JP4304609B2 - Signal processing apparatus and method, recording medium, and program - Google Patents
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本発明は、信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、入力された画像信号に効果的にエンハンス処理を施せるようにした信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a signal processing apparatus and method, a recording medium, and a program, and more particularly, to a signal processing apparatus and method, a recording medium, and a program that can effectively enhance an input image signal.
従来、ビデオカメラにおいては、CCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの撮像素子により撮像された画像のコントラスト(明暗の差)および鮮鋭度(境界の明確さ)を向上させる方法として、階調変換によるコントラスト強調方法や画像中の高域成分のコントラストを強調する高域成分強調方法が考えられている。 Conventional video cameras improve contrast (brightness / darkness difference) and sharpness (brightness of boundaries) of images captured by image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). As a method, a contrast enhancement method by gradation conversion and a high frequency component enhancement method for enhancing the contrast of a high frequency component in an image are considered.
コントラスト強調方法としては、画像の各画素に対して、その画素レベルを所定の入出力関係を持つ関数(以下、これをレベル変換関数と称する)で変換するトーンカーブ調整や、画素レベルの頻度分布に応じてレベル変換関数を適応的に変化させるヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる方法が提案されている。 As a contrast enhancement method, tone curve adjustment for converting each pixel level of an image with a function having a predetermined input / output relationship (hereinafter referred to as a level conversion function), or frequency distribution of pixel levels A method called histogram equalization has been proposed in which the level conversion function is adaptively changed according to the above.
高域成分強調方法としては、画像からエッジを抽出し、抽出したエッジを強調するいわゆる輪郭強調を行うアンシャープマスクと呼ばれる方法が提案されている。 As a high frequency component enhancement method, a method called an unsharp mask that performs edge enhancement that extracts edges from an image and emphasizes the extracted edges has been proposed.
しかしながら、コントラスト強調方法においては、画像の全ダイナミックレンジ(最大レベルと最小レベルの差)のうち一部の輝度域しかコントラストを向上させることができない問題があることに加えて、トーンカーブ調整の場合には画像の最明部と最暗部において、またヒストグラムイコライゼーションの場合には頻度分布の少ない輝度域付近において、逆にコントラストが低下するという問題があった。さらに高域成分強調方法においては、画像の高域成分のコントラストのみが強調され、これにより画像のエッジ付近が不自然に強調され、画質が劣化してしまうという問題点があった。 However, in contrast enhancement methods, in addition to the problem that the contrast can be improved only in a part of the luminance range in the entire dynamic range (difference between the maximum level and the minimum level) of the image, in addition, in the case of tone curve adjustment However, there is a problem that the contrast is lowered in the brightest and darkest parts of the image, and in the case of histogram equalization, in the vicinity of the luminance region where the frequency distribution is small. Further, in the high frequency component enhancement method, only the contrast of the high frequency component of the image is enhanced, thereby causing a problem that the vicinity of the edge of the image is unnaturally enhanced and the image quality is deteriorated.
そこで、従来、図1に示すように構成される画像信号処理装置により、入力画像データのうち画素値の変化が急峻なエッジを保存した状態で、そのエッジ以外の部分を増幅することにより、エッジ以外の部分を強調する方法が存在する(例えば、特許文献1)。 Therefore, conventionally, an image signal processing device configured as shown in FIG. 1 is used to amplify a portion other than the edge by amplifying a portion other than the edge while preserving an edge having a sharp change in pixel value. There is a method for emphasizing other parts (for example, Patent Document 1).
図1に示された画像信号処理装置において、入力された画像信号(画素値)は、εフィルタ1、および減算部2に入力される。εフィルタ1は、所定の閾値ε1よりも大きいエッジ、例えば、図2Aに示されるような急峻なエッジを挟んで僅かに変動する画像信号が入力された場合、図2Bに示されるようなエッジのみが抽出された画像信号に変換して、減算部2および加算部4に出力する。
In the image signal processing apparatus shown in FIG. 1, the input image signal (pixel value) is input to the
εフィルタ1の具体的な処理について、図3および図4を参照して説明する。εフィルタ1は、入力画像の各画素を順次、注目画素Cに決定し、図3に示すように、注目画素Cを中心として水平方向に連続する複数の近傍画素(いまの場合、4画素L2,L1,R1,R2)からなるタップを設定し、次式(1)のように、注目画素Cおよび複数の近傍画素の画素値を、タップ係数(例えば、{1,2,3,2,1})を用いて加重平均して、注目画素Cに対応する変換結果C’として出力する。
C’=(1・L2+2・L1+3・C+2・R1+1・R2)/9
・・・(1)
Specific processing of the
C ′ = (1 · L2 + 2 · L1 + 3 · C + 2 · R1 + 1 · R2) / 9
... (1)
ただし、図4に示すように、注目画素Cの画素値との差分が、所定の閾値ε1よりも大きい近傍画素(図4の場合、近傍画素R2)については、画素値を注目画素Cのものと置換して計算するようにする。すなわち、図4の場合、次式(2)が計算される。
C’=(1・L2+2・L1+3・C+2・R1+1・C)/9
・・・(2)
However, as shown in FIG. 4, for a neighboring pixel (a neighboring pixel R2 in the case of FIG. 4) whose difference from the pixel value of the target pixel C is larger than a predetermined threshold ε 1 , the pixel value of the target pixel C is changed. Replace it with something to calculate. That is, in the case of FIG. 4, the following equation (2) is calculated.
C ′ = (1 · L2 + 2 · L1 + 3 · C + 2 · R1 + 1 · C) / 9
... (2)
尚、εフィルタ1により平滑化された画像信号は、特に、画像信号の構造成分とも称される。
The image signal smoothed by the
図1に戻る。減算部2は、前段から入力される画像信号(εフィルタ1に対する入力と同一のもの)から、εフィルタ1から入力される画像信号を減算することにより、画像信号の構造成分以外の僅かに変動している画像信号を抽出して増幅部3に出力する。増幅部3は、減算部2の出力を増幅して加算部4に出力する。尚、構造成分以外の僅かに変動している画像信号の成分は、特に、画像信号の振幅成分とも称される。加算部4は、増幅部3から出力される構造成分以外の部分が増幅されている画像信号と、εフィルタ1から入力される画像信号の構造成分を加算する。この加算結果が、急峻なエッジが保持された状態で、そのエッジ以外の部分が増幅されている画像信号となっている。
Returning to FIG. The subtracting unit 2 subtracts the image signal input from the
ところで、図1に示された画像信号処理装置のεフィルタ1では、例えば、図5に示されるように、画素値の変化に急峻なエッジが存在しても、そのサイズが所定の閾値ε1よりも小さい場合、εフィルタ1から出力される変換後の画像信号は、図6に示すように平滑化されてしまい、急峻なエッジがなくなってしまうので、特に微小なエッジで構成された単純なパターン画像等で著しく画質の劣化が生じてしまうという課題があった。
By the way, in the
そこで、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定し、指定された注目信号を基準として、連続的に水平方向、または、垂直方向に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を決定し、注目信号と各近傍信号との差分を演算し、差分が第1の閾値より小さい近傍信号と、注目信号とを加重平均して平滑化信号を演算し、注目信号と各近傍信号との差分を演算し、差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値と比較して、第2の閾値よりも大きな値があるか否かにより、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、判定結果に基づいて、平滑化信号または注目信号の一方を選択することが提案されている。 Therefore, a signal that is continuously arranged is sequentially designated as a signal of interest, and a plurality of signals that are continuously arranged in the horizontal direction or the vertical direction with respect to the designated signal of interest as a reference. Determining a neighborhood signal, computing a difference between the signal of interest and each neighborhood signal, computing a smoothed signal by weighted averaging the neighborhood signal having the difference smaller than the first threshold, and the signal of interest; A difference from the neighboring signal is calculated, and a small edge is found in the vicinity of the signal of interest depending on whether or not there is a value larger than the second threshold value compared to the difference and the second threshold value smaller than the first threshold value. It has been proposed to determine whether or not it exists and to select one of a smoothed signal or a signal of interest based on the determination result.
しかしながら、以上の手法では、増幅部3により振幅成分に対してコントラストや鮮鋭度を強調することができるものの、例えば、振幅成分を増幅するように制御する場合、振幅成分に含まれているノイズ成分をも増幅させてしまうことになってしまい、結果として、コントラストや鮮鋭度を強調するといったエンハンス処理を効果的に施すことができないという課題があった。 However, in the above method, although the amplification unit 3 can emphasize the contrast and sharpness with respect to the amplitude component, for example, when controlling to amplify the amplitude component, the noise component included in the amplitude component As a result, there is a problem that enhancement processing such as enhancing contrast and sharpness cannot be effectively performed.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特に、振幅成分を帯域毎に分離して、それぞれに必要な処理を施すことにより、入力された画像信号のコントラストや鮮鋭度を強調するといったエンハンス処理を効果的に施すことができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and in particular, the amplitude component is separated for each band, and necessary processing is performed on each to enhance the contrast and sharpness of the input image signal. The enhancement processing such as performing can be effectively performed.
