JP3486975B2 - Noise reduction apparatus and method - Google Patents
Noise reduction apparatus and methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ノイズの混在した画像
信号のノイズを低減するノイズ低減装置及びノイズ低減
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device and a noise reduction method for reducing noise in an image signal containing noise.
【0002】[0002]
【従来の技術】種々のフィルタ処理技術、例えば3次元
処理技術を用いてノイズの混在した画像信号のノイズを
低減するような従来のノイズ低減装置の一例を図15に
示している。この図15に示す装置において、例えばデ
ィジタル画像信号等の入力信号が端子211に供給され
る。この入力信号は、画素を単位とする入力画像が静止
画部であるときに使用される静止画部用ノイズ低減フィ
ルタ212と、入力画像が動画部であるときに使用され
る動画部用ノイズ低減フィルタ213とに供給される。
これらフィルタ212、213では、それぞれ入力画像
の内容に応じたノイズ低減処理が施され、これらノイズ
低減処理されたそれぞれのフィルタ出力がスイッチング
回路220に送られる。2. Description of the Related Art FIG. 15 shows an example of a conventional noise reduction device for reducing noise of an image signal containing noise by using various filter processing techniques such as three-dimensional processing technique. In the device shown in FIG. 15, an input signal such as a digital image signal is supplied to the terminal 211. This input signal includes a still image noise reduction filter 212 used when the input image in pixels is a still image portion, and a moving image noise reduction used when the input image is a moving image portion. It is supplied to the filter 213.
The filters 212 and 213 perform noise reduction processing according to the content of the input image, and the respective filter outputs subjected to the noise reduction processing are sent to the switching circuit 220.
【0003】端子211からの入力画像信号は、さらに
動き検出回路230にも送られ、ここで入力画像信号の
画素単位で動きが検出される。この動き検出回路230
は動き検出信号を出力し、この動き検出信号が上記スイ
ッチング回路220に送られることにより、上記フィル
タ212又はフィルタ213からの出力が選択されて図
15の出力端子221に供給されるように制御してい
る。すなわち、動き検出回路230が入力画像信号は静
止画であると判別するとき、静止画部用ノイズ低減フィ
ルタ212からの出力が出力端子221に供給され、ま
た動き検出回路230が入力画像信号は動画であると判
別するとき、動画部用ノイズ低減フィルタ213からの
出力が出力端子221に供給される。The input image signal from the terminal 211 is further sent to the motion detection circuit 230, where the motion is detected in pixel units of the input image signal. This motion detection circuit 230
Outputs a motion detection signal, and by sending this motion detection signal to the switching circuit 220, the output from the filter 212 or the filter 213 is selected and controlled so as to be supplied to the output terminal 221 of FIG. ing. That is, when the motion detection circuit 230 determines that the input image signal is a still image, the output from the noise reduction filter 212 for a still image portion is supplied to the output terminal 221, and the motion detection circuit 230 moves the input image signal as a moving image. When it is determined that, the output from the moving image noise reduction filter 213 is supplied to the output terminal 221.
【0004】従って、図15の装置は、適応適に入力画
像信号の動きに応答してノイズ成分を低減する。上記静
止画部用ノイズ低減フィルタ212は、時間方向に平滑
化するような平均値フィルタである。このフィルタ21
2は、フレームメモリ215、係数乗算器216、21
7、及び加算器218を有している。フレームメモリ2
15は上記入力画像信号の前フレームのデータを係数乗
算器216に出力し、ここで係数k(0<k<1)と乗
算される。上記入力画像信号の原フレームのデータは係
数乗算器217にて係数(1−k)と乗算される。各係
数乗算器216、217からの出力は加算器218に供
給されて加算処理され、その加算結果がフィルタ212
の出力となると共に、フレームメモリ215に供給され
て記憶される。Therefore, the apparatus of FIG. 15 adaptively and appropriately reduces the noise component in response to the movement of the input image signal. The still image noise reduction filter 212 is an average value filter that smoothes in the time direction. This filter 21
2 is a frame memory 215 and coefficient multipliers 216 and 21.
7 and an adder 218. Frame memory 2
Reference numeral 15 outputs the previous frame data of the input image signal to the coefficient multiplier 216, where it is multiplied by the coefficient k (0 <k <1). The original frame data of the input image signal is multiplied by the coefficient (1-k) in the coefficient multiplier 217. The outputs from the coefficient multipliers 216 and 217 are supplied to the adder 218 and subjected to addition processing, and the addition result is filtered by the filter 212.
And is supplied to and stored in the frame memory 215.
【0005】上記動画部用ノイズ低減フィルタ213
は、空間内フィルタの一種であるいわゆるメディアンフ
ィルタなどの中間値フィルタが使用される。なお、中間
値フィルタは、ある注目画素を含む前後2つの画素から
その中間のレベルを持つ画素のレベルをその注目画素の
レベルとするものである。The noise reduction filter 213 for the moving image section
Is an intermediate value filter such as a so-called median filter, which is a type of spatial filter. The intermediate value filter sets the level of a pixel having an intermediate level between two pixels including a certain pixel of interest to the level of the pixel of interest.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
画像のノイズ低減装置には、時間方向に平滑化を行う方
法や、空間でメディアン等のフィルタを用いる方法など
が適用されている。しかし、上記時間方向に平滑化する
方法や空間でメディアン等のフィルタを用いるいずれの
方法も、画像にフィルタを施すことによってその画像を
変形させているため、例えば画像のエッジ部等での画像
が劣化するという欠点がある。As described above, the conventional image noise reduction apparatus employs a method of smoothing in the time direction, a method of using a filter such as a median in space, and the like. However, in any of the method of smoothing in the time direction and the method of using a filter such as a median in the space, the image is deformed by applying a filter to the image. It has the drawback of deterioration.
【0007】このため、例えば画像のエッジを判断して
当該エッジ部を保存するようなフィルタリングの方法も
提案されているが、これも最適なものになっていない。
また、ノイズ発生の特性は、画像処理を行うシステムに
依存することが多く、そのノイズの種類も異なってく
る。従って、画像の形状やシステムに合致したノイズ低
減を行うことが困難となっている。Therefore, for example, a filtering method has been proposed in which an edge of an image is determined and the edge portion is saved, but this is not optimal either.
In addition, the characteristics of noise generation often depend on the system that performs image processing, and the type of noise also differs. Therefore, it is difficult to reduce noise that matches the image shape and system.
【0008】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑み、画像の劣化が少なく、また、画像の形状,内容や
システムにかかわらず、良好にノイズを除去することが
できるノイズ低減装置及び方法を提供することを目的と
している。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is a noise reduction apparatus and method in which deterioration of an image is small, and noise can be satisfactorily removed regardless of the shape, content and system of the image. Is intended to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために提案されたものであり、本発明に係るノ
イズ低減装置は、入力画像信号を複数のブロックに分割
するブロック化手段と、ブロック化されたデータを用い
たパターン分類により各ブロックを複数のクラスに分類
してその分類されたクラスに対応するクラスコードを出
力するクラス分類手段と、上記各ブロックのクラスコー
ドに応じて上記入力画像信号の当該ブロックに対応する
ノイズ低減された画像信号を出力するノイズ低減画像信
号出力手段とを有してなるものである。The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and a noise reduction apparatus according to the present invention is a block forming means for dividing an input image signal into a plurality of blocks. , Class classification means for classifying each block into a plurality of classes by pattern classification using the blocked data, and outputting a class code corresponding to the classified class, and according to the class code of each block And a noise-reduced image signal output means for outputting a noise-reduced image signal corresponding to the block of the input image signal.
【0010】ここで、上記ノイズ低減画像信号出力手段
には、ノイズを含む画像をブロック化してクラス分類し
たデータと低ノイズの画像をブロック化したデータとで
予め学習した結果を、上記クラスコードに対応させたテ
ーブルとして記憶している。また、上記クラス分類手段
は、高次多項式をモデル式として用いて入力画像に最も
近い形状を表す式の係数群を求め、この係数群に応じて
クラス分類を行う。さらに、上記クラス分類手段は、入
力画像のノイズ低減フィルタ出力に対してクラス分類処
理を施す。或いは、上記クラス分類手段は、入力画像と
そのノイズ低減フィルタ出力との差分に対してクラス分
類処理を施す。Here, the noise reduced image signal output means outputs the result of pre-learning with the data obtained by dividing the image containing noise into blocks and classifying the data and the data obtained by blocking the image with low noise into the class code. It is stored as a corresponding table. Further, the class classification means obtains a coefficient group of an expression representing the shape closest to the input image by using a high-order polynomial as a model expression, and performs class classification according to the coefficient group. Further, the class classification means performs class classification processing on the noise reduction filter output of the input image. Alternatively, the class classification means performs class classification processing on the difference between the input image and the noise reduction filter output thereof.
【0011】また、本発明に係るノイズ低減方法は、入
力画像信号を複数のブロックに分割するブロック化工程
と、ブロック化されたデータを用いたパターン分類によ
り各ブロックを複数のクラスに分類してその分類された
クラスに対応するクラスコードを出力するクラス分類工
程と、上記各ブロックのクラスコードに応じて上記入力
画像信号の当該ブロックに対応するノイズ低減された画
像信号を出力するノイズ低減画像信号出力工程とを有し
てなるものである。Further, the noise reduction method according to the present invention classifies each block into a plurality of classes by a blocking step of dividing an input image signal into a plurality of blocks and a pattern classification using the blocked data. A class classification step of outputting a class code corresponding to the classified class, and a noise reduced image signal for outputting a noise reduced image signal corresponding to the block of the input image signal according to the class code of each block And an output step.
【0012】上記低ノイズ画像信号出力工程では、ノイ
ズを含む画像をブロック化してクラス分類したデータと
低ノイズの画像をブロック化したデータとで予め学習し
て得た複数の学習値から、上記クラスコードに対応した
学習値を取り出すようにしている。また、上記クラス分
類工程は、高次多項式をモデル式として用いて入力画像
に最も近い形状を表す式の係数群を求め、この係数群に
応じてクラス分類を行う。さらに、上記クラス分類工程
は、入力画像のノイズ低減フィルタ出力に対してクラス
分類を行う。或いは上記クラス分類工程は、入力画像と
そのノイズ低減フィルタ出力との差分に対してクラス分
類処理を施す。In the low-noise image signal output step, the class is calculated from a plurality of learning values obtained by learning in advance with data in which an image containing noise is divided into blocks and classified into classes and data in which a low-noise image is divided into blocks. The learning value corresponding to the code is taken out. In the class classification step, a high-order polynomial is used as a model formula to find a coefficient group of an expression that represents the shape closest to the input image, and class classification is performed according to the coefficient group. Further, the class classification step classifies the noise reduction filter output of the input image. Alternatively, the class classification step performs class classification processing on the difference between the input image and its noise reduction filter output.
