JP4274426B2 - Image processing method, apparatus, and program - Google Patents
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Description
本発明は画像処理、具体的には画像中のノイズレベルを求める処理および求められたノイズレベルを用いて画像に対してノイズ抑制処理を行う画像処理方法および装置並びにそのためのプログラムに関するものである。 The present invention relates to image processing, specifically, processing for obtaining a noise level in an image, an image processing method and apparatus for performing noise suppression processing on an image using the obtained noise level, and a program therefor.
近年、デジタルスチルカメラ(以下デジタルカメラという)は急速に普及している。デジタルカメラは、光の情報を銀塩フィルムに結像させる代わりに、デジタルデバイス(CCDや光電子倍増管など)に結像させ、画像をデジタルデータ(以下デジタル画像という)として記録媒体に保存したり、直接コンピュータで利用したりすることができるので、画像処理を施したり保存するのに便利である。 In recent years, digital still cameras (hereinafter referred to as digital cameras) are rapidly spreading. Instead of imaging light information on a silver salt film, a digital camera forms an image on a digital device (CCD, photomultiplier tube, etc.) and stores the image on a recording medium as digital data (hereinafter referred to as a digital image). Since it can be used directly on a computer, it is convenient for image processing and storage.
また、従来の撮像方法により銀塩フィルムに光の情報を結像させて得た画像や、写真用紙や、紙などの印刷媒体に印刷して得た画像を、スキャナなどの読取装置で読み取ってデジタルデータを、デジタルカメラにより取得されたデジタル画像と同じように保存したり、画像処理を施したりするなどのことも行われている。 Also, an image obtained by imaging light information on a silver salt film by a conventional imaging method, or an image obtained by printing on a printing medium such as photographic paper or paper is read by a reading device such as a scanner. Digital data is stored in the same way as a digital image acquired by a digital camera, or subjected to image processing.
このようなデジタル画像が、モニタなどの表示装置に表示されたり、写真用紙にプリントされたりするなどで再生されるが、再生された画像に対して高品位な画質が期待されるので、デジタル画像に対して様々な画像処理を施す必要がある。 Such digital images are reproduced by being displayed on a display device such as a monitor or printed on photographic paper. However, since a high-quality image is expected for the reproduced image, the digital image It is necessary to perform various image processing on the image.
これらの画像処理のうち、画像中のノイズを抑制する処理が処理後の画像の画質に対して大きな影響を与えるものであり、様々な方法が提案されている。ノイズの抑制には通常ローパスフィルタ(LPF)を適用することができるが、LPFは、画像からノイズ成分を抑制することができる一方、画像信号中のエッジ部分を劣化させてしまい、画像全体をぼかしてしまうという欠点があるため、画像中のノイズレベルを把握し、このノイズレベルに応じてノイズ抑制処理の度合いを調整することによってのノイズを抑制すると共に、エッジ部分の劣化を防ぐことが望まれる。 Among these image processes, a process for suppressing noise in an image greatly affects the image quality of the processed image, and various methods have been proposed. Normally, a low-pass filter (LPF) can be applied to suppress noise, but the LPF can suppress noise components from the image, but deteriorates the edge portion in the image signal and blurs the entire image. Therefore, it is desirable to grasp the noise level in the image and suppress noise by adjusting the degree of noise suppression processing according to this noise level, and to prevent deterioration of the edge portion. .
従来、画像のノイズレベルを評価する尺度としては、濃度変化の標準偏差を用いるRMS粒状度や、濃度の変化分をフーリエ変換して求められるウイナースペクトルが用いられる。これらの尺度を用いてノイズを評価してノイズ抑制処理を行う方法は、例えば、デジタルカメラを用いて濃淡変化のないチャートを撮像し、得られた画像からRMS粒状度や、ウイナースペクトルを求めてデジタルカメラのノイズ特性を取得し、後にこのデジタルカメラにより取得された画像に対してノイズ抑制処理を行う際に、予め取得されたデジタルカメラのノイズ特性に基づいて画像中のノイズレベルを予測して処理を行うことが行われている。 Conventionally, as a scale for evaluating the noise level of an image, RMS granularity using a standard deviation of density change or a Wiener spectrum obtained by Fourier transform of the density change is used. A method for performing noise suppression processing by evaluating noise using these scales is, for example, taking a chart having no shading change using a digital camera, and obtaining RMS granularity or winner spectrum from the obtained image. When acquiring noise characteristics of a digital camera and performing noise suppression processing on an image acquired later by this digital camera, the noise level in the image is predicted based on the noise characteristics of the digital camera acquired in advance. Processing is done.
また、処理対象となる画像そのものから、平坦部を抽出し、この平坦部のノイズレベルを求めて画像のノイズレベルとする方法も提案されている。 In addition, a method has been proposed in which a flat portion is extracted from an image itself to be processed, and the noise level of the flat portion is obtained to obtain the noise level of the image.
一方、画像においては、画像のエッジ成分を構成する輝度成分が人間の視覚への寄与が大きく、画像に対してノイズ抑制処理を行う際に、輝度成分のノイズレベルを求めて画像のノイズレベルを評価してノイズ抑制処理を行うことが望まれる。特許文献1には、画像中の画素毎に方向性微分処理を行ってその画素位置におけるエッジ成分を抽出し、エッジの度合いに応じてエッジかノイズかの判定を行ってノイズ抑制処理の度合いを調整してノイズ抑制処理を行うことが提案されている。
On the other hand, in the image, the luminance component that constitutes the edge component of the image greatly contributes to human vision, and when performing noise suppression processing on the image, the noise level of the luminance component is obtained and the noise level of the image is determined. It is desired to perform noise suppression processing after evaluation. In
また、ノイズ抑制処理の方法としては、例えば、ノイズ成分の多くが画像の高周波数成分に小振幅の信号として存在することを利用して、画像中の小振幅の高周波ノイズ成分を分離して抑制する2次元ε−フィルタを用いる方法がある。前述したように、ノイズの抑制処理に通常用いられるLPFは、雑音成分を抑圧するだけでなく信号のエッジまで劣化させてしまうため、画像を対象とした場合には画像全体をぼかしてしまう欠点があったが、ε−フィルタは、信号波形中の小振幅のレベル変化のみを平坦化する特性を有しており、画像に適用した場合にも急峻なレベル変化を伴うエッジは保存されるため画像全体のキレは殆ど損なわれないという特徴を有する。ε−フィルタは、基本的に、画像の高周波成分における振幅のレベルの変化量に対して非線形変換関数を適用して得た値を元の画像信号から減算するように作用するものである。この非線形変換関数は、信号の振幅が所定の閾値より大きいとき、出力を0とする関数である。すなわち、ε−フィルタを適用した場合、画像中の、振幅が前述閾値より大きい部位では、非線形変換関数の出力が0であり、処理後の画像においては、その部位の元の信号が保持される一方、振幅が前述閾値以下の部位では、処理後の画像においては、その部位の信号値が元の信号値から非線形変換関数の出力(その絶対値が0より大きい)を引いた値になる。こうすることによって、ノイズがある部分が平滑されると共に、振幅の大きいエッジ部分を保持することができる。この方法に用いられる閾値が、エッジかノイズを判断するパラメータとなる。
しかしながら、デジタルカメラなどの画像取得装置でチャートを撮像して得た画像のノイズレベルは、その画像取得装置のノイズ特性に過ぎず、様々な画像取得条件において取得されるスナップ写真画像のような自然画像のノイズレベルを反映することができない。例えば、標準の露光条件でサンプル画像などのチャートを撮像して得た画像から取得したノイズレベルを用いて、アンダー露光の画像のノイズレベルを評価しても正しく評価することができないため、良いノイズ抑制処理の効果を得ることが難しい。 However, the noise level of an image obtained by imaging a chart with an image acquisition device such as a digital camera is only the noise characteristic of the image acquisition device, and is natural such as a snapshot image acquired under various image acquisition conditions. The noise level of the image cannot be reflected. For example, it is not possible to correctly evaluate the noise level of an underexposed image using the noise level obtained from an image obtained by imaging a chart such as a sample image under standard exposure conditions. It is difficult to obtain the effect of the suppression process.
また、画像における平坦部のノイズレベルは、あくまでも平坦部のノイズレベルであり、画像毎にその平坦部のノイズレベルを求めて画像全体のノイズレベルとする方法では、絵柄のある部分など平坦部以外の部分のノイズレベルを正しく評価することができない。 In addition, the noise level of the flat part in the image is only the noise level of the flat part. In the method of obtaining the noise level of the flat part for each image and obtaining the noise level of the entire image, other than the flat part such as a part with a pattern. The noise level cannot be evaluated correctly.
また、特許文献1記載の方法は、エッジ成分を抽出して、エッジかノイズかの判断を行って処理を行うが、輝度成分においは、エッジ成分とノイズ成分が混在するため、エッジ成分であるかノイズ成分であるかの判断が難しい。また、この方法では、画素毎に局所的に処理を行うため、画像全体のノイズレベルの判断ができない。
In the method described in
また、ε―フィルタを利用したノイズ抑制処理方法において、閾値よりエッジかノイズかを判断する必要があり、この閾値が適切ではないとノイズ抑制の度合いが足りなくてノイズ成分が多量に残ったり、ノイズ抑制が強すぎてエッジを平滑化してしまったりなどの悪影響を与えてしまうため、画像全体のノイズレベルを求め、適切な閾値を設定することが大事である。 In addition, in the noise suppression processing method using the ε-filter, it is necessary to determine whether the edge is noise or noise from the threshold, and if this threshold is not appropriate, the degree of noise suppression is insufficient and a large amount of noise components remain, Since noise suppression is so strong that it has an adverse effect such as smoothing edges, it is important to determine the noise level of the entire image and set an appropriate threshold.
