JP6008125B2 - Noise reduction device and noise reduction method - Google Patents

Noise reduction device and noise reduction method Download PDF

Info

Publication number
JP6008125B2
JP6008125B2 JP2013032817A JP2013032817A JP6008125B2 JP 6008125 B2 JP6008125 B2 JP 6008125B2 JP 2013032817 A JP2013032817 A JP 2013032817A JP 2013032817 A JP2013032817 A JP 2013032817A JP 6008125 B2 JP6008125 B2 JP 6008125B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
target
weighted addition
order
rank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013032817A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014165566A5 (en
JP2014165566A (en
Inventor
善隆 豊田
善隆 豊田
青木 透
青木  透
的場 成浩
成浩 的場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2013032817A priority Critical patent/JP6008125B2/en
Publication of JP2014165566A publication Critical patent/JP2014165566A/en
Publication of JP2014165566A5 publication Critical patent/JP2014165566A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6008125B2 publication Critical patent/JP6008125B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は画像のノイズを低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関するものである。   The present invention relates to a noise reduction device and a noise reduction method for reducing image noise.

白色ガウス雑音のように、ノイズが全ての周波数に均等に成分を持つようなノイズを低減するための最も単純な方法として、ローパスフィルタによる方法がある。しかしながら、ローパスフィルタによるノイズ低減方法では、高周波成分のノイズがカットされる一方で、中低周波のノイズが残留してしまう。また、ローパスフィルタ以外の、エッジ保存型平滑化フィルタとして知られるイプシロンフィルタやバイラテラルフィルタを用いた場合でも、画像の平坦領域に対するノイズ低減においては、高周波ノイズに偏ったノイズ低減となってしまう。   The simplest method for reducing noise such as white Gaussian noise in which the noise has equal components at all frequencies is a method using a low-pass filter. However, in the noise reduction method using the low-pass filter, high-frequency component noise is cut, while medium- and low-frequency noise remains. Even when an epsilon filter or a bilateral filter known as an edge-preserving smoothing filter other than the low-pass filter is used, noise reduction with respect to a flat area of an image results in noise reduction biased to high-frequency noise.

低減することが困難な中低周波ノイズは、粒状感の大きいノイズやムラ状のノイズとなって現れるため、人間の視覚特性上、高周波ノイズよりも目障りであることが多い。従って、中低周波ノイズを効果的に低減することが必要となる。   The medium and low frequency noises that are difficult to reduce appear as noises with large graininess or uneven noises, and are therefore more annoying than high frequency noises in terms of human visual characteristics. Therefore, it is necessary to effectively reduce medium and low frequency noise.

従来の中低周波ノイズ低減方法では、対象画像を低域成分と高域成分とに帯域分割し、低域成分と高域成分の画像のそれぞれについてフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の低域成分の画像と、フィルタ処理後の高域成分の画像とを合成して、ノイズ低減後の対象画像(ノイズ低減後画像)を得るようにしている。これにより、中低周波ノイズを低減することが可能となる(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional medium / low frequency noise reduction method, the target image is band-divided into a low-frequency component and a high-frequency component, each low-frequency component and high-frequency component image is filtered, and the low-frequency component after filtering is processed. And the high-frequency component image after the filter processing are synthesized to obtain a target image after noise reduction (image after noise reduction). Thereby, it becomes possible to reduce medium and low frequency noise (for example, refer patent document 1).

特開2008−153917号公報(段落0020〜0032、図1)JP 2008-153917 A (paragraphs 0020 to 0032, FIG. 1)

しかしながら、特許文献1に例示されているような、従来の一般的なノイズ低減手法では、注目画素の周辺画素を、画素配列を基にしたパターンで参照しノイズ除去を行っているため、ノイズ低減後の画像において参照パターンに依存した人工的な模様が発生するという問題があった。人工的な模様とは、例えば、周辺画素の参照範囲より大きなムラ状のノイズやまだら模様などが挙げられる。   However, in the conventional general noise reduction method as exemplified in Patent Document 1, noise removal is performed by referring to the pixels around the pixel of interest with a pattern based on the pixel arrangement, and thus noise reduction. There is a problem that an artificial pattern depending on the reference pattern is generated in a later image. Examples of the artificial pattern include uneven noise and a mottled pattern larger than the reference range of surrounding pixels.

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、中低周波ノイズを低減する際に発生する、注目画素を含む周辺画素の参照パターンに依存した人工的な模様を抑制することが可能なノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses an artificial pattern depending on a reference pattern of peripheral pixels including a target pixel, which is generated when medium / low frequency noise is reduced. It is an object of the present invention to provide a noise reduction apparatus and a noise reduction method that can perform the above-described process.

本発明に係るノイズ低減装置は、注目画素を含む第1のサイズの領域内の各画素の画素値をソートし、第1のサイズの領域内の各画素にソート順位をつけ、注目画素のソート順位を注目画素にラベル付けする順位ラベリング部と、注目画素のソート順位に応じて加重加算対象順位を決定し、加重加算対象順位にラベル付けされた画素の画素値を、注目画素を含む第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から選択して加重加算し、加重加算に基づき注目画素の画素値を決定する画素選択加重加算部とを備える。   The noise reduction device according to the present invention sorts the pixel values of each pixel in the first size area including the target pixel, sets the sorting order to each pixel in the first size area, and sorts the target pixel. A rank labeling unit for labeling the rank of the pixel of interest, a weighted addition target rank is determined according to the sort rank of the pixel of interest, and the pixel value of the pixel labeled with the weighted addition rank is set to a first value including the pixel of interest. A pixel selection weighted addition unit that selects and weights and adds from a region having a second size that is larger than the size, and determines a pixel value of the pixel of interest based on the weighted addition.

また、本発明に係るノイズ低減方法は、注目画素を含む第1のサイズの領域内の各画素の画素値をソートし、第1のサイズの領域内の各画素にソート順位をつけ、注目画素のソート順位を注目画素にラベル付けする順位ラベリングステップと、注目画素のソート順位に応じて加重加算対象順位を決定し、加重加算対象順位にラベル付けされた画素の画素値を、注目画素を含む第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から選択して加重加算し、加重加算に基づき注目画素の画素値を決定する画素選択加重加算ステップとを備える。   Further, the noise reduction method according to the present invention sorts the pixel values of the pixels in the first size area including the target pixel, sets the sorting order to the pixels in the first size area, and sets the target pixel. Labeling step of labeling the pixel of interest with the sort order of the pixel, the weighted addition target rank is determined according to the sort order of the pixel of interest, and the pixel value of the pixel labeled with the weighted addition target rank includes the pixel of interest A pixel selection weighted addition step of selecting from a region of a second size larger than the first size, performing weighted addition, and determining a pixel value of the pixel of interest based on the weighted addition.

本発明によれば、注目画素を含む第1のサイズの領域内における画素の画素値によるソート順位を注目画素にラベル付けし、注目画素のソート順位に応じて加重加算対象順位を決定し、第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から加重加算対象順位となるソート順位の画素を選択して加重加算し、加重加算結果に基づき注目画素の画素値を決定するので、人工的な模様を抑制することができる。   According to the present invention, the sorting order based on the pixel value of the pixel in the first size area including the target pixel is labeled to the target pixel, the weighted addition target order is determined according to the sort order of the target pixel, Since the pixel of the sort order that is the weighted addition target rank is selected from within the area of the second size larger than the size of 1 and weighted addition is performed, and the pixel value of the target pixel is determined based on the weighted addition result. The pattern can be suppressed.

