JPH07336563A - Image filtering method and image filtering device - Google Patents

Image filtering method and image filtering device

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Publication number
JPH07336563A
JPH07336563A JP6145348A JP14534894A JPH07336563A JP H07336563 A JPH07336563 A JP H07336563A JP 6145348 A JP6145348 A JP 6145348A JP 14534894 A JP14534894 A JP 14534894A JP H07336563 A JPH07336563 A JP H07336563A
Authority
JP
Japan
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signal
image signal
image
filter
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP6145348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Horiike
和由 堀池
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6145348A priority Critical patent/JPH07336563A/en
Publication of JPH07336563A publication Critical patent/JPH07336563A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the image quality, to reduce information quantity of an image in the case of coding and to enhance the image quality of the coded image by eliminating noise superimposed on the image and minimizing deterioration in the image quality. CONSTITUTION:A received image signal A is given to a filter 1, from which a filtered image signal B is outputted. Then a difference is taken between the signal B and a filtered output image signal C at a preceding time having been stored in a frame memory 4 is taken and the difference is outputted to a CPU 3. A threshold level calculation means 3a of the CPU 3 calculates a threshold level signal from the difference signal D based on the received image signal A and the filtered output image signal C. Then a comparison selection means 3b compares the output of the means 3a with a threshold level with respect to each picture element and selects the filtered image signal B when the level of the signal D does not exceed the threshold level. When the threshold level is exceeded, it is discriminated that the deterioration is eminent and the received image signal A is adopted and a filtered output image signal F is generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像を符号化
する際の雑音除去フィルタ、プリフィルタに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise elimination filter and a prefilter for encoding a digital image.

【0002】[0002]

【従来の技術】雑音が重畳したデジタル画像の符号化で
は、不要な雑音にまで情報を割り当て符号化することに
なる。そこで、従来から画質劣化を最小限にとどめ、雑
音を除去する画像フィルタリング方法及び画像フィルタ
リング装置が開発されてきた。
2. Description of the Related Art In encoding a digital image on which noise is superimposed, information is allocated and encoded even to unnecessary noise. Therefore, conventionally, an image filtering method and an image filtering apparatus have been developed that minimize noise and reduce noise.

【0003】以下、上述した従来の画像フィルタリング
装置の一例を説明する。図4は従来の画像フィルタリン
グ装置の一例である無限インパルス応答フィルタ(II
Rフィルタ)を示す。図4において入力端子5は乗算器
11に接続される。乗算器11は入力信号をk倍する乗
算器、乗算器12は入力信号を1−k倍する乗算器であ
って、その出力は夫々加算器13に出力される。加算器
13はこれらを加算するものであって、その出力はフレ
ームメモリ4及び出力端子6に与えられる。フレームメ
モリ4は時間的に前のフィルタ画像信号Cを保持するメ
モリであり、その読出し信号が乗算器12の入力端に与
えられている。ここでAは入力画像信号、Cは時間的に
前のフィルタ画像信号、Bはフィルタ画像信号である。
An example of the above-mentioned conventional image filtering apparatus will be described below. FIG. 4 shows an infinite impulse response filter (II
R filter). In FIG. 4, the input terminal 5 is connected to the multiplier 11. The multiplier 11 is a multiplier that multiplies the input signal by k, and the multiplier 12 is a multiplier that multiplies the input signal by 1-k, and the outputs thereof are output to the adder 13, respectively. The adder 13 adds these, and its output is given to the frame memory 4 and the output terminal 6. The frame memory 4 is a memory that holds the filtered image signal C that is previous in time, and its read signal is given to the input end of the multiplier 12. Here, A is an input image signal, C is a temporally previous filtered image signal, and B is a filtered image signal.

【0004】このように構成された従来の画像フィルタ
リング装置について、以下その動作を説明する。入力端
子5から入力した最初の入力画像信号Aはフィルタリン
グせずにフィルタ画像信号Bとし、フレームメモリ4に
格納する。2枚目以降の入力画像は次式にしたがってフ
ィルタリングする。
The operation of the conventional image filtering apparatus thus configured will be described below. The first input image signal A input from the input terminal 5 is not filtered and is set as the filtered image signal B and stored in the frame memory 4. The second and subsequent input images are filtered according to the following equation.

【数1】 [Equation 1]

【0005】入力画像信号Aは乗算器11でk倍する。
フレームメモリ4に保持している時間的に前のフィルタ
画像信号Cは乗算器12で1−k倍する。乗算器11、
12の出力を加算器13で加算しフィルタ画像信号Bを
得る。一般に雑音は時間方向の相関がないため、入力画
像信号Aに重畳した雑音とフィルタ画像信号Bに重畳し
た雑音の間に相関はない。従って、時間的に定常な画像
ではフィルタの平滑化作用によりフィルタ画像信号Bの
雑音を抑制することが可能となる。生成したフィルタ画
像信号Bはフレームメモリ4に格納する。以降同様な方
法でフィルタリングする。
The input image signal A is multiplied by k in the multiplier 11.
The time-previous filter image signal C held in the frame memory 4 is multiplied by 1-k in the multiplier 12. Multiplier 11,
The outputs of 12 are added by the adder 13 to obtain the filtered image signal B. In general, since noise has no correlation in the time direction, there is no correlation between noise superimposed on the input image signal A and noise superimposed on the filtered image signal B. Therefore, in a temporally stationary image, it is possible to suppress the noise of the filtered image signal B by the smoothing action of the filter. The generated filtered image signal B is stored in the frame memory 4. After that, the same method is used for filtering.