ノイズ成分は、高周波数帯域に多く存在するものの、高い周波数帯域から低い周波数帯域までの各々の周波数帯域に亘って存在するものである。例えばε―フィルタを利用した方法のようなノイズ抑制処理方法は、1つの周波数帯域のみにおいてノイズ成分を抽出し、原画像から抽出された成分を減算するようにしているため、ノイズ成分を消し切ることができない。また、1つの周波数帯域でノイズ成分を抽出する方法は、ノイズ抑制の効果を良くするためには、この1つの周波数帯域でフィルタリングを強める、すなわち前述した閾値を大きくするしかないため、アーチファクトが発生し易く、処理後の画像の画質が良くないという問題がある。 Although many noise components exist in the high frequency band, they exist over each frequency band from the high frequency band to the low frequency band. For example, a noise suppression processing method such as a method using an ε-filter extracts a noise component only in one frequency band and subtracts the component extracted from the original image, and thus eliminates the noise component. I can't. In addition, in order to improve the noise suppression effect, the method of extracting the noise component in one frequency band has only to increase the filtering in this one frequency band, that is, to increase the above-described threshold value, so that an artifact is generated. There is a problem that the image quality of the processed image is not good.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像全体のノイズレベルを適切に評価することと、ノイズが効果的に除去されると共に、画質の良い画像を得ることとができる画像処理方法および装置並びにそのためのプログラムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can appropriately evaluate the noise level of the entire image, and can effectively remove noise and obtain an image with good image quality. It is an object to provide a method and apparatus and a program therefor.
本発明による第1の画像処理方法は、デジタル画像のノイズレベルを求めるのに際し、該デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを前記ノイズレベルとして算出し、その上で、後述する帯域制限画像を作成して、その帯域制限画像から上記ノイズレベルを求めることを特徴とするものである。
In the first image processing method according to the present invention, when obtaining the noise level of a digital image, the color difference noise level in the color difference component of the digital image is calculated as the noise level , and a band-limited image to be described later is then created. Then, the noise level is obtained from the band limited image .
ここで、「デジタル画像」とは、デジタルカメラなどで被写体を撮像して得たデジタル画像は勿論、スキャナなどの読取装置で銀塩写真フィルムや、印刷物(例えばプリント)などにある画像を読み取って得たデジタル画像も含むものである。以下、説明上の便宜のため、単に画像というものも、デジタル画像を意味するものとする。 Here, the “digital image” means not only a digital image obtained by imaging a subject with a digital camera or the like but also an image on a silver halide photographic film or printed matter (for example, a print) by a reading device such as a scanner. The obtained digital image is also included. Hereinafter, for convenience of explanation, an image simply means a digital image.
前述したように、画像の輝度成分には、エッジ成分とノイズ成分とが混在し、エッジ成分とノイズ成分との区別が難しい。一方、画像中のエッジ成分の少ない平坦部の画像を用いて画像のノイズレベルを評価する方法では、画像全体のノイズレベルを評価することができないという問題がある。一方、画像、特にスナップ写真画像のような自然画像は、色差成分においてはノイズが存在するものの、エッジ成分が少ないという特性を有する。本発明の画像処理方法は、この点に着目し、画像中の色差成分におけるノイズレベル、すなわち色差ノイズレベルを算出して、画像のノイズレベルとするものである。 As described above, the luminance component of the image includes the edge component and the noise component, and it is difficult to distinguish the edge component from the noise component. On the other hand, there is a problem in that the noise level of the entire image cannot be evaluated by the method of evaluating the noise level of the image using an image of a flat portion with few edge components in the image. On the other hand, an image, particularly a natural image such as a snapshot image, has a characteristic that there are few edge components although noise exists in the color difference component. The image processing method of the present invention pays attention to this point, and calculates the noise level in the color difference component in the image, that is, the color difference noise level to obtain the noise level of the image.
また、前述したように、輝度成分が人間の視覚への寄与が大きく、輝度成分に対してノイズ抑制処理を行うことによって大きな画質改善効果を得ることができる。そのため、輝度成分におけるノイズレベルを直接把握できることが望まれる。本発明の画像処理方法は、前記色差ノイズレベルから、前記デジタル画像の輝度ノイズレベルを推定し、該輝度ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとすることが好ましい。 Further, as described above, the luminance component greatly contributes to human vision, and a large image quality improvement effect can be obtained by performing noise suppression processing on the luminance component. Therefore, it is desirable that the noise level in the luminance component can be directly grasped. In the image processing method of the present invention, it is preferable that a luminance noise level of the digital image is estimated from the color difference noise level, and the luminance noise level is set as a noise level of the digital image.
デジタルカメラなどの撮像装置や、スキャナなどの読取装置により取得された画像は、原理的に輝度と色差のノイズの発生原因が同じであるため、輝度と色差との関係を利用して、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することができる。具体的には、例えば、輝度と色差の空間としてのYCrCb空間は下記の式(1)により定義される。 Since images generated by an imaging device such as a digital camera or a reading device such as a scanner have the same cause of noise in luminance and color difference in principle, the relationship between luminance and color difference is used to make color difference noise. The luminance noise level can be estimated from the level. Specifically, for example, a YCrCb space as a space for luminance and color difference is defined by the following equation (1).
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B
Cr=0.500×R−0.419×G−0.081×B (1)
Cb=−0.169×R−0.331×G+0.500×B
但し,Y:輝度
Cr,Cb:色差
R,G,B:R値,G値,B値
ここで、例えば各成分のノイズレベルをRMS値、すなわちその成分の標準偏差σとすると、下記の式(2)に示す関係が成立する。
Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B
Cr = 0.500 × R−0.419 × G−0.081 × B (1)
Cb = −0.169 × R−0.331 × G + 0.500 × B
Y: luminance
Cr, Cb: Color difference
R, G, B: R value, G value, B value
Here, for example, if the noise level of each component is the RMS value, that is, the standard deviation σ of that component, the relationship shown in the following equation (2) is established.
(σY)2=(0.299×σR)2+(0.587×σG)2
+(0.114×σB)2
(σCr)2=(0.500×σR)2+(0.419×σG)2 (2)
+(0.081×σB)2
(σCb)2=(0.169×σR)2+(0.331×σG)2
+(0.500×σB)2
但し,σ:標準偏差
一方、画像を取得する装置においては、撮像素子の夫々のカラー画素で生じるノイズ量が大きく異なることは考えにくく、すなわち、R、G、B各色におけるノイズレベルをσR、σG、σBとすると、下記の式(3)に示すように、各色のノイズ量がほぼ同じであると考えられる。
(ΣY) 2 = (0.299 × σR) 2 + (0.587 × σG) 2
+ (0.114 × σB) 2
(ΣCr) 2 = (0.500 × σR) 2 + (0.419 × σG) 2 (2)
+ (0.081 × σB) 2
(ΣCb) 2 = (0.169 × σR) 2 + (0.331 × σG) 2
+ (0.500 × σB) 2
Where σ: standard deviation
On the other hand, in an apparatus that acquires an image, it is unlikely that the amount of noise generated in each color pixel of the image sensor is greatly different. That is, if the noise levels in R, G, and B colors are σR, σG, and σB, As shown in Equation (3), it is considered that the noise amount of each color is substantially the same.
σR≒σG≒σB (3)
但し,σR,σG,σB:ノイズ量
式(2)と式(3)から、さらに下記の式(4)を推出することができる。
σR≈σG≈σB (3)
Where σR, σG, σB: Noise amount
The following equation (4) can be further deduced from the equations (2) and (3).
σY≒1.02σCr≒1.07σCb (4)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
すなわち、色差ノイズレベルσCrまたはσCbが分かれば、輝度ノイズレベルσYを式(4)に従って推定することができる。
σY≈1.02σCr≈1.07σCb (4)
Where σY: Luminance noise level
σCr, σCb: Color difference noise level
That is, if the color difference noise level σCr or σCb is known, the luminance noise level σY can be estimated according to the equation (4).
また、例えば、輝度色差空間として、下記の式(5)により定義されるLC1C2空間を用いれば、上記推定と同じように、式(6)のような、輝度ノイズレベルと色差ノイズレベルとの関係を得ることができる。 Further, for example, when the LC1C2 space defined by the following equation (5) is used as the luminance color difference space, the relationship between the luminance noise level and the color difference noise level as in the equation (6) as in the above estimation. Can be obtained.
L=0.299×R+0.587×G+0.114×B
C1=−0.299×R−0.587×G+0.886×B (5)
C2=0.701×R−0.587×G−0.114×B
但し,L:輝度
C1,C2:色差
σL≒σC1/1.65≒σC2/1.38 (6)
但し,σL:輝度ノイズレベル
σC1,σC2:色差ノイズレベル
また、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定する上記の式(4)および式(6)は、R、G、Bの各色の成分がゲインを受けることがなく、または同じゲインを受けることを前提とした式(3)に基づいたものであり、画像を取得する装置において、ホワイトバランス処理がなされたり、各色の画素の感度設定が異なったりするなどの場合において、R、G、Bが異なったゲインを受ける可能性があるため、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定する際に、1つの色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定するよりも、式(7)、式(8)に示すように、2つの色差ノイズレベルの平均値を用いて輝度ノイズレベルを推定することが好ましい。
L = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B
C1 = −0.299 × R−0.587 × G + 0.886 × B (5)
C2 = 0.701 × R−0.587 × G−0.114 × B
Where L: Luminance
C1, C2: Color difference
σL≈σC1 / 1.65≈σC2 / 1.38 (6)
Where σL: Luminance noise level
σC1, σC2: Color difference noise level
Further, the above equations (4) and (6) for estimating the luminance noise level from the color difference noise level are based on the assumption that the components of each color of R, G, and B receive no gain or the same gain. R, G, and B differ in the case where white balance processing is performed or the sensitivity setting of each color pixel is different in an image acquisition device. Since there is a possibility of receiving a gain, when estimating the luminance noise level from the chrominance noise level, rather than estimating the luminance noise level from one chrominance noise level, as shown in equations (7) and (8) It is preferable to estimate the luminance noise level using the average value of the two color difference noise levels.
