JP2870299B2 - Image signal processing device - Google Patents

Image signal processing device

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JP2870299B2
JP2870299B2 JP4147032A JP14703292A JP2870299B2 JP 2870299 B2 JP2870299 B2 JP 2870299B2 JP 4147032 A JP4147032 A JP 4147032A JP 14703292 A JP14703292 A JP 14703292A JP 2870299 B2 JP2870299 B2 JP 2870299B2
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JP
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noise
amplitude
fourier
signal
image
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健治 岡島
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像信号の処理装置に関
し、特にノイズ除去やエッジ強調を行なう画像信号の処
理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal processing apparatus, and more particularly to an image signal processing apparatus for removing noise and enhancing edges.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像中のノイズを除去することはさまざ
まな画像処理技術や画像認識技術などの最初のステップ
として重要な役割を担っている。
2. Description of the Related Art Elimination of noise in an image plays an important role as a first step in various image processing techniques and image recognition techniques.

【0003】ノイズを除去するアルゴリズムとしては従
来から多くの方法が知られている(テレビジョン学会
編、テレビジョン・画像情報工学ハンドブック、オーム
社、参照)。最も良く用いられている方法は各画素の値
を近傍の小領域中の画素の値の重み付き平均値に置き換
える方法である。このような平均化処理ではノイズ成分
は減衰させられるが同時に信号成分にもぼけが生じる。
ノイズ成分と信号成分それぞれの統計的性質に基づいて
画像復元を行なうアルゴリズムとして知られているウィ
ーナー・フィルターの方法はある意味では最適なノイズ
除去法であり優れた方法ではあるが、この方法も画像デ
ータそのものに適用すると単なる重み付き平均化処理に
帰着してしまい、やはり信号成分にぼけが生じる。メデ
ィアン・フィルターを用いる方法は平滑化に伴うぼけの
発生を抑えるためには有効であるが、逆に細い線などの
信号成分もノイズとして除去してしまう。
[0003] There are many known algorithms for removing noise (see Television and Image Information Engineering Handbook, Ohmsha, edited by the Institute of Television Engineers of Japan). The most commonly used method is to replace the value of each pixel with a weighted average of the values of the pixels in nearby small areas. In such an averaging process, the noise component is attenuated, but the signal component is also blurred.
The Wiener filter method, which is known as an algorithm for performing image restoration based on the statistical properties of the noise component and the signal component, is, in a sense, an optimal noise removal method and is an excellent method. If applied to the data itself, it will simply result in a weighted averaging process, and the signal components will also be blurred. Although a method using a median filter is effective for suppressing the occurrence of blurring due to smoothing, it also removes signal components such as thin lines as noise.

【0004】物体の輪郭,エッジを検出することも画像
認識システム等で重要な処理である。エッジ検出のアル
ゴリズムとしては微分操作,2次微分操作,ソボル・オ
ペレータなどの方法が知られているが、これらは高周波
通過フィルターの一種と見なすことができるから高周波
のノイズに対して弱い。従ってこの技術においてもノイ
ズ除去の処理が必要であり、その際、どのようにして信
号成分のぼけを回避するのかという点が問題であった。
[0004] Detecting the contours and edges of an object is also an important process in an image recognition system or the like. As an algorithm for edge detection, methods such as a differential operation, a second-order differential operation, and a Sobol operator are known. However, since these methods can be regarded as a kind of high-frequency pass filter, they are weak against high-frequency noise. Therefore, this technique also requires noise removal processing, and at that time, there is a problem how to avoid blurring of signal components.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この従来の各画素の値
を近傍の小領域中の画素の値の重み付き平均値に置き換
える方法およびウィーナー・フィルターの方法はいずれ
も信号成分にぼけが生じるという欠点があった。またメ
ディアン・フィルターを用いる方法は細い線などの信号
成分もノイズとして除去してしまい、信号のぼけの回避
方法としては問題がある。
The conventional method of replacing each pixel value with a weighted average of the values of pixels in a nearby small area and the method of a Wiener filter both cause blurring of signal components. There were drawbacks. In addition, the method using the median filter also removes signal components such as thin lines as noise, and has a problem as a method for avoiding signal blur.

