(57)【要約】【課題】良好な画質を保ったままノイズリダクションを行う。【解決手段】元画像データＸ０に対してウェーブレット変換処理３１を施し、該ウェーブレット変換処理前後のデータの差分からノイズ成分を抽出し、抽出したノイズ成分を元画像データＸ０から減算処理３４することで、元画像データＸ０のノイズリダクションを行う。好適には、ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返し、各ウェーブレット変換処理前後のデータ差分から夫々ノイズ成分を抽出すると共に各ノイズ成分を累積し、累積したノイズ成分を元画像データＸ０から減算処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
元画像データに対してウェーブレット変換処理を施し、該ウェーブレット変換処理前後のデータの差分からノイズ成分を抽出し、抽出したノイズ成分を前記元画像データから減算処理することで、前記元画像データのノイズリダクションを行うことを特徴とするウェーブレット変換を用いた画像処理方法。
【請求項２】
前記ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返し、各ウェーブレット変換処理前後のデータ差分から夫々ノイズ成分を抽出すると共に各ノイズ成分を累積し、累積したノイズ成分を前記元画像データから減算処理することを特徴とする請求項１に記載のウェーブレット変換を用いた画像処理方法。
【請求項３】
前記ノイズ成分が低周波ノイズ成分であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェーブレット変換を用いた画像処理方法。
【請求項４】
元画像データに対してウェーブレット変換処理を施すウェーブレット変換処理部と、該ウェーブレット変換処理の前後のデータの差分からノイズ成分を抽出するノイズ抽出部と、抽出したノイズ成分を前記元画像データから減算処理する減算処理部とを備えることを特徴とするウェーブレット変換を用いた画像処理装置。
【請求項５】
前記ウェーブレット変換処理部は前記ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返し、前記ノイズ抽出部は各ウェーブレット変換処理前後のデータ差分から夫々ノイズ成分を抽出すると共に各ノイズ成分を累積し、前記減算処理部は前記累積されたノイズ成分を前記元画像データから減算処理することを特徴とする請求項４に記載のウェーブレット変換を用いた画像処理装置。
【請求項６】
前記ノイズ成分が低周波ノイズ成分であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のウェーブレット変換を用いた画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置に係り、特に、画像中のノイズを良好に除去することができる画像処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、ウェーブレット変換部の概略構成図である。図中の画像データＸ０は、図４（ａ）に示す様な１枚の画像１を構成するデータであり、この画像データＸ０がウェーブレット変換部に入力されると、画像データＸ０はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３とに入る。
【０００３】
ハイパスフィルタ２を通った画像データは低周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部４で水平方向に１／２に間引き処理（縮小処理）され、高周波データ（Ｈ）５となる。
【０００４】
ローパスフィルタ３を通った画像データは高周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部６で水平方向に１／２に間引き処理され、低周波データ（Ｌ）７となる。
【０００５】
高周波データ（Ｈ）５は、ハイパスフィルタ８とローパスフィルタ９とに入る。ハイパスフィルタ８を通った画像データは低周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部１０によって垂直方向に１／２に間引き処理され、高・高周波データ（ＨＨ）１１となる。ローパスフィルタ９を通った画像データは高周波成分が除去されたデータとなり、これがダウンサンプリング処理部１２によって垂直方向に１／２に間引き処理され、高・低周波データ（ＨＬ）１３となる。
【０００６】
低周波データ（Ｌ）７も上記と同様に、ハイパスフィルタ１４，ローパスフィルタ１５，ダウンサンプリング処理部１６，１７を通ることで、低・高周波データ（ＬＨ）１８と、低・低周波データ（ＬＬ）１９とに分けられる。
【０００７】
以上の様にして、入力された画像データＸ０は４つの周波数帯域のサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬに分解され、インターリーブ変換部２０によって並べ替えら、１枚の画像データ２１となる。
【０００８】
図４（ｂ）は画像データ１に対する画像データ２１を例示する図である。図示する例の画像データ２１は、線図で表現せざるを得ないため、画像データ１を縦横共に１／２に縮小した縮小画像を４枚貼り合わせた画像として表現しているが、実際には、画像データ２１中のサブバンドデータＨＨは、画像データ１の高・高周波数部分すなわち輪郭（エッジ）の部分を取り出した画像になっている。また、サブバンドデータＬＬは、画像データ１の低・低周波数部分だけを取り出した輪郭（エッジ）のぼやけた画像になっており、サブバンドデータＨＬ，ＬＨは、両者の中間的な画像になっている。
