およびテクスチャ成分を含んだノイズ均一化処理出力Ｓ２０２は、遅延部２０８に入力される。平滑化画像信号Ｓ２０４の波形は、エッジ保存フィルタ部２０４の回路動作により一定時間遅れている。その遅れに合わせて、遅延部２０８は、ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２の波形を変えることなく、そのまま一定時間遅延させる。この遅延により、遅延された信号（ノイズ・エッジ・テクスチャ成分を含む）Ｓ２０８の波形エッジのタイミングを、平滑化画像信号（エッジ・テクスチャ成分を含む）Ｓ２０４の波形エッジのタイミングに合わせる。
【００２５】
遅延部２０８により遅延された信号Ｓ２０８および。平滑化画像信号Ｓ２０４は、減算器２１０に入力される。この減算器２１０において、両信号のエッジ成分がキャンセルされるように、遅延された信号（ノイズ・エッジ・テクスチャ成分を含む）Ｓ２０８から平滑化画像信号（エッジ・テクスチャ成分を含む）Ｓ２０４が減算される。すると、図１０（ａ）で例示されるように、実質的にエッジ成分がない均一なノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０を得ることができる。
【００２６】
なお、エッジ保存フィルタ部２０４に入力される信号Ｓ２０２のノイズレベルが信号レベル（輝度レベル）によって変わってしまう場合は、図１０（ｂ）に例示されるように、均一なノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０を得ることができなくなる。
【００２７】
エッジ成分が除かれた均一なノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０は、減算器２１０からフレーム巡回型ノイズリダクション（ＮＲ）部２１２に入力される。フレーム巡回型ＮＲは公知なので、内部構成例を図９に示すに留め、その詳細説明は省略する。このＮＲ部２１２において、リミッタ値設定信号ｅ２（設定値をε＊とする）以下のランダムなノイズ成分が抑えられ、ローノイズな（ノイズが目立たない）テクスチャ信号Ｓ２１２がＮＲ部２１２から出力される。ノイズの抑圧レベルは巡回係数Ｋｆにより調整できる。また、抑えるべきノイズレベルは設定値ε＊により調整できる。
【００２８】
エッジ保存フィルタ部２０４からの平滑化画素信号Ｓ２０４は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部２１６に入力される。この平滑化画素信号Ｓ２０４は、設定値ε以下のノイズが抑えられており、入力画像信号のエッジ成分とテクスチャ成分を含んでいる（図７参照）。このような信号Ｓ２０４から、エッジ成分の信号Ｓ２１６を、ＢＰＦ部２１６により抽出できる。
【００２９】
図８は、ＢＰＦ部２１６の周波数特性の一例を示す。入力画像信号Ｓ１０２（またはＳ２０２）が４ｋ６０フレームのＴＶ信号形式を採っている場合、ナイキスト周波数は２１６０ＴＶ本相当となる。このＢＰＦ部２１６で取り出すバンド幅は、例えば０〜１０８０ＴＶ本相当（ナイキスト周波数ｆＮの半分）とすることができる。その場合、ＢＰＦ部２１６により最大５４０ＴＶ本相当の画像情報（ナイキスト周波数ｆＮの１／４で信号レベル最大）を抽出できる。この画像情報の中に、平滑化画像信号Ｓ２０４中のエッジ成分が含まれる。
【００３０】
図１のフレーム巡回型ＮＲ部２１２から出力されるローノイズなテクスチャ信号Ｓ２１２には、エッジ保存フィルタ部２０４を通らない遅延部２０８からの信号成分（高域成分が抑えられていないテクスチャ成分）が残っている。そのため、ローノイズなテクスチャ信号Ｓ２１２を乗算器２１４により適宜ブーストすることにより、目立ったノイズ増加を避けつつ、鮮鋭度を上げるテクスチャ信号Ｓ２１４が得られる（ここでのブースト量は、視覚上のノイズ感と鮮鋭感のバランスを考慮して、装置２００のオペレータが決めることができる）。この鮮鋭度の改善度合いは、乗算係数ｋ１により調整できる。
【００３１】
一方、ＢＰＦ部２１６から出力されるエッジ信号Ｓ２１６は。フレーム巡回ＮＲ部２１２による残像を持たず。乗算器２１８により適宜ブーストされる。乗算器２１８によるブーストの度合いは、乗算係数ｋ２により調整できる。乗算係数ｋ１およびｋ２は、係数調整部２２０から得られる。
【００３２】
