JP2010050607A - Image processor, and noise reducing method and program - Google Patents

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Hajime Yoneyama
元 米山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processor capable of improving an S/N by more reducing noise of an image signal, and to provide a noise reducing method and a program. <P>SOLUTION: When m is ≥0. 5 and <1, brightness values of every pixel included in the image signal are integrated over a plurality of frames, and the integration result is divided by the m-th power of the number of frame integration. Otherwise, a brightness value of each pixel included in the image signal is integrated by a brightness value of each pixel in a prescribed range from the position of the pixel, and the integration result is divided by the m-th power of the number of integration pixels. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像信号のノイズを低減するための画像処理装置、ノイズ低減方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, a noise reduction method, and a program for reducing noise in an image signal.

近年、デジタルカメラ、携帯電話機、ビデオカメラ等の撮像装置、あるいはディスプレイやプロジェクター等の画像表示装置は、小型化、高画素化、高機能化が進み、高速に動作するCPUや所要の処理を専用に実行するLSI等の様々な回路が搭載されている。そのため、撮像装置や画像表示装置等では、ノイズの発生源が増大し、発生したノイズが撮像した画像信号や表示すべき画像信号に重畳して再生画像の品位が劣化する問題がある。   In recent years, imaging devices such as digital cameras, mobile phones, and video cameras, or image display devices such as displays and projectors have been reduced in size, increased in pixel count, and increased in functionality, and dedicated to high-speed CPUs and required processing. Various circuits such as LSI to be executed are mounted. For this reason, in an imaging device, an image display device, and the like, there are problems that noise generation sources increase, and the quality of a reproduced image is deteriorated by superimposing the generated noise on the captured image signal and the image signal to be displayed.

画像信号に重畳するノイズを低減するための手法は従来から種々検討され、例えば画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、その積分結果(フレーム積分値)をフレーム積分数で除算するフレーム積分、あるいは画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲(平均値フィルタ)の各画素の輝度値と積分し、その積分結果(画素積分値)を画素積分数で除算する画素積分等が知られている。   Various methods for reducing noise superimposed on an image signal have been conventionally studied. For example, a frame in which a luminance value for each pixel is integrated over a plurality of frames and the integration result (frame integration value) is divided by the number of frame integrations. Integration, or pixel integration that integrates the luminance value of each pixel with the luminance value of each pixel in a predetermined range (average value filter) from the pixel position, and divides the integration result (pixel integration value) by the pixel integration number is known. It has been.

フレーム積分を用いて画像信号のS/Nを改善する手法は、例えば特許文献1に記載されている。また、画素積分を用いて画像信号のS/Nを改善する手法は、例えば特許文献2に記載されている。   A technique for improving the S / N of an image signal using frame integration is described in Patent Document 1, for example. A technique for improving the S / N of an image signal using pixel integration is described in Patent Document 2, for example.

以下、背景技術の画像処理装置がフレーム積分で用いる式を下記(1)式で示す。   The following formula (1) is used by the background art image processing apparatus for frame integration.

Figure 2010050607
Figure 2010050607

ここで、kは水平方向の画素番号(1,2,3,…,kmax)、lは垂直方向の画素番号(1,2,3,…,lmax)、iはフレーム番号(i=1,2,3,…,n)、nはフレーム積分数を示している。また、y(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分後の輝度値を示し、xi(k、l)は、第i番目のフレームの水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分前の輝度値を示している。なお、kmaxは水平方向の画素数であり、lmaxは垂直方向の画素数である。 Here, k is the horizontal pixel number (1, 2, 3,..., Kmax), l is the vertical pixel number (1, 2, 3,..., Lmax), and i is the frame number (i = 1, 1). 2, 3,..., N), n represents the number of frame integrals. Y (k, l) represents the luminance value after frame integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, and x i (k, l) represents the i-th pixel. The luminance values before frame integration of the kth pixel in the horizontal direction and the lth pixel in the vertical direction are shown. Here, kmax is the number of pixels in the horizontal direction, and lmax is the number of pixels in the vertical direction.

また、背景技術の画像処理装置が画素積分で用いる式を下記(2)式で示す。   Also, the equation (2) below is used by the background art image processing apparatus for pixel integration.

