JP5097141B2 - ノイズ低減装置及びノイズ低減プログラム - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、フレーム画像内の領域が、動領域か静領域かを判別した結果に基づいて動領域と静領域に適したノイズ低減処理を行い、動画像に重畳されたノイズを、画像の劣化を抑制しつつ低減するノイズ低減装置及びノイズ低減プログラムを提供することを目的とする。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置のコアリングレベル設定手段は、設定用ノイズレベル検出手段によって、入力したフレーム画像からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルをコアリングレベルとしてコアリング処理手段に設定する。
このとき、ノイズ低減装置の設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック分割手段によって、フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック直交変換手段によって、ノイズ検出ブロック分割手段により分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換する。続いて、設定用ノイズレベル検出手段は、交流成分平均算出手段によって、ノイズ検出ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する。そして、設定用ノイズレベル検出手段は、最小値抽出手段によって、交流成分平均算出手段によりノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均の中から最小値を抽出し、ノイズレベルとして出力する。
これによって、ノイズ低減装置は、フレーム画像の複数の箇所から検出したノイズレベル候補である交流成分平均からノイズレベルを決定し、このノイズレベルをコアリングレベルとしてコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置のコアリングレベル設定手段は、まず、設定用ノイズレベル検出手段によって、入力したフレーム画像からノイズレベルを検出する。そして、コアリングレベル設定手段は、コアリングレベル調整手段によって、設定用ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じてコアリングレベルを算出して、コアリング処理手段に設定する。
このとき、ノイズ低減装置の設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック分割手段によって、フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック直交変換手段によって、ノイズ検出ブロック分割手段により分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換する。続いて、設定用ノイズレベル検出手段は、交流成分平均算出手段によって、ノイズ検出ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する。そして、設定用ノイズレベル検出手段は、最小値抽出手段によって、交流成分平均算出手段によりノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均の中から最小値を抽出し、ノイズレベルとして出力する。
これによって、ノイズ低減装置は、フレーム画像の複数の箇所から検出したノイズレベル候補である交流成分平均からノイズレベルを決定し、ノイズレベル以下のコアリングレベルに調整してコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置のコアリングレベル設定手段は、設定用ノイズレベル検出手段によって、入力したフレーム画像からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルをコアリングレベルとしてコアリング処理手段に設定する。
このとき、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック分割手段によって、フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズ検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、低空間周波数成分抑制手段によって、ノイズ検出ブロック分割手段により分割されたノイズ検出ブロックの画像データから低空間周波数成分を抑制する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック直交変換手段によって、低空間周波成分抑制手段により低空間周波成分が抑制された画像データを直交変換して空間周波数成分に変換する。続いて、設定用ノイズレベル検出手段は、交流成分平均算出手段によって、ノイズ検出ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する。そして、設定用ノイズレベル検出手段は、最小値抽出手段によって、交流成分平均算出手段によりノイズ検出ブロックごとに抽出された複数の前記交流成分平均から最小値を抽出し、ノイズレベルとして出力する。
これによって、ノイズ低減装置は、画像信号成分が主体である低空間周波数を抑制した画像からノイズレベルを検出し、このノイズレベルをコアリングレベルとしてコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置のコアリングレベル設定手段は、まず、設定用ノイズレベル検出手段によって、入力したフレーム画像からノイズレベルを検出する。そして、コアリングレベル設定手段は、コアリングレベル調整手段によって、設定用ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じてコアリングレベルを算出して、コアリング処理手段に設定する。
