JPH07105365A - 孤立点除去装置 - Google Patents

孤立点除去装置

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JPH07105365A
JPH07105365A JP5216753A JP21675393A JPH07105365A JP H07105365 A JPH07105365 A JP H07105365A JP 5216753 A JP5216753 A JP 5216753A JP 21675393 A JP21675393 A JP 21675393A JP H07105365 A JPH07105365 A JP H07105365A
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JP
Japan
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isolated point
processing circuit
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JP5216753A
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Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
Hideo Nakaya
秀雄 中屋
Takeharu Nishikata
丈晴 西片
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 ビデオデータメモリ11はビデオ入力信号x
を記憶する。2次微分処理回路12はビデオデータメモ
リ11を介した画像データXの特徴を2次微分処理によ
って検出する。正規化処理岐路13は2次微分処理回路
12の出力の数サンプルからブロックを構成し、このブ
ロック内で画像データのレベル方向に対して正規化を行
い上記特徴を2値化する。孤立点判断処理回路14は正
規化処理回路13の2値化出力から孤立点を判断する。
メディアンフィルタ処理回路15は孤立点判断処理回路
14が孤立点を判断した画像データに対してメディアン
フィルタ処理を行う。そして、画像データXに孤立点が
あると判断したときにメディアンフィルタ処理回路15
からメディアンフィルタ処理を施した画像データyを出
力する。 【効果】 冗長度が不必要で、エラーの増加に対しても
強くかつ伝送効率が良い状態で相関性の強いディジタル
信号から孤立点を判断し除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、相関性の強いディジタ
ル信号からパルス性の強いエラーである孤立点を判断し
除去する孤立点除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、相関性の強いディジタル信号にお
いて、パルス性の強いエラーが原因の符号誤りに対応す
るために、誤り訂正符号を用いた訂正が行われてきた。
【0003】通常、符号誤りを検出するには、パリティ
・チェックやCRCC(巡回符号)用いた方法等の誤り
検出を行っている。例えば、パリティ・チェックは、情
報ビットの他に1ビットの検査ビット(パリティ)を余
分に用意し、情報ビット中の「1」の数、「0」の数が
偶数になるかあるいは奇数になるかで符号誤りを検出す
る方法であり、符号誤りが1ビットしか生じていなけれ
ば、必ず符号誤りを検出できる。しかし、このパリティ
・チェックは、2ビット以上の符号誤りが生じる確率が
低い場合にしか有効ではない。
【0004】これに対し、例えば、CRCCを用いた方
法では、任意の長さの検査ビットが使え、検査能力が情
報ビットと検査ビットから構成されるブロックの大きさ
に無関係となる。このCRCCを用いた方法は、生成多
項式と呼ばれる一定の数で情報ビットを割り算し、その
剰余を検査ビットとして用い、再生側でその検査ビット
を用いてもう一度割り算を行って、割り切れるか否かに
より符号誤りを検出する。しかしながら、1ビットの符
号誤りでもブロック全体を誤りと見なすため、極端に大
きなブロックをとることができず、用途に応じてブロッ
