JP2009219066A - Image processing apparatus - Google Patents

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Kazunaga Miyake
一永 三宅
Masato Nishizawa
眞人 西澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus for reducing noise of an entire image including an edge peripheral portion while preventing an edge portion in the image from being blurred. <P>SOLUTION: The image processing apparatus 1000 includes: a wavelet transformation section 110 which performs wavelet transformation upon an input image signal to separate the input image signal into a high-frequency signal component and a low-frequency signal component; and a time integration type filter section 120 which performs time integration processing upon the high-frequency signal component to cancel noise in a time-base direction from the high-frequency signal component. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばウェーブレット変換等の多重解像度変換を利用して、画像のノイズを低減する画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that reduces image noise using multi-resolution conversion such as wavelet conversion.

従来、映像信号のノイズを低減する技術として、多重解像度変換の1つであるウェーブレット変換(Wavelet Transform)を利用したノイズ低減技術が知られている。ウェーブレット変換を利用したノイズ低減技術では、以下のように画像のノイズを低減している。   Conventionally, as a technique for reducing noise in a video signal, a noise reduction technique using a wavelet transform (Wavelet Transform) which is one of multi-resolution conversions is known. The noise reduction technology using wavelet transform reduces image noise as follows.

まず、ウェーブレット変換を用いて、画像信号を、低域信号成分を含む低周波帯域と、高域信号成分を含む高周波帯域のサブバンドとに分離して、更に低周波帯域の画像信号に対して同様の処理を繰り返す。これにより、画像信号を周波数帯域毎のサブバンドに分離した周波数帯域画像信号(以下、サブバンド画像信号とする)を生成する。   First, using wavelet transform, the image signal is separated into a low frequency band including a low-frequency signal component and a high-frequency band subband including a high-frequency signal component. Similar processing is repeated. As a result, a frequency band image signal (hereinafter referred to as a subband image signal) obtained by separating the image signal into subbands for each frequency band is generated.

次に、高域信号成分を含む高周波帯域のサブバンド画像信号に対して、微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行う。そして、コアリング処理後の高域信号成分のサブバンド画像信号を含めて、分離された複数のサブバンド画像信号を合成することにより、ウェーブレット逆変換を行う。これにより、高域信号成分に含まれる微小振幅のノイズ成分のみが抑制された画像信号が再構成される。   Next, a coring process for removing a signal component having a minute amplitude value is performed on the subband image signal in the high frequency band including the high frequency signal component. Then, wavelet inverse transformation is performed by synthesizing a plurality of separated subband image signals including the subband image signal of the high-frequency signal component after coring processing. Thereby, an image signal in which only a noise component with a small amplitude included in the high frequency signal component is suppressed is reconstructed.

このようなノイズ低減技術によれば、コアリング処理を行う高周波数帯域を選択することで特定の周波数成分を有したノイズを低減したり、コアリング処理の条件を変更することでノイズの低減量を変更でき、きめ細かなノイズ低減処理を行うことができる。   According to such noise reduction technology, noise having a specific frequency component can be reduced by selecting a high frequency band for performing coring processing, or noise reduction can be achieved by changing the conditions of coring processing. Can be changed, and fine noise reduction processing can be performed.

ウェーブレット変換の具体的な手法として、Daubechiesの基底やHaarの基底が知られている。Daubechiesの基底は、帯域分離の精度は高いが、フィルタ係数が複雑となる。これに対し、Haarの基底は、帯域分離の精度は低いが、フィルタ係数が「1」、「−1」の2つのみで簡単に構成できる。一般的な民間用機器等には、ハードウエアの規模が小さくて済むHaarの基底が利用されている。   Daubechies bases and Haar bases are known as specific methods of wavelet transform. The base of Daubechies has high band separation accuracy, but the filter coefficients are complicated. On the other hand, the Haar base can be easily configured with only two filter coefficients “1” and “−1”, although the accuracy of band separation is low. For general civilian equipment, the Haar base, which requires a small hardware scale, is used.

図13は、Haarの基底に基づいてノイズを低減する従来の画像処理装置の基本的な構成を示している。ここでは、サブバンドに分離する回数を2回とした例を示している。以下、サブバンドに分離する回数をレベルという。すなわち、入力される画像信号をレベル0とし、この入力画像信号に対して1回のサブバンド分離を行った結果をレベル1と呼び、この結果に対して更にもう1回のサブバンド分離を行った結果をレベル2と呼ぶ。   FIG. 13 shows a basic configuration of a conventional image processing apparatus that reduces noise based on the Haar base. Here, an example is shown in which the number of times of separation into subbands is two. Hereinafter, the number of times of separation into subbands is called a level. That is, the input image signal is set to level 0, and the result of performing one subband separation on this input image signal is called level 1, and another subband separation is performed on this result. The result is called level 2.

図13に示されるように、画像処理装置5000は、ウェーブレット変換部710と、コアリング処理部740と、ウェーブレット逆変換部730とを備えている。画像信号がウェーブレット変換部710に入力されると、ウェーブレット変換部710でウェーブレット変換が行われる。これにより、入力画像信号が周波数帯域毎のサブバンドに分離され、複数のサブバンド画像信号が生成される。このとき、複数のサブバンド画像信号としては、画像信号の低域信号成分を含む低周波帯域と、高域信号成分を含む1以上の高周波帯域とが生成される。   As illustrated in FIG. 13, the image processing device 5000 includes a wavelet transform unit 710, a coring processing unit 740, and a wavelet inverse transform unit 730. When the image signal is input to the wavelet transform unit 710, the wavelet transform unit 710 performs wavelet transform. Thereby, the input image signal is separated into subbands for each frequency band, and a plurality of subband image signals are generated. At this time, as the plurality of subband image signals, a low frequency band including a low frequency signal component of the image signal and one or more high frequency bands including a high frequency signal component are generated.

コアリング処理部740は、ウェーブレット変換部710で得られる高域信号成分に対して微小振幅記号を0にすることで、高域信号成分に含まれるノイズを除去する。ウェーブレット逆変換部730は、コアリング処理後の高域信号成分と、ウェーブレット変換部120により変換された低域信号成分とに対して、ウェーブレット逆変換を行う。これにより、画像信号が再構成され、ノイズが除去された画像が出力される。   The coring processing unit 740 removes noise contained in the high frequency signal component by setting the minute amplitude symbol to 0 for the high frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 710. The wavelet inverse transform unit 730 performs wavelet inverse transform on the high-frequency signal component after the coring process and the low-frequency signal component converted by the wavelet transform unit 120. Thereby, the image signal is reconstructed and an image from which noise is removed is output.

図14は従来の画像処理装置5000の動作を説明するための図である。図14(a)に示されるように、この例では、入力画像の右側が明るくて、左側が暗く、全体にノイズがある。図14(b)は、図14(a)に示された入力画像のX方向の信号振幅を示している。図14(c)は、この入力画像をウェーブレット変換部710により変換することで得られる高域信号成分の1つを示しており、図に示されるように高域信号成分はノイズを有する。そこで、コアリング処理部740により高域信号成分に対してコアリング処理を行うことにより、高域信号成分中のノイズが除去される。   FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the conventional image processing apparatus 5000. As shown in FIG. 14A, in this example, the right side of the input image is bright and the left side is dark, and there is noise throughout. FIG. 14B shows the signal amplitude in the X direction of the input image shown in FIG. FIG. 14C shows one of the high frequency signal components obtained by converting the input image by the wavelet transform unit 710, and the high frequency signal component has noise as shown in the figure. Therefore, by performing coring processing on the high frequency signal component by the coring processing unit 740, noise in the high frequency signal component is removed.

ただし、高域信号成分の振幅に対し、ノイズの振幅を一律に低下させるコアリング処理を行った場合、図14(c)のエッジ部M(入力画像の明領域と暗領域の境界)を構成する高域信号成分も低下させてしまい、出力画像のエッジ部がボケてしまうことがあった。   However, when coring processing is performed to uniformly reduce the amplitude of noise with respect to the amplitude of the high-frequency signal component, the edge portion M (the boundary between the bright region and the dark region of the input image) in FIG. As a result, the high-frequency signal component is also reduced, and the edge portion of the output image may be blurred.

そこで、特許文献1は、コアリング対象の高域信号成分の各位置がエッジ部Mに相当するか否かを、当該コアリング対象より高レベルの高域信号成分の対応位置の信号値から判断して、エッジ部Mのコアリングの閾値をエッジ部以外の閾値よりも小さく設定している。図15(a)はその結果を示しており、エッジ周辺部Nの高域信号成分の低下を防ぎつつ、エッジ周辺部N以外のノイズが除去されている。
特開2003−134352号公報(特に、段落0068)
Therefore, Patent Document 1 determines whether or not each position of the high-frequency signal component to be coring corresponds to the edge portion M from the signal value at the corresponding position of the high-frequency signal component at a higher level than the coring target. Thus, the coring threshold value of the edge portion M is set smaller than the threshold values other than the edge portion. FIG. 15A shows the result, and noise other than the edge peripheral portion N is removed while preventing a decrease in the high frequency signal component of the edge peripheral portion N.
JP 2003-134352 A (particularly paragraph 0068)

しかしながら、従来の画像信号処理装置においては、図15(a)に示されるように、エッジ部Mを含むエッジ周辺部Nでコアリングの閾値を低下させてしまうために、エッジ部周辺部Nのノイズが除去されずに残ってしまうという問題があった。図15(b)は図15(a)に対応する出力画像であり、エッジ周辺部Nに残るノイズを示している。   However, in the conventional image signal processing apparatus, as shown in FIG. 15 (a), since the coring threshold is lowered at the edge peripheral portion N including the edge portion M, the edge portion peripheral portion N There was a problem that noise remained without being removed. FIG. 15B is an output image corresponding to FIG. 15A and shows noise remaining in the edge peripheral portion N. FIG.

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、画像中のエッジ部がボケるのを防ぎつつ、エッジ部周辺を含む画像全体のノイズを低減することができる画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides an image processing apparatus capable of reducing noise in the entire image including the periphery of the edge portion while preventing the edge portion in the image from blurring. The purpose is to provide.

本発明に係る画像処理装置は、入力画像信号に対してサブバンド変換を行うことにより、前記入力画像信号を高域信号成分および低域信号成分に分離するサブバンド変換部と、前記高域信号成分に対して時間積分処理を行うことにより、前記高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去する時間積分型フィルタ部とを備えた構成を有している。   An image processing apparatus according to the present invention includes a subband converting unit that performs subband conversion on an input image signal to separate the input image signal into a high frequency signal component and a low frequency signal component; and the high frequency signal A time integration type filter unit that removes noise in the time axis direction from the high-frequency signal component by performing time integration processing on the component is provided.

この構成により、高域信号成分に対して時間積分処理が行われる。画像信号のノイズは、時間軸方向に変化する特性を持つので、時間積分処理を行うことにより、高域信号成分からノイズを除去できる。この時間積分処理では、エッジ周辺のノイズも他の部分と同様に除去される。また、時間積分処理を行っても、エッジ部の信号値は低下しない。したがって、画像中のエッジ部がボケるのを防ぎつつ、エッジ部周辺を含む画像全体のノイズを低減することができる。   With this configuration, time integration processing is performed on the high frequency signal component. Since the noise of the image signal has a characteristic that changes in the time axis direction, the noise can be removed from the high-frequency signal component by performing the time integration process. In this time integration processing, noise around the edge is also removed in the same manner as other portions. Further, even if time integration processing is performed, the signal value at the edge portion does not decrease. Therefore, it is possible to reduce noise of the entire image including the periphery of the edge portion while preventing the edge portion in the image from blurring.

また、本発明に係る画像処理装置は、前記高域信号成分および前記低域信号成分のうちで前記高域信号成分のみに対してサブバンド逆変換を行うことにより得られるエッジ信号を作成するエッジ信号作成部を含み、前記時間積分型フィルタ部は、前記エッジ信号を前記高域信号成分として時間積分処理を行い、更に、前記時間積分型フィルタ部により処理された前記エッジ信号と、前記低域信号成分とを加算するエッジ信号加算部が設けられている構成を有している。   Further, the image processing apparatus according to the present invention provides an edge for creating an edge signal obtained by performing subband inverse transform only on the high-frequency signal component among the high-frequency signal component and the low-frequency signal component. A signal creation unit, wherein the time integration type filter unit performs time integration processing using the edge signal as the high frequency signal component, and further, the edge signal processed by the time integration type filter unit, and the low frequency range An edge signal adding unit that adds signal components is provided.

この構成により、高域信号成分のみに対してサブバンド逆変換を行うことにより得られるエッジ信号を作成し、エッジ信号を高域信号成分として時間積分処理を行う。したがって、高域信号成分を1つの時間積分型フィルタ部で処理でき、構成を簡素にすることができる。   With this configuration, an edge signal obtained by performing subband inverse transformation only on the high frequency signal component is created, and time integration processing is performed using the edge signal as the high frequency signal component. Therefore, the high frequency signal component can be processed by one time integration type filter unit, and the configuration can be simplified.

