JPH04270475A

JPH04270475A - 画像雑音除去装置

Info

Publication number: JPH04270475A
Application number: JP3030546A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamata; 洋鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1992-09-25
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JP2585872B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，画像処理装置に用いら
れる画像雑音除去装置に関する。画像処理装置は，人間
と同様な視覚情報を処理できる装置として，ＦＡ検査・
無人監視装置・無人搬送車などに盛んに応用されている
。また，その潜在需要は非常に高いので，研究開発はさ
らに盛んに行われている。画像処理装置において，外界
の光の散乱などによる画像の雑音を除去する画像雑音除
去部の役割は極めて大きい。これは，画像の雑音を効率
よく除去することにより，初めて本来の処理対象の認識
を有効に行えるからである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来技術の説明図，図１０は従来
技術による雑音除去の例を示す。画像処理装置には，二
値画像を入力とするもの，濃淡画像を入力とするもの，
カラー画像を入力とするものがある。どれも同様である
ので，二値画像を入力とする画像処理装置について主に
説明する。また，注目画素の近傍は，３×３の画素領域
とする。さらに，二値の値は，０（白と呼ぶ）か１（黒
と呼ぶ）とする。

【０００３】従来の二値画像を入力とする画像雑音除去
装置においては，図９の（イ）に示すように，例えば３
×３の画素領域について，画素９０の状態を判定し，中
央の注目画素とその周辺の画素の値から，孤立した白点
（値が０）や黒点（値が１）を除去する処理が行われて
いる。即ち，図９の（ロ）および（ハ）に示すように，
注目画素の上下左右斜めの画素が全て白点である場合に
は注目画素の値も白点に更新し，注目画素の上下左右斜
めの画素が全て黒点である場合には注目画素の値も黒点
に更新する。

【０００４】従来の画像雑音除去装置の構成は，図９の
（ニ）に示すようになっている。注目画素値入力部９１
は，注目画素の値を走査線の順に入力する。周辺画素値
入力部９２は，注目画素の上下左右斜めの画素の値を走
査線の順に入力する。ＡＮＤ回路９３は，周辺画素値入
力部９２に入力された画素の値のＡＮＤ値を求める。Ｏ
Ｒ回路９４は，周辺画素値入力部９２に入力された画素
の値のＯＲ値を求める。注目画素値判定出力部９５は，
ＡＮＤ回路９３の出力値が１の場合には１を出力し，Ｏ
Ｒ回路９４の出力値が０の場合には０を出力し，その他
の場合には注目画素値入力部９１の出力値を出力する。

【０００５】従来の濃淡画像を入力とする画像雑音除去
装置においては，孤立した画素値を近傍の画素値の平均
値で置き換える処理を行う。従来のカラー画像を入力と
する画像雑音除去装置においては，ＲＧＢの各信号線が
二値画像か濃淡画像であるかに従い，前述の従来方式を
適用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像雑音除去装
置は，孤立した雑音しか除去できないという欠点がある
。一般の画像画面は，６４０×４８０画素か５１２×５
１２画素と多くの画素からなっており，孤立点以外の多
くの雑音がある。例えば，２点の孤立した雑音などがあ
る。

【０００７】例えば，図１０の（イ）に示すような画像
データの入力があったとする。本来の画像は縦線のみで
あるが，１点ないし２点の孤立した雑音がある。従来の
画像雑音除去装置では，孤立した点の雑音である■■■
は除去できるが，■■■■■の雑音を除去することはで
きない。したがって，従来の画像雑音除去装置による処
理結果は，図１０の（ロ）に示すようになる。本発明は
上記問題点の解決を図り，効率よく画像の雑音を除去す
る手段を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の構
成例を，図１に示す。図１に示す画像雑音除去装置は，
二値の画像データを入力して雑音を除去する。そのため
，注目画素近傍値入力部１０と注目画素値変更出力部１
１とを有する。注目画素近傍値入力部１０は，注目画素
の近傍領域における画素値を入力するものである。注目
画素値変更出力部１１は，注目画素の近傍領域において
，値が１の画素の数があらかじめ設定された白判定値以
下の場合には注目画素の値を０にし，値が１の画素の数
があらかじめ設定された黒判定値以上の場合には注目画
素の値を１にし，その他の場合には注目画素の値を変更
しないようにして，雑音を除去した画像データを出力す
るものである。なお，注目画素の近傍領域における画素
値として，注目画素自身を含めるようにしてもよく，含
めないようにしてもよい。以下の発明でも同様である。

