JPH04273769A

JPH04273769A - 画像ノイズフィルタ

Info

Publication number: JPH04273769A
Application number: JP3034819A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hayashi; 隆昭林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1992-09-29

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像ノイズフィルタ、特
に画像に含まれるノイズを除去するエッジ保存型の画像
ノイズフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像に重畳した白色雑音やパルス状雑音
を除去するために画像ノイズフィルタが用いられる。こ
の画像ノイズフィルタは、例えば、注目画素を中心とし
た所定領域（局所領域）内の各画素の濃度データ（画素
濃度データ）を取り出し、空間フィルタをかけて平滑処
理を行うものである。

【０００３】このような画像ノイズフィルタの代表的な
ものとしては、平均値フィルタや中央値（メディアン）
フィルタ等が知られている。これらの画像ノイズフィル
タは、簡単な構成で雑音（ノイズ）の除去ができる反面
、画像の品質にとって重要度の大きいエッジの尖鋭さが
失われてしまうという欠点を有する。

【０００４】そこで、エッジの尖鋭さを保存しつつ雑音
を除去するフィルタとして、種々のエッジ保存型の画像
ノイズフィルタが提案されている。

【０００５】このエッジ保存型の画像ノイズフィルタは
、例えば、ある局所領域内の各画素データを取り出して
、その濃度分布の状態を調べ、濃度差の少ない幾つかの
画素を選択してその平均値や中央値を得ることにより、
注目画素の更新すべき画素濃度を決定するものである。

【０００６】このようなエッジ保存型の画像ノイズフィ
ルタにおいて、局所領域内の濃度分布を調べる手法とし
ては、従来から種々の手法が提案されており、大別すれ
ば、次の２つの手法に分けられる。

【０００７】すなわち、注目画素に対する画素濃度の差
分値を用いる手法と、局所領域における画素濃度の分散
値を用いる手法である。

【０００８】前者の手法を用いた画像ノイズフィルタと
しては、例えばＫ−Ｎｅａｒｅｓｔ　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ
ｆｉｌｔｅｒ　，Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｎｅａｒｅｓｔ
　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ　ｆｉｌｔｅｒ　等が知られている
。また、後者の手法を用いた画像ノイズフィルタとして
は、　Ｎａｇａｏ’ｓｆｉｌｔｅｒ，Ｓｉｇｍａ　ｆｉ
ｌｔｅｒ等が知られている（例えば、「センサ技術」１
９８８年４月号（Ｖｏｌ．８．　Ｎｏ．４）Ｐ８３〜Ｐ
８８　参照）。

【０００９】しかしながら、以上述べたエッジ保存型の
画像ノイズフィルタにおいては、局所領域における画素
の濃度分布を調べるために、差分量や分散量を求める演
算が必要なため、フィルタの構造が複雑化すると共に、
処理時間が非常に増大し、迅速なノイズ除去を行えない
という問題があった。また、画像における微細な部分も
平滑化され、打ち消されてしまい、細かい画像が保存さ
れないという欠点もあった。

【００１０】本発明の前提となる先の発明そこで、本出
願人は、特願平２−３３４８４８号で、上記問題点を解
決するエッジ保存型の画像ノイズフィルタを提案してい
る。この画像ノイズフィルタについて以下に説明する。

【００１１】まず、画像のある領域の状態とその領域内
での濃度分布との関係について考察する。図８には、あ
る画像の領域（上段）とその領域内での濃度分布（下段
）との一般的な関係が示されている。

【００１２】図において、（Ｉ）には、濃度変化の殆ど
無い平坦部が示され、（ＩＩ）には、平坦部から他の平
坦部への急峻な濃度変化がある境界部が示され、更に、
（ＩＩＩ）には、画素毎に濃度変化の激しい細部が示さ
れている。

【００１３】図に示されるように、平坦部（Ｉ）では、
その濃度分布がある特定の濃度に集中する。また、画像
の境界部（ＩＩ）では、その濃度分布は高低の２つの特
定濃度にピークを有することになる。更に、画像の細部
（ＩＩＩ）では、画素の濃度分布は広い範囲に分散する
。

【００１４】以上のように、画像のある領域における状
態はその濃度分布により示されるので、これとは逆に濃
度分布を得て、ある領域の画像状態を判断すれば、その
画像状態に対する適切なノイズの除去を行うことができ
る。

【００１５】先の発明においては、このようなある領域
（局所領域）の濃度分布の状態を統計的性質を用いて判
断し、その局所領域の状態に応じて適切なノイズ除去を
行うものである。以下に、その具体的な手法について説
明する。

