JP2000507726A

JP2000507726A - 画像ストリームを局所的コントラストの単位に分解する方法及び装置

Info

Publication number: JP2000507726A
Application number: JP9535503A
Authority: JP
Inventors: ルビン，ジェフリー
Original assignee: サーノフコーポレイション
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2000-06-20
Also published as: KR100347202B1; EP0891604A1; KR19990087654A; US5909516A; WO1997037326A1; EP0891604A4

Abstract

(57)【要約】画像ストリームを複数の単位の局所的コントラストに分解する装置（４００）および付随方法である。時間コントラスト変換器（ピラミッド）は、空間フィルタ（４１０）と、複数の縦続接続されたローパス時間フィルタ（４２０）と、複数の減算器（４３０）および除算器（４４０）とを備えている。空間フィルタ（４１０）には縦続接続されたローパス時間フィルタ（４２０）が続き、一組の時間ローパス・空間ローパス画像を生成する。この後、相隣るフィルタの出力同士が減算され、一組の時間バンドパス（ラプラシアン）画像が生成される。最後に、各ラプラシアン画像がより低いレベルの時間ローパス画像で除算され、一組の時間バンドパスコントラスト画像が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】画像ストリームを局所的コントラストの単位に分解する方法及び装置本出願は、1996年3月29日出願の米国特許仮出願第60/014,324号および1996年3 月29日出願の米国特許仮出願第60/014,332号の利益を主張するものである。本発明は、画像システムの能力を評価および改善する装置および付随方法に関する。本発明は、特に、画像ストリームを複数の単位の局所的コントラストに分解するアーキテクチャおよび付随方法に関する。発明の背景画像システムの設計者は、圧縮／伸張（コーデック）プロセスにおいてコントラスト解像度、ビットレート効率などの物理パラメータによって彼らの設計の能力を評価することが多い。これらのパラメータは容易に測定することができるが、それらは能力を評価するための正確な基準ではない可能性がある。その理由は、画像システムのエンドユーザは、一般に、主観的な視覚能力に対する関心の方が大きいからである。このような視覚能力としては、例えば、アーチファクトや歪みの視認性が挙げられるし、場合によっては、これらの画像特徴の強調も含まれる。このような画像特徴の強調は、ＭＲＩ（磁気共鳴画像法）画像やＣＡＴ（コンピュータ断層撮影）走査画像などの画像における腫瘍の存在などの情報を明らかにする可能性がある。画像システム設計を改善するために、長い年月にわたって種々の人間視覚能力方法（知覚距離発生器（perceptual metric generator）または視覚識別計測装置（visual discrimination measure））が使用されてきた。これらの視覚識別計測装置は、「空間的（spatial）」または「時空間的（spatiotemporal）」として大きく分類することができる。空間的な視覚識別計測装置の例としては、カールソソ−コーエン発生器や平方根積分（ＳＱＲＩ）発生器がある。時空間的な視覚識別計測装置（ＶＤＭ）の例は、米国特許第08／668,015号（出願日1996年6 月17日）や整理番号DSRC12146を有する出願「二つの画像シーケンス間の差異の視認性を評価する方法および装置（Method And Apparatus For Assessing The V isibilit y of Differences Between Two Image Sequences）」（出願日1997年3月28日）に開示されている。しかしながら、視覚識別計測装置は、後で他のプロセス（例えば、符号化アプリケーション）を視覚的に最適化するために使用される知覚距離（perceptual m etric）（忠実度距離（fidelity metric））を素早く（例えば、リアルタイムに）生成することがしばしば要求される。したがって、この技術分野では、知覚距離発生器に要求される計算を素早く実行して、例えば画像ストリームを空間および時間周波数において局在した複数の単位のコントラストに分解するアーキテクチャおよび付随方法が必要とされている。発明の概要本発明は、画像ストリームを複数の単位の局所的コントラストに分解する装置および付随方法である。