JP2014165874A - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着目画素に対する複数の参照画素の画素値の重み付き平均値と、着目画素の画素値と、着目画素の真の画素値と、の間に成り立っている相関関係に基づいて着目画素に対する新たな値を導出する。
【選択図】図4
Description
本実施形態における画像処理装置の構成について、図1を参照して説明する。
画像処理におけるノイズ低減処理は、一般に、ノイズを低減しようと着目している着目画素近傍に複数の参照画素を設定し、それぞれの参照画素の画素値と着目画素の画素値とを用いて平均値を計算する。そして、計算した平均値をノイズ低減後の着目画素の画素値とするものである。最も単純なノイズ低減処理は平滑化フィルタを掛ける処理である。例えば図2に示すように、着目画素を中心とした5×5サイズの領域にある全ての画素を参照画素群とし、それら参照画素群の画素値の平均値を計算し、着目画素の画素値とする。ただしこのような平滑化フィルタを掛ける処理では、エッジや細かなテクスチャがぼけて失われる。
次に、このようなエッジ保存型のノイズ低減技術である重み付き平均処理によって生じる残留ノイズについて、図4を用いて説明する。残留ノイズとは、重み付き平均処理を用いたノイズ低減処理を行う場合に、参照画素の数を増やしても低減されない(すなわち、残留する)特殊なノイズのことである。
次に、本実施形態の残留ノイズ低減処理の原理について説明を行う。先述したとおり、残留ノイズとはノイズ低減処理後の着目画素の期待値Ii,new,expと真の画素値Ii,trueとのずれである。そこで、以下では、ノイズ低減処理後の着目画素の期待値Ii,new,expと真の画素値Ii,trueとのずれを縮めることによって残留ノイズを低減するための原理について説明する。
これを形式的に表現すると、以下の様な関数hで表す事ができる。
次に、具体的な残留ノイズ低減処理を行う画像処理装置およびその方法について、図6のブロック図と図7のフローチャートを用いて説明する。ここでは、前述のnon-local means法のように、着目画素と参照画素との類似度について、着目領域における各画素と参照領域における各画素との差分に基づいて類似度を算出する方法を例とする。
第2実施形態における画像処理装置の構成は第1実施形態の図1と同様であるため説明を省略し、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
第3実施形態では、画素値がほぼ一定である領域に対してのみ残留ノイズ低減を行う処理について説明する。第3実施形態における画像処理装置の構成は第1実施形態の図1と同様であるため説明を省略する。
第3実施形態では、画素値がほぼ一定である領域に対してのみ残留ノイズ低減を行う処理について説明した。第4実施形態では、着目画素周辺のテクスチャを詳しく識別した情報が得られた場合に、それに応じて補正処理を切り替える例を示す。具体的には着目画素が(1)エッジ部、(2)画素値一定領域、(3)その他の領域と3つのカテゴリに分類される場合に、エッジ部か否かで補正に用いるテーブルを変更する例を示す。
本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)がコンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施形態の機能を実現する。
Claims (14)
- 着目画素に対する複数の参照画素の画素値の重み付き平均値と、前記着目画素の画素値と、前記着目画素の真の画素値と、の間に成り立っている相関関係に基づいて前記着目画素に対する新たな値を導出する導出手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
- 前記重み付き平均値は、着目画素の画素値に応じた重みによる重み付き平均によって得られることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記導出手段は、さらに前記着目画素が有するノイズの特性に基づいて前記新たな画素値を導出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。
- 前記ノイズの特性は前記ノイズの標準偏差であることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記相関関係は、前記重み付き平均値を算出するためのノイズ低減パラメータと、画素値分布モデルパラメータとに応じて特定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記導出手段は、前記相関関係に基づいて予め作成されたテーブルを参照する事によって前記新しい値を導出する事を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記導出手段は、前記着目画素の画素値と前記重み付き平均値との前記重み付き平均値側の外分点を前記新たな値として導出することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 画素値が一定の領域に前記着目画素が属するかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって画素値が一定の領域に前記着目画素が属すると判定された場合、前記導出手段によって導出された前記新しい値を前記着目画素の値として出力し、
前記判定手段によって画素値が一定の領域に前記着目画素が属すると判定されない場合、前記重み付き平均値の値を前記着目画素の値として出力する出力手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 着目画素の周辺のテクスチャを識別するテクスチャ判定情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記導出手段は、前記取得手段で取得したテクスチャ判定情報に基づいて前記新しい値を導出するかを決定することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記取得手段で取得したテクスチャ判定情報に基づいて、前記着目画素の値を、前記新しい値として出力するか、前記重み付き平均値の値として出力するかを判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
- 画像データにおいて画素ごとにノイズを低減する画像処理装置であって、
前記画像データにおける着目画素と該着目画素近傍の参照画素との類似度に基づいて前記参照画素に対する重みを決定する決定手段と、
前記重みに基づいて、前記参照画素の画素値を重み付き平均により前記着目画素に対応する重み付き平均値を算出する算出手段と、
前記着目画素の画素値と前記重み付き平均値との相関関係に基づいて、前記着目画素の出力値を導出する導出手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 着目画素に対する複数の参照画素の画素値の重み付き平均値と、前記着目画素の画素値と、前記着目画素の真の画素値と、の間に成り立っている相関関係に基づいて前記着目画素に対する新たな値を導出する導出ステップを備えることを特徴とする画像処理方法。
- 画像データにおいて画素ごとにノイズを低減する画像処理方法であって、
前記画像データにおける着目画素と該着目画素近傍の参照画素との類似度に基づいて前記参照画素に対する重みを決定する決定ステップと、
前記重みに基づいて、前記参照画素の画素値を重み付き平均により前記着目画素に対応する重み付き平均値を算出する算出ステップと、
前記着目画素の画素値と前記重み付き平均値との相関関係に基づいて、前記着目画素の出力値を導出する導出ステップとを有することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1から11のいずれか一項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
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