本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置の構成図を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the block diagram of the noise reduction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るノイズ低減方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the noise reduction method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る順位ラベリング部のラベル付の一例を示す図である。It is a figure which shows an example with a label of the rank labeling part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る画素選択加重加算部の加重加算対象順位を示す図である。It is a figure which shows the weighting addition object order | rank of the pixel selection weighting addition part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る画素選択加重加算部の加重加算対象順位の選択方法を示す図である。It is a figure which shows the selection method of the weighting addition object order | rank of the pixel selection weighting addition part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る高周波ノイズが残留する原理を示した図である。It is the figure which showed the principle in which the high frequency noise which concerns on Embodiment 1 of this invention remains. 本発明の実施の形態1に係る各画素に対する重み付けの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the weighting with respect to each pixel which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置によるノイズ低減の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the noise reduction by the noise reduction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置を適用した撮像装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the imaging device to which the noise reduction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is applied.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置の構成を示したものである。本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置10は、順位ラベリング部1、画素選択加重加算部2、遅延部3を備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a configuration of a noise reduction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The noise reduction device 10 according to the first embodiment of the present invention includes a rank labeling unit 1, a pixel selection weight addition unit 2, and a delay unit 3.

図1に示す、順位ラベリング部1は、入力画像Inの注目画素の周辺画素を含む第1のサイズの領域内の画素値をソートし、注目画素の画素値の第1のサイズの領域内におけるソート順位を、注目画素にラベル付けする。画素選択加重加算部2は、注目画素の順位に応じて定められる加重加算の対象となる順位(以降、加重加算対象順位と称す。)にラベル付けされている画素を、注目画素を含む第1のサイズのよりも大きな第2のサイズの領域内から選択して加重加算し、加重加算結果に基づいて注目画素に対して画素値を与える。遅延部3は、入力画像Inを順位ラベリング部1のラベル付けが完了するまで入力画像Inを遅延させ、入力画像Inと順位ラベリング部1のラベル付け結果の画素選択加重加算部2への入力タイミングを一致させる。   The order labeling unit 1 shown in FIG. 1 sorts the pixel values in the first size area including the peripheral pixels of the target pixel of the input image In, and the pixel values of the target pixel in the first size area. The sorting order is labeled on the target pixel. The pixel selection weighted addition unit 2 is a first pixel including a target pixel that is labeled with a rank (hereinafter referred to as a weighted addition target rank) that is a target of weighted addition determined according to the rank of the target pixel. Is selected and weighted and added from within a second size region larger than the size of the pixel, and a pixel value is given to the pixel of interest based on the weighted addition result. The delay unit 3 delays the input image In until the labeling by the rank labeling unit 1 is completed, and the input timing of the input image In and the labeling result of the rank labeling unit 1 to the pixel selection weight addition unit 2 is delayed. Match.

画像全体の処理について考えた場合、入力画像Inが画素毎に順位ラベリング部1及び遅延部3に入力される。順位ラベリング部1は、入力画像Inを構成するすべての画素を順次、注目画素として設定し、注目画素を含む第1のサイズの領域内の各画素を画素値によりソートし、設定された注目画素毎にソート順位をラベル付けしていく。次に、注目画素の周辺画素を含む第2のサイズの領域内のすべての画素についてラベル付けが完了した段階で、画素選択加重加算部2は、注目画素の順位に応じて加重加算対象順位を決定し、注目画素を含む第2のサイズの領域内から加重加算対象順位に属する画素を選択して加重加算し、加重加算結果に基づいて注目画素に対して画素値を与え、出力画像Outの注目画素の値として出力する。これが出力画像Outの全画素について完了することで1枚の画像のノイズ低減処理が完了する。   When processing of the entire image is considered, the input image In is input to the rank labeling unit 1 and the delay unit 3 for each pixel. The rank labeling unit 1 sequentially sets all the pixels constituting the input image In as the target pixel, sorts each pixel in the first size area including the target pixel by the pixel value, and sets the set target pixel The sorting order is labeled every time. Next, at the stage where labeling is completed for all the pixels in the second size area including the peripheral pixels of the target pixel, the pixel selection weighted addition unit 2 sets the weighted addition target rank according to the rank of the target pixel. The pixel belonging to the weighted addition target rank is selected from the second size area including the target pixel, weighted addition is performed, a pixel value is given to the target pixel based on the weighted addition result, and the output image Out Output as the value of the pixel of interest. When this is completed for all the pixels of the output image Out, the noise reduction processing for one image is completed.

図2は、本発明の実施の形態1に係るノイズ低減方法のフローチャートを示したものである。順位ラベリングステップS1は、入力画像Inの注目画素の周辺画素を含む第1のサイズの領域内での順位をラベル付けする。画素選択加重加算ステップS2は、注目画素の順位に応じて加重加算対象順位を決定し、注目画素の周辺画素を含む第2のサイズの領域内から加重加算対象順位に属する画素を選択して加重加算し、加重加算結果に基づいて注目画素の画素値を決定し、出力画像Outの注目画素の値として出力する。   FIG. 2 shows a flowchart of the noise reduction method according to Embodiment 1 of the present invention. The rank labeling step S1 labels the rank in the first size area including the peripheral pixels of the target pixel of the input image In. The pixel selection weighted addition step S2 determines the weighted addition target rank according to the rank of the target pixel, selects a pixel belonging to the weighted addition target rank from the second size area including the peripheral pixels of the target pixel, and performs weighting. The pixel value of the target pixel is determined based on the weighted addition result, and is output as the value of the target pixel of the output image Out.

順位ラベリング部1について具体的に説明する。図1に示した順位ラベリング部1は、入力画像Inの注目画素の周辺画素を含む第1のサイズの領域、例えば3×3画素の領域内の画素値をソートし、注目画素の画素値の第1のサイズの領域内におけるソート順位を注目画素に対しラベル付けする。   The rank labeling unit 1 will be specifically described. The order labeling unit 1 shown in FIG. 1 sorts pixel values in a first size area including peripheral pixels of the target pixel of the input image In, for example, a 3 × 3 pixel area, and sets the pixel value of the target pixel. The sorting order in the first size area is labeled for the pixel of interest.

図3は、図1に示した順位ラベリング部1でのラベル付けの概略を示したものである。図3(a)は、第1のサイズの領域の一例として、注目画素を中心とする周辺3×3画素の画素値配列を表している(以降、第1のサイズの領域6とする。)。図3(b)は、図3(a)に示す第1の領域6内の画素を画素値に応じて昇順にソートしたソート順位を表している。   FIG. 3 shows an outline of labeling in the rank labeling unit 1 shown in FIG. FIG. 3A shows a pixel value array of 3 × 3 pixels around the pixel of interest as an example of the first size region (hereinafter, referred to as a first size region 6). . FIG. 3B shows a sorting order in which the pixels in the first region 6 shown in FIG. 3A are sorted in ascending order according to the pixel values.