【0006】以上の方法によれば、kの値を小さくする
ことで雑音を十分に抑制することができる(例えば、
「画像のディジタル信号処理」第97頁から第98頁、
吹抜敬彦、日刊工業新聞社)。
According to the above method, noise can be sufficiently suppressed by reducing the value of k (for example,
"Digital signal processing of images", pages 97 to 98,
Nobuhiko Fukibe, Nikkan Kogyo Shimbun).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の画
像フィルタリング装置では、kを小さくすると出力画像
に劣化が生じやすくなる。上記従来例の場合、画像の時
間的定常性を必要としており、時間的定常条件を十分に
満たさない画像に対しては残像が発生する。
However, in the above-described image filtering apparatus, if k is made small, the output image is likely to be deteriorated. In the case of the above-mentioned conventional example, the temporal steadiness of the image is required, and an afterimage occurs for an image that does not sufficiently satisfy the temporal steadiness condition.

【0008】従来このような残像の発生を抑制するため
には、kを1に近づけるか、あるいはフィルタリング前
に時間的に前後の画像からkを設定することによって抑
制していた。しかしkを1に近づけるとフィルタの平滑
化作用が弱まり、フィルタ画像信号Bが入力画像信号A
に近づくためフィルタの効果が薄れてしまう。これに対
し、フィルタリング前に時間的に前後の画像からkを設
定する場合、残像が発生する部分では画像の劣化を最低
限にするためにkを1に近づけねばならず、前者同様フ
ィルタの効果が十分に得られない。この結果、従来の画
像フィルタリング装置では、雑音を十分に除去すると画
質が劣化するという問題があった。
Conventionally, in order to suppress the occurrence of such an afterimage, k is brought close to 1 or is set by setting k from temporally preceding and subsequent images before filtering. However, when k is brought closer to 1, the smoothing action of the filter is weakened, and the filtered image signal B becomes the input image signal A.
The effect of the filter diminishes because it approaches. On the other hand, when k is set from temporally previous and subsequent images before filtering, k must be close to 1 in a portion where an afterimage occurs so as to minimize deterioration of the image. Can't get enough. As a result, the conventional image filtering apparatus has a problem that the image quality deteriorates when the noise is sufficiently removed.

【0009】本発明は、このような従来の問題を解決
し、十分に雑音を除去しかつ画質劣化を最小限に抑える
画像フィルタリング方法及びその装置を提供することを
目的としたものである。
An object of the present invention is to provide an image filtering method and apparatus for solving such conventional problems, sufficiently removing noise and minimizing image quality deterioration.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、入力画像信号をフィルタリングしてフィルタ画像信
号を生成し、フィルタ画像信号とその画像の対応する位
置での時間的に前のフィルタ出力画像信号との差分信号
を算出し、入力画像信号と時間的に前のフィルタ出力画
像信号に基づいてその位置での閾値を算出し、差分信号
と閾値信号とを比較し、差分信号が閾値信号より小さい
場合にフィルタ画像信号を出力してフィルタ出力画像信
号として生成し、差分信号が閾値信号より大きい場合に
入力画像信号をフィルタ出力画像信号として生成するこ
とを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, an input image signal is filtered to generate a filtered image signal, and the filtered image signal and a temporally previous filter at a corresponding position of the image are filtered. The difference signal from the output image signal is calculated, the threshold value at that position is calculated based on the input image signal and the filter output image signal that is previous in time, the difference signal and the threshold signal are compared, and the difference signal is the threshold value. When the difference signal is smaller than the signal, the filter image signal is output to generate the filter output image signal, and when the difference signal is larger than the threshold signal, the input image signal is generated as the filter output image signal.

【0011】本願の請求項2の発明は、入力画像信号を
フィルタリングしてフィルタ画像信号を生成し、フィル
タ画像信号とその画像の対応する位置での時間的に前の
フィルタ出力画像信号との差分信号を算出し、差分信号
と所定の閾値とを比較し、差分信号が閾値より小さい場
合にフィルタ画像信号を出力してフィルタ出力画像信号
として生成し、差分信号が閾値より大きい場合に入力画
像信号をフィルタ出力画像信号として生成することを特
徴とするものである。
According to the second aspect of the present invention, the input image signal is filtered to generate a filtered image signal, and the difference between the filtered image signal and the temporally previous filtered output image signal at the corresponding position of the image. The signal is calculated, the difference signal is compared with a predetermined threshold value, and when the difference signal is smaller than the threshold value, the filter image signal is output to generate the filter output image signal, and when the difference signal is larger than the threshold value, the input image signal Is generated as a filter output image signal.

【0012】本願の請求項6の発明は、フィルタ出力画
像信号を入力として空間フィルタ処理を行うことを特徴
とするものである。
The invention according to claim 6 of the present application is characterized in that spatial filter processing is performed using the filter output image signal as an input.

