(57)【要約】【課題】  空間フィルタによって映像の局所的なコントラストを強調した場合に、顕著になるノイズを抑制する画像処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  入力画像信号１に対し各画素毎に近傍の局所領域の輝度標準偏差を局所輝度標準偏差として計測する局所輝度標準偏差計測器８と、各画素毎に上記局所領域の平均輝度を計測する局所輝度平均計測器５と、各画素毎に上記入力画像信号の輝度から上記局所輝度平均計測器５で計測された平均輝度を減算し、局所輝度平均差分を算出する局所輝度平均差分算出器６と、局所輝度平均差分算出器６で算出された局所輝度平均差分と局所輝度標準偏差計測器８で算出された局所輝度標準偏差に基いて、入力画像信号１に対応した各画素の輝度値を演算する輝度値演算手段とを備える。【選択図】        図１
2006060276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号に対し各画素毎に近傍の局所領域の輝度標準偏差を局所輝度標準偏差として計測する局所輝度標準偏差計測手段と、
上記各画素毎に上記局所領域の平均輝度を計測する局所輝度平均計測手段と、
上記各画素毎に上記入力画像信号の輝度から上記局所輝度平均計測手段で計測された平均輝度を減算し、局所輝度平均差分を算出する局所輝度平均差分算出手段と、
上記局所輝度平均差分算出手段で算出された局所輝度平均差分と上記局所輝度標準偏差計測手段で算出された局所輝度標準偏差とに基いて、上記入力画像信号に対応した各画素の輝度値を演算する輝度値演算手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記輝度値演算手段は、
上記局所輝度平均差分算出手段で算出された局所輝度平均差分に第１の係数を乗ずる第１の乗算器と、
上記局所輝度標準偏差計測手段で算出された局所輝度標準偏差に基いて、上記第１の係数を算出する係数算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記輝度値演算手段は、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化の強弱を調節することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記輝度値演算手段は、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の平滑化の強弱を調節することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項５】
上記輝度値演算手段は、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化と平滑化の強弱を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項６】
画面全体の輝度標準偏差を計測する全画面輝度標準偏差計測手段をさらに備え、
上記係数算出手段は、上記全画面輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果に基いて上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項７】
上記各画素毎における局所輝度標準偏差計測手段からの局所輝度標準偏差の全画面平均を算出する局所輝度標準偏差全画面平均計測手段をさらに備え、
上記係数算出手段は、上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差全画面平均算出手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項８】
上記係数算出手段は、予め計測しておいた撮像機のノイズ成分による輝度標準偏差と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項９】
ノイズによる全画面輝度標準偏差を計測するノイズ全画面輝度標準偏差計測手段をさらに備え、
上記係数算出手段は、上記ノイズ全画面輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１０】
ノイズによる局所輝度標準偏差の全画面平均を計測するノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測手段をさらに備え、
上記係数算出手段は、上記ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１１】
