JP5809920B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
第1の実施形態に係る画像処理装置は、図1に示されるように、サブバンド分解部101と、サブバンド分解部102と、マスク画像生成部110と、高周波画像合成部120と、加算部130とを含む。
高周波画像合成部120は、合成高周波画像50を加算部130へと出力する。
まず、サブバンド分解部101及び微分部111は注目フレーム10を取り込み、サブバンド分解部102及び微分部112は参照フレーム20を取り込む(ステップS501)。サブバンド分解部101はステップS501において取り込んだ注目フレーム10を高周波成分11及び低周波成分12に分解し、サブバンド分解部102はステップS501において取り込んだ参照フレーム20を高周波成分21及び低周波成分に分解する(ステップS502)。
高周波画像合成部120は、ステップS506において生成されたマスク画像41の注目位置の濃度値が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS507)。マスク画像41の注目位置の濃度値が閾値以下であれば処理はステップS508に進み、そうでなければ処理はステップS509に進む。
第1の実施形態に係る画像処理装置は、1枚の参照フレームを用いてノイズ低減処理を行う。他方、第2の実施形態に係る画像処理装置は、2枚以上の参照フレームを利用してノイズ低減処理を行う。
高周波画像合成部220は、合成高周波画像51を加算部230へと出力する。
第1及び第2の実施形態に係る画像処理装置は、注目フレーム及び参照フレームを2つのサブバンド成分に分解してノイズ低減処理を行う。他方、第3の実施形態に係る画像処理装置は、注目フレーム及び参照フレームを3以上のサブバンド成分に分解してノイズ低減処理を行う。
高周波画像合成部320は、レベル1,・・・,kmaxの合成高周波画像50−1,・・・50−kmaxを加算部330へと出力する。
ステップS602において、サブバンド分解部301及びマスク画像生成部310は注目フレーム10のレベルkの低周波成分10または12−k(LF(m(=0),k,i,j))を取り込み、サブバンド分解部302及びマスク画像生成部310は参照フレーム20のレベルkの低周波成分20または22−k(LF(m(≠0),k,i,j))を取り込む。サブバンド分解部301はステップS602において取り込んだレベルkの低周波成分10または12−k(LF(m(=0),k,i,j))をレベルk+1の高周波成分11−(k+1)(HF(m(=0),k+1,i,j))及び低周波成分12−(k+1)(LF(m(=0),k+1,i,j))に分解し、サブバンド分解部302はステップS602において取り込んだレベルkの低周波成分20または22−k(LF(m(≠0),k,i,j))をレベルk+1の高周波成分21−(k+1)(HF(m(≠0),k+1,i,j))及び低周波成分22−(k+1)(LF(m(≠0),k+1,i,j))に分解する(ステップS603)。
高周波画像合成部320は、ステップS607において生成されたレベルk+1のマスク画像41−(k+1)の注目位置(i,j)の濃度値(MK(m,k+1,i,j))が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS608)。マスク画像41−(k+1)の注目位置の濃度値が閾値以下であれば処理はステップS609に進み、そうでなければ処理はステップS610に進む。
第4の実施形態に係る画像処理装置は、図9に例示されるように、注目フレーム及び2枚以上の参照フレームを3以上のサブバンド成分に分解してノイズ低減処理を行う。即ち、第4の実施形態は、第2の実施形態及び第3の実施形態の組み合わせである。尚、説明の簡単化のために、図9において、2枚の参照フレームを利用する場合が想定されているが、本実施形態は3枚以上の参照フレームを利用する場合にも適用できる。
前述の第1、第2、第3及び第4の実施形態に係る画像処理装置は、マスク画像の濃度値と閾値との比較に基づいて参照フレームの高周波成分の平均化有効/平均化無効を切り替える。第5の実施形態に係る画像処理装置は、各参照フレームの高周波成分について平均化有効/平均化無効を設定する代わりにマスク画像の濃度値によって決まる多値の重みを与える。例えば、各参照フレームの高周波成分に関する重みは、関数またはテーブルを利用して導出できる。
第6の実施形態に係る画像処理装置は、前述の第1、第2、第3、第4及び第5の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似のノイズ低減処理を複数回に亘って繰り返し試行する。ノイズ低減処理を複数回に亘って繰り返し試行することによって、注目フレームのノイズ成分を段階的に低減できる。
第7の実施形態に係る外観検査システムは、図12に示されるように、画像処理装置100、画像検査装置700、カメラ710及びステージ720を含む。
カメラ710は、例えばCCD(Charge−Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子を用いたデジタルカメラである。カメラ710は、後述するステージ720の上方から、ステージ720の上面を電子撮影する。カメラ710は、撮像素子によって得られた画素情報をマトリックス状(格子状)に配列して映像化した画像データを生成し、後段の画像処理装置100に出力する。
第8の実施形態に係るX線検査システムは、図13に示されるように、画像処理装置100、画像検査装置800、X線源810、カーボンステージ820及びX線イメージセンサ830を含む。
前述の第1、第2、第3、第4、第5または第6の実施形態に係る画像処理装置は、X線CTシステム、監視カメラシステム、超音波検査システムなどの種々のシステムにおいて撮影画像にノイズ低減処理を適用してもよい。尚、X線CTシステムに各実施形態に係る画像処理装置を適用する場合には、例えば図16に示されるように、撮影された複数の断面画像の各々をフレームとみなせばよい。また、フレームを識別するためのインデックスは、例えば各断面画像の撮影位置に基づいて定めればよい。
Claims (7)
- 注目フレームをレベル1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解することと、
レベルk(k=1,・・・,kmax−1)の第1の低周波成分をレベルk+1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解することと、
第1の参照フレームをレベル1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解することと、