クの最適値が存在する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したパ
リティ・チェックとCRCC(巡回符号)を用いた方法
等の誤り検出で、符号誤りを検出する場合、検査ビット
を情報ビットに冗長しているので、情報が増えてしま
う。また、規定量以上のエラーが起こった場合には、検
出能力が悪化することになる。
【0006】本発明は、上記実情に鑑みてなさたもので
あり、情報量的な冗長度が不必要で、エラーの増加に対
しても強くかつ伝送効率が良い状態で相関性の強いディ
ジタル信号からパルス性の強いエラーである孤立点を判
断し除去できる孤立点除去装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、相関性の強い
ディジタル信号からパルス性の強いエラーである孤立点
を除去する孤立点除去装置において、上記ディジタル信
号の特徴を検出する特徴検出手段と、上記特徴検出手段
で検出された特徴の数サンプルからブロックを構成し、
このブロック内で信号のレベル方向に対して正規化処理
を行い該特徴を2値化する正規化処理手段と、上記正規
化処理手段の出力から孤立点を判断する孤立点判断処理
手段と、上記孤立点判断処理手段で孤立点と判断した信
号に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段とを有
することを特徴として上記課題を解決する。
【0008】この場合、上記特徴検出手段はディジタル
信号から任意の局所ブロックを抜き出し、該任意の局所
ブロック毎のディジタル信号に2次微分処理を施すこと
が望ましい。
【0009】ここで、上記2次微分処理は、2次微分処
理手段により行われる。この2次微分処理手段は、例え
ば、ラプラシアン演算子として広く知られている中心孤
立点テンプレートマスクのマスクパターン(または適宜
にマスクオペレータという)係数を用いた積和演算によ
って孤立点の大きさを検出し、出力する。
【0010】すなわち、この特徴検出手段で行われる2
次微分処理とは、ディジタル信号から任意の局所ブロッ
クを抜き出し、このブロック内のディジタル信号に対応
するマススパターンの係数を該ディジタル信号に乗算
し、ブロック内すべてのディジタル信号について乗算結
果の総和をとる積和演算によって、該ディジタル信号の
特徴を検出する。
【0011】また、上記正規化処理手段はブロック内の
ダイナミックレンジを用いて正規化処理を行うのが好ま
しい。
【0012】また、上記孤立点判断処理手段はブロック
内のダイナミックレンジを所定のしきい値で判別するこ
とにより孤立点か否かの判断を行うことのが好ましい。
【0013】また、上記フィルタ処理手段は、ある時点
のデータを決定するに際し、その時点の前後のデータを
並べて、それらの中間(メディアン)の値を、その時点
のデータとして決定するフィルタ処理を行うメディアン
フィルタを有することが好ましい。
【0014】
【作用】本発明に係る孤立点除去装置は、特徴検出手段
が2次微分処理を行い検出したディジタル信号の特徴を
正規化処理手段がブロック単位で、信号のレベル方向に
対して正規化を行い2値化し、孤立点判断処理手段がこ
の正規化処理手段の2値化出力から孤立点を判断し、フ
ィルタ処理手段が孤立点と判断された信号に対してフィ
ルタ処理を行うので、情報量的な冗長度が不必要で、エ
ラーの増加に対しても強くかつ伝送効率が良い状態で相
関性の強いディジタル信号からパルス性の強いエラーで
ある孤立点を判断し除去できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る孤立点除去装置の一実施
例を図面を参照しながら説明する。この実施例は、ディ
ジタル信号としての画像データからパルス性の強いエラ
ーである孤立点を判断し、判断した孤立点をメディアン
フィルタ回路によって除去する画像データ用の孤立点除
去装置である。
【0016】この実施例は、図1に示すように、ビデオ
入力信号xを記憶するビデオデータメモリ11と、この
ビデオデータメモリ11を介した画像データXの特徴を
2次微分値を行って検出する2次微分処理回路12と、
この2次微分処理回路12の出力の数サンプルからブロ
ックを構成し、このブロック内で画像データのレベル方
