JPH10200378A - メディアンフィルタリング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力データをリアルタイムで適切に処理し
得る、複数の処理要素を用いるメディアンフィルタリン
グ方法及び装置を提供する。 【解決手段】 本発明のメディアンフィルタリング装
置は、直列に接続されており、入力値群に含まれた（Ｎ
＋１）個の入力値を格納すると共に、対応するメディア
ン値を供給する（Ｎ＋１）個の処理要素であって、前記
処理要素の各々は１つの入力値を格納する入力値レジス
ターを有し、第１の前記処理要素の第１の格納値は、第
２の前記処理要素の第２の格納値以下であり、ｉを２〜
Ｎの整数としたとき、ｉ番目の処理要素のｉ番目の格納
値は（ｉ＋１）番目の処理要素の（ｉ＋１）番目の格納
値以下である、（Ｎ＋１）個の該処理要素と、前記処理
要素の全てに対して一斉に入力値を順に供給する入力手
段とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の処理要素を
用いて、オーディオ信号またはビデオ信号をメディアン
フィルタリングすることによって、該信号に含まれたイ
ンパルス雑音成分を取り除くメディアンフィルタリング
方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、映像信号には、インパルス雑音
成分が含まれることが多い。このようなインパルス雑音
が発生するのは、衛星を介するＦＭ同報通信における低
い信号対雑音比（ＳＮ比）のためだけでなく、受信端で
の電磁波干渉のためである。ＦＭ信号でのインパルス雑
音は、受信機にて復調されたＦＭ信号の元の周波数帯域
へのトラッキングが不適切であることによって発生し得
る。一方、電磁波干渉により生じるインパルス雑音は、
電動モータのような電気装置から生じた電磁波によって
発生し得るものであり、単一ラインまたは複数のライン
を有するバンド形態を取り得る。

【０００３】このようなインパルス雑音を除去するため
の方法の１つが、メディアンフィルター（ｍｅｄｉａｎ
ｆｉｌｔｅｒ）を用いることである。図６には、従来
のメディアンフィルターの概略的なブロック図が示され
ている。図示したように、一連の入力データは入力ポー
トに連続的に供給され、各入力データは縦続接続された
Ｎ個の遅延要素Ｖ１〜ＶＮを通過することになる（Ｎは
正の整数）。ここで、各入力データは各遅延要素にて１
回ずつ遅延（シフト）される。新たな入力データＩ０が
入力ポートへ供給されたとき、Ｎ個の前入力データＩ１
〜ＩＮの各々は対応する遅延要素から同時に出力され
る。入力ポート及びＮ個の遅延要素Ｖ1 〜ＶＮからの一
組の入力データＩ０〜ＩＮはシーケンサー（ソータ）６
４に同時に供給される。シーケンサー６４に供給された
（Ｎ＋１）個の入力データは、予め決められた大きさの
ウィンドウサイズ、即ち、メディアン値を求めるための
データ処理の単位を表している。このシーケンサー６４
は入力データＩ０〜ＩＮの組を大きさ順に並べ替えると
共に、メディアン値を選択して出力ポートへ出力する。
ここで、メディアン値とは、並べ替えられたデータの組
におけるメディアンデータに対応する入力データ値を指
す。

【０００４】他の新たな入力データＩＡが入力ポートへ
入力されたときには、対応する遅延要素に各々格納され
た各入力データは、一連の遅延要素における対応する次
の遅延要素へ移される。詳述すると、例えば、遅延要素
ＶＮ−１に格納されたデータＩＮ−１が次の遅延要素Ｖ
Ｎに入力されると共に、遅延要素ＶＮに既に格納されて
いたデータＩＮが新たなデータに置き換えられることに
よって、新しい入力データＩＡを有する新組の入力デー
タデＩＡ，Ｉ０，．．．，ＩＮ−１を形成することにな
る。

【０００５】その後、新たな入力データの組はシーケン
サー６４へ供給される。シーケンサー６４は、再び入力
された新たな入力データの組を、前の順序付け過程で行
われたデータシーケンスとは無関係に、それらの大きさ
順に並べ替えてその新たな入力データの組に対するメデ
ィアン値を決定する。ここで、メディアン値の決定過程
の必要な反復回数はウィンドウの大きさが増加するにつ
れて増加する。上述のような従来のメディアンフィルタ
リング過程を実行するには相当な時間が掛かるため、入
力データを高速に伝送するためのメディアンフィルター
のウィンドウサイズは、リアルタイムにてメディアンフ
ィルタリング処理を行うためにはより小さくなければな
らない。