【0013】本願の請求項7の発明は、入力画像信号を
フィルタリング処理するフィルタ手段と、フィルタ手段
より出力されたフィルタ画像信号とその画像の対応する
位置の時間的に前のフィルタ出力信号との差分信号を算
出する減算手段と、入力画像信号と時間的に前のフィル
タ出力画像信号から閾値信号を算出する閾値算出手段
と、閾値算出手段により算出された各位置での閾値信号
と差分信号とを比較し、差分信号が閾値信号より小さい
場合にはフィルタ画像信号を選択し、差分信号が閾値信
号より大きい場合に入力画像信号を選択してフィルタ出
力画像信号として出力する比較・選択手段と、比較・選
択手段より出力される出力画像信号を保持する画像メモ
リと、を具備することを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there are provided a filter means for filtering an input image signal, a filter image signal output from the filter means and a filter output signal temporally preceding the corresponding position of the image. Subtracting means for calculating the difference signal, threshold calculating means for calculating the threshold signal from the input image signal and the filter output image signal temporally preceding, and the threshold signal and the difference signal at each position calculated by the threshold calculating means Comparing and selecting means for selecting the filter image signal when the difference signal is smaller than the threshold signal, and selecting the input image signal and outputting as the filter output image signal when the difference signal is larger than the threshold signal, And an image memory that holds an output image signal output from the comparison / selection means.

【0014】本願の請求項8の発明は、入力画像信号を
フィルタリング処理するフィルタ手段と、フィルタ手段
より出力されたフィルタ画像信号とその画像の対応する
位置の時間的に前のフィルタ出力信号との差分信号を算
出する減算手段と、所定の閾値と差分信号とを比較し、
差分信号が閾値より小さい場合にはフィルタ画像信号を
選択し、差分信号が閾値より大きい場合に入力画像信号
を選択してフィルタ出力画像信号として出力する比較・
選択手段と、比較・選択手段より出力される出力画像信
号を保持する画像メモリと、を具備することを特徴とす
るものである。
According to the invention of claim 8 of the present application, there are provided a filter means for filtering the input image signal, a filter image signal output from the filter means and a filter output signal temporally preceding the corresponding position of the image. The subtraction means for calculating the difference signal and the predetermined threshold value and the difference signal are compared,
If the difference signal is smaller than the threshold value, the filter image signal is selected, and if the difference signal is larger than the threshold value, the input image signal is selected and output as the filter output image signal.
It is characterized by comprising a selecting means and an image memory for holding an output image signal output from the comparing / selecting means.

【0015】本願の請求項12の発明は、フィルタ出力
画像信号を入力として空間フィルタ処理を行う空間フィ
ルタ手段を有することを特徴とするものである。
A twelfth aspect of the present invention is characterized by having a spatial filter means for performing a spatial filter process using the filter output image signal as an input.

【0016】[0016]

【作用】本発明のフィルタリング方法及び装置によれ
ば、入力画像信号とフィルタ画像信号を切替えてフィル
タ出力画像信号を生成する。時間的に定常でない動きが
大きな部分ではフィルタ画像信号に残像が発生して、画
質が著しく劣化する。従って前記フィルタ画像信号の画
質の劣化が顕著な部分に入力画像信号を採用することに
よって、画質の劣化を最小限にとどめることができる。
以上の方法により十分に雑音を除去され画像の品質を向
上し、符号化に際して画像の情報量を減少できることと
なる。又符号化した画像の品質も向上することとなる。
According to the filtering method and apparatus of the present invention, the filter output image signal is generated by switching between the input image signal and the filter image signal. An afterimage is generated in the filtered image signal in a portion having a large temporally unsteady motion, and the image quality is significantly deteriorated. Therefore, by adopting the input image signal in a portion where the image quality of the filtered image signal is significantly deteriorated, the image quality deterioration can be minimized.
By the above method, the noise can be sufficiently removed, the quality of the image can be improved, and the information amount of the image can be reduced at the time of encoding. Also, the quality of the coded image will be improved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の画像フィルタリング方法及び
その装置について、図面を参照しながら説明する。図1
は本発明の画像フィルタリング装置の第1の実施例を示
す説明図である。図1において、Aは入力画像信号、B
はフィルタ画像信号、Cは時間的に前、例えば1フレー
ム前のフィルタ出力画像信号、Dは差分信号、Fはフィ
ルタ出力画像信号を表す。又フィルタ1は入力画像信号
Aをフィルタリング処理するフィルタ手段である。本実
施例のフィルタ手段1は前述した従来例と同様に、入力
画像信号Aをk倍する乗算器11と、時間的に前のフィ
ルタ出力画像信号Cを1−k倍する乗算器12と、乗算
器11,12の出力を加算してフィルタ画像信号Bを出
力する加算器13とを含んで構成される。減算器2は1
フレーム前のフィルタ出力画像信号Cから、それと対応
する位置でのフィルタ画像信号Bを減じて差分信号Dを
求める減算手段であり、その出力はCPU3に入力され
る。CPU3は入力画像信号Aとフィルタ画像信号B、
フレームメモリ4の出力する時間的に前のフィルタ出力
画像C、及び差分信号Dを入力し、フィルタ出力画像信
号Fを生成するものであって、後述するように閾値算出
手段3a及び比較手段3bの機能を達成している。CP
U3から算出されたフィルタ出力画像Fはフレームメモ
リ4に入力される。フレームメモリ4はフィルタ出力画
像信号Fを保持し、且つフィルタ出力画像信号Cを提供
する画像メモリである。本実施例では、画像はフレーム
で構成され、フィルタリングはフレーム単位の時間フィ
ルタ、閾値算出処理及び減算処理は画素単位で行うもの
とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image filtering method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of an image filtering device of the present invention. In FIG. 1, A is an input image signal and B is
Is a filter image signal, C is a filter output image signal of a previous frame, for example, one frame before, D is a difference signal, and F is a filter output image signal. The filter 1 is a filter means for filtering the input image signal A. The filter means 1 of the present embodiment is similar to the above-mentioned conventional example, and has a multiplier 11 that multiplies the input image signal A by k, a multiplier 12 that multiplies the filter output image signal C that is temporally previous by 1-k. And an adder 13 for adding the outputs of the multipliers 11 and 12 and outputting the filtered image signal B. Subtractor 2 is 1
It is subtraction means for subtracting the filter image signal B at the corresponding position from the filter output image signal C before the frame to obtain the difference signal D, the output of which is input to the CPU 3. The CPU 3 has an input image signal A and a filtered image signal B,
The filter output image C and the difference signal D output from the frame memory 4 which are temporally previous are input to generate a filter output image signal F. The function is achieved. CP
The filter output image F calculated from U3 is input to the frame memory 4. The frame memory 4 is an image memory that holds the filter output image signal F and provides the filter output image signal C. In the present embodiment, the image is composed of frames, the filtering is performed on a frame-by-frame temporal filter basis, and the threshold value calculation process and the subtraction process are performed on a pixel-by-pixel basis.

