JP3204562B2 - メディアンフィルタ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメディアンフィルタ処理
方法に係り、特に、画像処理技術における、３×３サイ
ズのウィンドウのメディアンフィルタ処理方法に関す
る。

【０００２】画像を扱う各分野において、入力画像の雑
音除去の一手法としてメディアンフィルタ処理は、重要
な機能であり、その高速化が必要とされている。

【０００３】

【従来の技術】メディアンフィルタ処理とは、入力画像
の各画素に対し、各画素を中心とするＫ×Ｌサイズのウ
ィンドウ（局所領域）内の、Ｋ×Ｌ個の画素の輝度デー
タ（以下画素値と記す）の中央値を、出力画像における
各画素の画素値とする処理である。

【０００４】従来、３×３のウィンドウに対するメディ
アンフィルタ処理は、ウィンドウが移動する毎にウィン
ドウ内の９つの画素値を大小順にソートして、その中央
値を算出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の、ウィンドウが
移動する毎に９つの画素値をソートする方法では、比較
演算回数が多く、例えば、２分探索ソートを用いると、
比較演算の回数は最悪で２１回必要となる。

【０００６】従って、汎用プロセッサやＤＳＰ（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で処理
を行う場合、比較演算の回数が多いため、処理速度が遅
いという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、比較演算の回数を少なくでき、処理速度を向上させ
ることができるメディアンフィルタ処理方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図を
示す。請求項１の発明は、入力画像の各画素に対し、各
画素を中心とする３×３サイズのウィンドウ内の、９個
の画素値の中央値を、出力画像における各画素の画素値
とするメディアンフィルタ処理方法において、上記ウィ
ンドウ内の画素を縦又は横一列の３画素からなる３組に
分け、夫々の組で３個の画素値を大小順にソートした結
果を取得し、かつ、画素が重なる上記ウィンドウ間で上
記ソート結果を共用するするステップ（１０１）と、上
記３組の３個の画素値のソート結果のうちの２組から、
６個の画素値を大小順にソートした結果を取得するステ
ップ（１０２）と、上記３組の３個の画素値のソート結
果のうちの、前記６個の画素値のソートに用いた２組を
除いた１組と、上記６個の画素値のソート結果とから、
９個の画素値を大小順にソートした結果を取得して中央
値を求めるステップ（１０３）とを有する構成とする。

【０００９】請求項２の発明では、前記６個の画素値を
大小順にソートした結果を取得するステップ（１０２）
は、ウィンドウ中心の画素が隣合い、かつ、処理対象と
なる順番が前後関係にあるウィンドウ間で、上記６個の
画素値のソート結果を共用する構成とする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、大小順にソートする処理
を、３段階のステップに分けているため、画素が重なる
ウィンドウ間で３個の画素値のソート結果を共用するこ
とができる。従って、ウィンドウを移動したときの、３
個の画素値のソートの回数を大幅に減らして、処理全体
の比較演算回数を少なくすることを可能とする。

【００１１】請求項２の発明では、６個の画素値のソー
ト結果を隣合うウィンドウ間で共用するため、６個の画
素値のソートの回数をへらすことができる。このため、
更に、処理全体の比較演算回数を少なくすることを可能
とする。

【００１２】

【実施例】図２は本発明を適用する画像処理装置の構成
図を示す。図２の画像処理装置は、ＤＳＰ１２、プログ
ラムメモリ１１、及び画像メモリ１３から構成される。
プログラムメモリ１１は半導体メモリであり、例えば、
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で構成される。プロ
グラムメモリ１１には、本発明の一実施例のメディアン
フィルタ処理を実行するプログラムが格納される。

【００１３】画像メモリ１３は半導体メモリであり、Ｒ
ＡＭで構成される。この画像メモリ１３には、画像デー
タが格納される。画像データは、画像データバス１６に
接続された入力装置（図示せず）から画像メモリ１３に
転送される。

【００１４】ＤＳＰ１２は、上記プログラムに従って、
画像メモリ１３の入力画像の領域に格納されている画像
に対して、メディアンフィルタ処理を行い、処理結果を
出力画像として出力画像の領域に書き込む。

