JP2003274181A - ノイズ低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像のノイズを目立たなくする。 【構成】 信号処理回路４から出力された画像データに
ノイズがあるかどうかをノイズ検出回路５および８にお
いて検出する。ノイズがある場合には，ノイズ低減回路
６および９においてノイズを低減する。輪郭抽出回路７
において，ノイズが低減された第１の画像データから輪
郭データが抽出される。加算回路10において，輪郭デー
タと，ノイズ低減回路９から出力された第２の画像デー
タが加算され，出力される。輪郭強調されてもノイズが
強調されず，ノイズも低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，画像信号のノイズを低減する
装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】ＣＣＤが高画素となると、１画素当りの
面積が少なくなる。１画素から得られる信号量が少なく
なるのでノイズの影響が大きくなる。ノイズを低減する
ために，画像信号にフィルタリングすることがある。し
かしながら，画像信号に一律にフィルタリングをする
と，画質が低下してしまうことが多い。また，画像は見
かけ上の画質を上げるために輪郭強調を行うことが多
い。しかしながら，輪郭強調処理によりノイズも強調さ
れてしまう。

【０００３】

【発明の背景】この発明は，画像のノイズを目立たなく
することを目的とする。

【０００４】この発明によるノイズ低減装置は，ノイズ
低減の対象となる画像を表すノイズ低減対象画像信号
（画像信号には，アナログ信号のみならずディジタル画
像データも含まれる）を入力し，ノイズ成分を低減し
て，第１の画像信号を出力する第１のノイズ低減手段，
上記第１のノイズ低減手段から出力された第１の画像信
号から輪郭信号を抽出する輪郭抽出手段，および上記輪
郭抽出手段によって抽出された輪郭信号と上記ノイズ低
減対象画像信号とを加算して出力する加算手段を備えて
いることを特徴とする。

【０００５】この発明によるノイズ低減装置に適した制
御方法を提供するようにしてもよい。そのような方法
は，ノイズ低減手段に，ノイズ低減の対象となる画像を
表すノイズ低減対象画像信号を入力し，ノイズ成分が低
減された第１の画像信号を得，上記第１のノイズ低減手
段から出力された第１の画像信号をから輪郭信号を抽出
し，抽出された輪郭信号と上記ノイズ低減対象画像信号
とを加算するものである。

【０００６】この発明によると，ノイズ低減の対象とな
る画像を表すノイズ低減対象画像信号のノイズ成分が低
減させられ，第１の画像信号が得られる。得られた第１
の画像信号から画像の輪郭を表す輪郭信号が抽出され
る。抽出された輪郭信号とノイズ低減対象画像信号とが
加算される。

【０００７】輪郭信号はノイズ低減済の第１の画像信号
から抽出されるので，ノイズ成分が低減させられている
ものとなる。したがって，輪郭信号をノイズ低減対象画
像信号に加算して輪郭強調処理を行っても輪郭強調によ
りノイズが強調されてしまうことを未然に防止できる。
輪郭強調により見かけ上の画質を向上しつつ，ノイズを
低減できる。

【０００８】上記ノイズ低減対象画像信号を入力し，ノ
イズ成分を低減して第２の画像信号を出力する第２のノ
イズ低減手段（第１のノイズ低減手段と第２のノイズ低
減手段とは同じものでもよい）をさらに備えるようにし
てもよい。この場合，上記加算手段は，上記輪郭抽出手
段によって抽出された輪郭信号と上記第２の画像信号と
を加算して出力するものとなろう。

【０００９】ノイズ低減対象画像信号自体のノイズ成分
が低減させられるので，画像のノイズが目立たなくな
る。しかも，ノイズが低減した第２の画像信号に輪郭信
号が加算されることにより輪郭強調処理が行われている
ので，輪郭強調により見かけ上の画質が向上し，上記加
算手段から出力される信号によって表される画像の画質
が低下してしまうことを未然に防止できる。

【００１０】上記第１のノイズ低減手段または上記第２
のノイズ低減手段は，ノイズ成分の低減の程度が調整可
能なものとしてもよい。

【００１１】上述したものにおいて，ノイズ低減対象画
像信号から輪郭信号を抽出し，抽出した輪郭信号のノイ
ズ成分の低減処理を行うようにすることもできる。ノイ
ズ成分が低減した輪郭信号とノイズ低減対象画像信号と
が加算される。

【００１２】

【実施例の説明】図１は，この発明の実施例を示すもの
で，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成の一部を
示すブロック図，図２（Ａ）から（Ｄ）は，図１に示す
回路に流れるデータの一例である。

【００１３】ディジタル・スチル・カメラの全体の動作
は，ＣＰＵ11によって統括される。

【００１４】ディジタル・スチル・カメラは，撮像によ
り得られた画像データのレベルを設定に応じて調整する
ことができる（ゲイン制御）。レベルを設定するために
設定スイッチ12がディジタル・スチル・カメラに含まれ
ている。設定スイッチ12から出力される設定信号は，Ｃ
ＰＵ11に入力する。ＣＰＵ11から信号処理回路４にゲイ
ン制御信号が与えられ，信号処理回路４において画像デ
ータのレベルが調整される。

