(57)【要約】【課題】  画像信号、映像信号を処理する画像処理装置、映像処理装置におけるＥＰＳフィルタを用いたノイズ低減方法に関し、画像劣化を抑えながらノイズを低減することができるＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法の提供。【解決手段】  ＲＧＢ画像信号において、あらかじめ決められた注目画素を中心とした複数の領域毎の、ＲＧＢ各色の分散値の加算値が最小となる領域を用いてＲＧＢ各色毎に画像信号を平滑化する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢ画像信号のノイズを低減するにあたり、前記ＲＧＢ画像信号の各画素を順次注目画素として、その周辺画素とともに画素信号を取り込む画素信号取り込み手段と、上記画素信号取り込み手段で取り出した注目画素を中心とした、あらかじめ決められた複数の小領域を設定し、設定された小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの分散値を求める分散値計算手段と、前記分散値計算手段によって計算された小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域を求める、最小分散領域検出手段と、前記最小分散領域検出手段によって検出された領域にて、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の平均値を求める平均値演算手段と、前記求められた平均値をＲ，Ｇ，Ｂの注目画素の値として出力することを特徴とするＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法。
【請求項２】
前記最小分散領域検出手段によって求められた領域のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が所定値以上であった場合には、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂ値をそのまま出力することを特徴とする請求項１記載のＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法。
【請求項３】
前記平均値演算手段によってＲ，Ｇ，Ｂ毎の平均値を求める際に、注目画素と前記最小分散領域検出手段によって求められた領域内の画素を注目画素と所定閾値にて比較して相関性の低い画素を検出し、相関性の低い画素を除外した画素の平均値を求めることを特徴とする請求項１記載のＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法。
【請求項４】
前記最小分散領域検出手段によって小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域を求める際に、各小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値に重み付け係数を乗じてから、最小分散となる領域を求めることを特徴とする請求項１記載のＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像信号、映像信号を処理する画像処理装置、映像処理装置におけるＲＧＢ画像信号のノイズ低減方法に関し、特に画像劣化を抑えながらノイズを低減する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来画像信号、映像信号のノイズを低減する方法が提案されている。（特許文献１）例えば、ＥＰＳ（Ｅｄｇｅ  Ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ  Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）フィルタと呼ばれる点（Ｘ，Ｙ）を中心とした図１に示すような局所領域を使用して、それぞれの濃度の分散を計算し分散が最小となる領域の平均濃度を点（Ｘ，Ｙ）における出力濃度とする方法がある。図１の局所領域の選択方法は一例である。この方法では局所領域内にてエッジ成分が一番少ない局所領域を選択し、平均化を行っていることになるためエッジをぼかすことなく雑音除去を行うことが可能である。
【特許文献１】特開平６−２４５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記方法には以下の３点の問題があげられる。
【０００４】
第一に、ＲＧＢ画像にてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれについて上記方法を適用すると各色毎に選択される領域が異なった場合、特に黒のエッジ部などで本来黒であったところに色がついてしまう不具合がある。例えば図２（ａ）のような黒文字の画像があった場合に、図１に示す領域で上記処理を行った場合、図２中（１）の黒文字端部にてＲでは（４）の領域が選ばれＧとＢでは（２）の領域が選択されたとするとＲは明るい方向に、Ｇ，Ｂは暗い方向に平均化されるため赤く色がついてしまう、図２（ａ）に処理前、図２（ｂ）に処理後のデータを示す。