【００１５】この際、ＤＳＰ１２は、インストラクショ
ン・バス１４を介してプログラムメモリ１１からプログ
ラムを読み出し、また、データバス１５を介して画像メ
モリ１３との間でデータの読み書きを行う。

【００１６】図３は、本発明の一実施例のフローチャー
トを示す。また、図４は、本実施例におけるメディアン
フィルタ処理の処理対象画像とウィンドウの説明図を示
す。また、図５は、ウィンドウ内のソート処理対象領域
の説明図を示す。

【００１７】本実施例では、図４に示すＭ×Ｎ個の画素
からなる入力画像を処理対象とし、図４に示すように、
入力画像の左上を原点（０，０）とする。ウィンドウ
は、３×３のサイズであり、ウィンドウの中心位置を
（ｉ，ｊ）とする。

【００１８】ウィンドウを、ｉ＝１，ｊ＝１の位置か
ら、左から右へ、上から下へ順次移動して、各ウィンド
ウ位置での９個の画素値の中央値を求めて、それぞれの
ウィンドウ中心位置での出力画像の画素値とする。

【００１９】本実施例では、各ウィンドウ位置におい
て、３段階に分けて、メディアンフィルタ処理を行う。
第１段階では、ウィンドウの移動により新たにウィンド
ウ内に入った３画素に対して３個の画素値を大小順にソ
ートする。

【００２０】第２段階では、ｉが奇数の場合は、第１段
階で得た３個の画素値のソート結果と一つ前のウィンド
ウで得た３個の画素値のソート結果の２組を用いて、６
画素に対して、６個の画素値を大小順にソートする。た
だし、ｉが偶数の場合は、一つ前のウィンドウでの６個
の画素値のソート結果を取得してそのまま利用するた
め、第２段階では、ソートを行う必要がない。

【００２１】第３段階では、第２段階で得た６個の画素
値のソート結果と、第１段階又は一つ前のウィンドウで
得た３個の画素値のソート結果を用いて、９個の画素値
を大小順にソートし、中央値を求める。

【００２２】図３のフローチャートにおいて、ステップ
２０２〜ステップ２０９がｉが奇数の場合の処理であ
り、ステップ２１１〜ステップ２１４がｉが偶数の場合
の処理である。ｉが奇数の場合では、ステップ２０３，
２０４，２０５で上記第１段階の処理を行い、ステップ
２０６で上記第２段階の処理を行う。また、ステップ２
０７で第３段階の処理を行う。

【００２３】ｉが偶数の場合では、ステップ２１１で上
記第１段階の処理を行い、ステップ２１２で上記第２段
階及び第３段階の処理を行う。

【００２４】次に、上記第１段階，第２段階，第３段階
の各処理について、図５に沿って詳しく説明する。図５
では、ウィンドウが一つ右へ移動してｉが一つ増加し、
ｉ＋１列の３画素の領域ｐが新しくウィンドウ内に入っ
た状態を示している。

【００２５】第１段階では、図５（Ａ）に示す新たにウ
ィンドウ内に入ったｉ＋１列の領域ｐの３画素に対し
て、３個の画素値を大小順にソートする。但し、ｉ＝１
のときは、全ての画素値がソートされていないため、ｉ
−１，ｉ，ｉ＋１列の各領域ｐ，ｑ，ｒについて、３組
の３個の画素値をソートする。１組の３個の画素値のソ
ートでは、比較演算は３回必要である。

【００２６】第２段階では、ｉが奇数の場合は、ｉ列と
ｉ＋１列の１×３画素の領域ｑ，ｐの３個の画素値のソ
ート結果を用いて、図５（Ｂ）に示す２×３画素の領域
ｓに対して、６個の画素値のマージソートを行い、大小
順にソートする。

【００２７】ｉが偶数の場合は、図５（Ｃ）に示す２×
３画素の領域ｔに対する６個の画素値のソート結果が、
（ｉ−１，ｊ）を中心とする一つ前のウィンドウで得ら
れているので、この一つ前のウィンドウでの６個の画素
値のソート結果を取得してそのまま利用する。

【００２８】６個の画素に対するマージソートは、以下
のような方法で行う。２組の３個の画素値をそれぞれ、
｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝，｛ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝とする。
但し、ａ₁ ≧ａ₂ ≧ａ₃ ，ｂ₁ ≧ｂ₂ ≧ｂ₃ とする。

