JP6721123B2 - ノイズ除去処理システム、ノイズ除去処理回路およびノイズ除去処理方法 - Google Patents

Description

本発明はノイズ除去処理システム、ノイズ除去処理方法およびノイズ除去処理回路に関し、特に複数回のウェーブレット変換を用いることにより画像中のノイズを除去するノイズ除去処理システム、ノイズ除去処理回路およびノイズ除去処理方法に関する。

画像や音声などのデジタル信号に対するデータの圧縮処理や、ノイズ除去処理において、離散信号を周波数領域に変換する処理が多く用いられている。例えば、画像を圧縮する方式の１つであるＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）では、画像の空間的な信号を周波数領域へ変換する処理である離散コサイン変換を行い、その後に量子化によって情報量を削減してからエントロピー符号化を行うことにより、データ量を削減する。

このＪＰＥＧによる圧縮処理では、離散コサイン変換によって、信号に含まれる主たるエネルギーを低周波領域に集中させた後に量子化することで、元の画像に対する影響が少ないデータの圧縮を実現している。

また、ＪＰＥＧに続く規格であるＪＰＥＧ２０００では、離散ウェーブレット変換を用いた圧縮方法が採用されている。以下、デジタル信号を対象とするため、離散ウェーブレット変換を単にウェーブレット変換と記載する。ウェーブレット変換では、数画素分の画素値を入力とし、入力画像の画素値を低周波成分と高周波成分にそれぞれ分離する。

２次元ウェーブレット変換では、水平ウェーブレット変換と垂直ウェーブレット変換とが順に行われる。水平方向、垂直方向にそれぞれ低周波成分と高周波成分に分離すると、低周波成分は、比較的元の画像の色彩情報を残している。一方、高周波を含む領域では、画像中で画素値が急激に変化する部分、すなわち、物体のエッジ情報、或いはノイズ情報に由来する振動成分を保持している。これを垂直方向にも適応することにより、２次元画像は、水平方向および垂直方向それぞれ低周波成分と高周波成分とに分離される。

図１６は、２次元画像に２次元ウェーブレット変換を適応した状態を示す説明図である。２×２の４画素に対してウェーブレット変換を適応すると、１画素の低周波成分と３画素の高周波成分に分離される。ここで、低周波成分のみを集積し、低周波成分のみに再度ウェーブレット変換を実施することで、２次元画像は、第一の高周波成分と第二の高周波成分と低周波成分とに分離される。このようにウェーブレット変換を複数回実施して、複数の周波数帯に変換することをウェーブレット変換による多重解像度解析と呼ぶ。

非特許文献１には、ウェーブレット変換を用いた画像ノイズ除去処理手法が記載されている。図１７は、画像ノイズ除去処理手法を示す説明図である。図１７に示される画像ノイズ除去処理手法では、ウェーブレット変換による多重解像度解析によって、複数の周波数帯に分離し、それぞれの帯域で高周波成分に含まれるノイズを縮退させる処理を行う。この処理をウェーブレット縮退（Wavelet Shrinkage ）と呼ぶ。その後にノイズを縮退させた高周波成分と低周波成分に対して逆ウェーブレット変換を実施することで、元の画像情報に戻す。

画像信号、特に動画像信号に対してデータ圧縮、或いはノイズ除去処理を施す場合、これらの処理が、専用回路を実装したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）、或いはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）上で実行されることがある。これは、撮影機器では、電力や実装面積等の理由により、高性能なＣＰＵ（Central Processing Unit ）を搭載出来ない場合でも、高速処理、更にはリアルタイム処理を実現するためである。上記のようなハードウェアでは、実装面積に制約があるため、内部に画像フレームを保持するためのメモリを配置せずにライン単位での入力を受け付けるストリーム処理を行うことがある。

ここで、特許文献１には、２次元ウェーブレット変換をストリーム処理で実施するシステムの構成例が記載されている。特許文献１に記載されたシステムでは、ラスタスキャン順に入力を受け付け、第１のウェーブレット変換を実施する。第１のウェーブレット変換から出力された低周波成分は、メモリ（ラインバッファ）に蓄積され、第２のウェーブレット変換を実施するために必要な低周波成分がラインバッファに蓄積された段階で第２のウェーブレット変換が実施される。

一方、特許文献２には、使用するメモリ量の増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できるノイズ除去処理システムが記載されている。具体的には、特許文献２には、上述するウェーブレット変換のためのラインバッファの他に、第１のウェーブレット変換を実施した後に第１の逆ウェーブレット変換が実施されるまで高周波成分を蓄積するためのメモリが必要であることが記載されている。

国際公開第２０１４／０７７２４５号 国際公開第２０１３／１４５０５１号

中野宏毅、山本鎭男、吉田靖夫、「ウェーブレットによる信号処理と画像処理」、共立出版、１９９９年８月、ｐ．１０４−１１０

特許文献１及び特許文献２に記載されているように、非特許文献１に記載されたノイズ除去処理手法を、ストリーム処理を行う回路として実装すると多種のメモリが分散して配置される回路になる。図１８は、ウェーブレット変換を３回実施する多重解像度解析とウェーブレット縮退とを実施するノイズ除去処理回路の例を示す説明図である。特許文献１及び特許文献２では、これらの必要メモリ量を削減するための解決手段が開示されているが、図１８に例示するノイズ除去処理回路が、これらの解決手段を完全に排除するわけではない。

しかし、特許文献１および特許文献２に記載された方法には、複数の課題が存在する。一つ目は、総合的に必要とされるメモリ量が大きいということである。その理由は、ウェーブレット変換によって周波数変換された小数精度の画素値をメモリに保存するため、整数精度の入力画素値と比較して１画素あたりのデータ量が増加するためである。

二つ目は、メモリが分散して配置されるため大きな面積が必要になるということである。その理由は、単一のメモリを配置する場合と比較して、１つあたりのメモリに係る面積のオーバヘッドが蓄積されるためである。

三つ目は、メモリの読み書きを行う制御回路の数が多く、それぞれが異なる構成を採るため制御が複雑になるということである。その理由は、回路中の多くの各種手段が各種のメモリを介してデータの受け渡しを行うためである。

