JPH0630308A - 画像データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 雑音による画質劣化の低減を実現し、なおか
つ画像中のエッジ部分をも保存する画像データ処理装置
を提供する。 【構成】 画像データ処理装置が、原画像から注目画素
と近接画素の輝度値を取り出す輝度値取得手段１と注目
画素と近接画素との輝度値の差の絶対値が輝度しきい値
より小さい近接画素を選択する輝度選択手段２と選択さ
れた近接画素と注目画素との輝度値を式（１）により算
出された値を注目画素の新たな輝度値として変換画像を
形成する輝度値出力手段３を有する。 Ｍ＝α×（注目画素の輝度値）＋（１−α）×（注目画
素と選択された近接画素の輝度値との平均値）‥‥‥
（１） 但し、αは０≦α≦０．５から決定される係数とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は輝度情報などを扱うテレ
ビ、ビデオ、ムービー、およびプリンタなどの情報機器
において、画像に含まれる雑音などの除去を行ない画質
の向上をはかる際の画像データ処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像機器が、ディジタル化し、デ
ィジタル信号処理がますます重要になっている。一般的
に取り扱う画像信号には雑音が含まれているので、この
画像信号から画質劣化の要因の大きい雑音を低減する信
号処理が重要である。雑音を除去する処理には、例えば
テレビジョン学会編テレビジョン・画像情報工学ハンド
ブックの４０４頁（オーム社）に記載されているメディ
アンフィルタが知られている。以下図面を参照しなが
ら、上記した従来の雑音の低減処理の例について説明す
る。

【０００３】図１４（ａ）は原画像から取り出した注目
画素とこの注目画素に近接した近接画素の位置関係を示
したものである。ｃは注目画素の位置、ｄは注目画素を
中心に点対称な８つの近接画素の位置を示す。（ｂ）は
（ａ）に対応する輝度値の値で、例では１から９の値を
とっている。

【０００４】メディアンフィルタは注目画素とその近接
画素の輝度値の大きい方から並べたときに、中央番目の
輝度値を注目画素の輝度値に対応する輝度値として出力
される。つまり、輝度値を大きいほうから並べたとき９
＞８＞７＞６＞５＞４＞３＞２＞１となり、中央番目の
輝度値５が注目画素の値に対応する輝度値として出力さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな処理では、画像中に占める画素数が非常に少ない画
像データ、例えばほくろや、周りの輝度値との差が大き
い文字などについては、消去されたり、本来の形状とは
大きく異なる形状になったりして画質が低下することが
あると共に、色雑音が低減できないという課題を有して
いた。

【０００６】本発明は上記課題に鑑み、簡単な処理で、
画像データの形状を保存し、かつ雑音を低減し、画質を
向上させる画像データ処理装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の画像データ処理装置は、少なくとも輝度値を
含む画素値を有する画素の集合から構成される原画像を
処理して変換画像を得る装置であり、原画像の画素の一
つである注目画素とこの注目画素に近接し注目画素に点
対称な位置にある４個以上の近接画素の輝度値を取り出
す輝度値取得手段と、取り出された注目画素と近接画素
の輝度値の差が輝度しきい値より小さい輝度値を持つ近
接画素を選択する輝度選択手段と、選択された画素の輝
度値と注目画素の輝度値に対して式（３）による計算値
Ｍを注目画素の輝度値として変換画像に出力する輝度値
出力手段を備えたことを第１の特徴とする装置である。

【０００８】 Ｍ＝α×（注目画素の輝度値）＋（１−α）×（注目画
素と選択された近接画素の輝度値との平均値）‥‥‥
（３） 但し、αは０≦α≦０．５から決定される係数とする。

【０００９】更に、画素値が輝度値と２つの色差値であ
るとき、前述した輝度選択手段において選ばれた近接画
素の色差値に対して式（４）による計算値Ｎを注目画素
の色差値として変換画像に出力する色差値出力手段をも
備えたことを第２の特徴とする装置である。

【００１０】 Ｎ＝β×（注目画素の色差値）＋（１−β）×（注目画
素と選択された近接画素の色差値との平均値）‥‥‥
（４） 但し、βは０≦β≦０．５から決定される係数とする。

【００１１】

【作用】本発明は上記した第１の特徴により、注目画素
と近接画素から、輝度しきい値を用いて新たな注目画素
の輝度値を式（３）から算出することにより、画像に存
在する輝度による細かな雑音を低減することができ、ま
た輝度値の差が大きいエッジ部分をも保存することがで
きる。

【００１２】なぜならば、まず画像の中で輝度値が近い
ものは実際には同一物体の表面であり、画素毎に生じて
いる不連続な輝度の変化は、滑らかな表面を有する同一
面上ではほとんどない。つまり、画素毎の不連続な輝度
変化は雑音であると推測される。また、ざらつきのある
面よりも滑らかな光沢面の方が画質が高いと一般的に思
われる。そこで、同一面を構成すると思われる複数の画
素間では、輝度値の細かな不連続変化が低下するように
複数の画素値で平均操作を行なうことが考えられる。