乗算器２１４において乗算係数ｋ１によりブーストの度合い（鮮鋭度）が調整された調整テクスチャ信号Ｓ２１４と、乗算器２１８において乗算係数ｋ２によりブーストの度合い（エッジの立ち方）が調整された調整エッジ信号Ｓ２１８は、加算部２２２で合成される。加算部２２２で合成された信号（調整テクスチャ信号＋調整エッジ信号）Ｓ２２２は、加算部２２４に入力される。
【００３３】
エッジ保存フィルタ部２０４からの平滑化画素信号Ｓ２０４（カラーならＲ／Ｇ／Ｂ；モノクロームなら輝度信号Ｙ）は、ガンマ補正部２０６において適宜ガンマ補正される（例えば、画像がオペレータにとって好ましく見えるように、暗部から明部へ至る輝度変化特性を補正する）。ガンマ補正された画像信号Ｓ２０６は、鮮鋭度は低いが、設定値ε以下のノイズは抑えられており、フレーム巡回ＮＲ部２１２による残像もない。この画像信号Ｓ２０６に、鮮鋭度とエッジの立ち方が調整された信号Ｓ２２２が、加算部２２４により、合成される。この合成により、画像処理装置２００の処理画像出力Ｓ２２４が得られる。処理画像出力Ｓ２２４（カラーまたはモノクローム）は、画像モニタ部３００に供給される。（図示しないが、処理画像出力Ｓ２２４を、デジタルビデオレコーダで記録するようにしてもよい。）
画像モニタ部３００が据え置き型の大型モニタの場合は、１９２０〜７６８０画素／ラインといった高解像度モニタを用いることができる。モニタ部３００として（またはそのサブモニタとして）ウエアラブルなグラス型モニタ（またはヘッドマウント型３Ｄモニタ）を用いるときは、モニタ画面が小さくなるため、２４０〜９６０画素／ライン程度の低像度モニタが用いられることもあり得る。
【００３４】
前述したエッジ保存フィルタ部２０４の閾値設定値εおよびフレーム巡回型ＮＲ部２１２のリミッタ値設定値ε＊は、連動制御部２２６からの設定信号ｅ１およびｅ２により、互いに連動して変更できる。この変更は、自動的に、または手動で行うことができる。自動変更の場合は、制御部２２６のマイクロコンピュータのプログラミングにおいて、例えば信号Ｓ１０２またはＳ２０２に含まれるノイズレベル（または明るさに対応した信号レベル）に応じて、ε＝ε＊またはε＝ｋ・ε＊（ｋは比例係数）の関係を保ったまま、設定信号ｅ１およびｅ２を変更することが考えられる。手動の場合は、装置２００のオペレータが、処理画像出力Ｓ２２４のモニタ画面を見ながら、ノイズと残像が目立たず鮮明なモニタ画像が得られるように、係数調整部２２０からの係数ｋ１、ｋ２の調整と併せて、設定値εおよびε＊を調整すればよい。
【００３５】
図１１は、一実施の形態に係る画像処理装置２００によって、入力画像信号がどのように処理されるのかを波形レベルで概説する図である。ここでは、ノイズが均一化されている場合の処理を説明する。（ノイズが均一化されておらず、輝度によってノイズレベルが変わると、図１０（ｂ）で示したように、ノイズ・テクスチャ成分を均一に抽出できない。）
図１１（ａ）に示した画像信号入力は、低輝度側（下側波形）と高輝度側（上側波形）とでノイズ成分の大きさが同じになっている。この、均一なノイズと、エッジ部およびテクスチャ部を含んだ画像信号入力を、エッジ部を含めて高域強調すると、エッジ部のノイズレベルも増える（図１１（ｂ））。このノイズレベルが増えたノイズ・エッジ・テクスチャ信号に対して、エッジ部分のノイズを除去するような大きなリミッタ値ε**でフレーム巡回型ＮＲ処理すると、ノイズは除去できても、エッジ部に残像が目立つようになる（図１１（ｃ））。そのため、ここでは図１１（ｂ）（ｃ）の処理は採用しない。
【００３６】
一実施の形態では、図１０（ａ）で示したようにエッジ部を取り除いた均一なノイズ・テクスチャ信号に対して、ノイズを除去する小さなリミッタ値ε＊でフレーム巡回型ＮＲ処理を行う（図１１（ｄ））。（エッジ部のみを除去するには、エッジを含んだ信号からエッジ信号を減算すればよい。）すると、ノイズは除去され、エッジ部がなく、残像が殆ど視認できないようなテクスチャ信号が得られる（図１１（ｅ））。
【００３７】
一方、画像信号入力（図１１（ａ））に対してエッジ保存フィルタ処理を施すと、設定値ε以下のノイズおよび高域成分が除かれた平滑化画像信号が得られる（図１１（ｆ））。この平滑化画像信号はフレーム巡回型ＮＲ処理を受けていない。この平滑化画像信号をＢＰＦに通すと、残像のないエッジ信号が得られる（図１１（ｇ））。
【００３８】
