メディアンフィルタ回路
【課題】 複数の大きさのメディアンフィルタを１つの回路で実現でき、画像データの端部の画素についても容易に且つ適切に補正できるメディアンフィルタ回路を提供する。
【解決手段】 画素値を格納するｋ（ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒの少なくとも１つは２以上）個のセルＣと、無効セルの画素値を、有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の値に置き換える画素値置換回路１２と、画素値の大きい順または小さい順に、ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けするソーティング回路１３と、有効セル数ｅに基づいて、中央値として用いる画素値の順位ｊを出力する位置特定回路１４と、ｊ番目の順位のセルの画素値を出力する中央値出力回路１５と、を備える。
【解決手段】 画素値を格納するｋ（ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒの少なくとも１つは２以上）個のセルＣと、無効セルの画素値を、有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の値に置き換える画素値置換回路１２と、画素値の大きい順または小さい順に、ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けするソーティング回路１３と、有効セル数ｅに基づいて、中央値として用いる画素値の順位ｊを出力する位置特定回路１４と、ｊ番目の順位のセルの画素値を出力する中央値出力回路１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ上に、注目画素を含む複数の画素で構成される処理領域を設定し、処理領域に含まれる画素の画素値の中央値を求め、注目画素の画素値を中央値に置き換えるメディアンフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディアンフィルタは、画像データを構成する画素から画素値の補正を行う注目画素を選択し、注目画素を含む複数の画素で構成される処理領域を設定し、処理領域に含まれる画素の画素値の中央値を求め、注目画素の画素値を中央値に置き換える。メディアンフィルタは、画像処理において、ノイズ除去フィルタや欠陥除去フィルタとして用いられており、様々なアルゴリズム（例えば、非特許文献１参照）や回路が提案されている。
【０００３】
メディアンフィルタ回路としては、例えば、次数（並び替えを行う画素データの数）＋１個の画素データを保持するためのメディアンセルを用意し、各メディアンセルを、入力手段から入力された画素データと、上流と下流のメディアンセル夫々が保持している画素データを受け付けるように構成されたメディアンフィルタ回路がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
当該メディアンフィルタ回路の動作は、入力手段から画像データが入力され、且つ、上流のメディアンセルからデータが出力されない場合は、現在保持している画像データと入力手段から入力された画素データを比較して何れか一方を選択し、選択されたデータが入力手段から入力された画素データの場合は、現在保持している画像データを下流のメディアンセルに出力して入力手段から入力された画素データを保持する。上流のメディアンセルから画像データが出力された場合は、現在保持している画像データを下流のメディアンセルに出力して上流のメディアンセルから出力された画像データを保持する。これにより、画素データの並び替えを簡単な回路構成で実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４５１７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】浜村倫行、入江文平、“３×３メディアンフィルタの高速アルゴリズム”、（ＦＩＴ）情報科学技術フォーラム２００２ 講演論文、１４１−１４２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来のメディアンフィルタ回路では、例えば、処理領域の大きさ、例えば、３×３、５×５等に応じて、別個に回路を用意していた。つまり、画像の種類や用途等によって、メディアンフィルタの大きさを変更したい場合には、使用したいメディアンフィルタの大きさ毎にメディアンフィルタ回路を用意する必要があった。
【０００８】
また、例えば、処理領域は、注目画素とその周囲の画素で構成されることが一般的であるが、この場合、画像データの端の画素については、処理領域中に画素が存在しない領域ができるため、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域全体が前記画像データ上に設定されるように処理領域及び注目画素の設定を制限する等の対応を行う必要があった。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の大きさのメディアンフィルタを１つの回路で実現でき、画像データの端部の画素についても容易に且つ適切に補正できるメディアンフィルタ回路を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るメディアンフィルタ回路は、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ（但し、ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上）個のセルと、入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、前記有効セルの前記画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路と、格納されている前記画素値の大きい順または小さい順に、ｋが偶数の場合は変数ｉ＝ｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は変数ｉ＝（ｋ＋１）／２とし、ｉ番目までの前記セルの画素値を順序付けするソーティング回路と、前記有効セルの数に基づいて、中央値として用いる前記画素値の順位ｊを出力する位置特定回路と、前記位置特定回路で求めた前記順位ｊに基づいて、前記ソーティング回路で順序付けられたｊ番目の順位の前記セルの画素値を出力する中央値出力回路と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１１】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記ソーティング回路が、前記画素値置換回路が前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最小値以下の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の大きい順にｉ番目まで順序付けし、前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最大値以上の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の小さい順にｉ番目まで順序付けるように構成され、前記位置特定回路が、前記順位ｊを、前記有効セルの数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、前記有効セルの数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１とする。
【００１２】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記位置特定回路が、外部入力に基づいて、前記有効セルの数ｅが偶数の場合に、前記順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付け可能に構成されている。
【００１３】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、画素値が入力されない前記セルを前記無効セルとする。
【００１４】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、前記セルの夫々について、前記有効セルであるか前記無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されている。
【００１５】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、ｋ＝ｎ×ｍの場合において、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとする。
【００１６】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合において、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ×ｃ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとする。
【００１７】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、ａ及びｂが奇数である。
【００１８】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、ａ＝ｂである。
【００１９】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、ｎ及びｍが３以上の奇数である。
【００２０】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、ｎ＝ｍである。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る画像処理装置は、前記画像データを構成する前記画素から注目画素を選択し、前記注目画素を含む処理領域を設定し、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路に前記処理領域に含まれる前記画素の画素値を入力し、前記メディアンフィルタ回路の出力値を前記注目画素の画素値とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、任意のセルを無効セルとし、無効セルの画素値を有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に置き換えるので、例えば、画像データの端部の画素を注目画素とした場合に、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域の設定に制限を設ける必要がなくなる。即ち、画像データの端部の画素についても、従来に比べより簡素な構成で適切な補正を行うことが可能になる。
【００２３】
上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、任意のセルを無効セルとし、無効セルの画素値を有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に置き換えるので、例えば、ｋ＝ｎ×ｍの場合は、より小さいサイズのａ×ｂのメディアンフィルタ回路として、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合は、より小さいサイズのａ×ｂ×ｃのメディアンフィルタ回路として利用することが可能になる。即ち、複数の大きさのメディアンフィルタを１つの回路で実現できる。
【００２４】
更に、上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、有効セルと無効セルを任意に設定可能であることから、通常の画像だけでなく、例えば、ＹＵＶ４２２方式等、様々な種類の画像データに対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る画像処理装置及び本発明に係るメディアンフィルタ回路の第１実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明に係るメディアンフィルタ回路の第１実施形態におけるソーティング回路及び中央値出力回路の概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を説明するブロック図である。
【図５】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における画素値置換回路の動作を説明するブロック図である。
【図６】ＹＵＶ４２２方式のカラー画像の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係るメディアンフィルタ回路の第３実施形態におけるソーティング回路及び中央値出力回路の概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図８】本発明に係るメディアンフィルタの第３実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係るメディアンフィルタの第３実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係るメディアンフィルタの第４実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係るメディアンフィルタの第４実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る画像処理装置及び本発明に係るメディアンフィルタ回路の別実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るメディアンフィルタ回路及び画像処理装置（以下、適宜「本発明回路」「本発明装置」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
〈第１実施形態〉
本発明回路及び本発明装置の第１実施形態について図１〜図３を基に説明する。