【００１３】本発明では注目画素に対して輝度しきい値
よりも輝度差が近いものは滑らかな同一面であると考
え、輝度しきい値で選択された近接画素を用いた式
（３）による輝度平均値を注目画素の輝度値とすること
により、同一面と考えられる場所の不連続な輝度変化が
抑えられ、滑らかな面として表現し、画質を大きく改善
する。

【００１４】また、物体が異なると認識される部位で
は、輝度しきい値よりも輝度差が大きくなるので前述し
た平均操作に加わることがなく、変換画像でも隣接する
画素の輝度差が原画像と同程度以上に保たれる。つまり
エッジをも保存して良好な画質とすることができる。

【００１５】さらに、第２の特徴により、第１の特徴に
おいて選択された画素の２つの色差値に対して新たな色
差値を算出することにより、画像に存在する色雑音をも
容易に低減することができる。なぜならば、まず前述し
たように輝度しきい値よりも輝度差が小さいものは同一
面を形成すると考えられ、輝度がほとんど同じであり色
差のみが大きく異なるような画像構成は一般的に少な
い。

【００１６】したがって、輝度選択手段で選択された近
接画素に対して、式（４）による色差値を用いることに
より十分に色雑音をも抑えた高画質な変換画像を得るこ
とができる。この場合、第１の画像データ処理装置に式
（４）を計算する色差値出力手段を付加するだけでよ
く、安価な装置で実現できる。

【００１７】更に、本発明の処理を複数回繰り返すこと
により、同一面と思われる画素集合が更に平均され、均
一な濃度に変換されるので更に滑らかな面として再現
し、更に画質を向上させることができる。この場合、第
１の画像データ処理装置に変換画像の画素値を原画像の
画素値とする手段と、この繰り返し回数を数えるカウン
タを追加するだけでよく、安価な装置で実現できる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の第一の実施例の画像データ処理
装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本
実施例では入力画像の画素値が輝度値からなる白黒画像
の場合について示している。

【００１９】図１は本発明の実施例における画像データ
処理装置の構成を示すものである。１は原画像を構成す
る各画素の輝度値を有するメモリから注目画素と近接画
素の輝度値を取り出す輝度値取得手段、２は輝度値取得
手段１で得た注目画素の輝度値と近接画素の輝度値の差
と輝度しきい値を比較し、注目画素の輝度値と近接画素
の輝度値の差が輝度しきい値より小さい輝度値を持つ近
接画素を選び出す輝度選択手段、３は輝度選択手段２で
選択された近接画素の輝度値と注目画素の輝度値との平
均値と注目画素の輝度値を用いて式（３）の計算を実行
し、計算された値を注目画素の新たな輝度値として、変
換画像を構成する各画素の輝度値を格納するメモリに出
力する輝度値出力手段である。上記のような構成により
原画像の画素を順次処理し、変換画像を形成する。

【００２０】図２は、原画像を構成する各画素の画素値
を有するメモリに格納された画素から本発明により使用
される原画像のうちの注目画素の１つと、この注目画素
に近接する近接画素の位置関係を示すものである。本実
施例では注目画素と近接画素の配置を３×３のマトリク
スにし、注目画素に対する近接画素の数を８として処理
を行なった。ａは注目画素、ｂは近接画素を示してお
り、（ｘ，ｙ）は画像中の画素位置を表わし、ｍ、ｎは
画像メモリの画素位置を示す各々のアドレスを表わす。

【００２１】図３は本実施例をマイクロコンピュータで
実現し、その構成を示したものである。４は入力された
原画像の輝度値を８ビットのディジタル信号に変換する
外部インターフェース、５はこの原画像を格納する原画
像メモリ、６は本発明の処理を行なうマイクロコンピュ
ータ、７はマイクロコンピュータ６で処理された変換画
像を格納するための変換画像メモリである。

【００２２】なお、ここに示すマイクロコンピュータ６
は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力部を有する。

【００２３】以上のように構成された画像データ処理装
置について、以下図３、図４を用いて詳細な説明を行な
う。

【００２４】図４は画像データ処理装置の全体の流れ図
を示したものである。図４においてｓ１は、原画像が格
納されている原画像メモリ５から処理を行なう画素を取
得するための原画像メモリ５の位置を設定する。次にｓ
２において、設定された位置より注目画素a(x,y)と近接
画素b(x-1,y-1)、b(x,y-1)、b(x+1,y-1)、b(x-1,y)、b
(x+1,y)、b(x-1,y+1)、b(x,y+1)、b(x+1,y+1)の輝度値
を読み込み、マイクロコンピュータ６へ転送し、輝度値
取得手段１を実現した。

【００２５】ｓ３では、読み込まれた輝度値に対して、
注目画素と近接画素の輝度値の差の絶対値と輝度しきい
値との大小比較を順次行ない、注目画素と近接画素の輝
度値の差の絶対値が輝度しきい値より小さい場合の近接
画素を求め、輝度選択手段２を実現している。

