(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で画像のエッジ情報を失うことなく、ノイズ低減を実現する画像ノイズ低減方法及び画像処理装置を提供する。【解決手段】注目画素とその周囲画素を画素値の順に並べ替える並べ替え部１１３と、並べ替えた画素値の最大値と最小値の差を求める減算器１１４と、その差がしきい値より小さい場合は注目画素の値を並べ替えた画素のメディアンに置き換える選択器１１６とを有し、画像の最大値と最小値の差がしきい値より大きい時はエッジ部分と判定して元の注目画素の値を出力し、小さい時は非エッジ部と判定してメディアンを出力することにより、簡単な構成で、画像のエッジ情報を失うことなく、画像ノイズの影響を低減することが出来る。【選択図】  図１
2004166010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注目画素と前記注目画素の周囲画素を画素値の順に並べ替えるステップと、並べ替えた前記画素値の最大値と最小値との差分を求めるステップと、前記差分がしきい値より小さい場合には前記注目画素の画素値を並べ替えた画素のメディアンに置き換えるステップとを有することを特徴とする画像ノイズ低減方法。
【請求項２】
注目画素と前記注目画素の周囲画素を画素値の順に並べ替えるステップと、並べ替えた前記画素値の最大値からｍ（ｍは２以上の整数）番目の値と最小値からｎ（ｎは２以上の整数）番目の値との差分を求めるステップと、前記差分がしきい値より小さい場合には前記注目画素の画素値を並べ替えた画素のメディアンに置き換えるステップとを有することを特徴とする画像ノイズ低減方法。
【請求項３】
前記注目画素と前記周囲画素とを画素値の順に並べ替えるステップは、並べ替えた画素の画素値と列番号とを記録するステップと、前記注目画素に隣接する隣接画素の処理を行う際に、前記注目画素で並べ替えられた画素値の集合から前記注目画素のみの周囲にある画素のみを削除し、前記隣接画素のみの周囲にある画素の画素値を加えて並べ直すステップとを有することを特徴とする請求項１または２記載の画像ノイズ低減方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像ノイズ低減方法を実行するノイズ低減部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像ノイズ低減方法を実行するノイズ低減部を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
画素は映像信号を増幅して変換され、前記画素値の増幅量に応じ画像の微妙な変化をノイズとせず、画像の大きな変化をエッジとなるノイズにしない値に前記しきい値を制御するしきい値制御手段を有することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
画像の撮像状況記録および統計情報を用いて前記しきい値を調整するしきい値制御手段を有することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれかに記載の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像処理において、特にノイズ低減を実現する画像ノイズ低減方法及び画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号処理において、ノイズの低減は画質改善のために非常に重要である。特に、被写体が暗い場合などでは、低レベルのノイズがゲイン増幅により増大されるため、ノイズが目立ってしまい画質劣化の大きな要因となっている。
【０００３】
従来、ノイズの低減やインパルスノイズの除去を行うためには、画像にメディアンフィルタをかける方法が知られている。しかし、画像全体にメディアンフィルタをかけた場合、細い線がぼけて画像の解像度が悪くなってしまうという問題があった。
それに対応するため、図１３に示すように、画像エッジの検出結果を用いてノイズフィルタをオン、オフ制御することにより、上記のような細線がぼける問題を回避するようにした従来の画像雑音除去回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−２００５７９号公報（段落番号７〜８、図１）