【００２８】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の概略構成例を示している。
【００２９】
本発明装置２は、図１に示すように、本発明回路１Ａを用いて画像データの処理を行う画像補正回路２１と、画像データを記憶する記憶装置２２を備えて構成されている。
【００３０】
より具体的には、本発明装置２の画像補正回路２１は、画像データを構成する画素から注目画素を選択し、注目画素を含む処理領域を設定し、本発明回路１Ａに処理領域に含まれる画素の画素値を入力するように構成されている。更に、画像補正回路２１は、本発明回路１Ａの出力値を注目画素の画素値として画像データの補正を行う。より具体的には、画像補正回路２１は、注目画素を、画像データの一番上の行の左端の画素から右端の画素に向けて順に選択し、右端の画素が注目画素として選択されると、次行の左端の画素から右端の画素に向けて順に選択する。同様にして、画像データの全ての画素を順次注目画素として選択する。
【００３１】
本発明回路１Ａは、図１に示すように、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画像補正回路２１から入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路１２と、格納されている画素値の大きい順または小さい順に、ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けするソーティング回路１３と、有効セルの数に基づいて、中央値として用いる画素値の順位ｊを出力する位置特定回路１４と、位置特定回路１４で求めた順位ｊに基づいて、ソーティング回路１３で順序付けられたｊ番目の順位のセルＣの画素値Ｓｊを出力する中央値出力回路１５と、を備えている。但し、ｋ＝ｎ×ｍ、ｎ、ｍは正の整数で、その内の少なくとも１つは２以上である。また、ソーティング回路１３において、変数ｉは、ｋが偶数の場合はｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は（ｋ＋１）／２とする。
【００３２】
尚、本実施形態では、画像処理の対象となる画像データが、レンジ０〜２５５の輝度値のデータである場合を想定している。従って、セルＣは、１つの輝度値のデータ（８ビット）を記憶するラッチ回路で構成されている。
【００３３】
更に、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝３、ｋ＝ｎ×ｍ＝９であり、注目画素を中心とする９個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。ここで、図２は、９個のセルＣで構成されるセル群１０、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。また、図３及び図４は、有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の画素Ｐ２２が注目画素、斜線の画素に対応するセルＣが有効セルである。更に、図３の太線より右下側が画像データの存在する画素エリアを表している。
【００３４】
画素値置換回路１２は、画像データの輝度値のレンジが０〜２５５であることから、無効セルの画素データを、有効セルの最小値以下の値である０に置き換える。尚、本実施形態の画素値置換回路１２は、画像補正回路２１から画素値が入力されないセルを無効セルとするように構成されている。また、本実施形態の画素値置換回路１２は、有効セル数ｅ（入力された画素値の数）を位置特定回路１４に出力するように構成されている。
【００３５】
ソーティング回路１３は、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝９（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝５とし、５番目までのセルＣの画素値を順序付けする。より具体的には、ソーティング回路１３は、図２に示すように、複数の大小判定回路Ｄで構成されており、各大小判定回路Ｄは、２つの入力値について、大きい値を右上に、小さい値を右下に出力する。このように構成することにより、１〜５番目までの画素値を大きい順に出力している。
【００３６】
位置特定回路１４は、本実施形態では、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを、有効セル数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、有効セル数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）＋１とする。
【００３７】
中央値出力回路１５は、図２に示すように、ソーティング回路１３で順序付けられた５個の画素値Ｓ１〜Ｓ５を受け付け、ｊ番目の画素値Ｓｊを出力するセレクタ回路で構成されている。
【００３８】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図３〜図５を基に説明する。尚、図３及び図４は、処理領域内の各セルＣの有効セル及び無効セルの設定例を示している。
【００３９】
先ず、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図３を基に説明する。
【００４０】
図３では、中心の画素Ｐ２２が注目画素であり、画像データの輝度値が夫々、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５、Ｐ１１＝Ｐ１２＝Ｐ１３＝Ｐ２１＝Ｐ３１＝ＮＵＬＬ（データ無し）の場合を想定している。
【００４１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の４個の値が対応するセルＣ２２、Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ３３に入力される。
【００４２】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、処理領域のＰ１１〜Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ３１に対応するセルＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ３１、即ち、画素値が入力されないセルＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ３１を無効セルとし、値を所定値０に設定する。また、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝４を出力する。
【００４３】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、９個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜５番目までの数値が出力される。具体的には、数値の大きい順に、２５５、２００、１５０、１００、０が出力される。
【００４４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝４（偶数）なので、ｊ＝（ｅ／２）＋１＝３となる。
【００４５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された画素値２５５、２００、１５０、１００、０の３番目の画素値Ｓ３＝１５０を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００４６】
続いて、注目画素が画像データの外周以外の画素に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図４を基に説明する。
【００４７】
図４では、図３と同様に中心の画素Ｐ２２が注目画素であり、画像データの輝度値が夫々、Ｐ１１＝０、Ｐ１２＝１００、Ｐ１３＝２００、Ｐ２１＝１０、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３１＝２０、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の場合を想定している。
【００４８】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ１１＝０、Ｐ１２＝１００、Ｐ１３＝２００、Ｐ２１＝１０、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３１＝２０、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の９つの値が対応するセルＣに入力される。
【００４９】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝９を出力する。尚、ここでは、画素値が入力されないセルＣが存在しないため、無効セルが無いとして、画素値の置き換えは行わない。
【００５０】
ソーティング回路１３は、９個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜５番目までの数値が出力される。具体的には、数値の大きい順に、２５５、２００、２００、１５０、１００が出力される。
【００５１】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝９（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝５となる。
【００５２】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された画素値２５５、２００、２００、１５０、１００の５番目の画素値１００を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００５３】
本実施形態では、画素値置換回路１２が、画像補正回路２１から画素値が入力されないセルＣを無効セルとするように構成されているので、画像データの端部の画素についても、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域の設定に制限を設ける等の処理を行うことなく、容易に中央値を求めることができる。
【００５４】
〈第２実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第２実施形態について図６を基に説明する。尚、本実施形態では、無効セル及び有効セルの指定を任意に行なえる場合について説明する。
【００５５】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１及び図２を基に説明する。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、第１実施形態の本発明装置２の記憶装置２２の構成と同じである。
【００５６】
画像補正回路２１は、上記第１実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、画素値置換回路１２に対し、セルＣ夫々について、有効セル及び無効セルの設定を入力可能に構成されている。
【００５７】
本発明回路１Ａは、第１実施形態と同様に、図１に示すように、ｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５を備えて構成されている。尚、セルＣ、セル群１０、ソーティング回路１３、位置特定回路１４及び中央値出力回路１５の構成は上記第１実施形態と同じである。
【００５８】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ｎ＝ｍ＝３、ｋ＝ｎ×ｍ＝９であり、注目画素を中心とする９個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。
【００５９】
本実施形態では、画像処理の対象となる画像データは、ＹＵＶ４２２方式のカラー画像データを想定している。ＹＵＶ４２２方式のカラー画像データは、図６に示すように、輝度値のデータ（Ｙ）、輝度値と青色成分の差（Ｕ）、輝度値と赤色成分の差（Ｖ）で構成されている。このような画像データの場合、例えば、Ｙ３２を注目画素とした場合、単純に３×３の範囲、例えば、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１には、３つの異なる種類の数値が存在するため、全ての値を用いるのは適切ではない。従って、本実施形態では、同じ輝度値のデータＹ２２、Ｙ３２、Ｙ４２から中央値を求めるように構成する。
【００６０】
本実施形態の画素値置換回路１２は、セルＣの夫々について、有効セルであるか無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されている。具体的には、本実施形態では、初期設定として３×３の全てのセルＣを有効セルとし、初期設定に対する変更を受け付けるように構成している。尚、有効セル及び無効セルの設定方法は、これに限るものではなく、全てのセルＣについて有効セルであるか無効セルであるかを入力するように構成してもよいし、他の初期設定を用いても良い。画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、Ｙがレンジ０〜２５５の輝度値のデータであることから、０を所定値として置換する。
【００６１】
本発明回路１Ａを用いてＹＵＶ４２２方式のカラー画像を処理する場合の処理手順について、図６を基に説明する。
【００６２】
画像補正回路２１は、先ず、画素値置換回路１２に対し、注目画素とその上下の画素に対応するセルＣを有効セルとするように指定する。図６では、太線内の９個の画素が処理領域であり、注目画素をＹ３２とすると、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２に対応するセルＣを有効セルとするように指定する。その後、画像補正回路２１は、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１の値を本発明回路１Ａに出力する。
【００６３】
画像補正回路２１から、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１の画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。
