JP2018174470A - Noise reduction device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力画像の雑音を除去する雑音除去装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a noise removal apparatus and program for removing noise from an input image.
従来、画像をウェーブレット変換して周波数分解係数を生成し、周波数分解係数のうち、雑音レベル以下の成分をコアリングするなどして雑音除去を行う手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。また、ウェーブレット縮退を用いた雑音除去では、空間高周波帯域成分はほぼ雑音成分となるため、雑音レベルを空間高周波帯域のパワー値の分散値などから求めている。 Conventionally, a method has been proposed in which a frequency decomposition coefficient is generated by wavelet transform of an image, and noise is removed by coring a component having a noise level or less among the frequency decomposition coefficient (for example, Non-Patent Document 1). reference). Further, in noise removal using wavelet degeneracy, the spatial high-frequency band component is almost a noise component, so the noise level is obtained from the dispersion value of the power value in the spatial high-frequency band.
近年のデジタルカメラや動画像カメラでは、撮像素子としてCMOSセンサが用いられている。CMOSセンサは、1画素ごとにアンプを有し、光電変換された電荷量を増幅する。そして、その信号対雑音比は暗い画素では明るい画素よりも低いため、アンプの増幅特性が線形ではないことより、雑音レベルは暗い画素では明るい画素よりも高い場合が多い。このため、雑音除去時の縮退量は、暗い画素では明るい画素よりも大きくすることが望ましい。しかしながら、従来は、雑音を除去する際に、このような雑音レベルの特性を考慮していなかった。 In recent digital cameras and video cameras, a CMOS sensor is used as an image sensor. The CMOS sensor has an amplifier for each pixel, and amplifies the photoelectrically converted charge amount. Since the signal-to-noise ratio is lower in the dark pixel than in the bright pixel, the noise level is often higher in the dark pixel than in the bright pixel because the amplification characteristics of the amplifier are not linear. For this reason, it is desirable that the amount of degeneration at the time of noise removal be larger for dark pixels than for bright pixels. However, conventionally, such noise level characteristics have not been taken into consideration when removing noise.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、撮像素子の画素ごとに組み込まれているアンプの特徴を考慮し、高精度に雑音を除去することが可能な雑音除去装置及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a noise removal device and a program capable of removing noise with high accuracy in consideration of the characteristics of an amplifier incorporated in each pixel of an image sensor. It is in.
上記課題を解決するため、本発明に係る雑音除去装置は、入力画像の雑音を除去する雑音除去装置であって、入力画像に対してウェーブレットパケット分解処理を行って周波数分解係数を生成するウェーブレットパケット分解部と、低周波数帯域内の前記周波数分解係数について、大きさ順にクラスタリングして複数のクラスタを生成し、前記クラスタごとの位相位置であるクラスタ位相位置を決定するクラスタリング部と、前記クラスタごとに、高周波数帯域内の前記周波数分解係数のうち、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から雑音レベルを算出する雑音レベル算出部と、前記クラスタごとに、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数について、前記雑音レベルを閾値として、前記雑音レベル以下の前記周波数分解係数を前記雑音レベルを超える前記周波数分解係数よりも強く縮退させた縮退係数を生成する縮退処理部と、前記縮退係数をウェーブレットパケット再構成して雑音除去画像を生成するウェーブレットパケット再構成部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a noise removal device according to the present invention is a noise removal device that removes noise from an input image, and performs wavelet packet decomposition processing on the input image to generate a frequency decomposition coefficient. For each of the clusters, a decomposing unit, a clustering unit that generates a plurality of clusters by clustering in order of magnitude for the frequency resolving coefficients in a low frequency band, and determines a cluster phase position that is a phase position for each cluster A noise level calculation unit that calculates a noise level from a value of a frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position among the frequency resolution coefficients in a high frequency band; and for each cluster, the same as the cluster phase position For the frequency resolution coefficient of the phase position, with the noise level as a threshold, A degeneration processing unit that generates a degeneration coefficient that is generated by degenerating the frequency decomposition coefficient more strongly than the frequency decomposition coefficient that exceeds the noise level, and a wavelet packet reconfiguration that reconstructs the degeneration coefficient as a wavelet packet and generates a noise-removed image. And a constituent part.
