JP2636486B2 - 画像信号の処理装置 - Google Patents

画像信号の処理装置

Info

Publication number
JP2636486B2
JP2636486B2 JP2254413A JP25441390A JP2636486B2 JP 2636486 B2 JP2636486 B2 JP 2636486B2 JP 2254413 A JP2254413 A JP 2254413A JP 25441390 A JP25441390 A JP 25441390A JP 2636486 B2 JP2636486 B2 JP 2636486B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplitude
fourier transform
edge
image
image signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2254413A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04132460A (ja
Inventor
健治 岡島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP2254413A priority Critical patent/JP2636486B2/ja
Publication of JPH04132460A publication Critical patent/JPH04132460A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2636486B2 publication Critical patent/JP2636486B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像信号の処理装置に関し、特にエッジを強
調する画像信号の処理装置に関する。
〔従来の技術〕
画像中の明暗度が急激に変化する部分であるエッジを
検出することは画像認識システムの最初のステップとし
て重要な役割を担っている。
エッジ検出のアルゴリズムとしては多くの方法が知ら
れている。波形の信号に1次微分操作を施すことによっ
て明暗度の急激な変化が捉えられることはよく知られて
いるが、微分操作は一種の高周波通過フィルターと見な
すことができるから、この方法ではエッジ以外にも高周
波のノイズも検出されてしまう。これを避けるために、
通常は、微分操作の後にしきい値処理を行うことにより
ノイズ成分を落とすことが試みられているが、入力像に
たよらない適当なしきい値を決定することが難しいとい
う欠点があった。また2次微分操作、あるいはラプラシ
アン演算子を画像信号に施して、その出力におけるゼロ
点を検出することによってエッジを検出する方法もよく
知られているが、これらの演算もやはり一種の高周波フ
ィルターと見なせるので高周波のノイズに対して弱いと
いう欠点がある。
このような欠点を回避するため従来の画像信号の処理
装置は、緩和法を採用し、「真のエッジでは、その方向
は通常なめらかに変化するが、ノイズにより誤って検出
されてしまったエッジの方向は系統的には変化しない」
という性質を利用している。この緩和法では、例えば、
ある点で特定の方向のエッジが高い確率で検出されたと
きには、その方向に沿った両隣の点においても、それに
近い方向のエッジが存在する確率を高めるような正の相
互作用を働かせ、逆にノイズによって誤って検出された
エッジは通常孤立しているので、隣接点からこのような
正の相互作用を受けることはないが、その場合にはエッ
ジの存在確率を減少させる。
従来の画像信号の処理装置は、このような相互作用の
もとでエッジの存在確率の再計算を繰り返していくこと
によってノイズを減衰していき真のエッジを強調してい
る。
参考文献:ローゼンフェルト(A.Rosenfeld)、カッ
ク(A.C.Kak)著、長尾真監訳、ディジタル画像処理、
近代科学社、1976。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の画像信号の処理装置は、緩和法を採用
して入力像の画素数と同じだけの各点でエッジの存在確
率を計算するので、計算量が膨大になるという欠点があ
る。また、この欠点に関連して計算量を抑えるために、
相互作用としては近距離のものしか実際には導入でき
ず、より広域的な情報を用いてノイズ耐性を高めるため
の遠距離の相互作用を導入しにくいという欠点がある。
本発明の目的は、このような従来の欠点を改善し、画
像の各点においてエッジの存在確率を計算することな
く、またより広域的な画像の情報を用いてノイズに対し
て強いエッジ検出ができる画像信号の処理装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の画像信号の処理装置は、入力画像信号を複数
の画素を含む小領域に重複を許して分割し、前記各小領
域ごとに強調すべき画像信号に含まれる明暗度の急激な
変化部分であるエッジの緩やかさの程度にもとづいてあ
らかじめ設定された臨界空間周波数を越える成分のみを
対象としてフーリエ変換を施してフーリエ変換の振幅を
算出する振幅算出手段と、この振幅算出手段で算出され
た振幅のうち方向に依存しない雑音成分を除去する雑音
除去手段と、前記小領域間で方向がなめらかに変化する
