圖像處理裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種圖像處理裝置，在對象圖像中維持輪廓線的同時(shí)消除對象圖像中包含的粒狀噪聲。所述圖像處理裝置具備平滑化部和加權(quán)平均部。所述平滑化部生成對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像。所述加權(quán)平均部生成對所述對象圖像和差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。所述差分圖像是從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的圖像。
【專利說明】
圖像處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及消除對象圖像中包含的粒狀噪聲的圖像處理裝置、圖像處理程序以及圖像處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]使用攝像機(jī)對監(jiān)視器畫面上顯示的圖像進(jìn)行拍攝的圖像拍進(jìn)該畫面的點(diǎn)圖案(dot pattern)，成為具有粒狀噪聲的圖像。為了從這樣的圖像消除該粒狀噪聲，可考慮使用公知的去噪聲的技術(shù)，將圖像平滑化。平滑化處理是將各像素的像素值替換為該像素附近區(qū)域內(nèi)的像素的像素值的平均值的處理。此時(shí)，可以進(jìn)行單純的平均處理，也可以使用高斯濾波器、中值濾波器等的各種各樣的濾波器，對附近區(qū)域的像素值附加加權(quán)并平均化。附近區(qū)域的尺寸(多表述為“半徑”)作為平滑化處理的參數(shù)。而且，附近區(qū)域的尺寸越大，越容易消除噪聲。
[0003]然而，將具有噪聲的圖像平滑化時(shí)，不僅噪聲，輪廓線(邊緣)也會模糊。為了應(yīng)對這樣的問題，專利文獻(xiàn)I公開了將各關(guān)注的像素附近區(qū)域的尺寸設(shè)定為附近區(qū)域內(nèi)的邊緣強(qiáng)度為閾值以上的方式、并對應(yīng)于附近區(qū)域的尺寸來改變平滑化強(qiáng)度的技術(shù)。即，在邊緣集中的部分，將附近區(qū)域的尺寸設(shè)定小一些，在邊緣不怎么顯現(xiàn)的部分，將附近區(qū)域的尺寸設(shè)定得大一些。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開2010-057157號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]如上述那樣，專利文獻(xiàn)I的方法需要輪廓線(邊緣)的檢測。另一方面，由以上的監(jiān)視器畫面的近拍的點(diǎn)圖案很有可能妨礙輪廓線的檢測。這樣一來，在專利文獻(xiàn)I的方法中，很難消除像上述的點(diǎn)圖案那樣的粒狀噪聲。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供能夠在對象圖像中維持輪廓線的同時(shí)消除粒狀噪聲的圖像處理裝置、圖像處理程序以及圖像處理方法。
[0009]用于解決技術(shù)問題的方案
[0010]本發(fā)明的第一方面的圖像處理裝置，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，所述圖像處理裝置具備平滑化部和加權(quán)平均部。所述平滑化部生成對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像。所述加權(quán)平均部生成對所述對象圖像和差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。所述差分圖像是從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的圖像。
[0011]在此，首先，對象圖像被平滑化，生成平滑化圖像。平滑化圖像相對于對象圖像為粒狀噪聲被減弱的圖像。因此，在從平滑化圖像減去對象圖像的差分圖像中，粒狀噪聲以外的像素的像素值大致為O，暗的粒狀噪聲所產(chǎn)生的像素的像素值為正值，亮的粒狀噪聲所產(chǎn)生的像素的像素值為負(fù)值。其結(jié)果，對該差分圖像和對象圖像進(jìn)行加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像為粒狀噪聲被消除(抑制)的圖像。需要說明的是，在平滑化圖像中，不僅粒狀噪聲被減弱，輪廓線的模糊也產(chǎn)生了。然而，像粒狀噪聲那樣的細(xì)小的特征，由于比輪廓線的空間頻率高，因此更加敏感地受到平滑化的影響。因此，在差分圖像中，相比輪廓線的信息，更多地殘存粒狀噪聲的信息。因此，在這樣的差分圖像和對象圖像的加權(quán)平均圖像中，粒狀噪聲被有效地消除，另一方面輪廓線維持相對原來的狀態(tài)。因此，在此，通過生成像以上那樣的加權(quán)平均圖像，能夠在對象圖像中維持輪廓線的同時(shí)消除粒狀噪聲。
