KR100949403B1 - 화상 노이즈 저감 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 주목 화소와의 레벨 차 θ가 기준값보다도 작은 주위 화소를 이용하여 평균화를 행하는 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 있어서, 평균화 처리시에 주목 화소에 대한 이득 설정값 α를 설정하여 제어함으로써, 평균화의 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어한다. 이로서, ε-필터에서의 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수가 있어서, 최적의 화상 처리가 행해지도록 하는 것이 가능ㅎ다.

가산기, 출력 포트, 신호 처리, 제산기, 주목 화소

Description

화상 노이즈 저감 방법 및 장치{IMAGE NOISE REDUCTION METHOD AND APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 화상 신호를 디지탈화하여 처리하는 경우에 사용하기에 적합한 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 소위 ε-필터를 이용하여 화상 신호의 노이즈 성분을 저감시키는 경우의 문제점을 해소하기 위한 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 관한 것이다.

예를 들면 화상 신호에 포함되는 노이즈 성분을 저감시키는 수단으로는, 종래부터 다양한 방법이 제안되고 있다. 그 중에서도, 가장 간단하고 노이즈 저감 효과가 큰 방법 중 하나로, 저역 통과 필터(Low Pass Filter : 이하, LPF라고 약칭함)에 의한 방법이 있다. 이 LPF는 어느 한 기준 주파수보다 낮은 성분의 신호만을 전송하는 장치이다. 즉 이 LPF에 주파수가 변화하는 신호를 입력하고, 출력 신호의 진폭을 관측하면, 주파수가 높은 성분만큼 레벨이 낮아지는 특성을 나타낸다.

한편, 이러한 LPF는 달리 보면, 주목 화소와 주목 화소 주위에 인접하는 화소의 평균값을, 주목 화소의 새로운 값으로 하는 것이다. 즉 이 방법으로는, 주위 화소와 상관 관계가 강한 주목 화소의 신호 레벨은, 평균화해도 그 값에 큰 변화는 생기지 않지만, 상관이 없는 랜덤한 노이즈 성분은, 주위 화소에 포함되는 노이즈 성분으로 평균화됨으로써, 그 값을 "0"에 접근시켜 가는 것이다.

따라서 이러한 LPF를 이용한 경우에는, 주위 화소의 탐색 에리어가 넓을수록 노이즈 억압 효과는 커진다. 그런데 이러한 LPF에 의한 주위 화소와의 평균화 동작은, 예를 들면 화상의 엣지 정보도 노이즈와 마찬가지로 저감하게 되어, 결과적으로는 노이즈는 적어지지만 화상 전체는 흐려지게 되어, 화상 품위를 떨어뜨리는 단점도 발생한다. 이 때문에 노이즈 저감 수단으로서의 LPF는 일반적으로는 그다지 사용되지 않는 것이다.

이러한 LPF의 결점을 해소하는 방법으로서, 소위 ε-필터가 제창되고 있다(전자 정보 통신 학회지 Vo1.77 No.8 pp.844-852 1994년 8월, 아라카와가오루 「비선형 디지털 필터와 그 응용」 참조). 즉 이 문헌에서 제창된 ε-필터에서는 주목 화소와 주위 화소와의 평균화 동작을 할 때에, 우선 그 해당 주위 화소가 주목 화소와 상관 관계를 가지고 있는지의 여부를 판단하도록 한 것이다.

구체적으로는, 어느 한 기준 레벨 θ을 설정하고, 주목 화소 레벨의 ±θ의 범위 내에 해당 주위 화소의 레벨이 들어가면 평균화 요소에 편입시키며, ±θ의 범위 내에 들어가지 않을 때는 평균화 요소로 하지 않는다. 이와 같이 하여, 모든 주위 화소에 대하여 평균화 요소에 편입되는지의 여부를 탐색한 후에, 평균화 요소로서 편입된 주위 화소만을 연산 대상으로 하여, 주목 화소와의 평균화 연산에 의해 주목 화소의 새로운 값을 구한다.

