JPS60218180A - Median filter circuit - Google Patents
Median filter circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(a)発明の技術分野
本発明は画像処理装置等において、ノイズ除去等の処理
に用いられる中央値フィルタ回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to a median filter circuit used for processing such as noise removal in an image processing apparatus or the like.
(b)技術の背景
画像処理においては、原画像をたとえば0.1mmのピ
ンチで方眼状に配列される要素すなわち画素に分割し、
各々の画素毎の濃度等の画像情報をデジタル値によって
表すことによって与えられるデジタル画像データを扱っ
ている。(b) Background of the technology In image processing, an original image is divided into elements, or pixels, arranged in a grid pattern with a pinch of, for example, 0.1 mm.
It deals with digital image data that is provided by expressing image information such as the density of each pixel using digital values.
ところが、前記デジタル画像データ中に、観測系などに
おいて混入するランダムノイズが含まれていることがあ
り、このまま何等かの処理を施しても好ましい処理結果
が得られ難いことがある。However, the digital image data may contain random noise mixed into the observation system, etc., and it may be difficult to obtain favorable processing results even if some processing is performed on the data.
このため、目的とする処理に先立ってノイズ除去と称さ
れる処理をおこなうことが多い。For this reason, a process called noise removal is often performed prior to the target process.
たとえば、第1図(alに例示するように一次元状に配
列される各画素の濃度値が、それぞれ○印肉に記入され
たような値であるとき、これを走査方向に配列される3
個の画素を含む走査ウィンドーによる。ラスク走査によ
つて、ウィンドーの左端の画素を順次読み取り、1−i
i・・・vii・・によって示すように連続する3画素
に対して、その都度。For example, when the density value of each pixel arranged one-dimensionally as shown in FIG.
by a scanning window containing , pixels. By rask scanning, the leftmost pixels of the window are sequentially read, 1-i
Each time for three consecutive pixels as shown by i...vii...
ウィンドーの中央の両軍に対応する画素を注目画素とし
て、その注目画素の値を3画素の各僅の中の中央値すな
わち2番目の大きさの値に置き換えて出力することによ
って同図(blのような配列が得られる。The pixel corresponding to both sides in the center of the window is set as the pixel of interest, and the value of the pixel of interest is replaced with the median value, that is, the second largest value, of each of the three pixels, and outputted (bl You will get an array like this.
その結果、iii番口の処理において↓印によって示さ
れる■ような孤立した1+jHi素はノイズと見なされ
て■が■に変換されて出力されるのに対し、他の画素の
値はそのまま出力される。As a result, in the processing of number iii, an isolated 1+jHi pixel like ■ shown by the ↓ mark is considered as noise and the ■ is converted to ■ and output, while the values of other pixels are output as is. Ru.
このような処理に用いられる手段が中央値フィルタ当中
五李あるいはメディアンフィルタと称されものであり1
本発明H等は特願昭57− ’104379号(出願日
:昭和57年6月1旧1)によって、これを効果的に行
う回路に関する擢案を2秒こなっている。The means used for such processing is called a median filter or median filter.
The present invention H and others have made a two-second proposal for a circuit that effectively accomplishes this in Japanese Patent Application No. 57-'104379 (filing date: June 1, 1988, old 1).
(c)従来技術と問題点
第1図の説明は一次元状に配列されるデータの場合の例
であるが1画像データの場合には各画素は方眼状に配列
されているので、走査線毎に先頭部と末尾部の幾つかの
画素に対しては、そのままでは前記のような処理をおこ
なうことができない。(c) Prior art and problems The explanation in Figure 1 is an example of data arranged one-dimensionally, but in the case of one image data, each pixel is arranged in a grid, so the scanning line The above-mentioned processing cannot be performed on some pixels at the beginning and end of each image as they are.
すなわち、第2図は5個の画素からなる走査ウィンドー
を用いる場合の例であるが、走査ウィンドーの中央によ
って走査される画素を注目画素とするとき2画像の右端
部および左端部の各2画素分(点線の外側)の処理を行
う場合には、 (i)あるいは(ii )のように走査
ウィンドーの一部が画像の境界の外にはみ出ることにな
り、処理結果が不定になるという問題がある。That is, Fig. 2 is an example in which a scanning window consisting of five pixels is used, but when the pixel scanned by the center of the scanning window is the pixel of interest, two pixels each at the right end and left end of the two images are used. If processing is performed for a portion (outside the dotted line), a part of the scanning window will protrude outside the image boundary as in (i) or (ii), resulting in the problem that the processing result will be undefined. be.