画面全体の輝度平均を計測する全画面輝度平均計測手段と、
上記各画素毎に上記入力画像信号から上記全画面輝度平均計測手段で計測された輝度平均を減算する全画面輝度平均差分算出手段と、
上記全画面輝度平均差分算出手段の減算結果に第２の係数を乗ずる第２の乗算器とをさらに備え、
上記係数算出手段は、上記第２の係数に応じて上記第１の係数を算出することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
上記請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像処理装置と、上記画像処理装置に画像信号を入力する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演算対象画素近傍の局所領域の画素輝度を用いて輝度値演算を行う空間フィルタを利用した画像処理装置及び撮像機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、赤外線撮像機においては、撮像する温度のダイナミックレンジに比べ、画像として表示できる輝度のダイナミックレンジが狭いため、撮像機のもつ温度分解能にて外界を撮像した場合、高温領域と低温領域が混在するシーンでは高温部分の白つぶれ、低温部分の黒つぶれが発生する。
【０００３】
これらを回避し、それぞれの細部のコントラストを改善するために、従来、空間フィルタを用いて自動的に画像の強調処理又は平滑化処理を行っていた。この種の空間フィルタとして、対象画像における各画素の輝度値の標準偏差を演算し、演算した標準偏差に基いて、対象画像に対する強調又は平滑化処理の度合いを決定する画像処理技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。これによって、黒つぶれ、白つぶれの抑制と同時に局所的なコントラストが改善される。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−２３６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の画像処理技術では、対象画像の局所領域内で部分的な強調処理を行うことができず、強調処理によって輝度変化の少ない部分でノイズが顕著になるという課題があった。例えば、全画面にわたり画一的に強調処理を行った場合、輝度分布の小さい画面平坦部では局所的なコントラスト強調によって、ノイズが目立つようになるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の様な課題を解決するためになされたものであり、空間フィルタによって映像の局所的なコントラストを強調した場合に、顕著になるノイズを抑制可能な画像処理装置、及びこれと撮像素子とを組み合わせた撮像機を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、
入力画像信号に対し各画素毎に近傍の局所領域の輝度標準偏差を局所輝度標準偏差として計測する局所輝度標準偏差計測手段と、
上記各画素毎に上記局所領域の平均輝度を計測する局所輝度平均計測手段と、
上記各画素毎に上記入力画像信号の輝度から上記局所輝度平均計測手段で計測された平均輝度を減算し、局所輝度平均差分を算出する局所輝度平均差分算出手段と、
上記局所輝度平均差分算出手段で算出された局所輝度平均差分と上記局所輝度標準偏差計測手段で算出された局所輝度標準偏差とに基いて、上記入力画像信号に対応した各画素の輝度値を演算する輝度値演算手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記画像処理装置において、上記輝度値演算手段は、上記局所輝度平均差分算出手段で算出された局所輝度平均差分に第１の係数を乗ずる第１の乗算器と、上記局所輝度標準偏差計測手段で算出された局所輝度標準偏差に基いて、上記第１の係数を算出する係数算出手段とを備える構成であるとよい。
【００１０】
上記輝度値演算手段は、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化の強弱を調節する構成、あるいは上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の平滑化の強弱を調節する構成であるとよい。さらに上記輝度値演算手段は、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化と平滑化の強弱を調整する構成であってもよい。
【００１１】