【０００５】
図１３に示す従来例の画像雑音除去回路は、メディアンフィルタ８、９と共に、水平、垂直エッジ検出回路３、２と、信号選択スイッチ１１、１２、１３とを有して構成される。このような構成において、この画像雑音除去回路は水平、垂直エッジ検出回路３、２の出力を元に、メディアンフィルタ８、９のかかった信号と、かかっていない信号とを切替えて出力することにより、画像のエッジ部分では、メディアンフィルタのかかっていない信号を出力して細線がぼける問題を回避しつつ、ノイズ低減を実現しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像雑音除去回路のように、エッジ検出回路等他の機能ブロックの出力を用いて信号を切り替える方法では、機能ブロック間における同期が必要なため、タイミング制御が複雑になり、回路規模が増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で画像のエッジ情報を失うことなく、ノイズ低減を実現する画像ノイズ低減方法及び画像処理装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における画像ノイズ低減方法は、注目画素と前記注目画素の周囲画素を画素値の順に並べ替えるステップと、並べ替えた前記画素値の最大値と最小値との差分を求めるステップと、前記差分がしきい値より小さい場合には前記注目画素の画素値を並べ替えた画素のメディアンに置き換えるステップとを有するという構成を有している。この構成により、画像の最大値と最小値の差がしきい値より大きい時はエッジ部分と判定して元の注目画素の値を出力し、小さい時は非エッジ部と判定してメディアン（中央値）を出力することで、簡単な構成により画像のエッジ情報を失うことなく、ノイズの影響を低減することが出来る。
【０００９】
本発明における画像ノイズ低減方法は、注目画素と前記注目画素の周囲画素を画素値の順に並べ替えるステップと、並べ替えた前記画素値の最大値からｍ（ｍは２以上の整数）番目の値と最小値からｎ（ｎは２以上の整数）番目の値との差分を求めるステップと、前記差分がしきい値より小さい場合には前記注目画素の画素値を並べ替えた画素のメディアンに置き換えるステップとを有するという構成を有している。この構成により、簡単な構成で画像のエッジ情報を失うことなく、画像に生じる信号レベルの低いノイズの影響とインパルスノイズの影響を低減することが出来る。
【００１０】
本発明における画像ノイズ低減方法は、前記注目画素と前記周囲画素とを画素値の順に並べ替えるステップが、並べ替えた画素の画素値と列番号とを記録するステップと、前記注目画素に隣接する隣接画素の処理を行う際に、前記注目画素で並べ替えられた画素値の集合から前記注目画素のみの周囲にある画素のみを削除し、前記隣接画素のみの周囲にある画素の画素値を加えて並べ直すステップとを有するという構成を有している。この構成により、画素を画素値の順に並べ替える際の処理負担を軽減することが出来る。
【００１１】
本発明における撮像装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像ノイズ低減方法を実行するノイズ低減部を有するという構成を有している。この構成により、画像のエッジ情報を失うことなく、簡単な構成によりノイズの影響を低減した画像を得ることが出来る撮像装置を実現することが出来る。
【００１２】
本発明における画像処理装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像ノイズ低減方法を実行するノイズ低減部を有するという構成を有している。この構成により、画像のエッジ情報を失うことなく、簡単な構成によりノイズの影響を低減した画像を得ることが出来る画像処理装置を実現することが出来る。
【００１３】
本発明における撮像装置は、画素は映像信号を増幅して変換され、前記画素値の増幅量に応じ画像の微妙な変化をノイズとせず、画像の大きな変化をエッジとなるノイズにしない値に前記しきい値を制御するしきい値制御手段を有するという構成を有している。この構成により、撮像環境、特に被写体の明るさに合わせた良好なノイズ低減処理を施した画像が得られる撮像装置を実現することが出来る。
【００１４】