そこで、本発明は、使用するメモリの増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できるノイズ除去システム、ノイズ除去処理回路およびノイズ除去処理方法を提供することを目的とする。

本発明によるノイズ除去処理システムは、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶手段と、記憶手段に記憶された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換手段と、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換手段と、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退手段と、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退手段と、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換手段と、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によるノイズ除去処理回路は、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶回路と、記憶回路に記憶された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換回路と、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換回路と、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退回路と、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退回路と、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換回路と、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換回路とを備えたことを特徴とする。

本発明によるノイズ除去処理方法は、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積し、蓄積された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成し、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成し、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第１の逆変換信号を生成して出力し、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第２の逆変換信号を生成して出力することを特徴とする。

本発明によれば、使用するメモリの増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できる。

本発明によるノイズ除去処理システムの一実施形態を示すブロック図である。 第１のウェーブレット変換手段１２０の構成例を示す説明図である。 第２のウェーブレット変換手段１３０の構成例を示す説明図である。 第１のウェーブレット縮退手段１４０の構成例を示す説明図である。 第２のウェーブレット縮退手段１５０の構成例を示す説明図である。 ノイズ除去処理システムの動作例を示す説明図である。 本発明によるノイズ除去処理回路の一実施形態を示すブロック図である。 第１のウェーブレット変換回路２０２０の構成例を示す説明図である。 第２のウェーブレット変換回路２０３０の構成例を示す説明図である。 第３のウェーブレット変換回路２０４０の構成例を示す説明図である。 ウェーブレット変換の例を示す説明図である。 ウェーブレット変換の他の例を示す説明図である。 ノイズ除去処理回路の動作例を示す説明図である。 本発明によるノイズ除去処理システムの概要を示すブロック図である。 本発明によるノイズ除去処理回路の概要を示すブロック図である。 ２次元画像に２次元ウェーブレット変換を適応した状態を示す説明図である。 画像ノイズ除去処理手法を示す説明図である。 ノイズ除去処理回路の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明によるノイズ除去処理システムの一実施形態を示すブロック図である。なお、図１に示す一方向性の矢印は、情報の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。

図１に例示するノイズ除去処理システム１００は、記憶手段１１０と、第１のウェーブレット変換手段１２０と、第２のウェーブレット変換手段１３０と、第１のウェーブレット縮退手段１４０と、第２のウェーブレット縮退手段１５０と、第２の逆ウェーブレット変換手段１６０と、第１の逆ウェーブレット変換手段１７０とを備えている。

記憶手段１１０は、ライン単位での画素値入力を受け付け、予め定められた複数のラインを蓄積する。第１の実施形態では、記憶手段１１０が、蓄積した２ラインのデータを出力する場合について説明する。記憶手段１１０は、メモリ等により実現される。

第１のウェーブレット変換手段１２０は、複数のラインを記憶手段１１０から読み取る。第１のウェーブレット変換手段１２０は、複数のラインに対して同一のタイミングで２次元ウェーブレット変換を行い、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分に分離する。なお、ここでの同一のタイミングとは、同時またはほぼ同時を表す。

第２のウェーブレット変換手段１３０は、複数の第１の低周波成分を受け付け、複数の第１の低周波成分に対して同一のタイミングでウェーブレット変換を行い、第２の高周波成分と第２の低周波成分に分離する。なお、ここでの同一のタイミングも、同時またはほぼ同時を表す。

第１のウェーブレット縮退手段１４０は、複数の第１の高周波成分を受け付け、ノイズ成分を縮退させる。

第２のウェーブレット縮退手段１５０は、第２の高周波成分を受け付け、ノイズ成分を縮退させる。

第２の逆ウェーブレット変換手段１７０は、ノイズが縮退された第２の高周波成分と、第２の低周波成分とを受け付け、逆ウェーブレット変換を行い、第２の逆変換信号を生成する。

第１の逆ウェーブレット変換手段１６０は、ノイズが縮退された複数の第１の高周波成分と、第２の逆変換信号を受け付け、ノイズが縮退された画素（第１の逆変換信号）を生成し、出力する。

図２は、第１のウェーブレット変換手段１２０の構成例を示す説明図である。第１のウェーブレット変換手段１２０は、読み取った複数のラインを、１画素に相当する低周波成分と３画素に相当する高周波成分に分離する２次元ウェーブレット変換手段１２１および２次元ウェーブレット変換手段１２２を含む。

図３は、第２のウェーブレット変換手段１３０の構成例を示す説明図である。第２のウェーブレット変換手段１３０は、２次元ウェーブレット変換手段１３１を含む。２次元ウェーブレット変換手段１３１の内容は、第１のウェーブレット変換手段１２０に含まれる２次元ウェーブレット変換手段１２１または２次元ウェーブレット変換手段１２２と同様である。

図４は、第１のウェーブレット縮退手段１４０の構成例を示す説明図である。第１のウェーブレット縮退手段１４０は、高周波成分を受け付け、ノイズ成分を縮退させるノイズ縮退手段１４１およびノイズ縮退手段１４２を含む。

図５は、第２のウェーブレット縮退手段１５０の構成例を示す説明図である。第２のウェーブレット縮退手段１５０は、ノイズ縮退手段１５１を含む。ノイズ縮退手段１５１の内容は、第１のウェーブレット縮退手段１４０に含まれるノイズ縮退手段１４１またはノイズ縮退手段１４２と同様である。

また、第１の逆ウェーブレット変換手段１７０は、１画素に相当する低周波成分と３画素に相当する高周波成分を受け付け、逆変換信号を生成する２つの２次元逆ウェーブレット変換手段（図示せず）を含む。また、第２の逆ウェーブレット変換手段１６０は、第１の逆ウェーブレット変換手段１７０に含まれる２次元逆ウェーブレット変換手段と同様の２次元逆ウェーブレット変換手段（図示せず）を含む。