Figure 2010050607
Figure 2010050607

ここで、kは水平方向の画素番号(1,2,3,…,kmax)、lは垂直方向の画素番号(1,2,3,…,lmax)、hは平均値フィルタ内の水平方向の画素番号、iは平均値フィルタ内の垂直方向の画素番号、jは平均値フィルタの垂直方向及び水平方向の画素数(j×j画素)、nは画素積分数(j2)を示している。また、y(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分後の輝度値を示し、x(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分前の輝度値を示している。なお、kmaxは水平方向の画素数であり、lmaxは垂直方向の画素数である。
特開2008−214662号公報 特開2006−074190号公報
Here, k is the horizontal pixel number (1, 2, 3,..., Kmax), l is the vertical pixel number (1, 2, 3,..., Lmax), and h is the horizontal direction in the average value filter. I is the pixel number in the vertical direction in the average value filter, j is the number of pixels in the vertical and horizontal directions of the average value filter (j × j pixels), and n is the number of pixel integrations (j 2 ) Yes. Y (k, l) represents the luminance value after pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, and x (k, l) represents the k-th pixel in the horizontal direction. The luminance value before pixel integration of the l-th pixel and the l-th pixel in the vertical direction is shown. Here, kmax is the number of pixels in the horizontal direction, and lmax is the number of pixels in the vertical direction.
JP 2008-214662 A JP 2006-074190 A

上述した背景技術のフレーム積分について、本出願人が実験結果で得たフレーム積分数に対するフレーム積分後の画像信号のS/Nの関係を図6に示す。   FIG. 6 shows the relationship of the S / N ratio of the image signal after frame integration with respect to the number of frame integrations obtained by the applicant as an experimental result for the frame integration of the background art described above.

なお、図6は、フレーム積分数nが1のときのS/Nの値を1に正規化した場合の、フレーム積分数に対するフレーム積分後の撮像素子(CMOS撮像素子)a〜eの画像信号のS/Nの測定値をそれぞれ示している。   FIG. 6 shows image signals of the image sensors (CMOS image sensors) a to e after frame integration with respect to the frame integration number when the S / N value when the frame integration number n is 1 is normalized to 1. The measured values of S / N are respectively shown.

画像信号に重畳されるノイズをホワイトノイズと仮定した場合、フレーム積分後の画像信号のS/Nは、理論的には√n(nはフレーム積分回数)に比例して改善される。図6に示す「WN」はこの理論特性を示している。   When the noise superimposed on the image signal is assumed to be white noise, the S / N of the image signal after frame integration is theoretically improved in proportion to √n (n is the number of frame integration). “WN” shown in FIG. 6 indicates this theoretical characteristic.

図6の実験結果で示すように、フレーム積分後の各撮像素子a〜eの画像信号のS/Nは、固体差による特性ばらつきに関係なく、フレーム積分数を16以上に増やしてもほとんど改善されない。これは、画像信号処理に起因して発生する量子化誤差によるノイズがS/Nを改善できない一因と考えられる。また、撮像素子が半導体素子であることに起因して発生する1/fノイズ等の半固定パターンのノイズが画像信号に含まれているからと考えられる。このような積分数を増やしてもS/Nが改善されない現象は上述した画素積分でも同様に発生する。   As shown in the experimental results of FIG. 6, the S / N of the image signals of the image sensors a to e after the frame integration is almost improved even if the number of frame integrations is increased to 16 or more regardless of the characteristic variation due to individual differences. Not. This is considered to be one factor that noise due to quantization error caused by image signal processing cannot improve S / N. Further, it is considered that semi-fixed pattern noise such as 1 / f noise generated due to the imaging element being a semiconductor element is included in the image signal. Such a phenomenon in which the S / N is not improved even if the number of integrations is increased also occurs in the pixel integration described above.

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、画像信号のノイズをより低減してS/Nを改善できる画像処理装置、ノイズ低減方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides an image processing apparatus, a noise reduction method, and a program that can further reduce the noise of an image signal to improve the S / N. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため本発明の画像処理装置は、画像信号のノイズを低減するための画像処理装置であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、該除算後の画素毎の輝度値を出力する処理装置と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
を有する。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus of the present invention is an image processing apparatus for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
A processing device that integrates the luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames, divides the integration result by the mth power of the frame integration number, and outputs the luminance value for each pixel after the division;
A memory for storing the image signal;
Have

または、画像信号のノイズを低減するための画像処理装置であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、該除算後の画素毎の輝度値を出力する処理装置と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
を有する。
Alternatively, an image processing apparatus for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
The luminance value for each pixel included in the image signal is integrated with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position, the integration result is divided by the mth power of the pixel integration number, and the pixel value for each pixel after the division is A processing device for outputting a luminance value;
A memory for storing the image signal;
Have

本発明のノイズ低減方法は、画像信号のノイズを低減するためのノイズ低減方法であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、
該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力する方法である。
The noise reduction method of the present invention is a noise reduction method for reducing noise of an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating a luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames;
Dividing the integration result by the mth power of the frame integration number;
This is a method of outputting the luminance value for each pixel after the division.

