(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配置された複数のピクセルの各ピクセルについて、各ピクセルを中心とする周囲のピクセルについて平均値と、メディアン値を算出する工程と、
算出したピクセルの平均値が、仮想的なエッジであるか否かを判定する工程と、
算出したピクセルの画像データに、ノイズが含まれているか否かを判定する工程と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジであり、かつ、ノイズが含まれていない場合は、注目ピクセルの画像データをその注目ピクセルの画像データとする工程と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジでありノイズが含まれている場合、仮想的なエッジではなくノイズが含まれていない場合、または、仮想的なエッジではなくノイズが含まれている場合は、対応するメディアン値を注目ピクセルの画像データとする工程と
を含む、画像データ処理方法。
【請求項２】
前記仮想的なエッジを判定する工程において、
注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルを中心とする周囲のピクセルの平均画像データ値とについて、マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの斜め方向において、ほぼ左半分のピクセル領域の平均画像データ値の最大値と最小値との差を求め、および、ほぼ右半分のピクセル領域の平均画像データ値の最大値と最小値との差を求め、
両者の差のいずれかが所定のしきい値を越えている場合、仮想的なエッジであると判定する、
請求項１に記載の画像データ処理方法。
【請求項３】
前記仮想的なエッジを判定する工程において、
注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルを中心とする周囲のピクセルの平均画像データ値とについて、
マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの水平方向において、注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルの前後のピクセルの平均画像データ値との差が所定のしきい値を越えている場合、水平方向にエッジがあると判定し、
マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの垂直方向において、注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルの前後のピクセルの平均画像データ値との差が所定のしきい値を越えている場合、垂直方向にエッジがあると判定する、
請求項１に記載の画像データ処理方法。
【請求項４】
前記仮想的なエッジを判定する工程において、
注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルを中心とする周囲のピクセルの平均画像データ値とについて、
マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの第１の対角方向において、注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルの前後のピクセルの平均画像データ値との差が所定のしきい値を越えている場合、第１の対角方向にエッジがあると判定し、
マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの第２の対角方向において、注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルの前後のピクセルの平均画像データ値との差が所定のしきい値を越えている場合、第２の対角方向にエッジがあると判定する、
請求項３に記載の画像データ処理方法。
【請求項５】
前記ノイズの判定工程において、
注目ピクセルの画像データと、該注目ピクセルの周囲の画像データとの差が所定のレベルを越えている場合、該注目ピクセルの画像データにノイズが含まれているとする、
請求項１〜４のいずれかに記載の画像データ処理方法。
【請求項６】
２次元状に配置された複数のピクセルの各ピクセルについて、各ピクセルを中心とする周囲のピクセルについて平均値と、メディアン値を算出する手段と、
算出したピクセルの平均値が、仮想的なエッジであるか否かを判定する手段と、
算出したピクセルの画像データに、ノイズが含まれているか否かを判定する手段と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジであり、かつ、ノイズが含まれていない場合は、注目ピクセルの画像データをその注目ピクセルの画像データとする手段と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジでありノイズが含まれている場合、仮想的なエッジではなくノイズが含まれていない場合、または、仮想的なエッジではなくノイズが含まれている場合は、対応するメディアン値を注目ピクセルの画像データとする手段と