また、本発明に係る画像処理装置において、前記時間積分型フィルタ部は、フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分に対して時間積分処理を行い、時間積分処理後の信号と、前記フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行った信号とを加算する構成を有している。   In the image processing apparatus according to the present invention, the time integration type filter unit performs time integration processing on a signal component of a minute amplitude value in a filter input signal, the signal after time integration processing, and the filter input It has a configuration in which a signal subjected to coring processing for removing a signal component having a minute amplitude value in the signal is added.

この構成により、時間積分型フィルタ部において、フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分に対して時間積分処理を行う。これにより、微小振幅値の信号成分以外の信号成分に対しては、時間積分処理を適用しないので、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができる。   With this configuration, the time integration filter unit performs time integration processing on a signal component having a minute amplitude value in the filter input signal. As a result, since the time integration process is not applied to signal components other than the signal component having a minute amplitude value, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object.

また、本発明に係る画像処理装置は、前記高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理部と、前記コアリング処理部で得られる高域信号成分と、前記低域信号成分とに対してサブバンド逆変換を行うサブバンド逆変換部と、前記高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出する微小信号抽出部と、前記微小信号抽出部で抽出された微小振幅値の高域信号成分に対してサブバンド逆変換を行うことにより得られる微小振幅値のエッジ信号を作成する微小エッジ信号作成部とを備え、前記時間積分型フィルタ部は、前記微小振幅値のエッジ信号を前記高域信号成分として時間積分処理を行い、更に、前記時間積分型フィルタ部により処理された前記微小振幅値のエッジ信号と、前記サブバンド逆変換部で得られる信号とを加算するエッジ信号加算部が設けられている構成を有している。   The image processing apparatus according to the present invention includes a coring processing unit that removes a signal component having a minute amplitude value in the high frequency signal component, a high frequency signal component obtained by the coring processing unit, and the low frequency signal. The subband inverse transform unit that performs subband inverse transform on the signal component, the minute signal extraction unit that extracts the signal component of the minute amplitude value in the high frequency signal component, and the minute signal extraction unit A minute edge signal creating unit that creates an edge signal having a minute amplitude value obtained by performing subband inverse transformation on a high frequency signal component having a minute amplitude value, and the time integrating filter unit includes the minute amplitude signal Time integration processing using the edge signal of the value as the high-frequency signal component, and further, the edge signal of the minute amplitude value processed by the time integration filter unit and the signal obtained by the subband inverse conversion unit It has a configuration in which the edge signal adder for calculation is provided.

この構成により、高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出し、微小振幅値の高域信号成分に対してサブバンド逆変換を行うことにより得られる微小振幅値のエッジ信号を作成し、微小振幅値のエッジ信号を高域信号成分として時間積分処理を行う。これにより、微小振幅値の信号成分以外の信号成分に対しては、時間積分処理を適用しないので、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができ、かつ、エッジ信号を時間積分処理するので、高域信号成分を1つの時間積分型フィルタで処理でき、構成を簡素にすることができる。   With this configuration, a minute amplitude value signal component is extracted from the high frequency signal component, and an edge signal with a small amplitude value obtained by performing subband inverse transformation on the high frequency signal component of the small amplitude value is created. Then, time integration processing is performed using an edge signal having a small amplitude value as a high-frequency signal component. As a result, since the time integration process is not applied to signal components other than the signal component having a minute amplitude value, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object, and to convert the edge signal into time. Since the integration process is performed, the high-frequency signal component can be processed by one time integration filter, and the configuration can be simplified.

また、本発明に係る画像処理装置において、前記時間積分型フィルタ部は、フィルタ入力信号と、前のフレームのフィルタ処理された信号とを所定の比率で加算する巡回型フィルタを含む構成を有している。これにより、時間積分処理によるノイズ除去を好適に行うことができる。   In the image processing apparatus according to the present invention, the time integration filter unit includes a cyclic filter that adds a filter input signal and a filtered signal of the previous frame at a predetermined ratio. ing. Thereby, noise removal by time integration processing can be suitably performed.

また、本発明に係る画像処理装置において、前記時間積分型フィルタ部は、前記巡回型フィルタで処理された信号における微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行う構成を有している。これにより、巡回型フィルタが出力する過去のノイズの影響を低減することができる。   In the image processing apparatus according to the present invention, the time integration filter unit has a configuration for performing a coring process for removing a signal component having a minute amplitude value in a signal processed by the cyclic filter. Thereby, the influence of the past noise which a recursive filter outputs can be reduced.

また、本発明に係る画像処理装置において、前記時間積分型フィルタ部は、時間積分処理の時定数を変更可能に構成されている。これにより、時間積分処理の効果を調整し、ノイズ除去を好適に行うことができる。   In the image processing apparatus according to the present invention, the time integration type filter unit is configured to be able to change a time constant of the time integration process. Thereby, the effect of time integration processing can be adjusted and noise removal can be suitably performed.

また、本発明に係る画像処理装置は、前記入力画像信号の動きを検出する動き検出部を備え、前記時間積分型フィルタ部は、前記動き検出部により前記動きが検出された位置において前記時定数を変更する構成を有している。これにより、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができる。   The image processing apparatus according to the present invention further includes a motion detection unit that detects a motion of the input image signal, and the time integration filter unit includes the time constant at a position where the motion is detected by the motion detection unit. It has the structure which changes. Thereby, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object.

また、本発明に係る画像処理装置において、前記動き検出部は、前記入力画像信号の差分検出により前記動きを検出する構成を有している。これにより、入力画像信号の動きを好適に検出することができる。   In the image processing apparatus according to the present invention, the motion detection unit has a configuration for detecting the motion by detecting a difference between the input image signals. Thereby, the motion of the input image signal can be suitably detected.

本発明は、高域信号成分に対して時間積分処理を行うことにより、高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去することで、画像中のエッジ部がボケるのを防ぎつつ、エッジ部周辺を含む画像全体のノイズを低減することができるという効果を有する画像処理装置を提供することができるものである。   The present invention removes noise in the time axis direction from the high-frequency signal component by performing time integration processing on the high-frequency signal component, thereby preventing the edge portion in the image from blurring. It is possible to provide an image processing apparatus having an effect that noise of the entire image including the periphery can be reduced.

(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態における画像処理装置について、図面を用いて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の実施の形態の画像処理装置1000の構成を図1に示す。図1において、画像処理装置1000は、ウェーブレット変換部110と、時間積分型フィルタ部120と、ウェーブレット逆変換部130とを備えている。なお、本実施の形態の例では、サブバンドに分離する回数が2回である。   FIG. 1 shows the configuration of an image processing apparatus 1000 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the image processing apparatus 1000 includes a wavelet transform unit 110, a time integration filter unit 120, and a wavelet inverse transform unit 130. In the example of the present embodiment, the number of times of separation into subbands is two.

ウェーブレット変換部110は、入力される画像信号に対してウェーブレット変換を行うことにより、低域信号成分(低周波信号成分)を含む低周波帯域と、高域信号成分(高周波信号成分)を含む1以上の高周波帯域とに分離された周波数帯域毎のサブバンド画像信号に変換する。ウェーブレット変換部110は、本発明のサブバンド変換部の一例であり、ウェーブレット変換はサブバンド変換の一例である。   The wavelet transform unit 110 performs wavelet transform on an input image signal, thereby including a low frequency band including a low frequency signal component (low frequency signal component) and a high frequency signal component (high frequency signal component). It converts into the subband image signal for every frequency band isolate | separated into the above high frequency band. The wavelet transform unit 110 is an example of a subband transform unit of the present invention, and the wavelet transform is an example of a subband transform.

ウェーブレット変換部110は、レベル1変換部111およびレベル2変換部112を備えている。レベル1変換部111は入力画像信号に対して、1回目(レベル1)のウェーブレット変換を行う。レベル2変換部112は1回目のウェーブレット変換後の画像信号に対して、2回目(レベル2)のウェーブレット変換を行う。   The wavelet transform unit 110 includes a level 1 transform unit 111 and a level 2 transform unit 112. The level 1 converter 111 performs the first (level 1) wavelet transform on the input image signal. The level 2 conversion unit 112 performs a second (level 2) wavelet transform on the image signal after the first wavelet transform.

時間積分型フィルタ部120は、ウェーブレット変換部110で得られる高域信号成分に対して時間積分処理を行うことにより、高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去する。時間積分型フィルタ部120は、第1高域信号時間積分部121および第2高域信号時間積分部122を備えている。第1高域信号時間積分部121は、レベル1変換部111で得られる高域信号成分に対して、時間積分処理を行う。第2高域信号時間積分部122は、レベル2変換部112で得られる高域信号成分に対して、時間積分処理を行う。   The time integration type filter unit 120 removes noise in the time axis direction from the high frequency signal component by performing time integration processing on the high frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110. The time integration type filter unit 120 includes a first high frequency signal time integration unit 121 and a second high frequency signal time integration unit 122. The first high frequency signal time integration unit 121 performs time integration processing on the high frequency signal component obtained by the level 1 conversion unit 111. The second high frequency signal time integration unit 122 performs time integration processing on the high frequency signal component obtained by the level 2 conversion unit 112.

ウェーブレット逆変換部130は、時間積分型フィルタ部120によりノイズが除去された高域信号成分と、ウェーブレット変換部110で得られる低域信号成分とに対して、ウェーブレット逆変換を行う。このウェーブレット逆変換により、ノイズが除去された高域信号成分と、低域信号成分とが合成されて、画像信号が再構成され、これが出力画像信号となる。ウェーブレット逆変換部130は、サブバンド画像信号を合成するサブバンド逆変換部の一例であり、ウェーブレット逆変換はサブバンド逆変換の一例である。   The wavelet inverse transform unit 130 performs wavelet inverse transform on the high frequency signal component from which noise has been removed by the time integration filter unit 120 and the low frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110. By this wavelet inverse transform, the high-frequency signal component from which noise has been removed and the low-frequency signal component are combined to reconstruct an image signal, which becomes an output image signal. The wavelet inverse transform unit 130 is an example of a subband inverse transform unit that synthesizes subband image signals, and the wavelet inverse transform is an example of a subband inverse transform.

ウェーブレット逆変換部130は、レベル1逆変換部131およびレベル2逆変換部132を備えている。レベル2逆変換部132は、第2高域信号時間積分部122により時間軸方向のノイズが除去された高域信号成分と、レベル2変換部112で得られる低域信号成分とに対して、ウェーブレット逆変換を行う。レベル1逆変換部131は、レベル2逆変換部132で得られる信号成分と、第1高域信号時間積分部121により時間軸方向のノイズが除去された高域信号成分とに対して、ウェーブレット逆変換を行う。   The wavelet inverse transform unit 130 includes a level 1 inverse transform unit 131 and a level 2 inverse transform unit 132. The level 2 inverse transform unit 132 performs the high frequency signal component from which the noise in the time axis direction has been removed by the second high frequency signal time integration unit 122 and the low frequency signal component obtained by the level 2 conversion unit 112. Perform inverse wavelet transform. The level 1 inverse transform unit 131 uses the wavelet for the signal component obtained by the level 2 inverse transform unit 132 and the high frequency signal component from which noise in the time axis direction is removed by the first high frequency signal time integration unit 121. Perform inverse transformation.

次に、本発明の第1の実施の形態における画像処理装置1000の動作について、図に基づいて説明する。
画像処理装置1000は、図1に示される構成により、多重解像度変換の1つであるウェーブレット変換を用いて、画像信号に含まれるノイズの低減処理を行う。本実施の形態では、Haarの基底に基づいて、水平周波数および垂直周波数の周波数帯域において、サブバンド変換が行われる。サブバンドに分離する回数は2回である。
Next, the operation of the image processing apparatus 1000 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
With the configuration shown in FIG. 1, the image processing apparatus 1000 performs a process of reducing noise included in an image signal using wavelet transform, which is one of multi-resolution conversions. In the present embodiment, subband conversion is performed in the frequency band of the horizontal frequency and the vertical frequency based on the Haar base. The number of separation into subbands is two.

まず、ウェーブレット変換部110によるウェーブレット変換の手順について説明する。図2(a)は、入力画像信号をレベル2までのサブバンドに変換するための入力画像信号の各サンプルの取得位置を示した図である。信号S00〜S33は、画素単位でそれぞれ遅延した入力画像信号を示しており、マトリクス状に画素信号S00〜S33が配列されている。各入力画像信号は、信号S00から信号S03に向かって水平方向に1画素ずつ遅延し、信号S00から信号S33に向かって垂直方向に1画素ずつ遅延している。   First, the procedure of wavelet transformation by the wavelet transformation unit 110 will be described. FIG. 2A is a diagram showing the acquisition position of each sample of the input image signal for converting the input image signal into subbands up to level 2. FIG. Signals S00 to S33 indicate input image signals delayed in pixel units, and the pixel signals S00 to S33 are arranged in a matrix. Each input image signal is delayed by one pixel in the horizontal direction from signal S00 to signal S03, and delayed by one pixel in the vertical direction from signal S00 to signal S33.