[0012]需要說明的是，在以上的說明中，闡述了在差分圖像中亮的粒狀噪聲所產(chǎn)生的像素的像素值為負(fù)值，但通常，在圖像處理中，像素值多被定義為不可取負(fù)值。這樣的情況下，正如在一般的圖像處理中所進(jìn)行的那樣，將對各像素的像素值一律增大(例如，像素值取O?255的值的情況下，對各像素值一律加上128)的圖像稱為“差分圖像”。
[0013]本發(fā)明的第二方面的圖像處理裝置，是第一方面的圖像處理裝置，所述圖像處理裝置還具備對比度加強(qiáng)部。所述對比度加強(qiáng)部對所述加權(quán)平均圖像的對比度進(jìn)行加強(qiáng)。
[0014]從平滑化圖像減去對象圖像的差分圖像是在圖像內(nèi)幾乎沒有像素值的變化的圖像。例如，將圖像定義為由O?255的范圍取值的多個(gè)顏色成分形成的彩色圖像時(shí)，差分圖像成為泛灰色的圖像。因此，合并有這樣的差分圖像的加權(quán)平均圖像成為對比度低的圖像。因此，在此，增加對加權(quán)平均圖像的對比度進(jìn)行加強(qiáng)的處理，從而補(bǔ)償由差分圖像的重疊產(chǎn)生的對比度的降低。
[0015]本發(fā)明的第三方面的圖像處理裝置，是第一方面或第二方面的圖像處理裝置，其中，所述加權(quán)平均部在生成從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像之后，對所述對象圖像和所述差分圖像進(jìn)行加權(quán)平均，從而生成所述加權(quán)平均圖像。
[0016]在此，首先，生成差分圖像，這之后，加權(quán)平均該差分圖像和對象圖像。
[0017]本發(fā)明的第四方面的圖像處理裝置，是第二方面的圖像處理裝置，其中，所述加權(quán)平均部在生成從所述對象圖像減去所述平滑化圖像的逆差分圖像之后，將所述逆差分圖像的灰度翻轉(zhuǎn)，從而生成所述差分圖像。
[0018]在此，為了生成從平滑化圖像減去對象圖像的差分圖像，首先，生成從對象圖像減去平滑化圖像的逆差分圖像，這之后，進(jìn)行逆差分圖像的灰度的翻轉(zhuǎn)。
[0019]本發(fā)明的第五方面的圖像處理程序，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，所述圖像處理程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下的步驟:
[0020]I)生成對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像。
[0021]2)生成對所述對象圖像和從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。
[0022]在此，能夠起到與第一方面同樣的效果。
[0023]本發(fā)明的第六方面的圖像處理方法，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，所述圖像處理方法具備以下的步驟:
[0024]I)生成以使所述粒狀噪聲殘留的方式對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像。
[0025]2)生成對所述對象圖像和從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。
[0026]在此，能夠起到與第一方面同樣的效果。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠在對象圖像中維持輪廓線的同時(shí)消除粒狀噪聲。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖像處理裝置的框圖。
[0030]圖2是取入圖像數(shù)據(jù)前的基本畫面的圖。
[0031]圖3是取入圖像數(shù)據(jù)后的基本畫面的圖。
[0032I圖4是示出屬于一個(gè)時(shí)間軸(timeline)的靜止圖像組的圖。
[0033]圖5是示出使用攝像機(jī)拍攝到的監(jiān)視器畫面的圖像的例子的圖。