【0006】本発明の目的は、このような従来の技術の
欠点を改善し、信号のぼけを引き起こさずにノイズを除
去することができる画像信号の処理装置を提供すること
にある。
An object of the present invention, such improved <br/> disadvantages of the prior art, the processing unit of the image signal can be divided <br/> removed by the noise without causing blurring of the signal Is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】発明によれば、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フーリエ変換を施してフーリエ振幅
を算出する振幅算出手段と、この振幅算出手段で算出さ
れたフーリエ振幅からフーリエ振幅の空間分布,周波数
分布に基づいて雑音成分を除去する雑音除去手段と、こ
の雑音除去手段で得られたフーリエ振幅を用いてフーリ
エ逆変換を施し雑音成分の除去された復元画像を算出す
る画像復元手段とを備えることを特徴とする画像信号の
処理装置が得られる。
According to the present invention , an input image signal is divided into small regions including a plurality of pixels while allowing overlap, and a Fourier transform is applied to each of the small regions to calculate a Fourier amplitude. Calculating means, and the spatial distribution and frequency of the Fourier amplitude from the Fourier amplitude calculated by the amplitude calculating means.
Ru comprising a noise removing means for removing a noise component based on the distribution, and an image restoring means for calculating the removed restored image noise components subjected to Fourier inverse transform using Fourier amplitude obtained by the noise removal means The image signal
Processing device Ru obtained.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【作用】発明では、入力画像信号はいくつかの小領域
に分割され、各小領域ごとにフーリエ変換及びその振幅
が計算される。次にこのフーリエ振幅を雑音除去フィル
ターに通しそのノイズ成分を減衰させた上でフーリエ逆
変換が施される。従来の方法のように入力画像信号その
ものに対して雑音除去フィルターを構成しノイズ減衰処
理を行なうと、通常の場合これは単なる平滑化処理に帰
着してしまうため、信号の高周波成分も減衰してしま
い、その結果ぼけが生じてしまう。これに対して本発明
では小領域ごとに計算されたフーリエ振幅に対して雑音
除去フィルター処理を施すため、高周波成分を減衰させ
ることなくノイズ成分を減衰させることができ、従って
信号成分にぼけを引き起こすことなくノイズ成分の除去
が可能となる。
According to the present invention, the input image signal is divided into several small areas, and the Fourier transform and its amplitude are calculated for each small area. Next, the Fourier amplitude is passed through a noise removal filter to attenuate the noise component, and then Fourier inverse transform is performed. If a noise reduction filter is formed on the input image signal itself and noise reduction processing is performed as in the conventional method, this usually results in simple smoothing processing, so that the high-frequency components of the signal are also attenuated. This results in blurring. On the other hand, in the present invention, since the noise removal filter processing is performed on the Fourier amplitude calculated for each small region, the noise component can be attenuated without attenuating the high frequency component, and therefore, the signal component is blurred. It is possible to remove the noise component without any noise.

【0011】また、発明では、入力画像信号はいくつ
かの小領域に分割され、各小領域ごとにめ定めておい
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。上述した臨界空間
周波数Kcはエッジ部分をどれほど細かく抽出するかの
程度に応じてめ設定される。像のエッジ部分は高周波
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の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。そこで次にこのフーリエ振
幅を雑音除去フィルターに通しそのノイズ成分を減衰さ
せた上でフーリエ逆変換を施ししきい値処理を行ない、
ノイズが減衰されエッジが強調された画像を得る。
[0011] In the present invention, the input image signal is divided into a number of small regions, Fourier transform and amplitude only critical spatial frequency Kc or more components which have been determined pre Me for each small region as a target Is calculated. Critical spatial frequency Kc mentioned above are pre Me set according to the degree of or how finely extracted edge portions. The edge portion of the image has high-frequency spatial frequency components, but does not have high-frequency components in a region where the intensity is constant, so that the amplitude of the Fourier transform calculated in this way has sharp changes in the intensity of edges and the like. It takes a non-zero value only in the region where it is. However, since the above operation can be regarded as a high-frequency pass filter, a value other than zero is obtained in a portion where high-frequency noise exists other than the edge portion. Then, this Fourier amplitude is passed through a noise removal filter to attenuate the noise component, and then Fourier inverse transform is performed to perform threshold processing.
An image is obtained in which noise is attenuated and edges are enhanced.