図2(b)は、入力画像信号をレベル2までのサブバンドに変換した後のサブバンド分離状態を示す図である。図2(b)において、「1」、「2」等の数字はウェーブレット変換のレベルを示し、「L」は低周波数帯域を示し、「H」は高周波帯域を示している。また、水平方向の周波数Fは左側にて低域、右側にて高域であり、垂直方向の周波数Fは上側にて低域、下側にて高域である。 FIG. 2B is a diagram showing a subband separation state after the input image signal is converted into subbands up to level 2. FIG. In FIG. 2B, numbers such as “1” and “2” indicate wavelet transform levels, “L” indicates a low frequency band, and “H” indicates a high frequency band. Also, the frequency F H of the horizontal direction is high-frequency low-frequency, at the right in the left, the frequency F V of the vertical direction is high-frequency low-band at the upper, at the lower side.

入力画像信号に対してウェーブレット変換を行うことにより、入力画像信号は、水平低域垂直低域「LL」、水平高域垂直低域「HL」、水平低域垂直高域「LH」および水平高域垂直高域「HH」の周波数帯域に分離される。ここで、「LL」は低域信号成分であり、「HL」、「LH」および「HH」は高域信号成分である。レベル2のウェーブレット変換では、レベル1のウェーブレット変換後の低域信号成分「LL」に対して、更にウェーブレット変換を行う。この結果、図2(b)に示されるように、「LL」が水平低域垂直低域「LL」、水平高域垂直低域「HL」、水平低域垂直高域「LH」および水平高域垂直高域「HH」の周波数帯域に分離される。上記同様に、「LL」は低域信号成分であり、「HL」、「LH」および「HH」は高域信号成分である。 By performing wavelet transform on the input image signal, the input image signal is converted into a horizontal low frequency vertical low frequency “ 1 LL”, a horizontal high frequency vertical low frequency “ 1 HL”, and a horizontal low frequency vertical high frequency “ 1 LH”. And a horizontal high band and a vertical high band “ 1 HH”. Here, “ 1 LL” is a low-frequency signal component, and “ 1 HL”, “ 1 LH”, and “ 1 HH” are high-frequency signal components. In the level 2 wavelet transform, the wavelet transform is further performed on the low-frequency signal component “ 1 LL” after the level 1 wavelet transform. As a result, as shown in FIG. 2 (b), “ 1 LL” is the horizontal low frequency vertical low frequency “ 2 LL”, the horizontal high frequency vertical low frequency “ 2 HL”, and the horizontal low frequency vertical high frequency “ 2 LH”. ”And the horizontal high band vertical high band“ 2 HH ”. Similarly to the above, “ 2 LL” is a low-frequency signal component, and “ 2 HL”, “ 2 LH”, and “ 2 HH” are high-frequency signal components.

図3は、ウェーブレット変換部110によるウェーブレット変換の手順を示す図である。ここでは、図3を参照して、図2(a)に示された入力画像信号の各サンプルから、図2(b)に示されたサブバンドで分離された周波数帯域毎の変換信号を生成する手順を説明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure of wavelet transform performed by the wavelet transform unit 110. Here, referring to FIG. 3, a converted signal for each frequency band separated by the sub-band shown in FIG. 2B is generated from each sample of the input image signal shown in FIG. The procedure to do is explained.

Haarの基底におけるウェーブレット変換は、式(1)に示されるように、レベル0の低域信号(図3(a)の各サンプル値)を入力画像信号として、レベルnの低周波帯域からレベルn+1の各周波数成分に変換する漸化式の形式で表される。式(1)中の「LL」の右側の符号について、「V」は垂直位置、「H」は水平位置を表しており、式(1)により垂直位置V、水平位置Hの変換信号が表される(変換記号は、サブバンド変換されたサブバンド画像信号を指す、以下同じ)。
As shown in the equation (1), the wavelet transform in the Haar base is performed by using a level 0 low frequency signal (each sample value in FIG. 3A) as an input image signal from a level n low frequency band to a level n + 1. It is expressed in the form of a recurrence formula for converting into each frequency component. Regarding the sign on the right side of “LL” in Expression (1), “V” represents the vertical position and “H” represents the horizontal position, and the conversion signal of the vertical position V and the horizontal position H is represented by Expression (1). (The conversion symbol indicates a subband image signal subjected to subband conversion, and so on).

図3(a)は、式(1)におけるレベル0の低域信号(入力画像信号の各サンプル)を示す図であり、図2(a)と同一である。図3(b)は、レベル1のウェーブレット変換後の結果を示す図である。ウェーブレット変換部110のレベル1変換部111がレベル0の低域信号に式(1)の処理を行い、その結果、入力画像信号の低域信号成分LLが、レベル1の変換信号LL、HL、LHおよびHHに変換される。レベル1の低域信号成分であるLL0,0LL0,1LL1,0およびLL1,1は抽出され、これら抽出された成分は次に説明するレベル2のウェーブレット変換に用いられる。 FIG. 3A is a diagram showing a low-frequency signal of level 0 (each sample of the input image signal) in Expression (1), and is the same as FIG. 2A. FIG. 3B is a diagram showing the result after the level 1 wavelet transform. The level 1 conversion unit 111 of the wavelet conversion unit 110 performs the processing of Expression (1) on the low-frequency signal of level 0. As a result, the low-frequency signal component 0 LL of the input image signal is converted into the converted signal 1 LL of level 1 Converted to 1 HL, 1 LH and 1 HH. Level 1 low-frequency signal components 1 LL 0,0 , 1 LL 0,1 , 1 LL 1,0 and 1 LL 1,1 are extracted, and these extracted components are level 2 wavelets described below. Used for conversion.

図3(c)は、レベル2のウェーブレット変換後の結果を示す図である。レベル2変換部112がレベル1のウェーブレット変換で得られた低域信号成分LLに式(1)の処理を行い、その結果、レベル1の低域信号成分LLがレベル2の変換信号LL、HL、LHおよびHHに変換される。変換後の各信号の位置は、それぞれ1/2にダウンコンバートされるので、図3(c)に示す位置になる。 FIG. 3C is a diagram showing the result after the level 2 wavelet transform. The level 2 conversion unit 112 performs processing of the expression (1) on the low frequency signal component 1 LL obtained by the level 1 wavelet transform, and as a result, the level 1 low frequency signal component 1 LL is the level 2 converted signal 2. Converted to LL, 2 HL, 2 LH and 2 HH. The position of each signal after conversion is down-converted to ½, so that the position shown in FIG.

ウェーブレット変換により得られたレベル2の変換信号のうち、低域信号成分LL0,0はウェーブレット逆変換部130のレベル2逆変換部132に入力される(以下では、垂直位置V=0、水平位置H=0の信号に着目して本発明の処理を説明するが、他の位置の信号も同様に処理されることは勿論である。)。一方、高域信号成分HL0,0LH0,0およびHH0,0はそれぞれ時間積分型フィルタ部120の第2高域信号時間積分部122に入力される。また、ウェーブレット変換により得られたレベル1の変換信号のうち、高域信号成分HL0,0LH0,0およびHH0,0はそれぞれ時間積分型フィルタ部120の第1高域信号時間積分部121に入力される。 Among the level 2 converted signals obtained by the wavelet transform, the low-frequency signal component 2 LL 0,0 is input to the level 2 inverse transform unit 132 of the wavelet inverse transform unit 130 (hereinafter, the vertical position V = 0, The processing of the present invention will be described focusing on the signal at the horizontal position H = 0, but it goes without saying that signals at other positions are also processed in the same manner.) On the other hand, the high frequency signal components 2 HL 0,0 , 2 LH 0,0 and 2 HH 0,0 are respectively input to the second high frequency signal time integration unit 122 of the time integration type filter unit 120. Further, among the level 1 converted signals obtained by the wavelet transform, the high frequency signal components 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 and 1 HH 0,0 are respectively the first high frequency of the time integrating filter unit 120. The signal is input to the signal time integration unit 121.

次に、時間積分型フィルタ部120について、図4〜図6を参照して詳細に説明する。図1を用いて説明したように、時間積分型フィルタ部120は、高域信号成分HL0,0LH0,0HH0,0HL0,0LH0,0HH0,0のそれぞれに対して、個別に時間積分処理を行うことにより、各高域信号成分からノイズを除去する。時間積分型フィルタ部120の第1高域信号時間積分部121は、レベル1変換部111で得られるレベル1の高域信号成分HL0,0LH0,0HH0,0に対して時間積分処理を行い、レベル1の高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去する。第2高域信号時間積分部122は、レベル2変換部112で得られるレベル2の高域信号成分HL0,0LH0,0HH0,0に対して時間積分処理を行い、レベル2の高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去する。 Next, the time integration filter unit 120 will be described in detail with reference to FIGS. As described with reference to FIG. 1, the time integration filter unit 120 includes the high-frequency signal components 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 , 1 HH 0,0 , 2 HL 0,0 , 2 LH 0, Noise is removed from each high-frequency signal component by individually performing time integration processing on each of 0 , 2 HH 0,0 . The first high frequency signal time integration unit 121 of the time integration type filter unit 120 is a level 1 high frequency signal component 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 , 1 HH 0,0 obtained by the level 1 conversion unit 111. Is subjected to time integration processing, and noise in the time axis direction is removed from the high-frequency signal component of level 1. The second high frequency signal time integration unit 122 performs time integration processing on the level 2 high frequency signal components 2 HL 0,0 , 2 LH 0,0 , 2 HH 0,0 obtained by the level 2 conversion unit 112. The noise in the time axis direction is removed from the high frequency signal component of level 2.

図4は、第1高域信号時間積分部121および第2高域信号時間積分部122の具体例として、巡回型(Infinite Impulse Response:以下IIRと称する)フィルタ1200の構成を示す図である。IIRフィルタ1200は、当該IIRフィルタ1200への入力信号(フィルタ入力信号)と、前のフレームでフィルタ処理された信号とを所定の比率で加算する構成を有している。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a cyclic (Infinite Impulse Response: hereinafter referred to as IIR) filter 1200 as a specific example of the first high-frequency signal time integration unit 121 and the second high-frequency signal time integration unit 122. The IIR filter 1200 has a configuration in which an input signal (filter input signal) to the IIR filter 1200 and a signal subjected to filter processing in the previous frame are added at a predetermined ratio.

図4に示されるように、IIRフィルタ1200は、フレーム遅延メモリ1201と、乗算器1202a、1202bと、加算器1203とを備えている。フレーム遅延メモリ1201には、1フレーム前にフィルタ処理がなされたノイズ除去後の高域信号成分が記憶される。IIRフィルタ1200のパラメータである時定数をk(0<k<1)とした場合、フィルタ入力信号である高域信号成分が乗算器1202aで(1−k)倍され、フレーム遅延メモリ1201に記憶されているノイズ除去後の高域信号成分が乗算器1202bでk倍される。   As shown in FIG. 4, the IIR filter 1200 includes a frame delay memory 1201, multipliers 1202 a and 1202 b, and an adder 1203. The frame delay memory 1201 stores a high-frequency signal component after noise removal that has been filtered one frame before. When the time constant that is a parameter of the IIR filter 1200 is k (0 <k <1), the high-frequency signal component that is the filter input signal is multiplied by (1−k) by the multiplier 1202a and stored in the frame delay memory 1201. The high-frequency signal component after noise removal is multiplied by k by the multiplier 1202b.

そして、乗算器1202a、1202bで乗算された各高域信号成分が加算器1203により加算される。すなわち、加算器1203により、(フィルタ入力信号である高域信号成分):(1フレーム前にフィルタ処理された高域信号成分)=(1−k):kとする比率で、両高域信号成分が加算される。   The high frequency signal components multiplied by the multipliers 1202a and 1202b are added by the adder 1203. That is, the adder 1203 uses the high-frequency signal component at a ratio of (high-frequency signal component which is a filter input signal) :( high-frequency signal component filtered one frame before) = (1−k): k. The components are added.

このようにして、IIRフィルタ1200は、フィルタ入力信号である高域信号成分と、1フレーム前にフィルタ処理された高域信号成分とを所定の比率((1−k):k)で加算することで、フィルタ入力信号である高域信号成分に対して時間積分処理を行い、時間軸方向のノイズを除去する。なお、フレーム遅延メモリに2フレーム以上前のフレームでフィルタ処理された信号を記憶しておき、これを用いてフィルタ処理を行ってもよい。   In this manner, the IIR filter 1200 adds the high-frequency signal component that is the filter input signal and the high-frequency signal component that has been filtered one frame before at a predetermined ratio ((1-k): k). Thus, time integration processing is performed on the high-frequency signal component that is the filter input signal, and noise in the time axis direction is removed. It is also possible to store a signal that has been subjected to filter processing in the frame delay memory two or more frames before, and perform filter processing using this signal.