さらに、本発明に係る雑音除去装置において、前記クラスタリング部は、4分木分割された隣接する4つの周波数帯域ごとに、最低周波数帯域内の前記周波数分解係数について前記クラスタを生成し、前記雑音レベル算出部は、前記4つの周波数帯域ごとに、最高周波数帯域内の前記周波数分解係数のうち、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から前記雑音レベルを算出することを特徴とする。 Furthermore, in the noise removal device according to the present invention, the clustering unit generates the cluster for the frequency resolution coefficient in the lowest frequency band for each of the four adjacent frequency bands divided by the quadtree, and the noise level The calculation unit calculates the noise level from the value of the frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position among the frequency resolution coefficients in the highest frequency band for each of the four frequency bands. .
さらに、本発明に係る雑音除去装置において、前記縮退処理部は、同一の前記クラスタ内では、周波数帯域の低い周波数分解係数ほど、強く縮退させることを特徴とする。 Furthermore, in the noise removal apparatus according to the present invention, the degeneration processing unit degenerates the frequency decomposition coefficient having a lower frequency band more strongly in the same cluster.
さらに、本発明に係る雑音除去装置において、前記雑音レベル算出部は、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値の二乗平均平方根値又は平均値を前記雑音レベルとすることを特徴とする。 Furthermore, in the noise removal device according to the present invention, the noise level calculation unit uses the root mean square value or the average value of the frequency resolution coefficients at the same phase position as the cluster phase position as the noise level. To do.
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記雑音除去装置として機能させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a program according to the present invention causes a computer to function as the noise removal device.
本発明によれば、撮像素子の画素ごとに組み込まれているアンプの特徴を考慮し、位相位置ごと及びパワーレベルごとに雑音除去量(縮退率)を制御でき、画像の雑音除去を高精度に行うことが可能となる。 According to the present invention, the noise removal amount (degeneration rate) can be controlled for each phase position and each power level in consideration of the characteristics of the amplifier incorporated in each pixel of the image sensor, and the noise removal of the image can be performed with high accuracy. Can be done.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る雑音除去装置について、以下に説明する。図1に、本発明の第1の実施形態に係る雑音除去装置の構成例を示す。図1に示す雑音除去装置1は、ウェーブレットパケット分解部11と、クラスタリング部12と、雑音レベル算出部13と、縮退処理部14と、ウェーブレットパケット再構成部15とを備える。
(First embodiment)
The noise removal apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration example of a noise removal apparatus according to the first embodiment of the present invention. The noise removal apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a wavelet
雑音除去装置1は、撮像素子から入力される画像(入力画像)の雑音を除去し、雑音除去画像を外部に出力する装置である。 The noise removal device 1 is a device that removes noise from an image (input image) input from an image sensor and outputs the noise-removed image to the outside.