このような問題に対処するため、第3図のように1画像
の境界の外側には特定の画素値(たとえば「0」の画素
があるものと見なして処理を行っている。To deal with this problem, processing is performed on the assumption that there are pixels with specific pixel values (for example, "0") outside the boundaries of one image, as shown in FIG.
このような処理を境界処理と称し、従来2次のようにし
て処理をおこなっていた。Such processing is called boundary processing, and has conventionally been performed in a quadratic manner.
第4図(alは1走査線当たりの画素数をn個とする画
像データの配列を示し、これを5個のウィンドーからな
る走査ウィンドーによって走査する場合には、1走査線
毎にその前後に(Xlで示されるようなダミーデータを
2個ずつ挿入することによって(blのような一次元配
列のデータ列変換り中央値フィルタ処理telによって
得られたデータから。Figure 4 (al indicates an array of image data with n pixels per scanning line, and when scanning this using a scanning window consisting of 5 windows, there will be data before and after each scanning line) (By inserting two pieces of dummy data as shown by
Td)のように前記のダミーデータに対応する部分を取
り除いたデータ列に変換し、(e)のように画像メモリ
に書込みをよtこなっ”ζいた。The data was converted into a data string from which the portion corresponding to the dummy data was removed, as shown in Td), and then written into the image memory as shown in (e).
しかしこのような方法によると制御手順が複雑であり、
したがってまた処理速度がおそくなるという欠点があっ
た。However, this method requires complicated control procedures;
Therefore, there is also the drawback that the processing speed is slow.
(d)発明の1」的
本発明の「1的は2画像データのように方眼状に配列さ
れるデータに対する中央値フィルタ処理ににおいて、境
界処理を簡r1’艷な装置によって高速におこなうこと
にある。(d) Invention 1 The first aspect of the present invention is to perform boundary processing at high speed using a simple and simple device in median filter processing for data arranged in a grid like two-image data. It is in.
(e)発明の構成 すなわち本発明になる中央値フィルタ回]?トよ。(e) Structure of the invention That is, the median filter times that the present invention becomes]? To.
デジタル画像にり・1して複数個の画素を含むウィンド
ーを走査してそのウィンドー内の複数の画素の値の中か
ら選ばれる中央値を出力する中央値フィルタ回Pトこお
いて、前記ウィンドー内の複数の画素を各々の値をキー
として逐次ソー1− L大願または小順のソート順位に
配列するとともに前記走査ウィン1゛−を構成する複数
個の画素の一部が画像の境界にかかっているときに境界
外の無効の画素に対して付けられる境界フラグとともに
出力する逐次ソート回路と、前記逐次ソート回路から出
力される境界フラグの組合せに応じて前記ソート順位の
巾から一つの画素の値を選択する手段とを備えることを
特徴とするものである。In a digital image, a median filter is used to scan a window containing a plurality of pixels and output a median value selected from the values of a plurality of pixels within the window. A plurality of pixels in the scan window are sequentially arranged in a sort order of sort 1-L by using each value as a key, and a part of the plurality of pixels constituting the scan window 1-L falls on the boundary of the image. A sequential sorting circuit that outputs a boundary flag along with a boundary flag attached to an invalid pixel outside the boundary when a pixel is selected from the width of the sort order according to the combination of the boundary flag output from the sequential sorting circuit. The invention is characterized by comprising means for selecting a value.
(f)発明の実施例 次に本発明の要旨を実施例によって具体的に説明する。(f) Examples of the invention Next, the gist of the present invention will be specifically explained using examples.
第5図は本発明の動作原理を説明する図であり。FIG. 5 is a diagram explaining the operating principle of the present invention.
ialに示すように走査ウィンドーの中の1個の画素■
が画像の境界からはみ出した場合、境界処理のためには
■には本来Oが入力されるべきであるが。One pixel in the scanning window as shown in ial■
If the image exceeds the boundary of the image, O should originally be input to ■ for boundary processing.
実際には次の走査線の左端の画素の値Xが入っている。Actually, it contains the value X of the leftmost pixel of the next scanning line.
このとき、第5図fa)に示す走査ウィンドーの■を除
く各画素の値がたとえば図示のような値であるとすると
き、従来例におけるように、■に対しダミーデータとし
て0を挿入する場合には、これらの値をソートシて左か
ら大h1iに配列するとソート順位は(blに示される
ようになって中央値は20となり、走査−フィツト−の
中心の注目画素の埴10が20に置き換えられることに
なる。At this time, if the value of each pixel other than ■ in the scanning window shown in FIG. , if these values are sorted and arranged from the left to large h1i, the sorting order will be as shown in (bl), the median value will be 20, and the pixel of interest at the center of the scan-fit will be replaced with 20. It will be done.