【００２６】ｓ４では、求められた近接画素と注目画素
の輝度値の平均値と注目画素の輝度値から式（３）を計
算する。ｓ５では計算された値を、注目画素の新たな輝
度値として、処理後の画像を格納する変換画像メモリ７
の注目画素a(x,y)に対応する位置に出力する。このｓ
４、ｓ５により輝度値出力手段３を実現した。

【００２７】ｓ６では原画像の全ての注目画素に対して
処理を行なうための判定で、原画像の全ての注目画素に
対して処理を実行し終わると、処理を終了する判定を行
ない、処理を終了する。実行し終わっていない場合は、
ｓ１へ処理を戻し、繰り返し処理する。

【００２８】なお、輝度しきい値は、最大輝度値と最小
輝度値の差の１％以上１０％以下に設定することが好ま
しい。本実施例で実現した構成の場合、８ビットのディ
ジタル信号で表現されているので、最大輝度値が２５
５、最小輝度値が０で示されている。したがって、輝度
しきい値を３以上２５以下に設定する。

【００２９】なぜならば、輝度しきい値を３未満にする
と、注目画素と近接画素の輝度値の差がほとんど輝度し
きい値より大きくなり、その近接画素が選択されなくな
るので平均操作が行なわれず、雑音が残ったままにな
る。また、輝度しきい値を２５より大きくした場合、別
の物体表面と認識できる境界部が含まれることが多く、
平均操作により、この境界部での輝度差が小さくなり、
画像がぼけてしまうからである。

【００３０】本実施例において、注目画素の輝度値を求
めるときの式（３）のパラメータαは０．５以下に設定
する。

【００３１】なぜならばαの値を０．５より大きくして
いくと近接画素の値による雑音低減の効果が薄れ始め、
計算しても注目画素の輝度値を改善することが困難にな
るからである。

【００３２】なお、原画像の端の画素、例えば(x,y)=
(0,0)のとき注目画素a(0,0)に近接する近接画素のうちb
(-1,-1)、b(0,-1)、b(1,-1)、b(-1,0)、b(-1,1)は原画
像中には存在しない。この場合、原画像中に存在するb
(1,0)、b(0,1)、b(1,1)だけで処理を行なっている。ま
た、存在する近接画素の平均値を注目画素の新たな輝度
値としてもよいし、平均せずに、そのままの値にしてお
くのも良い。

【００３３】また処理後に格納する変換画像メモリを少
なくとも２ライン分のメモリを用意しておき、２ライン
分の処理を終えた後に、原画像を格納している原画像メ
モリに上書きを行なってもよい。

【００３４】続いて本実施例の効果について説明する。
輝度しきい値により選択された近接画素の輝度値と注目
画素の輝度値との平均値と、注目画素の輝度値を式
（３）で新たな輝度値を算出する。適当な輝度しきい値
（前述した３以上２５以下に設定している）を用いるこ
とにより、孤立雑音のような輝度差の大きい輝度値を除
き、雑音を低減することができる。更に、ほくろなど画
像として意味を持つ輝度値が、雑音として消去されるこ
ともなく、輝度差の大きいエッジなどがぼけることも防
ぐことができる。

【００３５】本実施例において、まず、ＮＴＳＣ信号を
８ビットのディジタル信号に変換し、画像メモリ５に原
画像として格納した人物の顔を中心に配置された画像を
用いて処理を行なった。輝度しきい値の値を１２に設定
し、式（３）で用いるパラメータの値を０として処理を
行なった。

【００３６】図５は、人物の顔のほくろがある画像の周
辺部の画素を取り出したものである。中央の１画素のみ
がほくろである。（ａ）は原画像の取り出した画素の輝
度値を表わし、輝度値が大きいほど明るくなる。（ｂ）
は（ａ）の斜線部分の画素の輝度値をｘ方向に走査し、
輝度値のグラフを示したものである。（ｃ）は従来の技
術であるメディアンフィルタ処理後の輝度値のグラフを
示したものであり、（ｄ）は本実施例で処理した変換画
像の輝度値のグラフを示したものである。なお、図５の
（ｂ）から（ｄ）は、横軸が画素の位置を表わし、縦軸
は輝度値を表わす。ただし、処理後の画像から取り出し
た画素の位置は、原画像に対応した位置になっている。
（ｂ）の真ん中の位置の輝度値が低くなっている。この
部分がほくろの部分である。原画像と本発明の処理を行
なった結果とメディアンフィルタの処理を行なった結果
を比較すると以下のことが分かった。原画像にあったほ
くろが、メディアンフィルタで処理した画像結果（ｃ）
では、ほくろの部分である輝度値が雑音として除去され
てしまった。また原画像にあった肌のざらつきを平滑す
ることもなかった。一方、本発明による処理（ｄ）で
は、ほくろを保存し、かつ周りの輝度値による細かなバ
ラツキを平滑し、肌のざらつきをなくし、画質を向上さ
せている。

