(57)【要約】【課題】元画像を損なうことなくノイズを除去する。【解決手段】第１の色信号（Ｒ）と第２の色信号（Ｇ）の差をフィルタリング（３）した結果に第２の色信号（Ｇ）を加算（５）して、補正された第１の色信号（Ｒ’）を生成（５）し、第３の色信号（Ｂ）と第２の色信号（Ｇ）の差をフィルタリング（４）した結果に第２の色信号（Ｇ）を加算（６）して、補正された第３の色信号（Ｂ’）を生成（６）し、第２の信号（Ｇ）と補正された第１の色信号（Ｒ’）の差（９）をフィルタリング（１１）した結果と、第２の信号（Ｇ）と補正された第３の色信号（Ｂ’）の差（１０）をフィルタリング（１２）した結果と、補正された第１の色信号（Ｒ’）と、補正された第３の色信号（Ｂ’）の総和（１３）の半分を補正された第２の色信号（Ｇ’）として生成（１４）するノイズ低減装置。【選択図】図１
2008099069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色成分を表す第１の色信号と第２の色成分を表す第２の色信号との差をフィルタリングする第１のフィルタリング手段と、
第３の色成分を表す第３の色信号と前記第２の色信号との差をフィルタリングする第２のフィルタリング手段と、
前記第１のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第１の色成分の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第２のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第３の色成分の信号を生成する第２の信号生成手段と、
前記第２の信号と前記補正された第１の色成分の信号との差をフィルタリングする第３のフィルタリング手段と、
前記第２の信号と、前記補正された第３の色成分の信号との差をフィルタリングする第４のフィルタリング手段と、
前記補正された第１の色成分の信号と、前記第３のフィルタリング手段の出力信号と、前記補正された第３の色成分の信号と、前記第４のフィルタリング手段の出力信号の総和の略半分を求めることで、補正された第２の色成分の信号を生成する第３の信号生成手段とを
具備したことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
第１の色成分を表す第１の色信号と第２の色成分を表す第２の色信号との差をフィルタリングする第１のフィルタリング手段と、
第３の色成分を表す第３の色信号と前記第２の色信号との差をフィルタリングする第２のフィルタリング手段と、
前記第１のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第１の色成分の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第２のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第３の色成分の信号を生成する第２の信号生成手段と、
前記第１のフィルタリング手段の出力信号を符号反転したものをフィルタリングする第３のフィルタリング手段と、
前記第２のフィルタリング手段の出力信号を符号反転したものをフィルタリングする第４のフィルタリング手段と、
前記補正された第１の色成分の信号と、前記第３のフィルタリング手段の出力信号と、前記補正された第３の色成分の信号と、前記第４のフィルタリング手段の出力信号の総和の略半分を求めることで、補正された第２の色成分の信号を生成する第３の信号生成手段とを
具備したことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項３】
前記第２の色信号は、人間の視感度特性に最も近い感度特性を有した色信号であることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記第１の色成分は赤、前記第２の色成分は緑、前記第３の色成分は青であることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記第１乃至第４のフィルタリング手段は、入力信号において信号の変化が急激である特異点を除去するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
それぞれ前記第１、第２及び第３の色成分を表す第１、第２及び第３の入力色信号と、前記補正された第１、第２及び第３の色成分の信号を入力として、いずれかを選択して前記第１、第２及び第３の色信号として出力するスイッチと、
前記第１、第２及び第３の入力色信号が供給されたときに、前記スイッチに、前記第１、第２及び第３の入力色信号を選択させ、該第１、第２及び第３の入力色信号が選択された状態で、前記第１乃至第４のフィルタリング手段及び前記第１乃至第３の信号生成手段を動作させて、前記補正された第１、第２及び第３の色成分の信号を生成させ、前記第１、第２及び第３の入力色信号に対応する補正された第１、第２及び第３の色成分の信号が生成された後に、前記スイッチに、前記補正された第１、第２及び第３の色成分の信号を選択させ、該補正された第１、第２及び第３の色成分の信号が選択された状態で、前記第１乃至第４のフィルタリング手段及び前記第１乃至第３の信号生成手段を動作させて、さらに補正された第１、第２及び第３の色成分の信号を生成させる制御器と
をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記補正された第１、第２及び第３の色成分の信号が選択された状態で、前記第１乃至第４のフィルタリング手段及び前記第１乃至第３の信号生成手段の動作を所定回数繰り返させることを特徴とする請求項６に記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
第１の色成分を表す第１の色信号と第２の色成分を表す第２の色信号との差をフィルタリングする第１のフィルタリングステップと、
第３の色成分を表す第３の色信号と前記第２の色信号との差をフィルタリングする第２のフィルタリングステップと、
前記第１のフィルタリングステップの出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第１の色成分の信号を生成する第１の信号生成ステップと、
前記第２のフィルタリングステップの出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第３の色成分の信号を生成する第２の信号生成ステップと、
前記第２の信号と前記補正された第１の色成分の信号との差をフィルタリングする第３のフィルタリングステップと、
前記第２の信号と、前記補正された第３の色成分の信号との差をフィルタリングする第４のフィルタリングステップと、
前記補正された第１の色成分の信号と、前記第３のフィルタリングステップの出力信号と、前記補正された第３の色成分の信号と、前記第４のフィルタリングステップの出力信号の総和の略半分を求めることで、補正された第２の色成分の信号を生成する第３の信号生成ステップとを
具備したことを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項９】
第１の色成分を表す第１の色信号と第２の色成分を表す第２の色信号との差をフィルタリングする第１のフィルタリングステップと、
第３の色成分を表す第３の色信号と前記第２の色信号との差をフィルタリングする第２のフィルタリングステップと、
前記第１のフィルタリングステップの出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第１の色成分の信号を生成する第１の信号生成ステップと、
前記第２のフィルタリングステップの出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第３の色成分の信号を生成する第２の信号生成ステップと、
前記第１のフィルタリングステップの出力信号を
符号反転したものをフィルタリングする第３のフィルタリングステップと、
前記第２のフィルタリングステップの出力信号を符号反転したものをフィルタリングする第４のフィルタリングステップと、
前記補正された第１の色成分の信号と、前記第３のフィルタリングステップの出力信号と、前記補正された第３の色成分の信号と、前記第４のフィルタリングステップの出力信号の総和の略半分を求めることで、補正された第２の色成分の信号を生成する第３の信号生成ステップとを
具備したことを特徴とするノイズ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノイズ低減装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラなどに用いられるＣＣＤセンサーまたはＭＯＳセンサーなどのイメージセンサーは、高密度化、高感度化の一途をたどっている。そのために、ノイズの影響がますます大きな問題となってきている。
【０００３】
従来の技術ではノイズを除去する場合、元の画像の情報をなるべく損なわずに、ノイズを精度よく抽出して除去を行う試みがなされており、ノイズ除去の対象となる画像の箇所が画像のエッジ部分であるかノイズであるかを判別し、エッジ部分はノイズ除去を行わないようにしていた（例えば、特許文献１）。また、対象箇所の周辺画素との相関を判別し、水平垂直方向の相関に応じてノイズ除去の量を変え、画像のエッジに影響を与えないようにしていた（例えば、特許文献２）。
【０００４】
また、画像を周波数帯域ごとに分類し、それぞれの周波数帯域に応じてノイズの除去量を変えることで効率よくノイズを除去し、ノイズ以外の帯域にはなるべく画像に影響を与えないようにしていた（例えば、特許文献３）。
【０００５】
また、赤外除去波長を変えた複数の赤外カットフィルターを切り替えて高感度化と色再現性の両立を図ろうとする従来技術も提案されている（例えば特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７６１３４（第３図）
【特許文献２】特開２００１−１８９９４４(段落００３６）
【特許文献３】特開２００６−５０１０９(段落００３５）