図3(a)に示すように、第1のサイズの領域6内において太線で囲まれた注目画素5の画素値は130である。注目画素5のソート順位は、第1のサイズの領域6内、即ち注目画素5を中心とした周辺3×3画素の領域内で画素値の昇順にソートすると、そのソート順位は第5位となり、この場合には、図3(b)に示すように注目画素の値を「5」とラベル付けする。このとき、注目画素以外の8箇所の画素も順位付けに関わるが、注目画素のソート順位のみをラベル付けする。このようにして、画像を構成するすべての画素についてラベル付をしていく。   As shown in FIG. 3A, the pixel value of the target pixel 5 surrounded by a thick line in the first size region 6 is 130. The sorting order of the target pixel 5 is the fifth order when it is sorted in the ascending order of the pixel values in the first size area 6, that is, in the area of 3 × 3 pixels around the target pixel 5. In this case, the value of the target pixel is labeled “5” as shown in FIG. At this time, eight pixels other than the target pixel are also related to the ranking, but only the sorting order of the target pixel is labeled. In this way, all pixels constituting the image are labeled.

なお、第1のサイズの領域6内に同一画素値(同順位)の画素が存在する場合には、その平均順位を当該画素に割り当てるものとする。平均順位が小数点以下の値を含む場合には、例えば四捨五入などして端数を処理して整数化を行ってもよい。   In addition, when the pixel of the same pixel value (same order) exists in the area | region 6 of 1st size, the average order shall be allocated to the said pixel. When the average rank includes a value after the decimal point, for example, rounding may be performed and the fraction may be processed to make an integer.

次に、画素選択加重加算部2について具体的に説明する。画素選択加重加算部2は、注目画素5のソート順位に応じて定められる加重加算対象順位にラベル付けされている画素を、注目画素5の周辺画素を含む第1のサイズの領域6よりも大きな第2のサイズ、例えば9×9画素の領域内(以降、第2のサイズの領域7とする。)から選択して加重加算し、加重加算結果に基づいて、例えば、加重加算結果から各画素の画素値の平均を算出し、画素値の平均を注目画素5の画素値とする。図4は、画素選択加重加算部2において加重加算を行う対象となる画素の選択方法を示したものである。画素の選択は、その画素にラベル付けされたソート順位を基にして行われる。例えば、図4に示すように注目画素5のソート順位が「5」であった場合には、「5」とラベル付けされた画素を加算加重の対象とするという方法などが挙げられる。この場合、図4に示すように、第2のサイズの領域7内の「5」とラベル付けされた画素がすべて選択され加重加算の対象になる。   Next, the pixel selection weighted addition unit 2 will be specifically described. The pixel selection weighted addition unit 2 sets the pixels labeled in the weighted addition target order determined according to the sorting order of the target pixel 5 to be larger than the first size region 6 including the peripheral pixels of the target pixel 5. A pixel is selected from a second size, for example, an area of 9 × 9 pixels (hereinafter referred to as a second size region 7), and weighted addition is performed. The average of the pixel values is calculated, and the average of the pixel values is set as the pixel value of the target pixel 5. FIG. 4 shows a method of selecting a pixel to be subjected to weighted addition in the pixel selection weighted addition unit 2. The pixel is selected based on the sort order labeled on the pixel. For example, as shown in FIG. 4, when the sorting order of the pixel of interest 5 is “5”, there is a method in which a pixel labeled “5” is subjected to addition weighting. In this case, as shown in FIG. 4, all the pixels labeled “5” in the area 7 of the second size are selected and subjected to weighted addition.

図5は、ソート順位の取り得る値が「1」から「9」までの場合において、加重加算の対象となるソート順位即ち、加重加算対象順位の選択方法について示したものである。図5の加重加算対象順位の選択方法にはパターンA、パターンB、パターンC、パターンDがある。   FIG. 5 shows a method of selecting a sort order to be subjected to weighted addition, that is, a weighted addition target order when the possible values of the sort order are “1” to “9”. There are a pattern A, a pattern B, a pattern C, and a pattern D as the selection method of the weighted addition target order in FIG.

まず、加重加算対象順位の選択方法がパターンAの場合について説明する。説明を分かりやすくするため、ノイズが重畳された平坦画像に対する原理を述べる。ただし、平坦画像とは、局所的な領域で画像を構成する画素間の階調の変化分が非常に小さい画像であるとする。以下に述べるパターンB〜Dについても同様である。パターンAでは、図4に示すように第2のサイズの領域7内において、注目画素5のソート順位が「5」であった場合、加重加算対象順位となるのは第2のサイズの領域7内における「5」と順位付けされた画素となる。つまり、パターンAは注目画素5のソート順位と同一のソート順位の画素を加重加算対象の順位とするパターンである。   First, a case where the weighting addition target order selection method is pattern A will be described. In order to make the explanation easy to understand, the principle for a flat image on which noise is superimposed will be described. However, it is assumed that a flat image is an image in which a change in gradation between pixels constituting an image in a local region is very small. The same applies to the patterns B to D described below. In the pattern A, as shown in FIG. 4, when the sorting order of the target pixel 5 is “5” in the second size area 7, the weight addition target rank is the second size area 7. Among the pixels, “5” is ranked. That is, the pattern A is a pattern in which pixels with the same sort order as the sort order of the pixel of interest 5 are the order of weighted addition.

画素値の変化が、ランダムなノイズ成分のみにより起こる場合、順位ラベリング部1によるラベル付けの結果は、ノイズによる画素値の変化の大小関係を保存し、隣接する画素の順位ラベルを異ならしめる。したがって、順位ラベリング部1によるラベル付けの結果は高周波ノイズのパターンの大小関係を保存する。   When the change of the pixel value occurs only by a random noise component, the result of labeling by the rank labeling unit 1 preserves the magnitude relationship of the change of the pixel value due to noise, and makes the rank labels of adjacent pixels different. Therefore, the result of labeling by the rank labeling unit 1 preserves the magnitude relationship of the high-frequency noise pattern.

続く画素選択加重加算部2が、注目画素のソート順位と同一のソート順位を加重加算対象順位とすることによって、ノイズによる画素値の分布中心からのずれがほぼ同一の画素群を加重加算の対象とするため、加重加算結果は注目画素の順位ラベルに応じて異なる。順位ラベルは隣接する画素のランダムな成分を保存しているため、隣接する画素の画素値を異ならしめ、高周波ノイズが残留する。   Subsequent pixel selection weighted addition unit 2 sets the same sorting order as the sorting order of the target pixel as the weighting addition target order, thereby subjecting the pixel group having substantially the same deviation from the distribution center of pixel values due to noise to the target of weighted addition Therefore, the weighted addition result varies depending on the rank label of the target pixel. Since the rank label stores random components of adjacent pixels, the pixel values of adjacent pixels are made different, and high-frequency noise remains.

図6は、高周波ノイズが残留する原理を示したものである。ここでは、第1のサイズの領域6が3×3画素であり、ソート順位の取り得る値が「1」から「9」である場合を説明する。図6(a)、(b)、(c)は、ノイズが重畳された平坦画像において、画像中の異なる位置にある第1のサイズの領域から抽出したノイズ分布を模式的に表している。   FIG. 6 shows the principle that high-frequency noise remains. Here, a case where the first size area 6 is 3 × 3 pixels and the possible values of the sort order are “1” to “9” will be described. FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C schematically represent noise distributions extracted from regions of a first size at different positions in the flat image on which noise is superimposed.