図１に例示する各構成は、それぞれ概略次のように動作する。

記憶手段１１０は、ライン単位での入力を受け付け、複数ライン蓄積する。第１のウェーブレット変換手段１２０は、蓄積された複数ラインのそれぞれの画素値を読み取る。

第１のウェーブレット変換手段１２０は、複数のラインを読み取り、読み取った各ラインを、２次元ウェーブレット変換手段１２１および２次元ウェーブレット変換手段１２２がそれぞれ入力する。２次元ウェーブレット変換手段１２１および２次元ウェーブレット変換手段１２２は、同時に動作し、第１の高周波成分および第１の低周波成分をそれぞれ出力する。なお、同時に動作とは、完全に同時に動作するタイミングだけでなく、後続の第２のウェーブレット変換手段１３０の処理に影響を及ぼさない範囲でほぼ同時に動作するタイミングも含む。

第２のウェーブレット変換手段１３０は、２次元ウェーブレット変換手段１２１および２次元ウェーブレット変換手段１２２から出力された第１の低周波成分を入力する。２次元ウェーブレット変換手段１３１は、入力された第１の低周波成分を第２の高周波成分および第２の低周波成分に分離する。

第１のウェーブレット縮退手段１４０は、第１の高周波成分を入力する。また、第２のウェーブレット縮退手段１５０は、第２の高周波成分を入力する。第１のウェーブレット縮退手段１４０および第２のウェーブレット縮退手段１５０は、入力された高周波成分から、ノイズが縮退された高周波成分を生成する。

第２の逆ウェーブレット変換手段１７０は、第２の低周波成分およびノイズ縮退後の第２の高周波成分を入力し、第２の逆変換信号を生成する。

第１の逆ウェーブレット変換手段１６０は、第２の逆変換信号およびノイズ縮退後の第１の高周波成分を入力し、第１の逆変換信号を生成する。ノイズ除去処理システム１００は、生成された第１の逆変換信号を出力する。

第１のウェーブレット変換手段１２０と、第２のウェーブレット変換手段１３０と、第１のウェーブレット縮退手段１４０と、第２のウェーブレット縮退手段１５０と、第２の逆ウェーブレット変換手段１６０と、第１の逆ウェーブレット変換手段１７０とが、ノイズ除去処理回路の一部の回路として実現されていてもよい。

次に、本実施形態のノイズ除去処理システムの動作を説明する。図６は、本実施形態のノイズ除去処理システムの動作例を示す説明図である。ライン単位で画素が記憶手段１１０に入力されると、記憶手段１１０は、複数ラインの画素値を蓄積する（ステップＡ１）。

次に、第１のウェーブレット変換手段１２０は、記憶手段１１０から複数ラインを同時に読み出し、２つの２次元ウェーブレット変換を並列に実施し、第１の低周波成分と第１の高周波成分に分離する（ステップＡ２）。

第１のウェーブレット変換手段１２０は、生成した第１の低周波成分を、直ちに第２のウェーブレット変換手段１３０に入力する。第２のウェーブレット変換手段１３０は、２次元ウェーブレット変換を再度実施し、入力された第１の低周波成分を第２の低周波成分と第２の高周波成分に分離する（ステップＡ３）。

第２のウェーブレット縮退手段１５０は、入力された第２の高周波成分に対してノイズ成分縮退処理を実施し、ノイズ除去処理後の第２の高周波成分を出力する（ステップＡ４）。第２の逆ウェーブレット変換手段１７０は、ノイズ除去処理後の第２の高周波成分および第２の低周波成分を入力し、２次元逆ウェーブレット変換が実施する。第２の逆ウェーブレット変換手段１７０は、生成した第２の逆変換信号を出力する（ステップＡ５）。

一方、第１のウェーブレット縮退手段１４０は、入力された第１の高周波成分に対してノイズ成分縮退処理を実施し、ノイズ除去処理後の第１の高周波成分を出力する（ステップＡ６）。最後に、第１の逆ウェーブレット変換手段１６０は、ノイズ除去処理後の第１の高周波成分および第２の逆変換信号を入力し、２次元逆ウェーブレット変換を実施する。第１の逆ウェーブレット変換手段１６０は、生成した第１の逆変換信号を出力する。その結果、第１の逆変換信号が、ノイズ除去処理システム１００の処理結果として出力される（ステップＡ７）。

次に、本実施形態の効果を説明する。以上のように、本実施形態では、記憶手段１１０が、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積し、第１のウェーブレット変換手段１２０が、蓄積された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する。また、第２のウェーブレット変換手段１３０が、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する。さらに、第１のウェーブレット縮退手段１４０が、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、第２のウェーブレット縮退手段１４０が、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる。そして、第２の逆ウェーブレット変換手段１７０が、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第１の逆変換信号を生成して出力し、第１の逆ウェーブレット変換手段１７０が、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第２の逆変換信号を生成して出力する。よって、使用するメモリの増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できる。

すなわち、本実施形態では、入力される画素を最初に複数ライン蓄積してから複数ラインの画素を第１のウェーブレット変換手段１２０に供給する。第１のウェーブレット変換手段１２０は、複数の２次元ウェーブレット変換を実施することで、第２のウェーブレット変換に必要な低周波成分を同時に生成する。そのため、第１のウェーブレット変換と第２のウェーブレット変換とがほぼ同時に実施される。

また、蓄積されるデータは、周波数変換後のデータではなく整数値の画素値（整数精度のデータ）であるため、一般的な方法よりも蓄積データ量が削減される。また、メモリが分散されずに記憶手段１１０が１つで実現できるため、記憶手段１１０を制御する回路の数が削減されることにより、面積が削減される。また、制御回路の数が削減されるため、制御が簡単になる。

なお、上記説明では、ノイズ除去処理システムがウェーブレット変換を２回行う場合を例示した。ただし、本発明のノイズ除去処理システムが実施するウェーブレット変換の回数は２回に限定されず、３回以上であってもよい。

この場合、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換手段（図示せず）が、第１のウェーブレット変換手段と第２のウェーブレット変換手段との間に設けられていてもよい。この場合、図１に示すノイズ除去システム１００と同様に、複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退手段（図示せず）が、上記各中間ウェーブレット変換手段に接続される。また、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換手段（図示せず）が、上記各中間ウェーブレット縮退手段に接続される。
すなわち、中間ウェーブレット変換手段と中間ウェーブレット縮退手段と中間逆ウェーブレット変換手段とは、同数になる。

