JP2005340900A - Signal processing apparatus and method, recording medium, and program - Google Patents
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Abstract
【課題】 エッジ以外の部分を平滑化する際、画素の連続性や相関性を損なうことなく、エッジ以外の部分を平滑化する。
【解決手段】 水平処理方向成分画素抽出部31は、入力された画像信号SIの注目画素と、その水平処理方向成分画素を抽出する。垂直処理方向成分画素抽出部34が、入力された画像信号SIの注目画素と、その垂直処理方向成分画素を抽出する。非線形平滑化処理部32は、水平処理方向成分画素を用いて、注目画素を水平方向に非線形平滑化処理し、画像信号SF-Hを生成する。Flatレート計算部35は、垂直処理方向成分画素を用いて、注目画素の垂直方向のFlatレートを計算する。混合部33は、入力された画像信号SIと水平方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Hとを、Flatレートを用いて混合し、注目画素に水平方向平滑化処理を行った画像信号SNL-Hを出力する。
【選択図】 図12PROBLEM TO BE SOLVED: To smooth a portion other than an edge without impairing continuity and correlation of pixels when smoothing a portion other than the edge.
A horizontal processing direction component pixel extractor 31 includes a target pixel of the input image signal S I, extracts the horizontal processing direction component pixels. Vertical processing direction component pixel extractor 34, and the target pixel of the input image signal S I, extracts the vertical processing direction component pixels. The non-linear smoothing processing unit 32 performs non-linear smoothing processing on the target pixel in the horizontal direction using the horizontal processing direction component pixels, and generates an image signal SFH . The flat rate calculation unit 35 calculates the flat rate of the target pixel in the vertical direction using the vertical processing direction component pixels. The mixing unit 33 mixes the input image signal S I and the image signal S FH that has been subjected to the non-linear smoothing process in the horizontal direction using the flat rate, and the image signal that has been subjected to the horizontal direction smoothing process on the target pixel. S Output NL-H .
[Selection] FIG.
Description
本発明は、信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、画像を構成する画素の急峻なエッジを保持したままで、当該エッジ以外の部分を平滑化する際、画素の連続性や相関性を損なうことなく、当該エッジ以外の部分を平滑化できるようにした信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a signal processing apparatus and method, a recording medium, and a program, and in particular, when smoothing a portion other than the edge while retaining a sharp edge of a pixel constituting an image, The present invention relates to a signal processing apparatus and method, a recording medium, and a program that can smooth a portion other than the edge without impairing the correlation.
従来、ビデオカメラにおいては、CCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの撮像素子により撮像された画像のコントラスト(明暗の差)および鮮鋭度(境界の明確さ)を向上させる方法として、階調変換によるコントラスト強調方法や画像中の高域成分のコントラストを強調する高域成分強調方法が考えられている。 Conventionally, in a video camera, the contrast (brightness difference) and sharpness (brightness of the boundary) of an image captured by an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) are improved. As a method, a contrast enhancement method by gradation conversion and a high frequency component enhancement method for enhancing the contrast of a high frequency component in an image are considered.
コントラスト強調方法としては、画像の各画素に対して、その画素レベルを所定の入出力関係を持つ関数(以下、これをレベル変換関数と称する)で変換するトーンカーブ調整や、画素レベルの頻度分布に応じてレベル変換関数を適応的に変化させるヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる方法が提案されている。 As a contrast enhancement method, tone curve adjustment for converting each pixel level of an image with a function having a predetermined input / output relationship (hereinafter referred to as a level conversion function), or frequency distribution of pixel levels A method called histogram equalization has been proposed in which the level conversion function is adaptively changed according to the above.
高域成分強調方法としては、画像からエッジを抽出し、抽出したエッジを強調するいわゆる輪郭強調を行うアンシャープマスクと呼ばれる方法が提案されている。 As a high frequency component enhancement method, a method called an unsharp mask that performs edge enhancement that extracts edges from an image and emphasizes the extracted edges has been proposed.
しかしながら、コントラスト強調方法においては、画像の全ダイナミックレンジ(最大レベルと最小レベルの差)のうち一部の輝度域しかコントラストを向上させることができない問題があることに加えて、トーンカーブ調整の場合には画像の最明部と最暗部において、またヒストグラムイコライゼーションの場合には頻度分布の少ない輝度域付近において、逆にコントラストが低下するという問題があった。さらに高域成分強調方法においては、画像の高域成分のコントラストのみが強調され、これにより画像のエッジ付近が不自然に強調され、画質が劣化してしまうという問題点があった。 However, in contrast enhancement methods, in addition to the problem that the contrast can be improved only in a part of the luminance range in the entire dynamic range (difference between the maximum level and the minimum level) of the image, in addition, in the case of tone curve adjustment However, there is a problem that the contrast is lowered in the brightest and darkest parts of the image, and in the case of histogram equalization, in the vicinity of the luminance region where the frequency distribution is small. Further, in the high frequency component enhancement method, only the contrast of the high frequency component of the image is enhanced, thereby causing a problem that the vicinity of the edge of the image is unnaturally enhanced and the image quality is deteriorated.
そこで、従来、図1に示すように構成される画像信号処理装置により、入力画像データのうち画素値の変化が急峻なエッジを保存した状態で、そのエッジ以外の部分を増幅することにより、エッジ以外の部分を強調する方法が存在する(例えば、特許文献1)。 Therefore, conventionally, an image signal processing device configured as shown in FIG. 1 is used to amplify a portion other than the edge by amplifying a portion other than the edge while preserving an edge having a sharp change in pixel value. There is a method for emphasizing other parts (for example, Patent Document 1).
図1に示された画像信号処理装置において、入力された画像信号(画素値)は、εフィルタ1、および減算部2に入力される。εフィルタ1は、所定の閾値ε1よりも大きいエッジ、例えば、図2Aに示されるような急峻なエッジを挟んで僅かに変動する画像信号が入力された場合、図2Bに示されるようなエッジのみが抽出された画像信号に変換して、減算部2および加算部4に出力する。
In the image signal processing apparatus shown in FIG. 1, the input image signal (pixel value) is input to the
εフィルタ1の具体的な処理について、図3および図4を参照して説明する。εフィルタ1は、入力画像の各画素を順次、注目画素Cに決定し、図3に示すように、注目画素Cを中心として水平方向に連続する複数の近傍画素(いまの場合、4画素L2,L1,R1,R2)からなるタップを設定し、次式(1)のように、注目画素Cおよび複数の近傍画素の画素値を、タップ係数(例えば、{1,2,3,2,1})を用いて加重平均して、注目画素Cに対応する変換結果C’として出力する。
C’=(1×L2+2×L1+3×C+2×R1+1×R2)/9
・・・(1)
Specific processing of the
C ′ = (1 × L2 + 2 × L1 + 3 × C + 2 × R1 + 1 × R2) / 9
... (1)
ただし、図4に示すように、注目画素Cの画素値との差分が、所定の閾値ε1よりも大きい近傍画素(図4の場合、近傍画素R2)については、画素値を注目画素Cのものと置換して計算するようにする。すなわち、図4の場合、次式(2)が計算される。
C’=(1×L2+2×L1+3×C+2×R1+1×C)/9
・・・(2)
However, as shown in FIG. 4, for a neighboring pixel (a neighboring pixel R2 in the case of FIG. 4) whose difference from the pixel value of the target pixel C is larger than a predetermined threshold ε 1 , the pixel value of the target pixel C is changed. Replace it with something to calculate. That is, in the case of FIG. 4, the following equation (2) is calculated.
C ′ = (1 × L2 + 2 × L1 + 3 × C + 2 × R1 + 1 × C) / 9
... (2)
尚、εフィルタ1により平滑化された画像信号は、特に、画像信号の構造成分とも称される。
The image signal smoothed by the
図1に戻る。減算部2は、前段から入力される画像信号(εフィルタ1に対する入力と同一のもの)から、εフィルタ1から入力される画像信号を減算することにより、画像信号の構造成分以外の僅かに変動している画像信号を抽出して増幅部3に出力する。増幅部3は、減算部2の出力を増幅して加算部4に出力する。尚、構造成分以外の僅かに変動している画像信号の成分は、特に、画像信号の振幅成分とも称される。加算部4は、増幅部3から出力される構造成分以外の部分が増幅されている画像信号と、εフィルタ1から入力される画像信号の構造成分を加算する。この加算結果が、急峻なエッジが保持された状態で、そのエッジ以外の部分が増幅されている画像信号となっている。
Returning to FIG. The
ところで、図1に示された画像信号処理装置のεフィルタ1では、例えば、図5に示されるように、画素値の変化に急峻なエッジが存在しても、そのサイズが所定の閾値ε1よりも小さい場合、εフィルタ1から出力される変換後の画像信号は、図6に示すように平滑化されてしまい、急峻なエッジがなくなってしまうので、特に微小なエッジで構成された単純なパターン画像等で著しく画質の劣化が生じてしまうという課題があった。
By the way, in the
そこで、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定し、指定された注目信号を基準として、連続的に水平方向、または、垂直方向に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を決定し、注目信号と各近傍信号との差分を演算し、差分が第1の閾値より小さい近傍信号と、注目信号とを加重平均して平滑化信号を演算し、注目信号と各近傍信号との差分を演算し、差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値と比較して、第2の閾値よりも大きな値があるか否かにより、注目信号の近傍に微小エッジが存在するか否かを判定し、判定結果に基づいて、平滑化信号または注目信号の一方を選択することが提案されている。 Therefore, a signal that is continuously arranged is sequentially designated as a signal of interest, and a plurality of signals that are continuously arranged in the horizontal direction or the vertical direction with respect to the designated signal of interest as a reference. Determining a neighborhood signal, computing a difference between the signal of interest and each neighborhood signal, computing a smoothed signal by weighted averaging the neighborhood signal having the difference smaller than the first threshold, and the signal of interest; A difference from the neighboring signal is calculated, and a small edge is found in the vicinity of the signal of interest depending on whether or not there is a value larger than the second threshold value compared to the difference and the second threshold value smaller than the first threshold value. It has been proposed to determine whether or not it exists and to select one of a smoothed signal or a signal of interest based on the determination result.
しかしながら、以上の手法では、水平方向または垂直方向の方向成分に対して独立に処理がなされることになるため、適切な構造成分の抽出が困難となる場合がある。例えば、図7で示されるような画像のように、横方向の太線(右上がりの斜線の領域)上に縦方向の太線(左上がりの斜線の領域)が入った画像などである。すなわち、図7のような画像の信号に水平方向に独立で上述したような、非線形平滑化処理を行った場合(注目画素を注目画素に対して水平方向に隣接する画素からなる信号を用いて非線形平滑化処理した場合)、例えば、破線Line1においては、注目画素が図8中のバツ印で示されているとすると、画素値の変化は、図8で示されるようなものとなる。すなわち、図8の左部においては、縦方向の太線の部分では近傍画素との画素値の差が閾値ε1内に収まらないので、図8右上部で示される構造成分として扱われる結果、平滑化処理が施されないことになる。従って、縦方向の太線上の画素の画素値は変化しないことになる。尚、図8右下部は、入力信号の振幅成分を示しており、振幅成分と構造成分の和が入力された画像信号である。 However, in the above method, processing is performed independently for the direction component in the horizontal direction or the vertical direction, and thus it may be difficult to extract an appropriate structural component. For example, as in the image shown in FIG. 7, an image in which a vertical thick line (upward left diagonal area) is placed on a horizontal thick line (upward diagonal hatched area). That is, when non-linear smoothing processing is performed on the image signal as shown in FIG. 7 independently in the horizontal direction as described above (using a signal made up of a pixel that is adjacent to the target pixel in the horizontal direction. For example, in the case of the non-linear smoothing process, in the broken line Line1, if the target pixel is indicated by a cross mark in FIG. 8, the change in the pixel value is as shown in FIG. That is, in the left part of FIG. 8, the difference between the pixel values of neighboring pixels does not fall within the threshold value ε 1 in the vertical thick line part. The process is not performed. Therefore, the pixel value of the pixel on the vertical thick line does not change. The lower right part of FIG. 8 shows the amplitude component of the input signal, which is an image signal in which the sum of the amplitude component and the structural component is input.