【0013】[0013]
【作用】本発明によれば、ノイズを含む画像をブロック
化してクラス分類したデータと低ノイズの画像をブロッ
ク化したデータとで予め学習して得た結果(画像形状の
特徴を反映させたテーブル)を保存している。すなわ
ち、学習によるテーブルは、入力画像と低ノイズ画像信
号の実画像の間で学習されているため、システムの特性
やノイズの特性が反映される。したがって、このテーブ
ルから、入力画像のクラス分類によるクラスコードに対
応した学習値を取り出す(ノイズを含む画像の代わりに
ノイズのない画像をあてはめる(マッピングする))よ
うにすることで、システムに合致したノイズ低減が行え
るようになる。また、画像形状を用いて学習するため、
フィルタリング等で起きていた画像形状の劣化がないノ
イズ低減を行うことができることになる。さらに、一度
テーブルを作成すれば、ノイズの除去はテーブルを読み
出す処理のみであるため、処理が簡単となる。According to the present invention, results obtained by learning in advance with data in which noise-containing images are divided into blocks and classified into classes and low-noise images into blocks (a table reflecting characteristics of image shapes) are obtained. ) Is saved. That is, since the learning table is learned between the input image and the real image of the low noise image signal, the characteristics of the system and the characteristics of noise are reflected. Therefore, the learning value corresponding to the class code according to the classification of the input image is extracted from this table (the noise-free image is fitted (mapped) instead of the noise-containing image), and the system is matched. Noise can be reduced. Also, because learning is performed using image shapes,
It is possible to perform noise reduction without deterioration of the image shape caused by filtering or the like. Further, once the table is created, the noise is removed only by the process of reading the table, so that the process is simplified.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1には、本発明の第1の実施例とし
て、ノイズ低減された画像信号を該ノイズ低減画像信号
よりも高いノイズレベルの入力画像信号から生成するた
めのノイズ低減装置のブロック図を示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As a first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows a block diagram of a noise reduction apparatus for generating a noise-reduced image signal from an input image signal having a noise level higher than the noise-reduced image signal. There is.
【0015】この図1に示す第1の実施例のノイズ低減
装置は、入力端子1を介して供給される入力画像信号を
複数のブロックに分割するブロック化回路2と、このブ
ロック化されたデータを複数のクラスに分類してその分
類に対応するクラスコードを出力するクラス分類手段で
あるクラスコード発生回路3と、上記クラスコードに応
じて入力画像信号に対応する低ノイズの画像信号を出力
するノイズ低減画像出力手段であるROMテーブル4と
を有してなるものである。The noise reducing apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 comprises a blocking circuit 2 for dividing an input image signal supplied through an input terminal 1 into a plurality of blocks, and the block data. To a plurality of classes and outputs a class code corresponding to the class, which is a class code generation circuit 3 and a low noise image signal corresponding to the input image signal according to the class code. The ROM table 4 is a noise reduction image output means.
【0016】ブロック化回路2でのブロック化の具体例
を図2を参照しながら説明する。図2のAに示されるよ
うに、入力画像信号は画素22が行及び列方向に配列さ
れた2次元配列の形態で示され、これらの画素により2
次元画像が形成される。図2のAの例において、上記ブ
ロック化回路2は、画素22aを中心とする左上隅の3
×3画素のブロック24の形態で最初のブロックを生成
する。またブロック化回路24は、図2のCに示すよう
な画素22bを中心とする次のブロック信号26を生成
する。本質的に、ブロック化回路2は、入力画像信号を
所定のサイズのブロック信号に分割する。このブロック
は、画像の縁に沿った画素を除いた入力画像信号中のそ
れぞれの画素を中心としている。ここで、図2のA及び
Bの各ブロックは、3行3列の画素として配列されてい
るが、他の配列を代わりに用いてもよい。例えば、本発
明のある典型的な実施例では、入力画像信号は8×8画
素のブロックに分割され、また他の例ではブロックは異
なる大きさを有するようにすればよい。A specific example of blocking by the blocking circuit 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, the input image signal is shown in the form of a two-dimensional array in which the pixels 22 are arrayed in the row and column directions.
A three-dimensional image is formed. In the example shown in FIG. 2A, the blocking circuit 2 has three pixels in the upper left corner centered on the pixel 22a.
The first block is generated in the form of a block 24 of × 3 pixels. The blocking circuit 24 also generates the next block signal 26 centered on the pixel 22b as shown in C of FIG. Essentially, the blocking circuit 2 divides the input image signal into block signals of a predetermined size. This block is centered on each pixel in the input image signal except pixels along the edges of the image. Here, the blocks of A and B in FIG. 2 are arranged as pixels in 3 rows and 3 columns, but other arrangements may be used instead. For example, in one exemplary embodiment of the invention, the input image signal may be divided into blocks of 8x8 pixels, while in other examples the blocks may have different sizes.
【0017】ブロック化された信号であるブロック信号
は、ブロック化回路2によりクラスコード発生回路3に
供給され、クラスコード発生回路3は供給された各ブロ
ック信号に応じてクラスコードを発生する。各クラスコ
ードは、それぞれ、コードが発生された対応する各ブロ
ック信号の中心画素(22a、22b等)に応じた低ノ
イズ画素データを順に識別する。低ノイズ画素データ
は、後述するトレーニング工程に従って低ノイズ画像信
号より得られる。A block signal, which is a blocked signal, is supplied to the class code generation circuit 3 by the blocking circuit 2, and the class code generation circuit 3 generates a class code according to each supplied block signal. Each class code sequentially identifies low noise pixel data corresponding to the central pixel (22a, 22b, etc.) of each corresponding block signal in which the code is generated. The low noise pixel data is obtained from the low noise image signal according to the training process described later.
【0018】上記ROMテーブル4には、低ノイズ画素
データが各クラスコードに関連する値のテーブルとして
記憶されている。クラスコードは、例えばROM4から
対応する低ノイズ画素データを出力するための読み出し
アドレスとして用いられる。あるいは、読み出しアドレ
スはクラスコードに基づいて生成される。従って、上記
ブロック化回路2により生成され上記クラスコード発生
回路3に供給された各ブロック信号について、それぞれ
の低ノイズ画素データがROM4から出力端子5に出力
され、結果としてノイズの低減された画像信号が生成さ
れる。上記ブロック信号は、入力画像信号の画像の縁を
除く各画素毎に生成される。上記縁の画素については、
画像信号が表示されるときには通常現れないため、処理
する必要がない。The ROM table 4 stores low noise pixel data as a table of values associated with each class code. The class code is used as a read address for outputting the corresponding low noise pixel data from the ROM 4, for example. Alternatively, the read address is generated based on the class code. Therefore, for each block signal generated by the blocking circuit 2 and supplied to the class code generating circuit 3, low-noise pixel data is output from the ROM 4 to the output terminal 5, and as a result, an image signal with reduced noise Is generated. The block signal is generated for each pixel except the edge of the image of the input image signal. For the pixels at the edge,
When the image signal is displayed, it usually does not appear and therefore does not need to be processed.
【0019】ROMテーブル4には、ノイズを含む画像
信号をブロック化してクラス分類したデータと低ノイズ
の画像信号をブロック化したデータとで予め学習を行っ
て得た結果(学習値)を記憶している。また、上記クラ
スコード発生回路3は、後述するような高次多項式をモ
デル式として用いて、入力画像に最も近い形状を表す式
の係数群を求め、この係数群に応じてクラス分類を行
う。The ROM table 4 stores a result (learning value) obtained by performing learning in advance on the data obtained by dividing the image signal containing noise into blocks and classifying the data and the data obtained by dividing the image signal with low noise into blocks. ing. Further, the class code generation circuit 3 uses a high-order polynomial, which will be described later, as a model formula to obtain a coefficient group of an expression that represents the shape closest to the input image, and classifies the class according to the coefficient group.
【0020】ここで、低ノイズ画像の学習とROMテー
ブルの生成について説明する。先ず、図1に示す実施例
のため学習方法の一例について、上記図2のA〜D、及
び図3のフローチャートを参照しながら説明する。学習
は、比較的ノイズのある入力画像信号を用いる(図3の
ステップS1)と共に、低ノイズ画像信号を用いる(ス
テップS2)ことにより実行される。Here, learning of a low noise image and generation of a ROM table will be described. First, an example of a learning method for the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A to 2D and the flowchart of FIG. Learning is performed by using a relatively noisy input image signal (step S1 in FIG. 3) and by using a low noise image signal (step S2).
【0021】ここで、ノイズのない画像を学習しようと
すれば、先ず、そのノイズのない画像を生成する必要が
ある。図4には、ノイズのない静止画、あるいは低ノイ
ズ画像信号を生成するためのnフレーム分の静止画を表
している。すなわち、本実施例では、上記低ノイズの静
止画の画像信号を、図4に示すようにnフレーム分の静
止画を時間方向tに平均化することで得るようにしてい
る。In order to learn a noise-free image, it is necessary to first generate the noise-free image. FIG. 4 shows a still image without noise or a still image for n frames for generating a low noise image signal. That is, in this embodiment, the image signal of the low-noise still image is obtained by averaging still images of n frames in the time direction t as shown in FIG.
【0022】ステップS3では上記入力画像信号をブロ
ック化する。このブロック化ステップは種々の方法によ
り実現できる。例えば、ブロック信号として関連する特
定ブロックの画素を単に抽出するような方法である。ス
テップS4ではステップS3でのブロック化に対応する
位置で上記低ノイズ画像信号中の画素を分離する。ここ
で、図2のA、Bを参照すると、入力画像信号のブロッ
ク24に関連して、対応する低ノイズ画像信号のブロッ
ク25aの中心画素25が分離される。また図2のC、
Dを参照すると、入力画像信号のブロック26に関連し
て、対応する低ノイズ画像信号のブロック27aの中心
画素27が分離される。この工程は全てのブロック及び
画素について繰り返される。In step S3, the input image signal is divided into blocks. This blocking step can be realized by various methods. For example, it is a method of simply extracting the pixels of a specific block related as a block signal. In step S4, the pixels in the low noise image signal are separated at the position corresponding to the block formation in step S3. 2A and 2B, in relation to the block 24 of the input image signal, the center pixel 25 of the corresponding block 25a of the low noise image signal is separated. 2C,
Referring to D, in relation to the block 26 of the input image signal, the center pixel 27 of the corresponding block 27a of the low noise image signal is isolated. This process is repeated for all blocks and pixels.
【0023】上記ステップS3においてブロックに分割
された入力画像信号が、次のステップS5に送られ、こ
のステップS5では、入力画像のブロックデータをクラ
スに分類するクラスタリングを行う。なお、クラス分類
あるいはクラスタリングとは、ブロック化した画像デー
タを用いたパターン分類のことである。このステップS
5では、後述するような適応ダイナミックレンジ符号化
(ADRC)を用いてクラス分類を行うことができる。
このADRCを行う場合、上記画素データは上述したよ
うなブロックに分割され、各ブロックに対して最大画素
レベルと最小画素レベルとに基づくダイナミックレンジ
が定義され、各画素を符号化するために上記ダイナミッ
クレンジに基づく各ブロックの量子化ビット数が選択さ
れる。ブロックの各画素のレベルから上記最小画素レベ
ルが減算され、残りが上記選択された量子化ビット数に
より符号化される。The input image signal divided into blocks in step S3 is sent to the next step S5, and in this step S5, clustering is performed to classify the block data of the input image into classes. Note that class classification or clustering is pattern classification using blocked image data. This step S
In 5, class classification can be performed using adaptive dynamic range coding (ADRC) as described below.