【０００９】
図４（ｂ）に示すいずれかのサブバンドデータを再び図３のウェーブレット変換部に入力すると、そのサブバンドデータは更に４つのサブバンドデータに分解される。図５に、サブバンドデータＬＬをＬＬ１とし、このサブバンドデータＬＬ１をウェーブレット変換部に再入力して４つのサブバンドデータＬＬ２，ＨＬ２，ＬＨ２，ＨＨ２に分解した状態を示す。ウェーブレット変換したサブバンドデータを、逆ウェーブレット変換することで、画像データＸ０を復元することができる。
【００１０】
図６は、逆ウェーブレット変換部の概略構成図である。逆ウェーブレット変換部の処理は、ウェーブレット変換部が行う上記処理の逆の処理となるため、その説明は省略する。
【００１１】
逆ウェーブレット変換するとき、合成するサブバンドデータに手を加えることで、元画像データＸ０の修正を行うことができる。例えば、図７（ａ）に示す元画像データを低周波信号（ｂ）と高周波信号（ｃ）とに分離する。そして、高周波信号（ｃ）の中のノイズ成分２２を除去（コアリング処理）し、ノイズ除去後の高周波信号（ｄ）と低周波信号（ｂ）とを逆ウェーブレット変換によって合成することで、高周波ノイズを除去した画像データ（ｅ）を得ることができる。
【００１２】
尚、ウェーブレット変換を用いた画像処理技術に関連するものとして、下記の特許文献１がある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３―１３４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ウェーブレット変換を利用することで、処理対象とする画像データの任意サブバンドデータに修正を加えることが容易となり、画像データ中のノイズを除去するノイズリダクション処理が容易となる。
【００１５】
しかし、ウェーブレット変換を何回も繰り返して特定周波数成分のサブバンドデータを抽出し、このサブバンドデータからノイズ成分を除去した後、逆ウェーブレット変換を何回も繰り返して元画像を復元すると、画像データ中の振幅変化位置の位相ズレが蓄積され、例えば復元画像中の輪郭部分にリンギング等が発生し、画質が劣化してしまうという問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、リンギング等の発生無く任意周波数成分のノイズリダクションを良好に行うことができるウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置は、元画像データに対してウェーブレット変換処理を施し、該ウェーブレット変換処理前後のデータの差分からノイズ成分を抽出し、抽出したノイズ成分を前記元画像データから減算処理することで、前記元画像データのノイズリダクションを行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明のウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置は、前記ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返し、各ウェーブレット変換処理前後のデータ差分から夫々ノイズ成分を抽出すると共に各ノイズ成分を累積し、累積したノイズ成分を前記元画像データから減算処理することを特徴とする。
【００１９】
本発明のウェーブレット変換を用いた画像処理方法及びその装置は、前記ノイズ成分が低周波ノイズ成分であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、ウェーブレット変換処理と逆ウェーブレット変換処理を繰り返してノイズリダクションを行うのではないため、良好な画質を保ったままノイズリダクションを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。図示する例の画像処理装置は、ウェーブレット変換を用いてノイズリダクション処理を行うものであり、画像データＸ０を入力データとするウェーブレット変換処理部３１と、ウェーブレット変換処理部３１の出力データを入力データとする拡大補間処理部３２と、拡大補間処理部３２の出力データ及び画像データＸ０を入力データとし除去対象ノイズ成分を抽出する差分蓄積部３３と、画像データＸ０と差分蓄積部３３の出力データとの差分をノイズリダクション後の出力画像データとする減算部３４とで構成される。
【００２３】
ウェーブレット変換処理部３１は、図３で説明したウェーブレット変換処理を必要回数だけ繰り返す機能を有する。図示する例では、３回のウェーブレット変換３１ａ，３１ｂ，３１ｃを行う機能を有する。
【００２４】
以下、拡大補間処理部３２，差分蓄積部３３は、ウェーブレット変換処理部３１が３回の変換処理を繰り返す構成に対応して構成される。
【００２５】
拡大補間処理部３２は、３つの拡大補間フィルタ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを備える。拡大補間フィルタ３２ａは、入力データＬＬ１を縦横２倍に拡大する補間処理を行い、拡大補間フィルタ３２ｂは、入力データＬＬ２を縦横４倍に拡大する補間処理を行い、拡大補間フィルタ３２ｃは、入力データＬＬ３を縦横８倍に拡大する補間処理を行う。
【００２６】
差分蓄積部３３は、３つの減算器３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、各減算器出力を夫々フィルタリングする３つのフィルタ３３ｄ，３３ｅ，３３ｆと、各フィルタ出力を加算し累積する２つの加算器３３ｇ，３３ｈとを備える。
【００２７】