σY≒(1.02×σCr+1.07×σCb)/2 (7)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
σL≒(σC1/1.65+σC2/1.38)/2 (8)
但し,σL:輝度ノイズレベル
σC1,σC2:色差ノイズレベル
さらに、例えば画像を取得する装置のカラーフィルタの透過率比や、ホワイトバランス処理などの画像処理条件から画像のR、G、B各色の受けるゲインが式(9)に示すように分かれば、そのゲインに応じて、下記の式(10)、式(11)に示すように色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することがさらに好ましい。
σY≈ (1.02 × σCr + 1.07 × σCb) / 2 (7)
Where σY: Luminance noise level
σCr, σCb: Color difference noise level
σL≈ (σC1 / 1.65 + σC2 / 1.38) / 2 (8)
Where σL: Luminance noise level
σC1, σC2: Color difference noise level
Further, for example, if the gain received by each of the R, G, and B colors of the image is determined as shown in Expression (9) from the transmittance ratio of the color filter of the apparatus that acquires the image and the image processing conditions such as white balance processing, More preferably, the luminance noise level is estimated from the color difference noise level as shown in the following formulas (10) and (11) according to the gain.
R:G:B=gr:1.0:gb (9)
但し,gr,gb:ゲイン
R: G: B = g r : 1.0: g b (9)
Where g r , g b : gain
ここで、輝度色差空間としてYCrCb空間、LC1C2空間と例としたが、L*a*b空間などの輝度色差空間も同様に、色差ノイズレベルと輝度ノイズレベルとが所定の関係を有するため、他の輝度色差空間に対しても、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することができる。
Here, the YCrCb space and the LC1C2 space are taken as examples of the luminance / color difference space, but the luminance / chrominance space such as the L * a * b space similarly has a predetermined relationship between the color difference noise level and the luminance noise level. The luminance noise level can be estimated from the color difference noise level even for the luminance color difference space.
また、画像におけるノイズは、高周波数帯域ほどS/N比が低くなり、逆に低周波数帯域ほどS/N比が高くなるように周波数帯域によって異なる影響を与えるものである。S/N比が高いと、画像の元の信号とノイズとの混在程度が高くなり、ノイズレベルの評価が難しくなるため、高周波数帯域においてノイズレベルを取得することが望ましいが、画像を取得する装置において、画像がJPEG圧縮処理、シャープネス補正処理などの画像処理が施されて出力されることが殆どであるため、その最も高い周波数帯域においてノイズレベルを取得するための情報が失われていることが多く、この周波数帯域において取得されるノイズレベルが必ずしも適切ではない。そこで、画像からノイズレベルを取得する際に、最も高い周波数帯域以外の高周波数帯域においてノイズレベルを取得することが適切であると考えられるが、画像を取得する装置から出力される画像は、拡大縮小処理、すなわち変倍処理がなされる場合があり、変倍処理される画像では、ノイズレベルを求めるのに適した周波数帯域も変るので、本発明による第1の画像処理方法は、画像の変倍率に応じて、ノイズレベルを求める周波数帯域を決定し、前記画像に基づいて、該画像の前記周波数帯域の成分を表す帯域制限画像を作成し、該帯域制限画像から前記ノイズレベルを求めることを特徴としている。
Further, noise in an image has different influences depending on the frequency band so that the S / N ratio is lower as the frequency band is higher, and the S / N ratio is higher as the frequency band is lower. When the S / N ratio is high, the degree of mixing of the original signal and noise of the image becomes high and it becomes difficult to evaluate the noise level. Therefore, it is desirable to acquire the noise level in the high frequency band, but the image is acquired. Since most of the images are output after being subjected to image processing such as JPEG compression processing and sharpness correction processing, the information for acquiring the noise level in the highest frequency band is lost. The noise level acquired in this frequency band is not always appropriate. Therefore, when acquiring the noise level from the image, it is considered appropriate to acquire the noise level in a high frequency band other than the highest frequency band, but the image output from the apparatus that acquires the image is enlarged. There is a case where a reduction process, that is, a scaling process is performed. In the image subjected to the scaling process, the frequency band suitable for obtaining the noise level also changes. Therefore, the first image processing method according to the present invention is an image changing process. in accordance with the magnification, determines the frequency band to determine the noise level, based on the image, to create a band-limited image representing the component of the frequency band of said image, the determination of the said noise level from band-limited image It is a feature .
本発明による第2の画像処理方法は、前記ノイズレベルに基づいて前記デジタル画像に対してノイズ抑制処理を行うようにしたものであり、この際、前記ノイズレベルに応じて前記ノイズ抑制処理の度合いを調整するようにして処理を行う。
The second image processing method according to the present invention has to perform noise suppression processing on the digital image based on the noise level, this time, the degree of the noise suppression processing in response to the noise level The process is performed so as to adjust.
すなわち、この本発明による第2の画像処理方法は、さらに詳しくは、
前記ノイズ抑制処理として、前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の複数の周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像を作成する処理と、
出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下である入力値に対しては、該入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値が前記所定の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる非線形変換処理を各前記帯域制限画像の夫々の画素値に対して施して複数の変換画像を得る処理と、
所定の減算係数を前記複数の変換画像の画素値に乗算する処理と、
前記デジタル画像の画素値から、前記減算係数を乗算された前記複数の変換画像の画素値を減算して処理済み画像の画素値を得る処理とからなる処理を行い、
その上で、前記所定の閾値および/または前記所定の閾値に対応する出力値として、前記ノイズレベルに応じて決められたものを用いることを特徴とする。
That is, the second image processing method according to the present invention is more specifically described as follows:
As the noise suppression processing, and the processing on the basis of the digital image, creating a plurality of band-limited image representing a component of each of the plurality of frequency bands of the digital image,
For an input value in which the absolute value of the output value is less than or equal to the absolute value of the input value and the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the absolute value of the output value increases as the absolute value of the input value increases. On the other hand, for an input value whose absolute value is larger than the predetermined threshold value, nonlinear conversion processing in which the absolute value of the output value is equal to or smaller than the absolute value of the output value corresponding to the predetermined threshold value is performed for each band limitation. Processing for each pixel value of the image to obtain a plurality of converted images;
A process of multiplying a pixel value of the plurality of converted images by a predetermined subtraction coefficient;
Wherein the pixel values of the digital image, performs the subtraction coefficient by subtracting the pixel values of the multiplied plurality of converted images to obtain a pixel value of the processed image processing ing from the processing,
On top of that, as an output value corresponding to the predetermined threshold value and / or the predetermined threshold value, and wherein the use of what was determined according to the noise level.
なお、この場合、前記ノイズレベルは、帯域制限画像が対応する周波数帯域毎に求めたものであってもよいし、各帯域制限画像に対して同じノイズレベルを適用するようにしてもよい。 In this case, the noise level may be obtained for each frequency band corresponding to the band limited image, or the same noise level may be applied to each band limited image.
本発明による第1の画像処理装置は、デジタル画像のノイズレベルを求めるノイズレベル取得手段を有する画像処理装置であって、
前記ノイズレベル取得手段が、前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを算出する色差ノイズレベル算出手段を有し、該色差ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとするように構成され、
その上でさらに、前記デジタル画像として所定の変倍率で変倍処理された画像を対象として、
該変倍率に応じて前記ノイズレベルを求める周波数帯域を決定する周波数帯域決定手段と、
前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の前記周波数帯域の成分を表す帯域制限画像を作成する帯域制限画像作成手段とをさらに有し、
前記ノイズレベル取得手段が、該帯域制限画像を用いて前記ノイズレベルを求めるものであることを特徴とするものである。
A first image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus having noise level acquisition means for obtaining a noise level of a digital image,
The noise level acquisition means includes color difference noise level calculation means for calculating a color difference noise level in a color difference component of the digital image, and the color difference noise level is configured to be a noise level of the digital image ,
In addition, for an image that has been scaled at a predetermined scaling ratio as the digital image,
A frequency band determining means for determining a frequency band for obtaining the noise level according to the scaling factor;
Band-limited image creation means for creating a band-limited image representing the frequency band component of the digital image based on the digital image;
It said noise level acquisition means is characterized in der Rukoto seeks the noise level using band-limited image.
また、前記ノイズレベル取得手段は、前記色差ノイズレベル算出手段により算出された前記色差ノイズレベルから、前記デジタル画像の輝度ノイズレベルを推定する輝度ノイズレベル推定手段をさらに有し、該輝度ノイズレベル推定手段により推定された前記輝度ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとするものであることが好ましい。 In addition, the noise level acquisition unit further includes a luminance noise level estimation unit that estimates a luminance noise level of the digital image from the color difference noise level calculated by the color difference noise level calculation unit, and the luminance noise level estimation It is preferable that the luminance noise level estimated by the means is the noise level of the digital image.