When this ADRC is performed, the pixel data is divided into blocks as described above, a dynamic range based on the maximum pixel level and the minimum pixel level is defined for each block, and the dynamic range is encoded to encode each pixel. The number of quantization bits for each block based on range is selected. The minimum pixel level is subtracted from the level of each pixel in the block, and the rest is encoded by the selected number of quantization bits.
【0024】ステップS5とステップS4の処理後に進
むステップS6では、上記入力画像と低ノイズ画像信号
のブロック間でトレーニング(学習)を行う。このステ
ップS6での学習工程においては、ステップS4で得ら
れたノイズ低減された画像信号の各画素25、27と、
入力画像信号の対応するブロック信号のクラスコードと
が対応付けられる。具体的には、同じクラスコードに対
応する低ノイズ画像信号の画素が平均化されることによ
って、当該クラスコードに対応する最適値あるいは代表
値としてのノイズ低減画素データが求められる。In step S6, which follows the processing of steps S5 and S4, training (learning) is performed between the blocks of the input image and the low noise image signal. In the learning step in step S6, each pixel 25, 27 of the noise-reduced image signal obtained in step S4,
The class code of the corresponding block signal of the input image signal is associated. Specifically, the pixels of the low-noise image signal corresponding to the same class code are averaged to obtain the noise-reduced pixel data as the optimum value or the representative value corresponding to the class code.
【0025】ステップS7では、あらゆるクラス学習が
十分に行われる程度に、画像を構成する全てのブロック
に対して学習が繰り返し行われたか否かの判断を行う。
このステップS7でノーと判断された場合、入力画像に
対してはステップS3へ、また低ノイズ画像信号に対し
てはテップS4に戻る。ステップS7でイエスと判断さ
れると、ステップS8に進む。In step S7, it is determined whether or not learning has been repeatedly performed on all the blocks forming the image to the extent that all classes are sufficiently learned.
If it is determined NO in step S7, the process returns to step S3 for the input image and step S4 for the low noise image signal. If YES is determined in step S7, the process proceeds to step S8.
【0026】ステップS8では、クラス毎に学習された
最適値でマッピングテーブルを生成する。これがROM
テーブルとなる。なお、上記入力画像のブロックと対応
する低ノイズ画像信号のブロックをどのように学習する
かでいくつかのパターンがある。例えば、入力画像のブ
ロックと低ノイズ画像信号のブロックで学習を行って出
力する場合や、画素で学習を行って出力する場合があ
る。さらに学習するデータとして入力画像そのものを学
習する場合や、フィルタとの差分量を学習する場合等も
ある。In step S8, a mapping table is generated with the optimum value learned for each class. This is ROM
It becomes a table. There are some patterns depending on how to learn the block of the low noise image signal corresponding to the block of the input image. For example, there may be a case where learning is performed by a block of an input image and a block of a low noise image signal and output, or a case where learning is performed by a pixel and output. Further, there are a case where the input image itself is learned as data to be learned, and a case where a difference amount from the filter is learned.
【0027】また、本実施例でのクラスには、実データ
を用いることもできるが、実現性を考えたメモリ容量を
考慮に入れると、クラス分類にデータ圧縮結果等を用い
ることが考えられる。データ圧縮には、例えば、後述す
る画像信号のダイナミックレンジに応じた適応ダイナミ
ックレンジ符号化(ADRC)や、差分量子化(DPC
M)、ベクトル量子化(VQ)等が考えられる。Further, although actual data can be used as the class in this embodiment, it is possible to use the data compression result or the like for class classification in consideration of the memory capacity considering the feasibility. For data compression, for example, adaptive dynamic range coding (ADRC) or differential quantization (DPC) according to a dynamic range of an image signal described later is used.
M), vector quantization (VQ), etc. are considered.
【0028】なお、上記ADRCとは、ディジタル画像
信号をブロック化し、このブロック内に含まれる複数の
画素データの最大値及び最小値により規定されるダイナ
ミックレンジを求め、このブロック単位で求めた上記ダ
イナミックレンジに適応した割り当てビット数で当該ブ
ロック内の各画素データを符号化するものである。より
具体的に言うと、上記ADRCは、1フレーム(又はフ
ィールド)内の所定のブロック内に含まれる複数画素の
最大値及び最小値により規定されるダイナミックレンジ
(ブロック内最大レベルと最小レベルの差)を求め、こ
のダイナミックレンジに適応した可変の量子化ビット数
を上記ブロック毎に決定し、この量子化ビット数で最小
値除去後の入力データを符号化(再量子化、すなわち圧
縮された量子化ビット数によりダイナミックレンジを均
等に分割し、ブロック内の各画素を最も近いレベルのコ
ードに符号化する)して符号化コードを得ると共に、ダ
イナミックレンジの情報と上記最大値,最小値の内の何
れかを付加コードとし、これら符号化コードと付加コー
ドとを得るようなものである。The ADRC means that the digital image signal is divided into blocks, the dynamic range defined by the maximum value and the minimum value of a plurality of pixel data included in this block is calculated, and the dynamic range is calculated in block units. Each pixel data in the block is encoded by the number of allocated bits adapted to the range. More specifically, the ADRC is a dynamic range (difference between maximum level and minimum level within a block) defined by maximum and minimum values of a plurality of pixels included in a predetermined block within one frame (or field). ) Is determined for each block, and the variable quantization bit number adapted to this dynamic range is determined, and the input data after the minimum value removal is encoded (requantized, that is, compressed quantum The dynamic range is evenly divided according to the number of encoded bits, and each pixel in the block is encoded to the code of the closest level) to obtain an encoded code, and the dynamic range information and the maximum and minimum values Is used as the additional code, and the encoded code and the additional code are obtained.
【0029】さらに、クラスタリングの実現方法には、
以下のような方法を用いる。ここで、クラス分割でもっ
とも簡便な方法としては、例えばブロック内の学習デー
タのビット系列をそのままクラス番号とする手法があ
る。ただし、この手法では膨大な容量のROMが必要と
なる。このため、本実施例では、信号パターンによるク
ラス分割に上記ADRCを使用して、信号パターンの性
質を保存した効果的なクラス数の削減を行う。Furthermore, the method of realizing clustering includes
The following method is used. Here, the simplest method for class division is, for example, a method in which a bit sequence of learning data in a block is directly used as a class number. However, this method requires a huge capacity of ROM. Therefore, in the present embodiment, the ADRC is used for class division according to the signal pattern, and the number of classes is effectively reduced while preserving the characteristics of the signal pattern.
【0030】ここで、例えば、学習信号画素a,b,c
に基づく原信号画素Aへの予測を例にとり、学習信号画
素a,b,cのレベルをそれぞれx1,x2,x3 とする。
また、x1,x2,x3 のデータに対してpビットADRC
を行った結果の再量子化データをそれぞれq1,q2,q3
とし、そのダイナミックレンジをDR、最小値をmin
とする。Here, for example, the learning signal pixels a, b, c
Taking the prediction to the original signal pixel A based on the above as an example, let the levels of the learning signal pixels a, b, and c be x 1 , x 2 , and x 3 , respectively.
Also, p-bit ADRC is applied to the data of x 1 , x 2 and x 3.
Each re-quantized data of the result of q 1, q 2, q 3
And the dynamic range is DR and the minimum value is min.
And
【0031】このとき、このブロックのクラス番号(ク
ラスコード)classは、式(1)で定義される。At this time, the class number (class code) class of this block is defined by the equation (1).
【0032】[0032]
【数1】
なお、本来ADRCはVTR(ビデオテープレコーダ)
向けの高能率符号化用に開発された適応的再量子化法で
あり、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率
的に表現できるので、本実施例ではこれを信号パターン
のクラス分類のコード発生に使用している。[Equation 1] Originally, ADRC was a VTR (video tape recorder).
This is an adaptive requantization method developed for high-efficiency coding for video signals. Since a local pattern of signal level can be efficiently expressed by a short word length, this embodiment classifies it as a signal pattern class classification. It is used to generate the code.
【0033】図1に戻って、上述のようにして学習して
得たROMテーブルからデータを読みだしてノイズを除
去する第1の実施例のノイズ低減装置の構成例について
説明する。図1のノイズ低減装置は、入力画像に対して
ノイズを除去した画素を出力する場合の構成を示してい
る。この図1において、入力端子1に入力されたディジ
タル画像信号は、ブロック化回路2に送られる。当該ブ
ロック化回路2では、供給されたディジタル画像信号を
複数の画素データからなる複数のブロックに分割する。Returning to FIG. 1, a configuration example of the noise reducing apparatus of the first embodiment for reading out data from the ROM table obtained by learning as described above and removing noise will be described. The noise reduction apparatus of FIG. 1 shows a configuration in the case of outputting pixels from which noise has been removed from an input image. In FIG. 1, the digital image signal input to the input terminal 1 is sent to the blocking circuit 2. The blocking circuit 2 divides the supplied digital image signal into a plurality of blocks composed of a plurality of pixel data.
【0034】上記ブロック化回路2からのブロックデー
タは、クラスコード発生回路3に送られる。当該クラス
コード発生回路3では、供給されたブロックの2次元的
なレベル分布のパターンを参照してクラスを求め、その
クラスコードを発生する。このクラスコードは、アドレ
スデータとしてROMテーブル4に送られる。当該RO
Mテーブル4には、上述したようにした学習値(すなわ
ち低ノイズの画素データ)が格納されており、上記クラ
スコード(アドレス)に対応してその学習値が出力され
る。当該ROMテーブル4から読みだされた学習値すな
わち低ノイズの画素データが出力端子5から出力され
る。The block data from the blocking circuit 2 is sent to the class code generating circuit 3. The class code generation circuit 3 obtains a class by referring to the supplied two-dimensional level distribution pattern of the block and generates the class code. This class code is sent to the ROM table 4 as address data. The RO
The learning value (that is, low-noise pixel data) as described above is stored in the M table 4, and the learning value is output corresponding to the class code (address). The learning value read from the ROM table 4, that is, the low-noise pixel data is output from the output terminal 5.
【0035】次に、本発明の第2の実施例として、図5
には、ROMテーブル9にブロック単位の学習値を保存
している場合の構成を示す。この図5において、入力端
子6からクラスコード発生回路8までは、図1の入力端
子1からクラスコード発生回路3までと同様の構成であ
る。ここで、図1のROMテーブル4がブロック単位で
ないデータを出力するのに対し、図5のROMテーブル
9はブロック単位のデータを出力する。Next, as a second embodiment of the present invention, FIG.
Shows the configuration in the case where the learning value in block units is stored in the ROM table 9. 5, the configuration from input terminal 6 to class code generation circuit 8 is the same as that from input terminal 1 to class code generation circuit 3 in FIG. Here, the ROM table 4 in FIG. 1 outputs data that is not in block units, whereas the ROM table 9 in FIG. 5 outputs data in block units.