本発明の信号処理装置は、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出手段と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比として計算する混合比計算手段と、混合比計算手段により計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合手段と、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分を計算する差分計算手段と、差分計算手段により計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離手段と、帯域分離手段により複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理手段とを備える。 The signal processing apparatus according to the present invention includes a processing signal extraction unit that extracts a plurality of neighborhood signals as processing signals from an image signal with reference to the attention signal of interest in continuously arranged image signals; The processing difference that is the difference between each processing signal and the first threshold value are compared, and the processing signal whose processing difference is larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal and the plurality of processing signals are weighted It is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest based on a comparison result between the arithmetic means for calculating the smoothed signal on the average and the processing difference and the second threshold value smaller than the first threshold value. If there is a minute edge, the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is the mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and if there is no minute edge, the maximum value of the processing differences is Smooth signal and signal of interest A mixing ratio calculation means for calculating a mixing ratio, based on the calculated mixing ratio by the mixing ratio calculation means, the smoothed signal, and a mixing means for the signal of interest are mixed to produce structural components of the signal of interest, attention A difference calculating means for calculating the amplitude component of the signal of interest comprising the difference between the signal and the structural component of the signal of interest; a band separating means for separating the amplitude component of the signal of interest calculated by the difference calculating means into a plurality of bands ; the amplitude component of the signal of interest which is divided into plural bands by separating means and a processing means for performing predetermined processing.
前記信号は、画像を構成する画素の画素値とするようにすることができる。 The signal may be a pixel value of a pixel constituting the image.
前記処理手段には、帯域分離手段により複数の帯域毎に分離された注目信号の振幅成分にゲインを制御する処理を施すようにさせることができる。 The processing means can perform a process for controlling the gain on the amplitude component of the signal of interest separated for each of the plurality of bands by the band separation means.
前記帯域分離手段により複数の帯域毎に分離されている、処理手段によりゲインを制御する処理が施された注目信号の振幅成分を、注目信号、または、注目信号の構造成分のいずれかに重畳する重畳手段をさらに設けるようにさせることができる。 The amplitude component of the signal of interest, which is separated into a plurality of bands by the band separation device and subjected to the process of controlling the gain by the processing device, is superimposed on either the signal of interest or the structural component of the signal of interest. Superimposing means can be further provided.
本発明の信号処理方法は、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比として計算する混合比計算ステップと、混合比計算ステップの処理で計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合ステップと、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分を計算する差分計算ステップと、差分計算ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離ステップと、帯域分離ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理ステップとを含む。 The signal processing method of the present invention includes a processing signal extraction step of extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from an image signal with reference to the attention signal of interest in continuously arranged image signals, The processing difference that is the difference between each processing signal and the first threshold value are compared, and the processing signal whose processing difference is larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal and the plurality of processing signals are weighted Whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest is determined based on a comparison step between an arithmetic step for calculating a smoothed signal on average and a processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value. If there is a minute edge, the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is the mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and if there is no minute edge, the maximum value of the processing differences is Smoothed signal and note A mixing ratio calculation step of calculating a mixing ratio of the signal, based on the calculated mixing ratio in the process of mixing ratio calculating step, smoothing signals, and mixes the signal of interest, to produce a structural component of the signal of interest The difference step that calculates the amplitude component of the signal of interest consisting of the difference between the mixing step, the signal of interest and the structural component of the signal of interest, and the amplitude component of the signal of interest calculated in the processing of the difference calculation step are separated into multiple bands including to the band separation step, and a processing step of the amplitude component of the signal of interest which is divided into plural bands in the processing of band separation step performs a predetermined process.
本発明の記録媒体のプログラムは、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号の加重平均による平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比とする計算を制御する混合比計算制御ステップと、混合比計算制御ステップの処理で計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号の混合による、注目信号の構造成分の生成を制御する混合制御ステップと、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分の計算を制御する差分計算制御ステップと、差分計算制御ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分の複数の帯域の分離を制御する帯域分離制御ステップと、帯域分離制御ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分の所定の処理を施すように制御する処理制御ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。 The recording medium program of the present invention is a processing signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from an image signal with reference to a target signal of interest in continuously arranged image signals. And a processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal and the first threshold value, and a processing signal having a processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, so that the attention signal Based on the result of comparison between the calculation control step for controlling the calculation of the smoothed signal by the weighted average of the processed signals and the second threshold value smaller than the first threshold value , there is a minute edge in the vicinity of the signal of interest. If there is a minute edge, the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is taken as the mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest. If there is no minute edge, the processing difference The maximum value of among a mixing ratio calculation control step of controlling the calculation of the mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest, based on the calculated mixing ratio in the processing of the mixture ratio calculation control step, the smoothed signal, And a mixing control step for controlling the generation of the structural component of the signal of interest by mixing the signal of interest and a difference calculation control step for controlling the calculation of the amplitude component of the signal of interest comprising the difference between the signal of interest and the structural component of the signal of interest. And a band separation control step for controlling separation of a plurality of bands of the amplitude component of the signal of interest calculated in the difference calculation control step processing, and an amplitude of the signal of interest separated into the plurality of bands in the processing of the band separation control step And causing the computer to execute a process including a process control step for performing control so as to perform a predetermined process for the component.
本発明のプログラムは、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号の加重平均による平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比とする計算を制御する混合比計算制御ステップと、混合比計算制御ステップの処理で計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号の混合による、注目信号の構造成分の生成を制御する混合制御ステップと、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分の計算を制御する差分計算制御ステップと、
差分計算制御ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分の複数の帯域の分離を制御する帯域分離制御ステップと、帯域分離制御ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分の所定の処理を施すように制御する処理制御ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。
The program according to the present invention includes a processing signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from an image signal with reference to the attention signal of interest in continuously arranged image signals ; The processing difference that is the difference between the signal and each processing signal is compared with the first threshold value, and the processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal and the plurality of processing signals Whether there is a minute edge in the vicinity of the signal of interest based on the comparison result between the calculation control step for controlling the calculation of the smoothed signal by the weighted average of and the processing difference and the second threshold value smaller than the first threshold value . If there is a minute edge, the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is taken as the mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest. Most Values, and the mixing ratio calculation control step of controlling the calculation of the mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest, based on the calculated mixing ratio in the processing of the mixture ratio calculation control step, the smoothed signal, and interest A mixing control step for controlling the generation of the structural component of the signal of interest by mixing the signals, and a difference calculation control step for controlling the calculation of the amplitude component of the signal of interest consisting of the difference between the signal of interest and the structural component of the signal of interest;
The band separation control step for controlling the separation of the plurality of bands of the amplitude component of the signal of interest calculated in the difference calculation control step processing, and the amplitude component of the signal of interest separated into the plurality of bands in the processing of the band separation control step And causing a computer to execute a process including a process control step for controlling to perform a predetermined process.
本発明の信号処理装置および方法、並びにプログラムにおいては、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号が処理信号として抽出され、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とが比較され、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換されて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号が演算され、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かが判定され、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分が、平滑化信号と注目信号との混合比とされ、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値が、平滑化信号と注目信号との混合比とされて計算され、計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号が混合され、注目信号の構造成分が生成され、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分が計算され、計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離され、複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理が施される。 In the signal processing apparatus and method, and the program of the present invention, a plurality of neighboring signals are extracted as processing signals from the image signal with reference to the attention signal of interest in the continuously arranged image signals, and the attention signal Is compared with the first threshold value, and the processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, so that the attention signal and the plurality of processing signals are changed. A smoothed signal is calculated by weighted averaging, and based on a comparison result between the processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value, it is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest, If there is a minute edge, the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is the mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest. If there is no minute edge, the maximum value among the processing differences is smoothed. Conversion No. and which is calculated with the mixing ratio of the signal of interest, based on the calculated mixing ratio, smoothed signal, and, the signal of interest are mixed, produced structural component of the signal of interest is, the signal of interest and the signal of interest amplitude component of the signal of interest consisting of the difference between the structural components are calculated and are separated amplitude component of the calculated signal of interest into a plurality of bands, a predetermined process on the amplitude component of the signal of interest which is divided into plural bands facilities Is done.
本発明の信号処理装置は、独立した装置であっても良いし、信号処理を行うブロックであっても良い。 The signal processing apparatus of the present invention may be an independent apparatus or a block that performs signal processing.