本発明における画像処理装置は、画像の撮像状況記録および統計情報を用いて前記しきい値を調整するしきい値制御手段を有するという構成を有している。この構成により、撮像時の状況特に被写体の明るさに合わせた良好なノイズ低減処理を施した画像が得られる画像処理装置を実現することが出来る。
【００１５】
本発明におけるプログラムは、請求項１ないし３のいずれかに記載の各ステップをコンピュータに実行させるという構成を有している。この構成により、請求項１ないし３のいずれかに記載の各ステップを他のコンピュータで実行させることが可能となる。
【００１６】
本発明におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項８に記載のプログラムを記録したという構成を有している。この構成により、請求項８に記載のプログラムを記録した記録媒体を他のコンピュータで読み取り、実行させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の第１ないし第８の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の構成を説明する。
以下、本実施の形態においては、図２に示すような、注目画素２２１とその周囲画素（３＊３）２２２を用いて処理を行う例を用いて説明する。以下の説明では３＊３画素を用いるが、本発明の実施にあたり、３＊３画素に限定するものではない。
【００１８】
図１に示す画像処理装置は、入力した画像信号を１ライン分遅延して、注目画素２２１の上下のラインの画素データ（画素値）が得られるラインメモリ１１１と、画像信号を１画素分遅延して、注目画素２２１の左右の画素データ（画素値）が得られる遅延回路１１２と、ラインメモリ１１１および遅延回路１１２から入力した画素値の大小を比較して並べ替えを行い、その最大値、メディアン、最小値を出力する並べ替え部１１３と、並べ替え部１１３の出力の最大値と最小値の差分を求める減算器１１４と、その差分をしきい値と比較する比較器１１５と、比較結果により元の注目画素２２１の値かメディアンの値のどちらかを選択する選択器１１６とを有する（選択の仕方は後述する）。また、並べ替え部１１３と、減算器１１４と、比較器１１５と、選択器１１６とにより、メディアンフィルタとしての機能を実現する。なお、並べ替え部１１３は画素を画素値の順に並べ替える処理を行うものであり、メディアン（中央値）を求める際に必ず必要になるものである。
【００１９】
次に、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の動作を説明する。
画像処理装置に入力した画像信号をラインメモリ１１１により１ライン分遅延して得られた注目画素２２１の上下のラインの画素データと、画像信号を１画素分遅延して得られた注目画素２２１の左右の画素データと、画像中の注目画素２２１とが並べ替え部１１３に入力される。メディアンフィルタとしての機能の一部を有する並べ替え部１１３では、入力された値の大小関係を比較して並べ替えを行い、その最大値、メディアン、最小値を出力する。減算器１１４により並べ替え部１１３の出力の最大値と最小値の差分を求め、比較器１１５によってその差分としきい値との大小を判定する。その比較結果に従って、選択器１１６により元の注目画素２２１の値かメディアンのどちらを出力するかを選択する。
【００２０】
次に、図３を参照して、注目画素２２１とその周囲画素２２２の値の関係をグラフにより説明する。図３において、横軸が画素値で右へ行くほど輝度が高く、縦軸は画素数である。図３Ａは非エッジ部分のイメージであり、最大値３３３と最小値３３１の差が小さく、画像のこの部分は画像のほぼ均一な部分つまり非エッジ部分であると考えることが出来る。逆に図３Ｂでは最大値３３６と最小値３３４の差が大きく、エッジ部分と考えることが出来る。
具体的には、最大値と最小値の差分がしきい値以上の場合は、注目画素２２１の周囲は画像のエッジ部分と考えてフィルタのかからない元の注目画素２２１の値を出力する。しきい値以下の場合は注目画素２２１の周囲は画像の非エッジと判定し、メディアンフィルタのかかった値を出力することにより、ノイズの影響を低減することができる。
【００２１】
