JP2004221983A

JP2004221983A - 画像ノイズ除去装置，画像ノイズ除去方法，撮像装置及び画像表示装置

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Publication number: JP2004221983A
Application number: JP2003007415A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Bun; 浩信文; Kazuki Yokoyama; 一樹横山; Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Mitsuyasu Asano; 光康浅野; Takeshi Kubozono; 猛窪園; Hisashi Motoe; 寿史本江
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】インパルス性ノイズを、画像のディテール感を損なうことなく、且つ小規模な回路構成や少ない演算処理量で除去する。
【課題手段】ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段４と、このノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段５と、第２の生成手段５で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段６と、第１の生成手段４で生成された情報と、第２の生成手段５で生成された情報のうち検出手段６で検出された情報とに基づき、このノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段７とを備え、判別手段７で判別されたノイズをフィルター処理によって除去する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号から、画面の一画素にのみ孤立して存在するノイズを除去する装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号には、ノイズが混入することが避けられない。例えば、ビデオカメラの撮像デバイスから出力される映像信号には、撮像デバイスの個々の画素の特性のばらつきや、撮像デバイスを駆動する信号の不均一性や、その他様々な原因でノイズが混入する。
【０００３】
映像信号のノイズは、複数画素に亘って連続的に表れることもあるが、一画素にのみ孤立して表れることもある。一画素にのみ孤立して表れるノイズは「インパルス性ノイズ」や「ごま塩ノイズ」と呼ばれているが、本明細書では「インパルス性ノイズ」と呼ぶことにする。
【０００４】
従来、このインパルス性ノイズを除去する方法としては、次の（１），（２）のような方法があった。
【０００５】
（１）現行の画素（ノイズの判別対象の画素）の映像信号とその周囲の画素（例えば現行の画素を中心する３×３の画素領域の８画素）の映像信号とのメディアン（中央値）をメディアンフィルターで求め、現行の画素の映像信号とそのメディアンとの差が一定以上である場合に現行の画素の映像信号をそのメディアンで置き換える。
【０００６】
（２）各画素の映像信号について、周囲の画素（例えば前述の３×３の画素領域の８画素）の映像信号に対する分散（第２画像）を求めた後、この分散の値と周辺の各画素の分散の値とを平均化した密度値（第３画像）を求める。そして、各画素を、この密度値に応じて複数の領域のうちのいずれかに分類し、低密度領域に分類された画素の映像信号を、周囲の画素の映像信号とのメディアンまたは平均値で置き換える（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８７９６２号公報（段落番号０００７〜００１０）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（１）の方法には、メディアンフィルターではテクスチャ（きめ）の整った領域（例えば森林の木の葉の画像等）とノイズとを区別することができないので、きめの整った領域の画像がぶれることにより画像のディテール感が損なわれてしまうという不都合があった。
【０００９】
また、上記（２）の方法には、多数のラインメモリが必要になることなどから回路規模が増大してしまうとともに、演算処理量が多いという不都合があった。
【００１０】
さらに、この（２）の方法には、メディアンまたは平均値との置換によってノイズ除去を行うので、平滑な領域（例えば空（そら）の画像等）に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合に、その線が切れたように見えてしまうという不都合もあった。
【００１１】
本発明は、上述の点に鑑み、インパルス性ノイズを、画像のディテール感を損なうことなく、且つ小規模な回路構成や少ない演算処理量で除去できるようにすることを課題としてなされたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本出願人は、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、このノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、この第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、この第１の生成手段で生成された情報と、この第２の生成手段で生成された情報のうちこの検出手段で検出された情報とに基づき、このノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段とを備え、この判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにした画像ノイズ除去装置を提案する。
