JPH0514925A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局所的に発生するノイズを除去する。 【構成】 輝度信号から色差信号の誤りを生じる候補点
を検出する手段７３と、この検出された点群から線を構
成する手段７４と、この線を膨張する手段７５と、この
膨張によって得られた領域内の色差信号を平均化する手
段８０とを有し、得られた各領域内においては平均化さ
れた色差信号をゲート手段７８を通じて出力し、得られ
た各領域外では元の色差信号をゲート手段７９を通じて
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる電子スチルカ
メラで撮影された画像信号から、印刷用の画像信号を形
成する場合等に用いられる画像信号処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像のノイズ除去方法としては、
先ず単なるウィンドウ内の平均化及び空間周波数領域に
おける低域通過フィルターなどによる平滑化の手法があ
る。又、エッジなど画像の重要な情報を損なうことなく
映像信号のノイズを除去する手法として、選択的局所平
均化や微小振幅成分除去用の特殊処理が知られている。

【０００３】ビデオ信号の色差信号Ｃ上のノイズ除去方
法としては、特願平２−９３７１０号に述べられている
ような色ムラの除去や、特開平２−２０６２９１号公報
に述べられているような、色差線順次な映像信号におけ
る色雑音を適切な補間処理を行うことにより低減する手
法が報告されている。

【０００４】しかしこれらの手法は、画像の内容とはほ
とんど関係なく全面に同様に発生するノイズに対して除
去を行う処理であり、今回除去を行いたいような、画像
の特殊な状況において局所的に発生するノイズの除去に
は不適切であり、十分な効果は得られない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の装置はいずれも局所的に発生するノイズの
除去には不適切であり、充分な効果は得られないという
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、輝度信号から
色差信号の誤りを生じる候補点を検出する手段７３と、
この検出された点群から線を構成する手段７４と、この
線を膨張する手段７５と、この膨張によって得られた領
域内の色差信号を平均化する手段８０とを有し、上記得
られた各領域内においては上記平均化された色差信号を
出力（ゲート手段７８）し、上記得られた各領域外では
元の上記色差信号を出力（ゲート手段７９）するように
した画像信号処理装置である。

【０００７】

【作用】これによれば、色差信号の誤りを生じる領域を
検出し、この領域内の色差信号を平均化して出力するこ
とによって、走査線上と平行に近い線上に発生する周期
的な色の途切れや無彩色部の周期的な着色を除去するこ
とができる。

【０００８】

【実施例】本発明による画像処理装置の一実施例につい
て説明する。本例は、電送されてきた静止画の映像信号
を処理して新聞紙面に掲載写真として印刷するための映
像信号を生成する画像処理システムに本発明を適用した
ものである。

【０００９】図１２はこの実施例の画像処理システムの
全体の構成を示し、この図１２において、１０は撮像装
置、１１は撮像装置１０によって撮影された映像を再生
する映像再生装置（ＴＶモニターを含む場合もある）、
１２は撮影された映像の中か必要な１画面（１フレーム
分のカラー映像信号）を電話回線または通信衛星等を介
して送信する静止画電送機であり、Ａ／Ｄ変換機を含
む。

【００１０】２０は静止画電送機１２から送信された画
像を受信する静止画受信機、２１は受信画像を表示する
受信モニターである。この静止画受信機２０によって受
信された静止画の映像信号、すなわち１フレーム分の輝
度信号Ｙ及び色差信号Ｃ（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号）は自動
的に又は手動操作によって適時画像処理装置３０に供給
される。２２はビデオディスク装置、ＶＴＲ，ＴＶ等の
静止画像信号ソースを示し、これら静止画像信号ソース
２２の映像信号をＡ／Ｄ変換機２３を通してその画像処
理装置３０に供給することもできる。その画像処理装置
３０は後述のように供給された映像信号に対して、映像
信号の記憶動作、画像処理動作、印刷用映像信号として
の出力動作を行い、全体のシステム上でホストコンピュ
ータとして機能する。

【００１１】４０は制御用ディスプレイ４１、キーボー
ド４２、マウス４３、処理画像モニタ４４等からなるコ
ンソールを示し、オペレータはこのコンソール４０を介
して画像処理装置３０の各種動作を制御する。５０は印
刷装置部を示し、画像処理装置３０において各種処理を
施して得た例えばＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ（シアン、マゼンダ、
イエロー、ブラック）の印刷用色信号よりなる印刷画像
データをこの印刷装置部５０に供給して印刷を行う。