このような構成とすることにより、メディアンを求めるために必要な並べ替え部１１３の出力を用いて画像のエッジ部分か非エッジ部分かの判定を行うことができ、従来のように別にエッジ検出ブロックを設け、その結果を用いて制御を行う必要が無く、簡単な構成でノイズ低減処理を実現することが出来る。
注目画素２２１と周囲の画素２２２の値を用いて処理を行うことは画像信号処理においては一般的な処理であり、他の処理ブロックにラインメモリ１１１と遅延回路１１２が実装されているならば、それを使用することにより、図１に示す画像処理装置からラインメモリ１１１と遅延回路１１２とを削除することも出来る。
【００２２】
（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置について説明する。
図４に示す本実施の形態における画像処理装置の構成は図１に示すものと同様であるが、図４に示す並べ替え部４４３からは、最大値に代わり最大値からｍ番目の値を出力し、最小値に代わり最小値からｎ番目の値を出力ことが第１の実施の形態のものと異なる点である。
【００２３】
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の動作を説明する。
まず、第１の実施の形態における場合と同様に、ラインメモリ４４１と遅延回路４４２を使用して注目画素２２１とその周囲画素２２２の値を並べ替え部４４３に入力する。並べ替え部４４３では、入力した注目画素２２１とその周囲画素２２２の値の大小関係を比較して並べ替えを行い、そのメディアンと、最大値からｍ番目の値と、最小値からｎ番目の値を出力する（ｍ、ｎは２以上の整数）。
減算器４４４により最大値からｍ番目の値と最小値からｎ番目の値の差分を求め、比較器４４５によりその差分としきい値との大小を判定する。その判定結果に従い、選択器４４６により元の注目画素２２１の値か、メディアンの値のどちらを出力するかを制御する。比較器４４５において差分がしきい値以上の場合は注目画素２２１の周囲画素２２２はエッジ部分と考えて元の注目画素２２１の値を、そうでなければメディアンを出力する。
【００２４】
撮像素子がＣＣＤやＣＭＯＳといった固体撮像素子である場合、欠陥画素や温度キズによって画素の値が極端に大きい画素や極端に小さい画素が存在する場合がある。製造過程の検査において、大きく繋がった画素が欠陥である場合や、あまりに多くの画素が欠陥の場合は不良品とされるが、ある程度以下の場合は良品とされるため、画像の中に極端に大きな値や小さな値の、ごま塩ノイズやインパルスノイズと呼ばれるノイズが散在することがある。
このような場合、注目画素２２１とその周囲画素２２２の値をグラフ化すると、図３Ｃのようになる。キズの画素３１０は他の値から極端に外れて大きな（または小さな）値となるが、最大値からｍ番目の値３３９と、最小値からｎ番目の値３３７の差はしきい値を超えないので、インパルスノイズがあっても、非エッジ部分と判定することが出来る。
【００２５】
画像のエッジ部分の場合には図３Ｄのように、（図３Ｄは図３Ｂと全く同じグラフである）値が大きい部分と小さい部分それぞれに分布することが期待でき、最大値からｍ番目の値３１３と、最小値からｎ番目の値３１１の差はしきい値を超えるのでエッジ部分と判定することが出来る。ただし、エッジ部分か非エッジ部分かの判定能力は第１の実施の形態のものと比較すると悪くなるので、画像のインパルスノイズが目立つ時に本実施の形態を用いるのが好ましい。
なお、ｍ、ｎは処理の用いる周囲画素の数にもよるが、２または３程度が好ましい。
【００２６】
（第３の実施の形態）
次に、図５および図６と、図７のフローチャートとを参照して、本発明の第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置について説明する。
メディアンフィルタを実現するには、データを値の順に並べ替える必要があるが、並べ替えるデータ数が多くなるほど並べ換え処理は複雑となり、データ数ｎに対してＯ（ｎ＊ｎ）やＯ（ｎｌｏｇ  ｎ）といったオーダで処理量は増加する（ここで、Ｏはオーダを意味する）。
ところで、画像処理は各ライン毎に左から右に１画素ずつ行っていくのが一般的である。すると、図５に示すように、Ｎ列目の処理に使用する画素５５１とＮ＋１列目の処理に使用する画素５５２は重なっており、この重なっている部分５５３の並べ替えはＮ列目の処理で既に行われているので、これを利用して、Ｎ列目の並べ替え結果から一番左の画素の値を削除し、新たに右の列の画素を追加することにより処理量を削減することが出来る。すなわち、この並べ替え処理は、リスト構造（図６）と挿入ソート（アルゴリズム）とを使用することにより上記のように実現することができる。