【０００６】従って、従来のメディアンフィルターにお
いては、フィルタリングされるべき入力データで生じる
レベルの高い、またはレベルの変化するインパルス雑音
に応じた、サイズの大きい、またはサイズを変化できる
ウィンドウを用いることが困難という不都合があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ウィンドウサイズが大きくてもリアルタイムで入力
データを処理してインパルス雑音を除去できるような、
複数の処理要素を用いるメディアンフィルタリング方法
を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、ウィンドウサイズの
変化に適応的な処理を行えるような、モジュール化した
処理要素を用いるメディアンフィルタリング装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の好適実施例によれば、Ｎを偶数である正
の整数としたとき、Ｎ＋１個のメモリ位置を有するメデ
ィアンフィルタを用いて、１つの入力値をその入力値及
びその入力値のＮ個の隣接入力値を有する入力値群のメ
ディアン値で置換することによって、入力値シーケンス
をメディアンフィルタリングするメディアンフィルタリ
ング方法であって、前記メモリ位置の中の何れか１つ
に、前記入力シーケンスの第１入力値をその初期値とし
て入力し、残りのメモリ位置に任意値をその初期値とし
て入力すると共に、前記第１入力値にカウント値１を、
前記任意値にカウント値２〜（Ｎ＋１）を各々割り当て
ることによって、前記メモリ位置の各々に１つの入力値
及びそれに対応するカウント値を格納する第１過程と、
第２入力値を受け取ると共に、前記カウント値（Ｎ＋
１）に対応する格納値を検出する第２過程と、前記第２
入力値と、前記カウント値（Ｎ＋１）に対応する格納値
以外の他の格納値群を大きさ順に配列して、配列値群を
求める第３過程と、前記他の格納値群のそれぞれに対応
するカウント値を１だけ増加させると共に、前記第２入
力値にカウント値１を割り当てることによって、前記配
列値群に対応する新たなカウント値群を求める第４過程
と、前記第３過程で求めた前記配列値群及び前記新たな
カウント値群を、それらに対応する（Ｎ＋１）個のメモ
リ位置に各配列値の大きさ順に格納する第５過程と、前
記入力値シーケンスに含まれた（Ｎ＋１）個の第１入力
値群のなかの残りの入力値群に対して、前記第２過程〜
前記第５過程を繰り返して、前記（Ｎ＋１）個のメモリ
位置に前記第１入力値群を格納する第６過程と、予め決
められたメモリに格納された格納値を前記第１入力値群
のメディアン値として出力する第７過程と、次の第２入
力値群に対して、前記第２過程〜第５過程を繰り返し
て、前記（Ｎ＋１）個のメモリ位置に第２入力値群を格
納する第８過程と、前記予め決められたメモリ位置に格
納された格納値を前記第２入力値群のメディアン値とし
て出力する第９過程と、逐次入力してくる、前記入力値
シーケンスに含まれた入力値群の各々に対して、前記第
８過程及び第９過程を繰り返す第１０過程とを含むこと
を特徴とするメディアンフィルタリング方法が提供され
る。

【００１０】また、本発明の別の実施例によれば、Ｎを
偶数である正の整数としたとき、１つの入力値をその入
力値及びその入力値のＮ個の隣接入力値を有する入力値
群のメディアン値で置換することによって、入力値シー
ケンスをメディアンフィルタリングするメディアンフィ
ルタリング装置であって、直列に接続されており、入力
値群に含まれた（Ｎ＋１）個の入力値を格納すると共
に、対応するメディアン値を供給する（Ｎ＋１）個の処
理要素であって、前記処理要素の各々は１つの入力値を
格納する入力値レジスターを有し、第１の前記処理要素
の第１の格納値は、第２の前記処理要素の第２の格納値
以下であり、ｉを２〜Ｎの整数としたとき、ｉ番目の処
理要素のｉ番目の格納値は（ｉ＋１）番目の処理要素の
（ｉ＋１）番目の格納値以下である、（Ｎ＋１）個の該
処理要素と、前記処理要素の全てに対して一斉に入力値
を順に供給する入力手段とを含むことを特徴とするメデ
ィアンフィルタリング装置が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。

【００１２】図１には、本発明に基づいて、一連の入力
データをメディアンフィルタリングするメディアンフィ
ルタリング装置の概略的なブロック図が示されている。
ここで、入力データは、例えば映像信号の画素値を有
し、入力バッファ１０に一時的に格納される。また、入
力バッファ１０に格納された（２Ｎ＋１）個の入力デー
タ（Ｎは正の整数）よりなる入力データの組は、同時に
直接（２Ｎ＋１）個の処理要素（例えば、Ｎ＝２の場
合、第１処理要素ＰＥ１〜第５処理要素ＰＥ５）へ供給
される。１つの処理要素には、一回に１つのデータが供
給される。ここで、（２Ｎ＋１）はメディアンフィルタ
ーのウィンドウサイズ、即ち、メディアン値を得るため
のデータ処理の単位である。図１及び図５から分かるよ
うに、本発明の一実施例に於いては、説明の便宜上、５
つの処理要素のみ（即ち、Ｎ＝２の場合）が用いられ
る。しかしながら、当業者には理解され得るように、本
発明はこの実施例に限定されず、本発明の原理は偶数個
の処理要素を有するメディアンフィルターにも適用され
得る。

【００１３】５つの処理要素ＰＥ１〜ＰＥ５は、入力バ
ッファ１０及び５つの処理要素を初期化する初期化ブロ
ック２０と並列に接続されている。縦続接続された５つ
の処理要素は、５つの入力値の組を格納すると共に、そ
の組に対するメディアン値を発生する。ここで、各処理
要素は１つのメモリ位置及び１つのカウンタを有する。

【００１４】まず、第１入力値のみが入力バッファ１０
に供給される場合は、第１入力値は５つの処理要素の各
メモリ位置に供給されて格納されることが好ましい。初
期化ブロック２０は、５つのカウント値１〜５を５つの
カウンタに１対１に対応させて割り当てるため、処理要
素の各データは１つの入力値と１つのカウント値を有す
ることになる。次の入力値が入力されると、その次の入
力値と、カウント値５に関連するある１つのを除いた、
残りの４つの処理要素に格納された残りの４つの現入力
値とは、その５つの処理要素のなかで大きさ順に再配列
されて、最大入力値を有するデータが処理要素ＰＥ５に
格納され、最小入力値を有するデータが処理要素ＰＥ１
に格納されるようにされる。４つの現入力値の各々に対
応する各カウント値が１インクリメントされ、次の入力
値に対応する入力カウント値が“１”にセットされるこ
とによって、新たなカウント値の組が発生される。この
ようなプロセスは、５番目の入力値が入力されて、５つ
の入力値の組が５つの処理要素で前述したような大きさ
順に再配列されるまで続けられる。