【０００５】
第二に、上記方法を図３（ａ）に示すような変化周期の激しい画像にて適応した場合には、どの領域が選択された場合にも、局所領域内で画像が大きく変化しているため図３（ｂ）に示すように画像が平滑化されてしまい、画質が劣化してしまう不具合がある。
【０００６】
第三に、上記方法を図１に示すような局所領域にて適応した場合に、図１中（１）の領域と（９）の領域のように画素数が異なる領域が存在する場合に、単純に分散が最小となる領域を選択すると画素数の少ない領域が選択されてしまい、平均化を行う際に使用される画素数が少ないため十分なノイズ低減効果が得られなくなってしまう不具合があった。
【０００７】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、画像信号、映像信号を処理する画像処理装置、映像処理装置におけるＥＰＳフィルタを用いたノイズ低減方法に関し、画像劣化を抑えながらノイズを低減することができるＲＧＢ画像信号のノイズ低減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】
【０００８】
これらの課題を解決するため、
（１）ＲＧＢ画像信号のノイズを低減するにあたり、前記ＲＧＢ画像信号の各画素を順次注目画素として、その周辺画素とともに画素信号を取り込み、取り出した注目画素を中心としたあらかじめ決められた複数の小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの分散値を求め、Ｒ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域にて、求めたＲ，Ｇ，Ｂ毎の平均値を注目画素の値として出力することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎に選択される領域が異なることがないため、第一の問題点である黒のエッジ部に色がつく不具合を解決することが出来る。
【０００９】
（２）Ｒ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域の加算値が所定値以上であった場合には、エッジ成分が存在すると判断し、平均化を行わずにＲ，Ｇ，Ｂ値をそのまま出力することにより、第二の問題点である変化周期の激しい画像では画像が平滑化されてしまい、画質が劣化してしまう不具合を解決することが出来る。
【００１０】
（３）Ｒ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域にて、平均化を行う際に所定閾値にて相関性が低い画素を除外するため、第二の問題点である変化周期の激しい画像では画像が平滑化されてしまい、画質が劣化してしまう不具合を解決することが出来る。
【００１１】
（４）小領域毎のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値が最小となる領域を求める際に、各小領域毎の加算値に重み付け係数を乗じてから、最小となる領域を求めることにより、例えば図１の領域を使用する際に局所領域内の画素数の多い（９）の領域に重み付けを強くすることにより、（９）の領域が選ばれる確率が増加し、第三の問題点である十分なノイズ低減効果が得られなくなってしまう不具合を解決することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像信号、映像信号を処理する画像処理装置、映像処理装置におけるＥＰＳフィルタを用いたノイズ低減方法に関し、画像劣化を抑えながらノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のノイズ低減装置を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では図１の局所領域を使用してノイズ低減を行う。図１に示す局所領域の取り方、領域数はあくまで一例であり、本発明のノイズ低減装置はこれに限られるものでない。
【００１５】
図４に本実施例における構成図を示す。入力されたＲＧＢ画像信号の周辺画素を取り込む周辺画素取り込み回路１０１、周辺画素取り込み回路１０１によって取り込まれた画素データから局所領域毎のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの分散値を計算する分散値計算回路１０２〜１０９（図面は一部省略）、分散値計算回路１０２〜１０９からの出力を受け局所領域毎のＲ，Ｇ，Ｂ分散値の加算値を計算するＲＧＢ加算回路１１０〜１１８（図面は一部省略）、ＲＧＢ加算回路１１０〜１１８からの出力を受け分散値が最小となる領域を検出する最小分散値領域検出回路１１９、周辺画素取り込み回路１０１によって取り込まれた画素データから局所領域毎のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの平均値を計算する平均値計算回路１２０〜１２８（図面は一部省略）、最小分散値領域検出回路１１９の出力結果を所定値と比較し、所定値以下であった場合に検出された領域の平均値計算回路１２０〜１２８の計算結果を出力し、所定値以上であった場合画像信号をそのまま出力する選択回路１２９を有する。
