(57)【要約】【課題】従来のフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行う。【解決手段】撮像画像の画像処理を行う画像処理装置であって、画像処理手段６，９ａは、撮像画像の一の画素を注目画素として、注目画素が中心に位置するように形成された処理領域Ａの画像をＮ×Ｍ（Ｎ≦Ｍ）画素とし、注目画素ｐの画素値が処理領域内で最大値である場合には、２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、最小値である場合には２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、画像処理を行う処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ＞Ｍ）画素とし、注目画素の画素値が処理領域内で最大値である場合には、２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、最小値である場合には、２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。【選択図】図１
2005198009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画像の画像処理を行う画像処理装置であって、
前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、
前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理手段と、
前記注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記処理領域の画像を３×３画素とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
複数の色データを有する撮像画像の画像処理を行う画像処理装置であって、
前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、
前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理手段と、
前記注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記処理領域の画像を５×５画素とすることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記全画素置換処理手段による前記撮像画像の全画素の画像処理を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータに、
撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、
撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理機能と、
前記注目画素置換処理機能による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、
撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理機能と、
前記注目画素置換処理機能による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等に設けられる画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像中の欠陥画素（以下、ノイズという。）を低減するノイズ低減回路において、画像の輪郭領域ではメディアンフィルタを選択し、画像の輪郭領域以外では平均値フィルタを選択して画像処理を行うノイズ低減回路が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ノイズ検出用の画像を撮像する機能を設け、撮像した画像データと基準画像データとを比較して撮像素子のノイズを検出する電子カメラが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この電子カメラは、電源投入時にノイズの補正処理を行ったり、ノイズの検出モードを設けて専用の被写体を撮像することにより、ノイズの補正処理を行っている。
【特許文献１】特開平９−２３３３６９号公報
【特許文献２】特開平１０−３２２６０３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、特許文献１に記載された平均値フィルタは画像領域の画素値が平坦化されてしまうため画像のぼけを招くという欠点があり、メディアンフィルタは中間の画素値を選ぶことから、不適切な画素値が選択された場合に、画像の輪郭領域を壊してしまうという欠点があった。
また、特許文献２に記載された発明では、電源投入時にノイズの補正処理を行っているため、電子カメラを使用可能な状態にするために時間がかかるという問題があった。また、ノイズの検出モードを設けて専用の被写体を撮像することによりノイズの補正処理を行っているため、ユーザはノイズの補正処理だけのための操作を行わなければならないという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消し、短時間で簡易にノイズの補正処理を行うことができる画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、撮像画像の画像処理を行う画像処理装置であって、前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理手段と、前記注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、Ｎ／２＋１が小数となる場合においては、小数点以下は切り捨てて考える。また、Ｍ／２＋１が小数となる場合においても、小数点以下は切り捨てて考える。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記処理領域の画像を３×３画素とすることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、複数の色データを有する撮像画像の画像処理を行う画像処理装置であって、前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理手段と、前記注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、Ｎ／４＋１が小数となる場合においては、小数点以下は切り捨てて考える。また、Ｍ／４＋１が小数となる場合においても、小数点以下は切り捨てて考える。
