雑音除去装置
【課題】雑音除去フィルタとしての雑音除去処理の能力を担保しつつ、雑音除去フィルタとしてのハードウェア的な規模を縮小することが可能な雑音除去装置を提供する。
【解決手段】一定方向の走査線Ｌにより順次走査される複数の画素Ｐxにより形成されるデジタル画像における中心画素Ｐx24の輝度と、当該中心画素Ｐx24の周囲の複数の他の画素Ｐxの輝度と、を用いて、フィルタ対象領域Ｆにおける雑音除去処理を行う場合に、フィルタ対象領域Ｆにおいて走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの輝度を記憶し、且つフィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌの数に対応した数のラインメモリを備えるとき、フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌ上の画素Ｐx11乃至画素Ｐx17の数が、走査線Ｌに垂直な方向の画素数より大きくされている。
【解決手段】一定方向の走査線Ｌにより順次走査される複数の画素Ｐxにより形成されるデジタル画像における中心画素Ｐx24の輝度と、当該中心画素Ｐx24の周囲の複数の他の画素Ｐxの輝度と、を用いて、フィルタ対象領域Ｆにおける雑音除去処理を行う場合に、フィルタ対象領域Ｆにおいて走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの輝度を記憶し、且つフィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌの数に対応した数のラインメモリを備えるとき、フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌ上の画素Ｐx11乃至画素Ｐx17の数が、走査線Ｌに垂直な方向の画素数より大きくされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音除去装置の技術分野に属する。より詳細には、複数の画素により形成されるデジタル画像に含まれる雑音を除去する雑音除去装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタルカメラ等に内蔵される撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）等の撮像素子）においては、高密度化される等の高性能化が著しい。そしてこれに伴い、撮像素子から出力される撮像信号又は当該撮像信号を処理して得られる画像信号に含まれる雑音（ノイズ）の低減又は除去のための技術の開発も、盛んに行われている。
【０００３】
ここで、上述した撮像素子から出力される撮像信号に含まれる雑音には、例えば、その撮像素子の構造上の原因から原画像（動画像又は静止画像を含む。以下、同様。）を含む撮像信号に含まれることとなる雑音がある。また撮像信号を処理して得られる画像信号に含まれる雑音には、例えば、デジタル画像生成のためのブロック符号化処理が撮像信号に施されることに起因する、いわゆるブロックノイズ等がある。
【０００４】
そしてこのような各種の雑音に対して、原画像の高振幅成分（即ち、その原画像に含まれている画像構成物（被写体）の輪郭の形状等）を損なうことなく、原画像内に低振幅成分として含まれる雑音や歪みを除去する手法として、例えば下記特許文献１に開示されている手法がある。なお上記歪みとは、具体的に例えば、ブロック圧縮符号化方式に対応したブロック境界における歪みや原画像内の輪郭周辺における歪みがある。また特許文献１に開示されている手法は、いわゆるε−分離非線形デジタルフィルタを用いた雑音除去フィルタである。ε−分離非線形デジタルフィルタについては、例えば下記非特許文献１に詳細に開示されている。
【０００５】
ここで、ε−分離非線形デジタルフィルタによる雑音除去処理について、その概要を説明する。当該雑音除去処理では、一般には以下の（１）から（６）までの六段階の処理により、原画像としてのデジタル画像における高振幅成分を損なうことなく、低振幅成分である雑音等を除去する。この雑音除去処理は、言い換えれば、上記高振幅成分を損なうことなく、低振幅成分を平滑化する処理である（特許文献１第４図参照）。
（１）画像信号として入力されたデジタル画像のうち、複数の画素からなる正方形の領域を「フィルタ対象領域」として設定し、そのフィルタ対象領域に含まれている画素の輝度を、画素ごとに取得する。
（２）フィルタ対象領域の中心画素の輝度を示す輝度情報を、一時的に記憶する。
（３）当該記憶されている輝度情報により示される輝度と、フィルタ対象領域の中心画素以外の複数の他の画素の輝度と、の差分を、他の画素ごとに検出する。なお一般的には、処理を簡略化すべく、上記（２）において記憶された中心画素の輝度と、フィルタ対象領域内の全ての画素（中心画素を含む）の輝度と、の差分を画一的に求める。この場合、上記（２）において記憶した中心画素の輝度と、フィルタ対象領域内の全ての画素の一部としての中心画素の輝度と、の差分は、当然ながらゼロである。
（４）他の画素との上記差分を用いて、雑音除去処理の対象となる画素を判定する。当該判定処理を、以下「雑音判定処理」と称する。即ち、他の画素各々のうち、検出された差分が予め設定されている雑音閾値以上である他の画素を、当該他の画素の輝度が上記高振幅成分に属する（即ち、当該他の画素が上記輪郭の形状等を構成する）として雑音除去処理の対象画素から除外する。一方、中心画素の輝度との差分が上記雑音閾値未満である他の画素を、当該他の画素の輝度が上記低振幅成分に属する（即ち、当該他の画素に雑音等が含まれる）として雑音除去処理の対象画素とする。
（５）雑音除去処理の対象画像についての上記差分と予め設定されているフィルタ係数とを乗算する処理を、対象画像それぞれについて行い、対象画像それぞれについての乗算結果を全て加算する。この場合、対象画素の各々に乗算されるフィルタ係数は全て同一とされる。
（６）上記の加算結果を、上記（２）において記憶した輝度情報により示される中心画素の輝度に加算し、その加算結果を、当該中心画素における雑音除去後の輝度とする。
【０００６】
以上説明した（１）から（６）までの六段階の処理を、デジタル画像を構成する全ての画素を順次上記中心画素として繰り返し実行することにより、当該デジタル画像についてのε−分離非線形デジタルフィルタによる雑音除去処理が実行される。このような雑音除去処理により、原画像に含まれている画像構成物（被写体）の輪郭の形状等を損なうことなく、原画像内に低振幅成分として含まれる雑音や歪みを除去することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１０２０２０号公報（第１図、第４図等）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】原島他，“ε−分離非線形ディジタルフィルタとその応用”電子通信学会論文誌Ａ，第６５巻，ＮＯ．４，ｐｐ．２９７−３０４，Ａｐｒ．１９８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている雑音除去フィルタでは、上記した（１）から（６）までの処理により雑音除去処理を行うことから、雑音除去フィルタとしての雑音除去効果を高めるためには、より多数の画素をフィルタ対象領域として設定する必要がある。
【００１０】
ここで、ハードウェア的に特許文献１に開示されている雑音除去フィルタを実現する場合、フィルタ対象領域の輝度を取得するためには、一般には、いわゆるラインメモリ又はフレームメモリが必須である。そしてこれらのメモリは、原理上、最低でも「フィルタ対象領域における走査線数−１」の数のメモリが必要となる。このとき、「フィルタ対象領域における走査線数」とは、例えばいわゆるラスタスキャン方式に基づくデジタル画像に対する雑音除去処理においては、それに含まれる上記フィルタ対象領域を通る当該スキャンに係る走査線の数をいう。
【００１１】
以上のような事情から、特許文献１に開示されている雑音除去フィルタにおいて高性能な雑音除去処理を行うためには、その回路規模が飛躍的に増大してしまうという問題点があった。このような問題点は、例えば雑音除去フィルタとしての価格の高騰や、製造工程の複雑化に繋がるものであり、解決が望まれる問題点である。
【００１２】
そこで本発明は、上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題は、雑音除去フィルタとしての雑音除去処理の能力を担保しつつ、雑音除去フィルタとしてのハードウェア的な規模を縮小することが可能な雑音除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一定方向の走査線により順次走査される複数の画素により形成されるデジタル画像における一の画素の信号と、当該一の画素の周囲の複数の他の画素の信号と、を用いて、当該一の画素と当該他の画素から構成される対象領域における雑音除去処理を行う雑音除去装置であって、前記対象領域において前記走査線上に並ぶ前記画素の前記信号を記憶し、且つ前記対象領域における前記走査線の数に対応した数のラインメモリ等の記憶手段を備える雑音除去装置において、前記対象領域における前記走査線上の画素数が、当該対象領域において前記走査線に垂直な方向の画素数より大きいように構成される。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、走査線の数に対応した数の信号記憶用の記憶手段を備える雑音除去装置において、対象領域における走査線上の画素数が当該走査線に垂直な方向の画素数より大きいので、走査線上の画素数と走査線に垂直な方向の画素数とが同数の場合に比して、対象領域に含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００１５】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の雑音除去装置において、前記雑音除去装置は、前記一の画素の前記信号と、前記他の画素各々の前記信号と、差分値を、前記記憶手段を用いてそれぞれ検出する差分演算部等の検出手段と、前記検出された各差分値と閾値とをそれぞれ比較する閾値判定部等の比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記雑音除去処理の対象とすべき前記他の画素を特定する閾値判定部等の特定手段と、特定された前記他の画素それぞれについて、前記検出された差分値に対して予め設定されたフィルタ係数を乗算する演算部等の乗算手段と、前記乗算手段による乗算結果を前記一の画素の前記信号に加算して出力する演算部等の加算手段と、前記検出手段による検出処理、前記比較手段による比較処理、前記特定手段による特定処理、前記乗算手段による乗算処理、及び前記加算手段による加算処理を、前記デジタル画像を構成する各前記画素のそれぞれを前記一の画素として、前記デジタル画像を形成する各前記画素について繰り返す演算部等の制御手段と、を備え、前記対象領域における前記一の画素を通る前記走査線上の画素数が、当該対象領域における他の前記走査線上の画素数より大きいように構成される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、対象領域に含まれる一の画素を通る走査線上の画素数が、当該対象領域における他の走査線上の画素数より大きいので、より効果的な雑音除去処理を実行しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の雑音除去装置において、前記加算手段は、前記加算処理のために前記一の画素の前記信号を記憶するレジスタ等の加算用記憶手段を備え、当該加算用記憶手段が、各前記画素の前記信号を記憶する前記記憶手段としても用いられるように構成される。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、加算処理のために一の画素の信号を記憶する加算用記憶手段が、各画素の信号を記憶する記憶手段としても用いられるので、記憶手段の数を低減させつつ、対象領域を構成する画素の数を増加させて雑音除去効果を向上させることができる。
【００１９】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記デジタル画像はデジタル静止画像であり、前記他の画素は、当該デジタル静止画像内において前記一の画素について対称の位置にある前記画素であり、前記フィルタ係数の値は、相互に前記対称の位置にある前記他の画素において同一とされるように構成される。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、他の画素がデジタル静止画像内において一の画素について対称の位置にある画素であり、相互に対称の位置にある他の画素においてフィルタ係数の値が同一とされるので、乗算手段及び加算手段を簡略化することができる。
【００２１】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある前記対象領域内の前記画素の前記信号を、前記雑音除去処理に供させる端画素判定部等の画素処理手段を備える。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、対象領域を構成する他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となる場合に、デジタル画像外となった他の画素の信号として、デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある対象領域内の画素の信号を雑音除去処理に供させるので、デジタル画像の端部に対象領域が設定されることで他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【００２３】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記対象領域内の前記一の画素の前記信号を前記雑音除去処理に供させる端画素判定部等の画素処理手段を備える。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、対象領域を構成する他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となる場合に、デジタル画像外となった他の画素の信号として、対象領域内の当該一の画素の信号を雑音除去処理に供させるので、デジタル画像の端部に対象領域が設定されることで他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、走査線の数に対応した数の信号記憶用の記憶手段を備える雑音除去装置の対象領域における走査線上の画素数が当該走査線に垂直な方向の画素数より大きいので、走査線上の画素数と走査線に垂直な方向の画素数とが同数の場合に比して、対象領域に含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００２６】
従って、雑音除去装置としての雑音除去処理の能力を担保しつつ、雑音除去装置としてのハードウェア的な規模を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の原理を説明する図であり、（ａ）は本発明に係るフィルタ対象領域とデジタル画像の走査方向との関係を例示する図であり、（ｂ）は図１（ａ）に例示したフィルタ対象領域に対応するレジスタ及びラインメモリの構成及び動作を例示する図である。