【００２７】
図６Ａは並べ替えに用いるリストと呼ばれるデータ構造を示している。１つデータの単位であるレコードは“画素の値６６１”、“画素の列番号６６２”、“次レコードへのポインタ６６３”から成る。“次レコードへのポインタ６６３”は次のレコードの位置を指し示し、レコードが順々に繋がってリスト構造を構成する。
【００２８】
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の動作を説明する。
まず、図７Ａを参照して、挿入ソートの動作を説明する。まずは、ステップＳ７７１（以下、ステップの文字は省略する）において、リストから古い列のデータを削除する。この削除処理を処理に用いる周囲画素の行数だけ繰り返すことにより、古い列のデータを全て削除することが出来る（Ｓ７７２）。その後、新しい列のデータを行数の分だけ挿入する（Ｓ７７３）（Ｓ７７４）。
【００２９】
次に、図７Ｂを参照して、リストからレコードを削除する処理動作を説明する。まず、ポインタを先頭レコードに合わせる（Ｓ７７５）。レコードの画素の列番号が古い列であるかどうかを判定し（Ｓ７７６）、そうでなければポインタの値を“次レコードへのポインタ”の値に変更し（Ｓ７７７）、判定処理（Ｓ７７６）に戻る。古い列のデータと判断された場合は、一つ前のレコードの“次レコードへのポインタ”を現在のレコードの“次レコードへのポインタ”に変更することにより、現在のレコードをリストから外す（Ｓ７７８）。リストからレコードを削除するイメージを図６Ｂに示す。
【００３０】
次に、図７Ｃを参照して、リストにレコードを追加する処理動作を説明する。まず、ポインタを先頭レコードに合わせる（Ｓ７７９）。追加したい値と“画素の値”を比較して（Ｓ７８０）小さい場合はポインタの値を“次レコードへのポインタ”の値に変更または設定して（Ｓ７８１）比較処理（Ｓ７８０）に戻る。大きい場合は、一つ前のレコードの“次レコードへのポインタ”を追加レコードへのポインタに設定し（Ｓ７８２）、追加レコードの“次レコードへのポインタ”を前レコードの“次レコードへのポインタ”に変更することで、現在のレコードをリストに追加する（Ｓ７８３）。リストにレコードを追加するイメージは図６Ｃに示す通りである。
【００３１】
挿入ソートのオーダはＯ（ｎ＊ｎ）であるが、以上のような方式を用いることにより、ソート済みのデータを再利用することで処理量を削減することが出来る。なお、本実施の形態においては、リストの先頭レコードや最終レコードの削除および追加についての例外的な処理が発生することについて説明を行わなかったが、先頭と最終にダミーレコードを用意する等の方法で例外的な処理を回避することが出来る。
【００３２】
（第４の実施の形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とする撮像装置について説明する。
図８に示す本実施の形態における撮像装置は、映像信号をアナログ信号に光電変換する撮像素子８８１と、アナログ信号を増幅するアナログゲイン手段８８２と、増幅されたアナログ信号をディジタル画像信号に変換するＡＤ変換手段８８３と、ディジタル画像信号を画像処理する画像信号処理手段８８４とを有し、画像信号処理手段８８４は、画像全体の輝度平均や分布を計測する画素値計測手段８８５と、画素値計測手段８８５の計測結果からアナログゲイン手段８８２およびディジタルゲイン手段８８７のゲイン量を算出するゲイン量制御手段８８６と、ディジタル画像信号を増幅するディジタルゲイン手段８８７と、本発明によりディジタル画像ノイズを低減するノイズ低減手段８８８と、その他様々な画像処理を行う画像処理手段８８９とを備える。
【００３３】
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とする撮像装置の動作を説明する。