を含む、画像データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理技術に関するものであり、特に、ノイズの影響を排除しながら画像のエッジ（輪郭）を正確に検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理において、種々の方法でエッジを検出することが行われている（たとえば、特許文献１〜４）。
画像データにはノイズが重畳していることが多い。たとえば、夜間、暗場所などを撮像すると、撮像手段、たとえば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサの利得を高くする必要があり、ノイズを増加させる。また、データズーム処理を行ったときも、ノイズが拡大されて画像が劣化する場合がある。さらに、撮像装置の内部または撮像装置の外部から撮像信号に電気的なノイズが重畳することがある。さらに、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像信号をディジタルに変換するときの、アナログ／ディジタル変換器の変換のバラツキによる誤差の影響を受けることもある。
したがって、エッジ検出に際して、ノイズの影響を排除することが必要となる。
【０００３】
そのようなノイズ処理対策としては、メディアン・フィルタを使用することが提案されている。しかしながら、画像データ全体にメディアン・フィルタを適用すると、画像のエッジがぼけてしまい、解像度が低下する。
【０００４】
特許文献５は、そのような問題を克服することを提案している。特許文献５に記載されている内容の概要を述べる。注目ピクセル（注目ピクセル）の画像データと、注目ピクセルの周囲の画像データの最大値からｎ番目までの値を求める。さらに、注目ピクセルの画像データと、注目ピクセルの周囲の画像データの最小値からｍ番目までの値を求める。最大値と最小値との差がしきい値より大きい時はエッジとし判断して、注目ピクセルの画像データとしてその注目ピクセルの画像データとする。他方、最大値と最小値との差がしきい値より小さい時はエッジではない判断して、注目ピクセルの画像データをメディアン値にする。
【特許文献１】特開２００５−１４９２６６号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５６８１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５９３３１号公報
【特許文献４】特開２００４−２７２８８５号公報
【特許文献５】特開２００４−１６６０１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、特許文献５に記載された方法では、下記に述べる問題に遭遇する。
注目ピクセルのメディアン・フィルタのオン・オフの判断を９ピクセルの画像データのみで行うため、ランダムノイズ、固定パターンのノイズの多い画像データでは、平坦箇所内のピクセルの画像データの処理結果の順序が、「メディアン値」、「メディアン値」、「元の画像データ」、「メディアン値」といったように、メディアン値の中に元の画像データがあるなど、不連続性か起き、画像の不自然さが目立つことがある。
特に、デジタル・ズーム処理を行った時に、画像の不自然さが目立つ。
【０００６】
また、特許文献１〜４に種々のエッジ処理技術が提案されているが、簡単な方法で、あるいは、簡単な装置構成で、迅速に、かつ、正確にエッジを検出したいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、２次元状に配置された複数のピクセルの各ピクセルについて、各ピクセルを中心とする周囲のピクセルについて平均値と、メディアン値を算出する工程と、
算出したピクセルの平均値が、仮想的なエッジであるか否かを判定する工程と、
算出したピクセルの画像データに、ノイズが含まれているか否かを判定する工程と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジであり、かつ、ノイズが含まれていない場合は、注目ピクセルの画像データをその注目ピクセルの画像データとする工程と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジでありノイズが含まれている場合、仮想的なエッジではなくノイズが含まれていない場合、または、仮想的なエッジではなくノイズが含まれている場合は、対応するメディアン値を注目ピクセルの画像データとする工程と
を含む、画像データ処理方法が提供される。
【０００８】
また本発明によれば、上記画像データ処理方法を実施する装置が提供される。