【００６４】
画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２に対応するセルＣを有効セルとし、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１に対応するセルＣを無効セルに設定し、無効セルの値を所定値０に設定する。また、画素値置換回路１２は、有効セル数ｅ＝３を位置特定回路１４に出力する。
【００６５】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、上記第１実施形態と同様に、数値の大きい順に５番目までのセルＣの画素値を順序付けして中央値出力回路１５に出力する。
【００６６】
位置特定回路１４は、有効セル数ｅが奇数なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝２を中央値出力回路１５に出力する。
【００６７】
中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された５個の画素値の内の２番目の画素値Ｓ２を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００６８】
尚、本実施形態では、ＹＵＶ４２２方式のカラー画像を処理する場合について説明したが、他の方式の画像にも適用可能である。また、本実施形態の画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルを任意に指定できるので、画像データが通常の輝度値のデータの場合でも、例えば、処理領域の範囲を円形にとる等、画像データの質や用途等に応じて柔軟な設定を行うことが可能になる。
【００６９】
〈第３実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第３実施形態について図７〜図９を基に説明する。尚、上記第１及び第２実施形態では、本発明回路１Ａが３×３のメディアンフィルタである場合を想定して説明したが、本実施形態では、本発明回路１Ａが５×５のメディアンフィルタであり、３×３のメディアンフィルタとしても利用可能に構成されている場合を想定して説明する。
【００７０】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１及び図７を基に説明する。ここで、図７は、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、上記第１及び第２実施形態の本発明装置２の記憶装置２２の構成と同じである。
【００７１】
画像補正回路２１は、上記第１及び第２実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、３×３のメディアンフィルタを用いる場合に、画素値置換回路１２に対し、３×３のメディアンフィルタを指定するように構成されている。
【００７２】
本発明回路１Ａは、第１及び第２実施形態と同様に、図１に示すように、ｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５を備えて構成されている。尚、セルＣ、及び、位置特定回路１４の構成は上記第１及び第２実施形態と同じである。
【００７３】
尚、本実施形態では、画像処理の対象となる画像データが、上記第１実施形態と同様に、レンジ０〜２５５の輝度値のデータである場合を想定している。
【００７４】
ここで、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝５、ｋ＝ｎ×ｍ＝２５であり、注目画素を中心とする２５個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。従って、セル群１０は、２５個のセルＣで構成されている。ここで、図７は、２５個のセルＣで構成されるセル群１０、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。また、図８及び図９は、処理領域内の各セルＣの有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の画素Ｐ３３が注目画素、斜線の画素に対応するセルＣが有効セルである。更に、図９の太線より右下側が画像データの存在する画素エリアを表している。
【００７５】
画素値置換回路１２は、本実施形態では、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個のセルＣを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個のセルＣ以外のセルＣを無効セルとするように構成されている。ここでは、ａ＝ｂ＝３の場合を想定している。
【００７６】
より具体的には、本実施形態の画素値置換回路１２は、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定可能に構成されている。尚、３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定されていない場合は、５×５のメディアンフィルタとして機能する。画素値置換回路１２は、３×３のメディアンフィルタとして用いることが指定された場合、図８に示すように、画素Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣを無効セルに設定する。
【００７７】
更に、画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルの設定を受け付け可能に設定されており、指定された或いは初期設定の大きさのメディアンフィルタを基本設定とし、有効セル及び無効セルの設定を変更可能に構成されている。例えば、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタが指定され、有効セルまたは無効セルの設定を受け付けた場合、画素Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣを無効セル、その他のセルＣを有効セルとする基本設定を、画像補正回路２１からの指定に基づいて変更する。
【００７８】
画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、画像補正回路２１によりセルＣに画素値が入力されると、画素値が入力されないセルＣについて、有効セルに指定されている場合でも、無効セルとする。画素値置換回路１２は、その後、有効セル及び無効セルの設定に基づいて、画像データの輝度値のレンジが０〜２５５であることから、無効セルの画素データを０に置き換え、有効セル数ｅを位置特定回路１４に出力する。
【００７９】
ソーティング回路１３は、上記第１実施形態と同様に、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝２５（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝１３とし、１３番目までのセルＣの画素値を順序付けする。
【００８０】
中央値出力回路１５は、図７に示すように、ソーティング回路１３で順序付けられた１３個の画素値を受け付け、ｊ番目の画素値を出力するセレクタ回路で構成されている。
【００８１】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図８及び図９を基に説明する。尚、図８は、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの外周部以外の画素に設定されている場合について示しており、図９は、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合について示している。また、５×５のメディアンフィルタとして用いる場合（注目画素が画像データの外周部に設定されている場合、及び、全てのセルＣが有効セルである場合）については、ｍ及びｎの値が異なるが、上記第１実施形態と同じ処理を行うので、説明を省略する。同様に、画像補正回路２１が有効セル及び無効セルの指定を行う場合についても、ｍ及びｎの値が異なるが、上記第２実施形態と同じ処理を行うので、説明を省略する。
【００８２】
先ず、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの外周部以外の画素に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図８を基に説明する。
【００８３】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１〜Ｐ５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【００８４】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、全てのセルＣに画措置が入力される。
【００８５】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、無効セル、即ち、Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５の値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝９を出力する。
【００８６】
ソーティング回路１３は、１３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜１３番目までの数値が出力される。
【００８７】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝９（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝５となる。
【００８８】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された１３個の画素値Ｓ１〜Ｓ１３の内、５番目の画素値Ｓ５を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００８９】
続いて、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図９を基に説明する。
【００９０】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１〜Ｐ５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【００９１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ３３〜Ｐ３５、Ｐ４３〜Ｐ４５、Ｐ５３〜Ｐ５５の９個の値が対応するセルＣ３３〜Ｃ３５、Ｃ４３〜Ｃ４５、Ｃ５３〜Ｃ５５に入力される。
【００９２】
画素値置換回路１２は、画像補正回路２１により３×３のメディアンフィルタが指定されると、セルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５を無効セルに設定する。画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、更に、画素値が入力されないセルＣ２２〜Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ４２を無効セルに設定する。引き続き、画素値置換回路１２は、無効セルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５の値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝４を出力する。
【００９３】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、１３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜１３番目までの数値が出力される。
【００９４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝４（偶数）なので、ｊ＝（ｅ／２）＋１＝３となる。
【００９５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された１３個の画素値Ｓ１〜Ｓ１３の３番目の画素値Ｓ３を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００９６】
本実施形態では、５×５のメディアンフィルタを３×３のメディアンフィルタとして用いることが可能であり、１つの回路で２つの大きさのメディアンフィルタを実現できるため、従来のように、メディアンフィルタの大きさ毎に回路を設計する必要が無くなる。尚、本実施形態の本発明回路１Ａは、２つの大きさのメディアンフィルタとして機能するが、これに限るものではなく、更に複数の大きさのメディアンフィルタとして機能するように構成しても良い。
【００９７】
〈第４実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第４実施形態について図１０を基に説明する。尚、上記第１〜第３実施形態では、２次元の画像データをメディアンフィルタによる補正対象とする場合について説明したが、本実施形態では、３次元の画像データ或いは動画データ等をメディアンフィルタによる補正対象とする場合について説明する。
【００９８】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について説明する。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、第１〜第３実施形態の記憶装置２２の構成と同じである。
【００９９】
画像補正回路２１は、上記第１〜第３実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、画素値置換回路１２に対し、メディアンフィルタの大きさ、及び、有効セル及び無効セルの設定を入力可能に構成されている。
【０１００】