【００１５】また，ＣＰＵ11には，メモリ13が接続され
ている。このメモリ13には後述するように，ノイズ低減
処理に用いられるしきい値がゲイン制御値に応じて記憶
されている。

【００１６】撮像レンズ１により被写体像がＣＣＤ２の
受光面上に結像する。ＣＣＤ２からは，被写体像を表す
映像信号が出力される。映像信号は，アナログ／ディジ
タル変換回路３においてディジタル画像データに変換さ
れ，信号処理回路４に入力する。

【００１７】信号処理回路４において，上述したように
画像データのレベル調整が行われるほか，ガンマ補正，
色バランス調整などの信号処理が行われる。信号処理回
路４から出力された画像データ（ノイズ低減対象画像デ
ータという。図２（Ａ）参照。ノイズ成分がＮで示され
ている。）は，ＣＰＵ11，第１のノイズ検出回路５，第
１のノイズ低減回路６，第２のノイズ検出回路８および
第２のノイズ低減回路９に入力する。

【００１８】この実施例におけるノイズ低減処理は，次
のようにして行われる。

【００１９】図３を参照して，垂直方向に連続した３つ
の画素Ｄ１，Ｄ２およびＤ３を考える。ノイズ低減の対
象となる画素は，これらの３つの画素Ｄ１，Ｄ２および
Ｄ３のうち中央の画素Ｄ２（ハッチングで示す）であ
る。式１にしたがって，３つの画素Ｄ１，Ｄ２およびＤ
３の平均レベルがavgが算出される。式１において画素
Ｄ１，Ｄ２およびＤ３のレベルもそれぞれＤ１，Ｄ２お
よびＤ３によって表わされている。

【００２０】 avg＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）／３・・・式１

【００２１】式２にしたがって，ノイズ低減の対象画素
Ｄ２が平均レベルavgからの隔たりを表す値valが計算さ
れる。

【００２２】val＝Ｄ２−avg・・・式２

【００２３】式２から得られる値avgがしきい値より大
きければ，その画素Ｄ２のレベルが上下の画素Ｄ１およ
びＤ３よりも極端に大きいのでエッジと考えられ、対象
画素Ｄ２はノイズとは判断されず，ノイズ低減の対象画
素Ｄ２は入力した画素Ｄ２そのものを表すデータが出力
される（Ｄ２out＝Ｄ２）。式２から得られる値avgがし
きい値より小さければ，ノイズと判断される。ノイズ低
減の対象画素Ｄ２の画像データとして平均レベルを表す
データが出力され（Ｄ２out＝avg），ノイズが低減され
る。

【００２４】第１のノイズ検出回路５において，上述し
た式１および式２の算出が行われる。算出された結果，
値avgがしきい値（このしきい値は，ユーザによって設
定されたゲインに応じた値であり，対応するしきい値が
メモリ13から読み取られ，第１のノイズ検出回路５に与
えられることとなる）より小さければ，ノイズであるこ
とを示す信号が第１のノイズ検出回路５から第１のノイ
ズ低減回路６に与えられる。この結果，第１のノイズ低
減回路６において，式１にしたがって平均レベルの算出
処理が行われる。第１のノイズ低減回路６からは，対象
画素Ｄ２のデータとして，平均レベルavgを示すデータ
が出力される。値avgがしきい値より大きければ，ノイ
ズではないことを示す信号が第１のノイズ検出回路５か
ら第１のノイズ低減回路６に与えられる。この結果，第
１のノイズ低減回路６からは，対象画素Ｄ２のデータと
して，対象画素Ｄ２そのものを示すデータが出力され
る。第１のノイズ低減回路６から出力された画像データ
を第１の画像データということにする。

【００２５】上述したのと同様に，第２のノイズ検出回
路８においてノイズ検出処理が行われ，第２のノイズ低
減回路９において，ノイズ低減処理が行われる。第２の
ノイズ低減回路９から出力された画像データを第２の画
像データということにする。

【００２６】第１の画像データおよび第２の画像データ
は，図２（Ｂ）に示すようにノイズが低減されたものと
なる。

【００２７】第１のノイズ低減回路６から出力された第
１の画像データは，輪郭抽出回路７に与えられる。図２
（Ｃ）に示すように，輪郭抽出回路７において，画像の
輪郭を表す輪郭データが抽出される。抽出された輪郭デ
ータは，加算回路10に与えられる。

【００２８】加算回路10には，第２のノイズ低減回路９
から出力された第２の画像データも与えられる。加算回
路10において，第２の画像データと輪郭データとが加算
され，ノイズが低減され，かつ輪郭強調が行われた出力
画像データが得られる（図２（Ｄ）。

【００２９】このようにして得られた出力画像データが
表示装置に与えられることにより，ノイズが低減され，
かつ輪郭強調により見かけ上の画質が向上した画像が表
示される。また，メモリ・カードなどの記録媒体に与え
られることにより，出力画像データが記録される。