残像のないエッジ信号（図１１（ｇ））を、残像が殆ど視認できないテクスチャ信号（図１１（ｅ））に合成すると、残像なしでエッジが立ったエッジ・テクスチャ信号となる（図１１（ｈ））。このエッジ・テクスチャ信号を適宜増幅すると、ローノイズでありながら鮮鋭感のある、エッジ・テクスチャ信号が得られる。このエッジ・テクスチャ信号（図１１（ｈ））を、ガンマ補正された平滑化画像信号（図１１（ｆ））に加えてやると、残像が視認困難（エッジ残像はない）でありながら、ローノイズで鮮鋭感の高い画像信号が出力される（図１１（ｉ））。
【００３９】
図１２は、一実施の形態に係る画像処理方法によって、入力画像信号がどのように処理されるかの一例を説明するフローチャートである。まず、エッジ保存フィルタの閾値εとフレーム巡回型ノイズリダクションのリミッタ値ε＊とを連動して制御するか（連動して変更するか）どうかを決める（ＳＴ１０）。
【００４０】
連動制御するときは（ＳＴ１０イエス）、閾値εとリミッタ値ε＊を所定の関係で調整する（ＳＴ１２）。例えば、ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２（または画像信号入力Ｓ１０２）中のノイズレベルに比例して閾値εとリミッタ値ε＊をε＝ε＊またはε＝ｋε＊（ｋは任意係数）の関係で自動的に変更するような制御プログラムを、連動制御部２２６の内部コンピュータで走らせる。あるいは、適当な画像信号入力Ｓ１０２を暫定的に装置２００に入力しておいて、例えばオペレータが処理画像出力Ｓ２２４の画像を見ながらε＝ε＊またはε＝ｋε＊（ｋは任意係数）の関係でεとε＊を手動調整することもできる。
【００４１】
閾値εとリミッタ値ε＊の連動制御しないときは（ＳＴ１０ノー）、閾値εとリミッタ値ε＊を事前に定めておいた初期値（デフォルト値）に設定する（ＳＴ１４）。
【００４２】
閾値εとリミッタ値ε＊がある値に調整（あるいは設定）されたら、本番の画像信号入力Ｓ１０２を装置２００に入力する（ＳＴ１０２）。本番の画像信号入力Ｓ１０２が、図２（ａ）に示すように明るさに応じてショットノイズの大きさが変わるような信号のときは、Ｓ１０２に対してノイズ均一化処理を施す（ＳＴ２０２）。本番の画像信号入力Ｓ１０２に含まれるノイズの大きさが明るさに応じて変わらない場合（例えばＡＤＣ部１０２がノイズ均一化処理機能を持つ場合）は、Ｓ１０２に対するノイズ均一化処理をスキップできる（ＳＴ２０２）。
【００４３】
ノイズ均一化処理が施された信号Ｓ２０２は、エッジ保存フィルタ処理を受ける（ＳＴ２０４）。このフィルタ処理により、閾値εより大きな画像信号成分（閾値ε以下のノイズ成分は除去）からなる平滑化画素信号Ｓ２０４が得られる（図１１（ｆ）参照）。この信号Ｓ２０４に適宜ガンマ補正を加えて、画像信号Ｓ２０６とする（必要なければガンマ補正をスキップする）。画像信号入力Ｓ１０２がカラー画像信号であればＳ２０６は三原色（ＲＧＢ）信号となり、モノクローム画像信号であればＳ２０６は輝度（Ｙ）信号となる。
【００４４】
一方、ノイズ均一化処理出力Ｓ２０２を適宜遅延し、遅延された信号から平滑化画素信号Ｓ２０４を減算して、図１０（ａ）に示すようなノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０を抽出する（ＳＴ２１０）。この減算により、レベルの大きなエッジ成分が除かれたノイズ・テクスチャ信号が抽出される（図１１（ｄ）参照）。このノイズ・テクスチャ信号Ｓ２１０にフレーム巡回型ノイズリダクション処理を施す（ＳＴ２１２）。すると、リミッタ値ε＊以下のノイズが除かれたテクスチャ信号Ｓ２１２が得られる（図１１（ｅ）参照）。ここでのリミッタ値ε＊は、フレーム巡回型ノイズリダクション処理による残像が目立たない程度の小さな値に設定される。
【００４５】
他方、大レベルのエッジ成分を含む平滑化画素信号Ｓ２０４（図１１（ｆ）参照）から、ＢＰＦ処理により、エッジ成分を抽出する（ＳＴ２１６）。ここで抽出されたエッジ成分には、フレーム巡回型ノイズリダクション処理に起因する残像はない（図１１（ｇ）参照）。
【００４６】
フレーム巡回型ノイズリダクション処理を受けたテクスチャ信号Ｓ２１２は係数ｋ１で適宜調整（乗算増幅）されて調整テクスチャ信号Ｓ２１４となる。バンドパス処理によりエッジ成分を抽出した信号Ｓ２１６は係数ｋ２で適宜調整（乗算増幅）されて調整エッジ信号Ｓ２１８となる。調整テクスチャ信号Ｓ２１４と調整エッジ信号Ｓ２１８を合成したエッジ・テクスチャ信号Ｓ２２２（図１１（ｈ）参照）を、さらに画像信号Ｓ２０６と合成する（ＳＴ２２４）。このように、信号Ｓ２１２とＳ２１６それぞれの乗算係数を調整しつつ、これらの信号を信号Ｓ２０６に合成することで、処理画像出力Ｓ２２４を得る（図１１（ｉ）参照）。