【００１６】まず初めに、局所領域の濃度分布を調べる
ために、ヒストグラムが作成される。この場合、例えば
局所領域のサイズを３×３とし、各画素の濃度（階調）
を８ビットとすると、ヒストグラムの横軸が２５６点あ
るのに比して、ヒストグラムの要素となるサンプル数が
９個しか無いので、上記のように各階調毎に各画素の濃
度を調べると統計的に有効な情報は得られない。

【００１７】そこで、先の発明においては、ヒストグラ
ム作成時にヒストグラムの横軸を所定の濃度幅に区分し
て分割数を減少させている（第１０図参照）。

【００１８】ここで、この濃度区分の幅は、画像の平坦
部における分散量及び白色雑音の分散量よりは十分に大
きく、かつ、画像の境界部での変化量よりは小さくなる
ような値を選ぶことが好適である。なお、この濃度区分
の幅は、数字の２ｍ　（ｍ＝１，２，……，７）で表さ
れる値を設定することにより、後に述べるように特別な
演算を施すことなくヒストグラムの作成が可能となる。

【００１９】図９には、局所領域の一例が示されている
。そして、図１０には、このような局所領域の濃度分布
を示すヒストグラムが示されている。

【００２０】この図１０に示すヒストグラムは、上記係
数ｍを４とした場合のヒストグラムの例である。すなわ
ち、０〜２５６の階調は、１６階調毎に区分されている
。そして、局所領域の各画素（ａ〜ｉ）は、それぞれそ
の濃度に対応する濃度区分で累積されている。このよう
に、所定の濃度区分毎にヒストグラムを作成することに
より、局所領域が比較的小さい場合でもその濃度分布の
統計的性質を得ることが可能となる。

【００２１】先の発明において、この得られたヒストグ
ラムのうち最も大きい値（頻度）を有する濃度区分の濃
度を用いて注目画素の更新画素濃度が決定される。

【００２２】具体的には、以下に述べるような理由によ
り、局所領域内の各画素に対して所定の重み付け値を与
え、その重み付け値を濃度区分毎に累積することにより
ヒストグラムを作成し、作成されたヒストグラムのうち
最も大きい値を有する濃度区分に基づいて注目画素の更
新画素濃度が決定されている。

【００２３】そして、その更新画素濃度の決定に際して
は、前記最高値を有する濃度区分に含まれる各画素濃度
の平均がとられ、その平均値が注目画素の更新画素濃度
として用いられている。

【００２４】このような処理によれば、注目画素の更新
画素濃度の決定にあたって、注目画素濃度の画素濃度が
優先的に濃度決定要因とされるため、エッジを効果的に
保存することが可能となる。一方、白色雑音やパルス状
雑音に対しては後に示すようにそれを有効に排除するこ
とが可能である。

【００２５】次に、重み付け付与の理由について説明す
る。図１１には、局所領域の各画素に対する重み付けの
例が示されている。ここにおいて、注目画素に重み付け
数３が与えられ、他の画素に対しては１が与えられてい
る。

【００２６】図１２には、図１１に示した重み付けを与
えた場合と与えない場合との比較例が示されている。図
において、（Ｉ）には、エッジ（領域Ａ）を含む局所領
域が示されている。このような局所領域に対して重み付
けを行わずに濃度区分毎にヒストグラムを作成すると、
（Ａ）に示すようなものとなる。従って、注目画素Ｘが
領域Ａに含まれているにもかかわらず、エッジ以外の部
分（Ｂ）が注目画素の更新画素濃度として優先的に判断
されてしまう。

【００２７】一方、図１１に示す重み付けを行った場合
には、図１２（Ｂ）に示すように、注目画素に対して重
み付け数３が与えられたため、注目画素の更新画素濃度
の決定に際し、領域Ａを有する濃度区分が優先的に判断
対象とされる。従って、重み付けにより画質を左右する
エッジの尖鋭さを有効に保存することが可能である。ま
た、（ＩＩ）には局所領域が細部の場合の例が示されて
いる。このような細部に対して重み付けを行わない場合
は、（Ａ）に示すように、その注目画素Ｘを含む濃度区
分の頻度が他の濃度区分の頻度より低くなる場合があり
、結果として、注目画素の画素濃度が他の画素濃度に置
換されてしまう。

【００２８】しかしながら、（Ｂ）に示すように重み付
けを与えることにより、注目画素を優先的にその判断要
因に取り入れることができるので、もとの画像の画質を
劣化させることなく、その画質の保存が可能である。