まず、順位ラベリング部1にて画素値をソート順位に置き換えることで、画素値レベルやノイズ振幅に依存しない正規化されたノイズ分布を取り出すことができる。ノイズは画像全体にわたって同じ分布、例えばガウス分布、に従って重畳するが、画素値レベルやノイズ振幅により分布の位置や幅が変化するため、画素値そのものでノイズ分布における位置を区別することができない。しかし、ソート順位に置き換えることで、図6(a)、(b)、(c)に示すように、画素値レベルやノイズ振幅に関する仮定を必要とせず、ノイズ分布の中心がおよそソート順位「5」に対応し、ノイズ分布の下限がおよそソート順位「1」に対応し、ノイズ分布の上限がおよそソート順位「9」に対応するようになる。   First, by substituting the pixel value with the sort order in the rank labeling unit 1, it is possible to extract a normalized noise distribution that does not depend on the pixel value level or the noise amplitude. Noise is superimposed over the entire image according to the same distribution, for example, a Gaussian distribution. However, since the position and width of the distribution change depending on the pixel value level and noise amplitude, the position in the noise distribution cannot be distinguished by the pixel value itself. However, by replacing with the sort order, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, no assumptions regarding the pixel value level and the noise amplitude are required, and the center of the noise distribution is approximately the sort order “5”. ”, The lower limit of the noise distribution corresponds to the sort order“ 1 ”, and the upper limit of the noise distribution corresponds to the sort order“ 9 ”.

ここで、画素選択加重加算部2において、パターンAにより加重加算を行うと、ソート順位で正規化されたノイズ分布における同じ位置の画素のみを加重加算することになる。すなわち、注目画素の順位が「3」である場合、図6(a)、(b)、(c)に示すノイズ分布において、ノイズによる画素値の分布中心からのずれがほぼ同一である画素群を加重加算するため、上述したように、順位ラベリング結果のランダム性を保存して隣接画素の画素値を異ならしめ、高周波ノイズが低減されずに残留される。   Here, when the pixel selection weighted addition unit 2 performs weighted addition using the pattern A, only the pixels at the same position in the noise distribution normalized by the sort order are weighted and added. That is, when the order of the target pixel is “3”, the pixel group in which the deviation from the distribution center of the pixel value due to the noise is almost the same in the noise distribution shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C. As described above, the randomness of the rank labeling result is preserved to make the pixel values of adjacent pixels different, and high-frequency noise remains without being reduced.

一方、中低周波ノイズについては、加重加算対象順位にラベル付けされている画素を第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域から選択して加重加算しその結果から、注目画素の画素値を決定するため、有意に低減される。   On the other hand, for medium and low frequency noise, a pixel labeled in a weighted addition target order is selected from a region having a second size larger than the first size and subjected to weighted addition. Is significantly reduced.

以上の原理により、注目画素のソート順位と同一の順位を加重加算対象順位とするパターンAによれば、注目画素5の周辺画素の参照を画素値により決定するので、画素配列を基にした参照方法により発生する人工的な模様を抑制することができる。   Based on the above principle, according to the pattern A in which the same rank as the sorting order of the target pixel is set as the weighted addition target order, the reference of the peripheral pixels of the target pixel 5 is determined by the pixel value, so the reference based on the pixel arrangement Artificial patterns generated by the method can be suppressed.

また、中低周波ノイズを低減しつつ高周波ノイズを残すことができる。   In addition, it is possible to leave high frequency noise while reducing medium to low frequency noise.

次に、加重加算対象順位の選択方法がパターンBの場合について説明する。図5に示すようにパターンBの場合では、注目画素のソート順位を「R」とするとき、ソート順位が「R−1」、「R」、「R+1」である画素を加重加算対象順位とする。但し、注目画素5のソート順位が「1」、「9」であるときには、それぞれ「1−1」、「9+1」のソート順位が存在しないため、欠番としている。つまり、パターンBは、注目画素5のソート順位と隣接するソート順位の画素を加重加算対象順位とするパターンである。   Next, the case where the weighted addition target order selection method is pattern B will be described. As shown in FIG. 5, in the case of pattern B, when the sorting order of the target pixel is “R”, pixels whose sorting orders are “R−1”, “R”, and “R + 1” are weighted addition target rankings. To do. However, when the sorting order of the pixel of interest 5 is “1” and “9”, the sorting orders “1-1” and “9 + 1” do not exist, respectively, and are therefore omitted. That is, the pattern B is a pattern in which the pixels of the sorting order adjacent to the sorting order of the target pixel 5 are set as the weighted addition target order.

パターンBでは、ノイズによる画素値の分布中心からのずれに対し、幅を持った分布位置にある信号を許容して加算することになるため、画素選択加重加算部2による加重加算結果において、順位ラベル毎の画素値の差が縮まり、高周波ノイズの低減効果が現れる。   In the pattern B, a signal at a distribution position having a width is allowed and added to the deviation of the pixel value from the distribution center due to noise. The difference in pixel value for each label is reduced, and the effect of reducing high-frequency noise appears.

また、存在しないソート順位を欠番とする方法以外に、注目画素のソート順位が「1」であるときには「1」、「2」、「3」を、注目画素5のソート順位が「9」であるときには「7」、「8」、「9」を加重加算対象順位とするパターンとしてもよい。   In addition to the method in which the non-existing sort order is a missing number, when the target pixel sort order is “1”, “1”, “2”, “3”, and the target pixel 5 sort order is “9”. In some cases, “7”, “8”, and “9” may be set as a weighted addition target rank.

また、パターンBでは注目画素5のソート順位と隣接するソート順位を加重加算の対象としたが、これに限らず、例えば、注目画素5のソート順位を「R」とするとき、ソート順位が「R−k」から「R+k」までの画素を加重加算対象画素としてもよい。ただし、参照するソート順位が存在しない場合は、上述のように参照順位をソート順位の中央の順位に寄せて同数のソート順位を確保する方法でもよい。   In the pattern B, the sorting order of the pixel of interest 5 and the adjacent sorting order are weighted addition targets. However, the present invention is not limited to this. For example, when the sorting order of the pixel of interest 5 is “R”, the sorting order is “ Pixels from “Rk” to “R + k” may be set as the weighted addition target pixels. However, when there is no sort order to be referred to, a method of securing the same number of sort orders by bringing the reference rank to the center of the sort order as described above may be used.

以上の原理により、注目画素5のソート順位と隣接する順位の画素を加重加算対象順位とするパターンBによれば、注目画素5の周辺画素の参照を画素値により決定するので、画素配列を基にした参照方法により発生する人工的な模様を抑制することができる。   Based on the above principle, according to the pattern B in which the pixels in the order adjacent to the sorting order of the target pixel 5 are set as the weighted addition target order, the reference of the peripheral pixels of the target pixel 5 is determined by the pixel value. An artificial pattern generated by the reference method described above can be suppressed.

また、中低周波ノイズを低減しつつ注目画素5のソート順位に関してその順位に隣接したソート順位を参照することにより高周波ノイズの低減度合いを調整することができる。   In addition, the reduction degree of the high frequency noise can be adjusted by referring to the sorting order adjacent to the order of the pixel of interest 5 while reducing the medium to low frequency noise.