【００４７】
図１３は、一実施の形態に係るテスト方法の一例を説明するフローチャートである。また、図１４は、図１３のテスト方法で用いることができるテスト信号の一例を説明する図である。
【００４８】
まず、テスト用の画像信号入力（テスト信号）を用意する（図１３のＳＴ１０２Ｔ）。このテスト信号（図１４（ｃ）参照）は、テクスチャ信号のテストパターン（図１４（ａ）参照）に、ノイズリダクション効果をチェックするためのノイズ信号パターン（図１４（ｂ）参照）を加えたデジタルデータであり、ノイズレベルが均一化された信号（図１４（ｄ）参照）に対応している。図１４（ａ）のテストパターン（画像処理前）は、黒に近いグレースケールの背景上に、それより少しグレースケールレベルが高い観測対象パターンを含む。観測対象パターンの周辺は輝度レベル変化が大きいエッジ成分に対応する。観測対象パターンの内部には、例えば周辺よりも白寄りのグレースケールレベルを持ち、テクスチャ成分に対応する細かな均等パターンが書き込まれている。
【００４９】
図１４（ｃ）のテスト信号（波形データは図１４（ｄ））を画像信号入力として、図１２のＳＴ１４（またはＳＴ１２）、ＳＴ１０２〜ＳＴ２２４に対応した画像処理を実行する（図１３のＳＴ２００）。この画像処理は図１の装置２００の構成（または機能的に同等の構成）により行うことができる。
【００５０】
ＳＴ２００の画像処理の実行結果となる出力画像を表示する（ＳＴ３００）。すると、ノイズレベルより大きい信号成分からなる背景および観測対象は、エッジ成分が立ち、テクスチャ成分が強調された画像となる（図１４（ｅ）参照）。一方、閾値εおよびリミッタ値ε＊よりも小さなレベルのノイズ成分は、ＳＴ２００の画像処理により低減する（図１４（ｆ）参照）。そのため、画像処理後のテクスチャ信号とノイズ信号の合成信号は、エッジが明確に保存され、観測対象の鮮鋭度がアップしながら、ノイズ感が抑え込まれたものとなる（図１４（ｇ）（ｈ）参照）。
【００５１】
次に、出力画像の官能評価を行う（ＳＴ３０２）。この官能評価は、観測対象パターンが動くテスト信号を用い、その画像処理出力をモニタで観測することで、行うことができる。このテスト信号（デジタル）は、コンピュータプログラムにより作り出すことができる。
【００５２】
観測パターンの移動速度ｖは、モニタ画面の画素数に応じて適宜定めることができる。水平３８４０画素／ライン程度以上の高解像度モニタが用いられる場合、例えば１００〜１０００画素／秒くらいの速度で観測対象が左右に動くようにする。水平４８０画素／ライン程度以下の低解像度モニタが用いられる場合は、１０〜１００画素／秒くらいの速度で観測対象が左右に動くようにしてもよい。観測対象の移動方向およびその移動速度ｖは、テスト信号を発生するプログラムのパラメータを書き換えることで、任意に変更できる。
【００５３】
所定速度ｖで観測対象を例えば左から右へ移動させると（図１４（ｅ）（ｉ）参照）、画像処理後の観測対象パターンのモニタ画像も左から右へ速度ｖで移動する（図１４（ｇ）（ｋ）、(ｈ)(ｍ)参照）。その際、ノイズレベルは低減されたまま変わらない（図１４（ｆ）（ｊ）参照）。
【００５４】
所定速度ｖで観測対象を例えば左から右へ移動させた際に、もし、ノイズは低減されていてもエッジ残像がモニタ画面で視認できたときは（ＳＴ３０４ノー）、図１のような装置構成において、エッジ保存フィルタ処理（２０４）と、ノイズ・テクスチャ抽出処理（２０８、２１０）と、フレーム巡回型ノイズリダクション処理（２１２）と、エッジ成分抽出処理（２１６）と、信号合成処理（２１４〜２２４）のうち、少なくとも一部の処理が適切に機能していない（あるいは少なくとも一部の処理機能が欠けている）ものとする。
【００５５】
しかし、所定速度ｖで観測対象を例えば左から右へ移動させた際に、エッジ残像が視認されずにノイズが低減されたことがモニタ画面で確認できたなら（ＳＴ３０４イエス）、図１のような装置構成において、エッジ保存フィルタ処理（２０４）と、ノイズ・テクスチャ抽出処理（２０８、２１０）と、フレーム巡回型ノイズリダクション処理（２１２）と、エッジ成分抽出処理（２１６）と、信号合成処理（２１４〜２２４）を含む画像処理がなされたものと判定する（ＳＴ３０６）。
【００５６】