【００２９】図１３には、注目画素にパルス状雑音が生
じた場合の例が示されている。（ＩＩＩ）の例３に示す
ように、平坦部のある１点Ｐにパルス状雑音が生じた場
合には、そのパルス状雑音以外の画素の濃度が優先され
るため、結果として、パルス状雑音が除去されることに
なる。

【００３０】また、（ＩＶ）に示す例４のように境界部
にパルス状雑音が生じた場合には、領域Ａ及び領域Ｂに
対してパルス状雑音Ｐが低くなるため、結果として、パ
ルス状雑音を排除することが可能である。

【００３１】一方、（Ｖ）には例５として、細部にパル
ス状雑音が生じた場合が示されており、このような場合
には、結果として、パルス状雑音Ｐがヒストグラムにお
いて一番高く、結果として、パルス状雑音は保存される
ことになる。

【００３２】しかしながら、この例５に示すような場合
においては、人間の視覚特性から細部では平坦部より雑
音を極めて認識し難いので、実際上殆ど問題はない。従
って、このような場合、そのパルス状雑音自体がノイズ
か本来の画像か判断し兼ねる場合もあるので、その濃度
自体を保存しても何ら支障はない。

【００３３】以上のように、先の発明においては、重み
付けを行って注目画素のもとの画素濃度を優先的に判断
材料とするので、画像におけるエッジや細部の保存性を
高めつつ、効果的に雑音を除去することが可能となる。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した先の発明においては、画像の中で輝度がなだらか
に変化する部分で擬似輪郭、すなわち縞模様等の不連続
な部分が生じるという問題があった。この現象について
、図１４を用いて説明する。

【００３５】図１４（Ａ）には、輝度がなだらかに変化
する画像の一部分が示されている。ここでは、説明簡単
化のため、一次元について説明する。図１４（Ａ）にお
いて、この画像の一部分は、上述した濃度区分の境目を
横切っている。このような場合、上述したように各画素
の画素データは濃度区分毎に累積されてヒストグラムが
作成されるため、結果として画像処理を行うと、図１４
（Ｂ）のようになる。つまり、濃度区分の境目付近で濃
度データが不連続に処理されてしまう。

【００３６】これについて説明する。局所領域の大きさ
として注目画素を中心として３画素を設定し、図１４（
Ａ）で示した画素データに対して上述した先の発明にお
ける画像ノイズフィルタを順次かけるとすると、次のよ
うになる。

【００３７】まず、注目画素Ｘｉがｉ≦１のときは、局
所領域の画素データは全て濃度区分α１　に含まれるの
で、　　Ｘｉ＝｛Ｘ（ｉ−１）＋Ｘｉ＋Ｘ（ｉ＋１）｝／３
＝Ｘｉ　　　　……（１）となる。また、ｉ＝２の時は
、局所領域の画素データのうちＸ１　，Ｘ２　は、濃度
区分α１　に含まれ、Ｘ３　は濃度区分α２　に含まれ
る。従って、フィルタ処理された後の注目画素Ｘ２の画
素濃度は、　　Ｘ２　＝｛Ｘ１　＋Ｘ２　｝／２　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
…（２）となる。更に、ｉ＝３の時は、上記同様に、　
　Ｘ３　＝｛Ｘ３　＋Ｘ４　｝／２　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……
（３）となる。また、ｉ≧４の時は、上記ｉ≦１の時と
同様に、Ｘｉ＝｛Ｘ（ｉ−１）＋Ｘｉ＋Ｘ（ｉ＋１）｝／３＝Ｘ
ｉ　　　　……（４）となる。つまり、このような処理
を行ったのが、図１４（Ｂ）に示される濃度分布である
。

【００３８】従って、先の発明において提案された画像
ノイズフィルタは、エッジを保存しつつ画像のノイズを
有効に排除できる反面、このような欠点を有する。

【００３９】本発明は、このような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、エッジを保存しつつ画像ノイ
ズを除去でき、かつ、濃度がなだらかに変化する画像も
劣化させることなく保存できる画像ノイズフィルタを提
供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、注目画素を中心とした局所領域内におけ
る各画素の濃度データを抽出する領域内データ抽出手段
と、前記局所領域内の各画素位置に対して定められる重
み付け値を記憶する重み付けテーブルと、所定の濃度幅
毎に区分けされた第１の濃度区分設定に従って、前記抽
出された濃度データを振り分け、各濃度区分毎にその中
に含まれる濃度データについての前記重み付け値を累積
する第１ヒストグラム作成手段と、前記第１の濃度区分
設定を所定濃度値シフトさせた第２の濃度区分設定に従
って、前記抽出された濃度データを振り分け、各濃度区
分毎にその中に含まれる各濃度データについての前記重
み付け値を累積する第２ヒストグラム作成手段と、前記
作成される第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムの中
で最高値をもつ濃度区分を判断する最高値判断手段と、
前記最高値をもつと判断された濃度区分に含まれる各濃
度データを入力し、平均化または中央値抽出を行って前
記注目画素の更新濃度データを出力する濃度データ処理
手段と、を含むことを特徴とする。