【００２９】先ず、ｂ₂ を｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝に加え
て、大小順に並び換える。次に、ｂ ₁ と、｛ａ₁ ，
ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₂ ｝のうちのｂ₂ より大きい要素とを比
較して、｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ｝を大小順に
並び換える。最後に、ｂ₃ と、｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ
₁ ，ｂ₂ ｝のうちのｂ₂ より小さい要素とを比較して、
｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝を大小順に並
び換える。

【００３０】この６画素値のソートでは、比較演算の回
数は、最悪で５回となる。前後の２つのウィンドウで６
個の画素値のソート結果を共用し、ｉが偶数のときは、
ソートを行う必要がないため、１つのウィンドウ当たり
では、最悪で５／２回の比較演算回数となる。

【００３１】第３段階では、ｉが奇数の場合には、図５
（Ｄ）に示す、ｉ−１列の１×３画素の領域ｒの３個の
画素値のソート結果と、第２段階で得た、ｉ列とｉ＋１
列の２×３画素の領域ｓの６個の画素値のソート結果と
を用いて、３×３画素の領域の９個の画素値のマージソ
ートを行う。このマージソートにより、９個の画素値を
大小順に並べて、中央値を求める。

【００３２】ｉが偶数の場合には、図５（Ｅ）に示す、
ｉ＋１列の１×３画素の領域ｐの３個の画素値のソート
結果と、一つ前のウィンドウで得られた、ｉ−１列とｉ
列の２×３画素の領域ｔの６個の画素値のソート結果と
を用いて、３×３画素の領域の９個の画素値のマージソ
ートを行う。このマージソートにより、９個の画素値を
大小順に並べて、中央値を求める。

【００３３】９画素に対数マージソートは、以下のよう
な方法で行う。６個の画素値を｛ｃ ₁ ，ｃ₂ ，ｃ₃ ，ｃ
₄ ，ｃ₅ ，ｃ₆ ｝とし、３個の画素値を｛ｄ₁ ，ｄ₂ ，
ｄ₃｝とする。但し、ｃ₁ ≧ｃ₂ ≧ｃ₃ ≧ｃ₄ ≧ｃ₅ ≧
ｃ₆ ，ｄ₄ ≧ｄ₅ ≧ｄ₆ とする。

【００３４】先ず、ｄ₂ と｛ｃ₂ ，ｃ₃ ，ｃ₄ ，ｃ₅ ｝
とを比較して、下記(1) 〜(5) の各場合に応じて中央値
を求める。

【００３５】(1) ｄ₂ ＞ｃ₂ のときは、｛ｃ₃ ，
ｃ₄ ｝とｄ₃ を比較して、中央の値を中央値とする。

【００３６】(2) ｃ₂ ≧ｄ₂ ＞ｃ₃ のときは、ｃ₃ と
ｄ₃ を比較して、小さいほうの値を中央値とする。

【００３７】(3) ｃ₃ ≧ｄ₂ ＞ｃ₄ のときは、ｄ₂ を
中央値とする。

【００３８】(4) ｃ₄ ≧ｄ₂ ＞ｃ₅ のときは、ｃ₄ と
ｄ₁ を比較して、大きいほうの値を中央値とする。

【００３９】(5) ｃ₅ ≧ｄ₂ のときは、｛ｃ₄ ，
ｃ₅ ｝とｄ₁ を比較して、３個の値の中央の値を中央値
とする。

【００４０】上記の９個の画素値のソートでは、比較演
算の回数は、最悪で４回である。

【００４１】従って、第１段階，第２段階，第３段階の
全体では、中央値を求めるのに必要な比較演算の回数
は、最悪で、３＋５／２＋４回の９．５回となる。

【００４２】次に、図３のフローチャートのについて詳
しく説明する。ステップ２０１では、ウィンドウ中心位
置の行ｊを１行にする。ステップ２０２では、ウィンド
ウ中心位置の列ｉを１列にする。

【００４３】ステップ２０３では、ウィンドウ中心位置
の列がｉ＝１の場合における、入力画像のｉ−１列の３
個の画素値のソートを行う。ステップ２０４では、ウィ
ンドウ中心位置の列がｉ＝１の場合における、入力画像
のｉ列の３個の画素値のソートを行う。