[0034]圖6是示出粒狀噪聲消除處理的流程的流程圖。
[0035]圖7是示出實(shí)施例的粒狀噪聲消除后的圖像的圖。
[0036]圖8是示出比較例的粒狀噪聲消除后的圖像的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖像處理裝置、圖像處理程序以及圖像處理方法。
[0038]〈1.圖像處理裝置的概要〉
[0039]圖1示出的圖像處理裝置I是本發(fā)明所涉及的圖像處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖像處理裝置I是通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)。圖像處理裝置I中安裝有作為本發(fā)明所涉及的圖像處理程序的一實(shí)施方式的圖像處理程序2，該圖像處理程序2是由存儲該程序的CD-R0M、USB存儲器等計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)60等提供的。圖像處理程序2是用于支持針對活動圖像以及靜止圖像的圖像處理的應(yīng)用軟件。圖像處理程序2使圖像處理裝置I執(zhí)行包含于后述的動作的步驟。
[0040]圖像處理裝置I具有顯示器10、輸入部20、存儲部30以及控制部40。這些部10?40彼此通過總線、纜線等5連接，可適當(dāng)進(jìn)行通信。顯示器10由液晶顯示器等構(gòu)成，向用戶顯示后述的畫面等。輸入部20由鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等構(gòu)成，接收用戶對圖像處理裝置I的操作。存儲部30是由硬盤、閃存等構(gòu)成的非易失性的存儲區(qū)域?？刂撇?0由CPU、ROM以及RAM等構(gòu)成。
[0041 ]圖像處理程序2存儲于存儲部30內(nèi)。在存儲部30內(nèi)確保有軟件管理區(qū)域50。軟件管理區(qū)域50是圖像處理程序2所使用的區(qū)域。在軟件管理區(qū)域50內(nèi)確保有原始圖像區(qū)域51以及加工文件區(qū)域52。關(guān)于各區(qū)域51、52的作用將在后面進(jìn)行描述。
[0042]控制部40讀出并執(zhí)行存儲于存儲部30內(nèi)的圖像處理程序2，從而虛擬地作為顯示控制部41以及圖像處理部42動作。另外，圖像處理部42在后述的粒狀噪聲消除處理的執(zhí)行過程中，虛擬地作為平滑化部42a、加權(quán)平均部42b以及對比度加強(qiáng)部42c動作。顯示控制部41控制在顯示器10上顯示的畫面、窗口、按鈕及其他的全部的要素的顯示。圖像處理部42執(zhí)行各種各樣的種類的圖像處理。關(guān)于各部41、42、42a?42c的動作的細(xì)節(jié)將在后面進(jìn)行描述。
[0043]〈2.圖像處理裝置的構(gòu)成以及動作的詳細(xì)情況〉
[0044]控制部40在檢測到用戶通過輸入部20進(jìn)行了預(yù)定的操作時(shí)，啟動圖像處理程序2。在啟動圖像處理程序2之后，在顯示器10上顯示基本畫面Wl(參照圖2)。
[0045]〈2-1.圖像數(shù)據(jù)的取入〉
[0046]基本畫面Wl從用戶接收將圖像數(shù)據(jù)取進(jìn)原始圖像區(qū)域51的命令。取進(jìn)原始圖像區(qū)域51的圖像數(shù)據(jù)將作為后述的播放處理以及圖像處理的對象?？刂撇?0從靜止圖像文件或活動圖像文件中將圖像數(shù)據(jù)取入到原始圖像區(qū)域51。需要說明的是，在本說明書中，靜止圖像文件是指靜止圖像形式的數(shù)據(jù)文件，活動圖像文件是指活動圖像形式的數(shù)據(jù)文件。
[0047]從靜止圖像文件取入圖像數(shù)據(jù)的情況下，用戶操作輸入部20，從而指定一個(gè)靜止圖像文件或指定一個(gè)文件夾。在前者的情況下，控制部40使用戶輸入該靜止圖像文件在存儲部30內(nèi)的地址路徑以及文件名。在后者的情況下，控制部40使用戶輸入該文件夾在存儲部30內(nèi)的地址路徑以及文件夾名。之后，控制部40將所指定的靜止圖像文件或所指定的文件夾內(nèi)的所有靜止圖像文件作為靜止圖像文件組保存在原始圖像區(qū)域51。需要說明的是，在本說明書中，在稱為“組”的情況下，其成分的數(shù)并不限于多個(gè)，也可以是一個(gè)。
