JPH06315104A

JPH06315104A - フィルタ回路

Info

Publication number: JPH06315104A
Application number: JP5216755A
Authority: JP
Inventors: Takeharu Nishikata; 丈晴西片; Tetsujiro Kondo; 哲二郎近藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルタ処理することにより、エッジ部分の
画質などが低下しないフィルタ回路を提供する。【構成】フィルタ回路は、ビデオデータメモリ２、中
間の値を選択して出力するメディアンフィルタ回路４、
ノイズ検出・判別回路６、及び、スイッチ回路８を有す
る。ノイズ検出・判別回路６は、テンプレートマッチン
グ回路６２とエッジ強度検出回路６４と、判断制御回路
６６とからなる。テンプレートマッチング回路６２は２
階微分オペレータをビデオ入力信号Ｓ_INに適用してパル
ス性ノイズを検出する。エッジ強度検出回路６４はビデ
オ入力信号Ｓ_INに１階微分オペレータを適用して、エッ
ジ部分を検出する。判断制御回路６６は、ノイズが検出
され、そのノイズとして検出されたものでエッジでない
場合のみ、メディアンフィルタ回路４の出力をスイッチ
回路８を介して出力し、ノイズが検出されないときはビ
デオ入力信号Ｓ_INの値そのままを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データをフィルタ
処理するフィルタ回路に関するものであり、特に、ノイ
ズが実際に発生した場合のみフィルタ処理を行なうフィ
ルタ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノイズの影響を回避するため、種々のフ
ィルタ処理が試みられている。ビデオカセット装置など
の映像信号（ビデオデータ）の画像処理においては、例
えば、メディアンフィルタ処理が知られている。

【０００３】メディアンフィルタ処理とは、ある時点の
データを決定する際、その時点の前後のデータを並べ
て、それらの中間（メディアン）の値を、その時点のデ
ータとして決定するフィルタ処理である。

【０００４】図８を参照してメディアンフィルタ処理の
具体例を説明する。図８に示す時点ｔ１，ｔ２，ｔ３，
ｔ４において、本来、破線で示すように、ビデオデータ
がａ，ｂ，ｃ，ｄと変化する筈が、実線に示すように、
時点ｔ２において、値ｂに代えてノイズｎが発生したと
する。メディアンフィルタ処理をしないときは、ビデオ
データは、ａ，ｎ，ｃ，ｄとなる。

【０００５】メディアンフィルタ処理を行なった場合、
ノイズが発生した時点ｔ２の処理結果は、注目点ｔ２の
前後の３点のデータ、ａ，ｎ，ｃを大きい値の順に並べ
て、その中間の値ｃを時点ｔ２の値とする。次の時点ｔ
３においては、データｎ，ｃ，ｄを大きい順に並べてそ
の中間のデータｎを時点ｔ３の値とする。したがって、
メディアンフィルタ処理をした場合、その結果は、一点
鎖線で示した変化のようになる。

【０００６】このように、メディアンフィルタ処理で
は、通常の平均処理または移動平均処理などの線形フィ
ルタ処理におけるように、ノイズ成分自体が周囲のデー
タで弱められノイズそのものが消滅するのではなく、ノ
イズ自体が含まれてくることがあるが、線形フィルタ処
理に比較して、パルス性ランダムノイズを効果的に抑え
ることができると言われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオデー
タは通常、関連する部分は強い相関性を持っているので
上記メディアンフィルタ処理を行なうと、ビデオデータ
の性質によっては、例えば、エッジ部分などのノイズの
影響を受けていない他の画素までも劣化させてしまい、
ビデオデータを不本意に劣化させる可能性がある。

【０００８】もちろん、通常の線形フィルタである例え
ば移動平均処理を用いても、場合によっては、一般的に
ノイズ処理をするとエッジ部分が滑らかになりすぎ元の
ビデオデータの画質が低下するという問題がある。

【０００９】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、ビデオデータの画質を低下させず、実質的にノ
イズ部分についてのみ、フィルタ処理を可能にするフィ
ルタ回路の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフィルタ回
路は、画像データについて所定のフィルタ処理を行なう
フィルタ処理手段と、画像データに含まれるノイズを算
出し、ノイズを検出したときのみ上記フィルタ処理手段
の処理を有効化するノイズ検出・判別手段とを有するこ
とによって上記課題を解決する。

