(57)【要約】【課題】フィルタサイズに拠ることなく、画像のノイズを除去するノイズ除去装置を得る。【解決手段】原画像は複数の画素から構成され、画素ごとに原輝度値を持つ。原画像は、算出部１０１に送信される。原画像を受信した算出部１０１は、原画像にガウスフィルタを施して、原輝度値を平滑化する。平滑化された原輝度値を変換輝度値とよぶ。比較部１０２は、原輝度値と変換輝度値とを比較して、低い方の輝度値、すなわち小さい輝度値を出力輝度値として出力する。出力輝度値は、画像合成部１０３に送信される。画像合成部１０３は、出力輝度値から出力画像を作成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を構成する複数の原輝度値を処理して変換輝度値を作成する算出部と、
前記原輝度値と前記平滑輝度値とを比較して、低い方の輝度値を出力輝度値として出力する比較部とを備えるノイズ除去装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記原輝度値にガウスフィルタを施すことによって原輝度値を平滑化して変換輝度値を作成する請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記原輝度値にバイラテラルフィルタを施すことによって原輝度値を平滑化して変換輝度値を作成する請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項４】
画像を構成する複数の原輝度値を平滑化して平滑輝度値を作成するステップと、
前記原輝度値と前記平滑輝度値とを比較して、低い方の輝度値を出力輝度値として出力するステップと、
前記出力輝度値から成る出力画像を作成するステップとを備えるノイズ除去方法。
【請求項５】
画像を構成する複数の原輝度値を平滑化して平滑輝度値を平滑輝度値算出部に作成させるステップと、
前記原輝度値と前記平滑輝度値とを輝度値比較部に比較させ、低い方の輝度値を出力輝度値として輝度値比較部に出力させるステップと、
前記出力輝度値から成る出力画像を画像合成部に作成させるステップとを備えるノイズ除去プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像に含まれるノイズを除去するノイズ除去装置、ノイズ除去方法、及びノイズ除去プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を構成する色差信号に対してメディアンフィルタを施して、これにより得られた信号を用いて色差信号を補正し、画像に含まれるノイズを除去する構成が知られている（特許文献１）。メディアンフィルタは、注目画素の周囲に存在する複数の周辺画素の色差信号から中央値を選択し、中央値を注目画素の色差信号とするフィルタである。周辺画素の範囲をフィルタサイズという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フィルタサイズの大きさによっては、ノイズを的確に除去できない場合がある。すなわち、フィルタサイズを小さくするとノイズが残る可能性があり、フィルタサイズを大きくすると画像が滲んだりする可能性がある。
【０００５】
本発明はこれらの問題を鑑みてなされたものであり、フィルタサイズに拠ることなく、画像のノイズを除去するノイズ除去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】
【０００６】
本願第１の発明によるノイズ除去装置は、画像を構成する複数の原輝度値を処理して変換輝度値を作成する算出部と、原輝度値と平滑輝度値とを比較して、低い方の輝度値を出力輝度値として出力する比較部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
算出部は、原輝度値にガウスフィルタを施すことによって原輝度値を平滑化して変換輝度値を作成することが好ましい。
【０００８】
算出部は、原輝度値にバイラテラルフィルタを施すことによって原輝度値を平滑化して変換輝度値を作成してもよい。
【０００９】
本願第２の発明によるノイズ除去方法は、画像を構成する複数の原輝度値を平滑化して平滑輝度値を作成するステップと、原輝度値と平滑輝度値とを比較して、低い方の輝度値を出力輝度値として出力するステップと、出力輝度値から成る出力画像を作成するステップとを備えることを特徴とする。
【００１０】