本実施形態の本発明回路１Ａは、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５と、を備えている。尚、ｋの値は異なるが、セルＣ、セル群１０、ソーティング回路１３、位置特定回路１４及び中央値出力回路１５の構成は、上記第１〜第３実施形態と同じである。但し、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上である。
【０１０１】
本実施形態では、画像処理の対象となる画像データは、レンジ０〜２５５の輝度値のデータで構成される２次元画像データを時間別に複数備えている動画データである場合を想定している。本実施形態では、ｒは、動画データを構成する２次元画像データを特定する変数である。
【０１０２】
ここで、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝ｒ＝５、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒ＝１２５である場合を想定して説明する。図１０は、処理領域における有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の２次元画像データの中央の画素Ｐ３３３が注目画素である。
【０１０３】
画素値置換回路１２は、本実施形態では、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個のセルＣを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個のセルＣ以外のセルＣを無効セルとするように構成されている。ここでは、ａ＝ｂ＝ｃ＝３の場合を想定している。
【０１０４】
より具体的には、本実施形態の画素値置換回路１２は、３×３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定可能に構成されている。尚、３×３×３のメディアンフィルタが指定されていない場合は、５×５×５のメディアンフィルタとして機能する。画素値置換回路１２は、３×３×３のメディアンフィルタとして用いることが指定された場合、図１０に示すように、Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５（α＝２、３、４）に対応するセルＣを無効セルに設定する。
【０１０５】
更に、画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルの設定を受け付け可能に設定されており、指定された或いは初期設定の大きさのメディアンフィルタを基に、有効セル及び無効セルの設定を変更可能に構成されている。例えば、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタが指定され、有効セルまたは無効セルの設定を受け付けた場合、画素Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５に対応するセルＣを無効セル、その他のセルＣを有効セルとする基本設定を、画像補正回路２１からの指定に基づいて変更する。
【０１０６】
画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、画像補正回路２１によりセルＣに画素値が入力されると、画素値が入力されないセルＣについて、有効セルに指定されている場合でも、無効セルとする。画素値置換回路１２は、その後、有効セル及び無効セルの設定に基づいて、無効セルの画素データを０に置き換え、有効セル数ｅを位置特定回路１４に出力する。
【０１０７】
ソーティング回路１３は、上記第１実施形態と同様に、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝１２５（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝６３とし、６３番目までのセルＣの画素値を順序付けする。
【０１０８】
中央値出力回路１５は、図示しないが、ソーティング回路１３で順序付けられた６３個の画素値Ｓ１〜Ｓ６３を受け付け、ｊ番目の画素値Ｓｊを出力するセレクタ回路で構成されている。
【０１０９】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図１０を基に説明する。ここでは、３×３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が２次元画像データの外周部以外の画素に設定され、且つ、中央の２次元画像データが最初または最後の２次元画像データではない場合について説明する。
【０１１０】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１１〜Ｐ５５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【０１１１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、全てのセルＣに画措置が入力される。
【０１１２】
画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、無効セル、即ち、Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５（α＝２、３、４）に対応するセルＣの値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝２７を出力する。
【０１１３】
ソーティング回路１３は、６３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜６３番目までの数値が出力される。
【０１１４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝２７（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝１４となる。
【０１１５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された６３個の画素値Ｓ１〜Ｓ６３の内、１４番目の画素値Ｓ１４を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【０１１６】
本実施形態では、画像データが動画データである場合を想定して説明したが、３次元の立体画像データであっても良い。また、本実施形態では、５×５×５のメディアンフィルタを３×３×３のメディアンフィルタとして用いる場合について説明したが、例えば、ｃ＝１とすれば、上記第１〜第３実施形態のように、２次元のメディアンフィルタとして用いることが可能である。
【０１１７】
〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第４実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルの値を０に設定し、ソーティング回路１３が数値の大きい順に順序付けする場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、画素値置換回路１２が無効セルの値を２５５に設定し、ソーティング回路１３が数値の小さい順に順序付けするように構成しても良い。
【０１１８】
〈２〉上記第１〜第４実施形態では、位置特定回路１４が、有効セルの数ｅが偶数の場合に、順位ｊを（ｅ／２）＋１とする場合について説明したが、ｊ＝（ｅ／２）としても良い。また、図１２に示すように、本発明回路１Ｂの位置特定回路１４が、外部入力に基づいて、有効セルの数ｅが偶数の場合に、順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付けるように構成しても良い。具体的には、初期設定としてｊ＝（ｅ／２）＋１としておき、画像補正回路２１により、ｊ＝（ｅ／２）が指定された場合にｊ＝（ｅ／２）とするように構成しても良いし、初期設定をｊ＝（ｅ／２）としてｊ＝（ｅ／２）＋１を指定するように構成しても良い。
【０１１９】
〈３〉上記第１〜第４実施形態では、位置特定回路１４が、有効セル数ｅを受け付けて順序ｊを求めるように構成したが、これに限るものではない。例えば、無効セル数を受け付け、有効セル数ｅ＝全セル数−無効セル数として有効セル数を求めるように構成しても良い。
【０１２０】
〈４〉上記第１実施形態では、画像補正回路２１によるセルＣへの画素値の入力後に、画素値置換回路１２が無効セルの設定を行ったが、これに限るものではなく、全てのセルＣに予め無効セルの所定値、例えば０を設定しておき、その後、画像補正回路２１から画素値の入力を受け付けるように構成しても良い。
【０１２１】
〈５〉上記第１〜第４実施形態では、ソーティング回路１３が、１〜ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けして出力するように構成したが、利用しないことが確実な順位の画素値については出力しないように構成しても良い。具体的には、例えば、メディアンフィルタ回路の特性から、有効セルが１個或いは２個の場合、中央値を求める意義が薄いことから、中央値となり得ない可能性の高い１番目の画素値については出力しない構成であっても良い。
【０１２２】
〈６〉上記第１〜第４実施形態では、セルＣが８ビットのラッチ回路で構成されている場合を想定して説明したが、これに限るものではなく、例えば、シフトレジスタであっても良いし、ＲＡＭ等の記憶装置を利用するように構成しても良い。
【０１２３】
〈７〉上記第１〜第４実施形態では、ソーティング回路１３が大小判定回路Ｄで構成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、他の構成の回路であっても良いし、既存の他のソーティング回路を利用するように構成しても良い。
【０１２４】
〈８〉上記第１〜第４実施形態では、中央値出力回路１５がセレクタ回路で構成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、他の構成の回路であっても良い。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
１Ａ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
１Ｂ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
２ 本発明に係る画像処理装置
１０ セル群
１２ 画素値置換回路
１３ ソーティング回路
１４ 位置特定回路
１５ 中央値出力回路
２１ 画像補正回路
２２ 記憶装置
Ｐ 画素
Ｃ セル
Ｄ 大小判定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ上に、注目画素を含む複数の画素で構成される処理領域を設定し、処理領域に含まれる画素の画素値の中央値を求め、注目画素の画素値を中央値に置き換えるメディアンフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディアンフィルタは、画像データを構成する画素から画素値の補正を行う注目画素を選択し、注目画素を含む複数の画素で構成される処理領域を設定し、処理領域に含まれる画素の画素値の中央値を求め、注目画素の画素値を中央値に置き換える。メディアンフィルタは、画像処理において、ノイズ除去フィルタや欠陥除去フィルタとして用いられており、様々なアルゴリズム（例えば、非特許文献１参照）や回路が提案されている。
【０００３】
メディアンフィルタ回路としては、例えば、次数（並び替えを行う画素データの数）＋１個の画素データを保持するためのメディアンセルを用意し、各メディアンセルを、入力手段から入力された画素データと、上流と下流のメディアンセル夫々が保持している画素データを受け付けるように構成されたメディアンフィルタ回路がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
当該メディアンフィルタ回路の動作は、入力手段から画像データが入力され、且つ、上流のメディアンセルからデータが出力されない場合は、現在保持している画像データと入力手段から入力された画素データを比較して何れか一方を選択し、選択されたデータが入力手段から入力された画素データの場合は、現在保持している画像データを下流のメディアンセルに出力して入力手段から入力された画素データを保持する。上流のメディアンセルから画像データが出力された場合は、現在保持している画像データを下流のメディアンセルに出力して上流のメディアンセルから出力された画像データを保持する。これにより、画素データの並び替えを簡単な回路構成で実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４５１７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】浜村倫行、入江文平、“３×３メディアンフィルタの高速アルゴリズム”、（ＦＩＴ）情報科学技術フォーラム２００２ 講演論文、１４１−１４２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来のメディアンフィルタ回路では、例えば、処理領域の大きさ、例えば、３×３、５×５等に応じて、別個に回路を用意していた。つまり、画像の種類や用途等によって、メディアンフィルタの大きさを変更したい場合には、使用したいメディアンフィルタの大きさ毎にメディアンフィルタ回路を用意する必要があった。
【０００８】