【００１１】この場合、上記ノイズ検出・判別手段は、
画像データの孤立点を検出する孤立点検出手段と、画像
データのエッジ強度を検出するエッジ強度検出手段とを
有し、上記孤立点検出手段で孤立点を検出し、エッジ強
度検出手段でエッジ強度を検出しないとき、上記フィル
タ処理手段の処理を有効化するのが好ましい。

【００１２】また、上記孤立点検出手段は、画像データ
について２階微分処理を行なうのが好ましい。

【００１３】また、上記孤立点検出手段が行なう上記２
階微分処理においてはｎ×ｎ（ｎは３以上）の２階微分
オペレータを用いてテンプレートマッチングを行なって
もよい。

【００１４】また、上記エッジ強度検出手段は、二次元
画像データの直交する二方向、及び交差する斜め方向、
または、いずれか一方について、画像データについて１
階微分処理を行なうのが好ましい。

【００１５】また、上記エッジ強度検出手段が行なう上
記１階微分処理で用いる１階微分オペレータは、ソベル
のオペレータであってもよい。

【００１６】また、上記フィルタ処理手段は、メディア
ンフィルタ回路を有してもよい。

【００１７】また本発明に係るフィルタ回路は、画像デ
ータについて所定のフィルタ処理を行うフィルタ処理手
段と、画像データから任意の局所ブロックを抜き出し、
任意の局所ブロック毎に複数の画素データから画像の複
数の特徴を検出する特徴検出手段と、上記特徴検出手段
の所定の特徴出力が孤立点候補であるか否かを判断する
孤立点候補判断手段と、上記特徴検出手段の複数の特徴
出力の内の上記所定の特徴出力と、他の複数の特徴出力
との大きさを比較し、上記所定の特徴出力が大きいとき
に上記孤立点候補判断手段で判断された孤立点候補を孤
立点と判断し、上記フィルタ処理手段の処理を有効化す
る孤立点判断回路とを有することを特徴として上記課題
を解決する。

【００１８】この場合、上記特徴検出手段は画素データ
に対しｎ×ｎ（ｎは３以上）の２階微分オペレータを用
いテンプレートマッチングを行う２階微分処理で画像の
特徴を検出するのが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明に係るフィルタ回路は、ノイズ検出・判
別手段がビデオデータのエッジ部分をノイズとせず、実
際にノイズが存在するか否かを検出し、ノイズが検出さ
れたときのみ、メディアンフィルタ回路などのフィルタ
手段の処理を有効化し、ノイズが存在する部分の周辺に
ついてのみフィルタ処理を行なう。

【００２０】すなわち、ビデオデータの変化が大きくて
もエッジ部分はノイズとして検出されず、フィルタ処理
が行なわれないから、エッジ強度が低下して、本来のエ
ッジ強度が損なわれることはない。

【００２１】また、ノイズ発生部分以外はフィルタ処理
されないから、元のビデオデータがそのまま残る。

【００２２】孤立点検出手段は、例えば、ｎ×ｎ（ｎは
３以上）の２階微分オペレータを用いてビデオデータに
ついてテンプレートマッチングで２階微分を行なってノ
イズ成分を検出する。

【００２３】エッジ強度検出手段は、２次元画像データ
の直交する二方向、および、交差する斜め方向、また
は、いずれか一方について、画像データについて１階微
分処理を行い、エッジ強度を検出する。ここで、エッジ
が検出されたときは、フィルタ処理手段によるフィルタ
処理は、無効化される。

【００２４】また、本発明に係るフィルタ回路は、特徴
検出手段が検出した任意の局所ブロック毎の画像の複数
の特徴出力の内所定の特徴出力を孤立点候補判断手段が
孤立点候補であるか否かを判断し、この孤立点候補判断
回路で判断された孤立点候補を孤立点とするか否かの判
断を孤立点判断手段が上記所定の特徴出力と他の複数の
特徴出力との大きさの比較により行い、孤立点であると
判断したときにのみフィルタ処理手段を有効化するの
で、ビデオデータの画質を低下させず、実質的にノイズ
部分についてのみフィルタ処理を行うことができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係るフィルタ回路の２つの実
施例（以下、第１実施例、第２実施例と記す）を説明す
る。先ず、第１実施例に係るフィルタ回路を図１の回路
図を参照しながら説明する。

