JPH10187959A - Image processor - Google Patents

Image processor

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Publication number
JPH10187959A
JPH10187959A JP8350310A JP35031096A JPH10187959A JP H10187959 A JPH10187959 A JP H10187959A JP 8350310 A JP8350310 A JP 8350310A JP 35031096 A JP35031096 A JP 35031096A JP H10187959 A JPH10187959 A JP H10187959A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
impulse noise
image
input
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP8350310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Wada
祐司 和田
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Publication of JPH10187959A publication Critical patent/JPH10187959A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processor which can eliminate the impulse noises without impairing the form features of an image. SOLUTION: An impulse noise detector 10 learns via a learning image to make its output approximate to the 1st and 2nd value when the processing object pixel is identical and not identical to an impulse noise respectively based on the data calculated from the object pixel and its peripheral pixels. Then the detector 10 outputs an impulse noise detection signal based on its learning result. An impulse noise eliminator 20 defines plural peripheral pixels of the pixel under processing as the reference points when an impulse noise exists. Then the eliminator 20 calculates the input signal value that undergoes the fuzzy control based on the signal value of the reference points and the prescribed signal value included in a filter window and then calculates the value of pixel data serving as an output based on the value obtained by applying the fuzzy control to be learnt to the input signal value based on the learning image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置に係
り、特にインパルス性雑音が重畳している2次元画像デ
ータからディジタル信号処理により雑音除去をして、原
画像を復元する画像処理装置に関する。
The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to an image processing apparatus for restoring an original image by removing noise from two-dimensional image data on which impulse noise is superimposed by digital signal processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、インパルス性雑音が重畳して
いる2次元画像データに対して雑音除去をする画像処理
装置として、メディアンフィルタを用いることが知られ
ている。このメディアンフィルタは、すべての入力信号
を逐次的に処理し、処理した入力データ列を昇順、若し
くは、降順に並べ換えた後、あるサイズのフィルタ窓内
における中央値を出力とするフィルタであり、これによ
りインパルス性雑音を除去できる。
2. Description of the Related Art Hitherto, it has been known to use a median filter as an image processing apparatus for removing noise from two-dimensional image data on which impulse noise is superimposed. This median filter is a filter that sequentially processes all input signals, rearranges the processed input data sequence in ascending order or descending order, and outputs the median value in a filter window of a certain size. Can remove impulse noise.

【0003】しかし、このメディアンフィルタは信号の
細かな変化部分も変形してしまうため、中央点重み付き
メディアン(CWM:Center Weighted Median)フィル
タを用いてインパルス性雑音を除去することも提案され
ている。このCWMフィルタは、メディアンフィルタを
拡張したフィルタで、処理点に重みを付け、昇順、若し
くは、降順に並べた際、その中央値を出力とするフィル
タである。
[0003] However, since this median filter also deforms small changes in the signal, it has been proposed to remove impulse noise using a center weighted median (CWM) filter. . The CWM filter is an extended version of the median filter. The CWM filter assigns weights to the processing points and outputs the median value when the processing points are arranged in ascending or descending order.

【0004】また、従来の画像処理装置として、ファジ
ィルールに基づくメディアンフィルタを用いるものも提
案されている(電子情報通信学会論文誌A Vol.J78-A N
o.2、pp.123-131、1995年2月)。このファジィルールに基
づくメディアンフィルタは、入力画像データをメディア
ンフィルタを通して検出器に入力すると共に直接検出器
に入力し、入力画像データ中のインパルス性雑音の有無
をファジィルールに基づき判別し、インパルス性雑音が
存在すると判別したときはメディアンフィルタの出力を
出力画像データとし、インパルス性雑音が存在しないと
判別したときは入力画像データをそのまま出力する構成
である。
Further, as a conventional image processing apparatus, an apparatus using a median filter based on a fuzzy rule has been proposed (Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers A Vol. J78-AN).
o.2, pp.123-131, February 1995). The median filter based on this fuzzy rule inputs the input image data to the detector through the median filter and directly to the detector, and determines the presence or absence of impulse noise in the input image data based on the fuzzy rule. Is determined to be present, the output of the median filter is used as output image data, and when it is determined that no impulsive noise is present, the input image data is output as it is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の画像処理装置は、いずれも画像全体を処理し、インパ
ルス性雑音を除去すると同時に原信号も劣化させる傾向
にあった。また、画像の形状的に特徴ある部分、つま
り、エッジや1画素から構成されるラインに対し考慮が
なされていないためそれらを劣化させていた。
However, all of the above-mentioned conventional image processing apparatuses tend to process the entire image, remove impulse noise, and simultaneously degrade the original signal. In addition, portions that are characteristic in shape of the image, that is, edges and lines composed of one pixel are not taken into consideration, so that they are deteriorated.