本発明による第2の画像処理装置は、前記デジタル画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制処理手段をさらに備えたものであって、このノイズ抑制処理手段が、前記ノイズレベルに応じて前記ノイズ抑制処理の度合いを調整するものとされる。
Second image processing apparatus according to the present invention, which further comprises a noise suppression processing means for performing noise suppression processing on the digital image, the noise suppression processing means, said noise according to the noise level Ru is intended to adjust the degree of suppression processing.
すなわち、この本発明による第2の画像処理装置において、さらに詳しくは、
前記ノイズ抑制処理手段が、前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の複数の周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像を作成する帯域制限画像作成手段と、
出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下である入力値に対しては、該入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値が前記所定の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる非線形変換処理を各前記帯域制限画像の夫々の画素値に対して施して複数の変換画像を得る非線形変換手段と、
所定の減算係数を前記複数の変換画像の画素値に乗算すると共に、前記デジタル画像の画素値から、前記減算係数を乗算された前記複数の変換画像の画素値を減算して処理済み画像の画素値を得る周波数抑制手段とを有してなるものとされ、
前記所定の閾値および/または前記所定の閾値に対応する出力値が前記ノイズレベルに応じて決められたものとされる。
That is, in the second image processing apparatus according to the present invention, more specifically,
The noise suppression processing means, on the basis of the digital image, the band-limited image generating means for generating a plurality of band-limited image representing a component of each of the plurality of frequency bands of the digital image,
For an input value in which the absolute value of the output value is less than or equal to the absolute value of the input value and the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the absolute value of the output value increases as the absolute value of the input value increases. On the other hand, for an input value whose absolute value is larger than the predetermined threshold value, nonlinear conversion processing in which the absolute value of the output value is equal to or smaller than the absolute value of the output value corresponding to the predetermined threshold value is performed for each band limitation. Non-linear conversion means for applying to each pixel value of the image to obtain a plurality of converted images;
A pixel of the processed image by multiplying a pixel value of the plurality of converted images by a predetermined subtraction coefficient and subtracting a pixel value of the plurality of converted images multiplied by the subtraction coefficient from a pixel value of the digital image is a shall such a frequency suppression means for obtaining a value,
It is those output values corresponding to the predetermined threshold value and / or the predetermined threshold value is determined according to the noise level.
本発明の画像処理方法を、コンピュータに実行させるプログラムとして提供してもよい。 You may provide the image processing method of this invention as a program which makes a computer perform.
本発明の画像処理方法および装置によれば、画像から色差ノイズレベルを取得して画像のノイズレベルとする。画像中の色差成分には、ノイズ成分が存在するが、エッジ成分が少ないため、画像の色差ノイズレベルによって画像全体のノイズレベルを適切に評価することができる。 According to the image processing method and apparatus of the present invention, a color difference noise level is acquired from an image and used as an image noise level. The color difference component in the image includes a noise component, but since the edge component is small, the noise level of the entire image can be appropriately evaluated based on the color difference noise level of the image.
また、画像の色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することによって、画像の輝度成分におけるノイズレベルを知ることができ、これに基づいて、人間の視覚に大きく寄与する輝度成分のノイズ抑制処理を適切に行うことを可能とする。 In addition, by estimating the luminance noise level from the color difference noise level of the image, it is possible to know the noise level in the luminance component of the image, and based on this, appropriate noise suppression processing of the luminance component that greatly contributes to human vision It is possible to do.
また、本発明の画像処理方法および装置は、求められたノイズレベルを画像の画質評価に用いるのみならず、このノイズレベルに基づいて画像に対してノイズ抑制処理を行うようにしてもよく、その際、望ましいノイズ抑制処理としては、まず処理対象となる画像に基づいて作成されたこの画像の複数の異なる周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像に対して非線形変換処理を施して複数の変換画像を得る。この非線形変換処理は、出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下の入力値に対しては、入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値がこの所定の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる処理である。この閾値および/または閾値に対応する出力値が、画像のノイズレベルに応じて決められたものであるため、この非線形変換処理により得られた変換画像は、当該変換画像が対応する周波数帯域におけるノイズ成分を適切に表すものである。そして、この複数の変換画像の画素値に所定の減算係数を乗算して、元の写真画像の画素値から減算して処理済み画像の画素値を得るようにし、画像から複数の周波数帯域におけるノイズ成分を効果的に除去することができる。 Further, the image processing method and apparatus of the present invention may not only use the obtained noise level for image quality evaluation of the image, but also perform noise suppression processing on the image based on the noise level. At this time, as a desirable noise suppression process, first, a nonlinear conversion process is performed on a plurality of band limited images representing components for a plurality of different frequency bands of the image created based on the image to be processed. Get converted image. This non-linear conversion process is a process of making the absolute value of the output value less than or equal to the absolute value of the input value, and for an input value whose absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the larger the absolute value of the input value, While the absolute value of the value is increased, for an input value whose absolute value is greater than a predetermined threshold, the absolute value of the output value is equal to or less than the absolute value of the output value corresponding to the predetermined threshold. Since the threshold value and / or the output value corresponding to the threshold value are determined in accordance with the noise level of the image, the converted image obtained by the nonlinear conversion process includes noise in the frequency band to which the converted image corresponds. Appropriate representation of ingredients. Then, the pixel values of the plurality of converted images are multiplied by a predetermined subtraction coefficient, and the pixel values of the processed image are obtained by subtracting from the pixel values of the original photographic image. The component can be effectively removed.
また、1つの周波数帯域におけるノイズ成分を抽出して抑制する従来の技術では、ノイズ抑制効果を上げるために、この1つの周波数帯域における非線形処理を強める必要があり、処理済み画像にはアーチファクトが発生し、画質低下という問題があった。それに対して、本発明において、ノイズ抑制処理を行う際に、複数の周波数帯域からノイズ成分を除去するようにすれば、個々の周波数帯域における非線形処理をそれほど強めなくても良いノイズ除去効果を得ることができるので、アーチファクトの発生を防ぎ、画質の良い処理済み画像を得ることができる。 In addition, in the conventional technique for extracting and suppressing noise components in one frequency band, it is necessary to enhance nonlinear processing in this one frequency band in order to increase the noise suppression effect, and artifacts are generated in the processed image. However, there was a problem of image quality degradation. On the other hand, in the present invention, when noise suppression processing is performed, if noise components are removed from a plurality of frequency bands, a noise removal effect that does not require so much enhancement of nonlinear processing in each frequency band is obtained. As a result, artifacts can be prevented and processed images with good image quality can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態となる画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、本発明の画像処理装置は、画像に対して、画像中のノイズを抑制するための補正処理を行うものであり、補助記憶装置に読み込まれた補正処理プログラムをコンピュータ(たとえばパーソナルコンピュータ等)上で実行することにより実現される。また、この補正処理プログラムは、CD−ROM等の情報記憶媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされることになる。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The image processing apparatus of the present invention performs correction processing for suppressing noise in an image on an image, and a correction processing program read into an auxiliary storage device is stored in a computer (for example, a personal computer). Realized by executing above. The correction processing program is stored in an information storage medium such as a CD-ROM or distributed via a network such as the Internet and installed in a computer.
また、画像データは画像を表すものであるため、以下、特に画像と画像データの区別をせずに説明を行う。 Further, since the image data represents an image, the following description will be given without particularly distinguishing the image from the image data.
図1に示すように、本実施形態の画像処理装置は、所定の拡縮率α(α=1を含む)で拡大縮小処理された画像D0(R0,G0,B0)を入力する画像入力手段1と、画像D0に対してYCC変換を行って画像S0(Y0,Cb0,Cr0)を得るYCC変換手段5と、画像S0から、互いに周波数応答特性が異なる複数のボケ画像S1、S2、・・・Sn(n:3以上の整数)を輝度Y、色差Cb、色差Cr毎に作成するボケ画像作成手段10と、画像S0およびボケ画像S1、S2、・・・Snを用いて複数の帯域制限画像T1、T2、・・・Tnを輝度色差成分毎に作成する帯域制限画像作成手段20と、各帯域制限画像からノイズを解析するための、色差成分の帯域制限画像Tpb,Tprを決定し、決定された帯域制限画像Tpb,Tprを用いて画像S0におけるノイズレベルを解析するノイズ解析手段30と、ノイズ解析手段30により得られたノイズレベルに基づいて、画像S0に対してノイズ補正を行ってノイズ補正済み画像S´0(Y’0,C’r0,C’b0)を得るノイズ補正手段40とを有してなる。以下、本実施形態の各構成の詳細について説明する。
As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the present embodiment has an
画像入力手段1は、画像D0(R0,G0,B0)を入力すると共に、画像D0の付属情報などから、画像D0に対して施された拡大縮小処理の拡縮率αも取得してノイズ解析手段30に出力する。 The image input means 1 inputs the image D0 (R0, G0, B0), and also acquires the enlargement / reduction ratio α of the enlargement / reduction process performed on the image D0 from the attached information of the image D0, etc., and the noise analysis means Output to 30.
YCC変換手段5は、上述した式(1)に従って、画像データD0のR、G、B値を輝度値Y、色差値Cb、Crに変換する。 The YCC conversion means 5 converts the R, G, and B values of the image data D0 into the luminance value Y and the color difference values Cb and Cr according to the above-described equation (1).
