(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子のＲＡＷ出力画像信号から、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちのいずれかの注目画素の画素値と、当該注目画素の複数の周辺同色画素の画素値とを平均化した値を算出すると共に、前記複数の周辺同色画素として、それぞれが異なる範囲を参照する複数のローパスフィルタと、
前記注目画素の画素値および前記複数のローパスフィルタの出力値をそれぞれ相互差分する複数の差分器と、
前記複数の差分器からの出力値をそれぞれ入力し、当該入力値がＲ、Ｇ、Ｂにおいて各々異なる値に設定された範囲内では一定の出力値とする複数のクリップ回路と、
前記複数のクリップ回路の出力値および前記注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値を加算して前記注目画素の新たな値を算出する加算器とを備えた画像処理装置。
【請求項２】
固体撮像素子のＲＡＷ出力画像信号から、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれかの注目画素の画素値と、当該注目画素の複数の周辺同色画素の画素値とを平均化した値を算出すると共に、前記複数の周辺同色画素として、それぞれが異なる範囲を参照する複数のローパスフィルタと、
前記注目画素の画素値および前記複数のローパスフィルタの出力値をそれぞれ相互差分する複数の差分器と、
前記複数の差分器からの出力値をそれぞれ入力し、当該入力値がＲ、Ｇ、Ｂにおいて各々異なる値に設定された範囲内では入力値に対する出力値を抑制し、それ以外の範囲では入力値に対する出力値を所定の変換値とする複数のルックアップテーブル演算部と、
前記複数のルックアップテーブル演算部の出力値および前記注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値を加算して前記注目画素の新たな値を算出する加算器とを備えた画像処理装置。
【請求項３】
注目画素周辺の局所的なエッジ方向を抽出するエッジ方向抽出部を備え、
複数のローパスフィルタは、
前記エッジ方向抽出部のエッジ方向抽出結果に基づいて、前記注目画素の画素値および複数の周辺画素の画素値を加重平均する場合の係数を選択することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像信号からノイズを効果的に低減する画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像信号処理では、注目画素の画素値とその注目画素の周囲における複数の周辺画素の値とを平均化して注目画素の新たな値を算出するローパスフィルタ処理により、画像のノイズを抑圧する処理が行われている。
【０００３】
従来、上記のようなローパスフィルタ処理を、補正量に対する上限を指定して適用することにより、エッジなど画像の大きな振幅成分の保持と、ノイズ低減を両立させる画像処理方法があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６３８５３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、例えば特許文献１に挙げたような従来の画像処理方法では、画像のノイズ成分が大きい場合には被写体のエッジとノイズ成分との判別を行うことができず、十分なノイズ低減効果が得られないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノイズ成分が大きい場合にも、画像のエッジ成分を保持した効果的なノイズ抑圧を行うことのできる画像処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る画像