УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04N19/86 H04N19/117 H04N1/409 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству обработки изображения и способу обработки изображения, способным с высокой точностью обнаружить шум во входном изображении и подавить или уменьшить этот шум.

Уровень техники

[0002] Шум, при котором изменение пиксельного значения происходит ступенчатым образом относительно соседних пикселей, то есть блочный шум, известен как шум в изображении. Блочный шум возникает при сжатии изображения посредством схемы, такой как алгоритм Экспертной группы по вопросам движущегося изображения (MPEG) или алгоритм Объединенной экспертной группы по фотографии (JPEG). Схема сжатия изображения, такая как MPEG или JPEG, включает разделение исходного изображения на блоки определенного размера с последующим сжатием изображения на блочной основе. Этот процесс делает пиксельное значение разрывным при переходе через границы соседних блоков, так что пользователь может визуально распознавать границы блоков как шум. Такой блочный шум может иметь место при сжатии изображения, а также при разбиении изображения на блоки определенного размера с последующей обработкой изображения.

[0003] Патентная литература 1 предлагает устройство обнаружения блочного шума, которое вычисляет пространственные разности между соседними пикселями относительно входного видеосигнала, подает на выход сигнал определения сравнения пространственных разностей на основе сравнения для многих соседних пространственных разностей, рассчитывает сигналы определения сравнения пространственных разностей для каждой фазы, подает на выход сигналы накопления, сравнивает значения множества сигналов накопления и подает на выход фазу, соответствующую сигналу накопления, имеющему наибольшее значение в качестве сигнала фазы с максимальным временем накопления.

Список цитирования

Патентная литература

[0004] Патентная литература 1: публикация №2009-105990 нерассмотренной заявки на патент Японии.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

[0005] Однако устройство обнаружения блочного шума согласно патентной литературе 1 имеет затруднение, состоящее в том, что ступенчатый шум может быть обнаружен только при фиксированном размере блока. В соответствии с этим это устройство не способно работать с изображением, выработанным посредством обработки изображения с переменным размером блока. Другое затруднение, связанное с устройством обнаружения блочного шума согласно патентной литературе 1, состоит в том, что край обнаруженного блочного шума обладает шириной, соответствующей одному пикселю, и при сглаживании пикселей вокруг пикселя, соответствующего шумовой границе, одна из областей, по горизонтали (или по вертикали) соседствующих с шумовой границей, сглажена как область, бόльшая другой области на один пиксель. Кроме того, устройство обнаружения блочного шума согласно патентной литературе 1 выполнено с возможностью всегда выполнять сглаживание обнаруженных пикселей. В соответствии с этим это устройство сглаживает даже те пиксели, которые фактически не должны быть сглаженными, так что качество изображения может деградировать.

[0006] Кроме того, в традиционном процессе подавления шумов один и тот же фильтр сглаживания используют независимо от типа обнаруженного шума (например, шум, содержащий только низкочастотный компонент, шум, содержащий низкочастотный компонент, а также высокочастотный компонент и т.п.). Поэтому, при наличии множества типов шума в изображении может быть получен такой результат подавление шумов, где один тип шума подавлен с высокой эффективностью, а другой тип шума подавлен с низкой эффективностью.

[0007] Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышесказанного, причем его цель состоит в создании устройства обработки изображения, способа обработки изображения и компьютерной программы, которые способны с высокой точностью обнаружить шум во входном изображении и подавить или уменьшить шум. Другая цель настоящего изобретения состоит в создании устройства обработки изображения, способа обработки изображения и компьютерной программы, которые, даже при наличии во входном изображении множества типов шума, способны должным образом сгладить входное изображение для подавления или уменьшения шума.

Решение задачи

[0008] Настоящее изобретение предлагает устройство обработки изображения для подавления или уменьшения шума от входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Устройство обработки изображения содержит:

средства извлечения определенной области, выполненные с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средства принятия решения о сглаживании, выполненные с возможностью принятия решения, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основе определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

первые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя; и

вторые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя.

Устройство обработки изображения вырабатывает выходное изображение посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении или пиксельным значением, сглаженным посредством первых средств сглаживания, или пиксельным значением, сглаженным посредством вторых средств сглаживания.

[0009] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

средства определения направления шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения направления распространения шумовой границы в определенной области; и

средства определения позиции шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения позиции шумовой границы в определенной области.

[0010] В устройстве обработки изображения согласно настоящему изобретению, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, и если направление, определенное средствами определения направления шумовой границы, представляет собой заранее определенное направление, средства определения позиции шумовой границы определяют позицию шумовой границы в определенной области.

[0011] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средства расширения определенной области, выполненные с возможностью, при несовпадении направления, определенного средствами определения направления шумовой границы, с заранее определенным направлением, расширения определенной области. Средства определения направления шумовой границы повторно определяют направление в определенной области, расширенной средствами расширения определенной области.

[0012] В устройстве обработки изображения согласно настоящему изобретению расширение определенной области средствами расширения определенной области и определение направления средствами определения направления шумовой границы повторяют до тех пор, пока направление, определенное средствами определения направления шумовой границы, не совпадет с заранее определенным направлением или пока размер определенной области не станет равным заранее определенному размеру.

[0013] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

средства хранения фильтров сглаживания, выполненные с возможностью хранения множества фильтров сглаживания, используемых первыми средствами сглаживания; и

средства выбора фильтра, выполненные с возможностью выбора фильтра сглаживания из фильтров сглаживания, сохраненных в средствах хранения фильтров сглаживания, на основании позиции, определенной средствами определения позиции шумовой границы, и направления, определенного средствами определения направления шумовой границы.

Первые средства сглаживания сглаживают значение целевого пикселя с использованием фильтра сглаживания, выбранного средствами выбора фильтра.

[0014] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средства вычисления разностей, выполненные с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области. Средства принятия решения о сглаживании принимают решение, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей.

[0015] В устройстве обработки изображения согласно настоящему изобретению

средства вычисления разностей вычисляют разности первого и второго порядка между значениями соседних пикселей, а

средства принятия решения о сглаживании принимают решение на основании разностей первого и второго порядка, вычисленных средствами вычисления разностей.

[0016] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит

средства бинаризации разностей первого порядка, выполненные с возможностью бинаризации разностей первого порядка, вычисленных средствами вычисления разностей, на основании того, превышает ли каждая разность первого порядка пороговое значение;

первые средства выполнения операции ИЛИ, выполненные с возможностью выполнения операции ИЛИ относительно разностей первого порядка, бинаризованных средствами бинаризации разностей первого порядка;

средства бинаризации разностей второго порядка, выполненные с возможностью бинаризации разностей второго порядка, вычисленных средствами вычисления разностей, на основании того, превышает ли каждая разность второго порядка пороговое значение;

вторые средства выполнения операции ИЛИ, выполненные с возможностью выполнения операции ИЛИ относительно разностей второго порядка, бинаризованных средствами бинаризации разностей второго порядка; и

третьи средства выполнения операции ИЛИ, выполненные с возможностью выполнения операции ИЛИ над результатом операции, выполненной первыми средствами выполнения операции ИЛИ, и над результатом операции, выполненной вторыми средствами выполнения операции ИЛИ.

Средства принятия решения о сглаживании принимают решение на основании результата операции, выполненной третьими средствами выполнения операции ИЛИ.