まず、撮像素子８８１で光電変換されたアナログ信号はアナログゲイン手段８８２において増幅され、ＡＤ変換手段８８３でディジタル化され、画像信号処理手段８８４で画像処理される。画素値計測手段８８５は画像処理された画像全体の輝度平均や分布を計測し、ゲイン量制御手段８８６はその計測結果を用いて、アナログゲイン手段８８２やディジタルゲイン手段８８７のゲイン量を算出する。ノイズ低減手段８８８は、ディジタルゲイン手段８８７で増幅されたディジタル画像信号に対し、第１ないし第３の実施の形態のいずれか、またはそれらの組み合わせによるノイズ低減処理を実行して、ノイズの影響を低減する。この後、その他様々な画像処理手段８８９による処理が行われて、画像信号を出力することにより、ノイズが低減された良好な画像を得ることが出来る。
なお、図８から分かるように、ノイズ低減手段８８８は独立した１つの機能ブロックであり、従来のようにエッジ検出回路の出力を必要としない。
【００３４】
（第５の実施の形態）
次に、図９を参照して、本発明の第５の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とするディジタル画像処理装置について説明する。
ディジタル化された画像入力信号９９１は、画像情報収集手段９９２で画像全体の輝度平均や分布、色の平均や分布等が計測され、調整量算出手段９９３では、その計測結果に基づき、輝度やコントラスト、色合い等の調整量を算出し、輝度、コントラスト調整手段９９４は、算出した調整量により画像入力信号９９１を調整する。その後、ノイズ低減手段９９５では、調整された画像信号に対し、第１ないし第３の実施の形態のいずれか、またはそれらの組み合わせによるノイズ低減処理を実行して、ノイズの影響を低減する。この後、その他様々な各種画像処理手段９９６による処理が行われて、画像信号を出力することにより、ノイズが低減された良好な画像を得ることが出来る。
【００３５】
（第６の実施の形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第６の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とする撮像装置について説明する。
図８に示す本実施の形態における撮像装置は、映像信号をアナログ信号に光電変換する撮像素子１０１と、アナログ信号を増幅するアナログゲイン手段１０２と、増幅されたアナログ信号をディジタル画像信号に変換するＡＤ変換手段１０３と、ディジタル画像信号を画像処理する画像信号処理手段１０４とを有し、画像信号処理手段１０４は、画像全体の輝度平均や分布を計測する画素値計測手段１０５と、画素値計測手段１０５の計測結果からアナログゲイン手段１０２およびディジタルゲイン手段１０８のゲイン量を算出するゲイン量制御手段１０６と、ゲイン量制御手段１０６で求めたゲイン量に従ってしきい値を制御するしきい値制御手段１０７と、ディジタル画像信号を増幅するディジタルゲイン手段１０８と、しきい値制御手段１０７で算出したしきい値を用いて画像のエッジ部分と非エッジ部分を判定してノイズ低減を行うノイズ低減手段１０９と、ノイズ低減された画像信号に対しその他様々な画像処理を実行する各種画像処理手段１０１０とを備える。
【００３６】
次に、図１０を参照して、本発明の第６の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とする撮像装置の動作を説明する。
まず、撮像素子１０１で光電変換されたアナログ信号はアナログゲイン手段１０２において増幅され、ＡＤ変換手段１０３でディジタル化され、画像信号処理手段１０４において画像処理される。画素値計測手段１０５では画像全体の輝度平均や分布が計測され、ゲイン量制御手段１０６は、その結果を用いてアナログゲイン手段１０２およびディジタルゲイン手段１０８のゲイン量を算出する。
しきい値制御手段１０７は、ゲイン量制御手段１０６で求めたゲイン量に従ってしきい値を制御し、ノイズ低減手段１０９はしきい値制御手段１０７で算出したしきい値を用いてディジタルゲイン手段１０８で増幅されたディジタル画像信号に対し、画像のエッジ部分および非エッジ部分の判定を行うことによりノイズ低減を行う。この後、その他様々な画像処理を各種画像処理手段１０１０で行い、画像信号を出力することにより、ノイズが低減された良好な画像を得ることが出来る。
【００３７】