処理装置は、固体撮像素子のＲＡＷ出力画像信号から、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちのいずれかの注目画素の画素値と、注目画素の複数の周辺同色画素の画素値とを平均化した値を算出すると共に、複数の周辺同色画素として、それぞれが異なる範囲を参照する複数のローパスフィルタと、注目画素の画素値と複数のローパスフィルタの出力値をそれぞれ相互差分する複数の差分器と、複数の差分器からの出力値をそれぞれ入力し、入力値がＲ、Ｇ、Ｂにおいて各々異なる値に設定された範囲内では一定の出力値とする複数のクリップ回路と、これら複数のクリップ回路の出力値および注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値を加算し、注目画素の新たな値を算出する加算器とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の画像処理装置は、固体撮像素子のＲＡＷ出力画像信号の、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちのいずれかに対して、互いに独立するローパスフィルタ処理を複数組み合わせ、差分成分に対してＲ、Ｇ、Ｂにおいて各々異なる値に設定された範囲内では一定の出力値とするクリップ処理を行った後、再び足し合わせるようにしたので、ノイズ成分が大きい場合にも、画像のエッジ成分を保持した効果的なノイズ抑圧を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による画像処理装置を示す構成図である。
図において、画像処理装置は、ローパスフィルタ１，２，３、差分器４，５，６、ベースノイズクリップ回路７，８，９、加算器１０を備えている。
ローパスフィルタ１，２，３は、それぞれ、入力される画像信号に基づいて、注目画素の画素値と、注目画素の複数の周辺画素の画素値とを加重平均した値を算出すると共に、複数の周辺画素として、それぞれが異なる範囲を参照するためのフィルタである。差分器４，５，６は、それぞれ入力画像信号とローパスフィルタ１の出力との差分、ローパスフィルタ１の出力とローパスフィルタ２の出力との差分、ローパスフィルタ２の出力とローパスフィルタ３の出力との差分を求める差分器である。ベースノイズクリップ回路７，８，９は、それぞれ、差分器４，５，６の出力に対して、入力値が所定の範囲内では一定の出力値とするクリップ処理を行う回路である。加算器１０は、ベースノイズクリップ回路７，８，９のそれぞれの出力値と、注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値であるローパスフィルタ３の出力値との加算を行い、注目画素の画像信号として出力する演算器である。
【００１０】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
図２は、実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
先ず、入力画像信号は、ローパスフィルタ１，２，３に送られ、ローパスフィルタ処理がおこなわれる（ステップＳＴ１）。
図３は、ローパスフィルタ処理において注目画素と共に参照される周辺画素の位置を示すものである。
ここでは注目画素を中心として５×５画素の範囲を参照する場合について例を挙げて説明する。ローパスフィルタ処理において参照する画素の範囲は本装置が対象とする撮像素子の入力画像の特性に合わせ、７×７、１１×１１といったより広い範囲、もしくは３×３といったより狭い範囲としても同様の効果が得られる。
【００１１】
図３において、Ｐ３３は注目画素を表し、Ｐ１１からＰ１５、Ｐ２１からＰ２５、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４，Ｐ３５、Ｐ４１からＰ４５、Ｐ５１からＰ５５は注目画素を中心とした周辺画素を表す。