【図２】第１実施形態に係る雑音除去フィルタを示す図であり、（ａ）は当該雑音除去フィルタの概要構成を示すブロック図であり、（ｂ）は当該雑音除去フィルタにおける雑音除去処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る雑音除去処理を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るフィルタ対象領域の形状等を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域の形状を例示する図であり、（ｂ）は当該形状のフィルタ対象領域に対応するレジスタ及びラインメモリの概要構成及び動作を例示する図である。
【図５】第２実施形態に係るフィルタ対象領域の他の例を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域を示す図であり、（ｂ）は当該他の例としての各画素に対応するフィルタ係数の値の分布の第一例を示す図であり、（ｃ）は当該フィルタ係数の値の分布の第二例を示す図であり、（ｄ）は当該フィルタ係数の値の分布の第三例を示す図であり、（ｅ）は当該フィルタ係数の値の分布の第四例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るフィルタ対象領域を更に他の例を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域の形状の第五例を示す図であり、（ｂ）は当該フィルタ対象領域の形状の第六例を示す図であり、（ｃ）は当該フィルタ対象領域の形状の第七例を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る端画素処理を示す図であり、（ａ）は第３実施形態に係るデジタル画像とフィルタ対象領域との関係を例示する図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る雑音除去フィルタの概要構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態に係る端画素処理の第一例を示す図であり、（ａ）は当該端画素処理の一例を示す図であり、（ｂ）は当該端画素処理の他の一例を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る端画素処理の第二例を示す図であり、（ａ）は当該端画素処理の一例を示す図であり、（ｂ）は当該端画素処理の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、複数の画素からなるデジタル画像に含まれ雑音や歪みを除去する雑音除去フィルタに対して本発明を適用した場合の実施形態である。また本発明に係るデジタル画像は、ラスタスキャン方式により走査されるデジタル画像である。更に以下の説明では、先に述べた背景技術において説明済みの概念等については、同様の名称等を用いる。
【００２９】
（Ｉ）本発明の原理
初めに、具体的な実施形態を説明する前に、本発明に係る基本的な原理について図１を用いて説明する。なお図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００３０】
上述したように上記特許文献１に開示されている雑音除去フィルタでは、当該雑音除去フィルタとしての雑音除去効果を高めるためには、より多数の画素をフィルタ対象領域として設定する必要がある。一方上述したように、当該雑音除去処理においてフィルタ対象領域の輝度を取得する場合、一般には、ラインメモリ等が最低でも「フィルタ対象領域における走査線数−１」の数だけ必要となる。他方、上記特許文献１に開示されている雑音除去フィルタとしてのε−分離非線形デジタルフィルタでは、フィルタ対象領域全体としての形状が上記（１）の処理において述べたような正方形であることは必須の要件ではなく、正方形以外の全体形状を有するフィルタ対象領域を用いる場合でも、ε−分離非線形デジタルフィルタとして効果的な雑音除去処理を行うことが可能であるとされている。
【００３１】
そこで本発明では、雑音除去フィルタとしての雑音除去処理の能力を担保しつつハードウェア的な規模を縮小させるべく、図１（ａ）に例示されるように、フィルタ対象領域Ｆが、当該フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌの方向に長い形状とされる。より具体的に本発明に係るフィルタ対象領域Ｆでは、フィルタ対象領域Ｆにおいて走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きくなっている。具体的には、例えば図１（ａ）に例示する場合、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxとは、画素Ｐx11乃至画素Ｐx17、画素Ｐx21乃至画素Ｐx27、又は画素Ｐx31乃至画素Ｐx37のいずれかであるから、その数は「７」である。これに対して、走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数は「３」となっており、前者の方が後者よりも大きい。
【００３２】
ここで、上記処理（１）及び上記処理（２）の処理を本発明に係るフィルタ対象領域Ｆに対して実行するために必要なメモリ部の構成について、図１（ｂ）を用いて例示しつつ説明する。上記処理（１）及び上記処理（２）を図１（ａ）に例示する２１個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域Ｆを対象として実行する場合、各画素Ｐxの輝度は、図１（ｂ）に例示するレジスタＲ１乃至Ｒ２１に、メモリクロックごとに順次転送されて保持される。このとき、レジスタＲ１乃至レジスタＲ７がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx11乃至画素Ｐx17に対応し、レジスタＲ８乃至レジスタＲ１４がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx21乃至画素Ｐx27に対応し、レジスタＲ１５乃至レジスタＲ２１がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx31乃至画素Ｐx37に対応している。ここで、レジスタＲ１からレジスタＲ７まで転送された各画素Ｐxの輝度はラインメモリＬＭ１に一時的に保持されて上記処理（１）乃至処理（３）に供され、またレジスタＲ８からレジスタＲ１４まで転送された各画素Ｐxの輝度はラインメモリＬＭ２に一時的に保持されて上記処理（１）乃至処理（３）に供され、更にレジスタＲ１５からレジスタＲ２１まで転送された各画素Ｐxの輝度はそのまま上記処理（１）乃至処理（３）に供される。なお、図１（ｂ）に記載されたレジスタＧ１乃至レジスタＧ６は、上記処理（１）から処理（５）が完了するまで、上記処理（１）において取得された中心画素Ｐx24の輝度を順次転送しつつ保持しておき、その後の処理（６）に供させる為のレジスタである。
【００３３】
図１（ｂ）から明らかなように、本発明に係るフィルタ対象領域Ｆを用いた雑音除去処理では、例えば３画素×３画素の画素Ｐxからなる正方形のフィルタ対象領域に対して、同じラインメモリの数（即ち２個）を維持しつつも、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxを２１個と倍以上とすることができる。よってこの場合、ラインメモリの数を同じとしつつもフィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの数を多くすることができ、結果として、ラインメモリの数を同じとしつつもフィルタ対象領域Ｆを用いた雑音除去処理の効果を著しく向上させることができるのである。このことは即ち、同じ雑音除去処理であれば、雑音除去フィルタとしてのラインメモリの数を減らせることとなり、結果として、雑音除去フィルタとしてのハードウェア的な規模を縮小することにもなるのである。
【００３４】
（II）第１実施形態
次に、上述した原理に基づく本発明に係る第１実施形態について、図２及び図３を用いて説明する。なお図２は第１実施形態に係る雑音除去フィルタを示す図であり、図３は第１実施形態に係る雑音除去処理を示す図である。また第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆは、図１（ａ）に例示したフィルタ対象領域Ｆと同様の形状を有するフィルタ対象領域Ｆ１とされている。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１は、メモリ部１と、検出手段の一例としての差分演算部２と、比較手段の一例及び特定手段の一例としての閾値判定部３と、乗算手段の一例、加算手段の一例及び制御手段の一例としての演算部４と、雑音閾値設定部５と、フィルタ係数設定部６と、操作部７と、により構成されている。図１（ｂ）において説明したレジスタＲ１乃至レジスタＲ２１、加算用記憶手段の一例としてのレジスタＧ１乃至レジスタＧ６並びに記憶手段の一例としてのラインメモリＬＭ１及びラインメモリＬＭ２は、メモリ部１内に含まれている。
【００３６】
この構成においてメモリ部１には、図２（ａ）及び図３に示すように、第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ１を含むデジタル画像に相当する画像信号Ｓinが入力される。
【００３７】
この時、第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ１に含ませるべき画素Ｐxの数や、第１実施形態に係る形状（具体的には、図１（ａ）に例示した、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆ１において当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きい形状）を有するフィルタ対象領域Ｆ１の具体的な当該形状（縦横それぞれの画素Ｐxの具体的な数）は、例えばメモリ部１に含まれる上記レジスタＲの数や、上記差分演算部２、閾値判定部３及び演算部５それぞれにおける実際の処理速度等に基づいて使用者が予め固定的に設定し、その形状を示す情報を雑音除去フィルタＳ１内に予め記憶させておくのが好適である。なおこれ以外に例えば、メモリ部１に含まれる上記レジスタＲの数や上記差分演算部２等における実際の処理速度等において許容され得る範囲内において、複数種類のフィルタ対象領域Ｆ１の形状のパターンを予め雑音除去フィルタＳ１内に記憶させておき、これらを、例えばデジタル画像の内容に応じて、使用者の手動により又は自動的に切り換えられるように構成することもできる。
【００３８】
そしてメモリ部１は、上記各レジスタＲ、レジスタＧ及びラインメモリＬＭを順次用いることにより、画像信号Ｓinの中からデジタル画像におけるフィルタ対象領域Ｆ１を構成する各画素Ｐx（中心画素Ｐx24を含む）の輝度を取得して、一時的に保持する。これらの処理は上記（１）及び上記（２）にそれぞれ記載された処理に相当する（図２（ｂ）ステップＳ１）。そしてメモリ部１は、保持している各画素Ｐxの輝度を示す輝度情報を、メモリ信号Ｓmとして差分演算部２に出力する。なお図３においては、例えば画素Ｐx11の輝度は「（Ｐ１１）」と表記されている。
【００３９】
次に差分演算部２は、中心画素Ｐx24を含むフィルタ対象領域Ｆ内の各画素Ｐxの輝度を示す上記輝度情報をメモリ部１から取得し、上記（３）に相当する処理を実行する。即ち差分演算部２は、図３に模式的に示すように、中心画素Ｐx24の輝度と、各画素Ｐxの輝度Ｐと、の差分Δを、画素Ｐxごとに検出し、その検出結果を画素Ｐxごとに差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。なお図３においては、例えば画素Ｐx11の輝度と中心画素Ｐx24の輝度との差分Δは「Δ１１」と表記されている。具体的に例えば、画素Ｐx11について差分演算部２は、その輝度Ｐ１１と、中心画素Ｐx24の輝度Ｐ２４と、差分Δ１１を算出し、差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。また例えば画素Ｐx34について差分演算部２は、その輝度Ｐ３４と、中心画素Ｐx24の輝度Ｐ２４と、差分Δ３４を算出し、差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。以上の処理を差分演算部２は、図３に示すようにフィルタ対象領域Ｆ内の全ての画素Ｐxについて実行する。
【００４０】
そしてフィルタ係数設定部６は、例えば予め設定されているフィルタ係数を、フィルタ係数信号Ｓcとして画素Ｐxごとに演算部４に出力する（図２（ｂ）ステップＳ２）。なお図３においては、例えば画素Ｐx11に対応するフィルタ係数は「Ｃ１１」と表記されている。
【００４１】
一方使用者は、例えばメモリ部１に入力される前の画像信号Ｓinに相当するデジタル画像を前もって図示しないディスプレイ上に表示させる等の処理により、そのデジタル画像の内容を把握し、上記（４）の雑音判定処理に係る雑音閾値を設定する操作を操作部７において実行する。この操作に対応する操作信号Ｓotは、操作部７から雑音閾値設定部５に出力される。
【００４２】
これにより雑音閾値設定部５は、当該操作信号Ｓotに基づいて、上記（４）に相当する雑音判定処理に係る雑音閾値を設定し、閾値信号Ｓthとして閾値判定部３に出力する。これにより閾値判定部３は、上記（４）に相当する雑音判定処理を実行する（図２（ｂ）ステップＳ３）。即ち閾値判定部３は、差分信号Ｓdifとして出力されてくる画素ごとの差分Δと、閾値信号Ｓthとして入力されてくる閾値と、を比較し、例えば閾値以上の値の差分Δに対応する画素Ｐxを第１実施形態に係る雑音除去処理の対象画素から除外する（図２（ｂ）ステップＳ３；非雑音）。一方閾値判定部３は、例えば当該閾値未満の値の差分Δに対応する画素Ｐxを第１実施形態に係る雑音除去処理の対象画素とする（図２（ｂ）ステップＳ３；雑音）。そして閾値判定部３は、当該対象画素とされた画素Ｐxについては対象画素であることを示すフラグ等を付加し、各画素Ｐxに対応する差分Δを、画素Ｐxごとに画素信号Ｓpxとして演算部４に出力する。
【００４３】
次に演算部４は、フィルタ係数信号Ｓcとしてフィルタ係数設定部６から出力されてくるフィルタ係数Ｃと、上記画素信号Ｓpxとして閾値判定部３から出力されてくる差分Δと、を用いて、上記（５）に対応する乗算／加算処理及び上記（６）に相当する加算処理を実行する（図２（ｂ）ステップＳ４）。即ち演算部４は、先ず画素信号Ｓpxとして閾値判定部３から出力されてくる差分Δのうち、対象画素であることを示すフラグ等が付加されている画素Ｐx以外の全ての他の画素Ｐxに対応する差分Δ又は当該全ての他の画素Ｐxに対応するフィルタ係数Ｃのいずれか一方の値をゼロとする。次に演算部４は、図３に破線で示すように、各画素Ｐxに対応する差分Δとフィルタ係数Ｃとを画素Ｐxごとに乗算し、画素Ｐxごとの乗算結果を全て加算する。このとき演算部４は、上記背景技術とは異なり、フィルタ係数信号Ｓcとしてフィルタ係数設定部６から出力されてくるフィルタ係数Ｃを用いて乗算処理を行う。この場合、雑音除去処理の対象画素である画素Ｐx以外の全ての他の画素Ｐxについては、当該他の画素Ｐxに対応する差分Δ又はフィルタ係数Ｃのいずれか一方の値がゼロとされているので、結果として雑音除去処理の対象画素である画素Ｐxについてのみ、上記乗算結果が有意となる。
【００４４】