[0017] В устройстве обработки изображения согласно настоящему изобретению

средства вычисления разностей, средства бинаризации разностей первого порядка, первые средства выполнения операции ИЛИ, средства бинаризации разностей второго порядка, вторые средства выполнения операции ИЛИ и третьи средства выполнения операции ИЛИ выполняют соответствующие процессы относительно продольных и поперечных направлений в определенной области, и

средства принятия решения о сглаживании принимают решение на основании результатов операций, выполненных относительно продольных и поперечных направлений третьими средствами выполнения операции ИЛИ.

[0018] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средства определения направления шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, определения направления распространения шумовой границы в определенной области. Средства определения направления шумовой границы определяют, простирается ли шумовая граница в продольном направлении и/или в поперечном направлении в определенной области, на основании результатов операций относительно продольных и поперечных направлений, выполненных третьими средствами выполнения операции ИЛИ.

[0019] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средства определения позиции шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, определения позиции шумовой границы в определенной области. Средства определения позиции шумовой границы определяют позицию шумовой границы в определенной области на основании картины в определенной области для разностей второго порядка, бинаризованных средствами бинаризации разностей второго порядка.

[0020] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

средства хранения фильтров Собеля, выполненные с возможностью хранения множества фильтров Собеля, которые определяют контрастности краевых компонентов в различных определенных направлениях;

средства вычисления контрастности края, выполненные с возможностью фильтрации определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области, с использованием фильтров Собеля, сохраненных в средствах хранения фильтра Собеля, и вычисления контрастности краевых компонентов во множестве направлений в определенной области; и

средства определения разности контрастностей края, выполненные с возможностью определения, превышает ли пороговое значение разность между самым высоким и самым низким значениями из множества значений контрастности края, вычисленных средствами вычисления контрастности края. При определении средствами определения разности контрастностей края, что эта разность не превышает пороговое значение, вторые средства сглаживания сглаживают значение целевого пикселя в определенной области с использованием фильтра сглаживания, который не представляет собой фильтр с сохранением края.

[0021] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средства принятия решения о применении, выполненные с возможностью принятия решения о применении результата процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания. Устройство обработки изображения вырабатывает выходное изображение посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении одним значением из пиксельного значения, сглаженного первыми средствами сглаживания, пиксельного значения, сглаженного вторыми средствами сглаживания, и «подлежащего сглаживанию» первоначального пиксельного значения.

[0022] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

вторые средства вычисления контрастности края, выполненные с возможностью фильтрации определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области, с использованием фильтра Лапласа и вычисления контрастности краевого компонента в определенной области; и

средства определения контрастности края, выполненные с возможностью определения, превышает ли контрастность, вычисленная вторыми средствами вычисления контрастности края, пороговое значение.

При определении средствами определения контрастности края, что контрастность превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, должен быть применен, и

При определении средствами определения контрастности края, что контрастность не превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, не должен быть применен.

[0023] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

средства вычисления частоты увеличения/уменьшения, выполненные с возможностью вычисления частоты увеличения/уменьшения пиксельных значений для соседних пикселей в определенном направлении в определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области; и

средства определения частоты увеличения/уменьшения, выполненные с возможностью определения, превышает ли частота увеличения/уменьшения, вычисленная средствами вычисления частоты увеличения/уменьшения, пороговое значение.

При определении средствами определения частоты увеличения/уменьшения, что частота увеличения/уменьшения не превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, должен быть применен, и

при определении средствами определения частоты увеличения/уменьшения, что частота увеличения/уменьшения превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, не должен быть применен.

[0024] Устройство обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит:

средства вычисления сглаживающей разности, выполненные с возможностью вычисления разности между значением целевого пикселя в определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области, и пиксельным значением, сглаженными вторыми средствами сглаживания; и

средства определения сглаживающей разности, выполненные с возможностью определения, превышает ли разность, вычисленная средствами вычисления сглаживающей разности, пороговое значение.

При определении средствами определения сглаживающей разности, что разность не превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, должен быть применен, и

при определении средствами определения сглаживающей разности, что разность превышает пороговое значение, средства принятия решения о применении принимают решение, что результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания, не должен быть применен.

[0025] Настоящее изобретение предлагает устройство обработки изображения для подавления или уменьшения шума во входном изображении, содержащем множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Устройство обработки изображения содержит:

средства извлечения определенной области, выполненные с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средства принятия решения о сглаживании, выполненные с возможностью принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основе определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

первые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

вторые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя; и

средства принятия решения о применении, выполненные с возможностью принятия решения о том, следует ли применять результат процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания.

Устройство обработки изображения вырабатывает выходное изображение посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении одним пиксельным значением из пиксельного значения, сглаженного первыми средствами сглаживания, пиксельного значения, сглаженного вторыми средствами сглаживания, и «подлежащего сглаживанию» первоначального пиксельного значения.

[0026] Настоящее изобретение предлагает устройство обработки изображения для подавления или уменьшения шума от входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Устройство обработки изображения содержит:

средства извлечения определенной области, выполненные с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средства вычисления разностей, выполненные с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

средства принятия решения о сглаживании, выполненные с возможностью принятия решения о том, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей;

средства определения направления шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения направления распространения шумовой границы в определенной области;

средства определения позиции шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения позиции шумовой границы в определенной области; и

средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения процесса сглаживания относительно целевого пикселя на основании направления, определенного средствами определения направления шумовой границы, и позиции, определенной средствами определения позиции шумовой границы.

[0027] Настоящее изобретение предлагает устройство обработки изображения, содержащее:

средства извлечения определенной области, выполненные с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы;

средства вычисления разностей, выполненные с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

средства определения направления шумовой границы, выполненные с возможностью определения направления распространения шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей; и

средства определения позиции шумовой границы, выполненные с возможностью определения позиции шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей.

[0028] Настоящее изобретение предлагает способ обработки изображения для подавления или уменьшения шума от входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения.

Способ обработки изображения включает:

этап извлечения определенной области для извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

этап принятия решения о сглаживании для принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области;

первый этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

второй этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя; и

этап выработки для выработки выходного изображения посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении или пиксельным значением, сглаженным на первом этапе сглаживания, или пиксельным значением, сглаженным на втором этапе сглаживания.

[0029] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению, дополнительно включающий:

этап определения направления шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения направления распространения шумовой границы в определенной области; и

этап определения позиции шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения направления распространения шумовой границы в определенной области.

[0030] В способе обработки изображения согласно настоящему изобретению этап определения позиции шумовой границы включает, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, и при совпадении направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы, с заранее определенным направлением, определение позиции шумовой границы в определенной области.

[0031] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению, дополнительно включающий этап расширения определенной области, при несовпадении направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы, с заранее определенным направлением, для расширения определенной области.

Этап определения направления шумовой границы включает повторное определение направления в определенной области, расширенной на этапе расширения определенной области.

[0032] В способе обработки изображения согласно настоящему изобретению расширение определенной области на этапе расширения определенной области и определение направления на этапе определения направления шумовой границы повторяют до тех пор, пока направление, определенное на этапе определения направления шумовой границы, не совпадет с заранее определенным направлением или пока размер извлечения определенной области не станет равным заранее определенному размеру на этапе расширения определенной области.