【００１３】
この画像ノイズ除去装置では、ノイズ判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報から、ノイズ判別対象の画素が平滑な領域（例えば空（そら）の画像等）に位置しているのかそれともきめの整った領域（例えば森林の木の葉の画像等）や画像のエッジ部分に位置しているのかを判別することができる。
【００１４】
そして、画面の複数の方向についての、ノイズ判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報から、ノイズ判別対象の画素にインパルス性ノイズに相当するレベル変動が存在するか否かを判別することができる。
【００１５】
このように、ノイズ判別対象の画素の周囲の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報と、画面の複数の方向についてのノイズ判別対象の画素を含む画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報のうち最も小さいレベル変動を示す情報との両方に基づいて、平滑な領域に存在するインパルス性ノイズを判別し、そのインパルス性ノイズを除去することができる。
【００１６】
したがって、きめの整った領域の画像がぶれることにより画像のディテール感が損なわれる事態を招くことなく、インパルス性ノイズを除去することができる。
【００１７】
また、前述の従来の（２）の方法と比較して、ラインメモリが少数で済むことなどから小規模な回路構成でインパルス性ノイズを除去することができるとともに、少ない演算処理量でインパルス性ノイズを除去することができる。
【００１８】
なお、この画像ノイズ除去装置において、一例として、ノイズ判別対象の画素を含む複数の画素の映像信号に対するフィルター処理を、前述の画面の複数の方向について行うフィルターと、これらの複数の方向のうち、第２の生成手段で最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向を検出する検出手段とをさらに備え、判別手段で判別されたノイズを、この検出手段で検出された方向についてのこのフィルターのフィルター処理によって除去することが好適である。
【００１９】
平滑な領域（例えば空（そら）の画像等）に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合には、ノイズ判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報が生成された画面の複数の方向のうち最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向は、この線の延びる方向と一致するか、またはこれらの複数の方向のうちこの線の延びる方向に最も近い方向になる。
【００２０】
したがって、この最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向についてのフィルター処理でインパルス性ノイズを除去することにより、前述の従来の（２）の方法と異なり、平滑な領域に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合にも、その線が切れたように見える事態を招くことなくそのインパルス性ノイズを除去することができるようになる。
【００２１】
次に、本出願人は、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１のステップと、このノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２のステップと、この第２のステップで生成した情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する第３のステップと、この第１のステップで生成した情報と、この第２のステップで生成した情報のうちこの第３のステップで検出した情報とに基づき、このノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する第４のステップと、この第４のステップで判別したノイズをフィルター処理によって除去する第５のステップとを有する画像ノイズ除去方法を提案する。
【００２２】
この画像ノイズ除去方法によれば、前述の本発明に係る画像ノイズ除去装置におけるのと全く同様にして、インパルス性ノイズを、画像のディテール感を損なうことなく、且つ小規模な回路構成や少ない演算処理量で除去することができる。
【００２３】
次に、本出願人は、撮像装置において、撮像デバイスから得られる映像信号のうち、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、このノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、この第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、この第１の生成手段で生成された情報と、この第２の生成手段で生成された情報のうちこの検出手段で検出された情報とに基づき、このノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段とを備え、この判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにしたものを提案する。