また、例えば、処理領域は、注目画素とその周囲の画素で構成されることが一般的であるが、この場合、画像データの端の画素については、処理領域中に画素が存在しない領域ができるため、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域全体が前記画像データ上に設定されるように処理領域及び注目画素の設定を制限する等の対応を行う必要があった。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の大きさのメディアンフィルタを１つの回路で実現でき、画像データの端部の画素についても容易に且つ適切に補正できるメディアンフィルタ回路を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るメディアンフィルタ回路は、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ（但し、ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上）個のセルと、入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、前記有効セルの前記画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路と、格納されている前記画素値の大きい順または小さい順に、ｋが偶数の場合は変数ｉ＝ｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は変数ｉ＝（ｋ＋１）／２とし、ｉ番目までの前記セルの画素値を順序付けするソーティング回路と、前記有効セルの数に基づいて、中央値として用いる前記画素値の順位ｊを出力する位置特定回路と、前記位置特定回路で求めた前記順位ｊに基づいて、前記ソーティング回路で順序付けられたｊ番目の順位の前記セルの画素値を出力する中央値出力回路と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１１】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記ソーティング回路が、前記画素値置換回路が前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最小値以下の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の大きい順にｉ番目まで順序付けし、前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最大値以上の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の小さい順にｉ番目まで順序付けるように構成され、前記位置特定回路が、前記順位ｊを、前記有効セルの数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、前記有効セルの数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１とする。
【００１２】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記位置特定回路が、外部入力に基づいて、前記有効セルの数ｅが偶数の場合に、前記順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付け可能に構成されている。
【００１３】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、画素値が入力されない前記セルを前記無効セルとする。
【００１４】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、前記セルの夫々について、前記有効セルであるか前記無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されている。
【００１５】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、ｋ＝ｎ×ｍの場合において、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとする。
【００１６】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、前記画素値置換回路が、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合において、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ×ｃ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとする。
【００１７】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、ａ及びｂが奇数である。
【００１８】
更に好ましくは、上記特徴のメディアンフィルタ回路は、ａ＝ｂである。
【００１９】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、ｎ及びｍが３以上の奇数である。
【００２０】
更に好ましくは、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路は、ｎ＝ｍである。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る画像処理装置は、前記画像データを構成する前記画素から注目画素を選択し、前記注目画素を含む処理領域を設定し、上記何れかの特徴のメディアンフィルタ回路に前記処理領域に含まれる前記画素の画素値を入力し、前記メディアンフィルタ回路の出力値を前記注目画素の画素値とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、任意のセルを無効セルとし、無効セルの画素値を有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に置き換えるので、例えば、画像データの端部の画素を注目画素とした場合に、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域の設定に制限を設ける必要がなくなる。即ち、画像データの端部の画素についても、従来に比べより簡素な構成で適切な補正を行うことが可能になる。
【００２３】
上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、任意のセルを無効セルとし、無効セルの画素値を有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に置き換えるので、例えば、ｋ＝ｎ×ｍの場合は、より小さいサイズのａ×ｂのメディアンフィルタ回路として、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合は、より小さいサイズのａ×ｂ×ｃのメディアンフィルタ回路として利用することが可能になる。即ち、複数の大きさのメディアンフィルタを１つの回路で実現できる。
【００２４】
更に、上記特徴のメディアンフィルタ回路によれば、有効セルと無効セルを任意に設定可能であることから、通常の画像だけでなく、例えば、ＹＵＶ４２２方式等、様々な種類の画像データに対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る画像処理装置及び本発明に係るメディアンフィルタ回路の第１実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明に係るメディアンフィルタ回路の第１実施形態におけるソーティング回路及び中央値出力回路の概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を説明するブロック図である。
【図５】本発明に係るメディアンフィルタの第１実施形態における画素値置換回路の動作を説明するブロック図である。
【図６】ＹＵＶ４２２方式のカラー画像の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係るメディアンフィルタ回路の第３実施形態におけるソーティング回路及び中央値出力回路の概略構成例を示す概略ブロック図である。
【図８】本発明に係るメディアンフィルタの第３実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係るメディアンフィルタの第３実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係るメディアンフィルタの第４実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係るメディアンフィルタの第４実施形態における有効セル及び無効セルの設定例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る画像処理装置及び本発明に係るメディアンフィルタ回路の別実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るメディアンフィルタ回路及び画像処理装置（以下、適宜「本発明回路」「本発明装置」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
〈第１実施形態〉
本発明回路及び本発明装置の第１実施形態について図１〜図３を基に説明する。
【００２８】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の概略構成例を示している。
【００２９】
本発明装置２は、図１に示すように、本発明回路１Ａを用いて画像データの処理を行う画像補正回路２１と、画像データを記憶する記憶装置２２を備えて構成されている。
【００３０】
より具体的には、本発明装置２の画像補正回路２１は、画像データを構成する画素から注目画素を選択し、注目画素を含む処理領域を設定し、本発明回路１Ａに処理領域に含まれる画素の画素値を入力するように構成されている。更に、画像補正回路２１は、本発明回路１Ａの出力値を注目画素の画素値として画像データの補正を行う。より具体的には、画像補正回路２１は、注目画素を、画像データの一番上の行の左端の画素から右端の画素に向けて順に選択し、右端の画素が注目画素として選択されると、次行の左端の画素から右端の画素に向けて順に選択する。同様にして、画像データの全ての画素を順次注目画素として選択する。
【００３１】
本発明回路１Ａは、図１に示すように、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画像補正回路２１から入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、有効セルの画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路１２と、格納されている画素値の大きい順または小さい順に、ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けするソーティング回路１３と、有効セルの数に基づいて、中央値として用いる画素値の順位ｊを出力する位置特定回路１４と、位置特定回路１４で求めた順位ｊに基づいて、ソーティング回路１３で順序付けられたｊ番目の順位のセルＣの画素値Ｓｊを出力する中央値出力回路１５と、を備えている。但し、ｋ＝ｎ×ｍ、ｎ、ｍは正の整数で、その内の少なくとも１つは２以上である。また、ソーティング回路１３において、変数ｉは、ｋが偶数の場合はｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は（ｋ＋１）／２とする。
【００３２】
尚、本実施形態では、画像処理の対象となる画像データが、レンジ０〜２５５の輝度値のデータである場合を想定している。従って、セルＣは、１つの輝度値のデータ（８ビット）を記憶するラッチ回路で構成されている。
【００３３】
更に、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝３、ｋ＝ｎ×ｍ＝９であり、注目画素を中心とする９個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。ここで、図２は、９個のセルＣで構成されるセル群１０、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。また、図３及び図４は、有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の画素Ｐ２２が注目画素、斜線の画素に対応するセルＣが有効セルである。更に、図３の太線より右下側が画像データの存在する画素エリアを表している。
【００３４】
画素値置換回路１２は、画像データの輝度値のレンジが０〜２５５であることから、無効セルの画素データを、有効セルの最小値以下の値である０に置き換える。尚、本実施形態の画素値置換回路１２は、画像補正回路２１から画素値が入力されないセルを無効セルとするように構成されている。また、本実施形態の画素値置換回路１２は、有効セル数ｅ（入力された画素値の数）を位置特定回路１４に出力するように構成されている。
【００３５】
ソーティング回路１３は、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝９（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝５とし、５番目までのセルＣの画素値を順序付けする。より具体的には、ソーティング回路１３は、図２に示すように、複数の大小判定回路Ｄで構成されており、各大小判定回路Ｄは、２つの入力値について、大きい値を右上に、小さい値を右下に出力する。このように構成することにより、１〜５番目までの画素値を大きい順に出力している。
【００３６】
位置特定回路１４は、本実施形態では、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを、有効セル数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、有効セル数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）＋１とする。
【００３７】
中央値出力回路１５は、図２に示すように、ソーティング回路１３で順序付けられた５個の画素値Ｓ１〜Ｓ５を受け付け、ｊ番目の画素値Ｓｊを出力するセレクタ回路で構成されている。
【００３８】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図３〜図５を基に説明する。尚、図３及び図４は、処理領域内の各セルＣの有効セル及び無効セルの設定例を示している。
【００３９】
先ず、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図３を基に説明する。
【００４０】