【0036】当該ROMテーブル9から出力される低ノ
イズのブロック単位のデータは、ブロック分解回路10
に送られる。すなわち、ROMテーブル9の出力は、ブ
ロック単位であるため、ブロック分解回路10によって
ブロック分解を行い、その分解されたデータが出力端子
11から低ノイズ画像信号の出力データとなる。この第
2の実施例では、ROMテーブル9とブロック分解回路
10とで低ノイズ画像信号出力手段が構成されている。The low noise block unit data output from the ROM table 9 is stored in the block decomposing circuit 10.
Sent to. That is, since the output of the ROM table 9 is in units of blocks, the block decomposition circuit 10 performs block decomposition, and the decomposed data becomes output data of the low noise image signal from the output terminal 11. In the second embodiment, the ROM table 9 and the block decomposition circuit 10 constitute a low noise image signal output means.
【0037】ここで、ROMテーブル9に記憶されるテ
ーブルを生成するための学習は、上記図1のROM4に
ついて図3と共に説明したのと同様な方法で行われる。
ただし、ROM9には各クラスコードに対応してブロッ
ク単位の全データが記憶されている点が、ROM4と異
なっている。この図5の装置の学習方法について、図6
を参照しながら説明する。Here, the learning for generating the table stored in the ROM table 9 is performed by the same method as that described for the ROM 4 of FIG. 1 with FIG.
However, the ROM 9 is different from the ROM 4 in that all data in block units are stored in the ROM 9 in correspondence with each class code. Regarding the learning method of the apparatus of FIG. 5, FIG.
Will be described with reference to.
【0038】図6のAは、ノイズを含む入力画像信号の
2次元画素配列を示しており、また図6のBは、図6の
Aの入力画像信号と同じ部分を表しかつ低いノイズレベ
ルを有する低ノイズ画像信号の2次元画素配列を示して
いる。図6のAに示すように、上記2次元画素配列は所
定サイズのブロック信号32に分割されている。図6で
は一例として3×3画素のブロック信号が示されている
が、8×8画素のブロック信号や、その他のサイズ及び
形状のブロック信号を用いることもできる。図6のBの
低ノイズ画像信号は、図6のAの入力画像信号のそれぞ
れのブロック信号32に対応する各ブロック信号38に
分割された複数の画素36を有している。従って、図5
のシステムについて学習を行わせるために、入力画像信
号の各ブロック信号32がクラスコードを発生するため
に用いられ、低ノイズ画像信号の対応するブロック信号
38が対応するブロック32のクラスコードに関連して
記憶される。上記図3の学習手順の場合と同様に、同じ
クラスコードを有するブロック信号38は平均化される
ことによって、当該クラスコードに対応する最適値ある
いは代表値としてのノイズ低減ブロック信号が求められ
る。こうして求められた最適値としてのブロック信号
は、対応するクラスコードをアドレスとしてROM9に
記憶される。6A shows a two-dimensional pixel array of the input image signal containing noise, and FIG. 6B shows the same portion as the input image signal of FIG. 6A and shows a low noise level. 2 illustrates a two-dimensional pixel array of a low-noise image signal that it has. As shown in A of FIG. 6, the two-dimensional pixel array is divided into block signals 32 of a predetermined size. Although a block signal of 3 × 3 pixels is shown in FIG. 6 as an example, a block signal of 8 × 8 pixels and block signals of other sizes and shapes can be used. The low noise image signal of FIG. 6B has a plurality of pixels 36 divided into respective block signals 38 corresponding to the respective block signals 32 of the input image signal of FIG. 6A. Therefore, FIG.
, Each block signal 32 of the input image signal is used to generate a class code, and the corresponding block signal 38 of the low noise image signal is related to the class code of the corresponding block 32. Will be remembered. Similar to the case of the learning procedure of FIG. 3, the block signals 38 having the same class code are averaged to obtain the noise reduction block signal as the optimum value or representative value corresponding to the class code. The block signal as the optimum value thus obtained is stored in the ROM 9 with the corresponding class code as an address.
【0039】次に、図7には、本発明の第3の実施例と
して、通常用いられるノイズ除去用あるいはノイズ低減
用のフィルタの出力と図1,図5同様のブロック化回路
13の出力との差分について、先に学習を行っておいた
場合についての例を示す。すなわち、この図7に示す第
3の実施例のノイズ低減装置のクラスコード発生回路1
6では、ブロック化回路13を介してブロック化された
入力画像と、そのブロック画像をノイズ低減フィルタ1
4を介してフィルタリングした出力との差分に対してク
ラス分類処理を施すようにしている。Next, FIG. 7 shows, as a third embodiment of the present invention, the output of a commonly used filter for noise removal or noise reduction and the output of the blocking circuit 13 similar to FIGS. An example of the case where learning is performed first with respect to the difference of is shown. That is, the class code generation circuit 1 of the noise reduction apparatus of the third embodiment shown in FIG.
6, the input image blocked through the blocking circuit 13 and the block image are processed by the noise reduction filter 1
The class classification process is applied to the difference from the output filtered through 4.
【0040】この図7において、入力端子12には図
1,図5の入力端子1,6と同様にディジタル画像信号
が供給され、同じく図1,図5と同様のブロック化回路
13でブロック化がなされる。当該ブロック化回路13
の出力は、通常用いられているのと同じノイズ低減用の
フィルタ14に送られる。当該フィルタ14でフィルタ
リングがなされた出力は、加算器15に減算信号として
送られる。このとき当該加算器15には上記ブロック化
回路13からの出力が加算信号としても供給され、した
がって、当該加算器15ではフィルタリングされたブロ
ックデータとフィルタリングされていないブロックデー
タとの差分が求められることになる。In FIG. 7, a digital image signal is supplied to the input terminal 12 similarly to the input terminals 1 and 6 of FIGS. 1 and 5, and is blocked by the blocking circuit 13 similar to those of FIGS. Is done. The blocking circuit 13
The output of is sent to the same noise reduction filter 14 that is normally used. The output filtered by the filter 14 is sent to the adder 15 as a subtraction signal. At this time, the output from the blocking circuit 13 is also supplied to the adder 15 as an addition signal, so that the adder 15 can obtain the difference between the filtered block data and the unfiltered block data. become.
【0041】この加算器15の出力は、クラスコード発
生回路16に送られる。当該クラスコード発生回路16
でも上記加算器15の出力ブロックの2次元的なレベル
分布のパターンを参照してクラスを求め、そのクラスコ
ードを発生する。このクラスコードは、アドレスデータ
としてROMテーブル17に送られる。当該ROMテー
ブル17には、低ノイズの画素データと当該低ノイズの
画素データをフィルタリングしたデータとの差分のデー
タで学習を行った学習値が格納されており、したがっ
て、上記クラスコード(アドレス)に対応して学習値が
出力されるようになる。The output of the adder 15 is sent to the class code generation circuit 16. The class code generation circuit 16
However, the class is obtained by referring to the pattern of the two-dimensional level distribution of the output block of the adder 15 and the class code is generated. This class code is sent to the ROM table 17 as address data. The ROM table 17 stores learning values learned by difference data between low-noise pixel data and filtered data of the low-noise pixel data. Therefore, the class code (address) is stored in the class code (address). The learning value will be output correspondingly.
【0042】このROMテーブル17から出力された学
習値は、上記フィルタ14の出力が加算信号として供給
されている加算器18に、同じく加算信号として送られ
る。これにより、当該加算器18からは、低ノイズの画
素データが出力され、これが出力端子19から出力され
る。したがって、この第3の実施例装置では、上記RO
Mテーブル17と、フィルタ出力が供給される加算器1
8とで低ノイズ画像信号出力手段が構成されている。The learning value output from the ROM table 17 is also sent as an addition signal to the adder 18 to which the output of the filter 14 is supplied as an addition signal. As a result, low-noise pixel data is output from the adder 18 and output from the output terminal 19. Therefore, in the device of the third embodiment, the RO
M table 17 and adder 1 to which filter output is supplied
And 8 constitutes a low noise image signal output means.
【0043】ここで、図7の装置を学習させる方法につ
いて、図8のフローチャートを参照しながら説明する。
この図8に示す学習手順において、ステップS10では
入力画像信号に対するブロック化が、ステップS11で
は上述したような低ノイズ画像信号に対するブロック化
がそれぞれ行われる。これらのブロック化のステップ
は、上記図3に示したステップS3と同様である。Here, a method for learning the apparatus of FIG. 7 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the learning procedure shown in FIG. 8, the input image signal is divided into blocks in step S10, and the low noise image signal is divided into blocks in step S11. These steps of blocking are the same as step S3 shown in FIG.
【0044】ステップS10の次のステップS12及び
ステップS11の次のステップS13においては、上記
入力画像信号及び上記低ノイズ画像信号に対して、上記
図7のノイズ除去フィルタあるいはノイズ低減フィルタ
14で行われるのと同様なフィルタリングがそれぞれ施
される。これらのステップS12、S13でフィルタリ
ングされてノイズが低減された画像信号は、ステップS
14、S15においてそれぞれフィルタ処理前の画像信
号から減算される。ステップS14の次のステップS1
6においては、ステップS14で生成された差分画像信
号に対して上記図3のステップS5と同様に、画像信号
のブロックデータをクラスに分類するクラスタリングを
行う。ステップS16とステップS15の処理後に進む
ステップS20では、ステップS16で発生されたクラ
スコードと上記低ノイズ画像信号のブロック信号から得
られた差分画像データとの対応付けがなされて、学習が
行われる。In step S12 after step S10 and step S13 after step S11, the noise removal filter or noise reduction filter 14 shown in FIG. 7 is applied to the input image signal and the low noise image signal. The same filtering as that of is applied. The image signal whose noise is reduced by filtering in these steps S12 and S13 is
In S14 and S15, they are subtracted from the image signal before the filtering process. Step S1 following step S14
In step 6, the clustering for classifying the block data of the image signal into classes is performed on the differential image signal generated in step S14 as in step S5 of FIG. In step S20, which proceeds after the processing of step S16 and step S15, the class code generated in step S16 and the difference image data obtained from the block signal of the low noise image signal are associated and learning is performed.
【0045】次のステップS22では、あらゆるクラス
学習が十分に行われる程度に、画像を構成する全てのブ
ロックに対して学習が繰り返し行われたか否かの判断を
行う。このステップS22でノーと判断された場合、入
力画像に対してはステップS10へ、また低ノイズ画像
に対してはテップS11に戻る。ステップS22でイエ
スと判断されると、ステップS24に進みクラス毎に学
習された最適値でマッピングテーブルを生成する。これ
が図7のROMテーブル17となる。In the next step S22, it is determined whether or not learning has been repeatedly performed on all the blocks forming the image to the extent that all class learning is sufficiently performed. If it is determined no in step S22, the process returns to step S10 for the input image and to step S11 for the low noise image. If YES is determined in step S22, the process proceeds to step S24, and a mapping table is generated with the optimum value learned for each class. This becomes the ROM table 17 in FIG.