【００２４】
この撮像装置は、前述の本発明に係る画像ノイズ除去装置を搭載したものであり、インパルス性ノイズを、画像のディテール感を損なうことなく、且つ小規模な回路構成や少ない演算処理量で除去して、インパルス性ノイズのない映像を記録したり外部に出力したりすることができる。
【００２５】
次に、本出願人は、画像表示装置において、外部から供給される映像信号のうち、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、このノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、この第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、この第１の生成手段で生成された情報と、この第２の生成手段で生成された情報のうちこの検出手段で検出された情報とに基づき、このノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段とを備え、この判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにしたものを提案する。
【００２６】
この画像表示装置は、前述の本発明に係る画像ノイズ除去装置を搭載したものであり、インパルス性ノイズを、画像のディテール感を損なうことなく、且つ小規模な回路構成や少ない演算処理量で除去して、インパルス性ノイズのない映像を表示することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明を適用した画像ノイズ除去装置の構成を示すブロック図である。この画像ノイズ除去装置は、例えばビデオカメラ内にデジタル信号処理回路の一部として搭載されている。
【００２８】
ビデオカメラの撮像デバイスから得られ、アナログ−デジタル変換されてこの画像ノイズ除去装置に入力するデジタル映像信号は、ラインメモリ１及び２により、互いに隣り合う３水平ラインの映像信号Ｓ１，Ｓ２及びＳ３に分けられる。このうち、中央の水平ラインの映像信号Ｓ２が、インパルス性ノイズの除去対象となる映像信号である。
【００２９】
映像信号Ｓ１，Ｓ２及びＳ３は、フィルター部３，周辺画素分散算出部４及び各方向分散算出部５に入力する。また、映像信号Ｓ２は、選択部８及び混合器９にも入力する。
【００３０】
図２は、フィルター部３，周辺画素分散算出部４及び各方向分散算出部５の処理に関連して、ノイズ判別対象の画素及びその周囲の画素を、画面の方向とともに示す図である。
【００３１】
方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂは、それぞれ画面の水平方向，垂直方向，斜め左方向，斜め右方向である。
【００３２】
画素Ｐ０は、各クロックタイミングでのノイズの判別対象の画素であり、画素Ｐ１〜Ｐ８は、３×３の画素領域での画素Ｐ０の周囲の画素である。映像信号Ｓ１が画素Ｐ１〜Ｐ３の映像信号を含んでおり、映像信号Ｓ２が画素Ｐ４，Ｐ０及びＰ５の映像信号を含んでおり、映像信号Ｓ３が画素Ｐ６〜Ｐ８の映像信号を含んでいる。ｉ（０）〜ｉ（８）は、それぞれ画素Ｐ０〜Ｐ８の映像信号の値である。
【００３３】
フィルター部３は、平滑化フィルターを用いて構成されている。フィルター部３は、画面の水平方向Ｘについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ４，Ｐ０及びＰ５の映像信号を、フィルター処理によって平滑化する。
【００３４】
また、フィルター部３は、画面の垂直方向Ｙについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ２，Ｐ０及びＰ７の映像信号を、フィルター処理によって平滑化する。
【００３５】
また、フィルター部３は、画面の斜め左方向Ａについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ１，Ｐ０及びＰ８の映像信号を、フィルター処理によって平滑化する。
【００３６】
また、フィルター部３は、画面の斜め右方向Ｂについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ３，Ｐ０及びＰ６の映像信号を、フィルター処理によって平滑化する。
【００３７】
フィルター部３からは、これらの４つの方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂについての平滑化フィルターの出力信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が、それぞれ選択部８に送られる。
【００３８】
周辺画素分散算出部４は、マイクロプロセッサで構成されており、ノイズ判別対象の画素Ｐ０の周囲の８つの画素Ｐ１〜Ｐ８同士の映像信号ｉ（１）〜ｉ（８）の分散ｖａｒの値を、次式▲１▼の演算を行うことによって算出する。周辺画素分散算出部４からは、この分散ｖａｒの値を示す信号Ｃ１が、ノイズ判別部７に送られる。
【数１】

【００３９】
各方向分散算出部５は、マイクロプロセッサで構成されている。各方向分散算出部５は、画面の水平方向Ｘについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ４，Ｐ０及びＰ５同士の映像信号の値ｉ（４），ｉ（０）及びｉ（５）の分散ｖａｒの値を、次式▲２▼の演算を行うことによって算出する。
【数２】