上記画像処理装置において、画面全体の輝度標準偏差を計測する全画面輝度標準偏差計測手段をさらに備え、上記係数算出手段は、上記全画面輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果に基いて上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１２】
上記画像処理装置において、上記各画素毎における局所輝度標準偏差計測手段からの局所輝度標準偏差の全画面平均を算出する局所輝度標準偏差全画面平均計測手段をさらに備え、上記係数算出手段は、上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差全画面平均算出手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１３】
上記係数算出手段は、予め計測しておいた撮像機のノイズ成分による輝度標準偏差と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１４】
前記画像処理装置において、ノイズによる全画面輝度標準偏差を計測するノイズ全画面輝度標準偏差計測手段をさらに備え、上記係数算出手段は、上記ノイズ全画面輝度標準偏差計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１５】
前記画像処理装置において、ノイズによる局所輝度標準偏差の全画面平均を計測するノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測手段をさらに備え、上記係数算出手段は、上記ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測手段の計測結果と上記局所輝度標準偏差計測手段の計測結果とに基いて、上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１６】
前記画像処理装置において、画面全体の輝度平均を計測する全画面輝度平均計測手段と、上記各画素毎に上記入力画像信号から上記全画面輝度平均計測手段で計測された輝度平均を減算する全画面輝度平均差分算出手段と、上記全画面輝度平均差分算出手段の減算結果に第２の係数を乗ずる第２の乗算器とをさらに備え、上記係数算出手段は、上記第２の係数に応じて上記第１の係数を算出する構成でもよい。
【００１７】
本発明に係る撮像機は、上記画像処理装置と、上記画像処理装置に画像信号を入力する撮像素子とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像全体として、輝度勾配の小さい画面平坦部でノイズを目立たせることなく、輝度勾配の大きい領域で鮮鋭化の効果を強めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、画像処理装置及び撮像機の実施の形態について説明する。
【００２０】
実施の形態１．
以下、図１を用いて本発明に係る実施の形態１について説明する。
図１において、撮像素子（図示せず）がレンズ（図示せず）を介して外部の入射光を受光すると、撮像素子から得られた入力画像信号１（画面を構成する各画素の輝度情報を含む信号）は全画面輝度平均差分算出手段としての全画面輝度平均差分算出器３、局所輝度平均差分算出手段としての局所輝度平均差分算出器６、局所輝度標準偏差計測手段としての局所輝度標準偏差計測器８、及び全画面輝度標準偏差計測手段としての全画面輝度標準偏差計測器９に入力される。
【００２１】
全画面輝度平均差分算出器３は、全画面（つまり全画面を構成する多数の画素）の平均輝度を計測する全画面輝度平均計測手段としての全画面輝度平均計測器２に入力画像信号１を入力し、全画面輝度平均計測器２で計測された平均輝度と入力画像信号１との差分として全画面輝度平均差分を演算する。全画面輝度平均差分乗算器４（第２の乗算器）は、全画面輝度平均差分算出器３で演算された全画面輝度平均差分に係数Ｂ（第２の係数）を乗算する。
【００２２】
局所輝度平均計測手段としての局所輝度平均計測器５は局所領域（図２で後述する演算対象画素を含む演算カーネル内の各画素）の輝度平均を計測する。局所輝度平均差分算出器６は入力画像信号１と局所輝度平均計測器５で計測された輝度平均との差分として局所輝度平均差分を演算する。
【００２３】
局所輝度平均差分乗算器７（第１の乗算器）は局所輝度平均差分算出器６の演算結果に係数Ａ（第１の係数）を乗ずる。局所輝度標準偏差計測器８は上記局所領域の輝度標準偏差を局所輝度標準偏差として計測する。全画面輝度標準偏差計測器９は全画面の輝度標準偏差を全画面輝度標準偏差として計測する。係数算出手段としての係数算出器１３は、局所輝度標準偏差計測器８の出力する局所輝度標準偏差と全画面輝度標準偏差計測器９の出力する全画面輝度標準偏差に基いて、局所輝度平均差分算出器６で演算された局所輝度平均差分に乗ずるための係数Ａを算出する。
