JP2833532B2 - Method and apparatus for removing noise from optical sensor - Google Patents

Method and apparatus for removing noise from optical sensor

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学センサで得られ
た画像データに含まれる線状ノイズを自動的に除去する
ことを可能にしたノイズ除去方法及びノイズ除去装置に
関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a noise elimination method and a noise elimination apparatus which are capable of automatically eliminating linear noise contained in image data obtained by an optical sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学センサで取得したデータには様々な
線状ノイズ、縦縞状ノイズ、横縞状ノイズ、チェック状
ノイズが現れる場合がある。例えば、図3に示すよう
に、ファクシミリ等で画像の読み取りに用いられるCC
Dラインセンサでは、ライン配列された複数のセンサに
感度差が生じている場合や、CCDバイアス電圧が変動
したような場合に、前記した線状ノイズが生じ易いもの
となる。特に、前記した線状ノイズのうち、CCDバイ
アス電圧変動に起因するノイズは、画像上でCCDの主
走査方向に対して周期的に、すなわち副走査方向に延び
る横縞状ノイズとなる。
2. Description of the Related Art Various linear noise, vertical stripe noise, horizontal stripe noise, and check noise may appear in data acquired by an optical sensor. For example, as shown in FIG. 3, a CC used for reading an image by a facsimile or the like is used.
In the case of a D-line sensor, the linear noise described above is easily generated when a difference in sensitivity occurs between a plurality of sensors arranged in a line or when the CCD bias voltage fluctuates. In particular, among the linear noises described above, noise due to CCD bias voltage fluctuation becomes horizontal stripe noise that periodically extends in the main scanning direction of the CCD, that is, extends in the sub-scanning direction on the image.

【0003】このような線状ノイズが生じる光学センサ
において、特定のCCD素子に注目し、画像取得に伴う
出力の変化を周波数解析すると、図4のような特定周波
数にピークを持つパワースペクトルが得られる。このピ
ークは線状ノイズに対応するものであることが判明して
おり、したがって、周波数領域においてこの特定周波数
の成分を低減または除去することにより、ノイズを低減
することが可能となる。しかし、これらの線状ノイズは
全てのデータに発生するわけではなく強度も一定ではな
い。このため、ノイズの小さいデータに対してこのよう
なノイズ除去処理を施すと、かえってノイズを与えてし
まう場合がある。
[0003] In an optical sensor in which such linear noise occurs, attention is paid to a specific CCD element, and a frequency analysis of an output change accompanying image acquisition gives a power spectrum having a peak at a specific frequency as shown in FIG. Can be It has been found that this peak corresponds to linear noise, and therefore, it is possible to reduce noise by reducing or removing the component of this specific frequency in the frequency domain. However, these linear noises do not occur in all data and their intensities are not constant. Therefore, if such noise removal processing is performed on data with low noise, noise may be given instead.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来では
一義的にノイズ処理を実行することができない状況にあ
り、そのために画像データの周波数解析を行ってノイズ
の含まれる周波数帯域とその強度を作業者が個々に確認
し、ノイズ除去が必要であると判断した場合についての
みノイズ除去処理を行っている。このため、ノイズ除去
には人間の判断が介在されることになり、ノイズ除去の
自動化が困難になり、かつノイズ除去の処理時間が長く
なるという問題がある。本発明の目的は、ノイズ除去を
自動的に判定し、かつ好適なノイズ除去を実行すること
を可能にしたノイズ除去方法と装置を提供することにあ
る。
Therefore, there has been a situation in which noise processing cannot be executed uniquely in the prior art. Therefore, a frequency analysis of image data is performed to determine a frequency band containing noise and its intensity. Are individually checked, and noise removal processing is performed only when it is determined that noise removal is necessary. For this reason, there is a problem that human judgment is involved in noise removal, which makes it difficult to automate noise removal and that the processing time for noise removal becomes longer. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a noise elimination method and apparatus capable of automatically determining noise elimination and executing suitable noise elimination.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のノイズ除去方法
は、複数個の素子で構成される光学センサから得られる
画像データから同一素子のデータをサンプルデータとし
て取得し、この取得されたデータのパワースペクトルを
算出するとともに、前記パワースペクトルの所要の周波
数範囲のパワー平均値を所要の周波数移動量毎に算出
し、得られた平均値が連続的に変化するか否かを判定
し、前記平均値が連続的に変化されない不連続部を検出
したときに、その不連続部分とその前の部分の各平均値
の比率を計算し、かつその比率が予め設定されたしきい
値よりも大きいときにノイズ処理を実行する
SUMMARY OF THE INVENTION A noise removing method according to the present invention is obtained from an optical sensor composed of a plurality of elements.
From the image data, the data of the same element is used as sample data.
And obtain a power spectrum of the obtained data.
Calculation and the required frequency of the power spectrum
Calculate power average value in several ranges for each required frequency shift
And determine whether the obtained average changes continuously
And detects a discontinuous portion where the average value does not change continuously.
The average value of the discontinuous part and the part before it
Is calculated, and the ratio is set to a preset threshold.
Execute noise processing when the value is larger than the value .