【０００９】請求項２記載の発明の構成例を，図２に示
す。図２に示す画像雑音除去装置は，濃淡画像の画像デ
ータを入力して雑音を除去する。そのため，注目画素の
近傍領域における画素値を入力する注目画素近傍値入力
部２０と，注目画素の近傍領域において，ある下限値以
下の値を持つ画素の数があらかじめ設定された数以上の
場合には注目画素の値を前記下限値以下の画素の値の平
均値に更新し，ある上限値以上の値を持つ画素の数があ
らかじめ設定された数以上の場合には注目画素の値を前
記上限値以上の画素の値の平均値に更新し，その他の場
合には注目画素の値を変更しない注目画素値変更出力部
２１を備えている。

【００１０】請求項３記載の発明は，カラーＲＧＢ画像
を入力とする画像雑音除去装置に関するものである。こ
の発明に係る装置は，ＲＧＢの各信号ごとに，図１また
は図２に示す注目画素近傍値入力部１０または２０と，
注目画素値変更出力部１１または２１とを備えている。

【００１１】請求項４記載の発明の構成例を，図３に示
す。注目画素近傍値入力部３０および注目画素値変更出
力部３１の構成は，図１または図２と同様である。この
発明では，注目画素値変更出力部３１の出力値を一時的
に格納する画像一時格納部３６を備えている。そして，
注目画素の近傍値として，既に注目画素値変更出力部３
１により処理を行った画素については，画像一時格納部
３６からの入力により，更新済みの画素の値を用いるよ
うにしている。

【００１２】請求項５記載の発明では，図１ないし図３
に示すような画像雑音除去装置を，多段に組み合わせて
構成する。

【００１３】請求項６記載の発明の構成例を，図４に示
す。注目画素近傍値入力部４０は，注目画素の近傍値か
らアドレスを生成するアドレス変換部４２を持つ。注目
画素値変更出力部４１は，注目画素の近傍値から生成さ
れるアドレスに対応した位置に，あらかじめ請求項１ま
たは請求項２の記載のような注目画素の変更条件に応じ
た出力値を記憶するメモリ４３によって構成され，注目
画素近傍値入力部４０が生成したアドレスによってその
メモリ４３を参照することにより，注目画素の値を変更
し，雑音を除去する。

【００１４】

【作用】本発明は孤立した１点の雑音を除去するだけで
なく，一般の雑音を除去するために従来の孤立点除去の
考えを拡張したものである。孤立した黒点の雑音の場合
には，注目画素の３×３の画素の近傍における黒点の数
は１であり，孤立した白点の雑音の場合には，注目画素
の３×３の画素の近傍における黒点の数は８であること
に着眼した。そして，注目画素の近傍における黒点の数
に従って，注目画素の値を更新するように拡張したもの
である。

【００１５】即ち，二値画像を入力とする画像雑音除去
装置において，注目画素の近傍領域において，値が１の
画素の数が一定数以下の時は注目画素の値を０にし，値
が１の画素の数が一定数以上の場合には該画素値を１に
し，その他の場合には該画素値を変更しないようにする
。なお，このときの閾値を外部から設定可能にすれば，
種々の環境に応じて，適切に雑音を除去することも可能
となる。

【００１６】また，濃淡画像を入力する場合には，注目
画素の近傍領域において，ある下限値以下の値を持つ画
素の数があらかじめ設定された数以上の場合には注目画
素の値をその下限値以下の画素の値の平均値に更新し，
ある上限値以上の値を持つ画素の数があらかじめ設定さ
れた数以上の場合には注目画素の値をその上限値以上の
画素の値の平均値に更新し，その他の場合には注目画素
の値を変更しないようにする。

【００１７】カラーＲＧＢ画像を入力とする画像雑音除
去装置では，ＲＧＢの各信号ごとに，前記二値画像また
は濃淡画像に対する雑音除去の処理を行う。

【００１８】注目画素の近傍値として，既に雑音除去の
処理を行った画素については，それをフィードバックさ
せ，その更新済みの画素の値を用いるようにしてもよい
。また，以上のような画像雑音除去装置を多段に組み合
わせることにより，雑音除去の効果をさらに高めること
も可能である。