次に、加重加算対象順位の選択方法がパターンCの場合について説明する。パターンCの場合では、注目画素5のソート順位がソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位である「5」よりも小さいときまたは大きいとき、注目画素のソート順位から「5」までのソート順位を加重加算の対象とし、注目画素5のソート順位が「5」であるとき、ソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位である「5」を加重加算の対象とする。つまり、第1のサイズの領域6内で行われたソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位と、注目画素5のソート順位と、その間のソート順位の画素を加重加算の対象とするパターンである。   Next, the case where the selection method of the weighted addition target rank is the pattern C will be described. In the case of the pattern C, when the sorting order of the pixel of interest 5 is smaller or larger than “5”, which is the central sorting order of all the sorting orders, the sorting from the sorting order of the pixel of interest to “5” is performed. When the rank is the target of weighted addition and the sort order of the pixel of interest 5 is “5”, the central sort order of all the sorted ranks is “5” as the target of weighted addition. That is, a pattern in which the center sorting order of all sorted sorting orders performed in the first size area 6, the sorting order of the target pixel 5, and the pixels of the sorting order between them are subjected to weighted addition. It is.

パターンCでは、順位ラベリング部1によるラベル付けの結果において、ソート順位の最上位である「1」やソート順位の最下位「9」に近いソート順位、すなわち第1のサイズの領域6内でソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位「5」に対してそのソート順位以外に属する画素は、ソート順位の最上位あるいは最下位に近づけば近づく程、ノイズの振幅が大きい画素とみなすことができる。従って、加重加算の対象となる画素を多くして、ノイズの振幅の大きい画素を含めるように選択することで、ノイズの平滑化の度合いを強くするようにしたものである。これは、図6に示すように、第1のサイズの領域6内でソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位「5」がノイズ分布の中心、すなわちノイズのない場合の予測値とみなせるためであり、ソート順位の最上位あるいは最下位に近いソート順位である程、より中央のソート順位に寄せたソート順位を加重加算対象順位することは理に適っている。   In the pattern C, in the result of labeling by the rank labeling unit 1, the sort order close to “1”, which is the highest sort order, and “9”, which is the lowest sort order, is sorted in the region 6 of the first size. With respect to the sort order “5” at the center of all the sorted orders, pixels belonging to other than the sort order may be regarded as pixels having a larger noise amplitude as they become closer to the top or bottom of the sort order. it can. Therefore, by increasing the number of pixels to be subjected to weighted addition and selecting to include pixels with a large noise amplitude, the degree of noise smoothing is increased. As shown in FIG. 6, the sort order “5” at the center of all sort orders sorted in the area 6 of the first size can be regarded as the center of the noise distribution, that is, the predicted value when there is no noise. For this reason, the higher the sort order is, the closer the sort order is to the lowest order, and it is more reasonable to assign the sort order closer to the central sort order to the weighted addition target order.

以上の原理により、第1のサイズの領域6内で行われたソートのソート順位の中央のソート順位と、注目画素5の順位と、その間の順位を加重加算対象順位とするパターンCによれば、注目画素5の周辺画素の参照を画素値により決定するので、画素配列を基にした参照方法により発生する人工的な模様を抑制することができる。   According to the above principle, according to the pattern C in which the center sort order of the sort orders performed in the area 6 of the first size, the rank of the target pixel 5, and the rank therebetween are weighted addition target ranks. Since the reference of the peripheral pixels of the target pixel 5 is determined by the pixel value, an artificial pattern generated by the reference method based on the pixel arrangement can be suppressed.

また、ノイズの振幅が大きい画素のノイズを効果的に抑えながら、高周波ノイズから中低周波ノイズまでをバランス良くノイズ低減することができる。   In addition, it is possible to reduce noise in a well-balanced manner from high frequency noise to medium to low frequency noise while effectively suppressing noise of pixels having a large noise amplitude.

次に、加重加算対象順位の選択方法がパターンDの場合について説明するパターンDの場合では、パターンCの場合とほぼ同じであるが、注目画素5のソート順位が「1」であるときにはソート順位「1」を加重加算対象順位から除外し、注目画素のソート順位が「9」であるときソート順位「9」を加重加算対象順位から除外している。つまり、第1のサイズの領域6内で行われたソートのソート順位の中央の順位と、注目画素5のソート順位と、その間のソート順位の画素を選択するとともに、第1のサイズの領域6内で行われたソートのソート順位の最上位と最下位にあたるソート順位を加重加算対象順位から除外するパターンである。   Next, in the case of the pattern D, which describes the case where the selection method of the weighted addition target rank is the pattern D, the sort rank is almost the same as in the case of the pattern C. However, when the sort rank of the target pixel 5 is “1”, the sort rank “1” is excluded from the weighted addition target rank, and when the target pixel sort rank is “9”, the sort rank “9” is excluded from the weighted addition target rank. In other words, the middle rank of the sort order performed in the area 6 of the first size, the sort rank of the target pixel 5, and the pixel of the sort rank between them are selected, and the area 6 of the first size is selected. This is a pattern in which the sorting ranks corresponding to the top and bottom of the sorting ranks of the sorting performed in the above are excluded from the weighted addition target ranks.

対象画像に画素欠陥等によるインパルス性のノイズが含まれる場合、ローパスフィルタを原理とする一般的なノイズ低減方法では、インパルス性のノイズによる点が広がるだけでうまくノイズが低減されない場合が多い。こうした状況に対し、パターンDによれば、このような突出したノイズのある画素は、ソート順位「1」や「9」にラベル付けされるため、これらのソート順位の画素を加重加算対象から除外することによって、その影響を効果的に取り除くことができる。   When the target image includes impulsive noise due to a pixel defect or the like, in a general noise reduction method based on a low-pass filter, the noise is often not reduced simply by spreading a point due to the impulsive noise. For such a situation, according to the pattern D, such protruding pixels with noise are labeled as “1” or “9” in the sort order, and thus the pixels with these sort orders are excluded from the weighted addition target. By doing so, the influence can be effectively removed.

以上の原理により、第1のサイズの領域6内で行われたソートのソート順位の中央の順位と、注目画素5のソート順位と、その間のソート順位の画素を選択するとともに、第1のサイズの領域6内で行われたソートのソート順位の最上位と最下位にあたるソート順位を加重加算対象順位から除外するパターンDによれば、注目画素5の周辺画素の参照を画素値により決定するので、画素配列を基にした参照方法により発生する人工的な模様を抑制することができる。   Based on the above principle, the center rank of the sort order performed in the area 6 of the first size, the sort rank of the target pixel 5, and the pixel having the sort rank in between are selected, and the first size is selected. According to the pattern D in which the sorting order corresponding to the top and bottom of the sorting order of the sorting performed in the area 6 is excluded from the weighted addition target order, the reference of the peripheral pixels of the target pixel 5 is determined by the pixel value. The artificial pattern generated by the reference method based on the pixel arrangement can be suppressed.

また、インパルス性のノイズを効果的に低減しながら、高周波ノイズから中低周波ノイズまでをバランス良く低減できる。   In addition, while effectively reducing impulsive noise, it is possible to reduce from high frequency noise to medium to low frequency noise in a well-balanced manner.

