JP2008028626A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置10に備えられた制御部11は、デジタルカメラ21またはメモリカード22からカラー撮影された画像データを取得した際に、その画像データから注目画素とその注目画素から所定の距離だけ離れた画素を処理対象として抽出し、これらの画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行う。これにより、色ノイズを効率的に除去して高画質の画像データを得ることができる。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
Cb=−0.16874*R−0.33126*G+0.50000*B
Cr= 0.50000*R−0.41869*G−0.08131*B
…(1)
式中の*は乗算を表わす。また、R,G,BはR値,G値,B値である。Yは輝度値、CbとCrは色素値である。なお、CbとCrのことを一般的に「色差」と呼んでいるが、ここでは、注目画素と周辺画素の色成分の差のことを「色差」と呼び、画素単体が持つ色成分のことを「色素」と呼んで区別することにする。
図3はノイズ除去計算処理を示すフローチャートである。
図4は注目画素と周辺画素との関係を示す図である。今、斜線で示す画素P0の輝度値をY(i,j)、画素P0の色素値をCb(i,j)、Cr(i,j)とする。なお、iはx座標値、jはx座標値を表わす。
周辺画素P2:Y(i,j+n)、Cb(i,j+n)、Cr(i,j+n)
周辺画素P3:Y(i−n,j)、Cb(i−n,j)、Cr(i−n,j)
周辺画素P4:Y(i+n,j)、Cb(i+n,j)、Cr(i+n,j)
(a)輝度成分の計算
注目画素P0と周辺画素P1〜P4との間において輝度差をdY、色差をdCb、dCrとする。そして、「dCbとdCrがそれぞれ閾値β内に収まっており、かつ、dYが閾値αより小さい」といった条件1を満たすときに、係数KY=1−(dY/α)2を設定する。それ以外のときは、係数KY=0とする。このときの条件1を数式化すると、以下のように表わせる。
dCb<β,dCr<β,dY<α:1−(dY/α)2
else:0
これにより、新しい注目画素P0の輝度値newY(i,j)は、以下のような式(2)で表わせる。なお、式中のKYup、KYdown、KYleft、KYrightは、上下左右の周辺画素P1〜P4に乗じる係数を表わす。また、*は乗算を表わす。
…(2)
前記計算式(2)において、注目画素P0の重みは1としている。また、周辺画素P1〜P4の重みは、注目画素P0との輝度差が一定値以下であるならば、その割合の二乗を1から引いた値とする(1−(dY/α)2)。これは、一定値以下の輝度差で、色差がある範囲内にあるならば、色ノイズが乗っている可能性が高いとみなして、係数の重みを増して平均化するためである。また、範囲外であれば、平均化に寄与しないように、係数はゼロとする。
注目画素P0の輝度値の割合をrYとする。これに対し、周辺画素P1〜P4の輝度値の割合を(1−rY)とする。
dY<α:(1−dY/α)
else:0
これにより、新しい注目画素P0の色素値newCb(i,j)、newCr(i,j)は、以下のような式(3),(4)で表わせる。なお、式中のKYup2、KYdown2、KYleft2、KYright2は、上下左右の周辺画素P1〜P4に乗じる係数を表わす。また、*は乗算を表わす。
…(3)
newCr(i,j)={rY*Cr(i,j)+(1−rY)*{(KYup2*Cr(i−n,j)+KYdown2*Cr(i+n,j)+KYleft2*Cr(i,j−n)+KYright2*Cr(i,j+n)}}/{rY+(1−rY)*(KYup2+KYdown2+KYleft2+KYright2)}
…(4)
前記計算式(3),(4)において、注目画素P0の重みは、その注目画素P0の輝度の割合としている(rY)。すなわち、例えば輝度が256階調であるとすると、rY=Y(i,j)/255である。これは、注目画素P0の輝度が低いほど、周りの値に影響を受けることを意味する。つまり、色ノイズが輝度の低いところで目立ち、逆に輝度の高く明るいところではあまり目立たないことに着目して、注目画素P0に重み付けを行っている。
画像によっては、ブロックノイズが目立つものもある。そのため、このような画像を対象とする場合には注目画素からブロックサイズだけ離れた画素を平均化処理するよりは、さらに所定数画素数分離れた画素を用いた方が良いこともある。例えばJPEG画像であれば、8(ブロックサイズ)+2=10(画素)といった値がもっとも適している。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図10は本発明の第2の実施形態における周辺画素の抽出処理を示すフローチャートである。
Claims (15)
- 画像データを取得する画像取得手段と、
この画像取得手段によって得られた画像データから注目画素とその注目画素から所定の距離だけ離れた画素を処理対象として抽出する画素抽出手段と、
この画素抽出手段によって抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行う平均化処理手段と、
この平均化処理手段によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成する画像生成手段と