【００２６】この第１実施例に係るフィルタ回路は、ビ
デオ入力信号Ｓ_INを記憶するビデオデータメモリ２、ビ
デオデータ入力信号Ｓ_INについてメディアンフィルタ処
理を行なうメディアンフィルタ回路４、ノイズ検出・判
別回路６、及びスイッチ回路８を有する。

【００２７】ノイズ検出・判別回路６は、テンプレート
マッチング回路６２、エッジ強度検出回路６４および判
断制御回路６６を有する。

【００２８】テンプレートマッチング回路６２はビデオ
入力信号Ｓ_INに含まれているノイズ成分を検出する回路
である。

【００２９】判断制御回路６６は、テンプレートマッチ
ング回路６２でノイズを検出し、かつ、エッジ強度検出
回路６４においてエッジが検出されないとき、スイッチ
回路８を図示破線の状態に切り替えて、メディアンフィ
ルタ回路４のフィルタ処理結果をフィルタ処理ビデオ出
力信号Ｓ_OUTとして出力させる。また、判断制御回路６
６は、ノイズが検出されないとき、あるいは、仮にテン
プレートマッチング回路６２においてノイズが検出され
たと判断されても、エッジ強度検出回路６４においてエ
ッジが存在すると判断されるときは、スイッチ回路８を
実線に示す位置に切り替えて、ビデオデータメモリ２か
らのビデオ入力信号Ｓ_INを出力する。

【００３０】つまり、ノイズ検出・判別回路６及びスイ
ッチ回路８は、実際にノイズが存在するときのみ、メデ
ィアンフィルタ回路４のフィルタ処理結果をビデオ出力
信号Ｓ_OUTとして出力し、実際にノイズが存在しないと
きは、元のビデオ入力信号Ｓ_I _Nを出力する。

【００３１】ビデオ入力信号Ｓ_IN に含まれているノイ
ズ成分ＩＰを検出するテンプレートマッチング回路６２
の詳細について述べる。このノイズ成分ＩＰの検出は、
次の（１）式に示した積和演算を行い、その演算結果が
所定の値を越えているとき、実質的にノイズが存在する
と決定する。

【００３２】

【数１】

【００３３】この（１）式において、オペレータΔは２
階微分オペレータであるラプラシアン（Laplacian）オ
ペレータを示し、この第１実施例では、次の（２）式に
示すように、二次元状に配列されているビデオ入力信号
Ｓ_INのある注目画素を中心として、３×３の領域につい
て、積和演算を行なう。

【００３４】

【数２】

【００３５】この（２）式では、ラプラシアンオペレー
タの注目画素についての係数が４と大きく、その周辺の
係数が−１と０と小さいので、パルス性ノイズが存在す
ると、その積和演算結果は大きくなる。

【００３６】一方、ノイズが存在しない場合は、通常、
ビデオデータは相関を持っているから、（１）式に示し
た積和演算結果は「０」に近くなる。

【００３７】テンプレートマッチング回路６２は、積和
演算結果の絶対値が所定の大きさを越えているときノイ
ズ成分を検出したとして、「ハイレベル（Ｈ）」の論理
信号Ｓ６２を、積和演算結果の絶対値が所定の大きさを
越えていないときノイズ成分は存在しないとして、「ロ
ーレベル（Ｌ）」の論理信号Ｓ６２を、判断制御回路６
６に出力する。

【００３８】エッジ強度検出回路６４は、二次元状に配
列されているビデオ入力信号Ｓ_INについて、Ｘ方向オペ
レータＹ方向オペレータからビデオ入力信号Ｓ_INのエッ
ジ強度を検出する。Ｘ方向のエッジ強度Ｅ_xの検出は、
次の（３）式による。

【００３９】

【数３】

【００４０】オペレータＳ_Xとしては次の（４）式に示
すソベル（Sobel）のオペレータを用いる。

【００４１】

【数４】

【００４２】同様に、Ｙ方向のエッジ強度Ｅ_Yの検出
は、次の（５）式による。

【００４３】

【数５】

【００４４】オペレータＳ_yとしても次の（６）式に示
すソベルのオペレータを用いる。

【００４５】

【数６】

【００４６】上記（４）及び（６）式に示したソベルの
オペレータは共に、Ｘ方向及びＹ方向についてのエッジ
強度を算出するための１階微分オペレータの一例であ
る。

【００４７】上記（３）式は積和演算であり、Ｘ方向に
エッジが存在しなければＸ方向のエッジ強度Ｅ_Xはほぼ
「０」に近い値になる。上記（５）も同様に、積和演算
であり、Ｙ方向にエッジが存在しなければＹ方向のエッ
ジ強度Ｅ_Yはほぼ「０」に近い値になる。