【００２４】
加算手段としての加算器１４は、全画面輝度平均差分乗算器４の乗算結果と、全画面輝度平均計測器２で計測された平均輝度と、局所輝度平均差分乗算器７の乗算結果とを加算し、加算結果として出力画像１５を得る。
【００２５】
全画面輝度平均差分算出器３、全画面輝度平均差分乗算器４、局所輝度平均差分算出器６、局所輝度平均差分乗算器７、局所輝度標準偏差計測器８、全画面輝度標準偏差計測器９、係数算出器１３、及び加算器１４は、画像処理装置を構成する。また、局所輝度平均差分乗算器７及び係数算出器１３は、輝度値演算手段を構成する。
【００２６】
上述した図示しない撮像素子、レンズ、及び画像処理装置は撮像機を構成する。この際、撮像素子に赤外領域に感度を有する赤外線撮像素子を用いて、本実施の形態１による画像処理装置とともに赤外線撮像機を構成した場合は、出力画像中に高温部分の白つぶれ、低温部分の黒つぶれの少ない好適な赤外線撮像機を得ることができる。
【００２７】
以下に、本実施の形態１による画像処理装置の動作の詳細について説明する。図２は、局所輝度平均差分を演算するための演算カーネルの概念を示す説明図であり、画面を構成する入力画像信号１の各画素のうち演算対象とする画素である演算対象画素１６の周辺に、演算対象画素１６を中心とする演算カーネル１７が設定されて、演算対象画素１６の周囲の局所領域を形成する。なお、演算対象画素１６及び演算カーネル１７は、図２の入力画像の画面左上から右下に向けて図２中矢印のように順次走査、選択されて行く。
【００２８】
上述したように、撮像機のもつ温度分解能にて外界を撮像した場合、高温領域と低温領域が混在するシーンでは高温部分の白つぶれ、低温部分の黒つぶれが発生する。これらを回避し、それぞれの細部のコントラストを改善するために、局所領域の輝度平均と入力画像との差分と、原画像との加重加算をとることにより、画像内の大局的な輝度差を緩和するとともに局所的なコントラスト強調を行う。この処理を画像の鮮鋭化と呼ぶ。画面を構成する各画素における元の輝度値から輝度平均値を差分（局所平均差分）し、この差分値を元の輝度値と置き換える処理をラプラシアンフィルタという。ラプラシアンフィルタでは、空間的なハイパスフィルタとして作用してエッジ部分のみが強調された微分画が得られる。これに対して鮮鋭化では、元の輝度値に局所平均差分を加える、すなわち原画にある割合で微分画を加えることによって、エッジ部分が強調されたシャープな画像を得ることができる。
【００２９】
画像の鮮鋭化においては、演算対象画素１６を中心として演算カーネル１７（局所領域とする）を設定する。局所輝度平均差分算出器６は、画素輝度から局所輝度平均計測器５により計測したカーネル内の輝度平均を減算して、局所輝度平均差分を得る。全画面輝度平均差分算出器３は、画素輝度から全画面輝度平均計測器２により計測した全画面の輝度平均を減算して全画面輝度平均差分を得る。更に、局所輝度平均差分及び全画面輝度平均差分に対して、それぞれ係数Ａ及び係数Ｂを乗じて重み付けを行い、全画面輝度平均と加算した結果を出力する。ここで本質的に重要なのは、それぞれの係数の絶対値ではなく比率である。この係数の比率については、撮像機の使用目的に応じて、最適な比率を設定する必要がある。
【００３０】
この際、撮像機の使用目的、すなわち運用時に想定される被写体又は撮像シーンに応じて画像評価を行うことで最適な比率を求め、得られた比率を固定して係数設定した場合を想定する。例えば、係数Ａを０.５、係数Ｂを０.５に設定したと仮定する。
【００３１】
この場合、全画面輝度差分が入力画の０.５倍となるため、画面内の大局的な輝度勾配は、半分になる。一方、局所的な輝度勾配は、全画面輝度差分の０.５倍に局所輝度差分の０.５倍を加えることで、入力画と同等に保持される。これにより、鮮鋭化の出力画像においては画面内の大局的な輝度勾配に対して局所的な輝度勾配が相対的に強調される結果となり、黒つぶれ、白つぶれの抑制と同時に局所的なコントラストの改善が果たされる。また、鮮鋭化は高温領域と低温領域の境界部の輪郭を強調する効果があるため、輪郭強調の目的でもしばしば用いられる。
【００３２】
しかし、このように係数比率を全画面内で一定に設定し、全画面で画一的な鮮鋭化を行った場合、上述したように輝度分布の小さい画面平坦部では局所的なコントラスト強調によって、ノイズが目立ってしまう。
【００３３】
そこで、この実施の形態１では、係数算出器１３を設けることによって、局所領域毎に、係数Ａの値を適宜設定する。係数算出器１３は、局所輝度標準偏差と全画面輝度標準偏差とから、例えば次式（１）に基いて係数を算出する。