図３では、中心の画素Ｐ２２が注目画素であり、画像データの輝度値が夫々、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５、Ｐ１１＝Ｐ１２＝Ｐ１３＝Ｐ２１＝Ｐ３１＝ＮＵＬＬ（データ無し）の場合を想定している。
【００４１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の４個の値が対応するセルＣ２２、Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ３３に入力される。
【００４２】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、処理領域のＰ１１〜Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ３１に対応するセルＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ３１、即ち、画素値が入力されないセルＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ３１を無効セルとし、値を所定値０に設定する。また、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝４を出力する。
【００４３】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、９個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜５番目までの数値が出力される。具体的には、数値の大きい順に、２５５、２００、１５０、１００、０が出力される。
【００４４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝４（偶数）なので、ｊ＝（ｅ／２）＋１＝３となる。
【００４５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された画素値２５５、２００、１５０、１００、０の３番目の画素値Ｓ３＝１５０を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００４６】
続いて、注目画素が画像データの外周以外の画素に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図４を基に説明する。
【００４７】
図４では、図３と同様に中心の画素Ｐ２２が注目画素であり、画像データの輝度値が夫々、Ｐ１１＝０、Ｐ１２＝１００、Ｐ１３＝２００、Ｐ２１＝１０、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３１＝２０、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の場合を想定している。
【００４８】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ１１＝０、Ｐ１２＝１００、Ｐ１３＝２００、Ｐ２１＝１０、Ｐ２２＝１００、Ｐ２３＝２００、Ｐ３１＝２０、Ｐ３２＝１５０、Ｐ３３＝２５５の９つの値が対応するセルＣに入力される。
【００４９】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝９を出力する。尚、ここでは、画素値が入力されないセルＣが存在しないため、無効セルが無いとして、画素値の置き換えは行わない。
【００５０】
ソーティング回路１３は、９個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜５番目までの数値が出力される。具体的には、数値の大きい順に、２５５、２００、２００、１５０、１００が出力される。
【００５１】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝９（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝５となる。
【００５２】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された画素値２５５、２００、２００、１５０、１００の５番目の画素値１００を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００５３】
本実施形態では、画素値置換回路１２が、画像補正回路２１から画素値が入力されないセルＣを無効セルとするように構成されているので、画像データの端部の画素についても、処理領域の近隣の画素を代わりに参照する、或いは、処理領域の設定に制限を設ける等の処理を行うことなく、容易に中央値を求めることができる。
【００５４】
〈第２実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第２実施形態について図６を基に説明する。尚、本実施形態では、無効セル及び有効セルの指定を任意に行なえる場合について説明する。
【００５５】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１及び図２を基に説明する。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、第１実施形態の本発明装置２の記憶装置２２の構成と同じである。
【００５６】
画像補正回路２１は、上記第１実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、画素値置換回路１２に対し、セルＣ夫々について、有効セル及び無効セルの設定を入力可能に構成されている。
【００５７】
本発明回路１Ａは、第１実施形態と同様に、図１に示すように、ｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５を備えて構成されている。尚、セルＣ、セル群１０、ソーティング回路１３、位置特定回路１４及び中央値出力回路１５の構成は上記第１実施形態と同じである。
【００５８】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ｎ＝ｍ＝３、ｋ＝ｎ×ｍ＝９であり、注目画素を中心とする９個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。
【００５９】
本実施形態では、画像処理の対象となる画像データは、ＹＵＶ４２２方式のカラー画像データを想定している。ＹＵＶ４２２方式のカラー画像データは、図６に示すように、輝度値のデータ（Ｙ）、輝度値と青色成分の差（Ｕ）、輝度値と赤色成分の差（Ｖ）で構成されている。このような画像データの場合、例えば、Ｙ３２を注目画素とした場合、単純に３×３の範囲、例えば、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１には、３つの異なる種類の数値が存在するため、全ての値を用いるのは適切ではない。従って、本実施形態では、同じ輝度値のデータＹ２２、Ｙ３２、Ｙ４２から中央値を求めるように構成する。
【００６０】
本実施形態の画素値置換回路１２は、セルＣの夫々について、有効セルであるか無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されている。具体的には、本実施形態では、初期設定として３×３の全てのセルＣを有効セルとし、初期設定に対する変更を受け付けるように構成している。尚、有効セル及び無効セルの設定方法は、これに限るものではなく、全てのセルＣについて有効セルであるか無効セルであるかを入力するように構成してもよいし、他の初期設定を用いても良い。画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、Ｙがレンジ０〜２５５の輝度値のデータであることから、０を所定値として置換する。
【００６１】
本発明回路１Ａを用いてＹＵＶ４２２方式のカラー画像を処理する場合の処理手順について、図６を基に説明する。
【００６２】
画像補正回路２１は、先ず、画素値置換回路１２に対し、注目画素とその上下の画素に対応するセルＣを有効セルとするように指定する。図６では、太線内の９個の画素が処理領域であり、注目画素をＹ３２とすると、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２に対応するセルＣを有効セルとするように指定する。その後、画像補正回路２１は、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１の値を本発明回路１Ａに出力する。
【００６３】
画像補正回路２１から、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１の画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。
【００６４】
画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、Ｙ２２、Ｙ３２、Ｙ４２に対応するセルＣを有効セルとし、Ｖ２１、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ４１に対応するセルＣを無効セルに設定し、無効セルの値を所定値０に設定する。また、画素値置換回路１２は、有効セル数ｅ＝３を位置特定回路１４に出力する。
【００６５】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、上記第１実施形態と同様に、数値の大きい順に５番目までのセルＣの画素値を順序付けして中央値出力回路１５に出力する。
【００６６】
位置特定回路１４は、有効セル数ｅが奇数なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝２を中央値出力回路１５に出力する。
【００６７】
中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された５個の画素値の内の２番目の画素値Ｓ２を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００６８】
尚、本実施形態では、ＹＵＶ４２２方式のカラー画像を処理する場合について説明したが、他の方式の画像にも適用可能である。また、本実施形態の画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルを任意に指定できるので、画像データが通常の輝度値のデータの場合でも、例えば、処理領域の範囲を円形にとる等、画像データの質や用途等に応じて柔軟な設定を行うことが可能になる。
【００６９】
〈第３実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第３実施形態について図７〜図９を基に説明する。尚、上記第１及び第２実施形態では、本発明回路１Ａが３×３のメディアンフィルタである場合を想定して説明したが、本実施形態では、本発明回路１Ａが５×５のメディアンフィルタであり、３×３のメディアンフィルタとしても利用可能に構成されている場合を想定して説明する。
【００７０】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について図１及び図７を基に説明する。ここで、図７は、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、上記第１及び第２実施形態の本発明装置２の記憶装置２２の構成と同じである。
【００７１】
画像補正回路２１は、上記第１及び第２実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、３×３のメディアンフィルタを用いる場合に、画素値置換回路１２に対し、３×３のメディアンフィルタを指定するように構成されている。
【００７２】
本発明回路１Ａは、第１及び第２実施形態と同様に、図１に示すように、ｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５を備えて構成されている。尚、セルＣ、及び、位置特定回路１４の構成は上記第１及び第２実施形態と同じである。
【００７３】
尚、本実施形態では、画像処理の対象となる画像データが、上記第１実施形態と同様に、レンジ０〜２５５の輝度値のデータである場合を想定している。
【００７４】
ここで、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝５、ｋ＝ｎ×ｍ＝２５であり、注目画素を中心とする２５個の画素が処理領域となる場合を想定して説明する。従って、セル群１０は、２５個のセルＣで構成されている。ここで、図７は、２５個のセルＣで構成されるセル群１０、ソーティング回路１３及び中央値出力回路１５の概略構成例を示している。また、図８及び図９は、処理領域内の各セルＣの有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の画素Ｐ３３が注目画素、斜線の画素に対応するセルＣが有効セルである。更に、図９の太線より右下側が画像データの存在する画素エリアを表している。
【００７５】
画素値置換回路１２は、本実施形態では、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個のセルＣを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個のセルＣ以外のセルＣを無効セルとするように構成されている。ここでは、ａ＝ｂ＝３の場合を想定している。
【００７６】
より具体的には、本実施形態の画素値置換回路１２は、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定可能に構成されている。尚、３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定されていない場合は、５×５のメディアンフィルタとして機能する。画素値置換回路１２は、３×３のメディアンフィルタとして用いることが指定された場合、図８に示すように、画素Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣを無効セルに設定する。
【００７７】