本発明によれば、入力された信号に効果的にエンハンス処理を施すようにすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to effectively perform enhancement processing on an input signal.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。 Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence relationship between the invention described in this specification and the embodiments of the invention is exemplified as follows. This description is intended to confirm that the embodiments supporting the invention described in this specification are described in this specification. Therefore, although there is an embodiment which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the invention, it means that the embodiment is not It does not mean that it does not correspond to the invention. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to an invention, that means that the embodiment does not correspond to an invention other than the invention. Absent.
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。 Further, this description does not mean all the inventions described in this specification. In other words, this description is for the invention described in the present specification, which is not claimed in this application, that is, for the invention that will be applied for in the future or that will appear and be added by amendment. It does not deny existence.
即ち、本発明の信号処理装置は、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出手段(例えば、図9の制御信号発生部52)と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段(例えば、図9のLPF42)と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比として計算する混合比計算手段(例えば、図9の混合比検出部43)と、混合比計算手段により計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合手段(例えば、図9の混合部42)と、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分を計算する差分計算手段(例えば、図7の加算器22)と、差分計算手段により計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離手段(例えば、図7の帯域分離部23)と、帯域分離手段により複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理手段(例えば、図7のゲイン制御部24−1,24−2)とを含むことを特徴とする。
That is, the signal processing apparatus according to the present invention is a processing signal extraction unit (for example, a plurality of neighboring signals extracted as processing signals from image signals with reference to a target signal of interest in continuously arranged image signals. The control signal generating unit 52) in FIG. 9 compares the processing difference that is the difference between the attention signal and each processing signal with the first threshold value, and the processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is the attention signal. , A calculation means (for example,
前記帯域分離手段により複数の帯域毎に分離されている、処理手段によりゲインを制御する処理が施された注目信号の振幅成分を、注目信号、または、注目信号の構造成分のいずれかに重畳する重畳手段(例えば、図7の加算器26または図23の加算器111)をさらに設けるようにさせることができる。
The amplitude component of the signal of interest, which is separated into a plurality of bands by the band separation device and subjected to the process of controlling the gain by the processing device, is superimposed on either the signal of interest or the structural component of the signal of interest. Superposition means (for example, the
本発明の信号処理方法は、連続的に配置されている画像信号において注目する注目信号を基準として、画像信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出ステップ(例えば、図10のフローチャートのステップS1の処理)と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、処理差分が第1の閾値より大きい処理信号については注目信号に置換して、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップ(例えば、図11のフローチャートのステップS22の処理)と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、微小エッジが存在する場合、画像信号の最大値と最小値との差分を、平滑化信号と注目信号との混合比とし、微小エッジが存在しない場合、処理差分のうちの最大値を、平滑化信号と注目信号との混合比として計算する混合比計算ステップ(例えば、図11のフローチャートのステップS25,S27の処理)と、混合比計算ステップの処理で計算された混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合ステップ(例えば、図11のフローチャートのステップS26の処理)と、注目信号と注目信号の構造成分との差分からなる注目信号の振幅成分を計算する差分計算ステップ(例えば、図10のフローチャートのステップS2の処理)と、差分計算ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離ステップ(例えば、図10のフローチャートのステップS3の処理)と、帯域分離ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理ステップ(例えば、図10のフローチャートのステップS4の処理)とを含むことを特徴とする。 The signal processing method of the present invention is a processing signal extraction step (for example, FIG. 10) that extracts a plurality of neighboring signals as processing signals from an image signal with reference to a target signal of interest in consecutively arranged image signals . In step S1 in the flowchart), a processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal, and the first threshold value, and a processing signal having a processing difference larger than the first threshold value is set as the attention signal. substituted, the arithmetic step of calculating a smoothed signal of interest signal and a plurality of processed signals to a weighted average (e.g., the processing in step S22 in the flowchart of FIG. 11) and, second smaller than the processing difference and the first threshold value based on the comparison result between the second threshold, it is determined whether fine edge in the vicinity of the target signal is present, the difference in the case where fine edge exists, the maximum value and the minimum value of the image signal And the mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest, if there is no minute edge, the maximum value of the processing difference, mixing ratio calculating step of calculating a mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest (e.g., The smoothed signal and the signal of interest are mixed based on the mixing ratio calculated in the processing of the steps S25 and S27 in the flowchart of FIG. 11 and the processing of the mixture ratio calculation step to generate the structural component of the signal of interest. A difference calculation step (for example, the step of the flowchart of FIG. 10) that calculates the amplitude component of the signal of interest that is the difference between the signal of interest and the structural component of the signal of interest and the mixing step (for example, the process of step S26 in the flowchart of FIG. 11). and processing S2), the band separating step of separating the amplitude components of the calculated signal of interest in the processing of the difference calculation step into a plurality of bands (e.g., Fig. 0 step S3 of the flowchart of), the process performs a predetermined process on the amplitude component of the signal of interest which is divided into plural bands in the processing of band separation step step (e.g., process of step S4 in the flowchart of FIG. 10) It is characterized by including.
図7は、本発明を適用した画像信号にエンハンス処理を施すエンハンス処理装置11の一実施の形態の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an
非線形平滑化処理部21は、入力された画像信号について、それぞれ注目画素とその近傍の画素とを用いて、注目画素を非線形平滑化処理し、入力された画像信号の構造成分として加算器22,26に出力する。非線形平滑化処理部21の詳細な構成については、図9を参照して後述する。
The non-linear
加算器22は、入力された画像信号から、非線形平滑化処理部21より供給される、入力された画像信号の構造成分を減算し、減算した結果を入力された画像信号の振幅成分として帯域分離部23に供給する。すなわち、非線形平滑化処理部21と加算器22により入力された画像信号は、構造成分と振幅成分に分離される。従って、非線形平滑化処理部21と加算器22とにより分離された構造成分と振幅成分との和は、入力された画像信号である。
The
帯域分離部23は、加算器22より供給される、入力された振幅成分を帯域毎に2の信号に分離し、それぞれ分離した信号をゲイン制御部24−1,24−2に出力する。帯域分離部23は、より詳細には、図8で示されるように、LPF31と加算器32により構成される。すなわち、LPF31は、入力された振幅成分のうち、所定の周波数よりも小さい、低周波成分を抽出して、ゲイン制御部24−1、および、加算器32に出力する。加算器32は、入力された振幅成分から、LPF31より供給された低周波成分を減算し、高周波成分のみを抽出して、ゲイン制御部24−2に出力する。尚、図7においては、図8のLPF31の所定の周波数を特定する閾値よりも低い低周波成分と、それ以外の高周波成分の2帯域に振幅成分を分離する例についての構成が示されているがそれ以上の数の帯域に分離するようにしてもよく、その場合、例えば、図8で示されているLPF31と加算器32を多段に構成することで、それ以上の数の帯域に分離するようにしてもよい。