向に対して正規化を行い上記特徴を2値化する正規化処
理回路13と、この正規化処理回路13の2値化出力か
ら孤立点を判断する孤立点判断処理回路14と、この孤
立点判断処理回路14が孤立点と判断した画像データに
対してメディアンフィルタ処理を行うメディアンフィル
タ処理回路15とを有してなる。そして、この実施例
は、画像データXに孤立点があると判断したときにメデ
ィアンフィルタ処理回路15からメディアンフィルタ処
理を施した画像データyを出力する。また、この実施例
は、画像データXに孤立点がないと判断したときにメデ
ィアンフィルタ処理を施さない画像データyを出力す
る。
【0017】先ず、2次微分処理回路12は、例えば、
ラプラシアン演算子として広く知られている中心孤立点
テンプレートマスクのマスクパターン(または適宜にマ
スクオペレータという)係数を用いた積和演算によって
特徴となる孤立点の大きさを検出する。この積和演算の
結果がこの2次微分処理回路12の出力となる。
【0018】すなわち、この2次微分処理回路12で行
われる2次微分処理とは、画像データから任意の局所ブ
ロックを抜き出し、このブロック内の各画像データに対
応するマスクパターンの係数を該画像データに乗算し、
ブロック内すべての画像データについて乗算結果の総和
をとる積和演算のことを意味する。
【0019】具体的には、ビデオデータメモリ11を介
した画像データXからn個またはn×n個の画像データ
により構成される局所ブロックを抜き出し、この局所ブ
ロック内の各画像データに対応するn個またはn×n個
のマスクパターン係数を用いて、それぞれ積和を行い局
所ブロック内すべての画像データについて乗算結果の総
和をとる。
【0020】例えば、n(=3)個の画像データから構
成される局所ブロック内の信号(以下これを1次元局所
ブロック信号という)xiを、
【0021】
【数1】
【0022】とし、これに対応するn(=3)個の1次
元マスクパターン係数kiを、
【0023】
【数2】
【0024】とすると、積和出力amは、
【0025】
【数3】
【0026】となる。
【0027】また、例えば、n×n(=3×3)個の画
像データから構成される局所ブロック内の信号(以下こ
れを2次元局所ブロック信号という)xijを、
【0028】
【数4】
【0029】とし、これに対応するn×n(=3×3)
個の1次元マスクパターン係数kijを、
【0030】
【数5】
【0031】とすると、積和出力aMは、
【0032】
【数6】
【0033】となる。
【0034】この実施例では、上述したようにマスクパ
ターン係数として中心孤立点テンプレートマスクのマス
クパターン係数を用いて上記(3)式または上記(6)
式の積和出力amまたはaMを算出処理している。
【0035】1次元局所ブロック信号に対応する1次元
の中心孤立点テンプレートマスクのマスクパターン係数
iとしては、特に、
【0036】
【数7】
【0037】を用いる。
【0038】また、2次元局所ブロック信号に対応する
2次元の中心孤立点テンプレートマスクのマスクパター
ン係数kijとしては、特に、
【0039】
【数8】
【0040】を用いる。
【0041】上記(7)式のマスクパターン係数ki
上記(3)式に用いると、1次元局所ブロックにおい
て、中央の画像データが孤立点である場合に、これに対
応するマスクパターン係数kiの値が「2」と大きく、
その両側の係数が「−1」と小さいので、積和出力am
が大きくなる。
【0042】また、上記(8)式のマスクパターン係数
ijを上記(6)式に用いると、2次元局所ブロックに
おいて、中央の画像データが孤立点である場合に、これ
に対応するマスクパターン係数kijの値が「4」と大き
く、その両側の係数が「0」「−1」と小さいので、積
和出力aMが大きくなる。
【0043】この2次微分処理回路12は、例えば図2
に示すような構成となっている。この図2を用いて、ビ
デオデータメモリ11を介した画像データX(例えばx
0,x1,x2,x3、x4)からn(=3)個の画像デー
タをシフトさせて3個の1次元局所ブロックを抜き出し
ながらそれぞれの1次元局所ブロックに関する2次微分
値すなわち積和出力a1,a2,a3を算出する様子を説
明する。