【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、特許文献１および特許文献２に示される従来技術では、ノイズが多くなるとエッジ判別の誤差が大きくなるため、ノイズ除去の効果が十分でないか、または元の画像に影響を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３に示される従来技術では、ノイズがすべての周波数帯域にわたって存在している場合に、いずれかの周波数帯域の信号レベルが低減する。すなわち、画像のエッジが、フィルタを通される（フィルタリングされる）ことによってボケるため、ぼんやりとした画像となるという問題があり、元の画像がボケるのを避けるために、フィルタによる信号の減衰を、ある程度に制限した場合には、十分なノイズ除去の効果が得られないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
第１の色成分を表す第１の色信号と第２の色成分を表す第２の色信号との差をフィルタリングする第１のフィルタリング手段と、
第３の色成分を表す第３の色信号と前記第２の色信号との差をフィルタリングする第２のフィルタリング手段と、
前記第１のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第１の色成分の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第２のフィルタリング手段の出力信号に前記第２の色信号を加算することで、補正された第３の色成分の信号を生成する第２の信号生成手段と、
前記第２の信号と前記補正された第１の色成分の信号との差をフィルタリングする第３のフィルタリング手段と、
前記第２の信号と、前記補正された第３の色成分の信号との差をフィルタリングする第４のフィルタリング手段と、
前記補正された第１の色成分の信号と、前記第３のフィルタリング手段の出力信号と、前記補正された第３の色成分の信号と、前記第４のフィルタリング手段の出力信号の総和の略半分を求めることで、補正された第２の色成分の信号を生成する第３の信号生成手段とを
具備したことを特徴とするノイズ低減装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像の周波数特性を劣化させることなく、高いノイズ除去効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のノイズ低減装置の概略構成図である。
本実施の形態のノイズ低減装置は、それぞれ第１、第２及び第３の色成分を表す第１、第２及び第３の色信号を受けて、それらのノイズ成分を低減するものであり、減算器１、２、９、１０、加算器５、６、フィルタ３、４、１１、１２、総和演算器１３、及び半減器１４を備えている。本実施の形態では、第１の色成分は赤、第２の色成分は緑、第３の色成分は青である。
【００１２】
減算器１は、第１の色成分の信号（第１の色信号）Ｒから第２の色成分の信号（第２の色信号）Ｇを減算し、両者の差を表す第１の差信号（Ｒ−Ｇ）を生成する。減算器２は、第３の色成分の信号（第３の色信号）Ｂから第２の色信号Ｇを減算し、両者の差を表す第２の差信号（Ｂ−Ｇ）を生成する。
【００１３】
フィルタ３は、第１の差信号（Ｒ−Ｇ）をフィルタリングする。フィルタ４は、第２の差信号（Ｂ−Ｇ）をフィルタリングする。フィルタ３の出力を「第１のフィルタ出力」と呼び、符号ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）で表し、フィルタ４の出力を「第２のフィルタ出力」と呼び、符号ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）で表す。
【００１４】
フィルタ３、４は入力された信号の高周波数の変動成分を除去するフィルタであり、特に信号の変化が急激である特異点を除去するフィルタである。例えば、そのような特性を有するフィルタとして、メディアンフィルタが挙げられる。ここで述べるメディアンフィルタとは、処理対象である画素についての信号と、処理対象の画素を中心として上下及び左右に（垂直方向及び水平方向に）並んだ複数個、例えば９行×９列の画素についての信号の中央値を、処理対象についての画素の、フィルタリング後の信号の値として出力するフィルタであり、ソルト・アンド・ペッパーノイズなどの特異点のノイズを除去するに有効なフィルタである。
メディアンフィルタを用いる場合、ｍｅｄ（Ａ）は、処理対象画素を中心として所定数の行及び列（例えば９行９列）の範囲内の複数の画素についてのＡ（上記の例では、Ａ＝Ｒ−Ｇ、又はＡ＝Ｂ−Ｇ）の値の中央値を演算結果として与える演算を意味する。
【００１５】
加算器５は、フィルタ３の出力（第１のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）に、第２の色信号Ｇを加算して、補正された第１の色成分の信号Ｒ’を生成する。
加算器６は、フィルタ４の出力（第２のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）に、第２の色信号Ｇを加算して、補正された第３の色成分の信号Ｂ’を生成する。
【００１６】
減算器９は、第２の色信号Ｇから加算器５の出力（補正された第１の色成分の信号）Ｒ’を減算し、第３の差信号（Ｇ−Ｒ’）を生成する。
減算器１０は、第２の色信号Ｇから加算器６の出力（補正された第３の色成分の信号）Ｂ’を減算し、第４の差信号（Ｇ−Ｂ’）を生成する。
【００１７】