【0018】このように構成された本実施例の画像フィ
ルタリング装置の動作について説明する。まず入力端子
5から入力画像信号Aを入力すると、フィルタ1では既
に述べた従来例と同様の動作によってフィルタリング処
理が行われ、フィルタ1の出力としてフィルタ画像信号
Bを生成する。フィルタ画像信号Bは減算器2に入力
し、フィルタ出力画像信号Cとの差分信号Dを求める。
入力画像信号Aとフィルタ画像信号Bとフィルタ出力画
像信号C、及び差分信号DをCPU3に入力する。但し
入力画像信号Aをx(t,v,h) 、フィルタ画像信号Bをy
(t,v,h) 、フィルタ出力画像信号Fをz(t,v,h) 、差分
信号Dをd(t,v,h) 、閾値TをT(t,v,h)とし、tはフ
レームの時間、vはフレーム内における画素の垂直位
置、hはフレーム内における画素の水平位置を表す。ま
ず差分信号Dは以下のように示される。
The operation of the image filtering apparatus of this embodiment having the above configuration will be described. First, when the input image signal A is input from the input terminal 5, the filter 1 performs the filtering process by the same operation as that of the conventional example described above, and the filter image signal B is generated as the output of the filter 1. The filter image signal B is input to the subtractor 2 and the difference signal D from the filter output image signal C is obtained.
The input image signal A, the filter image signal B, the filter output image signal C, and the difference signal D are input to the CPU 3. However, the input image signal A is x (t, v, h) and the filtered image signal B is y.
(t, v, h), the filter output image signal F is z (t, v, h), the differential signal D is d (t, v, h), the threshold T is T (t, v, h), and t Is the time of the frame, v is the vertical position of the pixel in the frame, and h is the horizontal position of the pixel in the frame. First, the difference signal D is shown as follows.

【数2】 [Equation 2]

【0019】又現在の入力画像信号A、即ちx(t,v,h)
とフレームメモリ4に保持されている1フレーム前のフ
ィルタ出力画像信号C、即ちz(t,v,h) から、CPU3
の閾値算出手段3aによって、次式(3)のように閾値
T(t,v,h) を算出する。
The current input image signal A, that is, x (t, v, h)
And the filter output image signal C one frame before, that is, z (t, v, h) held in the frame memory 4,
The threshold value calculation means 3a calculates the threshold value T (t, v, h) as in the following equation (3).

【数3】 ここでa,bは現在の入力画像信号Aと1フレーム前の
フィルタ出力画像Cを重み付け加算する係数であって、
その和を1とする。本実施例ではa,bを0.5 としてい
るが、加算値が1であればこれ以外の任意の配分とする
ことができる。又αはこうして得られた加算値から閾値
とする際の変化分の範囲を示す係数であり、ここでは0.
02としている。
[Equation 3] Here, a and b are coefficients for weighted addition of the current input image signal A and the filter output image C one frame before,
The sum is 1. In the present embodiment, a and b are set to 0.5, but if the added value is 1, any other distribution can be used. In addition, α is a coefficient indicating the range of change when the added value thus obtained is used as a threshold value, and here, it is 0.
02.

【0020】こうして得られた閾値と減算器2からの差
分信号Dの絶対値に基づいて、CPU3内の比較・選択
手段により次式のようにフィルタ出力信号Fを算出す
る。
Based on the threshold value thus obtained and the absolute value of the difference signal D from the subtractor 2, the comparison / selection means in the CPU 3 calculates the filter output signal F as in the following equation.

