JP2830355B2 - 画像信号の処理装置 - Google Patents
画像信号の処理装置Info
- Publication number
- JP2830355B2 JP2830355B2 JP2100609A JP10060990A JP2830355B2 JP 2830355 B2 JP2830355 B2 JP 2830355B2 JP 2100609 A JP2100609 A JP 2100609A JP 10060990 A JP10060990 A JP 10060990A JP 2830355 B2 JP2830355 B2 JP 2830355B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- edge
- image signal
- fourier transform
- image
- spatial frequency
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Image Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- 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
調した画像信号の処理装置に関する。
調した画像信号の処理装置に関する。
画像の明暗度が急激に変化する部分のエッジを検出す
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。
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透過フィルターと見な
すことが出来るから、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（ローゼンフ
ェルト（A.Rosenfeld）、カック（A.C.Kak）著、長尾真
監約、ディジタル画像処理、近代科学社、1976参照）。
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透過フィルターと見な
すことが出来るから、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（ローゼンフ
ェルト（A.Rosenfeld）、カック（A.C.Kak）著、長尾真
監約、ディジタル画像処理、近代科学社、1976参照）。
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。
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。
上述した従来のエッジ検出のアルゴリズムのうち、波
形の信号に１次微分操作を施すものは、エッジ以外に検
出されるノイズを抑圧するためにしきい値処理を行う
が、入力増に依存しない適当なしきい値決定が難しいと
いう欠点がある。
形の信号に１次微分操作を施すものは、エッジ以外に検
出されるノイズを抑圧するためにしきい値処理を行う
が、入力増に依存しない適当なしきい値決定が難しいと
いう欠点がある。
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エ
ッジ検出のアルゴリズムは、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。
画像信号に施してその出力におけるゼロ点を検出するエ
ッジ検出のアルゴリズムは、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。
本発明の目的は上述した従来の欠点を改善し、ノイズ
に対して強いエッジ検出のできる画像信号の処理装置を
提供することにある。
に対して強いエッジ検出のできる画像信号の処理装置を
提供することにある。
本発明の装置は、画像信号に含まれる明暗度の急激な
変化部分のエッジを強調して処理する画像信号の処理装
置であって、入力画像信号を複数の画像を含む小領域に
重複を許して分割し、前記各小領域ごとに、強調すべき
前記エッジの緩やかさの程度にもとづいてあらかじめ設
定する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パワースペクトルを計
算し、画像信号の変化分の細かさを示す空間周波数の大
きさと変化する成分の向きを示す角度に依存する前記フ
ーリエ変換パワースペクトルから前記角度に対する依存
性のない雑音成分を除去して前記エッジにもとづくもの
のみを対象としてフーリエ逆変換を施してエッジを抽出
したうえ、フーリエ変換および逆変換によるデータ変化
を補正するしきい値設定処理を施したものをエッジとし
て確保してエッジを強調した画像を生成する構成を有す
る。
変化部分のエッジを強調して処理する画像信号の処理装
置であって、入力画像信号を複数の画像を含む小領域に
重複を許して分割し、前記各小領域ごとに、強調すべき
前記エッジの緩やかさの程度にもとづいてあらかじめ設
定する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パワースペクトルを計
算し、画像信号の変化分の細かさを示す空間周波数の大
きさと変化する成分の向きを示す角度に依存する前記フ
ーリエ変換パワースペクトルから前記角度に対する依存
性のない雑音成分を除去して前記エッジにもとづくもの
のみを対象としてフーリエ逆変換を施してエッジを抽出
したうえ、フーリエ変換および逆変換によるデータ変化
を補正するしきい値設定処理を施したものをエッジとし
て確保してエッジを強調した画像を生成する構成を有す
る。
本発明では、入力画像信号は複数の画素を含むいくつ
かの小領域に分割され、各小領域ごとに臨界空間周波数
Kc以上の成分のみを対象としてフーリエ変換およびフー
リエ変換パワースペクトルが計算される。上述した臨界
空間周波数Kcは、エッジ部分をどれほど緩やかに、逆に
言えば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。
かの小領域に分割され、各小領域ごとに臨界空間周波数
Kc以上の成分のみを対象としてフーリエ変換およびフー
リエ変換パワースペクトルが計算される。上述した臨界
空間周波数Kcは、エッジ部分をどれほど緩やかに、逆に
言えば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。
画像の明暗度が急激に変化するエッジの部分では高周
波数の空間周波数成分を有するのに対し、明暗度が一定
の領域では高周波成分を持たないから、エッジの部分で
のみフーリエ変換パワースペクトルはゼロでない値をと
る。この場合のフーリエ変換パワースペクトルは、空間
周波数の大きさと、変化する成分の方向を示す角度との
関数と見なすことができ、真のエッジは方位を持って特
定の角度をもつ空間周波数に対して大きい値をとるのに
対し、等方的なノイズは角度によらず一様に出力を出
す。これらの条件にもとづいて等方的なノイズ成分を抑
圧してエッジ成分のみ抽出し、これにフーリエ逆変換を
施し、しきい値処理を行ってノイズを減少させエッジを
強調した画像を得ている。
波数の空間周波数成分を有するのに対し、明暗度が一定
の領域では高周波成分を持たないから、エッジの部分で
のみフーリエ変換パワースペクトルはゼロでない値をと
る。この場合のフーリエ変換パワースペクトルは、空間
周波数の大きさと、変化する成分の方向を示す角度との
関数と見なすことができ、真のエッジは方位を持って特
定の角度をもつ空間周波数に対して大きい値をとるのに
対し、等方的なノイズは角度によらず一様に出力を出
す。これらの条件にもとづいて等方的なノイズ成分を抑
圧してエッジ成分のみ抽出し、これにフーリエ逆変換を
施し、しきい値処理を行ってノイズを減少させエッジを
強調した画像を得ている。
次に、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の構成図である。
第１図を参照すると、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21から入力された画像情報
は、A/D変換部22で画素ごとに明暗度Ｉ（Ｘ、Ｙ）が数
値化されて画像メモリ23に収納される。本実施例では、
この画像情報に対してプロセッサー等を用いて以下のよ
うな処理を行う。
スキャナーを利用する撮像部21から入力された画像情報
は、A/D変換部22で画素ごとに明暗度Ｉ（Ｘ、Ｙ）が数
値化されて画像メモリ23に収納される。本実施例では、
この画像情報に対してプロセッサー等を用いて以下のよ