すなわち、本発明によれば、２次元状に配置された複数のピクセルの各ピクセルについて、各ピクセルを中心とする周囲のピクセルについて平均値と、メディアン値を算出する手段と、
算出したピクセルの平均値が、仮想的なエッジであるか否かを判定する手段と、
算出したピクセルの画像データに、ノイズが含まれているか否かを判定する手段と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジであり、かつ、ノイズが含まれていない場合は、注目ピクセルの画像データをその注目ピクセルの画像データとする手段と、
上記判定した結果が、仮想的なエッジでありノイズが含まれている場合、仮想的なエッジではなくノイズが含まれていない場合、または、仮想的なエッジではなくノイズが含まれている場合は、対応するメディアン値を注目ピクセルの画像データとする手段と
を含む、画像データ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、仮想的なエッジ判定とノイズ判定との結果に基づいて、最終的なエッジ判定処理を行う。そして、仮想的なエッジであり、かつ、ノイズが含まれていない場合は、注目ピクセルの画像データをその注目ピクセルの画像データとし、それ以外の場合は、対応するメディアン値を注目ピクセルＰijの画像データとするので、ランダムノイズや、固定パターンノイズが多い場合でも、画像のエッジを保存したまま、ノイズ低減を行うことができる。
【００１０】
本発明の画像データ処理方法は簡単であり、迅速に処理を行うことができる。
また本発明の画像データ処理装置の構成は簡単であり、迅速に処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の画像のエッジを検出する方法および画像のエッジを検出する装置の実施の形態を添付図面を参照して述べる。
図１は、本発明の実施の形態の画像のエッジを検出する部分を含む画像処理装置の構成図である。
図２は１フレーム分の画像データの配列の概要を図解した図である。
図３は図１に図解した画像のエッジを検出する装置における画像処理、特に、エッジ処理を説明するフローチャートである。
【００１２】
画像処理装置の構成
本発明の実施の形態の画像処理装置１は、撮像手段１０と、信号処理手段２０と、フレームメモリ３０と、表示装置５０とを有する。
撮像手段１０として、たとえば、ＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）、Ｃ−ＭＯＳセンサなどの種々の撮像手段を用いることができる。以下、撮像手段１０として、ＣＣＤ１００を用いた場合について述べる。
信号処理手段２０は、以下に述べる画像信号処理を行う手段てあり、たとえば、コンピュータなどの信号処理プロセッサを用いることができる。以下、信号処理手段２０として、信号処理プロセッサを用いた場合について例示する。
【００１３】
信号処理手段２０の１例としての信号処理プロセッサ２００は、図１に例示したように、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）２０１、後述する処理を行うプログラム、固定データなどが格納されているＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＣＣＤ１００とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部２０４、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０５、ワークメモリ２０６、表示装置５０とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部２０７、および、バス２０８を有する。
これら、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、Ｉ／Ｆ部２０４、Ａ／Ｄ変換部２０５、ワークメモリ２０６、Ｉ／Ｆ部２０７がバス２０８を介してＣＰＵ２０１に接続されている。
ＲＡＭ２０３は、後述する信号処理におけるデータの一時的な保存などに使用する。
【００１４】
なお、ＣＰＵ２０１、ワークメモリ２０６を含む信号処理プロセッサ２００、および、フレームメモリ３０が、本発明の画像データ処理装置の各手段を構成している。
【００１５】
ワークメモリ２０６は、本実施の形態においては、各ピクセルごとの、画像平均値の保存、仮想的なエッジの有無の記憶、ノイズが含まれているか否か状態の記憶、最終的なエッジの有無の記憶などに使用する。
たとえば、仮想的なエッジであると判断された仮想的なエッジを示すピクセルの位置のワークメモリ２０６のメモリ部分には、論理「１」がセットされ、仮想的なエッジではないと判断された場合は、論理「０」がセットされる。
同様に、注目ピクセルＰijの画像データにノイズが含まれている判断されたときは、ピクセルの位置のワークメモリ２０６の該当する部分には、論理「１」がセットされ、ノイズが含まれていないと判断された場合は、論理「０」がセットされる。