【００４８】一方、Ｘ方向にエッジが存在するとき、エ
ッジ強度Ｅ_xの絶対値は所定の値を越える。同様に、Ｙ
方向にエッジが存在するとき、エッジ強度Ｅ_Yの絶対値
は所定の値を越える。

【００４９】エッジ強度検出回路６４においては、エッ
ジ強度Ｅ_Xの絶対値が所定の値を越えたとき、Ｘ方向に
エッジが検出されたことを示す「Ｈ］レベルの論理信号
Ｓ６４Ｘを判断制御回路６６に出力する。エッジが検出
されないときは、その論理信号は「Ｌ］レベルである。

【００５０】同様に、エッジ強度検出回路６４において
は、エッジ強度Ｅ_Yの絶対値が所定の値を越えたとき、
Ｙ方向にエッジが検出されたことを示す「Ｈ］レベルの
論理信号Ｓ６４Ｙを判断制御回路６６に出力する。エッ
ジが検出されないときは、その論理信号は「Ｌ」レベル
である。

【００５１】図２は判断制御回路６６の動作を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ１では、判断制御回路６
６はまず、テンプレートマッチング回路６２からの信号
Ｓ６２を入力し、信号Ｓ６２が「Ｈ」レベル、つまり、
ノイズが検出されたか否かを判断する。

【００５２】ステップＳ２では、信号Ｓ６２が「Ｈ］レ
ベルであり、仮にノイズが検出された場合、判断制御回
路６６は、さらに、エッジ強度検出回路６４からの信号
Ｓ６４Ｘ，Ｓ６４Ｙのいずれかが「Ｈ］レベルであるか
否か、つまり、Ｘ、Ｙいずれかの方向にエッジが存在す
るか否かを検出する。換言すれば、テンプレートマッチ
ング回路６２で一応ノイズとして検出された画素部分が
実際にはエッジであるか否かを判別する。

【００５３】ステップＳ３では、ステップＳ１及びステ
ップＳ２の処理において、実質的にノイズ成分が存在し
ていないと判断したときは、判断制御回路６６はスイッ
チ回路８を図示実線の位置に切り替え、ビデオデータメ
モリ２に記憶されたビデオ入力信号Ｓ_INをそのまま出力
させる。

【００５４】ステップＳ４では、ステップＳ１及びステ
ップＳ２の処理において、実質的にノイズ成分が存在し
ていると判断したときに、判断制御回路６６がスイッチ
回路８を図示破線の位置に切り替えて、メディアンフィ
ルタ回路４においてフィルタ処理された結果をフィルタ
処理ビデオ出力信号Ｓ_OUTとして出力させる。

【００５５】メディアンフィルタ回路４におけるメディ
アンフィルタ処理自体は図８を参照して図解したよう
に、ある注目時点の前後、たとえば、３点のデータの中
間の値を選択する。

【００５６】以上より、第１実施例に係るフィルタ回路
によれば、ノイズが実際に存在する画素部分とその周囲
についてのみメディアンフィルタ処理されるので、不用
意にエッジ成分を劣化させるなどの悪影響を及ぼすこと
を回避できる。

【００５７】次に、第２実施例に係るフィルタ回路を図
３の回路図を参照しながら説明する。この第２実施例に
係るフィルタ回路は、ビデオ入力信号Ｓ_INを記憶するビ
デオデータメモリ１１、このビデオデータメモリ１１を
介したビデオ入力信号Ｓ_INが後述するメディアンフィル
タ処理回路１３に供給されるタイミングをもう一方の経
路である後述する特徴検出回路１４、孤立点候補検出回
路１５及び孤立点判断回路１６に供給されるビデオ入力
信号Ｓ_INの処理タイミングに合わせるように遅延する遅
延回路１２、この遅延回路１２からのビデオ入力信号Ｓ
_INについてメディアンフィルタ処理を行なうメディアン
フィルタ回路１３、上記ビデオデータメモリ１１を介し
たビデオ入力信号Ｓ_INの特徴を検出する特徴検出回路１
４、この特徴検出回路１４の特徴出力から孤立点候補を
判断する孤立点候補判断回路１５、及びこの孤立点候補
判断回路１５の孤立点候補出力が孤立点であるか否かを
判断する孤立点判断回路１６とを有している。