【００１５】処理要素ＰＥ１の現入力値は処理要素ＰＥ
２の現入力値以下であり、処理要素ＰＥ２の現入力値は
処理要素ＰＥ３の現入力値以下であり、他の入力要素に
おける入力値の関係も同様である。１つの処理要素に於
ける入力値及びカウント値を表すデータは、少なくとも
１つの隣接処理要素へ低位データＬまたは高位データＨ
として伝送される。ここで、低位データＬは、低位の隣
接処理要素から伝送されたデータを表し、高位データＨ
は高位の隣接処理要素から伝送されたデータを表す。処
理要素ＰＥ１は最低位処理要素として、処理要素ＰＥ５
は最高位処理要素として定義される。かくして、各処理
要素にて、各処理要素に格納された現入力値は、入力バ
ッファ１０から５つの処理要素全体に同時に供給された
次入力値、及び少なくとも１つの隣接処理要素からの低
位データＬ及び高位データＨと比較される。しかる後、
比較された値の中の何れか１つが選択され、この選択値
を有するデータが該処理要素に格納されることによっ
て、既に格納された現入力値が更新されることになる。

【００１６】その後、各処理要素からの低位最旧信号
（ｌｏｗ ｏｌｄｅｓｔ ｓｉｇｎａｌ）ＬＯが、対応
する高位の隣接処理要素へ供給される。詳述すると、処
理要素ＰＥ１からの低位最旧信号は処理要素ＰＥ２へ、
処理要素ＰＥ２からの低位最旧信号は処理要素ＰＥ３
へ、以下他の処理要素においても同様に低位最旧信号が
伝送される。１つの処理要素での低位最旧信号ＬＯは、
その処理要素より低位の処理要素の中の何れか１つに最
旧値が存在するか否かを表す。これと同時に、メディア
ン値を有する出力データがメディアン処理要素（例え
ば、第３処理要素ＰＥ３）から取り出される。

【００１７】図２には、本発明によるメディアンフィル
タリング装置１の第３処理要素ＰＥ３の詳細なブロック
が示されている。以後、説明の便宜上、第３処理要素Ｐ
Ｅ３は「現ＰＥ」、その処理要素に対する２つの隣接処
理要素ＰＥ２及びＰＥ４、即ち、低位の隣接処理要素Ｐ
Ｅ２は「低位ＰＥ」、高位の隣接処理要素ＰＥ４は「高
位ＰＥ」と称するものとする。低位ＰＥからの低位値Ｌ
Ｖ、入力バッファ１０からの入力データの入力値ＩＶ、
現ＰＥのデータレジスター３４に含まれた現入力値レジ
スター３６からの現入力値ＣＶ及び高位ＰＥからの高位
値ＨＶは、現ＰＥの判定ブロック３２及び第１マルチプ
レクサ（ＭＵＸ）３３へ供給される。これと同時に、低
位ＰＥからの低位カウント値ＬＣ、入力値ＩＶに対応す
る入力カウント値ＩＣ、現ＰＥのデータレジスター３４
に含まれた現カウント値レジスター３８からの現カウン
ト値ＣＣ及び高位ＰＥからの高位カウント値ＨＣは、現
ＰＥの第２ＭＵＸ３９へ供給される。ここで、現カウン
ト値ＩＣは“０”に初期化される。

【００１８】コンパレータ３５からの現最旧信号（ｃｕ
ｒｒｅｎｔ ｏｌｄｅｓｔ ｓｉｇｎａｌ）ＣＯは判定
ブロック３２へ供給される。この現最旧信号ＣＯは、現
カウント値ＣＣが最旧入力値に対応しているか否か、ま
たは現入力値ＣＶが最旧入力値であるか否かを表す。現
カウント値ＣＣが（２Ｎ＋１）個の予め決められた数、
即ち、メディアンフィルターのウィンドウサイズ（Ｎ＝
２の場合５）と等しい場合、現最旧信号ＣＯ（現入力値
ＣＶが最旧入力値であることを表す）が現ＰＥの判定ブ
ロック３２及びＯＲゲート３１に伝送され、そうでない
場合、現最旧信号ＣＯ（現入力値ＣＶが最旧入力値でな
いことを表す）が伝送される。また、低位ＰＥからの低
位最旧信号ＬＯも、判定ブロック３２及びＯＲゲート３
１へ伝送される。

【００１９】ＯＲゲート３１では、低位ＰＥからの低位
最旧信号ＬＯと現ＰＥのコンパレータ３５からの現最旧
信号ＣＯとの間の論理和演算が行われる。その後、ＯＲ
ゲート３１の出力は、高位ＰＥに対する低位最旧信号Ｌ
Ｏとして高位ＰＥへ伝送される。

【００２０】本発明の他の実施例においては、現最旧信
号ＣＯが現ＰＥから現処理要素の全ての高位の処理要素
へ供給され得、また、全ての低位の処理要素からの現最
旧信号ＣＯに対して論理和演算が行われた後、その結果
が現ＰＥに対する低位最旧信号ＬＯとして判定ブロック
に供給され得る。