【００４０】
また、各方向分散算出部５は、画面の垂直方向Ｙについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ２，Ｐ０及びＰ７同士の映像信号の値ｉ（２），ｉ（０）及びｉ（７）の分散ｖａｒの値を、次式▲３▼の演算を行うことによって算出する。
【数３】

【００４１】
また、各方向分散算出部５は、画面の斜め左方向Ａについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ１，Ｐ０及びＰ８同士の映像信号の値ｉ（１），ｉ（０）及びｉ（８）の分散ｖａｒの値を、次式▲４▼の演算を行うことによって算出する。
【数４】

【００４２】
また、各方向分散算出部５は、画面の斜め右方向Ｂについて、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ３，Ｐ０及びＰ６同士の映像信号の値ｉ（３），ｉ（０）及びｉ（６）の分散ｖａｒの値を、次式▲５▼の演算を行うことによって算出する。
【数５】

【００４３】
各方向分散算出部５からは、これらの４つの方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂについての分散ｖａｒの値を示す信号Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５が、最小分散及び方向検出部６に送られる。
【００４４】
最小分散及び方向検出部６は、マイクロプロセッサで構成されており、信号Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５のうち分散ｖａｒの値が最も小さい信号を検出するとともに、方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂのうちこの分散ｖａｒの値が最も小さい信号に対応する方向を検出する。
【００４５】
最小分散及び方向検出部６からは、検出した最も小さい分散ｖａｒの値を示す信号Ｃ６がノイズ判別部７に送られるとともに、検出した方向を示す信号Ｃ７が選択部８に送られる。
【００４６】
図３は、ノイズ判別部７の構成を示すブロック図である。周辺画素分散算出部４からノイズ判別部７に送られた信号Ｃ１は、比較器１１に入力する。比較器１１では、この信号Ｃ１と閾値Ｔｈ１とが比較され、Ｃ１＜Ｔｈ１のとき‘１’となりそれ以外のとき‘０’となる信号Ｃ９が出力される。
【００４７】
閾値Ｔｈ１としては、ノイズ判別対象の画素Ｐ０の周囲の画素Ｐ１〜Ｐ８（図２）がきめの整った領域（例えば森林の木の葉の画像等）に位置している場合の上記式▲１▼の分散ｖａｒの値の下限に相当する値が設定されている。
【００４８】
他方、最小分散及び方向検出部６からノイズ判別部７に送られた信号Ｃ６は、比較器１２に入力する。比較器１２では、この信号Ｃ６と閾値Ｔｈ２とが比較され、Ｃ６＞Ｔｈ２のとき‘１’となりそれ以外のとき‘０’となる信号Ｃ１０が出力される。
【００４９】
閾値Ｔｈ２としては、ノイズ判別対象の画素Ｐ０にインパルス性ノイズが存在する場合の上記式▲２▼〜▲５▼の分散ｖａｒの最小値の下限に相当する値が設定されている。
【００５０】
比較器１１の出力信号Ｃ９と比較器１２の出力信号Ｃ１０とは、アンド回路１３に入力して論理積がとられる。アンド回路１３の出力信号Ｃ８は、図１に示すように、ノイズ判別部７から選択部８に送られる。
【００５１】
図４は、選択部８の構成を示すブロック図である。フィルター部３から選択部８に送られた４つの方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂ（図２）についての信号Ｓ４〜Ｓ７は、４入力１出力のセレクタ２１の入力端に入力する。最小分散及び方向検出部６から選択部８に送られた信号Ｃ７は、このセレクタ２１に制御信号として供給される。
【００５２】
セレクタ２１は、信号Ｓ４〜Ｓ７のうち、この信号Ｃ７が示す方向と同じ方向についての信号を選択して出力する。セレクタ２１の出力信号Ｓ１０は、２入力１出力のセレクタ２２の一方の入力端に入力する。
【００５３】
セレクタ２２の残りの一方の入力端には、映像信号Ｓ２が入力する。ノイズ判別部７から選択部８に送られた信号Ｃ８は、このセレクタ２２に制御信号として供給される。
【００５４】
セレクタ２２は、信号Ｃ８が‘１’のとき信号Ｓ１０を選択して出力し、信号Ｃ８が‘０’のとき映像信号Ｓ２を選択して出力する。
【００５５】
セレクタ２１の出力信号Ｓ８は、図１に示すように、混合器９で映像信号Ｓ２と混合される。混合器９の出力信号Ｓ９は、インパルス性ノイズを除去した映像信号Ｓ９として、この画像ノイズ除去装置から出力される。
【００５６】
次に、この画像ノイズ除去装置においてインパルス性ノイズが除去される様子を説明する。
【００５７】
或るクロックタイミングで、ノイズ判別対象の画素Ｐ０にインパルス性ノイズが存在しており、且つ、画素Ｐ０〜Ｐ８が平滑な領域（例えば空（そら）の画像等）に位置していたとする。
【００５８】
このとき、周辺画素分散算出部４の出力信号Ｃ１は、閾値Ｔｈ１未満になる。また、例えば各方向分散算出部５の出力信号Ｃ２〜Ｃ５のうち信号Ｃ５が示す分散ｖａｒの値が最も小さかったとすると、その分散ｖａｒの値を示す最小分散及び方向検出部６の出力信号Ｃ６は、閾値Ｔｈ２よりも大きくなる。したがって、ノイズ判別部７では、比較器１１，１２（図３）の出力信号Ｃ９，Ｃ１０がともに‘１’になるので、出力信号Ｃ８が‘１’になる。
【００５９】