さらに、同色画素とは、例えば、ＲＧＢ画像、ＹＭＣＧ画像等の色成分が同じ画素をいい、勿論これらの色表現に限られるものではない。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、前記処理領域の画像を５×５画素とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記全画素置換処理手段による前記撮像画像の全画素の画像処理を複数回繰り返すことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、プログラムであって、コンピュータに、撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、前記処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理機能と、前記注目画素置換処理機能による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理機能と、を実現させることを特徴とする。
ここで、Ｎ／２＋１が小数となる場合においては、小数点以下は切り捨てて考える。また、Ｍ／２＋１が小数となる場合においても、小数点以下は切り捨てて考える。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、プログラムであって、コンピュータに、撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、撮像画像の一の画素を注目画素として、前記注目画素が中心に位置するように形成された処理領域の画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素とし、前記処理領域の中心に位置する注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とし、前記注目画素の画素値が前記処理領域内の全画素における前記注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、前記注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を前記注目画素の画素値とする注目画素置換処理機能と、前記注目画素置換処理機能による注目画素の画素値の置換処理を前記撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理機能と、を実現させることを特徴とする。
ここで、Ｎ／４＋１が小数となる場合においては、小数点以下は切り捨てて考える。また、Ｍ／４＋１が小数となる場合においても、小数点以下は切り捨てて考える。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、注目画素置換処理手段は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。
また、注目画素置換処理手段は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。そして、全画素置換処理手段は、注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、処理領域の画像を３×３画素とすることにより、処理画像に輪郭領域が存在したとしても、注目画素が中心にいる限り、注目画素は、輪郭の画素値に近い画素値に設定される。よって、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、注目画素置換処理手段は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。
また、注目画素置換処理手段は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。そして、全画素置換処理手段は、注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、処理領域の画像を５×５画素とすることにより、処理画像に輪郭が存在したとしても、注目画素が中心にいる限り、注目画素は、輪郭領域の画素値に近い画素値に設定される。よって、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、全画素置換処理手段による処理領域の画像処理を複数回繰り返すことで、画像処理の精度を高めることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、プログラムの注目画素置換処理機能は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。
また、プログラムの注目画素置換処理機能は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素の中で最大値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素の中で最小値である場合には、処理領域内の全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。そして、全画素置換処理機能は、注目画素置換処理機能による注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、プログラムの注目画素置換処理機能は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数、かつ、Ｎ≦Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。