このとき、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック分割手段によって、フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズ検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、低空間周波数成分抑制手段によって、ノイズ検出ブロック分割手段により分割されたノイズ検出ブロックの画像データから低空間周波数成分を抑制する。次に、設定用ノイズレベル検出手段は、ノイズ検出ブロック直交変換手段によって、低空間周波成分抑制手段により低空間周波成分が抑制された画像データを直交変換して空間周波数成分に変換する。続いて、設定用ノイズレベル検出手段は、交流成分平均算出手段によって、ノイズ検出ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する。そして、設定用ノイズレベル検出手段は、最小値抽出手段によって、交流成分平均算出手段によりノイズ検出ブロックごとに抽出された複数の前記交流成分平均から最小値を抽出し、ノイズレベルとして出力する。
これによって、ノイズ低減装置は、画像信号成分が主体である低空間周波数を抑制した画像からノイズレベルを検出し、ノイズレベル以下のコアリングレベルに調整してコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置は、動領域処理ブロック輝度算出手段によって、動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する。
一方、ノイズ低減装置は、コアリングレベル設定手段によって、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルをコアリング処理手段に設定する。そして、ノイズ低減装置は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分から、動領域処理ブロック輝度算出手段により算出した輝度レベルに対応するコアリングレベル設定手段により設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をする。
これによって、ノイズ低減装置は、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置は、動領域処理ブロック輝度算出手段によって、動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する。
一方、ノイズ低減装置は、コアリングレベル設定手段によって、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルをコアリング処理手段に設定する。このとき、コアリングレベル設定手段は、設定用ノイズレベル検出手段によって、フレーム画像からコアリングレベル設定のための輝度レベルごとのノイズレベルである輝度別ノイズレベルを検出し、検出した輝度別ノイズレベルを、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルとして設定する。そして、ノイズ低減装置は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分から、動領域処理ブロック輝度算出手段により算出した輝度レベルに対応するコアリングレベル設定手段により設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をする。
これによって、ノイズ低減装置は、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減装置の動領域処理手段は、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。動領域処理手段は、次に、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、動領域処理手段は、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、動領域処理手段は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、動領域処理手段は、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減装置は、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
ここで、ノイズ低減装置は、動領域処理ブロック輝度算出手段によって、動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する。
一方、ノイズ低減装置は、コアリングレベル設定手段によって、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルをコアリング処理手段に設定する。このとき、コアリングレベル設定手段は、設定用ノイズレベル検出手段によって、フレーム画像からコアリングレベル設定のための輝度レベルごとのノイズレベルである輝度別ノイズレベルを検出し、コアリングレベル調整手段によって、設定用ノイズレベル検出手段によって検出された輝度別ノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じて算出した輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルを設定する。そして、ノイズ低減装置は、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分から、動領域処理ブロック輝度算出手段により算出した輝度レベルに対応するコアリングレベル設定手段により設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をする。
これによって、ノイズ低減装置は、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行う。
一方、ノイズ低減プログラムは、動領域処理ブロック分割手段によって、領域判別信号が動領域を示すフレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する。次に、ノイズ低減プログラムは、動領域処理ブロック直交変換手段によって、動領域処理ブロック分割手段により分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する。また、ノイズ低減プログラムは、コアリングレベル設定手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルをコアリング処理手段に予め設定しておく。次に、ノイズ低減プログラムは、コアリング処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の各交流成分からコアリングレベル設定手段により設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をする。そして、ノイズ低減プログラムは、動領域処理ブロック逆直交変換処理手段によって、動領域処理ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分中の直流成分とコアリング処理手段によりコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換することで、高空間周波数成分を低減する。