また、最小分散及び方向検出部６の出力信号Ｃ７は、方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂ（図２）のうちこの分散ｖａｒの値が最も小さい信号Ｃ５に対応する方向Ｂを示すものになる。
【００６０】
したがって、選択部８では、フィルター部３の出力信号Ｓ４〜Ｓ７のうち方向Ｂに対応する信号Ｓ７がセレクタ２１で選択されて信号Ｓ１０として出力され、この信号Ｓ１０がセレクタ２２で選択されるので、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む３つの画素Ｐ３，Ｐ０及びＰ６の映像信号をフィルター処理によって平滑化した信号が信号Ｓ８として出力されることになる。
【００６１】
そして、この画素Ｐ３，Ｐ０及びＰ６の映像信号をフィルター処理によって平滑化した信号が、混合器９で映像信号Ｓ２と混合されることにより、画素Ｐ０のインパルス性ノイズが除去される。
【００６２】
他方、別のクロックタイミングで、ノイズ判別対象の画素Ｐ０にインパルス性ノイズに相当するレベル変動が存在しているが、画素Ｐ０〜Ｐ８がきめの整った領域（例えば森林の木の葉の画像等）に位置していたとする。
【００６３】
このとき、周辺画素分散算出部４の出力信号Ｃ１は、閾値Ｔｈ１以上になる。したがって、ノイズ判別部７では、比較器１１の出力信号Ｃ９が‘０’になるので、出力信号Ｃ８が‘０’になる。
【００６４】
その結果、選択部８では映像信号Ｓ２がセレクタ２２で選択されて信号Ｓ８として出力されるので、混合器９では映像信号Ｓ２同士が混合される（フィルター処理によるノイズ除去は行われない）。
【００６５】
また他方、別のクロックタイミングで、画素Ｐ０〜Ｐ８が平滑な領域に位置しており、画素Ｐ０にインパルス性ノイズが存在していなかったとする。
【００６６】
このとき、各方向分散算出部５の出力信号Ｃ２〜Ｃ５が示す最も小さい分散ｖａｒの値は、閾値Ｔｈ２以下になる。したがって、ノイズ判別部７では、比較器１２の出力信号Ｃ１０が‘０’になるので、出力信号Ｃ８が‘０’になる。
【００６７】
その結果、選択部８では映像信号Ｓ２がセレクタ２２で選択されて信号Ｓ８として出力されるので、混合器９では映像信号Ｓ２同士が混合される（フィルター処理によるノイズ除去は行われない）。
【００６８】
以上のように、この画像ノイズ除去装置では、ノイズ判別対象の画素Ｐ０の周囲の複数の画素Ｐ１〜Ｐ８同士の映像信号のレベル変動に関する情報（分散ｖａｒ）から、ノイズ判別対象の画素Ｐ０が平滑な領域に位置しているのかそれともきめの整った領域に位置しているのかを判別している。
【００６９】
そして、画面の複数の方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂについての、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む複数の画素同士（Ｐ４，Ｐ０及びＰ５同士や、Ｐ２，Ｐ０及びＰ７同士や、Ｐ１，Ｐ０及びＰ８同士や、Ｐ３，Ｐ０及びＰ６同士）の映像信号のレベル変動に関する情報（分散ｖａｒ）のうち、最も小さいレベル変動を示す情報から、ノイズ判別対象の画素Ｐ０にインパルス性ノイズに相当するレベル変動が存在するか否かを判別している。
【００７０】
このように、ノイズ判別対象の画素の周囲の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報と、画面の複数の方向についてのノイズ判別対象の画素を含む画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報のうち最も小さいレベル変動を示す情報との両方に基づいて、平滑な領域に存在するインパルス性ノイズを判別し、そのインパルス性ノイズを除去している。
【００７１】
したがって、きめの整った領域の画像がぶれることにより画像のディテール感が損なわれる事態を招くことなく、インパルス性ノイズを除去できるようになっている。
【００７２】
また、ラインメモリが２個（ラインメモリ１及び２）で済むことなどから小規模な回路構成でインパルス性ノイズを除去することができるとともに、少ない演算処理量でインパルス性ノイズを除去することができるようになっている。
【００７３】
さらに、この画像ノイズ除去装置では、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む複数の画素同士（Ｐ４，Ｐ０及びＰ５同士や、Ｐ２，Ｐ０及びＰ７同士や、Ｐ１，Ｐ０及びＰ８同士や、Ｐ３，Ｐ０及びＰ６同士）の映像信号のレベル変動に関する情報（分散ｖａｒ）が生成された画面の複数の方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂのうち、最も小さいレベル変動を示す情報に対応する方向（前述の例では、信号Ｃ５が示す分散ｖａｒの値が最も小さかったので、信号Ｃ５に対応する方向Ｂ）についてのフィルター処理によってインパルス性ノイズを除去している。
【００７４】
平滑な領域（例えば空（そら）の画像等）に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合には、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む複数の画素同士（Ｐ４，Ｐ０及びＰ５同士や、Ｐ２，Ｐ０及びＰ７同士や、Ｐ１，Ｐ０及びＰ８同士や、Ｐ３，Ｐ０及びＰ６同士）の映像信号のレベル変動に関する情報（分散ｖａｒ）が生成された画面の複数の方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂのうち最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向は、この線の延びる方向と一致するか、またはこれらの複数の方向Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂのうちこの線の延びる方向に最も近い方向になる。