エッジ成分を強調するように前記振幅の値を近傍の小領
域における前記フーリエ変換の振幅の値を用いて修正し
た上でフーリエ逆変換を施してエッジを抽出したうえ、
前記フーリエ変換および前記フーリエ逆変換による前記
振幅の値の変化を補正するしきい値処理を施して前記エ
ッジを強調した画像を生成する振幅値補正画像生成手段
とを有している。
〔作用〕
本発明では、入力画像信号は、ディジタル化されてい
くつかの小領域に分割され、各小領域ごとに、あらかじ
め定めておいた臨界空間周波数Kc以上の成分のみを対象
としてフーリエ変換及びその振幅が計算される。臨界空
間周波数Kcは、エッジ部分をどれほど細かく抽出するか
の程度に応じてあらかじめ設定される。像のエッジの部
分は高周波の空間周波数成分を持つのに対して、あらか
じめ設定される。像のエッジの部分は高周波の空間周波
数成分を持つのに対して、明暗度が一定の領域では高周
波成分を持たないから、こうして計算されたフーリエ変
換の振幅はエッジ等の明暗度が急激に変化している領域
でのみゼロでない値をとる。しかしながら以上の操作は
高周波通過フィルターと見なせるから、エッジ部分以外
でも高周波数ノイズが存在する部分ではゼロでない値が
得られてしまう。
そこで次に、真のエッジは方向性を持つのに対してノ
イズは通常等方的であることを利用してノイズ成分を減
衰させる。即ち、真のエッジは方向性を持つのでフーリ
エ変換の振幅は特定の方位に対してのみ大きい値を持つ
のに対し、等方的なノイズ成分はあらゆる方位に対して
同程度の出力を出す(第2図(a),(b)参照)。こ
の性質を利用して、フーリエ変換の振幅のうち方位角に
依存しない成分を減衰させることによりノイズ成分を減
衰させることができる。S/N比が良い画像の場合にはこ
こまでの操作によりエッジの強調が可能であるが、S/N
比の悪い画像の場合にはさらにより広域的な画像の情報
を用いての処理を加えることが効果的である。
そこで、次に近傍の小領域でのフーリエ変換の振幅の
値を用いて、この振幅の値の修正を行う。真のエッジの
方向はエッジに沿って一般になめらかに変化するのに対
して、ノイズにより誤って検出されたエッジの方向は系
統的な変化をしない(第3図参照)、ある小領域で特定
の方向のフーリエ変換の振幅が大きい値をとった場合に
は、その方向に沿った近傍の領域でそれに近い方向のフ
ーリエ変換の振幅成分を増加させるように修正を加え
る。逆にノイズにより誤って検出されたエッジは通常孤
立しているので、隣接領域からこのような修正を受ける
ことはないが、このような隣接領域からの支持を得られ
ないような場合には振幅の値を減少させる。このような
修正規則のもとでフーリエ変換の振幅の値の再計算を繰
り返していくことによってノイズは減衰していき真のエ
ッジが強調されていく。これにフーリエ逆変換を施し、
しきい値処理をすることによってノイズが減衰されエッ
ジ部分が強調された像を得ることができる。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して本発明を説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図において、本実施例は、テレビカメラもしくは
イメージスキャナーを利用する撮像部1と、入力画像信
号をディジタル化するA/D変換部2と、ディジタル画像
データを格納する画像メモリ3と、画像メモリ3から読
出したディジタル画像データを小領域ごとに分割し、そ
れぞれに対してフーリエ変換を施し、フーリエ変換の振
幅を求めるフーリエ変換計算部4と、フーリエ変換計算
部4の出力に対しエッジを強調する方向性強調部5と、
方向性強調部5の出力に対しより広域的な画情報を用い
てエッジをさらに強調する相互作用部6と、相互作用部
の出力を利用して画像の生成を行う画像復元部7とを備
えて構成している。
次に、本実施例の動作について説明する。
撮像部1から入力された画像情報はA/D変換部2で画
素ごとに明暗度I(X,Y)が数値化されて、画像メモリ
3に収納される。本実施例では画像メモリ3に収納され
た画像情報に対してフーリエ変換計算部4で以下のよう
な処理を行う。
いま、入力画像の画素数をN×Nとする。まず、この
入力画像を、画素数n1×n1からなる、n2×n2個の小領域
に分割する。ここで互いにオーバーラップがないように
画像を分割する場合には、N=n1×n2であるが互いにオ
ーバーラップがあるように分割してもかまわない。
次に、フーリエ変換計算部4が、こうして分割された
各小領域ごとに、あらかじめ定めておいた臨界空間周波
数Kc以上の成分についてだけ、そのフーリエ変換および
その振幅を計算する。臨界空間周波数Kcの値は、どの程
度緩やかなエッジまでを強調するかという目的に応じて
あらかじめ設定する。最高空間周波数をKmaxとすると、
m画素程度にわたって変化するエッジ部までを強調する
ためには、KcはKmax/m程度に設定すればよい。ここで各
小領域を添字(X,Y)(X,Y=1〜n2)で表し、各小領域
中での画素の位置を添字(x,y)(x,y=1〜n1)で表
す。また(X,Y)であらわされた小領域中の(x,y)の位
置にある画素の値をI(x,y;X,Y)で現す。すると上に
述べたフーリエ変換(F)及びその振幅(P)は次式に
より計算される。
P(Kx,Ky:X,Y) =|F(Kx,Ky;X,Y)| …(2) 画像の明暗度が一定の領域ではそのフーリエ変換は高
