JP6213558B2 - 画像処理方法、及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理方法及び画像処理装置に関する。

画像処理技術の中でも、画像に含まれるランダムなノイズを低減する技術は、撮像した画像をより鮮明に再現するためには、欠かせない技術である。ランダムノイズを低減する技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。

特許文献１に記載された技術は、入力画像処理回路から出力されたカラーデジタル信号の主走査方向の任意の注目画素ｉについて、所定の数式に基づき移動平均画素数ｎを算出する複数の演算回路と、注目画素ｉ及び前後ｎ画素の参照画素ｊを選択出力する複数のビット選択回路と、注目画素ｉの出力レベルと参照画素ｊのそれぞれの出力レベルとの差分の絶対値を算出する複数の差分回路と、注目画素ｉを出力するとともに、複数の差分回路から出力される値と閾値記憶メモリ内の所定の閾値とを比較し、該比較結果に基づいて参照画素ｊを出力する複数の判定回路と、複数の判定回路から出力された出力信号の移動平均化処理を行う複数の演算回路とから構成される。

すなわち、注目画素ｉの出力レベルと参照画素ｊの出力レベルとの差分の絶対値が閾値以下である場合にのみ、該参照画素ｊが移動平均化処理に加えられるような構成としているため、上記差分の絶対値が閾値以上に急峻に変化している部分については移動平均化処理から除外され、これにより、ノイズ成分を効果的に除去することができる。

特開２００２−５７９００号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、平滑化のフィルタサイズ以上の周期性を有する低周波ノイズを除去することができなかった。

特に、画像中のエッジ成分やテクスチャ成分を保存しつつ、画像中の低輝度領域のノイズを効果的に除去することができなかった。

そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は画像中のエッジ成分やテクスチャ成分を保存しつつ、画像中の低輝度領域のノイズを効果的に除去できる画像処理方法及び画像処理装置を提供することにある。

本発明は、注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に画素の画素統計値とエッジ情報とを求め、注目階層の領域の画素統計値と注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正し、各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値を再補正し、最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返すことで、前記注目画素を補正する画像処理方法である。

本発明は、注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、その領域の画素の画素統計値を算出する画素統計値算出手段と、注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、エッジ情報を算出するエッジ情報算出手段と、注目階層の領域の画素統計値と前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する補正手段と、各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値の差分情報を再補正する再補正手段と、を有し、最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返す画像処理装置である。

本発明によれば、画像中の低輝度領域のノイズを効果的に除去することができる。

図１は本発明の実施の形態である画像処理方法を説明するための図である。 図２はFunc関数の一例を示した図である。 図３は広領域におけるパラメータaの設定例を示す図である。 図４は本実施の形態における再補正関数の形状の一例を説明する為の図である。 図５は本実施の形態における再補正関数の形状の一例を説明する為の図である。 図６は本実施の形態における再補正関数の形状の一例を説明する為の図である。 図７は本実施の形態の画像処理装置のブロック図である。 図８は本実施の形態の画像処理装置のブロック図である。

本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態である画像処理方法を説明するための図である。尚、図１では、三階層の多重解像度処理を行う場合の処理の流れを示しているが、本発明は二階層にも対応できるし、四階層以上でも容易に拡張が可能である。

図１は、本発明の実施の形態である画像処理方法を説明するための図である。

本発明の実施の形態は、画素位置(x,y)（注目画素）を中心とする広領域における空間の画素統計値である空間平均値L3(x,y)、およびその領域でのエッジ情報、もしくはエッジ量E3(x,y)を用いて、中領域における空間平均値（L2(x,y)）を補正する。さらに、L2(x,y)と、補正された中領域における空間平均値（L2’(x,y)）の差分値R2(x,y)から、広領域以上の広さをもつ空間の画素統計値である空間平均値L4(x,y)に基づいて信号を抽出し、抽出した信号をL2’(x,y)に合成することで、L2(x,y)を再補正する。そして、再補正された中領域における空間平均値（L2”(x,y)）、中領域でのエッジ量（E2(x,y)）を用いて、狭領域の空間平均値（L1(x,y)）を補正する。この補正を順番に処理していくことで、入力画素値P_in(x,y)を補正し、出力画素値P_out(x,y)を得ることを特徴とする。