따라서, 만약 탐색 에리어 내에 화상 엣지가 들어온 경우라도, 엣지를 구성하는 화소의 레벨이 주목 화소의 레벨의 ±θ의 범위를 초과하면, 평균화 연산의 대상은 되지 않아서, 예를 들면 엣지를 구성하는 화소가 평균화에 포함됨으로써 화상의 선명도가 떨어지지는 않는다. 즉 이 ε-필터에 따르면, 기준 레벨 θ의 값을 적절하게 선택해 줌으로써 화상 엣지는 그대로이면서, 노이즈 성분만을 억압할 수 있다.

또한, 도 5를 이용하여 ε-필터의 실제 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 5에서, 참조 부호(1)은 화상 에리어의 어느 한 점을 나타내고 있으며, 주목 화소 o과 그 주위 화소 a, b, c, d, e, f, g, h의 모습을 이미지한 것이다. 그리고 이들 화소의 레벨값을 각각 부호 a∼h 및 o와 동일한 표기로 대용하면, 이들 주위 화소의 레벨값 a∼h가 선택 회로(2)에 공급된다. 또한 이 선택 회로(2)에는, 상술한 기준 레벨 θ의 값과 주목 화소의 레벨값 o이 입력된다.

이 선택 회로(2)에서는, 우선 주위 화소 a의 레벨값 a와 주목 화소 o의 레벨값 o의 차의 절대값(｜a-o｜)이 계산되고, 이 차의 절대값과 기준 레벨 θ가 비교된다. 그리고 상술한 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작으면, 출력 포트(3)에 레벨값 a가 출력된다. 또한, 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는, 출력 포트(3)에는 레벨값 a를 출력하지 않고, 값 "0" 을 출력한다. 또 다른 주위 화소 b∼h의 레벨값 b∼h에 대해서도 마찬가지의 계산이 행해진다.

따라서 이 선택 회로(2)에는, 주위 화소의 수와 동일한 예를 들면 8개의 출력 포트(3)가 형성되고, 이들 출력 포트(3)에는 각각 상술한 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작을 때는 그 레벨값 a∼h가 출력되고, 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는 값 "0"이 출력된다. 또한, 선택 회로(2)에는 출력 포트(4)가 형성되고, 이 출력 포트(4)에는 상술한 레벨값 a∼h가 출력되는 출력 포트(3)의 수에 값 "1"을 가산한 값이 출력된다.

즉 선택 회로(2)로부터는, 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 작을 때는, 각각의 레벨값 a∼h가 출력 포트(3)로부터 출력됨과 함께, 값 "9"가 출력 포트(4)에 출력된다. 또한, 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는, 출력 포트(3)로부터는 모두 값 "0"이 출력됨과 함께, 출력 포트(4)에는 값 "1"이 출력된다.

그리고 이 선택 회로(2)의 출력 포트(3)로부터의 출력과 주목 화소 o의 레벨값 o이 가산기(5)에 공급되고, 이 가산기(5)의 출력 포트(6)에 출력되는 값이 제산기(7)에 공급된다. 또한 상술한 선택 회로(2)의 출력 포트(4)로부터의 값이 제산기(7)에 공급된다. 그리고 이 제산기(7)에서는, 가산기(5)의 출력 포트(6)로부터의 값이 선택 회로(2)의 출력 포트(4)로부터의 값으로 나누어지고, 그 연산 결과의 값이 출력 포트(8)에 출력된다.

그에 따라, 출력 포트(8)에는 어느 한 기준 레벨 θ을 설정하고, 주목 화소의 레벨의 ±θ의 범위 내에 해당 주위 화소의 레벨이 들어가면 평균화 요소에 편입되고, ±θ의 범위 내에 들어가지 않을 때는 평균화 요소로 하지 않으며, 모든 주위 화소에 대하여 평균화 요소에 편입될지의 여부를 탐색한 후에, 평균화 요소로서 편입된 주위 화소만을 연산 대상으로 하여, 주목 화소와의 평균화 연산에 의해 구해진 주목 화소의 새로운 값이 출력된다.