The
ゲイン制御部24−1,24−2は、それぞれ帯域分離部23より供給される低周波成分と高周波成分を、操作部27により設定される倍率に増幅し(増幅量を求め、さらに、入力された信号の低周波成分と高周波成分にそれぞれ加算し)、加算器25に出力する。加算器25は、ゲイン制御部24−1,24−2より供給される所定の倍率に増幅された振幅成分の低周波成分と高周波成分とを加算して、加算器26に出力する。すなわち、加算器26は、帯域毎に増幅処理がなされた信号(エンハンス処理された信号)を加算して、振幅成分を生成する。
The gain control units 24-1 and 24-2 respectively amplify the low frequency component and the high frequency component supplied from the
加算器26は、非線形平滑化処理部21より供給されてくる構造成分と、加算器25より供給される、帯域毎に増幅処理がなされた振幅成分を加算し、エンハンス処理された画像信号として出力する。
The
操作部27は、キーボードや操作ボタンなどから構成され、ゲイン制御部24−1,24−2のそれぞれの増幅率を設定するとき操作され、操作内容に応じた信号を発生し、ゲイン制御部24−1,24−2の増幅率を設定する。
The
次に、図9を参照して、非線形平滑化処理部21の詳細な構成について説明する。
Next, the detailed configuration of the nonlinear
この非線形平滑化処理部21の非線形フィルタ41は、入力される画像信号SIを構成する画素の変動のうち、そのサイズが閾値ε1よりも大きい急峻なエッジを保持すると共に、エッジ以外の部分を平滑化し、平滑化した画像信号SLPF-Hを混合部42に出力する。
The
混合比検出部43は、入力される画像信号SIを構成する画素の変動の中の微小な変化に基づいて、混合比を計算し、混合部42に供給する
The mixing
混合部42は、平滑化処理された画像信号SLPF-Hと平滑化されていない入力された画像信号SIを、混合比検出部43より供給される混合比に基づいて、混合し、非線形平滑化された画像信号SF-Hとして出力する。
Mixing
非線形フィルタ41のLPF(Low Pass Filter)41は、制御信号発生部52より供給される制御信号に基づいて、注目画素と、その隣接する2画素の画素値を用いて、注目画素を平滑化して、平滑化された画像信号SLPF-Hを混合部42に出力する。制御信号発生部52は、注目画素と、隣接する画素との画素値の差分絶対値を算出し、その算出結果に基づいてLPF51を制御する制御信号を発生し、LPF51に供給する。尚、非線形フィルタ41としては、例えば、上述した従来のεフィルタ1を用いるようにしてもよい。
An LPF (Low Pass Filter) 41 of the
次に、図10のフローチャートを参照して、図7のエンハンス処理装置11によるエンハンス処理について説明する。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 10, the enhancement process by the
ステップS1において、非線形平滑化処理部21は、入力された画像信号の非線形平滑化処理を実行する。
In step S1, the nonlinear
ここで、図11のフローチャートを参照して、非線形平滑化処理部21による非線形平滑化処理について説明する。
Here, the non-linear smoothing process by the non-linear
ステップS21において、非線形フィルタ41の制御信号発生部52は、注目画素と、近傍画素との画素値の差分絶対値を計算する。すなわち、例えば、図3の場合、制御信号発生部52は、注目画素Cと、各近傍画素である画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値|C−L2|,|C−L1|,|C−R1|,|C−R2|を計算する。
In step S <b> 21, the control
ステップS22において、LPF51は、制御信号発生部52により計算された各差分絶対値と所定の閾値ε2と比較して、この比較結果に対応して、入力される画像信号SIに非線形フィルタリング処理を施す。より具体的には、LPF51は、例えば、式(1)のように、注目画素Cおよび近傍画素の画素値を、タップ係数を用いて加重平均して、注目画素Cに対応する変換結果C’を平滑化された画像信号SLPF-Hとして混合部42に出力する。ただし、注目画素Cの画素値との差分絶対値が、所定の閾値ε2よりも大きい近傍画素については、画素値を注目画素Cの画素値と置換して加重平均するようにする(例えば、式(2)で示されるように演算する)。
In step S22,
ステップS23において、混合比検出部43は、微小エッジ判定処理を実行し、微小なエッジが存在するか否かを判定する。
In step S23, the mixture
ここで、図12のフローチャートを参照して、微小エッジ判定処理について説明する。 Here, the minute edge determination process will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS41において、混合比検出部43は、注目画素と、各近傍画素との画素値の差分絶対値を算出し、各差分絶対値が全て、閾値ε3(≪ε2)よりも小さいか否かを判定し、その判定結果に基づいて、微小なエッジが存在するか否かを判定する。
In step S41, the mixture
すなわち、例えば、図3で示したように、混合比検出部43は、注目画素Cと、各近傍画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値を算出し、各差分絶対値が全て、閾値ε3よりも小さいか否かを判定し、各差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さいと判定した場合、近傍画素と注目画素との画素値に変化がないものとみなし、ステップS44に進み、注目画素の近傍には、微小なエッジが存在しないものと判定する。
That is, for example, as illustrated in FIG. 3, the mixture
一方、ステップS41において、算出された差分絶対値のうち、1つでも閾値ε3以上のものがあると判定された場合、ステップS42に進み、混合比検出部43は、注目画素の左右の一方側の近傍画素と注目画素との差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素の左右の他方側の近傍画素と注目画素との差分絶対値が全て閾値ε3以上であって、かつ、注目画素の左右の他方側の近傍画素と注目画素との各差分の正負が一致しているか否かを判定する。
On the other hand, in step S41, among the calculated absolute difference value, if it is determined that even one has a threshold epsilon 3 or more of, the process proceeds to step S42, the
すなわち、注目画素Cの左右の一方側の近傍画素が、例えば、図3の画素L2,L1であり、注目画素Cの左右の他方側の近傍画素が、図3の画素R2,R1である場合、混合比検出部43は、注目画素Cの左右の一方側の近傍画素と注目画素Cとの差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cの左右の他方側の近傍画素R1,R2と注目画素Cとの差分絶対値が全て閾値ε3以上であって、かつ、注目画素Cの左右の他方側の近傍画素R1,R2と注目画素Cとの各差の正負が一致しているか否かを判定する。
That is, the left and right neighboring pixels of the target pixel C are, for example, the pixels L2 and L1 in FIG. 3, and the left and right neighboring pixels of the target pixel C are the pixels R2 and R1 in FIG. The mixture
例えば、上記の条件が満たされていると判定された場合、ステップS43において、混合比検出部43は、注目画素の近傍に、微小なエッジが存在すると判定する。
For example, when it is determined that the above condition is satisfied, in step S43, the mixture
一方、ステップS42において、上記条件を満たしていないと判定された場合、ステップS44において、混合比検出部43は、注目画素の近傍には、微小なエッジが存在しないと判定する。
On the other hand, when it is determined in step S42 that the above condition is not satisfied, in step S44, the mixture
例えば、注目画素Cと近傍画素L2,L1,R1,R2の関係が図13に示すような場合、注目画素Cと左側の近傍画素L2,L1の差分絶対値|L2−C|,|L1−C|が閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cと右側の近傍画素R1,R2の差分絶対値|R1−C|,|R2−C|が閾値ε3以上であり、かつ、注目画素Cと右側の近傍画素R1,R2の差(R1−C),(R2−C)の符号が一致する(いまの場合、ともに正)ので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在すると判定される。 For example, when the relationship between the target pixel C and the neighboring pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 13, the absolute difference values | L2-C |, | L1- of the target pixel C and the left neighboring pixels L2, L1. C | is smaller than the threshold ε 3 , the difference absolute values | R1-C |, | R2-C | of the pixel of interest C and the right neighboring pixels R1, R2 are greater than or equal to the threshold ε 3 , and the pixel of interest Since the signs of differences (R1-C) and (R2-C) between C and the right neighboring pixels R1, R2 match (both are positive in this case), it is determined that a minute edge exists in the vicinity of the target pixel C. Is done.
また、例えば、注目画素Cと近傍画素L2,L1,R1,R2の関係が図14に示すような場合、注目画素Cと左側の近傍画素L2,L1の差分絶対値|L2−C|,|L1−C|が閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cと右側の近傍画素R1,R2の差分絶対値|R1−C|,|R2−C|が閾値ε3以上ではあるが、注目画素Cと右側の近傍画素R1,R2の差(R1−C),(R2−C)の符号が一致しない(いまの場合、それぞれ正、負)ので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在しないと判定される。 Further, for example, when the relationship between the target pixel C and the neighboring pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 14, the difference absolute value | L2-C |, | between the target pixel C and the left neighboring pixels L2 and L1. Although L1-C | is smaller than the threshold ε 3 and the difference absolute values | R1-C |, | R2-C | of the pixel of interest C and the right neighboring pixels R1, R2 are equal to or larger than the threshold ε 3 , Since the signs of the differences (R1−C) and (R2−C) of the difference between the pixel C and the right neighboring pixels R1 and R2 do not match (in this case, positive and negative respectively), there is a minute edge in the vicinity of the target pixel C. It is determined that it does not exist.
さらに、例えば、注目画素Cと近傍画素L2,L1,R1,R2の関係が図15に示すような場合、注目画素Cの左右いずれの側も、注目画素Cと近傍画素の差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さいわけではないので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在しないと判定される。 Further, for example, when the relationship between the target pixel C and the neighboring pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 15, all the absolute differences between the target pixel C and the neighboring pixels are all on the left and right sides of the target pixel C. Since it is not smaller than the threshold value ε 3, it is determined that there is no minute edge in the vicinity of the target pixel C.
このようにして、注目画素の近傍に微小なエッジが存在するか否かが判定された後、処理は図11のステップS24に戻る。 Thus, after determining whether or not a minute edge exists in the vicinity of the target pixel, the process returns to step S24 in FIG.