ローパスフィルタ処理では注目画素および周辺画素の画素値に係数を掛けて加重平均を行う。本実施の形態では、図１におけるローパスフィルタ１，２，３によるフィルタ処理に対して、それぞれ対応する周波数領域の異なる算出式を適用する。
ここで、図３における各画素の画素値のＲＧＢ成分をＰ１１からＰ５５に関して、それぞれＲ１１からＲ５５、Ｇ１１からＧ５５、Ｂ１１からＢ５５とし、Ｇ画素値の加重平均値を、ローパスフィルタ１からローパスフィルタ３の出力値の順に、それぞれＧ１’、Ｇ２’、Ｇ３’とすれば、加重平均値の計算式は下記のように表される。
【００１２】
Ｇ１’＝（Ｇ２３＋Ｇ３２＋２×Ｇ３３＋Ｇ３４＋Ｇ４３）／６
Ｇ２’＝（Ｇ２２＋２×Ｇ２３＋Ｇ２４＋２×Ｇ３２＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ３４
＋Ｇ４２＋２×Ｇ４３＋Ｇ４４）／１６
Ｇ３’＝（Ｇ１１＋Ｇ１２＋Ｇ１３＋Ｇ１４＋Ｇ１５＋Ｇ２１＋２×Ｇ２２
＋２×Ｇ２３＋２×Ｇ２４＋Ｇ２５＋Ｇ３１＋２×Ｇ３２＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ３４
＋Ｇ３５＋Ｇ４１＋２×Ｇ４２＋２×Ｇ４３＋２×Ｇ４４＋Ｇ４５＋Ｇ５１＋Ｇ５２
＋Ｇ５３＋Ｇ５４＋Ｇ５５）／３６
【００１３】
上記の例は、Ｇ画素値の加重平均値について述べたものであるが、Ｒ画素値、Ｂ画素値についても同様の加重平均演算を行い、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’およびＢ１’、Ｂ２’、Ｂ３’を算出する。
【００１４】
また、上記の例は、入力画像の画素値がＲＧＢ形式で表現されている場合の演算を示しているが、入力画像が輝度信号（Ｙ）および色差信号（Ｕ、Ｖ）の組み合わせとして表現されている場合にも同様の処理を適用することが可能である。
尚、ここでそれぞれの加重平均値の係数、および除数は演算方法の一例として挙げたものであり、本装置が対象とする撮像素子の入力画像の特性に合わせ他の値の組み合わせとしても構わない。
【００１５】
次に、差分器４，５，６により、ローパスフィルタ１，２，３の出力および入力画素値との間で相互の差分値算出処理を行う（ステップＳＴ２）。
入力画像がＲＧＢ形式で表現されている場合のＧ成分に関する注目画素の画素値をＧ０’とし、ローパスフィルタ１，２，３におけるそれぞれの注目画素に対応する出力値をＧ１’、Ｇ２’、Ｇ３’とし、各画素値間の差分値Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を下記のように算出する。
【００１６】
Ｄ０＝Ｇ０’−Ｇ１’
Ｄ１＝Ｇ１’−Ｇ２’
Ｄ２＝Ｇ２’−Ｇ３’
Ｄ３＝Ｇ３’
【００１７】
上記差分値のうち、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２はそれぞれベースノイズクリップ回路７，８，９の入力値となる。ベースノイズクリップ回路７，８，９におけるベースノイズクリップ処理（ステップＳＴ３）では、差分器４，５，６における各差分値に対して、値の絶対値が予め入力画像の特性に合わせて定めた所定の値にてクリップする補正処理を行う。補正後の各差分値をそれぞれＤ０’、Ｄ１’、Ｄ２’とし、補正演算の演算式の一例を下記に示す。
【００１８】
Ｄ０’＝Ｄ０＋ａ（Ｄ０＜（−ａ）のとき）
Ｄ０’＝Ｄ０（（−ａ）≦Ｄ０＜ａのとき）
Ｄ０’＝Ｄ０−ａ（ａ≦Ｄ０のとき）
【００１９】
Ｄ１’＝Ｄ１＋ｂ（Ｄ１＜（−ｂ）のとき）
Ｄ１’＝Ｄ１（（−ｂ）≦Ｄ１＜ｂのとき）
Ｄ１’＝Ｄ１−ｂ（ｂ≦Ｄ１のとき）
【００２０】
Ｄ２’＝Ｄ２＋ｃ（Ｄ２＜（−ｃ）のとき）
Ｄ２’＝Ｄ２（（−ｃ）≦Ｄ２＜ｃのとき）
Ｄ２’＝Ｄ２−ｃ（ｃ≦Ｄ２のとき）
【００２１】