【0046】なお、図7に示す第3の実施例のノイズ低
減装置では、前記差分に対してクラス分類を施すように
しているが、例えば入力画像のノイズ低減フィルタ14
の出力に対してクラス分類を行うことも可能である。次
に、図9を参照しながら、本発明の第4の実施例につい
て説明する。この図9に示す第4の実施例においては、
端子30に供給される入力画像信号に対してブロック化
回路32でブロック化をした後、一般のノイズ低減ある
いはノイズ除去フィルタ34に送ってノイズレベルを低
減あるいは抑圧するフィルタリングを行っている。フィ
ルタ34によりフィルタリングされて得られた各ブロッ
ク信号は、クラスコード発生回路38に供給され、各ブ
ロック信号を識別するためのクラスコードが発生され
る。このクラスコードは、アドレスデータとしてROM
テーブル40に送られ、対応する低ノイズ画素データが
読み出されて、出力端子42より取り出される。In the noise reducing apparatus of the third embodiment shown in FIG. 7, although the difference is classified, the noise reducing filter 14 for the input image is used.
It is also possible to classify the output of. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment shown in FIG. 9,
After the input image signal supplied to the terminal 30 is blocked by the blocking circuit 32, it is sent to a general noise reduction or noise removal filter 34 to perform filtering for reducing or suppressing the noise level. Each block signal obtained by filtering by the filter 34 is supplied to the class code generation circuit 38, and a class code for identifying each block signal is generated. This class code is ROM as address data
It is sent to the table 40, the corresponding low noise pixel data is read out, and is taken out from the output terminal 42.
【0047】この図9の第4実施例の場合の学習手順に
ついて、図10を参照しながら説明する。この図10の
ステップS30では入力画像信号に対するブロック化が
行われ、ステップS32では上述したような低ノイズ画
像信号に対するブロック化が行われる。これらのブロッ
ク化のステップは、上記図3に示したステップS3と同
様である。The learning procedure in the case of the fourth embodiment of FIG. 9 will be described with reference to FIG. In step S30 of FIG. 10, the input image signal is divided into blocks, and in step S32, the low noise image signal as described above is divided into blocks. These steps of blocking are the same as step S3 shown in FIG.
【0048】ステップS30の次のステップS34にお
いては、上記入力画像信号及び上記低ノイズ画像信号に
対して、上記図9のノイズ低減フィルタあるいはノイズ
除去フィルタ34で行われるのと同様なフィルタリング
が施される。これらのステップS34でフィルタリング
されてノイズが低減された画像信号は、次のステップS
36において、ステップS34で得られたフィルタリン
グ後の低ノイズ画像信号に対して上記図3のステップS
5と同様に、画像信号のブロックデータをクラスに分類
するクラスタリングを行う。ステップS36とステップ
S32の処理後に進むステップS40では、ステップS
36で発生されたクラスコードと上記ステップS32で
生成された低ノイズ画像信号の対応するブロック信号と
のマッチングあるいは対応付けがなされ、学習データセ
ットが生成される。すなわち、ROMに画素データを記
憶する場合にはクラスコードと低ノイズ画像信号の対応
ブロック信号の画素との対応付けがなされ、ROMにブ
ロック信号を記憶する場合にはクラスコードと低ノイズ
画像信号の対応ブロック信号との対応付けがなされる。
同じクラスコードの画素やブロックは、ステップS40
にて平均化されることによって、当該クラスコードに対
応する最適値あるいは代表値としてのノイズ低減された
画素やブロックのデータが求められる。In step S34 after step S30, the same filtering as that performed by the noise reduction filter or noise removal filter 34 of FIG. 9 is applied to the input image signal and the low noise image signal. It The image signal whose noise has been reduced by filtering in these steps S34 is processed in the next step S34.
In step S36, the filtered low noise image signal obtained in step S34
Similar to 5, clustering is performed to classify the block data of the image signal into classes. In step S40 that follows the processing of steps S36 and S32,
The class code generated at 36 and the corresponding block signal of the low noise image signal generated at step S32 are matched or associated to generate a learning data set. That is, when the pixel data is stored in the ROM, the class code is associated with the pixel of the corresponding block signal of the low noise image signal, and when the block signal is stored in the ROM, the class code and the low noise image signal are stored. Correspondence with the corresponding block signal is made.
Pixels and blocks with the same class code are processed in step S40.
By averaging in, the noise-reduced pixel or block data as the optimum value or representative value corresponding to the class code is obtained.
【0049】次のステップS42では、あらゆるクラス
学習が十分に行われる程度に、画像を構成する全てのブ
ロックに対して学習が繰り返し行われたか否かの判断を
行う。このステップS42でノーと判断された場合、入
力画像に対してはステップS30へ、また低ノイズ画像
に対してはテップS32に戻る。ステップS42でイエ
スと判断されると、ステップS44に進みクラス毎に学
習された最適値でマッピングテーブルを生成する。これ
が図9のROMテーブル40となる。In the next step S42, it is determined whether or not learning has been repeatedly performed on all the blocks forming the image to the extent that all classes are sufficiently learned. When it is determined NO in step S42, the process returns to step S30 for the input image and step S32 for the low noise image. If YES is determined in step S42, the process proceeds to step S44 to generate a mapping table with the optimum value learned for each class. This becomes the ROM table 40 in FIG.
【0050】次に、図11は、本発明の第5の実施例と
して、ノイズ低減された画像信号がROM56から読み
出された係数データの組を用いて生成されるようなノイ
ズ低減装置を示している。この図11に示すノイズ低減
装置において、入力端子50に供給されたノイズを有す
る入力画像信号は、ブロック化回路52でブロック化が
なされ、クラスコード発生回路54及びノイズ低減画像
データ生成回路58にそれぞれ送られる。クラスコード
発生回路54では、ブロック化回路52からの各ブロッ
ク信号に応じて、対応するクラスコードを発生し、この
クラスコードをアドレスとしてROM56に供給する。
このクラスコードは、画像の対応する部分の低ノイズレ
ベル画像データを識別するものである。Next, FIG. 11 shows, as a fifth embodiment of the present invention, a noise reducing apparatus in which a noise-reduced image signal is generated using a set of coefficient data read from the ROM 56. ing. In the noise reduction device shown in FIG. 11, the input image signal having noise supplied to the input terminal 50 is divided into blocks by the blocking circuit 52, and the block code generation circuit 54 and the noise reduced image data generation circuit 58 respectively. Sent. The class code generation circuit 54 generates a corresponding class code according to each block signal from the blocking circuit 52, and supplies this class code as an address to the ROM 56.
This class code identifies the low noise level image data of the corresponding part of the image.
【0051】ここで、ROM56には、上述したように
係数データが記憶されている。すなわち、ROM56
は、複数組の係数セットを、対応するクラスコードに応
じた各アドレスに記憶している。係数データの組は複数
の乗算係数を有し、各乗算係数は、ノイズ低減画像デー
タ生成回路58において、上記ブロック化回路52から
のブロック信号の対応する値に乗算して低ノイズ画像デ
ータを得るために用いられる。ノイズ低減画像データ生
成回路58からの低ノイズ画像データは、出力端子60
にノイズ低減画素の形態で供給される。Here, the coefficient data is stored in the ROM 56 as described above. That is, the ROM 56
Stores a plurality of coefficient sets at each address corresponding to the corresponding class code. The coefficient data set has a plurality of multiplication coefficients, and each multiplication coefficient is multiplied by the corresponding value of the block signal from the blocking circuit 52 in the noise reduction image data generation circuit 58 to obtain low noise image data. Used for. The low noise image data from the noise reduced image data generation circuit 58 is output to the output terminal 60.
In the form of noise-reducing pixels.
【0052】ここで、図11の装置の学習は、上述した
図1の装置を学習させるための上記図3に示した方法と
同様に行える。ただし、学習は上述した係数データを生
成するために行われる点が異なっている。次に、図12
は、本発明の第6の実施例として、ブロック化回路66
からのブロック信号をクラス生成回路68及びノイズ低
減ブロック生成回路72に送り、ノイズ低減ブロック生
成回路72からの出力信号をブロック分解回路74に送
るようなノイズ低減装置を示している。Here, the learning of the apparatus shown in FIG. 11 can be performed in the same manner as the method shown in FIG. 3 for learning the apparatus shown in FIG. However, the difference is that learning is performed to generate the above-mentioned coefficient data. Next, FIG.
Is a block circuit 66 according to a sixth embodiment of the present invention.
The noise reducing device is shown in which the block signal from the noise reduction block is sent to the class generation circuit 68 and the noise reduction block generation circuit 72, and the output signal from the noise reduction block generation circuit 72 is transmitted to the block decomposition circuit 74.
【0053】この図12に示すノイズ低減装置におい
て、入力端子64に供給されたノイズを含んだ入力画像
信号は、ブロック化回路66でブロック化がなされ、ク
ラスコード発生回路68及びノイズ低減ブロック生成回
路72にそれぞれ送られる。クラスコード発生回路68
では、ブロック化回路66からの各ブロック信号に応じ
て、対応するクラスコードを発生し、このクラスコード
をアドレスとしてROM70に供給する。このクラスコ
ードは、画像の対応する部分の低ノイズレベル画像デー
タを識別するものである。In the noise reduction device shown in FIG. 12, the input image signal containing noise supplied to the input terminal 64 is divided into blocks by the blocking circuit 66, and the class code generation circuit 68 and the noise reduction block generation circuit are provided. 72 respectively. Class code generation circuit 68
Then, a corresponding class code is generated according to each block signal from the blocking circuit 66, and this class code is supplied to the ROM 70 as an address. This class code identifies the low noise level image data of the corresponding part of the image.
【0054】ROM70には、低ノイズ画像データが、
ブロック信号に関連する係数データセットの形態で記憶
されている。このROM70は、クラスコード発生回路
68からの各クラスコードに応じて各係数データセット
が読み出され、該係数データセットはノイズ低減ブロッ
ク生成回路72に送られる。このノイズ低減ブロック生
成回路72には、ブロック化回路66からの対応するブ
ロック信号が供給されており、各ノイズ低減ブロック信
号を生成するようになされている。Low noise image data is stored in the ROM 70.
It is stored in the form of coefficient data sets associated with block signals. The ROM 70 reads each coefficient data set according to each class code from the class code generation circuit 68, and the coefficient data set is sent to the noise reduction block generation circuit 72. Corresponding block signals from the blocking circuit 66 are supplied to the noise reduction block generation circuit 72, and each noise reduction block signal is generated.
【0055】ノイズ低減ブロック生成回路72は、各ノ
イズ低減ブロック信号をブロック分解回路74に供給
し、このブロック分解回路74は、入力されたデータ
を、画素ラインの連続から成るノイズ低減画素信号のフ
ィールド又はフレームを生成するために再配列し、出力
端子76に供給する。ここで、図12の装置の学習は、
上述した図1の装置を学習させるための上記図3に示し
た方法と同様に行える。ただし、上記図11の実施例と
同様に、上述した係数データを生成するために学習が行
われる点が異なっている。The noise reduction block generation circuit 72 supplies each noise reduction block signal to the block decomposition circuit 74, and the block decomposition circuit 74 receives the input data from the field of the noise reduction pixel signal composed of a series of pixel lines. Alternatively, it is rearranged to generate a frame and supplied to the output terminal 76. Here, the learning of the apparatus of FIG.