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24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り臨界空間周波数Kc以
上の成分についてだけ、そのフーリエ変換およびフーリ
エ変換パワースペクトルを計算する。
入力画像を、画素数n1×n1からなるn2×n2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24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り臨界空間周波数Kc以
上の成分についてだけ、そのフーリエ変換およびフーリ
エ変換パワースペクトルを計算する。
上述した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〜n1）
で表し、また各小領域中での画素の１つを添字（x,y）
の１つにある画素の値をＩ（x,y:X,Y）で表す。すると
上に述べたフーリエ変換ＦおよびそのスペクトルＰは次
式により計算される。
調するかという目的に応じて設定する。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〜n1）
で表し、また各小領域中での画素の１つを添字（x,y）
の１つにある画素の値をＩ（x,y:X,Y）で表す。すると
上に述べたフーリエ変換ＦおよびそのスペクトルＰは次
式により計算される。
画像の明暗度が一定の領域ではそのフーリエ変換の高
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
いる領域でのみ存在する。次に、こうして計算されたパ
ワースペクトルｐ（Kx,Ky:X,Y）は方向性強調部25へ送
られ、まず、Kx,Kyについての極座標表示Ｐ（K,θ:X,
Y）に変換される。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
を出す。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
をノイズと判定して排除し、等方的なノイズ成分を減衰
させることができる。さらに、方向性強調部25はこの出
力を再びKx,Kyについての表示に戻し、こうして得られ
るＰ′（Kx,Ky:X,Y）を次の像復元部26に送る。
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
いる領域でのみ存在する。次に、こうして計算されたパ
ワースペクトルｐ（Kx,Ky:X,Y）は方向性強調部25へ送
られ、まず、Kx,Kyについての極座標表示Ｐ（K,θ:X,
Y）に変換される。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
を出す。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
をノイズと判定して排除し、等方的なノイズ成分を減衰
させることができる。さらに、方向性強調部25はこの出
力を再びKx,Kyについての表示に戻し、こうして得られ
るＰ′（Kx,Ky:X,Y）を次の像復元部26に送る。
像復元部26では、このＰ′（Kx,Ky:X,Y）をマスクと
してフーリエ変換部４で計算されたフーリエ変換Ｆ（K
x,Ky:X,Y）をフィルタリングして、その出力Ｆ′（Kx,K
y:X,Y）の逆フーリエ変換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。
してフーリエ変換部４で計算されたフーリエ変換Ｆ（K
x,Ky:X,Y）をフィルタリングして、その出力Ｆ′（Kx,K
y:X,Y）の逆フーリエ変換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）＝０の場合） Ｆ′（Kx,Ky:X,Y）＝Ｆ（Kx,Ky:X,Y） ×（Ｐ′（Kx,Ky:X,Y）/P（Kx,Ky:X,Y）） （Ｐ（Kx,Ky:X,Y）が０以外の場合） さらに像復元部26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ていないためである。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圧されていることになる。
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ていないためである。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圧されていることになる。
以上説明したように本発明は、画像データのエッジ情
報に含まれる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可能な画像
生成処理が可能となる効果がある。
報に含まれる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可能な画像
生成処理が可能となる効果がある。
第１図は本発明の実施例の構成図である。 21……撮像部、22……A/D変換部、23……画像メモリ、2
4……フーリエ変換計算部、25……方向性強調部、26…
…画像復元部。
4……フーリエ変換計算部、25……方向性強調部、26…
…画像復元部。
Claims (1)
- 【請求項１】画像信号に含まれる明暗度の急激な変化部
分のエッジを強調して処理する画像信号の処理装置であ
って、入力画像信号を複数の画像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、強調すべき前記エ
ッジの緩やかさの程度にもとづいてあらかじめ設定する
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パワースペクトルを計算し、
画像信号の変化分の細かさを示す空間周波数の大きさと
変化する成分の向きを示す角度に依存する前記フーリエ
変換パワースペクトルから前記角度に対する依存性のな
い雑音成分を除去して前記エッジにもとづくもののみを
対象としてフーリエ逆変換を施してエッジを抽出したう
え、フーリエ変換および逆変換によるデータ変化を補正
するしきい値設定処理を施したものをエッジとして確保
してエッジを強調した画像を生成することを特徴とする
画像信号の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2100609A JP2830355B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 画像信号の処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2100609A JP2830355B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 画像信号の処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04576A JPH04576A (ja) | 1992-01-06 |
| JP2830355B2 true JP2830355B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14278591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2100609A Expired - Lifetime JP2830355B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 画像信号の処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830355B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7936941B2 (en) | 2004-10-08 | 2011-05-03 | Panasonic Corporation | Apparatus for clearing an image and method thereof |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP2100609A patent/JP2830355B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04576A (ja) | 1992-01-06 |
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