また、プログラムの注目画素置換処理機能は、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数、かつ、Ｎ＞Ｍ）画素からなる処理領域の注目画素の画素値が、処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最大値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素の画素値とし、注目画素の画素値が処理領域内の全画素における注目画素と同色画素の中で最小値である場合には、注目画素と同色画素の中で２番目からＭ／４＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素の画素値とする。これにより、処理領域内に輪郭領域が存在したとしても、注目画像は輪郭領域の画素値に近い画素値が設定される。そして、全画素置換処理手段は、注目画素置換処理手段による注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域を壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像処理装置の最良の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、画像処理装置を備えたデジタルカメラを例に挙げて説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１にデジタルカメラの構成を示す。図１に示すように、撮像素子としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）１は、結像された光画像を光電変換するものであり、駆動回路２は、転送パルスを生成してＣＣＤ１に供給する回路である。そして、ＣＣＤ１は、この転送パルスに基づいてアナログ電気画像信号を出力する。
ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３はノイズを低減するための回路であり、駆動回路２から出力された駆動パルスに基づいて駆動される。Ａ／Ｄ変換回路４は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。尚、輝度レベルが高いときほど、大きな値のデジタル信号に変換されるものとする。このＡ／Ｄ変換回路４を介して得られたＣＣＤ１の画素毎の画像データは、一旦、画像用メモリ５に記憶される。
画像用メモリ５に記憶された画像データは、注目画素置換処理手段及び全画素置換処理手段としてのＣＰＵ６によって各種の画像処理が施され、最終的には、メモリカード、光磁気ディスク等の記録媒体からなる記録部７に記憶される。ここで、各種の画像処理には、ＣＣＤ１により撮像した撮像画素のノイズ除去処理が含まれる。
【００２１】
具体的に、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された注目画素置換処理プログラム９ａを実行することにより、ノイズ除去処理を行う処理領域Ａの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ≦Ｍであるときには、注目画素ｐの画素値が処理領域Ａ内の全画素の中で最大値である場合に、処理領域Ａ内の全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素ｐの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、ノイズ除去処理を行う処理領域Ａの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ≦Ｍであるときには、注目画素ｐの画素値が処理領域Ａ内の全画素の中で最小値である場合に、全画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素ｐの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された全画素置換処理プログラム９ｂを実行することにより、注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段として機能する。
さらに、ＣＰＵ６は、これらのノイズ除去処理を複数回繰り返す機能を有している。
【００２２】
液晶表示装置１０は、撮像された画像や必要な操作情報等を表示するものである。ＣＣＤ１の前面には、レンズ１１と、光量を調節する絞り１２と、ＣＣＤ１の温度を検出する温度センサ１３と、が備えられ、温度センサ１３の検出信号は制御部８に入力される。
また、被写体までの距離を計測する測距手段（図示略）が備えられており、この測距手段からの信号により、制御部８は、レンズ駆動回路１４を駆動し、合焦位置にレンズ１１を移動させる。
【００２３】
次に、デジタルカメラ１００で撮像した撮像画像のノイズ除去処理を行う方法について、図面を参照しながら説明する。
図２にＣＣＤ１により撮像した撮像画像の画像データの一例を示す。図２は、画像データ領域の一部をピックアップしたもの（画像データ領域Ｂとする。）であり、各画素に表示されている数値は画素値である。この画像データ領域Ｂ中には、輪郭領域（図２におけるＣの領域）が含まれており、さらには、ノイズ（図２における画素値が「１」の画素ｅ）が含まれている。
ＣＰＵ６は、画像用メモリ５に一旦記憶された上記の画像データを読み込み、画像データのうちノイズ除去処理を行う注目画素ｐを設定する。そして、この注目画素ｐを中心として処理領域Ａを３×３の９画素で設定する。
【００２４】
次いで、ＣＰＵ６は、処理領域Ａ内の各画素の画素値を比較する。ここで、注目画素ｐの画素値は「１」であるため、ＣＰＵ６は、注目画素ｐの画素値が処理領域Ａ内の画素値の中で最小値であると判断する。従って、図３に示すように、ＣＰＵ６は、処理領域Ａ内の全画素の中で２番目から３／２＋１＝２．５番目（ただし、小数点以下を切り捨てるので２番目となる）まで、すなわち、２番目に小さな画素値「１０」を注目画素ｐの画素値とする。