또 상술한 장치에서, 선택 회로(2)의 구체적인 회로 구성은, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같다. 즉 도 6에서, 상술한 주위 화소의 수와 동일한 예를 들면 8개의 비교기(20)가 형성된다. 이들 비교기(20)에는, 각각 상술한 주위 화소의 레벨값 a∼h와 주목 화소의 레벨값 o와 기준 레벨 θ의 값이 입력된다. 그리고 각각의 비교기(20)로부터는, 주위 화소와 주목 화소와의 레벨값의 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작을 때 값 "1"이 출력된다.

또한 이들 비교기(20)로부터의 신호가 각각 AND 게이트(21)로 공급된다. 또한, 주위 화소의 레벨값 a∼h가 각각 AND 게이트(21)에 공급되고, 상술한 비교기(20)로부터의 신호가 값 "1"일 때에, 대응하는 주위 화소의 레벨값 a∼h가 AND 게이트(21)를 통하여 출력 포트(3)에 출력된다. 또한 비교기(20)로부터의 신호가 가산기(22)에 공급된다. 또한, 이 가산기(22)의 가산 출력이 가산기(23)에 공급되고, 값 "1"이 가산되어 출력 포트(4)에 출력된다.

이에 따라, 이 회로 구성에서, 출력 포트(3)에는 레벨값 a∼h와 주목 화소의 레벨값 o의 차의 절대값이, 기준 레벨 θ의 값보다 작은 주위 화소의 레벨값 a∼h가 AND 게이트(21)를 통하여 출력된다. 또한, 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는 값 "0"이 출력된다. 또한 출력 포트(4)에는, 상술한 AND 게이트(21)를 통하여 레벨값 a∼h가 출력 포트(3)에 출력되는 수에 값 "1"을 가산한 값이 출력된다.

이와 같이 하여, 선택 회로(2)로부터는 상술한 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작은 레벨값 a∼h와, 이 레벨값 a∼h가 출력되는 수에 값 "1"을 가산한 값이 출력된다. 그리고 이들 레벨값 a∼h와 주목 화소의 레벨값 o이 가산되고, 이 가산값을 레벨값 a∼h가 출력되는 수에 값 "1"을 가산한 값으로 나눔으로써, 평균화 요소가 된 화소만을 연산 대상으로 한 평균화 연산이 행해지며, 주목 화소의 새로운 값이 출력된다.

이렇게 하여 상술한 ε-필터에서는, 영상 엣지를 보존한 상태에서 효과적으로 노이즈를 저감시킬 수 있다. 그런데 이러한 ε-필터라도, 기본적인 처리 동작은 LPF이고, 높은 주파수 성분이며 소진폭의 화상 디테일은 사라져 버린다. 한편, 피사체 내용이 평탄한 경우에는 노이즈가 눈에 띄기쉬워 ε-필터의 효과는 크지만, 높은 주파수 성분이 많은 경우에는 ε-필터의 효과는 작으며 노이즈도 눈에 잘 띄지 않는다.

그래서 피사체 내용이 높은 주파수 성분이 많은 경우에는 ε-필터를 오프 상태로 하고 있다. 그런데 상술한 ε-필터에서 신호 처리는 행할지, 행하지 않을지 양자 택일이다. 그 경우에, 처리를 행하는 상태, 혹은 행하지 않는 상태가, 반드시 최적의 화상 처리라고는 할 수 없는 경우가 있다. 즉 피사체 내용에 따라서는, 예를 들면 동작을 행하지 않으면 노이즈가 많아지지만, 동작을 행하면 화상 디테일이 사라져 버리는 경우가 있다.

본 발명은 소위 ε-필터에서 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있도록 한 것으로, 이 때문에 본 발명에서는 주목 화소의 레벨값을 가중하고, 그 가중의 비율을 임의로 제어하여 평균 화 연산을 행하도록 한 것으로, 이것에 관련하여 본 발명의 화상 노이즈 저감 방법 및 장치를 개시한다.

도 1은 본 발명을 적용한 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 사용되는 선택 회로의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 발명을 적용한 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 사용되는 선택 회로의 다른 실시예의 구성을 도시한 블록도.