フィルタ１１は、第３の差信号（Ｇ−Ｒ’）をフィルタリングする。フィルタ１２は、第４の差信号（Ｇ−Ｂ’）をフィルタリングする。フィルタ１１の出力を「第３のフィルタ出力」と呼び、符号ｍｅｄ（Ｇ−Ｒ’）で表し、フィルタ１２の出力を「第４のフィルタ出力」と呼び、符号ｍｅｄ（Ｇ−Ｂ’）で表す。
フィルタ１１、１２はフィルタ３、４と同様の特性を有するフィルタである。
【００１８】
総和演算器１３は、フィルタ１１の出力（第３のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｇ−Ｒ’）、フィルタ１２の出力（第４のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｇ−Ｂ’）、補正された第１の色成分の信号Ｒ’、及び補正された第３の色成分の信号Ｂ’の総和を求め、半減器１４は総和演算器１３の出力の略１／２を求め、半減器１４の出力が補正された第２の色成分の信号Ｇ’として出力される。
【００１９】
補正された第１、第２及び第３の色成分の信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を、それぞれ第１、第２及び第３の補正色信号と呼び、第１、第２及び第３の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを、それぞれ第１、第２及び第３の処理対象色信号と呼ぶこともある。
【００２０】
なお、総和演算器９と半減器１０の組合せの代わりに、例えば、加算器５、６及びフィルタ９、１０をそれぞれ略１／２にする４つの半減器と、この４つの半減器の出力の総和を求める総和演算器の組合せを用いても良く、要は、これらと等価な演算、即ち、フィルタ１１の出力（第３のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｇ−Ｒ’）、フィルタ１２の出力（第４のフィルタ出力）ｍｅｄ（Ｇ−Ｂ’）、補正された第１の色成分の信号Ｒ’、補正された第３の色成分の信号Ｂ’の総和の略１／２を求める演算を行う回路であればどのようなものを用いても良い。
【００２１】
以上の処理により得られる補正された第１の色成分の信号Ｒ’、補正された第２の色成分の信号Ｇ’、補正された第３の色成分の信号Ｂ’は次式（１）、（２）、（３）で表される。
Ｒ’＝  Ｇ＋ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）    …（１）
Ｂ’＝  Ｇ＋ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）    …（２）
Ｇ’＝｛Ｒ’＋ｍｅｄ（Ｇ−Ｒ’）＋Ｂ’＋ｍｅｄ（Ｇ−Ｂ’）｝／２    …（３）
【００２２】
実施の形態１では、このようにして得られた、補正された第１、第２及び第３の色成分の信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’がノイズ低減された色信号として出力される。
【００２３】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２のノイズ低減装置の概略構成図である。このノイズ低減装置は、図１に示される減算器１、２、９、１０、フィルタ３、４、１１、１２、加算器５、６、総和演算器１３、及び半減器１４で構成される補正演算ブロック２０のほかに、スイッチ２１、２２、２３、制御器２４及びメモリ２５を備えている。
【００２４】
スイッチ２１、２２及び２３は、ノイズ低減装置への第１、第２及び第３の色成分の入力信号（入力色信号）Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０と、補正された第１、第２及び第３の色成分の信号（補正色信号）Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を入力として、いずれかを選択して、第１、第２及び第３の色信号（処理対象色信号）Ｒ、Ｇ、Ｂとして出力し、補正演算ブロック２０に供給する。
【００２５】
制御器２４は、補正演算ブロック２０の減算器１、２、９、１０、フィルタ３、４、１１、１２、加算器５、６、総和演算器１３、半減器１４の動作の開始、終了、及び動作のタイミング、並びにメモリ２５への書込み、読出しを制御するとともに、スイッチ２１、２２、２３の動作を制御する。
【００２６】
例えば、一組の画素、例えば１フレーム分の画素について、ノイズ低減装置に入力色信号が供給されたとき、最初は、スイッチ２１、２２、２３により、ノイズ低減装置への入力色信号Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０を選択し、入力色信号Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０が選択された状態で補正演算ブロックに補正演算を行わせ、入力色信号Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０に対応する補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が順次生成される際、これらをメモリ２５に順次書込んで記憶させ、上記一組の画素についての補正演算処理が終わり、これに伴い一組分の補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が記憶されたら、メモリ２５から補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を順次読出し、スイッチ２１、２２、２３に、補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を選択させ、補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が選択された状態で補正演算ブロックに補正演算を行わせる。