これに対して、破線Line2においては、縦方向の太線の部分は、図9の左部で示されるように、近傍の画素(横方向の太線上の画素)との画素値の差が閾値ε1内に収まることになるので、図9右下部で示される振幅成分として扱われることにより、平滑化処理が施されることになる。従って、縦方向の太線上の画素の画素値は変化する。このため、本来は、画素値が一定であるはずの縦方向の太線上の画素の画素値が横方向の画素の画素値により、余分な画素値の変動が生じてしまう結果、図10で示される格子状の領域は、縦方向の同一の画素値からなる太線として示されているべきはずであるにもかかわらず、若干黒めに強調されてしまうという課題があった。尚、図9右上部は、入力された画像信号の構造成分を示している。 On the other hand, in the broken line Line2, as shown in the left part of FIG. 9, the difference between the pixel values of neighboring vertical lines (pixels on the horizontal thick line) is the threshold ε. Since it falls within 1 , the smoothing process is performed by treating it as the amplitude component shown in the lower right part of FIG. Therefore, the pixel value of the pixel on the vertical thick line changes. For this reason, the pixel value of the pixel on the vertical thick line, which should have a constant pixel value, may vary due to the pixel value of the pixel in the horizontal direction. The grid-like area to be displayed should be shown as a thick line composed of the same pixel value in the vertical direction, but there is a problem that it is emphasized slightly black. Note that the upper right part of FIG. 9 shows the structural components of the input image signal.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特に、画像を構成する画素の急峻なエッジを保持したままで、当該エッジ以外の部分を平滑化する際、画素の連続性や相関性を損なうことなく、当該エッジ以外の部分を平滑化できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and in particular, when smoothing a part other than the edge while retaining the steep edge of the pixel constituting the image, the continuity and correlation of the pixel are achieved. This makes it possible to smooth the portion other than the edge without impairing the properties.
本発明の信号処理装置は、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する指定手段と、指定手段によって指定された注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出手段と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算手段と、第1の混合比計算手段により計算された第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合手段と、指定手段によって指定された注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出手段と、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算手段と、第2の混合比計算手段により計算された第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合手段とを含むことを特徴とする。 The signal processing apparatus according to the present invention sequentially arranges continuously arranged signals in the first direction with reference to the designation means for sequentially designating the attention signal and the attention signal designated by the designation means. Based on the comparison result between the processing signal extraction means for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from the processed signals, the processing difference that is the difference between the target signal and each processing signal, and the first threshold value, The smoothing signal and the signal of interest are calculated on the basis of the comparison result between the computing means for calculating the smoothed signal by weighted average of the signal of interest and the plurality of processed signals, and the processing difference and the second threshold value smaller than the first threshold value. A first mixing ratio calculating means for calculating the first mixing ratio and the first mixing ratio calculated by the first mixing ratio calculating means to mix the smoothed signal and the signal of interest. , First mixing means for generating a first mixed signal A reference signal extracting means for extracting a plurality of neighboring signals as reference signals from signals continuously arranged in the second direction with reference to the attention signal designated by the designation means; the attention signal and each reference A second mixing ratio calculating unit that calculates a second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest based on a reference difference that is a difference from the signal; and a second mixing ratio calculating unit that calculates the second mixing ratio calculating unit. And a second mixing unit configured to mix the first mixed signal and the signal of interest and generate a second mixed signal based on the mixing ratio.
前記信号は、画像を構成する画素の画素値とするようにすることができる。 The signal may be a pixel value of a pixel constituting the image.
本発明の信号処理方法は、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する指定ステップと、指定ステップの処理で指定された注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算ステップと、第1の混合比計算ステップの処理で計算された第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合ステップと、指定ステップの処理で指定された注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出ステップと、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算ステップと、第2の混合比計算ステップの処理で計算された第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合ステップとを含むことを特徴とする。 According to the signal processing method of the present invention, a signal that is continuously arranged is sequentially designated in the first direction, with the designation step sequentially designating the signal of interest and the signal of interest designated in the processing of the designation step as a reference. A processing signal extraction step for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals arranged in the signal, a processing difference that is a difference between the signal of interest and each processing signal, and a comparison result with the first threshold value A smoothing signal based on a comparison result between a calculation step of calculating a smoothed signal by weighted averaging the target signal and a plurality of processed signals, and a processing difference and a second threshold smaller than the first threshold A first mixing ratio calculation step for calculating a first mixing ratio with the signal of interest, a smoothing signal based on the first mixing ratio calculated in the processing of the first mixing ratio calculation step, and the attention Mix the signals, the first mixed signal A plurality of neighboring signals are extracted as reference signals from signals continuously arranged in the second direction with reference to the first mixing step for generating the signal of interest specified in the processing of the specifying step. A reference signal extraction step, a second mixing ratio calculation step for calculating a second mixing ratio of the mixed signal and the signal of interest based on a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal, A first mixing signal and a second mixing step of mixing the signal of interest and generating a second mixing signal based on the second mixing ratio calculated in the processing of the mixing ratio calculation step. It is characterized by.
本発明の記録媒体のプログラムは、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する処理を制御する指定制御ステップと、指定制御ステップの処理で指定された注目信号を基準とした、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいた、注目信号と複数の処理信号を加重平均した平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいた、平滑化信号と注目信号との第1の混合比の計算を制御する第1の混合比計算制御ステップと、第1の混合比計算制御ステップの処理で計算された第1の混合比に基づいた、平滑化信号、および、注目信号の混合による、第1の混合信号の生成を制御する第1の混合制御ステップと、指定制御ステップの処理で指定された注目信号を基準とした、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号の参照信号としての抽出を制御する参照信号抽出制御ステップと、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいた、混合信号と注目信号との第2の混合比の計算を制御する第2の混合比計算制御ステップと、第2の混合比計算制御ステップの処理で計算された第2の混合比に基づいた、第1の混合信号、および、注目信号の混合による、第2の混合信号の生成を制御する第2の混合制御ステップとを含むことを特徴とする。 The recording medium program of the present invention is based on a designation control step for sequentially controlling a signal that is continuously arranged as a signal of interest, and a signal of interest designated in the processing of the designation control step. A processing signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from among signals continuously arranged in the first direction, and a processing difference that is a difference between the target signal and each processing signal And a calculation control step for controlling the calculation of a smoothed signal obtained by weighted averaging the signal of interest and the plurality of processing signals based on the comparison result with the first threshold, and a processing difference and a second smaller than the first threshold. The first mixture ratio calculation control step for controlling the calculation of the first mixture ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on the comparison result with the threshold value of the first and the first mixture ratio calculation control step. First mixed The first mixing control step for controlling the generation of the first mixed signal by mixing the smoothed signal and the target signal based on the ratio, and the target signal specified in the processing of the specified control step as a reference A reference signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as reference signals from among signals continuously arranged in the second direction, and a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal A second mixing ratio calculation control step for controlling the calculation of the second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest based on the second mixing ratio, and the second mixing ratio calculated in the processing of the second mixing ratio calculation control step And a second mixing control step for controlling generation of the second mixed signal by mixing the signal of interest based on the first mixed signal.
本発明のプログラムは、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する処理を制御する指定制御ステップと、指定制御ステップの処理で指定された注目信号を基準とした、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいた、注目信号と複数の処理信号を加重平均した平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいた、平滑化信号と注目信号との第1の混合比の計算を制御する第1の混合比計算制御ステップと、第1の混合比計算制御ステップの処理で計算された第1の混合比に基づいた、平滑化信号、および、注目信号の混合による、第1の混合信号の生成を制御する第1の混合制御ステップと、指定制御ステップの処理で指定された注目信号を基準とした、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号の参照信号としての抽出を制御する参照信号抽出制御ステップと、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいた、混合信号と注目信号との第2の混合比の計算を制御する第2の混合比計算制御ステップと、第2の混合比計算制御ステップの処理で計算された第2の混合比に基づいた、第1の混合信号、および、注目信号の混合による、第2の混合信号の生成を制御する第2の混合制御ステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The program according to the present invention includes a designation control step for controlling a process of sequentially designating signals that are continuously arranged as a signal of interest, and a signal of interest designated in the process of the designation control step. A processing signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals continuously arranged in the direction of, a processing difference that is a difference between the target signal and each processing signal, A calculation control step for controlling the calculation of a smoothed signal obtained by weighted averaging the signal of interest and a plurality of processed signals based on a comparison result with a threshold of 1, a processing difference and a second threshold smaller than the first threshold; The first mixing ratio calculation control step for controlling the calculation of the first mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on the comparison result of the first and the first mixing ratio calculation control step calculated by the processing of the first mixing ratio calculation control step Based on a mixing ratio of 1 The first mixing control step for controlling the generation of the first mixed signal by mixing the smoothed signal and the target signal, and the second signal based on the target signal specified in the processing of the specified control step. A reference signal extraction control step for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as reference signals from among signals continuously arranged in the direction of the reference signal, and a reference difference that is a difference between the target signal and each reference signal The second mixing ratio calculation control step for controlling the calculation of the second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest, and the second mixing ratio calculated in the processing of the second mixing ratio calculation control step. And a second mixing control step for controlling generation of a second mixed signal by mixing the first mixed signal and the signal of interest.
本発明の信号処理装置および方法、並びにプログラムにおいては、連続的に配置されている信号が、順次、注目信号に指定され、指定された注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号が処理信号として抽出され、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号が加重平均されて平滑化信号が演算され、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比が計算され、計算された第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号が混合され、第1の混合信号が生成され、指定された注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号が参照信号として抽出され、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比が計算され、計算された第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号が混合され、第2の混合信号が生成される。 In the signal processing apparatus and method, and the program of the present invention, continuously arranged signals are sequentially designated as attention signals, and continuously arranged in the first direction with reference to the designated attention signals. A plurality of neighboring signals are extracted as processed signals from the processed signals, and based on the result of comparison between the processing difference that is the difference between the target signal and each processed signal and the first threshold, The processed signal is weighted and averaged to calculate a smoothed signal. Based on the comparison result between the processed difference and the second threshold value smaller than the first threshold value, the first mixing ratio of the smoothed signal and the signal of interest is calculated. Based on the calculated first mixing ratio, the smoothed signal and the signal of interest are mixed to generate a first signal, and the second signal is generated in the second direction with reference to the specified signal of interest. Of continuously arranged signals A plurality of neighboring signals are extracted as reference signals from the reference signal, a second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest is calculated based on a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal, and the calculated second Based on the mixing ratio, the first mixed signal and the signal of interest are mixed to generate a second mixed signal.
本発明の信号処理装置は、独立した装置であっても良いし、信号処理を行うブロックであっても良い。 The signal processing apparatus of the present invention may be an independent apparatus or a block that performs signal processing.
本発明によれば、画像を構成する画素の急峻なエッジを保持したままで、エッジ以外の部分を平滑化する際、画素の連続性や相関性を損なうことなく、エッジ以外の部分を平滑化することが可能となる。 According to the present invention, when the portion other than the edge is smoothed while retaining the sharp edge of the pixel constituting the image, the portion other than the edge is smoothed without impairing the continuity and correlation of the pixel. It becomes possible to do.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。 Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence relationship between the invention described in this specification and the embodiments of the invention is exemplified as follows. This description is intended to confirm that the embodiments supporting the invention described in this specification are described in this specification. Therefore, although there is an embodiment which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the invention, it means that the embodiment is not It does not mean that it does not correspond to the invention. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to an invention, that means that the embodiment does not correspond to an invention other than the invention. Absent.
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。 Further, this description does not mean all the inventions described in this specification. In other words, this description is for the invention described in the present specification, which is not claimed in this application, that is, for the invention that will be applied for in the future or that will appear and be added by amendment. It does not deny existence.
即ち、本発明の信号処理装置は、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する指定手段(例えば、図12の水平方向平滑化処理部22)と、指定手段によって指定された注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出手段(例えば、図12の水平処理方向成分画素抽出部31)と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段(例えば、図14の非線形フィルタ51)と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算手段(例えば、図14の混合比検出部53)と、第1の混合比計算手段により計算された第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合手段(例えば、図14の混合部52)と、指定手段によって指定された注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出手段(例えば、図12の垂直参照方向成分画素抽出部34)と、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算手段(例えば、図12のFlatレート計算部35)と、第2の混合比計算手段により計算された第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合手段(例えば、図12の混合部33)とを含むことを特徴とする。
That is, the signal processing apparatus of the present invention is designated by designation means (for example, the horizontal direction smoothing
本発明の信号処理方法は、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定する指定ステップ(例えば、図16のフローチャートのステップS11の処理)と、指定ステップの処理で指定された注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出ステップ(例えば、図16のフローチャートのステップS12の処理)と、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップ(例えば、図18のフローチャートのステップS32の処理)と、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算ステップ(例えば、図18のフローチャートのステップS33の処理)と、第1の混合比計算ステップの処理で計算された第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合ステップ(例えば、図18のフローチャートのステップS36の処理)と、指定ステップの処理で指定された注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出ステップ(例えば、図16のフローチャートのステップS13の処理)と、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算ステップ(例えば、図16のフローチャートのステップS16の処理)と、第2の混合比計算ステップの処理で計算された第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合ステップ(例えば、図16のフローチャートのステップS17の処理)とを含むことを特徴とする。 The signal processing method of the present invention is specified by a designation step (for example, the processing in step S11 in the flowchart of FIG. 16) and the designation step in which signals that are continuously arranged are sequentially designated as signals of interest. A processing signal extraction step (for example, the processing in step S12 in the flowchart of FIG. 16) for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from signals continuously arranged in the first direction with reference to the signal of interest; An arithmetic step (for example, calculating a smoothed signal by weighted averaging the target signal and the plurality of processed signals based on a comparison result between the processing difference that is a difference between the target signal and each processed signal and the first threshold value. , Based on the comparison result between the processing difference and the second threshold value smaller than the first threshold value, and the smoothed signal and the attention signal. Based on the first mixture ratio calculated in the first mixture ratio calculation step (for example, the process of step S33 in the flowchart of FIG. 18) and the first mixture ratio calculation step of calculating the first mixture ratio. The first mixing step (for example, the processing in step S36 in the flowchart of FIG. 18) that mixes the smoothed signal and the signal of interest to generate the first mixed signal and the processing in the designation step are specified. A reference signal extraction step (for example, the process of step S13 in the flowchart of FIG. 16) for extracting a plurality of neighboring signals as reference signals from signals continuously arranged in the second direction on the basis of the signal of interest; A second mixing ratio calculation step (for example, FIG. 5) that calculates a second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest based on a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal. 6) and the second mixture ratio calculated in the second mixture ratio calculation step, the first mixed signal and the signal of interest are mixed, and the second And a second mixing step for generating a mixed signal (for example, the process of step S17 in the flowchart of FIG. 16).