【0006】また、本発明のノイズ除去装置は、複数個
の素子で構成される光学センサから得られる画像データ
から同一素子のデータをサンプルデータとして取得する
サンプルデータ取得部と、この取得されたデータのパワ
ースペクトルを算出するパワースペクトル算出部と、前
記パワースペクトルの所要の周波数範囲のパワー平均値
を所要の周波数移動量毎に算出する移動平均算出部と、
算出された平均値の変化状態から不連続部を検出する不
連続判定部と、不連続部が検出されたときに不連続部分
とその前の部分の各平均値の比率を計算する比率算出部
と、この比率が予め設定されたしきい値よりも大きいと
きにノイズ処理判定を出力する判定部と、このノイズ処
理判定に基づいてノイズ処理を実行するノイズ除去処理
部とを備える。
[0006] Further, the noise elimination device of the present invention comprises a plurality of noise elimination devices.
Data obtained from an optical sensor composed of various elements
From the same device as sample data
A sample data acquisition unit and the power of the acquired data
-A power spectrum calculator for calculating the spectrum;
Power average in the required frequency range of the power spectrum
A moving average calculation unit for calculating a required frequency shift amount,
If a discontinuous part is detected from the change state of the calculated average value,
Continuity judgment unit and discontinuous part when discontinuous part is detected
Ratio calculation unit that calculates the ratio of each average value of the previous part
And if this ratio is greater than a preset threshold
A determination unit that outputs a noise processing determination when the
Noise removal processing that performs noise processing based on logical judgment
Unit.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態の
ブロック構成図である。光学センサOSは、CCDライ
ンセンサとして構成され、このCCDラインセンサOS
をライン方向に主走査し、かつこれと直角な方向に副走
査することで、二次元データを得るように構成される。
サンプルデータ取得部1は前記CCDラインセンサから
のデータを入力し、これらのデータから同一素子を副走
査方向に走査したときの画像データを抜き出す。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The optical sensor OS is configured as a CCD line sensor.
Is main-scanned in the line direction and sub-scanned in a direction perpendicular to the line direction to obtain two-dimensional data.
The sample data obtaining section 1 receives data from the CCD line sensor and extracts image data obtained by scanning the same element in the sub-scanning direction from the data.

【0008】パワースペクトル算出部2は、抜き出され
たデータに対してフーリエ変換等のFFT及びパワー化
を行い、パワースペクトルを求める。移動平均算出部3
は、前記パワースペクトルに基づいて、その移動平均、
例えば、平均値算出範囲=10Hz、移動量=5Hzを
算出する。このとき、ノイズ成分を含まないデータであ
れば、周波数が高くなるにつれてパワーは滑らかに減少
するため、移動平均化は徐々に小さくなる。
[0008] The power spectrum calculator 2 performs FFT such as Fourier transform and the like on the extracted data to obtain a power spectrum. Moving average calculator 3
Is a moving average based on the power spectrum,
For example, the average value calculation range = 10 Hz and the moving amount = 5 Hz are calculated. At this time, if the data does not include a noise component, the power decreases smoothly as the frequency increases, so that the moving average becomes gradually smaller.

【0009】不連続判定部4は、移動平均値の変化を低
周波数側から順次比較して行き、平均値が増加する周波
数帯域、すなわち不連続部分を検出する。比率算出部5
は、不連続部分がある場合に、不連続部分とその前の平
均値の比率を計算する。判定部6は計算された比率と、
予め設定されているしきい値とを比較する。ノイズ除去
処理部7は、この判定部6の出力に基づいてノイズ除去
処理を実行する。このノイズ除去処理は、前記したよう
に、パワースペクトルにおいて特定周波数にピークを持
つ周波数成分を低減または除去する処理方法である。ま
た、歪補正処理部8は、画像データのパワースペクトル
に生じている歪みを補正する。
The discontinuity determination unit 4 sequentially compares changes in the moving average value from the low frequency side, and detects a frequency band in which the average value increases, that is, a discontinuous portion. Ratio calculation unit 5
Calculates the ratio between the discontinuous portion and the average value before the discontinuous portion, if any. The determination unit 6 calculates the calculated ratio,
The value is compared with a preset threshold value. The noise removal processing unit 7 performs a noise removal process based on the output of the determination unit 6. As described above, the noise removal processing is a processing method for reducing or removing a frequency component having a peak at a specific frequency in the power spectrum. Further, the distortion correction processing unit 8 corrects distortion occurring in the power spectrum of the image data.