図5および図6は、図4のIIRフィルタ1200によるノイズ除去処理を示している。図5(a)はノイズを含む入力画像信号の一例を示す図である。入力画像は、図15(a)に示された画像と同様に、右側が明るくて、左側が暗く、画像全体にノイズがある。図5(b)は入力画像信号をウェーブレット変換部110により変換することで得られる高域信号成分の1つを示している。ここでは、高域信号成分HH0,0を例示している。図5(b)中のMは入力画像の明領域および暗領域の境界部(エッジ部とする)の位置を指し、Pはエッジ周辺部を指している。 5 and 6 show noise removal processing by the IIR filter 1200 of FIG. FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an input image signal including noise. The input image is bright on the right side and dark on the left side as in the image shown in FIG. FIG. 5B shows one of the high frequency signal components obtained by converting the input image signal by the wavelet transform unit 110. Here, the high-frequency signal component 1 HH 0,0 is illustrated. In FIG. 5B, M indicates the position of the boundary portion (edge portion) between the bright region and the dark region of the input image, and P indicates the edge peripheral portion.

図6(a)は、図5(b)に示される高域信号成分HH0,0のエッジ部Mおよびエッジ周辺部Pにおける時間軸方向の信号強度の変化を示す。図6(a)に示されるように、入力画像信号中の高域信号成分HH0,0は、ノイズによって時間軸方向に変動している。従って、時間積分型フィルタ部120を用いて時間軸方向の積算を行うと、図6(b)に示すように、高域信号成分のエッジ部Mおよびエッジ周辺部Pの双方において、ノイズによる時間変動が無くなる。 FIG. 6A shows changes in the signal strength in the time axis direction at the edge part M and the edge peripheral part P of the high-frequency signal component 1 HH 0,0 shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the high-frequency signal component 1 HH 0,0 in the input image signal varies in the time axis direction due to noise. Therefore, when integration in the time axis direction is performed using the time integration type filter unit 120, as shown in FIG. 6B, time due to noise is present in both the edge part M and the edge peripheral part P of the high frequency signal component. There is no fluctuation.

図6(c)は、ノイズ除去後の高域信号成分の信号強度を示しており、時間軸方向のノイズを除去することにより、エッジ部Mの信号強度を低下させることなく、エッジ周辺部Pを含めた画像全体においてノイズを除去することができる。なお、ここでは、レベル1の高域信号成分HH0,0に対するノイズ除去の手順を説明したが、レベル1のHL0,0LH0,0、レベルの2のHL0,0LH0,0HH0,0に対しても同様の処理が行われ、時間軸方向のノイズが除去される。 FIG. 6C shows the signal strength of the high-frequency signal component after noise removal, and by removing noise in the time axis direction, the edge peripheral portion P is reduced without reducing the signal strength of the edge portion M. Noise can be removed from the entire image including Here, the noise removal procedure for the high-frequency signal component 1 HH 0,0 at level 1 has been described, but 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 at level 1 , 2 HL 0 at level 2 , The same processing is performed on 0 , 1 LH 0,0 and 1 HH 0,0 to remove noise in the time axis direction.

以下の説明では、ノイズ除去後の高域信号成分には、「’」を付加して示す。すなわち、ノイズ除去後のレベル1の高域信号成分はHL’0,0LH’0,0およびHH’0,0と表され、ノイズ除去後のレベル2の高域信号成分はHL’0,0LH’0,0およびHH’0,0と表される。ノイズ除去後のレベル1の高域信号成分HL’0,0LH’0,0およびHH’0,0はレベル1逆変換部131にそれぞれ入力され、ノイズ除去後のレベル2の高域信号成分HL’0,0LH’0,0およびHH’0,0はレベル2逆変換部132にそれぞれ入力される。 In the following description, “′” is added to the high frequency signal component after noise removal. That is, the high-frequency signal component of level 1 after noise removal is expressed as 1 HL ′ 0,0 , 1 LH ′ 0,0 and 1 HH ′ 0,0, and the high-frequency signal component of level 2 after noise removal is 2 HL ′ 0,0 , 2 LH ′ 0,0 and 2 HH ′ 0,0 . Level 1 high-frequency signal components 1 HL ′ 0,0 , 1 LH ′ 0,0 and 1 HH ′ 0,0 after noise removal are respectively input to the level 1 inverse transform unit 131 and level 2 after noise removal The high frequency signal components 2 HL ′ 0,0 , 2 LH ′ 0,0 and 2 HH ′ 0,0 are input to the level 2 inverse transform unit 132, respectively.

次に、ウェーブレット逆変換部130による処理の手順について、図7を参照して説明する。   Next, a processing procedure performed by the wavelet inverse transform unit 130 will be described with reference to FIG.

Haarの基底におけるウェーブレット逆変換は、式(2)に示されるように、レベルn+1の各周波帯域からレベルnの低周波数帯域に変換する漸化式の形式で表される。「LL」の右側の符号については、「V」は垂直位置、「H」は水平位置を表している。
The inverse wavelet transform in the Haar basis is expressed in the form of a recurrence formula for transforming each frequency band at level n + 1 to a low frequency band at level n, as shown in equation (2). Regarding the code on the right side of “LL”, “V” represents a vertical position and “H” represents a horizontal position.

図7(a)はウェーブレット逆変換部130に入力されるレベル2の変換信号を示す。上述したように、ウェーブレット逆変換部130のレベル2逆変換部132には、ウェーブレット変換部110から低域信号成分LL0,0が入力され、時間積分型フィルタ部120からノイズ除去後のレベル2の高域信号成分HL’0,0LH’0,0およびHH’0,0が入力される。 FIG. 7A shows a level 2 conversion signal input to the wavelet inverse conversion unit 130. As described above, the low-frequency signal component 2 LL 0,0 is input from the wavelet transform unit 110 to the level 2 inverse transform unit 132 of the wavelet inverse transform unit 130 and the level after noise removal from the time integration filter unit 120. Two high-frequency signal components 2 HL ′ 0,0 , 2 LH ′ 0,0 and 2 HH ′ 0,0 are input.

図7(b)は、レベル2のウェーブレット逆変換後の結果を示す図である。レベル2逆変換部132が、レベル2の低域信号成分LL0,0と、ノイズ除去後の高域信号成分HL’0,0LH’0,0HH’0,0とに対して、式(2)のウェーブレット逆変換を行い、レベル1の低域信号成分LL’0,0に逆変換する。 FIG. 7B is a diagram showing the result after the level 2 wavelet inverse transform. The level 2 inverse transform unit 132 performs level 2 low-frequency signal component 2 LL 0,0 and high-frequency signal component 2 HL ′ 0,0 , 2 LH ′ 0,0 , 2 HH ′ 0,0 after noise removal. Then, the wavelet inverse transformation of the expression (2) is performed to inversely transform the level 1 low-frequency signal component 1 LL ′ 0,0 .

図7(c)は、レベル1のウェーブレット逆変換後の結果を示す図である。レベル1逆変換部131が、レベル2逆変換部132により得られるレベル1の低域信号成分LL’0,0と、ノイズ除去後のレベル1の高域信号成分HL’0,0LH’0,0HH’0,0とに対して、式(2)のウェーブレット逆変換を行うことにより、レベル0の低域信号成分LL’0,0に逆変換し、これをノイズ除去後の画像信号として出力する。そして、式(2)によって、全成分の逆変換を行うことにより、ノイズ除去後の画像信号S00’、S01’、・・・、S33’を得ることができる。 FIG. 7C is a diagram showing the result after the inverse wavelet transform of level 1. The level 1 inverse transform unit 131 includes a level 1 low frequency signal component 1 LL ′ 0,0 obtained by the level 2 inverse transform unit 132 and a level 1 high frequency signal component 1 HL ′ 0,0 after noise removal. 1 LH ′ 0,0 and 1 HH ′ 0,0 are inversely transformed into level 0 low-frequency signal component 0 LL ′ 0,0 by performing the wavelet inverse transformation of equation (2). Is output as an image signal after noise removal. Then, by performing inverse transformation of all components according to Expression (2), it is possible to obtain image signals S00 ′, S01 ′,..., S33 ′ after noise removal.

図8(a)はノイズ除去後の出力画像信号の信号強度を示す。図8(a)に示されるように、出力画像信号は、図5(a)で示した入力画像信号と比較して、ノイズが除去されているのがわかる。図8(b)はノイズ除去後の出力画像を示す。図8(b)に示されるように、出力画像中のエッジ部Mにボケが無く、エッジ周辺部Pにおいてもノイズが除去されている。   FIG. 8A shows the signal intensity of the output image signal after noise removal. As shown in FIG. 8A, it can be seen that noise is removed from the output image signal compared to the input image signal shown in FIG. FIG. 8B shows an output image after noise removal. As shown in FIG. 8B, the edge portion M in the output image is not blurred, and the noise is also removed from the edge peripheral portion P.

このような本発明の第1の実施の形態の画像処理装置によれば、高域信号成分に対して時間積分処理が行われる。画像信号のノイズは、時間軸方向に変化する特性を持つので、時間積分処理を行うことにより、高域信号成分からノイズを除去できる。この時間積分処理では、エッジ周辺のノイズも他の部分と同様に除去される。また、時間積分処理を行っても、エッジ部の信号値は低下しない。したがって、画像中のエッジ部がボケるのを防ぎつつ、エッジ部周辺を含む画像全体のノイズを低減することができる。   According to the image processing apparatus of the first embodiment of the present invention, time integration processing is performed on the high frequency signal component. Since the noise of the image signal has a characteristic that changes in the time axis direction, the noise can be removed from the high-frequency signal component by performing the time integration process. In this time integration processing, noise around the edge is also removed in the same manner as other portions. Further, even if time integration processing is performed, the signal value at the edge portion does not decrease. Therefore, it is possible to reduce noise of the entire image including the periphery of the edge portion while preventing the edge portion in the image from blurring.

また、本発明の第1の実施の形態の画像処理装置によれば、時間積分型フィルタ部は、フィルタ入力信号と、前のフレームのフィルタ処理された信号とを所定の比率で加算する巡回型フィルタを含む構成を有している。これにより、時間積分処理によるノイズ除去を好適に行うことができる。   Further, according to the image processing apparatus of the first embodiment of the present invention, the time integration type filter unit adds the filter input signal and the filtered signal of the previous frame at a predetermined ratio. It has a configuration including a filter. Thereby, noise removal by time integration processing can be suitably performed.

次に、本発明の第1の実施の形態に係る画像処理装置の変形例について説明する。上述の実施の形態では、第1高域信号時間積分部121および第2高域信号時間積分部122が、図4に示されるIIRフィルタ1200のみで構成されていた。この場合、高域信号成分の振幅に関係なく全ての信号に対して時間積分処理が行われるので、動いている物のエッジ部にボケが生じ得る。以下に説明する変形例は、時間軸方向のノイズ除去を微小振幅の信号成分のみに対して行うことで、動いている物のエッジ部のボケを低減している。   Next, a modification of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. In the above-described embodiment, the first high frequency signal time integration unit 121 and the second high frequency signal time integration unit 122 are configured only by the IIR filter 1200 shown in FIG. In this case, since the time integration process is performed on all signals regardless of the amplitude of the high frequency signal component, blurring may occur at the edge portion of the moving object. In the modification described below, blurring at the edge of a moving object is reduced by performing noise removal only on a signal component with a small amplitude in the time axis direction.

図9は、本変形例における第1高域信号時間積分部121および第2高域信号時間積分部122の構成を示す。図9に示されるように、本変形例は、IIRフィルタ1200と、コアリングフィルタ(コアリング処理部)1204と、微小信号抽出部1205と、加算部1203bとを備えている。IIRフィルタ1200の構成は、図4で示す構成と同一である。   FIG. 9 shows a configuration of the first high frequency signal time integration unit 121 and the second high frequency signal time integration unit 122 in the present modification. As shown in FIG. 9, the present modification includes an IIR filter 1200, a coring filter (coring processing unit) 1204, a minute signal extraction unit 1205, and an addition unit 1203b. The configuration of the IIR filter 1200 is the same as the configuration shown in FIG.

コアリングフィルタ1204は、入力信号のうちの閾値以下の成分を0にする構成であり、これにより、フィルタ入力信号である高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を除去する処理を行う。図10(a)はコアリング処理部1204の入出力特性の一例を示す図であり、微小振幅値の出力が0に設定されている。図10(a)に示されるように、フィルタ入力信号の値が−th1〜th1の場合、当該信号成分は0値に置き換えられる。入力信号の値がth1〜th2、−th1〜−th2(th1<th2)の範囲では、出力信号は0から徐々に変化する。入力信号がth2以上または−th2以下の場合、出力信号は入力信号と同じとなる。   The coring filter 1204 has a configuration in which a component equal to or lower than the threshold value in the input signal is set to 0, thereby performing a process of removing a signal component having a minute amplitude value from a high-frequency signal component that is a filter input signal. FIG. 10A is a diagram showing an example of input / output characteristics of the coring processing unit 1204, and the output of the minute amplitude value is set to 0. As shown in FIG. 10A, when the value of the filter input signal is −th1 to th1, the signal component is replaced with a zero value. When the value of the input signal is in the range of th1 to th2, -th1 to -th2 (th1 <th2), the output signal gradually changes from 0. When the input signal is greater than or equal to th2 or less than or equal to -th2, the output signal is the same as the input signal.