そして、第１のウェーブレット変換手段は、第１の低周波成分を中間ウェーブレット変換手段に入力し、中間ウェーブレット変換手段は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換手段または第２のウェーブレット変換手段に入力する。また、第１の逆ウェーブレット変換手段は、生成した第１の逆変換信号を中間逆ウェーブレット変換手段に入力し、中間逆ウェーブレット変換手段は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換手段または第２の逆ウェーブレット変換手段に入力する。

これらの中間ウェーブレット変換手段、中間ウェーブレット縮退手段および中間逆ウェーブレット変換手段の具体的な内容は、後述するノイズ除去処理回路の構成で説明する。

次に、本発明のノイズ除去処理回路について具体例を用いて説明する。図７は、本発明によるノイズ除去処理回路の一実施形態を示すブロック図である。図７に例示するノイズ除去処理回路は、ウェーブレット変換を３回実施する多重解像度解析を用いたノイズ除去処理回路である。ただし、本発明のノイズ除去処理回路が実施するウェーブレット変換の回数は３回に限定されず、２回であってもよく、４回以上であってもよい。

図７に例示するノイズ除去処理回路２０００は、ラインバッファ２０１０と、第１のウェーブレット変換回路２０２０と、第２のウェーブレット変換回路２０３０と、第３のウェーブレット変換回路２０４０と、第１のウェーブレット縮退回路２０５０と、第２のウェーブレット縮退回路２０６０と、第３のウェーブレット縮退回路２０７０と、第１の逆ウェーブレット変換回路２０８０と、第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０と、第３の逆ウェーブレット変換回路２１００とを備えている。

第２のウェーブレット変換回路２０３０と、第２のウェーブレット縮退回路２０６０と、第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０が、それぞれ、上述する中間ウェーブレット変換手段、中間ウェーブレット縮退手段および中間逆ウェーブレット変換手段に相当する。

ラインバッファ２０１０は、ライン単位での画素入力を受け付け、複数ラインを蓄積する。

第１のウェーブレット変換回路２０２０は、内部に４個の２次元ウェーブレット変換回路を含む。第１のウェーブレット変換回路２０２０は、複数のラインをラインバッファ２０１０から読み出し、４画素に相当する第１の低周波成分と１２画素（３画素×４並列）に相当する第１の高周波成分とに分離する。

第２のウェーブレット変換回路２０３０は、内部に２個の２次元ウェーブレット変換回路を含む。第２のウェーブレット変換回路２０３０は、第１の低周波成分を受け付け、２画素に相当する第２の低周波成分と、第２の高周波成分とに分離する

第３のウェーブレット変換回路２０４０は、内部に１個の２次元ウェーブレット変換回路を含む。第３のウェーブレット変換回路２０４０は、第２の低周波成分を受け付け、第３の低周波成分と第３の高周波成分とに分離する。

第１のウェーブレット縮退回路２０５０は、内部に４個のノイズ縮退回路を含む。第２のウェーブレット縮退回路２０６０は、内部に２個のノイズ縮退回路を含む。第３のウェーブレット縮退回路２０７０は、内部に１個のノイズ縮退回路を含む。

第１の逆ウェーブレット変換回路２０８０は、内部に４個の２次元逆ウェーブレット変換回路を含む。第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０は、内部に２個の２次元逆ウェーブレット変換回路を含む。第３の逆ウェーブレット変換回路２１００は、内部に１個の２次元逆ウェーブレット変換回路を含む。

ノイズ除去処理回路２０００は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specified Integral Circuit）等の専用回路で実現される。また、ノイズ除去処理回路２０００は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）等の書き換え可能な回路デバイスで実現されても良い。

ラインバッファ２０１０は、例えばＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と言った揮発性記憶素子で実現される。また、ラインバッファ２０１０は、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ、磁気抵抗型メモリ）や、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ＲＡＭ、相変化型メモリ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ、抵抗変化型メモリ）、ＳＴＴ−ＲＡＭ（Ｓｐｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔｏｒｑｕｅ ＲＡＭ、スピン注入メモリ）等の不揮発性記憶素子で実現されても良い。

また、ラインバッファ２０１０は、ハードディスク（ＨＤ）や、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等で実現されても良いし、ＦＤ，ＤＶＤ，ＣＤ等のディスク媒体で実現されても良い。ただし、上記で挙げた例は、ラインバッファ２０１０の一例を示したものであり、用途を限定するものではない。ラインバッファ２０１０は、情報を記録できる媒体であれば実現可能である。

図８は、第１のウェーブレット変換回路２０２０の構成例を示す説明図である。第１のウェーブレット変換回路２０２０は、２次元ウェーブレット変換回路２０２１、２次元ウェーブレット変換回路２０２２、２次元ウェーブレット変換回路２０２３及び２次元ウェーブレット変換回路２０２４を含む。

図９は、第２のウェーブレット変換回路２０３０の構成例を示す説明図である。第２のウェーブレット変換回路２０３０は、２次元ウェーブレット変換回路２０３１及び２次元ウェーブレット変換回路２０３２を含む。

図１０は、第３のウェーブレット変換回路２０４０の構成例を示す説明図である。第３のウェーブレット変換回路２０４０は、２次元ウェーブレット変換回路２０４１及び２次元ウェーブレット変換回路を含む。

また、第１のウェーブレット縮退回路２０５０は、４つのノイズ縮退回路（図示せず）を含み、第２のウェーブレット縮退回路２０６０は、２つのノイズ縮退回路（図示せず）を含み、第３のウェーブレット縮退回路２０７０は、１つのノイズ縮退回路（図示せず）を含む。

また、第１の逆ウェーブレット変換回路２０８０は、４つの２次元逆ウェーブレット変換回路（図示せず）を含み、第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０は、２つの２次元逆ウェーブレット変換回路（図示せず）を含み、第３の逆ウェーブレット変換回路２１００は、１つの２次元逆ウェーブレット変換回路（図示せず）を含む。