【００４４】前記のように、ステップ２０５〜ステップ
２０９での処理が、ｉが奇数の場合の処理である。ステ
ップ２０５では、入力画像のｉ＋１列の３個の画素値の
ソートを行う。ここでは、新たにウィンドウ内に入った
１×３画素の領域を処理対象とする。前記のように、ス
テップ２０５での処理が第１段階の処理である。但し、
ｉ＝１のときは、ステップ２０３〜２０５での処理が第
１段階の処理である。

【００４５】ステップ２０６では、前記した第２段階の
処理を行う。即ち、ｉ列とｉ＋１列の３個の画素値のソ
ート結果を用いて、６個の画素値のマージソートを行
い、６個の画素値を大小順に並べ換える。

【００４６】ステップ２０７では、前記した第３段階の
処理を行う。即ち、ｉ−１列の３個の画素値のソート結
果とｉ列とｉ＋１列の６個の画素値のソート結果とを用
いて、９個の画素値のマージソートを行い、９個の画素
値の中央値を求める。

【００４７】ステップ２０８では、出力画像の対応する
位置（ｉ，ｊ）に、ステップ２０７で求めた中央値を書
き込む。

【００４８】ステップ２０９では、列を一つ進めて、ｉ
＝ｉ＋１とする。

【００４９】ステップ２１０では、列ｉの値を列の最大
値Ｍ−１と比較する。ｉ＜Ｍ−１のときは、ｊ行での処
理がまだあるため、ステップ２１１へ進む。ｉ≧Ｍ−１
のときは、ｊ行での処理が全て終わったので、ステップ
２１６へ進む。

【００５０】ステップ２１１〜ステップ２１４では、ｉ
が偶数の場合の処理を行う。ステップ２１１では、入力
画像のｉ＋１列の３個の画素値のソートを行う。ここで
は、新たにウィンドウ内に入った１×３画素の領域を処
理対象とする。前記のように、ステップ２１１での処理
が第１段階の処理である。

【００５１】ステップ２１２では、前記した第２段階の
処理、及び第３段階の処理を行う。。即ち、ｉ−１列と
ｉ列の６個の画素値のソート結果を、一つ前のウィンド
ウでの６個の画素値のソート結果から取得する。その
後、ｉ＋１列の３個の画素値のソート結果とｉ−１列と
ｉ列の６個の画素値のソート結果とを用いて、９個の画
素値のマージソートを行い、９個の画素値の中央値を求
める。

【００５２】ステップ２１３では、出力画像の対応する
位置（ｉ，ｊ）に、ステップ２１２で求めた中央値を書
き込む。

【００５３】ステップ２１４では、列を一つ進めて、ｉ
＝ｉ＋１とする。

【００５４】ステップ２１０では、列ｉの値を列の最大
値Ｍ−１と比較する。ｉ＜Ｍ−１のときは、ｊ行での処
理がまだあるため、ステップ２０５へ戻り、処理を続け
る。ｉ≧Ｍ−１のときは、ｊ行での処理が全て終わった
ので、ステップ２１６へ進む。

【００５５】ステップ２１６では、行を一つ進めて、ｊ
＝ｊ＋１とする。ステップ２１７では、行ｊの値を列の
最大値Ｎ−１と比較する。ｊ＜Ｎ−１のときは、ｊ行で
の処理がまだあるため、ステップ２０２へ戻り、１列目
から処理を続ける。ｊ≧Ｎ−１のときは、全ての行での
処理が全て終わったので、処理を終了する。

【００５６】図６，図７は、６画素に対するマージソー
トの一例の詳細なフローチャートを示す。ステップ３０
１では、ｂ₂ とａ₂ を比較して、ａ₂ ≦ｂ₂ のときは、
ステップ３２１へ進み、ａ₂ ＞ｂ₂ のときは、ステップ
３０２へ進む。