도 3은 그 주요부의 설명을 위한 구성도.

도 4는 그 동작의 설명을 위한 도면.

도 5는 종래의 화상 노이즈 저감 장치의 설명을 위한 구성도.

도 6은 종래의 화상 노이즈 저감 방법 및 장치에 사용되는 선택 회로의 구성을 도시한 블럭도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 화상 노이즈 저감 방법 및 장치를 적용한 화상 노이즈 저감 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다. 또, 도 1에서 상술한 도 5와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 도시한다.

이 도 1에서, 도 5와 마찬가지로, 참조 부호(1)은 화상 에리어의 어느 한 점을 나타내고 있으며, 주목 화소 o와 그 주위 화소 a, b, c, d, e, f, g, h의 모습을 이미지한 것이다. 그리고 이들 화소의 레벨값을 각각 부호 a∼h 및 o와 동일한 표기로 대용하면, 이들 주위 화소의 레벨값 a∼h가 선택 회로(2)에 공급된다. 또한 이 선택 회로(2)에는 상술한 기준 레벨 θ의 값과 주목 화소의 레벨값 o가 입력된다.

이 선택 회로(2)에서는, 우선 주위 화소 a의 레벨값 a와 주목 화소 o의 레벨값 o의 차의 절대값(｜a-o｜)이 계산되고, 이 차의 절대값과 기준 레벨 θ가 비교된다. 그리고 상술한 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작으면, 출력 포트(3)에 레벨값 a가 출력된다. 또한, 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는 출력 포트(3)에는 레벨값 a를 출력하지 않고, 값 "0"을 출력한다. 또 다른 주위 화소 b∼h의 레벨값 b∼h에 대해서도 마찬가지의 계산이 행해진다.

따라서 이 선택 회로(2)에는, 주위 화소의 수와 동일한 예를 들면 8개의 출력 포트(3)가 형성되고, 이들 출력 포트(3)에는 각각 상술한 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 작을 때는 그 레벨값 a∼h가 출력되고, 차의 절대값이 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는 값 "0"이 출력된다. 또한, 선택 회로(2)에는 출력 포트(4)가 형성되고, 이 출력 포트(4)에는 상술한 레벨값 a∼h가 출력되는 출력 포트(3)의 수의 값이 출력된다. 또, 이 점은 도 5와 다르다.

즉 선택 회로(2)로부터는, 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 작을 때는, 각각의 레벨값 a∼h가 출력 포트(3)로부터 출력됨과 함께, 값 "8"이 출력 포트(4)에 출력된다. 또한, 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 클 때는 출력 포트(3)로부터는 모두 값 "0"이 출력됨과 함께, 출력 포트(4)에는 값 "0"이 출력된 다.

또한, 상술한 주목 화소의 레벨값 o가 승산기(9)에 공급되고, 임의의 이득 설정값 α가 승산기(9)에 공급되어 〔α× o〕의 승산이 행해진다. 그리고 이 승산기(9)의 출력 포트(10)에 출력되는 승산 값 "α × o"이 가산기(5)에 공급되고, 상술한 선택 회로(2)의 출력 포트(3)에 출력되는 선택된 레벨값 a∼h와 함께 가산된다. 또한 가산기(5)의 출력 포트(6)에 출력되는 가산값이 제산기(7)에 공급된다.

또한 상술한 이득 설정값 α가 가산기(11)에 공급되어, 선택 회로(2)의 출력 포트(4)로부터의 값과 가산된다. 그리고 이 가산기(11)의 출력 포트(12)에 얻어지는 이득 설정값 α와 레벨값 a∼h가 출력되는 출력 포트(3)의 수의 값과의 가산값이 제산기(7)에 공급된다. 이렇게 해서 이 제산기(7)에서는, 가산기(5)의 출력 포트(6)로부터의 값이 가산기(11)의 출력 포트(12)로부터의 값으로 나누어지고, 그 연산 결과의 값이 출력 포트(8)에 출력된다.