図４は、上記演算式の内容を入力値および出力値のグラフとして図示したものである。
上記のＤ０、Ｄ１、Ｄ２は、それぞれ特性の異なるローパスフィルタ１，２，３の出力値および入力画素値の相互差分をとることにより、それぞれ入力画像における互いに異なる周波数成分を抽出した値となっている。よって、クリップレベルを表す定数であるａ、ｂ、ｃを適切に設定することにより、被写体のエッジに対応する周波数成分を保持したまま、ノイズに対応する周波数成分のみを抑圧することが可能である。
【００２２】
最後に、加算器１０は、ベースノイズクリップ回路７，８，９におけるそれぞれの出力値および相互差分されていないローパスフィルタ３の出力値を加算し、新たな注目画素の値として出力する（ステップＳＴ４）。
ここで、出力値に加算される値であるＤ０’、Ｄ１’、Ｄ２’およびＧ３’は、クリップレベルを表す定数であるａ、ｂ、ｃを全て０に設定した場合、Ｄ０’とＤ０、Ｄ１’とＤ１、Ｄ２’とＤ２がそれぞれ一致した値となるため、Ｄ０’＋Ｄ１’＋Ｄ２’＋Ｇ３’＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２＋Ｇ３＝Ｇ０’、即ち、加算値が注目画素の画素値そのものとなる性質を持っている。
よってＤ０’、Ｄ１’、Ｄ２’およびＧ３’の加算値は入力画像に対して、各周波数成分毎のクリップ処理により、ノイズに対応する周波数成分のみ抑圧した補正画像であると考えることができる。
【００２３】
上記の説明は、Ｇ画素値の処理について述べたものであるが、ローパスフィルタ処理と同様、Ｒ画素値、Ｂ画素値についても同じように差分値の算出とノイズレベルクリップ処理、および出力値の加算を行い、各色成分に対応する新たな注目画素の値として算出する。
その際、画像の色成分毎に入力画像のノイズ特性は異なるため、ノイズレベルクリップ処理において、Ｒ画素処理用、Ｇ画素処理用、Ｂ画素処理用と、それぞれ異なったクリップレベルの定数ａ，ｂ，ｃを設定することにより、より適切なノイズ抑圧処理となるよう調整を行っても良い。
【００２４】
また、上記は入力画像の画素値がＲＧＢ形式で表現されている場合の演算を示しているが、入力画像が輝度信号（Ｙ）および色差信号（Ｕ、Ｖ）の組み合わせとして表現されている場合にもノイズレベルクリップ処理、および出力値の加算を行い、同様の効果を得ることが可能である。
【００２５】
尚、上記実施の形態ではローパスフィルタ処理、およびノイズレベルクリップ処理をそれぞれ３つずつとする構成にて処理を行っているが、本装置が対象とする撮像素子の入力画像の特性に合わせ、互いに独立するローパスフィルタ処理の数を４つ以上に増やしてもよい。この場合、抽出される周波数成分をより細かく分解することができるため、ノイズの低減においてより精度の高い処理を行うことが可能となる。
【００２６】
以上のように、実施の形態１の画像処理装置によれば、画像信号から、注目画素の画素値と、注目画素の複数の周辺画素の画素値とを平均化した値を算出すると共に、複数の周辺画素として、それぞれが異なる範囲を参照する複数のローパスフィルタと、注目画素の画素値および複数のローパスフィルタの出力値をそれぞれ相互差分する複数の差分器と、複数の差分器からの出力値をそれぞれ入力し、その入力値が所定の範囲内では一定の出力値とする複数のクリップ回路と、複数のクリップ回路の出力値および注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値を加算して注目画素の新たな値を算出する加算器とを備えたので、ノイズ成分が大きい場合にも、画像のエッジ成分を保持した効果的なノイズ抑圧を行うことができる。
【００２７】
実施の形態２．
実施形態１では、画像の補間処理および色変換処理を行った後のＲＧＢ形式画像、またはＹＵＶ形式画像に対して処理を適用する場合の方法について述べたものであるが、フィルタ処理は画像の補間処理を行う前の固体撮像素子のＲＡＷ出力画像に対して行うことも可能であり、これを実施の形態２として次に説明する。