【００５８】特徴検出回路１４は、画像データから任意
の局所ブロックを抜き出し、任意の局所ブロック毎に複
数の画素データから画像の複数の特徴を検出する。具体
的には、画像からｎ×ｎ（ここではｎ＝３とする）の局
所ブロックを抜き出し、この局所ブロック内の各画素に
対応するｎ×ｎ（ここではｎ＝３とする）のいわゆるマ
スクオペレータを５個用いて、それぞれ積和を行い任意
のブロックにおける画像の特徴を検出する。

【００５９】ここで、上記局所ブロックの画素をｘ_ijと
し、（７）式で示し、また、上記マスクパターンの係数
をａ_ijとし、（８）式で示すと、積和出力Ｍは、次の
（９）式で表せる。

【００６０】

【数７】

【００６１】

【数８】

【００６２】

【数９】

【００６３】この特徴検出回路１４で用いる５つのマス
クオペレータＳ_a、Ｓ_b、Ｓ_c、Ｓ_d及びＳ_dを以下の（１
０）〜（１４）式に示す。

【００６４】

【数１０】

【００６５】

【数１１】

【００６６】

【数１２】

【００６７】

【数１３】

【００６８】

【数１４】

【００６９】上記（１０）式に示すマスクオペレータＳ
_aは、２階微分オペレータであるラプアシアンオペレー
タを示し、孤立点が３×３の局所ブロックの中央の画素
にある場合に、対応する係数が４と大きく、その周辺の
係数が−１と０と小さいので、パルス性ノイズが存在す
ると、その積和演算結果は大きくなる。

【００７０】また、上記（１１）〜（１４）式に示すマ
スクオペレータＳ_b、Ｓ_c、Ｓ_d及びＳ_dは、孤立点が中心
画素以外にある場合に、積和演算結果が大となる。

【００７１】この第１実施例では、孤立点が中心画素以
外にある場合については、メディアンフィルタ処理を行
わないようにしている。これは、局所ブロックの抜き出
しかたによって、孤立点がいずれ中心画素となるためで
ある。

【００７２】上記（１０）〜（１４）式に示したマスク
オペレータＳ_a、Ｓ_b、Ｓ_c、Ｓ_d及びＳ_dによる上記
（９）式の積和演算の出力結果Ｍ_a、Ｍ_b、Ｍ_c、Ｍ_d及び
Ｍ_dは、

【００７３】

【数１５】

【００７４】

【数１６】

【００７５】

【数１７】

【００７６】

【数１８】

【００７７】

【数１９】

【００７８】となる。この特徴検出回路１４で上記出力
結果Ｍ_aを得る際の演算の原理を図４を参照しながら説
明する。上記（１０）式に示されるマスクオペレータＳ
_aは、マスクオペレータ係数メモリ３２に記憶されてお
り、乗算器２１、２２、２３、２４及び２５で上記
（７）式に示される局所ブロックの画素ｘ_ijと乗算さ
れ、遅延器２６、２７、２８、２９及び３０で遅延され
て加算器３１に供給され、出力結果Ｍ_aが得られる。な
お、出力結果Ｍ_b、Ｍ_c、Ｍ_d及びＭ_dも同様にして得られ
る。

【００７９】孤立点候補判断回路１５は、特徴検出回路
１４の所定の特徴出力が孤立点候補であるか否かを判断
する。ここでいう所定の特徴出力とは、上記出力結果Ｍ
_aであり、マスクオペレータＳ_aを用いているので、孤立
点が３×３の局所ブロックの中央の画素にある場合の特
徴出力である。

【００８０】すなわち、この孤立点候補判断回路１５
は、特徴検出回路１４で得られる中心画素孤立点によく
反応する所定の特徴出力である出力結果Ｍ_aが孤立点候
補であるか否かを判断する。具体的に、この孤立点候補
判断回路１５は、図５に示すように、出力結果Ｍ_aを絶
対値変換回路４１で絶対値｜Ｍ_a｜とし、遅延器４２で
遅延し、比較器４３でしきい値Ｍ_THと比較している。比
較器４３での比較の結果、しきい値Ｍ_THよりも絶対値｜
Ｍ_a｜が大きい（｜Ｍ_a｜＞Ｍ_TH）ときに、上記所定の特
徴出力である出力結果Ｍ_aすなわち処理にかかる画素が
孤立点候補であると判断し、ハイ「Ｈ」レベルの論理信
号を孤立点判断回路１６に供給する。