ここで、画素統計値とは、対象領域の空間平均値であり、空間平均値は領域に存在する画素の相加平均値や、相乗平均値、加重平均値などである。以下の説明では、画素統計値を空間平均値とし、空間平均値を領域に存在する画素の相加平均値である場合を説明する。また、エッジ量、もしくはエッジ情報とは、注目画素（入力画素）を中心とした上下左右の領域間の画素の統計量（平均値、メディアンなど）の差分値で定義されるものとする。以下の説明では、画素統計値と同様に、エッジ量を空間平均値の差分である場合を説明する。

以下、具体的な処理の説明を行うが、図１における各階層での処理は、補正量を決定するためのパラメータが異なるのみで、処理の流れは同一である。そこで，一例として，広領域における空間平均値L3(x,y)、およびその領域でのエッジ量E3(x,y)を用いて、中領域における空間平均値L2(x,y)を補正する処理の詳細を説明する。

まず、画素位置(x,y)における広領域（範囲：-k3〜k3）の空間平均値L3(x,y)および中領域（範囲：-k2〜k2）の空間平均値L2(x,y)を式（１）および式（２）のように計算する。ここで、広領域、中領域をそれぞれｋ3、ｋ2にて縦横同じ画素数で範囲を指定しているが、必ずしも縦横同じ画素数でなくてもよい。

次に、広領域におけるエッジ量E3(x,y)を算出する。エッジ量の算出では，まず、縦方向のエッジ量EV3(x,y)と横方向のエッジ量EH3(x,y)とを、式（３）および式（４）のように算出し、これらを式（５）のように加算することで、広領域におけるエッジ量E3(x,y)を算出する。ここで、広領域をｋ3にて縦横同じ画素数で範囲を指定しているが、必ずしも縦横同じ画素数でなくてもよい。なお、横方向と縦方向のエッジ量について言及してあるが、斜め方向のエッジ量を算出し使用してもよい。

続いて、算出されたエッジ量E3(x,y)から算出される合成重みα3(x,y)を用いて、式（６）のように広領域における空間平均値L3(x,y)を補正し、補正された広領域の空間平均値L3’(x,y)を算出する。合成重みα3(x,y)は、あらかじめ設定されている閾値hi3およびlo3を用いて、式（７）のように算出される。

なお、hi3は中領域をエッジとみなす閾値、lo3は中領域を平坦とみなす閾値であり、hi3>lo3である。

こうして算出された空間平均値L3’を用い、式（８）のように中領域の空間平均値L2(x,y)を補正する。

補正関数Funcの一例として、図２に示したものを用いる。例えば、画素位置(x,y)における中領域の空間平均値L2(x,y)の補正は、diffinを(L2(x,y)-L3'(x,y))とし、図２の補正関数によって得られる補正量diffoutをL2(x,y)に加算することで、実行される。図２の補正関数内のパラメータであるa,b,limitは、処理する解像度および補正する色成分毎に決定される。

また、各階層において式（５）で算出されるエッジ量E3(x,y)を、ノイズ成分を抑制するFunc関数（補正関数）に反映させ、各階層のFunc関数（補正関数）を変更することで、各階層のノイズ成分を適応的に抑制する構成もできる。

いま、エッジ量E3(x，y)に応じて式（９）に示すように値が変化する係数β3(x，y)を定義する。E3(x, y)の閾値であるhi3およびlo3は予め設定する値であり、式（7）の場合と同様に、hi3は中領域をエッジとみなす閾値、lo3は中領域を平坦とみなす閾値であり、hi3>lo3である。

式（９）で定義される係数β3(x，y)は、0.0〜1.0までの実数となる。係数β3(x，y)を利用して、以下の式（１０）のように、Func関数におけるパラメータaを設定する。エッジ量E3(x,y)とパラメータaの関係を図３に示す。

ここで、a_lo3は、エッジ量E3(x,y)が閾値lo3より小さい場合にパラメータaとして使用する値であり、a_hi3はエッジ量が閾値hi3より大きくなる場合のパラメータaに使用する値である。エッジ量E3(x,y)が閾値lo3からhi3までパラメータaは、a_hi3からa_lo3までの間の値となる。ここで、a_hi3は０以上の実数であり、a_lo3は，a_lo3>＝a_hi3の実数である。

こうして得られたFunc関数を用い、中領域の空間平均値L2(x,y)を式（１１）のように補正する。

このようにして、式（１）から式（８）までを用いて、あるいは、式（１）から式（５）、および式（９）から式（１１）までを用いて、補正された中領域における空間平均値L2’(x,y)を得る。