本願第３の発明によるノイズ除去プログラムは、画像を構成する複数の原輝度値を平滑化して平滑輝度値を平滑輝度値算出部に作成させるステップと、原輝度値と平滑輝度値とを輝度値比較部に比較させ、低い方の輝度値を出力輝度値として輝度値比較部に出力させるステップと出力輝度値から成る出力画像を画像合成部に作成させるステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルタサイズに拠ることなく、画像のノイズを除去するノイズ除去装置を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ノイズ除去装置を概略的に示したブロック図である。
【図２】原画像を構成する原輝度値を示した図である。
【図３】平滑化輝度値を示した図である。
【図４】出力輝度値を示した図である。
【図５】合成処理を示したフローチャートである。
【図６】平滑化処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明におけるノイズ除去装置１００について添付図面を参照して説明する。まず、図１を用いてノイズ除去装置１００の構成について説明する。
【００１４】
ノイズ除去装置１００は、画像処理装置２２０の一部として設けられ、算出部１０１と、比較部１０２と、画像合成部１０３とを備える。画像処理装置２２０は、映像信号作成部２２１と、メモリ２２２と、映像出力調整部２２３とを備え、撮像部２１０とディスプレイ２３０に接続される。撮像部２１０は、例えば内視鏡スコープやカメラであって、被写体像を撮像して画像信号を出力する。画像処理装置２２０は、撮像部２１０から画像信号を受信して、画像処理を施した後、ディスプレイ２３０に出力する。ディスプレイ２３０は、画像処理装置２２０から画像信号を受信して画像を表示する。
【００１５】
次に、ノイズ除去装置１００及び画像処理装置２２０の構成について説明する。撮像部２１０から受信した画像信号は、映像信号作成部２２１に入力される。映像信号作成部２２１は、画像信号に所定の処理を施して、原画像を作成する。原画像は複数の画素から構成され、画素ごとに原輝度値を持つ。作成された原画像は、メモリ２２２及び算出部１０１に送信される。メモリ２２２は、原画像を記憶する。
【００１６】
原画像を受信した算出部１０１は、原輝度値にガウスフィルタを施して、原輝度値を平滑化する。平滑化された原輝度値を変換輝度値とよぶ。ガウスフィルタは、例えばｎ行ｎ列の行列であって、ガウス関数を構成するσの値及びｎの値を変更することによって、平滑化の程度を調整することができる。ｎの値を変更するとフィルタサイズを変更できる。変換輝度値は、比較部１０２に送信される。
【００１７】
比較部１０２は、原輝度値と変換輝度値とを比較して、低い方の輝度値、すなわち小さい輝度値を出力輝度値として出力する。出力輝度値は、画像合成部１０３に送信される。画像合成部１０３は、出力輝度値から出力画像を作成して、メモリ２２２及び映像出力調整部２２３に送信する。メモリ２２２は、出力画像を記憶し、映像出力調整部２２３は、ディスプレイ２３０の形式に合致した信号形式に出力画像を変換して、ディスプレイ２３０へ出力する。
【００１８】
次に、図２から図４を用いて、原輝度値が変換輝度値を経て出力輝度値に変換される過程について説明する。図２は原輝度値のグラフを示し、図３は変換輝度値のグラフを示し、図４は出力輝度値のグラフを示す。
【００１９】
図２を参照すると、いわゆる色つきノイズと呼ばれる部分が３箇所に見られる。色つきノイズとは、カラー画像に見られるノイズであって、周囲の画素が有する輝度値とは全く異なる輝度値を有するノイズをいう。例えば、桃色の周辺画素に囲まれた黄色い画素が存在する場合、黄色い画素を色つきノイズという。図２に示す原輝度値に対してガウスフィルタを施して平滑化すると、図３に示す変換輝度値を得る。原輝度値と変換輝度値とを比較すると、突出した輝度値がなくなり、言い換えると急激に変化する部分がなくなっている。
【００２０】
次に、原輝度値と変換輝度値とを比較して、小さい方の輝度値を出力輝度値として採用する。これにより、図４に示す出力輝度値を得る。平滑化により得られる変換輝度値は、色つきノイズ部分においては原輝度値よりも小さく、その他の部分においては原輝度値よりも大きい傾向がある。そのため、原輝度値と変換輝度値とを比較して、小さい方の輝度値を採用すると、色つきノイズを減らすことができる。すなわち図４において原輝度値と出力輝度値とを比較すると、突出した輝度値、つまり色つきノイズ部分がなくなるとともに、それ以外の部分では略輝度値が維持される。
【００２１】
次に、図５を用いて合成処理について説明する。合成処理はノイズ除去装置１００が実行する処理であって、映像信号作成部２２１から原画像を受信したときに実行される。ここで、原輝度値をＩｍｇ１（ｘ、ｙ）、原輝度値のコピーをＩｍｇ２（ｘ、ｙ）、変換輝度値をＩｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）、及び出力輝度値をＩｍｇ（ｘ、ｙ）とする。