ステップS23の処理が終了すると、ステップS24において、混合比検出部43は、ステップS23における微小エッジ判定処理による判定結果が、「注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在する」であるか否かを判定する。例えば、微小エッジ判定処理による判定結果が、「注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在する」である場合、ステップS25において、混合比検出部43は、水平方向に非線形フィルタリング処理された画像信号SLPF-Hと入力された画像信号SIの混合比であるMixレートMr-Hを最大MixレートMr-H maxとして混合部42に出力する。尚、最大MixレートMr-H maxは、MixレートMr-Hの最大値、すなわち、画素値のダイナミックレンジの最大値と最小値の差分絶対値である。
When the process of step S23 ends, in step S24, the mixture
ステップS26において、混合部42は、混合比検出部43より供給されるMixレートMr-Hに基づいて、入力される画像信号SIと非線形フィルタ41により非線形平滑化処理された画像信号SLPF-Hとを混合し、非線形平滑化された画像信号SF-Hとしてバッファ23に出力する。より詳細には、混合部42は、以下の式(3)を演算して、入力される画像信号SIと非線形フィルタにより非線形平滑化された画像信号SLPF-Hとを混合し、構造成分として加算器22,26にそれぞれ出力する。
In step S26, the mixing
SF-H=SI×Mr-H/Mr-H max+SLPF-H×(1−Mr-H/Mr-H max)
・・・(3)
ここで、Mr-Hは、Mixレートであり、Mr-H maxは、MixレートMr-Hの最大値、すなわち、画素値の最大値と最小値の差分絶対値である。
S FH = S I × Mr −H / Mr −H max + S LPF−H × (1−Mr −H / Mr −H max )
... (3)
Here, Mr -H is the Mix rate, and Mr -H max is the maximum value of the Mix rate Mr -H , that is, the absolute difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values.
式(3)で示されるように、MixレートMr-Hが大きければ、非線形フィルタ41により処理された画像信号SLPF-Hの重みが小さくなり、入力された処理されていない画像信号SIの重みが大きくなる。逆に、MixレートMr-Hが小さければ、すなわち、隣接する画素間の画素値の差分絶対値が小さいほど、非線形フィルタにより処理された画像信号SLPF-Hの重みが大きくなり、入力された処理されていない画像信号の重みが小さくなる。
As shown in Expression (3), if the mix rate Mr −H is large, the weight of the image signal S LPF-H processed by the
従って、微小エッジが検出された場合、MixレートMr-Hは最大MixレートMr-H maxとなるので、実質的に入力された画像信号SIが、そのまま出力されることになる。 Therefore, if the minute edge is detected, the Mix rate Mr -H is maximized Mix rate Mr -H max, substantially inputted image signal S I is to be output as it is.
一方、ステップS24において、「微小エッジが存在しない」と判定された場合、ステップS27において、混合比検出部43は、注目画素と、各近傍画素との画素値の差分絶対値をそれぞれ計算し、計算した各差分絶対値のうちの最大値を混合比である、MixレートMr-Hとして求め、混合部42に出力し、その処理は、ステップS26に進む。
On the other hand, when it is determined in step S24 that “a minute edge does not exist”, in step S27, the mixture
すなわち、図3の場合、混合比検出部43は、注目画素Cと、各近傍画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値|C−L2|,|C−L1|,|C−R1|,|C−R2|を計算し、計算した各差分絶対値のうちの最大値を混合比であるMixレートMr-Hとして求め、混合部42に出力する。
That is, in the case of FIG. 3, the mixture
すなわち、微小エッジが存在しない場合、注目画素と各近傍画素との画素値の差分絶対値の最大値に応じて、非線形フィルタリング処理された画像信号SLPF-Hと、入力された画像信号SIとが混合されて、非線形平滑化処理された画像信号SF-Hが構造成分として生成され、微小エッジが存在した場合、入力された画像信号SIが構造成分として、そのまま出力される。 That is, when there is no minute edge, the image signal S LPF-H subjected to nonlinear filtering and the input image signal S I according to the maximum absolute value of the difference in pixel value between the target pixel and each neighboring pixel Are mixed and non-linearly smoothed image signal S FH is generated as a structural component. If there is a minute edge, the input image signal S I is output as a structural component as it is.
結果として、非線形平滑化処理部21においては、閾値ε3を基準として微小エッジが検出されることになるので、微小エッジが存在する部分については、非線形平滑化処理が施されないようにすると共に、エッジが存在しない部分についても、その差分絶対値の大きさに応じて非線形平滑化処理が施された画素値と、入力された画像信号とを混合するようにしたので、特に、微小なエッジで構成された単純なパターン画像等で著しく画質の劣化が生じてしまうという事態を抑止することが可能になる。
As a result, the non-linear
ここで、図10のフローチャートの説明に戻る。 Now, the description returns to the flowchart of FIG.
ステップS2において、加算器22は、入力された画像信号から、非線形平滑化処理部21より非線形平滑化処理されて生成された、入力された画像信号の構造成分を減算することにより、入力された画像信号の振幅成分を抽出して生成し、帯域分離部23に出力する。
In step S2, the
ステップS3において、帯域分離部23は、入力された画像信号の振幅成分に振幅成分帯域分離処理を施し、分離されたそれぞれの帯域の振幅成分の信号をゲイン制御部24−1,24−2のそれぞれに出力する。
In step S3, the
ここで、図16のフローチャートを参照して、帯域分離部23による、振幅成分帯域分離処理について説明する。
Here, the amplitude component band separation processing by the
ステップS61において、帯域分離部23のLPF31は、加算器22より供給された振幅成分の所定の周波数より低い、低周波成分をゲイン制御部24―1および加算器32に供給する。
In step S 61, the
ステップS62において、加算器32は、加算器22より供給された振幅成分から、帯域分離部23より供給された振幅成分の低周波成分を減算し、振幅成分の高周波成分を抽出して、ゲイン制御部24−2に供給する。
In step S62, the
以上の処理により、LPF31より振幅成分の低周波成分が分離抽出され、加算器32により振幅成分の高周波成分が分離抽出される。
Through the above processing, the low frequency component of the amplitude component is separated and extracted from the
ここで、図10のフローチャートの説明に戻る。 Now, the description returns to the flowchart of FIG.
ステップS4において、ゲイン制御部24−1,24−2は、それぞれ帯域分離部23より供給されてくる振幅成分の低周波成分と高周波成分を、予め操作部27により設定された増幅率で増幅し(増幅して増幅量を求め、さらに、入力された振幅成分の低周波成分と高周波成分とにそれぞれ加算し)、ゲインを制御して(エンハンス処理して)、加算器25に出力する。
In step S4, the gain control units 24-1 and 24-2 respectively amplify the low frequency component and the high frequency component of the amplitude component supplied from the
例えば、図17で示されるように、低周波成分の増幅率を大きくして、高周波成分の増幅率を小さくするようにしてもよい。ここで、図17において、実線で示されているのが、入力された振幅成分のうち、ゲイン制御部24−1により増幅される低周波成分の増幅量である。また、図17において、点線で示されているのが、入力された振幅成分のうち、ゲイン制御部24−1により増幅される高周波成分の増幅量である。ここで、図17は、横軸が入力された信号のレベルを示し、縦軸が増幅される信号の増幅量を示している。 For example, as shown in FIG. 17, the amplification factor of the low frequency component may be increased and the amplification factor of the high frequency component may be decreased. Here, in FIG. 17, the solid line indicates the amount of amplification of the low-frequency component that is amplified by the gain control unit 24-1 among the input amplitude components. In FIG. 17, the dotted line indicates the amplification amount of the high frequency component amplified by the gain control unit 24-1 among the input amplitude components. Here, in FIG. 17, the horizontal axis indicates the level of the input signal, and the vertical axis indicates the amount of amplification of the signal to be amplified.
図17で示されるように、低周波成分の増幅量は、入力信号のレベルの絶対値が0付近の範囲では大きな倍率が設定され、レベルの絶対値が大きくなると、小さな倍率で増幅されるようになっている。一方、高周波成分の増幅量も、低周波成分の増幅率に対応した変化をするが、低周波成分に比べてノイズ成分を多く含むので、低周波成分よりも総じて増幅倍率が小さくされており、入力信号のレベルの絶対値が0近傍の場合、増幅率を0とし、ノイズの増幅を抑制するように設定されている。 As shown in FIG. 17, the amplification amount of the low frequency component is set so that a large magnification is set in the range where the absolute value of the level of the input signal is near 0, and when the absolute value of the level becomes large, it is amplified at a small magnification. It has become. On the other hand, the amount of amplification of the high frequency component also changes corresponding to the amplification factor of the low frequency component, but since it contains more noise components than the low frequency component, the amplification magnification is generally reduced compared to the low frequency component, When the absolute value of the level of the input signal is close to 0, the amplification factor is set to 0, and noise amplification is set to be suppressed.