【0044】この図2において、積和演算回路21、2
2及び23では、画像データXから抜き出された
[x0,x1,x2]よりなるブロック、[x1,x2
3]よりなるブロック及び[x2,x3,x4]よりなる
ブロックの積和演算を行い、積和演算出力a1,a2及び
3を正規化処理回路13に供給している。
【0045】例えば、積和演算回路21は、図3に示す
ような構成である。すなわち、上記(7)式に示したマ
スクパターン係数kiは、マスクパターン係数メモリ3
7に記憶されており、乗算器31、32及び33で画像
データx0,x1及びx2に乗算され、遅延器34、35
及び36で遅延されて加算器37に供給され、積和演算
出力a1が得られる。なお、[x1,x2,x3]よりなる
ブロック及び[x2,x3,x4]よりなるブロックの積
和出力a2、a3も同様に得られる。
【0046】次に正規化処理回路13について説明す
る。この正規化処理回路13は孤立点の性質に関する処
理、すなわち、2次微分処理回路12の演算出力から、
ブロックを構成し、このブロック内でデータのレベル方
向に対して正規化処理を行い2値化する。
【0047】この正規化処理回路13の動作を図4に示
す詳細な構成とともに以下に説明する。ここでは、上記
1,a2,a3の3つ積和出力を0から255に正規化
し、2値化する場合について説明する。まず、a1
2,a3という3つの積和出力が入力される。これら3
つの積和出力は、乗算器45、46及び47に供給され
ると共に、3つの積和出力の内の最大値(MAX)を判
断する最大値判断回路41及び最小値(MIN)を判断
する最小値判断回路42に供給される。そして、減算器
43で最大値から最小値を減算し、ダイナミックレンジ
DRを求める。
【0048】このダイナミックレンジDRは、ROM4
4に記憶された係数により1/DRとされ、乗算器4
8、49及び50に供給される。一方、乗算器45、4
6及び47には、定数255が与えられており、上記3
つの積和出力a1,a2,a3に乗算されている。したが
って、乗算器48では、乗算器45の乗算結果(255
×a1)に1/DRが乗算される。同様に、乗算器49
では、乗算器46の乗算結果(255×a2)に1/D
Rが乗算され、乗算器50では、乗算器47の乗算結果
(255×a3)に1/DRが乗算される。
【0049】乗算器48の乗算結果A1は、比較器51
で所定のしきい値TH1と比較される。また、乗算器49
の乗算結果A2は、比較器52で所定のしきい値TH1と比
較される。また、乗算器50の乗算結果A3は、比較器
53で所定のしきい値TH1と比較される。比較器51、
52及び53は、各乗算結果A1、A2、A3が所定のし
きい値TH1より大きい場合、2値化処理回路54に論理
信号「1」を供給し、小さい場合論理信号「0」を供給
する。
【0050】2値化処理回路54は、比較器51、52
及び53から供給される論理信号「1」または「0」に
より、2値化の値b1,b2,b3を孤立点判断処理回路
14に出力する。また、この正規化処理回路13は、ダ
イナミックレンジDRも孤立点判断処理回路14に出力
する。
【0051】ここで、上記乗算結果A1、A2、A3をま
とめて、Aiとすると、このAiは、
【0052】
【数9】
【0053】となる。
【0054】したがって、この正規化処理回路13は、
乗算結果A1が所定値のしきい値TH1より大きい場合に
は、2値化の値b1を「1」とし、小さい場合には、b1
を「0」とする。a2,a3についても、同様に上記
(9)式で、A2、A3を求め、所定のしきい値TH1と比
較し、b2,b3を2値化する。このようにして、a1
2,a3について2値化した値P(=(b1,b2
3))を算出し、最大最小値幅であるダイナミックレ
ンジDRと共に出力する。ここで、所定のしきい値TH1
は、検出効率が最大になるように、固定ではあるが経験
的に選ぶ。また、2値化した値Pは、2値化されたブロ
ック内ビット値を1ワードにパッキングしている(これ
をパターンPと呼ぶことにする)。
【0055】したがって、この正規化+2値化によって
得られたパターンは、ブロック内の孤立点のパターンを
見ていると考えられる。DRは、その定量的度合であ
る。孤立点は、このパターンのある数値に直接対応す
る。ここで説明に用いたa1,a2,a3という3つの積