【0012】本発明では小領域ごとに計算されたフーリ
エ振幅に対して雑音除去フィルター処理を施すため、高
周波成分が減衰することはなく、従ってエッジをぼかす
ことなく強調し、かつ高周波ノイズを除去することが可
能になる。
According to the present invention, the Fourier amplitude calculated for each small area is subjected to a noise removal filter process, so that the high-frequency components are not attenuated. Therefore, the edges are emphasized without blurring, and the high-frequency noise is removed. It becomes possible.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は発明の第1の実施例を示すブロック
図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【0014】入力/前処理部11に入力された画像情報
は必要に応じてA/D変換などの前処理を受けてフーリ
エ変換計算部12へと送られる。フーリエ変換計算部1
2はこの画像情報に対してプロセッサー等を用いて以下
のような処理を行なう。
The image information input to the input / pre-processing unit 11 is subjected to pre-processing such as A / D conversion if necessary, and sent to the Fourier transform calculation unit 12. Fourier transform calculator 1
2 performs the following processing on this image information using a processor or the like.

【0015】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×n
2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。次にこうして分割された各小領域ごと
に、そのフーリエ変換及びその振幅を計算する。振幅の
かわりにその2乗であるフーリエ変換パワースペクトル
を計算してもかまわない。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1つを添字(x,y)(x,y=1〜n1)で表す。
また(X,Y)で表される小領域中の(x,y)の位置
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及びそのパワースペクトルは次
式により計算される。
Assume that the number of pixels of the input image is N × N.
First, this input image is divided into n2 × n1 × n1 × n1 pixels.
It is divided into n2 small areas. Here, when dividing an image so that there is no overlap with each other, N = n1 × n
2, but may be divided so as to overlap each other. Next, the Fourier transform and its amplitude are calculated for each of the divided small areas. A Fourier transform power spectrum which is the square of the amplitude may be calculated instead of the amplitude. Here, each small area is subscripted (X,
Y) (X, Y = 1 to n2), and one of the pixels in each small area is represented by a subscript (x, y) (x, y = 1 to n1).
The value of the pixel at the position (x, y) in the small area represented by (X, Y) is represented by I (x, y; X, Y). Then, the above-described Fourier transform and its power spectrum are calculated by the following equations.

【0016】 [0016]

【0017】ここでフーリエ変換を計算する際には、良
く知られている手法に従って各小領域の境界での不連続
性を緩和するためにガウシアン窓などの窓関数を用いて
もよい。また、この計算には高速フーリエ変換などの高
速アルゴリズムを用いることもできる。以後このフーリ
エ振幅Pのことをローカル・フーリエ振幅と呼ぶ。
Here, when calculating the Fourier transform, a window function such as a Gaussian window may be used in order to reduce the discontinuity at the boundary of each small area according to a well-known method. In addition, a fast algorithm such as a fast Fourier transform can be used for this calculation. Hereinafter, the Fourier amplitude P is referred to as a local Fourier amplitude.