【００３４】
【数１】
2006060276.tif 000003
【００３５】
ここで、Ａは局所輝度平均差分に乗ずる係数、Ｂは全画面輝度平均差分に乗ずる係数で値は正、Ｃは局所輝度標準偏差、Ｄは全画面輝度標準偏差である。
【００３６】
この式（１）の例による係数Ａのグラフを図３に示す。この図で横軸は局所輝度標準偏差Ｃ、縦軸は局所輝度平均差分に乗ずる係数Ａである。
【００３７】
図３に示すように、係数Ａは０からＢまでの正の値をとり、係数Ａの大小は鮮鋭化の強弱に比例する。この結果、画像全体としては、局所輝度標準偏差が大きいほど鮮鋭化の効き具合を強め、入力画像における局所輝度標準偏差が小さいほど鮮鋭化の効き具合を弱める。
【００３８】
これにより、輝度勾配の小さい画面平坦部では鮮鋭化を弱めることによりノイズを目立たせることなく、輝度勾配の大きい領域において鮮鋭化の効果を強めることができる。
【００３９】
実施の形態２．
以下、図４を用いて本発明に係る実施の形態２について説明する。
図４において、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付し、説明は省略する。この実施の形態２では、実施の形態１で示した全画面輝度標準偏差計測器９の代わりに、局所輝度標準偏差全画面平均計測手段としての局所輝度標準偏差全画面平均計測器１０を用いる。局所輝度標準偏差全画面平均計測器１０は、局所輝度標準偏差計測器８からの局所輝度標準偏差の計測結果について、全画面平均を局所輝度標準偏差全画面平均として計測する。係数算出器１３は、局所輝度標準偏差計測器８の出力する局所輝度標準偏差と局所輝度標準偏差全画面平均計測器１０の出力する局所輝度標準偏差全画面平均とから、係数Ａを算出する。例えば、次式（２）により係数を算出する。
【００４０】
【数２】
2006060276.tif 000004
【００４１】
ここで、Ａは局所輝度平均差分に乗ずる係数  Ｂは全画面輝度平均差分に乗ずる係数で値は正、Ｃは局所輝度標準偏差、Ｅは局所輝度標準偏差全画面平均である。この例による係数Ａのグラフを図５に示す。この図で横軸は局所輝度標準偏差Ｃ、縦軸は局所輝度平均差分に乗ずる係数Ａである。
【００４２】
図５において、係数Ａは−Ｂから０までの負の値をとる。係数Ａが負の場合は全画面輝度平均差分から局所輝度平均差分が減算されるため局所的な輝度勾配が小さくなる作用が働き、結果として出力画像における当該領域は平滑される。また、係数Ａの絶対値の大小は平滑の強弱に比例する。
【００４３】
係数Ａの値が−Ｂとなる領域での処理内容は、一般的な平均値フィルタによる処理と同等の効果を得る。このため、局所的な輝度勾配が消滅し、画素輝度値は局所輝度平均と全画面輝度平均との差をＢ倍し、全画面輝度平均を加えた値になる。係数Ａの絶対値が小さくなるにつれ平滑作用は弱まり、係数Ａが０の領域では平滑作用がなくなる。この結果、画像全体としては、入力画像における局所輝度標準偏差が小さいほど平滑の効き具合を強め、局所輝度標準偏差が大きいほど平滑の効き具合を弱める結果となる。
【００４４】
これにより、輝度勾配の小さい画面平坦部では平滑を強めてノイズを低減し、輝度勾配の大きい領域では平滑を弱めて輪郭のぼけを抑制することができる。
【００４５】
実施の形態３． 
以下、図６を用いて本発明に係る実施の形態３について説明する。
図６において、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付してあるので、説明は省略する。この実施の形態３では、実施の形態１の全画面輝度標準偏差計測器９の代わりに、ノイズ全画面輝度標準偏差計測手段としてのノイズ全画面輝度標準偏差計測器１１を用いている。
【００４６】
このノイズ全画面輝度標準偏差計測器１１は、ノイズによる全画面の輝度標準偏差を計測する。すなわち、ノイズ全画面輝度標準偏差計測器１１は、全画面にわたりレンズで捉えた被写体の画像において輝度勾配がなく、ノイズによる輝度勾配のみが存在する画像について全画面の輝度標準偏差を計測する。これによって、全画面の輝度標準偏差をノイズ全画面輝度標準偏差として記憶する。全画面にわたり被写体による輝度勾配のない画像を得るには、輝度勾配のない被写体を画角いっぱいに写してもよい。例えば、撮像機にシャッタを設置し、一定期間おきに撮像機に設置したシャッタを閉じて、このときの画像について全画面の輝度標準偏差を計測し、ノイズ全画面輝度標準偏差として用いることができる。
【００４７】
係数算出器１３は、局所輝度標準偏差とノイズ全画面輝度標準偏差とから、例えば次式（３）により係数を算出する。
【００４８】
【数３】