【００３７】以下本発明の第２の実施例の画像データ処
理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、
本実施例では入力画像の画素値が輝度値Ｙと２つの色差
値Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙからなるカラー画像の場合について示
している。

【００３８】図６は本発明の実施例における画像データ
処理装置の構成を示すものである。８は原画像を構成す
る各画素の画素値を有するメモリから、注目画素と近接
画素の輝度値を取り出す輝度値取得手段。

【００３９】９は輝度値取得手段８で得た注目画素の輝
度値と近接画素の輝度値の差の絶対値と輝度しきい値を
比較し、注目画素の輝度値と近接画素の輝度値の差の絶
対値が輝度しきい値より小さい輝度値を持つ近接画素を
選び出す輝度選択手段。

【００４０】１０は輝度選択手段９で選択された近接画
素の輝度値と注目画素の輝度値との平均値と注目画素の
輝度値を用いて式（３）の計算を実行し、計算された値
を注目画素の新たな輝度値として、変換画像を構成する
各画素の輝度値を格納するメモリに出力する輝度値出力
手段である。

【００４１】１１は輝度選択手段９で選択された近接画
素の色差値と注目画素の色差値との平均値と注目画素の
色差値を用いて式（４）の計算を実行し、計算された値
を注目画素の新たな色差値として、変換画像を構成する
各画素の色差値を格納するメモリに出力する色差値出力
手段である。上記の構成により原画像の画素を順次処理
し、変換画像を形成する。

【００４２】以上のように構成された画像データ処理装
置について、以下図７から図８を用いて各々の手段の動
作と詳細な説明を行なう。

【００４３】図７は本実施例をマイクロコンピュータで
実現した画像データ処理装置の構成を示したものであ
る。

【００４４】１２は、入力された原画像の画像データを
輝度値Ｙ、色差値Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを各８ビットのディジ
タル信号に変換する外部インターフェース、１３は原画
像の輝度値Ｙ、色差値Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをそれぞれ格納す
る原画像メモリであり、それぞれ格納するため３ページ
を有している。メモリ中の１つの画素の輝度値と色差値
は、各ページに共通する縦横のアドレスにより求められ
る。ページ０には輝度値を格納し、ページ１にはＲ−
Ｙ、ページ２にはＢ−Ｙを格納する。

【００４５】１４は入力された原画像に対して、輝度値
取得手段８と輝度選択手段９と輝度値出力手段１０と色
差値出力手段１１の各処理を行なうマイクロコンピュー
タである。

【００４６】１５は原画像データをマイクロコンピュー
タ１４で処理した変換画像の輝度値Ｙ、色差値Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙを格納する変換画像メモリであり、原画像メモリ
１３と同様に３ページ有しており、輝度値、色差値の格
納するページも原画像メモリ１３と同じである。

【００４７】なお、ここに示すマイクロコンピュータ１
４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力部を有す
る。本実施例では注目画素と近接画素の位置関係は図２
と同様に設定する。

【００４８】図８は上記の構成の全体的な処理の流れを
示したものである。ｓ１０では原画像が格納されている
原画像メモリ１３から処理を行なう注目画素と近接画素
を取得するための位置を設定する。ｓ１１は、ｓ１０で
設定された位置より注目画素a(x,y)と近接画素b(x-1,y-
1)、b(x,y-1)、b(x+1,y-1)、b(x-1,y)、b(x+1,y)、b(x-
1,y+1)、b(x,y+1)、b(x+1,y+1)の輝度値を読み込む。ｓ
１０、ｓ１１により輝度値取得手段８を実現している。

【００４９】ｓ１２では読み込まれた輝度値に対して、
注目画素と近接画素の輝度値の差の絶対値と輝度しきい
値との大小比較を順次行ない、注目画素と近接画素の輝
度値の差の絶対値が輝度しきい値より小さい場合の近接
画素を求める。ｓ１２は輝度選択手段９を実現してい
る。

【００５０】ｓ１３では、求められた近接画素と注目画
素の輝度値の平均値と注目画素の輝度値から式（３）を
計算し、計算された値を、注目画素の新たな輝度値とし
て算出する。ｓ１４では、算出された輝度値を処理後の
画像を格納する変換画像メモリ１８に注目画素a(x,y)に
対応する位置のページ０に出力する。ｓ１３、ｓ１４に
より輝度値出力手段１０を実現する。

【００５１】ｓ１５では、求められた近接画素と注目画
素の色差値の平均値と注目画素の色差値から式（４）を
計算し、計算された値を、注目画素の新たな色差値とし
て算出する。ｓ１６では、処理後の画像を格納する変換
画像メモリ１５の注目画素a(x,y)に対応する位置のペー
ジ１、ページ２にそれぞれ出力する。ｓ１５、ｓ１６か
ら色差値出力手段１１を実現する。