【００２１】判定ブロック３２は、低位ＰＥからの低位
最旧信号ＬＯ及びコンパレータ３５からの現在最旧信号
ＣＯに応じて、低位値ＬＶ、入力値ＩＶ、現入力値ＣＶ
及び高位値ＨＶの中の何れか１つを選択する。かくし
て、全ての処理要素ＰＥから選択された値は、以後図３
に示した方法にて、全ての処理要素ＰＥのレジスターで
それらの大きさ順に再配列される。

【００２２】しかる後、判定ブロック３２は、判断信号
（選択信号）を第１ＭＵＸ３３及び第２ＭＵＸ３９へ各
々供給する。第１ＭＵＸ３３は判定ブロック３２からの
選択信号に応じて、低位値ＬＶ、入力値ＩＶ、現入力値
ＣＶ及び高位値ＨＶの中の何れか１つを選択し、選択値
を値レジスター３４へ伝送する。ここで、更新された現
入力値（更新現入力値）として値レジスター３４に格納
される。第２ＭＵＸ３９は、判定ブロック３２からの選
択信号に応じて、低位値ＬＶに付された低位カウント値
ＬＣ、入力値ＩＶに付された入力カウント値ＩＣ、現入
力値ＣＶに付された現カウント値ＣＣ及び高位値ＨＶに
付された高位カウント値ＨＣの中の何れか１つを選択
し、選択されたカウント値をデータレジスター３４のカ
ウント値加算器３７へ伝送する。ここで、選択されたカ
ウント値は１だけ増加され、更新された現カウント値
（更新現カウント値）として発生される。この更新現カ
ウント値はカウント値レジスター３８へ供給されて格納
される。現入力値ＣＶは更新現入力値に置換された後、
次のデータ入力に対する現入力値ＣＶとして発生され
る。同様に、現カウント値ＣＣは更新現カウント値に置
換された後、次のデータ入力に対する現カウント値ＣＣ
として発生される。

【００２３】処理要素が奇数の場合に於いては、中央の
処理要素に対応するデータのメディアン値が出力として
選択されることが好ましい。

【００２４】図３には、本発明によるメディアンフィル
タリング装置１の判定ブロック３２の動作を説明するた
めのフロー図が示されている。前述したように、ステッ
プ１１０において、低位最旧信号ＬＯ、現最旧信号Ｃ
Ｏ、低位データＬ、入力データＩ、現データＣ及び高位
データＨが判定ブロック３２に入力される。ここで、低
位データＬは隣接低位処理要素ＰＥからのデータを、入
力データＩは入力値ＩＶ及び入力カウント値ＩＣを有す
るデータを、現データＣは現入力値ＣＶ及び現カウント
値ＣＣを有するデータを、高位データＨは隣接高位処理
要素ＰＥから入力されたデータを各々表す。

【００２５】次のステップ１２０において、判定ブロッ
ク３２は低位最旧信号ＬＯ及び現最旧信号ＣＯを用いて
最旧値が存在するかを判断する。低位最旧信号ＬＯ及び
現最旧信号ＣＯが一対のカウント値アレイ（ＬＯ，Ｃ
Ｏ）として表され、「０」は最旧値の非存在を表し、
「１」は最旧値の存在を表す場合、カウント値アレイ
（０，０）は現ＰＥとその低位処理要素のいずれにも最
旧データが存在しない（即ち、現ＰＥに対する高位処理
要素の中の何れか１つに最旧値が存在する）ことを表
し、他のカウント値アレイ（０，１）は現ＰＥが最旧値
を有することを表し、更に他のカウント値アレイ（１，
０）は現ＰＥ自体には最旧値が存在しないが、低位処理
要素の中の何れか１つに最旧データが存在することを表
す。最旧データが排除された状態で比較過程が行われる
ため、入力データＩと比較されるべきデータは次のよう
に選択される。ステップ１２１にて、（ＬＯ，ＣＯ）＝
（０，０）の場合、低位データＬ及び現データＣが選択
される。説明の便宜上、２つのデータのなかで、小さい
データをＤ、大きいデータをＵと称するものとする。ス
テップ１２２において、（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，１）の
場合、低位データＬ及び高位データＨが選択される。こ
こでも同様に、２つのデータを各々Ｄ及びＵとして表現
するものとする。ステップ１２３において、（ＬＯ，Ｃ
Ｏ）＝（１，０）の場合、現データＣ及び高位データＨ
が選択される。ここでも同様に、２つのデータを各々Ｄ
及びＵとして表現するものとする。

【００２６】上記の各場合において、より小さいデータ
Ｄ及びより大きいデータＵが選択されるが、ここで、よ
り小さいデータＤはより小さい値ＤＶ及びそれに対応す
るカウント値ＤＣを有し、より大きいデータＵはより大
きい値ＵＶ及びそれに対応するより大きいカウント値Ｕ
Ｃを有する。その後、ステップ１３０及びステップ１４
０にて、入力データＩの入力値ＩＶ、より小さいデータ
Ｄのより小さい値ＤＶ、及びより大きいデータＵのより
大きい値ＵＶのなかから、メディアン値が選択され、こ
の選択値は処理要素の新たな現入力値として格納され
る。しかし、最低位処理要素ＰＥに存在する処理要素Ｐ
Ｅ１の場合には、処理要素ＰＥ１へ伝送される低位デー
タＬが存在しないため、現入力値ＩＶとより大きい値Ｕ
Ｖとの間でより小さい方の値を選択して、処理要素ＰＥ
１の新たな現入力値として格納し、最高位処理要素ＰＥ
に存在する処理要素ＰＥ５の場合には、処理要素ＰＥ５
へ伝送される高位データＨが存在しないため、より小さ
い値ＤＶと現入力値ＩＶとの間でより大きい方の値を選
択して処理要素ＰＥ５の新たな現入力値として格納する
ことになる。