ウェーブレットパケット分解部11は、入力画像に対して低周波帯域側及び高周波帯域側にオクターブ分解するウェーブレットパケット分解処理を行って周波数分解係数(周波数分解成分)を生成し、クラスタリング部12及び縮退処理部14に出力する。なお、ウェーブレットパケット分解における各階の周波数分解係数間には、パーセバルの等式が成り立つものとする。
The wavelet
図2は、ウェーブレットパケット分解部11により入力画像を2階ウェーブレットパケット分解した際の周波数分解の様子を示す図である。解像度が水平8K・垂直4Kの入力画像を2階ウェーブレットパケット分解した場合、図2に示すように、入力画像の周波数帯域は16分割され、ウェーブレットパケット分解部11は、各周波数帯域内の周波数分解係数を出力する。以下の説明では、画像の空間周波数を、周波数に対応する解像度で表すこととする。また、以下の説明において、「位相位置」とは、分割された各周波数帯域内における周波数分解係数の座標位置(x,y)をいう。すなわち、図2の例では、0≦x<2Kであり、0≦y<1Kであり、同じ位相位置の周波数分解係数が16個存在することになる。
FIG. 2 is a diagram illustrating how frequency decomposition is performed when an input image is subjected to second-order wavelet packet decomposition by the wavelet
クラスタリング部12は、入力画像の輝度に応じた雑音制御を可能とするために、低周波数帯域内の周波数分解係数について、大きさ順にクラスタリングして複数のクラスタを生成する。以下、本実施形態では、クラスタ数を4とし、クラスタC1,C2,C3,C4を生成するものとする。クラスタ数が多いほど入力画像の輝度レベルに応じて精細な制御が可能となるが、実験ではクラスタ数が3〜5程度でも、撮像素子のアンプの特性を考慮した雑音除去が十分可能であることが分かっている。
The
例えば、12ビット深度の入力画像を4つのクラスタにクラスタリングする場合、クラスタリング部12は、SDI(Serial Digital Interface)信号の有効レベル4064階調(0〜15及び4080〜4095階調は使用不可)を4等分して、クラスタC1を16〜1031階調、クラスタC2を1032〜2047階調、クラスタC3を2048〜3063階調、クラスタC4を3064〜4079階調の要素とする。または、0%−blackである256階調から100%−whiteである3760階調間を4等分して、16〜255階調はクラスタC1に、3761〜4079階調はクラスタC4に割り当ててもよい。その他、k−means法などを使用してクラスタリングを行ってもよい。このクラスタリング処理により、低周波数帯域内の各周波数分解係数は、クラスタC1〜C4のいずれかに分類されることになる。
For example, when a 12-bit depth input image is clustered into four clusters, the
そして、クラスタリング部12は、低周波数帯域内の周波数分解係数について、クラスタごとの位相位置(クラスタ位相位置)を決定し、雑音レベル算出部13に出力する。
Then, the
雑音レベル算出部13は、クラスタごとに、高周波数帯域内の周波数分解係数のうち、クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から雑音レベルを算出し、縮退処理部14に出力する。雑音レベルは、該周波数分解係数の値の二乗平均平方根(RMS)値、又は平均値などとする。高周波数帯域は周波数分解係数値が小さい(信号レベルが小さい)ため、雑音の割合が高く、雑音レベルの推定に有用である。
The noise
図3は、クラスタリング処理を行う周波数帯域と雑音レベル算出処理を行う周波数帯域の第1の例を示す図である。図3に示す例では、クラスタリング部12は、斜線で示す最低周波数帯域LLLL内の周波数分解係数についてクラスタC1〜C4にクラスタリングし、クラスタC1に属する周波数分解係数の位相位置(クラスタC1位相位置)、クラスタC2に属する周波数分解係数の位相位置(クラスタC2位相位置)、クラスタC3に属する周波数分解係数の位相位置(クラスタC3位相位置)、及びクラスタC4に属する周波数分解係数の位相位置(クラスタC4位相位置)を決定する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of a frequency band for performing clustering processing and a frequency band for performing noise level calculation processing. In the example illustrated in FIG. 3, the
そして、雑音レベル算出部13は、縦線で示す最高周波数帯域HHHH内の周波数分解係数のうち、クラスタC1位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から雑音レベルN1を算出する。同様にして、クラスタC2位相位置、クラスタC3位相位置、及びクラスタC4位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から、それぞれ雑音レベルN2,N3,及びN4を算出する。また、雑音レベル算出部13は、クラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)と同じ位相位置の周波数分解係数値の最大値を、それぞれ最大雑音レベルNn_maxとして設定してもよい。なお、nはクラスタを区別するための記号であり、本実施形態ではn=1〜4である。
Then, the noise