【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
インパルス性雑音を画像の形状的な特徴を損なうことな
しに除去することができる画像処理装置を提供すること
を目的とする。
[0006] The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus capable of removing impulsive noise without impairing the shape characteristics of an image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、インパルス性雑音が重畳された原画像の2
次元画像データを入力信号として受け、すべての画素の
データを逐次的に処理する際に、処理対象の画素と周囲
の複数の画素から計算したデータに基づいて、処理対象
の画素がインパルス性雑音であるときは第1の値に、イ
ンパルス性雑音でないときの出力が第2の値に近付くよ
うに学習用の画像を用いて学習し、その学習結果に基づ
いてインパルス性雑音の有無に応じて異なる論理値のイ
ンパルス性雑音検出信号を出力するインパルス性雑音検
出器と、原画像の2次元画像データとインパルス性雑音
検出信号とを入力信号として受け、インパルス性雑音検
出信号がインパルス性雑音無しを示しているときは対応
する画素の入力画像データをそのまま出力し、インパル
ス性雑音有りを示しているときは、現在処理している画
素の周囲の複数の画素を基準点とし、その基準点の信号
値とフィルタ窓内の所定の信号値とからファジィ制御さ
れる入力信号値を計算し、この入力信号値に対して学習
用の画像をもとに学習するファジィ制御を行って得られ
た値から出力となる画素データの値を算出するインパル
ス性雑音除去器とを有する構成としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention has been made to solve the above problem.
When receiving two-dimensional image data as an input signal and sequentially processing the data of all pixels, the pixel to be processed is impulsive noise based on data calculated from the pixel to be processed and a plurality of surrounding pixels. In some cases, learning is performed using a learning image so that the output when the noise is not impulsive noise approaches the second value, and the output differs depending on the presence or absence of impulsive noise based on the learning result. An impulse noise detector that outputs a logical impulse noise detection signal, and two-dimensional image data of an original image and an impulse noise detection signal are received as input signals, and the impulse noise detection signal indicates that there is no impulse noise. Output, the input image data of the corresponding pixel is output as it is, and when impulse noise is present, a plurality of pixels around the pixel currently being processed are output. Using the element as a reference point, an input signal value to be fuzzy controlled is calculated from the signal value of the reference point and a predetermined signal value in the filter window, and learning is performed on the input signal value based on a learning image. And an impulse noise eliminator for calculating a value of pixel data to be output from a value obtained by performing the fuzzy control.

【0008】本発明では、画像の形状的な特徴を考慮し
た2次元画像データを用意し、その画像データをインパ
ルス性雑音検出器において、ファジィルールが学習用画
像を用いて最適に学習するファジィ制御を行い、処理対
象の画素がインパルス性雑音であるときは第1の値に、
インパルス性雑音でないときの出力が第2の値に近付く
ように学習用の画像を用いて学習することで、インパル
ス性雑音検出信号を出力する。インパルス性雑音除去器
は、インパルス性雑音検出信号がインパルス性雑音有り
を示しているときは、現在処理している画素の周囲の複
数の画素を基準点とし、その基準点の信号値とフィルタ
窓内の所定の信号値とから計算した入力信号値に対して
ファジィ制御を行い、これにより得られた値を競合さ
せ、勝者の信号値を基に出力信号を求める。これによ
り、画像の形状における特徴を保存することができ、視
覚的にも良好な画像が得られる。
According to the present invention, fuzzy control is provided in which two-dimensional image data is prepared in consideration of the shape characteristics of an image, and the image data is optimally learned by a fuzzy rule using a learning image in an impulse noise detector. And when the pixel to be processed is impulsive noise,
Learning is performed using an image for learning so that the output when the noise is not the impulse noise approaches the second value, thereby outputting an impulse noise detection signal. When the impulse noise detection signal indicates that there is impulsive noise, the impulse noise remover sets a plurality of pixels around the pixel currently being processed as a reference point, and a signal value of the reference point and a filter window. The fuzzy control is performed on the input signal value calculated from the predetermined signal value in the above, and the obtained values are made to compete with each other, and the output signal is obtained based on the signal value of the winner. As a result, features in the shape of the image can be preserved, and a visually good image can be obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0010】図1は本発明になる画像処理装置の一実施
の形態のブロック図を示す。この実施の形態は、原画像
である2次元画像データが入力されるインパルス性雑音
検出器10と、原画像である2次元画像データ及びイン
パルス性雑音検出器10の出力検出信号とが入力され、
処理画像データを出力するインパルス性雑音除去器20
とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. In this embodiment, an impulse noise detector 10 to which two-dimensional image data as an original image is inputted, and two-dimensional image data as an original image and an output detection signal of the impulse noise detector 10 are inputted,
Impulse noise remover 20 for outputting processed image data
It is composed of

【0011】インパルス性雑音検出器10は、図2のブ
ロック図に示すように、ファジィ制御器への入力生成器
11と、入力生成器11の出力信号が入力されるファジ
ィ制御器12と、ファジィ制御器12の出力信号が入力
され、これを2値化する2値化器13から構成されてい
る。
As shown in the block diagram of FIG. 2, the impulse noise detector 10 includes an input generator 11 to a fuzzy controller, a fuzzy controller 12 to which an output signal of the input generator 11 is input, and a fuzzy controller 12. An output signal of the controller 12 is input, and is constituted by a binarizer 13 for binarizing the input signal.