更に、画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルの設定を受け付け可能に設定されており、指定された或いは初期設定の大きさのメディアンフィルタを基本設定とし、有効セル及び無効セルの設定を変更可能に構成されている。例えば、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタが指定され、有効セルまたは無効セルの設定を受け付けた場合、画素Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣを無効セル、その他のセルＣを有効セルとする基本設定を、画像補正回路２１からの指定に基づいて変更する。
【００７８】
画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、画像補正回路２１によりセルＣに画素値が入力されると、画素値が入力されないセルＣについて、有効セルに指定されている場合でも、無効セルとする。画素値置換回路１２は、その後、有効セル及び無効セルの設定に基づいて、画像データの輝度値のレンジが０〜２５５であることから、無効セルの画素データを０に置き換え、有効セル数ｅを位置特定回路１４に出力する。
【００７９】
ソーティング回路１３は、上記第１実施形態と同様に、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝２５（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝１３とし、１３番目までのセルＣの画素値を順序付けする。
【００８０】
中央値出力回路１５は、図７に示すように、ソーティング回路１３で順序付けられた１３個の画素値を受け付け、ｊ番目の画素値を出力するセレクタ回路で構成されている。
【００８１】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図８及び図９を基に説明する。尚、図８は、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの外周部以外の画素に設定されている場合について示しており、図９は、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合について示している。また、５×５のメディアンフィルタとして用いる場合（注目画素が画像データの外周部に設定されている場合、及び、全てのセルＣが有効セルである場合）については、ｍ及びｎの値が異なるが、上記第１実施形態と同じ処理を行うので、説明を省略する。同様に、画像補正回路２１が有効セル及び無効セルの指定を行う場合についても、ｍ及びｎの値が異なるが、上記第２実施形態と同じ処理を行うので、説明を省略する。
【００８２】
先ず、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの外周部以外の画素に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図８を基に説明する。
【００８３】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１〜Ｐ５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【００８４】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、全てのセルＣに画措置が入力される。
【００８５】
セルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、無効セル、即ち、Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１、Ｐ２５、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４５、Ｐ５１〜Ｐ５５に対応するセルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５の値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝９を出力する。
【００８６】
ソーティング回路１３は、１３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜１３番目までの数値が出力される。
【００８７】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝９（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝５となる。
【００８８】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された１３個の画素値Ｓ１〜Ｓ１３の内、５番目の画素値Ｓ５を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００８９】
続いて、３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が画像データの左上外周部に設定されている場合の本発明回路１Ａの動作について図９を基に説明する。
【００９０】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１〜Ｐ５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【００９１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、Ｐ３３〜Ｐ３５、Ｐ４３〜Ｐ４５、Ｐ５３〜Ｐ５５の９個の値が対応するセルＣ３３〜Ｃ３５、Ｃ４３〜Ｃ４５、Ｃ５３〜Ｃ５５に入力される。
【００９２】
画素値置換回路１２は、画像補正回路２１により３×３のメディアンフィルタが指定されると、セルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５を無効セルに設定する。画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、更に、画素値が入力されないセルＣ２２〜Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ４２を無効セルに設定する。引き続き、画素値置換回路１２は、無効セルＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３５、Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４５、Ｃ５１〜Ｃ５５の値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝４を出力する。
【００９３】
画素値置換回路１２によって無効セルの値が０に設定されると、ソーティング回路１３が、１３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜１３番目までの数値が出力される。
【００９４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝４（偶数）なので、ｊ＝（ｅ／２）＋１＝３となる。
【００９５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された１３個の画素値Ｓ１〜Ｓ１３の３番目の画素値Ｓ３を、中央値として画像補正回路２１に出力する。
【００９６】
本実施形態では、５×５のメディアンフィルタを３×３のメディアンフィルタとして用いることが可能であり、１つの回路で２つの大きさのメディアンフィルタを実現できるため、従来のように、メディアンフィルタの大きさ毎に回路を設計する必要が無くなる。尚、本実施形態の本発明回路１Ａは、２つの大きさのメディアンフィルタとして機能するが、これに限るものではなく、更に複数の大きさのメディアンフィルタとして機能するように構成しても良い。
【００９７】
〈第４実施形態〉
本発明回路１Ａ及び本発明装置２の第４実施形態について図１０を基に説明する。尚、上記第１〜第３実施形態では、２次元の画像データをメディアンフィルタによる補正対象とする場合について説明したが、本実施形態では、３次元の画像データ或いは動画データ等をメディアンフィルタによる補正対象とする場合について説明する。
【００９８】
先ず、本発明回路１Ａ及び本発明装置２の構成について説明する。尚、本発明装置２の記憶装置２２の構成は、第１〜第３実施形態の記憶装置２２の構成と同じである。
【００９９】
画像補正回路２１は、上記第１〜第３実施形態と同様に、注目画素の選択及び処理領域の設定、処理領域内の画素値の本発明回路１Ａへの入力を行なうように構成されている。更に、本実施形態の画像補正回路２１は、画素値置換回路１２に対し、メディアンフィルタの大きさ、及び、有効セル及び無効セルの設定を入力可能に構成されている。
【０１００】
本実施形態の本発明回路１Ａは、画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ個のセルＣからなるセル群１０と、画素値置換回路１２と、ソーティング回路１３と、位置特定回路１４と、中央値出力回路１５と、を備えている。尚、ｋの値は異なるが、セルＣ、セル群１０、ソーティング回路１３、位置特定回路１４及び中央値出力回路１５の構成は、上記第１〜第３実施形態と同じである。但し、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上である。
【０１０１】
本実施形態では、画像処理の対象となる画像データは、レンジ０〜２５５の輝度値のデータで構成される２次元画像データを時間別に複数備えている動画データである場合を想定している。本実施形態では、ｒは、動画データを構成する２次元画像データを特定する変数である。
【０１０２】
ここで、本実施形態では、ｎ＝ｍ＝ｒ＝５、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒ＝１２５である場合を想定して説明する。図１０は、処理領域における有効セル及び無効セルの設定例を示しており、中央の２次元画像データの中央の画素Ｐ３３３が注目画素である。
【０１０３】
画素値置換回路１２は、本実施形態では、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個のセルＣを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個のセルＣ以外のセルＣを無効セルとするように構成されている。ここでは、ａ＝ｂ＝ｃ＝３の場合を想定している。
【０１０４】
より具体的には、本実施形態の画素値置換回路１２は、３×３×３のメディアンフィルタとして用いることを指定可能に構成されている。尚、３×３×３のメディアンフィルタが指定されていない場合は、５×５×５のメディアンフィルタとして機能する。画素値置換回路１２は、３×３×３のメディアンフィルタとして用いることが指定された場合、図１０に示すように、Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５（α＝２、３、４）に対応するセルＣを無効セルに設定する。
【０１０５】
更に、画素値置換回路１２は、有効セル及び無効セルの設定を受け付け可能に設定されており、指定された或いは初期設定の大きさのメディアンフィルタを基に、有効セル及び無効セルの設定を変更可能に構成されている。例えば、画像補正回路２１から、３×３のメディアンフィルタが指定され、有効セルまたは無効セルの設定を受け付けた場合、画素Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５に対応するセルＣを無効セル、その他のセルＣを有効セルとする基本設定を、画像補正回路２１からの指定に基づいて変更する。
【０１０６】
画素値置換回路１２は、上記第１実施形態と同様に、画像補正回路２１によりセルＣに画素値が入力されると、画素値が入力されないセルＣについて、有効セルに指定されている場合でも、無効セルとする。画素値置換回路１２は、その後、有効セル及び無効セルの設定に基づいて、無効セルの画素データを０に置き換え、有効セル数ｅを位置特定回路１４に出力する。
【０１０７】
ソーティング回路１３は、上記第１実施形態と同様に、本実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルのデータを有効セルの最小値以下の所定値０に置き換えることから、数値の大きい順に順序付けする。また、ｋ＝１２５（奇数）なので、ｉ＝（ｋ＋１）／２＝６３とし、６３番目までのセルＣの画素値を順序付けする。
【０１０８】
中央値出力回路１５は、図示しないが、ソーティング回路１３で順序付けられた６３個の画素値Ｓ１〜Ｓ６３を受け付け、ｊ番目の画素値Ｓｊを出力するセレクタ回路で構成されている。
【０１０９】
次に、本発明回路１Ａの処理手順について、図１０を基に説明する。ここでは、３×３×３のメディアンフィルタが指定され、且つ、注目画素が２次元画像データの外周部以外の画素に設定され、且つ、中央の２次元画像データが最初または最後の２次元画像データではない場合について説明する。
【０１１０】
画像補正回路２１は、先ず、本発明回路１Ａに対し、３×３×３のメディアンフィルタを指定する。その後、Ｐ１１１〜Ｐ５５５の画素値を本発明回路１Ａに入力する。
【０１１１】
画像補正回路２１から画素値が入力されると、入力された画素値が夫々対応するセルＣに入力される。ここでは、全てのセルＣに画措置が入力される。
【０１１２】
画像補正回路２１からセルＣに画素値が入力されると、画素値置換回路１２は、無効セル、即ち、Ｐ１１１〜Ｐ５５１、Ｐ１１α〜Ｐ１５α、Ｐ２１α、Ｐ２５α、Ｐ３１α、Ｐ３５α、Ｐ４１α、Ｐ４５α、Ｐ５１α〜Ｐ５５α、Ｐ１１５〜Ｐ５５５（α＝２、３、４）に対応するセルＣの値を０に置き換える。更に、画素値置換回路１２は、位置特定回路１４に対し、有効セル数ｅ＝２７を出力する。
【０１１３】
ソーティング回路１３は、６３個の画素値を順位付けして中央値出力回路１５に出力する。ここでは、数値の大きい順に、１番目〜６３番目までの数値が出力される。
【０１１４】
位置特定回路１４は、画素値置換回路１２から有効セル数ｅを受け付け、順位ｊを求める。ここでは、有効セルの数ｅ＝２７（奇数）なので、ｊ＝（ｅ＋１）／２＝１４となる。
【０１１５】
最後に、中央値出力回路１５は、ソーティング回路１３から出力された６３個の画素値Ｓ１〜Ｓ６３の内、１４番目の画素値Ｓ１４を中央値として画像補正回路２１に出力する。