[0033] В способе обработки изображения согласно настоящему изобретению предварительно сохранено множество фильтров сглаживания, используемых на первом этапе сглаживания, причем способ дополнительно включает

этап выбора фильтра для выбора фильтра сглаживания из сохраненных фильтров сглаживания на основании позиции, определенной на этапе определения позиции шумовой границы, и направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы.

Первый этап сглаживания включает сглаживание значения целевого пикселя с использованием фильтра сглаживания, выбранного на этапе выбора фильтра.

[0034] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает этап вычисления разностей для вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области.

Этап принятия решения о сглаживании включает принятие решения о том, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных на этапе вычисления разностей.

[0035] В способе обработки изображения согласно настоящему изобретению этап вычисления разностей включает вычисление разностей первого и второго порядка между значениями соседних пикселей, и

этап принятия решения о сглаживании включает принятие решения на основании разностей первого и второго порядка, вычисленных на этапе вычисления разностей.

[0036] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает:

этап бинаризации разностей первого порядка для бинаризации разностей первого порядка, вычисленных на этапе вычисления разностей, на основании того, превышает ли каждая разность первого порядка пороговое значение;

этап выполнения первой операции ИЛИ для выполнения операции ИЛИ относительно разностей первого порядка, бинаризованных на этапе бинаризации разностей первого порядка;

этап бинаризации разностей второго порядка для бинаризации разностей второго порядка, вычисленных на этапе вычисления разностей, на основании того, превышает ли каждая разность второго порядка пороговое значение;

этап выполнения второй операции ИЛИ для выполнения операции ИЛИ относительно разностей второго порядка, бинаризованных на этапе бинаризации разностей второго порядка; и

третий этап выполнения операции ИЛИ для выполнения операции ИЛИ над результатом операции, выполненной на первом этапе выполнения операции ИЛИ, и над результатом операции, выполненной на втором этапе выполнения операции ИЛИ.

Этап принятия решения о сглаживании включает принятие решения на основании результата операции, выполненной на третьем этапе выполнения операции ИЛИ.

[0037] В способе обработки изображения согласно настоящему изобретению каждый этап из этапа вычисления разностей, этапа бинаризации разностей первого порядка, этапа выполнения первой операции ИЛИ, этапа бинаризации разностей второго порядка, этапа выполнения второй операции ИЛИ и этапа выполнения третьей операции ИЛИ включает выполнение процессов относительно продольных и поперечных направлений в определенной области, и

этап принятия решения о сглаживании включает принятие решения на основании результатов операций относительно продольных и поперечных направлений на этапе выполнения третьей операции ИЛИ.

[0038] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает этап определения направления шумовой границы для определения направления распространения шумовой границы в определенной области, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс должен быть выполнен относительно целевого пикселя.

Этап определения направления шумовой границы включает определение, простирается ли шумовая граница в продольном направлении и/или поперечном направлении в определенной области, на основании результатов операций относительно продольных и поперечных направлений на этапе третьей операции ИЛИ.

[0039] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает этап определения позиции шумовой границы для определения позиции шумовой границы в определенной области, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя. Этап определения позиции шумовой границы включает определение позиции шумовой границы в определенной области на основании картины в определенной области разностей второго порядка, бинаризованных на этапе бинаризации разностей второго порядка.

[0040] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает:

этап вычисления контрастности края, включающий

предварительное сохранение множества фильтров Собеля, которые определяют контрастности краевых компонентов в различных определенных направлениях,

фильтрацию определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области, с использованием сохраненных фильтров Собеля,

и вычисление контрастности краевых компонентов во множестве направлений в определенной области; и

этап определения разности контрастностей края, определяющий, превышает ли разность между самым высоким и самым низким значениями из множества значений контрастности края, вычисленных на этапе вычисления контрастности края, пороговое значение.

Второй этап сглаживания включает, при принятии решения на этапе определения разности контрастностей края, что разность не превышает пороговое значение, сглаживание значения целевого пикселя в определенной области с использованием фильтра сглаживания, который не представляет собой фильтр с сохранением края.

[0041] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает этап принятия решения о применении, принимающий решение, следует ли применить результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания.

Этап выработки включает выработку выходного изображения посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении одним значением из пиксельного значения, сглаженного первыми средствами сглаживания, пиксельного значения, сглаженного вторыми средствами сглаживания, и «подлежащего сглаживанию» первоначального пиксельного значения.

[0042] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает:

второй этап вычисления контрастности края, включающий

фильтрацию определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области, с использованием фильтра Лапласа и

вычисление контрастности краевого компонента в определенной области; и

этап определения контрастности края для определения, превышает ли контрастность, вычисленная на втором этапе вычисления контрастности края, пороговое значение.

Этап принятия решения о применении включает, при определении на этапе определения контрастности края, что контрастность превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, должен быть применен, и, при определении на этапе определения контрастности края, что контрастность не превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, не должен быть применен.

[0043] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению, дополнительно включает:

этап вычисления частоты увеличения/уменьшения для вычисления частоты увеличения/уменьшения значений соседних пикселей в определенном направлении в определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области; и

этап определения частоты увеличения/уменьшения для определения, превышает ли частота увеличения/уменьшения, вычисленная на этапе вычисления частоты увеличения/уменьшения, пороговое значение.

Этап принятия решения о применении включает, при определении на этапе определения частоты увеличения/уменьшения, что частота увеличения/уменьшения не превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, должен быть применен и, при определении на этапе определения частоты увеличения/уменьшения, что частота увеличения/уменьшения превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, не должен быть применен.

[0044] Способ обработки изображения согласно настоящему изобретению дополнительно включает:

этап вычисления сглаживающей разности для вычисления разности между значением целевого пикселя в определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области, и пиксельным значением, сглаженным на втором этапе сглаживания; и

этап определения сглаживающей разности для определения, превышает ли разность, вычисленная на этапе вычисления сглаживающей разности, пороговое значение.

Этап принятия решения о применении включает, при определении на этапе определения сглаживающей разности, что разность не превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, должен быть применен и, при определении на этапе определения сглаживающей разности, что разность превышает пороговое значение, принятие решения о том, что результат процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания, не должен быть применен.

[0045] Настоящее изобретение предлагает способ обработки изображения для подавления или уменьшения шума из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Способ обработки изображения включает:

этап извлечения определенной области для извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

этап принятия решения о сглаживании для принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области;

первый этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

второй этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

этап принятия решения о применении для принятия решения о необходимости применения результата процесса сглаживания, выполненного на втором этапе сглаживания; и

этап выработки для выработки выходного изображения, посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении одним пиксельным значением из пиксельного значения, сглаженного на первом этапе сглаживания, пиксельного значения, сглаженного на втором этапе сглаживания, и «подлежащего сглаживанию» первоначального пиксельного значения.

[0046] Настоящее изобретение предлагает способ обработки изображения для подавления или уменьшения шума от входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Способ обработки изображения включает:

этап извлечения определенной области для извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

этап вычисления разностей для вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области;

этап принятия решения о сглаживании для принятия решения о том, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных на этапе вычисления разностей;

этап определения направления шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения направления распространения шумовой границы в определенной области;

этап определения позиции шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения позиции шумовой границы в определенной области; и

этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения процесса сглаживания относительно целевого пикселя на основании направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы, и позиции, определенной на этапе определения позиции шумовой границы.