【0018】雑音除去部13はこのローカル・フーリエ
振幅Pに対してウィーナー・フィルターによるフィルタ
リング処理を施して雑音除去を行なう。よく知られてい
るようにウィーナー・フィルターは信号成分と雑音成分
それぞれの自己相関関数が分かっている場合に、真の信
号とフィルターの出力として得られる信号の推定値との
誤差の2乗を最小にするという意味で最適性が証明され
ているフィルターである。具体的には、ローカル・フー
リエ振幅Pを、その成分の値を並べた(n1×n2)2
次元のベクトルと考えるとウィーナー・フィルターMは
以下のように決定される。 M=E[PPt ]/[E[PPt ]+E[nnt ]] ここでE[]は統計的な平均操作を表す。E[PPt
は信号成分の相関行列を、E[nnt ]は雑音成分の相
関行列を表す。Pt ,nt は転置ベクトルである。また
行列の割り算は逆行列あるいは一般化逆行列を掛けるこ
とを表す。また、ここで相関行列のかわりに予め平均値
を引いておくことにし、共分散行列を用いることも可能
である。フィルタリング処理は P′=M・P で与えられる。通常の場合、互いに遠くにある小領域間
での相関はゼロであるので、よくなされているように、
近くの小領域での値だけから推定P′が定まるとして、
フィルターを求める計算を近似して計算量を減らすこと
も可能である。
The noise removing unit 13 removes noise by performing a filtering process using a Wiener filter on the local Fourier amplitude P. As is well known, the Wiener filter minimizes the square of the error between the true signal and the estimated value of the signal obtained as the output of the filter when the autocorrelation functions of the signal component and the noise component are known. It is a filter that has been proven to be optimal in the sense of Specifically, the local Fourier amplitude P is represented by (n1 × n2) 2
When considered as a dimensional vector, the Wiener filter M is determined as follows. M = E [PP t] / [E [PP t] + E [nn t]] where E [] denotes statistical average operation. E [PP t ]
Represents a correlation matrix of a signal component, and E [nn t ] represents a correlation matrix of a noise component. P t and n t are transposed vectors. Also, matrix division means multiplication by an inverse matrix or a generalized inverse matrix. Here, it is also possible to use a covariance matrix by subtracting an average value in advance instead of the correlation matrix. The filtering process is given by P '= M · P. In the normal case, the correlation between small regions far from each other is zero, so as is often done,
Assuming that the estimated P ′ is determined only from the values in nearby small areas,
It is also possible to reduce the amount of calculation by approximating the calculation for obtaining the filter.

【0019】本実施例においてはウィーナー・フィルタ
ーによる雑音除去操作を従来の方法のように入力画像信
号そのものに対して行なうのではなく、それから計算さ
れたローカル・フーリエ振幅に対して行なっている点が
重要な点である。すなわち、従来の方法のように入力画
像信号そのものに対してウィーナー・フィルターを構成
しノイズ減衰処理を行なうと、通常の場合これは信号の
相関距離程度の範囲にわたっての単なる平滑化処理に帰
着してしまうため、それにより信号の高周波成分も減衰
してしまいぼけが生じてしまう。それに対して本発明で
はローカル・フーリエ振幅に対してウィーナー・フィル
ター処理を施すため高周波成分を減衰させることなくノ
イズ成分を減衰させることができ、従って信号成分にぼ
けを引き起こすことなくノイズ成分の除去が可能とな
る。
In this embodiment, the noise removal operation using the Wiener filter is performed not on the input image signal itself as in the conventional method but on the local Fourier amplitude calculated from the input image signal. This is an important point. That is, when a Wiener filter is formed on the input image signal itself and noise attenuation processing is performed as in the conventional method, this usually results in a simple smoothing processing over a range of about the correlation distance of the signal. As a result, the high frequency components of the signal are also attenuated, thereby causing blurring. On the other hand, in the present invention, since the local Fourier amplitude is subjected to the Wiener filter processing, the noise component can be attenuated without attenuating the high frequency component, and therefore, the noise component can be removed without causing a blur in the signal component. It becomes possible.

【0020】画像復元部14はこうして雑音の減衰され
たローカル・フーリエ変換からフーリエ変換部12での
処理の逆変換を行ない雑音が減衰された復元像を計算し
て出力する。よく知られているように、この際、フーリ
エ逆変換を行なうには振幅だけでなく位相情報も必要で
ある。この位相情報はフーリエ変換部12で計算された
ローカル・フーリエ変換Fから受け取る。また必要に応
じて画像復元部ではしきい値処理を行ない、負の値を0
で置き換えたりまた大きすぎる値に対するカットオフ処
理を行なう。
The image restoration unit 14 performs an inverse transform of the processing in the Fourier transform unit 12 from the local Fourier transform in which the noise has been attenuated in this way, and calculates and outputs a restored image in which the noise has been attenuated. As is well known, in this case, not only the amplitude but also the phase information is required to perform the inverse Fourier transform. This phase information is received from the local Fourier transform F calculated by the Fourier transform unit 12. If necessary, the image restoration unit performs threshold processing, and sets a negative value to 0.
Or perform cut-off processing for a value that is too large.