本発明、すなわち時間コントラスト変換器（ピラミッド）は、空間前置フィルタと、縦続接続された複数のローパス時間フィルタと、複数の減算器および除算器と、を備えている。空間前置フィルタには、縦続接続されたローパス時間フィルタが続いており、一組の時間的ローパス画像が生成されるようになっている。この後、隣り合ったフィルタの出力が減算され、一組の時間的バンドパス（ラプラシアン）画像が生成される。最後に、各ラプラシアン画像がより低レベルの時間ローパス画像で除算され、一組の時間的バンドパスコントラスト画像が生成される。図面の簡単な説明本発明の開示内容は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を検討することによって容易に理解することができる。ここで、図１は、本発明の信号処理システムのブロック図を示している。図２は、視覚識別計測装置の構造の簡単なブロック図を示している。図３は、空間コントラストピラミッドの構造の詳細なブロック図を示している。図４は、時間コントラストピラミッドの構造の詳細なブロック図を示している。図５は、時間コントラストピラミッドを生成する方法のフローチャートを示している。理解を容易にするため、図面に共通の同一要素には可能な限り同一の参照番号を使用している。詳細な説明図１は、本発明を用いた信号処理システム１００を示している。この信号処理システムは、信号受信部１３０，信号処理部１１０および入出力装置１２０から構成されている。信号受信部１３０は、入力データ信号を受信するように機能する。この入力データ信号としては、例えば、画像装置からの画像のシーケンスや他の時間変化信号（例えば、マイクロフォンや記録媒体からのオーディオ信号や、毎日の株価などの金融信号）が挙げられる。したがって、本発明は以下で画像に関して説明するが、上述のような他の入力信号にも適用できることが分かる。信号受信部１３０は、データ受信部１３２およびデータ記憶部１３４を含んでいる。データ受信部１３０は、モデムやアナログ−ディジタル変換器など、複数の装置を含んでいてもよい。モデムは、電話回線や他の通信チャネルを介してバイナリデータを送受信する変調器および復調器を備えた周知の装置であり、アナログ−ディジタル変換器は、アナログ信号をディジタル形式に変換する。したがって、信号受信部１３０は、「オンライン」または「リアルタイム」で入力信号を受信することができ、必要であれば、それらの信号をディジタル形式に変換することができる。このため、信号受信部１３０は、コンピュータ、カメラ、ビデオレコーダ、種々の医療画像装置などといった一つ以上の装置から信号を受信することができる。データ記憶部１３４は、データ受信部１３２によって受信された入力信号を記憶するように機能する。データ記憶部１３４は、ディスクドライブ、半導体メモリ、その他の記憶媒体など、一つ以上の装置を含んでいる。これらの記憶装置は、入力信号に遅延を与える手段、または後続の処理のために入力信号を単に記憶する手段を提供する。好適な実施形態では、信号処理部１１０は、視覚識別計測装置（visual discr imination measure：ＶＤＭ）１１２、中央処理装置（ＣＰＵ）１１４および画像処理を容易にするメモリ１１６を有する汎用コンピュータを備えている。視覚識別計測装置１１２は、通信チャネルを介してＣＰＵに結合された種々のフィルタまたはプロセッサから構成される物理装置とすることができる。あるいは、視覚識別計測装置１１２は、メモリ１１６から呼び戻されて信号処理部のＣＰＵによって実行されるソフトウェアアプリケーションとして実現してもよい。信号処理部１１０は、キーボード、マウス、ビデオモニタ、あるいはハードディスクドライブやコンパクトディスクドライブ（但し、これらに限定されるわけではない）を含む記憶装置など、複数の入出力装置１２０にも結合されている。この入力装置は、入力画像を処理するために信号処理部に入力（制御信号およびデータ）を与えるように機能し、出力装置は、その結果を表示または記録するように機能する。視覚識別計測装置１１２は、入力画像の二つのシーケンスまたはストリーム間の差の視認性を評価し、客観的な「識別限界差」（just-noticeable difference ：ＪＮＤ）画像距離を生成する。この距離は、ＪＮＤ値、入力画像の各対に対するＪＮＤマップ、または確率予測として表現することができる。その結果、ＣＰＵは、ＪＮＤ画像距離を利用することで、ディジタル画像圧縮、画像品質測定および目標検出（但し、これらに限定されるわけではない）を含む様々なプロセスを最適化することができる。図２は、視覚識別計測装置１１２の構造を示す簡単なブロック図である。ここでは、二つの入力画像シーケンス２１０および２２０が処理されて画像距離２７０が生成される。