【0012】また、図1のインパルス性雑音除去器20
は、図3のブロック図に示すように、インパルス性雑音
検出器10の出力検出信号と原画像の2次元画像データ
が入力される入力生成器21と、入力生成器21の出力
信号が入力されるファジィ制御器22と、ファジィ制御
器22の出力信号が入力されて競合処理を行う競合器2
3と、競合器23の出力信号から出力画像を生成する出
力画像生成器24から構成されている。
The impulse noise eliminator 20 shown in FIG.
As shown in the block diagram of FIG. 3, an input generator 21 to which an output detection signal of the impulse noise detector 10 and two-dimensional image data of an original image are input, and an output signal of the input generator 21 to be input. Fuzzy controller 22 and a competitor 2 which receives the output signal of fuzzy controller 22 and performs a competition process
3 and an output image generator 24 for generating an output image from the output signal of the competitor 23.

【0013】次に、この実施の形態の動作について説明
する。
Next, the operation of this embodiment will be described.

【0014】まず、図1及び図2に示すインパルス性雑
音検出器10に、インパルス性雑音が重畳された画像デ
ータが入力されると、インパルス性雑音検出器10は図
4のフローチャートに従う動作を行い、インパルス性雑
音の有無を検出する。すなわち、インパルス性雑音検出
器10は画像データが入力されると(ステップ10
1)、入力された画像データを1画素ごとに処理し、そ
れがインパルス性雑音であるか否かを判別し、すべての
画素において検出がなされたときにインパルス性雑音検
出器10の処理を終了する。それは次のようにして識別
される。
First, when image data on which impulse noise is superimposed is input to the impulse noise detector 10 shown in FIGS. 1 and 2, the impulse noise detector 10 performs an operation according to the flowchart of FIG. , The presence or absence of impulsive noise is detected. That is, the impulse noise detector 10 receives the image data (step 10).
1) The input image data is processed for each pixel, and it is determined whether or not it is impulsive noise. When all the pixels have been detected, the processing of the impulse noise detector 10 is completed. I do. It is identified as follows:

【0015】2次元画像上において現在、選ばれている
画素をx(i,j)としたとき、その周囲の8つの画素
であるx(i−1,j−1)、x(i,j−1)、x
(i+1,j−1)、x(i−1,j)、x(i+1,
j)、x(i−1,j+1)、x(i,j+1)、x
(i+1,j+1)を考慮し、図2のファジィ制御器1
2への6つの入力データ列inpkk(ただし、k=0
〜5)を以下の式に基づいて計算する。
Assuming that a currently selected pixel on a two-dimensional image is x (i, j), eight pixels around it, x (i-1, j-1) and x (i, j), -1), x
(I + 1, j-1), x (i-1, j), x (i + 1,
j), x (i-1, j + 1), x (i, j + 1), x
Considering (i + 1, j + 1), the fuzzy controller 1 of FIG.
2 input data strings inpk k (where k = 0)
To 5) are calculated based on the following equation.

【0016】[0016]

【数1】 ここで、xn1、xn2は、それぞれ考慮しているフィルタ
窓内においてx(i,j)に最も近い信号値とその次に
近い信号値を示し、med(i,j)はフィルタ窓内の
メディアン値を示す。
(Equation 1) Here, x n1 and x n2 indicate the signal value closest to x (i, j) and the signal value next to it, respectively, in the filter window under consideration, and med (i, j) indicates the signal value in the filter window. The median value of

【0017】上記の入力データ列inpkkは、ファジ
ィ制御器12に入力される。ファジィ制御器12は、入
力データ列inpkkに対し、学習用の信号を基に最適
に学習して出力grを計算する(ステップ103)。こ
こで、インパルス性雑音があるときはgr=1、インパ
ルス性雑音が存在しないときはgr=0であるので、そ
れらの中間値「0.5」をしきい値とし、値grがしき
い値「0.5」より大であるか否か判定し(ステップ1
04)、大であるときは画素(i,j)がインパルス性
雑音と判別し(ステップ105)、大でないときはイン
パルス性雑音でなく画素(i,j)は原信号と判別し
(ステップ106)、その判別結果を内部のメモリに記
憶する(ステップ107)。
The above input data sequence inpk k is input to the fuzzy controller 12. Fuzzy controller 12, the input data sequence Inpk k, optimally learning computes the output gr based on the signal for learning (step 103). Here, since gr = 1 when there is impulsive noise and gr = 0 when there is no impulsive noise, the intermediate value "0.5" is set as the threshold value, and the value gr is set to the threshold value. It is determined whether the value is greater than “0.5” (step 1).
04), if large, the pixel (i, j) is determined to be impulsive noise (step 105); if not large, the pixel (i, j) is determined to be the original signal instead of impulsive noise (step 106). ), And stores the determination result in an internal memory (step 107).