また、最終的にエッジが検出されたと判断されたエッジ検出を示すピクセルの位置のワークメモリ２０６のメモリ部分には、論理「１」がセットされ、最終的にエッジがないないと判断された場合は、論理「０」がセットされる。
このように、ワークメモリ２０６をみると、各ピクセルの状態が、たとえば、仮想的なエッジがあるか否か、ノイズが含まれていないか否か、あるいは、最終的にエッジが検出されたか否かを一覧できる。
本実施の形態においてはＲＡＭ２０３とワークメモリ２０６とを独立に設けた場合について述べたが、ＲＡＭ２０３をワークメモリ２０６として使用することも可能である。
【００１６】
フレームメモリ３０は、ＣＣＤ１００が撮像した画像を、１フレーム分記憶するメモリである。なお、１フレームは、図２に例示したように、（水平方向にｍ列）×（垂直方向にｎ行）のピクセルで構成されていると仮定している。
本実施の形態においては、フレームメモリ３０には、各ピクセルごと、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）ごとの３種の信号を記憶される場合について述べる。以下の記述においては、ＣＣＤ１００から読み取った赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についてそれぞれエッジ処理を行う場合について述べる。
もちろん、フレームメモリ３０には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の信号に代えて、輝度データと、２種の色差データを格納することもできる。その場合、エッジ処理は、輝度信号についてのみ行えばよい。
【００１７】
表示装置５０は、信号処理プロセッサ２００の処理結果を表示する表示装置、たとえば、ＬＣＤである。
【００１８】
画像処理装置の概略処理内容
図３を参照して画像処理装置１の動作を述べる。
【００１９】
ステップ１、撮像処理
ＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ部２０４を介してＣＣＤ１００を駆動する。
ＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ部２０４を介して、ＣＣＤ１００の撮像結果を入力し、Ａ／Ｄ変換部２０５でアナログの撮像信号をデジタル値に変換し、変換したデジタル撮像信号を順次、フレームメモリ３０に記憶していく。
フレームメモリ３０には、１フレーム分の画像データ、たとえば、ＲＧＢ成分の３種の画像データをフレームメモリ３０に格納する。
フレームメモリ３０に格納される画像データは、たとえば、図２に例示したように、１フレーム分が水平方向と垂直方向の２次元的に（マトリクス状に）配列されている。１フレームの画像データは、ＲＧＢ成分の３種の画像データごとにそれぞれ、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素（ピクセル）で構成されている。
【００２０】
ステップ２、表示処理
ＣＰＵ２０１は、フレームメモリ３０に格納された画像データを、表示装置５０の表示方式に応じて読みだして表示装置５０に出力する。
これにより、表示装置５０に、撮像手段１０で撮像した画像が表示される。
【００２１】
ステップ３、エッジ判定の有無のチェック
ＣＰＵ２０１は、エッジ判定処理が必要なタイミングか否かをチェックし、エッジ判定が必要な場合は、エッジ判定処理を行う。
エッジ判定処理は、撮像の度、たとえば、１秒に３０回、毎回行うこともできるし、所定の周期、たとえば、１秒に一度、間欠的に行うこともできる。
あるいは、ユーザーあるいは他の装置から指示または要求があった場合など、デマンド的に行うこともできる。
【００２２】
ステップ４、エッジ判定処理
ＣＰＵ２０１は、エッジ判定処理が必要な場合、図４（第１実施の形態）および図７（第２実施の形態）を参照して述べるエッジ判定処理を行う。
【００２３】
エッジ判定処理、第１実施の形態
図４を参照して第１実施の形態のエッジ判定処理を述べる。
【００２４】
ステップ１１、平均画像データ値計算およびメディアン値計算
ＣＰＵ２０１は、エッジ判定処理の前処理として、平均画像データ値ＡＶと、メディアン値ＭＤとを計算する。
フレームメモリ３０に格納されている画像データは、たとえば、図２に例示したように、１フレーム分のＲＧＢ成分の画像データそれぞれが、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素（ピクセル）で構成されている。以下、代表してＲ成分の画像データについて述べる。
【００２５】
平均画像データ値ＡＶの計算
平均画像データ値ＡＶは仮想的なエッジの判定に用いる。
本実施の形態において、図５（Ａ）に図解したように、注目ピクセル（特定ピクセル、または特定画素）Ｐijを中心として、その周囲の１ピクセルの分、合計９ピクセルの画像データＰi-1,j 〜Ｐi+1,j+1 について合計し、加算個数＝９で割って注目ピクセルＰijの平均画像データ値ＡＶＰijを求める。