レベルkの第2の低周波成分をレベルk+1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解することと、
前記注目フレーム内の濃度値変化と前記第1の参照フレーム内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベル1の第1のマスク画像を生成することと、
前記レベルkの第1の低周波成分内の濃度値変化と前記レベルkの第2の低周波成分内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベルk+1の第1のマスク画像を生成することと、
前記レベル1の第1のマスク画像内の各濃度値を閾値と比較し、前記レベル1の第1のマスク画像の注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベル1の第1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベル1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベル1の第1の高周波成分及び前記レベル1の第2の高周波成分を合成してレベル1の合成高周波画像を生成することと、
前記レベルk+1の第1のマスク画像内の各濃度値を前記閾値と比較し、前記レベルk+1の第1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベルk+1の第1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベルk+1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベルk+1の第1の高周波成分及び前記レベルk+1の第2の高周波成分を合成してレベルk+1の合成高周波画像を生成することと、
レベルkmaxの第1の低周波成分と、前記レベル1の合成高周波画像と、前記レベルk+1の合成高周波画像とを加算し、出力画像を得ることと
を具備する画像処理方法。 - 前記注目フレーム内の濃度値分布を微分して第1の微分画像を生成することと、
前記第1の参照フレーム内の濃度値分布を微分して第2の微分画像を生成することと、
前記第2の微分画像を前記第1の微分画像から減算して差分画像を生成することと、
前記差分画像の移動平均を計算して移動平均画像を生成することと、
前記移動平均画像を絶対値化して前記レベル1の第1のマスク画像を生成することと
を更に具備する、請求項1の画像処理方法。 - 第2の参照フレームをレベル1の第3の低周波成分及び第3の高周波成分に分解することと、
レベルkの第3の低周波成分をレベルk+1の第3の低周波成分及び第3の高周波成分に分解することと、
前記注目フレーム内の濃度値変化と前記第2の参照フレーム内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベル1の第2のマスク画像を生成することと、
前記レベルkの第1の低周波成分内の濃度値変化と前記レベルkの第3の低周波成分内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベルk+1の第2のマスク画像を生成することと、
前記レベル1の第2のマスク画像内の各濃度値を前記閾値と比較し、前記レベル1の第2のマスク画像の注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベル1の第3の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベル1の第2のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベル1の第3の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベル1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定と前記レベル1の第3の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定とに従って前記レベル1の第1の高周波成分、前記レベル1の第2の高周波成分及び前記レベル1の第3の高周波成分を合成して前記レベル1の合成高周波画像を生成することと、
前記レベルk+1の第2のマスク画像内の各濃度値を前記閾値と比較し、前記レベルk+1の第2のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベルk+1の第3の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベルk+1の第2のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベルk+1の第3の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベルk+1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定と前記レベルk+1の第3の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定とに従って前記レベルk+1の第1の高周波成分、前記レベルk+1の第2の高周波成分及び前記レベルk+1の第3の高周波成分を合成して前記レベルk+1の合成高周波画像を生成することと
を更に具備する、請求項1の画像処理方法。 - 注目フレームをレベル1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解することと、
レベルk(k=1,・・・,kmax−1)の第1の低周波成分をレベルk+1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解することと、
参照フレームをレベル1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解することと、
レベルkの第2の低周波成分をレベルk+1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解することと、
前記注目フレーム内の濃度値変化と前記参照フレーム内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベル1のマスク画像を生成することと、
前記レベルkの第1の低周波成分内の濃度値変化と前記レベルkの第2の低周波成分内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベルk+1のマスク画像を生成することと、