[0047] Настоящее изобретение предлагает способ обработки изображения, включающий:

этап извлечения определенной области для извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы;

этап вычисления разностей для вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области;

этап определения направления шумовой границы для определения направления распространения шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных на этапе вычисления разностей; и

этап определения позиции шумовой границы для определения позиции шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных на этапе вычисления разностей.

[0048] Настоящее изобретение предлагает компьютерную программу для подавления или уменьшения шума из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Компьютерная программа заставляет компьютер работать в качестве:

средств извлечения определенной области, выполненных с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средств принятия решения о сглаживании, выполненных с возможностью принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основе определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

первых средств сглаживания, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

вторых средств сглаживания, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя, и

средств выработки, выполненных с возможностью выработки выходного изображения посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении или пиксельным значением, сглаженным посредством первых средств сглаживания, или пиксельным значением, сглаженным посредством вторых средств сглаживания.

[0049] Настоящее изобретение предлагает компьютерную программу для подавления или уменьшения шума из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Компьютерная программа заставляет компьютер работать в качестве:

средств извлечения определенной области, выполненных с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средств принятия решения о сглаживании, выполненных с возможностью принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основе определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

первых средств сглаживания, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

вторых средств сглаживания, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;

средств принятия решения о применимости, выполненных с возможностью принятия решения о применении результата процесса сглаживания, выполненного вторыми средствами сглаживания; и

средств выработки, выполненных с возможностью выработки выходного изображения посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении одним пиксельным значением из пиксельного значения, сглаженного первыми средствами сглаживания, пиксельного значения, сглаженного вторыми средствами сглаживания, и «подлежащего сглаживанию» первоначального пиксельного значения.

[0050] Настоящее изобретение предлагает компьютерную программу для подавления или уменьшения шума из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения. Компьютерная программа заставляет компьютер работать в качестве:

средств извлечения определенной области, выполненных с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;

средств вычисления разностей, выполненных с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

средств принятия решения о сглаживании, определяющих, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей;

средств определения направления шумовой границы, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения направления распространения шумовой границы в определенной области; и

средств определения позиции шумовой границы, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения позиции шумовой границы в определенной области; и

средств сглаживания, выполненных с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения процесса сглаживания относительно целевого пикселя на основании направления, определенного средствами определения направления шумовой границы и позиции, определенной средствами определения позиции шумовой границы.

[0051] Настоящее изобретение предлагает компьютерную программу, заставляющую компьютер работать в качестве:

средств извлечения определенной области, выполненных с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения, содержащего множество пикселей, размещенных в виде матрицы;

средств вычисления разностей, выполненных с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;

средств определения направления шумовой границы, выполненных с возможностью определения направления распространения шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей; и

средств определения позиции шумовой границы, выполненных с возможностью определения позиции шумовой границы в определенной области на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей.

[0052] Настоящее изобретение включает извлечение определенной области, включающей целевой пиксель, из входного изображения, вычисление разностей между значениями пикселей, соседствующих с целевым пикселем, принятие решения о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области на основании вычисленных разностей, и, при принятии решения о необходимости сглаживания целевого пикселя, определение направления распространения и позиции шумовой границы.

Таким образом, возможно должным образом отфильтровать определенную область на основании направления и позиции шумовой границы, чтобы с высокой точностью подавить или уменьшить шум во входном изображении.

[0053] Настоящее изобретение также включает, если направление распространения шумовой границы в определенной области не совпадает с заранее определенным направлением, расширение определенной области для повторного определения направления шумовой границы. Этот процесс может быть повторен до тех пор, пока направление шумовой границы не совпадет с заранее определенным направлением или пока размер определенной области не станет равным заранее определенному размеру. Таким образом, блочные шумы с различными размерами блоков могут быть обнаружены с высокой точностью.

[0054] Настоящее изобретение также включает вычисление разностей первого и второго порядков между значениями соседних пикселей для принятия решения о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области. Вышеупомянутый процесс может включать сравнение разностей первого порядка с пороговым значением для бинаризации разностей первого порядка, выполнение операции ИЛИ на бинаризованных разностях первого порядка, сравнение разностей второго порядка с пороговым значением для бинаризации разностей второго порядка, выполнение операции ИЛИ на бинаризованных разностях второго порядка, выполнение операции ИЛИ на результате выполнения операции ИЛИ на бинаризованных разностях первого порядка и результате выполнения операции ИЛИ на бинаризованных разностях второго порядка, и принятие решения на основании результата операции. Вышеупомянутый процесс может также выполнять эти вычисления относительно продольных и поперечных направлений (вертикальных и горизонтальных направлений) изображения и затем определять, следует ли выполнять процесс сглаживания на основании результатов операций относительно соответствующих направлений.

Таким образом, шум в определенной области может быть обнаружен с высокой точностью.

[0055] Настоящее изобретение также включает определение того, простирается ли шумовая граница в продольном и/или поперечном направлениях, на основании операций ИЛИ относительно продольных и поперечных направлений, полученных посредством вышеупомянутых операций. Таким образом, может быть легко определено, простирается ли шумовая граница в продольном и/или поперечном направлениях.

Настоящее изобретение также включает определение позиции шумовой границы в определенной области, на основании картины массива 0/1 бинаризованных разностей второго порядка в определенной области. Таким образом, позиция шумовой границы способно быть легко определена.

[0056] Настоящее изобретение также включает предварительное сохранение множества фильтров сглаживания для подавления или уменьшения шума, выбор фильтра сглаживания из сохраненных фильтров сглаживания на основании направления и позиции шумовой границы в определенной области, и сглаживание значение целевого пикселя в определенной области с использованием выбранного фильтра сглаживания. Таким образом, целевой пиксель может быть сглажен способом, подходящим для позиции и направления шумовой границы в определенной области.

[0057] Настоящее изобретение также включает принятие решения о необходимости выполнения первого процесса сглаживания относительно целевого пикселя на основании определенной области, извлеченной из входного изображения, и при необходимости его выполнения, выполнение первого процесса сглаживания относительно целевого пикселя с использованием фильтра сглаживания, и при отсутствии необходимости его выполнения, выполнение второго процесса сглаживания относительно целевого пикселя с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Здесь необходимость использования результата второго процесса сглаживания определена на основании пиксельных значений в определенной области, результата второго процесса сглаживания и т.п.

Блок обработки изображения выбирает пиксельное значение, сглаженное в первом процессе сглаживания, пиксельное значение, сглаженное во втором процессе сглаживания, или «еще подлежащее сглаживанию» первоначальное пиксельное значение во входном изображении в качестве пиксельного значения в выходном изображении, соответствующего целевому пикселю во входном изображении. При выполнении такого выбора относительно всех пикселей во входном изображении может быть выработано выходное изображение.

Таким образом, существует возможность сглаживания каждого пикселя во входном изображении способом, подходящим для пикселя, а также выработки выходного изображения без пикселей сглаживания, который не должны быть сглаженными.

[0058] Настоящее изобретение также включает вычисление контрастности краевых компонентов во многих направлениях в определенной области с использованием множества фильтров Собеля, выбор самого высокого и самого низкого из вычисленных многих значений контрастности края, и определение, превышает ли разность между ними пороговое значение. Если эта разность не превышает пороговое значение, определенная область может быть расценена как приблизительно малоконтрастное изображение, не содержащее граничных компонентов, и, следовательно, может быть сглажена с использованием фильтра сглаживания, не представляющего собой фильтр с сохранением края.