【0018】そして、ファジィ制御器12は、ステップ
101〜107の処理を全画素について行う(ステップ
101〜109)。このファジィ制御器12から出力さ
れたデータは、図2の2値化器13に供給されて”0”
若しくは”1”に2値化され、インパルス性雑音データ
(インパルス性雑音検出信号)として出力され(ステッ
プ110)、メモリに記憶される。
Then, the fuzzy controller 12 performs the processing of steps 101 to 107 for all pixels (steps 101 to 109). The data output from the fuzzy controller 12 is supplied to the binarizer 13 shown in FIG.
Alternatively, it is binarized to "1", output as impulsive noise data (impulse noise detection signal) (step 110), and stored in the memory.

【0019】インパルス性雑音検出器10により上記の
如くにして検出されたインパルス性雑音データは、原画
像の画素データと共に図1及び図3に示すインパルス性
雑音除去器20に入力されて雑音が除去される。次に、
このインパルス性雑音除去器20の動作について、図5
のフローチャートと共に説明する。
The impulse noise data detected by the impulse noise detector 10 as described above is input to the impulse noise remover 20 shown in FIGS. 1 and 3 together with the pixel data of the original image to remove the noise. Is done. next,
FIG. 5 shows the operation of the impulse noise eliminator 20.
It will be described together with the flowchart of FIG.

【0020】インパルス性雑音除去器20においても1
画素ごとに処理を行い、インパルス性雑音を除去する。
図3の入力生成器21は、インパルス性雑音検出器10
で得られたインパルス性雑音データと原画像の2次元画
像データとを入力信号として受け(ステップ201)、
現在処理している2次元画像データの画素に対応するイ
ンパルス性雑音データが”0”であるか否か、すなわち
インパルス性雑音がないか否か判定し(ステップ20
2)、”0”であるときは対応する画素がインパルス性
雑音ではない為、入力画素の画像データをそのまま出力
画像データとして出力して(出力を入力と等価とし)次
の画素へ移る(ステップ210)。
In the impulse noise eliminator 20,
Processing is performed for each pixel to remove impulse noise.
The input generator 21 of FIG.
Receiving as input signals the impulse noise data obtained in step 2 and the two-dimensional image data of the original image (step 201);
It is determined whether or not the impulse noise data corresponding to the pixel of the currently processed two-dimensional image data is “0”, that is, whether or not there is any impulse noise (step 20).
2) If "0", the corresponding pixel is not impulsive noise, so the image data of the input pixel is output as it is as output image data (the output is equivalent to the input) and the process proceeds to the next pixel (step) 210).

【0021】一方、現在処理している画素に対応するイ
ンパルス性雑音データが”1”である場合は、その画素
に対応する画像データを入力し(ステップ203)、イ
ンパルス性雑音を除去する為に現在処理している画素x
(i,j)の周囲の8つの画素x(i−1,j−1)、
x(i,j−1)、x(i+1,j−1)、x(i−
1,j)、x(i+1,j)、x(i−1,j+1)、
x(i,j+1)、x(i+1,j+1)をそれぞれ基
準点としたファジィ制御器22への入力inpjkを計
算する(ステップ204)。基準点がx(i−1,j−
1)である場合、ファジィ制御器22への入力は次のよ
うになる。
On the other hand, if the impulse noise data corresponding to the pixel currently being processed is "1", the image data corresponding to the pixel is input (step 203) to remove the impulse noise. Pixel x currently being processed
Eight pixels x (i-1, j-1) around (i, j),
x (i, j-1), x (i + 1, j-1), x (i-
1, j), x (i + 1, j), x (i-1, j + 1),
x (i, j + 1) , x (i + 1, j + 1) to calculate the input Inpj k to fuzzy controller 22 which is a reference point, respectively (step 204). The reference point is x (i-1, j-
In the case of 1), the input to the fuzzy controller 22 is as follows.

【0022】inpj0=|xm1−xm2| inpj1=|xm1−x (i−1,j−1)| inpj2=|xm2−x (i−1,j−1)| inpj3=|xm3−x (i−1,j−1)| ここで、xm1はフィルタ窓内における基準点の近傍の市
街地距離が1である2点のうち基準点の信号値と値の近
い信号値を示し、xm2、xm3は市街地距離が1である2
点を除いたフィルタ窓内の点で基準点の信号値と最も近
い信号値と次に近い信号値を示す。なお、市街地距離と
は、2点(x1,y1)、(x2,y2)があるとき、
|x1−x2|+|y1−y2|で表される値である。
Inpj0= | Xm1-Xm2| impj1= | Xm1-X (I-1, j-1) | impjTwo= | Xm2-X (I-1, j-1) | impjThree= | Xm3-X (I-1, j-1) | where xm1Is the city near the reference point in the filter window
Near the signal value of the reference point of the two points where the street distance is 1
Signal value, xm2, Xm3Is 2 where the city distance is 1
The point within the filter window excluding the point is closest to the signal value of the reference point.
Signal value and the next closest signal value. In addition, the city area distance
Is when there are two points (x1, y1) and (x2, y2)
| X1-x2 | + | y1-y2 |.