視覚識別計測装置は、前処理部２３０，空間フィルタおよび／または時間フィルタ２４０、コントラスト変換器２５０および後処理部２６０を備えている。好適な実施形態では、二つのディジタル化された画像シーケンス、すなわち入力画像シーヶンスＡ２１０および入力画像シーケンスＢ２２０が刺激である。例えば、シーケンスＡがオリジナル画像（例えば、基準画像シーケンス）を含んでおり、シーケンスＢがシーケンスＡのコーデック処理された画像（例えば、テスト画像シーケンス）を含んでいてもよい。これらの入力シーケンスは、平面上でサンプリングされた輝度分布の時間フレーム、すなわち表示装置の表面上で近接させて配置された複数の点からなる一様な格子をサンプリングする光度計（phot ometer）から戻ってくるようなものを表している。しかしながら、本発明は、二つの入力画像シーケンス間のクロミナンスの差を説明するように設計されてもいるので、刺激がクロミナンス成分も含んでいてもよい。したがって、本発明を入力画像シーケンスの輝度成分に関連して以下で説明するが、本発明は、クロミナンス成分単独か、あるいはクロミナンス成分と輝度成分との組み合わせに適用できることが分かる。これらの入力画像シーケンスは、空間および時間フィルタリングを行う前に入力画像シーケンスを前処理するため、オプションの前処理部２３０によって受信される。この前処理は、視覚識別計測装置の予測精度（人間の能力に対するもの）を高めるように設計されている。一般に、前処理部２３０は、最適なディジタル画像処理に画像を適合させながら人間の目のサンプリングプロセス（網膜サンプリング）に近づけるように機能する。網膜サンプリングは、人間の目のサンプリングプロセスをシミュレートするように刺激を再サンプリングするプロセスである。より具体的に述べると、前処理部２３０は、フレームレート調整器、ボーダー挿入器（border inserter）、画素対レセプタ比（pixels-to-receptors ratio）を考慮する平滑器／補間器（smoother/interpolator）、コンボルバ（convolver ）、画像／固定深度一致装置（image/fixation depth matcher）、および「画素形状（pixel geometry）」を「レセプタ形状（receptor geometry）」に相関させる種々のサンプラーを含んでいてもよい（図示せず）。このような前処理装置および方法の例は、整理番号DSRC12146を有する「二つの画像シーケンス間の差の視認度を評価する方法および装置」（出願日1997年3月28日）という特許出願に見いだすことができる。なお、この出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。計算上のオーバヘッドを低減するため、前処理部２３０内の種々の構成要素はオプションとして実施してもよく、あるいは異なるアプリケーションの要求を取り扱う同様の処理と取り替えてもよいことが当業者には分かるであろう。したがって、空間フィルタおよび／または時間フィルタ２４０への入力シーケンスは、オリジナルの未処理入力画像を単に表現するものであってもよいし、あるいは前処理部２３０の様々な画像処理ステップの一つ以上を通過した画像を表現するものであってもよい。図２に戻ると、視覚識別計測装置１１２は、画像の各入力シーケンスの輝度成分を複数のチャネルに分離するために、一つ以上の空間フィルタおよび／または時間フィルタ２４０を含んでいてもよい。これらのチャネルとしては、例えば、ローパス時間応答およびバンドパス空間応答を有する一組のチャンネル（持続チャンネル）ならびにローパス空間応答およびバンドパス時間応答を有する別の一組のチャンネル（過渡チャンネル）が挙げられる。異なる解析形態を備えた空間フィルタおよび時間フィルタの様々な組み合わせを用いることで、これらの持続チャンネル応答および過渡チャンネル応答を生成することができる。持続チャンネルおよび過渡チャンネルへの分離は、整理番号DSRC12146に開示される視覚生理学のシミュレーションによって教示されている。事実上、持続チャンネルは、入力ストリーム（画像シーケンス）を時間的にぼやけさせるが、比較的良好な空間解像度をもたらす。したがって、このチャンネルの出力は、細部および色距離（color metric）を調べるのには理想的である。逆に、過渡チャネルは、入力ストリームを空間的にぼやけさせるが、良好な時間解像度をもたらすので、入力画像シーケンスにおける動きまたは色の変化を検出するのに理想的である。この他に、視覚識別計測装置１１２は、分離可能ガウシアンフィルタなどの空間前置フィルタを含んでいても良い。例えば、ガウシアンフィルタは、重み（例えば、（１，４，６，４，１）／１６）付き５タップローパスフィルタを画像の各方向において順次にオリジナル入力画像に適用してぼやけた画像を作成することができる。