【００５２】ｓ１７は原画像の全ての画素に対して処理
を行なうための判定で、原画像の全てに対して処理を実
行し、処理を終了するための判定である。

【００５３】なお、本実施例での、注目画素の輝度値を
求める際の式（３）のパラメータαは第１の実施例に同
じく０以上０．５以下の範囲で設定する。

【００５４】また、注目画素の色差値を求めるときに式
（４）のパラメータβについても第１の実施例での理由
と同様に０以上０．５以下の範囲に設定する。

【００５５】輝度しきい値、画像の格納方法については
第１の実施例と同様の範囲に設定する。

【００５６】続いて本実施例における効果を説明する。
画像データが輝度値と色差値を含む場合、雑音は輝度に
よる雑音と色差値による雑音が存在する。輝度値におい
ての雑音は第１の実施例で述べた雑音の低減を実現す
る。ところで、色差値による雑音は、輝度値が変化する
ところで特に目立つので、輝度しきい値より選択された
近接画素の色差値と注目画素の色差値との平均値と注目
画素の色差値を式（４）を用いて新たな色差値を算出す
ることによって、目立つ色差値による雑音を低減するこ
とができる。

【００５７】本実施例では、第１の実施例で用いた人物
の顔を中心に配置された画像を処理した。処理で用いた
輝度しきい値を１２に、式（３）、式（４）に用いるパ
ラメータα、βをそれぞれ０として処理を行なった。

【００５８】同じ人物の顔を使って処理しているため、
輝度値に関しては第１の実施例と同じ効果が得られるの
で、色差値による雑音の低減について述べる。

【００５９】図９は、第１の実施例で用いたように、中
心にほくろがある人物の顔で、肌が一様に広がる部分の
画素を取り出したもので、原画像についての画素の色差
値を示している。第１の実施例でも見たように、この部
分は肌の一様な輝度が広がるところであるが、輝度の雑
音と色差による雑音のため一様にはなっていない。
（ａ）は原画像から取り出した画素の１部分の色差値、
（ｂ）は（ａ）の斜線で示した画素の色差値をｘ方向に
取り出してきた色差値のグラフを示したものである。縦
軸が色差値Ｂ−Ｙである。また横軸は画素の位置を表わ
している。（ｃ）は、原画像をメディアンフィルタで処
理した後の（ｂ）と同じ位置のグラフを示し、（ｄ）は
本実施例で処理した結果の（ｂ）と同じ画素の位置のグ
ラフを示している。（ｂ）から（ｄ）のグラフにおい
て、縦軸は色差値Ｂ−Ｙを表わし、横軸は画素の位置を
表わしている。（ｂ）の真ん中の位置の色差値が高くな
っている。この部分がほくろの部分である。また一番右
の位置の画素は色雑音を表わしている。

【００６０】原画像と本発明の処理を行なった結果の画
像とメディアンフィルタの処理を行なった結果を比較す
ると以下のことが分かった。

【００６１】原画像（ｂ）には、ほくろが存在している
画素と、色の雑音が含まれた画素が含まれており、メデ
ィアンフィルタ（ｃ）では第１の実施例と同じくほくろ
が雑音として除去される。また色の雑音が除去される画
素がある一方で、本来色の雑音がなかった左から３番目
の位置の画素に色雑音が発生することが分かった。また
第１の実施例と同様肌のざらつきが残ってる。

【００６２】しかし、本発明の処理（ｄ）では、ほくろ
のような画像として意味のあるものを保存し、なおかつ
画像の雑音を平滑し、色の雑音の低減を実現し、画質を
向上させている。

【００６３】なお、色差値Ｒ−Ｙについても同様な効果
が得られる。つづいて第３の実施例の画像データ処理装
置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実
施例では入力画像の画素値が輝度値Ｙと２つの色差値Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙからなるカラー画像の場合について示して
いる。

【００６４】図１０は本実施例における画像データ処理
装置の構成を示すものである。１６は原画像を構成する
各画素の画素値を有するメモリから、注目画素と近接画
素の輝度値を取り出す輝度取得手段。１７は輝度値取得
手段１６で得た注目画素の輝度値と近接画素の輝度値の
差の絶対値と輝度しきい値を比較し、注目画素の輝度値
と近接画素の輝度値の差の絶対値が輝度しきい値より小
さい輝度値を持つ近接画素を選び出す輝度選択手段。

【００６５】１８は輝度選択手段１７で選択された近接
画素の輝度値と注目画素の輝度値との平均値と注目画素
の輝度値を用いて式（３）の計算を実行し、計算された
値を注目画素の新たな輝度値として、変換画像を構成す
る各画素の輝度値を格納するメモリに出力する輝度値出
力手段である。

【００６６】１９は輝度選択手段１７で選択された近接
画素の色差値と注目画素の色差値との平均値と注目画素
の色差値を用いて式（４）の計算を実行し、計算された
値を注目画素の新たな色差値として、変換画像を構成す
る各画素の色差値を格納するメモリに出力する色差値出
力手段である。

【００６７】２０は原画像中の全ての注目画素に対して
処理を終えた変換画像を原画像として処理を繰り返すた
めに、変換画像を原画像に変更するための原画像変更手
段である。２１は処理回数を数えるカウンタである。上
記の構成により原画像の画素を順次処理し、変換画像を
形成し、複数回同様の処理を繰り返す。