This can be performed in the same manner as the method shown in FIG. 3 for learning the apparatus of FIG. 1 described above. However, similar to the embodiment of FIG. 11 described above, the difference is that learning is performed to generate the coefficient data described above.
【0056】次に、上記図12に示したような装置を学
習させる場合の一例について説明する。ここで、ノイズ
低減ブロック生成回路からの各画素は、値y0sを有する
ものと仮定する。この画素値y0sは、係数w1s〜w
nsと、ブロック化回路66からのブロック信号の画素値
xIN1〜xINnとの組み合せにより生成でき、
y0s=w1sxIN1+w2sxIN2+・・・+wnsxINn (2)
のように関係付けられる。ここで、sは任意の上記画素
値y0sを識別するための指標である。Next, an example of learning the apparatus shown in FIG. 12 will be described. Here, it is assumed that each pixel from the noise reduction block generation circuit has a value y 0s . This pixel value y 0s has coefficients w 1s to w
ns and can be generated by the combination of the pixel values x IN1 ~x INn of block signal from the blocking circuit 66, y 0s = w 1s x IN1 + w 2s x IN2 + ··· + w ns x INn (2) of such Be related to. Here, s is an index for identifying the arbitrary pixel value y 0s .
【0057】学習は、クラス毎に複数の信号データに対
して行う。ROM56に記憶するための係数データを生
成するために、同じクラスコードに対応する低ノイズブ
ロック信号の各対応画素は、入力画像信号の対応するブ
ロック信号の全ての画素値と共に用いられる。係数デー
タを求めるための方法は、次のようにして導出される。Learning is performed on a plurality of signal data for each class. To generate the coefficient data for storage in ROM 56, each corresponding pixel of the low noise block signal corresponding to the same class code is used with all pixel values of the corresponding block signal of the input image signal. The method for obtaining the coefficient data is derived as follows.
【0058】低ノイズ画像信号の各対応画素は、各係数
値w1s〜wnsを入力画像信号のブロック信号の対応する
画素値に乗算して得られる多項式により表される値に等
しいと推定できる。すなわち、
yk=w1xk1+w2xk2+・・・+wnxkn (3)
の関係式により表現される。ここで、nは入力画像信号
の各ブロック信号の画素数であり、yk は、低ノイズ画
像信号の対応するブロック信号kの対応画素値を表し、
xk1〜xknは、入力画像信号の対応ブロック信号のそれ
ぞれの画素データの値を示し、w1〜wnは学習により求
めようとする係数である。今、ブロック信号の個数をm
とするとき、m>nの場合にはw1〜wn は一意には定
まらないので、誤差ベクトルeの要素を
ek=yk−{w1xk1+w2xk2+・・・+wnxkn} (k=1,2,・・・,m)
(4)
と定義して、式(5) を最小にする係数を求める。いわゆ
る最小自乗法による解法である。It can be estimated that each corresponding pixel of the low noise image signal is equal to a value represented by a polynomial obtained by multiplying each coefficient value w 1s to w ns by the corresponding pixel value of the block signal of the input image signal. . That is expressed by the equation of y k = w 1 x k1 + w 2 x k2 + ··· + w n x kn (3). Here, n is the number of pixels of each block signal of the input image signal, y k represents the corresponding pixel value of the corresponding block signal k of the low noise image signal,
x k1 to x kn represent the pixel data values of the corresponding block signals of the input image signal, and w 1 to w n are coefficients to be obtained by learning. Now, let the number of block signals be m
In the case of m> n, w 1 to w n are not uniquely determined, and therefore the element of the error vector e is e k = y k − {w 1 x k1 + w 2 x k2 + ... + wnx kn } (k = 1,2, ..., m) (4) is defined and the coefficient that minimizes the equation (5) is obtained. This is the so-called least squares method.
【0059】[0059]
【数2】
ここで、式(5) のwi による偏微分係数を、式(6) のよ
うに求める。[Equation 2] Here, the partial differential coefficient by w i of equation (5) is obtained as in equation (6).
【0060】[0060]
【数3】
上記式(6) を0にするように各wi を決めればよいか
ら、式(7) 、式(8) のように、[Equation 3] Since each w i may be determined so that the above equation (6) is set to 0, the following equations (7) and (8) are obtained.
【0061】[0061]
【数4】 [Equation 4]
【0062】[0062]
【数5】 として行列を用いると式(9) のようになり、[Equation 5] (9) is obtained by using a matrix as
【0063】[0063]
【数6】
この(9)式は、掃き出し法などの一般的な行列解法を
用いて、wi について解けば、最適値としての予測係数
を求めることができる。本実施例ではROM70のアド
レスclassのデータ(ROMテーブル)としてこの
予測係数を格納しておく。[Equation 6] This equation (9) can obtain the prediction coefficient as the optimum value by solving for w i using a general matrix solution method such as the sweeping method. In this embodiment, this prediction coefficient is stored as data (ROM table) of the address class of the ROM 70.
【0064】ところで、上記図11の装置の学習方法も
同様であるが、相違点として、唯一の係数データ値のセ
ットのみが各クラスコードに応じて求められ記憶され
る。これは、ブロック化回路52で生成された各ブロッ
ク信号に応じて唯一の低ノイズ画素のみがノイズ低減画
像データ生成回路58により生成されるからである。次
に、図13は、本発明の第7の実施例として、通常用い
られるノイズ除去用あるいはノイズ低減用のフィルタの
出力とブロック化回路82からの出力との差分に対して
クラスコードを発生し、このクラスコードをアドレスと
してROM92を読み出して得られたデータを用いてノ
イズ低減画像信号を求めるような例を示している。By the way, the learning method of the apparatus shown in FIG. 11 is similar, but the difference is that only one set of coefficient data values is obtained and stored according to each class code. This is because only the low noise pixel is generated by the noise reduced image data generation circuit 58 according to each block signal generated by the blocking circuit 52. Next, FIG. 13 shows, as a seventh embodiment of the present invention, a class code is generated for the difference between the output of the noise removal or noise reduction filter that is normally used and the output from the blocking circuit 82. An example is shown in which the noise-reduced image signal is obtained by using the data obtained by reading the ROM 92 using the class code as an address.
【0065】すなわち、この図13に示す第7の実施例
のノイズ低減装置のクラスコード発生回路90では、ブ
ロック化回路82を介してブロック化された入力画像
と、そのブロック画像をノイズ低減フィルタ84を介し
てフィルタリングした出力とを減算器86に送ることで
得られた差分に対してクラス分類処理を施すようにして
いる。That is, in the class code generating circuit 90 of the noise reducing apparatus of the seventh embodiment shown in FIG. 13, the input image blocked by the blocking circuit 82 and the noise reduction filter 84 are applied to the block image. The output obtained by sending the filtered output through the subtractor 86 to the subtractor 86 is subjected to class classification processing.
【0066】この図13において、入力端子80に供給
された入力画像信号は、ブロック化回路82に送られて
ブロック化がなされる。このブロック化回路82からの
出力は、通常用いられているのと同じノイズ低減用のフ
ィルタ84及び減算器86にそれぞれ送られる。フィル
タ84でフィルタリングされた出力は、減算器86に送
られて上記ブロック化回路82の出力から減算されるこ
とによって、フィルタリングされたブロックデータとフ
ィルタリングされていないブロックデータとの差分が求
められる。In FIG. 13, the input image signal supplied to the input terminal 80 is sent to the blocking circuit 82 to be blocked. The output from the blocking circuit 82 is sent to a noise reduction filter 84 and a subtractor 86, which are the same as those normally used. The output filtered by the filter 84 is sent to the subtractor 86 and is subtracted from the output of the blocking circuit 82 to obtain the difference between the filtered block data and the unfiltered block data.
【0067】減算器86からの出力は、クラスコード発
生回路90に送られる。当該クラスコード発生回路90
でも上記減算器86の出力ブロックの2次元的なレベル
分布のパターンを参照してクラスを求め、そのクラスコ
ードを発生する。このクラスコードは、アドレスデータ
としてROMテーブル92に送られる。当該ROMテー
ブル92には、低ノイズの画素データと当該低ノイズの
画素データをフィルタリングしたデータとの差分のデー
タで学習を行った学習値が格納されており、したがっ
て、上記クラスコード(アドレス)に対応して学習値が
出力されるようになる。The output from the subtractor 86 is sent to the class code generation circuit 90. The class code generation circuit 90
However, the class is obtained by referring to the two-dimensional level distribution pattern of the output block of the subtractor 86, and the class code is generated. This class code is sent to the ROM table 92 as address data. The ROM table 92 stores the learning value obtained by learning with the difference data between the low-noise pixel data and the filtered data of the low-noise pixel data. Therefore, the class code (address) is stored in the learning code. The learning value will be output correspondingly.
【0068】このROMテーブル92には、複数の係数
データセットがそれぞれ対応するクラスコードに応じた
各アドレスに記憶されている。各係数データセットはい
くつかの乗算係数を有しており、これらの乗算係数は、
コードが生成された差分ブロック信号に含まれる対応す
る値に乗算されて、対応する低ノイズ差分ブロック信号
の値を生成するためのものである。The ROM table 92 stores a plurality of coefficient data sets at respective addresses corresponding to the corresponding class codes. Each coefficient data set has several multiplication factors, and these multiplication factors are
The code is for multiplying a corresponding value included in the generated difference block signal to generate a value of the corresponding low noise difference block signal.
【0069】ROM92から各クラスコードに応じて読
み出された係数データセットは、差分データ生成回路9
4に送られるており、この差分データ生成回路94に
は、上記減算器86により生成された差分ブロック信号
が供給されている。差分データ生成回路94は、ROM
92からの係数データセットの各係数と減算器86から
の差分ブロック信号の対応する値とを乗算して加算する
ことにより、各低ノイズ画像データの差分データを生成
する。差分データ生成回路94により生成された低ノイ
ズサブデータは加算器98に送られ、この加算器98で
上記フィルタ84からの出力信号と加算されることによ
り、ノイズ低減画像信号の画素が生成され、この加算器
98からのノイズが低減された画像信号が出力端子10
0より取り出される。The coefficient data set read out from the ROM 92 according to each class code is the difference data generation circuit 9
4 and the difference data generation circuit 94 is supplied with the difference block signal generated by the subtractor 86. The difference data generation circuit 94 is a ROM
The difference data of each low noise image data is generated by multiplying each coefficient of the coefficient data set from 92 and the corresponding value of the difference block signal from the subtractor 86 and adding. The low-noise sub-data generated by the differential data generation circuit 94 is sent to the adder 98, and the adder 98 adds the low-noise sub-data to the output signal from the filter 84 to generate pixels of the noise-reduced image signal. The noise-reduced image signal from the adder 98 is output to the output terminal 10.
It is taken out from 0.