[0059] Настоящее изобретение также включает принятие решения о необходимости применения результата процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, на основании одного или больше критериев.

Например, при сглаживании входного изображения, содержащего четкий край или структуру или т.п., качество изображения может быть ухудшено. В таком случае использовано первоначальное пиксельное значение, а не результат процесса сглаживания.

[0060] Настоящее изобретение также включает фильтрацию извлеченной определенной области с использованием фильтра Лапласа, вычисление контрастности краевого компонента в определенной области, определение того, превышает ли вычисленная контрастность пороговое значение, использование результата процесса сглаживания, если контрастность краевого компонента превышает пороговое значение, и неиспользование результата процесса сглаживания, если контрастность не превышает пороговое значение.

[0061] Например, при наличии во входном изображении мелкозернистой текстуры, такой, как основанной на поэлементном формировании изображения текстуры, контрастность края может быть определена как небольшая контрастность, зависящая от структуры и т.п. Или, даже при использовании сохраняющего край фильтра сглаживания, такое изображение может быть сглажено без сохранения его края или текстура может стать неоднозначной. Поэтому вычисляют частоту вибрации пикселей (частоту увеличения/уменьшения пиксельных значений) в определенной области. При превышении вычисленной частотой вибрации порогового значения, эту определенную область рассматривают как область текстуры и результат процесса сглаживания не используют. Таким образом, может быть предотвращено ухудшение текстуры вследствие процесса сглаживания.

[0062] Например, при существенном отличии только значения целевого пикселя от таковых для других пикселей в определенной области, затруднительно определить, обусловлено ли такое значение текстурой или шумом. В таком случае, для уменьшения влияния процесса сглаживания, проводят вычисление разности между значениями целевого пикселя до и после проведения процесса сглаживания. При превышении порогового значения вычисленной разностью результат процесса сглаживания не используют. Таким образом, влиянием процесса сглаживания можно управлять в пределах порогового значения.

Технические результаты, обеспечиваемые изобретением

[0063] В соответствии с настоящим изобретением возможно с высокой точностью обнаружить шум во входном изображении, а также сгладить входное изображение способом, соответствующим позиции и направлению шумовой границы. Таким образом, шум во входном изображении может быть с высокой точностью подавлен или уменьшен. Кроме того, при несовпадении направления шумовой границы в определенной области с заранее определенным направлением происходит расширение определенной области для повторного определения направления шумовой границы. Таким образом, могут быть с высокой точностью обнаружены блочные шумы при различных размерах блоков.

[0064] Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, пиксельное значение, сглаженное с использованием фильтра сглаживания, пиксельное значение, сглаженное с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, или «еще подлежащее сглаживанию» первоначальное пиксельное значение выбрано в качестве пиксельного значения в выходном изображении, соответствующего целевому пикселю, и затем подано на выход. Таким образом, существует возможность сгладить соответствующие пиксели во входном изображении способом, подходящим для типа шума и т.п., и выработать высококачественное выходное изображение с подавленным или уменьшенным шумом.

Краткое описание чертежей

[0065] На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию дисплейного устройства согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая взятую в качестве примера конфигурацию блока обработки изображения.

На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая взятые в качестве примера этапы процесса подавления шумов, выполненного блоком обработки изображения.

На фиг. 4 показана блок-схема, схематично иллюстрирующая этапы процесса принятия решения о сглаживании, выполненного блоком обработки изображения.

На фиг. 5 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения по горизонтали на этапе S21.

На фиг. 6 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса определения по горизонтали, выполненного блоком обработки изображения.

На фиг. 7 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения по вертикали на этапе S22.

На фиг. 8 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения направления шумовой границы.

На фиг. 9 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения позиции шумовой границы.

На фиг. 10 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример фильтра сглаживания.

На фиг. 11 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример фильтра сглаживания.

На фиг. 12 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример сохраняющего край фильтра сглаживания.

На фиг. 13 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример сохраняющего край фильтра сглаживания.

На фиг. 14 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая пример сохраняющего край фильтра сглаживания.

На фиг. 15 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример фильтра Собеля для определения направления.

На фиг. 16 показан график, иллюстрирующий пример зависимости между значением, вычисленным фильтром Собеля, и углом.

На фиг. 17 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс интерполяции для оценки контрастности.

На фиг. 18 показан график, иллюстрирующий пример зависимости между значением, вычисленным фильтром Собеля, и углом.

На фиг. 19 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса сглаживания с сохранением края.

На фиг. 20 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая определение величины края с использованием фильтра Лапласа.

На фиг. 21 схематически показаны диаграммы, иллюстрирующие принятие решения о применимости, основанное на частоте вибрации.

На фиг. 22 схематически показаны диаграммы, иллюстрирующие принятие решения о применимости, основанное на частоте вибрации.

На фиг. 23 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса принятия решения о применимости.

На фиг. 24 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса принятия решения о применимости.

На фиг. 25 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию персонального компьютера для модификации.

Описание вариантов реализации настоящего изобретения

[0066] Ниже, со ссылками на чертежи, будет подробно описан вариант реализации настоящего изобретения. Для описания конфигурации устройства обработки изображения, способа обработки изображения и компьютерной программы согласно варианту реализации настоящего изобретения в качестве примера будет описано дисплейное устройство, выполняющее обработку изображений, например, подавление или уменьшение шумов входного изображения, поступающего от внешнего устройства, такого как персональный компьютер, и затем показывающее получающееся в результате изображение на дисплейном устройстве, таком как жидкокристаллическая панель. На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию дисплейного устройства согласно варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, дисплейное устройство 1 выполняет различные типы обработки изображения на неподвижных изображениях или движущихся изображениях, полученных от внешнего устройства, такого как персональный компьютер 5, и затем отображает получающиеся изображения на жидкокристаллической панели 13.

[0067] Дисплейное устройство 1 включает блок 16 ввода изображения, блок 17 распаковки изображения, блок 20 обработки изображения, блок 18 управления панелью и т.п. для управления жидкокристаллической панелью 13 на основании входных изображений от персонального компьютера 5. Дисплейное устройство 1 также содержит устройство 14 подсветки, которое освещает заднюю сторону жидкокристаллической панели 13 для отображения изображений, и блок 15 управления светом, который управляет устройством 14 подсветки. Дисплейное устройство 1 также содержит блок 12 выполнения команд, который получает команду от пользователя, и блок 11 управления, который управляет операциями над элементами в устройстве на основании полученной команды.

[0068] Блок 11 управления содержит арифметический процессор, такой как центральный процессор (CPU) или микропроцессор (MPU). Блок 12 выполнения команд содержит один или большее количество переключателей, расположенных на передней поверхности, боковой поверхности и т.п. камеры дисплейного устройства 1. Он получает команду от пользователя через эти переключатели и уведомляет блок 11 управления о полученной команде. Например, пользователь может изменять установку яркости или установку цветового баланса, связанные с дисплеем изображения через блок 12 выполнения команд. В это время блок 11 управления управляет операциями над элементами в устройстве на основании изменения установки, полученного через блок 12 выполнения команд.