また、仮に注目画素ｐの画素値が「２００」である場合、ＣＰＵ６は、注目画素ｐの画素値が処理領域Ａ内の画素値の中で最大値であると判断する。従って、ＣＰＵ６は、処理領域Ａ内の全画素の中で２番目から３／２＋１＝２．５番目（ただし、小数点以下を切り捨てるので２番目となる）まで、すなわち、２番目に大きな画素値「１００」を注目画素ｐの画素値とする。
【００２５】
ここで、上記手法によるノイズ処理と従来の平均値フィルタ及びメディアンフィルタによるノイズ除去処理とを比較し、本発明によるノイズ除去処理の有効性について説明する。
【００２６】
＜平均値フィルタによるノイズ除去処理＞
図２に示すように、処理領域Ａには、画素値「１００」の画素が６つ、画素値「１０」の画素が２つ、画素値「１」の画素が１つ存在する。これらを平均値フィルタにより画像処理を行うと、（１００×６＋１０×２＋１）／９＝６９となり、図４に示すように、各画素の画素値は全て「６９」に設定される。
これにより、処理前の各画素の画素値と処理後の画素値との間には大きな差が生じるため、画像のぼけを招くこととなる。
【００２７】
＜メディアンフィルタによるノイズ除去処理＞
処理領域Ａをメディアンフィルタにより画像処理を行うと、各画素値を大きい順或いは小さい順に並べた際に真ん中となる画素値は「１００」であるため、図５に示すように、注目画素ｐの画素値は「１」から「１００」に変更される。
これにより、ノイズの画素値が輪郭領域Ｃの画素値に近い場合であっても、さらに画素値がかけ離れた画素値に置き換えられるので、輪郭領域Ｃの一部が破壊されることとなる。
【００２８】
実施形態１におけるデジタルカメラ１００によれば、ＣＰＵ６は、３×３画素からなる処理領域Ａの注目画素ｐの画素値が、処理領域Ａ内で最大値である場合には、全画素の中で２番目に大きな画素値を注目画素ｐの画素値とし、注目画素ｐの画素値が処理領域Ａ内で最小値である場合には、全画素の中で２番目に小さな画素値を注目画素ｐの画素値とする。
これにより、処理領域Ａ内に輪郭領域Ｃが存在したとしても、注目画像ｐは輪郭領域Ｃの画素値に近い画素値が設定される。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域Ｃを壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【００２９】
さらに、処理領域Ａの画像を３×３画素とすることにより、処理画像Ａに輪郭領域Ｃが存在したとしても、注目画素ｐが中心にいる限り、注目画素ｐは、輪郭領域Ｃの画素値に近い画素値に設定される。よって、撮像画像の輪郭領域Ｃを壊してしまうことがなくなる。また、ＣＰＵ６は撮像画像の画像データの各画素を注目画素として、全ての画素についてノイズ除去処理を行うので、ノイズ除去を完全に除去することができる。さらに、撮像画像の全画素の画像処理を複数回繰り返すことにより、画像処理の精度を高めることができる。
【００３０】
（実施形態２）
次に、デジタルカメラ１００で撮像した撮像画像の画像データがベイヤー配列からなる場合のノイズ除去処理について説明する。なお、デジタルカメラ１００において、実施形態１と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
画像用メモリ５に記憶された画像データは、色画像処理手段としてのＣＰＵ６によって各種の画像処理が施され、最終的には、メモリカード、光磁気ディスク等の記録媒体からなる記録部７に記憶される。ここで、各種の画像処理には、ＣＣＤ１により撮像した撮像画像のノイズ除去処理が含まれる。
【００３１】
具体的に、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された注目画素置換処理プログラム９ｃを実行することにより、ノイズ除去処理を行う処理領域Ｄの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ≦Ｍであるときには、注目画素ｑの画素値が処理領域Ｄ内の同色画素の中で最大値である場合に、注目画素ｑと同色画素の中で２番目からＮ／４＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素ｑの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、ノイズ除去処理を行う処理領域Ｄの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに５以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ≦Ｍであるときには、注目画素ｑの画素値が処理領域Ｄ内の同色画素の中で最小値である場合に、注目画素ｑと同色画素の中で２番目からＮ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素ｑの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された全画素置換処理プログラム９ｄを実行することにより、注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段として機能する。
さらに、ＣＰＵ６は、上記のノイズ除去処理を複数回繰り返す機能を有している。
【００３２】
次に、デジタルカメラ１００で撮像したベイヤー配列からなる撮像画像のノイズ除去処理を行う方法について、図面を参照しながら説明する。
図６にＣＣＤ１により撮像した撮像画像の画像データのベイヤー配列を示す。また、図７に図６のベイヤー配列に基づいた画像データを示す。図７は、画像データ領域の一部をピックアップしたもの（画像データ領域Ｅとする。）であり、各画素に表示されている数値は画素値である。この画像データ領域Ｅ中には、輪郭領域（図７におけるＦの領域）が含まれている。
ＣＰＵ６は、画像用メモリ５に一旦記憶された上記の画像データを読み込み、画像処理を行う注目画素ｑと、画像データのうちノイズ除去処理を行う処理領域Ｄとを設定する。具体的には、ＣＰＵ６は、任意の注目画素ｑを決定し、この注目画素ｑが中心の画素となるように処理領域Ｄを５×５の２５画素で構成する。