そして演算部４は、図３に一点鎖線で示すように、全ての画素Ｐxについての加算結果に対して中心画素Ｐx24の輝度を加算し、その中心画素Ｐx24についての（換言すれば、中心画素Ｐx24を中心とするフィルタ対象領域Ｆについての）第１実施形態に係る雑音除去処理後の出力信号Ｓoutとする。なおこのとき加算される中心画素Ｐx24の輝度は、上記ステップＳ１の処理により取得され、図１（ｂ）に示すレジスタＧ１乃至レジスタＧ６を上記メモリクロックのタイミングで順次転送されつつ保持されている輝度である。この中心画素Ｐx24の輝度は、上記ステップＳ１の処理により取得された後は、上記ステップＳ２乃至ステップＳ４として上記（３）から上記（５）までの処理が完了するまで、レジスタＧ１乃至レジスタＧ６により保持されることとなる。
【００４５】
その後演算部４は、図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が、デジタル画像内の全ての画素Ｐxを中心画素として（換言すればデジタル画像内の全てのフィルタ対象領域Ｆについて）行われたか否かを確認する（図２（ｂ）ステップＳ５）。ステップＳ５の確認において全ての画素Ｐxについて図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が完了している場合（図２（ｂ）ステップＳ５；ＹＥＳ）、演算部４は、画像信号Ｓinとして入力されたデジタル画像内の全ての画素に対しての雑音除去処理が終了したとして、全てのフィルタ対象領域Ｆについての上記出力信号Ｓoutを当該フィルタ対象領域Ｆが含まれるデジタル画像に対応する出力信号Ｓoutとして出力し、第１実施形態に係る雑音除去処理を終了する。
【００４６】
一方ステップＳ５の確認において図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が完了していない画素Ｐxがある場合（図２（ｂ）ステップＳ５；ＮＯ）、演算部４は、当該完了していない新たな画素Ｐxを中心画素とした図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理を実行すべく、当該ステップＳ１に戻る（ステップＳ６）。
【００４７】
なお、上述してきたステップＳ１乃至ステップＳ６の処理は、一のフィルタ対象領域Ｆについての処理である。一のフィルタ対象領域Ｆの全てについてステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が終了した後は、中心画素Ｐx24に隣接する画素Ｐx（具体的には、図１（ａ）に例示する画素Ｐx13、画素Ｐx14、画素Ｐx15、画素Ｐx23、画素Ｐx25、画素Ｐx33、画素Ｐx34又は画素Ｐx35のいずれか）を中心画素とした図１（ａ）に示す形状の新たなフィルタ対象領域Ｆがメモリ部１及び差分演算部２において設定され、当該新たなフィルタ対象領域Ｆに対して上記ステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が改めて実行される。そして、一のデジタル画像内に設定され得る全てのフィルタ対象領域ＦについてステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が全て終了することで、当該一のデジタル画像についての第１実施形態に係る雑音除去処理が終了する。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態の雑音除去フィルタＳ１の構成によれば、デジタル画像の走査線Ｌの数に対応した数の輝度保持用のラインメモリＬＭを備える雑音除去フィルタＳ１において、フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌ上の画素Ｐxの数が、走査線Ｌに垂直な方向の画素Ｐxの数より大きいので、走査線Ｌ上の画素数と走査線Ｌに垂直な方向の画素数とが同数である従来の場合に比して、フィルタ対象領域Ｆに含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、ラインメモリＬＭの数を低減させることができる。
【００４９】
（III）第２実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第２実施形態について、図４乃至図６を用いて説明する。なお図４は第２実施形態に係る雑音除去フィルタにおけるフィルタ対象領域の形状等を示す図であり、図５は第２実施形態に係るフィルタ対象領域の他の例を示す図であり、図６は第２実施形態に係るフィルタ対象領域を更に他の例を示す図である。図５（ｂ）乃至図５（ｅ）においては、各画素Ｐxにそれぞれ対応するフィルタ係数の値を（ ）書きの数字で示している。また第２実施形態に係る雑音除去フィルタを説明するに当たり、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１における部材及び処理と同一の部材及び処理については、同一の部材番号及びステップ番号を使用して、細部の説明は省略する。
【００５０】
第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１では、図１（ａ）及び図３に示すように、雑音除去処理に係るフィルタ対象領域Ｆとして、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数がフィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きい長方形の形状を有するフィルタ対象領域Ｆ１を用いた。これに対して第２実施形態及び後述する第３実施形態及び第４実施形態では、図４（ａ）に例示するように、フィルタ対象領域Ｆとして、その時の中心画素を通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの数が、他の走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの数よりも大きいフィルタ対象領域Ｆ２を用いる。なお第２実施形態及び第３実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２においても、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数がフィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きいことに変わりはない。第２実施形態に係る雑音除去フィルタでは、上述した形状のフィルタ対象領域Ｆ２を用いることで、図１（ｂ）にも示したレジスタＧ（即ち中心画素の輝度を転送しつつ保持するレジスタＧ）をも他のレジスタＲと共に有効に活用して、ラインメモリＬＭの数を減らしつつ、フィルタ対象領域Ｆに含まれる画素Ｐxの数を更に増やすのである。
【００５１】
即ち図４（ａ）に例示するように、第２実施形態に係る雑音除去フィルタでは、図４（ｂ）に示すレジスタＧの数（五つ）だけ、フィルタ対象領域Ｆ２の中心画素Ｐx2Aを通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxが、走査線Ｌの走査方向に画素Ｐx2F乃至画素Ｐx2Jとして増やされている。またこれら画素Ｐx2F乃至画素Ｐx2Jが増やされていることとの均衡から、中心画素Ｐx2Aを通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxが、走査線Ｌの走査方向と反対の方向にも、画素Ｐx21乃至画素Ｐx25として増やされている。
【００５２】
以上のような第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２を用いることで、これに対応するレジスタＲ及びレジスタＧ並びにラインメモリＬＭ１及びラインメモリＬＭ２の構成は、図４（ｂ）に示される構成となり、レジスタＲ１乃至レジスタＲ３２の合計３２個のレジスタＲに加えて５個のレジスタＧを用いて、各画素Ｐxの輝度を順次転送しつつ保持する。このとき、レジスタＲ１０乃至レジスタＲ２３と、レジスタＧ１乃至レジスタＧ５と、が、中心画素Ｐx2Aの輝度を含むフィルタ対象領域Ｆ２における中央の行の画素Ｐx21乃至画素Ｐx2Jの輝度を順保持することになる。なおレジスタＧ１乃至レジスタＧ５は、その本来の機能として中心画素Ｐx2Aの輝度を順次転送しつつ保持するが、中心画素Ｐx2Aの輝度の保持とその他の画素Ｐxの輝度の保持とではそのタイミングが異なるため、レジスタＧ１乃至レジスタＧ５のうち、空いているレジスタＧを中心画素Ｐx2Aの輝度の保持に振り向けることができるのである。
【００５３】
第２実施形態に係る雑音除去フィルタは、以上説明した形状のフィルタ対象領域Ｆ２を用いて、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１と同様の雑音除去処理（フィルタ対象領域Ｆのみが第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２とされる雑音除去処理）をデジタル画像に対して実行することになる。
【００５４】
以上説明したように、第２実施形態に係る雑音除去フィルタの動作によれば、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１の動作による効果に加えて、フィルタ対象領域Ｆに含まれる中心画素Ｐx24を通る走査線Ｌ上の画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆにおける他の走査線Ｌ上の画素Ｐxの数より大きいので、より効果的な雑音除去処理を実行しつつ、ラインメモリＬＭの数を低減させることができる。
【００５５】
また、上記（６）の加算処理のために中心画素Ｐx2Aの輝度を保持するレジスタＧが各画素Ｐxの輝度を保持するレジスタとしても用いられるので、ラインメモリＬＭの数を低減させつつ、フィルタ対象領域Ｆ２を構成する画素Ｐxの数を増加させて雑音除去効果を向上させることができる。
【００５６】
なお、第２実施形態に係る雑音除去フィルタの演算部４において実行される上記（５）に対応する乗算処理において、各画素Ｐxに対応する差分Δとフィルタ係数Ｃとを画素Ｐxごとに乗算する場合（図３参照）、例えば図５（ａ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ２の各画素Ｐxに対応するフィルタ係数Ｃを画素Ｐxごとに区別して、例えば図５（ｂ）に例示するようにその値を全て「１」としたときには、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの数（図５に例示する場合は３７個）と同数の乗算器が演算部４内に必要となる。しかしながら図５（ｃ）乃至図５（ｅ）に例示したように、フィルタ対象領域Ｆ２において中心画素Ｐx2Aについて対称の位置にある画素Ｐx同士を同一の値を有するフィルタ係数Ｃとする場合には、値が同一のフィルタ係数Ｃに対応する画素Ｐxについての差分Δを全て加算した後に当該同一のフィルタ係数Ｃに乗算すれば、結果として、画素Ｐxごとに逐一乗算をした場合と同じ乗算結果が得られる。具体的に例えば、図５（ｃ）に例示するように、中心画素Ｐx2Aを含めてその上下左右に隣接する５個の画素Ｐx15、画素Ｐx29、画素Ｐx2B及び画素Ｐx35にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「８」とし、中心画素Ｐx2Aに対して更に外側にある８個の画素Ｐx14、画素Ｐx16、画素Ｐx27、画素Ｐx28、画素Ｐx2C、画素Ｐx2D、画素Ｐx34及び画素Ｐx26にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「６」とする。更に、画素Ｐx12、画素Ｐx13、画素Ｐx17、画素Ｐx18、画素Ｐx25、画素Ｐx26、画素Ｐx2E、画素Ｐx2F、画素Ｐx32、画素Ｐx33、画素Ｐx37及び画素Ｐx38にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「４」とし、画素Ｐx11、画素Ｐx19、画素Ｐx23、画素Ｐx24、画素Ｐx2G、画素Ｐx2H、画素Ｐx31及び画素Ｐx39にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「２」とし、画素Ｐx21、画素Ｐx22、画素Ｐx2I及び画素Ｐx2Jにそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「１」とする。また図５（ｄ）及び図５（ｅ）に例示するように、同じ大文字アルファベットで示される画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とするように構成することもできる。ここで、図５（ｃ）に例示する場合、フィルタ係数Ｃとしては中心画素Ｐx2Aに対応するフィルタ係数Ｃ２Ａを入れて合計５種類であるので、乗算器も５個で済む。また同様に図５（ｄ）に例示する場合（二つずつの画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とする場合）には、フィルタ係数Ｃとしては合計１９種類必要であるが、中心画素Ｐx2Aに対応する差分Δ２Ａは当然にゼロであるのでこれを考慮すると、演算部４内の乗算器は更に１８個まで減らすことができることになる。更に図５（ｅ）に例示する場合（四つずつの画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とする場合）には、同様にフィルタ係数Ｃとしては合計１０種類であるが、乗算器は９個で足りることとなる。
【００５７】
以上図５を用いて説明したように、中心画素Ｐx2Aについて対称の位置にある画素Ｐxについてフィルタ係数Ｃの値を同一とすれば、演算部４としての乗算器の数を大幅に削減することができ、雑音除去フィルタとしての構成を大幅に簡略化することができる。
【００５８】
なお第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２の形状は、更に種々の変形が可能である。
【００５９】
即ち例えば図６（ａ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx17の７個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx28を含む中央の一行を画素Ｐx21乃至画素Ｐx2Fの１５個の画素Ｐxにより構成し、更に上から三行目を画素Ｐx31乃至画素Ｐx37の７個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ３を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。この場合の各画素Ｐxからの輝度の取得及び保持についての各レジスタＲ及びレジスタＧの動作は、上記した第２実施形態に係る雑音除去フィルタと同様となる。図６（ａ）に例示する合計２９個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ３を用いた雑音除去処理では、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は、図４に例示した場合と同様に２個である。なお、図６（ａ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ３を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、例えば５画素×５画素の合計２５個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は４個となってフィルタ対象領域Ｆ３の場合よりも多くなる。