図１３のテスト方法を使えば、図１の装置２００と同様なある装置がカスタムＬＳＩなどによりブラックボックス化されていてその内部構成が分からなくなっていても、その装置の内部に機能上で図１の装置２００に対応する構成が含まれていることを、根拠のない推測よりも高い精度で、判定できる。
【００５７】
＜実施の形態の効果例＞
ＢＰＦで抽出したエッジ信号にフレーム巡回型ノイズ抑圧処理を行う従来手法では、エッジ信号が大振幅のため、フレーム巡回型ノイズ抑圧処理のリミッタ値は大きくなり、フレーム巡回型ノイズ抑圧処理にて発生する残像成分も大きくなる（図１１（ｂ）（ｃ）参照）。
【００５８】
一方、実施の形態に係る手法では、テクスチャ・ノイズ信号は小振幅のため、エッジ保存フィルタの閾値εおよびフレーム巡回型ノイズ抑圧処理のリミッタ値ε＊は小さくなり、フレーム巡回型ノイズ抑圧処理にて発生する残像成分も少なくなる（図１１（ｄ）(ｅ)参照）。そのため、エッジに残像が目立たずにテクスチャ信号を抽出できる（図１１（ｈ）参照）。
【００５９】
＜実施の形態の用途例＞
主な用途：内視鏡などの医療機器を用いた画像診断において、被写体やカメラが多少動いても、ノイズを低減しつつ、低コントラスト画像のエッジ残像を減らす（画像診断のし易さを改善）。
【００６０】
別用途１：暗がりで人の顔をカメラ撮影した場合に、その人の頭やカメラが多少動いても、ノイズを低減しつつ、その人の特徴を示すエッジライン（顔の輪郭、眼の輪郭、眉の輪郭、鼻の輪郭、唇の輪郭）に残像が出ないようにする（暗がりにおける顔認識の精度向上）。
【００６１】
別用途２：倉庫内でのピッキング作業において、商品を撮影するカメラが多少動いても、ノイズを低減しつつ、暗い場所にある商品のバーコード（またはＱＲコード（登録商標））のカメラ画像のエッジ残像を減らして、商品コードの画像読み取り精度を向上させる。
【００６２】
＜出願当初請求項の内容と実施形態との対応関係例＞
［１］一実施の形態に係る画像処理装置（単独動作する装置または機器、回路基板に組み込まれるＬＳＩ等）は、以下の手段を備えることができる：
画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分と、ランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号（Ｓ１０２またはＳ２０２）を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号（Ｓ２０４）を提供する第１の処理手段（２０４:エッジ保存フィルタ）と、
前記画像入力信号（Ｓ２０２）から前記平滑化画像信号（Ｓ２０４）を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号（Ｓ２１０）を提供する第２の処理手段（２０８〜２１０：遅延付き減算器）と、
前記ノイズ・テクスチャ信号（Ｓ２１０）を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号（Ｓ２１２）を提供する第３の処理手段（２１２：フレーム巡回型ノイズリダクション）と、
前記平滑化画像信号（Ｓ２０４）から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号（Ｓ２１６）を提供する第４の処理手段（２１６：バンドパスフィルタ）と、
前記平滑化画像信号（Ｓ２０４）に対応する画像信号（Ｓ２０６：ガンマ補正されたＲＧＢ信号など）と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号（Ｓ２１４：鮮鋭度を上げるテクスチャ信号）と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号（Ｓ２１８:残像のないエッジ信号）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する第５の処理手段（２１４〜２２４：信号合成回路）。
【００６３】
［２］前記［１］の画像処理装置は、前記ノイズ成分が前記画像の明るさ（輝度）に依存して変化する場合において、前記画像の明るさ変化に対する前記ノイズ成分の変化を抑えて前記入力画像信号（Ｓ２０２）を提供する第６の処理手段（２０２:ノイズ均一化処理回路）を更に備えることができる。
【００６４】