または、画像信号のノイズを低減するためのノイズ低減方法であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、
該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力する方法である。
Or a noise reduction method for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating the luminance value of each pixel included in the image signal with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position;
Dividing the integration result by the mth power of the pixel integration number;
This is a method of outputting the luminance value for each pixel after the division.

本発明のプログラムは、コンピュータに画像信号のノイズを低減するための処理を実行させるプログラムであって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、
該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力させるためのものである。
The program of the present invention is a program for causing a computer to execute processing for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating a luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames;
Dividing the integration result by the mth power of the frame integration number;
This is for outputting the luminance value for each pixel after the division.

または、コンピュータに画像信号のノイズを低減するための処理を実行させるプログラムであって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、
該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力させるためのものである。
Or a program for causing a computer to execute processing for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating the luminance value of each pixel included in the image signal with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position;
Dividing the integration result by the mth power of the pixel integration number;
This is for outputting the luminance value for each pixel after the division.

本発明によれば、背景技術の画像処理装置よりもノイズを低減して画像信号のS/Nを改善できる。   According to the present invention, it is possible to reduce the noise and improve the S / N of the image signal as compared with the image processing apparatus of the background art.

次に本発明について図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment.

図1に示すように、第1の実施の形態の画像処理装置は、プログラムにしたがって処理を実行するCPU11を含む処理装置(コンピュータ)10で実現可能であり、CPU11と、CPU11の処理で必要な情報を一時的に記憶する主記憶装置12と、CPU11に所要の処理を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体13と、画像信号をフレーム単位で蓄積するデータ蓄積装置(メモリ)14と、主記憶装置12、記録媒体13及びデータ蓄積装置14とのデータ転送を制御するメモリ制御インタフェース部15と、図1に示す画像処理装置が組み込まれた機器が備える各種の装置とデータを送受信するための複数のインタフェース部16(図1では2つ)とを備えている。CPU11と、メモリ制御インタフェース部15及びインタフェース部16とはバス18を介して接続されている。なお、図1では処理装置10に画像信号をフレーム単位で蓄積するデータ蓄積装置14を内部に備える構成例を示しているが、データ蓄積装置14は処理装置10の外部に独立して備えていてもよい。   As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the first embodiment can be realized by a processing device (computer) 10 including a CPU 11 that executes processing according to a program. The CPU 11 and the processing of the CPU 11 are necessary. A main storage device 12 that temporarily stores information; a recording medium 13 that stores a program for causing the CPU 11 to execute a required process; a data storage device (memory) 14 that stores image signals in units of frames; To transmit / receive data to / from various devices included in the memory control interface unit 15 that controls data transfer with the main storage device 12, the recording medium 13, and the data storage device 14, and the device in which the image processing device shown in FIG. 1 is incorporated. The plurality of interface units 16 (two in FIG. 1). The CPU 11 is connected to the memory control interface unit 15 and the interface unit 16 via a bus 18. Although FIG. 1 shows a configuration example in which the processing apparatus 10 includes a data storage apparatus 14 that stores image signals in units of frames, the data storage apparatus 14 is provided outside the processing apparatus 10 independently. Also good.

画像処理装置は、記録媒体13に格納されたプログラムにしたがってCPU11により処理を実行することで以下に記載する画像信号のノイズを低減するための処理を実行する。記録媒体13は、磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスクあるいはその他の記録媒体であってもよい。   The image processing apparatus executes processing for reducing noise of an image signal described below by executing processing by the CPU 11 in accordance with a program stored in the recording medium 13. The recording medium 13 may be a magnetic disk, a semiconductor memory, an optical disk, or other recording medium.