これを１フレーム分の全てのピクセルの画像データについて計算する。
具体的には、ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijと、その周囲の８個のピクセルの画像データ、たとえば、Ｒ成分の画像データをフレームメモリ３０から読み出し、ＲＡＭ２０３に保存し、これら９個のピクセルの画像を加算し、９で割って注目ピクセルＰijの平均値ＡＶＰijを求める。ＣＰＵ２０１は、求めた平均値ＡＶＰijをワークメモリ２０６の対応するピクセルＰijの平均画像データ値記憶部分に記憶する。
【００２６】
平均画像データ値ＡＶＰijの算出方法としては、上述した単純平均値のほか、重み係数を考慮して平均値を求めることもできる。たとえば、注目ピクセルＰijの重み係数を２として、その周囲のピクセルの画素の重み係数を１として、重み係数を乗じた各ピクセルの画像データを合計し、加算結果を１０で割って、重み付けした平均値ＡＶＰijを求めることもできる。ＣＰＵ２０１は、このようにして求めた重み付けした平均値ＡＶＰijをワークメモリ２０６の注目ピクセルＰijの平均画像データ値記憶部分に記憶する。
【００２７】
なお、１フレームの周辺では、注目ピクセルの周囲に、１ピクセル分の画素データが存在しない。
そこで、ＣＰＵ２０１は、４隅の注目ピクセルについては、たとえば、左隅の注目ピクセルについては、たとえば、図５（Ｂ）に図解したように、その周囲の３個のピクセルの画像データを用いて平均値を求める。上記同様、単純平均値を求めるか、重み付け平均値を求めるかは、適宜決定する。
ＣＰＵ２０１は、このようにして求めた平均画像データ平均値ＡＶＰijをワークメモリ２０６の注目ピクセルＰijの平均画像データ値記憶部分に記憶する。
なお、４隅の注目ピクセルについては、その外部にはエッジは存在しないから、ＣＰＵ２０１は、これら４隅の注目ピクセルの外部のエッジ判定処理は行わない。
【００２８】
同様に、フレームメモリ３０の周辺部分の注目ピクセルについては、たとえば、図５（Ｃ）に図解したように、たとえば、上辺のピクセルについては、その周囲の５個のピクセルの画像データとの平均画像データ平均値を求める。
ＣＰＵ２０１は、このようにして求めた平均画像データ値ＡＶＰijをワークメモリ２０６の注目ピクセルＰijの平均画像データ値記憶部分に記憶する。
この場合も、辺の外側にはエッジは存在しないから、ＣＰＵ２０１は、これら辺のピクセルの外側のエッジ判定処理は行わない。
【００２９】
メディアン値の計算
メディアン値ＭＤは最終的な注目ピクセルの値を決定するときに使用する。
ＣＰＵ２０１は、上記平均画像データ値ＡＶの計算と並行して、メディアン値ＭＤ、すなわち、中央値を求める。
メディアン値ＭＤの求め方は、たとえば、上述した特許文献１〜５に記載のメディアン値の計算と同様である。
ＣＰＵ２０１は、求めたメディアン値ＭＤを、ワークメモリ２０６の各ピクセルＰijのメディアン値記憶領域に記憶する。
【００３０】
ステップ１２〜１５、仮想的なエッジ判断処理
各ピクセルについて平均画像データ値が得られたら、ＣＰＵ２０１は、各注目ピクセルについての平均画像データ値が、隣接するピクセルの画像データとの関係において、エッジであるか否かを仮想的に判断する。
仮想的なエッジとは、後述する最終的なエッジの判断に対して、この処理において、一時的にエッジとして判断されたことを言う。
【００３１】
ステップ１２、差分計算
第１実施の形態のエッジ判定処理は、注目ピクセルの平均画像データ値と、該注目ピクセルを中心とする周囲のピクセルの平均画像データ値とについて、マクリスク状に配置されたこれらのピクセルの斜め方向において、ほぼ左半分のピクセル領域の平均画像データ値の最大値と最小値との差を求め、ほぼ右半分のピクセル領域の平均画像データ値の最大値と最小値との差を求めて行う。
図６（Ａ）は、注目ピクセルＰijの画像データ、たとえば、Ｒ成分の平均画像データ値ＡＶＰijと、その周辺のピクセルの平均画像データ値ＡＶを図解した図である。
ＣＰＵ２０１は、図６（Ａ）に図解した２次元状に配置された平均画像データ値ＡＶを、図６（Ｂ）に図解したように、１列に並べて、たとえば、ＲＡＭ２０３に記憶する。
ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijの平均画像データ値ＡＶＰijを基準として、その左側の差分Ｌδと、右側の差分Ｒδとを求める。
すなわち、ＣＰＵ２０１は、左側の差分Ｌδとして、図６（Ｂ）における、５個の平均画像データ値ＡＶＰi-1,j-1 （Ａ0 ）〜ＡＶＰi,j （Ａ4 ）の最大値（ＭＡＸ）と、最小値（ＭＩＮ）との差を求める。
同様に、ＣＰＵ２０１は、右側の差分Ｒδとして、図６（Ｂ）における、５個の平均画像データ値ＡＶＰi,j （Ａ4 ）〜ＡＶＰi+1,j+1 （Ａ8 ）の最大値（ＭＡＸ）と、最小値（ＭＩＮ）との差を求める。
【００３２】