【0010】以上の構成のノイズ除去装置を用いたノイ
ズ除去方法を図2のフローチャートを参照して説明す
る。光学センサであるCCDラインセンサOSから出力
される画像データはサンプルデータ取得部1に入力さ
れ、これらのデータから同一素子を副走査方向に走査し
たときの画像データを抜き出す。抜き出された画像デー
タは、パワースペクトル算出部2においてFFT及びパ
ワー化が行われ、そのパワースペクトルが求められる。
そして、このパワースペクトルに基づいて移動平均算出
部3は前記した範囲での移動量に基づく移動平均を算出
する。
A noise elimination method using the noise elimination device having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. Image data output from the CCD line sensor OS, which is an optical sensor, is input to the sample data acquisition unit 1, and image data when the same element is scanned in the sub-scanning direction is extracted from these data. The extracted image data is subjected to FFT and power conversion in the power spectrum calculation unit 2, and the power spectrum is obtained.
Then, based on the power spectrum, the moving average calculation unit 3 calculates a moving average based on the amount of movement in the above-described range.

【0011】そして、不連続判定部4は、この移動平均
値の変化を低周波数側から順次比較して行き、平均値が
増加する周波数帯域、すなわち不連続部分を検出する。
このとき、ノイズ成分を含まないデータであれば、周波
数が高くなるにつれてパワーは滑らかに減少するため、
移動平均化は徐々に小さくなる。
Then, the discontinuity judging section 4 sequentially compares the change of the moving average value from the low frequency side, and detects a frequency band in which the average value increases, that is, a discontinuous portion.
At this time, if the data does not include a noise component, the power decreases smoothly as the frequency increases,
The moving average gradually decreases.

【0012】一方、不連続部分がある場合には、比率算
出部5は不連続部分とその前の平均値の比率を計算す
る。そして、判定部6において、計算された比率と、予
め設定されているしきい値とを比較する。この比較の結
果、比率がしきい値を越える場合にはノイズ除去処理部
7に処理信号を出力し、ノイズ除去処理部7は不連続部
分における周波数成分を低減し、或いは除去することに
よりノイズ除去処理を実行する。
On the other hand, when there is a discontinuous portion, the ratio calculating section 5 calculates the ratio between the discontinuous portion and the average value before the discontinuous portion. Then, the determination unit 6 compares the calculated ratio with a preset threshold value. As a result of the comparison, if the ratio exceeds the threshold value, a processed signal is output to the noise removal processing unit 7, and the noise removal processing unit 7 reduces or removes the frequency component in the discontinuous portion to remove the noise. Execute the process.

【0013】また、不連続判定部4で不連続部分が生じ
ていないと判定された場合、または判定部6において比
率がしきい値以下の場合については、ノイズ量小と判定
し、ノイズ除去処理は実行せず、歪補正処理部8におい
て歪補正処理のみを実行する。
When the discontinuity determining unit 4 determines that no discontinuous portion has occurred, or when the determining unit 6 determines that the ratio is equal to or less than the threshold value, it is determined that the noise amount is small, and the noise removal processing is performed. Is not executed, and only the distortion correction processing is executed in the distortion correction processing unit 8.

【0014】このように、ノイズ量を検出し、これに基
づいてノイズ量が大で除去処理が必要と判定された場合
にのみノイズ除去を実行するために、処理時間の短縮が
可能となる。また、ノイズ量が小さい場合にはノイズ処
理を実行しないため、逆にノイスを増大させることもな
い。
As described above, since the noise amount is detected and the noise removal is executed only when it is determined that the noise amount is large and the removal processing is necessary based on the noise amount, the processing time can be reduced. In addition, when the noise amount is small, the noise processing is not performed, so that the noise does not increase.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、画像デー
タから取得したサンプルデータのパワースペクトルから
所要の周波数範囲のパワー平均値を所要の周波数移動量
毎に算出し、得られた平均値の変化状態からその不連続
部を検出し、さらにその不連続部の前後の平均値の比率
を所定のしきい値と比較することによってノイズを検出
し、このノイズ検出結果に基づいてノイズ除去処理を行
うため、ノイズ除去が必要とされている場合には自動的
にノイズ除去処理を実行し、ノイズ除去が不要な場合に
はノイズ除去を実行しないことが可能となり、ノイズの
少ない画像データを迅速に得ることができる。
The present invention described above, according to the present invention is, from the power spectrum of the sampled data acquired from the image data
The average power in the required frequency range is calculated as the required frequency shift
Calculated for each time, and the discontinuity
Part, and the ratio of the average value before and after the discontinuous part
Is compared with a predetermined threshold to detect noise, and a noise removal process is performed based on the noise detection result. When noise removal is required, the noise removal process is automatically performed. When noise removal is not required, it is possible to not perform the noise removal, and it is possible to quickly obtain image data with less noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のノイズ除去装置のブロック構成図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a noise removing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明のノイズ除去方法のフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart of a noise removal method of the present invention.