尚、図17で示される増幅率は、一例に過ぎず、操作部27により、それ以外の増幅率となるように設定するようにしても良い。
Note that the amplification factor shown in FIG. 17 is merely an example, and the
ステップS5において、加算器25は、ゲイン制御部24−1,24−2より供給される、それぞれ帯域毎にゲインが制御された(エンハンス処理された)信号を加算し、加算器26に出力する。すなわち、加算器25は、帯域毎にゲインが制御された信号を合成して、ゲイン制御された振幅成分を生成し、加算器26に供給する。
In step S <b> 5, the
ステップS6において、加算器26は、非線形平滑化処理部21より供給されてくる構造成分と、加算器25より供給されてくる帯域毎にゲイン調整された(エンハンス処理された)振幅成分を加算して、振幅成分が帯域毎にゲイン調整された画像信号を出力信号として出力する。
In step S <b> 6, the
ステップS7において、非線形平滑化処理部21は、次の画像信号が入力されてきたか否かを判定し、例えば、次の画像信号が入力されてきていると判定した場合、その処理は、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返される。一方、ステップS7において、次の画像信号が入力されてきていないと判定された場合、その処理は終了する。
In step S7, the non-linear
以上の処理により、振幅成分の周波数帯域毎に増幅率を設定することが可能になり、各周波数帯域の設定により、例えば、ある特定の周波数帯域にのみ増幅処理を加えて処理することが可能になる。結果として、ノイズを多く含む周波数帯域の振幅成分の増幅処理を抑制し、その他のノイズを含まない周波数帯域の振幅成分を強調して増幅することが可能となり、ノイズの増幅を抑制しつつ、効果的なエンハンス処理を実現することが可能となる。 With the above processing, it becomes possible to set the amplification factor for each frequency band of the amplitude component, and by setting each frequency band, for example, it is possible to perform processing by adding amplification processing only to a specific frequency band Become. As a result, it is possible to suppress amplification processing of amplitude components in frequency bands that contain a lot of noise, and to emphasize and amplify amplitude components in frequency bands that do not contain other noises. It is possible to realize a typical enhancement process.
以上においては、画像信号の振幅成分を所定の周波数より低い低周波成分と、それ以外の高周波成分の2に分離して、それぞれにゲイン制御する場合について説明してきたが、例えば、それ以上の数の帯域に分離して処理するようにしても良い。 In the above description, the amplitude component of the image signal has been described as being divided into a low frequency component lower than a predetermined frequency and a high frequency component other than that, and gain control is performed for each of them. Alternatively, the processing may be performed separately in the bands.
図18は、画像信号の振幅成分をn個の周波数帯域に分離して、それぞれにゲイン制御する場合のエンハンス処理装置11の構成を示している。尚、図18において、図7のエンハンス処理装置11の構成と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明は、適宜省略するものとする。
FIG. 18 shows a configuration of the
図18のエンハンス処理装置11において、図7のエンハンス処理装置11と異なる点は、帯域分離部23、ゲイン制御部24−1,24−2、加算器25、および、操作部27に代えて、帯域分離部71、ゲイン制御部73−1乃至73−n、加算器74−1乃至74−(n−1)、および、操作部72を設けた点である。
The
帯域分離部71の基本的な機能は、帯域分離部23と同様であり、入力された振幅成分をn個の周波数帯域に分離して、それぞれゲイン制御部73−1乃至73−nに供給する。より詳細には、帯域分離部71は、例えば、図8のLPF31および加算器32を多段に構成することにより、複数の帯域に分離するようにしても良いが、例えば、図19で示されるように、BPF(Band Pass Filter)91−1乃至91−nを設けて、それぞれ所定の帯域毎に振幅成分より信号を抽出して、ゲイン制御部73−1乃至73−nに供給する要にしても良い。
The basic function of the
ゲイン制御部73−1乃至73−nは、基本的にゲイン制御部24−1,24−2と同様の機能を有しており、それぞれの帯域毎に操作部72により設定された倍率で増幅し(増幅して増幅量を求め、さらに、入力された帯域毎に分離された信号に加算し)、それぞれ加算器74−1乃至74−(n−1)に出力する。
The gain control units 73-1 to 73-n basically have the same functions as the gain control units 24-1 and 24-2, and are amplified at a magnification set by the
加算器74−1乃至74−(n−1)は、ゲイン制御部73−1乃至73−nより供給される、個々の帯域毎にゲイン調整された信号を順次加算する。結果として、最終的に加算器74−1より全てが加算された信号が、個々の帯域毎にゲイン調整された振幅成分として加算器26に出力される。
The adders 74-1 to 74- (n-1) sequentially add the signals, which are supplied from the gain control units 73-1 to 73-n and gain-adjusted for each band. As a result, the signal finally added from the adder 74-1 is output to the
操作部72は、操作部27と基本的に同様の機能を有しているが、操作部27が増幅率を設定していたゲイン制御部24−1,24−2の2個であったのに対して、操作部72は、ゲイン制御部73−1乃至73−nのn個の増幅率を設定する。
The
次に、図18のエンハンス処理装置11によるエンハンス処理について説明するが、基本的な処理は、図10のフローチャートにおける処理と同様である。すなわち、帯域分離部71によるステップS3の振幅成分帯域分離処理は、図20で示されるような処理となる。従って、ステップS71において、BPF73−1乃至73−nは、それぞれ所定の帯域毎に振幅成分を抽出し、それぞれゲイン制御部73−1乃至73−nに出力する。このように、BPF73−1乃至73−nによりn個の帯域に振幅成分が分離されることになる。
Next, enhancement processing by the
その他の処理については、基本的に同様であるが、ステップS4において、ゲイン制御部73−1乃至73−nは、それぞれの帯域毎に操作部72により設定された倍率で増幅し(増幅して増幅量を求め、さらに、入力された帯域毎に分離された信号に加算し)、それぞれ加算器74−1乃至74−(n−1)に出力する。
The other processes are basically the same, but in step S4, the gain control units 73-1 to 73-n amplify (amplify) the gains set by the
さらに、ステップS5において、加算器74−1乃至74−(n−1)は、ゲイン制御部73−1乃至73−nより供給される、個々の帯域毎にゲイン調整された信号(エンハンス処理された信号)を順次加算し、最終的に加算器74−1より全てが加算された信号を、個々の帯域毎にゲイン調整された振幅成分として加算器26に出力する。
Further, in step S5, the adders 74-1 to 74- (n-1) are supplied from the gain control units 73-1 to 73-n, and are signals that are gain-adjusted for each band (enhanced). Are added in order, and finally the signal added by the adder 74-1 is output to the
その他の処理については、同様であるので、その説明は省略する。 Since other processes are the same, the description thereof is omitted.
また、以上においては、振幅成分を周波数帯域毎に分離し、それぞれにゲイン制御を施す例について説明してきたが、振幅成分のみならず、構造成分についても同様に帯域毎に分離してゲイン制御するようにしても良い。 In the above description, the amplitude component is separated for each frequency band and gain control is performed for each. However, not only the amplitude component but also the structural component is similarly separated for each band for gain control. You may do it.
図21は、構造成分についてもk個の帯域に分離し、それぞれの帯域毎にゲイン制御を施すようにしたエンハンス処理装置11の構成を示している。尚、図18のエンハンス処理装置11と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明は、適宜省略するものとする。
FIG. 21 shows a configuration of the
図21のエンハンス処理装置11において、図21のエンハンス処理装置11と異なる点は、構造成分用の帯域分離部102、ゲイン制御部103−1乃至103−k、加算器104−1乃至104−(k−1)が設けられ、さらに、操作部72に代えて操作部101が設けられている点である。
The
帯域分離部102、ゲイン制御部103−1乃至103−k、加算器104−1乃至104−(k−1)は、それぞれ基本的に帯域分離部71、ゲイン制御部73−1乃至73−k、加算器74−1乃至74−(n−1)と機能的に同様のものであるが、ゲイン制御部103−1乃至103−kのそれぞれの処理帯域が異なるものである。また、操作部101についても、その機能は操作部72と基本的に同様であって、ゲイン制御部73−1乃至73−nに加えて、ゲイン制御部103−1乃至103−kの増幅率も設定できるようになった点のみが異なるだけである。
The
次に、図22のフローチャートを参照して、図21のエンハンス処理装置11によるエンハンス処理について説明するが、図22のステップS101乃至S103,S105,S107,S109、および、S110の処理については、図10のフローチャートを参照して説明したステップS1乃至S7と同様であるので、その説明は省略する。
Next, the enhancement processing by the
ステップS104において、帯域分離部102は、入力された画像信号の構造成分に構造成分帯域分離処理を施し、分離されたそれぞれの帯域の振幅成分の信号をゲイン制御部73−1乃至73−nのそれぞれに出力する。尚、構造成分帯域分離処理は、振幅成分帯域分離処理における処理対象が振幅成分から構造成分に代えられている以外は、同様の処理であるので、その処理の説明は省略する。
In step S104, the
ステップS106において、ゲイン制御部103−1乃至103−kは、それぞれ帯域分離部102より供給されてくる構造成分より分離された個々の周波成分を、予め操作部101により設定された増幅率で増幅し(増幅して増幅量を求め、さらに、入力された個々の周波数成分の信号に加算し)、ゲインを制御して、加算器104−1乃至104−(k−1)に出力する。
In step S <b> 106, the gain control units 103-1 to 103-k amplify individual frequency components separated from the structural components supplied from the
加算器104−1乃至104−(k−1)は、ゲイン制御部103−1乃至103−kより供給される、それぞれ帯域毎にゲインが制御された(エンハンス処理された)信号を加算し、加算器26に出力する。すなわち、加算器104−1乃至104−(k−1)は、帯域毎にゲインが制御された信号を合成して、ゲイン制御された構造成分を生成し、加算器26に供給する。
The adders 104-1 to 104- (k-1) add the signals whose gains are controlled (enhanced) for each band supplied from the gain control units 103-1 to 103-k, respectively. The result is output to the
以上の処理により、振幅成分のみならず、構造成分についても、帯域毎にゲインを制御して画像信号にエンハンス処理を施すことが可能となり、ノイズを抑制しつつ、効果的に構造成分に対するゲインを制御することが可能となり、より効果的なエンハンス処理を実現することが可能となる。 With the above processing, not only the amplitude component but also the structural component can be controlled for the gain by controlling the gain for each band, and the gain for the structural component can be effectively increased while suppressing noise. It becomes possible to control, and more effective enhancement processing can be realized.
