(57)【要約】  この画像処理装置は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ）を用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像＃１を生成し、ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎとは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ）を用いて、複数のレベル値制限平滑化画像＃２を生成し、処理対象画素およびＬＰＦに用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、生成された複数のレベル値制限平滑化画像＃１または＃２のいずれかを選択して合成して平滑化画像を生成する。
2009072208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置であって、
それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成手段と、
前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成手段と、
前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記合成処理手段は、前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像を元の入力画像の大きさに拡大するとともに、前記複数のレベル値制限平滑化画像に対して画素レベル値と位置情報と処理対象画素のレベル値とは異なる種類のレベル値とを用いて、当該選択されたレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる色差成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値とそれぞれ異なる輝度成分のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる色差成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値として、入力画像に既に処理されている補正量に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の輝度成分からなる輝度成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる輝度成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の輝度成分からなる輝度成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値として、入力画像に既に処理されている補正量に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することをコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成手順と、
前記第一の平滑化画像生成手順とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成手順と、
前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手順に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手順または第二の平滑化画像生成手順により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択手順と、
前記選択手順により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理手順と、
をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
【請求項７】
入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することに適した画像処理方法であって、
それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成工程と、
前記第一の平滑化画像生成工程とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成工程と、
前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成工程に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成工程または第二の平滑化画像生成工程により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択工程と、
前記選択工程により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理工程と、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタル画像処理では画像をぼかした平滑化画像を生成する際にはローパスフィルタを用いて、フィルタサイズ内の各画素のレベル値の平均値を注目画素の信号レベルとしていた。ところが、ローパスフィルタを用いた場合、フィルタサイズ内の各画素のレベル値の平均値を注目画素のレベル値とするため、レベル値の差が大きいエッジ部分もぼやけてしまうという問題があった。具体的には、ローパスフィルタを用いた場合、図７に示すように、実線で示した処理対象画像の明暗の差が大きいエッジ部分の勾配が、ローパスフィルタから出力される点線で示したローパスフィルタ画像（図中ではＬＰＦ画像）ではなまっており、エッジ部分を保持することができない。【０００３】
このような問題を改善するために、従来から、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすための種々の技術が考えられている。例えば、特許文献１には、イプシロンフィルタを用いた顔画像処理装置（画像処理装置）に関する技術が開示されている。【０００４】
具体的には、図８に示すように、顔画像処理装置は、画像の座標（ｍ，ｎ）に位置する画素を注目画素とし、注目画素の周囲の画素（この場合は、座標（ｍ−１，ｎ−１）、座標（ｍ，ｎ−１）、座標（ｍ＋１，ｎ−１）、座標（ｍ−１，ｎ）、座標（ｍ＋１，ｎ）、座標（ｍ−１，ｎ＋１）、座標（ｍ，ｎ＋１）、座標（ｍ＋１，ｎ＋１）の８画素）を周辺画素とする。続いて、顔画像処理装置は、注目画素のレベル値（たとえば、輝度信号の階調値）と各周辺画素のレベル値との差分を算出し、算出されたそれぞれの差分が所定の閾値ＴＨより小さい周辺画素を抽出する。そして、顔画像処理装置は、抽出された周辺画素の信号レベルに所定の係数を乗じた画素値を注目画素の画素値に加算した値を注目画素の画素値として出力する。【０００５】
このように、特許文献１に記載の従来技術においては、注目画素のレベル値との差分が閾値ＴＨより小さい周辺画素のみ処理対象とすることで階調値のレベル幅を制限するようにしているため、図９に示すように、イプシロンフィルタから出力される点線で示したイプシロンフィルタ画像（図中ではεフィルタ画像）のエッジ部分の勾配はなまることなく、実線で示した処理対象画像のエッジ部分の勾配を保持しており、エッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすことができる。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０５８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の技術は、ノイズ除去強度を簡単に制御できないという課題と、ノイズ除去強度をできたとしても処理が高速でないという課題があった。【０００８】
具体的には、画像内のノイズには、明度（輝度）変化によるノイズと色彩（色味）変化によるノイズとがある。色彩変化は人の目につきやすく、また、色彩変化によるノイズは、低輝度領域に多く存在する傾向がある。そこで、不自然にならないように色彩変化ノイズを除去するためには、入力画像の輝度値に応じて色彩変化ノイズの除去強度を変化させる必要がある。例えば、上記特許文献１に記載のイプシロンフィルタを用いた従来技術では、クロマ（色味）成分のノイズ除去において、輝度成分の情報より、フィルタ特性を変更する仕組みを組み込むことは、非常に容易であるが、フィルタリング対象の情報以外の画像の各画素を注目画素とし、それぞれの注目画素のレベル値と各周辺画素のレベル値との差分を算出して閾値と比較しなければならないため、変数による条件分岐処理を含むこととなり、処理負荷が大きく、高速化が困難であるという問題があった。【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本装置は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置であって、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成手段と、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成手段と、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択手段と、前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１に係る画像処理装置の概要と特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施例２に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、画像処理プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。
【図７】図７は、従来技術を説明するための図である。
【図８】図８は、従来技術を説明するための図である。
【図９】図９は、従来技術を説明するための図である。
【図１０】図１０は、複数のローパスフィルタを用いた画像処理装置の例を示す図である。
【図１１】図１１は、３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎを用いた平滑化画像生成処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０  画像処理装置
２０  記憶部
２１  入力画像ＤＢ
２２  画像情報ＤＢ
２３  レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ
２４  レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ
３０  制御部
３１  入力画像受付部
３２  画像情報受付部
３３  平滑化画像生成部
３４  フィルタ処理部Ａ
３５  フィルタ処理部Ｂ
３６  合成処理部
４０  縮小画像ＤＢ
４１  縮小画像生成部
４２  拡大・合成処理部
１００  コンピュータシステム
１０１  ＲＡＭ
１０２  ＨＤＤ
１０３  ＲＯＭ
１０３ａ  第一の平滑化画像生成プログラム
１０３ｂ  第二の平滑化画像生成プログラム
１０３ｃ  選択プログラム
１０３ｄ  合成処理プログラム
１０４  ＣＰＵ
１０４ａ  第一の平滑化画像生成プロセス
１０４ｂ  第二の平滑化画像生成プロセス
１０４ｃ  選択プロセス
１０４ｄ  合成処理プロセス
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本実施例で用いる主要な用語、本実施例に係る画像処理装置の概要および特徴、画像処理装置の構成および処理の流れを順に説明し、最後に本実施例に対する種々の変形例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
［用語の説明］