【００５７】ステップ３０２では、ｂ₂ とａ₃ を比較し
て、ａ₃ ≦ｂ₂ のときは、ステップ３１０へ進み、ａ₃
＞ｂ₂ のときは、ステップ３０３へ進む。

【００５８】ステップ３０３では、ｂ₁ とａ₂ を比較し
て、ａ₂ ≦ｂ₁ のときは、ステップ３０７へ進み、ａ₂
＞ｂ₁ のときは、ステップ３０４へ進む。

【００５９】ステップ３０４では、ｂ₁ とａ₃ を比較し
て、ａ₃ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３０５にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３０４でａ₃ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３０６にて、ソート結果として｛ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ₁ ，ａ
₃ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝を得る。

【００６０】ステップ３０７では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ａ₁ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３０８にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３０７でａ₁ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３０９にて、ソート結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ａ
₃ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ｝を得る。

【００６１】ステップ３１０では、ｂ₃ とａ₃ を比較し
て、ａ₃ ≦ｂ₃ のときは、ステップ３１６へ進み、ａ₃
＞ｂ₃ のときは、ステップ３１１へ進む。

【００６２】ステップ３１１では、ｂ₁ とａ₂ を比較し
て、ａ₂ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３１３にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３１１でａ₂ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３１２へ進む。

【００６３】ステップ３１２では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ａ₁ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３１４にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ａ₂ ，ｂ₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３１２でａ₁ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３１５にて、ソート結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ
₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を得る。

【００６４】ステップ３１６では、ｂ₁ とａ₂ を比較し
て、ａ₂ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３１８にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３１６でａ₂ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３１７へ進む。

【００６５】ステップ３１７では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ａ₁ ＞ｂ₁ のときは、ステップ３１９にて、ソート
結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ａ₂ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３１７でａ₁ ≦ｂ₁ のときは、ステップ
３２０にて、ソート結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ
₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を得る。

【００６６】次に、図７のフローチャートについて説明
する。ステップ３２１では、ｂ₃ とａ₂ を比較して、ａ
₂ ≦ｂ₃ のときは、ステップ３２９へ進み、ａ₂ ＞ｂ₃
のときは、ステップ３２２へ進む。

【００６７】ステップ３２２では、ｂ₂ とａ₁ を比較し
て、ｂ₂ ≦ａ₁ のときは、ステップ３２６へ進み、ｂ₂
＞ａ₁ のときは、ステップ３２３へ進む。

【００６８】ステップ３２３では、ｂ₃ とａ₁ を比較し
て、ｂ₃ ＞ａ₁ のときは、ステップ３２４にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３２３でｂ₃ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３２５にて、ソート結果として｛ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ₁ ，ｂ
₃ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝を得る。

【００６９】ステップ３２６では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ｂ₁ ＞ａ₁ のときは、ステップ３２７にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３２６でｂ₁ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３２８にて、ソート結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ
₃ ，ａ₂ ，ａ₃ ｝を得る。

【００７０】ステップ３２９では、ｂ₃ とａ₃ を比較し
て、ｂ₃ ≦ａ₃ のときは、ステップ３３５へ進み、ｂ₃
＞ａ₃ のときは、ステップ３３０へ進む。

【００７１】ステップ３３０では、ｂ₂ とａ₁ を比較し
て、ｂ₂ ＞ａ₁ のときは、ステップ３３２にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３３０でｂ₂ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３３１へ進む。

【００７２】ステップ３３１では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ｂ₁ ＞ａ₁ のときは、ステップ３３３にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ｂ₂ ，ａ₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を
得る。ステップ３３１でｂ₁ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３３４にて、ソート結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ
₂ ，ｂ₃ ，ａ₃ ｝を得る。

【００７３】ステップ３３５では、ｂ₂ とａ₁ を比較し
て、ｂ₂ ＞ａ₁ のときは、ステップ３３７にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３３５でｂ₂ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３３６へ進む。

【００７４】ステップ３３６では、ｂ₁ とａ₁ を比較し
て、ｂ₁ ＞ａ₁ のときは、ステップ３３８にて、ソート
結果として｛ｂ₁ ，ａ₁ ，ｂ₂ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を
得る。ステップ３３６でｂ₁ ≦ａ₁ のときは、ステップ
３３９にて、ソート結果として｛ａ₁ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，ａ
₂ ，ａ₃ ，ｂ₃ ｝を得る。