微小信号抽出部1205は、入力信号のうちの閾値以下の成分を抽出する構成であり、これにより、フィルタ入力信号である高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出する。図10(b)は微小信号抽出部1205の入出力特性の一例を示す。図10(b)に示されるように、微小信号抽出部1205は、入力信号が−th1〜th1の場合に、入力信号と同じ値を出力する。また、入力信号がth1〜th2、−th1〜−th2(th1<th2)の範囲では、出力信号が徐々に0に近づく。更に、入力信号がth2以上また−th2以下であれば、出力値は0になる。   The minute signal extraction unit 1205 is configured to extract a component equal to or lower than the threshold value from the input signal, and thereby extracts a signal component having a minute amplitude value from the high-frequency signal component that is the filter input signal. FIG. 10B shows an example of input / output characteristics of the minute signal extraction unit 1205. As illustrated in FIG. 10B, the minute signal extraction unit 1205 outputs the same value as the input signal when the input signal is −th1 to th1. Further, the output signal gradually approaches 0 when the input signal is in the range of th1 to th2, -th1 to -th2 (th1 <th2). Furthermore, if the input signal is greater than or equal to th2 and less than or equal to -th2, the output value is zero.

図9に示した変形例の動作について説明する。ウェーブレット変換部110により分離された高域信号成分が入力されると、微小信号抽出部1205が高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出する。IIRフィルタ1200は、微小信号抽出部1205により抽出された微小振幅値の信号成分に対して時間積分処理を行い、微小振幅値の信号成分からノイズを除去する。また、ウェーブレット変換部110により分離された高域信号成分が入力されると、コアリングフィルタ1204が高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を0値にして除去するコアリング処理を行う。そして、IIRフィルタ1200による時間積分処理後の信号と、コアリングフィルタ1204による処理後の信号とが加算部1203bで加算されて、ノイズ除去後の高域信号成分として出力される。   The operation of the modification shown in FIG. 9 will be described. When the high frequency signal component separated by the wavelet transform unit 110 is input, the micro signal extraction unit 1205 extracts a signal component having a micro amplitude value in the high frequency signal component. The IIR filter 1200 performs time integration processing on the signal component of the minute amplitude value extracted by the minute signal extraction unit 1205, and removes noise from the signal component of the minute amplitude value. Further, when the high frequency signal component separated by the wavelet transform unit 110 is input, the coring filter 1204 performs a coring process in which the signal component of the minute amplitude value in the high frequency signal component is set to 0 value and removed. Then, the signal after the time integration processing by the IIR filter 1200 and the signal after the processing by the coring filter 1204 are added by the adder 1203b and output as a high-frequency signal component after noise removal.

上記変形例によれば、時間積分型フィルタ部において、フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分に対して時間積分処理を行う。これにより、微小振幅値の信号成分以外の信号成分に対しては、時間積分処理を適用しないので、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができる。   According to the modification, the time integration filter unit performs the time integration process on the signal component of the minute amplitude value in the filter input signal. As a result, since the time integration process is not applied to signal components other than the signal component having a minute amplitude value, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object.

(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態における画像処理装置について、図面を用いて説明する。図11は本発明の第2の実施の形態の画像処理装置2000の構成を示す。
(Second Embodiment)
The image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 shows the configuration of an image processing apparatus 2000 according to the second embodiment of the present invention.

図11において、画像処理装置2000は、ウェーブレット変換部110と、ウェーブレット逆変換部500と、動き検出部600とを備えている。図1と同様に、サブバンドに分離する回数は2回である。   In FIG. 11, the image processing apparatus 2000 includes a wavelet transform unit 110, a wavelet inverse transform unit 500, and a motion detection unit 600. Similar to FIG. 1, the number of times of separation into subbands is two.

図11は、図1と比較して、動き検出部600が追加されている点と、ウェーブレット逆変換部500の構成で相違する。なお、ウェーブレット逆変換部500は、サブバンド画像信号を合成するサブバンド逆変換部の一例であり、ウェーブレット逆変換はサブバンド逆変換の一例である。   11 is different from FIG. 1 in that a motion detection unit 600 is added and the configuration of the wavelet inverse transform unit 500 is different. The wavelet inverse transform unit 500 is an example of a subband inverse transform unit that synthesizes subband image signals, and the wavelet inverse transform is an example of a subband inverse transform.

図11に示されるように、ウェーブレット逆変換部500は、エッジ信号作成部510と、時間積分型フィルタ部120aと、エッジ信号加算部520とを備えている。ウェーブレット逆変換部500は、ウェーブレット変換部110により変換された高域信号成分のみに基づいて後述のエッジ信号を作成し、このエッジ信号に含まれる時間方向のノイズの除去を行い、画像信号を再構成して、出力画像信号として出力する。動き検出部600は、入力画像信号の動きを検出する。例えば、動き検出部600は、入力画像信号の差分検出により、入力画像信号の動きを検出する。   As shown in FIG. 11, the wavelet inverse transform unit 500 includes an edge signal creation unit 510, a time integration filter unit 120a, and an edge signal addition unit 520. The wavelet inverse transform unit 500 creates an edge signal, which will be described later, based only on the high frequency signal component transformed by the wavelet transform unit 110, removes noise in the time direction contained in the edge signal, and regenerates the image signal. And output as an output image signal. The motion detection unit 600 detects the motion of the input image signal. For example, the motion detection unit 600 detects the motion of the input image signal by detecting the difference between the input image signals.

エッジ信号作成部510は、ウェーブレット変換部110により変換された高域信号成分および低域信号成分のうちで高域信号成分のみに対してウェーブレット逆変換を行うことにより得られるエッジ信号を作成する。エッジ信号作成部510は、レベル1エッジ信号作成部511と、レベル2エッジ信号作成部512とを備えている。レベル1エッジ信号作成部511およびレベル2エッジ信号作成部512の具体的な機能および動作については後述する。   The edge signal creation unit 510 creates an edge signal obtained by performing wavelet inverse transform only on the high-frequency signal component among the high-frequency signal component and the low-frequency signal component converted by the wavelet transform unit 110. The edge signal creation unit 510 includes a level 1 edge signal creation unit 511 and a level 2 edge signal creation unit 512. Specific functions and operations of the level 1 edge signal creation unit 511 and the level 2 edge signal creation unit 512 will be described later.

時間積分型フィルタ部120aは、エッジ信号作成部510により生成されたエッジ信号に対して時間積分処理を行うことにより、エッジ信号から時間軸方向のノイズを除去する。ここで、図1で示した時間積分型フィルタ部120と異なり、時間積分型フィルタ部120aは、1つのIIRフィルタで構成される。具体的には、時間積分型フィルタ部120aは図4の1つのIIRフィルタ1200で構成される。また、時間積分型フィルタ部120aは図9の変形例の構成を有してもよい。但し、図4および図9では、入力は高域信号成分、出力はノイズ除去後の高域信号成分であるのに対し、時間積分型フィルタ部120aの場合、エッジ信号が高域信号成分として処理され、ノイズ除去の対象となる。すなわち、入力はエッジ信号作成部510から入力されるエッジ信号、出力はノイズ除去後のエッジ信号となる。具体的な動作は、図4および図9を用いて説明した内容と同様である。   The time integration filter unit 120a removes noise in the time axis direction from the edge signal by performing time integration processing on the edge signal generated by the edge signal generation unit 510. Here, unlike the time integration type filter unit 120 shown in FIG. 1, the time integration type filter unit 120a is configured by one IIR filter. Specifically, the time integration type filter unit 120a is configured by one IIR filter 1200 of FIG. Further, the time integration type filter unit 120a may have the configuration of the modified example of FIG. However, in FIGS. 4 and 9, the input is a high-frequency signal component and the output is a high-frequency signal component after noise removal, whereas in the case of the time integration type filter unit 120a, the edge signal is processed as a high-frequency signal component. And is subject to noise removal. That is, the input is an edge signal input from the edge signal creation unit 510, and the output is an edge signal after noise removal. The specific operation is the same as that described with reference to FIGS.

図11に示されるように、時間積分型フィルタ部120aには、動き検出部600から動き検出結果が入力される。時間積分型フィルタ部120aは、時間積分処理の時定数を変更可能に構成されており、動き検出部600により動きが検出された位置において時定数kを減少させて、時間軸方向のノイズを除去する処理を行う。このように時定数kを減少することにより、動いている物がボケるのを防ぐことができる。   As shown in FIG. 11, the motion detection result is input from the motion detection unit 600 to the time integration type filter unit 120a. The time integration type filter unit 120a is configured to be able to change the time constant of the time integration process, and reduces the time constant k at the position where the motion is detected by the motion detection unit 600 to remove noise in the time axis direction. Perform the process. By reducing the time constant k in this manner, moving objects can be prevented from blurring.

時定数kの値は予め設定され、画像処理装置の記憶部(メモリ)に記憶されており、時間積分型フィルタ部120aにより読み出されて、時定数制御に使用されてよい。静止した位置と動きが検出された位置のそれぞれに対応して2つの時定数kが設定され、時定数kは動きの有無によって切り替えられてよい。また、動きの程度に応じて、時定数が変更されてもよい。この場合、時定数kは動き量の関数で表されてもよく、マップの形で設定されてもよい。   The value of the time constant k is set in advance and stored in a storage unit (memory) of the image processing apparatus, and may be read by the time integration type filter unit 120a and used for time constant control. Two time constants k are set corresponding to each of the stationary position and the position where the motion is detected, and the time constant k may be switched depending on the presence or absence of the motion. Further, the time constant may be changed according to the degree of movement. In this case, the time constant k may be expressed as a function of the amount of motion or may be set in the form of a map.

エッジ信号加算部520は、時間積分型フィルタ部120aにより時間積分処理されたエッジ信号と、ウェーブレット変換部110で変換された低域信号成分とを加算することで、ノイズ除去された画像信号を再構成して、これを出力画像信号として出力する。   The edge signal addition unit 520 adds the edge signal subjected to the time integration processing by the time integration type filter unit 120a and the low-frequency signal component converted by the wavelet conversion unit 110, thereby regenerating the image signal from which noise has been removed. This is configured and output as an output image signal.

次に、本発明の第2の実施の形態における画像処理装置2000の動作について、図に基づいて説明する。本実施の形態でも、Haarの基底に基づいたウェーブレット変換を行う例を説明する。サブバンドに変換する回数は2回である。   Next, the operation of the image processing apparatus 2000 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Also in the present embodiment, an example of performing wavelet transform based on the Haar base will be described. The number of times of conversion into subbands is two.

まず、ウェーブレット変換部110は、入力される画像信号に対してウェーブレット変換を行うことで、入力画像信号を低域信号成分および高域信号成分に分離する。ウェーブレット変換部110によるウェーブレット変換の手順は、第1の実施の形態と同様であり、図2および図3を用いて説明した通りである。ウェーブレット変換部110による変換により、入力画像信号がレベル1の変換信号LL0,0HL0,0LH0,0およびHH0,0の各周波数帯域の成分に分離され、更にレベル1の低域信号成分LLが、レベル2の変換信号LL0,0HL0,0LH0,0およびHH0,0の各周波数帯域の成分に分離される。この結果、入力画像信号が、低域信号成分LL0,0と、高域信号成分HL0,0LH0,0HH0,0HL0,0LH0,0およびHH0,0に分離される。なお、これらは前出の式(1)に従って算出される。 First, the wavelet transform unit 110 performs wavelet transform on an input image signal, thereby separating the input image signal into a low-frequency signal component and a high-frequency signal component. The procedure of wavelet transform by the wavelet transform unit 110 is the same as that of the first embodiment, and is as described with reference to FIGS. By the conversion by the wavelet transform unit 110, the input image signal is separated into frequency band components of level 1 converted signal 1 LL 0,0 , 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 and 1 HH 0,0 , Further, the low-frequency signal component 1 LL of level 1 is separated into components of each frequency band of level 2 conversion signal 2 LL 0,0 , 2 HL 0,0 , 2 LH 0,0 and 2 HH 0,0. . As a result, the input image signal includes a low-frequency signal component 2 LL 0,0 and a high-frequency signal component 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 , 1 HH 0,0 , 2 HL 0,0 , 2 LH 0. , 0 and 2 HH 0,0 . Note that these are calculated according to the above equation (1).