【００４１】

【作用】上記構成によれば、第１ヒストグラムに対して
所定の濃度値シフトされた第２ヒストグラムが作成され
、この両者の中で更新画素の濃度データが決定されるた
め、濃度がなだらかに変化する画像も保存することが可
能となる。すなわち、１つのヒストグラムのみによって
前記最高値を判断すると、濃度区分の境目付近に存在す
る画素の濃度データが画一的に二分割され、その境目付
近の画素濃度のつながり関係が無視されてしまうが、本
発明によれば、互いに濃度区分の境目をずらした２つの
ヒストグラムによって更新画素濃度が判断されるため、
そのような境目付近の画素データのつながり関係を考慮
して保存することが可能となる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００４３】図１には本発明に係る画像ノイズフィルタ
の全体構成が示されている。この実施例においては、局
所領域の大きさが３×３に設定され、また各画素の階調
は２５６（８ビット）に設定されている。そして、後述
する第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムにおいては
、濃度区分の幅が１６階調に設定されている。なお、重
み付けテーブルは、図１１に示したものが用いられてい
る。

【００４４】図１において、画素データ入力部１０には
、画素濃度を示す画素データが８ビットで供給されてい
る。ここで、局所領域内の各画素データは、予め定めら
れた順序で順次入力されている。

【００４５】画素データ入力部１０に各画素データが入
力されると、ここで、前記８ビットが２つに分けられる
。具体的には、第１ビットから第５ビットまでのグルー
プと、第５ビットから第８ビットまでのグループに分け
られている。つまり、第５ビットは、両グループに共通
して存在するものである。

【００４６】画素データ入力部１０から出力された上位
５ビットまでの画素データは、ラッチ回路１２を介して
ヒストグラム作成回路１４に入力されている。一方、画
素データ入力部１０から出力された下位４ビットまでの
画素データは、ラッチ回路１６を介してメモリＡ１８及
びメモリＢ２０に供給されている。このメモリＡ１８及
びメモリＢ２０については後述する。

【００４７】図２には、ヒストグラム作成回路１４の具
体的な構成が図示されている。上位５ビットの画素デー
タのうち上位４ビットは、デコーダ２２に入力され、こ
こでデコードされた出力が、第１ヒストグラム作成回路
２４のそれぞれの所定の端子に出力されている。第１ヒ
ストグラム作成回路２４は、３つのブロックに区分され
ている。すなわち、区分コード出力部２４ａと、計数値
記憶部２４ｂと、ヒストグラム値記憶部２４ｃと、に区
分されている。

【００４８】ここにおいて、区分コードは上述した濃度
区分を表すものである。つまり、上位４ビットは、各濃
度区分における下限（換言すれば範囲）を表すものであ
るから、その上位４ビットがそのまま区分コードとして
設定されている。そして、その濃度区分、すなわち区分
コード毎に区分コード出力部２４ａは区分けされており
、また、これに合わせて、計数値記憶部２４ｂ及びヒス
トグラム値記憶部２４ｃも区分けされている。

【００４９】コントローラ２６は、計数値記憶部２４ｂ
に対してインクリメント信号を出力している。また、コ
ントローラ２６は、図１に示される重み付けテーブル２
８から重み付け値の情報を受け入れ、これを重み付け信
号に変換して、前記ヒストグラム値記憶部２４ｃに出力
している。具体的には、画素データ入力部１０から出力
される画素データの出力順序に合わせて、所定の順序で
重み付け値が出力されている。つまり、画素位置に対応
する重み付け値が出力されている。

【００５０】従って、上位４ビットのデータがデコーダ
２２に入力されると、その４ビットで表される濃度区分
に対応する区分コードに対して出力信号が送出され、こ
れによって区分コード出力部２４ａから、指定された区
分コードが４ビットで外部に出力されると共に、その区
分コードに対応する計数値が１つインクリメントされる
。また、これと同時に、前記区分コードに対応するヒス
トグラム値に重み付け値が加算されることになる。

【００５１】従って、９個の画素データがヒストグラム
作成回路１４に出入力されると、この結果、計数値記憶
部２４ｂには、それぞれの濃度区分に入る画素データの
個数が格納され、ヒストグラム値記憶部２４ｃには、各
濃度区分毎に重み付け値を累積させた第１ヒストグラム
が作成されることになる。

