JP2011014061A

JP2011014061A - 画像処理方法

Info

Publication number: JP2011014061A
Application number: JP2009159558A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Morimoto; 博文森本
Original assignee: Nippon Ceramic Co Ltd
Current assignee: Nippon Ceramic Co Ltd
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: JP5313789B2

Abstract

【課題】画像の劣化を最小限におさえながら、ノイズや撮像素子の画素の欠陥で発生する異常画像データを除去し、且つ、背景ノイズの圧縮を行う。
【解決手段】元画像である２次元画像データに対し、水平方向、垂直方向の１×３メディアン処理を行い、水平方向メディアン処理データから垂直方向メディアン処理データの減算を行い、絶対値が等しいか、設定値以下であれば、水平メディアン処理データ、垂直メディアン処理データの平均値を目的とする画像処理データとし、設定値以上であれば、元データ、水平メディアン処理データ、垂直メディアン処理データのメディアン処理を行い、選択された中間データを目的とする画像処理データとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像に含まれるノイズを除去する方法に関し、画像の劣化を抑えながらノイズを除去することができる画像処理方法に関する。

従来の画像処理方法として、注目画素周辺のある領域内、例えば１×３画素、３×３画素のデータを小さい値から並べ中間画素の値を注目画素の値とするメディアン処理を利用し、ゴマ粒状のノイズを除去する画像処理方法が広く使用されている。

図５で示す特開２００７−５４５２７における１×３＝３個の領域の設定では、注目画素Ａ（１，１）＝１００に対し左右の画素Ａ（１，０）＝９、Ａ（１，２）＝１０との比較が行われ、中間値Ａ（１，２）＝１０が選択され、注目画素Ａ（１，１）＝１００が１０におきかえられる。このような処理によって注目画素Ａ（１，１）のデータ１００がとりのぞかれる。同様に、注目画素をＡ（２，１）＝１００に対しＡ（２，０）＝１０、Ａ（２，２）＝１１と比較され、中間値Ａ（２，０）＝１０が選択され、注目画素Ａ（２，１）＝１００は１０に置き換えられる。同様に注目画素Ａ（３，３）＝８０は１１に置き換えられる。次に元データからメディアン処理をしたデータの減算処理が行われ、設定値以上であれば元データがメディアン処理をしたデータに置き換えられ、以下であれば元データがそのまま採用される方法が考案されている。

特開２００７−５４５２７号

上記従来の技術であるメディアンフィルター処理はゴマ粒上のノイズを除去するために非常に効果のある方法である。しかし、図５のデータにおいてＡ（１，１）＝１００、Ａ（２，１）＝１００がノイズではなく必要なデータであった場合、メディアンフィルター処理だけでは、必要なデータが失われてしまう。また、考案の方法でノイズデータＡ（３，３）＝８０を取り除くために設定値を５０とすれば、この必要なデータをノイズと判断して他のデータと置き換えられてしまい必要なデータが失われてしまう問題がある。特に、低画素な画像データにおいては非常に貴重なデータが失われてしまうことになる。図５の例では説明を簡単にするため必要なデータを縦方向Ａ（１．１）、Ａ（２，１）２画素とした例を挙げたが、縦方方向１０画素のデータであっても同様の処理では失われてしまう問題がある。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、貴重なデータを失うことなく、ゴマ粒上のノイズ、又は、画素の欠陥によるノイズを除去し、且つ、背景データに載っている小さなノイズも圧縮することができる。

請求項１の発明に係わる画像処理方法は、２次元画像データＡ（ｍ，ｎ）に対し１×３画素の水平方向メディアン処理を行ったデータをＢ（ｍ，ｎ）、次に元データＡ（ｍ，ｎ）に対し１×３画素の垂直方向のメディアン処理を行ったデータをＣ（ｍ，ｎ）とした時、Ｂ（ｍ，ｎ）の各注目画素の値からＣ（ｍ，ｎ）の対応画素の値を引いたときの絶対値が設定値と等しいか、設定値以下であった場合、目的とする対応画素の画像処理データＤ（ｍ，ｎ）の値をＢ（ｍ，ｎ）、Ｃ（ｍ，ｎ）、対応画素の値の平均値とし、設定値以上であった場合、Ａ（ｍ，ｎ）、Ｂ（ｍ，ｎ）、Ｃ（ｍ，ｎ）３つのデータについてメディアン処理を行った結果のデータとすることによって、従来の方法であれば消されてしまう、横方向１画素×１列、または、縦方向１画素１列のような貴重なデータをノイズとして失うことなくゴマ粒上のノイズ、及び、画素の欠陥によるノイズを除去し、設定値以下のノイズの圧縮を行うことを特徴とする画像処理方法。

請求項１の発明によれば、必要な画素データと隣接しないで１画素異常な値を示すゴマ粒上のノイズについては、水平方向のメディアン処理後のデータＢ（ｍ，ｎ）、垂直方向のメディアン処理後のデータＣ（ｍ，ｎ）両データの中では隣のデータとおきかえられる。次に、水平方向１画素１列のデータであれば、水平方向のメディアン処理後のデータＢ（ｍ、ｎ）の中に残り、垂直方向１画素１列のデータであれば、垂直方向のメディアン処理のデータＣ（ｍ，ｎ）の中に残る。また、両データを比較することにより差が設定値より小さい場合は注目画素の周辺データであり、その差はノイズによる差であると判断でき、平均を取ることによりノイズを圧縮することができる。大きい場合、元データＡ（ｍ、ｎ）、Ｂ（ｍ，ｎ）、Ｃ（ｍ，ｎ）を比較し中間データを選択することによってノイズデータとして消去されることなく残すことができる。