図２に戻ると、時間フィルタおよび／または空間フィルタ２４０からの出力は、この後、コントラスト変換器２５０に転送され、複数の単位の局所的コントラストが生成される。それぞれ前のものから生成された数個の異なる空間周波数帯域または時間周波数帯域にコントラスト変換器が適用される場合、コントラスト変換器の動作はコントラストピラミッド動作と呼ばれる。入力画像の帯域制限されたものは、時間周波数だけでなく空間周波数においても得ることができるので、コントラストピラミッドは、空間コントラストピラミッドおよび時間コントラストピラミッドという二つの形態で実現することができる。これらのコントラストピラミッドをそれぞれ図３および図４に示す。これら二つの異なるコントラストピラミッドは単独で実施しても良いし、ローパス時間−バンドパス空間応答およびローパス空間−バンドパス時間応答を視覚識別計測装置１１２に提供するために組み合わせて実施してもよい。すなわち、各入力画像シーケンスは、空間コントラスト変換器および時間コントラスト変換器の双方に受信される。図２に戻ると、コントラスト変換器２５０からの複数単位の局所的コントラストは、後処理部２６０に転送される。一般に、後処理部２６０は、人間のコントラスト感度を説明するように動作する。より具体的には、後処理部２６０は、方位調整（orientation tuning）を行う一つ以上の方向付きフィルタ（oriented filter）、正規化を行う正規化装置、視覚しきい値の相互周波数マスキング（cross-frequency masking）および／または相互方位マスキング（cross-orientation masking）を行う利得制御装置、Ｓ字非線形性を適用するトランスジューサ、人の中心感度（foveal human sensi tivity）を扱うプーラー（pooler）、および画像距離２７０を生成するディスタンサー（distancer）（図示せず）を含んでいてもよい。ディスタンサーの出力は、画像距離として機能する。より具体的に述べると、この出力は、複数の距離値または「ＪＮＤ」値からなる空間配列であり、これは、この後、対応する一対の入力画像（すなわち、一つは入力シーケンスＡからの画像であり、一つは入力シーケンスＢからの画像）に対する「ＪＮＤマップ」を作成するために使用することができる。これらの後処理装置および方法の例は、整理番号DSRC12146を有する特許出願「二つの画像シーケンス間の差の視認性を評価する方法および装置」（出願日1997年3月28日）に見いだすことができる。図３は、空間コントラストピラミッド３００を示している。この空間コントラストピラミッドでは、縦続接続された一組のガウシアン空間フィルタ３２０がローパス時間フィルタ３１０に続いており、一組の逐次空間ローパス（ガウシアン）画像を生成する。この後、相隣るフィルタ出力が減算器３３０を介して減算され、一組の空間バンドパス（ラプラシアン）画像が生成される。最後に、各ラプラシアン画像が除算器３４０を介してより低いレベルのガウシアンで除算され、一組のバンドパスコントラスト画像がパス３５０〜３５２上に生成される。時間フィルタ３１０は、空間コントラストピラミッド３００の一部であるように図示されているが、時間フィルタ３１０は、図２に示されるように、独立した時間フィルタ２４０としてコントラストピラミッドの外側に実装してもよい。好適な実施形態では、時間フィルタ３１０は、ローパス時間フィルタの形をとる。より具体的には、この時間フィルタは、I(x,t)によって表される各入力画像シーケンスに時間フィルタリングを施して、次の式 J(x,t)=I(x,t)^*h(t), (1) で表されるフィルタリング済シーケンスJ(x,t)を生成することができる。ここで、^“*"は、時間畳込み（temporal convolution）を示している。好適な実施形態では、ローパス時間フィルタを次のように表すことができる。 h(t)=a exp(-at)u(t) (2) ここで、ｕ(ｔ)は単位ステップ関数〔ｔ＜０の場合はｕ(ｔ)＝０，それ以外の場合はｕ(ｔ)＝１〕であり、“ａ”は、フィッティング済パラメータである。好適な実施形態における“ａ”および他のパラメータのフィッティングは、時空間コントラスト−感度データを用いて達成することができる。このようなデータとしては、例えば、Koenderinkおよびvan Doornによる「Spatiotemporal Contrast D etection Threshold Surface Is Bimodal」（Optics Letters 4,32〜34頁，1979 年）のデータが挙げられる。時間フィルタの一つの実施形態は、信号ｓ(ｉ)の離散時間サンプルに対する再帰操作を含んでおり、ここで、ｉは時間サンプルにインデックスを付けている。