【００１２】図１２例は例えば、あるニュースを取材し
たときに撮影した画像の映像信号を静止画電送機１２及
び静止画受信機２０を介して画像処理装置３０に供給
し、この画像処理装置３０より印刷装置部５０に印刷用
の画像データを供給することにより、新聞社における紙
面編集システム等に有利に利用することができる。

【００１３】本例の画像処理装置３０は図１３に示すよ
うに、各種制御プログラムを記憶保存しているＲＯＭ３
１、静止画受信機２０等の画像ソースから入力された画
像データを逐次記憶するハードディスク等の入力画像メ
モリ３２、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３３、Ｃ、Ｍ、
Ｙ、Ｋ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の各
色信号に変換された出力用画像データを記憶する出力画
像メモリ、コンソール４０との信号の入出力及び画像デ
ータの入出力等を行う入出力インターフェース部３５等
から構成する。また、ＣＰＵ３３は動作プログラムに基
づいて各構成部分の動作制御を行うシステム制御部３３
Ａ、各種演算処理を行う演算処理部３３Ｂ及びワーキン
グメモリ（主記憶装置）３３Ｃから構成する。

【００１４】この画像処理装置３０に入力された映像信
号は通常、入力と同時に自動的に入力画像メモリ３２に
記憶されていく。そして、ＣＰＵ３３は必要に応じてそ
の入力画像メモリ３２から画像データを読みだして、図
１４のステップ「１００」〜「１０７」の流れにしたが
って画像処理を行う。この図１４の画像処理について説
明すると、まずＣＰＵ３３はステップ「１００」におい
て処理対象となる画像データを入力画像メモリ３２から
ワーキングメモリ３３Ｃにロードし、ステップ「１０
１」においてコンソール４０の制御用ディスプレイ４１
に各種処理内容を示した処理制御用画面を例えばメニュ
ー型式で表示する。

【００１５】オペレータが実行すべき処理内容を選択し
てキーボード４２又はマウス４３から入力することによ
り処理内容が決定され（ステップ「１０２」）、ステッ
プ「１０３ａ」の画像変換処理、ステップ「１０３ｂ」
のノイズリダクション、ステップ「１０３ｃ」の輝度調
整又はステップ「１０３ｄ」のシャープネスコントロー
ル等から選択された処理が実行される。ステップ「１０
３ａ」の画像変換処理には入力された原画像の拡大縮
小、中心位置変更、回転及び画像サイズ変更等がある。
なお、図１４例ではステップ「１０３ａ」，「１０３
ｂ」，「１０３ｃ」‥‥を並列に配したが、それらのス
テップを所定の順序で直列に実行するようにしてもよ
い。

【００１６】その後、上述の処理を施して得られた画像
をオペレータが確認できるようにその画像を処理画像モ
ニタ４４に表示する（ステップ「１０４」）。更に他の
処理を行う場合には、ステップ「１０５」においてオペ
レータの操作によってＣＰＵ３３の動作は再びステップ
「１０２」に戻る。

【００１７】必要な画像処理を全て終えた段階で、輝度
信号Ｙ及び色差信号Ｃより形成される映像信号は印刷用
にＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋよりなる画像データに変換され（ステ
ップ「１０６」）、出力データとして出力画像メモリ３
４に記憶される（ステップ「１０７」）。そして、自動
的に又はコンソール４０からの操作によってその画像デ
ータは印刷装置部５０に供給され、そのＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋ
よりなる画像データにより１画面のカラー印刷が実行さ
れる。

【００１８】次にステップ「１０３ｂ」のノイズリダク
ションの動作につき詳しく説明すると、本例のノイズリ
ダクションとは走査線と平行に近く輝度が高い細い線上
に生じる色差信号のノイズすなわち周期的な色の途切れ
や無彩色部の周期的な着色を除去することを言う。

【００１９】本例のノイズリダクションを行う場合の画
像処理装置３０の機能ブロック図を図１に示し、この図
１において、７１は入力された輝度信号Ｙの前処理手段
である。この前処理手段７１は、入力された輝度信号Ｙ
に含まれる高周波ノイズを取り除き、後の処理を効果的
に行うため平滑化処理を施す。