ノイズ低減手段１０９で用いられるしきい値は、画像の輝度に変化があったときに、それがノイズなのか画像なのかを判断するためのものである。しきい値が大きいと、画像の微妙な変化をノイズとしてフィルタ処理をかけてしまい。画質劣化の原因となる。逆にしきい値が小さいと、大きなノイズをエッジと誤判定してしまい、ノイズを除去することができない。故に、しきい値の決定は非常に大きくノイズ低減の効果を左右する。きい値はノイズレベル上限程度に設定されることが望ましい。
ノイズは撮像素子の暗電流、アナログノイズやディジタルノイズが映像信号に乗ることから発生するが、アナログゲインやディジタルゲインによってノイズも増幅されてしまう。被写体が暗くゲイン量が大きい時にはノイズも大きくなるのでしきい値を大きく、逆に被写体が明るくゲイン量が小さい時には、しきい値を小さくすることにより良好なノイズ低減効果を得ることが出来る。
【００３８】
（第７の実施の形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第７の実施の形態におけるノイズ低減手段を構成要素とするディジタル画像処理装置について説明する。
ディジタル化された画像入力信号１１１０は画像情報収集手段１１２０で画像全体の輝度平均や分布、色の平均や分布等が計測される。近年の撮像装置には撮像時の絞りやシャッタ速度、ゲイン量等の撮影状況を画像情報と共に撮影状況記録１１３０として出力することが出来る。調整量算出手段１１４０では、画像情報収集手段１１２０の出力と撮影状況記録１１３０の情報を用いて輝度やコントラスト、色合い等の調整量を算出し、輝度、コントラスト調整手段１１６０にて画像入力信号１１１０の調整を行う。しきい値算出手段１１５０では調整量算出手段１１４０の輝度調整量情報からしきい値を算出する。ノイズ低減手段１１７０では、しきい値算出手段１１５０で求めたしきい値を用いてエッジ判定を行い、ノイズ低減処理を実行する。この後、その他様々な各種画像処理手段１１８０において画像処理を行い、画像信号を出力する。
このように、入力画像から得られた情報と、撮影状況の記録から得られたゲイン状態とからしきい値を制御することにより、良好なノイズ低減効果を得ることが出来る。
【００３９】
（第８の実施の形態）
次に、図１２のフローチャートを参照して、本発明の第８の実施の形態におけるノイズ低減処理方法の手順を説明する。
まず、この処理を注目画素（図２の２２１）の周囲３＊３画素を用いて行う場合、注目画素２２１のＹ座標を１にセットし（Ｓ１２１）、Ｘ座標を１にセット（Ｓ１２２）する。注目画素２２１とその周囲３＊３画素（図２の２２２）の輝度値をメモリやレジスタから取得し（Ｓ１２３）、第３の実施の形態で説明したような並べ替え処理（Ｓ１２４）を行う。並べ替え後の最大値と最小値の差がしきい値より大きいか否か判定し（Ｓ１２５）、大きければエッジ部分と判定して注目画素２２１の値を出力し（Ｓ１２６）、小さければ非エッジ部分と判定してメディアンを出力する（Ｓ１２７）。ノイズ低減処理は画像の左上から右上に行い、次に１行下がって左から右へと、画像右下まで順に処理を行ってゆく（Ｓ１２８）（Ｓ１２９）。
【００４０】
このようなノイズ低減処理を行うノイズ低減機能アルゴリズムを実行するプログラムを、ＭＰＵ、ＤＳＰ等のコンピュータで実行することにより、画像入力信号のノイズ低減処理を実現することができる。
なお、前記ノイズ低減機能アルゴリズムを実現するプログラムは，磁気ディスク、光磁気ディスク，ＲＯＭ等の記録媒体に記録することができる。この記録媒体をコンピュータで読み取ってＭＰＵ、ＤＳＰ等で実行することにより画像のノイズ低減処理を実現することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明における画像ノイズ低減方法及び画像処理装置は、上記のように構成され、特に、注目画素とその周囲画素の画素値による並べ替えを行い、その最大値と最小値の差により、エッジ部分か非エッジ部分かを判定して、出力を注目画素の画素値とメディアンとで切り替えることにより、他にエッジ検出回路を必要とすることなく、簡単な構成で、画像のエッジ情報を減失せずに、ノイズ低減処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の構成を示すブロック図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像ノイズ低減方法に用いる画素のイメージ図、