なお、画像信号がアナログ信号である場合、図1に示す画像処理装置には、該画像信号をデジタル信号に変換するためのA/D(Analog to Digital)変換器、及び処理後のデータをアナログ信号に変換するためのD/A(Digital to
Analog)変換器を備えていてもよい。
When the image signal is an analog signal, the image processing apparatus shown in FIG. 1 includes an A / D (Analog to Digital) converter for converting the image signal into a digital signal and analog data after processing. D / A (digital to
(Analog) converter may be provided.

また、画像処理装置は、下記に示すノイズ低減処理を実行できれば、演算処理を行うLSI等を含む論理回路でも実現可能である。   Further, the image processing apparatus can be realized by a logic circuit including an LSI or the like that performs arithmetic processing as long as the noise reduction processing described below can be executed.

次に、第1の実施の形態の画像処理装置の動作について図面を用いて説明する。   Next, the operation of the image processing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

第1の実施の形態の画像処理装置は、ノイズを低減するための処理として上述したフレーム積分を実施する例である。   The image processing apparatus according to the first embodiment is an example in which the above-described frame integration is performed as a process for reducing noise.

但し、本実施形態では、上記(1)式で示したフレーム積分値をフレーム積分数nで除算する変わりに√nで除算する。このようにフレーム積分値を√nで除算すると、信号成分Sが√n倍されるため、フレーム積分後の画像信号のS/Nが図6で示した理論特性WNにより近づく。フレーム積分値を√nで除算するとノイズが最も低減するために望ましいが、フレーム積分値は√nに限らずnm(0.5≦m<1)で除算してもよい。すなわち、本実施形態では下記(3)式を用いてフレーム積分を実行する。 However, in this embodiment, the frame integration value shown in the above equation (1) is divided by √n instead of dividing by the frame integration number n. When the frame integration value is divided by √n in this way, the signal component S is multiplied by √n, so that the S / N of the image signal after the frame integration becomes closer to the theoretical characteristic WN shown in FIG. Dividing the frame integral value by √n is desirable because noise is most reduced. However, the frame integral value is not limited to √n, and may be divided by nm (0.5 ≦ m <1). That is, in this embodiment, frame integration is executed using the following equation (3).

Figure 2010050607
Figure 2010050607

ここで、kは水平方向の画素番号(1,2,3,…,kmax)、lは垂直方向の画素番号(1,2,3,…,lmax)、iはフレーム番号(i=1,2,3,…,n)、nはフレーム積分数を示している。また、y(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分後の輝度値を示し、xi(k、l)は、第i番目のフレームの水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分前の輝度値を示している。なお、kmaxは水平方向の画素数であり、lmaxは垂直方向の画素数である。 Here, k is the horizontal pixel number (1, 2, 3,..., Kmax), l is the vertical pixel number (1, 2, 3,..., Lmax), and i is the frame number (i = 1, 1). 2, 3,..., N), n represents the number of frame integrals. Y (k, l) represents the luminance value after frame integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, and x i (k, l) represents the i-th pixel. The luminance values before frame integration of the kth pixel in the horizontal direction and the lth pixel in the vertical direction are shown. Here, kmax is the number of pixels in the horizontal direction, and lmax is the number of pixels in the vertical direction.

図2はフレーム積分値を√nで除算する場合のフレーム積分数に対するフレーム積分後の撮像素子(CMOS撮像素子)a〜eの画像信号のS/Nの測定値をそれぞれ示している。なお、図2では、図6と同様に、フレーム積分数nが1のときのS/Nの値を1に正規化した場合の、フレーム積分数に対する撮像素子a〜eのS/Nの測定値をそれぞれ示している。また、図2に示す「WN」はノイズをホワイトノイズとした場合のフレーム積分数に対するS/Nの理論特性を示している。   FIG. 2 shows S / N measurement values of image signals of image sensors (CMOS image sensors) a to e after frame integration with respect to the number of frame integrals when the frame integral value is divided by √n. In FIG. 2, as in FIG. 6, the S / N measurement of the image sensors a to e with respect to the frame integral number when the S / N value when the frame integral number n is 1 is normalized to 1. Each value is shown. Further, “WN” shown in FIG. 2 indicates the S / N theoretical characteristic with respect to the number of frame integrals when the noise is white noise.

図2に示すように、フレーム積分値を√nで除算することで、フレーム積分後の各撮像素子a〜eの画像信号のS/Nは、理論特性WNには及ばないものの図6に示した背景技術よりも向上していることが分かる。また、フレーム積分後の各撮像素子a〜eの画像信号のS/Nはフレーム積分数の増大に伴って徐々に向上する。   As shown in FIG. 2, by dividing the frame integration value by √n, the S / N of the image signals of the image sensors a to e after the frame integration does not reach the theoretical characteristic WN, but is shown in FIG. It can be seen that this is an improvement over the background art. Further, the S / N of the image signal of each of the image sensors a to e after the frame integration is gradually improved as the number of frame integration increases.