ところが前述のように■に入る値は実際には次の走査線
の先口「1の画素の埴Xであり、Xの値が前記中央値2
0よりも小さい稙たとえば10である場合には、ソート
順位はtc+に示されるようになって中央値は前記従来
例と同様に20となるので、注目画素の値10を中央値
20に置き換えて出力すればよいを示している。However, as mentioned above, the value that enters ■ is actually the pixel X at the beginning of the next scanning line, and the value of X is equal to the median value 2.
If the value is smaller than 0, for example 10, the sorting order will be as shown in tc+ and the median value will be 20 as in the conventional example, so replace the value 10 of the pixel of interest with the median value 20. It shows what should be output.
また、前記法の走査線の先頭の値Xが20に等しいか2
0より大きい値、たとえば40である場合には。Also, whether the value X at the beginning of the scanning line of the method is equal to 20 or 2
If the value is greater than 0, for example 40.
ソーl−順位は(dlに示される、Lうになって1本来
はOを入力すべきにもかかわらす40を入力したために
1本来は中央値が格納されるべきところに30が格納さ
れて本来の中央値20は第4位に移されている。したが
って、この場合にはソート順位が第4位の画素の値を本
当の中央値として、注目画素の(111fH1を20に
置き換えて出力すればよいことを示している。The sort l-rank is (shown in dl), and 1 originally should have entered O, but because 40 was entered, 30 was stored where the median value should have been stored. The median value of 20 has been moved to the 4th place. Therefore, in this case, if the value of the pixel ranked 4th in the sorting order is set as the true median value, and the pixel of interest (111fH1 is replaced with 20 and output) It shows good things.
すなわち、第5図fa)のように、走査ウィンドーの先
頭の画素■が画像の境界からはみ出して次の走査線の先
頭となっている場合には、そのウィンドーに入るべき画
素の値すなわち次の走査線の先11「1の画素の値Xが
ソート順位の第4位または第5位にあるときには第3位
の値が中央値であることに変わりはない。したがって第
3位の値を出力すればよい。In other words, as shown in Figure 5 fa), if the first pixel ■ in the scanning window protrudes from the image boundary and becomes the beginning of the next scanning line, the value of the pixel that should be in that window, that is, the next If the value X of the pixel number 11 at the end of the scanning line is in the 4th or 5th place in the sorting order, the value in the 3rd place is still the median value. Therefore, the value in the 3rd place is output. do it.
また同じく第5図fa)のように、走査ウィンドーの先
頭の画素■が画像の境界からはめ出して次の走査線の先
頭となっている場合には、そのウィンドーに入るべき画
素の値すなわち次の走査線の先頭の画素の値Xがソート
順位の第1位・第2位または第3位にあるときには第4
位の値を中央値として出力すればよい。Similarly, as shown in Figure 5 fa), if the first pixel in the scanning window is out of the image boundary and becomes the beginning of the next scanning line, the value of the pixel that should be in that window, that is, the next When the value X of the first pixel of the scanning line is in the first, second or third place in the sorting order,
It is sufficient to output the value of the digit as the median value.
走査ウィンドーの先頭から二つの画素が次の走査線の先
頭にきている場合、および走査ウィンドーの末尾から一
つまたは二つの画素が前の走査線の末尾にある場合につ
いても、同様にしてソート順位の中の出力すべき順位を
決定することが可能である。Sort in the same way if the first two pixels of the scan window are at the beginning of the next scan line, and if one or two pixels from the end of the scan window are at the end of the previous scan line. It is possible to determine the rank among the ranks to be output.
第6図は前記ソート順位の中のどの順位を出力すれば正
しい中央値が得られるかを網羅した真理値表であり、R
D*は走査ウィンドーの一部の画素が伯の走査線にまた
がっていることを示す境界フラグ、 STば注目画素が
走査線の先端にあることを示す走査線先頭フラグ、また
BDa −BDb−BDc・++11dおよびBDeは
、それぞれ、ソート順位が第1位・第2位・第3位・第
4位および第5位の画素が他の走査線にまたがっている
か否かを示すフラグであり、’IJはフラグ有り・ 「
0」はフラグ無し・空白はフラグ有りまたは無しの何れ
かを示ず。FIG. 6 is a truth table that covers which rank among the sorting ranks should be output to obtain the correct median value, and R
D* is a boundary flag indicating that some pixels in the scanning window straddle the scanning line; ST is a scanning line head flag indicating that the pixel of interest is at the tip of the scanning line; and BDa - BDb - BDc.・++11d and BDe are flags indicating whether or not the pixels in the 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th sorting ranks straddle other scanning lines, respectively; IJ has a flag.