【００６０】
また例えば図６（ｂ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx15の５個の画素Ｐxにより構成し、上から二行目を画素Ｐx21乃至画素Ｐx29の９個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx39を含む中央の一行を画素Ｐx31乃至画素Ｐx3Hの１７個の画素Ｐxにより構成し、上から四行目を画素Ｐx41乃至画素Ｐx49の９個の画素Ｐxにより構成し、更に上から五行目を画素Ｐx51乃至画素Ｐx55の５個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ４を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。この場合の各画素Ｐxからの輝度の取得及び保持についての各レジスタＲ及びレジスタＧの動作も、上記した第２実施形態に係る雑音除去フィルタと同様となる。図６（ｂ）に例示する合計４５個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理では、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は４個となる。そして、図６（ｂ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、例えば７画素×７画素の合計４９個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は６個となってフィルタ対象領域Ｆ４の場合よりも多くなる。
【００６１】
最後に例えば図６（ｃ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx19の９個の画素Ｐxにより構成し、上から二行目を画素Ｐx21乃至画素Ｐx29の９個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx39を含む中央の一行を画素Ｐx31乃至画素Ｐx3Hの１７個の画素Ｐxにより構成し、上から四行目を画素Ｐx41乃至画素Ｐx49の９個の画素Ｐxにより構成し、更に上から五行目を画素Ｐx51乃至画素Ｐx59の９個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ５を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。図６（ｃ）に例示する合計５３個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理でも、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は４個となる。そして、図６（ｃ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ５を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、最低でも７画素×７画素の合計４９個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は６個となってフィルタ対象領域Ｆ５の場合よりも多くなる。
【００６２】
このように、第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２乃至フィルタ対象領域Ｆ５のいずれを用いる場合でも、背景技術に比してラインメモリＬＭの数を低減し、雑音除去フィルタとしての構成を大幅に簡略化することができる。
【００６３】
（IV）第３実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第３実施形態について、図７乃至図９を用いて説明する。なお図７乃至図９は第３実施形態に係る端画素処理を示す図である。なお図８及び図９においては、例えば画素Ｐx28の輝度は「（Ｐ２８）」と表記されている。更に第３実施形態に係る雑音除去フィルタを説明するに当たり、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１における部材及び処理と同一の部材及び処理については、同一の部材番号及びステップ番号を使用して、細部の説明は省略する。
【００６４】
上述してきた第２実施形態では、フィルタ対象領域Ｆの形状が単純な長方形ではない。よって、図７（ａ）に例示するデジタル画像Ｇの端部にフィルタ対象領域Ｆが設定される場合、そのデジタル画像Ｇの端部の形状とフィルタ対象領域Ｆの外形とが一致せず、図７（ａ）に例示するようにフィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの一部が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出すことがある。例えば図７（ａ）に示すデジタル画像Ｇの左上に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx11乃至画素Ｐx17、画素Ｐx21乃至画素Ｐx27及び画素Ｐx31乃至画素Ｐx33が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出している。また当該デジタル画像Ｇの右辺に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx17、画素Ｐx2B乃至画素Ｐx2F及び画素Ｐx37が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出しており、更に当該デジタル画像Ｇの下辺に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx31乃至画素Ｐx37を含む一行分が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出している。なおこれら三つのフィルタ対象領域Ｆにおいても、中心画素Ｐx28は全てデジタル画像Ｇ内にある。
【００６５】
図７（ａ）に例示するように一部の画素Ｐxがデジタル画像Ｇの外にはみ出すように設定されたフィルタ対象領域Ｆであっても、それを用いた雑音除去処理では、当該はみ出した画素Ｐxについても（実際には存在しない）輝度を取得して上記（１）乃至上記（３）の処理に供させることが必要である。
【００６６】
そこで第３実施形態に係る雑音除去フィルタにおいては、図７（ａ）に例示したように一部の画素Ｐxがデジタル画像Ｇから仮想的にはみ出す場合の端画素処理を実行して雑音除去処理としての能力を維持する。
【００６７】
即ち図７（ｂ）に示すように、第３実施形態に係る雑音除去フィルタＳ３は、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１に対して、画素処理手段の一例としての端画素判定部１０を備えている。この構成において端画素判定部１０は、画像信号Ｓinに基づき、フィルタ対象領域Ｆとデジタル画像Ｇとを比較し、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxのうち、デジタル画像Ｇの外にはみ出す画素Ｐxを検出する。これにより端画素判定部１０は、当該検出結果を端画素信号Ｓegとして差分演算部２に出力する。
【００６８】
これにより差分演算部２は、第３実施形態に係る端画素処理の第一例として、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐxの輝度として、デジタル画像Ｇの外縁を対称軸として当該はみ出した画素Ｐxに対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐxの輝度を用いて上記（３）に相当する処理を実行する。
【００６９】
具体的に例えば、図８（ａ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ａ）に例示するように、一点鎖線で外縁が示されているデジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx25の輝度としてデジタル画像Ｇの左辺を対称軸として画素Ｐx25に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx2Aの輝度（Ｐ２Ａ）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ａ）破線参照）。また例えば、図８（ａ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ａ）に例示するように、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx17の輝度としてデジタル画像Ｇの上辺を対称軸として画素Ｐx17に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx2Bの輝度（Ｐ２Ｂ）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ａ）破線参照）。更に例えば、図８（ｂ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ｂ）に例示するように、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx22の輝度としてデジタル画像Ｇの左辺を対称軸として画素Ｐx22に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx29の輝度（Ｐ２９）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ｂ）破線参照）。
【００７０】
また差分演算部２は、第３実施形態に係る端画素処理の第二例として、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxの輝度として、フィルタ対象領域Ｆ内の中心画素Ｐx28の輝度（Ｐ２８）を用いて上記（３）に相当する処理を実行する。
【００７１】
具体的には、図９（ａ）及び図９（ｂ）に例示するいずれの場合も、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxの輝度としてフィルタ対象領域Ｆ内の中心画素Ｐx28の輝度（Ｐ２８）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する。この図９に例示する場合には、差分演算部２における上記（３）に相当する処理により、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxに対応する差分Δの値がゼロとなり、結果として、これらはみ出した画素Ｐxは第３実施形態に係る雑音除去処理の対象外となる。
【００７２】
なお、上述した第３実施形態に係る端画素処理の第一例及び第二例において、デジタル画像Ｇの外にはみ出していないフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐxについては、上記第１実施形態又は第２実施形態に係る雑音除去処理と同様の雑音除去処理が実行される。
【００７３】
以上説明したように、第３実施形態に係る端画素処理の第一例及び第二例によれば、デジタル画像Ｇの端部にフィルタ対象領域Ｆが設定されることでそれを構成する画素Ｐxの一部が仮想的にデジタル画像Ｇの外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【００７４】
なお、上述した各実施形態に係る雑音除去フィルタＳは、デジタル画像Ｇを記録媒体に記録する情報記録装置において、当該デジタル画像Ｇに対する符号化処理の終了後且つ当該記録媒体への記録処理前の段階に挿入して備えさせるように構成することが可能である。なお当該記録媒体としては、例えば光ディスクやハードディスク等が挙げられる。更に当該雑音除去フィルタＳは、デジタル画像Ｇを記録済みの記録媒体から当該デジタル画像Ｇを再生する情報再生装置において、当該デジタル画像Ｇに対する復号化処理の前又は後の段階に備えさせるように構成することも可能である。
【００７５】
更にまた、各実施形態に係るメモリ部１、差分演算部２、閾値判定部３、演算部４、雑音閾値設定部５及びフィルタ係数設定部６等の機能に対応するプログラムを、例えば光ディスク等の記録媒体に記録しておき、或いはインターネット等のネットワークから取得して記録しておき、これらを読み出して汎用のマイクロコンピュータ等により実行させることにより、当該マイクロコンピュータ等を、各実施形態に係るメモリ部１、差分演算部２、閾値判定部３、演算部４、雑音閾値設定部５及びフィルタ係数設定部６等として機能させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上夫々説明したように、本発明は雑音除去装置の分野に利用することが可能であり、特にデジタル画像に含まれる雑音を除去する雑音除去装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。
【符号の説明】
【００７７】
１ メモリ部
２ 差分演算部
３ 閾値判定部
４ 演算部
５ 雑音閾値設定部
６ フィルタ係数設定部
１０ 端画素判定部
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５ フィルタ対象領域
Ｌ 走査線
Ｒ１〜Ｒ３２、Ｇ１〜Ｇ６ レジスタ
ＬＭ１、ＬＭ２ ラインメモリ
Ｓ１、Ｓ３ 雑音除去フィルタ
Ｓin 画像信号
Ｓm メモリ信号
Ｓdif 差分信号
Ｓot 操作信号
Ｓc フィルタ係数信号
Ｓth 閾値信号
Ｓpx 画素信号
Ｓout 出力信号
Ｇ デジタル画像
Ｓeg 端画素信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音除去装置の技術分野に属する。より詳細には、複数の画素により形成されるデジタル画像に含まれる雑音を除去する雑音除去装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタルカメラ等に内蔵される撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）等の撮像素子）においては、高密度化される等の高性能化が著しい。そしてこれに伴い、撮像素子から出力される撮像信号又は当該撮像信号を処理して得られる画像信号に含まれる雑音（ノイズ）の低減又は除去のための技術の開発も、盛んに行われている。
【０００３】
ここで、上述した撮像素子から出力される撮像信号に含まれる雑音には、例えば、その撮像素子の構造上の原因から原画像（動画像又は静止画像を含む。以下、同様。）を含む撮像信号に含まれることとなる雑音がある。また撮像信号を処理して得られる画像信号に含まれる雑音には、例えば、デジタル画像生成のためのブロック符号化処理が撮像信号に施されることに起因する、いわゆるブロックノイズ等がある。
【０００４】
そしてこのような各種の雑音に対して、原画像の高振幅成分（即ち、その原画像に含まれている画像構成物（被写体）の輪郭の形状等）を損なうことなく、原画像内に低振幅成分として含まれる雑音や歪みを除去する手法として、例えば下記特許文献１に開示されている手法がある。なお上記歪みとは、具体的に例えば、ブロック圧縮符号化方式に対応したブロック境界における歪みや原画像内の輪郭周辺における歪みがある。また特許文献１に開示されている手法は、いわゆるε−分離非線形デジタルフィルタを用いた雑音除去フィルタである。ε−分離非線形デジタルフィルタについては、例えば下記非特許文献１に詳細に開示されている。