続いて、式（１２）に示すように、中領域における空間平均値L2(x,y)と、補正された中領域における空間平均値（L2’(x,y)）の差分値R2(x,y)を求める。すなわち、R2(x,y)はL2(x,y)に対する補正量を表す。さらに、式（１３）に示すように、R2(x,y)から、広領域以上の広さをもつ空間の画素統計値である空間平均値L4(x,y)に基づく関数Fresidを用いて信号を抽出し、抽出した信号をL2’(x,y)に合成して、再補正された中領域における空間平均値L2”(x,y)を得る。

式（１３）における、広領域以上の広さをもつ空間の画素統計値である空間平均値L4(x,y)の一例（相加平均値）を以下の式（１４）に示す。ここで、広領域以上の広さをもつ領域をｋ４にて縦横同じ画素数で範囲を指定しているが、必ずしも縦横同じ画素数でなくてもよい。

ここで、k4>=k3である。

式（１３）における関数F_residの一例を以下の式（１５）に示す。

α1<=α2であり、基本的には0.0<=α1<=α2<=1.0である。つまり、式（１５）は、注目画素が高輝度領域に含まれるような場合（L4(x,y)>l_hi）は、差分値R2(x,y)から高い割合で値を抽出することにより、最終的な補正量を小さくして解像度感の喪失を防ぐ。また、注目画素が暗部領域に含まれるような場合（L4(x,y)<l_lo）は、差分値R2(x,y)から低い割合で値を抽出することにより、最終的な補正量を大きく保って暗部領域でのノイズ除去性能を維持する。さらに、注目画素が高輝度領域でも暗部領域でもない領域に含まれる場合は、差分値R2(x,y)から対象領域の明るさに比例して値を抽出することで、解像度感とノイズ除去のバランスを保つ。式（１５）において、関数F_residの入力r=1の場合の、周辺平均輝度値lと関数F_residの出力の関係を図４に示す。

なお、式（１３）における閾値l_hi、l_lo、パラメータα１、α２は、各階層で変更してもよいし、そうでなくてもよい。

また、関数F_residは式（１５）に限定されるものでなく、例えば、以下の式（１６）や式（１７）のような構成も可能である。

式（１６）、式（１７）において、関数F_residの入力r=1の場合の、周辺平均輝度値lと関数F_residの出力の関係を図５および図６に示す。

更に、式（１３）を下記式（１８）に置き換えることによっても、同様な効果を得ることができる。

ここで、関数F_residは、式（１９）又は式（２０）となる。式（１９）におけるsign関数は入力の符号を出力する関数であり、式（１９）や式（２０）におけるλ’は式（２１）となる。

ここで、α1>α2であり、基本的にはα1>α2>=0.0である。また、λが大きいほどノイズ除去性能は高くなる。つまり、式（２１）は、注目画素が高輝度領域に含まれるような場合（L4(x,y)>l_hi）は、λの値を小さくすることにより、最終的な補正量を小さくして解像度感の喪失を防ぐことができる。また、注目画素が暗部領域に含まれるような場合（L4(x,y)<l_lo）は、λの値を大きくすることにより、最終的な補正量を大きく保って暗部領域でのノイズ除去性能を維持する。さらに、注目画素が高輝度領域でも暗部領域でもない領域に含まれる場合は、λの値を対象領域の明るさに比例して調整することで、解像度感とノイズ除去のバランスを保つ。

なお、λ、閾値l_hi、l_lo、パラメータα１、α２は式（１５）、（１６）、（１７）に示されたものと同様に、各階層で変更してもよいし、そうでなくてもよい。

λ’についても式（２１）に限定されるものではなく、式（１５）に対する式（１６）および式（１７）と同様に代替も可能である。

このように、第１の実施形態では、広領域以上の広さをもつ空間の画素統計値である空間平均値を用いて、ノイズ抑制における再補正量の制御を行っている。実施の形態で述べた画像処理方法を用いることにより、画像中のエッジ成分やテクスチャ成分を保存しつつ、ノイズが目立ちやすい画像中の低輝度領域のノイズを効果的に除去できる。

次に、本発明の実施の形態の画像処理装置を説明する。

図７は本発明の実施の形態の画像処理装置のブロック図である。

第１の実施形態は、式（１）から式（８）までを用いて補正値を得る方法と、式（１）から式（５）、および式（９）から式（１１）までを用いて補正値を得る方法がある。

図７は式（１）から式（８）までを用いて補正値を得る場合の画像処理装置である。

図７に示す本実施の形態の画像処理装置は、領域画素値抽出部１と、空間平均値算出部２と、補正部３と、再補正部４と、出力画像制御部５と、エッジ情報算出部６とを備える。

領域画素値抽出部１は、画素位置(x,y)（注目画素）を中心とする広領域にある画素の画素値と、中領域にある画素の画素値と、狭領域にある画素の画素値と、広領域以上の領域にある画素の画素値と、入力画素値P_in(x,y) （注目画素）の画素値とを、それぞれのタイミングで抽出して空間平均値算出部２とエッジ情報算出部６に出力する。