本発明に係わる画像処理を説明するための元データＡ。水平方向３画素のメディアン処理を行ったデータＢ。垂直方向３画素のメディアン処理を行ったデータＣ。元画像Ａを本発明に係わる画像処理方法で処理した結果のデータＤ。従来の技術を説明する画像データ及び処理結果。

実施の形態１、以下、本発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１、図２、図３、図４は本発明の実施の形態に係わる画像処理方法の流れを順次説明した図である。元データＡに対し水平方向にメディアン処理をしたデータＢ、垂直方向にメディアン処理を行ったデータＣ、データの注目画素についてＢ−Ｃの減算処理を行った結果の絶対値が設定値と等しいか、低ければＢとＣの平均値を、大きければ、Ａ，Ｂ，Ｃデータの比較を行った結果中間値が選択され、画像処理データＤが得られる。

次に、本発明の画像処理方法の実施形態を説明する。図１は元データＡ（ｍ，ｎ）であるが説明を簡単にするためにｍ＝０から４、ｎ＝０から４の１６個のデータで説明する。元データＡは背景データ値１０に＋−１のノイズデータが乗っている場合とし、Ａ（１，１）＝１００、Ａ（２，１）＝１００は失ってはいけない必要なデータとし、Ａ（１，２）＝３００、Ａ（３，３）＝２００は取り除かれるべきノイズデータとする。背景データの中に１画素単独で存在するデータＡ（３，３）＝２００は、水平、垂直メディアン処理で完全に取り除くことができるが、特異な場合としてノイズデータＡ（１，２）＝３００が必要とするデータＡ（１，１）＝１００に隣接して存在する場合を想定している。

最初に図２で示すように処理１で元データＡに対し水平方向１×３画素のメディアン処理を随時行っていきデータＢを得る。例えば注目画素をＡ（０，１）＝１０とすれば、Ａ（０，０）＝１１、Ａ（０，２）＝９の３画素が比較され、中央値であるＡ（０，１）＝１０が注目画素のメディアン処理した値となる。水平メディアン処理では左右の端のデータは処理が行えないため元データで置き換える。順次水平方向メディアン処理を行った結果、ノイズデータＡ（１，２）＝３００は隣の必要データ１００に置き換えられ、必要データＡ（１，１）＝１００は維持されている、しかし、Ａ（２，１）＝１００は背景データ１１に置き換えられ失われている。ノイズデータＡ（３，３）＝８０は背景データ１１に置き換えられている。
次に図３で示すように、処理２で元データＡに対し、垂直方向１×３画素のメディアン処理を随時行っていきデータＣを得る。このとき垂直メディアン処理では上下の端のデータは処理が行えないため元データで置き換える。順次垂直方向メディアン処理を行った結果、ノイズデータＡ（１，２）＝３００は背景データ１１に置き換えられ、必要データＡ（１，１）＝１００、Ａ（２，１）＝１００は維持されている。
また、ノイズデータＡ（３，３）＝８０は背景データ１１に置き換えられている。

次に図４で示すように、処理３として、処理１で得られたデータＢの各画素の注目データから、処理２で得られたデーＣの各画素の対応データの減算処理を行ってその結果の絶対値が設定値と等しいか、低い場合ＢとＣの平均処理を行い、目的とする画像処理データＤの対応データを得る。絶対値が設定値以上であった場合、元データＡとＢ、Ｃデータについてメディアン処理を行い、中間値を画像処理データＤの注目データとする。
この説明では背景データに＋−１のノイズが乗っている設定であるため、設定値を２として処理３を行っている。処理３の結果、背景データのノイズは圧縮され、且つ、必要データＡ（１，１）＝１００、Ａ（２，１）＝１００は失われること無く維持され、ノイズデータＡ（１，２）＝３００は隣の必要データ１００に置き換えられ、ノイズデータＡ（３，３）＝８０はノイズを圧縮された背景データ１０．５に置き換えられている。Ａ（１，２）＝１００については、ノイズデータは取り除かれているが、本来置換されるべき背景データとなっていない。これは必要な画素とノイズ画素が隣接している特殊なケースでは避けることが出来ない。しかし、結果として、大きなノイズデータは取り除くことができ必要とするデータの１部を膨張処理したことになっている。
以上、本発明に係わる画像処理方法では必要なデータの損失を防ぎながら、画素の欠陥等によって発生するノイズを除去することができ、且つ、背景に乗っているノイズも圧縮することが出来、大幅な画質の改善を図ることが可能となる。

Claims

２次元画像データＡ（ｍ、ｎ）に対し１×３画素の水平方向メディアン処理を行ったデータをＢ（ｍ，ｎ）、次に元データＡ（ｍ，ｎ）に対し１×３画素の垂直方向のメディアン処理を行ったデータをＣ（ｍ，ｎ）とした時、Ｂ（ｍ，ｎ）の各注目画素の値からＣ（ｍ，ｎ）の対応画素の値を引いたときの絶対値が設定値か設定値以下であった場合、画像処理データＤ（ｍ，ｎ）の値をＢ（ｍ，ｎ）、Ｃ（ｍ，ｎ）、対応画素の値の平均値とし、設定値以上であった場合、Ａ（ｍ，ｎ）、Ｂ（ｍ，ｎ）、Ｃ（ｍ，ｎ）３つのデータをメディアン処理した結果をデータ処理データＤ（ｍ，ｎ）とすることを特徴とする画像処理方法。