【００３３】
ここで、本発明に係るデジタルカメラ１００で行われる画像データ領域Ｅのノイズ処理について説明する。
ＣＰＵ６は、処理領域Ｄ内の同色画素の画素値の中で、注目画素ｑの画素値が最大値又は最小値であるか否かの判断を行う。ここで、図６及び図７に示すように、注目画素ｑがＧ画素で、その画素値が「１１７」である場合、ＣＰＵ６は、処理領域ＤのＧ画素の中で注目画素ｑの画素値が最大値でも最小値でもないと判断する。よって、図８に示すように、注目画素ｑの画素値は「１１７」のままである。
また、図６及び図９に示すように、注目画素ｒがＲ画素で、その画素値が「７９」である場合、ＣＰＵ６は、処理領域ＨのＲ画素の中で注目画素ｒの画素値が最大値でも最小値でもないと判断する。よって、図１０に示すように、注目画素ｒの画素値は「７９」のままである。
【００３４】
また、図６及び図１１に示すように、注目画素ｓがＢ画素で、その画素値が「６３」である場合、ＣＰＵ６は、処理領域ＩのＢ画素の中で注目画素ｓの画素値が最大値であると判断する。よって、図１２に示すように、ＣＰＵ６は、処理領域Ｉ内のＢ画素の中で２番目から５／４＋１＝２．２５番目（ただし、小数点以下を切り捨てるので２番目となる）まで、すなわち、２番目に大きな画素値「５４」を注目画素ｓの画素値に設定する。
また、図６及び図１３に示すように、注目画素ｔがＧ画素で、その画素値が「１２６」である場合、ＣＰＵ６は、処理領域ＪのＧ画素の中で注目画素ｔの画素値が最大値であると判断する。よって、図１４に示すように、ＣＰＵ６は、処理領域Ｊ内のＧ画素の中で２番目から５／４＋１＝２．２５番目（ただし、小数点以下を切り捨てるので２番目となる）まで、すなわち、２番目に大きな画素値「１２５」を注目画素ｔの画素値に設定する。
【００３５】
実施形態２におけるデジタルカメラ１００によれば、ＣＰＵ６は、５×５画素からなる処理領域Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊの注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔの画素値が、処理領域Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ内で最大値である場合には、同色画素の中で２番目に大きな画素値を注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔの画素値とし、注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔの画素値が処理領域Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ内で最小値である場合には、同色画素の中で２番目に小さな画素値を注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔの画素値とする。
これにより、処理領域Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ内に輪郭領域Ｆが存在したとしても、注目画像ｑ，ｒ，ｓ，ｔは輪郭領域Ｆの画素値に近い画素値が設定される。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域Ｆを壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点が解消された画像処理を実現できる。
【００３６】
さらに、処理領域Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊの画像を５×５画素とすることにより、処理画像Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに輪郭領域Ｆが存在したとしても、注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔが中心にいる限り、注目画素ｑ，ｒ，ｓ，ｔは、輪郭領域Ｆの画素値に近い画素値に設定される。よって、撮像画像の輪郭領域Ｆを壊してしまうことがなくなる。また、ＣＰＵ６は撮像画像の画像データの各画素を注目画素として、全ての画素についてノイズ除去処理を行うので、ノイズ除去を完全に除去することができる。さらに、撮像画像の全画素の画像処理を複数回繰り返すことにより、画像処理の精度を高めることができる。
【００３７】
（実施形態３）
次に、縦と横の画素の配列数が異なる処理領域でノイズ除去処理を行う場合について説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
画像用メモリ５に記憶された画像データは、注目画素置換手段及び全画素置換処理手段としてのＣＰＵ６によって各種の画像処理が施され、最終的には、メモリカード、光磁気ディスク等の記録媒体からなる記録部７に記憶される。ここで、各種の画像処理には、ＣＣＤ１により撮像した撮像画素のノイズ除去処理が含まれる。
具体的に、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された注目画素置換処理プログラム９ｅを実行することにより、ノイズ除去処理を行う処理領域Ｋの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ＞Ｍであるときには、注目画素ｕの画素値が処理領域Ｋ内で最大値である場合に、全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに大きないずれかの画素値を注目画素ｕの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、ノイズ除去処理を行う処理領域Ｋの画像をＮ×Ｍ（Ｎ、Ｍはともに３以上の奇数）画素とし、かつ、Ｎ＞Ｍであるときには、注目画素ｕの画素値が処理領域Ｋ内で最小値である場合に、全画素の中で２番目からＭ／２＋１番目までに小さないずれかの画素値を注目画素ｕの画素値とする注目画素置換手段として機能する。また、ＣＰＵ６は、メモリ９に記憶された全画素置換処理プログラム９ｆを実行することにより、注目画素の画素値の置換処理を撮像画像の全画素に対して行う全画素置換処理手段として機能する。