まず最初に、本実施例で用いる主要な用語を説明する。本実施例で用いる「画像処理装置（請求の範囲に記載の「画像処理装置」に対応する。）」とは、入力画像と画像情報を受け付け、受け付けた入力画像を平滑化して出力画像を生成する装置のことであり、入力画像は、動画であっても静止画であってもよく、カラーでもモノクロでもかまわない。【００１６】
また、イプシロンフィルタと同様に、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすための技術としては、図１０に示すように、それぞれ異なるレベル値範囲を設定し、レベル値範囲内の画素のみで平滑化画像を生成する複数のレベル制限ローパスフィルタによって、あらかじめ平滑画像を複数生成して複数の平滑化結果を選択し、補間することで、エッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすことが考えられる。【００１７】
具体的には、「画像処理装置」は、第１階層〜第ｎ階層までのレベル値が異なるローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備え、それぞれのＬＰＦは、まず入力画像の横方向に対する１次元のフィルタ処理において、フィルタサイズ内の入力画像の画素のレベル値が自身に設定されているレベル値範囲内であるか否かを判定する。そして、ＬＰＦは、フィルタサイズ内の入力画像の画素のレベル値が自身に設定されているレベル値範囲内であると判定した画素のレベル値を累積して平均値を算出し、算出した平均値を注目画素のレベル値とする。次に、ＬＰＦは、次に横方向のフィルタ処理を全画素実施した画像に対し、同様に縦方向に対する１次元フィルタ処理を実施し、入力画像の全ての画素を注目画素としてそれぞれのレベル値を求めてレベル値制限平滑化画像を生成する。その後、「画像処理装置」は、生成されたレベル値制限平滑化画像を合成して、平滑化画像を生成する。【００１８】
図１１を用いてより具体的に説明すると、「画像処理装置」は、ＬＰＦ０〜ＬＰＦ４の複数のローパスフィルタを備え、それぞれのＬＰＦ０〜ＬＰＦ４には、０〜８４（Ｐ０）、４２〜１２８（Ｐ１）、８５〜１６０（Ｐ２）、１２９〜２１２（Ｐ３）、１６１〜２５５（Ｐ４）のレベル値がそれぞれ設定されている。このような構成において、「画像処理装置」は、入力画像５０の画素を縦方向および横方向ともに３画素おきに抽出して、縮小画像５１を生成する。そして、ＬＰＦ０〜ＬＰＦ４は、縮小画像５１に対してレベル値制限平滑化処理を行って、レベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５を生成する。【００１９】
その後、画像処理装置は、例えば、入力画像５０の画素ｇ１を対象画素として選択した場合、画素ｇ１のレベル値に基づいてレベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５を選択する。対象画素ｇ１のレベル値がレベル値制限範囲Ｐ４に含まれる場合、画像処理装置は、レベル値制限平滑化画像５２−１（レベル値制限平滑化画像５３−１）を選択し、対象画素ｇ１に対応するレベル値制限平滑化画像５３−１の画素ｇ２と隣接する画素ｇ３〜ｇ５を選択する。また、画像処理装置は、選択したレベル値制限平滑化画像５３−１のレベル値範囲に最も近いレベル値制限平滑化画像５３−２（レベル値制限平滑化画像５２−２）の画素の中から、レベル値制限平滑化画像５３−１の画素ｇ２〜ｇ５に対応する画素ｇ６〜ｇ９を選択する。【００２０】
そして、画像処理装置は、選択した８個の画素ｇ２〜ｇ９のそれぞれのレベル値と位置情報（ｘｙ座標）を入力としてレベル値補間（３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を行って、入力画像５０の領域ｅ１に対応する部分を拡大する。このとき、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１に位置する画素のレベル値の中にレベル値範囲Ｐ４が含まれないレベル値をもつ画素が存在する場合には、その画素のレベル値を含むレベル値範囲のレベル値制限平滑化画像５２−２〜５２−３を選択し、対象画素ｇ１に対応する画素と当該画素に隣接する画素のそれぞれのレベル値と位置情報とを用いて、３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎを行って、入力画像５０の領域ｅ１に対応する部分を拡大する。すなわち、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１の各画素のレベル値が含まれるレベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５の領域ｅ１に対応する部分のみを拡大することとなる。【００２１】
その後、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１の各画素ごとに当該画素のレベル値に基づいて、レベル値制限平滑化画像５３−１〜５３−ｎを選択してレベル値を合成して平滑化画像５４を生成する。合成は、選択したレベル値制限平滑化画像のレベル値を、レベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差分に応じて重み付け平均値を算出する。例えば、画像処理装置は、処理対象画素のレベル値が６０の時、６０を含むレベル値範囲はレベル値０〜８４であるＰ０と、４２〜１２８であるＰ１であるので、ＬＰＦ０とＬＰＦ１とを選択する。この時、Ｐ０のレベル値範囲の中心値は４２、Ｐ１のレベル値範囲の中心値は８５であるので、「画像処理装置」は、処理対象画素のレベル値（６０）に近いレベル値中心値を持つＬＰＦ１の画素レベル値の重みを大きくするよう重み付けおよび入力画像が縮小画像であった場合にはさらに位置情報（縦軸（Ｘ軸）、横軸（Ｙ軸））を用いて平均値を算出することで、生成されたレベル値制限平滑化画像を合成して平滑化画像を生成する。具体的には、「画像処理装置」は、「ＬＰＦ１の画素レベル値×（２５／４３）＋ＬＰＦ０の画素レベル値×（１８／４３）」などとする。【００２２】
このように、「画像処理装置」は、生成されたレベル値制限平滑化画像を、処理対象画素のレベル値および位置情報の３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎによる補間をおこなうことで、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかす処理を高速に行うことができる。【００２３】
ところが、この手法を用いてノイズ除去強度を制御しようとした場合、あらかじめレベル値に応じて、複数の平滑化画像を作成するため、処理対象チャンネル以外の情報に応じて、フィルタ特性を変更する処理ができないという問題があった。つまり、上記したそれぞれ異なるレベル値範囲が設定されたＬＰＦを用いた場合、それぞれのレベル値には色差成分または輝度（明度）成分などのある特性に限定したレベル値範囲が設定されており、この特性を変更する処理ができないため、ノイズ除去強度を制御することができない。その一方で、上記した複数のＬＰＦを用いた「画像処理装置」は、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかす処理を高速に行えることから、このようなレベル値制限の異なる複数のＬＰＦを用いてノイズ除去強度を制御する手法が切望されている。【００２４】
［画像処理装置の概要および特徴］
次に、図１を用いて、実施例１に係る画像処理装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る画像処理装置の概要と特徴を説明するための図である。【００２５】
図１に示すように、この画像処理装置は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することを概要とするものであり、特に、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である点に主たる特徴がある。【００２６】
この主たる特徴を具体的に説明すると、画像処理装置は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲（フィルタ特性Ａ）が設定された複数のローパスフィルタと、フィルタ特性Ａとは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズ（フィルタ特性Ｂ）の複数のローパスフィルタとを備える。【００２７】
このような構成において、画像処理装置は、フィルタ特性Ａが設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、フィルタ特性Ａにおける複数のレベル値制限平滑化画像を生成するとともに、同様に、フィルタ特性Ｂが設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性Ｂにおける複数のレベル値制限平滑化画像を生成する。【００２８】
その後、画像処理装置は、レベル値制限平滑化画像生成に用いられた色差成分のレベル値とそれぞれと異なる輝度（明度）成分のレベル値に基づいて、フィルタ特性Ａまたはフィルタ特性Ｂで生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する。そして、画像処理装置は、選択された複数のレベル値制限平滑化画像を上記した手法と同様に、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する。【００２９】
このように、実施例１に係る画像処理装置は、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。【００３０】
［画像処理装置の構成］
次に、図２を用いて、図１に示した画像処理装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、この画像処理装置１０は、記憶部２０と、制御部３０とから構成される。【００３１】
記憶部２０は、制御部３０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納するとともに、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力画像ＤＢ２１と、画像情報ＤＢ２２と、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４とを備える。【００３２】
入力画像ＤＢ２１は、受け付けられた入力画像を記憶する。具体的には、入力画像ＤＢ２１は、後述する入力画像受付部３１により受け付けられて格納された１フレーム分の入力画像を記憶する。【００３３】
画像情報ＤＢ２２は、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報を画像情報として記憶する。具体的には、画像情報ＤＢ２２は、後述する画像情報受付部３２により入力画像から取得されて格納された画像情報を記憶する。例えば、画像情報ＤＢ２２は、入力画像が色差成分画像の場合、入力画像の輝度成分画像を記憶し、また、入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を記憶し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を記憶する。【００３４】
レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４は、生成されたレベル値制限平滑化画像を記憶する。具体的には、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４は、後述するフィルタ処理部Ａ３４に備えられたＬＰＦの数およびフィルタ処理部Ｂ３５に備えられたＬＰＦの数分のＤＢであり、それぞれのＬＰＦに対応付けられている。例えば、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３は、フィルタ処理部ＡのＬＰＦ＃１＿１により生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶し、また、レベル値制限平滑化画像＃１＿ｎＤＢは、フィルタ処理部ＡのＬＰＦ＃１＿ｎにより生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶し、レベル値制限平滑化画像＃２＿５ＤＢは、フィルタ処理部ＢのＬＰＦ＃２＿５により生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶する。【００３５】