図4は、クラスタリング処理を行う周波数帯域と雑音レベル算出処理を行う周波数帯域の第2の例を示す図である。クラスタリング部12は、図4に示すように、4分木分割された隣接する4つの周波数帯域(以下、「4分木分割周波数帯域群」という。)ごとに、最低周波数帯域内の周波数分解係数についてクラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)を決定してもよい。ここで、4分木分割周波数帯域群とは、図4で示す太枠で囲まれた4つの周波数帯域を意味する。すなわち、第1の4分木分割周波数帯域群は周波数帯域LLLL,LLLH,LLHL,LLHHからなり、第2の4分木分割周波数帯域群は周波数帯域LHLL,LHLH,LHHL,LHHHからなり、第3の4分木分割周波数帯域群は周波数帯域HLLL,HLLH,HLHL,HLHHからなり、第4の4分木分割周波数帯域群は周波数帯域HHLL,HHLH,HHHL,HHHHからなる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a second example of a frequency band for performing clustering processing and a frequency band for performing noise level calculation processing. As shown in FIG. 4, the
図4に示す例では、クラスタリング部12は、斜線で示す各4分木分割周波数帯域群内の最低周波数帯域LLLL,LHLL,HLLL,及びHHLL内の周波数分解係数について、クラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)を決定する。
In the example illustrated in FIG. 4, the
雑音レベル算出部13は、第1の4分木分割周波数帯域群について、図4に縦線で示す最高周波数帯域LLHH内の周波数分解係数のうち、斜線で示す最低周波数帯域LLLLのクラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)と同じ位相位置の周波数分解係数の値から、それぞれ雑音レベルNnを算出する。また、第2の4分木分割周波数帯域群について、図4に縦線で示す最高周波数帯域LHHH内の周波数分解係数のうち、斜線で示す最低周波数帯域LHLLのクラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)と同じ位相位置の周波数分解係数の値から、それぞれ雑音レベルNnを算出する。また、第3の4分木分割周波数帯域群について、図4に縦線で示す最高周波数帯域HLHH内の周波数分解係数のうち、斜線で示す最低周波数帯域HLLLのクラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)と同じ位相位置の周波数分解係数の値から、それぞれ雑音レベルNnを算出する。また、第4の4分木分割周波数帯域群について、図4に縦線で示す最高周波数帯域HHHH内の周波数分解係数のうち、斜線で示す最低周波数帯域HHLLのクラスタごとの位相位置(クラスタCn位相位置)と同じ位相位置の周波数分解係数の値から、それぞれ雑音レベルNnを算出する。
For the first quadtree division frequency band group, the noise
縮退処理部14は、雑音レベル算出部13により算出された雑音レベルNnを閾値として、雑音レベルNn以下の周波数分解係数を、雑音レベルNnを超える周波数分解係数よりも強く縮退させた縮退係数を生成し、ウェーブレットパケット再構成部15に出力する。
The
縮退処理部14は、図3に示した例では、全ての周波数帯域について、クラスタCn位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数を、雑音レベルNnを閾値として縮退させる。また、図4に示した例では、4分木分割周波数帯域群ごとに、クラスタCn位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数を、雑音レベルNnを閾値として縮退させる。
In the example illustrated in FIG. 3, the
縮退処理部14は、周波数分解係数の入力値に対する出力値を表す縮退関数を用いて縮退処理を行うようにしてもよい。図5に、縮退関数の例を示す。図5(a)の縮退関数を用いた場合、絶対値が雑音レベルNn以下の周波数分解係数は0に縮退され、絶対値が雑音レベルNnを超える周波数分解係数は縮退しないでそのまま出力される。
The
また、縮退処理部14が、雑音レベル算出部13から雑音レベルNnに加えて最大雑音レベルNn_maxを入力した場合の処理について説明する。この場合、縮退処理部14は、周波数分解係数のうち、絶対値が雑音レベルNn以下である第1の周波数分解係数、及び絶対値が雑音レベルNnを超えて最大雑音レベルNn_max以下の第2の周波数分解係数について、該絶対値が小さくなるように縮退処理し、第1の周波数分解係数の絶対値の縮退率を第2の周波数分解係数の絶対値の縮退率よりも大きくする。
In addition, processing when the
図5(b)の縮退関数を用いた場合、絶対値がNn以下の周波数分解係数の絶対値は0に変換され、絶対値が雑音レベルNnを超えて最大雑音レベルNn_max以下の周波数分解係数の絶対値は0よりも大きく元の値よりも小さな値に変換される。 When using degenerate function of FIG. 5 (b), the absolute value the absolute value of the following frequency decomposition coefficients N n are converted to 0, the maximum noise level N n _max following absolute value exceeds the noise level N n The absolute value of the frequency resolution coefficient is converted to a value larger than 0 and smaller than the original value.