和出力の場合には、
【0056】P=(b1,b2,b3)=(010)=2
(10進数値) が、そのパターンが孤立点であることを意味する。
【0057】次に孤立点判断処理回路14について説明
する。この孤立点判断処理回路14は正規化処理回路1
3の出力から孤立点を最終的に定めるための処理、すな
わち、パターンPとダイナミックレンジDRのしきい値
操作によって、孤立点を決定する。
【0058】この孤立点判断処理回路14の動作を図5
に示す詳細な構成とともに以下に説明する。正規化処理
回路13からのダイナミックレンジDRは、比較器61
に供給される。この比較器61には、所定のしきい値TH
2も供給されており、ダイナミックレンジDRと所定の
しきい値TH2の大小を比較し、ダイナミックレンジDR
が大きいときANDゲート63に論理信号「1」を供給
し、ダイナミックレンジDRが小さいとき論理信号
「0」を供給する。
【0059】また、正規化処理回路13からパターンP
は、ROM62に供給される。ROM62には、定数
「2」が記憶されており、パターンPが「2」であると
き(一致したとき)に、ANDゲート63に論理信号
「1」を供給し、一致しないときには、論理信号「0」
を供給する。
【0060】ANDゲート63は、比較器61から論理
信号「1」、ROM62から論理信号「1」が供給され
たときにのみ、メディアンフィルタ処理回路15にフィ
ルタ処理を有効にする論理信号「1」を供給する。
【0061】比較器61でダイナミックレンジDRのし
きい値操作を行っているのは、以下の理由のためであ
る。ダイナミックレンジDRの小さいところは、比較的
信号変化の小さい所であり、孤立点がある可能性が少な
いと考えられる。また、ちょっとした信号変化がパター
ンの形(値)に影響するので、信号変化に対するパター
ン変化が敏感である。よって、ダイナミックレンジDR
が小さい所のパターンは判断の対象としないようにす
る。このため、比較器51でのダイナミックレンジDR
のしきい値操作が必要となる。
【0062】次にメディアンフィルタ処理回路15につ
いて説明する。このメディアンフィルタ処理回路15は
孤立点判断処理回路14で孤立点と定めた信号に対し
て、メディアンフィルタ処理を行う。
【0063】このメディアンフィルタ処理回路15の動
作を図6に示す詳細な構成と共に以下に説明する。孤立
点判断処理回路14のANDゲート53からの論理信号
は、選択器72に供給され、メディアン処理回路71が
局所ブロックの画像データを中間(メディアン)処理し
た値と、メディアン処理をしない画像データとの選択を
決定する。
【0064】すなわち、ANDゲート63から論理信号
「1」が供給されると、このメディアンフィルタ処理回
路15は、選択器72がメディアン処理回路71からの
メディアン処理された画像データを選択し、出力する。
一方、ANDゲート63から論理信号「0」が供給され
ると、このメディアンフィルタ処理回路15は、選択器
72がメディアン処理をしない画像データを選択し、出
力する。
【0065】以上により、この実施例によれば、2次微
分処理回路12が孤立点の大きさを検出するために算出
処理した2次微分値の数サンプルを正規化処理回路13
がブロック単位で、信号のレベル方向に対して正規化を
行い2値化し、孤立点判断処理回路14がこの正規化処
理回路13の2値化出力から孤立点を判断し、メディア
ンフィルタ処理回路15が孤立点と判断された信号に対
してフィルタ処理を行うので、情報量的な冗長度が不必
要で、エラーの増加に対しても強くかつ伝送効率が良い
状態で相関性の強いディジタル信号からパルス性の強い
エラーである孤立点を判断し除去できる。
【0066】なお、本発明の実施に際しては、上記実施
例に限らず、他に種々の変形態様をとることができる。
【0067】例えば、図1に示した実施例の回路構成と
しては、メディアンフィルタ回路15において、常時、
ビデオデータメモリ11からのビデオ入力信号xを用い
てメディアンフィルタ処理する場合について述べたが、
孤立点判断処理回路14において、実際にノイズが検出
されたときのみ、メディアンフィルタ回路15を動作さ
せるように構成することもできる。
【0068】また、これらの回路を構成するに際して、