【0021】本実施例では、雑音除去部での処理として
ウィーナー・フィルターによるフィルタリング処理がな
されていたが、この部分を学習機能を有するニューラル
ネットワークで置き換えることも可能である。この場
合、信号成分と雑音成分の統計的性質を学習により抽出
することが可能になるので設計の手間が軽減する効果が
生まれる。
In the present embodiment, the filtering processing by the Wiener filter is performed as the processing in the noise removing unit. However, this part can be replaced by a neural network having a learning function. In this case, since the statistical properties of the signal component and the noise component can be extracted by learning, an effect of reducing the design labor can be obtained.

【0022】多層ニューラルネットワークをバック・プ
ロパゲーション法で学習させると、学習の条件が満たさ
れていれば、入力パタンを入力したときに出力パタンと
して学習したパタンを出力するようにできることはよく
知られている。そこでこの雑音除去部として多層ニュー
ラルネットワークを用い、雑音成分がのった信号P+n
を入力とし、雑音が除去された信号Pを教師パタンとし
てそれを出力するように学習させて置けば、これによっ
ても雑音成分の除去が可能になる。
It is well known that when a multilayer neural network is trained by the back propagation method, a learned pattern can be output as an output pattern when an input pattern is input if the learning conditions are satisfied. ing. Therefore, a multi-layer neural network is used as the noise removing unit, and a signal P + n with a noise component is added.
Is input and learning is performed so as to output the signal P from which noise has been removed as a teacher pattern, and thereby, it is also possible to remove noise components.

【0023】2層のニューラルネットワークで直交学習
を行なうとやはり入力パタンとそれに対応する出力パタ
ンの関係を学習できることが知られている。従って雑音
除去部として直交学習を行なうニューラルネットワーク
を用いることも可能である。雑音がのった信号P+nを
入力として雑音が除去された信号Pを出力するように直
交学習を行なうと、雑音成分が信号成分と独立で、かつ
その平均値が0であると仮定すると、学習定数を十分に
大きくとればニューラルネットワークの結合行列は M=E[PPt ]/[E[PPt ]+E[nnt ]] に収束することが証明されている(甘利俊一著、神経回
路網の数理、産業図書、1978年参照)。ここで
E[]は統計的な平均操作を表す。E[PPt ]は信号
成分の相関行列を、E[nnt ]は雑音成分の相関行列
を表す。Pt ,nt は転置ベクトルである。また行列の
割り算は逆行列あるいは一般化逆行列を掛けることを表
す。従って、線形な素子を用いれば、このニューラルネ
ットワークはウィーナー・フィルターを学習によって構
成できることが分かる。この場合には多層のニューラル
ネットワークにくらべ素子の数が減ること、学習の過程
が簡単化することの利点がある。
It is known that the relationship between an input pattern and an output pattern corresponding thereto can be learned by performing orthogonal learning using a two-layer neural network. Therefore, it is also possible to use a neural network that performs orthogonal learning as the noise removing unit. When orthogonal learning is performed so that the signal P + n with noise is input and the signal P from which noise is removed is output, assuming that the noise component is independent of the signal component and that the average value is 0, the learning is performed. Taking sufficiently large constant coupling matrix of the neural network is M = E [PP t] / [E [PP t] + E [nn t]] Shunichi to converge has been demonstrated (Amari Author, neural networks Mathematics, Sangyo Tosho, 1978). Here, E [] represents a statistical averaging operation. E [PP t ] represents a correlation matrix of a signal component, and E [nn t ] represents a correlation matrix of a noise component. P t and n t are transposed vectors. Also, matrix division means multiplication by an inverse matrix or a generalized inverse matrix. Therefore, it is understood that this neural network can construct a Wiener filter by learning by using linear elements. In this case, there are advantages in that the number of elements is reduced and the learning process is simplified as compared with a multilayer neural network.