【００５２】一方、デコーダ２２の各出力は分配器２８
に入力されている。また、この分配器２８には、前記第
５ビット１００が入力されている。ここで、分配器２８
及び第２ヒストグラム作成回路３０の作用を図３を用い
て説明する。

【００５３】図３には、ヒストグラム作成にあたっての
２つの区分設定が示されている。すなわち、互いに濃度
区分１０６が互い違いに設定された、第１の区分設定１
０２と、第２の区分設定１０４と、が示されている。本
実施例において、この濃度区分１０６は１６階調（＝２
４　）に設定されている。そして、本実施例において第
１の区分設定１０２は１６分割されており、第１ヒスト
グラム作成回路２４に適用される。一方、第２区分設定
１０４は１５分割されており、第２ヒストグラム作成回
路３０に適用される。

【００５４】つまり、このような互い違いに濃度区分の
境目が設定された２つの区分設定を定めることにより、
２種類のヒストグラムを作成するものである。

【００５５】第１の区分設定１０２は８ビットで構成さ
れる画素データのうち上位４ビットを抽出するだけで容
易に設定を行うことが可能である。つまり、各画素デー
タのうち上位４ビットのみを判断すれば、各濃度区分に
各画素データを容易に振り分けることができる。一方、
第２の区分設定１０４においては、上位４ビットを用い
ただけではその設定を行うことができない。すなわち、
２３分だけ区分設定をシフトさせることが必要となる。そこで、本実施例においては、第５ビットを用いて区分
設定のシフトを行っており、それを行うのが、図２に示
した分配器２８である。

【００５６】図２において、分配器２８は複数対からな
るＡＮＤ回路３２と、一対のＡＮＤ回路３２の出力を受
け入れるＯＲ回路３４と、第５ビット１００の状態を反
転させる反転回路３６とで構成される。一対のＡＮＤ回
路３２のうち、一方には、信号１００と、デコーダ２２
の所定の端子から出力された信号と、が入力されている
。一対のＡＮＤ回路のうち他方には、信号１００を反転
させた信号１０８と、前記所定の端子の両隣りのうち一
方から出力された信号と、が入力されている。つまり、
このような構成により、第５ビットの状態に応じて、区
分コードの選択を行うものである。図３を用いて説明す
る。第２の区分設定１０４において、濃度区分１０６の
うち前半部分１０６ａは、第５ビットが「１」の状態に
対応している。一方、後半部分１０６ｂは第５ビットが
「０」の状態に対応している。すなわち、第１の区分設
定１０２で区切られた境界を中心として第５ビットの値
を判断することにより、第２の区分設定１０４において
、各画素データをそれぞれの濃度区分１０６に適切に振
り分けることが可能となる。

【００５７】図２において、第２ヒストグラム作成回路
３０は、前記第１ヒストグラム作成回路２４と同様に、
区分コード出力部３２ａと、計数値記憶部３２ｂと、ヒ
ストグラム値記憶部３２ｃと、で構成されている。但し
、第１ヒストグラム作成回路２４においては、区分コー
ドが濃度区分の下限を示したのに対し、この第２ヒスト
グラム作成回路３０においては、区分コードが中央値を
表しているという点において両者は異なる。また、濃度
区分の分割数においては、図３に示したように、１５で
ある。

【００５８】そして、第２ヒストグラム作成回路３０に
おける各区分コードに対応する端子には、前記分配器２
８からそれぞれ出力信号が供給されている。また、上記
同様に、第２ヒストグラム作成回路には、前記コントロ
ーラ２６からインクリメント信号及び重み付け信号がそ
れぞれ供給されている。従って、この第２ヒストグラム
作成回路３０に９個の画素データが取り込まれた際には
、ヒストグラム値記憶部３０ａに第２ヒストグラムが作
成されることになる。

【００５９】さて、第１ヒストグラム作成回路２４及び
第２ヒストグラム作成回路３０にデコーダ２２の出力が
供給されると、その出力によって指定された区分コード
のデータと、その出力時（インクリメントされる前）の
計数値のデータと、がそれぞれのメモリ１８，２０に対
して出力される。具体的には、図１及び図２において、
第１ヒストグラム作成回路２４から出力された４ビット
の区分コードデータと４ビットの計数値データは、メモ
リＡ１８のアドレス入力端子に供給されている。これと
同様に、第２ヒストグラム作成回路３０から出力された
４ビットの区分コードデータと４ビットの計数値データ
はメモリＢ２０のアドレス入力端子に供給されている。