[0048]另一方面，從活動圖像文件取入圖像數(shù)據(jù)的情況下，用戶通過操作輸入部20而輸入一個(gè)活動圖像文件在存儲部30內(nèi)的地址路徑以及文件名。顯示控制部41在檢測到用戶指定了活動圖像文件時(shí)，在基本畫面Wl上重疊顯示活動圖像取入窗口(未圖示)。活動圖像取入窗口用于從用戶接收所指定的活動圖像文件的在時(shí)間軸的整個(gè)區(qū)間中的任意的區(qū)間的選擇?？刂撇?0在檢測到用戶通過輸入部20選擇了特定的區(qū)間時(shí)，生成與所選擇的區(qū)間包含的幀組一一對應(yīng)的靜止圖像文件組。這之后，控制部40將該靜止圖像文件組保存在原始圖像區(qū)域51。因此，在本實(shí)施方式中，作為后述的播放處理以及圖像處理的對象的圖像數(shù)據(jù)不是活動圖像文件，而是靜止圖像文件。
[0049]需要說明的是，控制部40不僅是在取入原始圖像區(qū)域51的靜止圖像文件組源于活動圖像文件的情況下，而且在源于靜止圖像文件的情況下，也會將靜止圖像文件組識別為沿時(shí)間軸排列的組。從文件的屬性(文件名、創(chuàng)建日期、更新日期等)自動地判斷排列。
[0050]〈2-2.播放處理〉
[0051 ] 在靜止圖像文件組取入到了原始圖像區(qū)域51時(shí)，顯示控制部41在基本畫面Wl上重疊顯示顯示窗口 W2(參照圖3)。創(chuàng)建取進(jìn)原始圖像區(qū)域51的靜止圖像文件組的時(shí)間軸的數(shù)量的顯示窗口 W2。
[0052]在顯示窗口W2內(nèi)，首先顯示取進(jìn)原始圖像區(qū)域51的靜止圖像文件組中包含的一個(gè)靜止圖像文件(例如，在時(shí)間軸上位于最前面的幀的靜止圖像文件)。然后，如后面所述，顯示窗口 W2內(nèi)顯示的幀接受用戶的操作而進(jìn)行切換。
[0053]如圖3所示，在基本畫面Wl上配置有窗口選擇下拉菜單Tl、播放按鈕T2、逐幀播放按鈕T3、上一幀按鈕T4以及時(shí)間軸條(timeline bar)T5。
[0054]即使存在多個(gè)顯示窗口 W2，激活(active)的顯示窗口 W2也是一個(gè)。窗口選擇下拉菜單Tl從用戶接收使哪個(gè)顯示窗口 W2激活的選擇。下面，將對應(yīng)激活的顯示窗口 W2的時(shí)間軸稱為激活時(shí)間軸、將屬于激活時(shí)間軸的幀組稱為激活幀組。此外，將當(dāng)前顯示于激活的顯示窗口 W2內(nèi)的幀稱為激活幀。
[0055]顯示控制部41在激活的顯示窗口W2內(nèi)可將激活幀組作為活動圖像播放。播放按鈕T2用于從用戶接收激活幀組作為動畫播放的命令。顯示控制部41在檢測到用戶通過輸入部20按下播放按鈕T2時(shí)，在激活的顯示窗口 W2內(nèi)以沿時(shí)間軸依次逐幀播放的形式顯示激活幀組中包含的幀。需要說明的是，是從按下了播放按鈕T2的時(shí)間點(diǎn)的激活幀開始播放的。另夕卜，播放按鈕Τ2從用戶接收播放的停止的命令。顯示控制部41在檢測到播放過程中用戶通過輸入部20按下播放按鈕Τ2時(shí)，將激活的顯示窗口 W2內(nèi)的顯示固定在該時(shí)間點(diǎn)的激活幀。
[0056]逐幀播放按鈕Τ3、上一幀按鈕Τ4分別從用戶接收將激活幀沿激活時(shí)間軸向后一個(gè)幀、前一個(gè)幀切換的命令。
[0057]時(shí)間軸條Τ5是圖解式地示出激活時(shí)間軸的對象(object)。時(shí)間軸條T5在該時(shí)間軸條的延伸方向上按激活幀組的幀數(shù)而被等分割。時(shí)間軸條T5上的從左開始第η個(gè)分割區(qū)域與激活時(shí)間軸上的第η幀對應(yīng)(η是自然數(shù))。
[0058]如圖3所示，顯示控制部41在時(shí)間軸條Τ5上以不同方式顯示對應(yīng)于選擇幀組的分割區(qū)域Al和對應(yīng)于非選擇幀組分割區(qū)域Α2。選擇幀組是指與在激活時(shí)間軸上當(dāng)前所選擇的區(qū)間對應(yīng)的幀組。非選擇幀組是指與在激活時(shí)間軸上當(dāng)前未被選擇的區(qū)間對應(yīng)的幀組。[0059 ]時(shí)間軸條Τ5從用戶接收激活時(shí)間軸上的任意區(qū)間的選擇。此時(shí)被選擇的區(qū)間可以是連續(xù)區(qū)間，如圖3所示，也可以是不連續(xù)區(qū)間。具體地，用戶通過輸入部20操作時(shí)間軸條Τ5上的分割區(qū)域，從而可以從激活幀組中選擇任意數(shù)量的任意幀?？赏瑫r(shí)地選擇多個(gè)分割區(qū)域。每當(dāng)用戶選擇時(shí)間軸條Τ5上的分割區(qū)域時(shí)，顯示控制部41立刻將激活幀切換為與最新所選擇的分割區(qū)域所對應(yīng)的幀。圖像處理部42將選擇幀組識別為后述的圖像處理的對象。