【０００５】
ここで、ε−分離非線形デジタルフィルタによる雑音除去処理について、その概要を説明する。当該雑音除去処理では、一般には以下の（１）から（６）までの六段階の処理により、原画像としてのデジタル画像における高振幅成分を損なうことなく、低振幅成分である雑音等を除去する。この雑音除去処理は、言い換えれば、上記高振幅成分を損なうことなく、低振幅成分を平滑化する処理である（特許文献１第４図参照）。
（１）画像信号として入力されたデジタル画像のうち、複数の画素からなる正方形の領域を「フィルタ対象領域」として設定し、そのフィルタ対象領域に含まれている画素の輝度を、画素ごとに取得する。
（２）フィルタ対象領域の中心画素の輝度を示す輝度情報を、一時的に記憶する。
（３）当該記憶されている輝度情報により示される輝度と、フィルタ対象領域の中心画素以外の複数の他の画素の輝度と、の差分を、他の画素ごとに検出する。なお一般的には、処理を簡略化すべく、上記（２）において記憶された中心画素の輝度と、フィルタ対象領域内の全ての画素（中心画素を含む）の輝度と、の差分を画一的に求める。この場合、上記（２）において記憶した中心画素の輝度と、フィルタ対象領域内の全ての画素の一部としての中心画素の輝度と、の差分は、当然ながらゼロである。
（４）他の画素との上記差分を用いて、雑音除去処理の対象となる画素を判定する。当該判定処理を、以下「雑音判定処理」と称する。即ち、他の画素各々のうち、検出された差分が予め設定されている雑音閾値以上である他の画素を、当該他の画素の輝度が上記高振幅成分に属する（即ち、当該他の画素が上記輪郭の形状等を構成する）として雑音除去処理の対象画素から除外する。一方、中心画素の輝度との差分が上記雑音閾値未満である他の画素を、当該他の画素の輝度が上記低振幅成分に属する（即ち、当該他の画素に雑音等が含まれる）として雑音除去処理の対象画素とする。
（５）雑音除去処理の対象画像についての上記差分と予め設定されているフィルタ係数とを乗算する処理を、対象画像それぞれについて行い、対象画像それぞれについての乗算結果を全て加算する。この場合、対象画素の各々に乗算されるフィルタ係数は全て同一とされる。
（６）上記の加算結果を、上記（２）において記憶した輝度情報により示される中心画素の輝度に加算し、その加算結果を、当該中心画素における雑音除去後の輝度とする。
【０００６】
以上説明した（１）から（６）までの六段階の処理を、デジタル画像を構成する全ての画素を順次上記中心画素として繰り返し実行することにより、当該デジタル画像についてのε−分離非線形デジタルフィルタによる雑音除去処理が実行される。このような雑音除去処理により、原画像に含まれている画像構成物（被写体）の輪郭の形状等を損なうことなく、原画像内に低振幅成分として含まれる雑音や歪みを除去することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１０２０２０号公報（第１図、第４図等）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】原島他，“ε−分離非線形ディジタルフィルタとその応用”電子通信学会論文誌Ａ，第６５巻，ＮＯ．４，ｐｐ．２９７−３０４，Ａｐｒ．１９８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている雑音除去フィルタでは、上記した（１）から（６）までの処理により雑音除去処理を行うことから、雑音除去フィルタとしての雑音除去効果を高めるためには、より多数の画素をフィルタ対象領域として設定する必要がある。
【００１０】
ここで、ハードウェア的に特許文献１に開示されている雑音除去フィルタを実現する場合、フィルタ対象領域の輝度を取得するためには、一般には、いわゆるラインメモリ又はフレームメモリが必須である。そしてこれらのメモリは、原理上、最低でも「フィルタ対象領域における走査線数−１」の数のメモリが必要となる。このとき、「フィルタ対象領域における走査線数」とは、例えばいわゆるラスタスキャン方式に基づくデジタル画像に対する雑音除去処理においては、それに含まれる上記フィルタ対象領域を通る当該スキャンに係る走査線の数をいう。
【００１１】
以上のような事情から、特許文献１に開示されている雑音除去フィルタにおいて高性能な雑音除去処理を行うためには、その回路規模が飛躍的に増大してしまうという問題点があった。このような問題点は、例えば雑音除去フィルタとしての価格の高騰や、製造工程の複雑化に繋がるものであり、解決が望まれる問題点である。
【００１２】
そこで本発明は、上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題は、雑音除去フィルタとしての雑音除去処理の能力を担保しつつ、雑音除去フィルタとしてのハードウェア的な規模を縮小することが可能な雑音除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一定方向の走査線により順次走査される複数の画素により形成されるデジタル画像における一の画素の信号と、当該一の画素の周囲の複数の他の画素の信号と、を用いて、当該一の画素と当該他の画素から構成される対象領域における雑音除去処理を行う雑音除去装置であって、前記対象領域において前記走査線上に並ぶ前記画素の前記信号を記憶し、且つ前記対象領域における前記走査線の数に対応した数のラインメモリ等の記憶手段を備える雑音除去装置において、前記対象領域における前記走査線上の画素数が、当該対象領域において前記走査線に垂直な方向の画素数より大きいように構成される。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、走査線の数に対応した数の信号記憶用の記憶手段を備える雑音除去装置において、対象領域における走査線上の画素数が当該走査線に垂直な方向の画素数より大きいので、走査線上の画素数と走査線に垂直な方向の画素数とが同数の場合に比して、対象領域に含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００１５】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の雑音除去装置において、前記雑音除去装置は、前記一の画素の前記信号と、前記他の画素各々の前記信号と、差分値を、前記記憶手段を用いてそれぞれ検出する差分演算部等の検出手段と、前記検出された各差分値と閾値とをそれぞれ比較する閾値判定部等の比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記雑音除去処理の対象とすべき前記他の画素を特定する閾値判定部等の特定手段と、特定された前記他の画素それぞれについて、前記検出された差分値に対して予め設定されたフィルタ係数を乗算する演算部等の乗算手段と、前記乗算手段による乗算結果を前記一の画素の前記信号に加算して出力する演算部等の加算手段と、前記検出手段による検出処理、前記比較手段による比較処理、前記特定手段による特定処理、前記乗算手段による乗算処理、及び前記加算手段による加算処理を、前記デジタル画像を構成する各前記画素のそれぞれを前記一の画素として、前記デジタル画像を形成する各前記画素について繰り返す演算部等の制御手段と、を備え、前記対象領域における前記一の画素を通る前記走査線上の画素数が、当該対象領域における他の前記走査線上の画素数より大きいように構成される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、対象領域に含まれる一の画素を通る走査線上の画素数が、当該対象領域における他の走査線上の画素数より大きいので、より効果的な雑音除去処理を実行しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の雑音除去装置において、前記加算手段は、前記加算処理のために前記一の画素の前記信号を記憶するレジスタ等の加算用記憶手段を備え、当該加算用記憶手段が、各前記画素の前記信号を記憶する前記記憶手段としても用いられるように構成される。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、加算処理のために一の画素の信号を記憶する加算用記憶手段が、各画素の信号を記憶する記憶手段としても用いられるので、記憶手段の数を低減させつつ、対象領域を構成する画素の数を増加させて雑音除去効果を向上させることができる。
【００１９】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記デジタル画像はデジタル静止画像であり、前記他の画素は、当該デジタル静止画像内において前記一の画素について対称の位置にある前記画素であり、前記フィルタ係数の値は、相互に前記対称の位置にある前記他の画素において同一とされるように構成される。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、他の画素がデジタル静止画像内において一の画素について対称の位置にある画素であり、相互に対称の位置にある他の画素においてフィルタ係数の値が同一とされるので、乗算手段及び加算手段を簡略化することができる。
【００２１】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある前記対象領域内の前記画素の前記信号を、前記雑音除去処理に供させる端画素判定部等の画素処理手段を備える。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、対象領域を構成する他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となる場合に、デジタル画像外となった他の画素の信号として、デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある対象領域内の画素の信号を雑音除去処理に供させるので、デジタル画像の端部に対象領域が設定されることで他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【００２３】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記対象領域内の前記一の画素の前記信号を前記雑音除去処理に供させる端画素判定部等の画素処理手段を備える。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、対象領域を構成する他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となる場合に、デジタル画像外となった他の画素の信号として、対象領域内の当該一の画素の信号を雑音除去処理に供させるので、デジタル画像の端部に対象領域が設定されることで他の画素の一部が仮想的にデジタル画像外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、走査線の数に対応した数の信号記憶用の記憶手段を備える雑音除去装置の対象領域における走査線上の画素数が当該走査線に垂直な方向の画素数より大きいので、走査線上の画素数と走査線に垂直な方向の画素数とが同数の場合に比して、対象領域に含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、記憶手段の数を低減させることができる。
【００２６】
従って、雑音除去装置としての雑音除去処理の能力を担保しつつ、雑音除去装置としてのハードウェア的な規模を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の原理を説明する図であり、（ａ）は本発明に係るフィルタ対象領域とデジタル画像の走査方向との関係を例示する図であり、（ｂ）は図１（ａ）に例示したフィルタ対象領域に対応するレジスタ及びラインメモリの構成及び動作を例示する図である。
【図２】第１実施形態に係る雑音除去フィルタを示す図であり、（ａ）は当該雑音除去フィルタの概要構成を示すブロック図であり、（ｂ）は当該雑音除去フィルタにおける雑音除去処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る雑音除去処理を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るフィルタ対象領域の形状等を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域の形状を例示する図であり、（ｂ）は当該形状のフィルタ対象領域に対応するレジスタ及びラインメモリの概要構成及び動作を例示する図である。
【図５】第２実施形態に係るフィルタ対象領域の他の例を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域を示す図であり、（ｂ）は当該他の例としての各画素に対応するフィルタ係数の値の分布の第一例を示す図であり、（ｃ）は当該フィルタ係数の値の分布の第二例を示す図であり、（ｄ）は当該フィルタ係数の値の分布の第三例を示す図であり、（ｅ）は当該フィルタ係数の値の分布の第四例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るフィルタ対象領域を更に他の例を示す図であり、（ａ）は当該フィルタ対象領域の形状の第五例を示す図であり、（ｂ）は当該フィルタ対象領域の形状の第六例を示す図であり、（ｃ）は当該フィルタ対象領域の形状の第七例を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る端画素処理を示す図であり、（ａ）は第３実施形態に係るデジタル画像とフィルタ対象領域との関係を例示する図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る雑音除去フィルタの概要構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態に係る端画素処理の第一例を示す図であり、（ａ）は当該端画素処理の一例を示す図であり、（ｂ）は当該端画素処理の他の一例を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る端画素処理の第二例を示す図であり、（ａ）は当該端画素処理の一例を示す図であり、（ｂ）は当該端画素処理の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、複数の画素からなるデジタル画像に含まれ雑音や歪みを除去する雑音除去フィルタに対して本発明を適用した場合の実施形態である。また本発明に係るデジタル画像は、ラスタスキャン方式により走査されるデジタル画像である。更に以下の説明では、先に述べた背景技術において説明済みの概念等については、同様の名称等を用いる。
【００２９】
（Ｉ）本発明の原理
初めに、具体的な実施形態を説明する前に、本発明に係る基本的な原理について図１を用いて説明する。なお図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００３０】