【0070】図13の装置の学習は、上記図7の装置の
場合の図8に示したものと同様な方法で行えるが、学習
工程のステップS20の代わりに、差分ブロック信号か
らのデータを用いた係数データを生成する点が異なって
いる。次に図14は、本発明の第8の実施例としてのノ
イズ低減装置を示している。この図14において、入力
画像信号が入力端子104に供給され、これがブロック
化回路106に送られる。このブロック化回路106で
は、入力画像信号を複数のブロック信号に分割してお
り、各ブロック信号は画像信号のノイズを低減するのに
適したノイズ除去フィルタ108に供給される。ノイズ
除去フィルタ108は、フィルタ処理されたブロック信
号を生成し、各信号をクラスコード発生回路112に送
っている。The learning of the apparatus of FIG. 13 can be performed by the same method as that shown in FIG. 8 in the case of the apparatus of FIG. 7, except that the data from the differential block signal is used instead of step S20 of the learning process. The difference is that the previously generated coefficient data is generated. Next, FIG. 14 shows a noise reducing apparatus as an eighth embodiment of the present invention. In FIG. 14, the input image signal is supplied to the input terminal 104, and this is sent to the blocking circuit 106. The blocking circuit 106 divides the input image signal into a plurality of block signals, and each block signal is supplied to a noise removal filter 108 suitable for reducing noise in the image signal. The noise removal filter 108 generates a filtered block signal and sends each signal to the class code generation circuit 112.
【0071】クラスコード発生回路112は、上記フィ
ルタ処理された各ブロック信号に対応するクラスコード
を発生する。各クラスコードは、対応するフィルタ処理
されたブロック信号が形成されたブロック信号よりも低
いノイズレベルを有する低ノイズ画像データを識別す
る。クラスコード発生回路112は各コードをROM1
14に供給する。このROM114は、複数の係数デー
タセットのそれぞれを対応するクラスコードに応じた各
アドレスに記憶している。ROM114は、各クラスコ
ードに応じて係数データセットを読み出して、ノイズ低
減画像データ生成回路118に送る。このノイズ低減画
像データ生成回路118には、上記クラスコードを生成
するための上記ノイズ除去フィルタ108からのフィル
タ処理されたブロック信号が供給されている。ノイズ低
減画像データ生成回路118は、上記係数データセット
の各係数と上記フィルタ処理されたブロック信号の対応
する値とを乗算してそれぞれを加算することによって、
ノイズ低減画像信号の低ノイズ画素を生成する。このノ
イズ低減画像データ生成回路118は、出力端子120
に順次画素を供給する。The class code generation circuit 112 generates a class code corresponding to each of the above-mentioned filtered block signals. Each class code identifies low noise image data that has a lower noise level than the block signal from which the corresponding filtered block signal was formed. The class code generation circuit 112 stores each code in the ROM 1
Supply to 14. This ROM 114 stores each of a plurality of coefficient data sets at each address corresponding to the corresponding class code. The ROM 114 reads the coefficient data set according to each class code and sends it to the noise reduced image data generation circuit 118. The noise reduced image data generation circuit 118 is supplied with the filtered block signal from the noise removal filter 108 for generating the class code. The noise-reduced image data generation circuit 118 multiplies each coefficient of the coefficient data set by the corresponding value of the filtered block signal and adds them,
Generating low noise pixels of the noise reduced image signal. The noise reduced image data generation circuit 118 has an output terminal 120.
To sequentially supply pixels.
【0072】上述のように、本発明実施例のノイズ低減
においては、ブロック化したノイズを含む画像に対して
クラス分類を行い、クラス(すなわち信号パターン)に
応じて予め学習されたテーブルからノイズ低減に作用す
るデータを出力し、そのデータからノイズが除去された
ブロックを生成することによりノイズのない画像を得る
ことでき、したがって、画像の劣化が少なく、また、画
像の形状,内容やシステムにかかわらず、良好にノイズ
を除去することができるようになされている。As described above, in the noise reduction of the embodiment of the present invention, the image classification including the blocked noise is performed, and the noise reduction is performed from the table previously learned according to the class (that is, the signal pattern). It is possible to obtain a noise-free image by outputting the data that acts on the image and generating a block from which the noise is removed. Therefore, there is little deterioration of the image, and the image shape, contents and system are not affected. Instead, the noise can be removed well.
【0073】すなわち、ディジタル画像信号において、
ノイズの混在した画像からノイズを除去しようとする場
合には、通常、フィルタリングにより画像を変形する
が、本発明実施例では、フィルタを用いるのではなく、
ブロック化した画像データを用いてパターン(クラス)
分類を行い、このクラス分類に応じて、予め学習された
ノイズのないデータをテーブルから取り出すことにより
ノイズを除去するようにしている。That is, in the digital image signal,
When trying to remove noise from an image in which noise is mixed, the image is usually deformed by filtering, but in the embodiment of the present invention, instead of using a filter,
Pattern (class) using blocked image data
The noise is removed by performing classification and extracting pre-learned noise-free data from the table according to this classification.
【0074】これにより、本実施例のノイズ低減装置に
よれば、例えばテレビカメラによって撮像された画像に
対するノイズ低減された画像を得ることができる。な
お、本発明は上述の実施例のみに限定されるものではな
く、例えば、ROMの代わりに種々のメモリ装置を用い
ることができる。また、上記種々の実施例はASIC等
のハードウェア回路回路として、あるいはマイクロプロ
セッサ、マイクロコンピュータ、ディジタル信号プロセ
ッサ等のプログラマブルデバイスを用いて、あるいはハ
ードウェア回路とプログラマブルデバイスとの組み合せ
の装置により実現できる。As a result, according to the noise reduction device of this embodiment, it is possible to obtain a noise-reduced image for an image picked up by, for example, a television camera. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various memory devices can be used instead of the ROM, for example. Further, the various embodiments described above can be realized as a hardware circuit circuit such as an ASIC, using a programmable device such as a microprocessor, a microcomputer, a digital signal processor, or an apparatus in which the hardware circuit and the programmable device are combined. .
【0075】ここで、本発明の特定の実施例については
図面を参照しながら詳述したが、本発明はこれらの厳密
な実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨のを
逸脱しない範囲で種々の変形や変更が行えることは勿論
である。Although specific embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to these strict embodiments and does not depart from the gist of the present invention. It goes without saying that various modifications and changes can be made within the range.
【0076】[0076]
【発明の効果】上述したように、本発明においては、ノ
イズを含む画像をブロック化してクラス分類したデータ
と低ノイズの画像をブロック化したデータとで予め学習
した結果を記憶しておき、入力画像を複数のブロックに
分割し、ブロック化されたデータを複数のクラスに分類
してその分類に対応するクラスコードを得て、このクラ
スコードに応じて入力画像に対応する低ノイズの画像を
出力するようにしているため、画像の劣化が少なく、ま
た、画像の形状,内容やシステムにかかわらず、良好に
ノイズを除去することができる。As described above, in the present invention, the result of learning in advance is stored with the data obtained by classifying the image containing noise into the blocks and classifying the data and the data obtained by blocking the image with low noise into the input. Divide the image into multiple blocks, classify the blocked data into multiple classes, obtain a class code corresponding to that class, and output a low-noise image corresponding to the input image according to this class code. Therefore, the deterioration of the image is small, and the noise can be satisfactorily removed regardless of the shape, content, and system of the image.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第1の実施例のノイズ低減装置の概略
構成を示すブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例におけるブロック信号の
構成についての説明に用いる図である。FIG. 2 is a diagram used for explaining a configuration of a block signal in the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例における学習を説明する
ためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining learning in the first embodiment of the present invention.
【図4】学習信号画像から原信号画像の予測を説明する
ための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining prediction of an original signal image from a learning signal image.
【図5】本発明の第2の実施例のノイズ低減装置の概略
構成を示すブロック回路図である。FIG. 5 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施例におけるブロック信号の
構成についての説明に用いる図である。FIG. 6 is a diagram used for explaining a configuration of a block signal in the second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施例のノイズ低減装置の概略
構成を示すブロック回路図である。FIG. 7 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device of a third exemplary embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施例における学習を説明する
ためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining learning in the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第4の実施例のノイズ低減装置の概略
構成を示すブロック回路図である。FIG. 9 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の実施例における学習を説明す
るためのフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart for explaining learning in the fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施例のノイズ低減装置の概
略構成を示すブロック回路図である。FIG. 11 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第6の実施例のノイズ低減装置の概
略構成を示すブロック回路図である。FIG. 12 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device of a sixth exemplary embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第7の実施例のノイズ低減装置の概
略構成を示すブロック回路図である。FIG. 13 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device of a seventh exemplary embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第8の実施例のノイズ低減装置の概
略構成を示すブロック回路図である。FIG. 14 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a noise reduction device according to an eighth exemplary embodiment of the present invention.
【図15】従来のノイズ低減装置の概略構成を示すブロ
ック回路図である。FIG. 15 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional noise reduction device.
2,7,13,32,52,66,82,106 ブロ
ック化回路
3,8,16,38,54,68,90,112 クラ
スコード発生回路
4,9,17,40,56,70,92,114 RO
Mテーブル
10 ブロック分解回路
14,34,84,108 フィルタ2, 7, 13, 32, 52, 66, 82, 106 Blocking circuit 3, 8, 16, 38, 54, 68, 90, 112 Class code generating circuit 4, 9, 17, 40, 56, 70, 92 , 114 RO
M table 10 block decomposition circuit 14, 34, 84, 108 filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西片 丈晴 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−42682(JP,A) 特開 平3−285461(JP,A) 特開 平4−8070(JP,A) 特開 平5−167892(JP,A) 特開 平5−137026(JP,A) 特開 平4−207292(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/14 - 5/217 G06T 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takeharu Nishikata 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Within Sony Corporation (56) Reference JP-A-4-42682 (JP, A) JP-A 3-285461 (JP, A) JP-A-4-8070 (JP, A) JP-A-5-167892 (JP, A) JP-A-5-137026 (JP, A) JP-A-4-207292 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/14-5/217 G06T 5/00
Claims (18)
た画像信号を出力するノイズ低減装置において、 上記入力画像信号を複数のブロックに分割するブロック
化手段と、 ブロック化されたデータを用いたパターン分類により各
ブロックを複数のクラスに分類してその分類されたクラ
スに対応するクラスコードを出力するクラス分類手段
と、 上記各ブロックのクラスコードに応じて上記入力画像信
号の当該ブロックに対応するノイズ低減された画像信号
を出力するノイズ低減画像信号出力手段とを有してなる
ことを特徴とするノイズ低減装置。1. A noise reduction device for outputting an image signal in which noise is reduced compared to an input image signal, wherein a blocking means for dividing the input image signal into a plurality of blocks and block data are used. Class classification means for classifying each block into a plurality of classes by pattern classification and outputting a class code corresponding to the classified class; and corresponding to the block of the input image signal according to the class code of each block. A noise reduction device, comprising: a noise reduction image signal output means for outputting a noise-reduced image signal.