減算器３３ａは、画像データＸ０と補間フィルタ３２ａの出力データとの差分をとって出力し、減算器３３ｂは、補間フィルタ３２ａの出力データと補間フィルタ３２ｂの出力データとの差分をとって出力し、減算器３３ｃは補間フィルタ３２ｂの出力データと補間フィルタ３２ｃの出力データとの差分をとって出力する。
【００２８】
フィルタ３３ｄは減算器３３ａの出力を帯域制限して出力し、フィルタ３３ｅは減算器３３ｂの出力を帯域制限して出力し、フィルタ３３ｆは減算器３３ｃの出力を帯域制限して出力する。
【００２９】
加算器３３ｇはフィルタ３３ｅ，３３ｆの各出力データを加算し、加算器３３ｈはフィルタ３３ｄと加算器３３ｇの各出力データを加算して減算器３４に出力する。
【００３０】
斯かる構成でなる画像処理装置のウェーブレット変換処理部３１に、図２に示す処理対象の画像データＸ０が入力されると、第１回目のウェーブレット変換３１ａが行われ、画像データＸ０は、４つのサブバンドデータＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１，ＬＬ１に分解される。
【００３１】
サブバンドデータＬＬ１は、拡大補間処理部３２の補間フィルタ３２ａに出力されると共に、サブバンドデータＬＬ１に対して第２回目のウェーブレット変換３１ｂが実施される。このウェーブレット変換３１ｂにより、サブバンドデータＬＬ１は、４つのサブバンドデータＨＨ２，ＨＬ２，ＬＨ２，ＬＬ２に分解される。
【００３２】
サブバンドデータＬＬ２は、拡大補間処理部３２の補間フィルタ３２ｂに出力されると共に、サブバンドデータＬＬ２に対して第３回目のウェーブレット変換３１ｃが実施される。このウェーブレット変換３１ｃにより、サブバンドデータＬＬ２は、４つのサブバンドデータＨＨ３，ＨＬ３，ＬＨ３，ＬＬ３に分解され、サブバンドデータＬＬ３が、拡大補間処理部３２の補間フィルタ３２ｃに出力される。
【００３３】
図２に示す様に、サブバンドデータＬＬ１は、元画像データＸ０に対して縦横共に１／２に縮小され、サブバンドデータＬＬ２は、元画像データＸ０に対して縦横共に１／４に縮小され、サブバンドデータＬＬ３は、元画像データＸ０に対して縦横共に１／８に縮小されている。
【００３４】
そこで、補間フィルタ３２ａはサブバンドデータＬＬ１を縦横共に２倍に拡大補間して元画像データＸ０と同じ大きさにし、補間フィルタ３２ｂはサブバンドデータＬＬ２を縦横共に４倍に拡大補間して元画像データＸ０と同じ大きさにし、補間フィルタ３２ｃはサブバンドデータＬＬ３を縦横共に８倍に拡大補間して元画像データＸ０と同じ大きさにする。
【００３５】
差分蓄積部３３の減算器３３ａは、元画像データＸ０と、縦横２倍に画素補間したサブバンドデータＬＬ１との差分をとる。減算器３３ｂは、縦横２倍に画素補間したサブバンドデータＬＬ１と、縦横４倍に画素補間したサブバンドデータＬＬ２との差分をとる。減算器３３ｃは、縦横４倍に画素補間したサブバンドデータＬＬ２と、縦横８倍に画素補間したサブバンドデータＬＬ３のと差分をとる。
【００３６】
各減算器３３ａ，３３ｂ，３３ｃの各出力は夫々フィルタ３３ｄ，３３ｅ，３３ｆで帯域制限され、帯域制限された各データを加算器３３ｇ，３３ｈで加算累積する。即ち、低周波域の各サブバンドデータの差分に帯域制限処理を施した値を累積することで、元画像データＸ０に含まれる低周波成分のノイズを求めることができる。従って、このノイズを減算器３４により元画像データＸ０から減算すれば、元画像データＸ０から低周波ノイズを除去した画像データを得ることが可能となる。
【００３７】
この様に、本実施形態では、ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返して得たサブバンドデータからノイズを除去し、逆ウェーブレット変換処理を再帰的に繰り返して元画像データを復元するのではなく、ウェーブレット変換はノイズを抽出するためだけに行い、抽出したノイズを元画像データから減算処理する構成としている。このため、本実施形態によれば、位相ズレの累積すなわちリンギングが無く良好な画質を保ったままノイズリダクションを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、ウェーブレット変換処理と逆ウェーブレット変換処理を繰り返してノイズリダクションを行うのではないため、良好な画質を保ったままノイズリダクションを行う画像処理方法及びその装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すウェーブレット変換処理部の動作説明図である。
【図３】ウェーブレット変換部の機能ブロック図である。
【図４】ウェーブレット変換により生成されたサブバンドデータＨＨ，ＨＬ，ＬＨ，ＬＬの説明図である。
【図５】ウェーブレット変換を２回行い、逆変換する例を模式的に示す図である。
【図６】逆ウェーブレット変換部の機能ブロック図である。
【図７】ウェーブレット変換を用いて高周波ノイズを除去する説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
３１  ウェーブレット変換処理部
３２  拡大補間処理部
３３  差分蓄積部（ノイズ抽出部）
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ  減算器
３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ  帯域制限フィルタ
３３ｇ，３３ｈ  加算器
３４  減算器
【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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