【００６８】本実施例を第２の実施例と同様にマイクロ
コンピュータで実現した。画像データ処理装置の構成は
図７と同様である。但し、マイクロコンピュータ１２
は、処理回数を数えるカウンタ２１、原画像変更手段２
０を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力
部を有する。第３の実施例でも注目画素と近接画素の位
置関係は図２と同様に設定する。

【００６９】以上のように構成された画像データ処理装
置を以下図７、図１１を用いて各々の手段の動作と詳細
な説明を行なう。

【００７０】図１１において、ｓ２１では処理回数を初
期化し、処理が繰り返されると回数を数えていくカウン
タ２１である。

【００７１】ｓ２２は、原画像が格納されている原画像
メモリ１３から処理を行なう画素を取得するための原画
像メモリ１３の位置を設定する。ｓ２３は、設定された
位置より注目画素a(x,y)と近接画素b(x-1,y-1)、b(x,y-
1)、b(x+1,y-1)、b(x-1,y)、b(x+1,y)、b(x-1,y+1)、b
(x,y+1)、b(x+1,y+1)の輝度値を読み込み、ｓ２２、ｓ
２３により輝度値取得手段１６を実現する。

【００７２】ｓ２３では、読み込まれた輝度値に対し
て、注目画素と近接画素の輝度値の差の絶対値と処理回
数によって設定された輝度しきい値と大小比較を順次行
ない、注目画素と近接画素の輝度値の差の絶対値が輝度
しきい値より小さい場合の近接画素を求めることによ
り、輝度選択手段１７を実現する。

【００７３】ｓ２５では、求められた近接画素と注目画
素の輝度値の平均値と注目画素の輝度値から式（３）を
計算し、計算された値を、注目画素の新たな輝度値とし
て算出する。ｓ２６では、算出された輝度値を処理後の
画像を格納する変換画像メモリ１５の注目画素a(x,y)に
対応する位置のページ０に出力する。ｓ２５、ｓ２６に
より輝度値出力手段１８を実現する。

【００７４】ｓ２７では、ｓ２４で求められた近接画素
と注目画素から色差値の平均値と注目画素の色差値から
式（４）を計算し、計算された値を、注目画素の新たな
色差値として算出する。ｓ２８では、処理後の画像を格
納する変換画像メモリ１５の注目画素a(x,y)に対応する
位置のページ１、ページ２にそれぞれ出力する。ｓ２
７、ｓ２８により色差値出力手段１９を実現する。

【００７５】ｓ２９では原画像の全ての画素に対して処
理を行なうための判定で、原画像の全てに対して処理を
実行し終わらないばあいは、ｓ２２で次の注目画素の位
置設定し、処理を繰り返す。

【００７６】ｓ３０では、ｓ２１でのカウントされた処
理回数をもとに、設定回数分の処理を実行したかどうか
を判定するための処理である。ｓ３１では、ｓ３０の判
定により処理を続ける場合は、変換画像メモリ１５を原
画像メモリ１３に転送する。ｓ３０、ｓ３１により原画
像変更手段２０を実現する。転送された変換画像は原画
像として処理を繰り返す。

【００７７】処理回数は３回までに設定を行なうことが
望ましい。なぜならば、本実施例では、注目画素を８点
参照しているが、処理を繰り返すと、参照する画素が８
点以上含まれているのと同じことになり、注目画素はよ
り一層広い範囲の参照画素から雑音を除去することにな
る。また３回より多く処理しても、時間がかかること
や、雑音低減が顕著に現われなくなるからである。

【００７８】輝度しきい値、画像の格納方法は、第１の
実施例同様の値で設定する。式（３）、式（４）で用い
るパラメータαとβの値は、第２の実施例と同様０以上
０．５以下の範囲で設定する。

【００７９】ｓ３１では変換画像を変換画像メモリ１５
から原画像メモリ１３へ転送したが、メモリを切り替え
て処理を行なっても良い。

【００８０】続いて本実施例での効果を説明する。本実
施例では、第２の実施例と同じ処理を行なうが、複数回
同じ処理を行なっている。１回目の処理では１つの注目
画素に対して参照される近接画素数が８で、２回目の処
理においても参照される近接画素数は８であるが、その
近接画素は、１回目の処理によってすでによりひと周り
広い範囲を参照していることになる。よって、処理を繰
り返すごとに、参照画素数が増加しており、参照画素は
雑音を低減した画素を用いるから、１回目の処理より
も、一層の雑音低減を実現している。

【００８１】本実施例では、本来ならば、輝度値と、色
差値が一様と思われる画像について処理を実行した。ま
ず、原画像は、ＮＴＳＣ信号を外部インターフェース１
２で輝度値、色差値を各８ビットのディジタル信号に変
換して、その信号を原画像として原画像メモリ１３に格
納した。