【００１９】注目画素の近傍領域における画素値を，そ
の都度判定して雑音の除去を行うのではなく，注目画素
の近傍値から生成されるアドレスによるメモリのテーブ
ル検索方式により，注目画素の値を決定するようにして
もよい。

【００２０】

【実施例】最初に，図１の構成例について説明する。注
目画素近傍値入力部１０は，注目画素の３×３の近傍の
画素値を入力する。黒画素数合計部１２は，注目画素近
傍値入力部１０に格納された画素値のうち黒（値が１）
であるものの数を合計する。合計値は０〜８（注目画素
を含める場合には０〜９）となる。白判定値格納部１３
と黒判定値格納部１４には，あらかじめ整数値を順に「
白判定値」，「黒判定値」として格納しておく。ただし
，白判定値は黒判定値よりも小さい値を格納しておくも
のとする。

【００２１】注目画素値判定出力部１５は，黒画素数合
計部１２の出力値が，白判定値以下の場合には注目画素
の値を白（値が０）として出力し，黒判定値以上の場合
には注目画素の値を黒（値が１）として出力し，その他
の場合には注目画素の元の値をそのまま出力する。

【００２２】図５は，本発明の実施例の画像雑音除去装
置による処理結果である。図５の（イ）に示す入力画像
に対し，図１の白判定値格納部１３に格納する白判定値
を“２”，黒判定値格納部１４に格納する黒判定値を“
７”として，処理をしている。入力画像は，従来技術の
例で説明した図１０の（イ）と同様であるが，本発明の
実施例では，図１０の（ロ）に示す従来技術に比べて，
図５の（ロ）に示すように，雑音がきれいに除去されて
いることが分かる。

【００２３】図６の（イ）は，図５の（イ）に示す画像
よりも，さらに雑音の多い入力画像の例を示している。本発明の実施例により，白判定値を“４”，黒判定値を
“５”として雑音を除去すると，処理結果は，図６の（
ロ）に示すようになる。ほぼ雑音が除去されていること
が分かる。さらに，本発明の画像雑音除去装置を多段に
組み合わせることによって，雑音をより一層除去するこ
とができる。

【００２４】次に，図２に示す濃淡画像を入力とする場
合の本発明の構成例を説明する。注目画素近傍値入力部
２０は，注目画素の近傍の画素値を入力する。入力は，
例えば３×３の画素の近傍の値である。下限値格納部２
２には，「下限値」を格納してある。下限値以下計数部
２３は，注目画素近傍値入力部２０に格納した画素値の
うちで「下限値」以下の画素の値とその画素数を計数す
る。

【００２５】上限値格納部２４には，「上限値」を格納
してある。上限値以上計数部２５は，注目画素近傍値入
力部２０に格納した画素値のうちで「上限値」以上の画
素の値とその画素数を計数する。下限平均数格納部２６
には，「下限平均数」を格納しておく。上限平均数格納
部２７には，「上限平均数」を格納しておく。

【００２６】注目画素値判定出力部２８は，下限値以下
計数部２３が計数した画素数が「下限平均数」よりも多
い場合には，その「下限値」以下の画素値の平均値を出
力する。上限値以上計数部２５が計数した画素数が「上
限平均数」よりも多い場合には，その「上限値」以上の
画素値の平均値を出力する。その他の場合には，注目画
素の値をそのまま出力する。

【００２７】図３に示す本発明の構成例は，次のように
なっている。この実施例は，注目画素の近傍値として，
既に処理を行った画素については更新済みの画素値を用
いるものである。図１または図２に示す構成例と異なる
点について記す。画像一時格納部３６は，画像１画面を
一時的に格納する。注目画素近傍値入力部３０は，画像
一時格納部３６から順に注目画素の近傍の画素値を入力
する。注目画素値判定出力部３５は，決定した注目画素
の値を外部に出力すると共に，画像一時格納部３６に格
納する。

【００２８】このように，雑音除去結果を元の画像にフ
ィードバックすることによって，より雑音を除去する効
果を得ることができる。

【００２９】図４に示す本発明の構成例は，メモリを用
いて，雑音を除去した出力値を得るようにしたものであ
る。例えば３×３の画素の近傍値が決まれば，注目画素
の値をいくらにすべきかが決まる。そこで，出力値設定
部４６は，注目画素の近傍領域における画素がとり得る
値のすべてについて，白判定値格納部４４および黒判定
値格納部４５によって，事前に出力値を求め，その求め
た出力値を，メモリ４３内の注目画素の近傍値から生成
されるアドレスの位置に格納しておく。