次に、エッジ信号作成部510は、ウェーブレット変換部110により変換された高域信号成分のみに対してウェーブレット逆変換を行うことでエッジ信号を作成する。ここで、レベルnのエッジ信号は、次の式(3)に示されるように定義することができる。
EL2V,2H =( HLV,HLHV,HHHV,H)/4
EL2V,2H+1 =(−HLV,HLHV,HHHV,H)/4
EL2V+1,2H =( HLV,HLHV,HHHV,H)/4
EL2V+1,2H+1=(−HLV,HLHV,HHHV,H)/4
・・・(3)
Next, the edge signal creation unit 510 creates an edge signal by performing wavelet inverse transform only on the high-frequency signal component transformed by the wavelet transform unit 110. Here, the edge signal of level n can be defined as shown in the following equation (3).
n EL 2V, 2H = (n HL V, H + n LH V, H + n HH V, H) / 4
n EL 2V, 2H + 1 = (− n HLV , H + n LHV , Hn HHV , H ) / 4
n EL 2V + 1,2H = (n HL V, H - n LH V, H - n HH V, H) / 4
n EL 2V + 1,2H + 1 = (- n HL V, H - n LH V, H + n HH V, H) / 4
... (3)

式(2)と式(3)を比較すると、式(3)には式(2)の低域信号成分がない(0である)。従って、式(3)により、低域信号成分を除外して、高域信号成分のみに対して、ウェーブレット逆変換が行われる。この変換結果は、高域信号成分を合成した画像信号であり、従ってエッジ部の情報を持っている。そこで、本発明では上述したように、この変換結果の信号をエッジ信号と定義する。   Comparing equation (2) and equation (3), equation (3) does not have the low-frequency signal component of equation (2) (it is 0). Accordingly, the wavelet inverse transform is performed only on the high frequency signal component by excluding the low frequency signal component according to the equation (3). This conversion result is an image signal obtained by synthesizing high-frequency signal components, and therefore has information on the edge portion. Therefore, in the present invention, as described above, this conversion result signal is defined as an edge signal.

式(2)と式(3)より、次の式(4)が導出される。
LL2V,2Hn+1LLV,H/4+n+1EL2V,2H
LL2V,2H+1n+1LLV,H/4+n+1EL2V,2H+1
LL2V+1,2Hn+1LLV,H/4+n+1EL2V+1,2H
LL2V+1,2H+1n+1LLV,H/4+n+1EL2V+1,2H+1
・・・(4)
The following equation (4) is derived from the equations (2) and (3).
n LL 2V, 2H = n + 1 LL V, H / 4 + n + 1 EL 2V, 2H
n LL 2V, 2H + 1 = n + 1 LL V, H / 4 + n + 1 EL 2V, 2H + 1
n LL 2V + 1,2H = n + 1 LL V, H / 4 + n + 1 EL 2V + 1,2H
n LL 2V + 1,2H + 1 = n + 1 LL V, H / 4 + n + 1 EL 2V + 1,2H + 1
... (4)

式(4)の通り、nレベルの低域信号成分は、(n+1)レベルのエッジ信号および低域信号成分で表すことができる。従って、エッジ信号成分と最上位レベルの低域信号成分があれば、最下位のレベル0の低域信号成分を復元することができる。   As shown in Expression (4), the n-level low-frequency signal component can be represented by the (n + 1) -level edge signal and the low-frequency signal component. Therefore, if there is an edge signal component and a low-frequency signal component at the highest level, the low-frequency signal component at the lowest level 0 can be restored.

例えば、レベル2までウェーブレット変換を行った場合、水平位置1、垂直位置1のレベル0の信号成分LL1,1は、次の式(5)のように表される。
LL1,1LL0,0/4+EL1,1
=(LL0,0/4+EL0,0)/4+EL1,1
LL0,0/16+EL0,0/4+EL1,1 ・・・(5)
For example, when the wavelet transform is performed up to level 2, the signal component 0 LL 1,1 of level 0 at the horizontal position 1 and the vertical position 1 is expressed by the following equation (5).
0 LL 1,1 = 1 LL 0,0 / 4 + 1 EL 1,1
= ( 2 LL 0,0 / 4 + 2 EL 0,0 ) / 4 + 1 EL 1,1
= 2 LL 0,0 / 16 + 2 EL 0,0 / 4 + 1 EL 1,1 (5)

そこで、エッジ信号作成部510のレベル2エッジ信号作成部512は、レベル2変換部122により変換されたHL0,0LH0,0およびHH0,0からレベル2のエッジ信号EL1,1を作成する。レベル1エッジ信号作成部511は、レベル1変換部121により変換されたHL0,0LH0,0およびHH0,0からレベル1のエッジ信号EL1,1を作成する。そして、エッジ信号作成部510は、レベル2エッジ信号作成部512により作成されたEL1,1の1/4と、レベル1エッジ信号作成部511により作成されたEL1,1とを加算して、エッジ信号を作成する。エッジ信号は式(6)の通りとなる。
エッジ信号=EL0,0/4+EL1,1 ・・・(6)
Therefore, the level 2 edge signal generation unit 512 of the edge signal generation unit 510 performs level 2 edge signal 2 from 2 HL 0,0 , 2 LH 0,0 and 2 HH 0,0 converted by the level 2 conversion unit 122. Create EL 1,1 . The level 1 edge signal creation unit 511 creates the level 1 edge signal 1 EL 1,1 from 1 HL 0,0 , 1 LH 0,0 and 1 HH 0,0 converted by the level 1 conversion unit 121. Then, the edge signal generating unit 510, adds a quarter of 2 EL 1, 1 created, and 2 EL 1, 1 created by the level 1 edge signal generator 511 by the level 2 edge signal generator 512 Then, an edge signal is created. The edge signal is as shown in Equation (6).
Edge signal = 2 EL 0,0 / 4 + 1 EL 1,1 (6)

このような処理を全部の位置に関して行うことにより、エッジ信号作成部510は、ウェーブレット変換部110で得られる高域信号成分のみに対してウェーブレット逆変換を行うことで、エッジ信号を算出する。   By performing such processing for all positions, the edge signal creation unit 510 calculates an edge signal by performing wavelet inverse transform only on the high-frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110.

時間積分型フィルタ部120aは、エッジ信号作成部510により生成されたエッジ信号に対して時間積分処理を行うことにより、エッジ信号から時間軸方向のノイズを除去する。入力画像信号中のノイズの多くは、低域信号成分と比較して、高域信号成分に含まれている。エッジ信号は高域信号成分を加算することにより算出されるものであり、従って、入力画像信号に含まれるノイズは、低域信号成分LL0,0ではなく、エッジ信号に多く含まれる。従って、時間積分型フィルタ部120aで、エッジ信号に対して時間積分処理を行うことで、入力画像信号のノイズを効果的に除去することができる。 The time integration type filter unit 120a removes noise in the time axis direction from the edge signal by performing time integration processing on the edge signal generated by the edge signal generation unit 510. Most of the noise in the input image signal is contained in the high frequency signal component as compared with the low frequency signal component. The edge signal is calculated by adding the high frequency signal component, and therefore, the noise included in the input image signal is not included in the low frequency signal component 2 LL 0,0 , but is included in the edge signal. Therefore, by performing the time integration process on the edge signal by the time integration filter unit 120a, the noise of the input image signal can be effectively removed.

ここで、エッジ信号は高域信号成分のみに対してウェーブレット逆変換を行うことで得られるものである。そして、エッジ信号は式(3)を用いて説明したように、高域信号成分を加算することにより得られる。本実施の形態は、このようなエッジ信号を高域信号成分として時間積分処理を行うので、時間積分型フィルタ120a中のIIRフィルタ1200を1つで構成することができ、フレームメモリの節約をすることができる。この結果、時間積分型フィルタの構成を簡素にすることができる。   Here, the edge signal is obtained by performing wavelet inverse transformation only on the high-frequency signal component. The edge signal is obtained by adding the high-frequency signal component as described using Expression (3). In this embodiment, time integration processing is performed using such an edge signal as a high-frequency signal component. Therefore, one IIR filter 1200 in the time integration filter 120a can be configured, and the frame memory can be saved. be able to. As a result, the configuration of the time integration filter can be simplified.

また、時間積分型フィルタ部120aは、次のようにして、入力画像信号の動きに応じて時定数kを変更する。動き検出部600は入力画像信号の動きを検出し、動き検出結果を時間積分型フィルタ部120aに入力する。そして、時間積分型フィルタ部120aは、動き検出部600により動きが検出された位置において時定数kを減少させて、時間軸方向のノイズを除去する処理を行う。このように時定数kを減少することにより、動いている物がボケるのを防ぐことができる。   Further, the time integration type filter unit 120a changes the time constant k according to the movement of the input image signal as follows. The motion detection unit 600 detects the motion of the input image signal and inputs the motion detection result to the time integration type filter unit 120a. Then, the time integration type filter unit 120a performs a process of reducing noise in the time axis direction by reducing the time constant k at the position where the motion is detected by the motion detection unit 600. By reducing the time constant k in this manner, moving objects can be prevented from blurring.

エッジ信号加算部520では、時間積分型フィルタ120aにより時間積分処理がされたエッジ信号と、レベル2変換部112により変換された低域信号成分とを加算することで、ノイズ除去された出力画像信号を算出する。ここでは、式(5)に従って、エッジ信号と、低域信号成分LL0,0の1/16とを加算することで、レベル0の低域信号成分LL’1,1を算出する。 The edge signal adding unit 520 adds the edge signal subjected to the time integration processing by the time integrating filter 120a and the low-frequency signal component converted by the level 2 conversion unit 112, thereby removing the output image signal from which noise has been removed. Is calculated. Here, the low-frequency signal component 0 LL ′ 1,1 of level 0 is calculated by adding the edge signal and 1/16 of the low-frequency signal component 2 LL 0,0 according to equation (5).

このような本発明の第2の実施の形態の画像処理装置によれば、高域信号成分のみに対してサブバンド逆変換を行うことにより得られるエッジ信号を作成し、エッジ信号を高域信号成分として時間積分処理を行う。したがって、高域信号成分を1つの時間積分型フィルタで処理でき、構成を簡素にすることができる。   According to the image processing apparatus of the second embodiment of the present invention as described above, an edge signal obtained by performing subband inverse transform only on a high-frequency signal component is created, and the edge signal is converted into a high-frequency signal. Time integration processing is performed as a component. Therefore, the high-frequency signal component can be processed by one time integration filter, and the configuration can be simplified.

従来の一般的なウェーブレット逆変換と異なり、本実施の形態では、ウェーブレット逆変換処理が2段階で行われている。1段階目の処理は、エッジ信号作成処理であり、高域信号成分のみを対象として逆変換を行って、エッジ信号を作成する。エッジ信号は、中間段階の逆変換信号といえる。2段階目の処理は、エッジ信号加算処理であり、エッジ信号と低域信号が加算される。これにより、最終的な逆変換信号が算出され、逆変換処理が完成する。そして、本実施の形態では、1段階目の処理と2段階目の処理の間で時間積分処理が行われる。すなわち、1段階目の処理で得られる中間段階の逆変換信号が、時間積分処理の対象になる。これにより、IIRフィルタが1つでよくなり、フレームメモリが節約されて、構成が簡素になる。   Unlike the conventional general wavelet inverse transform, in this embodiment, the wavelet inverse transform process is performed in two stages. The first stage process is an edge signal creation process, which creates an edge signal by performing inverse transformation only for the high frequency signal component. The edge signal can be said to be an intermediate conversion signal. The second stage processing is edge signal addition processing, in which the edge signal and the low frequency signal are added. Thereby, the final inverse transform signal is calculated, and the inverse transform process is completed. In this embodiment, the time integration process is performed between the first stage process and the second stage process. That is, the intermediate stage inverse transform signal obtained by the first stage process becomes the target of the time integration process. As a result, only one IIR filter is required, the frame memory is saved, and the configuration is simplified.

また、本発明の第2の実施の形態の画像処理装置において、時間積分型フィルタ部は、時間積分処理の時定数を変更可能に構成されている。これにより、時間積分処理の効果を調整し、ノイズ除去を好適に行うことができる。   In the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the time integration type filter unit is configured to be able to change the time constant of the time integration process. Thereby, the effect of time integration processing can be adjusted and noise removal can be suitably performed.

また、本発明の第2の実施の形態の画像処理装置によれば、入力画像信号の動きを検出する動き検出部を備え、時間積分型フィルタ部は、動き検出部により動きが検出された位置において時定数を変更する構成を有している。これにより、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができる。   Further, according to the image processing apparatus of the second embodiment of the present invention, the motion detection unit that detects the motion of the input image signal is provided, and the time integration type filter unit is a position where the motion is detected by the motion detection unit. The time constant is changed. Thereby, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object.

また、本発明の第2の実施の形態の画像処理装置において、動き検出部は、入力画像信号の差分検出により動きを検出する構成を有している。これにより、入力画像信号の動きを好適に検出することができる。   In the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the motion detection unit has a configuration for detecting motion by detecting a difference between input image signals. Thereby, the motion of the input image signal can be suitably detected.

(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態における画像処理装置について、図面を用いて説明する。図12は第3の実施の形態の画像処理装置3000の構成を示すブロック図である。
(Third embodiment)
Hereinafter, an image processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing device 3000 according to the third embodiment.

図12において、画像処理装置3000は、ウェーブレット変換部110と、コアリング処理部140と、ウェーブレット逆変換部130aと、微小信号抽出部150と、微小エッジ信号作成部160と、時間積分型フィルタ部120bと、エッジ信号加算部170とを備えている。サブバンドに分離する回数は2回である。図12のウェーブレット変換部110、コアリング処理部140およびウェーブレット逆変換部130aは、図13のウェーブレット変換部710、コアリング処理部740およびウェーブレット逆変換部730に相当する。   In FIG. 12, an image processing device 3000 includes a wavelet transform unit 110, a coring process unit 140, a wavelet inverse transform unit 130a, a minute signal extraction unit 150, a minute edge signal creation unit 160, and a time integration filter unit. 120b and an edge signal adder 170. The number of separation into subbands is two. The wavelet transform unit 110, the coring processing unit 140, and the wavelet inverse transform unit 130a in FIG. 12 correspond to the wavelet transform unit 710, the coring process unit 740, and the wavelet inverse transform unit 730 in FIG.