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B
Cr=0.500×R−0.419×G−0.081×B (1)
Cb=−0.169×R−0.331×G+0.500×B
但し,Y:輝度
Cr,Cb:色差
R,G,B:R値,G値,B値
ボケ画像作成手段10は、YCC変換手段5により得られた画像S0を用いて画像S0の輝度色差成分毎に、複数のボケ画像を作成する。なお、ボケ画像作成手段10は、各成分に対して同じ手法でボケ画像を作成するものであり、ここでは、輝度成分を例にして、ボケ画像作成手段10の動作を説明する。図2は、ボケ画像作成手段10の構成を示すブロック図である。図示のように、ボケ画像作成手段10は、フィルタリング処理を行ってフィルタリング画像B1、B2、・・・Bnを得るフィルタリング手段12と、各フィルタリング画像に対して補間処理を行う補間手段14と、フィルタリング手段12および補間手段14を制御する制御手段16とを有してなるものである。フィルタリング手段12は、ローパスフィルタを用いてフィルタリング処理を行うものであり、このローパスフィルタとしては、例えば図3に示すような5×1のグリッド状の1次元ガウス分布に略対応したフィルタFを用いることができる。このフィルタFは下記の式(12)において、σ=1としたものである。
Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B
Cr = 0.500 × R−0.419 × G−0.081 × B (1)
Cb = −0.169 × R−0.331 × G + 0.500 × B
Y: luminance
Cr, Cb: Color difference
R, G, B: R value, G value, B value
The blurred
フィルタリング手段12は、このようなフィルタFを用いて処理対象となる画像に対して画素のx方向およびy方向に対してフィルタリング処理を施すことにより処理対象の画像の全体のフィルタリング処理を行う。
The
図4は、ボケ画像作成手段10の制御手段16が、フィルタリング手段12と補間手段14に行わせる処理の詳細を示している。図示のように、フィルタリング手段12は、まず、画像S0の輝度成分Y0に対して、図3に示すフィルタFを用いて1画素おきにフィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理によってフィルタリング画像B1(Y1)が得られる。フィルタリング画像B1のサイズは、画像S0のサイズの1/4(x方向、y方向に夫々1/2)となっている。次いで、フィルタリング手段12は、フィルタリング画像B1(Y1)に対しても1画素おきにフィルタFによるフィルタリング処理を施し、フィルタリング画像B2(Y2)を得る。フィルタリング手段12は、このようなフィルタFによるフィルタリング処理を繰り返し、n個のフィルタリング画像Bk(k=1〜n)を得る。フィルタリング画像Bkのサイズは、画像S0のサイズの1/22Kとなっている。図5は、例としてn=3としたときに、フィルタリング手段12により得られた各フィルタリング画像Bkの周波数特性を示している。図示のように、フィルタリング画像Bkのレスポンスはkが大きいほど高周波成分が除去されたものとなっている。
FIG. 4 shows details of processing that the
なお、本実施形態の画像処理装置において、フィルタリング手段12は、図3に示すフィルタFにより画像のx方向およびy方向に対してフィルタリング処理を施すようにしているが、図6に示すような5×5の2次元フィルタにより画像S0およびフィルタリング画像Bkに対して一度にフィルタリング処理を施すようにしてもよい。
In the image processing apparatus according to the present embodiment, the
補間手段14は、フィルタリング手段12により得られた各フィルタリング画像Bkに対して補間処理を行って、夫々のフィルタリング画像Bkのサイズを画像S0と同じようにする。補間処理の方法は、Bスプラインによる方法など種々挙げられるが、本実施形態においては、フィルタリング手段12は、ローパスフィルタとしてガウス信号に基づくフィルタFを用いているため、補間手段14は、補間処理の補間演算を行うための補間係数としてもガウス信号を用いるものであり、この補間係数は、下記の式(13)において、σ=2K−1と近似したものである。
フィルタリング画像B1を補間する際に、k=1であるため、σ=1となる。上記式(13)においてσ=1としたときの補間を行うためのフィルタは、図7に示すような5×1の1次元フィルタF1となる。補間手段14は、まず、フィルタリング画像B1に対して1画素おきに値が0の画素を1ずつ補間することによりフィルタリング画像B1を画像S0と同じサイズに拡大し、次いで拡大された画像に対して図7に示すフィルタF1によりフィルタリング処理を施してボケ画像S1を得る。このボケ画像S1は、画像S0と同じ画素数、すなわち画像S0と同じサイズを有する。
When interpolating the filtering image B1, since k = 1, σ = 1. The filter for performing interpolation when σ = 1 in the above equation (13) is a 5 × 1 one-dimensional filter F1 as shown in FIG. The interpolating
ここで、図7に示すフィルタF1は5×1のフィルタであるが、フィルタF1を適用する前にフィルタリング画像B1に対して1画素おきに値が0である画素を補間しているので、補間手段14による補間処理は、実質的には2×1のフィルタ(0.5,0.5)および3×1のフィルタ(0.1,0.8,0.1)の2種類のフィルタによるフィルタ処理と等価である。
Here, the filter F1 shown in FIG. 7 is a 5 × 1 filter. However, before applying the filter F1, pixels having a value of 0 are interpolated with respect to the filtered image B1 every other pixel. The interpolation processing by the
補間手段14は、フィルタリング画像B2に対して補間を行う際に、k=2であるため、σ=2である。上記の式(13)において、σ=2に対応するフィルタは、図8に示す11×1の1次元フィルタF2となる。補間手段14は、まず、フィルタリング画像B2に対して1画素おきに値が0である画素を3つずつ補間することによりフィルタリング画像B2を画像S0と同じサイズに拡大し、次いで拡大された画像に対して図8に示すフィルタF2によりフィルタリング処理を施してボケ画像S2を得る。ボケ画像S2は、画像S0と同じ画素数、すなわち画像S0と同じサイズを有する。 When the interpolation means 14 performs interpolation on the filtered image B2, k = 2, so σ = 2. In the above equation (13), the filter corresponding to σ = 2 is an 11 × 1 one-dimensional filter F2 shown in FIG. The interpolation means 14 first expands the filtered image B2 to the same size as the image S0 by interpolating three pixels each having a value of 0 every other pixel with respect to the filtered image B2, and then expands the image into an enlarged image. On the other hand, a filtering process is performed by the filter F2 shown in FIG. 8 to obtain a blurred image S2. The blurred image S2 has the same number of pixels as the image S0, that is, the same size as the image S0.
同じように、図8に示すフィルタF2は11×1のフィルタであるが、フィルタF2を適用する前にフィルタリング画像B2に対して1画素おきに値が0である画素を3つずつ補間しているので、補間手段14による補間処理は、実質的には2×1のフィルタ(0.5,0.5)および3×1のフィルタ(0.3,0.65,0.05)、(0.3,0.74,0.13)、(0.05,0.65,0.3)の4種類のフィルタによるフィルタ処理と等価である。 Similarly, the filter F2 shown in FIG. 8 is an 11 × 1 filter, but before applying the filter F2, three pixels each having a value of 0 are interpolated with respect to the filtered image B2 by three. Therefore, the interpolation processing by the interpolation means 14 is substantially performed by a 2 × 1 filter (0.5, 0.5) and a 3 × 1 filter (0.3, 0.65, 0.05), ( This is equivalent to filter processing using four types of filters (0.3, 0.74, 0.13) and (0.05, 0.65, 0.3).
補間手段14は、このように各フィルタリング画像Bkに対して夫々、1画素おきに値が0である画素を(2K−1)個ずつ補間することにより、フィルタリング画像Bkを画像S0と同じサイズに拡大し、そして値が0である画素が補間されたフィルタリング画像Bkに対して、上記の式(13)に基づいて作成された長さが(3×2K−1)であるフィルタによるフィルタリング処理を施してボケ画像Skを得る。 In this way, the interpolation means 14 interpolates (2 K −1) pixels each having a value of 0 every other pixel for each filtering image Bk, so that the filtering image Bk has the same size as the image S0. And filtering by a filter having a length of (3 × 2 K −1) created based on the above equation (13) with respect to the filtered image Bk interpolated with pixels having a value of 0 Processing is performed to obtain a blurred image Sk.
図9は、例としてn=3としたときに、ボケ画像作成手段10により得られた各ボケ画像Skの周波数特性を示している。図示のように、ボケ画像Skは、kが大きいほど、画像S0の高周波成分が除去されたものとなっている。 FIG. 9 shows the frequency characteristics of each blurred image Sk obtained by the blurred image creating means 10 when n = 3 as an example. As shown in the figure, the blurred image Sk is such that the higher the k, the higher the frequency component of the image S0 is removed.
帯域制限画像作成手段20は、ボケ画像作成手段10により得られた各ボケ画像S1,S2,・・・Snを用いて、下記の式(14)に従って画像S0の複数の周波数帯域毎の成分を表す帯域制限画像T1,T2,・・・Tnを作成する。 The band limited image creating means 20 uses the blurred images S1, S2,... Sn obtained by the blurred image creating means 10 to calculate components for a plurality of frequency bands of the image S0 according to the following equation (14). Band-limited images T1, T2,.
Tm=S(m−1)−Sm (14)
但し,m:1以上n以下の整数
図10は、例としてn=3としたときに、帯域制限画像作成手段20により得られた各帯域制限画像Tmの周波数特性を示している。図示のように、帯域制限画像Tmは、mが大きいほど、画像S0の低周波数領域における成分を表すものとなっている。
Tm = S (m−1) −Sm (14)
Where m is an integer between 1 and n
FIG. 10 shows the frequency characteristics of each band limited image Tm obtained by the band limited image creating means 20 when n = 3 as an example. As illustrated, the band limited image Tm represents a component in the low frequency region of the image S0 as m increases.