制御部３０は、ＯＳ（Operating  System）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するとともに、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力画像受付部３１と、画像情報受付部３２と、平滑化画像生成部３３と、合成処理部３６とを備え、これらによって種々の処理を実行する。【００３６】
入力画像受付部３１は、入力された入力画像を１フレームずつ受け付けて、入力画像ＤＢ２１に格納する。画像情報受付部３２は、入力画像の画像情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。例えば、画像情報受付部３２は、入力画像が色差成分画像（Ｕ、Ｖ成分）の場合、入力画像の輝度成分画像（Ｙ成分）を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を入力画像から読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。【００３７】
平滑化画像生成部３３は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、フィルタ処理部Ａ３４と、フィルタ処理部Ｂ３５とを備える。【００３８】
フィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５とは、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（フィルタ特性Ａ、フィルタ特性Ｂ）を備え、所定のフィルタサイズ内で指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化処理を実行してレベル値制限平滑化画像を生成する。なお平均値算出は、フィルタ中心部の画素の重みを大きくし、フィルタ両端部の画素の重みを小さくするように、フィルタ中心部との距離に応じた重み付け平均値を算出してもよい。【００３９】
具体的には、フィルタ処理部Ａ３４およびフィルタ処理部Ｂ３５にそれぞれ備えられているＬＰＦは、１次元のローパスフィルタで、それぞれ異なったレベル値範囲が予め設定されており、記憶部に記憶されている入力画像の画素のレベル値が、自身に設定されたレベル値範囲内の画素を処理対象として平滑化（平均値の算出）するレベル値制限平滑化処理を行ってレベル値制限平滑化画像を生成し、生成したレベル値制限平滑化画像を対応するレベル値制限平滑化画像ＤＢ（例えば、ＬＰＦ＃１＿１の場合、レベル値制限平滑化画像ＤＢ＃１＿１）に格納する。なお、ＬＰＦに設定するレベル値範囲は、その範囲の一部が少なくとも２つのＬＰＦに重なるようにすることが好ましいが、入力画像のレベル値範囲をカバーしていればよい。さらに、ＬＰＦのフィルタサイズおよびレベル値範囲は、固定値を設定しておいてもよいし、外部から設定するようにしてもよい。【００４０】
例えば、フィルタ処理部Ａ３４に備えられているＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎと、フィルタ処理部Ｂ３５に備えられているＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎとは、レベル値範囲のパラメータの設定値と、フィルタサイズを異ならせ、異なるフィルタリング特性を設定する。用途によるが、ここでは、それぞれ、ＬＰＦ１＿１〜ＬＰＦ１＿１７と、ＬＰＦ２＿１〜ＬＰＦ２＿１７との１７階層とする。もちろん他の階層数でもかまわない。その時、ＬＰＦ１＿１からＬＰＦ１−１７まで順に、レベル値範囲は、0-16、0-32、16-48、32-64、48-80、64-96、80-112、96-128、112-144、128-160、144-176、160-192、176-208、192-224、208-240、224-255、240-255とし、フィルタサイズは、すべて１５とする。また、ＬＰＦ２＿１からＬＰＦ２＿１７では、レベル値範囲は、0-8、8-24、24-40、40-56、56-72、72-88、88-104、104-120、120-136、136-152、152-168、168-184、184-200、200-216、216-232、232-248、248-255とし、フィルタサイズはすべて５とするように、フィルタ処理部Ａ３４では、より強く平滑化処理を行う特性、フィルタ処理部Ｂ３５では、弱めに平滑化処理を行う特性と、異なるフィルタ特性を設定する。もちろん用途に応じて各種パラメータは、異なって構わない。【００４１】
合成処理部３６は、処理対象画素およびフィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、フィルタ処理部Ａ３４またはフィルタ処理部Ｂ３５により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択し、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する。【００４２】
具体的には、合成処理部３６は、入力画像から処理対象となる画素（処理対象画素）を選択し、選択した画素に対応する画像情報を画像情報受付部３２により取得されて格納された画像情報ＤＢ２２から取得し、フィルタ特性Ａのレベル値制限平滑化画像群か、フィルタ特性Ｂのレベル値制限平滑化画像群かを選択する。合成処理部３６は、処理対象画像を色差成分とし、画像情報が輝度成分とすれば、処理対象画像と同位置にある、輝度値を基に、輝度値が暗ければ、フィルタ特性Ａの平滑化結果を選択、明るければ、フィルタ特性Ｂを選択するといったように、あらかじめ画像情報ＤＢ２２に記憶されている選択方法を用いる。次に、合成処理部３６は、選択したフィルタ特性群より、処理対象画素のレベル値をレベル値範囲とするレベル値制限平滑化画像を複数選択する。なお、ＬＰＦに設定されたレベル値範囲が重なっている場合、処理対象画素のレベル値をレベル値範囲とし、また、レベル値制限平滑化画像が複数存在する場合、レベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差が小さいレベル値制限平滑化画像を２つ以上選択する。【００４３】
その後、合成処理部３６は、選択したレベル値制限平滑化画像から処理対象画素の位置に対応する画素のレベル値を抽出し、抽出したレベル値をレベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差分に応じて重みを付け平均値を算出し、処理対象画素が位置する画素のレベル値とする。そして、合成処理部３６は、入力画像の全ての画素を処理対象画素として処理対象画素の位置に対応する画素のレベル値を求めて出力画像を生成し出力する。【００４４】
［画像処理装置による処理］
次に、図３を用いて、画像処理装置による処理を説明する。図３は、実施例１に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。【００４５】
図３に示すように、入力画像が入力画像受付部３１により受け付けられて、入力画像ＤＢ２１に格納されると（ステップＳ１０１肯定）、画像情報受付部３２は、当該入力画像から画像情報を取得して画像情報ＤＢ２２に格納する（ステップＳ１０２）。【００４６】
続いて、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ１０３）。【００４７】
つまり、フィルタ処理部Ａ３４は、フィルタ特性ＡのＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。例えば、フィルタ処理部Ａ３４は、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性ＡのＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。【００４８】
続いて、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とはそれぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ１０４）。【００４９】
つまり、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ特性ＢのＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。例えば、フィルタ処理部Ａ３４は、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性ＢのＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃２を生成する。【００５０】
その後、合成処理部３６は、画像情報ＤＢ２２に記憶される画像情報と入力画像のレベル値とから、レベル値制限平滑化画像＃１とレベル値制限平滑化画像＃２のいずれかを選択して合成し、出力画像として平滑化画像を生成する（ステップＳ１０５）。【００５１】
［実施例１による効果］
このように、実施例１によれば、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ）を用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像＃１を生成し、ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎとは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ）を用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像＃２を生成し、処理対象画素およびＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ、ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎに用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択し、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成するので、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。【００５２】
また、実施例１によれば、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ）を用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、複数のレベル値制限平滑化画像＃１を生成し、ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎとは異なるレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ）を用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像＃２を生成し、処理対象画素およびＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ、ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎに用いられた色差成分のレベル値とそれぞれと異なる輝度（明度）成分のレベル値に基づいて、生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択するので、少ない計算量で、入力画像の輝度値に応じて色彩変化ノイズの除去強度を制御することが可能である。
【実施例２】
【００５３】
ところで、実施例１では、入力画像そのものからレベル値制限平滑化画像を複数生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理をより高速化するために、入力画像の縮小画像を生成して、生成した縮小画像に対してレベル値制限平滑化画像を複数生成することもできる。【００５４】