[0060]〈2-3.圖像處理〉
[0061]圖像處理部42對選擇幀組可以執(zhí)行去噪聲、粒狀噪聲消除、銳化、亮度/對比度/彩度調(diào)整、圖像分辨率、字符/箭頭/馬賽克的添加等的多種圖像處理模塊。圖像處理模塊編入圖像處理程序2中。
[0062]用戶通過輸入部20操作基本畫面Wl，從而能夠以任意次數(shù)按任意順序從圖像處理模塊中選擇任意的模塊。圖像處理部42每當(dāng)檢測到用戶選擇了圖像處理模塊時(shí)，對該時(shí)刻的選擇幀組執(zhí)行該圖像處理模塊。另外，對選擇幀組執(zhí)行圖像處理模塊是指對包含于選擇幀組的各幀執(zhí)行該圖像處理模塊。
[0063 ]隨著以一次、二次、三次……地對幀依次執(zhí)行圖像處理模塊，該幀被依次加工為第一次、第二次、第三次……。第O次幀對應(yīng)于保存于原始圖像區(qū)域51的靜止圖像文件。第(m+I)次幀對應(yīng)于針對與第m次幀對應(yīng)的靜止圖像文件執(zhí)行了一次圖像處理模塊后的靜止圖像文件(m為O以上的整數(shù))。圖像處理部42依次生成與第一次以后的幀對應(yīng)的靜止圖像文件，并將這些靜止圖像文件分別單獨(dú)地保存在加工文件區(qū)域52內(nèi)。
[0064]圖4是示出屬于一個(gè)時(shí)間軸的靜止圖像組如何被圖像處理程序2所管理的概念圖。在圖4中，橫軸的N軸表示時(shí)間軸上的幀的順序，縱軸的M軸表示加工的順序。與圖4的N-M空間內(nèi)的坐標(biāo)(n，m)對應(yīng)的四邊形表示圖像I (n，m)。圖像I (n，m)是在時(shí)間軸上第η個(gè)幀的第m次的圖像(η是自然數(shù)，m是O以上的整數(shù))。
[0065]對于各幀，控制部40將當(dāng)前所選擇的坐標(biāo)m的值作為參數(shù)ms來進(jìn)行管理。在緊接著靜止圖像文件組被取進(jìn)原始圖像區(qū)域51之后，坐標(biāo)心為初始值O。然后，每執(zhí)行一次圖像處理模塊時(shí)，該幀的坐標(biāo)ms逐一增加。另外，用戶通過輸入部20進(jìn)行預(yù)定的操作，從而可以自由地變更任意的幀的坐標(biāo)ms。需要說明的是，對幀執(zhí)行圖像處理模塊是指，對該幀的第1次的圖像執(zhí)行圖像處理模塊。因此，變更坐標(biāo)ms具有變更圖像處理模塊的執(zhí)行的對象的含義。另外，顯示幀是指，顯示該幀的坐標(biāo)HlS的圖像。因此，變更坐標(biāo)HlS也具有變更激活的顯示窗口W2內(nèi)所顯示的對象的含義。
[0066]〈2-3-1.粒狀噪聲消除處理〉
[0067]以下，說明安裝于圖像處理程序2的圖像處理的一種即粒狀噪聲消除處理。粒狀噪聲消除處理是指消除包含于圖像的粒狀噪聲的處理。在此所說的“粒狀噪聲”是指，典型地，在使用攝像機(jī)對電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)等的監(jiān)視器畫面拍攝的圖像中映現(xiàn)的、該畫面的點(diǎn)圖案。然而，使用粒狀噪聲消除處理，不管產(chǎn)生的來源，可能消除映現(xiàn)入圖像內(nèi)的細(xì)微的特征的圖案、即在圖像中產(chǎn)生的任意的紋理(texture)。在此意義上，本實(shí)施方式的粒狀噪聲消除也能夠認(rèn)為是去噪聲的一種。需要說明的是，圖5示出的圖像是具有粒狀噪聲的圖像的一例，實(shí)際上是對映現(xiàn)在液晶電視的監(jiān)視器畫面的圖像拍攝的圖像。
[0068]粒狀噪聲消除處理按照圖6示出的流程圖進(jìn)行。檢測到在基本畫面Wl上用戶進(jìn)行了預(yù)定的操作時(shí)，開始粒狀噪聲消除處理。
[0069]首先，在步驟SI中，對在以后的處理中使用的參數(shù)的進(jìn)行設(shè)定。具體地，在步驟SI中，在基本畫面Wl上重疊顯示參數(shù)設(shè)定窗口(未圖示)。參數(shù)設(shè)定窗口從用戶接收在以后的處理中使用的參數(shù)、即平滑化的算法、半徑R以及混合比例α的指定。在本實(shí)施方式中，作為平滑化的算法，可選擇平均、高斯、中值以及拉普拉斯的任一種。然后，這些參數(shù)的設(shè)定結(jié)束，檢測到用戶按下了配置于參數(shù)設(shè)定窗口上的OK(確認(rèn))按鈕等時(shí)，處理進(jìn)入步驟S2。
[0070]對選擇幀組包含的各幀反復(fù)執(zhí)行步驟S2?S6。在步驟S2中，圖像處理部42從選擇幀組之中選擇一個(gè)未處理的幀，設(shè)定為對象幀F(xiàn)。