【００２０】即ち、本例では１フレーム分の画像（１画
面）を図２に示すように水平方向（Ｘ方向）に７６８ド
ット及び垂直方向（Ｙ方向）に４８０ドットの画素に分
割し、その１画面中の任意画素の座標を （ｉ，ｊ）（０≦ｉ≦７６７，０≦ｊ≦４７９） で表す。従って、例えば水平方向に相隣り合う２個の画
素Ｐ及びＱの座標はそれぞれ（ｉ，ｊ）及び（ｉ＋１，
ｊ）で表すことができ、それぞれの１個の画素には例え
ば８ビットの輝度信号Ｙが割り当てられている。

【００２１】そして、前処理手段７１においては、図３
Ａに示すように、処理対象となる画素Ｐを中心として、
例えば３×３ドットのブロックを切り出して、このブロ
ックの９個の輝度信号Ｙの例えば平均値、即ち９個の輝
度信号Ｙの値それぞれに重み１を掛けた後足し合わせ、
これを９で割った値を以てその処理対象となる画素Ｐの
輝度信号Ｙの値とする。同様にその画素Ｐの隣の画素Ｑ
については図３Ｂに示すように、その画素Ｑを中心とす
る３×３ドットのブロックの本処理によって得られる前
の輝度信号Ｙの平均値をその画素Ｑの輝度信号Ｙとし
て、１画面の全画素についてこの平滑化を施す。

【００２２】本例においては前処理手段７１では上記の
ように一様平滑化のみを行っているいが、画像全体の輝
度を調整するためにヒストグラム変換等を行ってもよ
く、又平滑化のブロックサイズも３×３でなくてもよ
く、又重みも一様でなくてもよい。場合によっては前処
理手段７１はなくてもよい。この前処理手段７１にて得
られた平滑化された輝度信号Ｙをノイズ発生候補領域検
出手段７３に供給する。

【００２３】７２は入力された色差信号Ｃの前処理手段
である。この前処理手段７２は、特開平２−２０６２９
１号公報に述べられているような、色差線順次な映像信
号における色雑音を適切な補間処理を行うことにより低
減する処理を施す。

【００２４】即ち、線順次な色差信号では各フィールド
において、Ｒ−ＹとＢ−Ｙが１走査線毎に交互に記録さ
れ、信号が記録されていない走査線については、上下の
走査線から補間によって内挿を行っている。これをＲ−
Ｙについて図４Ａに示す。

【００２５】その結果フレームとして見た場合、図４Ｂ
に示すように、実データと補間により得られたデータが
２ラインずつ交互になり、補間により内挿を行う際用い
られる実データの一方は補間されるラインに最も近い実
データのライン上のデータではない。これにより特に色
差信号の変化が大きい部分ではノイズとして現われる。
色差信号Ｃの前処理手段７２は、このようなノイズを除
去するため、補間により内挿されているラインを求め、
最も近い実データのライン上の色差信号のデータから補
間し直して、新しい内挿データを作る処理を行う。

【００２６】ただし本処理は必ずしも必要ではなく、な
くてもよい。この前処理手段７２にて得られた色差信号
Ｃを、ゲート手段７８及びゲート手段７９に供給する。

【００２７】ノイズ発生候補領域検出手段７３は、前処
理手段７１から供給された輝度信号Ｙを基に、ノイズが
発生していると思われる領域の検出を自動的に行うが、
ノイズが発生している部分においては、上下の点と比較
して輝度が高い点が左右に連続しているので、このよう
な特徴を持つ領域（点列）を求める。このような点の求
め方としては、次のような方法がいくつか考えれらる。

【００２８】座標（ｉ，ｊ）の点の輝度値をｆ（ｉ，
ｊ）として、 ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ ，ｊ−１）＞ｔ１かつ ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ＋１）＞ｔ２ を満たすとき、ノイズ発生候補領域上の点とする。ここ
でｔ１とｔ２は輝度値の差のしきい値である。

【００２９】また別の方法として、 ２ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ−１）−ｆ（ｉ，ｊ＋１）＞ｔ を満たす点を求めることにより得ることができる。即ち
座標（ｉ，ｊ）の点を中心として１（Ｘ方向）×３（Ｙ
方向）ドットのブロックを切り出し、図５Ａに示すよう
に本例ではそのブロック内の３個の画素にそれぞれ重み
係数（２，−１）を対応させる。重み係数の値はこれ以
外にも中心の値が大きく、端の値が小さいものであれば
よい。またブロックのサイズもこれ以外に、図５Ｂ，Ｃ
等３×３，５×３等でもよく、またこれらを併用しても
よい。