図11は、本発明を適用した画像のエッジ部分を残しつつ、それ以外の領域のコントラストや鮮鋭度を強調し、さらに、処理方向に応じて生じる不自然な強調処理を抑制するようにした強調処理装置の一実施の形態の構成を示す図である。 FIG. 11 emphasizes the contrast and sharpness of other areas while leaving the edge portion of the image to which the present invention is applied, and further suppresses unnatural enhancement processing that occurs according to the processing direction. It is a figure which shows the structure of one Embodiment of a processing apparatus.
バッファ21は、入力されてくる画像信号を一時的に記憶し、後段の水平方向平滑化処理部22に供給する。水平方向平滑化処理部22は、注目画素に対して水平方向に配置される近傍の画素と注目画素を使用して、注目画素に対して水平方向に非線形平滑化処理を施し、バッファ23に供給する。バッファ23は、水平方向平滑化処理部22より供給されてくる画像信号を一時的に記憶し、順次、垂直方向平滑化処理部24に供給する。垂直方向平滑化処理部24は、注目画素に対して垂直方向に配置される近傍の画素と注目画素を使用して、注目画素に対して非線形平滑化処理を施し、バッファ25に供給する。バッファ25は、垂直方向平滑化処理部24より供給される、垂直方向に非線形平滑化された画素からなる画像信号を一時的に記憶し、後段の図示せぬ装置に出力する。
The
次に、図12を参照して、水平方向平滑化処理部22の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the horizontal direction smoothing
水平処理方向成分画素抽出部31は、バッファ21に記憶されている画像信号の各画素より注目画素を順次設定すると共に、注目画素に対応する、非線形平滑化処理に必要な画素を抽出し、非線形平滑化処理部32に出力する。より具体的には、水平処理方向成分画素抽出部31は、注目画素に対して、水平方向に左右に隣接するそれぞれ2画素を水平処理方向成分画素として抽出し、抽出した4画素と注目画素のそれぞれの画素値を非線形平滑化処理部32に供給する。尚、抽出する水平処理方向成分画素の画素数は、注目画素に対して左右に隣接する2画素ずつに限るものではなく、水平方向に隣接している画素であればよく、例えば、注目画素の左右に隣接する3画素ずつであってもよいし、さらには、注目画素に対して左方向に隣接する1画素と、右方向に隣接する3画素とするようにしても良い。
The horizontal processing direction component
非線形平滑化処理部32は、水平処理方向成分画素抽出部31より供給された注目画素とその左右のそれぞれに隣接する2画素である水平処理方向成分画素とを用いて、注目画素を非線形平滑化処理し、混合部33に供給する。尚、非線形平滑化処理部32の構成については、図14を参照して後述する。また、ここで、水平方向に非線形平滑化処理するとは、注目画素に対して水平方向に隣接する複数の画素により、注目画素を非線形平滑化する処理である。同様にして、後述する垂直方向に非線形平滑化処理するとは、注目画素に対して垂直方向に隣接する複数の画素により、注目画素を非線形平滑化する処理である。
The non-linear
垂直参照方向成分画素抽出部34は、バッファ21に記憶されている画像信号の各画素より注目画素を順次設定すると共に、注目画素に対応する、非線形平滑化処理に必要な画素が配置されている方向と異なる垂直方向に隣接する画素を抽出し、Flatレート計算部35に出力する。より具体的には、垂直参照方向成分画素抽出部34は、注目画素に対して、垂直方向の上下に隣接する2画素を垂直参照方向成分画素として抽出し、抽出した4画素と注目画素のそれぞれの画素値をFlatレート計算部35に供給する。尚、抽出する垂直参照方向成分画素の画素数は、注目画素に対して上下に隣接する2画素ずつに限るものではなく、垂直方向に隣接している画素であればよく、例えば、注目画素の上下に隣接する3画素ずつであってもよいし、さらには、注目画素に対して上方向に隣接する1画素と、下方向に隣接する3画素とするようにしても良い。
The vertical reference direction component
Flatレート計算部35は、垂直参照方向成分画素抽出部34より供給されてくる注目画素と、垂直参照方向成分画素とのそれぞれの画素値の差分絶対値を求めて、その差分絶対値の最大値をFlatレートとして混合部33に供給する。ここで、垂直方向のFlatレートは、注目画素と垂直参照方向成分画素との画素値の差分絶対値の変化を示したものであり、Flatレートが大きいとき、注目画素近傍の画素の画素値の変化が大きく、垂直方向に画素間の相関が小さい、平坦ではない画像(画素値の変化が大きいFlatではない画像)であることを示し、逆に、Flatレートが小さいとき、注目画素近傍の画素の画素値の変化が小さく、垂直方向に画素間の相関が大きい、平坦な画像(画素値の変化が小さいFlatな画像)であることを示している。
The flat
混合部33は、Flatレート計算部35より供給される垂直方向のFlatレートに基づいて、非線形平滑化処理された注目画素と、未処理の注目画素の画素値を混合し、水平方向平滑化処理された画素として後段のバッファ23に出力する。
Based on the vertical flat rate supplied from the flat
次に、図13を参照して、垂直方向平滑化処理部24の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the vertical direction smoothing
垂直方向平滑化処理部24は、基本的に上述した水平方向平滑化処理部22の構成における水平方向の処理と垂直方向の処理を入れ替えたものである。すなわち、垂直処理方向成分画素抽出部41は、バッファ23に記憶されている画像信号の各画素より注目画素を順次設定すると共に、注目画素に対応する、非線形平滑化処理に必要な画素を抽出し、非線形平滑化処理部42に出力する。より具体的には、垂直処理方向成分画素抽出部41は、注目画素に対して、垂直方向に上下に隣接するそれぞれ2画素からなる垂直処理方向成分画素を抽出し、抽出した4画素と注目画素のそれぞれの画素値を非線形平滑化処理部42に供給する。尚、抽出する垂直処理方向成分画素の画素数は、注目画素に対して上下に隣接する2画素ずつに限るものではなく、垂直方向に隣接している画素であればよく、例えば、注目画素の上下に隣接する3画素ずつであってもよいし、さらには、注目画素に対して上方向に隣接する1画素と、下方向に隣接する3画素とするようにしても良い。
The vertical direction smoothing
非線形平滑化処理部42は、垂直処理方向成分画素抽出部41より供給された注目画素とその上下のそれぞれに隣接する2画素である垂直処理方向成分画素とを用いて、注目画素を垂直方向に非線形平滑化処理し、混合部43に供給する。非線形平滑化処理部42の構成は、非線形平滑化処理部32と同様の構成であり、その詳細については、図14を参照して後述する。
The non-linear
水平参照方向成分画素抽出部44は、バッファ23に記憶されている画像信号の各画素より注目画素を順次設定すると共に、注目画素に対応する、非線形平滑化処理に必要な画素が配置されている方向と異なる水平方向に隣接する画素を抽出し、Flatレート計算部45に出力する。より具体的には、水平参照方向成分画素抽出部44は、注目画素に対して、水平方向の左右に隣接する2画素ずつを抽出し、抽出した4画素と注目画素のそれぞれの画素値をFlatレート計算部45に供給する。尚、抽出する画素数は、注目画素に対して水平に隣接する2画素ずつに限るものではなく、水平方向に隣接している画素であればよく、例えば、注目画素の水平に隣接する3画素ずつであってもよいし、さらには、注目画素に対して左方向に隣接する1画素と、右方向に隣接する3画素とするようにしても良い。
The horizontal reference direction component
Flatレート計算部45は、水平参照方向成分画素抽出部44より供給されてくる注目画素と、注目画素に対して左右のそれぞれに隣接する2画素のそれぞれの画素値の差分絶対値を求めて、その差分絶対値の最大値をFlatレートとして混合部43に供給する。
The flat
混合部43は、Flatレート計算部45より供給される水平方向のFlatレートに基づいて、非線形平滑化処理された注目画素と、未処理の注目画素の画素値を混合し、水平方向平滑化処理された画素として後段のバッファ25に出力する。
Based on the horizontal flat rate supplied from the flat
次に、図14を参照して、非線形平滑化処理部32の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the nonlinear
この非線形平滑化処理部32の非線形フィルタ51は、入力される画像信号SIを構成する画素の変動のうち、そのサイズが閾値ε1よりも大きい急峻なエッジを保持すると共に、エッジ以外の部分を平滑化し、平滑化した画像信号SLPF-Hを混合部52に出力する。
The non-linear filter 51 of the non-linear
混合比検出部53は、入力される画像信号SIを構成する画素の変動の中の微小な変化に基づいて、混合比を計算し、混合部52に供給する
The mixing
混合部52は、平滑化処理された画像信号SLPF-Hと平滑化されていない入力された画像信号SIを、混合比検出部53より供給される混合比に基づいて、混合し、非線形平滑化された画像信号SF-Hとして出力する。
Mixing
非線形フィルタ51のLPF(Low Pass Filter)61は、制御信号発生部62より供給される制御信号に基づいて、注目画素と、その水平方向の左右に隣接する2画素である水平処理方向成分画素との画素値を用いて、注目画素を平滑化して、平滑化された画像信号SLPF-Hを混合部52に出力する。制御信号発生部62は、注目画素と、水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値を算出し、その算出結果に基づいてLPF61を制御する制御信号を発生し、LPF61に供給する。尚、非線形フィルタ51としては、例えば、上述した従来のεフィルタ1を用いるようにしてもよい。
An LPF (Low Pass Filter) 61 of the non-linear filter 51 is based on a control signal supplied from the
次に、図15のフローチャートを参照して、図11の強調処理装置11による画像強調処理について説明する。
Next, image enhancement processing by the
ステップS1において、水平方向平滑化処理部22は、バッファ21に、順次記憶されていく画像信号を用いて、水平方向平滑化処理を実行する。
In step S <b> 1, the horizontal direction smoothing
ここで、図16のフローチャートを参照して、水平方向平滑化処理部22による水平方向平滑化処理について説明する。
Here, with reference to the flowchart of FIG. 16, the horizontal direction smoothing process by the horizontal direction smoothing
ステップS11において、水平方向平滑化処理部22の水平処理方向成分画素抽出部31は、ラスタスキャン順に注目画素を設定する。同時に、垂直参照方向成分画素抽出部34も、同様にラスタスキャン順に注目画素を設定する。尚、注目画素の設定順序は、ラスタスキャン順以外の順序であってもよいが、水平処理方向成分画素抽出部31により設定される注目画素と、垂直参照方向成分画素抽出部34により設定される注目画素とが同一となるように設定される必要がある。
In step S11, the horizontal processing direction component
ステップS12において、水平処理方向成分画素抽出部31は、注目画素と共に、注目画素に対して水平方向(左右方向)に2画素ずつ隣接する近傍画素である水平処理方向成分画素からなる合計5画素の画素値をバッファ21より抽出して非線形平滑化処理部32に出力する。例えば、図17で示されるような場合、画素L2,L1,C,R1,R2が、注目画素および水平処理方向成分画素として抽出される。尚、図17においては、画素Cは、注目画素であり、画素L2,L1が、注目画素Cの左側に隣接する2画素の水平処理方向成分画素であり、画素R1,R2が注目画素Cの右側に隣接する2画素の水平処理方向成分画素である。
In step S12, the horizontal processing direction component
ステップS13において、垂直参照方向成分画素抽出部34は、注目画素と共に、注目画素に対して垂直方向(上下方向)に2画素ずつ隣接する近傍画素である垂直参照方向成分画素からなる合計5画素の画素値をバッファ21より抽出してFlatレート計算部35に出力する。例えば、図17で示されるような場合、画素U2,U1,C,D1,D2が、注目画素および垂直参照方向成分画素として抽出される。尚、図17においては、画素Cは、注目画素であり、画素U2,U1が、注目画素Cの上側に隣接する2画素の垂直参照方向成分画素であり、画素D1,D2が注目画素Cの下側に隣接する2画素の垂直参照方向成分画素である。
In step S13, the vertical reference direction component
ステップS14において、非線形平滑化処理部32は、水平処理方向成分画素抽出部31より供給された注目画素と水平処理方向成分画素に基づいて、注目画素に非線形平滑化処理を施す。
In step S <b> 14, the nonlinear
ここで、図18のフローチャートを参照して、非線形平滑化処理部32による非線形平滑化処理について説明する。
Here, with reference to the flowchart of FIG. 18, the nonlinear smoothing process by the nonlinear
ステップS31において、非線形フィルタ51の制御信号発生部62は、注目画素と、水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値を計算する。すなわち、図17の場合、制御信号発生部62は、注目画素Cと、水平方向に隣接する各近傍画素である水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値|C−L2|,|C−L1|,|C−R1|,|C−R2|を計算する。
In step S31, the control
ステップS32において、ローパスフィルタ61は、制御信号発生部62により計算された各差分絶対値と所定の閾値ε2と比較して、この比較結果に対応して、入力される画像信号SIに非線形フィルタリング処理を施す。より具体的には、ローパスフィルタ61は、例えば、式(1)のように、注目画素Cおよび水平処理方向成分画素の画素値を、タップ係数を用いて加重平均して、注目画素Cに対応する変換結果C’を平滑化された画像信号SLPF-Hとして混合部52に出力する。ただし、注目画素Cの画素値との差分絶対値が、所定の閾値ε2よりも大きい水平処理方向成分画素については、画素値を注目画素Cの画素値と置換して加重平均するようにする(例えば、式(2)で示されるように演算する)。
In step S32, the low-
ステップS33において、混合比検出部53は、微小エッジ判定処理を実行し、微小なエッジが存在するか否かを判定する。
In step S33, the mixture
ここで、図19のフローチャートを参照して、微小エッジ判定処理について説明する。 Here, the minute edge determination processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS41において、混合比検出部53は、注目画素と、各水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値を算出し、各差分絶対値が全て、閾値ε3(≪ε2)よりも小さいか否かを判定し、その判定結果に基づいて、微小なエッジが存在するか否かを判定する。
In step S41, the mixture
すなわち、例えば、図17で示したように、混合比検出部53は、注目画素Cと、水平方向に隣接する各水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値を算出し、各差分絶対値が全て、閾値ε3よりも小さいか否かを判定し、各差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さいと判定した場合、近傍画素と注目画素との画素値に変化がないものとみなし、ステップS44に進み、注目画素の近傍には、微小なエッジが存在しないものと判定する。
That is, for example, as illustrated in FIG. 17, the mixture