【0023】すなわち、基準点をxstandardとした場
合、ファジィ制御器22への入力は次のようになる。
That is, when the reference point is x standard , the input to the fuzzy controller 22 is as follows.

【0024】inpj0=|xm1−xm2| inpj1=|xm1−xstandard| inpj2=|xm2−xstandard| inpj3=|xm3−xstandard| インパルス性雑音除去器20におけるファジィ制御器2
2は、上記の入力に対して、学習用の画像を用いて最適
に学習して出力を計算する(ステップ205)。この計
算により得られるファジィ制御器22の出力は、その基
準点xstandardの値とxm2との平均が出力だと考えられ
る場合”1”、そうでない場合”0”に近い値となる。
Impj 0 = | x m1 -x m2 | inpj 1 = | x m1 -x standard | impj 2 = | x m2 -x standard | impj 3 = | x m3 -x standard | Fuzzy controller 2
2 calculates the output by learning the above input optimally using the image for learning (step 205). The output of the fuzzy controller 22 obtained by this calculation has a value close to "1" when the average of the value of the reference point x standard and x m2 is considered to be the output, and otherwise a value close to "0".

【0025】インパルス性雑音検出信号がインパルス性
雑音有りを示している画素x(i,j)の周辺の8つの
画素をそれぞれ基準点xstandardとするファジィ制御器
22からの全部で8つの出力は、図3の競合器23に供
給され、ここで競合動作によりファジィ制御器22の基
準点とxm2との平均のうち、最も大きい値が選択されて
出力される(ステップ206)。
A total of eight outputs from the fuzzy controller 22 using the eight pixels around the pixel x (i, j) for which the impulse noise detection signal indicates the presence of the impulse noise as reference points x standard are as follows: is supplied to the contention unit 23 in FIG. 3, where competition operation among average of the reference point and x m @ 2 of the fuzzy controller 22, the largest value is selected and output (step 206).

【0026】次に、図3の出力画像生成器24は、この
競合動作により選択された値(これを勝者というものと
する)が予め定めたある基準値より大きいかどうか判定
し(ステップ207)、勝者が基準値より大きい場合は
基準点の信号値より出力画素データ値を計算し(ステッ
プ208)、勝者が基準値を越えない場合は、この出力
をフィルタ窓内の画素値のメディアン値とする(ステッ
プ209)。
Next, the output image generator 24 of FIG. 3 determines whether or not the value selected by this competition operation (this is referred to as a winner) is larger than a predetermined reference value (step 207). If the winner is greater than the reference value, an output pixel data value is calculated from the signal value of the reference point (step 208). If the winner does not exceed the reference value, the output is calculated as the median value of the pixel value in the filter window. (Step 209).

【0027】続いて、次の画素に進んでこれらの作業を
すべての画素において終了したかどうか判定し(ステッ
プ210、211)、すべての画素において上記のステ
ップ201〜210の処理を実行し、得られた出力がこ
の画像処理装置の出力となる。そして、この出力画像生
成器24から出力された画素データが表示器により画像
表示される(ステップ212)。これにより、2次元画
像において視覚的に劣化させることなく、インパルス性
雑音を除去することが可能である。
Subsequently, the process proceeds to the next pixel, and it is determined whether or not these operations have been completed for all the pixels (steps 210 and 211), and the processing of steps 201 to 210 is executed for all the pixels. The output obtained is the output of the image processing apparatus. Then, the pixel data output from the output image generator 24 is displayed as an image on the display (step 212). This makes it possible to remove impulse noise without visually deteriorating the two-dimensional image.

【0028】[0028]

【実施例】次に、上記の実施の形態の実施例について説
明する。図6に示すような文字Tをシミュレーション用
の画像とし、この画像全体の画素数の5%の画素にイン
パルス性雑音を重畳させ(すなわち、インパルス性雑音
の発生率5%)、かつ、インパルス性雑音として値±2
56を重畳させたときの劣化画像を図7に示す。
Next, an example of the above embodiment will be described. A character T as shown in FIG. 6 is used as an image for simulation, and impulse noise is superimposed on 5% of the pixels of the entire image (that is, the impulse noise occurrence rate is 5%). ± 2 as noise
FIG. 7 shows a deteriorated image when 56 is superimposed.