2次微分処理回路12、正規化処理回路13、孤立点判
断処理回路14及びメディアンフィルタ処理回路15、
またはこれらのいずれかを、ディジタルシグナルプロセ
ッサ(DSP)を用いて構成してもよく、または、専用
のハードウェア回路で構成することもできる。あるい
は、孤立点判断処理回路14のみをマイクロプロセッサ
などを用いて構成してもよい。
【0069】メディアンフィルタ処理回路15に代え
て、任意のノイズ処理(除去)フィルタ回路を設けるこ
ともできる。
【0070】さらに、この実施例で用いたマスクパター
ン係数は例示であり、その演算処理の範囲の大きさ、つ
まり、(3)または(6)式に示した積和出力の演算式
の次数とその係数は、他にも種々とることができる。
【0071】
【発明の効果】本発明に係る孤立点除去装置は、相関性
の強いディジタル信号からパルス性の強いエラーである
孤立点を除去する孤立点除去装置において、上記ディジ
タル信号の特徴を検出する特徴検出手段と、上記特徴検
出手段で検出された特徴の数サンプルからブロックを構
成し、このブロック内で信号のレベル方向に対して正規
化処理を行い該特徴を2値化する正規化処理手段と、上
記正規化処理手段の出力から孤立点を判断する孤立点判
断処理手段と、上記孤立点判断処理手段で孤立点と判断
した信号に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段
とを有するので、情報量的な冗長度が不必要で、エラー
の増加に対しても強くかつ伝送効率が良い状態で相関性
の強いディジタル信号からパルス性の強いエラーである
孤立点を判断し除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る孤立点判断装置の実施例のブロッ
ク回路図である。
【図2】図1に構成を示した実施例の2次微分処理回路
の構成図である。
【図3】2次微分処理回路内の積和演算回路の構成図で
ある。
【図4】図1に構成を示した実施例の正規化処理回路の
構成図である。
【図5】図1に構成を示した実施例の孤立点判断処理回
路の構成図である。
【図6】図1に構成を示した実施例のメディアンフィル
タ処理回路の構成図である。
【符号の説明】
11・・・・・ビデオデータメモリ 12・・・・・2次微分処理回路 13・・・・・正規化処理回路 14・・・・・孤立点判断処理回路 15・・・・・メディアンフィルタ処理回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相関性の強いディジタル信号からパルス
    性の強いエラーである孤立点を除去する孤立点除去装置
    において、 上記ディジタル信号の特徴を検出する特徴検出手段と、 上記特徴検出手段で検出された特徴の数サンプルからブ
    ロックを構成し、このブロック内で信号のレベル方向に
    対して正規化処理を行い該特徴を2値化する正規化処理
    手段と、 上記正規化処理手段の出力から孤立点を判断する孤立点
    判断処理手段と、 上記孤立点判断処理手段で孤立点と判断した信号に対し
    てフィルタ処理を行うフィルタ処理手段とを有すること
    を特徴とする孤立点除去装置。
  2. 【請求項2】 上記特徴検出手段はディジタル信号から
    任意の局所ブロックを抜き出し、該任意の局所ブロック
    毎のディジタル信号に2次微分処理を施すことを特徴と
    する請求項1記載の孤立点判断装置。
  3. 【請求項3】 上記正規化処理手段はブロック内のダイ
    ナミックレンジを用いて正規化処理を行うことを特徴と
    する請求項1記載の孤立点除去装置。
  4. 【請求項4】 上記孤立点判断処理手段はブロック内の
    ダイナミックレンジを所定のしきい値で判別することに
    より孤立点か否かの判断を行うことを特徴とする請求項
    1記載の孤立点除去装置。
  5. 【請求項5】 上記フィルタ処理手段はメディアンフィ
    ルタを有することを特徴とする請求項1記載の孤立点除
    去装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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