一方、ステップS41において、算出された差分絶対値のうち、1つでも閾値ε3以上のものがあると判定された場合、ステップS42に進み、混合比検出部53は、注目画素の左右の一方側の水平処理方向成分画素と注目画素との差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素の左右の他方側の水平処理方向成分画素と注目画素との差分絶対値が全て閾値ε3以上であって、かつ、注目画素の左右の他方側の水平処理方向成分画素と注目画素との各差分の正負が一致しているか否かを判定する。
On the other hand, in step S41, among the calculated absolute difference value, if it is determined that even one has a threshold epsilon 3 or more of, the process proceeds to step S42, the
すなわち、注目画素Cの左右の一方側の水平処理方向成分画素が、例えば、図17の画素L2,L1であり、注目画素Cの左右の他方側の水平処理方向成分画素が、図17の画素R2,R1である場合、混合比検出部53は、注目画素Cの左右の一方側の水平処理方向成分画素と注目画素Cとの差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cの左右の他方側の水平処理方向成分画素R1,R2と注目画素Cとの差分絶対値が全て閾値ε3以上であって、かつ、注目画素Cの左右の他方側の水平処理方向成分画素R1,R2と注目画素Cとの各差の正負が一致しているか否かを判定する。
That is, the horizontal processing direction component pixels on the left and right sides of the target pixel C are, for example, the pixels L2 and L1 in FIG. 17, and the horizontal processing direction component pixels on the left and right sides of the target pixel C are the pixels in FIG. In the case of R2 and R1, the mixture
例えば、上記の条件が満たされていると判定された場合、ステップS43において、混合比検出部53は、注目画素の近傍に、微小なエッジが存在すると判定する。
For example, when it is determined that the above condition is satisfied, in step S43, the mixture
一方、ステップS42において、上記条件を満たしていないと判定された場合、ステップS44において、混合比検出部53は、注目画素の近傍には、微小なエッジが存在しないと判定する。
On the other hand, when it is determined in step S42 that the above condition is not satisfied, in step S44, the mixture
例えば、注目画素Cと水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2の関係が図20に示すような場合、注目画素Cと左側の水平処理方向成分画素L2,L1の差分絶対値|L2−C|,|L1−C|が閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cと右側の水平処理方向成分画素R1,R2の差分絶対値|R1−C|,|R2−C|が閾値ε3以上であり、かつ、注目画素Cと右側の水平処理方向成分画素R1,R2の差(R1−C),(R2−C)の符号が一致する(いまの場合、ともに正)ので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在すると判定される。 For example, when the relationship between the target pixel C and the horizontal processing direction component pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 20, the absolute difference value | L2− between the target pixel C and the left horizontal processing direction component pixels L2 and L1. C |, | L1-C | is smaller than the threshold epsilon 3, and the difference absolute value of the horizontal processing of the target pixel C and the right direction component pixels R1, R2 | R1-C | , | R2-C | is threshold epsilon Since the sign of the difference (R1-C) and (R2-C) between the target pixel C and the right-side horizontal processing direction component pixels R1, R2 is equal (3 in this case, both) It is determined that a minute edge exists in the vicinity of the pixel C.
また、例えば、注目画素Cと水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2の関係が図21に示すような場合、注目画素Cと左側の水平処理方向成分画素L2,L1の差分絶対値|L2−C|,|L1−C|が閾値ε3よりも小さく、かつ、注目画素Cと右側の水平処理方向成分画素R1,R2の差分絶対値|R1−C|,|R2−C|が閾値ε3以上ではあるが、かつ、注目画素Cと右側の水平処理方向成分画素R1,R2の差(R1−C),(R2−C)の符号が一致しない(いまの場合、それぞれ正、負)ので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在しないと判定される。 Also, for example, when the relationship between the target pixel C and the horizontal processing direction component pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 21, the difference absolute value between the target pixel C and the left horizontal processing direction component pixels L2 and L1 | L2-C |, | L1- C | is smaller than the threshold epsilon 3, and the difference absolute value of the horizontal processing of the target pixel C and the right direction component pixels R1, R2 | R1-C | , | R2-C | is Although not less than the threshold value ε 3 , the signs of the differences (R1−C) and (R2−C) between the target pixel C and the right horizontal processing direction component pixels R1 and R2 do not match (in this case, positive, Negative), it is determined that there is no minute edge in the vicinity of the target pixel C.
さらに、例えば、注目画素Cと水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2の関係が図22に示すような場合、注目画素Cの左右いずれの側も、注目画素Cと水平処理方向成分画素の差分絶対値が全て閾値ε3よりも小さいわけではないので、注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在しないと判定される。 Furthermore, for example, when the relationship between the target pixel C and the horizontal processing direction component pixels L2, L1, R1, and R2 is as shown in FIG. 22, the target pixel C and the horizontal processing direction component pixel are on either side of the target pixel C. Are not all smaller than the threshold value ε 3 , it is determined that no minute edge exists in the vicinity of the target pixel C.
このようにして、注目画素の近傍に微小なエッジが存在するか否かが判定された後、処理は図18のステップS34に戻る。 Thus, after determining whether or not a minute edge exists in the vicinity of the target pixel, the process returns to step S34 in FIG.
ステップS33の処理が終了すると、ステップS34において、混合比検出部53は、ステップS33における微小エッジ判定処理による判定結果が、「注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在する」であるか否かを判定する。例えば、微小エッジ判定処理による判定結果が、「注目画素Cの近傍に微小なエッジが存在する」である場合、ステップS35において、混合比検出部53は、水平方向に非線形フィルタリング処理された画像信号SLPF-Hと入力された画像信号SIの混合比であるMixレートMr-Hを最大MixレートMr-H maxとして混合部52に出力する。尚、最大MixレートMr-H maxは、MixレートMr-Hの最大値、すなわち、画素値のダイナミックレンジの最大値と最小値の差分絶対値である。
When the process of step S33 ends, in step S34, the mixture
ステップS36において、混合部52は、混合比検出部53より供給されるMixレートMr-Hに基づいて、入力される画像信号SIと非線形フィルタ51により非線形平滑化処理された画像信号SLPF-Hとを混合し、非線形平滑化された画像信号SF-Hとしてバッファ23に出力する。より詳細には、混合部52は、以下の式(3)を演算して、入力される画像信号SIと非線形フィルタにより非線形平滑化された画像信号SLPF-Hとを混合する。
In step S36, the mixing
SF-H=SI×Mr-H/Mr-H max+SLPF-H×(1−Mr-H/Mr-H max)
・・・(3)
ここで、Mr-Hは、Mixレートであり、Mr-H maxは、MixレートMr-Hの最大値、すなわち、画素値の最大値と最小値の差分絶対値である。
S FH = S I × Mr −H / Mr −H max + S LPF−H × (1−Mr −H / Mr −H max )
... (3)
Here, Mr -H is the Mix rate, and Mr -H max is the maximum value of the Mix rate Mr -H , that is, the absolute difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values.
式(3)で示されるように、MixレートMr-Hが大きければ、非線形フィルタ51により処理された画像信号SLPF-Hの重みが小さくなり、入力された処理されていない画像信号SIの重みが大きくなる。逆に、MixレートMr-Hが小さければ、すなわち、水平方向に隣接する画素間の画素値の差分絶対値が小さいほど、非線形フィルタにより処理された画像信号SLPF-Hの重みが大きくなり、入力された処理されていない画像信号の重みが小さくなる。 As shown in Expression (3), if the mix rate Mr −H is large, the weight of the image signal S LPF-H processed by the nonlinear filter 51 becomes small, and the input unprocessed image signal S I The weight increases. Conversely, if the mix rate Mr- H is small, that is, the smaller the absolute value of the pixel value difference between adjacent pixels in the horizontal direction, the weight of the image signal S LPF-H processed by the nonlinear filter increases. The weight of the input unprocessed image signal is reduced.
従って、微小エッジが検出された場合、MixレートMr-Hは最大MixレートMr-H maxとなるので、実質的に入力された画像信号SIが、そのまま出力されることになる。 Therefore, if the minute edge is detected, the Mix rate Mr -H is maximized Mix rate Mr -H max, substantially inputted image signal S I is to be output as it is.
一方、ステップS34において、「微小エッジが存在しない」と判定された場合、ステップS37において、混合比検出部53は、注目画素と、各水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値をそれぞれ計算し、計算した各差分絶対値のうちの最大値を混合比である、MixレートMr-Hとして求め、混合部52に出力し、その処理は、ステップS36に進む。
On the other hand, if it is determined in step S34 that “a minute edge does not exist”, in step S37, the mixture
すなわち、図17の場合、混合比検出部53は、注目画素Cと、各水平処理方向成分画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値|C−L2|,|C−L1|,|C−R1|,|C−R2|を計算し、計算した各差分絶対値のうちの最大値を混合比であるMixレートMr-Hとして求め、混合部52に出力する。
That is, in the case of FIG. 17, the mixture
すなわち、微小エッジが存在しない場合、注目画素と各水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値の最大値に応じて、非線形フィルタリング処理された画像信号SLPF-Hと、入力された画像信号SIとが混合されて、非線形平滑化処理された画像信号SF-Hが生成され、微小エッジが存在した場合、入力された画像信号SIがそのまま出力される。 That is, when there is no minute edge, the image signal S LPF-H that has been subjected to nonlinear filtering according to the maximum value of the absolute difference of the pixel value between the target pixel and each horizontal processing direction component pixel, and the input image The image signal S FH subjected to the nonlinear smoothing process is generated by mixing with the signal S I, and when there is a minute edge, the input image signal S I is output as it is.