そこで、実施例２では、入力画像の縮小画像を生成して、生成した縮小画像に対してレベル値制限平滑化画像を複数生成する場合について説明する。【００５５】
［画像処理装置の構成（実施例２）］
まず、図４を用いて、実施例２に係る画像処理装置の構成について説明する。図４は、実施例２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。【００５６】
図４に示すように、実施例２に係る画像処理装置１０は、記憶部２０と制御部３０とから構成され、このうち、記憶部２０の入力画像ＤＢ２１と画像情報ＤＢ２２とレベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４と、制御部３０の入力画像受付部３１と画像情報受付部３２とフィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５とは、実施例１と同様の機能を有するので、ここでは、実施例１とは異なる機能を有する記憶部２０の縮小画像ＤＢ４０と、制御部３０の縮小画像生成部４１と拡大・合成処理部４２とについて説明する。【００５７】
記憶部２０の縮小画像ＤＢ４０は、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した（画素数を少なくした）縮小画像を記憶する。具体的には、縮小画像ＤＢ４０は、後述する縮小画像生成部４１により生成されて格納された入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を記憶する。【００５８】
制御部３０の縮小画像生成部４１は、入力画像受付部３１により受け付けられて入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像に対して、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成する。具体的には、縮小画像生成部４１は、入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像を取得し、取得した入力画像の画素を予め定めた範囲で間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を縮小画像ＤＢ４０に格納する。【００５９】
拡大・合成処理部４２は、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４に記憶されているレベル値制限平滑化画像を入力画像の大きさに拡大するとともに、画像情報ＤＢ２２に記憶されている入力画像の各画素のレベル値と画像情報とに基づいて、当該画素に対応するレベル値制限平滑化画像の選択・合成処理を行い、出力画像を生成する。【００６０】
具体的には、拡大・合成処理部４２は、入力画素レベル値、位置情報（Ｘ位置、Ｙ位置）、画像情報の４つの入力値を入力することで（４Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）、出力画素値を出力する、合成処理をおこなう。つまり、従来手法で行われていた３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎとは、入力画素レベル値、位置情報（Ｘ位置、Ｙ位置）を入力して、出力画素値を出力するものであり、入力画素レベル値に応じて、レベル値制限平滑化画像を選択補完する処理と、レベル値制限平滑化画像が縮小画像であるので、入力画素のＸ位置、Ｙ位置を入力し、それぞれ補間する処理を同時に行うものである。これに対して、この拡大・合成処理部４２は、さらに画像情報の値に応じて、上記３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎに使用するレベル値制限平滑化画像を切り替える処理を行うものである。【００６１】
［画像処理装置による処理（実施例２）］
次に、図５を用いて、画像処理装置による処理を説明する。図５は、実施例２に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。【００６２】
図５に示すように、入力画像が入力画像受付部３１により受け付けられて、入力画像ＤＢ２１に格納されると（ステップＳ２０１肯定）、画像情報受付部３２は、当該入力画像から画像情報を取得して画像情報ＤＢ２２に格納し（ステップＳ２０２）、縮小画像生成部４１は、入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像に対して、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成して縮小画像ＤＢ４０に格納する（ステップＳ２０３）。【００６３】
続いて、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、縮小画像ＤＢ４０に格納されている入力画像の縮小画像各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ２０４）。【００６４】
続いて、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とはそれぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、縮小画像ＤＢ４０に格納されている入力画像の縮小画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ２０５）。【００６５】
その後、拡大合成処理部４２は、画像情報ＤＢ２２に記憶される画像情報と入力画像のレベル値とから、レベル値制限平滑化画像＃１とレベル値制限平滑化画像＃２のいずれかを選択して元の入力画像の大きさに拡大するとともに合成して、出力画像として平滑化画像を生成する（ステップＳ２０６）。【００６６】
［実施例２による効果］
このように、実施例２によれば、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として、複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、拡大・合成処理部４２は、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像に対して画素レベル値と位置情報と処理対象画素のレベル値とは異なる種類のレベル値とを用いて、当該選択されたレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成するので、ノイズ除去強度をより高速に制御することが可能である。
【実施例３】
【００６７】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に示すように、（１）画像情報、（２）フィルタ群およびＬＰＦの数、（３）システム構成等、（４）プログラムにそれぞれ区分けして異なる実施例を説明する。【００６８】
（１）画像情報
例えば、本装置では、フィルタ処理部Ａ３４またはフィルタ処理部Ｂ３５により生成されたレベル値制限平滑化画像を選択して合成するが、ここで、選択する手法として、入力画像の画像情報を用いる。例えば、実施例１では、入力画像が色差成分の画像である場合には、入力画像の輝度（明度）成分に基づいて、レベル値制限平滑化画像を選択する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な画像情報を用いて選択することができる。【００６９】
例えば、本装置は、入力画像が色差成分画像（Ｕ、Ｖ成分）の場合、入力画像の輝度成分画像（Ｙ成分）を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、デジタルカメラなどのように入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を入力画像から読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。そして、本装置は、画像情報ＤＢ２２に格納されている画像情報を読み込んで、レベル値制限平滑化画像を選択する。また、ここで例示したデジタルカメラなどのように入力画像が本画像処理装置の前段にて処理されている何らかの補正とは、例えば、輝度補正処理や輪郭強調補正などのように、予め実施されている補正処理のことである。【００７０】
このように、色差成分を入力画像とし、補正情報でレベル値制限平滑化画像を選択することで、色差成分の平滑化画像を生成し、補正情報に応じて選択・合成することができる結果、より高画質なノイズ除去結果を得ることが可能である。また、輝度成分を入力画像とし、補正情報でレベル値制限平滑化画像を選択することで、輝度成分の平滑化画像を生成し、補正情報に応じて選択・合成することができる結果、より高画質なノイズ除去結果を得ることが可能である。【００７１】
（２）フィルタ群およびＬＰＦの数
また、実施例１では、フィルタ特性が異なる二つのフィルタ処理部を構成している場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタ特性の数だけフィルタ処理部を構成することができる。また、実施例１では、各フィルタ処理部は、１７階層のＬＰＦを備えている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＰＦの階層は任意に設定することができる。【００７２】
（３）システム構成等
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、入力画像の受付処理など）の全部または一部を手動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。【００７３】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合（例えば、入力画像受付部と画像情報受付部を統合するなど）して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。【００７４】
（４）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムを他の実施例として説明する。【００７５】
図６は、画像処理プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。図６に示すように、コンピュータシステム１００は、ＲＡＭ１０１と、ＨＤＤ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＣＰＵ１０４とから構成される。ここで、ＲＯＭ１０３には、上記の実施例と同様の機能を発揮するプログラム、つまり、図６に示すように、第一の平滑化画像生成プログラム１０３ａと、第二の平滑化画像生成プログラム１０３ｂと、選択プログラム１０３ｃと、合成プログラム１０３ｄとがあらかじめ記憶されている。【００７６】
そして、ＣＰＵ１０４には、これらのプログラム１０３ａ〜１０３ｄを読み出して実行することで、図６に示すように、第一の平滑化画像生成プロセス１０４ａと、第二の平滑化画像生成プロセス１０４ｂと、選択プロセス１０４ｃと、合成プロセス１０４ｄとなる。なお、第一の平滑化画像生成プロセス１０４ａは、図２に示した、フィルタ処理部Ａ３４に対応し、同様に、第二の平滑化画像生成プロセス１０４ｂは、フィルタ処理部Ｂ３４５に対応し、選択プロセス１０４ｃと合成プロセス１０４ｄは、合成処理部３６に対応する。また、ＨＤＤ１０２には、ＣＰＵにて処理が実行されるために必要な各種情報が記憶されている。【００７７】
ところで、上記したプログラム１０３ａ〜１０３ｄは、必ずしもＲＯＭ１０３に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータシステム１００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」の他に、コンピュータシステム１００の内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらに、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータシステム１００に接続される「他のコンピュータシステム」に記憶させておき、コンピュータシステム１００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することに有用であり、特に、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することに適する。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月23日(2010.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置であって、
それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成手段と、
前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成手段と、
前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、  前記合成処理手段は、前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像を元の入力画像の大きさに拡大するとともに、前記複数のレベル値制限平滑化画像に対して画素レベル値と位置情報と処理対象画素のレベル値とは異なる種類のレベル値とを用いて、当該選択されたレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる色差成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値とそれぞれ異なる輝度成分のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる色差成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値として、入力画像に既に処理されている補正量に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第一の平滑化画像生成手段は、それぞれ異なる複数の色差成分のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の輝度成分からなる輝度成分画像の各画素を処理対象画素として、前記複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記第二の平滑化画像生成手段は、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる輝度成分のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の輝度成分からなる輝度成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、
前記選択手段は、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられた色差成分のレベル値として、入力画像に既に処理されている補正量に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタル画像処理では画像をぼかした平滑化画像を生成する際にはローパスフィルタを用いて、フィルタサイズ内の各画素のレベル値の平均値を注目画素の信号レベルとしていた。ところが、ローパスフィルタを用いた場合、フィルタサイズ内の各画素のレベル値の平均値を注目画素のレベル値とするため、レベル値の差が大きいエッジ部分もぼやけてしまうという問題があった。具体的には、ローパスフィルタを用いた場合、図７に示すように、実線で示した処理対象画像の明暗の差が大きいエッジ部分の勾配が、ローパスフィルタから出力される点線で示したローパスフィルタ画像（図中ではＬＰＦ画像）ではなまっており、エッジ部分を保持することができない。
【０００３】
このような問題を改善するために、従来から、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすための種々の技術が考えられている。例えば、特許文献１には、イプシロンフィルタを用いた顔画像処理装置（画像処理装置）に関する技術が開示されている。
【０００４】
具体的には、図８に示すように、顔画像処理装置は、画像の座標（ｍ，ｎ）に位置する画素を注目画素とし、注目画素の周囲の画素（この場合は、座標（ｍ−１，ｎ−１）、座標（ｍ，ｎ−１）、座標（ｍ＋１，ｎ−１）、座標（ｍ−１，ｎ）、座標（ｍ＋１，ｎ）、座標（ｍ−１，ｎ＋１）、座標（ｍ，ｎ＋１）、座標（ｍ＋１，ｎ＋１）の８画素）を周辺画素とする。続いて、顔画像処理装置は、注目画素のレベル値（たとえば、輝度信号の階調値）と各周辺画素のレベル値との差分を算出し、算出されたそれぞれの差分が所定の閾値ＴＨより小さい周辺画素を抽出する。そして、顔画像処理装置は、抽出された周辺画素の信号レベルに所定の係数を乗じた画素値を注目画素の画素値に加算した値を注目画素の画素値として出力する。
【０００５】
このように、特許文献１に記載の従来技術においては、注目画素のレベル値との差分が閾値ＴＨより小さい周辺画素のみ処理対象とすることで階調値のレベル幅を制限するようにしているため、図９に示すように、イプシロンフィルタから出力される点線で示したイプシロンフィルタ画像（図中ではεフィルタ画像）のエッジ部分の勾配はなまることなく、実線で示した処理対象画像のエッジ部分の勾配を保持しており、エッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０５８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の技術は、ノイズ除去強度を簡単に制御できないという課題と、ノイズ除去強度をできたとしても処理が高速でないという課題があった。
【０００８】
具体的には、画像内のノイズには、明度（輝度）変化によるノイズと色彩（色味）変化によるノイズとがある。色彩変化は人の目につきやすく、また、色彩変化によるノイズは、低輝度領域に多く存在する傾向がある。そこで、不自然にならないように色彩変化ノイズを除去するためには、入力画像の輝度値に応じて色彩変化ノイズの除去強度を変化させる必要がある。例えば、上記特許文献１に記載のイプシロンフィルタを用いた従来技術では、クロマ（色味）成分のノイズ除去において、輝度成分の情報より、フィルタ特性を変更する仕組みを組み込むことは、非常に容易であるが、フィルタリング対象の情報以外の画像の各画素を注目画素とし、それぞれの注目画素のレベル値と各周辺画素のレベル値との差分を算出して閾値と比較しなければならないため、変数による条件分岐処理を含むこととなり、処理負荷が大きく、高速化が困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本装置は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成する画像処理装置であって、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第一の平滑化画像生成手段と、前記第一の平滑化画像生成手段とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、前記複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する第二の平滑化画像生成手段と、前記処理対象画素および前記第一及び第二の平滑化画像生成手段に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、前記第一の平滑化画像生成手段または第二の平滑化画像生成手段により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する選択手段と、前記選択手段により選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、前記処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する合成処理手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像処理装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本実施例で用いる主要な用語、本実施例に係る画像処理装置の概要および特徴、画像処理装置の構成および処理の流れを順に説明し、最後に本実施例に対する種々の変形例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
［用語の説明］
まず最初に、本実施例で用いる主要な用語を説明する。本実施例で用いる「画像処理装置（請求の範囲に記載の「画像処理装置」に対応する。）」とは、入力画像と画像情報を受け付け、受け付けた入力画像を平滑化して出力画像を生成する装置のことであり、入力画像は、動画であっても静止画であってもよく、カラーでもモノクロでもかまわない。
【００１４】
また、イプシロンフィルタと同様に、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすための技術としては、図１０に示すように、それぞれ異なるレベル値範囲を設定し、レベル値範囲内の画素のみで平滑化画像を生成する複数のレベル制限ローパスフィルタによって、あらかじめ平滑画像を複数生成して複数の平滑化結果を選択し、補間することで、エッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかすことが考えられる。
【００１５】
具体的には、「画像処理装置」は、第１階層〜第ｎ階層までのレベル値が異なるローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備え、それぞれのＬＰＦは、まず入力画像の横方向に対する１次元のフィルタ処理において、フィルタサイズ内の入力画像の画素のレベル値が自身に設定されているレベル値範囲内であるか否かを判定する。そして、ＬＰＦは、フィルタサイズ内の入力画像の画素のレベル値が自身に設定されているレベル値範囲内であると判定した画素のレベル値を累積して平均値を算出し、算出した平均値を注目画素のレベル値とする。次に、ＬＰＦは、次に横方向のフィルタ処理を全画素実施した画像に対し、同様に縦方向に対する１次元フィルタ処理を実施し、入力画像の全ての画素を注目画素としてそれぞれのレベル値を求めてレベル値制限平滑化画像を生成する。その後、「画像処理装置」は、生成されたレベル値制限平滑化画像を合成して、平滑化画像を生成する。
【００１６】
図１１を用いてより具体的に説明すると、「画像処理装置」は、ＬＰＦ０〜ＬＰＦ４の複数のローパスフィルタを備え、それぞれのＬＰＦ０〜ＬＰＦ４には、０〜８４（Ｐ０）、４２〜１２８（Ｐ１）、８５〜１６０（Ｐ２）、１２９〜２１２（Ｐ３）、１６１〜２５５（Ｐ４）のレベル値がそれぞれ設定されている。このような構成において、「画像処理装置」は、入力画像５０の画素を縦方向および横方向ともに３画素おきに抽出して、縮小画像５１を生成する。そして、ＬＰＦ０〜ＬＰＦ４は、縮小画像５１に対してレベル値制限平滑化処理を行って、レベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５を生成する。
【００１７】
その後、画像処理装置は、例えば、入力画像５０の画素ｇ１を対象画素として選択した場合、画素ｇ１のレベル値に基づいてレベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５を選択する。対象画素ｇ１のレベル値がレベル値制限範囲Ｐ４に含まれる場合、画像処理装置は、レベル値制限平滑化画像５２−１（レベル値制限平滑化画像５３−１）を選択し、対象画素ｇ１に対応するレベル値制限平滑化画像５３−１の画素ｇ２と隣接する画素ｇ３〜ｇ５を選択する。また、画像処理装置は、選択したレベル値制限平滑化画像５３−１のレベル値範囲に最も近いレベル値制限平滑化画像５３−２（レベル値制限平滑化画像５２−２）の画素の中から、レベル値制限平滑化画像５３−１の画素ｇ２〜ｇ５に対応する画素ｇ６〜ｇ９を選択する。
【００１８】