【0024】また、雑音除去部として、より学習の過程
が簡単な相関学習を行なう2層のニューラルネットワー
クを用いることも可能である。信号Pを入力としてP自
身を出力するような自己想起を相関学習によって学習す
るとニューラルネットワークの結合行列は M=E[PPt ] に収束する。このように学習された相関行列を用いる
と、雑音成分の相関行列が単位行列を1で表し、E[n
t ]=σ2 1で与えられるとすると、例えば図3に示
すような回路によってウィーナー・フィルターが構成で
きる。図3は相関学習をするニューラルネットワークを
用いて雑音除去部を構成したブロック図である。図3に
おいて32−1,〜32−Nは次のような式に従って出
力Zを変化させる素子である。 dZ/dt=−(1/τ)(σ2 Z+P′−P) ここでPは入力信号であり、P′はP′=M・Zで与え
られる。図3の回路が定常状態に達すると σ2 Z+P′−P=0 が成り立つ。従って σ2 Z+M・Z−P=0 が満たされ、これを解くとZ=P/(σ2 +M)である
から結局 P′=M・Z=(M/(σ2 +M))・P となり、P′としてウィーナー・フィルターの出力と等
価の出力が得られることが分かる。この場合には、直交
学習を行なうニューラルネットワークと比べてもさらに
学習の過程が簡単化すること、またノイズレベルσ2
不明の場合、それをパラメータとして変化させながら処
理をすることができるという利点がある。
Further, it is also possible to use a two-layer neural network for performing correlation learning, which has a simpler learning process, as the noise removing unit. When the self-recall that outputs the signal P by itself as the input is learned by the correlation learning, the coupling matrix of the neural network converges to M = E [PP t ]. When the correlation matrix trained in this way is used, the correlation matrix of the noise component represents the unit matrix by 1, and E [n
Assuming that n t ] = σ 2 1, for example, a Wiener filter can be constituted by a circuit as shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram in which a noise removing unit is configured using a neural network that performs correlation learning. In FIG. 3, elements 32-1 to 32-N change the output Z according to the following equation. dZ / dt =-(1 / τ) (σ 2 Z + P′-P) Here, P is an input signal, and P ′ is given by P ′ = M · Z. When the circuit of FIG. 3 reaches a steady state, σ 2 Z + P′−P = 0 holds. Therefore, σ 2 Z + M · Z−P = 0 is satisfied. When this is solved, Z = P / (σ 2 + M), and eventually P ′ = M · Z = (M / (σ 2 + M)) · P. , P ′, an output equivalent to the output of the Wiener filter can be obtained. In this case, the learning process is further simplified compared to a neural network that performs orthogonal learning, and when the noise level σ 2 is unknown, the process can be performed while changing the noise level σ 2 as a parameter. There is.