그에 따라, 예를 들면 이득 설정값 α=1일 때는, 종래와 마찬가지의 평균화 연산이 행해지며, 출력 포트(8)에는 그에 따라 구해진 주목 화소의 새로운 값이 출력된다. 이에 대하여, 예를 들면 이득 설정값 α=8로 하면, 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율이 커지며, 그 만큼 출력 포트(8)에 출력되는 주목 화소의 새로운 값의 변화가 작아져, 원래의 값에 가까운 새로운 값이 출력된다.

즉, 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 작은 경우에, 가산기(5)의 출력 포트(6)에는 값〔a+b+c+d+e+f+g+h+α×o 〕이 출력된다. 또한, 가산기(11)의 출력 포트(12)로부터는 값〔8+α〕이 출력된다. 그리고 제산기(7)에서는, (a+b+c+d+e+f+g+h+α×o) / (8+α)가 연산되어 출력 포트(8)에 출력되는 것이다.

그리고 예를 들면 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 작은 경우에, 이득 설정값 α=1로 하면, 출력 포트(8)에는 (a+b+c+d+e+f+g+h+o) / (8+1)의 새로운 값이 출력되게 된다. 이 때의 새로운 값에 차지하는 주위 화소 및 주목 화소의 비율은 전체의 1/9=11.1%이고, 이에 따라 화상 디테일 성분도 1/9로 되어 있다.

마찬가지로 주목 화소와 주위 화소와의 차의 절대값이 모두 기준 레벨 θ의 값보다 작은 경우에, 이득 설정값 α=8로 하면, 출력 포트(8)에는 (a+b+c+d+e+f+g+h+8×o) / (8+8)의 새로운 값이 출력된다. 이 때의 새로운 값에 차지하는 각 주위 화소의 비율은 1/16=6.25%이고, 이것에 비하여 주목 화소의 비율은 전체의 8/16=50%가 된다.

즉 이 경우에, 이득 설정값 α=8로 함에 따라 주목 화소가 차지하는 비율이 증가되고, 그 만큼 노이즈 저감의 효과는 저하되지만, 화상 디테일 성분은 보존된다. 이렇게 함으로써 상술한 회로에서 이득 설정값 α를 임의로 설정함으로써, 소위 ε-필터에서의 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어하여 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있으며, 그에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있는 것이다.

그래서 예를 들면 촬영자는, 피사체의 상황을 판단하여 이득 설정값 α를 임 의로 설정하여, 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다. 또 구체적으로는, 바닷가나 사구 등의 전체적으로 평탄한 피사체인 경우에는 이득 설정값 α=1로 하고, 거리각 등의 변화가 많은 피사체인 경우에는 이득 설정값 α=8로 하는 등의 설정이 행해지는 것으로, 현실적으로 촬영자가 수동으로 설정하는 경우에는 이득 설정값 α=1 또는 8의 2 단계 정도가 적당하다.

단, 이러한 설정을 행한 경우에도 ε-필터의 동작은 항상 행해지는 것으로, 만약 이득 설정값 α=8로 한 경우에도 효과는 저하되지만 노이즈 저감은 행해지고 있다. 이 점이, 상술한 종래의 ε-필터에서 신호 처리를 행할지, 행하지 않을지 양자 택일로 결정하는 것과는 크게 다르다. 또한 설정에는, ε-필터에서의 신호 처리를 행하지 않은 것도 포함시키면, 보다 다종의 피사체에 대하여 적절한 신호 처리를 행할 수 있게 된다.

따라서 상술한 실시예에서, 주목 화소의 레벨값을 가중하고, 그 가중의 비율을 임의로 제어하여 평균화 연산을 행하도록 함으로써, 소위 ε-필터에서 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있으며, 그에 따라 최적의 화상 처리를 행해지도록 할 수 있다.

그에 따라, 종래의 장치에서는 소위 ε-필터에서의 신호 처리는 행할지, 행하지 않을지의 양자 택일이며, 그 경우에 처리를 행하는 상태, 혹은 행하지 않는 상태가 반드시 최적의 화상 처리라고는 할 수 없는 경우가 발생하였지만, 본 발명에 따르면 이들 문제점을 양호하게 해소할 수 있다.