前記レベル1のマスク画像の注目位置の濃度値が大きくなるほど前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の濃度値に与えられる重みを相対的に小さくして前記レベル1の第1の高周波成分及び前記レベル1の第2の高周波成分の重み付き平均を計算し、レベル1の合成高周波画像を生成することと、
前記レベルk+1のマスク画像の注目位置の濃度値が大きくなるほど前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の濃度値に与えられる重みを相対的に小さくして前記レベルk+1の第1の高周波成分及び前記レベルk+1の第2の高周波成分の重み付き平均を計算し、レベルk+1の合成高周波画像を生成することと、
前記レベル1の合成高周波画像及び前記レベルk+1の合成高周波画像をレベルkmaxの第1の低周波成分に加算し、出力画像を得ることと
を具備する画像処理方法。 - 前記注目フレームを前記出力画像によって置き換えることと、
前記画像処理方法を更に1回以上繰り返し、最終的な出力画像を得ることと
を更に具備する、請求項1の画像処理方法。 - 被測定物を撮影して得られた注目フレームをレベル1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解し、レベルk(k=1,・・・,kmax−1)の第1の低周波成分をレベルk+1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解する第1の分解部と
前記被測定物を撮影して得られた参照フレームをレベル1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解し、レベルkの第2の低周波成分をレベルk+1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解する第2の分解部と、
前記注目フレーム内の濃度値変化と前記参照フレーム内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベル1のマスク画像を生成し、前記レベルkの第1の低周波成分内の濃度値変化と前記レベルkの第2の低周波成分内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベルk+1のマスク画像を生成する生成部と、
(a)前記レベル1のマスク画像内の各濃度値を閾値と比較し、前記レベル1のマスク画像の注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベル1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベル1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベル1の第1の高周波成分及び前記レベル1の第2の高周波成分を合成して合成高周波画像を生成し、(b)前記レベルk+1のマスク画像内の各濃度値を前記閾値と比較し、前記レベルk+1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベルk+1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベルk+1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベルk+1の第1の高周波成分及び前記レベルk+1の第2の高周波成分を合成してレベルk+1の合成高周波画像を生成する合成部と、
前記レベル1の合成高周波画像及び前記レベルk+1の合成高周波画像をレベルkmaxの第1の低周波成分に加算し、前記被測定物の外観検査のための出力画像を得る加算部と
を具備する画像処理装置。 - 被測定物をX線撮影して得られた注目フレームをレベル1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解し、レベルk(k=1,・・・,kmax−1)の第1の低周波成分をレベルk+1の第1の低周波成分及び第1の高周波成分に分解する第1の分解部と
前記被測定物をX線撮影して得られた参照フレームをレベル1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解し、レベルkの第2の低周波成分をレベルk+1の第2の低周波成分及び第2の高周波成分に分解する第2の分解部と、
前記注目フレーム内の濃度値変化と前記参照フレーム内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベル1のマスク画像を生成し、前記レベルkの第1の低周波成分内の濃度値変化と前記レベルkの第2の低周波成分内の濃度値変化との間の差分の大きさを示すレベルk+1のマスク画像を生成する生成部と、
(a)前記レベル1のマスク画像内の各濃度値を閾値と比較し、前記レベル1のマスク画像の注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベル1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベル1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベル1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベル1の第1の高周波成分及び前記レベル1の第2の高周波成分を合成して合成高周波画像を生成し、(b)前記レベルk+1のマスク画像内の各濃度値を前記閾値と比較し、前記レベルk+1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値以下であれば前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化有効に設定し、前記レベルk+1のマスク画像の前記注目位置の濃度値が前記閾値よりも大きければ前記レベルk+1の第2の高周波成分の前記注目位置の画素を平均化無効に設定し、前記レベルk+1の第2の高周波成分内の各画素の平均化有効/平均化無効の設定に従って前記レベルk+1の第1の高周波成分及び前記レベルk+1の第2の高周波成分を合成してレベルk+1の合成高周波画像を生成する合成部と、
前記レベル1の合成高周波画像及び前記レベルk+1の合成高周波画像をレベルkmaxの第1の低周波成分に加算し、前記被測定物のX線検査のための出力画像を得る加算部と
を具備する画像処理装置。
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