このようにして、補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が選択された状態で補正演算ブロックに補正演算を行わせた結果生成される補正色信号（同じ符号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’で表すが、補正演算が繰り返された結果得られる信号である）をノイズ低減された信号として出力しても良いが、この補正色信号を再度メモリ２５に記憶させ、以下上記と同様に補正演算を繰り返させても良い。
このように、補正色信号をフィードバック（巡回）させ、補正演算ブロック２０による補正演算（式（１）〜（３）で表される）を繰り返すことで、より高いノイズ除去効果が得られる。繰り返し回数を予め設定しておくこととしても良く、補正色信号中のノイズ量を検出して所定値以下になるまで、繰り返すこととしても良い。
【００２７】
図３は実施の形態２のノイズ除去の方法を示すフローチャートを示したものである。まず、ノイズ低減装置への入力である入力色信号Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０を処理対象色信号Ｒ、Ｇ、Ｂとして選択し（ＳＴ０）、処理対象色信号Ｒ、Ｇ、Ｂから補正色信号Ｒ’、Ｂ’を算出する（ＳＴ１）。この算出は減算器１、２、フィルタ３、４、加算器５、６の処理に対応するものであり、式（１）、（２）で表されるものである。
【００２８】
次に、補正色信号Ｒ’、Ｂ’と処理対象色信号Ｇから補正された色信号Ｇ’を算出する（ＳＴ２）。この算出は、減算器９、１０、フィルタ１１、１２、総和演算器１３、半減器１４の処理に対応するものであり、式（３）で表されるものである。
一組の画素についてステップＳＴ１、ＳＴ２の処理（式（１）〜（３）の演算による処理）が終わったら、処理を終了するか再び繰り返すか判断する（ＳＴ３）。ステップＳＴ３の処理は、制御器２４により行われるもので、例えば、ステップＳＴ１およびＳＴ２の処理回数を予め設定して制御器２４内に記憶しておき、処理の回数がその回数（設定処理回数）に達していない場合、補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を処理対象色信号Ｒ、Ｇ、Ｂとして選択して（ＳＴ４）、ふたたび上記一組の画素についてステップＳＴ１以降の演算を行う。演算の回数が予め定められた回数に達した場合、演算を完了し最終的な補正色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を得て、ノイズ低減された色信号として出力する。
【００２９】
補正演算処理の回数の計数は、計数結果に基づくスイッチ２１、２２、２３の制御、装置各部の動作の開始、終了の制御とともに制御器２４により行われる。なお、図３において、設定処理回数を１とすれば、実施の形態１の動作となる。
【００３０】
以下、本発明の原理及び効果について説明する。
ノイズとは元来得られるべき原画に対して、元信号とは異なった信号が加わることを意味し、それにより、画像の品質を損なったり、元来あるべき信号が正しく認識できなかったりする信号である。予め定まった位置、または予め定められた周波数成分として加わったノイズは、その信号だけを検出して除去すればよいが、イメージセンサーの暗電流から生じるショットノイズや、回路から生じるアンプノイズは、画像が伝送される帯域全般にわたり発生することがほとんどであり、周波数上ではノイズか元信号かを区別することが困難である。ローパスフィルタなどによってノイズを除去すると対象とする周波数領域の元来の映像信号まで損なわれ、画像がボケてしまうという問題がある。この問題への対処法として、画像を複数の周波数領域に分けて、ノイズの多い周波数領域だけを低減するような処理を行い、なるべく元画像に影響を与えないようにする従来手法があるが、その周波数帯域の元画像が劣化してしまうことに変わりはなく、またノイズが先に述べたように帯域全般にわたる場合は、現画像の周波数特性を劣化させず（画像をボケさせることなく）ノイズを除去することは極めて困難である。
【００３１】
一方、ノイズ信号のみを精度よく分離して除去するのではなく、見た目の画像品質が良くなったかのように感じる処理、すなわち人間の視覚特性を利用し効率よくノイズ除去を行うことで実際上十分満足できるノイズ低減を行い得る場合がある。例えば、図４に示すように人間は、画像中の、高い周波数領域に発生するノイズ（図４中の符号ＮＨ）よりも、低い周波数領域に発生するノイズ（図４中の符号ＮＬ）の方が気になる。図４において、小さい丸ＮＧや、細く短い横棒ＮＢなど異なる形状で示しているのは異なる色のノイズを示している。