このように、画素選択加重加算部2は上述したパターンA〜Dにより注目画素5のソート順位に応じて加重加算の対象となる画素を、第2のサイズの領域7内から選択し加重加算し、加重加算結果を基に注目画素5の画素値を決定する。   In this way, the pixel selection weight addition unit 2 selects and weights and adds the pixels to be subjected to the weight addition according to the sorting order of the target pixel 5 from the patterns A to D described above from the second size area 7. The pixel value of the target pixel 5 is determined based on the weighted addition result.

なお、本実施の形態1では、第1のサイズの領域6が、3×3画素であり、ソート順位の取りうる値が「1」から「9」である場合を示したが、第1のサイズの領域6がN×N画素(Nは整数)であり、ソート順位の取りうる値が「1」から「N」である場合についても同様に加重加算の対象となる画素の決定方法を定めることが可能である。 In the first embodiment, the first size region 6 is 3 × 3 pixels and the possible values of the sort order are “1” to “9”. Similarly, in the case where the size area 6 is N × N pixels (N is an integer) and the possible values of the sort order are “1” to “N 2 ”, a method for determining the pixel to be subjected to weighted addition is similarly used. It is possible to determine.

また、第2のサイズの領域7は、第1のサイズの領域6よりも大きな任意のサイズでよいが、第1のサイズがN×N画素であるとき、第2のサイズをN×N画素以上とするのが望ましい。第2のサイズをN×N画素以上とすることによって、注目画素5と同じソート順位の加重加算の対象となる画素がある程度見つかり、かつ、順位ラベルによる加重加算画素数の偏りがなくなる。これにより、平均的には、第2のサイズの領域7内に同じ順位の画素が少なくともN×N個ずつ存在する可能性が向上する。 The second size region 7 may be any size larger than the first size region 6, but when the first size is N × N pixels, the second size is N 2 × N. It is desirable to have two or more pixels. By setting the second size to N 2 × N 2 pixels or more, pixels to be subjected to weighted addition having the same sort order as that of the target pixel 5 are found to some extent, and there is no bias in the number of weighted added pixels due to the rank label. Thereby, on average, the possibility that at least N × N pixels of the same order exist in the second size region 7 is improved.

次に、加重加算対象順位の選択方法を決定した後の、注目画素の画素値の決定方法について述べる。最も簡易な構成として、加重加算対象順位により選択された画素の画素値を加算しその加算結果を、加重加算対象順位により選択された画素の画素数で除算し、画素の平均値を求めた後、該平均値を注目画素5の画素値とする方法を用いることができる。この場合、加重加算対象順位により選択された画素を、単に加算しているが、加算する直前に加重加算対象順位により選択された画素に対し重み付け、即ち、加重を行うことができる。例えば、ガウシアンフィルタ等により、加重加算の対象となる画素に対し、注目画素5からの空間的な距離に応じて変化させた重み付け係数を用いることができる。   Next, a method for determining the pixel value of the target pixel after determining the method for selecting the weighted addition target order will be described. In the simplest configuration, after adding the pixel values of the pixels selected by the weighted addition target rank and dividing the addition result by the number of pixels of the pixels selected by the weighted addition target rank, the average value of the pixels is obtained. A method of using the average value as the pixel value of the target pixel 5 can be used. In this case, the pixels selected by the weighted addition target rank are simply added, but weighting, that is, weighting can be performed on the pixels selected by the weighted addition target rank immediately before the addition. For example, a weighting coefficient that is changed according to a spatial distance from the target pixel 5 can be used for a pixel to be subjected to weighted addition by a Gaussian filter or the like.

図7は、第2のサイズの領域7内の各画素に対する重み付けの一例を示したものである。図中の数値は、重み付け係数を示している。例えば、注目画素5の重み付け係数は「19」である。図7では、注目画素5を中心とし、注目画素5から離れるにつれ重み付けを減少させている。即ち、重み付けを注目画素5からの空間的な距離に応じて変化させている。この場合、加重加算対象順位にあたる画素の画素値に対して、図7に示した重み係数を乗算して加算し、加算結果を加重加算対象順位にあたる画素の重み係数の合計で除算することによって注目画素5の加重加算結果を得ることが可能である。   FIG. 7 shows an example of weighting for each pixel in the region 7 of the second size. Numerical values in the figure indicate weighting coefficients. For example, the weighting coefficient of the target pixel 5 is “19”. In FIG. 7, the weighting is reduced as the distance from the target pixel 5 increases with the target pixel 5 as the center. That is, the weighting is changed according to the spatial distance from the target pixel 5. In this case, the pixel value of the pixel corresponding to the weighted addition target rank is multiplied by the weight coefficient shown in FIG. 7 and added, and the addition result is divided by the sum of the weight coefficients of the pixels corresponding to the weighted addition target rank. It is possible to obtain a weighted addition result of the pixel 5.

さらに、こうした重み付けは、イプシロンフィルタやバイラテラルフィルタ等の考え方により、加重加算対象順位にあたる画素と注目画素5の画素値との差分に応じて変化させてもよい。これにより、エッジをまたぐ不規則な画素選択によるエッジの乱れを防止することができる。   Furthermore, such weighting may be changed in accordance with the difference between the pixel corresponding to the weighted addition target order and the pixel value of the target pixel 5 based on an idea such as an epsilon filter or a bilateral filter. As a result, it is possible to prevent edge disturbance due to irregular pixel selection across the edges.

次に、本発明の実施の形態1によるノイズの低減効果をさらに詳しく説明する。図8は、本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置によるノイズ低減の周波数特性を模式的に示したものである。図8に示すWNはノイズの周波数特性、LNはWNに示されるノイズをローパスフィルタにより低減したときの周波数特性を表している。   Next, the noise reduction effect according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail. FIG. 8 schematically shows the frequency characteristics of noise reduction by the noise reduction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. WN shown in FIG. 8 represents the frequency characteristic of noise, and LN represents the frequency characteristic when the noise shown in WN is reduced by a low-pass filter.

図8WNに示すように、画像が白色ガウス雑音のようなノイズを持つ場合、全ての周波数において均等にノイズ成分を持っている。図8LNで示すように、一般的なローパスフィルタによるノイズ低減では、図8中のLMで示す中低周波領域のノイズが十分に低減できない。   As shown in FIG. 8WN, when the image has noise such as white Gaussian noise, it has noise components evenly at all frequencies. As shown in FIG. 8LN, noise reduction by a general low-pass filter cannot sufficiently reduce the noise in the middle / low frequency region indicated by LM in FIG.

本発明の実施の形態1に係るノイズ低減装置によれば、加重加算対象順位の選択方法がパターンAの場合、中低周波ノイズを低減しつつ高周波ノイズは残されていることが分かる。また、パターンB〜Dに示す加重加算対象順位の選択方法により、より多くのソート順位を加重加算対象とすることで高周波ノイズの低減効果が得られていることが分かる。   According to the noise reduction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, when the weighted addition target order selection method is pattern A, it can be seen that high-frequency noise remains while reducing medium-low frequency noise. Further, it can be seen that the effect of reducing high-frequency noise is obtained by selecting a larger number of sorting ranks as weighted addition targets by the selection method of the weighted addition target ranks shown in the patterns B to D.