このようにして、ボケ画像作成手段10と帯域制限画像作成手段20は、画像S0から、輝度Y、色差Cr、色差Cb毎の帯域制限画像T1,T2,・・・Tnを作成する。
In this way, the blurred
ノイズ解析手段30は、画像S0におけるノイズレベルを求めるものである。なお、本実施形態において、ノイズ解析手段30は、画像S0のノイズレベルとして、輝度ノイズレベルσY、色差ノイズレベルσCr、σCbを夫々求める。図11は、ノイズ解析手段30の構成を示すブロック図である。
The noise analysis means 30 obtains the noise level in the image S0. In the present embodiment, the
図11に示すように、ノイズ解析手段30は、画像入力手段1から得られた画像D0の拡縮率αに応じて、ノイズレベルを解析するための帯域制限画像(ここでは、色差成分の帯域制限画像)Tpb,Tprを決定する帯域決定手段31と、決定された帯域制限画像を用いて、色差ノイズレベルσCr,σCbを算出する色差ノイズレベル算出手段35と、色差ノイズレベル算出手段35により得られた色差ノイズレベルを用いて輝度ノイズレベルσYを推定する輝度ノイズレベル推定手段39とを備えてなる。
As shown in FIG. 11, the
帯域決定手段31は、できるだけ高周波数帯域、かつ拡縮率αが大きいほど選択する周波数領域の周波数帯域を低くするように、ノイズレベルを算出するための帯域制限画像を決定するものである。図12は、本実施形態における帯域決定手段31が帯域制限画像を決定する態様の例を示している。図示の例では、0.75以下、0.75〜1.25、1.25より大きい各拡縮率αに対して、帯域決定手段31は、夫々T1、T2、T3を選択するようにノイズレベルを算出するための帯域制限画像Tpb,Tprを決定する。なお、帯域決定手段31は、帯域制限画像Tpb,Tprを色差ノイズレベル算出手段35に出力すると共に、帯域制限画像Tpb,Tprに対応する周波数帯域の輝度成分の帯域制限画像TpYも色差ノイズレベル算出手段35に出力する。
The band determining means 31 determines a band-limited image for calculating the noise level so that the frequency band in the selected frequency region is lowered as the expansion / contraction ratio α increases as much as possible. FIG. 12 shows an example of a mode in which the
色差ノイズレベル算出手段35は、帯域決定手段31により決定された帯域制限画像TpbおよびTprを用いて、色差ノイズレベルσCb、σCrを求める。図13は、色差ノイズレベル算出手段35の構成を示すブロック図である。図示のように、色差ノイズレベル算出手段35は、輝度エッジらしい画素除去手段32と、色差エッジらしい成分除去手段34と、標準偏差算出手段36とを備えてなる。輝度エッジらしい画素除去手段32は、色差成分の帯域制限画像Tpb、Tprと共に出力されてきた輝度成分の帯域制限画像TpYの各画素の輝度値に基づいて、所定の閾値以上の輝度値を有する画素を輝度エッジらしい画素として、色差成分の帯域制限画像TpbおよびTprから、この輝度エッジらしい画素に対応する画素を除去する。 The color difference noise level calculation means 35 obtains the color difference noise levels σCb and σCr using the band limited images Tpb and Tpr determined by the band determination means 31. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the color difference noise level calculation means 35. As shown in the figure, the color difference noise level calculation means 35 includes a pixel removal means 32 that seems to be a luminance edge, a component removal means 34 that seems to be a color difference edge, and a standard deviation calculation means 36. The pixel removal means 32 that seems to be a luminance edge is a pixel having a luminance value equal to or higher than a predetermined threshold based on the luminance value of each pixel of the luminance component band limited image TpY output together with the color difference component band limited images Tpb and Tpr. Is a pixel that seems to be a luminance edge, and pixels corresponding to the pixel that seems to be a luminance edge are removed from the band-limited images Tpb and Tpr of the color difference component.
次いで、色差エッジらしい成分除去手段34は、輝度エッジらしい画素が除去された後の帯域制限画像TpbおよびTprから色エッジらしい成分を除去する。なお、色差ノイズレベル算出手段35の各手段は、TpbとTprに対して同じ動作をするので、以下帯域制限画像Tpb、Tprを特に区別せず、Tpにして説明を行う。
Next, the
色差エッジらしい成分除去手段34は、輝度エッジらしい画素が除去された帯域制限画像Tpに対して、色差の絶対値のヒストグラムを作成し、このヒストグラムにおいて所定の閾値より大きい頻度を有する色差値を、色差エッジらしい成分として除去する。 The component removal means 34 that seems to be a color difference edge creates a histogram of absolute values of color differences for the band limited image Tp from which pixels that are likely to be luminance edges have been removed, and the color difference values that have a frequency greater than a predetermined threshold value in this histogram. Remove as a color-like edge-like component.
標準偏差算出手段36は、色差の絶対値のヒストグラムにおいて、色差エッジらしい成分除去手段34により色差エッジらしい成分を除去された後の色差値を用いて色差の標準偏差を算出して色差ノイズレベルσCr、σCbを得る。なお、ここで、算出された色差の標準偏差に対して、色差エッジらしい成分除去手段34に用いられた閾値に応じて補正を行って得た値を色差ノイズレベルとするようにしてもよく、こうすることによって色差エッジらしい成分として除去された色差値がノイズの色差値であるとしても妥当なノイズレベルを得ることができる。具体的には、ヒストグラムが完全な正規分布であると仮定すると、0%〜90%の頻度を有する色差値を用いて算出した標準偏差は、全ての色差値を用いて算出した標準偏差の略0.79倍となるので、例えば、90%以上の頻度を有する色差値を色差エッジらしい成分として除去した場合、色差エッジらしい成分以外の色差値を用いて算出した標準偏差に対して、0.79の逆数となる1.27を乗算するように補正すればよい。同じように、閾値として80%または70%を用いた場合、標準偏差に対して夫々1.51または1.78を乗算するようにすればよい。
The standard deviation calculation means 36 calculates the standard deviation of the color difference using the color difference value after the color difference edge-like component is removed by the color difference edge-like component removal means 34 in the color difference absolute value histogram and calculates the color difference noise level σCr. , ΣCb is obtained. Here, a value obtained by correcting the calculated standard deviation of the color difference according to the threshold value used in the
輝度ノイズレベル推定手段39は、色差ノイズレベル算出手段35により得られた色差ノイズレベルσCr、σCbから輝度ノイズレベルを推定する。本実施形態において、輝度色差空間としてYCrCbを用いるため、輝度ノイズレベル推定手段39は、上述した式(7)に従って、色差ノイズレベルσCr、σCbから輝度ノイズレベルσYを推定する。
The luminance noise
σY≒(1.02×σCr+1.07×σCb)/2 (7)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
ノイズ解析手段30は、このようにして得た輝度ノイズレベルσY、色差ノイズレベルσCr、σCbをノイズ補正手段40に出力する。
σY≈ (1.02 × σCr + 1.07 × σCb) / 2 (7)
Where σY: Luminance noise level
σCr, σCb: Color difference noise level
The
本実施形態の画像処理装置において、ノイズ補正手段40は、画像S0の複数の周波数帯域においてノイズを抑制するようにしてノイズ補正を行うものであり、図14に示すように、非線形変換手段42と、補正実行手段46とを備えてなる。なお、ノイズ補正手段40は、輝度、色差の夫々に対して補正を行うものであるが、ここで、輝度に対するノイズ補正を例に説明を行う。
In the image processing apparatus of the present embodiment, the
ノイズ補正手段40の非線形変換手段42は、帯域制限画像作成手段20により得られた各帯域制限画像Tm(m=1〜n)に対して非線形変換を行って夫々の帯域制限画像Tmが対応する周波数帯域におけるノイズ成分Q1,Q2,・・・,Qnを抽出するものである。この非線形変換は、出力値を入力値以下にする処理であって、かつ所定の閾値以下の入力値に対しては、該入力値が大きいほど出力値が大きくなる一方、前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値が前記所定の閾値に対応する出力値以下となる処理であって、本実施形態においては、図15に示すような関数fにより行われるものである。なお、図中破線は、傾きがγ(0<γ≦1)となる関数を示すものである。すなわち、本実施形態の非線形変換手段42に用いられる非線形変換の関数fは、入力値の絶対値が第1の閾値Th1より小さいときは傾きがγであり、入力値の絶対値が第1の閾値Th1以上かつ第2の閾値Th2以下であるときは傾きがγより小さくなり、入力値の絶対値が第2の閾値Th2より大きいときは、出力値はその絶対値が入力値の絶対値より小さい一定の値M(以下上限値という)となる関数である。 The nonlinear conversion means 42 of the noise correction means 40 performs nonlinear conversion on each band limited image Tm (m = 1 to n) obtained by the band limited image creating means 20 to correspond to each band limited image Tm. The noise components Q1, Q2,..., Qn in the frequency band are extracted. This non-linear transformation is a process of making the output value equal to or less than the input value, and for an input value less than or equal to a predetermined threshold value, the larger the input value, the larger the output value, but greater than the predetermined threshold value. For the input value, the output value is equal to or less than the output value corresponding to the predetermined threshold value. In this embodiment, the process is performed by a function f as shown in FIG. The broken line in the figure indicates a function whose slope is γ (0 <γ ≦ 1). That is, the nonlinear transformation function f used in the nonlinear transformation means 42 of the present embodiment has a slope γ when the absolute value of the input value is smaller than the first threshold Th1, and the absolute value of the input value is the first value. When the threshold value is equal to or greater than the threshold value Th1 and equal to or less than the second threshold value Th2, the slope is smaller than γ. When the absolute value of the input value is greater than the second threshold value Th2, the absolute value of the output value is greater than the absolute value of the input value. This is a function having a small constant value M (hereinafter referred to as an upper limit value).