これによって、ノイズ低減プログラムは、静領域において時間軸方向のノイズを低減し、動領域において画像平面内のノイズを低減する。
このとき、ノイズ低減プログラムは、ノイズ検出ブロック分割手段によって、フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割する。次に、ノイズ低減プログラムは、ノイズ検出ブロック直交変換手段によって、ノイズ検出ブロック分割手段により分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換する。続いて、ノイズ低減プログラムは、交流成分平均算出手段によって、ノイズ検出ブロック直交変換手段により変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する。そして、ノイズ低減プログラムは、最小値抽出手段によって、交流成分平均算出手段によりノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均の中から最小値を抽出し、ノイズレベルとして出力する。
これによって、ノイズ低減プログラムは、フレーム画像の複数の箇所から検出したノイズレベル候補である交流成分平均からノイズレベルを決定し、このノイズレベルをコアリングレベルとしてコアリング処理を行う。
また、フレーム画像から検出したノイズレベルをコアリングレベルとして用いてコアリング処理をするため、動領域においてノイズ成分を適切に低減することができる。
更に、コアリングレベル設定の基となるノイズレベルを、フレーム画像の複数の箇所から検出したノイズレベル候補である交流成分平均から抽出して決定するため適切なコアリングレベルを設定することができる。そのため、動領域において適切なノイズ低減をすることができる。
また、コアリングレベルがノイズレベルを超えない範囲で調整できるため、動領域においてノイズ低減と画像のボケとのバランスを考慮したノイズ低減処理を行うことができる。
更に、コアリングレベル設定の基となるノイズレベルを、フレーム画像の複数の箇所から検出したノイズレベル候補である交流成分平均から抽出して決定するため適切なコアリングレベルを設定することができる。そのため、動領域において適切なノイズ低減をすることができる。
また、フレーム画像から検出したノイズレベルをコアリングレベルとして用いてコアリング処理をするため、動領域においてノイズ成分を適切に低減することができる。
更に、画像信号成分が主体である低空間周波数を抑制した画像からノイズレベルを検出するため、より適切なコアリングレベルを設定することができ、その結果、動領域において、より適切なノイズ低減をすることができる。
また、コアリングレベルがノイズレベルを超えない範囲で調整できるため、動領域においてノイズ低減と画像のボケとのバランスを考慮したノイズ低減処理を行うことができる。
更に、画像信号成分が主体である低空間周波数を抑制した画像からノイズレベルを検出するため、より適切なコアリングレベルを設定することができ、その結果、動領域において、より適切なノイズ低減をすることができる。
更に、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行うため、輝度レベルごとに信号対雑音比が異なる場合であっても、ノイズ低減と画像のボケの程度が一定したノイズ低減をすることができる。
また、フレーム画像から検出したノイズレベルをコアリングレベルとして用いてコアリング処理をするため、動領域においてノイズ成分を適切に低減することができる。
更に、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行うため、輝度レベルごとに信号対雑音比が異なる場合であっても、ノイズ低減と画像のボケの程度が一定したノイズ低減をすることができる。
また、コアリングレベルがノイズレベルを超えない範囲で調整できるため、動領域においてノイズ低減と画像のボケとのバランスを考慮したノイズ低減処理を行うことができる。
更に、動領域において、輝度に応じたコアリングレベルでコアリング処理を行うため、輝度レベルごとに信号対雑音比が異なる場合であっても、ノイズ低減と画像のボケの程度が一定したノイズ低減をすることができる。
[第1実施形態のノイズ低減装置を含むノイズ低減システムの構成]
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態のノイズ低減装置を含むノイズ低減システムの構成について説明する。
また、第1実施形態のノイズ低減装置1は、フレームメモリ10,11,12と、静領域処理手段20と、動領域処理手段30と、処理選択手段50と、フレームメモリ60とを備えて構成されている。
図2に示したように、領域判別装置2は、フレーム画像F(tn)を、5(画素)×5(ライン)の形状(サイズ)のブロック(領域判別ブロック)BBに分割し、それぞれのブロックBBごとに静領域か動領域かを示す領域判別マップR(tn)を出力するものである。なお、ブロックBBの形状は、5×5に限定されるものではなく、4×4や8×8であってもよく、8×4のように水平方向と垂直方向とでサイズが異なるものでもよく、また、画素ごとに領域判別を行うものであってもよい。
領域判別装置2の詳細については後記する。
[第1実施形態のノイズ低減装置の構成]
フレームメモリ10,11,12は、ノイズ低減装置1に入力される動画像Fを構成する時間軸方向に連続する3つのフレーム画像F(tn−1)、F(tn)、F(tn+1)を一時的に記憶する記憶手段である。
同様にして、直列に接続するフレームメモリを増加することにより、更に多数のフレーム画像を参照することができる。
高周波数成分低減手段21は、例えば、時間軸方向における複数の画素を参照して平均化フィルタ処理を施す線形フィルタや、時間軸方向における複数の画素を参照してメディアンフィルタ処理を施す非線形フィルタを用いることができる。
高周波数成分低減手段21は、図3に示したように、時間軸方向に連続する3つのフレーム画像F(tn+1)、F(tn)及びF(tn−1)の画像平面内の同じ位置(i,j)における画素F(tn+1)(i,j)、F(tn)(i,j)及びF(tn−1)(i,j)を参照して、処理対象である注目フレームの注目画素F(tn)(i,j)に対する処理を施すものである。ここで、i及びjは、それぞれフレーム画像内の水平方向及び垂直方向の位置を示すインデックスである。