例えば、フレーム積分数を256とした場合、フレーム積分値をnで除算する背景技術と比べて本実施形態の画像処理装置では画像信号のS/Nが約1.7倍改善される。   For example, when the number of frame integration is 256, the S / N of the image signal is improved by about 1.7 times in the image processing apparatus of the present embodiment compared to the background technology in which the frame integration value is divided by n.

図3はフレーム積分値をnで除算する背景技術の画像処理装置から出力されるノイズデータを示し、図4はフレーム積分値を√nで除算する第1の実施の形態の画像処理装置から出力されるノイズデータの一例を示している。なお、図3及び図4に示すノイズデータは、同一の撮像素子をそれぞれ同一の温度下で測定したものである。また、フレーム積分数はどちらも256である。   FIG. 3 shows noise data output from a background image processing apparatus that divides the frame integral value by n, and FIG. 4 shows an output from the image processing apparatus according to the first embodiment that divides the frame integral value by √n. An example of noise data to be processed is shown. Note that the noise data shown in FIGS. 3 and 4 is obtained by measuring the same image sensor at the same temperature. The number of frame integrations is 256 for both.

図3及び図4のグラフを比べれば分かるように、本実施形態の画像処理装置から出力されるノイズデータの方が背景技術の画像処理装置から出力されるノイズデータよりも振幅値が小さく、RMS(Root Mean Square)ノイズが小さくなることが分かる。   As can be seen by comparing the graphs of FIGS. 3 and 4, the noise data output from the image processing apparatus of the present embodiment has a smaller amplitude value than the noise data output from the image processing apparatus of the background art, and RMS. (Root Mean Square) It turns out that noise becomes small.

本実施形態の画像処理装置によれば、画素毎の輝度値のフレーム積分値をフレーム積分数nのm乗(0.5≦m<1)で除算することで、背景技術の画像処理装置よりもノイズを低減して画像信号のS/Nを改善できる。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態の画像処理装置は、ノイズを低減するための処理として上述した画素積分を実施する例である。画像処理装置の構成は第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
According to the image processing apparatus of this embodiment, by dividing the frame integral value of the luminance value for each pixel by the mth power of the frame integration number n (0.5 ≦ m <1), the image processing apparatus of the background art. In addition, the S / N of the image signal can be improved by reducing noise.
(Second Embodiment)
The image processing apparatus according to the second embodiment is an example in which the above-described pixel integration is performed as a process for reducing noise. Since the configuration of the image processing apparatus is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施形態では、上記(2)式で示した画素積分値を画素積分数nで除算する変わりに√nで除算する。このように画素積分値を√nで除算すると、第1の実施の形態と同様に、信号成分Sが√n倍されるため、画素積分後の画像信号のS/Nが理論特性により近づく。なお、画素積分値を√nで除算するとノイズが最も低減するために望ましいが、画素積分値は√nに限らずnm(0.5≦m<1)で除算してもよい。すなわち、本実施形態では下記(4)式を用いて画素積分を実行する。 In this embodiment, the pixel integration value expressed by the above equation (2) is divided by √n instead of being divided by the pixel integration number n. When the pixel integration value is divided by √n in this way, the signal component S is multiplied by √n as in the first embodiment, so that the S / N of the image signal after pixel integration approaches the theoretical characteristics. Note that dividing the pixel integral value by √n is desirable because noise is reduced most. However, the pixel integral value is not limited to √n, and may be divided by nm (0.5 ≦ m <1). That is, in this embodiment, pixel integration is executed using the following equation (4).