ウェーブレット変換部110は、入力される画像信号に対してウェーブレット変換を行うことにより、低域信号成分を含む低周波帯域と、高域信号成分を含む1以上の高周波帯域とに分離された周波数帯域毎のサブバンド画像信号に変換する。ウェーブレット変換部110は、本発明のサブバンド変換部の一例であり、ウェーブレット変換はサブバンド変換の一例である。ウェーブレット変換部110は、レベル1変換部111およびレベル2変換部112を備えている。レベル1変換部111は入力画像信号に対して1回目(レベル1)のウェーブレット変換を行い、レベル2変換部112は1回目のウェーブレット変換後の画像信号に対して2回目(レベル2)のウェーブレット変換を行う。   The wavelet transform unit 110 performs a wavelet transform on the input image signal, thereby separating the frequency band into a low frequency band including a low frequency signal component and one or more high frequency bands including a high frequency signal component. Each sub-band image signal is converted. The wavelet transform unit 110 is an example of a subband transform unit of the present invention, and the wavelet transform is an example of a subband transform. The wavelet transform unit 110 includes a level 1 transform unit 111 and a level 2 transform unit 112. The level 1 converter 111 performs the first (level 1) wavelet transform on the input image signal, and the level 2 converter 112 performs the second (level 2) wavelet on the image signal after the first wavelet transform. Perform conversion.

コアリング処理部140は、ウェーブレット変換部110で得られる高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行う。図12に示されるように、コアリング処理部140は第1高域信号コアリング部141および第2高域信号コアリング部142を備えている。第1高域信号コアリング部141は、レベル1変換部111で得られる高域信号成分を処理し、第2高域信号コアリング部142は、レベル2変換部112で得られる高域信号成分を処理する。   The coring processing unit 140 performs a coring process for removing a signal component having a minute amplitude value from the high frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110. As shown in FIG. 12, the coring processing unit 140 includes a first high frequency signal coring unit 141 and a second high frequency signal coring unit 142. The first high frequency signal coring unit 141 processes the high frequency signal component obtained by the level 1 conversion unit 111, and the second high frequency signal coring unit 142 is the high frequency signal component obtained by the level 2 conversion unit 112. Process.

ウェーブレット逆変換部130aは、コアリング処理部140によりコアリング処理された高域信号成分と、ウェーブレット変換部110で得られる低域信号成分とに対して、ウェーブレット逆変換を行い、画像信号を再構成する。ウェーブレット逆変換部130aは、サブバンド画像信号を合成するサブバンド逆変換部の一例であり、ウェーブレット逆変換はサブバンド逆変換の一例である。   The wavelet inverse transform unit 130a performs wavelet inverse transform on the high-frequency signal component subjected to coring processing by the coring processing unit 140 and the low-frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110, thereby re-generating the image signal. Constitute. The wavelet inverse transform unit 130a is an example of a subband inverse transform unit that synthesizes subband image signals, and the wavelet inverse transform is an example of a subband inverse transform.

ウェーブレット逆変換部130aは、レベル1逆変換部131aおよびレベル2逆変換部132aを備えている。レベル2逆変換部132aは、第2高域信号コアリング部142でコアリング処理が行われた高域信号成分と、ウェーブレット変換部110で得られる低域信号成分に対して、ウェーブレット逆変換を行う。レベル1逆変換部131aは、レベル2逆変換部132aで得られる信号成分と、第1高域信号コアリング部141でコアリング処理が行われた高域信号成分に対して、ウェーブレット逆変換を行う。これにより、分離されていた高域信号成分および低域信号成分が合成され、画像信号が再構成される。   The wavelet inverse transform unit 130a includes a level 1 inverse transform unit 131a and a level 2 inverse transform unit 132a. The level 2 inverse transform unit 132a performs wavelet inverse transform on the high frequency signal component subjected to the coring process by the second high frequency signal coring unit 142 and the low frequency signal component obtained by the wavelet transform unit 110. Do. The level 1 inverse transform unit 131a performs wavelet inverse transform on the signal component obtained by the level 2 inverse transform unit 132a and the high frequency signal component subjected to coring processing by the first high frequency signal coring unit 141. Do. Thereby, the separated high-frequency signal component and low-frequency signal component are synthesized, and the image signal is reconstructed.

微小信号抽出部150は、ウェーブレット変換部110により変換された高域信号成分の中の微小振幅値の信号成分を抽出する。図12に示されるように、微小信号抽出部150は第1微小信号抽出部151および第2微小信号抽出部152を備えている。第1微小信号抽出部151は、レベル1変換部111で得られるレベル1の高域信号成分の中の微小振幅値の信号成分を抽出する。第2微小信号抽出部152は、レベル2変換部112で得られるレベル2の高域信号成分の中の微小振幅値の信号成分を抽出する。   The minute signal extracting unit 150 extracts a signal component having a minute amplitude value from the high frequency signal component converted by the wavelet transform unit 110. As shown in FIG. 12, the minute signal extraction unit 150 includes a first minute signal extraction unit 151 and a second minute signal extraction unit 152. The first minute signal extraction unit 151 extracts a signal component having a minute amplitude value from the level 1 high-frequency signal component obtained by the level 1 conversion unit 111. The second minute signal extraction unit 152 extracts a signal component having a minute amplitude value from the level 2 high-frequency signal component obtained by the level 2 conversion unit 112.

微小エッジ信号作成部160は、微小信号抽出部150により抽出された微小振幅値の高域信号成分に対してウェーブレット逆変換を行うことで、微小振幅値のエッジ信号を作成する。   The minute edge signal creation unit 160 creates an edge signal with a minute amplitude value by performing wavelet inverse transformation on the high frequency signal component of the minute amplitude value extracted by the minute signal extraction unit 150.

図12に示されるように、微小エッジ信号作成部160は、レベル1微小エッジ信号作成部161およびレベル2微小エッジ信号作成部162を備える。レベル2微小エッジ信号作成部162は、第2微小信号抽出部152により抽出された微小振幅値の高域信号成分に対してウェーブレット逆変換を行うことで、微小振幅値のレベル2のエッジ信号を作成する。レベル1微小エッジ信号作成部161は、第1微小信号抽出部151により抽出された微小振幅値の高域信号成分に対してウェーブレット逆変換を行うことで、微小振幅値のレベル1のエッジ信号を作成する。また、微小エッジ信号作成部160は、微小振幅値のレベル1およびレベル2のエッジ信号を加算して、微小振幅値のエッジ信号を作成する。   As shown in FIG. 12, the minute edge signal creation unit 160 includes a level 1 minute edge signal creation unit 161 and a level 2 minute edge signal creation unit 162. The level 2 minute edge signal creation unit 162 performs wavelet inverse transform on the high frequency signal component of the minute amplitude value extracted by the second minute signal extraction unit 152, thereby converting the level 2 edge signal of the minute amplitude value. create. The level 1 minute edge signal creation unit 161 performs wavelet inverse transform on the high frequency signal component of the minute amplitude value extracted by the first minute signal extraction unit 151, thereby converting the level 1 edge signal of the minute amplitude value. create. Further, the minute edge signal creation unit 160 adds the edge signals of level 1 and level 2 of the minute amplitude value to create an edge signal of the minute amplitude value.

微小振幅値のエッジ信号の具体的な作成方法は、第2の実施の形態でのエッジ信号の作成方法と同様の処理により作成される。但し、第2の実施の形態では、高域信号成分全体が処理されたのに対して、本実施の形態では、高域信号成分のうちの微小振幅値の信号成分が処理され、これにより、微小振幅値の信号成分が得られる。   A specific creation method of the edge signal having a minute amplitude value is created by the same processing as the creation method of the edge signal in the second embodiment. However, in the second embodiment, the entire high-frequency signal component is processed, whereas in the present embodiment, the signal component of a minute amplitude value in the high-frequency signal component is processed. A signal component having a minute amplitude value is obtained.

時間積分型フィルタ部120bは、微小エッジ信号作成部160により作成された微小振幅値のエッジ信号に対して時間積分処理を行うことにより、微小振幅値のエッジ信号から時間軸方向のノイズを除去する。ここで、時間積分型フィルタ部120bの構成は、図11の時間積分型フィルタ120aと同様でよく、図4または図9で示したフィルタ構成を1つだけ備える。但し、時間積分型フィルタ部120bの場合、入力は微小振幅値のエッジ信号、出力はノイズ除去された微小振幅値のエッジ信号となる。具体的な動作は、図4および図9を用いて説明した内容と同様である。   The time integration type filter unit 120b performs time integration processing on the edge signal having a minute amplitude value created by the minute edge signal creating unit 160, thereby removing noise in the time axis direction from the edge signal having the minute amplitude value. . Here, the configuration of the time integration type filter unit 120b may be the same as that of the time integration type filter 120a of FIG. 11, and includes only one filter configuration shown in FIG. 4 or FIG. However, in the case of the time integration type filter unit 120b, the input is an edge signal having a minute amplitude value, and the output is an edge signal having a minute amplitude value from which noise has been removed. The specific operation is the same as that described with reference to FIGS.

エッジ信号加算部170は、時間積分型フィルタ部120bにより時間積分処理された微小振幅値のエッジ信号と、ウェーブレット逆変換部130aで得られる画像信号とを加算することで、ノイズ除去された画像信号を再構成し、これを出力画像信号として出力する。   The edge signal adding unit 170 adds the edge signal having a minute amplitude value subjected to the time integration processing by the time integrating filter unit 120b and the image signal obtained by the wavelet inverse transform unit 130a, thereby removing the noise-removed image signal. Is reconstructed and output as an output image signal.

次に、本発明の第3の実施の形態における画像処理装置3000の動作について、図に基づいて説明する。本実施の形態でも、Haarの基底に基づいたウェーブレット変換を行う例を説明する。   Next, the operation of the image processing device 3000 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Also in the present embodiment, an example of performing wavelet transform based on the Haar base will be described.

まず、ウェーブレット変換部110は、入力画像信号をウェーブレット変換することにより、低域信号成分および高域信号成分に分離する。高域信号成分はコアリング処理部140および微小信号抽出部150に、低域信号成分はウェーブレット逆変換部130aに入力される。   First, the wavelet transform unit 110 separates an input image signal into a low-frequency signal component and a high-frequency signal component by performing wavelet transform. The high-frequency signal component is input to the coring processing unit 140 and the minute signal extraction unit 150, and the low-frequency signal component is input to the wavelet inverse transformation unit 130a.

コアリング処理部140は、入力される高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を除去する。コアリング処理後の高域信号成分はウェーブレット逆変換部130aに入力される。ウェーブレット逆変換部130aは、コアリング処理部140から入力される高域信号成分と、ウェーブレット変換部110から入力される低域信号成分とに対してウェーブレット逆変換を行い、画像信号を生成する。生成された画像信号はエッジ信号加算部170に入力される。   The coring processing unit 140 removes a signal component having a minute amplitude value from the input high frequency signal component. The high-frequency signal component after the coring process is input to the wavelet inverse transform unit 130a. The wavelet inverse transform unit 130a performs wavelet inverse transform on the high frequency signal component input from the coring processing unit 140 and the low frequency signal component input from the wavelet transform unit 110, thereby generating an image signal. The generated image signal is input to the edge signal adding unit 170.

微小信号抽出部150は、入力される高域信号成分中の微小振幅値の信号成分をレベル毎に抽出する。微小信号抽出部150により抽出された微小振幅値の高域信号成分は、微小エッジ信号作成部160に入力される。微小エッジ信号作成部160は、入力される微小振幅値の高域信号成分に対してウェーブレット逆変換を行い、微小振幅値のエッジ信号を作成する。微小振幅値のエッジ信号は、時間積分型フィルタ部120bに入力される。   The minute signal extraction unit 150 extracts a signal component having a minute amplitude value in the input high frequency signal component for each level. The high frequency signal component of the minute amplitude value extracted by the minute signal extraction unit 150 is input to the minute edge signal creation unit 160. The minute edge signal creation unit 160 performs wavelet inverse transformation on the input high frequency signal component of the minute amplitude value, and creates an edge signal of the minute amplitude value. The edge signal having a minute amplitude value is input to the time integration type filter unit 120b.