【００８１】孤立点判断回路１６は、特徴検出回路１４
の出力結果Ｍ_aと、他の出力結果Ｍ_b、Ｍ_c、Ｍ_d及びＭ_d
との大きさを比較し、出力結果Ｍ_aが最大であるとき、
すなわち、ｍａｘ（Ｍ_a，Ｍ_b，Ｍ_c，Ｍ_d，Ｍ_e）＝Ｍ_a （２０）となるときに上記孤立点候補を孤立点と判断する。

【００８２】具体的に、この孤立点判断回路１６は、図
６にその詳細な構成を示すように最大値判断回路５１で
上記（２０）式の左辺部を判断し、遅延器５２を介した
最大値判断出力と、遅延器５３を介した出力結果Ｍ_aと
を比較器５４で比較し、比較した結果によって遅延回路
５５を介し「Ｈ」レベル又はロー「Ｌ」レベルの論理信
号をＡＮＤゲート５７に供給している。このＡＮＤゲー
ト５７には、遅延器５６を介した孤立点候補判断回路１
５からの［Ｈ」レベル又は「Ｌ］レベルの論理信号も供
給されており、ＡＮＤ論理より両者が共に［Ｈ」レベル
のとき、すなわち、出力結果Ｍ_aが孤立点候補であり、
かつ該出力結果Ｍ_aが特徴出力の最大値であるときに処
理にかかる画素が孤立点であると判断する。

【００８３】このＡＮＤゲート５７からの論理結果は、
図７に詳細な構成を示すメディアンフィルタ処理回路１
３の選択器７３に供給され、メディアン処理回路７１が
局所ブロックの画素ｘ₂₁、ｘ₂₂、ｘ₂₃を中間（メディア
ン）処理し遅延器７２を介した値と、遅延器７４を介し
メディアン処理をしない画素値ｘ₂₂との選択を決定す
る。

【００８４】すなわち、ＡＮＤゲート５７から「Ｈ］レ
ベルの論理信号が供給されると、このメディアンフィル
タ処理回路１３は、選択器７３がメディアン処理回路７
１からのメディアン値を選択し、出力する。一方、ＡＮ
Ｄゲート５７から「Ｌ］レベルの論理信号が供給される
と、このメディアンフィルタ処理回路１３は、選択器７
３がメディアン処理をしない画素値ｘ₂₂を選択し、出力
する。

【００８５】以上より、第２実施例に係るフィルタ回路
によれば、複数の積和出力である特徴出力の最大値判定
を行っているので、ノイズが実際に存在する画素部分と
その周囲についてのみ確実にメディアンフィルタ処理
し、不用意にエッジ部分を劣化させるなどの悪影響を及
ぼすことが確実に回避できる。

【００８６】本発明の実施に際しては、上述した第１実
施例、第２実施例に限らず、他に種々の変形態様をとる
ことができる。

【００８７】まず、第１実施例の説明において、（２）
式、（４）式及び（６）式に示したオペレータ、及び、
係数は例示であり、その演算処理の範囲の大きさ、つま
り、（３）式に示したラプラシアン・オペレータの次数
ｎ×ｎとその係数、（４）式および（６）式に示した１
階微分オペレータの次数ｍ×ｍとその係数は、（２）
式、（４）式、及び、（６）式に示したものに限らず、
他にも種々とることができる。

【００８８】また、第１実施例の説明において用いた
（４）式及び（６）に示したＸ方向及びＹ方向ソベルオ
ペレータに代えて、あるいは、これらに加えて、Ｘ及び
Ｙ方向と４５度をなす斜め方向のエッジを検出してもよ
い。

【００８９】また、図１に示した第１実施例の回路構成
としては、メディアンフィルタ回路４において、常時、
ビデオデータメモリ２からのビデオ入力信号Ｓ_INを用い
てメディアンフィルタ処理する場合について述べたが、
判断制御回路６６において、実際にノイズが検出された
ときのみ、メディアンフィルタ回路４を動作させるよう
に構成することもできる。つまり、ビデオデータメモリ
２とメディアンフィルタ回路４との間に第２のスイッチ
回路（図示せず）を設けて、判断制御回路６６は、ノイ
ズが検出されたとき、第２のスイッチ回路を介してビデ
オ入力信号Ｓ_INをメディアンフィルタ回路４に印加させ
てメディアンフィルタ処理を行い、その結果をスイッチ
回路８を介して出力させる。