[0071 ]在接下來的步驟S3中，平滑化部42a按照在步驟SI中所指定的平滑化的算法，將對象幀F(xiàn)平滑化。本實(shí)施方式中的平滑化是指將對象幀F(xiàn)包含的各像素的像素值替換為該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素的像素值的平均值(既有單純的平均值的情況，也有加權(quán)平均值的情況)的處理。
[0072]在步驟SI中所指定的半徑R是指該附近區(qū)域的尺寸。平滑化部42a將附近區(qū)域設(shè)定為以各像素為中心的2RX2R的局部區(qū)域，并進(jìn)行平滑化。以下，將由對象幀F(xiàn)的平滑化生成的圖像稱為“平滑化圖像G”。
[0073]平滑化圖像G與對象幀F(xiàn)比較，為粒狀噪聲被減弱了的圖像。需要說明的是，半徑R設(shè)得越大，粒狀噪聲消失的程度越高，但另一方面，輪廓線(邊緣)也會模糊。本實(shí)施方式的粒狀噪聲消除處理能夠保留輪廓線的同時(shí)消除粒狀噪聲，但為了使該效果充分地發(fā)揮，優(yōu)選的是，半徑R被設(shè)定得比較小。需要說明的是，在此所說的“比較小”是指比僅由步驟S3的平滑化來消除粒狀噪聲的情況下所需要的半徑R小的意思。例如，如果想要僅由步驟S3的平滑化從對象幀F(xiàn)消除粒狀噪聲，則需要使R=3.5左右。對這樣的對象幀F(xiàn)執(zhí)行本實(shí)施方式的粒狀噪聲消除處理的情況下，例如，能夠優(yōu)選地設(shè)定R= I左右。此種情況下，能夠充分地維持輪廓線。另一方面，此種情況下，當(dāng)然，在由步驟S3生成的平滑化圖像G中，未充分地消除粒狀噪聲。然而，經(jīng)過以下的步驟S4、S5，盡管最終充分地維持了輪廓線，但是粒狀噪聲也從對象圖像被充分地消除。
[0074]接下來，在步驟S4中，加權(quán)平均部42b生成從平滑化圖像G減去對象幀F(xiàn)的差分圖像。并且，從圖像A減去圖像B是指對于各像素，從圖像A中的該像素的像素值減去圖像B的該像素的像素值。并且，在本實(shí)施方式中，對象幀F(xiàn)是具有RGB的三種顏色成分的彩色圖像，對于各顏色成分的像素值，被定義為取O?255的值。此種情況下，針對各顏色成分進(jìn)行像素值的相減。
[0075]在僅從以上的處理得到的差分圖像中，粒狀噪聲以外的像素的像素值大致為0，亮的粒狀噪聲所產(chǎn)生的像素的像素值為負(fù)值，暗的粒狀噪聲所產(chǎn)生的像素的像素值為正值。亮的粒狀噪聲是指，像素值比無粒狀噪聲的情況下的原本的像素值大的粒狀噪聲，暗的粒狀噪聲是指像素值比無粒狀噪聲的情況下的原本的像素值小的粒狀噪聲。并且，通常，由監(jiān)視器畫面的近拍產(chǎn)生的點(diǎn)圖案較亮地映現(xiàn)，點(diǎn)圖案的周邊的格子狀的線較暗地映現(xiàn)。但是，在本實(shí)施方式中，由于像素值被定義為取O?255的值，因此，在差分圖像中可能失去亮的粒狀噪聲的信息。因此，在本實(shí)施方式的步驟S4中，從平滑化圖像G減去了對象幀F(xiàn)之后，一律使128與各像素的像素值相加。另外，針對各顏色成分進(jìn)行一律的相加。在以下，將經(jīng)過了這樣的相加處理的圖像稱為“差分圖像H”。以上的結(jié)果，在步驟S4中得到的差分圖像H的暗的粒狀噪聲的部分發(fā)白地映現(xiàn)，亮的粒狀噪聲發(fā)黑地映現(xiàn)，輪廓線的部分發(fā)白或發(fā)黑地映現(xiàn)，其他的部分映現(xiàn)為灰色。
[0076]概括地，將對象幀F(xiàn)的像素序號j(j = 1、2、……J，J是對象幀F(xiàn)的像素?cái)?shù))的像素值表示為VF(j)，將平滑化圖像G的像素序號j的像素值表示為Vc(j)，將差分圖像H的像素序號j的像素值表示為￥1](」)的情況下，在￥「(」)、￥(；(」)、￥11(」)之間，以下的關(guān)系成立(」=1、
2、.......J)。
[0077]VH(j)=VG(j)-VF(j)+128 (式 I)
[0078]在接下來的步驟S5中，加權(quán)平均部42b使用在步驟SI中所設(shè)定的混合比例α的值，將對象幀F(xiàn)和差分圖像H附加加權(quán)并合并。具體地，對于各像素，加權(quán)平均部42b將差分圖像H的該像素的像素值α倍的值和對象幀F(xiàn)的該像素的像素值(1-α)倍的值相加。針對各顏色成分進(jìn)行此相加的處理。并且，作為混合比例α，可設(shè)定為O?I之間的數(shù)值(不包含O以及I)。另夕卜，優(yōu)選的是，α設(shè)定為α>0.5。此種情況下，在加權(quán)平均圖像L中，使粒狀噪聲、輪廓線放大合并。