なお、図６（Ａ）のデータ配列を図６（Ｂ）のようなデータ配列にすると、次の注目ピクセルＰi+1,j について、左側の差分Ｌδと右側の差分Ｒδを求めるとき、ＲＡＭ２０３内において、図６（Ｂ）のＡ0 〜Ａ8 のデータを１個ずつ左にずらして、Ａ0 を消去し、ＡＶＰi+1,j+1 （Ａ8 ）の次のピクセルの画像データをＡ8 の位置に挿入していくことで、上述した処理を簡単に行うことができるので、信号処理が簡単となる。
さらに、左側の差分Ｌδと右側の差分Ｒδの演算に使用するＲＡＭ２０３の使用メモリが９個ですむため、メモリ使用の削減の面で利点がある。
【００３３】
ステップ１３〜１５、仮想的なエッジの判定
ＣＰＵ２０１は、左側の差分Ｌδが所定のしきい値以上の場合、または、右側の差分Ｒδが所定のしきい以上の場合、注目ピクセルＰijが仮想的にエッジ部分であると仮定して、仮想エッジフラグＥＦＬＧ＝１とする。
他方、左側の差分Ｌδが所定のしきい値以下、かつ、右側の差分Ｒδが所定のしきい値以下の場合、ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijが仮想的にエッジ部分ではないと仮定して、仮想エッジフラグＥＦＬＧ＝０とする。
【００３４】
ステップ１６〜１８、ノイズが含まれているか否かの判定
ＣＰＵ２０１は、図５（Ａ）に図解した、注目ピクセルＰijの画像データと、その周辺のピクセルの画像データとの偏差を求める。
注目ピクセルＰijの画像データとその周辺の画像データとは一般に連続しているから、瞬時的に大きなノイズが含まれている場合以外は、ある程度の偏差内にあると仮定してよい。
そこで、ＣＰＵ２０１は、上記偏差の絶対値が所定のレベルを越えている場合、注目ピクセルＰijの画像データにはノイズが含まれていると判定する。ノイズが含まれていると判定した場合、ＣＰＵ２０１はノイズフラグＮＦＬＧ＝１として、ノイズが含まれていないと判定した場合、ノイズフラグＮＦＬＧ＝０とする。
【００３５】
ステップ１９〜２５、最終的なエッジの判定
ＣＰＵ２０１は、仮想エッジフラグＥＦＬＧ＝１、すなわち、注目ピクセルＰijの画像データが仮想的なエッジであり、ノイズフラグＮＦＬＧ＝０、すなわち、注目ピクセルＰijの画像データにはノイズが含まれていない場合、最終的にエッジであるとして、注目ピクセルＰijの画像データをそのまま使用する。
このように、ノイズが含まれていず、エッジであると判定された場合は、注目ピクセルＰijの本来の画像データを用いるので、エッジがぼけることはない。特に、ランダムノイズや、固定パターンノイズが多い場合でも、画像のエッジのデータを保存したまま、ノイズ低減を行うことができる。
その他の場合は全て、注目ピクセルＰijの画像データとして、ワークメモリ２０６に記憶したメディアン値ＭＤとする。
以上の処理を図２に図解した画像データの全てについて行う。
【００３６】
第１実施の形態の変形態様
ＣＰＵ２０１は、上述した仮想エッジフラグＥＦＬＧの値をワークメモリ２０６の注目ピクセルＰijの仮想的なエッジを示すメモリ部分に記憶しておくことができる。また、ＣＰＵ２０１は、ノイズフラグＮＦＬＧの値をワークメモリ２０６の注目ピクセルＰijの対応するメモリ部分に記憶しておくことができる。これにより、１フレームの画像データについて、ワークメモリ２０６を観察すると、仮想的エッジの状態、および、ノイズが含まれているか否かの状態が一覧することができる。
【００３７】
さらに、ワークメモリ２０６に記憶されている仮想エッジフラグＥＦＬＧ＝１かつノイズフラグＮＦＬＧ＝０のピクセルを、たとえば、表示装置５０に表示すると、１フレームの画像データについて、どの部分が最終的にエッジとして判定されたかが一覧することができる。
【００３８】
さらに好ましくは、ＣＰＵ２０１は、ワークメモリ２０６における最終的なエッジ結果の連続性をチェックする。
通常、１ピクセルだけ突出してエッジであることはない。エッジは通常、複数ピクセルに渡って連続している。したがって、ＣＰＵ２０１は、ワークメモリ２０６内の最終エッジの結果の連続性をチェックして、複数のピクセルに渡ってエッジと判定された部分のみ、正式なエッジとしてワークメモリ２０６に記憶する。
【００３９】
上述した処理は、ＲＧＢ成分のうち、たとえば、Ｒ成分についてのみ行った場合について述べたが、残りのＧＢ成分それぞれについても上述した処理を行うことができる。
あるいは、処理の簡便化のため、映像にとって主要な成分、たとえば、Ｇ成分についてのみ処理を行えばよい場合には、そのような成分についてのみ上述した処理を行うことができる。
【００４０】
もちろん、本発明の実施の形態においては、ＲＧＢ成分ではなく、輝度成分と２種の色差成分の信号について、輝度信号成分についてのみ上述した処理を行うこともできる。
【００４１】
エッジ判定処理、第２実施の形態
図４を参照して述べたエッジ判定処理の第１実施の形態は、１度の処理でエッジ判定を行った場合について述べたが、図２に例示した画像データの配列に従って、水平方向と垂直方向とに分離して、エッジ判定を行うこともできる。