空間平均値算出部２は、領域画素値抽出部１からの各領域の画素値を受信し、その領域の空間平均値を算出する。そして、算出された広領域、中領域、狭領域の空間平均値は、補正部３と再補正部４に出力される。広領域以上の領域の空間平均値は、再補正部４にのみ出力される。

エッジ情報算出部６は、領域画素値抽出部１からの広領域に存在する画素の画素値に基づいて、広領域におけるエッジ量E3(x,y)を算出する。エッジ量の算出は、縦方向のエッジ量EV3(x,y)と横方向のエッジ量EH3(x,y)とを、式（３）および式（４）のように算出し、これらを式（５）のように加算することで、広領域におけるエッジ量E3(x,y)を算出する。同様に、中領域のエッジ量E2(x,y)、狭領域のエッジ量E1(x,y)を算出する。なお、横方向と縦方向のエッジ量について言及してあるが、斜め方向のエッジ量を算出し使用してもよい。

補正部３は、エッジ情報算出部６により算出されたエッジ量E3 (x,y)から得られる合成重みα3 (x,y)を用いて、式（６）のように広領域における空間平均値L3(x,y)を補正し、補正された広領域の空間平均値L3’(x,y)を算出する。尚、合成重みα3 (x,y)は、あらかじめ設定されている閾値hi3およびlo3を用いて、式（７）のように算出される。

更に、算出された空間平均値L3’を用い、式（８）のように中領域の空間平均値L2(x,y)を補正し、補正された空間平均値L2’(x,y)を得る。同様な補正を、空間平均値L1(x,y)、入力画素値P_in(x,y)にも行う。

再補正部４は、補正前の空間平均値L2(x,y)と補正された空間平均値L2’(x,y)の差分値を計算し、空間平均値算出部２により算出された広領域以上の領域の空間平均値L4(x,y)に基づいて、式（１８）のようにL2’(x,y)を再補正し、再補正された空間平均値L2”(x,y)を得る。同様な再補正を、補正された空間平均値L1’(x,y)、補正された入力画素値P_in’(x,y)にも行う。

出力画像制御部５は、順次補正された空間平均値が入力される毎に、次階層の領域の画素の画素値を抽出するように領域画素値抽出部１に指示を出す。また、再補正された空間平均値が入力される毎に、補正部３にその値をフィードバックする。そして、１画素のP_out(x,y)が入力されると、出力画素値としてP_out(x,y)を出力する。

次に、式（１）から式（５）、および式（９）から式（１１）までを用いて補正値を得る場合の本発明の実施の形態の画像処理装置を図８に示す。

図８に示す本発明の実施の形態の画像処理装置は、領域画素値抽出部１と、空間平均値算出部２と、補正部３と、再補正部４と、出力画像制御部５と、エッジ情報算出部６と、補正関数決定部７とを備える。

領域画素値抽出部１、空間平均値算出部２、再補正部４、出力画像制御部５、エッジ情報算出部６は、図７に示す第１の実施形態の画像処理装置と同じ動作を行う。

補正関数決定部７は、エッジ情報算出部６により算出されたエッジ量に基づいて、式（９）、（１０）に示すようにFunc関数（補正関数）におけるパラメータaを算出し、各階層のFunc関数（補正関数）を決定する。

補正部３は、補正関数決定部７で決定された各階層のFunc関数（補正関数）を用いて各階層の空間平均値を補正する。

以上の如く、本発明の実施の形態によれば、各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値に基づいて、ノイズ抑制における再補正量の制御を行うことで、画像中のエッジ成分やテクスチャ成分を保存しつつ、ノイズが目立ちやすい画像中の低輝度領域のノイズを効果的に除去できる。

尚、上述した実施の形態及び請求項に記載された画像処理装置は、静止画及び動画の撮影に用いられるカメラ、静止画又は動画データの編集に用いられる映像機器、静止画又は動画データを受信して表示する映像表示装置が少なくとも含まれ、それら機器に適用できる。