【数4】 こうしてフィルタ出力画像信号Fを生成する。生成され
たフィルタ出力画像信号Fはフレームメモリ4に格納す
る。この処理では閾値T(t,v,h) 以内の変化であればフ
ィルタ画像信号Bを選択し、これを越えていれば入力画
像信号Aを選択する。このような比較・選択処理によ
り、フィルタ画像信号Bの画質の劣化が顕著な部分に入
力画像信号Aを採用することによって、画質の劣化を最
小限にとどめ、且つ雑音を除去することができる。
[Equation 4] In this way, the filter output image signal F is generated. The generated filter output image signal F is stored in the frame memory 4. In this process, the filtered image signal B is selected if the change is within the threshold T (t, v, h), and the input image signal A is selected if the change is exceeded. By performing the comparison / selection process as described above, by adopting the input image signal A in a portion where the image quality of the filtered image signal B is significantly deteriorated, it is possible to minimize the image quality deterioration and remove noise.

【0021】尚本実施例では式(1)に示す特性を持つ
フィルタ1を用いたが、本発明の画像フィルタリング装
置はこれに限るものではなく、空間フィルタ,時間フィ
ルタ,適応処理を行うフィルタ,又これらフィルタを組
み合わせたフィルタなど様々なフィルタが適用可能であ
る。又本実施例では式(4)に示す閾値処理を行った
が、本発明の画像フィルタリング装置はこれに限るもの
ではなく、指数特性や対数の逆数に比例させた閾値、あ
るいは近隣フレームとの比較より求めた画像の2次元的
な動きに逆比例させた閾値など様々な閾値が設定可能で
ある。又閾値処理を行う単位についても本実施例では画
素単位で行ったが、本発明の画像フィルタリング装置は
これに限るものではなく、ブロックやフレームあるいは
時間的に複数の画素を単位に処理することが可能であ
る。
In the present embodiment, the filter 1 having the characteristic shown in the equation (1) is used, but the image filtering apparatus of the present invention is not limited to this, and a spatial filter, a temporal filter, a filter for performing adaptive processing, Further, various filters such as a filter obtained by combining these filters can be applied. Further, in the present embodiment, the threshold value processing shown in the formula (4) is performed, but the image filtering apparatus of the present invention is not limited to this, and a threshold value proportional to the exponential characteristic or the reciprocal of the logarithm, or comparison with a neighboring frame Various thresholds can be set, such as a threshold that is inversely proportional to the two-dimensional movement of the image obtained. In addition, although the threshold value processing is performed in pixel units in this embodiment, the image filtering apparatus of the present invention is not limited to this, and it is possible to perform processing in units of blocks, frames, or temporally a plurality of pixels. It is possible.

【0022】以下、本発明の画像フィルタリング装置の
第2の実施例を説明する。図2は本発明の画像フィルタ
リング装置の第2の実施例の説明図である。尚本実施例
において上述した第1の実施例と同様の構成、動作をす
るものについては同一の符号を付し、説明は省略する。
A second embodiment of the image filtering apparatus of the present invention will be described below. FIG. 2 is an explanatory diagram of the second embodiment of the image filtering apparatus of the present invention. In this embodiment, the same components and operations as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0023】本実施例が第2の実施例と異なる点は、閾
値を定数として閾値処理を行うCPU3をスイッチ7に
変更し、入力画像信号Aとフィルタ画像信号Bと差分信
号Dを入力してフィルタ出力画像信号Fを生成する点で
ある。即ち一定の閾値To を用いて差分信号Dを以下の
ように閾値処理する。
The present embodiment differs from the second embodiment in that the CPU 3 for performing threshold processing with the threshold as a constant is changed to the switch 7 and the input image signal A, the filtered image signal B and the difference signal D are input. This is the point where the filter output image signal F is generated. That is, the differential signal D is thresholded as follows using a constant threshold To.

【数5】 [Equation 5]

【0024】ここではスイッチ7は差分信号を所定の閾
値と比較し、差分信号が閾値より小さい場合にはフィル
タ画像信号Bを選択し、差分信号が閾値より大きいとき
には入力画像信号Aを選択してフィルタ出力画像信号と
する比較・選択手段を構成している。こうすればフィル
タ画像信号Bの画質の劣化が顕著な部分に入力画像信号
Aを採用して、画質の劣化を最小限にとどめかつ雑音を
除去することができる。以上のような構成にすれば、第
1の実施例に比較してより少ないハードウェア規模で第
1の実施例と同様の効果を得ることができる。
Here, the switch 7 compares the difference signal with a predetermined threshold value, selects the filter image signal B when the difference signal is smaller than the threshold value, and selects the input image signal A when the difference signal is larger than the threshold value. Comparing / selecting means for using a filter output image signal is configured. In this way, the input image signal A can be adopted in a portion where the image quality of the filtered image signal B is significantly deteriorated to minimize the image quality deterioration and remove noise. With the above configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with a smaller hardware scale as compared with the first embodiment.