【００７５】
したがって、この最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向についてのフィルター処理でインパルス性ノイズを除去することにより、平滑な領域に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合にも、その線が切れたように見える事態を招くことなくそのインパルス性ノイズを除去することができるようになっている。
【００７６】
なお、以上の例では、周辺画素分散算出部４で、上記式▲１▼のように、画素Ｐ１〜Ｐ８同士の映像信号ｉ（１）〜ｉ（８）の分散ｖａｒの値を算出している。しかし、別の例として、周辺画素分散算出部４で、次式▲６▼のように、画素Ｐ１〜Ｐ８同士の映像信号ｉ（１）〜ｉ（８）の平均値ａｖｅに対する各映像信号ｉ（１）〜ｉ（８）の差分の絶対値の平均値を算出し、その算出した平均値を分散ｖａｒの値として代用するようにしてもよい。
【数６】

【００７７】
また同様に、各方向分散算出部５でも、上記式▲２▼〜▲５▼のように分散ｖａｒの値を算出する代わりに、ノイズ判別対象の画素Ｐ０を含む複数の画素同士（Ｐ４，Ｐ０及びＰ５同士や、Ｐ２，Ｐ０及びＰ７同士や、Ｐ１，Ｐ０及びＰ８同士や、Ｐ３，Ｐ０及びＰ６同士）の映像信号の平均値に対する各映像信号の差分の絶対値の平均値を算出し、その算出した平均値を分散ｖａｒの値として代用するようにしてもよい。
【００７８】
そうした場合でも、やはり、きめの整った領域の画像がぶれることにより画像のディテール感が損なわれる事態を招くことなくインパルス性ノイズを除去することができる。しかも、周辺画素分散算出部４や各方向分散算出部５の演算処理量を一層少なくすることができる。
【００７９】
また、以上の例では、選択部８の出力信号Ｓ８を、混合器９で映像信号Ｓ２と混合してからこの画像ノイズ除去装置から出力させている。しかし、別の例として、選択部８の出力信号Ｓ８をそのままこの画像ノイズ除去装置から出力させてもよい。
【００８０】
また、以上の例では、周辺画素分散算出部４，各方向分散算出部５及び最小分散及び方向検出部６をマイクロプロセッサで構成し、ノイズ判別部７及び選択部８をハードウェアを用いて構成している。しかし、別の例として、周辺画素分散算出部４や各方向分散算出部５や最小分散及び方向検出部６をハードウェアを用いて構成したり、ノイズ判別部７や選択部８をマイクロプロセッサで構成したりしてもよい。
【００８１】
また、以上の例では、本発明を適用した画像ノイズ除去装置をビデオカメラに搭載するものとして説明を行った。しかし、これに限らず、ビデオカメラ以外の撮像装置（例えばディジタルカメラ等）や、画像表示装置（例えばテレビジョン受像機，プロジェクタ，パーソナルコンピュータのモニター等）にも、本発明を適用した画像ノイズ除去装置を搭載してよい。さらには、撮像装置や画像表示装置以外の装置（例えばプリンタ）にも、本発明を適用した画像ノイズ除去装置を搭載してよい。
【００８２】
また、本発明は、以上の例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ノイズ判別対象の画素の周囲の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報と、画面の複数の方向についてのノイズ判別対象の画素を含む画素の映像信号のレベル変動に関する情報のうち最も小さいレベル変動を示す情報との両方に基づいて、平滑な領域に存在するインパルス性ノイズを判別し、そのインパルス性ノイズを除去することができる。
【００８４】
したがって、きめの整った領域の画像がぶれることにより画像のディテール感が損なわれる事態を招くことなく、インパルス性ノイズを除去できるという効果が得られる。
【００８５】
また、ラインメモリが少数で済むことなどから小規模な回路構成でインパルス性ノイズを除去することができるとともに、少ない演算処理量でインパルス性ノイズを除去することができるという効果が得られる。
【００８６】
さらに、平滑な領域に細い線の画像が含まれておりその線の画像にインパルス性ノイズが混入しているような場合にも、その線が切れたように見える事態を招くことなくそのインパルス性ノイズを除去できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像ノイズ除去装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ノイズ判別対象の画素と、その周囲の画素と、画面の方向とを示す図である。
【図３】図１のノイズ判別部７の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の選択部８の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２ラインメモリ、３フィルター部、４周辺画素分散算出部、５各方向分散算出部、６最小分散及び方向検出部、７ノイズ判別部、８選択部、９混合器、１１，１２比較器、１３アンド回路、２１，２２セレクタ

Claims

ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、
前記第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、