그런데 상술한 실시예에서는, 이득 설정값 α를 예를 들면 촬영자가 피사체 의 상황을 판단하여 수동으로 설정하는 것으로 했지만, 이 이득 설정값 α는 예를 들면 피사체의 화상을 화상 처리 등에 의해 판별하여 자동적으로 설정할 수 있도록 할 수도 있다. 이하에는, 이러한 이득 설정값 α를 자동적으로 설정할 수 있도록 한 경우의 일 실시예에 대하여 설명한다.

즉 그 경우에는, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이 주위 화소의 레벨값 a∼h 및 주목 화소의 레벨값 o가 α 연산부(13)에 공급된다. 이 α 연산부(13)로써, 예를 들면 상술한 주목 화소 및 주위 화소로 이루어지는 화상의 공간 주파수가 판별되고, 또 이 공간 주파수의 분포 등을 판단하여 이득 설정값 α가 산출된다. 그리고 이 α 연산부(13)에서 산출된 이득 설정값 α가, 상술한 승산기(10) 및 가산기(11)에 공급된다. 그 외에는 도 1과 마찬가지로 구성된다.

또한, 상술한 α 연산부(13)의 구체적인 구성에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 단 본 발명의 실시예는 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 도 3에서, 상술한 주위 화소 a∼h 및 주목 화소 o의 레벨값이 공간적인 고역 통과 필터(HPF : 100)에 공급된다. 이 고역 통과 필터(100)는, 예를 들면 주목 화소 o의 탭 계수를 값 "8", 주위 화소 a∼h의 탭 계수를 값 "-1"로 하고, 에리어 내에 고주파 성분이 어느 정도 존재하는지 2차원적으로 검출하는 것이다.

그리고 이 고역 통과 필터(100)의 출력 포트(101)에 얻어지는 신호가 절대값화 회로(102)에 공급되고, 이 절대값화 회로(102)의 출력 포트(103)에 얻어지는 신호가 저역 통과 필터(LPF : 104)에 공급된다. 또한, 이 저역 통과 필터(104)의 출력 포트(105)에 얻어지는 신호가 비교기(106)에 공급되고, 임의로 설정(Reg)된 기 준값과 비교되고 비교 출력이 셀렉터(107)의 제어 단자에 공급된다.

이에 따라 셀렉터(107)에서는, 예를 들면 주위 화소 a∼h 및 주목 화소 o의 공간적인 주파수 성분으로 고역 성분이 많아지면, 비교기(106)의 비교 출력이 "H"가 되고, 이득 설정값 α1=8이 선택된다. 이것에 비하여 주위 화소 a∼h 및 주목 화소 o의 공간적인 주파수 성분으로 고역 성분이 적어지면, 비교기(106)의 비교 출력이 "L"이 되고, 이득 설정값 α2=1이 선택된다. 그리고 이 선택된 이득 설정값 α가 α 연산부(13)로부터 출력되는 것이다.

즉, 예를 들면 도 4의 (A)에 도시한 바와 같은 신호가 입력된 경우에, 고역 통과 필터(100)의 출력은 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이 되며, 이 신호를 절대값화한 절대값화 회로(102)의 출력은 도 4의 (C)에 도시된 바와 같다. 여기서 도면 좌측의 입력 신호의 변화가 완만한 부분에서는 절대값화 회로(102)의 출력은 전체적으로 저레벨이 되지만, 도면 우측의 입력 신호의 변화가 심한 부분에서는 절대값화 회로(102)의 출력은 고레벨로 되어 있다.

그래서 이들 신호를 저역 통과 필터(104)에 공급하여 도 4의 (D)에 도시한 바와 같은 전체의 레벨값의 포락선을 나타내는 신호를 출력하고, 이 신호를 비교기(106)에서 설정된 기준값(Reg)과 비교함으로써, 입력 신호의 변화의 정도에 따라 예를 들면 이득 설정값 α1=8, 혹은 이득 설정값 α2=1을, 셀렉터(107)로 선택하기 위한 선택 신호를 형성할 수 있다. 이에 따라 선택된 이득 설정값 α가 α연산부(13)로부터 출력되는 것이다.