ウェーブレットパケット再構成部15は、縮退処理部14により生成された縮退係数に対してウェーブレットパケット再構成処理を行って雑音除去画像を生成し、外部に出力する。ウェーブレットパケット分解部11において階数がk階のウェーブレットパケット分解処理が行われていた場合には、ウェーブレットパケット再構成部15は、階数がk階のウェーブレットパケット再構成処理を行う。
The wavelet
なお、上述した雑音除去装置1として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、雑音除去装置1の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。 Note that a computer can be suitably used to function as the noise removal device 1 described above, and such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the noise removal device 1. This program can be realized by reading out and executing this program by the CPU of the computer.
このように、第1の実施形態では、入力画像に対してウェーブレットパケット分解処理を行って周波数分解係数を生成し、低周波数帯域内の周波数分解係数について、大きさ順にクラスタリングして複数のクラスタを生成し、クラスタ位相位置を決定する。そして、クラスタごとに、高周波数帯域内の周波数分解係数のうち、クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から雑音レベルNnを算出し、クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数について、雑音レベルNn以下の周波数分解係数を雑音レベルNnを超える周波数分解係数よりも強く縮退させた縮退係数を生成する。最後に、縮退係数をウェーブレットパケット再構成して雑音除去画像を生成する。かかる構成により、本発明によれば、CMOSセンサの画素ごとに組み込まれているアンプの特徴を考慮し、位相位置ごと及びパワーレベルごとに雑音除去量(縮退率)の制御が可能となるため、入力画像の雑音を高精度に除去することができるようになる。 As described above, in the first embodiment, wavelet packet decomposition processing is performed on the input image to generate frequency decomposition coefficients, and a plurality of clusters are obtained by clustering the frequency decomposition coefficients in the low frequency band in order of magnitude. Generate and determine the cluster phase position. Then, for each cluster, a noise level N n is calculated from the value of the frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position among the frequency resolution coefficients in the high frequency band, and the frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position Is generated by degenerating a frequency decomposition coefficient equal to or lower than the noise level N n more strongly than a frequency decomposition coefficient exceeding the noise level N n . Finally, the degenerate coefficient is reconstructed as a wavelet packet to generate a noise-removed image. With this configuration, according to the present invention, it is possible to control the amount of noise removal (degeneration rate) for each phase position and for each power level in consideration of the characteristics of the amplifier incorporated in each pixel of the CMOS sensor. Noise in the input image can be removed with high accuracy.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る雑音除去装置について説明する。カメラ系で重畳される雑音として、熱雑音及びショット雑音がある。熱雑音は、白色ガウス性を有し、雑音レベルは全周波数帯域においてほぼ一定である。一方、ショット雑音は、空間低周波帯域において支配的となり、雑音レベルは周波数fに逆比例する(1/fとなる)。このため、熱雑音及びショット雑音による雑音レベルは、ある程度の有色性を有し、低周波数帯域では高く、ある一定値以上の高周波数帯域ではほぼ一定となる。そこで、第2の実施形態では、低い周波数帯域ほど雑音除去時の縮退を強くする。
(Second Embodiment)
Next, a noise removal apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. As noise superimposed on the camera system, there are thermal noise and shot noise. Thermal noise has white Gaussian characteristics, and the noise level is almost constant over the entire frequency band. On the other hand, shot noise becomes dominant in the spatial low frequency band, and the noise level is inversely proportional to the frequency f (becomes 1 / f). For this reason, the noise level due to thermal noise and shot noise has a certain degree of color, is high in the low frequency band, and is almost constant in the high frequency band above a certain value. Therefore, in the second embodiment, the lower the frequency band, the stronger the degeneration during noise removal.