【００８２】処理を行なう回数を２回、輝度しきい値を
１２と設定し、式（３）、式（４）で用いるパラメータ
αとβを０と設定して、処理を実行した。図１２と図１
３は輝度値と色差値Ｒ−Ｙが、一様な画像の１部分から
画素を取り出したもので、図１２は輝度値のグラフを示
し、図１３は色差値Ｒ−Ｙのグラフを示している。図１
２において、（ａ）は原画像から取り出した輝度値の一
部分を示したものである。（ｂ）は（ａ）の斜線部分の
画素の輝度値をｘ方向に走査した輝度値のグラフを示し
たものである。（ｃ）は本実施例で１回目の処理を行な
ったときの輝度値のグラフ、（ｄ）は２回目の処理を行
なったときの輝度値のグラフを示している。ただし、処
理後の画像から取り出した画素の位置は、原画像に対応
した位置になっている。

【００８３】（ｂ）をみると、同じ輝度値が連続した画
素が複数存在し、それぞれ連続した画素との輝度値の差
が大きい。このため、一様な輝度を持った画像が、ざら
ついた印象を与え、画質が劣化した画像となってしま
う。そこで、本実施例の処理の１回目の処理では、その
輝度によるざらつきを抑えているが、少しざらつきが残
る。

【００８４】つづいて、２回目の処理を実行すると、ほ
とんど一様な輝度値のグラフになり、原画像でみられた
ざらつきが、ほとんど消えている。処理を繰り返すこと
により、雑音による画像の劣化を抑え、Ｓ／Ｎを向上さ
せていることがわかる。

【００８５】図１３において、（ａ）は原画像から取り
出した色差値Ｒ−Ｙの一部分を示したものである。
（ｂ）は（ａ）の斜線部分の画素の色差値をｘ方向に走
査した色差値のグラフを示したものである。（ｃ）は本
実施例で１回目の処理を行なったときの（ｂ）と同じ画
素位置の色差値のグラフ、（ｄ）は２回目の処理を行な
ったときの（ｂ）と同じ画素位置の色差値のグラフを示
している。（ｂ）では、輝度値の分布と同様に、一様な
色を示す画像にもかかわらず色の雑音により、画質の劣
化を起こしている。色差値においても、輝度値の場合と
同様に、同じ色差値の画素が連続しているところが、い
くつか存在し、各々の色差値が大きく異なるため、色の
ざらつきが、輝度値の変化と対応して、現われている。
本実施例の１回目の処理の色差値の分布（ｃ）でも、色
差値を一様な値に近づけているが、少しざらつきが残
る。しかし、２回目の処理を行なうと、より一層一様な
値に近づけ、ほとんど一様な色差値になり、色の雑音が
低減されている。

【００８６】なお、色差値Ｒ−Ｙについても同様な効果
が得られる。よって、処理回数を複数回にすることで、
より一層の画質改善が行える。

【００８７】なお、第１の実施例、第２の実施例、第３
の実施例では、注目画素に近接する近接画素を３×３の
画素の場合について実施したが、例えば近接画素を５×
５画素また、近接画素を点対称な４点にして実施して
も、同様な効果がある。

【００８８】また、第２の実施例、第３の実施例での、
注目画素の色差値の計算においては、注目画素と近接画
素の輝度値の差が輝度しきい値より小さい値を持つ近接
画素を選択し、この近接画素と注目画素の色差値を平均
した値を変換画像の色差値としたが、色差しきい値を新
たに設定し、輝度しきい値により選択された近接画素に
対して、注目画素と近接画素の色差値の差が、色差しき
い値より小さい値を持つ近接画素と、注目画素の色差値
を式（３）と同様な計算により変換画像の色差値を算出
しても、同様な効果が得られる。

【００８９】更に、輝度しきい値により選択された近接
画素とは無関係に、色差しきい値を用いて注目画素と近
接画素の色差値の差が、色差しきい値より小さい色差値
を持つ近接画素を選択し、選択された近接画素と注目画
素の色差値に対して式（３）と同様な計算により、変換
画像の色差値を算出しても同様な効果が得られる。

【００９０】更にまた、本発明を実現した装置の構成に
おいて、原画像が、ＲＧＢのデータであっても輝度値と
２つの色差値に変換しながら原画像メモリに格納して処
理を実行しても良い。

【００９１】また、原画像がＲＧＢのデータの場合、原
画像をＲＧＢのデータで原画像メモリに格納し、輝度値
と２つの色差値に変換しながら本願発明の平均操作した
後に、算出された新たな変換画素値をＲＧＢのデータに
変換して変換画像メモリに格納して実行してもよい。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明は原画像を構成する
画像データを用いて、注目画素と近接画素の輝度値を取
り出し、取り出された注目画素と近接画素の輝度値の差
が輝度しきい値より小さい輝度値を持つ近接画素を選択
し、選択された画素の輝度値と注目画素の輝度値に対し
て式（３）による計算値を注目画素の輝度値として変換
画像を形成することにより、画像の細かな雑音を低減
し、エッジ部分を保存し、かつ画質を向上させることが
できる。