[0069] Блок 16 ввода изображения содержит соединительный терминал, к которому внешнее устройство, такое как персональный компьютер 5, присоединено через кабель видеосигнала. В настоящем варианте реализации изобретения дисплейное устройство 1 получает от персонального компьютера 5 данные изображения, сжатые посредством схемы сжатия, такой как MPEG или JPEG, служащие в качестве входного изображения. Блок 16 ввода изображения подает входное изображение от персонального компьютера 5 к блоку 17 распаковки изображения. Блок 17 распаковки изображения выполняет распаковку входного изображения, поступившего из блока 16 ввода изображения, с использованием способа, соответствующего схеме сжатия, и затем подает получившееся в результате входное изображение на блок 20 обработки изображения.

[0070] Блок 20 обработки изображения может выполнять различные типы обработки изображения относительно входного изображения, полученного от блока 17 распаковки изображения. В настоящем варианте реализации изобретения блок 20 обработки изображения может выполнять обработку изображений таким образом, что происходит подавление (или уменьшение) блочного шума во входном изображении. Процесс подавления шумов, выполняемый блоком 20 обработки изображения, будет описан подробно ниже. Блок 20 обработки изображения подает получившееся в результате изображение на блок 18 управления панелью.

[0071] Блок 18 управления панелью вырабатывает сигналы управления для управления пикселями, включенными в жидкокристаллическую панель 13, на основании входного изображения, полученного из блока 20 обработки изображения, и затем подает на выход сигналы управления. Жидкокристаллическая панель 13 представляет собой дисплейное устройство, в котором множество пикселей расположено в виде матрице и которое выводит изображения на экран посредством изменения коэффициента пропускания соответствующих пикселей на основании сигналов управления от блока 18 управления панелью.

[0072] Устройство 14 подсветки содержит источник света, такой как светодиод (LED) или флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL). Он вырабатывает свет на основании управляющего напряжения или управляющего тока, подаваемого блоком 15 управления светом, и подает свет к задней стороне жидкокристаллической панели 13. Блок 15 управления светом вырабатывает управляющее напряжение или управляющий ток на основании управляющего сигнала от блока 11 управления и затем подает его на устройство 14 подсветки. Блок 11 управления определяет величину параметра управления устройством 14, например, на основании установки яркости и т.п., полученной через блок 12 выполнения команд, и подает на выход управляющий сигнал, соответствующий определенной величине параметра управления, подаваемой к блоку 15 управления светом.

[0073] На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая взятую в качестве примера конфигурацию блока 20 обработки изображения, которая показывает блоки, связанные с процессом подавления шума из входного изображения. Блок 20 обработки изображения содержит блок 21 извлечения определенной области, который извлекает область определенного размера из входного изображения. Блок 21 извлечения определенной области извлекает определенную область с центром в одном пикселе (в дальнейшем именуемым целевым пикселем) из входного изображения, состоящую, например, из 5x5 пикселей. Определенная область, извлеченная блоком 21 извлечения определенной области, подана на блок 22 принятия решения о сглаживании, первый блок 23 сглаживания, второй блок 24 сглаживания, блок 25 принятия решения о применимости и блок 26 выбора пиксельного значения.

[0074] Блок 22 принятия решения о сглаживании принимает решение о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области, извлеченной блоком 21 извлечения определенной области, посредством проверки значений множественных пикселей в определенной области, изменений значений и т.п. Блок 22 принятия решения о сглаживании затем уведомляет блок 26 выбора пиксельного значения о принятии решения о необходимости выполнения процесса сглаживания. При наличии шумовой границы в определенной области блок 22 принятия решения о сглаживании определяет направление и позицию шумовой границы в определенной области. Блок 22 принятия решения о сглаживании затем подает определенное направление и позицию шумовой границы на первый блок 23 сглаживания.

[0075] Первый блок 23 сглаживания хранит множество фильтров сглаживания. Он сглаживает входное изображение посредством выбора одного из этих фильтров сглаживания и фильтрации определенной области с использованием выбранного фильтра сглаживания. В это время первый блок 23 сглаживания выбирает один фильтр сглаживания на основании направления и позиции шумовой границы, заданных блоком 22 принятия решения о сглаживании. Первый блок 23 сглаживания затем подает результат, полученный сглаживанием определенной области с использованием фильтра сглаживания, то есть, сглаженного значения целевого пикселя в определенной области, на блок 26 выбора пиксельного значения.

[0076] Второй блок 24 сглаживания фильтрует определенную область с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Сохраняющий край фильтр сглаживания может сгладить определенную область, сохраняя высокочастотный компонент (край и т.д.) в определенной области, то есть, он способен фильтровать определенную область без значительного ухудшения качества изображения. Второй блок 24 сглаживания хранит множество сохраняющих край фильтров сглаживания, соответствующих граничным направлениям. Он определяет направление края в определенной области и сглаживает определенную область с использованием фильтра, соответствующего граничному направлению. Второй блок 24 сглаживания затем подает результат, полученный сглаживанием определенной области с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, то есть, сглаженное значение целевого пикселя в определенной области, на блок 26 выбора пиксельного значения. Результат процесса сглаживания, выполненного вторым блоком 24 сглаживания, подан также на блок 25 принятия решения о применимости.

[0077] Блок 25 принятия решения о применимости определяет, следует ли применить результат процесса сглаживания, выполненного вторым блоком 24 сглаживания, на основании характеристик пиксельных значений в определенной области, и/или результата процесса сглаживания, выполненного вторым блоком 24 сглаживания и т.п. Например, блок 25 принятия решения о применимости принимает это решение на основании величины краевого компонента в определенной области, картины изменений пиксельных значений в определенной области и/или на основании разностей между пиксельными значениями до и после выполнения процесса сглаживания, выполняемого вторым блоком 24 сглаживания и т.п. Блок 25 принятия решения о применимости подает решение на блок 26 выбора пиксельного значения.

[0078] Блок 26 выбора пиксельного значения получает три значения целевого пикселя во входном изображении, то есть, пиксельное значение, сглаженное первым блоком сглаживания, пиксельное значение, сглаженное вторым блоком сглаживания, и первоначальное пиксельное значение, подлежащее сглаживанию. Блок 26 выбора пиксельного значения затем выбирает одно из полученных трех пиксельных значений на основании решения о необходимости сглаживания, принимаемого блоком 22 принятия решения о сглаживании, и решения, принимаемого блоком 25 принятия решения о применимости, и подает на выход выбранное пиксельное значение.

[0079] При решении блоком 22 принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания должен быть выполнен, блок 26 выбора пиксельного значения выбирает пиксельное значение, сглаженное первым блоком 23 сглаживания, и подает его на выход. При решении блоком 22 принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания не должен быть выполнен, и решении блоком 25 принятия решения о применимости, что результат процесса сглаживания, выполненного вторым блоком 24 сглаживания, должен быть применен, блок 26 выбора пиксельного значения выбирает пиксельное значение, сглаженное вторым блоком 24 сглаживания, и подает его на выход. При решении блоком 22 принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания не должен быть выполнен, и решении блоком 25 принятия решения о применимости, что результат процесса сглаживания, выполненного вторым блоком 24 сглаживания, не должен быть применен, блок 26 выбора пиксельного значения выбирает первоначальное пиксельное значение, которое еще подлежит сглаживанию, и подает его на выход.