【図３】本発明の第１、第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法に用いる注目画素とその周囲画素の画素値を示すグラフ、
【図４】本発明の第２の実施の形態における画像ノイズ低減方法を実現する画像処理装置の構成を示すブロック図、
【図５】本発明の第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法に用いる画素のイメージ図、
【図６】本発明の第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法に用いるリスト構造の例を示す図、
【図７】本発明の第３の実施の形態における画像ノイズ低減方法に用いるリスト構造を制御するフローチャート、
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減手段を用いた撮像装置の構成を示すブロック図、
【図９】本発明の第５の実施の形態におけるノイズ低減手段を用いたディジタル画像処理装置の構成を示すブロック図、
【図１０】本発明の第６の実施の形態におけるノイズ低減手段を用いた撮像装置の構成を示すブロック図、
【図１１】本発明の第７の実施の形態におけるノイズ低減手段を用いたディジタル画像処理装置の構成を示すブロック図、
【図１２】本発明の第８の実施の形態におけるノイズ低減処理方法の処理手順を示すフローチャート、
【図１３】従来の画像雑音除去回路のブロック図。
【符号の説明】
１１１、４４１  ラインメモリ
１１２、４４２  遅延回路
１１３、４４３  並べ替え部
１１４、４４４  減算器
１１５、４４５  比較器
１１６、４４６  選択器
２２１  注目画素
２２２  周囲画素
３３１、３３４  最小値
３３２、３３５、３３８、３１２  メディアン
３３３、３３６  最大値
３３７、３１１  最小値からｎ番目の値
３３９、３１３  最大値からｍ番目の値
３１０  キズ画素の値
５５１  Ｎ列目の処理に使用する画素
５５２  Ｎ＋１列目の処理に使用する画素
５５３  両方の処理で共通して使用する画素
６６１  画素の値
６６２  列番号
６６３  次のレコードへのポインタ
Ｓ７７１  レコード削除
Ｓ７７２  周囲画像の行数だけループ
Ｓ７７３  レコード追加
Ｓ７７４  周囲画像の行数だけループ
Ｓ７７５  ポインタを先頭レコードに合わせる
Ｓ７７６  古い列のレコードか判定
Ｓ７７７  ポインタを移動
Ｓ７７８  一つ前のレコードと次のレコードをつなぐ
Ｓ７７９  ポインタを先頭レコードに合わせる
Ｓ７８０  画素値の大小判定
Ｓ７８１  ポインタを移動
Ｓ７８２  一つ前のレコードと追加レコードをつなぐ
Ｓ７８３  追加レコードと次のレコードをつなぐ
８８１、１０１  撮像素子
８８２、１０２  アナログゲイン手段
８８３、１０３  ＡＤ変換手段
８８４、１０４  画像信号処理手段
８８５、１０５  画素値計測手段
８８６、１０６  ゲイン量制御手段
８８７、１０８  ディジタルゲイン手段
８８８、９９５、１０９、１１７０  ノイズ低減手段
８８９、９９６、１０１０、１１８０  各種画像処理手段
９９１、１１１０  画像入力信号
９９２、１１２０  画像情報収集手段
９９３、１１４０  調整量算出手段
９９４、１１６０  輝度、コントラスト調整手段
１０７  しきい値制御手段
１１３０  撮像情報記録手段
１１５０  しきい値算出手段
Ｓ１２１  Ｙ座標初期化
Ｓ１２２  Ｘ座標初期化
Ｓ１２３  注目画素と周囲画素の値を取得
Ｓ１２４  並べ替え処理
Ｓ１２５  注目画素がエッジかどうか判定
Ｓ１２６  注目画素の値を出力
Ｓ１２７  メディアン値を出力
Ｓ１２８  Ｘ座標最後まで繰り返し
Ｓ１２９  Ｙ座標最後まで繰り返し
１  入力端子
２  垂直エッジ検出回路
３  水平エッジ検出回路
４  判定回路
５、６、７、１０  遅延回路
８、３ラインメディアンフィルタ
９、９画素メディアンフィルタ
１１、１２、１３  信号選択スイッチ
１４  出力端子
【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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