以上のことから、本発明の実施の形態1によれば、注目画素5の周辺画素の参照パターンを画素値により決定するので、画素配列を基にした参照パターンにより発生する人工的な模様を抑制することができるとともに、加重加算対象順位を適宜選択することで中低周波ノイズだけでなく、高周波ノイズも効果的に低減することができる。   From the above, according to the first embodiment of the present invention, the reference pattern of the peripheral pixels of the target pixel 5 is determined by the pixel value, so that an artificial pattern generated by the reference pattern based on the pixel arrangement is suppressed. In addition, by appropriately selecting the weighted addition target rank, not only the medium and low frequency noise but also the high frequency noise can be effectively reduced.

図9は、本発明の実施の形態1のノイズ低減装置10の適用例として撮像装置100の構成を示したものである。撮像装置100は、撮像素子部101と、アナログ信号処理部102と、A/D変換部103と、デジタル信号処理部104を有する。   FIG. 9 shows a configuration of an imaging apparatus 100 as an application example of the noise reduction apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The imaging apparatus 100 includes an imaging element unit 101, an analog signal processing unit 102, an A / D conversion unit 103, and a digital signal processing unit 104.

撮像素子部101は、被写体からの光を光電変換して、その結果得られる電気信号を撮像信号S101として出力する。アナログ信号処理部102は、アナログのノイズ除去回路やゲインアンプからなり、撮像信号S101のノイズ除去やアナログ信号増幅処理を行ってアナログ処理信号S102を出力する。A/D変換部103は、アナログ処理信号S102をデジタル信号に変換し、デジタル信号S103として出力する。デジタル信号処理部104は、デジタル信号S103の信号形式に応じたカラー化処理、階調変換処理、補間処理、フィルタ処理等を施して、後段の信号処理や表示デバイスで利用しやすく信号を加工し、デジタル映像信号S104として出力する。   The imaging element unit 101 photoelectrically converts light from a subject and outputs an electric signal obtained as a result as an imaging signal S101. The analog signal processing unit 102 includes an analog noise removal circuit and a gain amplifier. The analog signal processing unit 102 performs noise removal and analog signal amplification processing on the imaging signal S101 and outputs an analog processing signal S102. The A / D conversion unit 103 converts the analog processing signal S102 into a digital signal and outputs it as a digital signal S103. The digital signal processing unit 104 performs colorization processing, gradation conversion processing, interpolation processing, filter processing, and the like according to the signal format of the digital signal S103, and processes the signal so that it can be easily used in subsequent signal processing and display devices. And output as a digital video signal S104.

デジタル信号処理部104は、領域判定部104aとノイズ低減部104bを有している。領域判定部104aは、本発明の実施の形態1のノイズ低減装置10を適用するに好適な画像の平坦部を判定する。ノイズ低減部104bは、本発明の実施の形態1のノイズ低減装置10を内部に有しており、領域判定部104aにより平坦部と判定された領域にノイズ低減を適用する。   The digital signal processing unit 104 includes an area determination unit 104a and a noise reduction unit 104b. The area determination unit 104a determines a flat part of an image suitable for applying the noise reduction apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. The noise reduction part 104b has the noise reduction apparatus 10 of Embodiment 1 of this invention inside, and applies noise reduction to the area | region determined as the flat part by the area | region determination part 104a.

本発明の実施の形態1のノイズ低減装置10を適用した撮像装置100は、画素配列を基にした参照パターンにより発生する人工的な模様を抑制しつつ、全ての周波数に渡りバランス良くノイズが低減された高画質な画像を出力することができる。   The imaging apparatus 100 to which the noise reduction apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention is applied reduces noise in a balanced manner over all frequencies while suppressing an artificial pattern generated by a reference pattern based on a pixel arrangement. Output high-quality images.

以上で説明したように、本発明の実施の形態1によれば、注目画素のソート順位に応じて定められるソート順位に応じて、第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から周辺画素を加重加算することとしたので、人工的な模様を抑制することができるとともに、中低周波ノイズを低減するだけでなく、加重加算対象順位を適宜選択することにより高周波ノイズの低減の度合いを調整することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the periphery from the region of the second size larger than the first size is determined according to the sorting order determined according to the sorting order of the target pixel. Since the pixels are weighted and added, an artificial pattern can be suppressed, and not only low and medium frequency noise can be reduced, but the degree of reduction of high frequency noise can be reduced by appropriately selecting the weighted addition target order. Can be adjusted.

すなわち、比較的簡易な処理構成で中低周波から高周波までのノイズ低減を制御できるノイズ低減装置を得ることができる。   That is, it is possible to obtain a noise reduction device that can control noise reduction from a medium low frequency to a high frequency with a relatively simple processing configuration.

本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜変更、省略したりすることができる。   Within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each other, or can be appropriately changed or omitted.

1 順位ラベリング部
2 画素選択加重加算部
3 遅延部
5 注目画素
6 第1のサイズの領域
7 第2のサイズの領域
10 ノイズ低減装置
In 入力画像
Out 出力画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rank labeling part 2 Pixel selection weight addition part 3 Delay part 5 Target pixel 6 1st size area | region 7 2nd size area | region 10 Noise reduction apparatus In input image Out Output image

Claims (16)