また、上述した説明からも明らかなように、各部をハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。この場合、プログラムメモリに格納されているプログラムで動作するプロセッサによって、上述した各実施の形態と同様の機能、動作を実現させる。また、上述した実施の形態の一部の機能のみをコンピュータプログラムにより実現することも可能である。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に画素の画素統計値とエッジ情報とを求め、
注目階層の領域の画素統計値と注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、
補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、注目階層の領域の画素統計値を補正し、
各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値を再補正し、
最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返すことで、前記注目画素を補正する
画像処理方法。

（付記２）
前記再補正は、
前記注目画素が高輝度領域に含まれる場合には補正量を小さくし、
前記注目画素が低輝度領域に含まれる場合には補正量を大きくし、
前記注目画素が高輝度領域でも低輝度領域でもない領域に含まれる場合には注目画素周辺の平均輝度情報に応じた補正量により、
補正を行う
付記１に記載の画像処理方法。

（付記３）
注目階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報とを用いて、前記差分情報を算出する
付記１又は付記２に記載の画像処理方法。

（付記４）
前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報が所定の閾値を超える場合、前記注目階層の画素統計値の補正を行わない
付記３に記載の画像処理方法。

（付記５）
補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、補正の強度を階層毎に変化させる
付記１から付記４のいずれかに記載の画像処理方法。

（付記６）
補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域のノイズによる画素値の変動量に応じて補正の強度を変化させる
付記５に記載の画像処理方法。

（付記７）
補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域より広い領域のエッジ量に応じて補正の強度を変化させる
付記５に記載の画像処理方法。

（付記８）
補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記差分情報がゼロに近づくほどゼロに近い値を出力し、前記差分情報が大きくなるほど補正を弱める補正を行う
付記１から付記７のいずれかに記載の画像処理方法。

（付記９）
前記画素統計値は、画素の空間平均値を用いる
付記１から付記８のいずれかに記載の画像処理方法。

（付記１０）
前記空間平均値は、画素の相加平均値、相乗平均値、加重平均値のいずれかである
付記９に記載の画像処理方法。

（付記１１）
注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、その領域の画素の画素統計値を算出する画素統計値算出手段と、
注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、エッジ情報を算出するエッジ情報算出手段と、
注目階層の領域の画素統計値と前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する補正手段と、
各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値の差分情報を再補正する再補正手段と、
を有し、
最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返す
画像処理装置。

（付記１２）
前記再補正手段は、
前記注目画素が高輝度領域に含まれる場合には補正量を小さくし、
前記注目画素が低輝度領域に含まれる場合には補正量を大きくし、
前記注目画素が高輝度領域でも低輝度領域でもない領域に含まれる場合には注目画素周辺の平均輝度情報に応じた補正量により、
補正を行う
付記１１に記載の画像処理装置。

（付記１３）
前記補正手段は、前記注目階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報とを用いて、前記差分情報を算出する
付記１１又は付記１２に記載の画像処理装置。

（付記１４）
前記補正手段は、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報が所定の閾値を超える場合、前記注目階層の画素統計値の補正を行わない
付記１３に記載の画像処理装置。

（付記１５）
前記補正手段は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、補正の強度を階層毎に変化させる
付記１１から付記１４のいずれかに記載の画像処理装置。

（付記１６）
前記補正手段は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域のノイズによる画素値の変動量に応じて補正の強度を変化させる
付記１５に記載の画像処理装置。

（付記１７）
前記補正手段は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域より広い領域のエッジ量に応じて補正の強度を変化させる
付記１５に記載の画像処理装置。

（付記１８）
前記補正手段は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記差分情報がゼロに近づくほどゼロに近い値を出力し、前記差分情報が大きくなるほど補正を弱める補正を行う
付記１１から付記１７のいずれかに記載の画像処理装置。

（付記１９）
前記画素統計値は、画素の空間平均値を用いる
付記１１から付記１８のいずれかに記載の画像処理装置。

（付記２０）
前記空間平均値は、画素の相加平均値、相乗平均値、加重平均値のいずれかである
付記１９に記載の画像処理装置。

（付記２１）
注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、その領域の画素の画素統計値を算出する画素統計値算出処理と、
注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、エッジ情報を算出するエッジ情報算出処理と、
注目階層の領域の画素統計値と前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する補正処理と、
各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値の差分情報を再補正する再補正処理と
をコンピュータに実行させ、
最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正処理と再補正処理とを繰り返す
プログラム。