【００３０】このようにして検出される点群は、単に輝
度信号Ｙに含まれるノイズを検出しているに過ぎないも
のも含まれる。一般に色とぎれが生じている領域上の点
は連続して検出され、一方単なる輝度信号Ｙのノイズは
孤立して検出されるので、孤立点、あるいは連続する長
さが短い点列の除去を行う。ただしこの処理は必ずしも
行わなければならないというわけではない。

【００３１】ノイズ発生候補領域検出手段７３により得
られる結果は、図６に示すように横方向に長さを持つ線
分が間隔をあけ、かつ１走査線ずれて連続するものとな
る。この様な一連の線分群を、線分接続手段７４により
接続を行う。

【００３２】連続方法は、図６において線分の左端点Ｌ
から、左あるいは上下のいずれかで、ノイズ発生候補領
域検出手段７３により検出された、他の線分上の点と隣
り合うまで延ばす。すなわち図７において、左端点Ｌの
座標を（ｉ＋１，ｊ）とすると、点Ｐ（ｉ，ｊ）を新し
くノイズ発生候補領域上の点として付加し、点Ｑ１
（ｉ，ｊ−１）、点Ｑ２（ｉ−１，ｊ）、点Ｑ３（ｉ，
ｊ＋１）のいずれかの点がノイズ発生候補領域検出手段
７３により検出された点であれば、本処理を終了し、一
方そうでなければ点Ｑ２（ｉ−１，ｊ）を新しく点Ｐと
置いて、本処理を繰り返す。

【００３３】右端点Ｒについても同様に、右あるいは上
下のいずれかで、ノイズ発生候補領域検出手段７３によ
り検出された、他の線分上の点と隣り合うまで延ばす。
この際、延ばす長さに制限を付けておくのが望ましく、
ある長さ延ばしても他の線分上の点と隣り合わない場
合、本処理により線分を延ばすことにより新しく点を求
めることは行わない。

【００３４】図８に線分接続手段７４により得られた結
果を示す。Ｂと表示されている点が新しく求められた点
である。このようにして線分接続手段７４により得られ
た領域は、ノイズが発生している領域に比べて小さい
（細い）ため、領域膨張手段７５により上下に膨張処理
を行い、領域を太くする。

【００３５】すなわち図９で任意の点Ｐ（ｊ，ｊ）にお
いて、点Ｑ１（ｉ，ｊ−１）あるいは点Ｑ２（ｉ，ｊ＋
１）がノイズ発生候補領域検出手段７３により検出され
た点あるいは線分接続手段７４により新しく求められた
点、すなわち図８において、ＡあるいはＢと表示されて
いる点であれば、点Ｐを領域膨張手段７５により得られ
る点とする。

【００３６】図１０に領域膨張手段７５により得られた
結果を示す。Ｃと表示されている点が新しく求められた
点である。

【００３７】領域膨張手段７５により得られた結果に対
し、ラベリング手段７６により、各領域に固有のラベル
を付ける。すなわち図８において、先ずＡ，Ｂ，Ｃと表
示されている３種類の点の区別をなくし、ノイズ発生候
補領域上の点であるかないかの二値画像とみなす。そし
てノイズ発生候補領域上の点についてラベリング、すな
わち各連結成分ごとに固有なラベルを付ける。その結果
の一例を図１１に示す。

【００３８】この結果、大小様々な領域が求められる
が、面積の小さい領域は単なる輝度信号Ｙのノイズに起
因する場合が多いので、このような領域を領域選択手段
７７で除去する。すなわち、各ラベル値毎に画素数を求
め、その数があるしきい値Ｔ以下であれば、対応する画
素のラベルを消去し、ノイズ発生候補領域上の点ではな
いとする。また、画素の数のみでなく、ノイズ発生領域
は細長い形状をしているので、ノイズ発生候補領域の長
さにより、ある長さ以下の領域の除去を行ってもよい。
また本処理は省略してもよい。

【００３９】このようにして得られた各ラベル毎に対応
する画素の座標を、領域選択手段７７はゲート手段７８
及びゲート手段７９に供給し、またこれらゲート手段７
８及びゲート手段７９にはそれぞれ前処理手段７２で処
理された色差信号Ｃが供給されている。