【００６０】図４にはメモリＡ１８のデータ格納概念（
上段Ａ）と、メモリＢ２０のデータ格納概念（下段Ｂ）
と、が示されている。各メモリに格納されるデータは図
５（Ａ）に示す局所領域内の画素データが、図５（Ｂ）
に示す内容である場合のものである。

【００６１】図４に示されるように、各メモリのアドレ
スは、前記区分コードデータが列方向のアドレスを定め
ている。一方、前記計数値データが行方向のアドレスを
定めている。そして、この行方向のアドレスは、そのま
まデータ個数も表している。各メモリの記憶動作につい
て説明する。まず、画素データＤ０　が“０１０１０１
１０”の場合にはその上位５ビット“０１０１０”によ
ってメモリＡ及びメモリＢの濃度区分が指定される。す
なわち、メモリＡにおいては、濃度区分として“０１０
１”が指定され、メモリＢにおいては濃度区分として“
０１０１”が指定される。この場合に、この画素データ
Ｄ０　が最初のデータであると仮定すると、その区分コ
ードに対応する計数値はいずれも“００００”であるの
で、両メモリにおける行方向のアドレスは“００００”
が指定される。従って、これらの指定によって指定され
るアドレスに、８ビットの画素データのうち下位４ビッ
トのデータＤ０　が格納される。

【００６２】次に、画素データＤ１　が“０１１０００
１０”の場合には、上記同様に、メモリＡ及びメモリＢ
共に、濃度区分が“０１１０”で、かつ、行方向のアド
レスが“００００”の位置に下位４ビットのデータＤ１
　が格納されることになる。

【００６３】一方、画素データＤ２　が“０１１０１０
１０”の場合には、第５ビットが“１”のため、メモリ
Ａにおいては、濃度区分として“０１１０”が指定され
るが、メモリＢにおいては、濃度区分として“０１１１
”が指定される。つまり、メモリＡにおいては、区分コ
ードがその濃度区分における下限を示すのに対し、メモ
リＢにおいては区分コードがその濃度区分における中央
値を示しているのである。これは、図３に示した第１の
区分設定１０２と第２の区分設定１０４との相違に基づ
くものである。

【００６４】従って、以上の過程を画素データＤ８　ま
で繰り返すと、図４に示すように、区分コードと計数値
とで指定される位置に画素データが格納されることにな
る。なお、図４に示されるデータの分布は、重み付けを
考慮していないものであり、本実施例において特徴とす
るヒストグラムとは異なるものである。

【００６５】次に、図１に示す最大値検出回路３８につ
いて説明する。第１ヒストグラム作成回路２４及び第２
ヒストグラム作成回路３０にそれぞれヒストグラムが作
成されると、この最大値検出回路３８は、２つのヒスト
グラムの中で最大のヒストグラム値を有する区分コード
、すなわち濃度区分を判定する。そして、判定された区
分コードは、最大値検出回路３８に設けられたレジスタ
３８ａに格納され、また、最大のヒストグラム値を有す
る濃度区分についての計数値は、レジスタ３８ｂに格納
される。更に、この際にメモリａに最大のヒストグラム
値があったか、或いはメモリＢに最大のヒストグラム値
があったかも判断され、その結果が所定の端子から判定
信号Ｓとして出力される。

【００６６】つまり、この最大値検出回路３８において
、２つのヒストグラムの中で最大のヒストグラム値を有
する濃度区分を判断することにより、図１４で示した連
続的に濃度が変化する部分の画像の変質を防止し、原画
像を保存するものである。もちろん、注目画素の更新す
べき画素濃度を、重み付けを加味したヒストグラム値に
よって判断しているので、インパルス状のノイズなどは
有効に除去することができる。また、画像におけるエッ
ジ等も有効に保存することが可能である。

【００６７】次に、メモリＡ１８及びメモリＢ２０のデ
ータ読み出しについて説明する。最大値検出回路３８の
レジスタ３８ａから出力される区分コードデータは、メ
モリＡ１８及びメモリＢ２０の列方向アドレス入力端子
に入力されている。一方、レジスタ３８ｂから出力され
る計数値データは、カウンタ４０に入力されている。こ
のカウンタ４０は、入力された計数値データで表される
データを０から発生させるものである。そして、カウン
タ４０にて発生されたカウントデータは、セレクタ４２
を介してメモリＡ及びメモリＢの行方向アドレス入力端
子に供給されている。ここで、セレクタ４２は、前記最
大値検出回路３８から出力される判定信号Ｓに基づいて
動作するものであり、最大値の検出にあたって、メモリ
Ａの中で最大値が判定された場合には、セレクタ４２は
メモリＡを選択し、その逆の場合には、メモリＢを選択
するものである。なお、判定信号Ｓは、メモリＡにおい
て最大値が判定されたときには、「Ｈｉ」が出力され、
その逆の場合には「Ｌｏ」が出力されている。