上記の構成を含むノイズ除去処理回路２０００は、概略次のように動作する。

図１１は、本具体例におけるウェーブレット変換の例を示す説明図である。図１１に示す例では、第１のウェーブレット変換後の周波数成分から第３のウェーブレット変換が実施される。なお、図１１に例示する画素のＬ１〜Ｌ３は、それぞれ第１〜３の低周波成分を示し、画素のＨ１〜Ｈ３は、それぞれ第１〜３の高周波成分を示す。

第１のウェーブレット変換回路２０２０、第２のウェーブレット変換回路２０３０および第３のウェーブレット変換回路２０４０は、それぞれ内部に２次元ウェーブレット変換回路を含む。ここで２次元ウェーブレット変換は、垂直方向の離散ウェーブレット変換と水平方向の離散ウェーブレット変換をそれぞれ実施することによって実現される。ウェーブレット変換は、空間に局所的に存在する基本になる関数を含む。これを、マザーウェーブレットといい、マザーウェーブレットの種類によって精度が異なる。

例えば、最も単純なＨａａｒ Ｗａｖｅｌｅｔでは、２×２の入力画素から１画素の低周波成分と３画素の低周波成分が生成される。以下、本具体例では、このＨａａｒ Ｗａｖｅｌｅｔを用いて説明を行う。

図１１（Ｃ）に例示するように、第３のウェーブレット変換を行うためには４画素に相当する第２の低周波成分が必要になる。４画素の第２の低周波成分を生成するには、図１２（Ｂ）に例示するように４×４画素に相当する１６画素の第１の低周波成分が必要になる。１６画素の第１の低周波成分が生成されるには、第１のウェーブレット変換に図１１（Ａ）に例示するような８×８の原画素の入力が必要になる。

以上より、第１から第３のウェーブレット変換をほぼ同時に行うためには、ラインバッファ２０１０に８ライン分の原入力画素が蓄積されていればよい。この蓄積するライン数は、使用するマザーウェーブレットの種類によって異なる。なお、図１１に示す具体例は一例であり、蓄積するライン数を限定するものではない。

図１２は、本具体例におけるウェーブレット変換の他の例を示す説明図である。図１２に示す例では、第１から第３のウェーブレット変換が実施される。具体的には、まず、第１のウェーブレット変換には、４つの２次元ウェーブレット変換が含まれる。これにより、同時に生成される低周波成分は、垂直方向に４画素分である。２回目の第１のウェーブレット変換が実施されると、第２のウェーブレット変換に必要な２×２画素に相当する第１の低周波成分が生成される。さらに、処理が進み、４回目の第１のウェーブレット変換が実施されると、２回目の第２のウェーブレット変換が実施される。これにより、第３のウェーブレット変換に必要な２×２画素に相当する第２の低周波成分が生成され、第３のウェーブレット変換が実施される。

上述するように、本具体例では、第１から第３のウェーブレット変換が全く同時に実施されるわけではない。しかし、ライン単位での遅延は発生しないため、低周波成分を蓄積するためのメモリや高周波成分を蓄積するためのメモリを必要としない。そのため、中間データを蓄積するメモリを排除することが可能になる。

本具体例では、発明の目的を達成するための最も効率的な構成例を示した。本具体例を一般化すると、ウェーブレット変換を実施する回数がＮ回の場合、第１のウェーブレット変換を行うためには、２^{（Ｎ−１）}個の２次元ウェーブレット変換回路が内包される。

各ウェーブレット変換回路が内包する２次元ウェーブレット変換回路の個数は、本具体例で示されている垂直方向への並列数以上あればよい。ノイズ除去処理回路２０００は、例えば、本具体例における第１のウェーブレット変換において、垂直方向に４個の２次元ウェーブレット変換回路を並べ、さらにこの回路を水平方向４個並べた１６個の２次元ウェーブレット変換を内包する構成でもよい。

この構成の場合、第１のウェーブレット変換を１回実施するだけで、第３のウェーブレット変換を実施するための２×２画素に相当する第２の低周波成分が同時に生成できる。上記何れの構成を採用した場合でも、ライン単位で低周波成分を蓄積するためメモリ、すなわち、中間データを蓄積するメモリが排除され、本発明の目的が達成される。

次に、本発明によるノイズ除去処理回路の動作例を説明する。図１３は、本発明によるノイズ除去処理回路の動作例を示す説明図である。現画素がラインバッファ２０１０に入力されると、ラインバッファ２０１０は、その画素を複数ライン分蓄積する（ステップＢ１）。ウェーブレット変換を３回実施する本具体例では、マザーウェーブレットをＨａａｒ Ｗａｖｅｌｅｔとした場合、蓄積されるライン数は、８ラインである。

第１のウェーブレット変換回路２０２０は、ラインバッファ２０１０に規定のライン数が蓄積された後、複数ラインの画素を同時に読み出す。第１のウェーブレット変換回路２０２０は、４つの２次元ウェーブレット変換回路が並列に動作することにより、４画素に相当する第１の低周波成分と第１の高周波成分に分離する（ステップＢ２）。

第２のウェーブレット変換回路２０３０は、ステップＢ２で生成された第１の低周波成分を直ちに入力し、第２の低周波成分と第２の高周波成分に分離する（ステップＢ３）。また、第３のウェーブレット変換回路２０４０は、ステップＢ３で生成された第２の低周波成分を直ちに入力し、第３の低周波成分と第３の高周波成分に分離する（ステップＢ４）。

第３のウェーブレット縮退回路２０７０は、第３の高周波成分は入力し、ノイズの縮退された第３の高周波成分を生成する（ステップＢ５）。第３の逆ウェーブレット変換回路２１００は、ノイズの縮退された第３の高周波成分と第３の低周波成分をと入力し、第３の逆変換信号を生成する（ステップＢ６）。