【００２８】
実施の形態２における画像処理装置の図面上の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
実施の形態２の画像処理装置が実施の形態１と異なるのは、ローパスフィルタ１，２，３における参照画素位置が異なる点である。
【００２９】
図５および図６は、固体撮像素子のＲＡＷ出力画像に対して、ローパスフィルタ処理時に参照する画素位置を図示したものである。
これらの画素配列は、一般的なベイヤー配列の２次元カラーフィルタを用いた場合を示している。尚、固体撮像素子としては例えばＣＣＤ等を用いるものであるが、その図示は省略している。
【００３０】
ＲＡＷ出力画像では、各画素につき一種類の色成分のみがモザイク状に配置されているため、処理は同一色成分の画素が配置されている部分のみを抽出して行う必要がある。
図５は、Ｇ画素を対象としたローパスフィルタ処理を行う場合の参照画素位置を示したものである。図５において、Ｐ４４は注目画素を表し、Ｐ４４を除くＰ１１からＰ７７は注目画素を中心とした周辺画素を表す。
ここで、図５における各画素の画素値のＧ成分をＰ１１からＰ７７に関して、Ｇ１１からＧ７７とし、Ｇ画素値の加重平均値を、ローパスフィルタ１からローパスフィルタ３の順にそれぞれＧ１’、Ｇ２’、Ｇ３’とすれば、加重平均値の計算式は下記のように表される。
【００３１】
Ｇ１’＝（Ｇ３３＋Ｇ３５＋２×Ｇ４４＋Ｇ５３＋Ｇ５５）／６
Ｇ２’＝（Ｇ２２＋２×Ｇ２４＋Ｇ２６＋２×Ｇ３３＋２×Ｇ３５＋２×Ｇ４２
＋４×Ｇ４４＋２×Ｇ４６＋２×Ｇ５３＋２×Ｇ５５＋Ｇ６２＋２×Ｇ６４＋Ｇ６６）
／２４
Ｇ３’＝（Ｇ１１＋Ｇ１３＋Ｇ１５＋Ｇ１７＋２×Ｇ２２＋２×Ｇ２４＋２×Ｇ２６
＋Ｇ３１＋４×Ｇ３３＋４×Ｇ３５＋Ｇ３７＋２×Ｇ４２＋６×Ｇ４４＋２×Ｇ４６
＋Ｇ５１＋４×Ｇ５３＋４×Ｇ５５＋Ｇ５７＋２×Ｇ６２＋２×Ｇ６４＋２×Ｇ６６
＋Ｇ７１＋Ｇ７３＋Ｇ７５＋Ｇ７７）／５０
【００３２】
上記の値をローパスフィルタ処理の出力値とし、実施の形態１と同様の方法で差分値の算出とノイズレベルクリップ処理、および出力値の加算を行うことにより、同様の効果を得ることが可能である。
【００３３】
また、図６は、Ｒ画素およびＢ画素を対象としたローパスフィルタ処理を行う場合の参照画素位置を示したものである。図６において、Ｐ４４は注目画素を表し、Ｐ４４を除くＰ００からＰ８８は注目画素を中心とした周辺画素を表す。
ここで、図６における各画素の画素値のＲ成分をＰ００からＰ８８に関して、Ｒ００からＲ８８とし、Ｒ画素値の加重平均値を、ローパスフィルタ１からローパスフィルタ３の順にそれぞれＲ１’、Ｒ２’、Ｒ３’とすれば、加重平均値の計算式は下記のように表される。
【００３４】
Ｒ１’＝（Ｒ２４＋Ｒ４２＋２×Ｒ４４＋Ｒ４６＋Ｒ６４）／６
Ｒ２’＝（Ｒ２２＋２×Ｒ２４＋Ｒ２６＋２×Ｒ４２＋４×Ｒ４４＋２×Ｒ４６
＋Ｒ６２＋２×Ｒ６４＋Ｒ６６／１６
Ｒ３’＝（Ｒ００＋Ｒ０２＋Ｒ０４＋Ｒ０６＋Ｒ０８＋Ｒ２０＋２×Ｒ２２
＋２×Ｒ２４＋２×Ｒ２６＋Ｒ２８＋Ｒ４０＋２×Ｒ４２＋４×Ｒ４４＋２×Ｒ４６
＋Ｒ４８＋Ｒ６０＋２×Ｒ６２＋２×Ｒ６４＋２×Ｒ６６＋Ｒ６８＋Ｒ８０＋Ｒ８２
＋Ｒ８４＋Ｒ８６＋Ｒ８８）／３６
【００３５】
Ｂ画素について処理を行う場合もＲ画素の場合と同様となる。
上記の値をローパスフィルタ処理の出力値とし、実施の形態１と同様の方法で差分値の算出とノイズレベルクリップ処理、および出力値の加算を行うことにより、同様の効果を得ることが可能である。
【００３６】
以上のように、実施の形態２の画像処理装置によれば、画像信号は、画素が２次元的に配置され、かつ、各画素につき一種類のみの色成分データが配置されている撮像素子から生成されたデータとしたので、例えば、固体撮像素子からのＲＡＷ出力画像であっても、ＲＧＢ画像やＹＵＶ画像と同様にノイズの低減を行うことができる。