そして、画像処理装置は、選択した８個の画素ｇ２〜ｇ９のそれぞれのレベル値と位置情報（ｘｙ座標）を入力としてレベル値補間（３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を行って、入力画像５０の領域ｅ１に対応する部分を拡大する。このとき、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１に位置する画素のレベル値の中にレベル値範囲Ｐ４が含まれないレベル値をもつ画素が存在する場合には、その画素のレベル値を含むレベル値範囲のレベル値制限平滑化画像５２−２〜５２−３を選択し、対象画素ｇ１に対応する画素と当該画素に隣接する画素のそれぞれのレベル値と位置情報とを用いて、３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎを行って、入力画像５０の領域ｅ１に対応する部分を拡大する。すなわち、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１の各画素のレベル値が含まれるレベル値制限平滑化画像５２−１〜５２−５の領域ｅ１に対応する部分のみを拡大することとなる。
【００１９】
その後、画像処理装置は、入力画像５０の領域ｅ１の各画素ごとに当該画素のレベル値に基づいて、レベル値制限平滑化画像５３−１〜５３−ｎを選択してレベル値を合成して平滑化画像５４を生成する。合成は、選択したレベル値制限平滑化画像のレベル値を、レベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差分に応じて重み付け平均値を算出する。例えば、画像処理装置は、処理対象画素のレベル値が６０の時、６０を含むレベル値範囲はレベル値０〜８４であるＰ０と、４２〜１２８であるＰ１であるので、ＬＰＦ０とＬＰＦ１とを選択する。この時、Ｐ０のレベル値範囲の中心値は４２、Ｐ１のレベル値範囲の中心値は８５であるので、「画像処理装置」は、処理対象画素のレベル値（６０）に近いレベル値中心値を持つＬＰＦ１の画素レベル値の重みを大きくするよう重み付けおよび入力画像が縮小画像であった場合にはさらに位置情報（縦軸（Ｘ軸）、横軸（Ｙ軸））を用いて平均値を算出することで、生成されたレベル値制限平滑化画像を合成して平滑化画像を生成する。具体的には、「画像処理装置」は、「ＬＰＦ１の画素レベル値×（２５／４３）＋ＬＰＦ０の画素レベル値×（１８／４３）」などとする。
【００２０】
このように、「画像処理装置」は、生成されたレベル値制限平滑化画像を、処理対象画素のレベル値および位置情報の３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎによる補間をおこなうことで、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかす処理を高速に行うことができる。
【００２１】
ところが、この手法を用いてノイズ除去強度を制御しようとした場合、あらかじめレベル値に応じて、複数の平滑化画像を作成するため、処理対象チャンネル以外の情報に応じて、フィルタ特性を変更する処理ができないという問題があった。つまり、上記したそれぞれ異なるレベル値範囲が設定されたＬＰＦを用いた場合、それぞれのレベル値には色差成分または輝度（明度）成分などのある特性に限定したレベル値範囲が設定されており、この特性を変更する処理ができないため、ノイズ除去強度を制御することができない。その一方で、上記した複数のＬＰＦを用いた「画像処理装置」は、画像のエッジ部分を正確に保存し、かつエッジ以外をぼかす処理を高速に行えることから、このようなレベル値制限の異なる複数のＬＰＦを用いてノイズ除去強度を制御する手法が切望されている。
【００２２】
［画像処理装置の概要および特徴］
次に、図１を用いて、実施例１に係る画像処理装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る画像処理装置の概要と特徴を説明するための図である。
【００２３】
図１に示すように、この画像処理装置は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することを概要とするものであり、特に、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である点に主たる特徴がある。
【００２４】
この主たる特徴を具体的に説明すると、画像処理装置は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲（フィルタ特性Ａ）が設定された複数のローパスフィルタと、フィルタ特性Ａとは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズ（フィルタ特性Ｂ）の複数のローパスフィルタとを備える。
【００２５】
このような構成において、画像処理装置は、フィルタ特性Ａが設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、フィルタ特性Ａにおける複数のレベル値制限平滑化画像を生成するとともに、同様に、フィルタ特性Ｂが設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性Ｂにおける複数のレベル値制限平滑化画像を生成する。
【００２６】
その後、画像処理装置は、レベル値制限平滑化画像生成に用いられた色差成分のレベル値とそれぞれと異なる輝度（明度）成分のレベル値に基づいて、フィルタ特性Ａまたはフィルタ特性Ｂで生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択する。そして、画像処理装置は、選択された複数のレベル値制限平滑化画像を上記した手法と同様に、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベ
ル値とする平滑化画像を生成する。
【００２７】
このように、実施例１に係る画像処理装置は、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。
【００２８】
［画像処理装置の構成］
次に、図２を用いて、図１に示した画像処理装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、この画像処理装置１０は、記憶部２０と、制御部３０とから構成される。
【００２９】
記憶部２０は、制御部３０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納するとともに、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力画像ＤＢ２１と、画像情報ＤＢ２２と、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４とを備える。
【００３０】
入力画像ＤＢ２１は、受け付けられた入力画像を記憶する。具体的には、入力画像ＤＢ２１は、後述する入力画像受付部３１により受け付けられて格納された１フレーム分の入力画像を記憶する。
【００３１】
画像情報ＤＢ２２は、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報を画像情報として記憶する。具体的には、画像情報ＤＢ２２は、後述する画像情報受付部３２により入力画像から取得されて格納された画像情報を記憶する。例えば、画像情報ＤＢ２２は、入力画像が色差成分画像の場合、入力画像の輝度成分画像を記憶し、また、入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を記憶し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を記憶する。
【００３２】
レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４は、生成されたレベル値制限平滑化画像を記憶する。具体的には、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４は、後述するフィルタ処理部Ａ３４に備えられたＬＰＦの数およびフィルタ処理部Ｂ３５に備えられたＬＰＦの数分のＤＢであり、それぞれのＬＰＦに対応付けられている。例えば、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３は、フィルタ処理部ＡのＬＰＦ＃１＿１により生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶し、また、レベル値制限平滑化画像＃１＿ｎＤＢは、フィルタ処理部ＡのＬＰＦ＃１＿ｎにより生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶し、レベル値制限平滑化画像＃２＿５ＤＢは、フィルタ処理部ＢのＬＰＦ＃２＿５により生成されて格納されたレベル値制限平滑化画像を記憶する。
【００３３】
制御部３０は、ＯＳ（Operating  System）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するとともに、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力画像受付部３１と、画像情報受付部３２と、平滑化画像生成部３３と、合成処理部３６とを備え、これらによって種々の処理を実行する。
【００３４】
入力画像受付部３１は、入力された入力画像を１フレームずつ受け付けて、入力画像ＤＢ２１に格納する。画像情報受付部３２は、入力画像の画像情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。例えば、画像情報受付部３２は、入力画像が色差成分画像（Ｕ、Ｖ成分）の場合、入力画像の輝度成分画像（Ｙ成分）を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を入力画像から読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。
【００３５】
平滑化画像生成部３３は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、フィルタ処理部Ａ３４と、フィルタ処理部Ｂ３５とを備える。
【００３６】
フィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５とは、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（フィルタ特性Ａ、フィルタ特性Ｂ）を備え、所定のフィルタサイズ内で指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化処理を実行してレベル値制限平滑化画像を生成する。なお平均値算出は、フィルタ中心部の画素の重みを大きくし、フィルタ両端部の画素の重みを小さくするように、フィルタ中心部との距離に応じた重み付け平均値を算出してもよい。
【００３７】
具体的には、フィルタ処理部Ａ３４およびフィルタ処理部Ｂ３５にそれぞれ備えられているＬＰＦは、１次元のローパスフィルタで、それぞれ異なったレベル値範囲が予め設定されており、記憶部に記憶されている入力画像の画素のレベル値が、自身に設定されたレベル値範囲内の画素を処理対象として平滑化（平均値の算出）するレベル値制限平滑化処理を行ってレベル値制限平滑化画像を生成し、生成したレベル値制限平滑化画像を対応するレベル値制限平滑化画像ＤＢ（例えば、ＬＰＦ＃１＿１の場合、レベル値制限平滑化画像ＤＢ＃１＿１）に格納する。なお、ＬＰＦに設定するレベル値範囲は、その範囲の一部が少なくとも２つのＬＰＦに重なるようにすることが好ましいが、入力画像のレベル値範囲をカバーしていればよい。さらに、ＬＰＦのフィルタサイズおよびレベル値範囲は、固定値を設定しておいてもよいし、外部から設定するようにしてもよい。
【００３８】