図6は、第2の実施形態に係る雑音除去装置の構成例を示すブロック図である。図6に示す雑音除去装置2は、ウェーブレットパケット分解部11と、クラスタリング部12と、雑音レベル算出部13と、縮退処理部14と、ウェーブレットパケット再構成部15と、雑音レベル補正部16とを備える。第2の実施形態の雑音除去装置2は第1の実施形態の雑音除去装置1と比較して、雑音レベル補正部16を更に備える点が相違する。その他の構成については第1の実施形態と同一であるため、同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a noise removal device according to the second embodiment. The noise removal apparatus 2 shown in FIG. 6 includes a wavelet
雑音レベル算出部13は、第1の実施形態とは、出力先が異なるだけであり、算出した雑音レベルNnを雑音レベル補正部16に出力する。
The noise
雑音レベル補正部16は、雑音レベル算出部13により算出された雑音レベルNnに対して、低い周波数帯域ほど大きな係数を乗じて補正し、補正された雑音レベルNn’を縮退処理部14に出力する。縮退処理部14にて最大雑音レベルNn_maxを使用する場合には、同様に最大雑音レベルNn_maxに対しても、低い周波数帯域ほど大きな係数を乗じて補正し、補正された最大雑音レベルNn’_maxを縮退処理部14に出力する。
The noise
図7は、雑音レベルNn(及び最大雑音レベルNn_max)を補正する場合の処理について説明する図である。例えば、図7に斜線で示す周波数帯域(LLLL)では係数α=1.5とし、縦線で示す周波数帯域群(LLLH,LLHL,LLHH)では係数α=1.3とし、横線で示す周波数帯域群(LHLL,HLLL,LHHL,HLLH,HHLL)では係数α=1.1とし、ドットで示す残りの周波数帯域群(LHLH,HLHL,LHHH,HLHH,HHLH,HHHL,HHHH)では係数α=1とする。 FIG. 7 is a diagram for describing processing in the case of correcting the noise level N n (and the maximum noise level N n — max). For example, in the frequency band (LLLL) indicated by diagonal lines in FIG. 7, the coefficient α = 1.5, in the frequency band group indicated by vertical lines (LLLLH, LLHL, LLHH), the coefficient α = 1.3, and the frequency band indicated by the horizontal line In the group (LHLL, HLLL, LHHL, HLLH, HHLL), the coefficient α = 1.1, and in the remaining frequency band groups (LHLH, HLHL, LHHH, HLHH, HHLH, HHHL, HHHH) indicated by dots, the coefficient α = 1. To do.
縮退処理部14の縮退処理は第1の実施形態と同様であり、雑音レベル補正部16により補正された雑音レベルNn’(及び最大雑音レベルNn’_max)を閾値として、例えば縮退関数を用いて周波数分解係数を縮退させる。ただし、第1の実施形態では雑音レベルNn及び最大雑音レベルNn_maxの値は同一クラスタ内の周波数帯域間で同一の値であったが、本実施形態では、雑音レベルNn’及び最大雑音レベルNn’_maxの値は同一クラスタ内では周波数帯域が低いほど大きな値となる。したがって、本実施形態の縮退処理部14は、同一のクラスタ内では、周波数帯域の低い周波数分解係数ほど、強く縮退させることとなる。
The degeneration processing of the
なお、上述した雑音除去装置2として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、雑音除去装置2の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。 Note that a computer can be suitably used to function as the noise removal device 2 described above, and such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the noise removal device 2. This program can be realized by reading out and executing this program by the CPU of the computer.