【００７５】なお、図６，図７に示す６個の画素値のマ
ージソートにおいて、ｂ₂ と｛ａ₁，ａ₂ ，ａ₃ ｝との
比較は、ステップ３０１，ステップ３０２，ステップ３
２２，ステップ３３０，ステップ３３５で行っている。

【００７６】また、ｂ₁ と｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₂ ｝
のｂ₂ より大きい要素との比較は、ステップ３０３，ス
テップ３０４，ステップ３０７，ステップ３１１，ステ
ップ３１２，ステップ３１６，ステップ３１７，ステッ
プ３２６，ステップ３３１，ステップ３３６で行ってい
る。

【００７７】また、ｂ₃ と｛ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ｂ₁ ，
ｂ₂ ｝のｂ₂ より小さい要素との比較は、ステップ３１
０，ステップ３２１，ステップ３２３，ステップ３２９
で行っている。

【００７８】図６，図７に示すように、比較演算の回数
は、最悪で５回である。

【００７９】図８は、９画素に対するマージソートの一
例の詳細なフローチャートを示す。ステップ４０１で
は、ｄ₂ とｃ₃ を比較して、ｄ₂ ≦ｃ₃ のときは、ステ
ップ４１１へ進み、ｄ₂ ＞ｃ₃ のときは、ステップ４０
２へ進む。

【００８０】ステップ４０２では、ｄ₂ とｃ₂ を比較し
て、ｄ₂ ≦ｃ₂ のときは、ステップ４０８へ進み、ｄ₂
＞ｃ₂ のときは、ステップ４０３へ進む。

【００８１】ステップ４０３では、ｄ₃ とｃ₃ を比較し
て、ｄ₃ ＞ｃ₃ のときは、ステップ４０５にて、ｃ₃ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４０３で、ｄ₃
≦ｃ ₃ のときは、ステップ４０４へ進む。

【００８２】ステップ４０４では、ｄ₃ とｃ₄ を比較し
て、ｄ₃ ＞ｃ₄ のときは、ステップ４０６にて、ｄ₃ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４０４で、ｄ₃
≦ｃ ₄ のときは、ステップ４０７にて、ｃ₄ を９個の画
素値の中央値とする。

【００８３】ステップ４０８では、ｄ₃ とｃ₃ を比較し
て、ｄ₃ ＞ｃ₃ のときは、ステップ４０９にて、ｃ₃ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４０８で、ｄ₃
≦ｃ ₃ のときは、ステップ４１０にて、ｄ₃ を９個の画
素値の中央値とする。

【００８４】ステップ４１１では、ｄ₂ とｃ₅ を比較し
て、ｄ₂ ＞ｃ₅ のときは、ステップ４１７へ進み、ｄ₂
≧ｃ₅ のときは、ステップ４１２へ進む。

【００８５】ステップ４１２では、ｄ₁ とｃ₄ を比較し
て、ｄ₁ ＞ｃ₄ のときは、ステップ４１４にて、ｃ₄ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４１２で、ｄ₁
≦ｃ ₄ のときは、ステップ４１３へ進む。

【００８６】ステップ４１３では、ｄ₁ とｃ₅ を比較し
て、ｄ₁ ＞ｃ₅ のときは、ステップ４１５にて、ｄ₁ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４１３で、ｄ₁
≦ｃ ₅ のときは、ステップ４１６にて、ｃ₅ を９個の画
素値の中央値とする。

【００８７】ステップ４１７では、ｄ₂ とｃ₄ を比較し
て、ｄ₂ ＞ｃ₄ のときは、ステップ４１９にて、ｄ₂ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４１７で、ｄ₂
≦ｃ ₄ のときは、ステップ４１８へ進む。

【００８８】ステップ４１８では、ｄ₁ とｃ₄ を比較し
て、ｄ₁ ＞ｃ₄ のときは、ステップ４２０にて、ｄ₁ を
９個の画素値の中央値とする。ステップ４１８で、ｄ₁
≦ｃ ₄ のときは、ステップ４２１にて、ｃ₄ を９個の画
素値の中央値とする。