結果として、非線形平滑化処理部32においては、閾値ε3を基準として微小エッジが検出されることになるので、微小エッジが存在する部分については、非線形平滑化処理が施されないようにすると共に、エッジが存在しない部分についても、その差分絶対値の大きさに応じて非線形平滑化処理が施された画素値と、入力された画像信号とを混合するようにしたので、特に、微小なエッジで構成された単純なパターン画像等で著しく画質の劣化が生じてしまうという事態を抑止することが可能になる。 As a result, in the non-linear smoother 32, since minute edge is to be detected the threshold epsilon 3 as a reference, portions fine edge exists, as well as such is not performed the non-linear smoother, Even in the part where there is no edge, the pixel value that has been subjected to the nonlinear smoothing process according to the magnitude of the absolute value of the difference is mixed with the input image signal. It is possible to suppress a situation in which the image quality is significantly deteriorated by a simple pattern image or the like configured.
ここで、図16のフローチャートの説明に戻る。 Now, the description returns to the flowchart of FIG.
ステップS15において、Flatレート計算部35は、注目画素と、注目画素に対して垂直方向に隣接する各垂直参照方向成分画素との画素値の差分絶対値をそれぞれ計算する。すなわち、図17の場合、Flatレート計算部35は、注目画素Cと、垂直方向に隣接する各垂直参照方向成分画素U2,U1,D1,D2との画素値の差分絶対値|C−U2|,|C−U1|,|C−D1|,|C−D2|を計算する。
In step S <b> 15, the flat
ステップS16において、Flatレート計算部35は、注目画素と、注目画素に対して垂直方向に隣接する各垂直参照方向成分画素との差分絶対値のうち、最大値となる差分絶対値を求めて、これをFlatレートFr-Vとして混合部33に供給する。
In step S <b> 16, the flat
ステップS17において、混合部33は、Flatレート計算部35より供給されるFlatレートFr-Vに基づいて、入力される画像信号SIと非線形平滑化処理部32により非線形平滑化処理された画像信号SF-Hとを混合し、水平処理平滑化処理された画像信号SNL-Hとしてバッファ23に出力する。より詳細には、混合部33は、以下の式(4)を演算して、入力される画像信号SIと非線形平滑化処理部32により非線形平滑化処理された画像信号SF-Hとを混合する。
In step S17, the mixing
SNL-H=SF-H×Fr-V/Fr-H max+SI×(1−Fr-V/Fr-V max)
・・・(4)
ここで、Fr-Vは、垂直方向のFlatレートであり、Fr-V maxは、垂直方向のFlatレートFr-Vの最大値、すなわち、画素値のダイナミックレンジの最大値と最小値の差分絶対値である。FlatレートFr-Vは、垂直参照方向成分画素と注目画素との差分絶対値の最大値であるので、その値が小さいほど、注目画素と、注目画素に垂直方向に隣接する垂直参照方向成分画素の領域では、画素値の変化が小さく、視覚的にも色の変化が小さいため、見た目に平坦な状態(Flatな状態)であると言える。逆に、FlatレートFr-Vが大きいと言うことは、注目画素と、注目画素に垂直方向に隣接する垂直参照方向成分画素の領域では、画素間の変化が大きく、見た目にも平坦ではない状態(Flatではない状態)であることが示される。
S NL-H = S FH x Fr -V / Fr -H max + S I x (1-Fr -V / Fr -V max )
... (4)
Here, Fr -V is the flat rate in the vertical direction, and Fr -V max is the maximum value of the vertical flat rate Fr -V , that is, the absolute difference between the maximum value and the minimum value of the dynamic range of the pixel value. Value. Since the flat rate Fr- V is the maximum value of the absolute difference between the vertical reference direction component pixel and the target pixel, the smaller the value, the vertical reference direction component pixel that is adjacent to the target pixel in the vertical direction. In this area, since the change in pixel value is small and the change in color is small visually, it can be said that it is a flat state (flat state). On the other hand, a large flat rate Fr- V means that there is a large change between the pixels in the target pixel and the vertical reference direction component pixel area that is adjacent to the target pixel in the vertical direction, and the appearance is not flat. (Non-Flat state).
このため、式(4)で示されるように、FlatレートFr-Vが大きければ、非線形平滑化処理部32により非線形平滑化処理された画像信号SF-Hの重みが増し、入力された処理されていない画像信号SIの重みが小さくなる。逆に、FlatレートFr-Vが小さければ、すなわち、垂直方向の画素間の画素値の差分絶対値が小さいほど、非線形平滑化処理部32により非線形平滑化処理された画像信号SF-Hの重みが小さくなり、入力された処理されていない画像信号SIの重みが大きくなる。
For this reason, as shown in the equation (4), if the flat rate Fr −V is large, the weight of the image signal S FH subjected to the nonlinear smoothing processing by the nonlinear
ステップS18において、水平処理方向成分画素抽出部31は、全ての画素を注目画素として処理したか、すなわち、未処理の画素が存在するか否かを判定し、例えば、全ての画素を注目画素として処理していない、すなわち、未処理画素が存在すると判定した場合、その処理は、ステップS11に戻る。そして、ステップS18において、全ての画素が注目画素として処理された、すなわち、未処理画素が存在しないと判定された場合、その処理は、終了し、図15のステップS1の処理が終了する。尚、垂直参照方向成分画素抽出部34も、同様に、全ての画素を注目画素として処理したか、すなわち、未処理の画素が存在するか否かを判定し、いずれにおいても、未処理画素が存在しないと判定された場合にのみ、その処理を終了させるようにしても良い。
In step S18, the horizontal processing direction component
結果として、図7の破線Line2上の縦方向の太線上の注目画素に対して処理を施すような場合、注目画素に対して垂直方向に隣接する垂直参照方向成分画素との画素値の差分絶対値より求められる垂直方向のFlatレートFr-Vに応じて、水平方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Hと、入力された画像信号SIとが混合されることにより、垂直方向に相関が強い、すなわち、垂直方向のFlatレートFr-Vが小さく、垂直方向の相関が強い場合、入力された画像信号SIの重みを大きくし、逆に、垂直方向のFlatレートFr-Vが大きく、垂直方向の相関が弱い場合、水平方向に非線形フィルタリング処理された画像信号SF-Hの重みを大きくすることにより、エッジを意識しつつ、処理方向に応じた(非線形平滑化処理に使用する近傍画素が、注目画素に対して水平方向に隣接する画素であるか、または、垂直方向に隣接する画素であるかに応じた)不自然な処理を抑制することが可能となる。従って、例えば、垂直方向に縦の太線上に図10で示される平滑化処理により生じる格子状の領域のような不自然な画像信号の発生を抑制することが可能となる。 As a result, when processing is performed on the target pixel on the vertical thick line on the broken line Line2 in FIG. 7, the difference between the pixel values of the vertical reference direction component pixels adjacent to the target pixel in the vertical direction is absolute The image signal S FH that has been subjected to nonlinear smoothing processing in the horizontal direction and the input image signal S I are mixed in accordance with the flat rate Fr -V in the vertical direction obtained from the value, thereby correlating in the vertical direction. strong, i.e., the vertical direction of the Flat rate Fr -V is small, when the correlation in the vertical direction is strong, to increase the weight of the input image signal S I, conversely, large vertical Flat rate Fr -V When the correlation in the vertical direction is weak, by increasing the weight of the image signal S FH that has been subjected to nonlinear filtering in the horizontal direction, the edges are conscious and the corresponding pixels are used according to the processing direction (neighboring pixels used for nonlinear smoothing processing). Is water for the pixel of interest Whether it is a pixel adjacent in the direction, or, depending on whether the pixels adjacent in the vertical direction) can be suppressed unnatural process. Therefore, for example, it is possible to suppress the occurrence of an unnatural image signal such as a grid-like region generated by the smoothing process shown in FIG. 10 on a vertical vertical line.
尚、以上においては、混合に際しては、FlatレートFr-Vをそのまま重み係数として画素値に乗じる例について説明してきたが、その他のFlatレートに応じた重み係数を非線形フィルタリング処理された画像信号SF-Hと入力された画像信号SIのそれぞれに乗じて混合するようにしても良い。すなわち、例えば、図23で示されるように、FlatレートFr-Vに応じて設定される重み係数W1,W2を用いて、以下の式(5)を用いて混合するようにしても良い。 In the above description, the example of multiplying the pixel value by using the flat rate Fr -V as a weighting factor as it is when mixing is described. However, the image signal S FH that has been subjected to nonlinear filtering processing with other weighting factors according to the flat rate. it may be mixed by multiplying the respective input image signals S I and. That is, for example, as shown in FIG. 23, the weighting factors W 1 and W 2 set according to the flat rate Fr −V may be used to perform mixing using the following equation (5). .
SNL-H=SI×W1+SF-H×W2
・・・(5)
S NL-H = S I × W 1 + S FH × W 2
... (5)
ここで、W2は水平方向に非線形フィルタリング処理された画像信号SF-Hの重み係数であり、W1は入力された画像信号SIの重み係数である。また、(W1+W2)は、重み係数の最大値Wmax(=1)である。 Here, W 2 is the weight coefficient of the image signal S FH which is non-linear filtering processing in the horizontal direction, W 1 is the weight coefficient of the image signal S I that is input. Further, (W 1 + W 2 ) is the maximum value W max (= 1) of the weight coefficient.
すなわち、図23においては、FlatレートFr-HがFr1より小さい範囲(Fr-V<Fr1)では、重み係数W1は、重み係数の最大値Wmaxであり、重み係数W2は0である。FlatレートFr-VがFr1より以上で、かつ、Fr2以下の範囲(Fr1≦Fr-V≦Fr2)では、重み係数W1は、FlatレートFr-Vに比例して減少し、重み係数W2は、FlatレートFr-Vに比例して増大して、かつ、(W1+W2)は、重み係数の最大値Wmax(=1)となるように設定されている。さらに、FlatレートFr-VがFr2より大きい範囲(Fr2≦Fr-V)では、重み係数W1は0であり、重み係数W2は重み係数の最大値Wmaxである。 That is, in FIG. 23, the Flat rate Fr -H is Fr1 smaller range (Fr -V <Fr1), the weighting factor W 1 is the maximum value W max of the weighting factor, the weighting factor W 2 is 0 . In the range where the flat rate Fr -V is higher than Fr1 and lower than Fr2 (Fr1 ≤ Fr -V ≤ Fr2), the weighting factor W 1 decreases in proportion to the flat rate Fr -V , and the weighting factor W 2 Is increased in proportion to the flat rate Fr− V , and (W 1 + W 2 ) is set to be the maximum value W max (= 1) of the weight coefficient. Furthermore, the Flat rate Fr -V is Fr2 larger range (Fr2 ≦ Fr -V), the weight coefficient W 1 is 0, the weighting factor W 2 is the maximum value W max of the weighting factor.
結果として、エッジの有無を正確に意識して、画像を非線形平滑化することが可能となる。尚、Fr1=Fr2となる場合、FlatレートFr-Vが、Fr1(=Fr2)であるときを閾値として、出力される画像信号が、入力された画像信号SIか、または、非線形平滑化処理された画像信号SF-Hのいずれかが、切替えられて出力されることになる。 As a result, it is possible to nonlinearly smooth the image while accurately conscious of the presence or absence of edges. In the case where the Fr1 = Fr2, Flat, rate Fr -V is, Fr1 (= Fr2) as the threshold when a image signal is outputted, whether an input image signal S I, or, the non-linear smoother One of the image signals S FH that has been switched is output after being switched.
ここで、図15のフローチャートに戻る。 Here, it returns to the flowchart of FIG.