例えば、フィルタ処理部Ａ３４に備えられているＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎと、フィルタ処理部Ｂ３５に備えられているＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎとは、レベル値範囲のパラメータの設定値と、フィルタサイズを異ならせ、異なるフィルタリング特性を設定する。用途によるが、ここでは、それぞれ、ＬＰＦ１＿１〜ＬＰＦ１＿１７と、ＬＰＦ２＿１〜ＬＰＦ２＿１７との１７階層とする。もちろん他の階層数でもかまわない。その時、ＬＰＦ１＿１からＬＰＦ１−１７まで順に、レベル値範囲は、0-16、0-32、16-48、32-64、48-80、64-96、80-112、96-128、112-144、128-160、144-176、160-192、176-208、192-224、208-240、224-255、240-255とし、フィルタサイズは、すべて１５とする。また、ＬＰＦ２＿１からＬＰＦ２＿１７では、レベル値範囲は、0-8、8-24、24-40、40-56、56-72、72-88、88-104、104-120、120-136、136-152、152-168、168-184、184-200、200-216、216-232、232-248、248-255とし、フィルタサイズはすべて５とするように、フィルタ処理部Ａ３４では、より強く平滑化処理を行う特性、フィルタ処理部Ｂ３５では、弱めに平滑化処理を行う特性と、異なるフィルタ特性を設定する。もちろん用途に応じて各種パラメータは、異なって構わない。
【００３９】
合成処理部３６は、処理対象画素およびフィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５に用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、フィルタ処理部Ａ３４またはフィルタ処理部Ｂ３５により生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択し、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における前記処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成する。
【００４０】
具体的には、合成処理部３６は、入力画像から処理対象となる画素（処理対象画素）を選択し、選択した画素に対応する画像情報を画像情報受付部３２により取得されて格納された画像情報ＤＢ２２から取得し、フィルタ特性Ａのレベル値制限平滑化画像群か、フィルタ特性Ｂのレベル値制限平滑化画像群かを選択する。合成処理部３６は、処理対象画像を色差成分とし、画像情報が輝度成分とすれば、処理対象画像と同位置にある、輝度値を基に、輝度値が暗ければ、フィルタ特性Ａの平滑化結果を選択、明るければ、フィルタ特性Ｂを選択するといったように、あらかじめ画像情報ＤＢ２２に記憶されている選択方法を用いる。次に、合成処理部３６は、選択したフィルタ特性群より、処理対象画素のレベル値をレベル値範囲とするレベル値制限平滑化画像を複数選択する。なお、ＬＰＦに設定されたレベル値範囲が重なっている場合、処理対象画素のレベル値をレベル値範囲とし、また、レベル値制限平滑化画像が複数存在する場合、レベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差が小さいレベル値制限平滑化画像を２つ以上選択する。
【００４１】
その後、合成処理部３６は、選択したレベル値制限平滑化画像から処理対象画素の位置に対応する画素のレベル値を抽出し、抽出したレベル値をレベル値範囲の中心値と処理対象画素のレベル値との差分に応じて重みを付け平均値を算出し、処理対象画素が位置する画素のレベル値とする。そして、合成処理部３６は、入力画像の全ての画素を処理対象画素として処理対象画素の位置に対応する画素のレベル値を求めて出力画像を生成し出力する。
【００４２】
［画像処理装置による処理］
次に、図３を用いて、画像処理装置による処理を説明する。図３は、実施例１に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
図３に示すように、入力画像が入力画像受付部３１により受け付けられて、入力画像ＤＢ２１に格納されると（ステップＳ１０１肯定）、画像情報受付部３２は、当該入力画像から画像情報を取得して画像情報ＤＢ２２に格納する（ステップＳ１０２）。
【００４４】
続いて、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
つまり、フィルタ処理部Ａ３４は、フィルタ特性ＡのＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。例えば、フィルタ処理部Ａ３４は、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性ＡのＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。
【００４６】
続いて、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とはそれぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ１０４）。
【００４７】
つまり、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ特性ＢのＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃１を生成する。例えば、フィルタ処理部Ａ３４は、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素とし、フィルタ特性ＢのＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ（ｎ＝１７）を用いて、所定のフィルタサイズで指定されたレベル値範囲内にある入力画像の画素を累積して平均するレベル値制限平滑化画像＃２を生成する。
【００４８】
その後、合成処理部３６は、画像情報ＤＢ２２に記憶される画像情報と入力画像のレベル値とから、レベル値制限平滑化画像＃１とレベル値制限平滑化画像＃２のいずれかを選択して合成し、出力画像として平滑化画像を生成する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
［実施例１による効果］
このように、実施例１によれば、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ）を用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像＃１を生成し、ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎとは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ）を用いて、入力画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像＃２を生成し、処理対象画素およびＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ、ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎに用いられたレベル値とそれぞれ異なる種類のレベル値に基づいて、生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択し、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成するので、フィルタ特性の異なる複数のローパスフィルタ群を予め複数備え、入力画像において処理対象となっている成分以外の情報（画像情報）に基づいて、いずれのフィルタ特性を用いて得られたレベル値制限平滑化画像を選択して合成することができる結果、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することが可能である。
【００５０】
また、実施例１によれば、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ）を用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として、複数のレベル値制限平滑化画像＃１を生成し、ＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎとは異なるレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎ）を用いて、入力画像の色差成分からなる色差成分画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像＃２を生成し、処理対象画素およびＬＰＦ＃１＿１〜ＬＰＦ＃１＿ｎ、ＬＰＦ＃２＿１〜ＬＰＦ＃２＿ｎに用いられた色差成分のレベル値とそれぞれと異なる輝度（明度）成分のレベル値に基づいて、生成された複数のレベル値制限平滑化画像を一つまたは複数選択するので、少ない計算量で、入力画像の輝度値に応じて色彩変化ノイズの除去強度を制御することが可能である。
【実施例２】
【００５１】
ところで、実施例１では、入力画像そのものからレベル値制限平滑化画像を複数生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理をより高速化するために、入力画像の縮小画像を生成して、生成した縮小画像に対してレベル値制限平滑化画像を複数生成することもできる。
【００５２】
そこで、実施例２では、入力画像の縮小画像を生成して、生成した縮小画像に対してレベル値制限平滑化画像を複数生成する場合について説明する。
【００５３】
［画像処理装置の構成（実施例２）］
まず、図４を用いて、実施例２に係る画像処理装置の構成について説明する。図４は、実施例２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００５４】
図４に示すように、実施例２に係る画像処理装置１０は、記憶部２０と制御部３０とから構成され、このうち、記憶部２０の入力画像ＤＢ２１と画像情報ＤＢ２２とレベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４と、制御部３０の入力画像受付部３１と画像情報受付部３２とフィルタ処理部Ａ３４とフィルタ処理部Ｂ３５とは、実施例１と同様の機能を有するので、ここでは、実施例１とは異なる機能を有する記憶部２０の縮小画像ＤＢ４０と、制御部３０の縮小画像生成部４１と拡大・合成処理部４２とについて説明する。
【００５５】
記憶部２０の縮小画像ＤＢ４０は、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した（画素数を少なくした）縮小画像を記憶する。具体的には、縮小画像ＤＢ４０は、後述する縮小画像生成部４１により生成されて格納された入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を記憶する。
【００５６】
制御部３０の縮小画像生成部４１は、入力画像受付部３１により受け付けられて入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像に対して、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成する。具体的には、縮小画像生成部４１は、入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像を取得し、取得した入力画像の画素を予め定めた範囲で間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を縮小画像ＤＢ４０に格納する。
【００５７】
拡大・合成処理部４２は、レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ２３〜レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ２４に記憶されているレベル値制限平滑化画像を入力画像の大きさに拡大するとともに、画像情報ＤＢ２２に記憶されている入力画像の各画素のレベル値と画像情報とに基づいて、当該画素に対応するレベル値制限平滑化画像の選択・合成処理を行い、出力画像を生成する。
【００５８】