{ F(tn−1)(i,j)
+ F(tn )(i,j)
+ F(tn+1)(i,j) } / 3 …式(1−1)
median(
F(tn−1)(i,j),F(tn)(i,j),F(tn+1)(i,j))
…式(1−2)
但し、median(a,b,c)は、a,b,cの内の中央値を出力する関数である。
動領域処理手段30は、フレームメモリ11からフレーム画像F(tn)を入力し、領域判別装置2から入力した領域判別マップR(tn)において動領域であることを示す領域(ブロックBB)に対して、画像平面内における高空間周波数成分を低減した処理を施して、動領域フレーム画像Fd(tn)として処理選択手段50に出力するものである。
ここで、図4及び図5を参照して、コアリング処理について説明する。
また、画像を空間周波数成分に変換する直交変換の手法としては、DCTのほかに、離散フーリエ変換やアダマール変換などを用いることもできる。
ここでは、直交変換としてDCTを用い、DCT処理の単位であるブロックBは、領域判別の単位であるブロックBBと同じである場合について説明する。
なお、プリスキャン時には、画像の高空間周波数成分を抑制するために、わざとフォーカスをぼかして撮影するようにしてもよい。
11の形状のブロックに分割し、これらのブロック中からハッチングを施して示したブロックCを選択して、ノイズレベル検出のために参照するようにしてもよい。図7の(2)に示した例では、水平方向、垂直方向ともに、3ブロックに1ブロックの割合で抽出しているため、フレーム画像F(tn)が、フルハイビジョンサイズの画像の場合では、水平方向に1920/11/3≒58ブロック、垂直方向に1080/11/3≒32ブロックであり、合計で58×32=1856箇所のブロックCを参照することができる。
なお、常にノイズレベルEをコアリングレベルECORとして用いる場合は、コアリングレベル調整手段42は省略することができる。
処理選択手段50は、静領域処理手段20及び動領域処理手段30から、それぞれ静領域フレーム画像Fs(tn)及び動領域フレーム画像Fd(tn)を入力し、領域判別装置2から入力した領域判別マップR(tn)に従って、静領域であることを示す領域に対しては、静領域フレーム画像Fs(tn)をフレームメモリ60に出力し、動領域であることを示す領域に対しては、動領域フレーム画像Fd(tn)をフレームメモリ60に出力する。
図8に示した領域判別装置2は、動画像を構成するフレーム画像F(tn―2)、F(tn―1)、F(tn)、F(tn+1)、F(tn+2)…、を順次に入力し、フレームごとに、フレーム画像F(tn)などをブロックBB(領域判別ブロック)に分割して、各ブロックBBが動きのある動領域か、動きのない静領域かを判別し、各ブロックBBの領域判別結果rとフレーム画像F(tn)の画像面内における当該ブロックBBの位置とを対応づけて構成した領域判別マップR(tn)を出力する。
なお、F(tn)及びR(tn)は、それぞれ時間tnにおけるフレーム画像及び領域判別マップを示し、後記するように、フレーム画像F(tn)の入力に対する領域判別マップR(tn)は、1フレーム周期遅れて出力される。
また、ブロック分割手段210は、図9に示したように、時間軸方向に連続する各フレーム画像F(tn−1)、F(tn)、F(tn+1)を順次にブロック分割する際に、それぞれ画像面内の同じ位置に対応するブロックBBn−1、BBn、BBn+1が分割されるようにする。
また、ブロックBBの形状は、5×5、4×4、7×7、8×8のように正方形に限定されず、例えば、8×4のように横方向(水平方向)と縦方向(垂直方向)とでサイズを異なるようにしてもよい。
なお、ブロックBB1は、時間軸方向に連続する3つのフレームの内の、時間軸上で前のフレーム(前フレーム)におけるブロックを示し、ブロックBB2は、時間軸上で中央のフレーム(処理対象となる注目フレーム)におけるブロックを示し、ブロックBB3は、時間軸上で後のフレーム(後フレーム)におけるブロックを示すものとする。
また、後フレーム画素記憶手段2111は、1フレームの処理が終了すると、不図示のフレーム同期信号に同期して、記憶している画素データを注目フレーム画素記憶手段2112に出力する。そして、ブロック分割手段210から入力される次のフレーム画像、すなわち時間tn+1におけるフレーム画像F(tn+1)のブロックBBn+1の画素データを、次の後フレームのブロックBB3の画素データとして記憶する。
D2(i,j) = BB2(i,j) − BB3(i,j) …式(2−2)
D3(i,j) = BB1(i,j) − BB3(i,j) …式(2−3)
例えば、“0”又は“1”の値をとるものであり、設定値SELが“1”の場合は、差分平均算出手段212におけるフレーム間の差分平均として、前フレームと注目フレームとの間、後フレームと注目フレームとの間、及び前フレームと後フレームとの間の3種類の組み合わせによる差分平均を算出する。また、設定値SELが“0”の場合は、差分平均算出手段212におけるフレーム間の差分平均として、前フレームと後フレームとの間の差分平均のみを算出し、計算の簡略化を選択できるようになっている。
G1 = √{ΣD1(i,j)2/N} …式(3−2)
G1 = ΣD1(i,j)2/N …式(3−3)
これによって、動画像ごとに判別閾値THRをチューニングする必要がなくなる。また、判別処理対象の動画像に関わらず、各動画像に共通の判別閾値THRを調整して動領域の抽出漏れを低減したり、逆に動領域の検出過多を低減したりすることも可能である。
また、差分平均算出手段212が、常に差分平均G3のみ算出するように構成する場合は、最大値抽出手段214は省略することができる。
なお、領域判別結果rは、例えば、動領域と判別したときは“1”の値をとり、静領域と判別したときは“0”の値をとるようにすることができる。
ここで、注目フレーム画像F(tn)に対する領域判別結果rは、1フレーム周期後に入力されるフレーム画像F(tn+1)を参照して出力されるため、フレーム画像F(tn)を入力する期間に出力される領域判別マップは、1フレーム周期前の、時間tn−1におけるフレーム画像F(tn−1)に対する領域判別マップR(tn−1)である。
ノイズレベル設定手段218の詳細な構成については後記する。
ノイズレベル設定手段218は、ブロック分割手段2181と、直流成分除去画像算出手段2182と、画素平均算出手段2183と、最小値抽出手段2184とを備えて構成されている。
DCT処理手段2182aは、図6に示したコアリングレベル設定手段40のDCT処理手段41bと同様であるので、詳細な説明は省略する。