以上のように、ステップS1において、水平方向平滑化処理部22は、水平方向平滑化処理により生成された画像信号SNL-Hをバッファ23に順次記憶させる。
As described above, in step S <b > 1, the horizontal direction smoothing
ステップS2において、垂直方向平滑化処理部24は、バッファ23に、順次記憶されている、水平方向平滑化処理されている画像信号SNL-Hを用いて、垂直方向平滑化処理を実行する。尚、垂直方向平滑化処理は、水平方向平滑化処理における処理の水平方向の処理と、垂直方向の処理とを入れ替えた処理であり、処理内容そのものは同様のものである。
In
すなわち、ステップS51において、垂直方向平滑化処理部24の垂直処理方向成分画素抽出部41は、ラスタスキャン順に注目画素を設定する。同時に、水平参照方向成分画素抽出部44も、同様にラスタスキャン順に注目画素を設定する。尚、注目画素の設定順序は、ラスタスキャン順以外の順序であってもよいが、垂直処理方向成分画素抽出部41により設定される注目画素と、水平参照方向成分画素抽出部44により設定される注目画素とが同一となるように設定される必要がある。
That is, in step S51, the vertical processing direction component
ステップS52において、垂直処理方向成分画素抽出部41は、注目画素と共に、注目画素に対して垂直方向(上下方向)に2画素ずつ隣接する近傍画素である水平参照方向成分画素からなる合計5画素の画素値をバッファ23より抽出して非線形平滑化処理部42に出力する。例えば、図17で示されるような場合、画素U2,U1,C,D1,D2が、注目画素および水平参照方向成分画素として抽出される。
In step S52, the vertical processing direction component
ステップS53において、水平参照方向成分画素抽出部44は、注目画素と共に、注目画素に対して水平方向(左右方向)に2画素ずつ隣接する近傍画素である水平参照方向成分画素からなる合計5画素の画素値をバッファ23より抽出してFlatレート計算部45に出力する。例えば、図17で示されるような場合、画素L2,L1,C,R1,R2が、注目画素および水平参照方向成分画素として抽出される。
In step S53, the horizontal reference direction component
ステップS54において、非線形平滑化処理部42は、垂直処理方向成分画素抽出部41より供給された注目画素と垂直処理方向成分画素に基づいて、注目画素に非線形平滑化処理を施す。尚、ステップS54における非線形平滑化処理については、図16のステップS14における非線形平滑化処理と、水平方向と垂直方向の関係が入れ替わるのみで、その他の処理については同様であるので、その説明は省略するものとする。従って、この処理により、非線形平滑化処理部42は、垂直方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Vを混合部43に出力する。
In step S54, the nonlinear
ステップS55において、Flatレート計算部45は、注目画素と、注目画素に対して水平方向に隣接する各水平参照方向成分画素との画素値の差分絶対値をそれぞれ計算する。すなわち、図17の場合、Flatレート計算部45は、注目画素Cと、水平方向に隣接する各水平参照方向成分画素L2,L1,R1,R2との画素値の差分絶対値|C−L2|,|C−L1|,|C−R1|,|C−R2|を計算する。
In step S55, the flat
ステップS56において、Flatレート計算部45は、注目画素と、注目画素に対して水平方向に隣接する各水平参照方向成分画素との差分絶対値のうち、最大値となる差分絶対値を求めて、これをFlatレートFr-Hとして混合部43に供給する。
In step S56, the flat
ステップS57において、混合部43は、Flatレート計算部45より供給されるFlatレートFr-Hに基づいて、入力される水平方向平滑化処理部22により水平方向非線形平滑化処理された画像信号SNL-Hと非線形平滑化処理部42により非線形平滑化処理された画像信号SF-Vとを混合し、垂直方向の近接画素と用いて平滑化された画像信号SOをバッファ25に出力する。より詳細には、混合部43は、以下の式(6)を演算して、入力される水平方向非線形平滑化処理されている画像信号SNL-Hと非線形平滑化処理部42により垂直方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Vとを混合する。
In step S57, the mixing
SO=SF-V×Fr-H/Fr-H max+SNL-H×(1−Fr-H/Fr-H max)
・・・(6)
ここで、Fr-Hは、水平方向のFlatレートであり、Fr-H maxは、FlatレートFr-Hの最大値、すなわち、画素値のダイナミックレンジの最大値と最小値の差分絶対値である。FlatレートFr-Hは、水平方向に隣接する各水平参照方向成分画素と注目画素との差分絶対値の最大値であるので、その値が小さいほど、注目画素と、注目画素に水平方向に隣接する近傍画素の領域では、画素値の変化が小さく、視覚的にも色の変化が小さいため、見た目に平坦な状態(Flatな状態)であると言える。逆に、FlatレートFr-Hが大きいと言うことは、注目画素と、注目画素に垂直方向に隣接する水平参照方向成分画素の領域では、画素間の変化が大きく、見た目にも平坦ではない状態(Flatではない状態)であることが示される。
S O = S FV × Fr −H / Fr −H max + S NL−H × (1−Fr −H / Fr −H max )
... (6)
Here, Fr -H is the flat rate in the horizontal direction, and Fr -H max is the maximum value of the flat rate Fr -H , that is, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the dynamic range of the pixel value. . The flat rate Fr- H is the maximum value of the absolute difference between each horizontal reference direction component pixel adjacent in the horizontal direction and the target pixel, so the smaller the value, the adjacent to the target pixel and the target pixel in the horizontal direction. In the neighboring pixel region, the change in pixel value is small and the change in color is small visually, so it can be said that it is a flat state (Flat state). On the other hand, a large flat rate Fr- H means that there is a large change between the pixels in the target pixel and the horizontal reference direction component pixel area that is adjacent to the target pixel in the vertical direction, and it is not even in appearance. (Non-Flat state).
このため、式(6)で示されるように、FlatレートFr-Hが大きければ、非線形平滑化処理部42により垂直方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Vの重みが増し、水平方向平滑化処理された画像信号SNL-Hの重みが小さくなる。逆に、FlatレートFr-Hが小さければ、すなわち、水平方向の画素間の画素値の差分絶対値が小さいほど、非線形平滑化処理部32により垂直方向に非線形平滑化処理された画像信号SF-Vの重みが小さくなり、入力された水平方向に非線形平滑化処理されている画像信号SNL-Hの重みが大きくなる。
Therefore, as shown in Expression (6), if the flat rate Fr −H is large, the weight of the image signal S FV that has been nonlinearly smoothed in the vertical direction by the nonlinear
ステップS58において、垂直処理方向成分画素抽出部41は、全ての画素を注目画素として処理したか、すなわち、未処理の画素が存在するか否かを判定し、例えば、全ての画素を注目画素として処理していない、すなわち、未処理画素が存在すると判定した場合、その処理は、ステップS51に戻る。そして、ステップS58において、全ての画素が注目画素として処理された、すなわち、未処理画素が存在しないと判定された場合、その処理は、終了し、図15のステップS2の処理が終了する。尚、水平参照方向成分画素抽出部44も、同様の処理に、全ての画素を注目画素として処理したか、すなわち、未処理の画素が存在するか否かを判定し、いずれにおいても、未処理画素が存在しないと判定された場合にのみ、その処理を終了させるようにしても良い。
In step S58, the vertical processing direction component
結果として、注目画素に対して水平方向に隣接する水平参照方向成分画素との画素値の差分より求められるFlatレートFr-Hに応じて、垂直方向に平滑化処理された画像信号SF-Vと入力された画像信号SNL-Hとが混合されることにより、水平方向に相関が強い、すなわち、水平方向のFlatレートFr-Hが小さく、水平方向の相関が強い場合、入力された水平方向線形平滑化処理された画像信号SNL-Hの重みを大きくし、水平方向のFlatレートFr-Hが大きく、水平方向の相関が弱い場合、垂直方向に非線形フィルタリング処理された画像信号SF-Vの重みを大きくすることにより、エッジを意識しつつ、処理方向に応じた(非線形平滑化処理に使用する近傍画素が、注目画素に対して水平方向に隣接する画素であるか、または、垂直方向に隣接する画素であるかに応じた)不自然な処理を抑制することが可能となる。 As a result, the image signal S FV smoothed in the vertical direction is input in accordance with the flat rate Fr -H obtained from the difference in pixel value with the horizontal reference direction component pixel adjacent to the target pixel in the horizontal direction. When the generated image signal S NL-H is mixed, the horizontal direction has a strong correlation, that is, the horizontal flat rate Fr -H is small and the horizontal direction has a strong correlation. When the weight of the smoothed image signal S NL-H is increased, the horizontal flat rate Fr -H is large, and the horizontal correlation is weak, the weight of the image signal S FV subjected to nonlinear filtering in the vertical direction By increasing the size, the edge pixel is conscious and the neighboring pixel used in the non-linear smoothing process is adjacent to the target pixel in the horizontal direction or adjacent in the vertical direction. Whether the pixel is Flip was) it is possible to suppress the unnatural process.
尚、以上においては、混合に際しては、FlatレートFr-Hをそのまま重み係数として画素値に乗じる例について説明してきたが、その他のFlatレートFr-Hに応じた重み係数を平滑化処理された画像信号SF-Vと入力された水平方向平滑化処理された画像信号SNL-Hのそれぞれに乗じて混合するようにしても良い。すなわち、上述した水平方向平滑化処理における図23で示されるように、FlatレートFr-Hに応じて設定される重み係数W1,W2を用いていた場合と同様に、以下の式(7)のようにして、垂直方向平滑化処理された画像信号SOを求めるようにしても良い。 In the above description, the example of multiplying the pixel value by using the flat rate Fr -H as a weighting factor as it is when mixing is described, but an image obtained by smoothing the weighting factor corresponding to the other flat rate Fr -H The signal S FV and the input image signal S NL-H subjected to the horizontal direction smoothing may be multiplied and mixed. That is, as shown in FIG. 23 in the horizontal direction smoothing process described above, the following equation (7) is used, similarly to the case where the weighting factors W 1 and W 2 set according to the flat rate Fr −H are used. In this manner, the image signal S O subjected to the vertical direction smoothing process may be obtained.
SO=SNL-H×W11+SF-V×W12
・・・(7)
S O = S NL-H × W 11 + S FV × W 12
... (7)
ここで、W12は垂直方向に平滑化処理された画像信号SF-Vの重み係数であり、W11は入力された水平方向平滑化処理された画像信号SNL-Hの重み係数である。また、(W11+W12)は、重み係数の最大値Wmax(=1)である。 Here, W 12 is the weight factor of the image signal S FV which is smoothed in a vertical direction, W 11 is the weight coefficient of the image signal S NL-H which is processed horizontally smoothed input. Further, (W 11 + W 12 ) is the maximum weighting factor value W max (= 1).
結果として、エッジの有無を正確に意識して生成される画像を非線形平滑化することが可能となる。 As a result, it is possible to non-linearly smooth an image generated with an accurate awareness of the presence or absence of edges.
ここで、図15のフローチャートの説明に戻る。 Now, the description returns to the flowchart of FIG.
ステップS2において、垂直方向平滑化処理が実行されると、ステップS3において、次の画像が入力されたか否かが判定され、次の画像が入力されたと判定された場合、その処理は、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップS3において、次の画像が入力されていない、すなわち、画像信号が終了したと判定された場合、その処理は、終了する。 When the vertical direction smoothing process is executed in step S2, it is determined in step S3 whether or not the next image has been input. If it is determined that the next image has been input, the process is performed in step S1. Return to, and the subsequent processing is repeated. If it is determined in step S3 that the next image has not been input, that is, the image signal has ended, the processing ends.
以上の処理により、水平方向平滑化処理と垂直方向平滑化処理のそれぞれで、処理方向に応じた不自然な平滑化処理を、Flatレートを求めて、Flatレートに応じて、非線形平滑化された画像信号と、非線形平滑化処理されていない画像信号を混合するようにしたので、画像のエッジ部分を残し、処理方向に応じて生じる不自然な強調処理を抑制しつつ、エッジ以外の領域のコントラストや鮮鋭度を強調することが可能となる。 By the above processing, the unnatural smoothing processing according to the processing direction is obtained in each of the horizontal direction smoothing processing and the vertical direction smoothing processing, the flat rate is obtained, and the non-linear smoothing is performed according to the flat rate. Since the image signal and the image signal that has not been subjected to the nonlinear smoothing process are mixed, the edge of the image is left and the unnatural enhancement processing that occurs according to the processing direction is suppressed, while the contrast of the region other than the edge And sharpness can be emphasized.
尚、以上においては、水平方向平滑化処理の後、垂直方向平滑化処理が施される場合の例について説明してきたが、垂直方向平滑化処理の後、水平方向平滑化処理が施されるようにしてもよい。また、水平方向平滑化処理か、または、垂直方向平滑化処理のいずれかの処理のみを画像信号に施すだけでも、それぞれの処理で、処理方向に応じたFlatレートを求めるようにしているので、画像のエッジ部分を残し、処理方向に応じて生じる不自然な強調処理を抑制しつつ、エッジ以外の領域のコントラストや鮮鋭度を強調することが可能となる。 In the above description, the example in which the vertical direction smoothing process is performed after the horizontal direction smoothing process has been described. However, the horizontal direction smoothing process is performed after the vertical direction smoothing process. It may be. In addition, even if only the horizontal direction smoothing process or the vertical direction smoothing process is performed on the image signal, the flat rate corresponding to the processing direction is obtained in each process. It is possible to enhance the contrast and sharpness of the region other than the edge while leaving the edge portion of the image and suppressing the unnatural enhancement processing that occurs according to the processing direction.