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 前記所定の距離は、前記画像データの保存形式に依存したブロックサイズによって決まることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記所定の距離は、前記画像データの撮影感度によって決まることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記平均化処理手段は、前記画素抽出手段によって抽出された各画素の輝度成分と色成分に分けて、それぞれに所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記平均化処理手段は、輝度成分の平均化処理に関わる係数については、各画素の輝度成分と色成分の両方を考慮して重み付けを行うことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。
- 前記平均化処理手段は、色成分の平均化処理に関わる係数については、各画素の輝度成分を考慮して重み付けを行うことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。
- ブロック構造を有する画像データを取得する画像取得手段と、
この画像取得手段によって得られた画像データのブロックサイズを判断するサイズ判断手段と、
このサイズ判断手段によって判断されたブロックサイズに基づいて、注目画素に対する距離を設定する距離設定手段と、
この距離設定手段によって設定された距離に基づいて、前記画像データから注目画素とその注目画素から前記距離だけ離れた画素を処理対象として抽出する画素抽出手段と、
この画素抽出手段によって抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行う平均化処理手段と、
この平均化処理手段によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成する画像生成手段と
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画素抽出手段は、前記距離設定手段によって設定された距離にブロックノイズのスムージングを考慮した画素数を加えた分だけ離れた画素を処理対象として抽出することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
- ブロック構造を持たない画像データを撮影情報と共に取得する画像取得手段と、
この画像取得手段によって得られた画像データの撮影情報に基づいて撮影感度を判断する感度判断手段と、
この感度判断手段によって判断された撮影感度に基づいて、注目画素に対する距離を設定する距離設定手段と、
この距離設定手段によって設定された距離に基づいて、前記画像データから注目画素とその注目画素から前記距離だけ離れた画素を処理対象として抽出する画素抽出手段と、
この画素抽出手段によって抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行う平均化処理手段と、
この平均化処理手段によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成する画像生成手段と
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 画像データを取得するステップと、
前記画像データから注目画素とその注目画素から所定の距離だけ離れた画素を処理対象として抽出するステップと、
前記抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行うステップと、
前記平均化処理によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成するステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - ブロック構造を有する画像データを取得するステップと、
前記画像データのブロックサイズを判断するステップと、
前記ブロックサイズに基づいて、注目画素に対する距離を設定するステップと、
前記設定された距離に基づいて、前記画像データから注目画素とその注目画素から前記距離だけ離れた画素を処理対象として抽出するステップと、
前記抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行うステップと、
前記平均化処理によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成するステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - ブロック構造を持たない画像データを撮影情報と共に取得するステップと、
前記画像データの撮影情報に基づいて撮影感度を判断するステップと、
前記撮影感度に基づいて、注目画素に対する距離を設定するステップと、
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前記抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行うステップと、
前記平均化処理によって得られた画素値に基づいてノイズ除去後の画像データを生成するステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、
前記コンピュータに、
画像データを取得する機能と、
前記画像データから注目画素とその注目画素から所定の距離だけ離れた画素を処理対象として抽出する機能と、
前記抽出された各画素の値に所定の重み付け係数を乗じて平均化処理を行う機能と、
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を実現させることを特徴とするプログラム。 - コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、
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