画像中の高い周波数成分である画像のエッジなどではノイズ除去をほとんど行わず、エッジのない箇所のノイズ除去を多く行うのはこの特性を利用したものである。
【００３２】
これらの従来の技術はすべて元信号以外の信号誤差はノイズが加算したものとみなし、除去の対象としている。しかし、ハードコピーやプリンターなどでは階調の少ない画像において見た目上の階調を増やす処理として元信号を配列しなおすディザ処理などがある。ディザ処理後の画像は対象とする画素位置における信号値が元来の真値とは異なるが、この場合は画像の品位を損なうのではなく逆に画像の品位を上げる処理となっている。このように画像の真値からの誤差がすべて画質の品位を損なうノイズとみなし除去すべき対象とするものではないことがわかる。
【００３３】
また、カラー画像では、ノイズはノイズ信号の信号量そのものより、むしろ色ノイズなどに表されるように、元来の色と異なる色がノイズとして現れていることが画像の品位として問題となることが多い。例えば、図４に示すように、赤いりんごにノイズが加わっているとき、りんごの赤い部分に対応する赤色成分を表す信号が元信号に対し、同じ赤色成分を表す号成分の誤差を含んで表示されているよりも、赤いりんごの赤の部分の中に緑や青のノイズ信号がちらちらと現れるほうが視覚的に品位のない画像と感じられる。すなわち、カラー画像においてはノイズにおける各色の元信号の値の変動よりも、色相が変化したノイズ、すなわち、カラーノイズと呼ばれるものが画像の品位を落とすことが多いといえる。この場合カラーノイズを最も目立たない無彩色に置換えれば、あたかもノイズが低減したように感じ、効率よく画像の品位を改善することが出来る。
【００３４】
図５に、図４に示した赤いりんごの一部の一本の水平ラインに沿う画素の赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の信号レベルとその信号（画素）位置（水平方向の画素位置）を示した図を示す。赤、緑、青の信号のいずれにもそれぞれノイズが加わっており、それぞれの信号が細かく変動している。元来色信号はそれぞれ赤、緑、青の信号間の相関が強いため、すべての信号が同じような変化を行う。しかし、図５に示すようにノイズはそれぞれの信号にランダムに重畳されているため、色信号に重畳されているノイズはそれぞれ相関がなく、それぞれの信号の差の変動が色ノイズとして画面上に現れる。よって、それぞれの信号のノイズによる変動を同じにすれば、等価的に色ノイズは低減される。
【００３５】
図６に本実施の形態に示した式（１）〜（３）の演算を行った結果を示す。また、図７には入力信号のそれぞれの色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの差（Ｇ−Ｒ）及び（Ｇ−Ｂ）の交流成分（Ｇ−Ｒ）ａｃ及び（Ｇ−Ｂ）ａｃを示す。図７に示したそれぞれの色信号の差の交流成分が、色ノイズとして現われる信号量である。よって、この信号量が０に近づくとノイズは無彩色となり、色ノイズが低減したこととなる。また、図６に示す信号処理後の色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の差の交流成分（Ｇ’−Ｒ’）ａｃ及び（Ｇ’−Ｂ’）ａｃを図８に示す。図８に示される値は、補正演算ブロック２０により補正演算処理を２回繰り返すことにより得られた値である。
【００３６】
図６に示されるノイズ除去後の出力波形を、図５と比べると信号のそれぞれの変化の先鋭度は周波数的に変わっていないことがわかる。従来技術に挙げられるローパスフィルタなどの高周波数成分を除去するフィルタを介したときは、ノイズの変調度も低減されるが、信号の変化自体も滑らかとなり、すなわち元信号のエッジなどが劣化することになる。図６では例えば、補正された第１の色成分の信号Ｒ’は信号の変化具合が図５と比べ大きくは変わっていない。一方、図８に示す差の交流成分（Ｇ’−Ｒ’）ａｃ及び（Ｇ’−Ｂ’）ａｃは図７に比べ著しく減少しており、色ノイズが低減していることがわかる。なお、図７に示した色信号の差の交流成分（Ｇ−Ｒ）ａｃ及び（Ｇ−Ｂ）ａｃの標準偏差σはそれぞれ２．４９および１．４１であり、図８に示した色信号の差の交流成分（Ｇ’−Ｒ’）ａｃ及び（Ｇ’−Ｂ’）ａｃの標準偏差σはそれぞれ１．２６および０．７５であり、約半分に低減されている。
【００３７】
なお、図８ではステップＳＴ１およびＳＴ２の処理を２回繰り返した場合の効果を示したが、ノイズの量に応じてステップＳＴ１およびＳＴ２の処理回数を予め決めておけばよく、処理回数が多いほどノイズの除去率は高くなる。
【００３８】
また、緑の信号は人間の視感度特性に最も近い感度特性を有した信号であるので、赤の信号、青の信号に重畳されたノイズの変動を緑の成分に重畳されたノイズの変動に合わせることで人間が感じるノイズ低減の効果は大となる。すなわち、実施の形態１及び２に示すように、フィルタ３およびフィルタ４を用いて最初に赤の成分および青の成分に重畳されたノイズ成分の変動を緑の成分の変動に合わせることで、得られる効果は最大となる。