【０１１６】
本実施形態では、画像データが動画データである場合を想定して説明したが、３次元の立体画像データであっても良い。また、本実施形態では、５×５×５のメディアンフィルタを３×３×３のメディアンフィルタとして用いる場合について説明したが、例えば、ｃ＝１とすれば、上記第１〜第３実施形態のように、２次元のメディアンフィルタとして用いることが可能である。
【０１１７】
〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第４実施形態では、画素値置換回路１２が無効セルの値を０に設定し、ソーティング回路１３が数値の大きい順に順序付けする場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、画素値置換回路１２が無効セルの値を２５５に設定し、ソーティング回路１３が数値の小さい順に順序付けするように構成しても良い。
【０１１８】
〈２〉上記第１〜第４実施形態では、位置特定回路１４が、有効セルの数ｅが偶数の場合に、順位ｊを（ｅ／２）＋１とする場合について説明したが、ｊ＝（ｅ／２）としても良い。また、図１２に示すように、本発明回路１Ｂの位置特定回路１４が、外部入力に基づいて、有効セルの数ｅが偶数の場合に、順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付けるように構成しても良い。具体的には、初期設定としてｊ＝（ｅ／２）＋１としておき、画像補正回路２１により、ｊ＝（ｅ／２）が指定された場合にｊ＝（ｅ／２）とするように構成しても良いし、初期設定をｊ＝（ｅ／２）としてｊ＝（ｅ／２）＋１を指定するように構成しても良い。
【０１１９】
〈３〉上記第１〜第４実施形態では、位置特定回路１４が、有効セル数ｅを受け付けて順序ｊを求めるように構成したが、これに限るものではない。例えば、無効セル数を受け付け、有効セル数ｅ＝全セル数−無効セル数として有効セル数を求めるように構成しても良い。
【０１２０】
〈４〉上記第１実施形態では、画像補正回路２１によるセルＣへの画素値の入力後に、画素値置換回路１２が無効セルの設定を行ったが、これに限るものではなく、全てのセルＣに予め無効セルの所定値、例えば０を設定しておき、その後、画像補正回路２１から画素値の入力を受け付けるように構成しても良い。
【０１２１】
〈５〉上記第１〜第４実施形態では、ソーティング回路１３が、１〜ｉ番目までのセルＣの画素値を順序付けして出力するように構成したが、利用しないことが確実な順位の画素値については出力しないように構成しても良い。具体的には、例えば、メディアンフィルタ回路の特性から、有効セルが１個或いは２個の場合、中央値を求める意義が薄いことから、中央値となり得ない可能性の高い１番目の画素値については出力しない構成であっても良い。
【０１２２】
〈６〉上記第１〜第４実施形態では、セルＣが８ビットのラッチ回路で構成されている場合を想定して説明したが、これに限るものではなく、例えば、シフトレジスタであっても良いし、ＲＡＭ等の記憶装置を利用するように構成しても良い。
【０１２３】
〈７〉上記第１〜第４実施形態では、ソーティング回路１３が大小判定回路Ｄで構成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、他の構成の回路であっても良いし、既存の他のソーティング回路を利用するように構成しても良い。
【０１２４】
〈８〉上記第１〜第４実施形態では、中央値出力回路１５がセレクタ回路で構成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、他の構成の回路であっても良い。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
１Ａ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
１Ｂ 本発明に係るメディアンフィルタ回路
２ 本発明に係る画像処理装置
１０ セル群
１２ 画素値置換回路
１３ ソーティング回路
１４ 位置特定回路
１５ 中央値出力回路
２１ 画像補正回路
２２ 記憶装置
Ｐ 画素
Ｃ セル
Ｄ 大小判定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ（但し、ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上）個のセルと、
入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、前記有効セルの前記画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路と、
格納されている前記画素値の大きい順または小さい順に、ｋが偶数の場合は変数ｉ＝ｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は変数ｉ＝（ｋ＋１）／２とし、ｉ番目までの前記セルの画素値を順序付けするソーティング回路と、
前記有効セルの数に基づいて、中央値として用いる前記画素値の順位ｊを出力する位置特定回路と、
前記位置特定回路で求めた前記順位ｊに基づいて、前記ソーティング回路で順序付けられたｊ番目の順位の前記セルの画素値を出力する中央値出力回路と、を備えることを特徴とするメディアンフィルタ回路。
【請求項２】
前記ソーティング回路は、前記画素値置換回路が前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最小値以下の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の大きい順にｉ番目まで順序付けし、前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最大値以上の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の小さい順にｉ番目まで順序付けるように構成され、
前記位置特定回路は、前記順位ｊを、前記有効セルの数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、前記有効セルの数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１とすることを特徴とする請求項１に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項３】
前記位置特定回路は、外部入力に基づいて、前記有効セルの数ｅが偶数の場合に、前記順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付け可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項４】
前記画素値置換回路は、画素値が入力されない前記セルを前記無効セルとする請求項１〜３の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項５】
前記画素値置換回路は、前記セルの夫々について、前記有効セルであるか前記無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項６】
前記画素値置換回路は、ｋ＝ｎ×ｍの場合において、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとすることを特徴とする請求項５に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項７】
前記画素値置換回路は、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合において、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ×ｃ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとすることを特徴とする請求項５に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項８】
ａ及びｂが奇数であることを特徴とする請求項６または７に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項９】
ａ＝ｂであることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１０】
ｎ及びｍが３以上の奇数であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１１】
ｎ＝ｍであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１２】
前記画像データを構成する前記画素から注目画素を選択し、前記注目画素を含む処理領域を設定し、請求項１〜１１の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路に前記処理領域に含まれる前記画素の画素値を入力し、前記メディアンフィルタ回路の出力値を前記注目画素の画素値とすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１】
画像データを構成する１つの画素値を夫々が格納するｋ（但し、ｋ＝ｎ×ｍまたはｎ×ｍ×ｒ、ｎ、ｍ、ｒは正の整数で、ｎ、ｍの内の少なくとも１つとｒは２以上）個のセルと、
入力された画素値を利用する有効セル以外の無効セルの画素値を、前記有効セルの前記画素値の最小値以下または最大値以上の所定値に設定する画素値置換回路と、
格納されている前記画素値の大きい順または小さい順に、ｋが偶数の場合は変数ｉ＝ｋ／２または（ｋ／２）＋１とし、ｋが奇数の場合は変数ｉ＝（ｋ＋１）／２とし、ｉ番目までの前記セルの画素値を順序付けするソーティング回路と、
前記有効セルの数に基づいて、中央値として用いる前記画素値の順位ｊを出力する位置特定回路と、
前記位置特定回路で求めた前記順位ｊに基づいて、前記ソーティング回路で順序付けられたｊ番目の順位の前記セルの画素値を出力する中央値出力回路と、を備えることを特徴とするメディアンフィルタ回路。
【請求項２】
前記ソーティング回路は、前記画素値置換回路が前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最小値以下の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の大きい順にｉ番目まで順序付けし、前記無効セルの画素値を前記有効セルの画素値の最大値以上の前記所定値に書き換える場合、前記セルの画素値を数値の小さい順にｉ番目まで順序付けるように構成され、
前記位置特定回路は、前記順位ｊを、前記有効セルの数ｅが奇数の場合は（ｅ＋１）／２とし、前記有効セルの数ｅが偶数の場合は、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１とすることを特徴とする請求項１に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項３】
前記位置特定回路は、外部入力に基づいて、前記有効セルの数ｅが偶数の場合に、前記順位ｊを、（ｅ／２）または（ｅ／２）＋１の何れにするかの指定を受け付け可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項４】
前記画素値置換回路は、画素値が入力されない前記セルを前記無効セルとする請求項１〜３の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項５】
前記画素値置換回路は、前記セルの夫々について、前記有効セルであるか前記無効セルであるかの設定を受け付け可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項６】
前記画素値置換回路は、ｋ＝ｎ×ｍの場合において、外部入力によりａ×ｂ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとすることを特徴とする請求項５に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項７】
前記画素値置換回路は、ｋ＝ｎ×ｍ×ｒの場合において、外部入力によりａ×ｂ×ｃ（１≦ａ＜ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ＜ｍ、１≦ｃ≦ｒ、または、１≦ａ≦ｎ、１≦ｂ≦ｍ、１≦ｃ＜ｒ）個の前記セルを利用することが選択された場合に、ａ×ｂ×ｃ個の前記セル以外の前記セルを前記無効セルとすることを特徴とする請求項５に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項８】
ａ及びｂが奇数であることを特徴とする請求項６または７に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項９】
ａ＝ｂであることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１０】
ｎ及びｍが３以上の奇数であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１１】
ｎ＝ｍであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路。
【請求項１２】
前記画像データを構成する前記画素から注目画素を選択し、前記注目画素を含む処理領域を設定し、請求項１〜１１の何れか１項に記載のメディアンフィルタ回路に前記処理領域に含まれる前記画素の画素値を入力し、前記メディアンフィルタ回路の出力値を前記注目画素の画素値とすることを特徴とする画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６０２４５（Ｐ２０１２−６０２４５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９０４６（Ｐ２０１０−１９９０４６）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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