[0080] Блоки от блока 21 извлечения определенной области до блока 26 выбора пиксельного значения выполняют вышеупомянутые процессы на всех пикселях входного изображения. Таким образом, блок 20 обработки изображения вырабатывает выходное изображение и подает его на выход к блоку 18 управления панелью. Хотя блок 20 обработки изображения, показанный на блок-схеме фиг. 2, выполнен с возможностью проведения процессов в первом блоке 23 сглаживания, втором блоке 24 сглаживания и т.п. параллельно и, наконец, проведения выбора среди результатов процесса, могут быть использованы и другие конфигурации. Например, блок 20 обработки изображения может быть выполнен с возможностью последовательного определения, удовлетворен ли критерий для выполнения процесса сглаживания и, если критерий удовлетворен, выполнения одного из процессов сглаживания, как показано ниже.

[0081] На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая взятые в качестве примера этапы процесса подавления шумов, выполненного блоком 20 обработки изображения. Блок 20 обработки изображения выбирает один пиксель в качестве целевого пикселя во входном изображении, поданном из блока 17 распаковки изображения (этап S1) и извлекает определенную область, включающую целевой пиксель и имеющую заранее определенный размер (этап S2). Блок 20 обработки изображения затем принимает решение, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя в извлеченной определенной области (этап S3).

[0082] При принятии решения блоком 20 обработки изображения, что процесс сглаживания должен быть выполнен (S4: ДА), он фильтрует определенную область с использованием фильтра сглаживания (этап S5). Этот фильтр сглаживания выбран из числа ранее сохраненного множества фильтров сглаживания на основании направления и позиции шумовой границы, определенных в процессе принятия решения о сглаживании. Блок 20 обработки изображения затем подает на выход, в качестве результата процесса, значение целевого пикселя, отфильтрованное фильтром сглаживания (этап S6).

[0083] При принятии решения блоком 20 обработки изображения, что процесс сглаживания не должен быть выполнен (S4: НЕТ), он выполняет фильтрацию определенной области с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания (этап S7), а также принимает решение, следует ли применить результат такого процесса фильтрации (этап S8). Сохраняющий край фильтр сглаживания выбран из числа ранее сохраненного множества сохраняющих край фильтров сглаживания на основании направления края в определенной области и т.п. Блок 20 обработки изображения принимает это решение о применимости на основании одного или большего количества критериев, то есть, одного или большего количества граничных компонентов в определенной области, картины изменений пиксельных значений в определенной области, результате сглаживания на этапе S7 и т.п.

[0084] При принятии решения блоком 20 обработки изображения, что результат процесса фильтрации, выполняемого с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, должен быть применен (S9: ДА), он подает на выход, в качестве результата процесса, значение целевого пикселя, отфильтрованного в этом процессе фильтрации (этап S10). При отсутствии такого решения (S9: НЕТ) блок 20 обработки изображения подает на выход пиксельное значение целевого пикселя, выбранное на этапе S1 (этап S11).

[0085] Блок 20 обработки изображения вырабатывает выходное изображение посредством неоднократного выполнения описанных выше этапов от S1 до S11 в отношении всех пикселей входного изображения. Значение каждого пикселя в выходном выработанном изображении представляет собой одно значение из пиксельного значения, полученного посредством фильтрации значения соответствующего пикселя во входном изображении с использованием фильтра сглаживания, пиксельного значения, полученного посредством фильтрации значения соответствующего пикселя с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, и «еще подлежащего сглаживанию» пиксельного значения (того же самого пиксельного значения, как во входном изображении).

Таким образом, выходное изображение получено как изображение, в котором ступенчатый шум, например, блочный шум, подавлен или уменьшен по сравнению со входным изображением.

[0086] <1. Процесс принятия решения о сглаживании>

<1-1. Схема процесса>

Далее будет описан процесс принятия решения о сглаживании, выполняемый блоком 20 обработки изображения. Процесс принятия решения о сглаживании представляет собой процесс, выполняемый блоком 22 принятия решения о сглаживании согласно фиг. 2, на этапе S3 согласно фиг. 3. На фиг. 4 показана блок-схема, схематично иллюстрирующая этапы процесса принятия решения о сглаживании, выполняемого блоком 20 обработки изображения. Сначала блок 20 обработки изображения принимает решение по горизонтали (в поперечном направлении) (этап S21) и по вертикали (в продольном направлении) (этап S22) относительно определенной области, извлеченной из входного изображения. Таким образом, блок 20 обработки изображения принимает решение о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области (этап S23). При принятии решения блоком 20 обработки изображения, что целевой пиксель не должен быть сглажен (S23: НЕТ), блок 20 обработки изображения оканчивает процесс принятия решения о сглаживании.

[0087] При принятии решения блоком 20 обработки изображения, что целевой пиксель должен быть сглажен (S23: ДА), он определяет, имеет ли место шумовая граница, простирающаяся по горизонтали или по вертикали в определенной области (этап S24).

[0088] При определении блоком 20 обработки изображения, что не существует простирающейся по горизонтали или по вертикали шумовой границы (S25: НЕТ), он выясняет, существует ли шумовая граница, простирающаяся в каком-либо другом направлении, в определенной области (этап S26). Примеры шумовой границы, простирающейся в любом другом направлении, включают шумовые границы, простирающиеся по диагонали в направлениях 45°, 135° и т.п., и шумовые границы, простирающиеся по горизонтали или по вертикали в определенной области и имеющие формы в виде букв L, Т и в виде креста или другие формы. При определении блоком 20 обработки изображения, что имеет место шумовая граница, простирающаяся в любом другом направлении (S26: ДА), он заканчивает процесс принятия решения о сглаживании.

[0089] Определенная область, в которой нет никакой шумовой границы, простирающейся в любом направлении, может быть расценена как область, соответствующая внутренней области блочного шума. В соответствии с этим, при определении блоком 20 обработки изображения, что нет никакой шумовой границы, простирающейся в любом другом направлении в определенной области (S26: НЕТ), он определяет, есть ли у определенной области заранее определенный размер (этап S27). При отсутствии у определенной области заранее определенного размера (S27: НЕТ), блок 20 обработки изображения расширяет определенную область (этап S28) и выполняет возврат на этап S24 для повторного определения шумовой границы. При наличии у определенной области заранее определенного размера (S27: ДА), блок 20 обработки изображения оканчивает процесс принятия решения о сглаживании.

[0090] При нахождении блоком 20 обработки изображения шумовой границы, простирающейся по горизонтали или по вертикали в определенной области (S25: ДА), он определяет позицию шумовой границы в определенной области (этап S29), заканчивая процесс принятия решения о сглаживании.

[0091] <1-2. Принятие решения по горизонтали/по вертикали>

На фиг. 5 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс принятия решения о сглаживании по горизонтали на этапе S21. Блок 20 обработки изображения выбирает один пиксель в качестве целевого пикселя из входного изображении и извлекает определенную область 100, содержащую целевой пиксель и имеющую заранее определенный размер (5×5 пикселей в примере, показанном на фиг. 5). На фиг. 5 заштрихован целевой пиксель в определенной области 100. В процессе принятия решения по горизонтали блок 20 обработки изображения сначала вычисляет разности первого порядка между значениями соседних по горизонтали пикселей в определенной области 100 (то есть, разности между значениями соседних пикселей). Таким образом, блок 20 обработки изображения получает матрицу 101 разностей первого порядка по горизонтали, состоящую из 4×5 разностей первого порядка. Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения разностей первого порядка в матрице 101 разностей первого порядка по горизонтали с заранее определенным пороговым значением для бинаризации матрицы 101 разностей первого порядка по горизонтали (например, разность первого порядка, абсолютное значение которой больше порогового значения или равно ему, бинаризирована в 1; разность первого порядка, абсолютное значение которой меньше порогового значения, бинаризирована в 0). Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно расположенных по горизонтали четырех бинаризованных разностей первого порядка, получая, посредством этого, столбец 102 из расположенных по горизонтали разностей первого порядка типа ИЛИ, содержащий пять результатов операций.