따라서 이 실시예에 따르면, 이득 설정값 α가 자동적으로 설정되고, 예를 들면 촬영자가 수동 조작으로 설정을 행하는 등의 번거로움을 해소할 수 있다. 또한 이 실시예에 따르면, 이득 설정값 α를 주위 화소 a∼h 및 주목 화소 o의 상황에 따라 항상 변화시킬 수 있으며, 예를 들면 1 화면 중 개개의 피사체의 부분마다 검출을 행하고, 각각의 부분마다 최적의 이득 설정값 α를 설정할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 이득 설정값 α1=8, 혹은 이득 설정값 α2=1의 2 단계의 설정으로 했지만, 주위 화소 a∼h 및 주목 화소 o의 공간적인 주파수 성분으로 고역 성분의 비율을 더 정밀하게 분석하여, 이득 설정값 α를 다단으로 설정하는 것도 가능하다. 또한 도시하지 않았지만, α 연산부(13)의 신호에 의해 선택 회로(2) 그 자체를 제어하여, ε-필터에서의 신호 처리를 행하거나/행하지 않는 제어를 할 수도 있다.

이렇게 해서 상술한 화상 노이즈 저감 방법에 따르면, 주목 화소와 그 주위 화소와의 레벨 차를 검출하고, 레벨 차가 기준값보다 작은 화소만을 선택하여 평균화 연산을 행함으로써 노이즈 성분을 저감시키는 화상 노이즈 저감 방법으로서, 주목 화소의 레벨값을 가중함과 함께, 가중의 비율을 임의로 제어하여 평균화 연산을 행함으로써, 소위 ε-필터에서, 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있으며, 그에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다.

또한, 상술한 화상 노이즈 저감 장치에 따르면, 주목 화소와 그 주위 화소와의 레벨 차를 검출하는 검출 수단과, 레벨 차가 기준값보다 작은 화소만을 선택하는 선택 수단과, 선택된 화소를 이용하여 평균화 연산을 행하는 연산 수단을 포함 하고, 노이즈 성분의 저감을 행하는 화상 노이즈 저감 장치로서, 주목 화소의 레벨값을 가중하는 수단을 형성하고, 가중의 비율을 임의로 제어하여 연산 수단에서의 평균화 연산을 행함으로써, 소위 ε-필터에서 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있으며, 그에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다.

또 본 발명은, 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신을 일탈하지 않고 다양한 변형이 가능하다.

즉 본 발명에 따르면, 주목 화소의 레벨값을 가중하고, 그 가중의 비율을 임의로 제어하여 평균화 연산을 행하도록 함에 따라, 소위 ε-필터에서 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 피사체의 화상에 따라 가중 제어를 행함으로써, 피사체의 화상에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 주목 화소 및 주위 화소로 이루어지는 화상의 공간 주파수를 판별하고, 그 판별 결과에 기초하여 가중의 제어를 행함으로써, 이득이 자동적으로 설정되어, 예를 들면 촬영자가 수동 조작으로 설정을 행하는 등의 번거로움을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각 화소 레벨을 디지탈화하여 처리함으로써, 매우 양호한 처리를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 주목 화소의 레벨값을 가중하고, 그 가중의 비율을 임의로 제어하여 평균화 연산을 행하도록 함으로써, 소위 ε-필터에서 평균화 연산에 관한 주목 화소의 비율을 제어함으로써 신호 처리의 정도를 임의로 설정할 수 있으며, 그에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 피사체의 화상에 따라 가중의 제어를 행하는 제어 수단을 포함함에 따라, 피사체의 화상에 따라 최적의 화상 처리가 행해지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 주목 화소 및 주위 화소로 이루어지는 화상의 공간 주파수를 판별하는 수단과, 그 판별 결과에 기초하여 가중의 제어를 행하는 제어 수단을 포함함에 따라, 이득이 자동적으로 설정되어, 예를 들면 촬영자가 수동 조작으로 설정을 행하는 등의 번거로움을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각 화소 레벨을 디지탈화하여 처리함으로써, 매우 양호한 처리를 행할 수 있다.