【0025】次に本発明の第3の実施例を説明する。図
3は本発明の第3の実施例の説明図である。第1及び第
2の実施例では少なくとも1つの画素を単位に閾値処理
を行うが、フィルタ出力画像信号Fのフレーム内でフィ
ルタ画像信号Bと入力画像信号Aが混在する場合、フィ
ルタ画像信号Bと入力画像信号Aとの境界で不連続が生
じる。従って、フィルタ出力画像信号Fには本来存在し
ない空間的冗長度が発生する恐れがある。第3実施例は
これを解釈するため、第1の実施例に加えて、CPU3
と出力端子6の間に空間フィルタ8を設置したものであ
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, threshold processing is performed in units of at least one pixel, but when the filter image signal B and the input image signal A are mixed in the frame of the filter output image signal F, the filter image signal B Discontinuity occurs at the boundary with the input image signal A. Therefore, the filter output image signal F may have a spatial redundancy that does not originally exist. In order to interpret this, the third embodiment adds the CPU 3 in addition to the first embodiment.
The spatial filter 8 is installed between the output terminal 6 and the output terminal 6.

【0026】図3において、Lはフィルタ出力画像信号
Fをl倍した画像信号、Mはフィルタ出力画像信号Fを
フレームの水平方向に1画素遅延させてm倍した画像信
号、Nはフィルタ出力画像信号Fをフレームの水平方向
に2画素遅延させてn倍した画像信号、Oは画像信号L
と画像信号Mと画像信号Nを加算して生成した空間フィ
ルタ出力画像信号を表す。又CPU3の出力は空間フィ
ルタ8の乗算器81、遅延装置82,84に入力され
る。乗算器81はフィルタ出力画像信号Fをl倍して画
像信号Lに出力するものである。遅延装置82,84は
入力信号をフレームの水平方向に夫々1画素,2画素遅
延させるものである。遅延装置82,84の出力は夫々
乗算器83,85に入力される。乗算器83は1画素遅
延フィルタ出力画像信号をm倍し画像信号Mを出力する
乗算器である。乗算器85はフィルタ出力画像信号Fを
2画素遅延させたフィルタ出力画像信号を入力とし、こ
れをn倍して画像信号Nを出力するものである。加算器
86は乗算器81,83,85を加算して空間フィルタ
出力画像信号Oを出力するものである。
In FIG. 3, L is an image signal obtained by multiplying the filter output image signal F by l, M is an image signal obtained by delaying the filter output image signal F by one pixel in the horizontal direction of the frame and multiplying it by m, and N is a filter output image. An image signal obtained by delaying the signal F by 2 pixels in the horizontal direction of the frame and multiplying by n, O is an image signal L
And the spatial filter output image signal generated by adding the image signal M and the image signal N. The output of the CPU 3 is input to the multiplier 81 and the delay devices 82 and 84 of the spatial filter 8. The multiplier 81 multiplies the filter output image signal F by 1 and outputs it as the image signal L. The delay devices 82 and 84 delay the input signal by one pixel and two pixels in the horizontal direction of the frame, respectively. The outputs of the delay devices 82 and 84 are input to the multipliers 83 and 85, respectively. The multiplier 83 is a multiplier that multiplies the image signal output from the 1-pixel delay filter by m and outputs the image signal M. The multiplier 85 receives the filter output image signal obtained by delaying the filter output image signal F by 2 pixels, multiplies this by n, and outputs the image signal N. The adder 86 adds the multipliers 81, 83 and 85 and outputs the spatial filter output image signal O.

【0027】本実施例では、CPU3から出力される信
号Fに更に空間フィルタ8を通してフレーム全体を平滑
化するようにしている。但し空間フィルタ8の処理は画
素単位で行い、フィルタ出力画像信号Fをz(t,v,h) 、
空間フィルタ出力画像信号Oをo(t,v,h) とし、tはフ
レームの時間位置、vはフレーム内における画素の垂直
位置、hはフレーム内における画素の垂直位置をあらわ
し、画像の存在範囲外の画素については画像端の画素を
使用した。次式(6)はこの空間フィルタの処理を示し
ている。乗算器81,83,85の係数l,m,nはそ
の和を1とし、例えばl=n=0.25、m=0.5 とする。
In the present embodiment, the signal F output from the CPU 3 is further passed through the spatial filter 8 to smooth the entire frame. However, the processing of the spatial filter 8 is performed on a pixel-by-pixel basis, and the filter output image signal F is z (t, v, h),
The spatial filter output image signal O is o (t, v, h), t is the time position of the frame, v is the vertical position of the pixel in the frame, and h is the vertical position of the pixel in the frame. For the outer pixels, the pixels at the edge of the image were used. The following expression (6) shows the processing of this spatial filter. The sums of the coefficients l, m and n of the multipliers 81, 83 and 85 are set to 1, for example, l = n = 0.25 and m = 0.5.

【数6】 [Equation 6]

【0028】このように空間フィルタにより空間フィル
タ出力画像Oを生成することで、空間的に平滑化が行わ
れるため、フィルタ出力画像信号Fを構成するフィルタ
画像信号Bと入力画像信号Aとの境界で発生する不連続
が抑制される。以上の画像フィルタリング装置により画
像の劣化を最小限にし、雑音を除去し、更に空間的に発
生する冗長度を抑制することができる。
Since the spatial filter output image O is generated by the spatial filter in this way, spatial smoothing is performed, so that the boundary between the filter image signal B and the input image signal A forming the filter output image signal F is defined. The discontinuity that occurs at is suppressed. With the above image filtering apparatus, it is possible to minimize image deterioration, remove noise, and further suppress spatially generated redundancy.