［３］前記［１］または［２］の画像処理装置において、前記第１の処理手段（エッジ保存フィルタ２０４）は前記エッジ成分を保存したまま平滑化する動作に入る閾値（ｅ１またはε）を持ち、前記第３の処理手段（フレーム巡回型ノイズリダクション２１２）は所定レベル以下のノイズ成分を低減させる際の前記所定レベルを決めるリミッタ値（ｅ２またはε＊）を持つ。前記閾値（ｅ１）および／または前記リミッタ値（ｅ２）は可変（自動または手動）とすることができる。そして、前記画像処理装置は、前記リミッタ値を前記閾値に連動させ、または前記閾値を前記リミッタ値に連動させる第７の処理手段（２２６：連動制御部）を更に備えることができる（例えばε＝ε＊としてεを任意に設定し、あるいはε＝ｋε＊としてｋまたはε＊を任意に設定して、前記閾値を前記リミッタ値に連動させることができる）。
【００６５】
［４］前記［１］または［２］の画像処理装置において、前記第５の処理手段（信号合成回路２１４〜２２４）は、前記平滑化画像信号に対応する画像信号（ガンマ補正されたＲＧＢ信号など）と、前記テクスチャ信号の大きさを（第１の乗算係数ｋ１で）調整した調整テクスチャ信号（鮮鋭度を上げるテクスチャ信号Ｓ２１４）と、前記エッジ信号の大きさを（第２の乗算係数ｋ２で）調整した調整エッジ信号（残像のないエッジ信号Ｓ２１８）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号（処理画像出力Ｓ２２４）を提供できるように構成される。（第１の乗算係数ｋ１および第２の乗算係数ｋ２は、調整可能に構成できる。）
［５］他の実施の形態に係る画像処理装置は、ＣＣＤカメラと併用される機器（例えば硬性内視鏡などの医療機器）で実施され、以下の手段を備えることができる：
前記ＣＣＤカメラで撮影した画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分とランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して平滑化画像信号を提供する第１の処理手段（エッジ保存フィルタ）と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する第２の処理手段（遅延付き減算器）と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する第３の処理手段（フレーム巡回型ノイズリダクション）と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する第４の処理手段（バンドパスフィルタ）と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号（ガンマ補正されたＲＧＢ信号など）と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号（鮮鋭度を上げるテクスチャ信号）と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号（残像のないエッジ信号）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する第５の処理手段（信号合成回路）。
【００６６】
［６］一実施の形態に係る画像処理方法（図１２）は、以下の工程を備えることができる：
画像の内容に対応したテクスチャ成分およびエッジ成分とランダムなノイズ成分とを含む入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する処理工程（ＳＴ２０４：エッジ保存フィルタ処理）と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する処理工程（ＳＴ２１０：ノイズ・テクスチャ抽出処理）と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する処理工程（ＳＴ２１２：フレーム巡回ＮＲ処理）と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する処理工程（ＳＴ２１６：エッジ成分抽出処理）と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号（ガンマ補正されたＲＧＢ信号）と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号（鮮鋭度を上げるテクスチャ信号）と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号（残像のないエッジ信号）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する処理工程（ＳＴ２２４：乗算係数調整・信号合成処理）。