ここで、上限値Mは、ノイズ抑制処理の強度を反映するものであり、ノイズ解析手段30により求められたノイズレベルに応じて、ノイズレベルが大きければ大きくなるように設定される。本実施形態において、ノイズレベルがσであれば、ノイズの影響を最も大きく受ける帯域制限画像T1(すなわち最も高い周波数帯域に対応する帯域制限画像)に対して上限値Mを2σ〜3σの範囲内の所定の値、例えば2σに設定すると共に、他の帯域制限画像に対してはノイズ抑制処理の強度を弱くして、それらの上限値Mを帯域制限画像T1に対して設定された上限値Mの1/2、すなわちσに設定する。 Here, the upper limit value M reflects the strength of the noise suppression processing, and is set so as to increase as the noise level increases in accordance with the noise level obtained by the noise analysis means 30. In the present embodiment, if the noise level is σ, the upper limit value M is within the range of 2σ to 3σ with respect to the band limited image T1 that is most affected by noise (that is, the band limited image corresponding to the highest frequency band). Is set to a predetermined value of 2σ, for example, 2σ, and the intensity of noise suppression processing is weakened for other band limited images, and the upper limit value M is set to the band limited image T1. 1/2, that is, σ.
また、図15に示す関数fにおける傾きγは、各帯域制限画像のノイズ抑制比率を表するものであり、低周波数帯域側ほどS/N比が高くなるので、本実施形態においては、低周波数帯域の帯域制限画像ほど抑制比率を弱く、すなわちγを小さく設定する。 In addition, the slope γ in the function f shown in FIG. 15 represents the noise suppression ratio of each band limited image, and the S / N ratio becomes higher toward the lower frequency band side. The band-limited image of the band is set to have a lower suppression ratio, that is, γ is set smaller.
非線形変換手段42は、各帯域制限画像の輝度値を入力値とし、図15に示す非線形変換関数fを用いて各帯域制限画像に対して非線形変換を行って、出力値の輝度値により構成された、各帯域制限画像が対応する周波数帯域におけるノイズ成分Qm(m=1〜n)を抽出する。 The non-linear conversion means 42 is constituted by the luminance value of the output value by taking the luminance value of each band limited image as an input value, performing non-linear conversion on each band limited image using the non-linear conversion function f shown in FIG. Further, the noise component Qm (m = 1 to n) in the frequency band corresponding to each band limited image is extracted.
補正実行手段46は、非線形変換手段42により抽出された各ノイズ成分Qmに対して減算係数βを乗算し、画像S0の輝度成分Y0から、減算係数を乗算された輝度のノイズ成分Qmを減算してノイズ補正済み画像S’0の輝度成分Y‘0を得る。下記の式(15)は、補正実行手段46により行われる処理を示している。
ここで、減算係数βは、β(Y0)であり、すなわち、画像S0の画素の輝度値Y0に応じて決められたものであり、具体的には、輝度値Y0が大きい画素ほど、この画素の画素値Y’0を求める際に用いられる減算係数βの値が小さくなるものである。
Here, the subtraction coefficient β is β (Y0), that is, determined in accordance with the luminance value Y0 of the pixel of the image S0. Specifically, the pixel having the larger luminance value Y0 is the pixel. The value of the subtraction coefficient β used when obtaining the pixel value Y′0 is small.
ノイズ補正手段40は、このようにして画像S0の輝度成分Y0を補正してY’0を得る。また、色差成分Cr0、Cb0に対しても、夫々が対応する帯域制限画像および色差ノイズレベルσCr、σCbを用いて輝度成分に対して行ったのと同じノイズ補正処理を施して、C’r0、C’b0を得る。こうして、Y‘0、C’r0、C’b0により構成されるノイズ補正済み画像S‘0が得られる。
In this way, the
このように、本実施形態の画像処理装置によれば、画像のノイズレベルを求めるのに際し、画像中の色差成分には、ノイズ成分が存在するが、エッジ成分が少ないことに着目し、画像の色差ノイズレベルを求めると共に、この色差ノイズレベルから輝度ノイズを推定することによって画像全体の適切なノイズレベルを取得することができる。それによって、適切なノイズ抑制処理を図ることができる。 As described above, according to the image processing apparatus of the present embodiment, when determining the noise level of an image, the color difference component in the image has a noise component, but pays attention to the fact that the edge component is small. An appropriate noise level for the entire image can be obtained by obtaining the color difference noise level and estimating the luminance noise from the color difference noise level. Thereby, appropriate noise suppression processing can be achieved.
また、色差ノイズレベルを求める際に、画像に対して施された拡縮処理の拡縮率に応じて、色差ノイズレベルを求める周波数帯域を決定するようにしているので、より適切なノイズレベルを求めるができる。 Further, when obtaining the color difference noise level, the frequency band for obtaining the color difference noise level is determined according to the enlargement / reduction ratio of the enlargement / reduction process performed on the image. it can.
また、ノイズ抑制処理する際に、複数の周波数帯域においてノイズの抑制を行うようにしているので、従来技術のようにノイズ抑制効果を高めるために只1つの周波数帯域においてノイズ成分の抑制を強めることに起因するアーチファクトの発生を防ぐことができ、処理画像の高画質化を図ることができる。 In addition, since noise suppression is performed in a plurality of frequency bands when performing noise suppression processing, in order to enhance the noise suppression effect as in the prior art, the suppression of noise components in one frequency band should be strengthened. Generation of artifacts due to the image quality can be prevented, and the image quality of the processed image can be improved.
以上、本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、様々な増減、変更を行うことができる。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Unless it deviates from the main point of this invention, various increase / decrease and change can be performed.
例えば、本実施形態において、輝度、色差成分の全部に対してノイズ抑制処理を行うようにしているが、輝度成分が人間の視覚に最も大きく寄与することから、輝度成分のみに対してノイズ抑制処理を行うようにしてもよい。 For example, in this embodiment, noise suppression processing is performed on all of the luminance and chrominance components. However, since the luminance component contributes most to human vision, noise suppression processing is performed only on the luminance component. May be performed.
また、ノイズ抑制処理の具体的な手法も、本実施形態の手法に限らず、従来の種々の方法を利用してもよい。 Further, the specific method of noise suppression processing is not limited to the method of the present embodiment, and various conventional methods may be used.
また、本実施形態において、画像の1つの周波数帯域の画像(帯域制限画像)からノイズレベルを求めるようにしているが、帯域制限画像の周波数帯域毎にノイズレベルを求めてその帯域制限画像のノイズ抑制処理に用いるようにしてもよい。 In this embodiment, the noise level is obtained from an image in one frequency band (band limited image) of the image. However, the noise level is obtained for each frequency band of the band limited image, and the noise of the band limited image is obtained. You may make it use for a suppression process.
また、ボケ画像の作成方法、帯域制限画像の作成方法も、本実施形態に用いられた方法に限らず、従来の種々の方法を適用してもよい。 Also, the method for creating a blurred image and the method for creating a band limited image are not limited to the methods used in the present embodiment, and various conventional methods may be applied.
また、本実施形態において、画像に対してノイズレベルを求めてノイズ抑制処理を行うようにしているが、求められたノイズレベルを画像の画質評価に用いるようにしてもよい。その際、色差ノイズレベル、輝度ノイズレベルのどちらか1つのみを用いるようにしてもよいし、それら全部を用いるようにしてもよい。 In this embodiment, the noise level is obtained for the image and the noise suppression process is performed. However, the obtained noise level may be used for the image quality evaluation of the image. At that time, only one of the color difference noise level and the luminance noise level may be used, or all of them may be used.
また、画像において、傾向的に明るい部位ほどノイズレベルが低いことを配慮し、例えば、画像の各画素の輝度値に応じて画像を複数の、段階的な輝度値範囲を有する分割画像(各分割画像が、その段階に対応する輝度値範囲内の輝度値を有する画素により構成される)に分割し、各分割画像に対してノイズレベルを求めて画像の画質評価またはノイズ抑制処理に用いるようにしてもよい。 Also, in consideration of the fact that the noise level is lower in the image, the brighter the part, the image is divided into a plurality of divided images having stepwise luminance value ranges according to the luminance value of each pixel of the image (each divided image). The image is composed of pixels having luminance values within the luminance value range corresponding to the stage), and a noise level is obtained for each divided image and used for image quality evaluation or noise suppression processing. May be.
1 画像入力手段
5 YCC変換手段
10 ボケ画像作成手段
12 フィルタリング手段
14 補間手段
16 制御手段
20 帯域制限画像作成手段
30 ノイズ解析手段
31 帯域決定手段
32 輝度エッジらしい画素除去手段
34 色差エッジらしい成分除去手段
35 色差ノイズレベル算出手段
36 標準偏差算出手段
39 輝度ノイズレベル推定手段
40 ノイズ補正手段
42 非線形変換手段
46 補正実行手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを前記ノイズレベルとして算出するようにした画像処理方法において、
前記デジタル画像が所定の変倍率で変倍処理されたものであり、
該変倍率に応じて前記ノイズレベルを求める周波数帯域を決定し、
前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の前記周波数帯域の成分を表す帯域制限画像を作成し、
該帯域制限画像から前記ノイズレベルを求めることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for obtaining a noise level of a digital image,
In the image processing method in which the color difference noise level in the color difference component of the digital image is calculated as the noise level ,
The digital image has been subjected to a scaling process at a predetermined scaling ratio,
Determine the frequency band for obtaining the noise level according to the scaling factor,
Based on the digital image, create a band limited image representing the frequency band component of the digital image,
An image processing method comprising obtaining the noise level from the band-limited image .