【0029】尚本実施例では式(6)に示す特性を持つ
空間フィルタを用いたが、本発明の画像フィルタリング
装置はこれに限るものではなく、タップ数の異なるフィ
ルタや2次元の空間フィルタなど様々な空間フィルタが
適用可能である。
In this embodiment, the spatial filter having the characteristic shown in the equation (6) is used, but the image filtering apparatus of the present invention is not limited to this, and a filter having a different tap number or a two-dimensional spatial filter is used. Various spatial filters can be applied.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像フィ
ルタリング方法及びその装置は、フィルタ画像信号と時
間的に前のフィルタ出力画像信号又は時間的に後の入力
画像信号との差を閾値により弁別し、入力画像信号又は
フィルタ画像信号の一方を選択することにより、十分に
雑音を抑制し且つ画質の劣化を最小限にすることができ
る。又請求項2,8の説明では、より少ないハードウェ
ア規模でほぼ同様の効果を得ることができる。請求項6
及び12の発明では、これらの画像フィルタリング方法
又は装置の出力側に更に空間フィルタを設けることによ
って、入力画像信号とフィルタ画像信号との切換え時点
での境界で発生する不連続を抑制することができるとい
う効果が得られる。このため更に画像の劣化を最小限と
し、雑音を除去し空間的に発生する冗長度を抑制するこ
とが可能となる。
As described above, according to the image filtering method and apparatus of the present invention, the difference between the filtered image signal and the temporally previous filtered output image signal or the temporally subsequent input image signal is set by a threshold value. By discriminating and selecting one of the input image signal and the filtered image signal, noise can be sufficiently suppressed and deterioration of image quality can be minimized. According to the second and eighth aspects, almost the same effect can be obtained with a smaller hardware scale. Claim 6
In the inventions 1 and 2, by further providing a spatial filter on the output side of these image filtering methods or devices, it is possible to suppress the discontinuity occurring at the boundary at the time of switching between the input image signal and the filtered image signal. The effect is obtained. Therefore, it is possible to further minimize image deterioration, remove noise, and suppress spatially generated redundancy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像フィルタリング装置の第1の実施
例に係る説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram according to a first embodiment of an image filtering apparatus of the present invention.

【図2】本発明の画像フィルタリング装置の第2の実施
例に係る説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram according to a second embodiment of the image filtering apparatus of the present invention.

【図3】本発明の画像フィルタリング装置の第3の実施
例に係る説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram according to a third embodiment of the image filtering apparatus of the invention.

【図4】従来の画像フィルタリング方法の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional image filtering method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フィルタ 2 減算器 3 CPU 4 フレームメモリ 5 入力端子 6 出力端子 7 スイッチ 8 空間フィルタ 11,12 81,83,85 乗算器 13,86 加算器 82,84 遅延装置 1 Filter 2 Subtractor 3 CPU 4 Frame Memory 5 Input Terminal 6 Output Terminal 7 Switch 8 Spatial Filter 11,12 81,83,85 Multiplier 13,86 Adder 82,84 Delay Device