また、以上の非線形平滑化処理部32においては、注目画素と、注目画素に対する水平処理方向成分画素を用いて非線形平滑化処理を行う例について説明してきたが、例えば、非線形平滑化処理において、水平処理方向成分画素と共に垂直参照方向成分画素を用いるようにしても良い。図25は、水平処理方向成分画素と共に垂直参照方向成分画素を用いるようにした水平方向平滑化処理部22の構成を示している。図25において、図12と対応する構成については、同一の符号を付すものとし、その説明は適宜省略するものとする。
In the nonlinear
図25の水平方向平滑化処理部22において、図12の水平方向平滑化処理部22と異なるのは非線形平滑化処理部32に代えて、非線形平滑化処理部71を設け、混合部33を削除して、Flatレート計算部35により計算されたFlatレートFr-Vを非線形平滑化処理部71に供給するようにしたことである。非線形平滑化処理部71は、基本的には、非線形平滑化処理部32と同様の機能を有するものであるが、さらに、非線形平滑化処理において、水平処理方向成分画素と共に、垂直参照方向成分画素抽出部34より供給される垂直参照方向成分画素を用いるようにした点が異なる。
25 differs from the horizontal direction smoothing
次に、図26を参照して、非線形平滑化処理部71の詳細な構成について説明する。尚、図26の非線形平滑化処理部71の構成において、図14の非線形平滑化処理部32の構成と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。
Next, a detailed configuration of the nonlinear
図26の非線形平滑化処理部71の構成において、図14の非線形平滑化処理部32の構成と異なるのは、制御信号発生部62に代えて、制御信号発生部81を設けた点である。制御信号発生部81は、基本的な機能は、制御信号発生部62と同様であるが、水平処理方向成分画素に加えて、Flatレート計算部35より供給されるFlatレートFr-Vを用いて制御信号を発生させる点で異なる。
The configuration of the nonlinear
次に、図27のフローチャートを参照して、図25の水平方向平滑化処理部22による非線形平滑化処理について説明する。尚、図27のフローチャートにおけるステップS73乃至S77の処理は、図18のフローチャートにおけるステップS33乃至S37の処理と同様であるので、その説明は省略する。
Next, the non-linear smoothing process by the horizontal direction smoothing
ステップS71において、非線形フィルタ51の制御信号発生部62は、注目画素と、水平処理方向成分画素との画素値の差分絶対値を計算する。
In step S71, the control
ステップS72において、ローパスフィルタ61は、制御信号発生部81により計算された注目画素Cと、複数の水平処理方向成分画素の画素値との各差分絶対値と所定の閾値ε2と比較して、この比較結果に対応して、閾値ε2よりも大きい場合、Cに置き換える第1の処理を実行した後、第1の処理が施された各画素に対してFlatレート計算部35より供給されてくるFlatレートFr-vを考慮して、画像信号SIに非線形フィルタリング処理を施す。
In step S72, the low-
より具体的には、例えば、注目画素Cを中心として左右2画素の画像信号が信号L2,L1,C,R1,R2であった場合、LPF61は、制御信号発生部81により発生される制御信号に基づいて、注目画素Cの画素値との差分が閾値よりも大きいとき、Cに置き換える処理を施し、注目画素を中心として左右に2画素ずつの水平方向の信号L2’,L1’,C,R1’,R2’を生成するものとする。さらに、LPF61は、各信号L2’,L1’,C,R1’,R2’に対して、FlatレートFr-Vを考慮した処理を施す。
More specifically, for example, when the image signals of the left and right pixels centering on the target pixel C are the signals L2, L1, C, R1, and R2, the
すなわち、例えば、信号L2’の場合、FlatレートFr-Vを考慮した処理により得られる信号L2”は、以下の式(8)を計算することにより求められる。 That is, for example, in the case of the signal L2 ′, the signal L2 ″ obtained by the processing considering the flat rate Fr −V can be obtained by calculating the following equation (8).
L2”=WC×C+WL2×L2’
・・・(8)
L2 ”= W C × C + W L2 × L2 '
... (8)
ここで、式(8)において、WL2とWCは、上述した式(5)における重みと同様のものであり、WCがW1に、WL2がW2にそれぞれ対応する(WL2+WC=1)ものである。従って、FlatレートFr-vが小さい場合、重みWCが最大値(=1)となり、信号L2”はCとなる(L2”=C)。 Here, in Expression (8), W L2 and W C are the same as the weights in Expression (5) described above, and W C corresponds to W 1 and W L2 corresponds to W 2 (W L2 + W C = 1). Therefore, when the flat rate Fr-v is small, the weight W C is the maximum value (= 1), and the signal L2 ″ is C (L2 ″ = C).
また、画素の信号に対しても同様の処理が施されるので、信号L1’,R1’,R2’のそれぞれは、以下の式(9)乃至式(11)で示されるような式により計算される。 In addition, since the same processing is performed on the pixel signal, each of the signals L1 ′, R1 ′, and R2 ′ is calculated by the following equations (9) to (11). Is done.
L1”=WC×C+WL1×L1’
・・・(9)
L1 ”= W C × C + W L1 × L1 '
... (9)
R1”=WC×C+WR1×R1’
・・・(10)
R1 ”= W C × C + W R1 × R1 '
(10)
R2”=WC×C+WR2×R2’
・・・(11)
R2 ”= W C × C + W R2 × R2 '
(11)
ここで求められる重みは、何れも注目画素Cの垂直方向のFlatレートFr-Vが用いられるので、実質的に、WL2=WL1=WR2=WR1となる。よって、FlatレートFr-vが、所定の閾値より小さい場合、L1”=C,R1”=C,R2”=Cとなる. The weights obtained here are substantially the same as W L2 = W L1 = W R2 = W R1 since the flat rate Fr −V in the vertical direction of the target pixel C is used. Therefore, when the flat rate Fr-v is smaller than the predetermined threshold, L1 "= C, R1" = C, R2 "= C.
結果として、このような場合、LPF61は、式(1)を用いて、以下の式(12)を演算することにより水平方向平滑化処理を行う。
As a result, in such a case, the
C’=(1×C+2×C+3×C+2×C+1×C)/9
= C
・・・(12)
C ′ = (1 × C + 2 × C + 3 × C + 2 × C + 1 × C) / 9
= C
(12)
結果として、FlatレートFr-vが小さい場合、入力された画像信号がそのまま出力されることになる。逆にFlatレートFr-vが大きい場合、式(1)のように水平方向の画素の値に基づいてフィルタリング処理された値を用いる。 As a result, when the flat rate Fr-v is small, the input image signal is output as it is. On the other hand, when the flat rate Fr-v is large, a value subjected to filtering processing based on the value of the pixel in the horizontal direction as shown in Expression (1) is used.
以上のように、非線形平滑化処理においてFlatレートを考慮して処理を行うことが可能であるので、後段の混合部33を削除することが可能となる(結果として、非線形平滑化処理部71より出力される信号SF-H=水平方向平滑化処理部22から出力される信号SNL-Hとなる)。
As described above, since it is possible to perform processing in consideration of the flat rate in the non-linear smoothing process, it is possible to delete the subsequent mixing unit 33 (as a result, from the non-linear
以上の処理により、注目画素の水平方向の相関のみならず、垂直方向の相関も考慮した非線形フィルタリング処理を実現することで、さらに、エッジを意識しつつ、処理方向に応じた不自然な処理を抑制することが可能となる。 The above processing realizes non-linear filtering processing that considers not only the horizontal correlation of the pixel of interest but also the vertical correlation, so that unnatural processing according to the processing direction can be performed while being aware of edges. It becomes possible to suppress.
尚、図26においては、非線形平滑化処理部71の構成として、制御信号発生部81が、水平処理方向成分画素に加えて、垂直参照方向成分画素をも考慮した非線形フィルタリング処理をする例について説明してきたが、微小エッジを検出する際に水平処理方向成分画素に加えて、垂直参照方向成分画素を使用するようにしても良い。
In FIG. 26, as an example of the configuration of the non-linear
図28は、MixレートMr-Hを計算する際に水平処理方向成分画素に加えて、垂直参照方向成分画素を使用するようにした非線形平滑化処理部71の構成を示している。尚、図28の非線形平滑化処理部71の構成において、図14の非線形平滑化処理部32の構成と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。
FIG. 28 shows the configuration of the non-linear
図28の非線形平滑化処理部71の構成において、図14の非線形平滑化処理部32の構成と異なるのは、混合比検出部53に代えて、混合比検出部91を設けた点である。混合比検出部91は、基本的な機能は、混合比検出部53と同様であるが、水平処理方向成分画素に加えて、Flatレート計算部35より供給されるFlatレートFr-Vを用いてMixレートMr’-Hを求める。
The configuration of the non-linear
次に、図29のフローチャートを参照して、図28の非線形平滑化処理部71による微小エッジ判定処理を説明する。尚、図29のフローチャートにおけるステップS81乃至S86の処理は、図18のフローチャートにおけるステップS31乃至S36の処理と同様であるので、その説明は省略する。
Next, the minute edge determination processing by the nonlinear
ステップS87において、混合比検出部91は、注目画素と、各水平処理方向成分画素とのそれぞれの画素値の差分絶対値をそれぞれ計算し、計算した各差分絶対値のうちの最大値を混合比である、MixレートMr-H(MixレートMr-Hは、ステップS35,S37における処理と同様の手法により求められる)を求めた後、FlatレートFr-Vを用いてMixレートMr’-Hを求め、混合部52に出力する。
In step S87, the mixture
より詳細には、混合比検出部91は、以下の式(13)を演算することにより、FlatレートFr-Vを用いてMixレートMr’-Hを求める。
More specifically, the mixing
Mr’-H=WA×Mr-Hmax+WB×Mr-H
・・・(13)
Mr ' -H = W A × Mr -Hmax + W B × Mr -H
... (13)
ここで、重みWAとWBは、それぞれ式(5)における重みW1とW2に相当する。また、MixレートMr-HmaxはMixレートMr-Hの最大値である。FlatレートFr-Vが小さい場合MixレートMr’-H=Mr-H maxとなり、大きい場合はMr-H'=Mr-Hとなる。従って、例えば、FlatレートFr-Vが小さい場合、式(3)の結果から、信号SF-H=SIとなり、入力された信号SIがそのまま出力されることになる。 Here, the weights W A and W B correspond to the weights W 1 and W 2 in the equation (5), respectively. The mix rate Mr -Hmax is the maximum value of the mix rate Mr -H . When the flat rate Fr- V is small, the mix rate Mr' - H = Mr- H max , and when it is large, Mr-H ' = Mr-H. Therefore, for example, when the flat rate Fr- V is small, the signal S FH = S I is obtained from the result of the equation (3), and the input signal S I is output as it is.
以上の処理により、非線形平滑化処理部の混合部の時点で垂直方向の情報を付加することが可能となり、注目画素に対応する水平処理方向成分画素のみならず、垂直参照方向成分画素をも考慮してMixレートMr-Hを設定することが可能となるので、より自然に非線形フィルタリング処理された画像信号SLPF-Hと、入力された画像信号SIとを混合することが可能となり、結果として、エッジを意識しつつ、処理方向に応じた不自然な処理を抑制することが可能となる。 With the above processing, it is possible to add vertical information at the time of the mixing unit of the nonlinear smoothing processing unit, and consider not only the horizontal processing direction component pixel corresponding to the target pixel but also the vertical reference direction component pixel. Therefore, it is possible to set the mix rate Mr -H, and it is possible to mix the image signal S LPF-H subjected to the non-linear filtering process more naturally and the input image signal S I, and the result As a result, it is possible to suppress unnatural processing according to the processing direction while being aware of the edge.