【００８９】なお、図８に示す処理において、前記した
(1) 〜(5) の各場合における中央値を求める処理は、下
記の各ステップで行われる。。

【００９０】(1) ｄ₂ ＞ｃ₂ のときは、ステップ４０
３〜４０７で、中央値を求める処理を行っている。

【００９１】(2) ｃ₂ ≧ｄ₂ ＞ｃ₃ のときは、ステッ
プ４０８〜４１０で、中央値を求める処理を行ってい
る。

【００９２】(3) ｃ₃ ≧ｄ₂ ＞ｃ₄ のときは、ステッ
プ４１９で、ｄ₂ を中央値としている。

【００９３】(4) ｃ₄ ≧ｄ₂ ＞ｃ₅ のときは、ステッ
プ４１８，４２０，４２１で、中央値を求める処理を行
っている。

【００９４】(5) ｃ₅ ≧ｄ₂ のときは、ステップ４１
２〜４１６で、中央値を求める処理を行っている。

【００９５】図８に示す９個の画素値のマージソートで
は、比較演算の回数は最悪で４回である。

【００９６】上記のように、本実施例では、９個の画素
値のソート処理を３段階に分けており、画素が重なる前
後のウィンドウ間で、３個の画素値のソート結果を共用
することができる。また、第２段階では、６個の画素値
のソート結果を前後のウィンドウで共用することができ
る。このため、入力画像に対するメディアンフィルタ処
理全体の比較演算回数を、従来方法の１／２以下と、大
幅に少なくすることができ、処理速度を大幅に向上させ
ることができる。

【００９７】なお、ウィンドウの移動方向は、本実施例
の方向に限られず、例えば、各列毎に、行を上下方向に
移動する方法でもよい。また、６画素に対するマージソ
ートの方法、９画素に対するマージソートの方法は、図
６、図７、図８と異なる方法とすることも可能である。

【００９８】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
画素が重なるウィンドウ間で３個の画素値のソート結果
を共用することができるため、処理全体の比較演算回数
を大幅に少なくすることができ、処理速度を向上させる
ことができる特長を有する。

【００９９】請求項２の発明では、６個の画素値のソー
ト結果を隣合うウィンドウ間で共用するため、６個の画
素値のソートの回数をへらすことができ、更に、処理全
体の比較演算回数を少なくし、処理速度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明を適用する画像処理装置の構成図であ
る。

【図３】本発明の一実施例のフローチャートである。

【図４】処理対象画像とウィンドウの説明図である。

【図５】ウィンドウ内のソート処理対象領域の説明図で
ある。

【図６】６画素に対するマージソートの一例の詳細なフ
ローチャートである。

【図７】６画素に対するマージソートの一例の詳細なフ
ローチャートである。

【図８】９画素に対するマージソートの一例の詳細なフ
ローチャートである。

【図９】９画素に対するマージソートの一例の詳細なフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１１ プログラムメモリ １２ ＤＳＰ １３ 画像メモリ １４ インストラクション・バス １５ データ・バス １６ 画像データバス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像の各画素に対し、各画素を中心
   とする３×３サイズのウィンドウ内の、９個の画素値の
   中央値を、出力画像における各画素の画素値とするメデ
   ィアンフィルタ処理方法において、 上記ウィンドウ内の画素を縦又は横一列の３画素からな
   る３組に分け、夫々の組で３個の画素値を大小順にソー
   トした結果を取得し、かつ、画素が重なる上記ウィンド
   ウ間で上記ソート結果を共用するするステップ（１０
   １）と、 上記３組の３個の画素値のソート結果のうちの２組か
   ら、６個の画素値を大小順にソートした結果を取得する
   ステップ（１０２）と、 上記３組の３個の画素値のソート結果のうちの、前記６
   個の画素値のソートに用いた２組を除いた１組と、上記
   ６個の画素値のソート結果とから、９個の画素値を大小
   順にソートした結果を取得して中央値を求めるステップ
   （１０３）とを有する構成とすることを特徴とするメデ
   ィアンフィルタ処理方法。
2. 【請求項２】 前記６個の画素値を大小順にソートした
   結果を取得するステップ（１０２）は、ウィンドウ中心
   の画素が隣合い、かつ、処理対象となる順番が前後関係
   にあるウィンドウ間で、上記６個の画素値のソート結果
   を共用する構成とすることを特徴とする請求項１記載の
   メディアンフィルタ処理方法。