【００９０】これらの回路を構成するに際して、テンプ
レートマッチング回路６２、エッジ強度検出回路６４お
よび判断制御回路６６、および、メディアンフィルタ回
路４、またはこれらのいずれかを、ディジタルシグナル
プロセッサ（ＤＳＰ）を用いて構成してもよく、また
は、専用のハードウェア回路で構成することもできる。
あるいは、判断制御回路６６のみをマイクロプロセッサ
などを用いて構成してもよい。

【００９１】さらに第１実施例に係るフィルタ回路で
は、図１に示したスイッチ回路８の後段に、たとえば、
移動平均処理などを行なう線形フィルタ回路、その他の
フィルタ回路を設けることができる。このような付加的
なフィルタ回路を設けると、ノイズが存在する部分につ
いてのみ、メディアンフィルタ回路４でメディアンフィ
ルタ処理され、その以外の部分は元のビデオデータであ
るから、メディアンフィルタ処理され実質的にノイズの
存在しなくなったビデオデータに、本来のフィルタ処理
を行なうことが可能になる。

【００９２】また第１実施例の実施に際しては、メディ
アンフィルタ回路４に代えて、任意のノイズ処理（除
去）フィルタ回路を設けることができる。

【００９３】つまり、第１実施例のノイズ検出・判別回
路６を用いる処理はメディアンフィルタ処理に限らず、
他のノイズ処理にも適用できる。

【００９４】さらに、第２実施例の説明において、（１
０）〜（１４）式に示したマスクオペレータは例示であ
り、その演算処理の範囲の大きさ、つまり、（９）式に
示した積和出力の演算式の次数ｎ×ｎとその係数は、他
にも種々とることができる。

【００９５】さらにまた、図３に示した第２実施例の回
路構成のメディアンフィルタ処理回路１３としては、図
８に示すように選択器７３で孤立点判断回路１６からの
論理信号によりメディアン処理値とメディアン処理され
ない値とを選択し、出力するようにしているが、メディ
アンフィルタ処理回路１３の後段に図示しないスイッチ
回路を設け、孤立点判断回路１６で孤立点を判断したと
きに、該スイッチ回路の切り替えを制御し、メディアン
処理値を出力させるようにしてもよい。この場合、孤立
点判断回路１６で孤立点を判断しないときには、遅延回
路１２からのメディアン処理されない値を出力させる。

【００９６】さらにまた、これらの回路を構成するに際
しても、遅延回路１２、メディアンフィルタ処理回路１
３、特徴検出回路１４、孤立点候補判断回路１５及び孤
立点判断回路１６、またはこれらのいずれかを、ＤＳＰ
を用いて構成してもよく、または、専用のハードウェア
回路で構成することもできる。

【００９７】さらにまた、この第２実施例に係るフィル
タ回路でも、図３に示したメディアンフィルタ処理回路
１３の後段に、たとえば、移動平均処理などを行なう線
形フィルタ回路、その他のフィルタ回路を設けることが
できる。このような付加的なフィルタ回路を設けると、
ノイズが存在する部分についてのみ、メディアンフィル
タ処理回路１３でメディアンフィルタ処理され、その以
外の部分は元のビデオデータであるから、メディアンフ
ィルタ処理され実質的にノイズの存在しなくなったビデ
オデータに、本来のフィルタ処理を行なうことが可能に
なる。

【００９８】本発明のフィルタ回路はビデオデータを用
いる種々の装置に適用でき、ビデオカセット装置への適
用に限定されない。なお、ビデオカセット装置などにお
いては、ノイズを含む場合、付加コードとしてエラー訂
正ブロックを設けているが、本発明によれば、エラー訂
正ブロックを設ける必要がなくなる。

【００９９】

【発明の効果】本発明に係るフィルタ回路によれば、ノ
イズ検出・判別手段がビデオデータのエッジ部分をノイ
ズとせず、実際にノイズが存在するか否かを検出し、ノ
イズが検出されたときのみ、メディアンフィルタ回路な
どのフィルタ手段の処理を有効化し、実際にノイズが存
在する画素及びその周辺についてのみ、ノイズ除去のた
めのフィルタ処理を行い、意図しない画質の低下を防止
できる。

