JPS59125178A - ビデオ・イメ−ジの非線形ろ波方法 - Google Patents

ビデオ・イメ−ジの非線形ろ波方法

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JPS59125178A
JPS59125178A JP58216450A JP21645083A JPS59125178A JP S59125178 A JPS59125178 A JP S59125178A JP 58216450 A JP58216450 A JP 58216450A JP 21645083 A JP21645083 A JP 21645083A JP S59125178 A JPS59125178 A JP S59125178A
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flfl
flfl flfl
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デイミトリス・アナスタシアウ
ウイリアム・ボ−ン・ペネベ−カ−
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、ビデオ・イメージから低振幅テクスチャおよ
び雑音を除くための装置および方法に関するものである
。
〔先行技術〕
”Ａｄａｐｔｉｖｅ　　Ｐｒｅｆｉｔｅｒｉｎｇ　　ｆ
ｏｒ　　ＮＴＳＣＣｏｍｐｏｓｉｔｅ　　Ｃｏ１ｏｒ　
　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎＩｎｔｅｒｆ　ｔｅｎｄ　　Ｃ
ｏｄｉｎｇ　”と題する論文が、サワダ等によって１９
８１年６月の画像コード化シンポジウムに提出されたが
、この論文では、予め定められた閾値に等しいまたはそ
れ、ｌ：−りも大きい差に対しては平滑係数がゼロ（で
設定され、予め定められた閾値よりも小さい差値に対し
てば平滑係数が修正されないような、平滑係数が差信号
力・ら生成される、イメージ・データ用の非線形フィル
タが教示されている。
この論文で示されている方法および装置は、差値が予め
定められた閾値を越えたとき、平滑係数かゼロになり、
ろ波された信号の著しい不連続性をもたらすという、重
大な問題をもっている。
線形フィルタの使用も周知であるが、イメージ中の鋭い
エツジをぼかしてしまうという欠点がある。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、非線形フィルタを使用して、イメージ
をぼかすことなくイメージ・データ中のノイズを減らす
ことである。
本発明は、現行画素と１個または複数の先行画素のδ度
値間の第１Ω差値を決定し、現行画素と１個壕１こは複
数の後続画素の礎度値間の第２の差値を決定し、予め定
め１こ限界値を越える第１または第２の差値を制限し、
制限声れ７こ第１および第２の差値の換算和に、画素の
ｃ積度値を加えて現行画素に対するろ波された埴を生成
する。先行画素および後続画素は現行画素と同じ走査線
上にある〃・、−！たは先行走査線士および後続走査線
」二にある。各画素は１以上のビフ・トで表わされる。
本発明は、圧縮硅ヒおよびイメージ品質の向上をも１こ
らずものである。さらＶこ、本発明は垂直線中で不揃い
なエツジをもたらす恐れのある、連続するう・スタ線間
の相関関係の問題をなくするものである。
〔良好な実施例の説明〕
次に、圧縮比およびイメージ品質を改良するためのイメ
ージ・データの非線形ろ波をもたらす本発明の一実施例
を説明し、フィルタの特性を人間の視覚の特性にスフ−
リングするための実施例に拡張する。
もちろん、先行技術では沢山のノイズ・フィルタが利用
できる。既知の線形フィルタは、一般に画素９濃度値を
削正するために、最も近い隣接画素をオリ用して濃度値
の加重平均を計算する。し刀・し、線形フィルタは、−
イメージ中の鋭いエツジに関してル犬な問題をもたらす
。この問題は、非線形性を導入することによって避ける
ことができる。
下記の方程式は、現行画素に対するろ波され１こ濃度値
を、非線形フィルタ中でどのように計算する刀１を示す
ものである。
（１）　Ｖｎｆ＝Ｖｎ＋−ｉ（Δｎ＝、＋Δｎ＋１）た
だし、°Δ。−１＝（Ｙｎ−１−Ｖ哩Δ。＋１＝（■。
＋１−Ｙｎ） ここで、次の拘束条件によって非線形性が導入される。
（２）　　Δ′　　＝Δ　　　１Δ　　１≦Ｌの場合ｎ
±１　　ｎ＋１　　　ｎ＋１− Δ′１１主１−０　　１Δ。士、１〉Ｌの場合１ζだし
、Ｌは信号／雑音比または実験によって決定される限界
値である。上式（２）によって記載されるこの非線形フ
ィルタは、先行技術て・みられる非線形フィルタの基本
形であるが、変化Δｎ＋１か限界値りに近い場合には、
問題が起こる。連続するラヌタ線間には強い相関関係が
ある１こめ、一つの線上で制限過程が引き起こされ、次
の線上では起こらない場合、垂直線が不１ｉすいになり
、線毎に予見し維くなる。従ってイメージ品質および圧
絽比が低下することがある。
第１図の流れ図に示した方法、お工び１第２１図の回路
図に示した装置は、先行技術による非線形フィルタにつ
きものの上記の問題を緩和するものである。フィルタ方
程式は、次のように修正される。