【００３７】
実施の形態３．
実施の形態１は、ローパスフィルタ処理に関して常に固定された一定の係数を適用するものであった。しかし、実際の画像処理では入力画像に特定方向のエッジ成分が強く表れている場合、エッジ方向に対して垂直方向のフィルタ処理は行わず、エッジ方向に水平な成分に特化したフィルタ処理を行うことにより、よりエッジ成分を保存し、解像感の低下を抑えたノイズ抑圧処理が可能となる。そこで、実施の形態３では、パターンマッチング等による局所的なエッジ方向検出処理と組み合わせ、ローパスフィルタ処理のカーネルを動的に変更する方法について説明する。
【００３８】
図７は、実施の形態３の画像処理装置を示す構成図である。
図示の画像処理装置は、ローパスフィルタ１ａ，２ａ，３ａ、差分器４，５，６、ベースノイズクリップ回路７，８，９、加算器１０およびエッジ方向抽出部１１を備えている。エッジ方向抽出部１１は、注目画素周辺の局所的なエッジ方向を抽出する機能を有し、その抽出結果をローパスフィルタ１ａ，２ａ，３ａに出力するよう構成されている。ローパスフィルタ１ａ，２ａ，３ａは、それぞれ、エッジ方向抽出部１１の抽出結果に基づいて加重平均処理を行う場合の係数を動的に変更して処理を行うよう構成されている。これ以外の構成は、図１に示した実施の形態１または実施の形態２と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３９】
次に、実施の形態３の動作について説明する。
エッジ方向抽出部１１は、パターンマッチング等の方法により、注目画素の周囲におけるエッジ成分の方向性を検出する。ここでの方向性検出結果は、処理内容によって、垂直方向、水平方向、エッジ成分なしの３通り、あるいはこれに右斜め４５°方向、左斜め４５°方向を加えた５通り、もしくはより細かい刻みにて分けることも考えられるが、ここでは一つの例として垂直方向、水平方向、エッジ成分なしの３通りの結果が得られる場合について述べる。
【００４０】
エッジ方向抽出部１１におけるエッジ方向抽出結果として垂直方向のエッジが検出された場合には、エッジ方向に一致する垂直方向のみローパスフィルタ処理を行い、水平方向にはフィルタ処理を行わないことで、解像感の低下を抑えることができる。
同様に水平方向のエッジが検出された場合には水平方向のみローパスフィルタ処理を行い、垂直方向にはフィルタ処理を行わないものとする。
また、エッジ成分が検出されない場合には実施の形態１、２と同様に、水平方向、垂直方向共にローパスフィルタ処理を行う。
実際のローパスフィルタ処理内容の切替は、エッジ方向抽出処理より出力されるエッジ方向抽出結果情報に基づき、ローパスフィルタ処理の加重平均に関する係数設定を動的に変更することにより行う。
【００４１】
ローパスフィルタ処理の参照画素を実施の形態１と同様に図３とし、図３における各画素の画素値のＲＧＢ成分をＰ１１からＰ５５に関して、それぞれＲ１１からＲ５５、Ｇ１１からＧ５５、Ｂ１１からＢ５５とし、Ｇ画素値の加重平均値をローパスフィルタ処理１１から１３の順にそれぞれＧ１’、Ｇ２’、Ｇ３’とすれば、加重平均値の計算式は下記のように表される。
【００４２】
◆垂直方向エッジ検出時
Ｇ１’＝（Ｇ２３＋２×Ｇ３３＋Ｇ４３）／４
Ｇ２’＝（Ｇ１３＋２×Ｇ２３＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ４３＋Ｇ５３）／１０
Ｇ３’＝（Ｇ１３＋Ｇ２３＋Ｇ３３＋Ｇ４３＋Ｇ５３）／５
【００４３】
◆水平方向エッジ検出時
Ｇ１’＝（Ｇ３２＋２×Ｇ３３＋Ｇ３４）／４
Ｇ２’＝（Ｇ３１＋２×Ｇ３２＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ３４＋Ｇ３５）／１０
Ｇ３’＝（Ｇ３１＋Ｇ３２＋Ｇ３３＋Ｇ３４＋Ｇ３５）／５