【0029】この図7に示す劣化画像の2次元画像デー
タを、図1に示した実施の形態で処理した結果は、画像
評価基準の一つである原画像と出力画像の平均自乗誤差
(MSE:Mean Square Error)が「0.387」であ
り、得られた画像は図8に示す如くになった。これに対
し、図7に示す劣化画像の2次元画像データを従来のメ
ディアンフィルタを通して得られた画像データのMSE
は「84.8」で、得られた画像は図9に示す如くにな
り、従来のCWMフィルタを通して得られた画像データ
のMSEは「7.482」で、そのときの画像は図10
に示す如くになり、更に従来のファジィルールに基づい
たメディアンフィルタにより処理した結果のMSEは
「3.906」であり、得られた画像は図11に示す如
くであった。
The result of processing the two-dimensional image data of the deteriorated image shown in FIG. 7 in the embodiment shown in FIG. 1 is based on the mean square error (MSE) between the original image and one of the image evaluation criteria. : Mean Square Error) was “0.387”, and the obtained image was as shown in FIG. In contrast, the two-dimensional image data of the deteriorated image shown in FIG.
Is "84.8", the obtained image is as shown in FIG. 9, and the MSE of the image data obtained through the conventional CWM filter is "7.482".
As shown in FIG. 11, the MSE as a result of further processing by the median filter based on the conventional fuzzy rule is “3.906”, and the obtained image is as shown in FIG.

【0030】一般に、MSEの値が小さい程、出力画像
は高画質であるから、以上のMSEの値から分かるよう
に、本発明の実施の形態による処理が最もインパルス性
雑音の除去効果があり、かつ、最も原画像に近く復元で
きることが確かめられた。
In general, the smaller the value of MSE, the higher the quality of the output image. As can be seen from the above value of MSE, the processing according to the embodiment of the present invention has the most effective effect of removing impulse noise. In addition, it was confirmed that the image could be restored closest to the original image.

【0031】また、図12に示す女性の画像”gir
l”をシミュレーション用の画像とし、このときも上記
と同様にインパルス性雑音の発生率5%、かつ、インパ
ルス性雑音として値±256を重畳させたときの劣化画
像を図13に示す。
The image "gir" of a woman shown in FIG.
l ″ is used as an image for simulation, and in this case as well, FIG. 13 shows a degraded image when the impulse noise occurrence rate is 5% and the value ± 256 is superimposed as the impulse noise.

【0032】この図13に示す劣化画像の2次元画像デ
ータを、図1に示した実施の形態で処理した結果は、M
SEが「2.369」であり、得られた画像は図14に
示す如くになった。これに対し、図13に示す劣化画像
の2次元画像データを従来のメディアンフィルタを通し
て得られた画像データのMSEは「28.78」で、得
られた画像は図15に示す如くになり、従来のCWMフ
ィルタを通して得られた画像データのMSEは「12.
76」で、そのときの画像は図16に示す如くになり、
更に従来のファジィルールに基づいたメディアンフィル
タにより処理した結果のMSEは「6.109」であ
り、得られた画像は図17に示す如くであった。すなわ
ち、この”girl”の場合も、本実施例が最もインパ
ルス性雑音を画像の形状的な特徴を損なうことなしに除
去することができることが確かめられた。
When the two-dimensional image data of the deteriorated image shown in FIG. 13 is processed by the embodiment shown in FIG.
SE was "2.369", and the obtained image was as shown in FIG. On the other hand, the MSE of the image data obtained by passing the two-dimensional image data of the deteriorated image shown in FIG. 13 through the conventional median filter is “28.78”, and the obtained image is as shown in FIG. MSE of the image data obtained through the CWM filter of “12.
76 ", the image at that time is as shown in FIG.
Further, the MSE of the result of processing by the median filter based on the conventional fuzzy rule was “6.109”, and the obtained image was as shown in FIG. That is, it has been confirmed that, in the case of this "girl", the present embodiment can remove the most impulsive noise without impairing the shape characteristics of the image.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッジや1画素から構成されるライン等の画像の形状的
な特徴を損なうことなしにインパルス性雑音を除去し、
原画像を最も良好に復元することができる。
As described above, according to the present invention,
Eliminates impulse noise without impairing the shape characteristics of images such as edges and lines composed of one pixel,
The original image can be best restored.

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

【図1】本発明の画像処理装置の一実施の形態のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.

【図2】図1中のインパルス性雑音検出器の一例のブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram of an example of an impulse noise detector in FIG.

【図3】図1中のインパルス性雑音除去器の一例のブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of an impulse noise remover in FIG. 1;

【図4】図2のインパルス性雑音検出器の動作説明用フ
ローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the impulse noise detector of FIG. 2;

【図5】図3のインパルス性雑音除去器の動作動作説明
用フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the impulse noise eliminator of FIG. 3;

【図6】シミュレーション用の原画像の一例である。FIG. 6 is an example of an original image for simulation.

【図7】図6の画像にインパルス性雑音音を発生率5
%、大きさ±256で重畳した劣化画像である。
FIG. 7 shows an impulse noise sound generation rate of 5 in the image of FIG.
%, And a deteriorated image superimposed with a size of ± 256.