画素平均算出手段2183は、各ブロックCCに対応する直流成分除去画像CC’の画素平均Hを算出し、フレーム画像F(tn)におけるノイズレベルEEの候補値として順次に最小値抽出手段2184に出力する。
また、画素平均Hは、画素データのRMSの他、画素データの絶対値の平均としてもよく、計算を簡略化するためにRMSの平方根算出を省略した画素データの二乗平均としてもよい。
次に、図11を参照(適宜図1、図6及び図8参照)して、第1実施形態のノイズ低減装置1を含むノイズ低減システム100の動作について説明する。
なお、領域判別装置2が、ノイズレベルEEに替えて、ノイズレベルEを用いるよう構成する場合は、ステップS13は省略することができる。
なお、領域判別装置2は、差分計算設定手段217によって予め設定しておいた設定値SELが“0”の場合には、差分算出手段2121によって差分D3のみを算出し、以降の処理においては差分D1及び差分D2に関する処理は行わないように制御する。
また、未処理のブロックBBがない場合は(ステップS93でNo)、領域判別装置2は、ブロック画素記憶手段211によって、注目フレーム画素記憶手段2112に記憶されているフレーム画像F(tn−1)における各ブロックBBの画素データを前フレーム画素記憶手段2113にシフトするとともに、後フレーム画素記憶手段2111に記憶されているフレーム画像F(tn)における各ブロックBBの画素データを注目フレーム画素記憶手段2112にシフトする(ステップS94)。
次のフレーム画像F(tn+1)の入力がない場合は(ステップS95でNo)、領域判別装置2は処理を終了する。
次に、図17を参照して、本発明の第1実施形態の変形例のノイズ低減装置ついて説明する。
なお、図6に示した第1実施形態におけるコアリングレベル設定手段40と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は適宜省略する。
これによって、ノイズ成分が多く含まれる高空間周波数成分を、画像信号成分が主体である低空間周波数成分に対して相対的に強調することができる。このため、交流成分平均算出手段41cによって算出される交流成分の平均である交流成分平均KAVEに、ノイズ成分の多寡をより適切に反映することができる。
その結果、当該交流成分平均KAVEに基づいて設定されるコアリングレベルECORを用いてコアリング処理を行うことにより、より適切にノイズ成分を低減することができる。
C(i,j−1)×(−1/2)
+ C(i,j)×1
+ C(i,j+1)×(−1/2) …式(4)
なお、図18の(3)において、fNyはナイキスト周波数を示す。また、図18の(2)に示したHPFは、水平方向に関してはフィルタ処理をしないため、水平方向の空間周波数成分は変化しない。
また、HPF処理手段41eで用いるHPFのフィルタ係数KHPFは、図18の(2)に示したものに限定されず、画像信号成分を多く含む低空間周波数の交流成分の少なくとも一部を抑制するものであれば用いることができる。
次に、図19を参照(適宜図17参照)して、第1実施形態の変形例のノイズ低減装置におけるコアリングレベル設定手段40Aの動作について説明する。
次に、図20を参照(適宜図1参照)して、第2実施形態のノイズ低減装置1Aを含むノイズ低減システム100Aの構成について説明する。
コアリング処理手段33Aは、輝度算出手段35から入力したブロックBの輝度Lが属する輝度ランクL0〜L7に対応するコアリングレベルを、輝度別コアリングレベルECOR0〜ECOR7の中から選択してコアリング処理に用いる。
コアリングレベル設定手段40Bの詳細については後記する。
なお、第2実施形態における輝度算出手段35は、輝度Lとして、ブロックBを構成する5×5=25個の画素データの単純平均を用いるが、これに限定されるものではない。例えば、5×5の中心に位置する画素データを用いてもよいし、5×5の中心ほど加重を大きくする加重平均を算出して用いてもよく、5×5の中央値を抽出して用いるようにしてもよい。
図21に示したように、第2実施形態におけるコアリングレベル設定手段40Bは、設定用ノイズレベル検出手段41Bと、コアリングレベル調整手段42Bと、検証用ノイズレベル検出手段43とを備えて構成されている。また、設定用ノイズレベル検出手段41Bは、ブロック分割手段41aと、DCT処理手段41bと、交流成分平均算出手段41cと、輝度別最小値抽出手段41fと、ノイズレベル検証手段41gと、補間処理手段41hと、輝度算出手段(ノイズ検出ブロック輝度算出手段)41iとを備えて構成されている。
そして、コアリングレベル調整手段42Bは、設定用ノイズレベル検出手段41Bから入力した輝度別ノイズレベルE0〜E7に、外部から入力したコアリングレベル調整値αを乗じて輝度別コアリングレベルECOR0〜ECOR7を算出してコアリング処理手段33Aに出力する。
また、検証用ノイズレベル検出手段43は、プリスキャンして得たフレーム画像F(tn)からノイズレベルを予め検出し、当該ノイズレベルを、設定用ノイズレベル検出手段41Bによって算出した輝度別ノイズレベルE0〜E7の有効性を検証するための検証値であるSIFT値(検証用ノイズレベル)として設定用ノイズレベル検出手段41Bのノイズレベル検証手段41gに出力するものである。
設定用ノイズレベル検出手段41Bは、図6に示した設定用ノイズレベル検出手段41とは、ブロック分割手段41a及び最小値抽出手段41dに替えて、それぞれブロック分割手段41Ba及び輝度別最小値抽出手段41fを備えことと、ノイズレベル検証手段41gと補間処理手段41hと輝度算出手段41iとを更に備えることとが異なる。
なお、設定用ノイズレベル検出手段41Bにおいて、図6に示した設定用ノイズレベル検出手段41と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は適宜省略する。
設定用ノイズレベル検出手段41Bのブロック分割手段41Baは、図6に示した第1実施形態の設定用ノイズレベル検出手段41のブロック分割手段41aと異なり、入力したフレーム画像F(tn)の全領域を隈無く11×11の形状のブロックCに分割し、間引くことなく、すべてのブロックCについて、各ブロックCを構成する画素データをブロックCごとにDCT処理手段41bに出力する。
これは、輝度別にノイズレベルを検出する際に、輝度ランクによってブロックCの割当数が不足するのを防止するためである。
また、設定用ノイズレベル検出手段41Bは、輝度別最小値抽出手段41fによって、各輝度別ノイズレベルE0〜E7をSIFT値と比較して、所定の範囲内にない場合には、その輝度ランクの輝度別ノイズレベルE0〜E7を有効でないと判断し、その輝度ランクの輝度別ノイズレベルE0〜E7の値に“0”又は有効でないことを示すデータを設定して補間処理手段41hに出力する。これによって、輝度別ノイズレベルE0〜E7から不適切なノイズレベルデータを排除することができる。