【００９３】また選択された画素の色差値と注目画素の
色差値に対して式（３）による計算値を注目画素の色差
値として変換画像を形成することにより、画像の色雑音
をも容易に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像データ処理
装置のブロック図

【図２】注目画素と近接画素の位置関係を示す図

【図３】第１の実施例をマイクロコンピュータにより実
現した装置の構成図

【図４】同実施例における動作説明のための流れ図

【図５】（ａ）は原画像の１部分を取り出した画素の輝
度値を示す図 （ｂ）は（ａ）の斜線部分に対応する画素と輝度値を示
す特性図 （ｃ）は従来の処理による（ａ）の斜線部分に対応する
画素と輝度値を示す特性図 （ｄ）は本実施例の処理による（ａ）の斜線部分に対応
する画素と輝度値を示す特性図

【図６】本発明の第２の実施例における画像データ処理
装置のブロック図

【図７】第２の実施例、第３の実施例でマイクロコンピ
ュータにより実現した装置の構成図

【図８】第２の実施例における動作説明のための流れ図

【図９】（ａ）は原画像の１部分を取り出した画素の色
差値を示す図 （ｂ）は（ａ）の斜線部分に対応する画素と色差値を示
す特性図 （ｃ）は従来の処理による（ａ）の斜線部分に対応する
画素と色差値を示す特性図 （ｄ）は本実施例の処理による（ａ）の斜線部分に対応
する画素と色差値を示す特性図

【図１０】第３の実施例における画像データ処理装置の
ブロック図

【図１１】第３の実施例における動作説明のための流れ
図

【図１２】（ａ）は原画像の１部分を取り出した画素の
輝度値を示す図 （ｂ）は（ａ）の斜線部分に対応する画素と輝度値を示
す特性図 （ｃ）は本実施例の１回目の処理による（ａ）の斜線部
分に対応する画素と輝度値を示す特性図 （ｄ）は本実施例の２回目の処理による（ａ）の斜線部
分に対応する画素と輝度値を示す特性図

【図１３】（ａ）は原画像の１部分を取り出した画素の
色差値を示す図 （ｂ）は（ａ）の斜線部分に対応する画素と色差値を示
す特性図 （ｃ）は本実施例の１回目の処理による（ａ）の斜線部
分に対応する画素と色差値を示す特性図 （ｄ）は本実施例の２回目の処理による（ａ）の斜線部
分に対応する画素と色差値を示す特性図

【図１４】（ａ）は原画像から取り出した注目画素と近
接画素の位置関係を示す図 （ｂ）は（ａ）に対応する位置の輝度値を示す図

【符号の説明】

１ 輝度値取得手段 ２ 輝度選択手段 ３ 輝度値出力手段 ４ 外部インターフェース ５ 原画像メモリ ６ マイクロコンピュータ ７ 変換画像メモリ ８ 輝度値取得手段 ９ 輝度選択手段 １０ 輝度値出力手段 １１ 色差値出力手段 １２ 外部インターフェース １３ 原画像メモリ １４ マイクロコンピュータ １５ 変換画像メモリ １６ 輝度値取得手段 １７ 輝度選択手段 １８ 輝度値出力手段 １９ 色差値出力手段 ２０ 原画像変更手段 ２１ カウンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも輝度値を含む画素値を有する画
   素の集合から構成される原画像を処理して変換画像を得
   る装置において、前記原画像の画素の一つである注目画
   素とこの注目画素に近接すると共に点対称な位置にある
   ４個以上の近接画素の輝度値を取り出す輝度値取得手段
   と、前記取り出された注目画素と近接画素の輝度値の差
   が輝度しきい値より小さい輝度値を持つ近接画素を選択
   する輝度選択手段と、選択された輝度値と前記注目画素
   の輝度値に対して式（１）による計算値Ｍを前記注目画
   素の輝度値として変換画像に出力する輝度値出力手段と
   を備えたことを特徴とする画像データ処理装置。 Ｍ＝α×（注目画素の輝度値）＋（１−α）×（注目画
   素と選択された近接画素の輝度値との平均値）‥‥‥
   （１） 但し、αは０≦α≦０．５から決定される係数とする。
2. 【請求項２】注目画素と近接画素の画素値が輝度値と２
   つの色差値であることを特徴とする請求項１記載の画像
   データ処理装置。
3. 【請求項３】輝度選択手段において選ばれた近接画素の
   色差値に対して式（２）による計算値Ｎを注目画素の色
   差値として変換画像に出力する色差値出力手段を更に備
   えたことを特徴とする請求項２記載の画像データ処理装
   置。 Ｎ＝β×（注目画素の色差値）＋（１−β）×（注目画
   素と選択された近接画素の色差値との平均値）‥‥‥
   （２） 但し、βは０≦β≦０．５から決定される係数とする。
4. 【請求項４】変換画像を原画像とする原画像変更手段
   と、この原画像変更手段により変換画像を原画像に変換
   する回数を数えるカウンタとを更に有し、原画像に対す
   る処理を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記載
   の画像データ処理装置。