【００４４】
◆エッジ成分非検出時
Ｇ１’＝（Ｇ２３＋Ｇ３２＋２×Ｇ３３＋Ｇ３４＋Ｇ４３）／６
Ｇ２’＝（Ｇ２２＋２×Ｇ２３＋Ｇ２４＋２×Ｇ３２＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ３４
＋Ｇ４２＋２×Ｇ４３＋Ｇ４４）／１６
Ｇ３’＝（Ｇ１１＋Ｇ１２＋Ｇ１３＋Ｇ１４＋Ｇ１５＋Ｇ２１＋２×Ｇ２２
＋２×Ｇ２３＋２×Ｇ２４＋Ｇ２５＋Ｇ３１＋２×Ｇ３２＋４×Ｇ３３＋２×Ｇ３４
＋Ｇ３５＋Ｇ４１＋２×Ｇ４２＋２×Ｇ４３＋２×Ｇ４４＋Ｇ４５＋Ｇ５１＋Ｇ５２
＋Ｇ５３＋Ｇ５４＋Ｇ５５）／３６
【００４５】
上記のように計算されたＧ１’、Ｇ２’、Ｇ３’を使用し、以降の処理は実施の形態１と同様に行うことにより、より解像感の低下を抑えたノイズ抑圧処理を行うことができる。
【００４６】
以上のように、実施の形態３による画像処理装置によれば、注目画素周辺の局所的なエッジ方向を抽出するエッジ方向抽出部を備え、複数のローパスフィルタは、エッジ方向抽出部のエッジ方向抽出結果に基づいて、注目画素の画素値および複数の周辺画素の画素値を加重平均する場合の係数を選択するようにしたので、より解像感の低下が少ないノイズの抑圧処理を行うことが可能である。
【００４７】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、ベースノイズクリップ処理として単純な演算式を使用していた。しかし、この部分をルックアップテーブルに置き換え、任意の変換曲線を設定可能とすることにより、ノイズ抑圧処理をより柔軟に行えると共に、入力値に対する出力値を大きく設定することにより、入力画像の特定周波数成分を増幅させ、画像の輪郭を強調する処理を合わせて行うことも可能となる。このような例を実施の形態４として以下説明する。
【００４８】
図８は、実施の形態４の画像処理装置を示す構成図である。
図示の画像処理装置は、ローパスフィルタ１，２，３、差分器４，５，６、加算器１０およびルックアップテーブル演算部１２，１３，１４を備えている。ここで、ルックアップテーブル演算部１２，１３，１４は、実施の形態１におけるベースノイズクリップ回路７，８，９に置き換わるもので、それぞれ、差分器４，５，６の出力値を入力値とし、所定の変換曲線に従って出力値を決定するためのルックアップテーブルを用いて、その補正演算を行う演算部である。即ち、これらのルックアップテーブル演算部１２，１３，１４は、それぞれ入力値が所定の範囲内では入力値に対する出力値を抑制し、それ以外の範囲では入力値に対する出力値を所定の変換値とするよう構成されている。これ以外の構成は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４９】
次に、実施の形態４の動作について説明する。
本実施の形態において、ローパスフィルタ１，２，３におけるローパスフィルタ処理は実施の形態１と同様である。また、ローパスフィルタ１，２，３の出力値や入力画素値との間で、差分器４，５，６により、相互の差分値算出処理を行い、各画素値間の差分値Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を算出する動作についても実施の形態１と同様である。
【００５０】
上記差分値のうち、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２について、ルックアップテーブル演算部１２，１３，１４は、それぞれ補正演算を行う。実施の形態１ではこの部分を演算式によるクリップ処理で行っているため、単純にノイズ成分を抑圧するだけであったが、本実施の形態では、ルックアップテーブルを使用するため、より柔軟なノイズ抑圧処理が可能になり、かつ、ノイズ以外の輪郭成分を強調する処理も合わせて行うことができる。
【００５１】