なお、コアリングレベル調整をせずに常に輝度別ノイズレベルE0〜E7を輝度別コアリングレベルECOR0〜ECOR7として用いるよう構成することもでき、この場合は、コアリングレベル調整手段42Bは省略することができる。
図22は、ノイズレベル検証手段41gから補間処理手段41hに出力された輝度別ノイズレベルE0〜E7の様子を模式的に示したものである。横軸は輝度Lを示し、縦軸はノイズレベルの大きさEを示す。
なお、輝度算出手段41iから出力される輝度Lは、0〜255の256階調の値を取るものとし、輝度レンジを32階調ずつ均等に、輝度ランクL0(暗)から輝度ランクL7(明)の8ランクに区分している。また、各輝度ランクL0〜L7の輝度の代表値は、各輝度レンジの中央値としている。そして、図22において、●で示した輝度別ノイズレベルE1,E3,E4,E5,E6は、有効であると判断されたデータであり、○で示した輝度ランクL0,L2,L7は、そのデータが有効でないと判断された(又は未検出の)輝度ランクであり、補間処理によって輝度別ノイズレベルE0,E2,E7を算出する必要があるものとする。
このように、両側に参照できる有効なデータがある場合は、有効なデータ間を直線補間して内挿によって輝度別ノイズレベルを算出する。すなわち、最寄りの有効なデータである輝度ランクL1及びL3の輝度別ノイズレベルE1及びE3を参照する。また、各輝度ランクL1及びL3における輝度Lは、それぞれの代表値48及び112とし、輝度ランクL2の代表値80におけるノイズレベルを輝度別ノイズレベルE2として算出する。
このように、低輝度側に参照できるデータがない場合は、高輝度側の有効な互いに隣接する2点のデータを参照し、外挿により輝度別ノイズレベルを算出する。なお、既に補間処理により輝度別ノイズレベルが算出されている輝度ランクのデータは、他の有効でない輝度別ノイズレベルを補間処理によって算出するときには、有効なデータとして参照することができる。すなわち、高輝度側の互いに隣接する有効なデータとして、輝度ランクL1及びL3を参照しても、輝度ランクL1及び既に補間処理によって輝度別ノイズレベルE2が算出された輝度ランクL2を参照するようにしてもよい。以降の説明は、輝度ランクL1及びL2を参照した場合について説明する。
この半直線A01は、点(48,E1)を通り、傾きの大きさが(Emax−Emin)/256であり、傾きの向きが参照する2点(48,E1)及び(80,E2)を結ぶ線分の傾きの向きと同じとする。なお、Emax及びEminは、それぞれ有効な輝度別ノイズレベルE1,E3,E4,E5,E6の内の、最大値及び最小値を示し、図22に示した例では、Emax=E4、Emin=E1である。そして、外挿する際の半直線の傾きの大きさを、有効な輝度別ノイズレベルE1,E3,E4,E5,E6から見積もることができる平均的な勾配とすることで、外挿による補間処理にありがちな異常値の算出を防止することができる。
以上より、輝度ランクL0における輝度別ノイズレベルE0は、式(5−2)のようにして算出することができる。
E1−Sign(E2−E1)×(Emax−Emin)×(48−16)/256
…式(5−2)
このように、高輝度側に参照できるデータがない場合は、前記した低輝度側に算出するデータがない場合と同様に、低輝度側の有効な互いに隣接する2点のデータを参照し、外挿により輝度別ノイズレベルを算出する。
図22に示した例では、輝度ランクL6及びL5における輝度別ノイズレベルE6及びE5を参照して、輝度ランクL7における輝度別ノイズレベルE7を算出する。
この半直線A67は、点(208,E6)を通り、傾きの大きさが(Emax−Emin)/256であり、傾きの向きが参照する2点(176,E5)及び(208,E6)を結ぶ線分の傾きの向きと同じとする。
輝度ランクL7における輝度別ノイズレベルE7は、式(5−3)のようにして算出することができる。
E6−Sign(E5−E6)×(Emax−Emin)×(240−208)/256
…式(5−3)
次に、図23を参照(適宜図20及び図21参照)して、第2実施形態のノイズ低減装置1Aを含むノイズ低減システム100Aの動作について説明する。
なお、領域判別装置2が、ノイズレベルEEに替えて、ノイズ低減装置1Aの検証用ノイズレベル検出手段43によって検出したSIFT値を用いるように構成することもできる。この場合は、ステップS143は省略することができる。
一方、注目ブロックBBが静領域である場合は(ステップS149でNo)、ノイズ低減装置1Aの静領域処理手段20によって、ステップS147で分割したフレーム画像F(tn)の注目ブロックBBに対応する画像をブロックBとして分割し、静領域処理を施し、静領域フレーム画像Fs(tn)を算出して処理選択手段50に出力する(ステップS151)。
一方、未処理のブロックBBがない場合は(ステップS153でNo)、ノイズ低減システム100Aは、ノイズ低減装置1Aによって、ノイズ低減装置1のフレームメモリ60に蓄積されたノイズ低減したフレーム画像F’(tn)を読み出して、外部に出力する(ステップS154)。
一方、次のフレーム画像F(tn+1)の入力がない場合は(ステップS155でNo)、ノイズ低減システム100Aは処理を終了する。
なお、ステップS162とステップS163とはどちらを先に処理してもよく、並行して処理を行うようにしてもよい。
また、ステップS162の処理において、ブロックBの輝度Lとして、ブロックBを構成する画素データの単純平均を用いる場合は、DCT処理手段32によって算出するDCT係数KDCTの直流成分を示す係数を流用することができるため、ステップS162を削除することができる。
2 領域判別装置
10、11、12 フレームメモリ
20 静領域処理手段
21 高周波数成分低減手段
30、30A 動領域処理手段
31 ブロック分割手段(動領域処理ブロック分割手段)
32 DCT処理手段(動領域処理ブロック直交変換手段)
33、33A コアリング処理手段
34 逆DCT処理手段(動領域処理ブロック逆直交変換手段)
35 輝度算出手段(動領域処理ブロック輝度算出手段)
40、40A、40B コアリングレベル設定手段
41、41A、41B 設定用ノイズレベル検出手段
41a、41Ba ブロック分割手段(ノイズ検出ブロック分割手段)
41b DCT処理手段(ノイズ検出ブロック直交変換手段)
41c 交流成分平均算出手段
41d 最小値抽出手段
41e HPF処理手段(低空間周波数成分抑制手段)
41f 輝度別最小値抽出手段
41g ノイズレベル検証手段
41h 補間処理手段
41i 輝度算出手段(ノイズ検出ブロック輝度算出手段)
42、42B コアリングレベル調整手段
43 検証用ノイズレベル検出手段