【００２２】
始めのステップＳ５１では、原画像に含まれる原輝度値Ｉｍｇ１（ｘ、ｙ）をＩｍｇ２（ｘ、ｙ）に代入する。次のステップＳ５２では、Ｉｍｇ２（ｘ、ｙ）に対して平滑化処理を施し、変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）を得る。平滑化処理は、原輝度値に対してガウスフィルタを施す処理であり、詳細については後述される。
【００２３】
次のステップＳ５３では、原輝度値Ｉｍｇ１（ｘ、ｙ）と変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）とを比較する。原輝度値Ｉｍｇ１（ｘ、ｙ）よりも変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）が小さい場合、処理はステップＳ５４に進み、そうでない場合、処理はステップＳ５５に進む。
【００２４】
ステップＳ５４では、出力輝度値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）に変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）を代入する。ステップＳ５５では、出力輝度値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）に原輝度値Ｉｍｇ１（ｘ、ｙ）を代入する。これらの処理により、原輝度値Ｉｍｇ１（ｘ、ｙ）と変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）のうち小さい方の輝度値が出力輝度値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）となる。
【００２５】
次に、図６を用いて平滑化処理について説明する。平滑化処理は、原輝度値に対してガウスフィルタを施す処理である。より詳しく説明すると、フィルタサイズと同じ大きさの範囲に存在する全ての画素の輝度値に、ガウスフィルタを成す行列を乗じる処理である。ここで、ガウスフィルタのフィルタサイズをＦｓｉｚｅとする。フィルタサイズは、画像の被写体や経験値等に応じて予め決定され、ノイズ除去装置１００に入力される。
【００２６】
始めのステップＳ６１では、入力されたフィルタサイズに応じて、ガウスフィルタＧａｕｓｓ（ｘ、ｙ）を作成する。次のステップＳ６２では、パラメータｉ及びｊに−Ｆｓｉｚｅ／２を代入する。
【００２７】
次のステップＳ６３では、パラメータｊがＦｓｉｚｅ／２よりも小さいか否かを判断する。小さい場合、処理はステップＳ６４に進み、そうでない場合、処理は終了する。
【００２８】
ステップＳ６４では、パラメータｉに−Ｆｓｉｚｅ／２を代入し、次のステップＳ６５では、パラメータｊがＦｓｉｚｅ／２よりも小さいか否かを判断する。小さい場合、処理はステップＳ６６に進み、そうでない場合、処理はステップＳ６８に進んでパラメータｊを１増やす。
【００２９】
ステップＳ６６では、パラメータｉを１増やし、ステップＳ６７に進む。ステップＳ６７では、原輝度値のコピーＩｍｇ２（ｘ、ｙ）とガウスフィルタＧａｕｓｓ（ｘ、ｙ）との積を求め、その結果を変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）に代入する。そして、ステップＳ６５に進む。
【００３０】
ステップＳ６３からＳ６８を、フィルタサイズに含まれる画素の数だけ繰り返すことにより、変換輝度値Ｉｍｇ２ｂｌｕｒ（ｘ、ｙ）が求められる。
【００３１】
本実施形態は、原輝度値と変換輝度値とを比較して、小さい方の輝度値を採用する。そのため、フィルタサイズが小さいときに残ってしまうノイズを除去できる。すなわち、フィルタサイズに拠らずにノイズを減らすことができる。
【００３２】
なお、ガウスフィルタでなく、バイラテラルフィルタを用いてもよい。また、撮像部２１０は、内視鏡スコープやカメラに限定されない。
【００３３】
ノイズ除去装置１００は、画像処理装置２２０の一部としでなく、独立の装置として用いられても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１００  ノイズ除去装置
１０１  算出部
１０２  比較部
１０３  画像合成部
２１０  撮像部
２２０  画像処理装置
２２１  映像信号作成部
２２２  メモリ
２２３  映像出力調整部
２３０  ディスプレイ
【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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