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像信号をフィルタリングしてフィ
ルタ画像信号を生成し、 前記フィルタ画像信号とその画像の対応する位置での時
間的に前のフィルタ出力画像信号との差分信号を算出
し、 前記入力画像信号と前記時間的に前のフィルタ出力画像
信号に基づいてその位置での閾値を算出し、 前記差分信号と前記閾値信号とを比較し、 前記差分信号が前記閾値信号より小さい場合に前記フィ
ルタ画像信号を出力してフィルタ出力画像信号として生
成し、 前記差分信号が前記閾値信号より大きい場合に前記入力
画像信号をフィルタ出力画像信号として生成することを
特徴とする画像フィルタリング方法。
1. An input image signal is filtered to generate a filtered image signal, and a differential signal between the filtered image signal and a temporally previous filtered output image signal at a corresponding position of the image is calculated, Calculating a threshold value at that position based on the input image signal and the temporally previous filter output image signal, comparing the difference signal and the threshold signal, the difference signal is smaller than the threshold signal An image filtering method comprising outputting a filtered image signal to generate a filtered output image signal, and generating the input image signal as a filtered output image signal when the difference signal is larger than the threshold signal.
【請求項2】 入力画像信号をフィルタリングしてフィ
ルタ画像信号を生成し、 前記フィルタ画像信号とその画像の対応する位置での時
間的に前のフィルタ出力画像信号との差分信号を算出
し、 前記差分信号と所定の閾値とを比較し、 前記差分信号が前記閾値より小さい場合に前記フィルタ
画像信号を出力してフィルタ出力画像信号として生成
し、 前記差分信号が前記閾値より大きい場合に前記入力画像
信号をフィルタ出力画像信号として生成することを特徴
とする画像フィルタリング方法。
2. An input image signal is filtered to generate a filtered image signal, and a difference signal between the filtered image signal and a temporally previous filtered output image signal at a corresponding position of the image is calculated, The difference signal is compared with a predetermined threshold value, when the difference signal is smaller than the threshold value, the filter image signal is output to generate a filter output image signal, and when the difference signal is larger than the threshold value, the input image is generated. An image filtering method, wherein a signal is generated as a filter output image signal.
【請求項3】 前記差分信号と前記閾値信号とは、各画
素単位に算出するものであることを特徴とする請求項1
記載の画像フィルタリング方法。
3. The difference signal and the threshold signal are calculated for each pixel.
Image filtering method described.
【請求項4】 前記差分信号は、各画素単位に算出する
ものであることを特徴とする請求項2記載の画像フィル
タリング方法。
4. The image filtering method according to claim 2, wherein the difference signal is calculated for each pixel.
【請求項5】 前記入力画像信号のフィルタリング処理
は、時間フィルタ又は空間フィルタの少なくとも1つの
フィルタを用いて行うものであることを特徴とする請求
項1〜4のいずれか1項に記載の画像フィルタリング方
法。
5. The image according to claim 1, wherein the filtering processing of the input image signal is performed by using at least one filter of a temporal filter and a spatial filter. Filtering method.
【請求項6】 前記フィルタ出力画像信号を入力として
空間フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項1〜5
のいずれか1項に記載の画像フィルタリング方法。
6. The spatial filter process is performed by using the filter output image signal as an input.
The image filtering method according to any one of 1.
【請求項7】 入力画像信号をフィルタリング処理する
フィルタ手段と、 前記フィルタ手段より出力されたフィルタ画像信号とそ
の画像の対応する位置の時間的に前のフィルタ出力信号
との差分信号を算出する減算手段と、 前記入力画像信号と前記時間的に前のフィルタ出力画像
信号から閾値信号を算出する閾値算出手段と、 前記閾値算出手段により算出された各位置での閾値信号
と差分信号とを比較し、差分信号が閾値信号より小さい
場合にはフィルタ画像信号を選択し、差分信号が閾値信
号より大きい場合に入力画像信号を選択してフィルタ出
力画像信号として出力する比較・選択手段と、 前記比較・選択手段より出力される出力画像信号を保持
する画像メモリと、を具備することを特徴とする画像フ
ィルタリング装置。
7. Filter means for filtering an input image signal, and subtraction for calculating a difference signal between the filter image signal output from the filter means and the filter output signal at a position corresponding to the previous image in time. Means, a threshold value calculating means for calculating a threshold value signal from the filter output image signal temporally preceding the input image signal, and comparing the threshold value signal and the difference signal at each position calculated by the threshold value calculating means. A comparison / selection unit that selects a filter image signal when the difference signal is smaller than the threshold signal, and selects an input image signal when the difference signal is larger than the threshold signal to output as a filter output image signal; And an image memory that holds an output image signal output from the selection unit.
【請求項8】 入力画像信号をフィルタリング処理する
フィルタ手段と、 前記フィルタ手段より出力されたフィルタ画像信号とそ
の画像の対応する位置の時間的に前のフィルタ出力信号
との差分信号を算出する減算手段と、 所定の閾値と差分信号とを比較し、差分信号が閾値より
小さい場合にはフィルタ画像信号を選択し、差分信号が
閾値より大きい場合に入力画像信号を選択してフィルタ
出力画像信号として出力する比較・選択手段と、 前記比較・選択手段より出力される出力画像信号を保持
する画像メモリと、を具備することを特徴とする画像フ
ィルタリング装置。
8. Filter means for filtering an input image signal, and subtraction for calculating a difference signal between the filter image signal output from the filter means and the filter output signal at the corresponding position in the image which is previous in time. And a predetermined threshold value and the difference signal are compared, and when the difference signal is smaller than the threshold value, the filter image signal is selected, and when the difference signal is larger than the threshold value, the input image signal is selected as the filter output image signal. An image filtering apparatus comprising: a comparison / selection unit for outputting; and an image memory for holding an output image signal output from the comparison / selection unit.
【請求項9】 前記減算手段は各画素単位に差分信号を
算出するものであり、前記閾値算出手段は各画素単位に
閾値信号を算出するものであることを特徴とする請求項
7記載の画像フィルタリング装置。
9. The image according to claim 7, wherein the subtraction unit calculates a difference signal for each pixel unit, and the threshold value calculation unit calculates a threshold signal for each pixel unit. Filtering device.
【請求項10】 前記減算手段は各画素単位に差分信号
を算出するものであることを特徴とする請求項8記載の
画像フィルタリング装置。
10. The image filtering apparatus according to claim 8, wherein the subtraction unit calculates a difference signal for each pixel.
【請求項11】 前記フィルタ手段による入力画像のフ
ィルタリング処理は、時間フィルタ又は空間フィルタの
少なくとも1つのフィルタを用いて行うものであること
を特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の画
像フィルタリング装置。
11. The filtering process of the input image by the filter means is performed by using at least one filter of a temporal filter and a spatial filter. Image filtering device.
【請求項12】 前記フィルタ出力画像信号を入力とし
て空間フィルタ処理を行う空間フィルタ手段を有するこ
とを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の
画像フィルタリング装置。
12. The image filtering apparatus according to claim 7, further comprising a spatial filter unit that performs a spatial filter process using the filter output image signal as an input.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100421882B1 (en) * 2001-11-07 2004-03-09 엘지전자 주식회사 Dynamic noise reduction circuit
KR100944245B1 (en) * 2003-03-24 2010-02-24 주식회사 에스원 Method and filter for removing image noise
JP2013179566A (en) * 2012-02-01 2013-09-09 Panasonic Corp Image processing apparatus and imaging apparatus

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