Figure 2010050607
Figure 2010050607

ここで、kは水平方向の画素番号(1,2,3,…,kmax)、lは垂直方向の画素番号(1,2,3,…,lmax)、hは平均値フィルタ内の水平方向の画素番号、iは平均値フィルタ内の垂直方向の画素番号、jは平均値フィルタの垂直方向及び水平方向の画素数(j×j画素)、nは画素積分数(j2)を示している。また、y(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分後の輝度値を示し、x(k、l)は、水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分前の輝度値を示している。なお、kmaxは水平方向の画素数であり、lmaxは垂直方向の画素数である。 Here, k is the horizontal pixel number (1, 2, 3,..., Kmax), l is the vertical pixel number (1, 2, 3,..., Lmax), and h is the horizontal direction in the average value filter. I is the pixel number in the vertical direction in the average value filter, j is the number of pixels in the vertical and horizontal directions of the average value filter (j × j pixels), and n is the number of pixel integrations (j 2 ) Yes. Y (k, l) represents the luminance value after pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, and x (k, l) represents the k-th pixel in the horizontal direction. The luminance value before pixel integration of the l-th pixel and the l-th pixel in the vertical direction is shown. Here, kmax is the number of pixels in the horizontal direction, and lmax is the number of pixels in the vertical direction.

図5は画素積分値を√nで除算する場合の画素積分数に対する画素積分後の撮像素子(CMOS撮像素子)A〜Eの画像信号のS/Nの測定値をそれぞれ示している。なお、図5では、図6と同様に、画素積分数nが1のときのS/Nの値を1に正規化した場合の、画素積分数に対する画素積分後の撮像素子A〜EのS/Nの測定値をそれぞれ示している。   FIG. 5 shows measured values of S / N of image signals of the image sensors (CMOS image sensors) A to E after pixel integration with respect to the number of pixel integrals when the pixel integral value is divided by √n. In FIG. 5, as in FIG. 6, when the S / N value when the pixel integration number n is 1, the S of the image sensors A to E after pixel integration with respect to the pixel integration number is normalized. The measured values of / N are shown respectively.

図5に示すように、本実施形態の画像処理装置では、画素積分後の各撮像素子a〜eの画像信号のS/Nが画素積分数の増大に伴って向上することが分かる。   As shown in FIG. 5, in the image processing apparatus of this embodiment, it can be seen that the S / N of the image signals of the image sensors a to e after pixel integration is improved as the number of pixel integrations increases.

本実施形態の画像処理装置によれば、画素積分値を画素積分数nのm乗(0.5≦m<1)で除算することで、第1の実施の形態と同様に、背景技術の画像処理装置よりもノイズを低減して画像信号のS/Nを改善できる。   According to the image processing apparatus of the present embodiment, by dividing the pixel integral value by the mth power of the pixel integral number n (0.5 ≦ m <1), the background art is the same as in the first embodiment. It is possible to improve the S / N of the image signal by reducing noise as compared with the image processing apparatus.

第1の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment. 第1の実施の形態の画像処理装置のフレーム積分数に対する画像信号のS/Nの測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of S / N of the image signal with respect to the frame integral number of the image processing apparatus of 1st Embodiment. 背景技術の画像処理装置から出力されるノイズデータを示すグラフである。It is a graph which shows the noise data output from the image processing apparatus of background art. 第1の実施の形態の画像処理装置から出力されるノイズデータの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the noise data output from the image processing apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の画像処理装置の画素積分数に対する画像信号のS/Nの測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of S / N of the image signal with respect to the pixel integration number of the image processing apparatus of 2nd Embodiment. 背景技術の画像処理装置のフレーム積分数に対する画像信号のS/Nの測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of S / N of the image signal with respect to the frame integration number of the image processing apparatus of background art.

符号の説明Explanation of symbols

10 処理装置
11 CPU
12 主記憶装置
13 記録媒体
14 データ蓄積装置
15 メモリ制御インタフェース部
16 インタフェース部
18 バス
10 processor 11 CPU
12 Main Storage Device 13 Recording Medium 14 Data Storage Device 15 Memory Control Interface Unit 16 Interface Unit 18 Bus

Claims (15)