このように、第2の実施形態では、同一のクラスタ内では、周波数帯域の低い周波数分解係数ほど、強く縮退させる。したがって、本発明により、CMOSセンサの画素ごとに組み込まれているアンプの特徴に加えて、熱雑音やショット雑音の特徴を考慮し、更に高精度に雑音を除去することができるようになる。 As described above, in the second embodiment, the frequency decomposition coefficient having a lower frequency band is degenerated more strongly in the same cluster. Therefore, according to the present invention, in addition to the characteristics of the amplifier incorporated in each pixel of the CMOS sensor, the characteristics of thermal noise and shot noise can be considered, and noise can be removed with higher accuracy.
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, it is possible to combine a plurality of constituent blocks described in the configuration diagram of the embodiment into one, or to divide one constituent block.
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROMなどの記録媒体であってもよい。 The program according to the present invention may be recorded on a computer readable medium. If a computer-readable medium is used, it can be installed on a computer. Here, the computer-readable medium on which the program is recorded may be a non-transitory recording medium. The non-transitory recording medium is not particularly limited, but may be a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.
1,2 雑音除去装置
11 ウェーブレットパケット分解部
12 クラスタリング部
13 雑音レベル算出部
14 縮退処理部
15 ウェーブレットパケット再構成部
16 雑音レベル補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2
Claims (5)
入力画像に対してウェーブレットパケット分解処理を行って周波数分解係数を生成するウェーブレットパケット分解部と、
低周波数帯域内の前記周波数分解係数について、大きさ順にクラスタリングして複数のクラスタを生成し、前記クラスタごとの位相位置であるクラスタ位相位置を決定するクラスタリング部と、
前記クラスタごとに、高周波数帯域内の前記周波数分解係数のうち、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から雑音レベルを算出する雑音レベル算出部と、
前記クラスタごとに、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数について、前記雑音レベルを閾値として、前記雑音レベル以下の前記周波数分解係数を前記雑音レベルを超える前記周波数分解係数よりも強く縮退させた縮退係数を生成する縮退処理部と、
前記縮退係数をウェーブレットパケット再構成して雑音除去画像を生成するウェーブレットパケット再構成部と、
を備えることを特徴とする雑音除去装置。 A noise removal device for removing noise from an input image,
A wavelet packet decomposition unit that generates a frequency decomposition coefficient by performing wavelet packet decomposition processing on an input image;
A clustering unit that generates a plurality of clusters by clustering in order of magnitude for the frequency resolution coefficient in a low frequency band, and determines a cluster phase position that is a phase position for each cluster;
A noise level calculation unit that calculates a noise level from a value of a frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position among the frequency resolution coefficients in a high frequency band for each cluster;
For each of the clusters, with respect to the frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position, the frequency resolution coefficient equal to or lower than the noise level is degenerated more strongly than the frequency resolution coefficient exceeding the noise level with the noise level as a threshold. A degeneration processing unit that generates a degeneration coefficient;
A wavelet packet reconstruction unit that reconstructs the degeneration coefficient into a wavelet packet to generate a noise-removed image;
A noise removal apparatus comprising:
前記雑音レベル算出部は、前記4つの周波数帯域ごとに、最高周波数帯域内の前記周波数分解係数のうち、前記クラスタ位相位置と同じ位相位置の周波数分解係数の値から前記雑音レベルを算出することを特徴とする、請求項1に記載の雑音除去装置。 The clustering unit generates the cluster for the frequency decomposition coefficient in the lowest frequency band for every four adjacent frequency bands that are divided into quadtrees,
The noise level calculation unit calculates the noise level from the value of the frequency resolution coefficient at the same phase position as the cluster phase position among the frequency resolution coefficients in the highest frequency band for each of the four frequency bands. The noise removal device according to claim 1, wherein
The program for functioning a computer as a noise removal apparatus as described in any one of Claim 1 to 4.
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