【００６８】従って、カウンタ４０を順次動作させるこ
とにより、最大のヒストグラム値を有する濃度区分内の
画素データが、メモリＡあるいはメモリＢから順次出力
されることになる。例えば、メモリＡから順次Ｄ１　，
Ｄ２，Ｄ４　，Ｄ６　が出力される。　　メモリから出
力された画素データは、セレクタ４４を介して、加算器
４６と除算器４８とからなるデータ平均化回路５０に入
力されている。ここで、セレクタ４４は前記判定信号Ｓ
によってコントロールされている。

【００６９】図６には、加算器４６の具体的な構成が図
示されている。セレクタ４４から出力された４ビットの
画素データは、加算ユニット５２の４つの入力端子に入
力されている。そして、その入力される４ビットのデー
タの中で最上位ビットである第５ビットのデータは、Ａ
ＮＤ回路５４の一方の入力端子に供給されている。この
ＡＮＤ回路５４の他方の入力端子には、前記判定信号Ｓ
が供給されている。そして、そのＡＮＤゲート５４の出
力は３つに分岐され、加算ユニットの所定の端子に入力
されている。そして、加算ユニットの７つの出力端子か
ら出力された７ビットの加算結果は、再び加算ユニット
の入力端子に帰還されており、セレクタから送られてき
た画素データとの累積加算が実現されている。

【００７０】ここで、セレクタから送られた４ビットの
画素データを７ビットに拡張した理由は、加算ユニット
５２において７ビットの演算を行わせるためであると共
に、メモリＢ２０からの画素データを正確に加算させる
ためである。これを具体的に説明する。

【００７１】メモリＢから出力される４ビットの画素デ
ータは、前記濃度区分１０６（図３参照）における下限
“１０００”から上限“０１１１”の間を採る。つまり
、中央値“００００”を基準として、その前後に４ビッ
トのデータが存在することになる。

【００７２】ここにおいて、中央値“００００”を基準
として、図３に示す濃度区分１０６の前半部分１０６ａ
においては、画素データは“１０００”〜“１１１１”
までの間を採り、これは−８〜−１を表す２の補数とな
っている。これを７ビットの補数までに拡張すると、前
記前半部分を表す数は“１１１１０００”〜“１１１１
１１１”となる。一方、後半部分１０６ｂを表す数“０
０００”〜“０１１１”は、そのまま加算を行うことが
できるため、それを７ビットに拡張すると、“００００
０００”〜“００００１１１”となる。このように、メ
モリＢに格納された濃度区分内のデータ加算においては
、図３に示される前半部分１０６ａにあるデータについ
ては、それを補数の形式で表すことにより、結果として
、濃度区分内におけるデータの加算を行うことが可能と
なる。つまり、７ビットの加算を行うために、後半部分
１０６ｂについては、３ビットの“０”が付加され、一
方、前半部分１０６ａについては、３ビットの“１”が
付加されて補数の形式に表されている。

【００７３】図１において、加算器４６から出力された
７ビットの加算結果は、除算器４８に入力されている。また、これと共に、除算器４８には、最大値検出回路３
８から計数値データが供給されている。従って、この除
算器４８においては、前記７ビットの加算結果に対して
、計数値データによる除算が行われている。これにより
、９個の画素データの平均化が行われている。

【００７４】なお、本実施例においては、この平均化回
路によって、データの平均化を行ったがその他に、例え
ば中央値を抽出することを行ってもよい。

【００７５】除算器４８から出力された除算結果、すな
わち平均化された下位４ビットの画素データは、ラッチ
回路５４を介して外部に出力されている。一方、この平
均化された４ビットの画素データは、第５ビット判定回
路５６に入力されている。この第５ビット判定回路５６
は、４ビットの画素データのうちの最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）が“１”か“０”かを判定するものである。そして
、第５ビットが“１”の場合には「Ｈｉ」を出力し、一
方“０”の場合には「Ｌｏ」を出力する。

【００７６】第５ビット判定回路５６から出力された信
号１１０は、ＡＮＤ回路５６の一方の端子に入力されて
いる。このＡＮＤ回路５６の他方の端子には、前記判定
信号Ｓが入力されている。そして、このＡＮＤ回路５６
は、両者が共に、「Ｈｉ」の場合にデクリメント回路５
８に対して信号１１２を出力する。