그에 따라, 종래의 장치에서는 소위 ε-필터에서의 신호 처리는 행할지 행하지 않을지 양자 택일로 하며, 그 경우에 처리를 행하는 상태, 혹은 행하지 않는 상태가 반드시 최적의 화상 처리라고는 할 수 없는 경우가 있었지만, 본 발명에 따르면 이들 문제점을 양호하게 해소할 수 있다.

Claims (10)

1. 노이즈 성분 저감을 위한 화상 노이즈 저감 방법으로서,

   주목 화소와 그 주위 화소와의 레벨값의 차를 검출하는 단계와,

   상기 레벨값의 차가 기준값보다 작은 상기 주위 화소를 선택하는 단계와,

   상기 주목 화소 및 상기 주위 화소로 이루어지는 화상의 공간 주파수를 판별하고, 그 판별 결과에 따라서 상기 주목 화소의 레벨값에 대한 가중 정도를 결정하기 위한 이득 설정 값을 산출하는 단계와,

   산출된 상기 이득 설정 값에 기초하여 상기 주목 화소의 레벨값을 가중해서, 가중된 상기 주목 화소의 레벨값과 상기 선택된 주위 화소의 레벨값을 이용하는 평균화를 행해서, 상기 주목 화소의 레벨값을 갱신하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이득 설정 값을 산출하는 단계는, 상기 화상의 공간 주파수의 값이 클수록 상기 이득 설정 값을 크게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   각각의 상기 화소 레벨을 디지탈화하여 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 방법.
5. 노이즈 성분 저감을 위한 화상 노이즈 저감 장치에 있어서,

   주목 화소와 그 주위 화소와의 레벨값의 차를 검출하는 검출 수단과,

   상기 레벨 차가 기준값보다 작은 상기 주위 화소를 선택하는 선택 수단과,

   상기 주목 화소 및 상기 주위 화소로 이루어지는 화상의 공간 주파수를 판별하여, 그 판별에 따라서 상기 주목 화소의 레벨값에 대한 가중 정도를 결정하기 위한 이득 설정 값을 산출하는 산출 수단과,

   상기 산출 수단에서 산출된 상기 이득 설정 값에 기초하여 상기 주목 화소의 레벨값을 가중하고, 가중된 상기 주목 화소의 레벨값과 상기 선택 수단에 의해 선택된 상기 주위 화소의 레벨값을 이용하여 평균화를 행해서, 상기 주목 화소의 레벨값을 갱신하는 연산 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 이득 설정 값을 산출하는 수단은, 상기 화상의 공간 주파수의 값이 클수록 상기 이득 설정 값을 크게 하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 장치.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서,

   상기 화소 레벨을 디지탈화하여 처리하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 이득 설정 값을 산출하는 단계는,

   상기 주목 화소 및 상기 주위 화소의 레벨값을 고역 통과 필터에 입력하는 단계와,

   상기 고역 통과 필터를 통과한 신호의 절대값을 검출하는 단계와,

   검출된 상기 절대값의 포락선을 나타내는 신호를 출력하는 단계와,

   출력된 상기 포락선을 나타내는 신호와 미리 정해진 설정값을 비교하여 이득 설정 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 방법.
10. 제5항에 있어서,

    상기 이득 설정 값을 산출하는 수단은,

    상기 주목 화소 및 상기 주위 화소의 레벨값이 입력되는 고역 통과 필터와,

    상기 고역 통과 필터에서 출력되는 신호의 절대값을 검출하는 절대값화 회로와,

    상기 절대값화 회로로부터 출력되는 상기 절대값의 포락선을 나타내는 신호를 출력하는 저역 통과 필터와

    상기 저역 통과 필터로부터 출력되는 신호와 미리 정해진 설정값을 비교하여 이득 설정 값을 산출하는 셀렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 노이즈 저감 장치.

Images