さらに、ＣＰＵ６は、上記のノイズ除去処理を複数回繰り返す機能を有している。
【００３８】
次に、デジタルカメラ１００で撮像した撮像画像のノイズ除去処理を行う方法について、図面を参照しながら具体例を挙げて説明する。
図１５にＣＣＤ１により撮像した撮像画像の画像データを示す。図１５は、画像データ領域の一部をピックアップしたもの（画像データ領域Ｌとする。）であり、各画素に表示されている数値は画素値である。この画像データ領域Ｌ中には、輪郭領域（図１５におけるＶの領域）が含まれている。
ＣＰＵ６は、画像用メモリ５に一旦記憶された上記の画像データを読み込み、画像データのうちノイズ除去処理を行う処理領域Ｋを設定する。具体的には、ＣＰＵ６は、注目画素ｕを決定し、この注目画素ｕを中心として５×７の３５画素からなる処理領域Ｋを設定する。
【００３９】
ここで、本発明に係るデジタルカメラ１００で行われる画像データのノイズ除去処理について説明する。
ＣＰＵ６は、処理領域Ｋ内の画素の画素値の中で、注目画素ｕの画素値が最大値又は最小値であるか否かの判断を行う。ここで、図１５に示すように、注目画素ｕの画素値が「１４１」である場合、ＣＰＵ６は、処理領域Ｋ内で注目画素ｕの画素値が最大値であると判断する。よって、図１６に示すように、ＣＰＵ６は、処理領域Ｋ内の全画素の中で２番目から５／２＋１＝３．５番目（ただし、小数点以下を切り捨てるので３番目となる）までに大きな画素値のいずれか、例えば、３番目に大きな画素値「１２８」を注目画素ｕの画素値とする。
【００４０】
実施形態３におけるデジタルカメラ１００によれば、ＣＰＵ６は、５×７の３５画素からなる処理領域Ｋの注目画素ｕの画素値が、処理領域Ｋ内で最大値である場合には、全画素の中で２番目又は３番目に大きな画素値を注目画素ｕの画素値とし、注目画素ｕの画素値が処理領域Ｋ内で最小値である場合には、全画素の中で３番目に小さな画素値を注目画素ｕの画素値とする。これにより、処理領域Ｋ内に輪郭領域Ｖが存在したとしても、注目画像ｕは輪郭領域Ｖの画素値に近い画素値が設定される。よって、撮像画像のぼけを招いたり、撮像画像の輪郭領域Ｖを壊してしまうことがなくなり、平均値フィルタ及びメディアンフィルタの欠点を解消したノイズ除去処理を安価に行うことができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、処理領域の画素数は、撮像された画像の解像度に合わせて自由に設定してもよい。また、注目画素は、必ずしも撮像画像の中心に設定する必要はなく、撮像画像内で処理領域が確保できるように設定すればよい。さらに、撮像画像がベイヤー配列からなる場合のノイズ除去処理において、縦と横の配列画素数が異なる処理領域を設定してもよい。また、撮像画像中でノイズの多い部分を注目画素としてから処理領域を設定してもよいし、撮像画素の一つ一つに対して処理領域を決めて撮像画像全体のノイズを除去するようにしてもよい。その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】デジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１における撮像画像データである。
【図３】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図４】平均値フィルタによりノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図５】メディアンフィルタによりノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図６】実施形態２における撮像画像データのベイヤー配列を示す図である。
【図７】実施形態２における撮像画像データである。
【図８】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図９】実施形態２における撮像画像データである。
【図１０】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図１１】実施形態２における撮像画像データである。
【図１２】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図１３】実施形態２における撮像画像データである。
【図１４】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【図１５】実施形態３における撮像画像データである。
【図１６】ノイズ除去処理を施した撮像画像データである。
【符号の説明】
【００４３】
６  ＣＰＵ（画像処理手段、色画像処理手段）
１００  デジタルカメラ（画像処理装置）
Ａ，Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ  処理領域
ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ  注目画素
【図１】
2005198009.tif 000003
【図２】
2005198009.tif 000004
【図３】
2005198009.tif 000005
【図４】
2005198009.tif 000006
【図５】
2005198009.tif 000007
【図６】
2005198009.tif 000008
【図７】
2005198009.tif 000009
【図８】
2005198009.tif 000010
【図９】
2005198009.tif 000011
【図１０】
2005198009.tif 000012
【図１１】
2005198009.tif 000013
【図１２】
2005198009.tif 000014
【図１３】
2005198009.tif 000015
【図１４】
2005198009.tif 000016
【図１５】
2005198009.tif 000017
【図１６】
2005198009.tif 000018