時間積分型フィルタ部120bは、入力される微小振幅値のエッジ信号に対して時間積分処理を行い、微小振幅値のエッジ信号から時間軸方向のノイズを除去する。時間積分処理が行われた微小振幅値のエッジ信号は、エッジ信号加算部170に入力される。エッジ加算部170は、時間積分型フィルタ部120bにより処理された微小振幅値のエッジ信号と、ウェーブレット逆変換部130aから入力される画像信号とを加算して、ノイズ除去された出力画像信号を出力する。   The time integration type filter unit 120b performs time integration processing on the input edge signal having a minute amplitude value, and removes noise in the time axis direction from the edge signal having the minute amplitude value. The edge signal having a minute amplitude value subjected to the time integration process is input to the edge signal adding unit 170. The edge addition unit 170 adds the edge signal having a small amplitude value processed by the time integration filter unit 120b and the image signal input from the wavelet inverse conversion unit 130a, and outputs an output image signal from which noise has been removed. To do.

このような本発明の第3の実施の形態の画像処理装置によれば、高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出し、微小振幅値の高域信号成分に対してサブバンド逆変換を行うことにより得られる微小振幅値のエッジ信号を作成し、微小振幅値のエッジ信号を高域信号成分として時間積分処理を行う。これにより、微小振幅値の信号成分以外の信号成分に対しては、時間積分処理を適用しないので、動いている物のエッジ部にボケが生じるのを防ぐことができ、かつ、エッジ信号を時間積分処理するので、高域信号成分を1つの時間積分型フィルタで処理でき、構成を簡素にすることができる。     According to the image processing apparatus of the third embodiment of the present invention as described above, a signal component having a minute amplitude value in the high frequency signal component is extracted, and the subband inverse is performed on the high frequency signal component having the minute amplitude value. An edge signal having a minute amplitude value obtained by performing the conversion is created, and time integration processing is performed using the edge signal having the minute amplitude value as a high-frequency signal component. As a result, since the time integration process is not applied to signal components other than the signal component having a minute amplitude value, it is possible to prevent blurring from occurring at the edge portion of the moving object, and to convert the edge signal into time. Since the integration process is performed, the high-frequency signal component can be processed by one time integration filter, and the configuration can be simplified.

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and can be changed or modified according to the purpose within the scope of the claims. is there.

上記説明では、第2の実施の形態の画像処理装置2000に動き検出部600が設けられていた。同様の動き検出部は、第1および第3の実施の形態の画像処理装置1000、3000に設けられてもよい。そして、時間積分型フィルタ部は、動き検出部により動きが検出された位置において時定数kを減少させて、時間軸方向のノイズを除去する処理を行ってもよい。これにより、上述と同様に、動いている物がボケるのを防ぐことができる。   In the above description, the motion detection unit 600 is provided in the image processing apparatus 2000 according to the second embodiment. Similar motion detection units may be provided in the image processing apparatuses 1000 and 3000 according to the first and third embodiments. The time integration type filter unit may perform a process of reducing noise in the time axis direction by reducing the time constant k at a position where the motion is detected by the motion detection unit. As a result, the moving object can be prevented from blurring as described above.

また、第1〜第3の実施の形態における時間積分型フィルタ部の構成では、IIRフィルタの時定数kによって過去の信号の影響が出る。そこで、画像処理装置は、ノイズを除去した信号(フィルタ処理された信号)の出力時に微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行う構成を有してもよい。これにより、過去のノイズの影響を低減することができる。   Further, in the configuration of the time integration type filter unit in the first to third embodiments, the influence of the past signal appears due to the time constant k of the IIR filter. Therefore, the image processing apparatus may have a configuration for performing a coring process for removing a signal component having a minute amplitude value when outputting a signal from which noise has been removed (filtered signal). Thereby, the influence of the past noise can be reduced.

以上のように、本発明は、高域信号成分に対して時間積分処理を行うことにより、高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去することで、画像中のエッジ部がボケるのを防ぎつつ、エッジ周辺部を含む画像全体のノイズを低減することができるという効果を有し、車に搭載されたカメラモニタ、撮像装置としてのビデオカメラ、画像表示機能を有するテレビジョン、画像記録機能を有するDVDレコーダ等に用いられる画像処理装置等に有用である。   As described above, the present invention eliminates the noise in the time axis direction from the high frequency signal component by performing the time integration process on the high frequency signal component, thereby preventing the edge portion in the image from blurring. It has the effect of reducing noise of the entire image including the peripheral portion of the edge while preventing it, a camera monitor mounted in a car, a video camera as an imaging device, a television having an image display function, and an image recording function It is useful for an image processing apparatus used for a DVD recorder or the like having

本発明の第1の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. (a) 入力画像信号の各サンプルの取得位置を示した図 (b) 入力画像信号をレベル2までのサブバンドに変換した後のサブバンド分離状態を示す図(A) The figure which showed the acquisition position of each sample of an input image signal (b) The figure which shows the subband separation state after converting the input image signal into the subband to level 2 (a) ウェーブレット変換の手順を示す図 (b) ウェーブレット変換の手順を示す図 (c) ウェーブレット変換の手順を示す図(A) Diagram showing procedure of wavelet transform (b) Diagram showing procedure of wavelet transform (c) Diagram showing procedure of wavelet transform 時間積分型フィルタ部の具体例としてのIIRフィルタの構成を示す図The figure which shows the structure of the IIR filter as a specific example of a time integration type filter part (a) ノイズ除去前の画像信号を示す図 (b) ノイズ除去前の高域信号成分を示す図(A) The figure which shows the image signal before noise removal (b) The figure which shows the high frequency signal component before noise removal (a) ノイズ除去前の時間軸方向の高域信号成分を示す図 (b) ノイズ除去後の時間軸方向の高域信号成分を示す図 (c) ノイズ除去後の高域信号成分を示す図(A) The figure which shows the high-frequency signal component of the time-axis direction before noise removal (b) The figure which shows the high-frequency signal component of the time-axis direction after noise removal (c) The figure which shows the high-frequency signal component after noise removal (a) ウェーブレット逆変換の手順を示す図 (b) ウェーブレット逆変換の手順を示す図 (c) ウェーブレット逆変換の手順を示す図(A) The figure which shows the procedure of wavelet inverse transformation (b) The figure which shows the procedure of wavelet inverse transformation (c) The figure which shows the procedure of wavelet inverse transformation (a) ウェーブレット逆変換後のノイズが除去された出力画像信号を示す図 (b) ウェーブレット逆変換後のノイズが除去された出力画像を示す図(A) The figure which shows the output image signal from which the noise after wavelet inverse transformation was removed (b) The figure which shows the output image from which the noise after wavelet inverse transformation was removed 時間積分型フィルタ部の変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the modification of a time integration type filter part (a) 時間積分型フィルタ部の入出力特性の例を示す図 (b) 時間積分型フィルタ部の入出力特性の例を示す図(A) The figure which shows the example of the input / output characteristic of a time integration type filter part (b) The figure which shows the example of the input / output characteristic of a time integration type filter part 本発明の第2の実施の形態における画像処理装置を示すブロック図The block diagram which shows the image processing apparatus in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施の形態における画像処理装置を示すブロック図The block diagram which shows the image processing apparatus in the 3rd Embodiment of this invention 従来の画像処理装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional image processing apparatus (a) 入力画像の一例を示す図 (b) 入力画像信号の一例を示す図 (c) 入力画像信号の高域信号成分を示す図(A) Diagram showing an example of an input image (b) Diagram showing an example of an input image signal (c) Diagram showing a high-frequency signal component of the input image signal (a) 従来の画像処理装置によりノイズ除去された後の入力画像信号の高域信号成分を示す図 (b) 従来の画像処理装置の出力画像の一例を示す図(A) The figure which shows the high frequency signal component of the input image signal after noise removal by the conventional image processing apparatus (b) The figure which shows an example of the output image of the conventional image processing apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1000、2000、3000 画像処理装置
110 ウェーブレット変換部
120、120a、120b 時間積分型フィルタ部
130、130a ウェーブレット逆変換部
140 コアリング処理部
150 微小信号抽出部
160 微小エッジ信号作成部
170 エッジ信号加算部
500 ウェーブレット逆変換部
510 エッジ信号作成部
520 エッジ信号加算部
600 動き検出部
1200 IIRフィルタ
1201 フレーム遅延メモリ
1202a、1202b 乗算器
1203、1203b 加算器
1204 コアリングフィルタ
1205 微小信号抽出部
1000, 2000, 3000 Image processing device 110 Wavelet transform unit 120, 120a, 120b Time integration type filter unit 130, 130a Wavelet inverse transform unit 140 Coring processing unit 150 Minute signal extraction unit 160 Minute edge signal creation unit 170 Edge signal addition unit 500 Wavelet inverse transform unit 510 Edge signal creation unit 520 Edge signal addition unit 600 Motion detection unit 1200 IIR filter 1201 Frame delay memory 1202a, 1202b Multiplier 1203, 1203b Adder 1204 Coring filter 1205 Minute signal extraction unit

Claims (9)

入力画像信号に対してサブバンド変換を行うことにより、前記入力画像信号を高域信号成分および低域信号成分に分離するサブバンド変換部と、
前記高域信号成分に対して時間積分処理を行うことにより、前記高域信号成分から時間軸方向のノイズを除去する時間積分型フィルタ部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
A subband conversion unit that separates the input image signal into a high-frequency signal component and a low-frequency signal component by performing subband conversion on the input image signal;
An image processing apparatus comprising: a time integration type filter unit that removes noise in the time axis direction from the high frequency signal component by performing time integration processing on the high frequency signal component.
前記高域信号成分および前記低域信号成分のうちで前記高域信号成分のみに対してサブバンド逆変換を行うことにより得られるエッジ信号を作成するエッジ信号作成部を含み、
前記時間積分型フィルタ部は、前記エッジ信号を前記高域信号成分として時間積分処理を行い、
更に、前記時間積分型フィルタ部により処理された前記エッジ信号と、前記低域信号成分とを加算するエッジ信号加算部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
An edge signal creation unit that creates an edge signal obtained by performing subband inverse transform only on the high-frequency signal component among the high-frequency signal component and the low-frequency signal component;
The time integration filter unit performs time integration processing with the edge signal as the high-frequency signal component,
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising an edge signal addition unit that adds the edge signal processed by the time integration filter unit and the low-frequency signal component.
前記時間積分型フィルタ部は、フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分に対して時間積分処理を行い、時間積分処理後の信号と、前記フィルタ入力信号中の微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行った信号とを加算することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。   The time integration type filter unit performs time integration processing on the signal component of the minute amplitude value in the filter input signal, and removes the signal after time integration processing and the signal component of the minute amplitude value in the filter input signal. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a signal subjected to the coring process is added. 前記高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理部と、
前記コアリング処理部で得られる高域信号成分と、前記低域信号成分とに対してサブバンド逆変換を行うサブバンド逆変換部と、
前記高域信号成分中の微小振幅値の信号成分を抽出する微小信号抽出部と、
前記微小信号抽出部で抽出された微小振幅値の高域信号成分に対してサブバンド逆変換を行うことにより得られる微小振幅値のエッジ信号を作成する微小エッジ信号作成部とを備え、
前記時間積分型フィルタ部は、前記微小振幅値のエッジ信号を前記高域信号成分として時間積分処理を行い、
更に、前記時間積分型フィルタ部により処理された前記微小振幅値のエッジ信号と、前記サブバンド逆変換部で得られる信号とを加算するエッジ信号加算部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
A coring processing unit for removing a signal component of a minute amplitude value in the high-frequency signal component;
A subband inverse transform unit that performs subband inverse transform on the high frequency signal component obtained by the coring processing unit and the low frequency signal component;
A minute signal extraction unit for extracting a signal component of a minute amplitude value in the high frequency signal component;
A minute edge signal creating unit that creates an edge signal of a minute amplitude value obtained by performing subband inverse transformation on the high frequency signal component of the minute amplitude value extracted by the minute signal extracting unit;
The time integration type filter unit performs time integration processing using the edge signal of the minute amplitude value as the high-frequency signal component,
Further, an edge signal addition unit is provided for adding the edge signal having the minute amplitude value processed by the time integration type filter unit and the signal obtained by the subband inverse transform unit. Item 8. The image processing apparatus according to Item 1.
前記時間積分型フィルタ部は、フィルタ入力信号と、前のフレームのフィルタ処理された信号とを所定の比率で加算する巡回型フィルタを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像処理装置。   5. The time integration filter unit includes a cyclic filter that adds a filter input signal and a filtered signal of a previous frame at a predetermined ratio. Image processing apparatus. 前記時間積分型フィルタ部は、前記巡回型フィルタで処理された信号における微小振幅値の信号成分を除去するコアリング処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 5, wherein the time integration filter unit performs a coring process for removing a signal component having a minute amplitude value in a signal processed by the cyclic filter. 前記時間積分型フィルタ部は、時間積分処理の時定数を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the time integration type filter unit is configured to be able to change a time constant of time integration processing. 前記入力画像信号の動きを検出する動き検出部を備え、
前記時間積分型フィルタ部は、前記動き検出部により前記動きが検出された位置において前記時定数を変更することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
A motion detector for detecting the motion of the input image signal;
The image processing apparatus according to claim 7, wherein the time integration filter unit changes the time constant at a position where the motion is detected by the motion detection unit.
前記動き検出部は、前記入力画像信号の差分検出により前記動きを検出することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 8, wherein the motion detection unit detects the motion by detecting a difference between the input image signals.
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