（３）　　Ｖ、ｆ＝Ｖ、＋７４（Δ′０−１＋Δｎ＋１
’＝Δ ただし、（４）ａ　　　Δ′０±１　　ｎ＋１１Δ　　
　ｌ＜Ｌの場合（上記と同じ）ｎ＋１　＝ （４）ｂ　　Δ′−Ｌ ｎ＋１ １Δ　　　ｌ）Ｌの場合 ｎ＋１ この形で、鋭いエツジを大きく損うことなく、−！だ垂
直エツジの品質を損うことなしに、高い振幅変動ないし
傾きの領域を通してろ波過程が続イラする・その上、デ
ータ圧縮比７５玉イメージのランタ゛ム・サンプルで約
８係改善された。
ここで第１図の流れ図を参照しながら、本発明の詳細な
説明する。
ろ波されていないイメージ、データ■　が、木発明にも
とづく非線形フィルタへの入力として与えられる。
先行画素の濃度値Ｖｎ一，７ｌ・ら現行画素の濃度値Ｖ
　を差し引くことによって、第１の差Δ　　をｎ−１ 求める．。同様に、後続画素の濃度値■ｎ＋１から現行
画素の濃度値Ｖ　を差し引いて、第２の差Δ。＋１ｎ を求める。
次ｅこ、実験の情報にもとづいて予め定められた限界値
Ｌを設定して、第１おｊ：び第２の差値Δｎ−１および
Δ　　と比較する。差値Δ。オ、がＬ．Ｊ：りもｎ　＋
　１ 大きくない場合には、Δ　　の値に修正を加えなｎ］＝
１ い。
し力・し、差値Δｎよ、がＬ．ｌ：シも大きい場合には
、Δ′　　　の値を限界値しに制限する。この？ｉｉｌ
ｌ限機ｎ±１ 能は、第１表に示した如き、索引テーフルを使用して実
施することができる。ただし、入力ηまΔｎ　−ＩＴ　
１であυ、索引テー）ルの伝達・関数は、上記で制限さ
れＩＣ差出力Δ′　　　を得るた，めに方程式（４）ａ
おｎ±１ よび（４）ｂに関してセントされた関数である。
第　　　１　　　表 ０００１　０２０３　０４０５　０６０７　０８０９　
０ａＯｂ　ＯｃＯｄ　ＯｅＯｆＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　Ｏ
ｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　Ｏ
ｆＯｆＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　Ｏｆ
Ｏｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆＯｆＯｆ　ＯｆＯ
ｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯ
ｆ　ＯｆＯｆＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ　ＯｆＯｆ
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ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆ
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ｆｌ　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　ｆ
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ｌ　　ｆｌ．ｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌ
ｆｌｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　
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ｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆ
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ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌｆｌ．ｆｌ　　ｆｌ
ｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆ
ｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　
　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　
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ｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌ
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ｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆ
ｌｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　
ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌｆｌｆ
ｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　
ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌｆ
ｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆＬ　
　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　　ｆＬｆｌ　　ｆｌｆｌｆ
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　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆ
ｌｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　
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ｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　
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ｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　
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ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ
　　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ
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ｌ　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ
　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆ
ｌｆｌ　　　ｆｌｆｌｆｌ．ｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　ｆ
ｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　
　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌｆＬｆｌ　　　ｆｌｆＬ　　
　ｆｌｆＬ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆＬｆｌ　　　ｆｌ．
ｆｌ　　　ｆｌｆＬ　　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　ｆｌｆ
ｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌ
　　ｆｌｆｌ　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　
　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆ
ｌ　　　ｆｌｆｌ　　　ｆｌｆｌｆｌｆｌ　　　ｆ２ｆ
３　　　ｆ４ｆ５　　　ｆ６ｆ７　　ｆ８ｆ９　　ｆａ
ｆｂ　　　ｆｃｆｄ　　　ｆｅｆｆ次に、制限された差
値Δ′　　　およびΔ′ｎ＋１ｎ−１ の和にｋを掛けたものに現行画素の元の濃度値Ｖｎを加
えて、現行画素のろ波された濃度値Ｖｎｆ　　を生成す
る。ｋは差値Δ　　およびΔｎ　＋　１の計算にｎ−１ 使用される画素の数に関係する正規化因子で、先１ 行画素および後続画素が１つずつの場合はｋ−７である
。
この方法の実施例を、現行画素と最も近い隣接画素の間
の差に関して説明してきたが、下式を用いてこの方．法
を複数の隣接画素に拡張することも、当該技術の専門家
なら充分に可能である。
ただし、Ａ　ｉ　＝　１　　−ＩＴＩ＜　ｉ　（−４−
ｍの場合Ａｉ＝ｕ　　ｔ＝十ｍの場合 ２ ｍ＝１の場合は、上記で方程式（３冫および８Ｆ！１図
に関して説明し１こ方法となる。
ｔ７ｖ、２次元への拡張も、全テジタル・ビテ副イメー
ジがイメージ記憶装置中にマップばれ、割算に必要なや
り方でアクセスできるため、当該技術の専門家には充分
可能である。ただし、本明細書に記載する１次元フィル
タカ・ら得られる改良に比べて、２次元非線形フィルタ
の使用からは、大きな圧縮比の改良は得られなかった。
次に、上記の方法を実施する１こめ０１つの態様として
、第２図に具体化−して示した本発明にもとづく装置に
ついて説明する。デジタル・ビテＡ入・カデータ・スト
リームが線１２上に現われる。この線１２ば、ランチ１
４ならびに加算器１８の第１人力１６に接続されている
。ランチ１４は線１５を介してランチ２０、加算器２２
、加算器１８および加算器２６へ入力を供給する。ラッ
チ２０は線２８ｆ：介して加算器２２へ第２人力を供給
する。クロフク線６０は、画素１個当り１回の割合でク
ロック・バルクをもたらす。ラッチ１４およびラッチ２
０は、−それぞれ単一の画素を記憶する。
線１２が後続画素の濃度値Ｖｎ＋１を表わすとき、線１
５土のラッチ１４の出力は現行画素のａｌ値３、Ｖ　　