【００１６】
次に本実施例構成における動作について説明する。
【００１７】
周辺画素取り込み回路１０１は中心画素と同時にその周辺８画素の値をＲ，Ｇ，Ｂ毎に取り出す、分散値計算回路１０２〜１０９は取り出された画素データから局所領域の画素を取り込み、その局所領域内の最大値と最小値を検出し、最大値−最小値をＲ，Ｇ，Ｂ毎に演算した演算結果を局所領域内のＲ，Ｇ，Ｂ分散値として出力する。
【００１８】
ＲＧＢ加算回路１１０〜１１８は分散値計算回路１０２〜１０９からの出力を受けＲ，Ｇ，Ｂの分散値を加算する、最小分散値領域検出回路１１９はＲＧＢ加算回路１１０〜１１８からの出力を受け加算値が最小となる領域を検出し、検出した領域を示す情報とその領域の加算値を選択回路１２９に出力する、選択回路１２９はあらかじめ設定された閾値と最小分散値領域検出回路１１９の出力した加算値とを比較し、所定値以上であった場合は中心画素の画像信号をそのまま出力し、所定値以下であった場合は最小分散値領域検出回路の検出した領域の平均値計算回路１２０〜１２８の計算した平均値を出力する。
【００１９】
このように、分散値が一番少ない局所領域を選択し平均化を行っているため、エッジが失われずにノイズ成分を低減し、またＲ，Ｇ，Ｂが共通の領域にて平均化されるためＲ，Ｇ，Ｂ毎に平均化される方向が違った場合に問題となる黒のエッジ部に色がつく不具合を解消することが可能となる。
【００２０】
また、分散値が所定値以上であった場合には中心画素の画像信号をそのまま出力するため、変化周期が激しい画像でも画像劣化を引き起こさない。
【実施例２】
【００２１】
本実施例２では実施例１同様の構成にて、平均値計算回路１２０〜１２８の構成を変更した場合の動作について説明する。
【００２２】
周辺画素取り込み回路１０１によって取り込まれた画素データから局所領域毎のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの平均値を計算する際に、中心画素と局所領域内のその周囲画素とをあらかじめ決められた閾値にて比較し所定値以上だった画素を除外して平均化計算を行う。
【００２３】
このように所定閾値以上相関性のない画素を含まずに平均化計算を行うため、より原画像の画像を劣化することなくノイズ除去を行うことが可能となる。
【実施例３】
【００２４】
本実施例３では実施例１同様の構成にて、ＲＧＢ加算回路の後段に重み付け乗算回路１３０〜１３８を加えた場合の動作について説明する。構成図を図５に示す。
【００２５】
ＲＧＢ加算回路１１０〜１１８は分散値計算回路からの出力を受けＲ，Ｇ，Ｂの分散値を加算する、重み付け乗算回路１３０〜１３８は、各局所領域毎にあらかじめ決められた重み付け係数によって、ＲＧＢ加算回路１１０〜１１８からの出力値に重み付け演算を行う。
【００２６】
ここで重み付け係数は図１の領域を使用してノイズ低減を行う場合は、（９）の領域のように局所領域内の画素数が多い領域に対して加算値が低くなるような重み付け演算を行う。最小分散値領域検出回路１１９は重み付け乗算回路１３０〜１３８からの出力を受け値が最小となる領域を検出し、検出した領域を示す情報とその領域の値を選択回路１２９に出力する。
【００２７】
このように画素数の多い局所領域に対して加算値が低くなるような重み付け演算を行うことにより、画素数の多い局所領域が選択される確率が増えよりノイズ低減効果の多いノイズ低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】局所領域を使用してノイズ低減を示す図である。
【図２】従来技術を黒文字の画像に適応した場合を説明する図で（ａ）は処理前（ｂ）は処理後のデータを示す。
【図３】従来技術を変化周期の激しい画像に適応した場合を説明する図で（ａ）は変化周期の激しい画像を示す図で（ｂ）は画像が平滑化され、画質が劣化した例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例３を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０１  周辺画素取り込み回路
１０２〜１０９  分散値計算回路
１１０〜１１８  ＲＧＢ加算回路
１１９  最小分散値領域検出回路
１２０〜１２８  平均値計算回路
１２９  選択回路
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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