周波成分を含まないから、こうして計算されるF(Kx,K
y:X,Y)及びP(Kx,Ky;X,Y)は明暗度が急激に変化して
いる領域でのみ値を待つ。次に、こうして計算された振
幅、P(Kx,Ky:X,Y)は方向性強調部5へ送られ、ま
ず、 Kx,Kyについての極座表示P(K,θ;X,Y)は変換
される。真のエッジは方位を持つので、特定の角度θを
もつ空間周波数にたいして大きい値をとるのに対し、等
方的なノイズは角度θによらずに一様に出力をだす。従
って、角度θをパラメータとして極座標表示P(K,θ;
X,Y)の出力の変化をしらべ出力の一様なものをノイズ
と判断して排除し、等方的なノイズ成分を減衰させるこ
とができる。これは例えばθに関する高周波通過フィル
ターを通過させる等の既知の方法で容易に実現できる。
さらに方向性強調部5の出力は相互作用部6へ送ら
れ、次式のような処理により近傍の小領域における情報
を用いてさらに修正される。
P2(K,θ:X,Y)=f(P2′(K,θ:X,Y)) …(4) ここで(3)の式のVは近傍の小領域との相互作用の
大きさを表す。(4)式のfは(3)式の計算の結果、
負の値あるいは大きすぎる値が得られる場合にそれを修
正するためのしきい値処理を表す。この相互作用Vは、
ある小領域で特定の方向のフーリエ変換の振幅が大きい
値をとった場合には、その方向に沿った近傍の領域でそ
れに近い方向の振幅成分を増加させるように定める。た
とえば次のようなものが考えられる。
ここでαは近傍の領域からの支持が得られないような
孤立した値を減衰させるための1未満の係数である。あ
るいは次式のように異方性のある相互作用を用いてもよ
い。
また(3)〜(4)式の処理は(4)式で得られるP2
(K,θ;X,Y)を(3)式のP(K′,θ′;X′,Y′)に
代入した上で複数回繰り返し演算してもよい。
さらに、相互作用部6はこうして得られた結果を再び
Kx,Kyについての表示に戻し、こうして得られるP2(Kx,
Ky;X,Y)を次の画像復元部7へ送る。
画像復元部7では振幅の値がこのP2(Kx,Ky,X,Y)に
等しくなるようにフーリエ変換部4で計算されたフーリ
エ変換F(Kx,Ky;X,Y)を修正して、その出力F′(Kx,
Ky;X,Y)逆フーリエ変換I′(x,Y;X,Y)を計算する。
例えば次式によってF′(Kx,Ky;X,Y)が計算される。
F′(Kx,Ky;X,Y)=0 (P(Kx,Ky;X,Y)の場合) F′(Kx,Ky;X,Y) =F(Kx,Ky;X,Y) ×(P2(Kx,Ky;X,Y) /P(Kx,Ky;X,Y)) (P(Kx,Ky;X,Y)が0以外の場合) さらに画像復元部7は、I′(x,Y;X,Y)に対してし
きい値処理を行い、フーリエ逆変換における負の値を0
で置き換える。これは以上の処理では一般にI′が正の
値になることが保証されないためである。こうして得ら
れる復元像ではエッジ部分が強調されていながら等方的
な高周波ノイズが抑制されていることになる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、入力画像信号を複数の
画素を含む小領域に重複を許して分割し、各小領域ごと
に強調すべきエッジの緩やかさの程度にもとづいてあら
かじめ設定された臨界空間周波数を越える成分のみを対
象としてフーリエ変換を施してフーリエ変換の振幅を算
出する振幅算出手段と、この振幅算出手段で算出された
振幅のうち方向に依存しない雑音成分を除去する雑音除
去手段と、小領域間で方向がなめらかに変化するエッジ
成分を強調するように振幅の値を近傍の小領域における
フーリエ変換の振幅の値を用いて修正した上でフーリエ
逆変換施してエッジを抽出したうえ、フーリエ変換およ
びフーリエ逆変換による振幅の値の変化を補正するしき
い値処理を施してエッジを強調した画像を生成する振幅
値補正画像生成手段とを有して、広域的な画像の情報を
用いてノイズ成分を除去して画像生成処理を行うことに
より、ノイズに対して強いエッジ検出が可能な画像生成
処理を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
(a),(b)は第1図の本実施例の方向性強調部にお
けるエッジ強調の説明を示す図、第3図は第1図の本実
施例の相互作用部におけるエッジ強調の説明を示す図で
ある。 1……撮像部、2……A/D変換部、3……画像メモリ、
4……フーリエ変換計算部、5……方向性強調部、6…
…相互作用部、7……画像復元部、31……エッジ、32〜
34……小領域、35〜37……小領域におけるエッジの方
向。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力画像信号を複数の画素を含む小領域に
    重複を許して分割し、前記各小領域ごとに強調すべき画
    像信号に含まれる明暗度の急激な変化部分であるエッジ
    の緩やかさの程度にもとづいてあらかじめ設定された臨
    界空間周波数を越える成分のみを対象としてフーリエ変
    換を施してフーリエ変換の振幅を算出する振幅算出手段
    と、この振幅算出手段で算出された振幅のうち方向に依
    存しない雑音成分を除去する雑音除去手段と、前記小領
    域間で方向がなめらかに変化するエッジ成分を強調する
    ように前記振幅の値を近傍の小領域における前記フーリ
    エ変換の振幅の値を用いて修正した上でフーリエ逆変換