【００２７】前述した選択過程を以後詳細に説明する。
ステップ１３０において、入力値ＩＶがより小さい値Ｄ
Ｖより小さければ、ステップ１３１へ進み、ここでより
小さいデータＤが選択され、Ｄ選択信号を発生する。そ
うでない場合には、ステップ１４０にて、入力値ＩＶは
より大きい値ＵＶと比較される。ステップ１４１にて、
入力値ＩＶがより大きい値ＵＶより小さい場合、入力値
Ｉが選択され、Ｉ選択信号を発生する。入力値ＩＶがよ
り大きい値ＵＶより大きい場合は、ステップ１４２に
て、より大きいデータＵが選択され、Ｕ選択信号を発生
する。最低位処理要素ＰＥ１上のより小さい値ＤＶに対
して可能な最小入力値ＭＩＮを割り当て、最高位処理要
素ＰＥ５上のより大きい値ＵＶに対しては可能な最大入
力値ＭＡＸを割り当てることが好ましい。

【００２８】図４に示すように、例えば、カウント値ア
レイが（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）であり、選択信号が
Ｄである場合、データは低位データＬに更新され、カウ
ント値アレイが（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）であり、選
択信号がＩである場合は、データは入力データＩに更新
され、カウント値アレイが（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）
であり、選択信号がＵである場合には、現データＣはそ
のデータ自体に更新される。

【００２９】図２に示した値レジスター３６に格納され
た値が、図２に示したカウント値レジスター３８に格納
されたカウント値と常に対応しているので、図２に示し
た判定ブロック３２のアルゴリズムのより詳細な説明の
ために図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示したように、入力値
及びカウント値は一対のデータアレイ（入力値、カウン
ト値）として表現され得る。メディアンフィルタリング
のために、複数の入力値（１０、２０、３０、４０及び
５０）が（４０、２０、５０、１０及び３０）のシーケ
ンスに入力される場合、５つの処理要素に対するデータ
アレイは、前述したメディアンフィルタリング過程が行
われた後、図５（Ａ）に示したように、各々（１０，
２）、（２０，４）、（３０，１）、（４０，５）及び
（５０，３）になる。ここで、データアレイでの後値
（２、４、１、５、及び３）は各値に対するカウント値
（即ち、対応するデータの入力後の経過時間）を表す。

【００３０】カウント値０を有する新たな入力値１５
（即ち、（１５，０））が入力されると、図３に示し
た、最旧値が格納されている処理要素ＰＥ４に於けるプ
ロセスはステップ１２０からステップ１２２へ進み、こ
の際、処理要素ＰＥ３からＤＶ＝ＬＶ＝３０が入力さ
れ、処理要素ＰＥ５からＵＶ＝ＨＶ＝５０が入力され
る。次のステップ１３０に於いて、入力値ＩＶ（＝１
５）がより小さい値ＤＶ（＝３０）より小さいため、値
レジスターの現入力値ＣＶは、図４に示したように、ス
テップ１３１にてＤＶ＝ＬＶ＝３０に更新され、カウン
ト値レジスターのカウント値は１から２に１だけ増加さ
れる。言い替えれば、入力値ＩＶ（＝１５）、低位値Ｌ
Ｖ（＝３０）及び高位値ＨＶ（＝５０）のなかのメディ
アン値３０が選択されて、処理要素ＰＥ４の更新現値と
して格納される。第２及び第３処理要素ＰＥ２及びＰＥ
３がカウント値アレイ（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）を有
するため、図３を参照して説明したように、プロセスは
ステップ１２０からステップ１２１へ進む。この際、処
理要素ＰＥ２に対しては（ＤＶ，ＵＶ）＝（ＬＶ，Ｃ
Ｖ）＝（１０，２０）に、処理要素ＰＥ３に対しては
（ＤＶ，ＵＶ）＝（ＬＶ，ＣＶ）＝（２０，３０）にな
る。処理要素ＰＥ２の場合、ＤＶ（＝１０）＜ＩＶ＜Ｕ
Ｖ（＝２０）であるため、プロセスはステップ１３０か
らステップ１４０を介してステップ１４１へ進み、ステ
ップ１４１にて入力値ＩＶ（＝１５）が、ＤＶ＝ＬＶ＝
１０、ＩＶ＝１５及びＵＶ＝ＣＶ＝２０のなかのメディ
アン値として選択されて、処理要素ＰＥ２にある値レジ
スターの格納値（現入力値ＣＶ）を更新し、カウント値
レジスターにカウント値は１に更新される。