上述したように上記特許文献１に開示されている雑音除去フィルタでは、当該雑音除去フィルタとしての雑音除去効果を高めるためには、より多数の画素をフィルタ対象領域として設定する必要がある。一方上述したように、当該雑音除去処理においてフィルタ対象領域の輝度を取得する場合、一般には、ラインメモリ等が最低でも「フィルタ対象領域における走査線数−１」の数だけ必要となる。他方、上記特許文献１に開示されている雑音除去フィルタとしてのε−分離非線形デジタルフィルタでは、フィルタ対象領域全体としての形状が上記（１）の処理において述べたような正方形であることは必須の要件ではなく、正方形以外の全体形状を有するフィルタ対象領域を用いる場合でも、ε−分離非線形デジタルフィルタとして効果的な雑音除去処理を行うことが可能であるとされている。
【００３１】
そこで本発明では、雑音除去フィルタとしての雑音除去処理の能力を担保しつつハードウェア的な規模を縮小させるべく、図１（ａ）に例示されるように、フィルタ対象領域Ｆが、当該フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌの方向に長い形状とされる。より具体的に本発明に係るフィルタ対象領域Ｆでは、フィルタ対象領域Ｆにおいて走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きくなっている。具体的には、例えば図１（ａ）に例示する場合、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxとは、画素Ｐx11乃至画素Ｐx17、画素Ｐx21乃至画素Ｐx27、又は画素Ｐx31乃至画素Ｐx37のいずれかであるから、その数は「７」である。これに対して、走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数は「３」となっており、前者の方が後者よりも大きい。
【００３２】
ここで、上記処理（１）及び上記処理（２）の処理を本発明に係るフィルタ対象領域Ｆに対して実行するために必要なメモリ部の構成について、図１（ｂ）を用いて例示しつつ説明する。上記処理（１）及び上記処理（２）を図１（ａ）に例示する２１個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域Ｆを対象として実行する場合、各画素Ｐxの輝度は、図１（ｂ）に例示するレジスタＲ１乃至Ｒ２１に、メモリクロックごとに順次転送されて保持される。このとき、レジスタＲ１乃至レジスタＲ７がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx11乃至画素Ｐx17に対応し、レジスタＲ８乃至レジスタＲ１４がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx21乃至画素Ｐx27に対応し、レジスタＲ１５乃至レジスタＲ２１がフィルタ対象領域Ｆの例えば画素Ｐx31乃至画素Ｐx37に対応している。ここで、レジスタＲ１からレジスタＲ７まで転送された各画素Ｐxの輝度はラインメモリＬＭ１に一時的に保持されて上記処理（１）乃至処理（３）に供され、またレジスタＲ８からレジスタＲ１４まで転送された各画素Ｐxの輝度はラインメモリＬＭ２に一時的に保持されて上記処理（１）乃至処理（３）に供され、更にレジスタＲ１５からレジスタＲ２１まで転送された各画素Ｐxの輝度はそのまま上記処理（１）乃至処理（３）に供される。なお、図１（ｂ）に記載されたレジスタＧ１乃至レジスタＧ６は、上記処理（１）から処理（５）が完了するまで、上記処理（１）において取得された中心画素Ｐx24の輝度を順次転送しつつ保持しておき、その後の処理（６）に供させる為のレジスタである。
【００３３】
図１（ｂ）から明らかなように、本発明に係るフィルタ対象領域Ｆを用いた雑音除去処理では、例えば３画素×３画素の画素Ｐxからなる正方形のフィルタ対象領域に対して、同じラインメモリの数（即ち２個）を維持しつつも、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxを２１個と倍以上とすることができる。よってこの場合、ラインメモリの数を同じとしつつもフィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの数を多くすることができ、結果として、ラインメモリの数を同じとしつつもフィルタ対象領域Ｆを用いた雑音除去処理の効果を著しく向上させることができるのである。このことは即ち、同じ雑音除去処理であれば、雑音除去フィルタとしてのラインメモリの数を減らせることとなり、結果として、雑音除去フィルタとしてのハードウェア的な規模を縮小することにもなるのである。
【００３４】
（II）第１実施形態
次に、上述した原理に基づく本発明に係る第１実施形態について、図２及び図３を用いて説明する。なお図２は第１実施形態に係る雑音除去フィルタを示す図であり、図３は第１実施形態に係る雑音除去処理を示す図である。また第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆは、図１（ａ）に例示したフィルタ対象領域Ｆと同様の形状を有するフィルタ対象領域Ｆ１とされている。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１は、メモリ部１と、検出手段の一例としての差分演算部２と、比較手段の一例及び特定手段の一例としての閾値判定部３と、乗算手段の一例、加算手段の一例及び制御手段の一例としての演算部４と、雑音閾値設定部５と、フィルタ係数設定部６と、操作部７と、により構成されている。図１（ｂ）において説明したレジスタＲ１乃至レジスタＲ２１、加算用記憶手段の一例としてのレジスタＧ１乃至レジスタＧ６並びに記憶手段の一例としてのラインメモリＬＭ１及びラインメモリＬＭ２は、メモリ部１内に含まれている。
【００３６】
この構成においてメモリ部１には、図２（ａ）及び図３に示すように、第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ１を含むデジタル画像に相当する画像信号Ｓinが入力される。
【００３７】
この時、第１実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ１に含ませるべき画素Ｐxの数や、第１実施形態に係る形状（具体的には、図１（ａ）に例示した、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆ１において当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きい形状）を有するフィルタ対象領域Ｆ１の具体的な当該形状（縦横それぞれの画素Ｐxの具体的な数）は、例えばメモリ部１に含まれる上記レジスタＲの数や、上記差分演算部２、閾値判定部３及び演算部５それぞれにおける実際の処理速度等に基づいて使用者が予め固定的に設定し、その形状を示す情報を雑音除去フィルタＳ１内に予め記憶させておくのが好適である。なおこれ以外に例えば、メモリ部１に含まれる上記レジスタＲの数や上記差分演算部２等における実際の処理速度等において許容され得る範囲内において、複数種類のフィルタ対象領域Ｆ１の形状のパターンを予め雑音除去フィルタＳ１内に記憶させておき、これらを、例えばデジタル画像の内容に応じて、使用者の手動により又は自動的に切り換えられるように構成することもできる。
【００３８】
そしてメモリ部１は、上記各レジスタＲ、レジスタＧ及びラインメモリＬＭを順次用いることにより、画像信号Ｓinの中からデジタル画像におけるフィルタ対象領域Ｆ１を構成する各画素Ｐx（中心画素Ｐx24を含む）の輝度を取得して、一時的に保持する。これらの処理は上記（１）及び上記（２）にそれぞれ記載された処理に相当する（図２（ｂ）ステップＳ１）。そしてメモリ部１は、保持している各画素Ｐxの輝度を示す輝度情報を、メモリ信号Ｓmとして差分演算部２に出力する。なお図３においては、例えば画素Ｐx11の輝度は「（Ｐ１１）」と表記されている。
【００３９】
次に差分演算部２は、中心画素Ｐx24を含むフィルタ対象領域Ｆ内の各画素Ｐxの輝度を示す上記輝度情報をメモリ部１から取得し、上記（３）に相当する処理を実行する。即ち差分演算部２は、図３に模式的に示すように、中心画素Ｐx24の輝度と、各画素Ｐxの輝度Ｐと、の差分Δを、画素Ｐxごとに検出し、その検出結果を画素Ｐxごとに差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。なお図３においては、例えば画素Ｐx11の輝度と中心画素Ｐx24の輝度との差分Δは「Δ１１」と表記されている。具体的に例えば、画素Ｐx11について差分演算部２は、その輝度Ｐ１１と、中心画素Ｐx24の輝度Ｐ２４と、差分Δ１１を算出し、差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。また例えば画素Ｐx34について差分演算部２は、その輝度Ｐ３４と、中心画素Ｐx24の輝度Ｐ２４と、差分Δ３４を算出し、差分信号Ｓdifとして閾値判定部３に出力する。以上の処理を差分演算部２は、図３に示すようにフィルタ対象領域Ｆ内の全ての画素Ｐxについて実行する。
【００４０】
そしてフィルタ係数設定部６は、例えば予め設定されているフィルタ係数を、フィルタ係数信号Ｓcとして画素Ｐxごとに演算部４に出力する（図２（ｂ）ステップＳ２）。なお図３においては、例えば画素Ｐx11に対応するフィルタ係数は「Ｃ１１」と表記されている。
【００４１】
一方使用者は、例えばメモリ部１に入力される前の画像信号Ｓinに相当するデジタル画像を前もって図示しないディスプレイ上に表示させる等の処理により、そのデジタル画像の内容を把握し、上記（４）の雑音判定処理に係る雑音閾値を設定する操作を操作部７において実行する。この操作に対応する操作信号Ｓotは、操作部７から雑音閾値設定部５に出力される。
【００４２】
これにより雑音閾値設定部５は、当該操作信号Ｓotに基づいて、上記（４）に相当する雑音判定処理に係る雑音閾値を設定し、閾値信号Ｓthとして閾値判定部３に出力する。これにより閾値判定部３は、上記（４）に相当する雑音判定処理を実行する（図２（ｂ）ステップＳ３）。即ち閾値判定部３は、差分信号Ｓdifとして出力されてくる画素ごとの差分Δと、閾値信号Ｓthとして入力されてくる閾値と、を比較し、例えば閾値以上の値の差分Δに対応する画素Ｐxを第１実施形態に係る雑音除去処理の対象画素から除外する（図２（ｂ）ステップＳ３；非雑音）。一方閾値判定部３は、例えば当該閾値未満の値の差分Δに対応する画素Ｐxを第１実施形態に係る雑音除去処理の対象画素とする（図２（ｂ）ステップＳ３；雑音）。そして閾値判定部３は、当該対象画素とされた画素Ｐxについては対象画素であることを示すフラグ等を付加し、各画素Ｐxに対応する差分Δを、画素Ｐxごとに画素信号Ｓpxとして演算部４に出力する。
【００４３】
次に演算部４は、フィルタ係数信号Ｓcとしてフィルタ係数設定部６から出力されてくるフィルタ係数Ｃと、上記画素信号Ｓpxとして閾値判定部３から出力されてくる差分Δと、を用いて、上記（５）に対応する乗算／加算処理及び上記（６）に相当する加算処理を実行する（図２（ｂ）ステップＳ４）。即ち演算部４は、先ず画素信号Ｓpxとして閾値判定部３から出力されてくる差分Δのうち、対象画素であることを示すフラグ等が付加されている画素Ｐx以外の全ての他の画素Ｐxに対応する差分Δ又は当該全ての他の画素Ｐxに対応するフィルタ係数Ｃのいずれか一方の値をゼロとする。次に演算部４は、図３に破線で示すように、各画素Ｐxに対応する差分Δとフィルタ係数Ｃとを画素Ｐxごとに乗算し、画素Ｐxごとの乗算結果を全て加算する。このとき演算部４は、上記背景技術とは異なり、フィルタ係数信号Ｓcとしてフィルタ係数設定部６から出力されてくるフィルタ係数Ｃを用いて乗算処理を行う。この場合、雑音除去処理の対象画素である画素Ｐx以外の全ての他の画素Ｐxについては、当該他の画素Ｐxに対応する差分Δ又はフィルタ係数Ｃのいずれか一方の値がゼロとされているので、結果として雑音除去処理の対象画素である画素Ｐxについてのみ、上記乗算結果が有意となる。
【００４４】
そして演算部４は、図３に一点鎖線で示すように、全ての画素Ｐxについての加算結果に対して中心画素Ｐx24の輝度を加算し、その中心画素Ｐx24についての（換言すれば、中心画素Ｐx24を中心とするフィルタ対象領域Ｆについての）第１実施形態に係る雑音除去処理後の出力信号Ｓoutとする。なおこのとき加算される中心画素Ｐx24の輝度は、上記ステップＳ１の処理により取得され、図１（ｂ）に示すレジスタＧ１乃至レジスタＧ６を上記メモリクロックのタイミングで順次転送されつつ保持されている輝度である。この中心画素Ｐx24の輝度は、上記ステップＳ１の処理により取得された後は、上記ステップＳ２乃至ステップＳ４として上記（３）から上記（５）までの処理が完了するまで、レジスタＧ１乃至レジスタＧ６により保持されることとなる。
【００４５】
その後演算部４は、図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が、デジタル画像内の全ての画素Ｐxを中心画素として（換言すればデジタル画像内の全てのフィルタ対象領域Ｆについて）行われたか否かを確認する（図２（ｂ）ステップＳ５）。ステップＳ５の確認において全ての画素Ｐxについて図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が完了している場合（図２（ｂ）ステップＳ５；ＹＥＳ）、演算部４は、画像信号Ｓinとして入力されたデジタル画像内の全ての画素に対しての雑音除去処理が終了したとして、全てのフィルタ対象領域Ｆについての上記出力信号Ｓoutを当該フィルタ対象領域Ｆが含まれるデジタル画像に対応する出力信号Ｓoutとして出力し、第１実施形態に係る雑音除去処理を終了する。
【００４６】
一方ステップＳ５の確認において図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理が完了していない画素Ｐxがある場合（図２（ｂ）ステップＳ５；ＮＯ）、演算部４は、当該完了していない新たな画素Ｐxを中心画素とした図２（ｂ）に示すステップＳ１からステップＳ４の処理を実行すべく、当該ステップＳ１に戻る（ステップＳ６）。
【００４７】
なお、上述してきたステップＳ１乃至ステップＳ６の処理は、一のフィルタ対象領域Ｆについての処理である。一のフィルタ対象領域Ｆの全てについてステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が終了した後は、中心画素Ｐx24に隣接する画素Ｐx（具体的には、図１（ａ）に例示する画素Ｐx13、画素Ｐx14、画素Ｐx15、画素Ｐx23、画素Ｐx25、画素Ｐx33、画素Ｐx34又は画素Ｐx35のいずれか）を中心画素とした図１（ａ）に示す形状の新たなフィルタ対象領域Ｆがメモリ部１及び差分演算部２において設定され、当該新たなフィルタ対象領域Ｆに対して上記ステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が改めて実行される。そして、一のデジタル画像内に設定され得る全てのフィルタ対象領域ＦについてステップＳ１乃至ステップＳ６の処理が全て終了することで、当該一のデジタル画像についての第１実施形態に係る雑音除去処理が終了する。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態の雑音除去フィルタＳ１の構成によれば、デジタル画像の走査線Ｌの数に対応した数の輝度保持用のラインメモリＬＭを備える雑音除去フィルタＳ１において、フィルタ対象領域Ｆにおける走査線Ｌ上の画素Ｐxの数が、走査線Ｌに垂直な方向の画素Ｐxの数より大きいので、走査線Ｌ上の画素数と走査線Ｌに垂直な方向の画素数とが同数である従来の場合に比して、フィルタ対象領域Ｆに含まれる画素数を雑音除去処理用に十分確保しつつ、ラインメモリＬＭの数を低減させることができる。
【００４９】