具体的には、拡大・合成処理部４２は、入力画素レベル値、位置情報（Ｘ位置、Ｙ位置）、画像情報の４つの入力値を入力することで（４Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）、出力画素値を出力する、合成処理をおこなう。つまり、従来手法で行われていた３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎとは、入力画素レベル値、位置情報（Ｘ位置、Ｙ位置）を入力して、出力画素値を出力するものであり、入力画素レベル値に応じて、レベル値制限平滑化画像を選択補完する処理と、レベル値制限平滑化画像が縮小画像であるので、入力画素のＸ位置、Ｙ位置を入力し、それぞれ補間する処理を同時に行うものである。これに対して、この拡大・合成処理部４２は、さらに画像情報の値に応じて、上記３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎに使用するレベル値制限平滑化画像を切り替える処理を行うものである。
【００５９】
［画像処理装置による処理（実施例２）］
次に、図５を用いて、画像処理装置による処理を説明する。図５は、実施例２に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
図５に示すように、入力画像が入力画像受付部３１により受け付けられて、入力画像ＤＢ２１に格納されると（ステップＳ２０１肯定）、画像情報受付部３２は、当該入力画像から画像情報を取得して画像情報ＤＢ２２に格納し（ステップＳ２０２）、縮小画像生成部４１は、入力画像ＤＢ２１に格納された入力画像に対して、入力画像の画素を間引いて入力画像を縮小した縮小画像を生成して縮小画像ＤＢ４０に格納する（ステップＳ２０３）。
【００６１】
続いて、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、縮小画像ＤＢ４０に格納されている入力画像の縮小画像各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ２０４）。
【００６２】
続いて、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とはそれぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、縮小画像ＤＢ４０に格納されている入力画像の縮小画像の各画素を処理対象画素とし、当該複数のローパスフィルタのフィルタサイズ内に含まれる処理対象画素を含む入力画像の各画素からレベル値範囲に含まれる各画素の平均値を算出して、複数のレベル値で制限された複数のレベル値制限平滑化画像を生成する（ステップＳ２０５）。
【００６３】
その後、拡大合成処理部４２は、画像情報ＤＢ２２に記憶される画像情報と入力画像のレベル値とから、レベル値制限平滑化画像＃１とレベル値制限平滑化画像＃２のいずれかを選択して元の入力画像の大きさに拡大するとともに合成して、出力画像として平滑化画像を生成する（ステップＳ２０６）。
【００６４】
［実施例２による効果］
このように、実施例２によれば、フィルタ処理部Ａ３４は、それぞれ異なる複数のレベル値範囲が設定された複数のローパスフィルタを用いて、前記入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として、複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、フィルタ処理部Ｂ３５は、フィルタ処理部Ａ３４とは異なる複数のレベル値範囲またはフィルタサイズの複数のローパスフィルタを用いて、入力画像を縮小した縮小画像の各画素を処理対象画素として複数のレベル値制限平滑化画像を生成し、拡大・合成処理部４２は、選択された一つまたは複数のレベル値制限平滑化画像に対して画素レベル値と位置情報と処理対象画素のレベル値とは異なる種類のレベル値とを用いて、当該選択されたレベル値制限平滑化画像における処理対象画素の位置もしくはその近傍の一または複数の画素のレベル値より算出する値を、処理対象画素のレベル値とする平滑化画像を生成するので、ノイズ除去強度をより高速に制御することが可能である。
【実施例３】
【００６５】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に示すように、（１）画像情報、（２）フィルタ群およびＬＰＦの数、（３）システム構成等、（４）プログラムにそれぞれ区分けして異なる実施例を説明する。
【００６６】
（１）画像情報
例えば、本装置では、フィルタ処理部Ａ３４またはフィルタ処理部Ｂ３５により生成されたレベル値制限平滑化画像を選択して合成するが、ここで、選択する手法として、入力画像の画像情報を用いる。例えば、実施例１では、入力画像が色差成分の画像である場合には、入力画像の輝度（明度）成分に基づいて、レベル値制限平滑化画像を選択する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な画像情報を用いて選択することができる。
【００６７】
例えば、本装置は、入力画像が色差成分画像（Ｕ、Ｖ成分）の場合、入力画像の輝度成分画像（Ｙ成分）を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、デジタルカメラなどのように入力画像が本画像処理装置の前段にて何らかの補正がされている場合、その補正量情報を入力画像から読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納し、また、入力画像が輝度成分画像の場合、同様に入力画像の補正量情報を読み込んで画像情報ＤＢ２２に格納する。そして、本装置は、画像情報ＤＢ２２に格納されている画像情報を読み込んで、レベル値制限平滑化画像を選択する。また、ここで例示したデジタルカメラなどのように入力画像が本画像処理装置の前段にて処理されている何らかの補正とは、例えば、輝度補正処理や輪郭強調補正などのように、予め実施されている補正処理のことである。
【００６８】
このように、色差成分を入力画像とし、補正情報でレベル値制限平滑化画像を選択することで、色差成分の平滑化画像を生成し、補正情報に応じて選択・合成することができる結果、より高画質なノイズ除去結果を得ることが可能である。また、輝度成分を入力画像とし、補正情報でレベル値制限平滑化画像を選択することで、輝度成分の平滑化画像を生成し、補正情報に応じて選択・合成することができる結果、より高画質なノイズ除去結果を得ることが可能である。
【００６９】
（２）フィルタ群およびＬＰＦの数
また、実施例１では、フィルタ特性が異なる二つのフィルタ処理部を構成している場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタ特性の数だけフィルタ処理部を構成することができる。また、実施例１では、各フィルタ処理部は、１７階層のＬＰＦを備えている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＰＦの階層は任意に設定することができる。
【００７０】
（３）システム構成等
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、入力画像の受付処理など）の全部または一部を手動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００７１】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合（例えば、入力画像受付部と画像情報受付部を統合するなど）して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００７２】
（４）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムを他の実施例として説明する。
【００７３】
図６は、画像処理プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。図６に示すように、コンピュータシステム１００は、ＲＡＭ１０１と、ＨＤＤ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＣＰＵ１０４とから構成される。ここで、ＲＯＭ１０３には、上記の実施例と同様の機能を発揮するプログラム、つまり、図６に示すように、第一の平滑化画像生成プログラム１０３ａと、第二の平滑化画像生成プログラム１０３ｂと、選択プログラム１０３ｃと、合成プログラム１０３ｄとがあらかじめ記憶されている。
【００７４】
そして、ＣＰＵ１０４には、これらのプログラム１０３ａ〜１０３ｄを読み出して実行することで、図６に示すように、第一の平滑化画像生成プロセス１０４ａと、第二の平滑化画像生成プロセス１０４ｂと、選択プロセス１０４ｃと、合成プロセス１０４ｄとなる。なお、第一の平滑化画像生成プロセス１０４ａは、図２に示した、フィルタ処理部Ａ３４に対応し、同様に、第二の平滑化画像生成プロセス１０４ｂは、フィルタ処理部Ｂ３４５に対応し、選択プロセス１０４ｃと合成プロセス１０４ｄは、合成処理部３６に対応する。また、ＨＤＤ１０２には、ＣＰＵにて処理が実行されるために必要な各種情報が記憶されている。
【００７５】
ところで、上記したプログラム１０３ａ〜１０３ｄは、必ずしもＲＯＭ１０３に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータシステム１００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」の他に、コンピュータシステム１００の内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらに、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータシステム１００に接続される「他のコンピュータシステム」に記憶させておき、コンピュータシステム１００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明に係る画像処理装置は、入力された入力画像から当該入力画像をぼかした平滑化画像を生成することに有用であり、特に、ノイズ除去強度を高速かつ簡単に制御することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、実施例１に係る画像処理装置の概要と特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施例２に係る画像処理装置における平滑化画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、画像処理プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。
【図７】図７は、従来技術を説明するための図である。
【図８】図８は、従来技術を説明するための図である。
【図９】図９は、従来技術を説明するための図である。
【図１０】図１０は、複数のローパスフィルタを用いた画像処理装置の例を示す図である。
【図１１】図１１は、３Ｄ−ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎを用いた平滑化画像生成処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  画像処理装置
２０  記憶部
２１  入力画像ＤＢ
２２  画像情報ＤＢ
２３  レベル値制限平滑化画像＃１＿１ＤＢ
２４  レベル値制限平滑化画像＃２＿ｎＤＢ
３０  制御部
３１  入力画像受付部
３２  画像情報受付部
３３  平滑化画像生成部
３４  フィルタ処理部Ａ
３５  フィルタ処理部Ｂ
３６  合成処理部
４０  縮小画像ＤＢ
４１  縮小画像生成部
４２  拡大・合成処理部
１００  コンピュータシステム
１０１  ＲＡＭ
１０２  ＨＤＤ
１０３  ＲＯＭ
１０３ａ  第一の平滑化画像生成プログラム
１０３ｂ  第二の平滑化画像生成プログラム
１０３ｃ  選択プログラム
１０３ｄ  合成処理プログラム
１０４  ＣＰＵ
１０４ａ  第一の平滑化画像生成プロセス
１０４ｂ  第二の平滑化画像生成プロセス
１０４ｃ  選択プロセス
１０４ｄ  合成処理プロセス
【国際調査報告】
2009072208.tif 000014
2009072208.tif 000015
2009072208.tif 000016
2009072208.tif 000017