【００３１】同様に、処理要素ＰＥ３の場合、ＩＶ＝１
５がＤＶ＝ＬＶ＝２０より小さいため、プロセスはステ
ップ１３０からステップ１３１へ進み、ステップ１３１
にてより小さい値ＤＶ（＝ＬＶ＝２０）が、ＩＶ＝１
５、ＤＶ＝ＬＶ＝２０及びＵＶ＝ＣＶ＝３０のなかのメ
ディアン値として選択されて、処理要素ＰＥ３にある値
レジスターの格納値を更新し、カウント値レジスターに
存在するカウント値は５に更新される。最低位処理要素
ＰＥ１の場合は、（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）であり、
ＣＶ＝１０がＣＶ＝１０とＩＶ＝１５の最小値として選
択されるため、処理要素ＰＥ１に対する値レジスターの
現在値ＣＶは不変であり、カウント値レジスターのカウ
ント値は２から３に１だけ増加することになる。一方、
最高位処理要素ＰＥ５の場合には、（ＬＯ，ＣＯ）＝
（１，０）であり、ＣＶ＝５０がＩＶ＝１５とＣＶ＝５
０の最大値として選択されるため、処理要素ＰＥ５に対
する値レジスターの現在値ＣＶは変わらず、カウント値
レジスターのカウント値は３から１だけ増加して４にな
る。その結果、図５（Ｂ）に示したように、第３処理要
素ＰＥ３の更新された現在値２０が、１０、１５、２
０、３０及び５０のなかのメディアン値として出力され
る。

【００３２】図５（Ｂ）に示したように、カウント値０
を有する次の入力値４５が入力される場合、処理要素Ｐ
Ｅ３の現値２０が最旧値であるため、即ち、処理要素Ｐ
Ｅ３のカウント値アレイ（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，１）で
あるため、ステップ１２２にて（ＤＶ，ＵＶ）＝（Ｌ
Ｖ，ＨＶ）＝（１５，３０）となり、ＵＶ＝ＨＶ＝３０
が、ＤＶ＝ＬＶ＝１５、ＵＶ＝ＨＶ＝３０及びＩＶ＝４
５のなかのメディアン値であるため、ステップ１４２に
て処理要素ＰＥ３に対する値レジスターの現入力値ＣＶ
はＵＶ＝ＨＶ＝３０に更新され、カウント値は２から１
だけ増加されて３となる。処理要素ＰＥ４の場合は、カ
ウント値アレイ（ＬＯ，ＣＯ）＝（１，０）であるた
め、ステップ１２３にて（ＤＶ，ＵＶ）＝（ＣＶ，Ｈ
Ｖ）＝（３０，５０）となり、ＩＶ＝４５が、ＤＶ＝Ｃ
Ｖ＝３０、ＩＶ＝４５及びＵＶ＝ＨＶ＝５０のなかのメ
ディアン値であるため、ステップ１４１にて処理要素Ｐ
Ｅ４に対する値レジスターの現入力値ＣＶはＩＶ＝４５
に更新され、カウント値ＣＣは１となる。最高位処理要
素ＰＥ５の場合には、カウント値アレイ（ＬＯ，ＣＯ）
＝（１，０）であり、ＣＶ＝５０がＩＶ＝４５及びＣＶ
＝５０の最大値であるため、処理要素ＰＥ５に対する値
レジスターの現在値ＣＶは５０を維持し、カウント値レ
ジスターのカウント値は４から１だけ増加して５にな
る。処理要素ＰＥ２の場合には、カウント値アレイ（Ｌ
Ｏ，ＣＯ）＝（０，０）であるため、ステップ１２１に
て（ＤＶ，ＵＶ）＝（ＬＶ，ＣＶ）＝（１０，１５）と
なり、ＣＶ＝１５が、ＤＶ＝ＬＶ＝１０、ＵＶ＝ＣＶ＝
１５及びＩＶ＝４５のなかのメディアン値であるため、
ステップ１４２にて処理要素ＰＥ２に対する値レジスタ
ーの現入力値は１５を維持し、カウント値は１から１だ
け増加して２になる。最低位処理要素ＰＥ１の場合に
は、カウント値アレイ（ＬＯ，ＣＯ）＝（０，０）であ
り、ＣＶ＝１０がＣＶ＝１０及びＩＶ＝４５の最小値で
あるため、処理要素ＰＥ１に対する値レジスターの現在
値ＣＶは１０を維持し、カウント値は３から１だけ増加
して４になる。その結果、図５（Ｃ）に示したように、
処理要素ＰＥ３の更新された現在値３０が、１０、１
５、３０、４５及び５０のなかのメディアン値として出
力される。

【００３３】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本発明に記載した特許請求の範囲を逸
脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ることは
勿論である。

【００３４】

【発明の効果】従って、本発明によれば、複数の処理要
素を用いて、入力データをリアルタイムでメディアンフ
ィルタリング処理し、入力データに存在するインパルス
雑音を効果的に取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるメディアンフィルタリング装置１
の概略的なブロック図である。

【図２】図１に示したメディアンフィルタリング装置１
の第３処理要素ＰＥ３の詳細なブロック図である。

【図３】本発明によるメディアンフィルタリング装置１
の判定ブロック３２の動作を説明するためのフロー図で
ある。

【図４】カウント値アレイと選択信号及びそれに対応す
る更新データとの間の関係を示した模式図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）よりなり、各図は入力値が入力
される場合、最旧値の位置に従ってメディアン値を決定
する過程を説明するための模式図である。