前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを前記ノイズレベルとして算出するようにした画像処理方法において、
前記デジタル画像に対してノイズ抑制処理を行い、
前記ノイズレベルに応じて前記ノイズ抑制処理の度合いを調整し、
前記ノイズ抑制処理として、前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の複数の周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像を作成する処理と、
出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下である入力値に対しては、該入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値が前記所定の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる非線形変換処理を各前記帯域制限画像の夫々の画素値に対して施して複数の変換画像を得る処理と、
所定の減算係数を前記複数の変換画像の画素値に乗算する処理と、
前記デジタル画像の画素値から、前記減算係数を乗算された前記複数の変換画像の画素値を減算して処理済み画像の画素値を得る処理とからなる処理を行い、
前記所定の閾値および/または前記所定の閾値に対応する出力値として、前記ノイズレベルに応じて決められたものを用いることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for obtaining a noise level of a digital image,
In the image processing method in which the color difference noise level in the color difference component of the digital image is calculated as the noise level,
It performs noise suppression processing for the previous SL digital image,
Adjust the degree of the noise suppression process according to the noise level,
As the noise suppression processing, and the processing on the basis of the digital image, creating a plurality of band-limited image representing a component of each of the plurality of frequency bands of the digital image,
For an input value in which the absolute value of the output value is less than or equal to the absolute value of the input value and the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the absolute value of the output value increases as the absolute value of the input value increases. On the other hand, for an input value whose absolute value is larger than the predetermined threshold value, nonlinear conversion processing in which the absolute value of the output value is equal to or smaller than the absolute value of the output value corresponding to the predetermined threshold value is performed for each band limitation. Processing for each pixel value of the image to obtain a plurality of converted images;
A process of multiplying a pixel value of the plurality of converted images by a predetermined subtraction coefficient;
Wherein the pixel values of the digital image, performs the subtraction coefficient by subtracting the pixel values of the multiplied plurality of converted images to obtain a pixel value of the processed image processing ing from the processing,
Wherein as the predetermined threshold value and / or the output value corresponding to the predetermined threshold, images processing how to said Rukoto with those determined according to the noise level.
前記ノイズレベル取得手段が、前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを算出する色差ノイズレベル算出手段を有し、
該色差ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとするように構成された画像処理装置において、
前記デジタル画像が所定の変倍率で変倍処理されたものであり、
該変倍率に応じて前記ノイズレベルを求める周波数帯域を決定する周波数帯域決定手段と、
前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の前記周波数帯域の成分を表す帯域制限画像を作成する帯域制限画像作成手段とをさらに有し、
前記ノイズレベル取得手段が、該帯域制限画像を用いて前記ノイズレベルを求めるものであることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus having a noise level acquisition means for obtaining a noise level of a digital image,
The noise level acquisition means includes color difference noise level calculation means for calculating a color difference noise level in a color difference component of the digital image;
In the image processing apparatus configured to set the color difference noise level as the noise level of the digital image ,
The digital image has been subjected to a scaling process at a predetermined scaling ratio,
A frequency band determining means for determining a frequency band for obtaining the noise level according to the scaling factor;
Band-limited image creation means for creating a band-limited image representing the frequency band component of the digital image based on the digital image;
The image processing apparatus, wherein the noise level acquisition means obtains the noise level using the band limited image .
前記ノイズレベル取得手段が、前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを算出する色差ノイズレベル算出手段を有し、
該色差ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとするように構成された画像処理装置において、
前記デジタル画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制処理手段をさらに備え、
前記ノイズレベル取得手段が、前記ノイズレベルに応じて前記ノイズ抑制処理の度合いを調整するものとされ、
前記ノイズ抑制処理手段が、前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の複数の周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像を作成する帯域制限画像作成手段と、
出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下である入力値に対しては、該入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値が前記所定の第2の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる非線形変換処理を各前記帯域制限画像の夫々の画素値に対して施して複数の変換画像を得る非線形変換手段と、
所定の減算係数を前記複数の変換画像の画素値に乗算すると共に、前記デジタル画像の画素値から、前記減算係数を乗算された前記複数の変換画像の画素値を減算して処理済み画像の画素値を得る周波数抑制手段とを有してなり、
前記所定の閾値および/または前記所定の閾値に対応する出力値が前記ノイズレベルに応じて決められたものであることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus having a noise level acquisition means for obtaining a noise level of a digital image,
The noise level acquisition means includes color difference noise level calculation means for calculating a color difference noise level in a color difference component of the digital image;
In the image processing apparatus configured to set the color difference noise level as the noise level of the digital image,
Further comprising noise suppression processing means for performing noise suppression processing on the digital image,
The noise level acquisition means adjusts the degree of the noise suppression processing according to the noise level,
The noise suppression processing means, based on the digital image, a band-limited image creating means for creating a plurality of band-limited images representing components for a plurality of frequency bands of the digital image;
For an input value in which the absolute value of the output value is less than or equal to the absolute value of the input value and the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the absolute value of the output value increases as the absolute value of the input value increases. On the other hand, for an input value whose absolute value is larger than the predetermined threshold value, nonlinear conversion processing in which the absolute value of the output value is equal to or smaller than the absolute value of the output value corresponding to the predetermined second threshold value is performed. Non-linear conversion means for obtaining a plurality of converted images by applying to each pixel value of the band limited image;
A pixel of the processed image by multiplying a pixel value of the plurality of converted images by a predetermined subtraction coefficient and subtracting a pixel value of the plurality of converted images multiplied by the subtraction coefficient from a pixel value of the digital image Frequency suppression means for obtaining a value,
Images processor you wherein the output value corresponding to the predetermined threshold value and / or the predetermined threshold value is one determined according to the noise level.
該輝度ノイズレベル推定手段により推定された前記輝度ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとするものであることを特徴とする請求項4または5記載の画像処理装置。 The noise level acquisition means further comprises luminance noise level estimation means for estimating a luminance noise level of the digital image from the color difference noise level calculated by the color difference noise level calculation means,
6. The image processing apparatus according to claim 4 , wherein the luminance noise level estimated by the luminance noise level estimation means is used as a noise level of the digital image.
前記ノイズレベル取得処理が、前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとして算出する処理であるプログラムにおいて、
前記デジタル画像が所定の変倍率で変倍処理されたものであり、
該変倍率に応じて前記ノイズレベルを求める周波数帯域を決定する処理と、
前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の前記周波数帯域の成分を表す帯域制限画像を作成する処理とをさらにコンピュータに実行させ、
前記ノイズレベル処理が、該帯域制限画像から前記ノイズレベルを求める処理であることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute a noise level acquisition process for obtaining a noise level of a digital image,
The noise level acquisition process, in the process der pulp program for calculating a color difference noise level in the chrominance components of the digital image as a noise level of the digital image,
The digital image has been subjected to a scaling process at a predetermined scaling ratio,
A process of determining a frequency band for obtaining the noise level according to the scaling factor;
Based on the digital image, causing the computer to further execute a process of creating a band limited image representing the frequency band component of the digital image,
The noise level process is a process for obtaining the noise level from the band-limited image .
前記ノイズレベル取得処理が、前記デジタル画像の色差成分における色差ノイズレベルを前記デジタル画像のノイズレベルとして算出する処理であるプログラムにおいて、
前記デジタル画像に対するノイズ抑制処理をさらにコンピュータに実行させ、
前記ノイズレベルに応じて前記ノイズ抑制処理の度合いを調整し、
前記ノイズ抑制処理として、前記デジタル画像に基づいて、該デジタル画像の複数の周波数帯域ごとの成分を表す複数の帯域制限画像を作成する処理と、
出力値の絶対値を入力値の絶対値以下にする処理であって、かつ絶対値が所定の閾値以下である入力値に対しては、該入力値の絶対値が大きいほど出力値の絶対値が大きくなる一方、絶対値が前記所定の閾値より大きい入力値に対しては、出力値の絶対値が前記第2の閾値に対応する出力値の絶対値以下となる非線形変換処理を各前記帯域制限画像の夫々の画素値に対して施して複数の変換画像を得る処理と、
所定の減算係数を前記複数の変換画像の画素値に乗算する処理と、
前記デジタル画像の画素値から、前記減算係数を乗算された前記複数の変換画像の画素値を減算して処理済み画像の画素値を得る処理とからなる処理を行い、
前記所定の閾値および/または前記所定の閾値に対応する出力値として、前記ノイズレベルに応じて決められたものを用いることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute a noise level acquisition process for obtaining a noise level of a digital image,
In the program in which the noise level acquisition process is a process of calculating a color difference noise level in a color difference component of the digital image as a noise level of the digital image,
Further causing the computer to perform noise suppression processing on the digital image,
Adjust the degree of the noise suppression process according to the noise level,
As the noise suppression processing, and the processing on the basis of the digital image, creating a plurality of band-limited image representing a component of each of the plurality of frequency bands of the digital image,
For an input value in which the absolute value of the output value is less than or equal to the absolute value of the input value and the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value, the absolute value of the output value increases as the absolute value of the input value increases. On the other hand, for an input value whose absolute value is larger than the predetermined threshold value, nonlinear conversion processing in which the absolute value of the output value is equal to or smaller than the absolute value of the output value corresponding to the second threshold value is performed for each band. A process of obtaining a plurality of converted images by applying to each pixel value of the restricted image;
A process of multiplying a pixel value of the plurality of converted images by a predetermined subtraction coefficient;
Wherein the pixel values of the digital image, performs the subtraction coefficient by subtracting the pixel values of the multiplied plurality of converted images to obtain a pixel value of the processed image processing ing from the processing,
It said predetermined as a threshold and / or the output value corresponding to the predetermined threshold value, features and to pulp programs that use those determined according to the noise level.
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