つまり、ここでは、 h(i)=αh(i-1)+(1-α)s(i) (3) である。ローパス時間フィルタのこの実施形態は、時間フィルタ３１０および４２０の双方に使用することができる。図３に戻ると、時間フィルタリングの後、時間フィルタ３１０から生じた生の輝度信号の各々が受信され、複数の単位の局所的コントラストに変換される。すなわち、画像をガウシアンピラミッドおよびラプラシアンピラミッドに分解することによって、「コントラストピラミッド」が生成される。IEEE Transactions on Communications（1983年）の「The Laplacian Pyramid As A Compact Image Code」においてP.J.BurtとE.H.Adelsonによって開示されるように、各画像は、最初にラプラシアンピラミッドに分解される。好適な実施形態では、入力画像の輝度成分は、３２〜０．５サイクル／度の範囲のピーク周波数を有するガウシアン空間フィルタ３２０を介して、７個で一組の空間周波数チャネルまたはバンドパス（ピラミッド）レベルに分解される。各レベルは、その隣接レベルから１オクターブ、すなわち３２、１６、８、４、２、１および０．５だけ離される。この後、各レベルの各ポイントにおいて、ラプラシアン値は、解像度が２レベル下のガウシアンピラミッドレベルからアップサンプリングされた対応するポイントで除算される。すなわち、ピラミッドの各レベルで局所的コントラストを計算するため、減算器３３０によって各ガウシアンレベルから自身の１レベルぼやけたコピーを減算することによりラプラシアン（バンドパス）ピラミッドが生成される。減算の結果は、除算器３４０によって２レベルぼやけたコピーで除算される。好適な実施形態では入力画像を７個で一組の周波数チャネルまたはバンドパス（ピラミッド）レベルに分解するが、入力画像は任意の数の周波数チャネルに分解することができる。図４は、時間コントラストピラミッド４００を示している。空間コントラストピラミッド３００と時間コントラストピラミッド４００との重要な差異は、縦続接続された複数の時間フィルタを後に伴う空間フィルタを逆に用いることである。要するに、空間コントラストピラミッド３００は、ローパス時間−バンドパス空間応答を生成するが、時間コントラストピラミッド４００は、ローパス空間− バンドパス時間応答を生成する。より具体的に述べると、空問フィルタ４１０（ローパス）には縦続接続された複数のローパス時間フィルタ４２０が続き（上述の通り）、一組の時間ローパス・空間ローパス画像を生成する。この後、相隣るフィルタの出力同士が減算器４３０によって減算され、一組の時間バンドパス（ラプラシアン）画像が生成される。最後に、除算器４４０によって各ラプラシアン画像がより低いレベルの時間ローパス画像で除算され、一組の時間バンドパスコントラスト画像がパス４５０〜４５２に生成される。空間フィルタ４１０は、時問コントラストピラミッド４００の一部であるように図示されているが、空間フィルタ４１０は、図２に示されるように、独立した空間フィルタ２４０としてコントラストピラミッドの外側に実装することもできる。好適な実施形態では、時間コントラストピラミッド４００は、縦続接続形ローパス時間フィルタを用いているが、本発明は、この特定の実施形態に限定されるものではない。他の形態のローパス時間フィルタ、例えば、すべてのタップが負でない時間ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ、を本発明に組み込んでも同様の結果を得ることができる。図５は、時間コントラストピラミッドを構築する方法５００を示している。方法５００は、ステップ５１０から開始してステップ５２０に進む。ステップ５２０では、時間ローパスピラミッドが構築される。空間ローパスされたオリジナル入力画像Ｇ₁はピラミッドの第１レベルと呼ばれる。より低い解像度の後続のレベルは、「縮小（Reduce）」と呼ばれる操作によって得られる。この縮小操作は、空間ローパスされたオリジナル入力画像に対して画像の各方向に順次にダウンサンプリングを施して、ぼやけた画像を生成する。この後、得られたぼやけた画像は、係数２でサブサンプリングされ、次のレベルＧ₂が作成される。方法５００は、新しいレベルの各々に縮小操作を再帰的に行い、最上レベルに達すると停止する。最上レベルのデフォルト値は７である。図５を参照すると、方法５００は、ステップ５３０で時間ラプラシアンピラミッドを生成する。この時間ラプラシアンピラミッドは、ステップ５２０の時間ローパスピラミッドから生成される。時間ラプラシアンピラミッドのｋ番目のレベルＬ_kは、Ｌ_k＝Ｇ_k−Ｇ_k+1から計算される。