[0079]在以下，將由步驟S5得到的圖像稱為“加權(quán)平均圖像L”。另外，將加權(quán)平均圖像L的像素值表示為^^的情況下’在^^^“^^^^之間’以下的關(guān)系成立^二丨』、……J)。
[0080]VL(j)=aVH(j) + (l-a)VF(j)(式 2)
[0081 ] 并且，將式I代入式2時(shí)，為以下的式3。
[0082]VL(j) = (l-2a)VF(j)+aVG(j)+128a (式 3)
[0083]但是，像粒狀噪聲那樣的細(xì)微的特征或紋理，由于與輪廓線相比空間頻率高，因此更加敏感地受到步驟S2中的平滑化的影響。因此，在差分圖像H中，粒狀噪聲的信息比輪廓線的信息更多地殘存。因此，在這樣的差分圖像H和對象幀F(xiàn)的加權(quán)平均圖像L中，粒狀噪聲被消除，另一方面輪廓線保持相對原來的狀態(tài)。只是，由于合并有整體上泛灰色的差分圖像H，因此加權(quán)平均圖像L整體上對比度低。
[0084]因此，在接下來的步驟S6中，對比度加強(qiáng)部42c以加強(qiáng)加權(quán)平均圖像L的對比度的方式進(jìn)行補(bǔ)正。對比度補(bǔ)正后的加權(quán)平均圖像L成為由粒狀噪聲消除處理產(chǎn)生的最終的補(bǔ)正圖像Q。補(bǔ)正圖像Q與加權(quán)平均圖像L同樣，與對象幀F(xiàn)比較，成為維持輪廓線的同時(shí)粒狀噪聲被消除了的圖像。并且，將補(bǔ)正圖像Q的像素序號j(j = l、2、……J)的像素值表示為VQ(j)的情況下，在本實(shí)施方式中，按照以下的式4，補(bǔ)正對比度。
[0085]VQ(j) = (VL(j)-128)*(l/(l-a))+128 (式 4)
[0086]針對選擇幀組包含的全部的幀反復(fù)進(jìn)行以上的步驟S2?S6時(shí)，粒狀噪聲補(bǔ)正處理結(jié)束。
[0087]粒狀噪聲消除處理結(jié)束之后，用戶通過使補(bǔ)正圖像Q顯示在激活的顯示窗口 W2上，從而能夠確認(rèn)維持輪廓線的同時(shí)消除了粒狀噪聲的圖像。
[0088]〈3.用途〉
[0089]圖像處理程序2能夠處理對多種多樣的活動圖像的圖像處理，例如，可被利用在警察等機(jī)構(gòu)為了案件的搜查而解析監(jiān)控?cái)z像機(jī)的監(jiān)視視頻的情況中。具體地，警察等的搜查機(jī)構(gòu)確認(rèn)案件現(xiàn)場的鄰近的監(jiān)控?cái)z像機(jī)的視頻。此時(shí)，各位置的監(jiān)控?cái)z像機(jī)的視頻多由錄像磁帶錄像，將其轉(zhuǎn)換為在計(jì)算機(jī)中可進(jìn)行的圖像處理的數(shù)字視頻存在困難。另外，即使能夠得到在監(jiān)控?cái)z像機(jī)的所有人在場的情況下閱覽監(jiān)視視頻的許可，但通常無法要求將其提交。因此，現(xiàn)實(shí)中，經(jīng)常進(jìn)行的是由數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等拍攝映現(xiàn)在現(xiàn)場的監(jiān)視器畫面的圖像并將其帶回。上述實(shí)施方式的粒狀噪聲消除處理能夠用于這樣的經(jīng)由監(jiān)視器畫面所拍攝到的視頻消除來源于監(jiān)視器畫面的點(diǎn)圖案的粒狀噪聲。
[0090]但是，以上的粒狀噪聲消除處理對在原本的圖樣(未帶有粒狀噪聲的圖樣)之中未包含比作為消除對象的粒狀噪聲空間頻率高的成分的圖像尤其有效。需要說明的是，在對監(jiān)視器畫面拍攝的圖像的情況下，通常不可能發(fā)生在圖樣中包含比監(jiān)視器畫面的點(diǎn)圖案高頻的成分。因此，本實(shí)施方式的粒狀噪聲消除處理對由監(jiān)視器畫面的拍攝所產(chǎn)生的點(diǎn)圖案的消除尤其有效。
[0091]〈4.變形例〉
[0092]以上，說明了本發(fā)明的一實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種的變更。例如，能夠進(jìn)行以下的變更。
[0093]<4-1>
[0094]生成加權(quán)平均圖像L的方法并不限于上述的方法。例如，在上述實(shí)施方式中的步驟S4中，從平滑化圖像G減去對象幀F(xiàn)生成了差分圖像H，相反地，也可以從對象幀F(xiàn)減去平滑化圖像G得到逆差分圖像。此種情況下，加權(quán)平均部42b使該逆差分圖像的灰度翻轉(zhuǎn)，從而能夠得到差分圖像H。以后的處理能夠與上述實(shí)施方式同樣地進(jìn)行。