（III）第２実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第２実施形態について、図４乃至図６を用いて説明する。なお図４は第２実施形態に係る雑音除去フィルタにおけるフィルタ対象領域の形状等を示す図であり、図５は第２実施形態に係るフィルタ対象領域の他の例を示す図であり、図６は第２実施形態に係るフィルタ対象領域を更に他の例を示す図である。図５（ｂ）乃至図５（ｅ）においては、各画素Ｐxにそれぞれ対応するフィルタ係数の値を（ ）書きの数字で示している。また第２実施形態に係る雑音除去フィルタを説明するに当たり、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１における部材及び処理と同一の部材及び処理については、同一の部材番号及びステップ番号を使用して、細部の説明は省略する。
【００５０】
第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１では、図１（ａ）及び図３に示すように、雑音除去処理に係るフィルタ対象領域Ｆとして、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数がフィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きい長方形の形状を有するフィルタ対象領域Ｆ１を用いた。これに対して第２実施形態及び後述する第３実施形態及び第４実施形態では、図４（ａ）に例示するように、フィルタ対象領域Ｆとして、その時の中心画素を通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの数が、他の走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxの数よりも大きいフィルタ対象領域Ｆ２を用いる。なお第２実施形態及び第３実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２においても、走査線Ｌに沿って配置される画素Ｐxの数がフィルタ対象領域Ｆにおいて当該走査線Ｌに垂直な方向に配置される画素Ｐxの数よりも大きいことに変わりはない。第２実施形態に係る雑音除去フィルタでは、上述した形状のフィルタ対象領域Ｆ２を用いることで、図１（ｂ）にも示したレジスタＧ（即ち中心画素の輝度を転送しつつ保持するレジスタＧ）をも他のレジスタＲと共に有効に活用して、ラインメモリＬＭの数を減らしつつ、フィルタ対象領域Ｆに含まれる画素Ｐxの数を更に増やすのである。
【００５１】
即ち図４（ａ）に例示するように、第２実施形態に係る雑音除去フィルタでは、図４（ｂ）に示すレジスタＧの数（五つ）だけ、フィルタ対象領域Ｆ２の中心画素Ｐx2Aを通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxが、走査線Ｌの走査方向に画素Ｐx2F乃至画素Ｐx2Jとして増やされている。またこれら画素Ｐx2F乃至画素Ｐx2Jが増やされていることとの均衡から、中心画素Ｐx2Aを通る走査線Ｌ上に並ぶ画素Ｐxが、走査線Ｌの走査方向と反対の方向にも、画素Ｐx21乃至画素Ｐx25として増やされている。
【００５２】
以上のような第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２を用いることで、これに対応するレジスタＲ及びレジスタＧ並びにラインメモリＬＭ１及びラインメモリＬＭ２の構成は、図４（ｂ）に示される構成となり、レジスタＲ１乃至レジスタＲ３２の合計３２個のレジスタＲに加えて５個のレジスタＧを用いて、各画素Ｐxの輝度を順次転送しつつ保持する。このとき、レジスタＲ１０乃至レジスタＲ２３と、レジスタＧ１乃至レジスタＧ５と、が、中心画素Ｐx2Aの輝度を含むフィルタ対象領域Ｆ２における中央の行の画素Ｐx21乃至画素Ｐx2Jの輝度を順保持することになる。なおレジスタＧ１乃至レジスタＧ５は、その本来の機能として中心画素Ｐx2Aの輝度を順次転送しつつ保持するが、中心画素Ｐx2Aの輝度の保持とその他の画素Ｐxの輝度の保持とではそのタイミングが異なるため、レジスタＧ１乃至レジスタＧ５のうち、空いているレジスタＧを中心画素Ｐx2Aの輝度の保持に振り向けることができるのである。
【００５３】
第２実施形態に係る雑音除去フィルタは、以上説明した形状のフィルタ対象領域Ｆ２を用いて、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１と同様の雑音除去処理（フィルタ対象領域Ｆのみが第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２とされる雑音除去処理）をデジタル画像に対して実行することになる。
【００５４】
以上説明したように、第２実施形態に係る雑音除去フィルタの動作によれば、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１の動作による効果に加えて、フィルタ対象領域Ｆに含まれる中心画素Ｐx24を通る走査線Ｌ上の画素Ｐxの数が、フィルタ対象領域Ｆにおける他の走査線Ｌ上の画素Ｐxの数より大きいので、より効果的な雑音除去処理を実行しつつ、ラインメモリＬＭの数を低減させることができる。
【００５５】
また、上記（６）の加算処理のために中心画素Ｐx2Aの輝度を保持するレジスタＧが各画素Ｐxの輝度を保持するレジスタとしても用いられるので、ラインメモリＬＭの数を低減させつつ、フィルタ対象領域Ｆ２を構成する画素Ｐxの数を増加させて雑音除去効果を向上させることができる。
【００５６】
なお、第２実施形態に係る雑音除去フィルタの演算部４において実行される上記（５）に対応する乗算処理において、各画素Ｐxに対応する差分Δとフィルタ係数Ｃとを画素Ｐxごとに乗算する場合（図３参照）、例えば図５（ａ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ２の各画素Ｐxに対応するフィルタ係数Ｃを画素Ｐxごとに区別して、例えば図５（ｂ）に例示するようにその値を全て「１」としたときには、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの数（図５に例示する場合は３７個）と同数の乗算器が演算部４内に必要となる。しかしながら図５（ｃ）乃至図５（ｅ）に例示したように、フィルタ対象領域Ｆ２において中心画素Ｐx2Aについて対称の位置にある画素Ｐx同士を同一の値を有するフィルタ係数Ｃとする場合には、値が同一のフィルタ係数Ｃに対応する画素Ｐxについての差分Δを全て加算した後に当該同一のフィルタ係数Ｃに乗算すれば、結果として、画素Ｐxごとに逐一乗算をした場合と同じ乗算結果が得られる。具体的に例えば、図５（ｃ）に例示するように、中心画素Ｐx2Aを含めてその上下左右に隣接する５個の画素Ｐx15、画素Ｐx29、画素Ｐx2B及び画素Ｐx35にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「８」とし、中心画素Ｐx2Aに対して更に外側にある８個の画素Ｐx14、画素Ｐx16、画素Ｐx27、画素Ｐx28、画素Ｐx2C、画素Ｐx2D、画素Ｐx34及び画素Ｐx26にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「６」とする。更に、画素Ｐx12、画素Ｐx13、画素Ｐx17、画素Ｐx18、画素Ｐx25、画素Ｐx26、画素Ｐx2E、画素Ｐx2F、画素Ｐx32、画素Ｐx33、画素Ｐx37及び画素Ｐx38にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「４」とし、画素Ｐx11、画素Ｐx19、画素Ｐx23、画素Ｐx24、画素Ｐx2G、画素Ｐx2H、画素Ｐx31及び画素Ｐx39にそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「２」とし、画素Ｐx21、画素Ｐx22、画素Ｐx2I及び画素Ｐx2Jにそれぞれ対応するフィルタ係数を例えば「１」とする。また図５（ｄ）及び図５（ｅ）に例示するように、同じ大文字アルファベットで示される画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とするように構成することもできる。ここで、図５（ｃ）に例示する場合、フィルタ係数Ｃとしては中心画素Ｐx2Aに対応するフィルタ係数Ｃ２Ａを入れて合計５種類であるので、乗算器も５個で済む。また同様に図５（ｄ）に例示する場合（二つずつの画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とする場合）には、フィルタ係数Ｃとしては合計１９種類必要であるが、中心画素Ｐx2Aに対応する差分Δ２Ａは当然にゼロであるのでこれを考慮すると、演算部４内の乗算器は更に１８個まで減らすことができることになる。更に図５（ｅ）に例示する場合（四つずつの画素Ｐxに対応するフィルタ係数を同一とする場合）には、同様にフィルタ係数Ｃとしては合計１０種類であるが、乗算器は９個で足りることとなる。
【００５７】
以上図５を用いて説明したように、中心画素Ｐx2Aについて対称の位置にある画素Ｐxについてフィルタ係数Ｃの値を同一とすれば、演算部４としての乗算器の数を大幅に削減することができ、雑音除去フィルタとしての構成を大幅に簡略化することができる。
【００５８】
なお第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２の形状は、更に種々の変形が可能である。
【００５９】
即ち例えば図６（ａ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx17の７個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx28を含む中央の一行を画素Ｐx21乃至画素Ｐx2Fの１５個の画素Ｐxにより構成し、更に上から三行目を画素Ｐx31乃至画素Ｐx37の７個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ３を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。この場合の各画素Ｐxからの輝度の取得及び保持についての各レジスタＲ及びレジスタＧの動作は、上記した第２実施形態に係る雑音除去フィルタと同様となる。図６（ａ）に例示する合計２９個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ３を用いた雑音除去処理では、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は、図４に例示した場合と同様に２個である。なお、図６（ａ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ３を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、例えば５画素×５画素の合計２５個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は４個となってフィルタ対象領域Ｆ３の場合よりも多くなる。
【００６０】
また例えば図６（ｂ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx15の５個の画素Ｐxにより構成し、上から二行目を画素Ｐx21乃至画素Ｐx29の９個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx39を含む中央の一行を画素Ｐx31乃至画素Ｐx3Hの１７個の画素Ｐxにより構成し、上から四行目を画素Ｐx41乃至画素Ｐx49の９個の画素Ｐxにより構成し、更に上から五行目を画素Ｐx51乃至画素Ｐx55の５個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ４を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。この場合の各画素Ｐxからの輝度の取得及び保持についての各レジスタＲ及びレジスタＧの動作も、上記した第２実施形態に係る雑音除去フィルタと同様となる。図６（ｂ）に例示する合計４５個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理では、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は４個となる。そして、図６（ｂ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、例えば７画素×７画素の合計４９個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は６個となってフィルタ対象領域Ｆ４の場合よりも多くなる。
【００６１】
最後に例えば図６（ｃ）に示すように、上から一行目を画素Ｐx11乃至画素Ｐx19の９個の画素Ｐxにより構成し、上から二行目を画素Ｐx21乃至画素Ｐx29の９個の画素Ｐxにより構成し、中心画素Ｐx39を含む中央の一行を画素Ｐx31乃至画素Ｐx3Hの１７個の画素Ｐxにより構成し、上から四行目を画素Ｐx41乃至画素Ｐx49の９個の画素Ｐxにより構成し、更に上から五行目を画素Ｐx51乃至画素Ｐx59の９個の画素Ｐxにより構成したフィルタ対象領域Ｆ５を、第２実施形態に係る雑音除去処理に用いることが可能である。図６（ｃ）に例示する合計５３個の画素Ｐxを含むフィルタ対象領域Ｆ４を用いた雑音除去処理でも、当該雑音除去処理に必要なラインメモリＬＭの数は４個となる。そして、図６（ｃ）に例示するフィルタ対象領域Ｆ５を用いた雑音除去処理における雑音除去能力と同等の雑音除去能力を有するフィルタ対象領域を背景技術と同様の正方形に画素Ｐxが配置されたフィルタ対象領域で実現しようとすると、最低でも７画素×７画素の合計４９個の画素Ｐxからなるフィルタ対象領域が必要となり、この場合に必要となるラインメモリＬＭの数は６個となってフィルタ対象領域Ｆ５の場合よりも多くなる。
【００６２】
このように、第２実施形態に係るフィルタ対象領域Ｆ２乃至フィルタ対象領域Ｆ５のいずれを用いる場合でも、背景技術に比してラインメモリＬＭの数を低減し、雑音除去フィルタとしての構成を大幅に簡略化することができる。
【００６３】
（IV）第３実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第３実施形態について、図７乃至図９を用いて説明する。なお図７乃至図９は第３実施形態に係る端画素処理を示す図である。なお図８及び図９においては、例えば画素Ｐx28の輝度は「（Ｐ２８）」と表記されている。更に第３実施形態に係る雑音除去フィルタを説明するに当たり、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１における部材及び処理と同一の部材及び処理については、同一の部材番号及びステップ番号を使用して、細部の説明は省略する。
【００６４】