入力画像の注目画素を含む第1のサイズの領域内の各画素の画素値をソートし、前記第1のサイズの領域内の各画素にソート順位をつけ、前記注目画素のソート順位を前記注目画素にラベル付けする順位ラベリング部と、
前記注目画素のソート順位に応じて決定した加重加算対象順位にラベル付けされた画素を、前記注目画素を含む前記第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から選択して、選択された画素の画素値を加重加算し、前記加重加算に基づき前記注目画素の画素値を決定して出力する画素選択加重加算部と、
を備えたノイズ低減装置。
The pixel values of the pixels in the first size area including the target pixel of the input image are sorted, the sorting order is assigned to each pixel in the first size area, and the sorting order of the target pixel is set as the attention order. A rank labeling section for labeling pixels;
A pixel labeled with a weighted addition target order determined according to the sort order of the target pixel is selected from a region having a second size larger than the first size and including the target pixel. A pixel selection weighted addition unit that performs weighted addition of the pixel values of the selected pixels and determines and outputs a pixel value of the target pixel based on the weighted addition;
Noise reduction device with
加重加算対象順位は、注目画素のソート順位と同一であることを特徴とする請求項1に記載のノイズ低減装置。 The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the weighted addition target order is the same as the sorting order of the target pixel. 加重加算対象順位は、注目画素のソート順位と前記注目画素のソート順位に隣接したソート順位であることを特徴とする請求項1に記載のノイズ低減装置。 The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the weighted addition target rank is a sort rank adjacent to the sort rank of the target pixel and the sort rank of the target pixel. 加重加算対象順位は、注目画素のソート順位から、ソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位までであることを特徴とする請求項1に記載のノイズ低減装置。 2. The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the weighted addition target rank is from the sort rank of the target pixel to the central sort rank of all sorted sort ranks. 注目画素のソート順位が、ソートされたすべてのソート順位の最下位または最上位であるとき、前記注目画素のソート順位を加重加算対象順位から除くことを特徴とした請求項4に記載のノイズ低減装置。 5. The noise reduction according to claim 4, wherein the sorting order of the pixel of interest is excluded from the weighted addition target ranking when the sorting order of the pixel of interest is the lowest or highest of all sorted sorting orders. apparatus. 画素選択加重加算部は、加重加算対象順位にラベル付けされている画素の平均値を算出することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のノイズ低減装置。 The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the pixel selection weighted addition unit calculates an average value of the pixels labeled in the weighted addition target order. 画素選択加重加算部は、加重加算対象順位にラベル付けされている画素に対する重み付けを、注目画素からの空間的な距離に応じて変化させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のノイズ低減装置。 6. The pixel selection weighted addition unit changes weighting for a pixel labeled in a weighted addition target rank according to a spatial distance from a target pixel. The noise reduction device described in 1. 画素選択加重加算部は、加重加算対象順位にラベル付けされている画素に対する重み付けを、前記画素の画素値と注目画素の画素値との差分に応じて変化させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のノイズ低減装置。 The pixel selection weighted addition unit changes weighting for a pixel labeled in a weighted addition target order according to a difference between a pixel value of the pixel and a pixel value of a target pixel. The noise reduction device according to any one of 5. 入力画像の注目画素を含む第1のサイズの領域内の各画素の画素値をソートし、前記第1のサイズの領域内の各画素にソート順位をつけ、前記注目画素のソート順位を前記注目画素にラベル付けする順位ラベリングステップと、
前記注目画素のソート順位に応じて決定した加重加算対象順位にラベル付けされた画素を、前記注目画素を含む前記第1のサイズよりも大きな第2のサイズの領域内から選択して、選択された画素の画素値を加重加算し、前記加重加算に基づき前記注目画素の画素値を決定して出力する画素選択加重加算ステップと、
を備えたノイズ低減方法。
The pixel values of the pixels in the first size area including the target pixel of the input image are sorted, the sorting order is assigned to each pixel in the first size area, and the sorting order of the target pixel is set as the attention order. A rank labeling step for labeling the pixels;
A pixel labeled with a weighted addition target order determined according to the sort order of the target pixel is selected from a region having a second size larger than the first size and including the target pixel. A pixel selection weighted addition step of weighting and adding pixel values of the selected pixels and determining and outputting a pixel value of the pixel of interest based on the weighted addition;
Noise reduction method with
加重加算対象順位は、注目画素のソート順位と同一であることを特徴とする請求項9に記載のノイズ低減方法。 The noise reduction method according to claim 9, wherein the weighted addition target order is the same as the sorting order of the target pixel. 加重加算対象順位は、注目画素のソート順位と前記注目画素のソート順位に隣接したソート順位であることを特徴とする請求項9に記載のノイズ低減方法。 The noise reduction method according to claim 9, wherein the weighted addition target rank is a sort rank adjacent to the sort rank of the target pixel and the sort rank of the target pixel. 加重加算対象順位は、注目画素のソート順位からソートされたすべてのソート順位の中央のソート順位までであることを特徴とする請求項9に記載のノイズ低減方法。 The noise reduction method according to claim 9, wherein the weighted addition target rank is from the sort rank of the pixel of interest to the sort rank at the center of all sorted sort ranks. 注目画素のソート順位が、ソートされたすべてのソート順位の最下位または最上位であるとき、前記注目画素のソート順位を加重加算対象順位から除くことを特徴とした請求項12に記載のノイズ低減方法。 The noise reduction according to claim 12, wherein when the sorting order of the pixel of interest is the lowest or highest of all the sorted sorting orders, the sorting order of the pixel of interest is excluded from the weighted addition target ranking. Method. 画素選択加重加算ステップは、加重加算対象順位にラベル付けされている画素の平均値を算出することを特徴とする請求項9ないし13のいずれか1項に記載のノイズ低減方法。   14. The noise reduction method according to claim 9, wherein the pixel selection weighted addition step calculates an average value of pixels labeled in the weighted addition target order. 画素選択加重加算ステップは、加重加算対象順位にラベル付けされている画素に対する重み付けを、注目画素からの空間的な距離に応じて変化させることを特徴とする請求項9ないし13のいずれか1項に記載のノイズ低減方法。 The pixel selection weighted addition step changes the weighting for the pixels labeled in the weighted addition target order according to a spatial distance from the target pixel. The noise reduction method described in 1. 画素選択加重加算ステップは、加重加算対象順位にラベル付けされている画素に対する重み付けを、前記画素の画素値と注目画素の画素値との差分に応じて変化させることを特徴とする請求項9ないし13のいずれか1項に記載のノイズ低減方法。 The pixel selection weighted addition step changes the weighting for the pixels labeled in the weighted addition target order according to a difference between a pixel value of the pixel and a pixel value of the target pixel. 14. The noise reduction method according to any one of items 13.
JP2013032817A 2013-02-22 2013-02-22 Noise reduction device and noise reduction method Active JP6008125B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013032817A JP6008125B2 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Noise reduction device and noise reduction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013032817A JP6008125B2 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Noise reduction device and noise reduction method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014165566A JP2014165566A (en) 2014-09-08
JP2014165566A5 JP2014165566A5 (en) 2015-11-05
JP6008125B2 true JP6008125B2 (en) 2016-10-19

Family

ID=51615837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013032817A Active JP6008125B2 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Noise reduction device and noise reduction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6008125B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6763826B2 (en) * 2017-06-14 2020-09-30 日本電信電話株式会社 Image generator, image generation method and program

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3750436B2 (en) * 1999-09-10 2006-03-01 株式会社日立製作所 Object display method and apparatus
US6999100B1 (en) * 2000-08-23 2006-02-14 Nintendo Co., Ltd. Method and apparatus for anti-aliasing in a graphics system
JP2005275500A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Zenrin Co Ltd Vanishing point decision method
CN102016916B (en) * 2008-04-04 2014-08-13 先进微装置公司 Filtering method and apparatus for anti-aliasing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014165566A (en) 2014-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7936941B2 (en) Apparatus for clearing an image and method thereof
JP4952796B2 (en) Image processing device
US8830398B2 (en) Resolution determination device, image processor, and image display device
CN102821230A (en) Image processing apparatus, image processing method
US9240037B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP2010178302A (en) Image processing apparatus and image processing method
CN101473347B (en) Picture enhancing increasing precision smooth profiles
JP2013050962A (en) Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and integrated circuit
US20140205202A1 (en) Noise reduction apparatus, noise reduction method, and program
JP2006279656A (en) Image processing apparatus
JP6041133B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and chip circuit
JP6008125B2 (en) Noise reduction device and noise reduction method
JP6256703B2 (en) Image processing method and image processing apparatus
US8478063B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5961149B2 (en) Image processing apparatus and control method thereof
JP6256704B2 (en) Image processing method and image processing apparatus
US20160110854A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
WO2017217239A1 (en) Image processing device, image processing method, and program
TWI520565B (en) Image processing method and image processing device
JP2010212870A (en) Image processing apparatus and image display
JP5807420B2 (en) Image noise reduction apparatus and image noise reduction method
CN101902558A (en) Image processing circuit and image processing method
WO2013047284A1 (en) Image processing device, image processing method, image processing program, and recording medium storing image processing program
JP6008828B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5861542B2 (en) Noise removing apparatus and noise removing method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150909

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160830

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6008125

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250