画像信号のノイズを低減するための画像処理装置であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、該除算後の画素毎の輝度値を出力する処理装置と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
を有する画像処理装置。
An image processing apparatus for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
A processing device that integrates the luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames, divides the integration result by the mth power of the frame integration number, and outputs the luminance value for each pixel after the division;
A memory for storing the image signal;
An image processing apparatus.
前記処理装置は、
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、iをフレーム番号、nはフレーム積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分後の輝度値、xi(k、l)を第i番目のフレームの水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力する請求項1記載の画像処理装置。
The processor is
k is the pixel number in the horizontal direction, l is the pixel number in the vertical direction, i is the frame number, n is the frame integration number, y (k, l) is the kth pixel in the horizontal direction and the lth pixel in the vertical direction. When the luminance value after frame integration of pixels, x i (k, l), is the luminance value before frame integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction of the i-th frame. ,
Figure 2010050607
The image processing apparatus according to claim 1, wherein y (k, l) calculated in step 1 is output.
画像信号のノイズを低減するための画像処理装置であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、該除算後の画素毎の輝度値を出力する処理装置と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
を有する画像処理装置。
An image processing apparatus for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
The luminance value for each pixel included in the image signal is integrated with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position, the integration result is divided by the mth power of the pixel integration number, and the pixel value for each pixel after the division is A processing device for outputting a luminance value;
A memory for storing the image signal;
An image processing apparatus.
前記処理装置は、
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、hを前記所定範囲内の水平方向の画素番号、iを前記所定範囲内の垂直方向の画素番号、jを前記所定範囲の垂直方向及び水平方向の画素数、nを画素積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素の画素積分後の輝度値、x(k、l)を水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力する請求項3記載の画像処理装置。
The processor is
k is a horizontal pixel number, l is a vertical pixel number, h is a horizontal pixel number in the predetermined range, i is a vertical pixel number in the predetermined range, and j is a vertical direction in the predetermined range. And the number of pixels in the horizontal direction, n is the number of integrated pixels, y (k, l) is the luminance value after pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, x (k, l ) As the luminance value before pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction,
Figure 2010050607
The image processing apparatus according to claim 3, wherein y (k, l) calculated in step (1) is output.
mは0.5である請求項1から4のいずれか1項記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein m is 0.5. 画像信号のノイズを低減するためのノイズ低減方法であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、
該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力するノイズ低減方法。
A noise reduction method for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating a luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames;
Dividing the integration result by the mth power of the frame integration number;
A noise reduction method for outputting a luminance value for each pixel after the division.
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、iをフレーム番号、nはフレーム積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分後の輝度値、xi(k、l)を第i番目のフレームの水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力する請求項6記載のノイズ低減方法。
k is the pixel number in the horizontal direction, l is the pixel number in the vertical direction, i is the frame number, n is the frame integration number, y (k, l) is the kth pixel in the horizontal direction and the lth pixel in the vertical direction. When the luminance value after frame integration of pixels, x i (k, l), is the luminance value before frame integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction of the i-th frame. ,
Figure 2010050607
The noise reduction method according to claim 6, wherein y (k, l) calculated by the step (a) is output.
画像信号のノイズを低減するためのノイズ低減方法であって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、
該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力するノイズ低減方法。
A noise reduction method for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating the luminance value of each pixel included in the image signal with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position;
Dividing the integration result by the mth power of the pixel integration number;
A noise reduction method for outputting a luminance value for each pixel after the division.
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、hを前記所定範囲内の水平方向の画素番号、iを前記所定範囲内の垂直方向の画素番号、jを前記所定範囲の垂直方向及び水平方向の画素数、nを画素積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素の画素積分後の輝度値、x(k、l)を水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力する請求項8記載のノイズ低減方法。
k is a horizontal pixel number, l is a vertical pixel number, h is a horizontal pixel number in the predetermined range, i is a vertical pixel number in the predetermined range, and j is a vertical direction in the predetermined range. And the number of pixels in the horizontal direction, n is the number of integrated pixels, y (k, l) is the luminance value after pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, x (k, l ) As the luminance value before pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction,