イズを含む画像のブロックをクラス分類して得られたク
ラスコードに対応するノイズ低減された低ノイズ画像デ
ータを記憶する記憶手段を有し、この記憶手段は、上記
ノイズ低減画像信号を生成するために、上記クラス分類
手段により発生されたクラスコードをアドレスとして低
ノイズ画像データが読み出すようになされることを特徴
とする請求項1記載のノイズ低減装置。2. The noise reduced image signal output means has a storage means for storing noise reduced low noise image data corresponding to a class code obtained by classifying blocks of an image containing noise. 2. The noise according to claim 1, wherein the storage means is adapted to read the low noise image data with the class code generated by the class classification means as an address in order to generate the noise reduced image signal. Reduction device.
ズ画像信号とを用い、ノイズを含む画像信号をブロック
化したブロックのクラスコードと、上記低ノイズ画像信
号の対応するブロックの画像データとに基づいて、同じ
クラスコードに対応する低ノイズ画像信号の画像データ
から代表的な低ノイズ画像データを予め求めておき、 上記記憶手段は、上記クラスコードをアドレスとして当
該クラスコードに対応する上記代表的な低ノイズ画像デ
ータを記憶するようになされることを特徴とする請求項
2記載のノイズ低減装置。3. A class code of a block obtained by blocking an image signal containing noise using an image signal containing noise and a corresponding low noise image signal, and image data of a block corresponding to the low noise image signal. Based on the image data of the low-noise image signal corresponding to the same class code, representative low-noise image data is obtained in advance, and the storage means uses the class code as an address for the representative low-noise image data. 3. The noise reduction apparatus according to claim 2, wherein the low noise image data is stored.
あり、上記記憶手段は、各クラスコードをアドレスとし
てそれぞれ対応する画素データを記憶し、上記クラス分
類手段により発生されたクラスコードをアドレスとして
上記画素データを読み出すことで低ノイズ画像データを
出力するようになされることを特徴とする請求項3記載
のノイズ低減装置。4. The low-noise image data is pixel data, the storage means stores corresponding pixel data using each class code as an address, and the class code generated by the class classification means is used as an address. 4. The noise reduction device according to claim 3, wherein low noise image data is output by reading pixel data.
の画素データであり、上記記憶手段は、各クラスコード
をアドレスとしてそれぞれ対応するブロック単位の画素
データを記憶し、上記クラス分類手段により発生された
クラスコードをアドレスとして上記ブロック単位の画素
データを読み出すことで低ノイズ画像データを出力する
ようになされることを特徴とする請求項3記載のノイズ
低減装置。5. The low noise image data is pixel data in block units, and the storage means stores pixel data in block units corresponding to each class code as an address, and is generated by the class classification means. 4. The noise reduction device according to claim 3, wherein low noise image data is output by reading the pixel data in block units with a class code as an address.
タを画像信号ラインの順序に配列されたノイズ低減画像
信号に変換する変換手段を有することを特徴とする請求
項5記載のノイズ低減装置。6. The noise reduction device according to claim 5, further comprising a conversion unit for converting the pixel data of the low noise block unit into a noise reduced image signal arranged in the order of image signal lines.
ノイズ低減フィルタ出力に対してクラス分類処理を施す
ことを特徴とする請求項1記載のノイズ低減装置。7. The noise reduction device according to claim 1, wherein the class classification means performs class classification processing on the noise reduction filter output of the input image signal.
れた画像信号をフィルタリングするフィルタ手段と、 上記ブロック化手段からのブロック化された画像信号と
上記フィルタ手段からの出力信号との差分を出力する差
分出力手段とを有し、 上記クラス分類手段は、上記差分出力手段からの差分に
対してクラス分類処理を施してクラスコードを発生し、 上記ノイズ低減画像信号出力手段は、上記クラスコード
に応じた上記差分出力手段からの差分を用いてノイズ低
減された画像データの差分データを出力する差分データ
生成手段を有することを特徴とする請求項1記載のノイ
ズ低減装置。8. A filter means for filtering the blocked image signal from the blocking means, and a difference between the blocked image signal from the blocking means and the output signal from the filter means. Difference output means, the class classification means performs class classification processing on the difference from the difference output means to generate a class code, and the noise reduced image signal output means is responsive to the class code. 2. The noise reduction device according to claim 1, further comprising difference data generation means for outputting difference data of the noise-reduced image data using the difference from the difference output means.
記差分データ生成手段からの出力信号と、上記フィルタ
手段からの出力信号とを加算する加算手段を有すること
を特徴とする請求項8記載のノイズ低減装置。9. The noise-reduced image signal output means includes an addition means for adding an output signal from the difference data generation means and an output signal from the filter means. Noise reduction device.
ノイズを含む画像のブロックをクラス分類して得られた
クラスコードに対応する係数データを記憶する記憶手段
と、この記憶手段から読み出された係数データを上記入
力画像信号のブロックの対応する値に乗算して低ノイズ
画像データを得るノイズ低減画像データ生成手段とを有
し、 上記記憶手段は、上記ノイズ低減画像信号を生成するた
めに、上記クラス分類手段により発生されたクラスコー
ドをアドレスとして上記係数データが読み出すようにな
されることを特徴とする請求項1記載のノイズ低減装
置。10. The noise reduced image signal output means comprises:
Storage means for storing coefficient data corresponding to a class code obtained by classifying blocks of an image containing noise, and coefficient data read from the storage means into a corresponding value of the block of the input image signal. Noise reduction image data generation means for multiplying to obtain low noise image data, and the storage means uses the class code generated by the class classification means as an address to generate the noise reduction image signal. The noise reduction device according to claim 1, wherein coefficient data is read out.
された画像信号をフィルタリングするフィルタ手段と、 上記ブロック化手段からのブロック化された画像信号と
上記フィルタ手段からの出力信号との差分を出力する差
分出力手段とを有し、 上記クラス分類手段は、上記差分出力手段からの差分に
対してクラス分類処理を施してクラスコードを発生し、 上記ノイズ低減画像信号出力手段は、ノイズを含む画像
のブロックをクラス分類して得られたクラスコードに対
応する係数データを記憶する記憶手段と、この記憶手段
から読み出された係数データを上記入力画像信号のブロ
ックの対応する値に乗算して低ノイズ画像データとノイ
ズを含む画像との差分データを得る差分データ生成手段
とを有することを特徴とする請求項1記載のノイズ低減
装置。11. A filter means for filtering the blocked image signal from the blocking means, and a difference between the blocked image signal from the blocking means and the output signal from the filter means. A difference output unit, the class classification unit performs a class classification process on the difference from the difference output unit to generate a class code, and the noise reduced image signal output unit includes a noise-containing image Storage means for storing coefficient data corresponding to a class code obtained by classifying blocks, and coefficient data read from the storage means is multiplied by a corresponding value of the block of the input image signal to reduce noise. The noise according to claim 1, further comprising difference data generation means for obtaining difference data between the image data and an image containing noise. Reduction device.
上記差分データ生成手段からの出力信号と、上記フィル
タ手段からの出力信号とを加算する加算手段を有するこ
とを特徴とする請求項11記載のノイズ低減装置。12. The noise reduced image signal output means comprises:
The noise reducing device according to claim 11, further comprising an adding unit that adds an output signal from the difference data generating unit and an output signal from the filtering unit.
れた画像信号を出力するノイズ低減方法において、 上記入力画像信号を複数のブロックに分割するブロック
化工程と、 ブロック化されたデータを用いたパターン分類により各
ブロックを複数のクラスに分類してその分類されたクラ
スに対応するクラスコードを出力するクラス分類工程
と、 上記各ブロックのクラスコードに応じて上記入力画像信
号の当該ブロックに対応するノイズ低減された画像信号
を出力するノイズ低減画像信号出力工程とを有してなる
ことを特徴とするノイズ低減方法。13. A noise reduction method for outputting an image signal in which noise is reduced compared to an input image signal, wherein a blocking step of dividing the input image signal into a plurality of blocks and blocked data are used. A class classification step of classifying each block into a plurality of classes by pattern classification and outputting a class code corresponding to the classified class; and corresponding to the block of the input image signal according to the class code of each block. And a noise reduction image signal output step of outputting a noise-reduced image signal.
は、ノイズを含む画像のブロックをクラス分類して得ら
れたクラスコードに対応するノイズ低減された低ノイズ
画像データを記憶する記憶手段を用い、この記憶手段
は、上記ノイズ低減画像信号を生成するために、上記ク
ラス分類手段により発生されたクラスコードをアドレス
として低ノイズ画像データが読み出すようになされるこ
とを特徴とする請求項13記載のノイズ低減方法。14. The noise-reduced image signal output step uses storage means for storing noise-reduced low-noise image data corresponding to a class code obtained by classifying blocks of an image containing noise. 14. The noise reduction according to claim 13, wherein the storage means reads the low noise image data by using the class code generated by the class classification means as an address in order to generate the noise reduced image signal. Method.
イズ画像信号とを用い、ノイズを含む画像信号をブロッ
ク化したブロックのクラスコードと、上記低ノイズ画像
信号の対応するブロックの画像データとに基づいて、同
じクラスコードに対応する低ノイズ画像信号の画像デー
タから代表的な低ノイズ画像データを予め求めておき、 上記記憶手段は、上記クラスコードをアドレスとして当
該クラスコードに対応する上記代表的な低ノイズ画像デ
ータを記憶するようになされることを特徴とする請求項
14記載のノイズ低減方法。15. A class code of a block obtained by blocking an image signal containing noise using an image signal containing noise and a corresponding low noise image signal, and image data of a block corresponding to the low noise image signal. Based on the image data of the low-noise image signal corresponding to the same class code, representative low-noise image data is obtained in advance, and the storage means uses the class code as an address for the representative low-noise image data. 15. The noise reduction method according to claim 14, wherein the low noise image data is stored.
のノイズ低減フィルタ出力に対してクラス分類を行うこ
とを特徴とする請求項13記載のノイズ低減方法。16. The noise reduction method according to claim 13, wherein the class classification step classifies the noise reduction filter output of the input image signal.
とそのノイズ低減フィルタ出力との差分に対してクラス
分類を行うことを特徴とする請求項13記載のノイズ低
減方法。17. The noise reduction method according to claim 13, wherein the class classification step performs class classification on the difference between the input image signal and the output of the noise reduction filter.
は、ノイズを含む画像のブロックをクラス分類して得ら
れたクラスコードに対応する係数データを記憶する記憶
手段を用い、この記憶手段から読み出された係数データ
を上記入力画像信号のブロックの対応する値に乗算して
低ノイズ画像データを得るノイズ低減画像データ生成工
程を有し、 上記記憶手段は、上記ノイズ低減画像信号を生成するた
めに、上記クラス分類手段により発生されたクラスコー
ドをアドレスとして上記係数データが読み出すようにな
されることを特徴とする請求項13記載のノイズ低減方
法。18. The noise-reduced image signal output step uses storage means for storing coefficient data corresponding to a class code obtained by classifying blocks of an image containing noise, and is read from the storage means. And a noise-reduced image data generating step of multiplying the corresponding value of the block of the input image signal by a corresponding value of the block of the input image signal to obtain low-noise image data. 14. The noise reduction method according to claim 13, wherein the coefficient data is read using the class code generated by the class classification means as an address.
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- 1994-08-26 JP JP22575094A patent/JP3486975B2/en not_active Expired - Lifetime
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