    を施してエッジを抽出したうえ、前記フーリエ変換およ
    び前記フーリエ逆変換による前記振幅の値の変化を補正
    するしきい値処理を施して前記エッジを強調した画像を
    生成する振幅値補正画像生成手段とを有することを特徴
    とする画像信号の処理装置。
JP2254413A 1990-09-25 1990-09-25 画像信号の処理装置 Expired - Lifetime JP2636486B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2254413A JP2636486B2 (ja) 1990-09-25 1990-09-25 画像信号の処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2254413A JP2636486B2 (ja) 1990-09-25 1990-09-25 画像信号の処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04132460A JPH04132460A (ja) 1992-05-06
JP2636486B2 true JP2636486B2 (ja) 1997-07-30

Family

ID=17264631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2254413A Expired - Lifetime JP2636486B2 (ja) 1990-09-25 1990-09-25 画像信号の処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2636486B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2299214B (en) * 1995-03-24 1999-09-15 Commw Of Australia Signal processing
JP5987550B2 (ja) * 2012-08-10 2016-09-07 株式会社リコー 画像処理装置および画像処理方法および画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04132460A (ja) 1992-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006006083A2 (en) Method and apparatus for image processing
CN107622501B (zh) 一种医学图像的边界检测的方法
JPH1051661A (ja) 低域フィルタリングとヒストグラム等化を用いた画質改善方法及びその回路
CN110176010A (zh) 一种图像检测方法、装置、设备及存储介质
Lyakhov et al. A new method for adaptive median filtering of images
CN116468641A (zh) 一种红外血管图像增强处理方法
Reddy et al. Comparative analysis of common edge detection algorithms using pre-processing technique
US8055093B2 (en) Method and system for noise level detection in image data
JP4731599B2 (ja) 画像の解析及び表現
CN113436216B (zh) 基于Canny算子的电气设备红外图像边缘检测方法
US8090215B2 (en) Method and system for noise level detection in image data
CN111091107A (zh) 一种人脸区域边缘检测方法、装置及存储介质
Zamperoni Image enhancement
US8208753B2 (en) Method and system for noise level detection in image data
Jernigan et al. Nonlinear lateral inhibition and image processing
JP2636486B2 (ja) 画像信号の処理装置
CN106910166B (zh) 一种图像处理方法和装置
CN107404600B (zh) 图像处理装置及方法
JP6378496B2 (ja) 画像処理装置、制御方法及び記録媒体
KR102096532B1 (ko) 소나영상의 객체 인식을 위한 커브렛 변환 기반의 윤곽선 향상 방법 및 장치
Storozhilova et al. 2.5 D extension of neighborhood filters for noise reduction in 3D medical CT images
JP2830355B2 (ja) 画像信号の処理装置
JPH08317255A (ja) 画質改善方法および画質改善装置
JPH0816773A (ja) 画像処理方法
US11978182B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100425

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 14