以上においては、構造成分と帯域毎にゲイン調整された振幅成分を加算して、最終的な出力信号とする例について説明してきたが、例えば、帯域毎にゲイン調整された振幅成分を入力信号に加算することで、最終的な出力信号を生成するようにしても良い。 In the above description, an example in which a structural component and an amplitude component whose gain is adjusted for each band is added to obtain a final output signal has been described. For example, an amplitude component whose gain is adjusted for each band is used as an input signal. A final output signal may be generated by addition.
図23は、帯域毎にゲイン調整された振幅成分を入力信号に加算することで、最終的な出力信号を生成するようにしたエンハンス処理装置11の構成を示している。尚、図23のエンハンス処理装置11の構成において、図7のエンハンス処理装置11の構成と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明を適宜省略する。
FIG. 23 shows a configuration of the
図23において、図7と異なるのは、構造成分の出力を廃止し、加算器26に代えて加算器111を設けて、帯域毎にゲイン制御された振幅成分と、入力された画像信号を加算している点と、ゲイン制御部24−1,24−2に代えて、ゲイン制御部112−1,112−2を設けた点である。
23 differs from FIG. 7 in that the output of the structural component is abolished, and an
ゲイン制御部112−1,112−2は、基本的にゲイン制御部24−1,24−2と同様に、入力された構造成分の帯域毎に分離された信号に増幅処理を施すが、その増幅処理が厳密には異なる。 The gain control units 112-1 and 112-2 perform amplification processing on the signals separated for each band of the input structural component, basically in the same manner as the gain control units 24-1 and 24-2. The amplification process is strictly different.
すなわち、例えば、図7におけるゲイン制御部24−1,24−2がそれぞれ1.5倍、および、1.3倍に帯域毎の振幅成分を増幅しているものとする。帯域毎に振幅成分は1.5倍、および、1.3倍に増幅されるが、構造成分は変化がないまま、最終的に帯域毎にゲイン調整された振幅成分と加算されることになる。尚、ここで、ゲイン制御部24−1,24−2が、帯域毎に振幅成分を1.5倍、および、1.3倍に増幅するとは、入力された信号を帯域毎に、それぞれ0.5倍、および、0.3倍して増幅量を求めた後、入力された信号に加算することであり、帯域毎に分離された振幅成分を直接1.5倍、および、1.3倍に増幅して求めるわけではない。すなわち、ゲイン制御部24−1,24−2の出力は、増幅量(=増幅率×帯域毎の入力信号)と帯域毎の入力信号との和となっている。 That is, for example, it is assumed that the gain control units 24-1 and 24-2 in FIG. 7 amplify the amplitude component for each band by 1.5 times and 1.3 times, respectively. The amplitude component is amplified 1.5 times and 1.3 times for each band, but the structural component remains unchanged and is finally added to the amplitude component whose gain is adjusted for each band. . Here, the gain control units 24-1 and 24-2 amplify the amplitude component by 1.5 and 1.3 times for each band, respectively, that the input signal is 0 for each band. After obtaining the amplification amount by multiplying by .5 and 0.3, it is added to the input signal, and the amplitude component separated for each band is directly multiplied by 1.5 and 1.3. It is not calculated by double amplification. That is, the outputs of the gain control units 24-1 and 24-2 are the sum of the amplification amount (= amplification factor × input signal for each band) and the input signal for each band.
一方、図23において、ゲイン制御部112−1,112−2は、それぞれ単に0.5倍、および、0.3倍に増幅して、増幅量そのものを出力するのみである。結果として、加算器111において、入力画像に含まれている振幅成分のそれぞれの帯域に元々含まれている成分に加算されることにより、上述した図7におけるゲイン制御部24−1,24−2がそれぞれ1.5倍、および、1.3倍に帯域毎に増幅している場合と同様のエンハンス処理が実現できることになる。すなわち、ゲイン制御部112−1,112−2の出力は、増幅量(=増幅率×帯域毎の入力信号)そのものとなっている。
On the other hand, in FIG. 23, the gain control units 112-1 and 112-2 simply amplify each 0.5 times and 0.3 times and output the amplification amount itself. As a result, the
以上のような関係から、構成としては、図7であっても、図23であっても、同様のエンハンス処理を実現することが可能である。尚、図18、図21のエンハンス処理装置11についても同様の構成とすることが可能である。また、図23のエンハンス処理装置11によるエンハンス処理については、上述したゲイン制御部112における増幅処理が異なる点を除いては、図7のエンハンス処理装置11によるエンハンス処理と同様であるので、その説明は省略するものとする。
From the relationship as described above, the same enhancement processing can be realized regardless of whether the configuration is FIG. 7 or FIG. The
以上によれば、振幅成分の周波数帯域毎に増幅率を設定することが可能になり、ノイズを多く含む周波数帯域の振幅成分の増幅処理を抑制し、その他のノイズを含まない周波数帯域の振幅成分を強調して増幅することが可能となり、ノイズの増幅を抑制しつつ、効果的なエンハンス処理を実現することが可能となる。 According to the above, it becomes possible to set the amplification factor for each frequency band of the amplitude component, suppress the amplification processing of the amplitude component of the frequency band including a lot of noise, and the amplitude component of the frequency band not including other noise Thus, it is possible to realize an effective enhancement process while suppressing the amplification of noise.
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。 The series of processes described above can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processes is executed by software, a program constituting the software may execute various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
図24は、図7,図18,図21,図23のエンハンス処理装置11の電気的な内部構成をソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの一実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのCPU201は、パーソナルコンピュータの全体の動作を制御する。また、CPU201は、バス204および入出力インタフェース205を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部206から指令が入力されると、それに対応してROM(Read Only Memory)202に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、CPU201は、ドライブ210に接続された磁気ディスク221、光ディスク222、光磁気ディスク223、または半導体メモリ224から読み出され、記憶部208にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)203にロードして実行する。これにより、上述した図7,図18,図21,図23のエンハンス処理装置11の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、CPU201は、通信部209を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。
FIG. 24 shows the configuration of an embodiment of a personal computer when the electrical internal configuration of the
プログラムが記録されている記録媒体は、図24に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク221(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク222(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク223(MD(Mini-Disc)を含む)、もしくは半導体メモリ224などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM202や、記憶部208に含まれるハードディスクなどで構成される。
As shown in FIG. 24, the recording medium on which the program is recorded is distributed to provide the program to the user separately from the computer, and a magnetic disk 221 (including a flexible disk) on which the program is recorded, By a package medium composed of an optical disk 222 (including compact disc-read only memory (CD-ROM), DVD (digital versatile disk)), a magneto-optical disk 223 (including MD (mini-disc)), or a
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。 In this specification, the step of describing the program recorded on the recording medium is not limited to the processing performed in time series in the order described, but of course, it is not necessarily performed in time series. Or the process performed separately is included.