【００３０】上述したしきい値は，第１のノイズ検出回
路５と第２のノイズ検出回路９とで変えるようにしても
よいし，同じものでもよい。また，加算回路10において
輪郭データと加算されるデータは，上述のようにノイズ
を低減された第２の画像データでなく，ノイズ低減処理
が行われていないノイズ低減対象画像データでもよい。

【００３１】たとえば，ノイズが多いと考えられるとき
には第１のノイズ低減回路６および第２のノイズ低減回
路９の両方においてノイズ低減処理が行われるようにそ
れぞれのしきい値が設定される。ノイズが中位と考えら
れるときには第１のノイズ低減回路６においてノイズ低
減処理が行われ，第２のノイズ低減回路９においてはノ
イズ低減処理が行われないようにそれぞれのしきい値が
設定される。ノイズが少ないと考えられるときに，第１
のノイズ低減回路６および第２のノイズ低減回路９の両
方にノイズ低減処理がされないようにそれぞれのしきい
値が設定される。第１のノイズ検出回路５において用い
られるしきい値を第２のノイズ検出回路８において用い
られるしきい値よりも大きくし，第１のノイズ検出回路
５においてノイズと検出される確率を第２のノイズ検出
回路においてノイズと検出される確率よりも大きくして
もよい。これにより，上述したようにノイズの量に応じ
た第１のノイズ低減回路６におけるノイズ低減処理およ
び第２のノイズ低減回路９におけるノイズ低減処理を切
り換えることができるようになる。

【００３２】さらに，上述した回路においては，ノイズ
検出回路とノイズ低減回路とが別々の回路であるが，両
方の動作を１つの回路で行うようにしてもよい。上述し
た式１および式２の算出ならびにしきい値との判定のす
べてが１つの回路で行われることとなるであろう。

【００３３】図４は，上述したしきい値を補正してノイ
ズ低減処理を行うときの処理手順を示すフローチャート
である。

【００３４】上述したように，ユーザによって設定され
たゲインが読み取られる（ステップ21）。すると，ゲイ
ンに応じたしきい値がメモリ13から読み取られる（ステ
ップ22）。つづいて，低減対象画素のレベルが検出され
る（ステップ23）。

【００３５】ノイズ低減対象画像データは，上述したよ
うに信号処理回路４においてガンマ補正が行われてい
る。このガンマ補正により，レベルの高い画像データに
比べてレベルの低い画像データはよりノイズ量が増え
る。したがって，レベルの高い画像データとレベルの低
い画像データとを同じしきい値でノイズ判定されると，
レベルが高いほどノイズであると判定されてしまう確率
が高くなってしまう。このために，レベルが高いほどし
きい値が小さくなるように，レベルが低いほどしきい値
が大きくなるようにしきい値の補正が行われる（ステッ
プ24）。ガンマ補正によるノイズ判定の誤動作を未然に
防止できるようになる。

【００３６】このようにして補正されたしきい値を用い
て上述したノイズ低減処理が行われる（ステップ25）。
１駒分の画像を表す画像データについてノイズ低減処理
が終了するまで，ステップ23から25の処理が繰り返され
る（ステップ26）。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル・スチル・カメラの電気的構成の一
部を示すブロック図である。

【図２】（Ａ）から（Ｄ）は，ディジタル・スチル・カ
メラの回路を流れるデータの波形の一例である。

【図３】ノイズ対象画素とのその上下の画素との関係を
示している。

【図４】ノイズ低減処理手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

５，８ ノイズ検出回路 ６，９ ノイズ低減回路 ７ 輪郭抽出回路 10 加算回路 11 ＣＰＵ 13 メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA20 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE02 CE03 DA17 DB02 DB06 DB09 DC16 5C021 PA66 RA02 XA03 XB03 YA01 5C077 LL05 MP01 PP02 PP03 PP48 PP68 PQ18 TT09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノイズ低減の対象となる画像を表すノイ
   ズ低減対象画像信号を入力し，ノイズ成分を低減して，
   第１の画像信号を出力する第１のノイズ低減手段，上記
   第１のノイズ低減手段から出力された第１の画像信号か
   ら輪郭信号を抽出する輪郭抽出手段，および上記輪郭抽
   出手段によって抽出された輪郭信号と上記ノイズ低減対
   象画像信号とを加算して出力する加算手段，を備えたノ
   イズ低減装置。
2. 【請求項２】 上記ノイズ低減対象画像信号を入力し，
   ノイズ成分を低減して第２の画像信号を出力する第２の
   ノイズ低減手段をさらに備え，上記加算手段が，上記輪
   郭抽出手段によって抽出された輪郭信号と上記第２の画
   像信号とを加算して出力するものである，請求項１に記
   載のノイズ低減装置。
3. 【請求項３】 上記第１のノイズ低減手段がノイズ成分
   の低減の程度が調整可能なものである，請求項１に記載
   のノイズ低減装置。