Figure 2010050607
9. The noise reduction method according to claim 8, wherein y (k, l) calculated by the step is output.
mは0.5である請求項6から9のいずれか1項記載のノイズ低減方法。   The noise reduction method according to claim 6, wherein m is 0.5. コンピュータに画像信号のノイズを低減するための処理を実行させるプログラムであって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を複数フレームに亘って積分し、
該積分結果をフレーム積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力させるためのプログラム。
A program for causing a computer to execute processing for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating a luminance value for each pixel included in the image signal over a plurality of frames;
Dividing the integration result by the mth power of the frame integration number;
A program for outputting a luminance value for each pixel after the division.
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、iをフレーム番号、nはフレーム積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分後の輝度値、xi(k、l)を第i番目のフレームの水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素のフレーム積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力させるための請求項11記載のプログラム。
k is the pixel number in the horizontal direction, l is the pixel number in the vertical direction, i is the frame number, n is the frame integration number, y (k, l) is the kth pixel in the horizontal direction and the lth pixel in the vertical direction. When the luminance value after frame integration of pixels, x i (k, l), is the luminance value before frame integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction of the i-th frame. ,
Figure 2010050607
12. The program according to claim 11, for outputting y (k, l) calculated by the following.
コンピュータに画像信号のノイズを低減するための処理を実行させるプログラムであって、
mを0.5以上1未満としたとき、
前記画像信号に含まれる画素毎の輝度値を該画素位置から所定範囲内の各画素の輝度値と積分し、
該積分結果を画素積分数のm乗で除算し、
該除算後の画素毎の輝度値を出力させるためのプログラム。
A program for causing a computer to execute processing for reducing noise in an image signal,
When m is 0.5 or more and less than 1,
Integrating the luminance value of each pixel included in the image signal with the luminance value of each pixel within a predetermined range from the pixel position;
Dividing the integration result by the mth power of the pixel integration number;
A program for outputting a luminance value for each pixel after the division.
kを水平方向の画素番号、lを垂直方向の画素番号、hを前記所定範囲内の水平方向の画素番号、iを前記所定範囲内の垂直方向の画素番号、jを前記所定範囲の垂直方向及び水平方向の画素数、nを画素積分数、y(k、l)を水平方向の第k番目の画素及び垂直方向の第l番目の画素の画素積分後の輝度値、x(k、l)を水平方向の第k番目の画素、垂直方向の第l番目の画素の画素積分前の輝度値としたとき、
Figure 2010050607
で算出されるy(k、l)を出力させるための請求項13記載のプログラム。
k is a horizontal pixel number, l is a vertical pixel number, h is a horizontal pixel number in the predetermined range, i is a vertical pixel number in the predetermined range, and j is a vertical direction in the predetermined range. And the number of pixels in the horizontal direction, n is the number of integrated pixels, y (k, l) is the luminance value after pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction, x (k, l ) As the luminance value before pixel integration of the k-th pixel in the horizontal direction and the l-th pixel in the vertical direction,
Figure 2010050607
14. The program according to claim 13, for outputting y (k, l) calculated by the following.
mは0.5である請求項11から14のいずれか1項記載のプログラム。   The program according to claim 11, wherein m is 0.5.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04329073A (en) * 1991-04-30 1992-11-17 Sanyo Electric Co Ltd Noise removing circuit for television receiver
JPH05204456A (en) * 1992-01-30 1993-08-13 Fujitsu Ltd Picture tracking device
JPH0756462B2 (en) * 1985-08-27 1995-06-14 富士通株式会社 Infrared imaging device
JPH088652B2 (en) * 1986-06-03 1996-01-29 日本電気株式会社 Digital image processor
JPH0918793A (en) * 1995-06-26 1997-01-17 Nikon Corp Image pickup device
JP2001143652A (en) * 1999-11-15 2001-05-25 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JP2001263993A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Toshiba Corp Inducting device for performing signal processing for number of frame integrating times varying according to target relative distance
JP2001292376A (en) * 2000-01-31 2001-10-19 Olympus Optical Co Ltd Imaging apparatus
JP2001359038A (en) * 2000-06-09 2001-12-26 Olympus Optical Co Ltd Image pickup device
JP2007110445A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image processor and method
JP2007266787A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Fujitsu Ltd Imaging apparatus provided with process for making excessive-noise pixel usable

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0756462B2 (en) * 1985-08-27 1995-06-14 富士通株式会社 Infrared imaging device
JPH088652B2 (en) * 1986-06-03 1996-01-29 日本電気株式会社 Digital image processor
JPH04329073A (en) * 1991-04-30 1992-11-17 Sanyo Electric Co Ltd Noise removing circuit for television receiver
JPH05204456A (en) * 1992-01-30 1993-08-13 Fujitsu Ltd Picture tracking device
JPH0918793A (en) * 1995-06-26 1997-01-17 Nikon Corp Image pickup device
JP2001143652A (en) * 1999-11-15 2001-05-25 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JP2001292376A (en) * 2000-01-31 2001-10-19 Olympus Optical Co Ltd Imaging apparatus
JP2001263993A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Toshiba Corp Inducting device for performing signal processing for number of frame integrating times varying according to target relative distance
JP2001359038A (en) * 2000-06-09 2001-12-26 Olympus Optical Co Ltd Image pickup device
JP2007110445A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image processor and method
JP2007266787A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Fujitsu Ltd Imaging apparatus provided with process for making excessive-noise pixel usable

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