50 処理選択手段
60 フレームメモリ
100、100A ノイズ低減システム
210 ブロック分割手段(領域判別ブロック分割手段)
B ブロック(動領域処理ブロック)
BB ブロック(領域判別ブロック)
C ブロック(ノイズ検出ブロック)
E ノイズレベル
E0〜E7 輝度別ノイズレベル
ECOR コアリングレベル
ECOR0〜ECOR7 輝度別コアリングレベル
F(tn) フレーム画像
R(tn) 領域判別マップ(領域判別信号)
Claims (8)
- 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のためのノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段を備え、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出したノイズレベルを前記コアリングレベルとして設定し、
前記設定用ノイズレベル検出手段は、前記フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割するノイズ検出ブロック分割手段と、前記ノイズ検出ブロック分割手段によって分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換するノイズ検出ブロック直交変換手段と、前記ノイズ検出ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する交流成分平均算出手段と、前記交流成分平均算出手段によって前記ノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均から最小値を抽出し、前記ノイズレベルとして出力する最小値抽出手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のためのノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段と、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出されたノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じて算出したコアリングレベルを設定するコアリングレベル調整手段とを備え、
前記設定用ノイズレベル検出手段は、前記フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割するノイズ検出ブロック分割手段と、前記ノイズ検出ブロック分割手段によって分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換するノイズ検出ブロック直交変換手段と、前記ノイズ検出ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する交流成分平均算出手段と、前記交流成分平均算出手段によって前記ノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均から最小値を抽出し、前記ノイズレベルとして出力する最小値抽出手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のためのノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段を備え、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出したノイズレベルを前記コアリングレベルとして設定し、
前記設定用ノイズレベル検出手段は、前記フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズ検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割するノイズ検出ブロック分割手段と、前記ノイズ検出ブロック分割手段によって分割されたノイズ検出ブロックの画像データから低空間周波数成分を抑制する低空間周波数成分抑制手段と、前記低空間周波成分抑制手段によって低空間周波成分が抑制された画像データを直交変換して空間周波数成分に変換するノイズ検出ブロック直交変換手段と、前記ノイズ検出ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する交流成分平均算出手段と、前記交流成分平均算出手段によって前記ノイズ検出ブロックごとに抽出された複数の前記交流成分平均から最小値を抽出し、前記ノイズレベルとして出力する最小値抽出手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のためのノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段と、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出されたノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じて算出したコアリングレベルを設定するコアリングレベル調整手段とを備え、
前記設定用ノイズレベル検出手段は、前記フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズ検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割するノイズ検出ブロック分割手段と、前記ノイズ検出ブロック分割手段によって分割されたノイズ検出ブロックの画像データから低空間周波数成分を抑制する低空間周波数成分抑制手段と、前記低空間周波成分抑制手段によって低空間周波成分が抑制された画像データを直交変換して空間周波数成分に変換するノイズ検出ブロック直交変換手段と、前記ノイズ検出ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する交流成分平均算出手段と、前記交流成分平均算出手段によって前記ノイズ検出ブロックごとに抽出された複数の前記交流成分平均から最小値を抽出し、前記ノイズレベルとして出力する最小値抽出手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、