【図3】光学センサにおける線状ノイズを説明するため
の図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining linear noise in the optical sensor.

【図4】ノイズ成分を含むパワースペクトル図である。FIG. 4 is a power spectrum diagram including a noise component.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サンプルデータ取得部 2 パワースペクトル算出部 3 移動平均算出部 4 不連続判定部 5 比率算出部 6 判定部 7 ノイズ除去処理部 8 歪補正処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample data acquisition part 2 Power spectrum calculation part 3 Moving average calculation part 4 Discontinuity judgment part 5 Ratio calculation part 6 Judgment part 7 Noise removal processing part 8 Distortion correction processing part

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数個の素子で構成される光学センサか
ら得られる画像データから同一素子のデータをサンプル
データとして取得し、この取得されたデータのパワース
ペクトルを算出するとともに、前記パワースペクトルの
所要の周波数範囲のパワー平均値を所要の周波数移動量
毎に算出し、得られた平均値が連続的に変化するか否か
を判定し、前記平均値が連続的に変化されない不連続部
を検出したときに、その不連続部分とその前の部分の各
平均値の比率を計算し、かつその比率が予め設定された
しきい値よりも大きいときにノイズ処理を実行すること
を特徴とする光学センサのノイズ除去方法。
1. An optical sensor comprising a plurality of elements.
Sample data of the same element from the image data obtained
Data, and the power of this
Calculate the spectrum and calculate the power spectrum
The average power in the required frequency range is calculated as the required frequency shift
Calculated for each case and whether the obtained average value changes continuously
And the discontinuous portion where the average value is not continuously changed
Is detected, each of the discontinuous part and the part before it is
Calculate the ratio of the average value and the ratio is set in advance
A noise removal method for an optical sensor , wherein noise processing is performed when the noise is greater than a threshold value .
【請求項2】 前記平均値を周波数の低い側から高い側
に向けて算出し、得られた平均値が徐々に低減される状
態にある周波数領域を連続状態として判定し、前記平均
値が増加する周波数領域を不連続部として検出する請求
項1に記載の光学センサのノイズ除去方法。
2. The average value is calculated from a lower frequency to a higher frequency.
The average value obtained is gradually reduced.
The frequency domain in the state is determined as a continuous state, and the average
Request to detect the frequency domain where the value increases as a discontinuity
Item 2. The method for removing noise from an optical sensor according to Item 1.
【請求項3】 複数個の素子で構成される光学センサか
ら得られる画像データから同一素子のデータをサンプル
データとして取得するサンプルデータ取得部と、この取
得されたデータのパワースペクトルを算出するパワース
ペクトル算出部と、前記パワースペクトルの所要の周波
範囲のパワー平均値を所要の周波数移動量毎に算出す
る移動平均算出部と、算出された平均値の変化状態から
不連続部を検出する不連続判定部と、不連続部が検出さ
れたときに不連続部分とその前の部分の各平均値の比率
を計算する比率算出部と、この比率が予め設定されたし
きい値よりも大きいときにノイズ処理判定を出力する判
定部と、このノイズ処理判定に基づいてノイズ処理を実
行するノイズ除去処理部とを備えることを特徴とする光
学センサのノイズ除去装置。
3. A sample data acquisition section for acquiring data of the same element as sample data from image data obtained from an optical sensor composed of a plurality of elements, and a power spectrum for calculating a power spectrum of the acquired data. A calculating unit, a moving average calculating unit that calculates a power average value of a required frequency range of the power spectrum for each required frequency shift amount, and detecting a discontinuous portion from a change state of the calculated average value. A discontinuity determining unit, a ratio calculating unit that calculates a ratio of each average value of the discontinuous portion and a portion before the discontinuous portion when the discontinuous portion is detected, and a ratio calculating unit that calculates the ratio by a predetermined threshold value. A noise determination unit that outputs a noise processing determination when the noise is large, and a noise removal processing unit that performs noise processing based on the noise processing determination. Removal device.
【請求項4】 ノイズ処理判定が出力されたときにノイ
ズ除去されたデータと、前記ノイズ処理判定が出力され
ないときにノイズ除去されないデータのそれぞれに対し
て歪補正処理を行う歪み補正処理部を備える請求項3に
記載のノイズ除去装置。
4. The data from which noise has been removed when the noise processing determination is output, and the noise processing determination is output.
4. The apparatus according to claim 3, further comprising a distortion correction processing unit that performs a distortion correction process on each of the data that is not subjected to noise removal when there is no noise.
The noise removing device as described in the above .
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