【図６】従来のメディアンフィルタリング装置の概略的
なブロック図である。

【符号の説明】

１ メディアンフィルタリング装置 １０ 入力バッファ ２０ 初期化ブロック ＰＥ１〜ＰＥ５ 処理要素 ３１ ＯＲゲート ３２ 決定ブロック ３３ 第１ＭＵＸ ３４ データレジスター ３５ コンパレータ ３６ 値レジスター ３７ カウント値加算器 ３８ カウント値レジスター ３９ 第２ＭＵＸ ６４ シーケンサー（ソータ） Ｖ１〜ＶＮ 遅延要素 ＬＯ 低位最旧信号 ＣＯ 現最旧信号 ＬＶ 低位値 ＩＶ 入力値 ＣＶ 現入力値 ＨＶ 高位値 ＬＣ 低位カウント値 ＩＣ 入力カウント値 ＣＣ 現カウント値 ＨＶ 高位カウント値

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎを偶数である正の整数としたとき、
   Ｎ＋１個のメモリ位置を有するメディアンフィルタを用
   いて、１つの入力値をその入力値及びその入力値のＮ個
   の隣接入力値を有する入力値群のメディアン値で置換す
   ることによって、入力値シーケンスをメディアンフィル
   タリングするメディアンフィルタリング方法であって、 前記メモリ位置の中の何れか１つに、前記入力シーケン
   スの第１入力値をその初期値として入力し、残りのメモ
   リ位置に任意値をその初期値として入力すると共に、前
   記第１入力値にカウント値１を、前記任意値にカウント
   値２〜（Ｎ＋１）を各々割り当てることによって、前記
   メモリ位置の各々に１つの入力値及びそれに対応するカ
   ウント値を格納する第１過程と、 第２入力値を受け取ると共に、前記カウント値（Ｎ＋
   １）に対応する格納値を検出する第２過程と、 前記第２入力値と、前記カウント値（Ｎ＋１）に対応す
   る格納値以外の他の格納値群を大きさ順に配列して、配
   列値群を求める第３過程と、 前記他の格納値群のそれぞれに対応するカウント値を１
   だけ増加させると共に、前記第２入力値にカウント値１
   を割り当てることによって、前記配列値群に対応する新
   たなカウント値群を求める第４過程と、 前記第３過程で求めた前記配列値群及び前記新たなカウ
   ント値群を、それらに対応する（Ｎ＋１）個のメモリ位
   置に各配列値の大きさ順に格納する第５過程と、 前記入力値シーケンスに含まれた（Ｎ＋１）個の第１入
   力値群のなかの残りの入力値群に対して、前記第２過程
   〜前記第５過程を繰り返して、前記（Ｎ＋１）個のメモ
   リ位置に前記第１入力値群を格納する第６過程と、 予め決められたメモリに格納された格納値を前記第１入
   力値群のメディアン値として出力する第７過程と、 次の第２入力値群に対して、前記第２過程〜第５過程を
   繰り返して、前記（Ｎ＋１）個のメモリ位置に第２入力
   値群を格納する第８過程と、 前記予め決められたメモリ位置に格納された格納値を前
   記第２入力値群のメディアン値として出力する第９過程
   と、 逐次入力してくる、前記入力値シーケンスに含まれた入
   力値群の各々に対して、前記第８過程及び第９過程を繰
   り返す第１０過程とを含むことを特徴とするメディアン
   フィルタリング方法。
2. 【請求項２】 前記第３過程が、 前記第２入力値を前記カウント値（Ｎ＋１）に対応する
   前記格納値と比較する第３−１過程と、 前記第２入力値が前記カウント値（Ｎ＋１）に対応する
   前記格納値以上である場合は、前記第２入力値と、前記
   カウント値（Ｎ＋１）に対応する前記格納値以上である
   前記格納値とを大きさ順に配列し、そうでない場合は、
   前記第２入力値と、前記カウント値（Ｎ＋１）に対応す
   る前記格納値以下である前記格納値とを大きさ順に配列
   することによって、前記配列値群を求める第３−２過程
   とを含むことを特徴とする請求項１に記載のメディアン
   フィルタリング方法。
3. 【請求項３】 前記任意値が、前記第１入力値と同一
   であることを特徴とする請求項２に記載のメディアンフ
   ィルタリング方法。
4. 【請求項４】 Ｎを偶数である正の整数としたとき、
   １つの入力値をその入力値及びその入力値のＮ個の隣接
   入力値を有する入力値群のメディアン値で置換すること
   によって、入力値シーケンスをメディアンフィルタリン
   グするメディアンフィルタリング装置であって、 直列に接続されており、入力値群に含まれた（Ｎ＋１）
   個の入力値を格納すると共に、対応するメディアン値を
   供給する（Ｎ＋１）個の処理要素であって、前記処理要
   素の各々は１つの入力値を格納する入力値レジスターを
   有し、第１の前記処理要素の第１の格納値は、第２の前
   記処理要素の第２の格納値以下であり、ｉを２〜Ｎの整
   数としたとき、ｉ番目の処理要素のｉ番目の格納値は
   （ｉ＋１）番目の処理要素の（ｉ＋１）番目の格納値以
   下である、（Ｎ＋１）個の該処理要素と、 前記処理要素の全てに対して一斉に入力値を順に供給す
   る入力手段とを含むことを特徴とするメディアンフィル
   タリング装置。
5. 【請求項５】 前記処理要素の各々が、前記入力値レ
   ジスター内の前記格納値に対応するカウント値を格納す
   るカウント値レジスターを有することを特徴とする請求
   項４に記載のメディアンフィルタリング装置。
6. 【請求項６】 前記処理要素の各々が、 その処理要素、その処理要素より低位の低位処理要素の
   なかの一つ、若しくはその処理要素より高位の高位処理
   要素のなかの一つが、最大カウント値を有するか否かを