同様にして、垂直方向平滑化処理部24においても同様に垂直処理方向成分画素のみならず、水平参照方向成分画素を用いるようにしても良い。図30は、垂直処理方向成分画素のみならず、水平参照方向成分画素を用いるようにした垂直方向平滑化処理部24の構成を示している。尚、図30の垂直方向平滑化処理部24の構成において、図13の非線形平滑化処理部24の構成と対応する構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。
Similarly, the vertical direction smoothing
図30の垂直方向平滑化処理部24において、図13の垂直方向平滑化処理部24と異なるのは非線形平滑化処理部42に代えて、非線形平滑化処理部101を設け、混合部33を削除して、Flatレート計算部45により計算されたFlatレートFr-Hを非線形平滑化処理部101に供給するようにしたことである。非線形平滑化処理部101は、基本的には、非線形平滑化処理部42と同様の機能を有するものであるが、さらに、非線形平滑化処理において、垂直処理方向成分画素と共に、Flatレート計算部45より供給されるFlatレートFr-Hを用いるようにした点が異なる。
30 differs from the vertical direction smoothing
尚、非線形平滑化処理部101の構成は、図26,図28で示される非線形平滑化処理部71における水平方向の処理を垂直方向の処理にしている点以外は同様であるので、その説明は省略する。また、処理についても、水平方向の処理と垂直方向の処理とが入れ替わっている点以外は同様であるので、その説明は省略する。
The configuration of the non-linear
本発明の信号処理装置および方法、並びにプログラムによれば、連続的に配置されている信号を、順次、注目信号に指定し、指定した注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出し、注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、注目信号と複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算し、処理差分と第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、平滑化信号と注目信号との第1の混合比を計算し、計算した第1の混合比に基づいて、平滑化信号、および、注目信号を混合し、第1の混合信号を生成し、指定した注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出し、注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、混合信号と注目信号との第2の混合比を計算し、計算した第2の混合比に基づいて、第1の混合信号、および、注目信号を混合し、第2の混合信号を生成するようにしたので、画像を構成する画素の急峻なエッジを保持したままで、エッジ以外の部分を平滑化する際、画素の連続性や相関性を損なうことなく、エッジ以外の部分を平滑化することが可能となる。 According to the signal processing apparatus, method, and program of the present invention, signals that are continuously arranged are sequentially designated as attention signals, and are continuously arranged in the first direction with reference to the designated attention signals. A plurality of neighboring signals are extracted as processed signals from the processed signals, and based on a comparison result between the processing difference that is a difference between the target signal and each processed signal and the first threshold, A smoothed signal is calculated by weighted averaging the processed signals, and a first mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest is calculated based on a comparison result between the processed difference and a second threshold value smaller than the first threshold value. Based on the calculated first mixing ratio, the smoothed signal and the signal of interest are mixed to generate a first mixed signal, and continuously in the second direction based on the specified signal of interest Multiple neighboring signals from among the signals placed in Based on the reference difference that is the difference between the signal of interest and each reference signal, the second mixture ratio of the mixed signal and the signal of interest is calculated, based on the calculated second mixture ratio, Since the first mixed signal and the signal of interest are mixed to generate the second mixed signal, the portion other than the edge is smoothed while maintaining the sharp edge of the pixels constituting the image. At this time, it is possible to smooth portions other than the edges without impairing the continuity and correlation of the pixels.
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。 The series of processes described above can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processes is executed by software, a program constituting the software may execute various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
図31は、図11の強調処理装置11の電気的な内部構成をソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの一実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのCPU201は、パーソナルコンピュータの全体の動作を制御する。また、CPU201は、バス204および入出力インタフェース205を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部206から指令が入力されると、それに対応してROM(Read Only Memory)202に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、CPU201は、ドライブ210に接続された磁気ディスク221、光ディスク222、光磁気ディスク223、または半導体メモリ224から読み出され、記憶部208にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)203にロードして実行する。これにより、上述した図11の強調処理装置11の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、CPU201は、通信部209を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。
FIG. 31 shows a configuration of an embodiment of a personal computer when the electrical internal configuration of the
プログラムが記録されている記録媒体は、図31に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク221(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク222(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク223(MD(Mini-Disc)を含む)、もしくは半導体メモリ224などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM202や、記憶部208に含まれるハードディスクなどで構成される。
As shown in FIG. 31, the recording medium on which the program is recorded is distributed to provide the program to the user separately from the computer, and the magnetic disk 221 (including the flexible disk) on which the program is recorded, By a package medium composed of an optical disk 222 (including compact disc-read only memory (CD-ROM), DVD (digital versatile disk)), a magneto-optical disk 223 (including MD (mini-disc)), or a
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。 In this specification, the step of describing the program recorded on the recording medium is not limited to the processing performed in time series in the order described, but of course, it is not necessarily performed in time series. Or the process performed separately is included.
11 強調処理装置, 22 水平方向平滑化処理部, 24 垂直方向平滑化処理部, 31 水平処理方向成分画素抽出部, 32 非線形平滑化処理部, 33 混合部, 34 垂直参照方向成分画素抽出部, 35 Flatレート計算部, 41 垂直処理方向成分画素抽出部, 42 非線形平滑化処理部, 43 混合部, 44 水平参照方向成分画素抽出部, 45 Flatレート計算部, 51 非線形フィルタ, 52 混合部, 53 混合比検出部, 61 LPF, 62 制御信号発生部, 71 非線形平滑化処理部, 81 制御信号発生部, 91 混合比検出部, 101 非線形平滑化処理部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
連続的に配置されている前記信号を、順次、注目信号に指定する指定手段と、
前記指定手段によって指定された前記注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出手段と、
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算手段と、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記平滑化信号と前記注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算手段と、
前記第1の混合比計算手段により計算された前記第1の混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合手段と、
前記指定手段によって指定された前記注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出手段と、
前記注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、前記混合信号と前記注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算手段と、
前記第2の混合比計算手段により計算された前記第2の混合比に基づいて、前記第1の混合信号、および、前記注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合手段と
を含むことを特徴とする信号処理装置。 In a signal processing device that adjusts the level of a signal that is continuously arranged,
Designating means for sequentially designating the signals arranged continuously as a signal of interest;
Processing signal extraction means for extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals continuously arranged in the first direction with reference to the signal of interest designated by the designation means;
Calculation means for calculating a smoothed signal by weighted averaging the signal of interest and the plurality of processed signals based on a comparison result between a processing difference that is a difference between the signal of interest and each processed signal and a first threshold value. When,
First mixing ratio calculation means for calculating a first mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on a comparison result between the processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value; ,
First mixing means for mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the first mixing ratio calculated by the first mixing ratio calculating means to generate a first mixed signal; ,
Reference signal extraction means for extracting a plurality of neighboring signals as reference signals from among the signals continuously arranged in the second direction on the basis of the attention signal designated by the designation means;
Second mixing ratio calculating means for calculating a second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest based on a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal;
Based on the second mixing ratio calculated by the second mixing ratio calculation means, the first mixing signal and the signal of interest are mixed to generate a second mixing signal. And a signal processing apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the signal is a pixel value of a pixel constituting an image.
連続的に配置されている前記信号を、順次、注目信号に指定する指定ステップと、
前記指定ステップの処理で指定された前記注目信号を基準として、第1の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号を処理信号として抽出する処理信号抽出ステップと、
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいて、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均して平滑化信号を演算する演算ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいて、前記平滑化信号と前記注目信号との第1の混合比を計算する第1の混合比計算ステップと、
前記第1の混合比計算ステップの処理で計算された前記第1の混合比に基づいて、前記平滑化信号、および、前記注目信号を混合し、第1の混合信号を生成する第1の混合ステップと、
前記指定ステップの処理で指定された前記注目信号を基準として、第2の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号を参照信号として抽出する参照信号抽出ステップと、
前記注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいて、前記混合信号と前記注目信号との第2の混合比を計算する第2の混合比計算ステップと、
前記第2の混合比計算ステップの処理で計算された前記第2の混合比に基づいて、前記第1の混合信号、および、前記注目信号を混合し、第2の混合信号を生成する第2の混合ステップと
を含むことを特徴とする信号処理方法。 In a signal processing method for adjusting the level of a continuously arranged signal,
A designating step of sequentially designating the signals arranged continuously as a signal of interest;
A processing signal extraction step of extracting a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals continuously arranged in the first direction on the basis of the target signal specified in the processing of the specifying step;
An operation step of calculating a smoothed signal by weighted averaging the attention signal and the plurality of processing signals based on a comparison result between a processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal and a first threshold value. When,
A first mixture ratio calculating step for calculating a first mixture ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on a comparison result between the processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value; ,
Based on the first mixing ratio calculated in the processing of the first mixing ratio calculation step, the smoothing signal and the signal of interest are mixed to generate a first mixing signal. Steps,
A reference signal extraction step for extracting a plurality of neighboring signals as reference signals from among the signals continuously arranged in the second direction on the basis of the attention signal designated in the processing of the designation step;
A second mixing ratio calculating step of calculating a second mixing ratio between the mixed signal and the signal of interest based on a reference difference that is a difference between the signal of interest and each reference signal;
A second mixing signal is generated by mixing the first mixing signal and the signal of interest based on the second mixing ratio calculated in the processing of the second mixing ratio calculation step. A signal processing method comprising the steps of:
連続的に配置されている前記信号を、順次、注目信号に指定する処理を制御する指定制御ステップと、
前記指定制御ステップの処理で指定された前記注目信号を基準とした、第1の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいた、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均した平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいた、前記平滑化信号と前記注目信号との第1の混合比の計算を制御する第1の混合比計算制御ステップと、
前記第1の混合比計算制御ステップの処理で計算された前記第1の混合比に基づいた、前記平滑化信号、および、前記注目信号の混合による、第1の混合信号の生成を制御する第1の混合制御ステップと、
前記指定制御ステップの処理で指定された前記注目信号を基準とした、第2の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号の参照信号としての抽出を制御する参照信号抽出制御ステップと、
前記注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいた、前記混合信号と前記注目信号との第2の混合比の計算を制御する第2の混合比計算制御ステップと、
前記第2の混合比計算制御ステップの処理で計算された前記第2の混合比に基づいた、前記第1の混合信号、および、前記注目信号の混合による、第2の混合信号の生成を制御する第2の混合制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。 A program for adjusting the level of continuously arranged signals,
A designation control step for controlling a process of sequentially designating the signals arranged continuously as a signal of interest;
A processing signal for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals continuously arranged in the first direction with the attention signal specified in the processing of the specifying control step as a reference An extraction control step;
Computation for controlling computation of a smoothed signal obtained by weighted averaging the attention signal and the plurality of processing signals based on a comparison result between a processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal and a first threshold value. Control steps;
First mixing ratio calculation for controlling calculation of a first mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on a comparison result between the processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value Control steps;
A first control unit that controls generation of a first mixed signal by mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the first mixing ratio calculated in the processing of the first mixing ratio calculation control step; 1 mixing control step;
A reference signal for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as reference signals from among the signals continuously arranged in the second direction with the attention signal designated in the processing of the designation control step as a reference An extraction control step;
A second mixing ratio calculation control step for controlling calculation of a second mixing ratio between the mixed signal and the target signal based on a reference difference that is a difference between the target signal and each reference signal;
Control generation of the second mixed signal by mixing the first mixed signal and the signal of interest based on the second mixing ratio calculated in the processing of the second mixing ratio calculation control step. A recording medium on which a computer-readable program is recorded, comprising: a second mixing control step.
連続的に配置されている前記信号を、順次、注目信号に指定する処理を制御する指定制御ステップと、
前記指定制御ステップの処理で指定された前記注目信号を基準とした、第1の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号の処理信号としての抽出を制御する処理信号抽出制御ステップと、
前記注目信号と各処理信号との差分である処理差分と、第1の閾値との比較結果に基づいた、前記注目信号と前記複数の処理信号を加重平均した平滑化信号の演算を制御する演算制御ステップと、
前記処理差分と前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値との比較結果に基づいた、前記平滑化信号と前記注目信号との第1の混合比の計算を制御する第1の混合比計算制御ステップと、
前記第1の混合比計算制御ステップの処理で計算された前記第1の混合比に基づいた、前記平滑化信号、および、前記注目信号の混合による、第1の混合信号の生成を制御する第1の混合制御ステップと、
前記指定制御ステップの処理で指定された前記注目信号を基準とした、第2の方向に連続的に配置されている前記信号のなかから複数の近傍信号の参照信号としての抽出を制御する参照信号抽出制御ステップと、
前記注目信号と各参照信号との差分である参照差分に基づいた、前記混合信号と前記注目信号との第2の混合比の計算を制御する第2の混合比計算制御ステップと、
前記第2の混合比計算制御ステップの処理で計算された前記第2の混合比に基づいた、前記第1の混合信号、および、前記注目信号の混合による、第2の混合信号の生成を制御する第2の混合制御ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program for adjusting the level of continuously arranged signals,
A designation control step for controlling a process of sequentially designating the signals arranged continuously as a signal of interest;
A processing signal for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as processing signals from among the signals continuously arranged in the first direction with the attention signal specified in the processing of the specifying control step as a reference An extraction control step;
Computation for controlling computation of a smoothed signal obtained by weighted averaging the attention signal and the plurality of processing signals based on a comparison result between a processing difference that is a difference between the attention signal and each processing signal and a first threshold value. Control steps;
First mixing ratio calculation for controlling calculation of a first mixing ratio between the smoothed signal and the signal of interest based on a comparison result between the processing difference and a second threshold value smaller than the first threshold value Control steps;
A first control unit that controls generation of a first mixed signal by mixing the smoothed signal and the signal of interest based on the first mixing ratio calculated in the processing of the first mixing ratio calculation control step; 1 mixing control step;
A reference signal for controlling extraction of a plurality of neighboring signals as reference signals from among the signals continuously arranged in the second direction with the attention signal designated in the processing of the designation control step as a reference An extraction control step;
A second mixing ratio calculation control step for controlling calculation of a second mixing ratio between the mixed signal and the target signal based on a reference difference that is a difference between the target signal and each reference signal;
Control generation of the second mixed signal by mixing the first mixed signal and the signal of interest based on the second mixing ratio calculated in the processing of the second mixing ratio calculation control step. A program that causes a computer to execute processing including the second mixing control step.
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