11 エンハンス処理装置, 21 非線形平滑化処理部, 22 加算器, 23 帯域分離部, 24−1,24−2 ゲイン制御部, 25,26 加算器, 27 操作部, 31 LPF, 32 加算器, 41 非線形フィルタ, 42 混合部, 43 混合比検出部, 51 LPF, 52 制御信号発生部, 71 帯域分離部, 72 操作部,73−1乃至73−n ゲイン制御部, 74−1乃至74−(n−1) 加算器, 91−1乃至91−n BPF, 101 操作部, 102 帯域分離部,103−1乃至103−k ゲイン制御部, 104−1乃至104−(k−1) 加算器, 111 加算器, 112−1,112−2 ゲイン制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、前記処理差分が前記第1の閾値より大きい処理信号については前記注目信号に置換して、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段と、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、前記微小エッジが存在する場合、前記画像信号の最大値と最小値との差分を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とし、前記微小エッジが存在しない場合、前記処理差分のうちの最大値を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比として計算する混合比計算手段と、
前記混合比計算手段により計算された前記混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合手段と、
前記注目信号と前記注目信号の構造成分との差分からなる前記注目信号の振幅成分を計算する差分計算手段と、
前記差分計算手段により計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離手段と、
前記帯域分離手段により複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理手段と
を備える信号処理装置。 Processing signal extraction means for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from the image signal with reference to the attention signal of interest in the continuously arranged image signals ;
A processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal is compared with a first threshold value, and a processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal is calculated. Computing means for computing a smoothed signal by weighted averaging of the signal and the plurality of processed signals;
Based on the comparison result between the processing difference and a second threshold value that is smaller than the first threshold value, it is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest, and when the minute edge exists, When the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is a mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and the minute edge does not exist, the maximum value of the processing differences is determined as the smoothed signal. A mixing ratio calculating means for calculating the mixing ratio between the signal of interest and the signal of interest ;
Mixing means for mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the mixture ratio calculated by the mixture ratio calculating means to generate a structural component of the signal of interest;
Difference calculating means for calculating an amplitude component of the signal of interest comprising a difference between the signal of interest and a structural component of the signal of interest;
Band separation means for separating the amplitude component of the signal of interest calculated by the difference calculation means into a plurality of bands ;
Processing means for performing predetermined processing on the amplitude component of the signal of interest separated into a plurality of bands by the band separation means;
A signal processing apparatus comprising:
請求項1に記載の信号処理装置。 The image signal is a pixel value of a pixel constituting the image.
The signal processing apparatus according to claim 1 .
請求項1に記載の信号処理装置。 The processing means performs a process for controlling a gain on the amplitude component of the signal of interest separated into a plurality of bands by the band separating means.
The signal processing apparatus according to claim 1 .
請求項3に記載の信号処理装置。 The amplitude component of the signal of interest, which is separated into a plurality of bands by the band separation unit and subjected to the process of controlling the gain by the processing unit, is either the signal of interest or the structural component of the signal of interest. Superimposing means for superimposing further
The signal processing apparatus according to claim 3 .
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、前記処理差分が前記第1の閾値より大きい処理信号については前記注目信号に置換して、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、前記微小エッジが存在する場合、前記画像信号の最大値と最小値との差分を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とし、前記微小エッジが存在しない場合、前記処理差分のうちの最大値を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比として計算する混合比計算ステップと、
前記混合比計算ステップの処理で計算された前記混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号を混合し、注目信号の構造成分を生成する混合ステップと、
前記注目信号と前記注目信号の構造成分との差分からなる前記注目信号の振幅成分を計算する差分計算ステップと、
前記差分計算ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分を複数の帯域に分離する帯域分離ステップと、
前記帯域分離ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分に所定の処理を施す処理ステップと
を含む信号処理方法。 A processing signal extraction step for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from the image signals with reference to a target signal of interest in image signals that are continuously arranged , and
A processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal is compared with a first threshold value, and a processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal is calculated. A calculation step of calculating a smoothed signal by weighted averaging of the signal and the plurality of processed signals;
Based on the comparison result between the processing difference and a second threshold value that is smaller than the first threshold value, it is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest, and when the minute edge exists, When the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is a mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and the minute edge does not exist, the maximum value of the processing differences is determined as the smoothed signal. And a mixing ratio calculating step for calculating as a mixing ratio between the signal of interest and the signal of interest ;
A mixing step of mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the mixture ratio calculated in the processing of the mixture ratio calculating step to generate a structural component of the signal of interest;
A difference calculating step of calculating an amplitude component of the signal of interest comprising a difference between the signal of interest and a structural component of the signal of interest;
A band separation step of separating the amplitude component of the signal of interest calculated in the processing of the difference calculation step into a plurality of bands ;
A processing step of performing predetermined processing on the amplitude component of the signal of interest separated into a plurality of bands in the processing of the band separation step;
A signal processing method including :
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、前記処理差分が前記第1の閾値より大きい処理信号については前記注目信号に置換して、前記注目信号と前記複数の処理信号の加重平均による平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、前記微小エッジが存在する場合、前記画像信号の最大値と最小値との差分を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とし、前記微小エッジが存在しない場合、前記処理差分のうちの最大値を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とする計算を制御する混合比計算制御ステップと、
前記混合比計算制御ステップの処理で計算された前記混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号の混合による、注目信号の構造成分の生成を制御する混合制御ステップと、
前記注目信号と前記注目信号の構造成分との差分からなる前記注目信号の振幅成分の計算を制御する差分計算制御ステップと、
前記差分計算制御ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分の複数の帯域の分離を制御する帯域分離制御ステップと、
前記帯域分離制御ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分の所定の処理を施すように制御する処理制御ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させるプログラムが記録されている記録媒体。 A processing signal extraction control step for controlling extraction as processing signals of a plurality of neighboring signals from among the image signals with reference to a target signal of interest in continuously arranged image signals ;
A processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal is compared with a first threshold value, and a processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal is calculated. A calculation control step for controlling calculation of a smoothed signal by weighted averaging of the signal and the plurality of processed signals;
Based on the comparison result between the processing difference and a second threshold value that is smaller than the first threshold value, it is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest, and when the minute edge exists, When the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is a mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and the minute edge does not exist, the maximum value of the processing differences is determined as the smoothed signal. And a mixing ratio calculation control step for controlling calculation to be a mixing ratio between the signal of interest and the signal of interest ;
A mixing control step for controlling generation of a structural component of the signal of interest by mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the mixing ratio calculated in the processing of the mixing ratio calculation control step;
A difference calculation control step for controlling calculation of an amplitude component of the signal of interest comprising a difference between the signal of interest and a structural component of the signal of interest;
A band separation control step for controlling separation of a plurality of bands of the amplitude component of the signal of interest calculated in the processing of the difference calculation control step;
A recording medium on which is recorded a program that causes a computer to execute a process including a process control step for performing a predetermined process on the amplitude component of the signal of interest separated into a plurality of bands in the process of the band separation control step .
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値とを比較し、前記処理差分が前記第1の閾値より大きい処理信号については前記注目信号に置換して、前記注目信号と前記複数の処理信号の加重平均による平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、前記微小エッジが存在する場合、前記画像信号の最大値と最小値との差分を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とし、前記微小エッジが存在しない場合、前記処理差分のうちの最大値を、前記平滑化信号と前記注目信号との混合比とする計算を制御する混合比計算制御ステップと、
前記混合比計算制御ステップの処理で計算された前記混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号の混合による、注目信号の構造成分の生成を制御する混合制御ステップと、
前記注目信号と前記注目信号の構造成分との差分からなる前記注目信号の振幅成分の計算を制御する差分計算制御ステップと、
前記差分計算制御ステップの処理で計算された注目信号の振幅成分の複数の帯域の分離を制御する帯域分離制御ステップと、
前記帯域分離制御ステップの処理で複数の帯域に分離された注目信号の振幅成分の所定の処理を施すように制御する処理制御ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。 A processing signal extraction control step for controlling extraction as processing signals of a plurality of neighboring signals from among the image signals with reference to a target signal of interest in continuously arranged image signals ;
A processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal is compared with a first threshold value, and a processing signal with the processing difference larger than the first threshold value is replaced with the attention signal, and the attention signal is calculated. A calculation control step for controlling calculation of a smoothed signal by weighted averaging of the signal and the plurality of processed signals;
Based on the comparison result between the processing difference and a second threshold value that is smaller than the first threshold value, it is determined whether or not a minute edge exists in the vicinity of the signal of interest, and when the minute edge exists, When the difference between the maximum value and the minimum value of the image signal is a mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest, and the minute edge does not exist, the maximum value of the processing differences is determined as the smoothed signal. And a mixing ratio calculation control step for controlling calculation to be a mixing ratio between the signal of interest and the signal of interest ;
A mixing control step for controlling generation of a structural component of the signal of interest by mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the mixing ratio calculated in the processing of the mixing ratio calculation control step;
A difference calculation control step for controlling calculation of an amplitude component of the signal of interest comprising a difference between the signal of interest and a structural component of the signal of interest;
A band separation control step for controlling separation of a plurality of bands of the amplitude component of the signal of interest calculated in the processing of the difference calculation control step;
A program for causing a computer to execute a process including a process control step for performing a predetermined process on the amplitude component of the signal of interest separated into a plurality of bands in the process of the band separation control step.
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