（付記２２）
前記再補正処理は、
前記注目画素が高輝度領域に含まれる場合には補正量を小さくし、
前記注目画素が低輝度領域に含まれる場合には補正量を大きくし、
前記注目画素が高輝度領域でも低輝度領域でもない領域に含まれる場合には注目画素周辺の平均輝度情報に応じた補正量により、
付記２１に記載のプログラム。

（付記２３）
前記補正処理は、前記注目階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報とを用いて、前記差分情報を算出する
付記２１又は付記２２に記載のプログラム。

（付記２４）
前記補正処理は、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報が所定の閾値を超える場合、前記注目階層の画素統計値の補正を行わない
付記２３に記載のプログラム。

（付記２５）
前記補正処理は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、補正の強度を階層毎に変化させる
付記２１から付記２４のいずれかに記載のプログラム。

（付記２６）
前記補正処理は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域のノイズによる画素値の変動量に応じて補正の強度を変化させる
付記２５に記載のプログラム。

（付記２７）
前記補正処理は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域より広い領域のエッジ量に応じて補正の強度を変化させる
付記２５に記載のプログラム。

（付記２８）
前記補正処理は、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記差分情報がゼロに近づくほどゼロに近い値を出力し、前記差分情報が大きくなるほど補正を弱める補正を行う
付記２１から付記２７のいずれかに記載のプログラム。

（付記２９）
前記画素統計値は、画素の空間平均値を用いる
付記２１から付記２８のいずれかに記載のプログラム。

（付記３０）
前記空間平均値は、画素の相加平均値、相乗平均値、加重平均値のいずれかである
付記２９に記載のプログラム。

（付記３１）
付記２１から付記３０のいずれかに記載のプログラムを格納した記録媒体。

以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。

本出願は、２０１３年２月２８日に出願された日本出願特願２０１３−０３８２３６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 領域画素値抽出部
２ 空間平均値算出部
３ 補正部
４ 再補正部
５ 出力画像制御部
６ エッジ情報算出部
７ 補正関数決定部

Claims (9)

1. 注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に画素の画素統計値とエッジ情報とを求め、
   注目階層の領域の画素統計値と注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、
   補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正し、
   各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値を再補正し、
   最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返すことで、前記注目画素を補正する
   画像処理方法。
2. 前記再補正は、
   前記注目画素が高輝度領域に含まれる場合には補正量を小さくし、
   前記注目画素が低輝度領域に含まれる場合には補正量を大きくし、
   前記注目画素が高輝度領域でも低輝度領域でもない領域に含まれる場合には各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値に応じた補正量により、
   補正を行う
   請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記注目階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値と、前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報とを用いて、前記差分情報を算出する
   請求項１又は請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記注目階層の領域より広い階層の領域におけるエッジ情報が所定の閾値を超える場合、前記注目階層の画素統計値の補正を行わない
   請求項３に記載の画像処理方法。
5. 補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、補正の強度を階層毎に変化させる
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像処理方法。
6. 補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記注目階層の領域より広い領域のエッジ量に応じて補正の強度を変化させる
   請求項５に記載の画像処理方法。
7. 補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値とを用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する際、前記差分情報がゼロに近づくほどゼロに近い値を出力し、前記差分情報が大きくなるほど補正を弱める補正を行う
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像処理方法。
8. 注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、その領域の画素の画素統計値を算出する画素統計値算出手段と、
   注目画素を含み、範囲が順次狭くなる多階層の領域毎に、エッジ情報を算出するエッジ情報算出手段と、
   注目階層の領域の画素統計値と前記注目階層の領域より広い階層の領域の画素統計値との差分情報を、前記エッジ情報を用いて補正し、補正後の前記差分情報と、前記注目階層の領域より広い領域の画素統計値を用いて、前記注目階層の領域の画素統計値を補正する補正手段と、
   各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値と、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と補正後の前記注目階層の領域の画素統計値との差分情報とを用いて、補正前の前記注目階層の領域の画素統計値と、補正後の前記注目階層の領域の画素統計値の差分情報を再補正する再補正手段と、
   を有し、
   最大範囲から最小範囲の領域になるまで、順次各階層において、前記注目階層の領域の画素統計値の補正と再補正を繰り返す
   画像処理装置。
9. 前記再補正手段は、
   前記注目画素が高輝度領域に含まれる場合には補正量を小さくし、
   前記注目画素が低輝度領域に含まれる場合には補正量を大きくし、
   前記注目画素が高輝度領域でも低輝度領域でもない領域に含まれる場合には各階層の領域以上の広さをもつ領域の画素統計値に応じた補正量により、
   補正を行う
   請求項８に記載の画像処理装置。

Images