【0025】図2は発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。入力/前処理部21に入力された画像情報
は必要に応じてA/D変換などの前処理を受けてフーリ
エ変換計算部22へと送られる。フーリエ変換部22は
図1に示した発明の第1の実施例と同様に、まずこの
入力画像を小領域に分割する。次にこうして分割された
各小領域ごとに、パラメータ入力部23から予め入力し
ておいた臨界空間周波数Kc以上の成分についてだけ、
図1の実施例と同様にそのフーリエ変換及びその振幅を
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、臨界空
間周波数KcはKmax/m程度に設定すればよい。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ローカル・フ
ーリエ変換Fびその振幅Pは明暗度が急激に変化して
いる領域でのみ値を持ち、従ってエッジ部の強調がなさ
れる。以下、図1の実施例と同様に雑音除去部24がロ
ーカル・フーリエ振幅Pに対してウィーナー・フィルタ
ーによるフィルタリングを行なってノイズを除去し、画
像復元部25がフーリエ変換部22での処理の逆変換を
行ない、ノイズが減衰されエッジ部が強調された復元像
を計算し出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. The image information input to the input / preprocessing unit 21 is subjected to preprocessing such as A / D conversion as necessary, and is sent to the Fourier transform calculation unit 22. The Fourier transform unit 22 first divides the input image into small areas, as in the first embodiment of the present invention shown in FIG. Next, for each of the small areas divided in this way, only the components equal to or higher than the critical spatial frequency Kc previously input from the parameter input unit 23,
The Fourier transform and its amplitude are calculated as in the embodiment of FIG. The value of the critical spatial frequency Kc is set in accordance with the purpose of how much a gentle edge should be emphasized.
Assuming that the maximum spatial frequency is Kmax, in order to emphasize up to an edge portion that changes over about m pixels, a critical space is required.
The inter-frequency Kc may be set to about Kmax / m. Since intensity of the image is its Fourier transform in certain areas do not contain high frequency components, thus the local Fourier transform F beauty amplitude P that is calculated has a value only in the region where the intensity is changing rapidly, Therefore, the edge is emphasized. Hereinafter, similarly to the embodiment of FIG. 1, the noise removing unit 24 performs filtering on the local Fourier amplitude P by a Wiener filter to remove noise, and the image restoring unit 25 performs the inverse processing of the processing in the Fourier transform unit 22. performs conversion, noise and calculates and outputs restored image edges are emphasized attenuated.

【0026】[0026]

【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
小領域ごとにフーリエ変換を施してフーリエ振幅を算出
する振幅算出手段と、この振幅算出手段で算出されたフ
ーリエ振幅からフーリエ振幅の空間分布,周波数分布に
基づいて雑音成分を除去する雑音除去手段と、この雑音
除去手段で得られたフーリエ振幅を用いてフーリエ逆変
換を施し雑音成分の除去された復元画像を算出する画像
復元手段とを備えることにより、信号成分のぼけを引き
起こすことなく画像信号中のノイズ成分を除去すること
ができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, the input image
The signal is divided into small areas containing multiple pixels, allowing
Perform Fourier transform for each small area to calculate Fourier amplitude
Means for calculating the amplitude, and the flow calculated by the means for calculating the amplitude.
From the Fourier amplitude to the spatial and frequency distribution of the Fourier amplitude
Noise removing means for removing a noise component based on the noise component;
Fourier inverse transformation using the Fourier amplitude obtained by the removal means
To calculate a restored image with noise components removed
By providing a restoring means, it has the effect that the Ru can remove noise components in the image signal without causing blurring of the signal components.

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

【図1】 発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】相関学習をするニューラルネットワークを用い
て雑音除去部を構成したブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a noise removing unit using a neural network that performs correlation learning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21 入力/前処理部 12,22 フーリエ変換計算部 13,24 雑音除去部 14,25 画像復元部 23 パラメータ入力部 31 相関行列 32−1,〜32−N アナログ演算素子 11, 21 Input / preprocessing unit 12, 22 Fourier transform calculation unit 13, 24 Noise removal unit 14, 25 Image restoration unit 23 Parameter input unit 31 Correlation matrix 32-1, -32-N Analog arithmetic element

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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フーリエ変換
を施してフーリエ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フーリエ振幅からフーリエ振
幅の空間分布,周波数分布に基づいて雑音成分を除去す
る雑音除去手段と、この雑音除去手段で得られたフーリ
エ振幅を用いてフーリエ逆変換を施し雑音成分の除去さ
れた復元画像を算出する画像復元手段とを備えることを
特徴とする画像信号の処理装置。
1. An amplitude calculating means for dividing an input image signal into small areas including a plurality of pixels while permitting overlap and performing a Fourier transform on each of the small areas to calculate a Fourier amplitude. Fourier amplitude from the calculated Fourier amplitude
A noise removing means for removing a noise component based on the spatial distribution of the width and the frequency distribution, and an image for performing a Fourier inverse transform using the Fourier amplitude obtained by the noise removing means and calculating a restored image from which the noise component has been removed An image signal processing device comprising: a restoration unit.
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