【図8】図7の画像に対する本発明の一実施の形態の処
理結果の画像である。
FIG. 8 is an image obtained by processing the image of FIG. 7 according to the embodiment of the present invention;

【図9】図7の画像に対するメディアンフィルタの処理
結果の画像である。
FIG. 9 is an image obtained as a result of processing the median filter on the image of FIG. 7;

【図10】図7の画像に対するCWMフィルタの処理結
果の画像である。
FIG. 10 is an image obtained as a result of processing by the CWM filter on the image of FIG. 7;

【図11】図7の画像に対するファジィルールに基づく
メディアンフィルタの処理結果の画像である。
11 is an image obtained as a result of processing a median filter based on a fuzzy rule for the image of FIG. 7;

【図12】シミュレーション用の原画像の他の例であ
る。
FIG. 12 is another example of an original image for simulation.

【図13】図12の画像にインパルス性雑音を発生率5
%、大きさ±256で重量した劣化画像である。
FIG. 13 shows an impulse noise generation rate of 5 in the image of FIG.
%, A weighted image having a size of ± 256.

【図14】図13の画像に対する本発明の一実施の形態
の処理結果の画像である。
14 is an image obtained by processing the image of FIG. 13 according to the embodiment of the present invention;

【図15】図13の画像に対するメディアンフィルタの
処理結果の画像である。
15 is an image obtained as a result of processing the median filter on the image of FIG. 13;

【図16】図13の画像に対するCWMフィルタの処理
結果の画像である。
FIG. 16 is an image obtained as a result of processing by the CWM filter on the image of FIG. 13;