前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する動領域処理ブロック輝度算出手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルを設定するとともに、前記コアリング処理手段は、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から、前記動領域処理ブロック輝度算出手段によって算出した輝度レベルに対応する前記コアリングレベル設定手段によって設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をすることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、
前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する動領域処理ブロック輝度算出手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のための輝度レベルごとのノイズレベルである輝度別ノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段を備え、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出した輝度別ノイズレベルを、輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルとして設定するとともに、
前記コアリング処理手段は、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から、前記動領域処理ブロック輝度算出手段によって算出した輝度レベルに対応する前記コアリングレベル設定手段によって設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をすることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるノイズ低減装置であって、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該動領域中の画像に重畳された画像平面内のノイズを低減処理する動領域処理手段と、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段を備えた静領域処理手段と、を備え、
前記動領域処理手段は、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段と、前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルを設定するコアリングレベル設定手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段と、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段と、
前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロック内の輝度レベルを算出する動領域処理ブロック輝度算出手段と、を備え、
前記コアリングレベル設定手段は、前記フレーム画像からコアリングレベル設定のための輝度レベルごとのノイズレベルである輝度別ノイズレベルを検出する設定用ノイズレベル検出手段と、前記設定用ノイズレベル検出手段によって検出された輝度別ノイズレベルに、予め設定された0乃至1の値のノイズレベル調整値を乗じて算出した輝度レベルに応じてコアリングレベルが定められた輝度別コアリングレベルを設定するコアリングレベル調整手段とを備え、
前記コアリング処理手段は、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から、前記動領域処理ブロック輝度算出手段によって算出した輝度レベルに対応する前記コアリングレベル設定手段によって設定された輝度別コアリングレベルを減じるコアリング処理をすることを特徴とするノイズ低減装置。 - 動画像を構成するフレーム画像の画像平面内の領域が、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像に対して変化のある動領域か、変化のない静領域か、の2種類の領域の何れであるかを判別する領域判別信号に従って、前記動領域と前記静領域とにそれぞれ異なるノイズ低減処理を施すことにより、前記動画像に重畳されたノイズを低減させるために、コンピュータを、
前記領域判別信号が静領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、当該静領域中の画素ごとに、当該フレーム画像に対して時間軸方向に前後のフレーム画像の画像平面内の同じ位置の画素を参照して高周波数成分を低減する処理をする高周波数成分低減手段、
前記領域判別信号が動領域であることを示す前記フレーム画像の領域に対して、予め定められた形状の動領域処理の単位ブロックである動領域処理ブロックに分割する動領域処理ブロック分割手段、
前記動領域処理ブロック分割手段によって分割された動領域処理ブロックごとに直交変換をして、前記動領域処理ブロックを構成する画素データを空間周波数成分に変換する動領域処理ブロック直交変換手段、
前記フレーム画像を複数の画素からなる複数の予め定められた形状のノイズレベル検出の単位ブロックであるノイズ検出ブロックに分割するノイズ検出ブロック分割手段、
前記ノイズ検出ブロック分割手段によって分割されたノイズ検出ブロックを直交変換して空間周波数成分に変換するノイズ検出ブロック直交変換手段、
前記ノイズ検出ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分から予め定められた空間周波数の交流成分の平均である交流成分平均を算出する交流成分平均算出手段、
前記交流成分平均算出手段によって前記ノイズ検出ブロックごとに算出された交流成分平均から最小値を抽出し、前記ノイズレベルとして出力する最小値抽出手段、
前記最小値抽出手段が出力したノイズレベルを、前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分に対してコアリング処理をするときのコアリングレベルとして設定するコアリングレベル設定手段、
前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の各交流成分から前記コアリングレベル設定手段によって設定されたコアリングレベルを減じるコアリング処理をするコアリング処理手段、
前記動領域処理ブロック直交変換手段によって変換された空間周波数成分中の直流成分と前記コアリング処理手段によってコアリング処理された交流成分とからなる空間周波数成分に逆直交変換処理を施して画素データに変換する動領域処理ブロック逆直交変換手段、
として機能させるためのノイズ低減プログラム。
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