[0095]或者，也可以不逐步經(jīng)過步驟S4、S5的處理，而基于以上的式3，從對象幀F(xiàn)以及平滑化圖像G直接地生成加權(quán)平均圖像L。
[0096]<4-2>
[0097]在上述實(shí)施方式中，也可以省略步驟S6。此種情況下，由粒狀噪聲消除處理產(chǎn)生的最終的補(bǔ)正圖像為加權(quán)平均圖像L。并且，僅在用戶感覺到加權(quán)平均圖像L的對比度低并感覺到有問題的情況下，另行，進(jìn)行對比度調(diào)整的圖像處理，手動得到補(bǔ)正圖像Q即可。另外，本來在步驟S4中，在對各像素值未進(jìn)行一律相加預(yù)定值的處理的情況下，可以說加權(quán)平均圖像L的對比度不會降低。此種情況下，無疑不需要步驟S6中的對比度的加強(qiáng)處理。
[0098]實(shí)施例
[0099]〈5.評價(jià)〉
[0100]以下，說明本發(fā)明的實(shí)施例。只是，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，對于圖5示出的對象圖像，采用半徑R=I執(zhí)行上述實(shí)施方式的步驟S3?S6后，得到圖7示出的圖像(補(bǔ)正圖像Q)。另一方面，對圖5示出的對象圖像，采用半徑R=3僅進(jìn)行上述實(shí)施方式的步驟S3(平滑化處理)后，得到圖8示出的圖像。
[0101]比較圖5和圖7時(shí)，可知根據(jù)上述實(shí)施方式的粒狀噪聲消除的算法，可消除點(diǎn)圖案。另外，比較圖7和圖8時(shí)，可知根據(jù)上述實(shí)施方式的粒狀噪聲消除的算法，維持輪廓線的同時(shí)可消除粒狀噪聲。
[0102]附圖標(biāo)記說明:
[0103]I圖像處理裝置；2圖像處理程序；42a平滑化部；42b加權(quán)平均部；42c對比度加強(qiáng)部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圖像處理裝置，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，其特征在于， 所述圖像處理裝置具備: 平滑化部，生成對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像；以及 加權(quán)平均部，生成對所述對象圖像和從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于， 所述圖像處理裝置還具備對比度加強(qiáng)部，所述對比度加強(qiáng)部對所述加權(quán)平均圖像的對比度進(jìn)行加強(qiáng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像處理裝置，其特征在于， 所述加權(quán)平均部在生成從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像之后，對所述對象圖像和所述差分圖像進(jìn)行加權(quán)平均，從而生成所述加權(quán)平均圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于， 所述加權(quán)平均部在生成從所述對象圖像減去所述平滑化圖像的逆差分圖像之后，將所述逆差分圖像的灰度翻轉(zhuǎn)，從而生成所述差分圖像。5.—種圖像處理程序，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，其特征在于， 所述圖像處理程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟: 生成對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像；以及 生成對所述對象圖像和從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。6.—種圖像處理方法，消除對象圖像中包含的粒狀噪聲，其特征在于， 所述圖像處理方法具備以下步驟: 生成以使所述粒狀噪聲殘留的方式對所述對象圖像進(jìn)行了平滑化的平滑化圖像；以及 生成對所述對象圖像和從所述平滑化圖像減去所述對象圖像的差分圖像進(jìn)行了加權(quán)平均的加權(quán)平均圖像。
【文檔編號】H04N1/409GK105993032SQ201580008441
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月20日
【發(fā)明人】北耕次
【申請人】諾日士精密株式會社