図９は、ルックアップテーブルにて設定する変換曲線の一例を示したものである。
各ルックアップテーブル演算部１２，１３，１４において、例えばこの図９に示すように、ノイズ抑圧区間では入力値に対する出力値を小さく抑え、輪郭強調区間では入力値に対して出力値を増幅するような処理を行うことにより、同じ周波数帯に属する成分であっても、その大きさに応じてノイズ成分であるか画像のエッジ成分であるかを判定し、それぞれ異なった補正処理を適用することが可能となる。
【００５２】
また、ノイズ抑圧区間においても、ある特定範囲の値に対しては出力値を完全に０とし、それより大きい値に関しては低い補正倍率を掛けて成分を残す、といった柔軟な処理を行うことも出来る。
【００５３】
尚、上記実施の形態４は、実施の形態１におけるベースノイズクリップ回路７，８，９をルックアップテーブル演算部１２，１３，１４で置き換えた場合を説明したが、実施の形態２あるいは実施の形態３におけるベースノイズクリップ回路７，８，９を置き換えたものであってもよい。
【００５４】
以上のように、実施の形態４の画像処理装置によれば、画像信号から、注目画素の画素値と、注目画素の複数の周辺画素の画素値とを平均化した値を算出すると共に、複数の周辺画素として、それぞれが異なる範囲を参照する複数のローパスフィルタと、注目画素の画素値および複数のローパスフィルタの出力値をそれぞれ相互差分する複数の差分器と、複数の差分器からの出力値をそれぞれ入力し、入力値が所定の範囲内では入力値に対する出力値を抑制し、それ以外の範囲では入力値に対する出力値を所定の変換値とする複数のルックアップテーブル演算部と、複数のルックアップテーブル演算部の出力値および注目画素の画素値以外の相互差分されていないローパスフィルタの出力値を加算して注目画素の新たな値を算出する加算器とを備えたので、特定の周波数成分に特化したノイズの抑圧をより柔軟に行うことが可能であり、また、ルックアップテーブルによる補正処理では特性周波数成分を増幅することもできるため、ノイズの抑圧処理とともに輪郭成分を強調する処理といったことも同時に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１による画像処理装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における注目画素と周辺画素を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における演算式の内容を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるＧ画素を対象とした場合の注目画素と周辺画素を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるＲ画素およびＢ画素を対象とした場合の注目画素と周辺画素を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３による画像処理装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４による画像処理装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４におけるルックアップテーブルの内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ，２，２ａ，３，３ａ  ローパスフィルタ、４，５，６  差分器、７，８，９  ベースノイズクリップ回路（クリップ回路）、１０  加算器、１１  エッジ方向抽出部、１２，１３，１４  ルックアップテーブル演算部。
【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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