   判定して、対応する判定信号を発生する判定手段と、 前記判定信号に応じて、次の入力値、その処理要素に格
   納された格納値、その処理要素の低位の隣接処理要素に
   格納された格納値、及びその処理要素の高位の隣接処理
   要素に格納された格納値のなかの何れか１つを選択値と
   して選択して、その選択値に対応する選択信号を供給す
   る選択手段と、 その処理要素に含まれた前記値レジスターの前記格納値
   を前記選択値に更新する更新手段と、 前記選択信号に応じて、前記選択値が前記次の入力値で
   ある場合、ゼロを前カウント値として発生し、前記選択
   値がその処理要素に格納された格納値、前記低位の隣接
   処理要素の格納値、及び前記高位の隣接処理要素の格納
   値のなかの何れか１つである場合は、前記選択値に対応
   するカウント値を前カウント値として発生する前カウン
   ト値発生手段と、 前記前カウント値に１を加えて前記前カウント値を更新
   すると共に、更新されたカウント値をその処理要素に含
   まれたカウント値レジスターに格納するカウント値更新
   手段とを更に有することを特徴とする請求項５に記載の
   メディアンフィルタリング装置。
7. 【請求項７】 前記最大カウント値が（Ｎ＋１）であ
   ることを特徴とする請求項６に記載のメディアンフィル
   タリング装置。
8. 【請求項８】 前記判定手段が、 前記カウント値レジスターに格納された前記カウント値
   を予め決められた閾値（Ｎ＋１）と比較して、前記カウ
   ント値が前記閾値と同一であるか否かを表す比較信号を
   発生するカウント値比較手段と、 その処理要素及び前記低位の隣接処理要素の何れか１つ
   が前記閾値と同一の前記カウント値を有するか否かを示
   す、前記低位の隣接処理要素からの前記決定信号と、前
   記比較信号とに基づいて、その処理要素に対する決定信
   号を発生する決定信号発生手段と、 前記比較信号及び前記低位の隣接処理要素からの前記決
   定信号に基づいて、前記判定信号を発生する判定信号生
   成手段とを有することを特徴とする請求項７に記載のメ
   ディアンフィルタリング装置。
9. 【請求項９】 前記更新手段及び前記前カウント値発
   生手段が、マルチプレクサ（ＭＵＸ）であることを特徴
   とする請求項８に記載のメディアンフィルタリング装
   置。
10. 【請求項１０】 前記判定信号が、その処理要素が前
    記カウント値（Ｎ＋１）を有することを表す第１判定信
    号、前記低位処理要素の中の何れか１つが前記カウント
    値（Ｎ＋１）を有することを表す第２判定信号、前記高
    位処理要素の中の何れか１つが前記カウント値（Ｎ＋
    １）を有することを表す第３判定信号の中の何れか１つ
    であることを特徴とする請求項９に記載のメディアンフ
    ィルターフィルタリング装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の処理要素に対する前記選
    択手段が、前記第１判定信号に応じて、前記次の入力値
    と前記第２の処理要素の前記格納値との間での最小入力
    値を選択すると共に、前記第３判定信号に応じて、前記
    次の入力値と前記第１の処理要素の格納値との間での最
    小入力値を選択することによって、選択された最小入力
    値を前記選択値として発生する第１選択手段を備え、 前記ｉ番目の処理要素に対する前記選択手段が、前記第
    １判定信号に応じて、前記次の入力値及び前記（ｉ−
    １）番目及び（ｉ＋１）番目の処理要素に格納された格
    納値のメディアン値を選択し、前記第２判定信号に応じ
    て、前記次の入力値及び（ｉ）番目及び（ｉ＋１）番目
    の処理要素の格納値のメディアン値を選択すると共に、
    前記第３判定信号に応じて、前記次の入力値及び（ｉ−
    １）番目及び（ｉ）番目の処理要素の格納値のメディア
    ン値を選択することによって、選択されたメディアン値
    を前記選択値として発生する第２選択手段を備え、 （Ｎ＋１）番目の処理要素に対する前記選択手段が、前
    記第１判定信号に応じて、前記次の入力値とＮ番目の処
    理要素の格納値との間での最大値を選択すると共に、前
    記第２判定信号に応じて、前記次の入力値と前記（Ｎ＋
    １）番目の処理要素の格納値との間での最大値を選択す
    ることによって、選択された最大値を前記選択値として
    発生する第３選択手段とを有することを特徴とする請求
    項１０に記載のメディアンフィルタリング装置。
12. 【請求項１２】 前記処理要素の中の何れか１つに第
    １入力値及びカウント値１を格納すると共に、残りの前
    記処理要素の任意値にカウント値２〜（Ｎ＋１）を割り
    当てることによって、前記処理要素を初期化する第１初
    期化手段を更に有することを特徴とする請求項１１に記
    載のメディアンフィルタリング装置。
13. 【請求項１３】 前記初期化手段が、前記処理要素全
    体に前記第１入力値を格納させる手段を有することを特
    徴とする請求項１２に記載のメディアンフィルタリング
    装置。
14. 【請求項１４】 前記処理要素の各々に組み込まれた
    値レジスターに予め決められた値を格納すると共に、前
    記処理要素の各々に組み込まれたカウント値レジスター
    にカウント値１〜（Ｎ＋１）を割り当てることによっ
    て、前記処理要素を初期化させる第２初期化手段を更に
    有することを特徴とする請求項１１に記載のメディアン
    フィルタリング装置。