ｋｅわし、線２８上のラッチ２０の出力は先行画素の輝
度値Ｖｎ−１を表わす。即ち、加算器２２への入力は、
現行画素および先行画素の値であり、次にそれが加算器
２２で差し引かれて、その出力線６２土に差Δｎ−ｉを
生成する。同様に加算器１８への線１５は、現行画素の
濃度値Ｖを表わし、加算器１８への入力１６は後続画素
の濃度値”ｎ＋１を表わす。加算器１８は減算によって
出力線３４上に差Δ。＋１を生成する。
＠６２上の差Δ　　と線６４土の差Δ□＋１は、−１ それぞれ読取シ専用記１．ハ装置の索引チーフル６６お
よび３８全アドレスする。索引チーフル３６および３８
の伝達関数は、第１表に示しであるが、Δｎ＋１の値が
Ｌを越えたとき、それに代って限界値りが出力される点
がそれにはっきり示されている。制限された差値Δ′　
　　は、加算器４Ｇの第−１ １の入力に接続された索引テーブルろ６の出力線４２上
に現われる。索引テーブル６８の出力である制限された
差値Δ′　　　は、加算器４０への第ｎ＋１ ２の入力として線４４上に現われる。
上記の方程式（３）Ｋよれば、加算器４Ｇが差値Δ′ｎ
−１とΔ′　　　を加算し、次ぐここの和に７が掛けら
れ、ｎ＋１ その積が加勢、器２６の第２の入力に接続された線４６
上に現われる。
加算器２６は、線４６土の値に線１５上の現行画素の濃
度値■　を加えて、現行画素に対するる波された濃度値
■□、を出力線５０上に生成する。
本発明の良好な実施例を、イメージ中のノイズと低振幅
テクスチャを減らして圧縮比およびイメージ品質を改善
するための方法および装置に関して説明してきたが、上
記の一次元フィルタは、次の２つの用途で垂直テクスチ
ャを改良し、ノイズを除去することがわかった。
後処理において、伸張され１こグレー・スクール・イメ
ージ中の水平ストリークを、本発明りこもとづく垂直非
線形フィルタによって、取除くことができる。
第２に、本発明にもとづく非線形フィルタを前処理に使
用して、１画素自り１ビツト１１こは２ヒツトへ閾値処
理された図Ｊレイメージ中の鋸歯エツジを除去捷たは抑
制することができる。タイミング・ジッタ甘たはカメラ
の振動か、捕獲イメージの２つのフィールド間で小さな
振幅のシフトをもたらすことがある。閾値が振幅シフト
の間にある場合、得られるエツジは、望ましくない鋸歯
状のものになる。これはデータ圧縮比とイメージ品質を
共に低下させる。垂直−次元非線形フィルタを使用する
と、との鋸歯効果が太幅に減少する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明にもとづくビデオ　イメージ・データ
をろ過する方法の流れ図である。 第２図は、本発明にもとづくビデオ・イメージ・データ
をろ過するための装置のフロック図である。 出顛入インターナシ町すし・ヒジネス・マシーンズ・コ
ーポレーション代理人　弁理士　　頓　　　宮　　　孝
　　　−（外１名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 現行画素と１つ甘たは複数の先行画素の濃度値間の第１
    の差値を決定すること、 前記現行画素と１つまたは複数の後続画素の濃度値間の
    概２の差値を決定すること、 予め定め１こ限界値を越え１こ、第１の差値および第２
    の差値を１ｔｉ１．ｌ限すること、制限された差値に夫
    々予め定められ１こ定数を掛けたものの和に、前記現行
    画素の濃度値を加えることによって、前記現行画素に対
    するろ波され１こ値を生成すること、 〃・らなるビデメ・イメージの非線形ろ波力法。
JP58216450A 1982-12-30 1983-11-18 ビデオ・イメ−ジの非線形ろ波方法 Pending JPS59125178A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/454,783 US4504864A (en) 1982-12-30 1982-12-30 Nonlinear filtering of gray scale images
US454783 1989-12-22

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JPS59125178A true JPS59125178A (ja) 1984-07-19

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ID=23806063

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JP58216450A Pending JPS59125178A (ja) 1982-12-30 1983-11-18 ビデオ・イメ−ジの非線形ろ波方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4504864A (ja)
EP (1) EP0114961B1 (ja)
JP (1) JPS59125178A (ja)
CA (1) CA1196091A (ja)
DE (1) DE3377449D1 (ja)

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