相隣る時間ローパスピラミッドレベルのポイントごとの減算は、「拡大（Expand）」と呼ばれる操作を通じてＧ_kレベルの解像度に合わせるためにＧ_k+1レベルの事前のアップサンプリングを必要とする。この拡大操作は、ガウシアンピラミッドレベルｋにおける画像Ｇ_kを係数２でアップサンプリングし（すなわち、オリジナルサンプルは、間に０を入れて間隔をあけられる）、その結果得られる、より大きな画像は、重み（１，４，６，４，１）／１６を用いてｘおよびｙ方向の双方において畳み込まれる。時間ラプラシアンピラミッドのｋ番目のレベルＬ_kを計算する際、拡大操作は、ポイントごとの減算と交互になされる。すなわち、Ｌ_k＝Ｇ_k−Ｅｘｐａｎｄ（Ｇ_k+1）である。このプロセスは、最も粗い時間ローパスレベル（ｋ＝７）から最も細かいレベル（ｋ＝１）まで続けられる。ステップ５４０において、方法５００は、時間コントラストピラミッドを計算する。この局所的コントラストピラミッドは、時間ラプラシアンピラミッドの各レベルにおける各画素値を、現在の時間ラプラシアンピラミッドレベルサイズに（拡大操作によって）内挿された二つ上のレベルからの対応するガウシアン値で除算することによって計算される。ゼロ除算エラーは、小さな定数を除数（例えば、１ｅ−１０）に加算することによって回避される。時間コントラストピラミッドが構築されると、ステップ５５０で方法５００は終了する。このように、画像忠実度および視覚タスクアプリケーションを改善するために画像ストリームを複数の単位の局所的コントラストに分解する新規な時間コントラストピラミッドアーキテクチャおよび付随方法を提示して説明してきた。しかしながら、本発明の実施形態を開示する本明細書および添付図面を検討すれば、本発明の多くの変更、修正、変形、並びにその他の利用および応用が当業者にとって明らかとなるであろう。このような変更、修正、変形、並びにその他の利用および応用のすべては、本発明の趣旨と範囲を逸脱するものではなく、本発明に含まれると考えられる。本発明は、添付の請求の範囲によってしか限定することができない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ

Claims

【特許請求の範囲】１．複数の信号を有する入力シーケンスから複数の単位の局所的コントラストを計算する装置（４００）であって、前記入力シーケンスの信号の各々から複数の時間フィルタリング済信号を生成する複数の縦続接続された時間フィルタ（４２０）と、前記時間フィルタのうちの少なくとも二つに結合され、時間バンドパス信号を生成する少なくとも一つの減算器（４３０）と、前記減算器の一つと前記時間フィルタの一つとに結合され、時間バンドパスコントラスト信号を生成する少なくとも一つの除算器（４４０）と、を備える装置。２．前記複数の信号が画像である請求項１記載の装置。３．前記時間フィルタの一つに結合され、前記入力シーケンスの画像に空間フィルタリングを施して空間フィルタリング済画像を生成する空間フィルタ（４１０）をさらに備え、前記空間フィルタリング済画像が前記時間フィルタリング済信号を生成するために使用される請求項１記載の装置。４．前記複数の縦続接続時間フィルタ（４２０）、前記減算器（４３０）、および前記除算器（４４０）が時間コントラストピラミッドを形成するようになっている請求項１記載の装置。５．複数の信号を有する入力シーケンスから複数の単位の局所的コントラストを計算する方法であって、（ａ）複数の縦続接続された時間フィルタを用いて前記入力シーケンスの信号の各々から複数の時間フィルタリング済信号を生成するステップと、（ｂ）相隣る前記時間フィルタリング済信号の組から時間バンドパス信号を生成するステップと、（ｃ）前記時間バンドパス信号を前記時間フィルタリング済信号の一つで除算して時間バンドパスコントラスト信号を生成するステップと、を備える方法。６．前記複数の信号が画像である請求項５記載の方法。７．（ａ’）前記入力シーケンスの画像を空間フィルタリングして空間フィルタリング済画像を生成するステップをさらに備え、前記空間フィルタリング済画像が前記ステップ（ａ）における前記入力シーケンスの信号である請求項５記載の方法。８．前記時間フィルタがローパスフィルタである請求項５記載の方法。９．前記時間フィルタがＦＩＲフィルタである請求項５記載の方法。１０．複数の信号を有する入力シーケンスから複数の単位の局所的コントラストを計算する方法であって、（ａ）前記入力シーケンスの信号の各々から複数の時間フィルタリング済信号を生成するステップと、（ｂ）相隣る前記時間フィルタリング済信号の組から時間バンドパス信号を生成するステップと、（ｃ）前記時間バンドパス信号および前記時間フィルタリング済信号から時間バンドパスコントラスト信号を生成するステップと、を備える方法。