2006060276.tif 000005
【００４９】
ここで、Ａは局所輝度平均差分に乗ずる係数  Ｂは全画面輝度平均差分に乗ずる係数で値は正、Ｃは局所輝度標準偏差、Ｆはノイズ全画面輝度標準偏差である。
【００５０】
この例による係数Ａのグラフを図７に示す。この図で横軸は局所輝度標準偏差Ｃ、縦軸は局所輝度平均差分に乗ずる係数Ａである。この例では、局所輝度標準偏差がノイズ全画面輝度標準偏差の２倍と等しい領域では係数Ａは０、それより小さい領域では係数Ａは負の値、それより大きい領域では係数Ａは正の値で、局所輝度標準偏差が小さいほど係数Ａの値は−Ｂに近づき、局所輝度標準偏差が大きいほど係数Ａの値はＢに近づく。係数Ａが負の領域については、全画面輝度平均差分から局所輝度平均差分が減算されるため局所的な輝度勾配が小さくなる作用が働き、結果として出力画像における当該領域は平滑される。一方、係数Ａが正の領域については、全画面輝度平均差分に局所輝度平均差分が加算されるため、局所的な輝度勾配が大きくなる作用が働き、結果として出力画像における当該領域は鮮鋭化される。係数が０の領域については平滑も鮮鋭化も作用しない。
【００５１】
これにより、画像全体としては、輝度勾配の小さい画面平坦部では平滑によりノイズを抑制するとともに、輝度勾配の大きい部分では鮮鋭化が果たされる。すなわち、平滑化と鮮鋭化を切替ることによって、局所領域輝度標準偏差に応じてある画素では平滑、ある場所では鮮鋭化というように領域毎、画素毎に違う作用が得られるようにする。出力画像には鮮鋭化された領域と平滑された領域が混在することになるが、局所輝度標準偏差の大小と平滑及び鮮鋭化の強弱とを対応させているため、シームレスに平滑領域と鮮鋭化領域とが分布し、見た目に自然な処理画が得られる。
【００５２】
この例では局所輝度標準偏差がノイズ全画面輝度標準偏差に等しい領域では、係数ＡはＢ×（−３／５）となり、入力画像と比較して−６０％のノイズ低減効果が得られる。
【００５３】
この実施の形態３による画像処理方式では、ノイズ全画面輝度標準偏差を基準として鮮鋭化と平滑及びそれぞれの強弱が決まるため、局所輝度標準偏差が同じ領域においては入力画像の全画面の輝度勾配に依らず常に同じ効果が得られる。
【００５４】
また、必要時にノイズ全画面輝度標準偏差を再計測することで、ノイズパターンの時間的変化に対応して効果を維持することができる。
【００５５】
実施の形態４． 
以下、図８を用いて本発明に係る実施の形態４について説明する。
図８において、実施の形態２と同一又は相当部分には同一符号を付してあるので、説明は省略する。この実施の形態４では、実施の形態２の局所輝度標準偏差全画面平均計測器１０の代わりに、ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測手段としてのノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測器１２を用いている。
【００５６】
このノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測器１２は、ノイズによる局所輝度標準偏差の全画面平均を計測する。すなわち、ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測器１２は、全画面にわたり被写体による輝度勾配がなくノイズによる輝度勾配のみが存在する画像について、局所領域毎の輝度標準偏差の全画面平均を計測し、ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均として記憶する。全画面にわたり被写体による輝度勾配のない画像を得るには、輝度勾配のない被写体を画角いっぱいに写してもよい。例えば一定期間おきに撮像機に設置したシャッタを閉じ、このときの画像について局所領域毎の輝度標準偏差の全画面平均を計測しノイズ局所輝度標準偏差全画面平均として用いることができる。
【００５７】
係数算出器１３は、局所輝度標準偏差とノイズ局所輝度標準偏差全画面平均とから、例えば次式（４）により係数を算出する。
【００５８】
【数４】
2006060276.tif 000006
【００５９】
ここで、Ａは局所輝度平均差分に乗ずる係数  Ｂは全画面輝度平均差分算出器に乗ずる係数で値は正、Ｃは局所輝度標準偏差、Ｇはノイズ局所輝度標準偏差全画面平均である。
この例による係数Ａのグラフを図９に示す。この図で横軸は局所輝度標準偏差Ｃ、縦軸は局所輝度平均差分に乗ずる係数Ａである。
【００６０】