【００３９】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３のノイズ低減装置の概略構成図である。図９に示されるノイズ低減装置は、図２に示される実施の形態１のノイズ低減装置と概して同じであるが、図１の減算器９、１０の代わりに反転器１５、１６が設けられている。反転器１５は、フィルタ３の出力ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）を符号反転したもの｛−ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）｝を出力する。反転器１６は、フィルタ４の出力ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）を符号反転したもの｛−ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）｝を出力する。フィルタ１１は、反転器１５の出力をフィルタリングする。フィルタ１２は、反転器１６の出力をフィルタリングする。
半減器１４の出力Ｇ’は、
Ｇ’＝｛Ｒ’＋ｍｅｄ（−ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）＋Ｂ’＋ｍｅｄ（−ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）}／２      …（４）
で表される。
【００４０】
実施の形態１において、加算器５の出力Ｒ’は、上記の式（１）で与えられ、減算器９の出力即ちフィルタ１１の入力（Ｇ−Ｒ’）は、
Ｇ−Ｒ’＝Ｇ−｛Ｇ＋ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）｝＝−ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）      …（５）
であり、フィルタ３の出力ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）を符号反転したものと等しい。
同様に、フィルタ１２の入力（Ｂ−Ｒ’）は、
Ｂ−Ｒ’＝Ｇ−｛Ｇ＋ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）｝＝−ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）      …（６）
であり、フィルタ４の出力ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）を符号反転したものと等しい。
従って、図９の回路を図２の回路の代わりに用いても同じ結果が得られること、及び式（３）と式（４）は同じ内容を異なる形で表したものであることが分かる。
【００４１】
なお、フィルタ３の出力ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）を符号反転したもの｛−ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）｝を、フィルタ１１でフィルタリングする代わりに、フィルタ３の出力ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）をフィルタ１１でフィルタリングした後、符号反転しても良い。同様に、フィルタ４の出力ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）を符号反転したもの｛−ｍｅｄ（Ｂ−Ｇ）｝を、フィルタ１２でフィルタリングする代わりに、フィルタ４の出力ｍｅｄ（Ｒ−Ｇ）をフィルタ１２でフィルタリングした後、符号反転しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１のノイズ低減装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２のノイズ低減装置を示すブロック図である。
【図３】本発明によるノイズ除去の処理手順を示したフローチャートである。
【図４】ノイズが重畳した画像の一例を示した図である。
【図５】図４に示した画像の一部の信号レベルを示した図である。
【図６】本発明によるノイズ除去処理を加えた後の信号レベルを示した図である。
【図７】図５に示した信号のそれぞれの差を示した図である。
【図８】図６に示した信号のそれぞれの差を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態３のノイズ低減装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  減算器、  ２  減算器、  ３  フィルタ、  ４  フィルタ、  ５  加算器、  ６  加算器、  ９  減算器、  １０  減算器、  １１  フィルタ、  １２  フィルタ、  １３  総和演算器、  １４  半減器、  １５、１６  反転器、  ２０  補正演算ブロック、  ２１、２２、２３  スイッチ、  ２４  制御器。
【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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