本発明の第２実施の形態のエッジ判定処理について、図７を参照して、そのような例を述べる。
【００４２】
ステップ３１、平均画像データ値計算およびメディアン値計算
ＣＰＵ２０１は、エッジ処理の前処理として、平均画像データ値ＡＶと、メディアン値ＭＤとを計算する。
平均画像データ値ＡＶの計算処理と、メディアン値ＭＤの計算処理は、図４を参照して述べた、ステップ１１の処理と同様である。
【００４３】
ステップ３２〜３４、ノイズが含まれているか否かの判定
ＣＰＵ２０１は、第１実施の形態のステップ１６〜１８において述べたように、図５（Ａ）に図解した、注目ピクセルＰijの画像データと、その周辺のピクセルの画像データとの偏差を求める。
注目ピクセルＰijの画像データとその周辺のピクセルの画像データとは一般に連続しているから、これらの画像データに瞬時的に過大なノイズが重畳された場合以外はある程度の偏差内にあると仮定してよい。
ＣＰＵ２０１は、上記偏差の絶対値が所定のレベルを越えている場合、注目ピクセルＰijの画像データにノイズが含まれていると判定する。
ノイズが含まれていると判定した場合、ＣＰＵ２０１はノイズフラグＮＦＬＧ＝１として、ノイズが含まれていないと判定した場合、ノイズフラグＮＦＬＧ＝０とし、さらに注目ピクセルＰijの画像データをメディアン値ＭＤとする。
【００４４】
図４のフローチャートに図解したように、仮想エッジフラグＥＦＬＧ＝１かつノイズフラグＮＦＬＧ＝０の場合のみ、最終的なエッジとして、注目ピクセルＰijの画像データとして注目ピクセルＰijの生の画像データを用いている。
したがって、第２実施の形態においても、ノイズフラグＮＦＬＧ＝０の場合のみ下記の処理を行い、ノイズフラグＮＦＬＧ＝１の場合は、注目ピクセルＰijの画像データをメディアン値ＭＤの値に置き換えて、以下の処理は行わない。
【００４５】
ステップ３５〜３８、水平方向の仮想的なエッジの判定
ＣＰＵ２０１は、ステップ３５において、図６（Ａ）に図解した注目ピクセルＰijの水平方向の前後の平均画像データとの偏差を求める。
δ１H ＝ＡＶＰi-1,J 〜ＡＶＰi,J ，
δ２H ＝ＡＶＰi,J 〜ＡＶＰi+1,J
【００４６】
δ１H 、δ２H がともに、所定の判定レベル以内のとき、注目ピクセルＰijは水平方向にエッジはないと判定し、ＣＰＵ２０１は、水平方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧH ＝０とする。この場合、ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijの画像データをその注目ピクセルＰijの画像データとする。
他方、δ１H またはδ２H のいずれかが、所定の判定レベルを越えているときは、注目ピクセルＰijは垂直方向にエッジがあると判定し、ＣＰＵ２０１は、垂直方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧH ＝１とする。この場合、ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijの画像データを対応するメディアン値ＭＤとする。
【００４７】
ステップ３９〜４３、垂直方向の仮想的なエッジの判定
ＣＰＵ２０１は、ステップ３９において、図６（Ａ）に図解した注目ピクセルＰijの垂直方向の前後の平均画像データとの偏差を求める。
δ１V ＝ＡＶＰi,J-1 〜ＡＶＰi,J ，
δ２V ＝ＡＶＰi,J 〜ＡＶＰi,J+1
【００４８】
δ１V 、δ２V がともに所定の判定レベル以内のとき、注目ピクセルＰijは垂直方向にエッジはないと判定し、ＣＰＵ２０１は、ステップ４１において、垂直方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧV ＝０とする。
さらにＣＰＵ２０１は、水平方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧH ＝１の場合は水平方向にエッジがあると判定されている場合は、注目ピクセルＰijの画像データをそのままそのピクセルの画像データとして保存しておく。
他方、水平方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧH ＝０の場合は水平方向および垂直方向の両方向にエッジがないと判定されたので、注目ピクセルＰijの画像データをメディアン値ＭＤとする。
【００４９】
δ１V またはδ２V のいずれかが所定の判定レベルを越えているときは、注目ピクセルＰijは垂直方向にエッジがあると判定し、ＣＰＵ２０１は、垂直方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧV ＝１とする。さらに、ＣＰＵ２０１は、注目ピクセルＰijの画像データをそのままそのピクセルの画像データとして保存する。
【００５０】
以上の処理を、図２に図解した画像データの全てについて行う。