一方、第２のウェーブレット縮退回路２０６０は、第２の高周波成分を入力し、ノイズの縮退された第２の高周波成分を生成する（ステップＢ７）。第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０は、ノイズの縮退された第２の高周波成分と第３の逆変換信号とを入力し、第２の逆変換信号を生成する（ステップＢ８）。

また、第１のウェーブレット縮退回路２０５０は、第１の高周波成分を入力し、ノイズの縮退された第１の高周波成分を生成する（ステップＢ９）。第１の逆ウェーブレット変換回路２０８０は、ノイズの縮退された第１の高周波成分と第２の逆変換信号とを入力し、第１の逆変換信号を生成する。ノイズ除去処理回路２０００は、処理結果として、第１の逆変換信号を出力する（ステップＢ１０）。

なお、本具体例では、第１のウェーブレット縮退回路が４つのノイズ縮退回路を内包する場合について説明した。ただし、内包されるノイズ縮退回路に、特に制限はない。

また、図１３に例示するように、ステップＢ９が実行されてからステップＢ１０が実行されるまでに、第２、第３のウェーブレット変換、および、第２、第３のウェーブレット縮退処理、または、第２、第３の逆ウェーブレット変換が実行され、終了している必要がある。言い換えると、ステップＢ８が終了するまでにステップＢ９が終了して入れば問題はない。また、第１のウェーブレット縮退回路２０５０が内包するノイズ縮退回路の並列度も、特に限定されない。

また、本具体例では、Ｈａａｒ Ｗａｖｅｌｅｔを想定した。一方、離散ウェーブレット変換には、７画素や９画素から、１画素に相当する低周波成分を生成する方法もある。そのようなウェーブレット変換を用いる場合、さらに並列度をあげることで、上記具体例と同様の効果を得ることが可能である。

具体的には、Ｎ回のウェーブレット変換を行う場合、７画素のウェーブレット変換の場合には、２^{（Ｎ−１）}＋６の並列度が必要になり、９画素のウェーブレット変換の場合には、２^{（Ｎ−１）}＋８の並列度が必要になる。一般に、Ｋ画素のウェーブレット変換を実施する場合、以下の式１に示す並列度が必要になる。

次に、本発明の概要を説明する。図１４は、本発明によるノイズ除去処理システムの概要を示すブロック図である。図１４に例示するノイズ除去処理システム８０は、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶手段８１（例えば、記憶手段１１０）と、記憶手段８１に記憶された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換手段８２（例えば、第１のウェーブレット変換手段１２０）と、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換手段８３（例えば、第２のウェーブレット変換手段１３０）と、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退手段８４（例えば、第１のウェーブレット縮退手段１４０）と、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退手段８５（例えば、第２のウェーブレット縮退手段１５０）と、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換手段８６（例えば、第２の逆ウェーブレット変換手段１７０）と、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換手段８７（例えば、第１の逆ウェーブレット変換手段１６０）とを備えている。

そのような構成により、使用するメモリの増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できる。

また、ノイズ除去処理システム８０は、第１のウェーブレット変換手段８２と第２のウェーブレット変換手段８３との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換手段（例えば、第２のウェーブレット変換回路２０３０）と、各中間ウェーブレット変換手段に接続され、複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退手段（例えば、第２のウェーブレット縮退回路２０６０）と、各中間ウェーブレット縮退手段に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換手段（例えば、第２の逆ウェーブレット変換回路）とを備えていてもよい。そして、第１のウェーブレット変換手段８２は、第１の低周波成分を中間ウェーブレット変換手段に入力し、中間ウェーブレット変換手段は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換手段または第２のウェーブレット変換手段８３に入力し、第１の逆ウェーブレット変換手段８２は、生成した第１の逆変換信号を中間逆ウェーブレット変換手段に入力し、中間逆ウェーブレット変換手段は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換手段または第２の逆ウェーブレット変換手段に８７入力してもよい。

そのような構成により、より多くのライン入力をまとめて処理することが可能になる。

また、それぞれのウェーブレット変換手段は、それぞれ異なる並列度の２次元ウェーブレット変換手段（例えば、２次元ウェーブレット変換手段１２１，１２２，１３１）を含んでいてもよい。

その際、生成された低周波成分を用いてウェーブレット変換を実施するウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度は、その低周波成分の送信元のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度より少ない。

具体的には、他のウェーブレッド変換手段に低周波成分を送信するウェーブレット変換手段は、送信先のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段と比較して、２倍の２次元ウェーブレット変換手段を含んでいてもよい。

また、ウェーブレット変換を実施する回数をＮとしたときに、第１のウェーブレット変換手段は、複数ラインの画素から、２^{（Ｎ−１）}個の第１の低周波成分を生成し、それぞれのウェーブレット変換手段は、ウェーブレット変換を略同一のタイミング（同時、または、ほぼ同時）で実施してもよい。

図１５は、本発明によるノイズ除去処理回路の概要を示すブロック図である。図１５に例示するノイズ除去処理回路９０は、ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶回路９１（例えば、ラインバッファ２０１０）と、記憶回路９１に記憶された複数ラインの画素を読み取り、その複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換回路９２（例えば、第１のウェーブレット変換回路２０２０）と、複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換回路９３（例えば、第３のウェーブレット変換回路２０４０）と、複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退回路９４（例えば、第１のウェーブレット縮退回路２０５０）と、第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退回路９５（例えば、第３のウェーブレット縮退回路２０７０）と、ノイズ成分が縮退された第２の高周波成分と第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換回路９６（例えば、第１の逆ウェーブレット変換回路２１００）と、ノイズ成分が縮退された複数の第１の高周波成分と第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換回路９７（例えば、第１の逆ウェーブレット変換回路２０８０）とを備えている。