【００４０】ゲート手段７８は、各ラベル毎に領域選択
手段７７から供給される座標の画素の色差信号Ｃを領域
内平均化手段８０に供給し、全てのラベル付けされた画
素の色差信号Ｃが領域内平均化手段８０に供給されるま
で、これを繰り返す。一方、ゲート手段７９は全画面の
領域の中で領域選択手段７７から供給されるラベル付け
された全ての画素を除く画素の色差信号Ｃをそのまま通
過させて加算手段８１に供給する。

【００４１】この領域内平均手段８０は、ゲート手段７
８から供給された各領域内における色差信号Ｒ−Ｙ及び
Ｂ−Ｙのそれぞれについて平均値を求め、これら１対の
値を各領域内に新しい色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙの値と
すると共に、他の領域における色差信号Ｃの値を０とし
て、これら新しい色差信号Ｃの値を加算手段８１に供給
する。

【００４２】領域内平均化手段８０においては、単に領
域全体の平均化を行った場合領域面積が大きいときには
不自然な画像になることがあるため、色途切れの周期よ
り大きい範囲で、対象画像の近傍の画素の平均を求めて
もよい。

【００４３】加算手段８１からは領域内平均化手段８０
にて生成された色差信号とゲート手段７９にて生成され
た色差信号との和信号Ｃ′が本例において出力される色
差信号となる。

【００４４】従って例えば図１１の例において加算手段
８１より出力される色差信号Ｃ′の値は、ラベル付けさ
れていない各画素においては入力された色差信号Ｃの値
そのものとなり、ラベル付けされた各領域においては領
域内平均化手段８０で求められた平均化された色差信号
となる。また、本例においては出力する輝度信号は入力
された輝度信号そのものとする。

【００４５】こうして上述の装置によれば、色差信号の
誤りを生じる領域を検出し、この領域内の色差信号を平
均化して出力することによって、走査線上と平行に近い
線上に発生する周期的な色の途切れや無彩色部の周期的
な着色を除去することができるものである。

【００４６】従って実用上の利益は極めて大きいと共
に、この結果静止画ビデオ信号の画質が向上するため、
印刷など様々な用途にビデオ信号を応用することが可能
となる。さらに処理速度が向上すれば、静止画だけでな
く動画に対しても本例のノイズリダクションを適用する
ことができるのは明らかであり、この場合には動画ビデ
オ信号の画質改善を行える利益がある。

【００４７】

【発明の効果】この発明によれば、色差信号の誤りを生
じる領域を検出し、この領域内の色差信号を平均化して
出力することによって、走査線上と平行に近い線上に発
生する周期的な色の途切れや無彩色部の周期的な着色を
除去することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像信号処理装置の要部の一例の
構成図である。

【図２】画面分割の説明のための図である。

【図３】輝度信号の平滑化の説明のための図である。

【図４】色差線順次の映像信号の説明のための図であ
る。

【図５】ノイズ発生候補領域検出の重み係数の説明のた
めの図である。

【図６】ノイズ発生候補領域検出の一例を示す線図であ
る。

【図７】線分の接続の説明のための図である。

【図８】線分接続の一例を示す線図である。

【図９】領域の膨張の説明のための図である。

【図１０】領域膨張の一例を示す線図である。

【図１１】ラベリング一例を示す線図である。

【図１２】画像処理の全体のシステムの構成図である。

【図１３】画像処理装置の構成図である。

【図１４】画像処理装置の全体の動作の説明図である。

【符号の説明】

７１ 前処理手段 ７２ 前処理手段 ７３ ノイズ発生候補領域検出手段 ７４ 線分接続手段 ７５ 領域膨張手段 ７６ ラベリング手段 ７７ 領域選択手段 ７８ ゲート手段 ７９ ゲート手段 ８０ 領域内平均化手段 ８１ 加算手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 輝度信号から色差信号の誤りを生じる候
   補点を検出する手段と、この検出された点群から線を構
   成する手段と、この線を膨張する手段と、この膨張によ
   って得られた領域内の色差信号を平均化する手段とを有
   し、上記得られた各領域内においては上記平均化された
   色差信号を出力し、上記得られた各領域外では元の上記
   色差信号を出力するようにした画像信号処理装置。