【０１００】また、本発明に係るフィルタ回路によれ
ば、特徴検出手段が検出した任意の局所ブロック毎の画
像の複数の特徴出力の内所定の特徴出力を孤立点候補判
断手段が孤立点候補であるか否かを判断し、この孤立点
候補判断回路で判断された孤立点候補を孤立点とするか
否かの判断を孤立点判断手段が上記所定の特徴出力と他
の複数の特徴出力との大きさの比較により行い、孤立点
であると判断したときにのみフィルタ処理手段を有効化
するので、ノイズが実際に存在する画素部分とその周囲
についてのみ確実にメディアンフィルタ処理を行い、不
用意にエッジ部分を劣化させ、ビデオデータの画質を低
下させるなどの悪影響を及ぼすことが確実に回避でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタ回路の第１実施例の回路構成
図である。

【図２】図１に示した第１実施例の判断制御回路の動作
処理を示すフローチャートである。

【図３】本発明のフィルタ回路の第２実施例の回路構成
図である。

【図４】図３に示した第２実施例の特徴検出回路の詳細
な回路構成図である。

【図５】図３に示した第２実施例の孤立点候補判断回路
の詳細な回路構成図である。

【図６】図３に示した第２実施例の孤立点判断回路の詳
細な回路構成図である。

【図７】図３に示した第２実施例のメディアンフィルタ
処理回路の詳細な回路構成図である。

【図８】メディアンフィルタ処理を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

２，１１・・ビデオデータメモリ４，１３・・メディアンフィルタ回路６・・ノイズ検出・判別回路８・・スイッチ回路１４・・特徴検出回路１５・・孤立点候補判断回路１６・・孤立点判断回路６２・・テンプレートマッチング回路６４・・判断制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データについて所定のフィルタ処理
を行なうフィルタ処理手段と、画像データに含まれるノイズを算出し、ノイズを検出し
たときのみ上記フィルタ処理手段の処理を有効化するノ
イズ検出・判別手段とを有することを特徴とするフィル
タ回路。
【請求項２】上記ノイズ検出・判別手段は、画像デー
タの孤立点を検出する孤立点検出手段と、画像データの
エッジ強度を検出するエッジ強度検出手段とを有し、上記孤立点検出手段で孤立点を検出し、エッジ強度検出
手段でエッジ強度を検出しないとき、上記フィルタ処理
手段の処理を有効化することを特徴とする請求項１記載
のフィルタ回路。
【請求項３】上記孤立点検出手段は、画像データにつ
いて２階微分処理を行なうことを特徴とする請求項２記
載のフィルタ回路。
【請求項４】上記孤立点検出手段が行なう上記２階微
分処理においてはｎ×ｎ（ｎは３以上）の２階微分オペ
レータを用いてテンプレートマッチングを行なうことを
特徴とする請求項３記載のフィルタ回路。
【請求項５】上記エッジ強度検出手段は、二次元画像
データの直交する二方向、及び交差する斜め方向、また
は、いずれか一方について、画像データについて１階微
分処理を行なうことを特徴とする請求項１、２、３また
は４記載のフィルタ回路。
【請求項６】上記エッジ強度検出手段が行なう上記１
階微分処理で用いる１階微分オペレータは、ソベルのオ
ペレータであることを特徴とする請求項５記載のフィル
タ回路。
【請求項７】上記フィルタ処理手段は、メディアンフ
ィルタ回路を有することを特徴とする請求項１、２、
３、４、５または６記載のフィルタ回路。
【請求項８】画像データについて所定のフィルタ処理
を行うフィルタ処理手段と、画像データから任意の局所ブロックを抜き出し、任意の
局所ブロック毎に複数の画素データから画像の複数の特
徴を検出する特徴検出手段と、上記特徴検出手段の所定の特徴出力が孤立点候補である
か否かを判断する孤立点候補判断手段と、上記特徴検出手段の複数の特徴出力の内の上記所定の特
徴出力と、他の複数の特徴出力との大きさを比較し、上
記所定の特徴出力が大きいときに上記孤立点候補判断手
段で判断された孤立点候補を孤立点と判断し、上記フィ
ルタ処理手段の処理を有効化することを特徴とする孤立
点判断手段とを有することを特徴とするフィルタ回路。
【請求項９】上記特徴検出手段は画素データに対しｎ
×ｎ（ｎは３以上）の２階微分オペレータを用いテンプ
レートマッチングを行う２階微分処理で画像の特徴を検
出することを特徴とする請求項８記載のフィルタ回路。