そのような構成によっても、使用するメモリの増加を抑えつつ信号に含まれるノイズを除去できる。

また、ノイズ除去処理回路９０は、第１のウェーブレット変換回路９２と第２のウェーブレット変換回路９３との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換回路（例えば、第２のウェーブレット変換回路２０３０）と、各中間ウェーブレット変換回路に接続され、複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退回路（例えば、第２のウェーブレット縮退回路２０６０）と、各中間ウェーブレット縮退回路に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換回路（例えば、第２の逆ウェーブレット変換回路２０９０）とを備えていてもよい。そして、第１のウェーブレット変換回路９２は、第１の低周波成分を中間ウェーブレット変換回路に入力し、中間ウェーブレット変換回路は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換回路または第２のウェーブレット変換回路９３に入力し、第１の逆ウェーブレット変換回路は、生成した第１の逆変換信号を中間逆ウェーブレット変換回路に入力し、中間逆ウェーブレット変換回路は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換回路または第２の逆ウェーブレット変換回路９７に入力してもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換手段と、前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換手段と、前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退手段と、前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退手段と、ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換手段と、ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換手段とを備えたことを特徴とするノイズ除去処理システム。

（付記２）第１のウェーブレット変換手段と第２のウェーブレット変換手段との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換手段と、前記各中間ウェーブレット変換手段に接続され、前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退手段と、前記各中間ウェーブレット縮退手段に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換手段とを備え、第１のウェーブレット変換手段は、第１の低周波成分を前記中間ウェーブレット変換手段に入力し、前記中間ウェーブレット変換手段は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換手段または第２のウェーブレット変換手段に入力し、第１の逆ウェーブレット変換手段は、生成した第１の逆変換信号を前記中間逆ウェーブレット変換手段に入力し、前記中間逆ウェーブレット変換手段は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換手段または第２の逆ウェーブレット変換手段に入力する付記１記載のノイズ除去処理システム。

（付記３）それぞれのウェーブレット変換手段は、それぞれ異なる並列度の２次元ウェーブレット変換手段を含む付記１または付記２記載のノイズ除去処理システム。

（付記４）生成された低周波成分を用いてウェーブレット変換を実施するウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度は、当該低周波成分の送信元のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度より少ない付記３記載のノイズ除去処理システム。

（付記５）他のウェーブレッド変換手段に低周波成分を送信するウェーブレット変換手段は、送信先のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段と比較して、２倍の２次元ウェーブレット変換手段を含む付記３または付記４記載のノイズ除去処理システム。

（付記６）ウェーブレット変換を実施する回数をＮとしたときに、第１のウェーブレット変換手段は、複数ラインの画素から、２^{（Ｎ−１）}個の第１の低周波成分を生成し、それぞれのウェーブレット変換手段は、ウェーブレット変換を略同一のタイミングで実施する付記１から付記５のうちのいずれか１つに記載のノイズ除去処理システム。

（付記７）ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶回路と、前記記憶回路に記憶された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換回路と、前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換回路と、前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退回路と、前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退回路と、ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換回路と、ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換回路とを備えたことを特徴とするノイズ除去処理回路。

（付記８）第１のウェーブレット変換回路と第２のウェーブレット変換回路との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換回路と、前記各中間ウェーブレット変換回路に接続され、前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退回路と、前記各中間ウェーブレット縮退回路に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換回路とを備え、第１のウェーブレット変換回路は、第１の低周波成分を前記中間ウェーブレット変換回路に入力し、前記中間ウェーブレット変換回路は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換回路または第２のウェーブレット変換回路に入力し、第１の逆ウェーブレット変換回路は、生成した第１の逆変換信号を前記中間逆ウェーブレット変換回路に入力し、前記中間逆ウェーブレット変換回路は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換回路または第２の逆ウェーブレット変換回路に入力する付記７記載のノイズ除去処理回路。

（付記９）それぞれのウェーブレット変換回路は、それぞれ異なる並列度の２次元ウェーブレット変換回路を含む付記７または付記８記載のノイズ除去処理回路。

（付記１０）生成された低周波成分を用いてウェーブレット変換を実施するウェーブレット変換回路に含まれる２次元ウェーブレット変換回路の並列度は、当該低周波成分の送信元のウェーブレット変換回路に含まれる２次元ウェーブレット変換回路の並列度より少ない付記９記載のノイズ除去処理回路。

（付記１１）他のウェーブレッド変換回路に低周波成分を送信するウェーブレット変換回路は、送信先のウェーブレット変換回路に含まれる２次元ウェーブレット変換回路と比較して、２倍の２次元ウェーブレット変換回路を含む付記９または付記１０記載のノイズ除去処理回路。

（付記１２）ウェーブレット変換を実施する回数をＮとしたときに、第１のウェーブレット変換回路は、複数ラインの画素から、２^{（Ｎ−１）}個の第１の低周波成分を生成し、それぞれのウェーブレット変換回路は、ウェーブレット変換を略同一のタイミングで実施する付記７から付記１１のうちのいずれか１つに記載のノイズ除去処理回路。

（付記１３）ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積し、蓄積された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成し、前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成し、前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第１の逆変換信号を生成して出力し、ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第２の逆変換信号を生成して出力することを特徴とするノイズ除去処理方法。

（付記１４）第１の低周波成分の生成処理と、第２の低周波成分の生成処理との間に実施される処理であって、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換処理と、前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退処理と、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換処理とを行い、前記中間ウェーブレット変換処理では、第１の低周波成分に基づいて複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成し、生成した複数の低周波成分に基づいて複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する処理を１回以上行い、前記中間逆ウェーブレット変換処理では、第１の逆変換信号に基づいて新たな逆変換信号を生成し、生成した逆変換信号に基づいて新たな逆変換信号生成する処理を１回以上行う付記１３記載のノイズ除去処理方法。

本発明は、監視システム、監視カメラといった視認性を求められるシステムにおいて、視認性を悪化させるノイズを除去するといった用途に好適に適用される。本発明は、静止画、動画の圧縮処理において圧縮効率を悪化させるノイズ成分を除去し、圧縮効率を向上させる用途にも好適に適用される。