この場合の作用は、実施の形態３におけるノイズ全画面輝度標準偏差をノイズ局所輝度標準偏差全画面平均に置き換えたものとなり、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、実施の形態３又は４において、ノイズによる全画面輝度標準偏差又はノイズによる局所輝度標準偏差全画面平均値が既知の固定的な値をとる場合（時間によるノイズ変動や装置環境変化によるノイズ変動がない場合）には、式（３）におけるＦ又は式（４）におけるＧを相応の定数に置き換えて、それぞれ係数Ａを算出することができる。このため、それぞれ、ノイズ全画面輝度標準偏差計測器１１、ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測器１２を省略した構成とし、同様の効果を得ることができる。この場合、係数算出器１３は、予め計測しておいたノイズ全画面輝度標準偏差又はノイズ局所輝度標準偏差全画面平均から求めた定数を内包し、局所輝度標準偏差計測器８による計測結果と係数Ｂとに基いて係数Ａを算出する。
【００６２】
また、ノイズの分布が画面内の領域に依存せず全画面にわたり一様で、且つ局所領域の大きさがノイズの空間的な周期に対して十分に大きい場合、すなわちどの局所領域においてもノイズ局所輝度標準偏差が一定とみなせる場合には、任意の一局所領域に関するノイズ局所輝度標準偏差を用いても同様の効果が得られる。この場合、わざわざ全画面のノイズ輝度標準偏差を計測したりノイズ局所輝度標準偏差の全画面平均値を算出する必要はない。
【００６３】
さらに、実施の形態１では式（１）、実施の形態２では式（２）、実施の形態３では式（３）、実施の形態４では式（４）を用いたが、各実施の形態で使用する式は適宜変更可能であり、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化の強弱を調節可能な式、上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の平滑化の強弱を調節可能な式、あるいは上記局所輝度標準偏差に応じて局所領域毎に画像の鮮鋭化と平滑化の強弱を調整可能な式を選定できる。
【００６４】
以上、実施の形態１乃至実施の形態４で説明した画像処理装置は、本発明の主旨から逸脱しない限りであれば、種々の変形があっても良い。勿論、全画面輝度平均計測器、局所輝度標準偏差計測器、局所輝度平均計測器、局所輝度平均差分算出器、係数算出器、及び各乗算器などは、アナログ回路で構成されていてもいいし、それぞれの処理アルゴリズムがプログラム化されて、全体として画像処理を行うための一連の処理プログラムで構成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像処理装置及び撮像機の実施の形態１による画像処理を示すブロック図である。
【図２】画像処理の演算カーネルの概念を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による画像処理の係数Ａの算出例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２による画像処理を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２による画像処理の係数Ａの算出例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３による画像処理を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３による画像処理の係数Ａの算出例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４による画像処理を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４による画像処理の係数Ａの算出例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  入力画像信号
２  全画面輝度平均計測器
３  全画面輝度平均差分算出器
４  全画面輝度平均差分乗算器
５  局所輝度平均計測器
６  局所輝度平均差分算出器
７  局所輝度平均差分乗算器
８  局所輝度標準偏差計測器
９  全画面輝度標準偏差計測器
１０  局所輝度標準偏差全画面平均計測器
１１  ノイズ全画面輝度標準偏差計測器
１２  ノイズ局所輝度標準偏差全画面平均計測器
１３  係数算出器
１４  加算器
１５  出力画像
１６  演算対象画素
１７  演算カーネル
【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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