【００３０】実際に使用する場合には，注目画素近傍値
入力部４０において，アドレス変換部４２により，画像
データ入力による注目画素の近傍値をアドレスに変換し
，メモリ４３をリードすれば，図１に示す画像雑音除去
装置などと同等の結果を，高速に得ることができる。

【００３１】図７は，図４に示す構成例をさらに具体的
に示したものである。以下，図７の（イ）に従って説明
する。

【００３２】アドレス変換部４２は，実時間で流れて来
る画像データ入力を一定の規則に従ってアドレス情報に
変換する。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）部７０は，２
ｔｏ１セレクタ７１に対して選択信号線を出している。２ｔｏ１セレクタ７１は，アドレス変換部４２で求めた
アドレスか，ＭＰＵ部７０から出されるアドレスの一方
を選択してメモリ４３に出力する。

【００３３】アドレス変換部４２で求めたアドレスが選
択された場合，そのアドレスでメモリ４３はリードされ
，その数値が画像データとして出力される。ＭＰＵ部７
０のアドレスが選択された場合には，メモリ４３はＭＰ
Ｕ部７０からのリード／ライト／データ線の制御に従い
，リード／ライトされる。

【００３４】実際に，画像雑音除去装置として機能させ
る場合には，まず２ｔｏ１セレクタ７１においてＭＰＵ
部７０のアドレスが選択され，メモリ４３に適切なデー
タがライトされる。その後，２ｔｏ１セレクタ７１にお
いて，アドレス変換部４２からのアドレスデータが選択
され，入力した画像データに従って雑音を除去した画像
データがメモリ４３から出力される。

【００３５】図７の（ロ）は，アドレス変換部４２の実
施例である。この実施例は，注目画素の近傍として，３
×３の領域をとっている。ラインバッファ７３，７４は
，画像の１行分のバッファであり，入力された画像に対
して１行分遅れて画像を出力する。Ａ０〜Ａ８はレジス
タであり，入力された画像に対して１画素分遅れて画像
を出力する。これらにより，アドレス変換部４２は，ア
ドレス情報としてＡ０〜Ａ８を出力する。

【００３６】図７の（ハ）は，Ａ０〜Ａ８のレジスタと
画素の対応関係を示している。◎が注目画素であり，処
理ごとに１画素ずつ右へ移動する。Ａ０がこの注目画素
の値を持ち，Ａ１〜Ａ８が近傍の画素の値を持つ。

【００３７】Ａ０〜Ａ８のレジスタとメモリのアドレス
との対応は，この例では，図７の（ニ）に示すようにな
っている。Ａ０が最上位ビット（ＭＳＢ）に対応し，Ａ
８が最下位ビット（ＬＳＢ）に対応している。

【００３８】図７の（イ）に示すＭＰＵ部７０は，メモ
リ４３にデータを書き込むプログラムによる出力値設定
部４６を動作させる。そのデータを書き込む論理のフロ
ーチャートは，例えば図８に示すようになっている。以
下，図８に示す（ａ）　〜（ｊ）　に従って説明する。説明を簡単にするために，二値画像の場合を例にしてい
る。

【００３９】（ａ）　白判定値と黒判定値とを外部から
指定されたスイッチまたは初期デフォルト値などにより
設定する。（ｂ）　アドレスＡ０〜Ａ８として，オール０を設定す
る。

【００４０】（ｃ）　黒画素数としてＡ０からＡ８の中
で値が“１”のものの数を求める。（ｄ）　〜（ｅ）　黒画素数が白判定値以下の場合，メ
モリ４３におけるアドレスＡ０〜Ａ８の位置に，“０”
のデータを書く。（ｆ）　〜（ｇ）　黒画素数が黒判定値以上の場合，メ
モリ４３におけるアドレスＡ０〜Ａ８の位置に，“１”
のデータを書く。（ｈ）　それ以外の場合には，メモリ４３におけるアド
レスＡ０〜Ａ８の位置に，データとしてＡ０の値を書く
。

【００４１】（ｉ）　アドレスＡ０〜Ａ８が，最大（オ
ール１）になったかどうかを判定する。最大になったな
らば，処理を終了する。以後，設定したメモリ４３の内
容により効率よく雑音を除去することが可能になる。（ｊ）　アドレスＡ０〜Ａ８が最大でなければ，アドレ
スＡ０〜Ａ８を１つ進め，処理（ｃ）　へ戻って同様に
処理を繰り返す。