上述してきた第２実施形態では、フィルタ対象領域Ｆの形状が単純な長方形ではない。よって、図７（ａ）に例示するデジタル画像Ｇの端部にフィルタ対象領域Ｆが設定される場合、そのデジタル画像Ｇの端部の形状とフィルタ対象領域Ｆの外形とが一致せず、図７（ａ）に例示するようにフィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxの一部が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出すことがある。例えば図７（ａ）に示すデジタル画像Ｇの左上に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx11乃至画素Ｐx17、画素Ｐx21乃至画素Ｐx27及び画素Ｐx31乃至画素Ｐx33が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出している。また当該デジタル画像Ｇの右辺に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx17、画素Ｐx2B乃至画素Ｐx2F及び画素Ｐx37が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出しており、更に当該デジタル画像Ｇの下辺に設定されたフィルタ対象領域Ｆでは、画素Ｐx31乃至画素Ｐx37を含む一行分が仮想的にデジタル画像Ｇの外にはみ出している。なおこれら三つのフィルタ対象領域Ｆにおいても、中心画素Ｐx28は全てデジタル画像Ｇ内にある。
【００６５】
図７（ａ）に例示するように一部の画素Ｐxがデジタル画像Ｇの外にはみ出すように設定されたフィルタ対象領域Ｆであっても、それを用いた雑音除去処理では、当該はみ出した画素Ｐxについても（実際には存在しない）輝度を取得して上記（１）乃至上記（３）の処理に供させることが必要である。
【００６６】
そこで第３実施形態に係る雑音除去フィルタにおいては、図７（ａ）に例示したように一部の画素Ｐxがデジタル画像Ｇから仮想的にはみ出す場合の端画素処理を実行して雑音除去処理としての能力を維持する。
【００６７】
即ち図７（ｂ）に示すように、第３実施形態に係る雑音除去フィルタＳ３は、第１実施形態に係る雑音除去フィルタＳ１に対して、画素処理手段の一例としての端画素判定部１０を備えている。この構成において端画素判定部１０は、画像信号Ｓinに基づき、フィルタ対象領域Ｆとデジタル画像Ｇとを比較し、フィルタ対象領域Ｆを構成する画素Ｐxのうち、デジタル画像Ｇの外にはみ出す画素Ｐxを検出する。これにより端画素判定部１０は、当該検出結果を端画素信号Ｓegとして差分演算部２に出力する。
【００６８】
これにより差分演算部２は、第３実施形態に係る端画素処理の第一例として、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐxの輝度として、デジタル画像Ｇの外縁を対称軸として当該はみ出した画素Ｐxに対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐxの輝度を用いて上記（３）に相当する処理を実行する。
【００６９】
具体的に例えば、図８（ａ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ａ）に例示するように、一点鎖線で外縁が示されているデジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx25の輝度としてデジタル画像Ｇの左辺を対称軸として画素Ｐx25に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx2Aの輝度（Ｐ２Ａ）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ａ）破線参照）。また例えば、図８（ａ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ａ）に例示するように、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx17の輝度としてデジタル画像Ｇの上辺を対称軸として画素Ｐx17に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx2Bの輝度（Ｐ２Ｂ）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ａ）破線参照）。更に例えば、図８（ｂ）に例示する場合において差分演算部２は、図８（ｂ）に例示するように、デジタル画像Ｇの外にはみ出した画素Ｐx22の輝度としてデジタル画像Ｇの左辺を対称軸として画素Ｐx22に対して対称の位置にあるフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐx29の輝度（Ｐ２９）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する（図８（ｂ）破線参照）。
【００７０】
また差分演算部２は、第３実施形態に係る端画素処理の第二例として、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxの輝度として、フィルタ対象領域Ｆ内の中心画素Ｐx28の輝度（Ｐ２８）を用いて上記（３）に相当する処理を実行する。
【００７１】
具体的には、図９（ａ）及び図９（ｂ）に例示するいずれの場合も、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxの輝度としてフィルタ対象領域Ｆ内の中心画素Ｐx28の輝度（Ｐ２８）を用いて、上記（３）に相当する処理を実行する。この図９に例示する場合には、差分演算部２における上記（３）に相当する処理により、デジタル画像Ｇの外にはみ出した全ての画素Ｐxに対応する差分Δの値がゼロとなり、結果として、これらはみ出した画素Ｐxは第３実施形態に係る雑音除去処理の対象外となる。
【００７２】
なお、上述した第３実施形態に係る端画素処理の第一例及び第二例において、デジタル画像Ｇの外にはみ出していないフィルタ対象領域Ｆ内の画素Ｐxについては、上記第１実施形態又は第２実施形態に係る雑音除去処理と同様の雑音除去処理が実行される。
【００７３】
以上説明したように、第３実施形態に係る端画素処理の第一例及び第二例によれば、デジタル画像Ｇの端部にフィルタ対象領域Ｆが設定されることでそれを構成する画素Ｐxの一部が仮想的にデジタル画像Ｇの外となった場合でも、それ以外の場合と同様の雑音除去効果を有する雑音除去処理を行うことができる。
【００７４】
なお、上述した各実施形態に係る雑音除去フィルタＳは、デジタル画像Ｇを記録媒体に記録する情報記録装置において、当該デジタル画像Ｇに対する符号化処理の終了後且つ当該記録媒体への記録処理前の段階に挿入して備えさせるように構成することが可能である。なお当該記録媒体としては、例えば光ディスクやハードディスク等が挙げられる。更に当該雑音除去フィルタＳは、デジタル画像Ｇを記録済みの記録媒体から当該デジタル画像Ｇを再生する情報再生装置において、当該デジタル画像Ｇに対する復号化処理の前又は後の段階に備えさせるように構成することも可能である。
【００７５】
更にまた、各実施形態に係るメモリ部１、差分演算部２、閾値判定部３、演算部４、雑音閾値設定部５及びフィルタ係数設定部６等の機能に対応するプログラムを、例えば光ディスク等の記録媒体に記録しておき、或いはインターネット等のネットワークから取得して記録しておき、これらを読み出して汎用のマイクロコンピュータ等により実行させることにより、当該マイクロコンピュータ等を、各実施形態に係るメモリ部１、差分演算部２、閾値判定部３、演算部４、雑音閾値設定部５及びフィルタ係数設定部６等として機能させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上夫々説明したように、本発明は雑音除去装置の分野に利用することが可能であり、特にデジタル画像に含まれる雑音を除去する雑音除去装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。
【符号の説明】
【００７７】
１ メモリ部
２ 差分演算部
３ 閾値判定部
４ 演算部
５ 雑音閾値設定部
６ フィルタ係数設定部
１０ 端画素判定部
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５ フィルタ対象領域
Ｌ 走査線
Ｒ１〜Ｒ３２、Ｇ１〜Ｇ６ レジスタ
ＬＭ１、ＬＭ２ ラインメモリ
Ｓ１、Ｓ３ 雑音除去フィルタ
Ｓin 画像信号
Ｓm メモリ信号
Ｓdif 差分信号
Ｓot 操作信号
Ｓc フィルタ係数信号
Ｓth 閾値信号
Ｓpx 画素信号
Ｓout 出力信号
Ｇ デジタル画像
Ｓeg 端画素信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向の走査線により順次走査される複数の画素により形成されるデジタル画像における一の画素の信号と、当該一の画素の周囲の複数の他の画素の信号と、を用いて、当該一の画素と当該他の画素から構成される対象領域における雑音除去処理を行う雑音除去装置であって、前記対象領域において前記走査線上に並ぶ前記画素の前記信号を記憶し、且つ前記対象領域における前記走査線の数に対応した数の記憶手段を備える雑音除去装置において、
前記対象領域における前記走査線上の画素数が、当該対象領域において前記走査線に垂直な方向の画素数より大きいことを特徴とする雑音除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の雑音除去装置において、
前記雑音除去装置は、前記一の画素の前記信号と、前記他の画素各々の前記信号と、差分値を、前記記憶手段を用いてそれぞれ検出する検出手段と、前記検出された各差分値と閾値とをそれぞれ比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記雑音除去処理の対象とすべき前記他の画素を特定する特定手段と、特定された前記他の画素それぞれについて、前記検出された差分値に対して予め設定されたフィルタ係数を乗算する乗算手段と、前記乗算手段による乗算結果を前記一の画素の前記信号に加算して出力する加算手段と、前記検出手段による検出処理、前記比較手段による比較処理、前記特定手段による特定処理、前記乗算手段による乗算処理、及び前記加算手段による加算処理を、前記デジタル画像を構成する各前記画素のそれぞれを前記一の画素として、前記デジタル画像を形成する各前記画素について繰り返す制御手段と、を備え、
前記対象領域における前記一の画素を通る前記走査線上の画素数が、当該対象領域における他の前記走査線上の画素数より大きいことを特徴とする雑音除去装置。
【請求項３】
請求項２に記載の雑音除去装置において、
前記加算手段は、前記加算処理のために前記一の画素の前記信号を記憶する加算用記憶手段を備え、
当該加算用記憶手段が、各前記画素の前記信号を記憶する前記記憶手段としても用いられることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記デジタル画像はデジタル静止画像であり、
前記他の画素は、当該デジタル静止画像内において前記一の画素について対称の位置にある前記画素であり、
前記フィルタ係数の値は、相互に前記対称の位置にある前記他の画素において同一とされることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、
当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある前記対象領域内の前記画素の前記信号を、前記雑音除去処理に供させる画素処理手段を備えることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、
当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記対象領域内の前記一の画素の前記信号を前記雑音除去処理に供させる画素処理手段を備えることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項１】
一定方向の走査線により順次走査される複数の画素により形成されるデジタル画像における一の画素の信号と、当該一の画素の周囲の複数の他の画素の信号と、を用いて、当該一の画素と当該他の画素から構成される対象領域における雑音除去処理を行う雑音除去装置であって、前記対象領域において前記走査線上に並ぶ前記画素の前記信号を記憶し、且つ前記対象領域における前記走査線の数に対応した数の記憶手段を備える雑音除去装置において、
前記対象領域における前記走査線上の画素数が、当該対象領域において前記走査線に垂直な方向の画素数より大きいことを特徴とする雑音除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の雑音除去装置において、
前記雑音除去装置は、前記一の画素の前記信号と、前記他の画素各々の前記信号と、差分値を、前記記憶手段を用いてそれぞれ検出する検出手段と、前記検出された各差分値と閾値とをそれぞれ比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記雑音除去処理の対象とすべき前記他の画素を特定する特定手段と、特定された前記他の画素それぞれについて、前記検出された差分値に対して予め設定されたフィルタ係数を乗算する乗算手段と、前記乗算手段による乗算結果を前記一の画素の前記信号に加算して出力する加算手段と、前記検出手段による検出処理、前記比較手段による比較処理、前記特定手段による特定処理、前記乗算手段による乗算処理、及び前記加算手段による加算処理を、前記デジタル画像を構成する各前記画素のそれぞれを前記一の画素として、前記デジタル画像を形成する各前記画素について繰り返す制御手段と、を備え、
前記対象領域における前記一の画素を通る前記走査線上の画素数が、当該対象領域における他の前記走査線上の画素数より大きいことを特徴とする雑音除去装置。
【請求項３】
請求項２に記載の雑音除去装置において、
前記加算手段は、前記加算処理のために前記一の画素の前記信号を記憶する加算用記憶手段を備え、
当該加算用記憶手段が、各前記画素の前記信号を記憶する前記記憶手段としても用いられることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記デジタル画像はデジタル静止画像であり、
前記他の画素は、当該デジタル静止画像内において前記一の画素について対称の位置にある前記画素であり、
前記フィルタ係数の値は、相互に前記対称の位置にある前記他の画素において同一とされることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、
当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記デジタル画像の外縁を対称軸として当該他の画素に対して対称の位置にある前記対象領域内の前記画素の前記信号を、前記雑音除去処理に供させる画素処理手段を備えることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雑音除去装置において、
前記一の画素が含まれる前記対象領域を構成する前記他の画素の一部が仮想的に前記デジタル画像外となる場合において、
当該デジタル画像外となった前記他の画素の前記信号として、前記対象領域内の前記一の画素の前記信号を前記雑音除去処理に供させる画素処理手段を備えることを特徴とする雑音除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７８０６４（Ｐ２０１３−７８０６４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７９８５（Ｐ２０１１−２１７９８５）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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