以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年６月１６日に出願された日本特許出願２０１７−１１８４１０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１００ ノイズ除去処理システム
１１０ 記憶手段
１２０ 第１のウェーブレット変換手段
１２１，１２２，１３１，１４１，１４２，１５１ ２次元ウェーブレット変換手段
１３０ 第２のウェーブレット変換手段
１４０ 第１のウェーブレット縮退手段
１５０ 第２のウェーブレット縮退手段
１６０ 第１の逆ウェーブレット変換手段
１７０ 第２の逆ウェーブレット変換手段
２０００ ノイズ除去処理回路
２０１０ ラインバッファ
２０２０ 第１のウェーブレット変換回路
２０２１，２０２２，２０２３，２０２４ ２次元ウェーブレット変換回路
２０３０ 第２のウェーブレット変換回路
２０３１，２０３２，２０４１ ２次元ウェーブレット変換回路
２０４０ 第３のウェーブレット変換回路
２０５０ 第１のウェーブレット縮退回路
２０６０ 第２のウェーブレット縮退回路
２０７０ 第３のウェーブレット縮退回路
２０８０ 第１の逆ウェーブレット変換回路
２０９０ 第２の逆ウェーブレット変換回路
２１００ 第３の逆ウェーブレット変換回路

Claims (10)

1. ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換手段と、
   前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換手段と、
   前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退手段と、
   前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退手段と、
   ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換手段と、
   ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換手段とを備えた
   ことを特徴とするノイズ除去処理システム。
2. 第１のウェーブレット変換手段と第２のウェーブレット変換手段との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換手段と、
   前記各中間ウェーブレット変換手段に接続され、前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退手段と、
   前記各中間ウェーブレット縮退手段に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換手段とを備え、
   第１のウェーブレット変換手段は、第１の低周波成分を前記中間ウェーブレット変換手段に入力し、
   前記中間ウェーブレット変換手段は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換手段または第２のウェーブレット変換手段に入力し、
   第１の逆ウェーブレット変換手段は、生成した第１の逆変換信号を前記中間逆ウェーブレット変換手段に入力し、
   前記中間逆ウェーブレット変換手段は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換手段または第２の逆ウェーブレット変換手段に入力する
   請求項１記載のノイズ除去処理システム。
3. それぞれのウェーブレット変換手段は、それぞれ異なる並列度の２次元ウェーブレット変換手段を含む
   請求項１または請求項２記載のノイズ除去処理システム。
4. 生成された低周波成分を用いてウェーブレット変換を実施するウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度は、当該低周波成分の送信元のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段の並列度より少ない
   請求項３記載のノイズ除去処理システム。
5. 他のウェーブレッド変換手段に低周波成分を送信するウェーブレット変換手段は、送信先のウェーブレット変換手段に含まれる２次元ウェーブレット変換手段と比較して、２倍の２次元ウェーブレット変換手段を含む
   請求項３または請求項４記載のノイズ除去処理システム。
6. ウェーブレット変換を実施する回数をＮとしたときに、第１のウェーブレット変換手段は、複数ラインの画素から、２^{（Ｎ−１）}個の第１の低周波成分を生成し、
   それぞれのウェーブレット変換手段は、ウェーブレット変換を略同一のタイミングで実施する
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のノイズ除去処理システム。
7. ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積する記憶回路と、
   前記記憶回路に記憶された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成する第１のウェーブレット変換回路と、
   前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施し、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成する第２のウェーブレット変換回路と、
   前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第１のウェーブレット縮退回路と、
   前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させる第２のウェーブレット縮退回路と、
   ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第１の逆変換信号を生成して出力する第１の逆ウェーブレット変換回路と、
   ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、第２の逆変換信号を生成して出力する第２の逆ウェーブレット変換回路とを備えた
   ことを特徴とするノイズ除去処理回路。
8. 第１のウェーブレット変換回路と第２のウェーブレット変換回路との間に設けられ、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換回路と、
   前記各中間ウェーブレット変換回路に接続され、前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退回路と、
   前記各中間ウェーブレット縮退回路に接続され、ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換回路とを備え、
   第１のウェーブレット変換回路は、第１の低周波成分を前記中間ウェーブレット変換回路に入力し、
   前記中間ウェーブレット変換回路は、生成した複数の低周波成分を、他の中間ウェーブレット変換回路または第２のウェーブレット変換回路に入力し、
   第１の逆ウェーブレット変換回路は、生成した第１の逆変換信号を前記中間逆ウェーブレット変換回路に入力し、
   前記中間逆ウェーブレット変換回路は、生成した逆変換信号を、他の中間逆ウェーブレット変換回路または第２の逆ウェーブレット変換回路に入力する
   請求項７記載のノイズ除去処理回路。
9. ライン単位で受け付けた画素を複数ライン蓄積し、
   蓄積された複数ラインの画素を読み取り、当該複数ラインに含まれる各ラインに同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、複数の第１の高周波成分と複数の第１の低周波成分とを生成し、
   前記複数の第１の低周波成分にそれぞれ同一のタイミングでウェーブレット変換を実施することにより、第２の高周波成分と第２の低周波成分とを生成し、
   前記複数の第１の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、
   前記第２の高周波成分からノイズ成分を縮退させ、
   ノイズ成分が縮退された前記第２の高周波成分と前記第２の低周波成分とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第１の逆変換信号を生成して出力し、
   ノイズ成分が縮退された前記複数の第１の高周波成分と前記第１の逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施することにより、第２の逆変換信号を生成して出力する
   ことを特徴とするノイズ除去処理方法。
10. 第１の低周波成分の生成処理と、第２の低周波成分の生成処理との間に実施される処理であって、複数の低周波成分から複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する１以上の中間ウェーブレット変換処理と、
    前記複数の高周波成分からノイズ成分を縮退させる１以上の中間ウェーブレット縮退処理と、
    ノイズ成分が縮退された複数の高周波成分と逆変換信号とに基づいて逆ウェーブレット変換を実施し、新たな逆変換信号を生成して出力する１以上の中間逆ウェーブレット変換処理とを行い、
    前記中間ウェーブレット変換処理では、第１の低周波成分に基づいて複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成し、生成した複数の低周波成分に基づいて複数の高周波成分と複数の低周波成分とを生成する処理を１回以上行い、
    前記中間逆ウェーブレット変換処理では、第１の逆変換信号に基づいて新たな逆変換信号を生成し、生成した逆変換信号に基づいて新たな逆変換信号生成する処理を１回以上行う
    請求項９記載のノイズ除去処理方法。

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