前記第１の生成手段で生成された情報と、前記第２の生成手段で生成された情報のうち前記検出手段で検出された情報とに基づき、前記ノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段と
を備え、前記判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする画像ノイズ除去装置。
請求項１に記載の画像ノイズ除去装置において、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素の映像信号に対するフィルター処理を、前記複数の方向について行うフィルターと、
前記複数の方向のうち、前記第２の生成手段で最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向を検出する検出手段と
をさらに備え、
前記判別手段で判別されたノイズを、前記検出手段で検出された方向についての前記フィルターのフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする画像ノイズ除去装置。
ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１のステップと、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２のステップと、
前記第２のステップで生成した情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する第３のステップと、
前記第１のステップで生成した情報と、前記第２のステップで生成した情報のうち前記第３のステップで検出した情報とに基づき、前記ノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する第４のステップと、
前記第４のステップで判別したノイズをフィルター処理によって除去する第５のステップと
を有することを特徴とする画像ノイズ除去方法。
請求項３に記載の画像ノイズ除去方法において、
前記複数の方向のうち、前記第２のステップで最も小さいレベル変動を示す情報を生成した方向を検出する第６のステップ
をさらに有し、
前記第５のステップでは、前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素の映像信号に対するフィルター処理を、前記複数の方向について行うとともに、前記第４のステップで判別したノイズを、前記第６のステップで検出した方向について行ったフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする画像ノイズ除去方法。
撮像装置において、
撮像デバイスから得られる映像信号のうち、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、
前記第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、
前記第１の生成手段で生成された情報と、前記第２の生成手段で生成された情報のうち前記検出手段で検出された情報とに基づき、前記ノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段と
を備え、前記判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする撮像装置。
請求項５に記載の撮像装置において、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素の映像信号に対するフィルター処理を、前記複数の方向について行うフィルターと、
前記複数の方向のうち、前記第２の生成手段で最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向を検出する検出手段と
をさらに備え、
前記判別手段で判別されたノイズを、前記検出手段で検出された方向についての前記フィルターのフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする撮像装置。
画像表示装置において、
外部から供給される映像信号のうち、ノイズの判別対象の画素の周囲の複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を生成する第１の生成手段と、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素同士の映像信号のレベル変動に関する情報を、画面の複数の方向について生成する第２の生成手段と、
前記第２の生成手段で生成された情報のうち、最も小さいレベル変動を示す情報を検出する検出手段と、
前記第１の生成手段で生成された情報と、前記第２の生成手段で生成された情報のうち前記検出手段で検出された情報とに基づき、前記ノイズの判別対象の画素にノイズが存在するか否かを判別する判別手段と
を備え、前記判別手段で判別されたノイズをフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする画像表示装置。
請求項７に記載の画像表示装置において、
前記ノイズの判別対象の画素を含む複数の画素の映像信号に対するフィルター処理を、前記複数の方向について行うフィルターと、
前記複数の方向のうち、前記第２の生成手段で最も小さいレベル変動を示す情報が生成された方向を検出する検出手段と
をさらに備え、
前記判別手段で判別されたノイズを、前記検出手段で検出された方向についての前記フィルターのフィルター処理によって除去するようにしたことを特徴とする画像表示装置。