以上により、注目ピクセルＰijの水平方向および垂直方向にエッジがあるか否かが判定された。
ＣＰＵ２０１は、水平方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧH および垂直方向の仮想エッジフラグＥＦＬＧV をそれぞれ、ワークメモリ２０６内の対応する部分に記憶することができる。また上述したように、ワークメモリ２０６の対応する画像データ記憶部分には、注目ピクセルＰijの画像データまたはメディアン値ＭＤが記憶されている。
【００５１】
エッジ判定処理の第２実施の形態によっても、ノイズもなく水平方向、および／または、垂直方向においてエッジであると判定された場合は、注目ピクセルＰijの本来の画像データを用いるので、エッジがぼけることはない。特に、ランダムノイズや、固定パターンノイズが多い場合でも、画像のエッジのデータを保存したまま、ノイズ低減を行うことができる。
その他の場合は全て、注目ピクセルＰijの画像データとして、ワークメモリ２０６に記憶したメディアン値ＭＤを用いる。これにより、ノイズが低減される。
第２実施の形態では、特に、水平方向、および／または、垂直方向の方向性を考慮したエッジが検出できる。
【００５２】
変形態様
さらに斜め方向のエッジを判定したい場合は、ＣＰＵ２０１は、図６（Ａ）における、注目ピクセルＰijの対角方向の前後のピクセルの平均値画像データと、上述した水平方向および垂直方向の処理と同様の処理を行うことができる。
【００５３】
第２実施の形態においても、ノイズ判定処理、エッジ判定処理の対象となる画像データは、輝度信号、または、ＲＧＢのいずれかを用いることができる。
【００５４】
本発明の画像データ処理方法と装置の実施に際しては、上述した例示に限らず、種々の変形態様をとることができる。
たとえば、図５（Ａ）を参照してノイズ処理に際して、注目ピクセルＰijの外周１ピクセル分について、画像データの偏差を算出する例を述べたが、外周１ピクセル分に限らず、外周２ピクセル分まで拡大することもできる。もちろん、外周２ピクセルまでに限定されない。
同様に、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べた仮想的なエッジ判定処理に際しても、注目ピクセルＰijの平均画像データ値ＡＶを中心とする９個のピクセルの平均画像データ値ＡＶを用いる場合を例示したが、さらに外周２ピクセル分の平均画像データ値ＡＶを参照して仮想的なエッジ判定を行うこともできる。もちろん、外周２ピクセルまでに限定されない。
【００５５】
上述した記述から、図１に図解した信号処理プロセッサ２００（信号処理手段２０）、特に、ＣＰＵ２０１とワークメモリ２０６、および、フレームメモリ３０が本発明の画像データ処理装置の種々の手段を構成していることが理解されよう。
同様に、図１に図解した信号処理プロセッサ２００（信号処理手段２０）、特に、ＣＰＵ２０１とワークメモリ２０６、および、フレームメモリ３０の動作処理が、本発明の画像データ処理方法の種々の工程の処理を実施していることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の画像のエッジを検出する部分を含む画像処理装置の構成図である。
【図２】図２は、１フレーム分の画像データの配列の概要を図解した図である。
【図３】図３は、図１に図解した画像のエッジを検出する装置における画像処理、特に、エッジ処理を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、エッジ判定方法の第１実施の形態のフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、エッジ判定の前処理として、画像データの平均値を求めるための説明をする図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、注目ピクセルの画像データと、その周辺のピクセルの画像データの平均画像データ値を図解した図である。
【図７】図７は、エッジ判定方法の第２実施の形態のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１…画像処理装置
１０…撮像手段、
２０…信号処理手段、
２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２０４…Ｉ／Ｆ部、
２０５…Ａ／Ｄ変換部、２０６…ワークメモリ、２０７…Ｉ／Ｆ部、
２０８…バス、
３０…フレームメモリ、
５０…表示装置
【図１】
0004611212.tif 000002
【図２】
0004611212.tif 000003
【図３】
0004611212.tif 000004
【図４】
0004611212.tif 000005
【図５】
0004611212.tif 000006
【図６】
0004611212.tif 000007
【図７】
0004611212.tif 000008