【００４２】図７の（イ）に示すような画像雑音除去装
置を多段に組み合わせることにより，さらに強力な雑音
除去を行うことができる。このとき，明らかにＭＰＵ部
７０は共有することができる。

【００４３】以上，本発明のモノクロ画像に対する実施
例を述べてきたが，本発明はカラーＲＧＢ画像を入力と
する画像雑音除去装置に対しても，ＲＧＢの各信号毎に
モノクロ画像に対する実施例を適用することで適用でき
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
画像中に含まれる様々な雑音を効率よく除去することが
でき，きれいな画像を得ることができる。画像処理装置
に用いることにより，物体などの認識精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成例を示す図である。

【図２】本発明の構成例を示す図である。

【図３】本発明の構成例を示す図である。

【図４】本発明の構成例を示す図である。

【図５】本発明による雑音除去の例を示す図である。

【図６】本発明による雑音除去の例を示す図である。

【図７】本発明の実施例を示す図である。

【図８】本発明の実施例による出力値設定部の処理フロ
ーチャートである。

【図９】従来技術の説明図である。

【図１０】従来技術による雑音除去の例を示す図である
。

【符号の説明】

１０　　　　注目画素近傍値入力部１１　　　　注目画素値変更出力部１２　　　　黒画素数合計部１３　　　　白判定値格納部１４　　　　黒判定値格納部１５　　　　注目画素値判定出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　二値画像を入力とする画像雑音除去装
置において，注目画素の近傍領域における画素値を入力
する注目画素近傍値入力手段（１０）と，注目画素の近
傍領域において，値が１の画素の数があらかじめ設定さ
れた白判定値以下の場合には注目画素の値を０にし，値
が１の画素の数があらかじめ設定された黒判定値以上の
場合には注目画素の値を１にし，その他の場合には注目
画素の値を変更しない注目画素値変更出力手段（１１）
とを備えたことを特徴とする画像雑音除去装置。
【請求項２】　　濃淡画像を入力とする画像雑音除去装
置において，注目画素の近傍領域における画素値を入力
する注目画素近傍値入力手段（２０）と，注目画素の近
傍領域において，ある下限値以下の値を持つ画素の数が
あらかじめ設定された数以上の場合には注目画素の値を
前記下限値以下の画素の値の平均値に更新し，ある上限
値以上の値を持つ画素の数があらかじめ設定された数以
上の場合には注目画素の値を前記上限値以上の画素の値
の平均値に更新し，その他の場合には注目画素の値を変
更しない注目画素値変更出力手段（２１）とを備えたこ
とを特徴とする画像雑音除去装置。
【請求項３】　　カラーＲＧＢ画像を入力とする画像雑
音除去装置において，ＲＧＢの各信号ごとに，請求項１
または請求項２記載の注目画素近傍値入力手段（１０，
２０）　と，請求項１または請求項２記載の注目画素値
変更出力手段（１１，２１）　とを備えたことを特徴と
する画像雑音除去装置。
【請求項４】　　請求項１，請求項２または請求項３記
載の画像雑音除去装置において，前記注目画素値変更出
力手段の出力値を一時的に格納する画像一時格納手段（
３６）を備え，注目画素の近傍値として，既に前記注目
画素値変更出力手段により処理を行った画素については
，前記画像一時格納手段（３６）からの入力により，更
新済みの画素の値を用いるようにしたことを特徴とする
画像雑音除去装置。
【請求項５】　　請求項１，請求項２，請求項３または
請求項４記載の画像雑音除去装置を，多段に組み合わせ
て構成したことを特徴とする画像雑音除去装置。
【請求項６】　　請求項１，請求項２，請求項３，請求
項４または請求項５記載の画像雑音除去装置において，
前記注目画素近傍値入力手段は，注目画素の近傍値から
アドレスを生成する手段（４２）を持ち，前記注目画素
値変更出力手段は，注目画素の近傍値から生成されるア
ドレスに対応した位置に，あらかじめ前記注目画素の変
更条件に応じた出力値を記憶するメモリ（４３）によっ
て構成され，前記注目画素近傍値入力手段が生成したア
ドレスによってそのメモリ（４３）を参照することによ
り，注目画素の値を変更することを特徴とする画像雑音
除去装置。