【００６７】
［７］他の実施の形態に係るテスト方法（図１３）は、テクスチャ成分およびエッジ成分を持つ観測対象を含むテストパターンを撮影して得たテクスチャ信号と、前記観測対象とは無関係のノイズ成分を含むノイズ信号とを合成したテスト信号を画像処理装置に入力（ＳＴ１０２Ｔ）して、この画像処理装置の出力画像を検査する（ＳＴ３００〜ＳＴ３０２）。
【００６８】
このテスト方法では、前記画像処理装置から出力される画像信号の画面において、前記テスト信号中の前記観測対象が特定方向に所定速度で動いた際に前記エッジ成分に残像が視認されずに前記ノイズ成分が低減された場合（ＳＴ３０４イエス）、前記画像処理装置が、以下の複数処理工程を実施する構成を含むものと判定する（ＳＴ３０６）：
前記テスト信号に相当する入力画像信号を、前記エッジ成分を保存したまま平滑化して、平滑化画像信号を提供する処理工程（エッジ保存フィルタ処理）と、
前記画像入力信号から前記平滑化画像信号を減算して、前記ノイズ成分と前記テクスチャ成分を含むノイズ・テクスチャ信号を提供する処理工程（ノイズ・テクスチャ抽出処理）と、
前記ノイズ・テクスチャ信号を含むフレームに対してフレーム巡回型ノイズリダクション処理を行い、前記テクスチャ成分に対して前記ノイズ成分が相対的に低減されたテクスチャ信号を提供する処理工程（フレーム巡回ＮＲ処理）と、
前記平滑化画像信号から前記エッジ成分を抽出してエッジ信号を提供する処理工程（エッジ成分抽出処理）と、
前記平滑化画像信号に対応する画像信号（例えばガンマ補正されたＲＧＢ信号）と、前記テクスチャ信号の大きさを調整した調整テクスチャ信号（鮮鋭度を上げたテクスチャ信号）と、前記エッジ信号の大きさを調整した調整エッジ信号（残像のないエッジ信号）とを合成して、前記入力画像信号に対応した出力画像信号を提供する処理工程（信号合成処理）。
【００６９】
［８］他の実施の形態に係る画像処理装置は、［７］のテスト方法により、前記複数処理工程を実施する構成を含むものと判定された装置である。同じテスト信号を用いた同一テストにより同じ判定結果が（通常は複数回反復して）得られる。その場合は、テストされた装置は、本願の実施形態に対応した構成を持つものと推定できる。このテスト方法は、装置がブラックボックス化されていてその内部構成の解析が困難な場合でも、その装置が本願の実施形態に対応した構成を持つか否かの判定に使用できる。
【００７０】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００７１】
例えば、一実施の形態に係るＣＣＤカメラ部１００は硬性内視鏡で用いられるものを例示したが、軟性内視鏡その他の機器で用いられるカメラの画像信号を画像処理装置２００の入力として用いてもよい。また、画像処理装置２００の処理画像出力Ｓ２２４に対して、他のコンピュータ画像処理をさらに施してもよい。その場合でも、本願の請求項に記載された構成を含む限り、それは本願発明の範囲内である。
【００７２】
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、開示された複数の実施形態のうちのある実施形態の一部あるいは全部と、開示された複数の実施形態のうちの別の実施形態の一部あるいは全部を、組み合わせることも、発明の範囲や要旨に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１００…ＣＣＤカメラ部；２００…画像処理装置；２０２…ノイズ均一化処理部；２０４…エッジ保存フィルタ部；２０６…ガンマ補正部；２０８…遅延部；２１０…減算部；２１２…フレーム巡回型ノイズリダクション部；２１６…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部；２１４，２１８…乗算部；２２０…係数調整部；２２２、２２４…加算部；３００…画像モニタ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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