0" indicates no flag; blank indicates whether the flag is present or absent.
すなわち、(a)はBD*が’OJの場合すなわち境界
処理が不要の場合であるから前記ソート順位が第3位の
画素の値をそのまま出力すればよいことを示し、(b)
は第5図TC)によって説明した例の場合に該当し、ま
たfdl・(elおよび(flは第5図Td)によって
説明した例の場合に該当している。That is, (a) indicates that when BD* is 'OJ, that is, no boundary processing is required, so it is sufficient to output the value of the pixel ranked third in the sorting order as is, and (b)
This applies to the example described by FIG. 5TC), and also applies to the example described by fdl.(el and (fl is FIG. 5Td)).
第7図は本発明−実施例の構成を示すブロック図であり
、1は方1ffN状に配列される画素毎の値を1画素ず
つラスク走査して読み取って得られる最新の連続する5
個の要素を各々の値をキーとして逐次ソートし1図示右
側から大願のソート順位にIN+11・T N f21
・IN(3)・IN+’11およびI旧5)のように配
列 ゛するとともに、前記走査ウィンドーが境界部分に
あるときに他の走査線にある画素に(=JUられる境界
フラグBr1a −11Db ・旧)c・旧】dおよび
BDeとともに出力する逐次ソート回路、2と3は逐次
ソート回路1から出力される境界フラグ1lrl a
−nr) b・BDc4111dお、l、びBr1eの
組合・IBに応し′乙11;1記ソート順位の中から一
つの要素の値を中央値として選択する手段を構成し、2
は論理演算回11品、3は選択回路、4は2クロック分
の遅延回路である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, where 1 is the latest continuous 5 value obtained by scanning and reading the values of each pixel arranged in a square 1ffN shape one pixel at a time.
The elements are sorted sequentially using each value as a key, and the order of sorting is IN+11・T N f21 from the right side of the diagram.
・IN(3)・IN+'11 and I old 5), and when the scanning window is in the boundary area, the boundary flag Br1a - 11Db which is applied to pixels in other scanning lines (=JU) ・Sequential sorting circuit that outputs together with old) c and old] d and BDe, 2 and 3 are boundary flags 1lrl a that are output from sequential sorting circuit 1.
-nr) b. BDc4111d O, l, and Br1e combination IB 'B11; Configure means for selecting the value of one element from the sorting order described in 1 as the median value, 2.
3 is a selection circuit, and 4 is a delay circuit for two clocks.
第8図は逐次ソート回路1の動作を説明する図であり、
(a)に示すように画素値INが境界フラグl’lDと
ともに(i ) (ii ) (iii ) (iv
)および(v)のように入力されると、各画素値INは
(blに示され0
るように右側から大願にINfll・I N (21・
I N +31・IN+41およびT N +51の、
1;うに、それぞれ境界フラグRIla・BDb −B
rlc −BrldおよびBr1(lを付されたまま配
列されて出力され、ついで(a)′に示すように次の画
素値INが境界フラグRDとともに(vi)のように入
力されると同様に(bl ’に示されるような配列に変
わって出力される。FIG. 8 is a diagram explaining the operation of the sequential sorting circuit 1,
As shown in (a), the pixel value IN and the boundary flag l'lD are (i) (ii) (iii) (iv
) and (v), each pixel value IN is inputted from the right side as shown in (bl).
I N +31, IN+41 and T N +51,
1; Sea urchin, boundary flags RIla and BDb -B, respectively
rlc -Brld and Br1 (arranged and output with l attached, and then, as shown in (a)', when the next pixel value IN is input as shown in (vi) together with the boundary flag RD, similarly ( The output is changed to the array shown in bl'.
論理演算回路2は1図示省略の画像データ読取り部から
t−i、えられる走査線先頭フラグST、同じく図示省
略の画像データ読取り部からIjえられる境界フラグR
11を遅延1111路4によって2りL1ツク遅延させ
た境界フラグ811)l’、ならびに逐次ソート回路1
によってりえられる境界フラグBr1a・旧)b−Rr
lc−1(Ddおよびl1rleを入力とし、第6図の
真理flCj表によって与えられる出力CMを出力する
。The logical operation circuit 2 receives a scanning line head flag ST obtained from an image data reading section (not shown), and a boundary flag R obtained from an image data reading section (not shown).