【００７７】デクリメント回路５８は、図７に示す条件
に従って、最大値検出回路３８から出力される区分コー
ドデータ（すなわち上位４ビットの画素データ）からそ
の最下位ビット（第４ビット）を１減算するものである
。そして、信号１１２が得られない場合には、入力され
る上位４ビットの画素データは、そのまま出力させるも
のである。

【００７８】つまり、図３の第２の区分設定１０４に示
したように、上位４ビットの画素データが濃度区分１０
６の前半部分１０６ａに属する場合には、その濃度区分
１０６の中央値を表す区分コードから１を減算する必要
があるのである。従って、本実施例においては、メモリ
Ｂが選択され、かつ、下位４ビットの画素データが図３
に示す前半部分１０６ａに属する場合には、最大値検出
回路３８から出力される４ビットの区分コードのうち最
下位ビットが１減算される。これによって、メモリＢに
おいて区分コードとして中央値を用いたことに対する調
整が図られている。

【００７９】従って、以上のような構成によれば、デク
リメント回路５８からラッチ回路６０を介して出力され
た上位４ビットの画素データと、前記平均化回路５０か
ら出力された下位４ビットの画素データと、を合わせる
ことにより、注目画素についての更新画素データが求め
られる。そして、フレーム全てに存在する各画素につい
て、本実施例の画像ノイズフィルタを用いることにより
、なだらかに濃度が変化する画像を保存しつつ、更にエ
ッジを保存しつつ画像ノイズを排除してクッキリとした
鮮明な画像を形成できる。

【００８０】なお、一般的に、濃度区分１０６は、２ｍ
　にすることが好適である。このような構成により、本
実施例のように、各画素の画素データをグループ分けし
て迅速な処理を達成することが可能となる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
それぞれ互い違いに区分設定された第１ヒストグラムと
第２ヒストグラムとを作成し、この２つのヒストグラム
を画像の状態に適用させて使い分けることができるので
、画素濃度が連続変化する画像などを保存して、効果的
なノイズ除去を行うことが可能となる。従って、原画像
を忠実に保存しつつ、不要なノイズ等を除去し、鮮明な
画像を提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像ノイズフィルタの構成を示す
ブロック図である。

【図２】ヒストグラム作成回路の構成を示すブロック図
である。

【図３】第１の区分設定と第２の区分設定とを示す説明
図である。

【図４】メモリＡ及びメモリＢのデータ格納概念を示す
概念図である。

【図５】画素位置と画素データの例とを示す説明図であ
る。

【図６】加算器の具体的構成を示す回路図である。

【図７】デクリメント回路の動作条件を表したテーブル
を示す説明図である。

【図８】画像の状態と濃度分布との関係を示す説明図で
ある。

【図９】局所領域を示す説明図である。

【図１０】濃度区分が設定されたヒストグラムを示す説
明図である。

【図１１】重み付けテーブルを示す説明図である。

【図１２】重み付けを与えた場合と与えない場合とのヒ
ストグラムの比較を示す説明図である。

【図１３】パルスノイズが重畳された場合のノイズ除去
効果を示す説明図である。

【図１４】本出願人が先に提案した画像ノイズフィルタ
の処理結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１０　　画素データ入力部１４　　ヒストグラム作成回路１８　　メモリＡ２０　　メモリＢ３８　　最大値検出回路５０　　平均化回路５８　　デクリメント回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注目画素を中心とした局所領域内における
各画素の濃度データを抽出する領域内データ抽出手段と
、前記局所領域内の各画素位置に対して定められる重み
付け値を記憶する重み付けテーブルと、所定の濃度幅毎
に区分けされた第１の濃度区分設定に従って、前記抽出
された濃度データを振り分け、各濃度区分毎にその中に
含まれる濃度データについての前記重み付け値を累積す
る第１ヒストグラム作成手段と、前記第１の濃度区分設
定を所定濃度値シフトさせた第２の濃度区分設定に従っ
て、前記抽出された濃度データを振り分け、各濃度区分
毎にその中に含まれる各濃度データについての前記重み
付け値を累積する第２ヒストグラム作成手段と、前記作
成される第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムの中で
最高値をもつ濃度区分を判断する最高値判断手段と、前
記最高値をもつと判断された濃度区分に含まれる各濃度
データを入力し、平均化または中央値抽出を行って前記
注目画素の更新濃度データを出力する濃度データ処理手
段と、を含むことを特徴とする画像ノイズフィルタ。