【図17】図13の画像に対するファジィルールに基づ
くメディアンフィルタの処理結果の画像である。
17 is an image obtained as a result of processing a median filter based on a fuzzy rule for the image of FIG. 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インパルス性雑音検出器 11 ファジィ制御器への入力生成器 12 ファジィ制御器 13 2値化器 20 インパルス性雑音除去器 21 入力生成器 22 ファジィ制御器 23 競合器 24 出力画像生成器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Impulse noise detector 11 Input generator to fuzzy controller 12 Fuzzy controller 13 Binarizer 20 Impulse noise remover 21 Input generator 22 Fuzzy controller 23 Competitor 24 Output image generator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インパルス性雑音が重畳された原画像の
2次元画像データを入力信号として受け、すべての画素
のデータを逐次的に処理する際に、処理対象の画素と周
囲の複数の画素から計算したデータに基づいて、前記処
理対象の画素がインパルス性雑音であるときは第1の値
に、インパルス性雑音でないときの出力が第2の値に近
付くように学習用の画像を用いて学習し、その学習結果
に基づいてインパルス性雑音の有無に応じて異なる論理
値のインパルス性雑音検出信号を出力するインパルス性
雑音検出器と、 前記原画像の2次元画像データと前記インパルス性雑音
検出信号とを入力信号として受け、前記インパルス性雑
音検出信号がインパルス性雑音無しを示しているときは
対応する画素の入力画像データをそのまま出力し、イン
パルス性雑音有りを示しているときは、現在処理してい
る画素の周囲の複数の画素を基準点とし、その基準点の
信号値とフィルタ窓内の所定の信号値とからファジィ制
御される入力信号値を計算し、この入力信号値に対して
学習用の画像をもとに学習するファジィ制御を行って得
られた値から出力となる画素データの値を算出するイン
パルス性雑音除去器とを有することを特徴とする画像処
理装置。
When receiving two-dimensional image data of an original image on which an impulse noise is superimposed as an input signal and sequentially processing data of all pixels, a plurality of pixels to be processed and a plurality of surrounding pixels are used. Based on the calculated data, learning is performed using a learning image so that the output of the pixel to be processed is close to the first value when the pixel to be processed is impulsive noise and the second value when the pixel is not impulsive noise. An impulse noise detector that outputs an impulse noise detection signal having a different logical value depending on the presence or absence of the impulse noise based on the learning result; two-dimensional image data of the original image and the impulse noise detection signal When the impulse noise detection signal indicates that there is no impulse noise, the input image data of the corresponding pixel is output as it is, When noise is present, a plurality of pixels around the pixel currently being processed are used as reference points, and an input that is fuzzy-controlled based on the signal value of the reference points and a predetermined signal value in the filter window. An impulse noise eliminator that calculates a signal value and performs a fuzzy control for learning the input signal value based on a learning image to calculate a value of pixel data to be output from a value obtained. An image processing apparatus comprising:
【請求項2】 前記インパルス性雑音検出器は、 前記インパルス性雑音が重畳された2次元画像データを
入力信号として受け、すべての画素のデータを逐次的に
処理する際に、処理対象の画素をx(i,j)としたと
き、その周囲の画素x(i−1,j−1)、x(i,j
−1)x(i+1,j−1)、x(i−1,j)、x
(i+1,j)、x(i−1,j+1)、x(i,j+
1)、x(i+1,j+1)と、フィルタ窓内において
前記処理対象の画素(x,j)に信号値が近い2つの値
と、前記フィルタ窓内のメディアン値とから6つの入力
値を生成するファジィ制御器への入力生成器と、 前記入力生成器により生成された6つの入力値を用い
て、前記処理対象の画素がインパルス性雑音であるとき
は第1の値に、インパルス性雑音でないときの出力が第
2の値に近付くように学習用の画像を用いて学習するフ
ァジィ制御器と、 前記ファジィ制御器の出力を”0”若しくは”1”に設
定して記憶する2値化器とを具備することを特徴とする
請求項1記載の画像処理装置。
2. The impulse noise detector receives, as an input signal, two-dimensional image data on which the impulse noise is superimposed, and sequentially processes data of all pixels to determine a pixel to be processed. x (i, j), surrounding pixels x (i-1, j-1), x (i, j)
-1) x (i + 1, j-1), x (i-1, j), x
(I + 1, j), x (i-1, j + 1), x (i, j +
1), x (i + 1, j + 1), six input values are generated from two values whose signal values are close to the pixel (x, j) to be processed in the filter window, and a median value in the filter window An input generator to the fuzzy controller, and a first value when the pixel to be processed is impulsive noise, using the six input values generated by the input generator. A fuzzy controller for learning using an image for learning so that the output at the time approaches a second value, and a binarizer for setting the output of the fuzzy controller to "0" or "1" and storing the output 2. The image processing apparatus according to claim 1, comprising:
【請求項3】 前記インパルス性雑音除去器は、 前記原画像の2次元画像データと前記インパルス性雑音
検出信号とを入力信号として受け、前記インパルス性雑
音検出信号がインパルス性雑音無しを示しているときは
対応する画素の入力画像データをそのまま出力する手段
と、 前記インパルス性雑音検出信号がインパルス性雑音有り
を示しているときは、現在処理している画素x(i,
j)の周囲の複数の画素を複数の基準点xstandardとし
たときに、次式 inpj0=|xm1−xm2| inpj1=|xm1−xstandard| inpj2=|xm2−xstandard| inpj3=|xm3−xstandard| (ここで、xm1はフィルタ窓内における基準点の近傍の
市街地距離が1である2点のうち基準点の信号値と値の
近い信号値、xm2、xm3は市街地距離が1である2点を
除いたフィルタ窓内の点で基準点の信号値と最も近い信
号値と次に近い信号値)により複数の入力値を計算する
入力生成器と、 前記入力生成器からの複数の入力値のそれぞれについ
て、最終的な出力が、前記入力値の基準点の値とフィル
タ窓内で市街地距離が1でない近傍の点における最も信
号値が基準点と近い信号値との平均である場合は第1の
値、そうでない場合は第2の値に近い値を出力するよう
に学習用の画像を基に学習するファジィ制御器と、 前記ファジィ制御器からの複数の出力を競合させて最大
値のものを選ぶ競合器と、 前記競合器により選ばれた前記ファジィ制御器の出力値
が予め定めた基準値を越えた場合は出力を計算し、越え
ない場合は前記フィルタ窓内のメディアン値を出力する
出力画像生成器とを具備することを特徴とする請求項1
記載の画像処理装置。
3. The impulse noise remover receives two-dimensional image data of the original image and the impulse noise detection signal as input signals, and the impulse noise detection signal indicates that there is no impulse noise. Means for outputting the input image data of the corresponding pixel as it is; and when the impulse noise detection signal indicates the presence of impulse noise, the pixel x (i,
Assuming that a plurality of pixels around j) are a plurality of reference points x standard , the following equation is obtained: inpj 0 = | x m1 −x m2 | inpj 1 = | x m1 −x standard | inpj 2 = | x m2 −x standard | inpj 3 = | x m3 −x standard | (where x m1 is a signal value whose value is close to the signal value of the reference point among two points in the filter window near the reference point and whose city distance is 1; x m2 and x m3 are input generations that calculate a plurality of input values based on the signal value closest to the reference point and the signal value closest to the reference point among the points in the filter window excluding two points where the city distance is 1. For each of the plurality of input values from the input generator, the final output is determined based on the value of the reference point of the input value and the most signal value at a point in the filter window near a city distance not equal to 1. The first value if it is the average of the signal values near the point, otherwise A fuzzy controller that learns based on a learning image so as to output a value close to a second value, a competing device that competes a plurality of outputs from the fuzzy controller and selects a maximum value, An output image generator that calculates an output when an output value of the fuzzy controller selected by the competitor exceeds a predetermined reference value, and outputs a median value in the filter window when the output value does not exceed a predetermined reference value; 2. The method according to claim 1, further comprising:
The image processing apparatus according to any one of the preceding claims.
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