Boundary flag 811) l', which is obtained by delaying 11 by 2 L1 times by delay 1111 path 4, and sequential sorting circuit 1
Boundary flag Br1a (old) b-Rr returned by
lc-1 (takes Dd and l1rle as inputs and outputs the output CM given by the truth flCj table of FIG. 6).
選択回rl′83は論理演算回路2の出力が“00゛・
’01”または“10′に応じて、それぞれは逐次ソ
ー1回路1によって?lられるソート順位の第3位・第
4位または第5位の画素値、すなわちBDc−B11d
またば1lrleの何れかを選択して出力す1す
る。The selection circuit rl'83 selects when the output of the logic operation circuit 2 is "00゛・
According to '01' or '10', respectively by sequential saw 1 circuit 1? 3rd, 4th or 5th pixel value in the sorting order, that is, BDc-B11d
Alternatively, select one of 1lrle and output it.
論理演算回路2は、たとえばリードオンリメモリを用い
、第6図の真理値表をテーブルとして記憶させることに
よって極労篇単したがって安価に構成することができる
。The logical operation circuit 2 can be constructed in a simple and inexpensive manner by storing the truth table shown in FIG. 6 as a table using, for example, a read-only memory.
(g)発明の効果
以−ヒ説明したように1本発明によれば 画像データの
ように方眼状に配列されるデータに対する中央値フィル
タ処理ににおいて、境界処理を簡単な装置によって高速
におこなうことができる。(g) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, in median filter processing for data arranged in a grid shape such as image data, boundary processing can be performed at high speed with a simple device. I can do it.
第1図は中央値フィルタに関する説明図、第2図と第3
図と第4図は従来例の問題点に関する説明図、第5図と
第6図は本発明の原理に関する説明図、第7図は本発明
一実施例の説明図、第8図G71間実施例の動作の説明
図である。
図中、1は逐次ソート回路、2は論理演算回路。
3は選択回路である。
2
亭 B
((1)
(V) (IV) C11i) (’lり (i)Cd
)’
(Vi) (V) OV) (iil) (iりぴ)Figure 1 is an explanatory diagram regarding the median filter, Figures 2 and 3
4 and 4 are explanatory diagrams regarding the problems of the conventional example, FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams regarding the principle of the present invention, FIG. 7 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. It is an explanatory diagram of example operation. In the figure, 1 is a sequential sorting circuit, and 2 is a logic operation circuit. 3 is a selection circuit. 2 Tei B ((1) (V) (IV) C11i) ('lri (i)Cd
)' (Vi) (V) OV) (iil) (iripi)
Claims (1)
走査してそのウィンドー内の複数の画素の値の中から選
ばれる中央値を出力する中央値フィルタ回路において、
前記ウィンドー内の複数の画素を各々の値をキーとして
逐次ソートし大願または小順のソート1!a位に配列す
るとともに前記走査ウィンドーを構成する複数個の画素
の一部が画像の境界にかかっているときに境界外の無効
の画素に対して付けられる境界フラグとともに出力する
逐次ソート回路と、前記逐次ソート回路から出力される
境界フラグの組合せに応じて前記ソート順位の中から一
つの画素の値を選択する手段とを備えることを特徴とす
る中央値フィルタ回路。In a median filter circuit that scans a window including a plurality of pixels in a digital image and outputs a median value selected from the values of the plurality of pixels within the window,
A plurality of pixels in the window are sorted sequentially using each value as a key, and sorting in major or minor order 1! a sequential sorting circuit that is arranged at position a and outputs a boundary flag attached to an invalid pixel outside the boundary when a part of the plurality of pixels constituting the scanning window overlaps the boundary of the image; A median filter circuit comprising: means for selecting a value of one pixel from among the sorting orders according to a combination of boundary flags output from the sequential sorting circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59074322A JPS60218180A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Median filter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59074322A JPS60218180A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Median filter circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60218180A true JPS60218180A (en) | 1985-10-31 |
Family
ID=13543759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59074322A Pending JPS60218180A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Median filter circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60218180A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6611632B1 (en) | 1998-04-10 | 2003-08-26 | Seiko Epson Corporation | Device and method for interpolating image data and medium on which image data interpolating program is recorded |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP59074322A patent/JPS60218180A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6611632B1 (en) | 1998-04-10 | 2003-08-26 | Seiko Epson Corporation | Device and method for interpolating image data and medium on which image data interpolating program is recorded |
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