[0092] Блок 20 обработки изображения также вычисляет разности (то есть, разности второго порядка) между соседними по горизонтали разностями первого порядка в матрице 101 разностей первого порядка по горизонтали, получая, посредством этого, матрицу 103 разностей второго порядка по горизонтали, состоящую из 3×5 разностей второго порядка. Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения разностей второго порядка в матрице 103 разностей второго порядка по горизонтали с заранее определенным пороговым значением для бинаризации матрицы 103 разностей второго порядка по горизонтали (например, разность второго порядка, абсолютное значение которой больше порогового значения или равно ему, бинаризирована в 1; разность второго порядка, абсолютное значение которой меньше порогового значения, бинаризирована в 0). Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно каждой из трех расположенных по горизонтали бинаризованных разностей второго порядка, получая, посредством этого, столбец 104 из расположенных по горизонтали разностей второго порядка типа ИЛИ, содержащий пять результатов операций. Пороговое значение для бинаризованных разностей первого порядка и пороговое значение для бинаризованных разностей второго порядка могут быть одинаковыми или различными. Эти пороговые значения определены на стадии проектирования дисплейного устройства 1 или на других стадиях.

[0093] Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно двух значений в каждой соответствующей позиции между столбцом 102 из разностей по горизонтали первого порядка типа ИЛИ и столбцом 104 из разностей по горизонтали второго порядка типа ИЛИ, получая, посредством этого, столбец 105 из результатов ИЛИ по горизонтали, содержащий пять результатов операций. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно трех верхних значений (то есть, от первого до третьего значений) в столбце 105 из результатов ИЛИ по горизонтали, получая, посредством этого, верхнее значение 106 типа ИЛИ по горизонтали, и выполняет операцию ИЛИ относительно трех нижних значений (то есть, от третьего до пятого значений) в нем, получая, посредством этого, нижнее значение 107 типа ИЛИ по горизонтали. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию И относительно верхнего значения 106 типа ИЛИ по горизонтали и нижнего значения 107 типа ИЛИ по горизонтали, получая, посредством этого, результат 108 принятия решения по горизонтали.

[0094] Полученный таким образом результат 108 принятия решения по горизонтали представляет собой информацию размером в один бит, значение которого равно «0» или «1». Результат 108 принятия решения по горизонтали показывает, включен ли целевой пиксель в определенной области 100 в блок низкочастотной компоненты, где изменения пиксельного значения по горизонтали постоянны и малы. Результат 108 принятия решения по горизонтали, равный «0», показывает, что целевой пиксель может быть включен в блок низкочастотной компоненты. Напротив, результат 108 принятия решения по горизонтали, равный «1», указывает, что целевой пиксель не включен в блок низкочастотной компоненты (то есть, не может действовать как блочный шум).

[0095] На фиг. 6 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса принятия решения по горизонтали, выполняемого блоком 20 обработки изображения. Сначала блок 20 обработки изображения вычисляет разности первого порядка между соседними по горизонтали пикселями в определенной области 100 (этап S31). Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения вычисленных разностей первого порядка с пороговым значением для бинаризации разностей первого порядка (этап S32) и затем выполняет операцию ИЛИ в отношении расположенных по горизонтали бинаризованных разностей первого порядка в каждой строке (этап S33). Блок 20 обработки изображения также вычисляет разности второго порядка между соседними по горизонтали разностями первого порядка, полученными на этапе S31 (этап S34). Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения вычисленных разностей второго порядка с пороговым значением для бинаризации разностей второго порядка (этап S35) и затем выполняет операцию ИЛИ в отношении расположенных по горизонтали бинаризованных разностей второго порядка в каждой строке (этап S36).

[0096] Блок 20 обработки изображения затем выполняет операции ИЛИ относительно результата операции согласно этапу S33 и результату операции согласно этапу S36 в соответствующих позициях, получая, тем самым, многократные значения операции ИЛИ (этап S37). Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно верхней половины значений операции ИЛИ (этап S38) и выполняет операцию ИЛИ относительно нижней половины (этап S39). Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию И относительно результата операции на этапе S38 и результата операции на этапе S39 (этап S40), заканчивая процесс принятия решения по горизонтали.

[0097] На фиг. 7 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс принятия решения по вертикали на этапе S22. Отметим, что процесс принятия решения по вертикали приблизительно совпадает с процессом принятия решения по горизонтали за исключением того, что он отличен от него направлением операции. В процессе принятия решения по вертикали сначала блок 20 обработки изображения вычисляет разности первого порядка между значениями соседних по вертикали пикселей в определенной области 100, получая, посредством этого, матрицу 111 из разностей первого порядка по вертикали, состоящую из 5×4 разностей первого порядка. Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения разностей первого порядка в матрице 111 из разностей первого порядка по вертикали с заранее определенным пороговым значением для бинаризации матрицы 111 из разностей первого порядка по вертикали. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно расположенных по вертикали четырех бинаризованных разностей первого порядка в каждом столбце, получая, посредством этого, строку 112 разностей первого порядка типа ИЛИ по вертикали, состоящую из пяти результатов операций.

[0098] Блок 20 обработки изображения также вычисляет разности (то есть, разности второго порядка) между соседними по вертикали разностями первого порядка в матрице 111 разностей первого порядка по вертикали, получая, посредством этого, матрицу 113 разностей второго порядка по вертикали, состоящую из 3×5 разностей второго порядка. Блок 20 обработки изображения затем сравнивает абсолютные значения разностей второго порядка в матрице 113 из разностей второго порядка по вертикали с заранее определенным пороговым значением для бинаризации матрицы 113 из разностей второго порядка по вертикали. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно расположенных по вертикали трех бинаризованных разностей второго порядка в каждом столбце, получая, посредством этого, строку 114 разностей второго порядка типа ИЛИ по вертикали, состоящую из пяти результатов операций.

[0099] Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно двух значений в каждой соответствующей позиции между строкой 112 из разностей первого порядка типа ИЛИ по вертикали и строкой 114 из разностей второго порядка типа ИЛИ по вертикали, получая, посредством этого, строку 115 из значений типа ИЛИ по вертикали, состоящую из пяти результатов операций. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию ИЛИ относительно трех верхних значений в строке 115 из значений типа ИЛИ по вертикали, получая верхнее значение 116 типа ИЛИ по вертикали, а также выполняет операцию ИЛИ относительно трех верхних значений, получая нижнее значение 117 типа ИЛИ по вертикали. Блок 20 обработки изображения затем выполняет операцию И относительно верхнего значения 116 типа ИЛИ по вертикали и нижнего значения 117 типа ИЛИ по вертикали, получая, посредством этого, результат 118 принятия решения по вертикали.

[0100] Полученный таким образом результат 118 принятия решения по вертикали представляет собой информацию размером в один бит, значение которого равно «0» или «1». Результат 118 принятия решения по вертикали показывает, включен ли целевой пиксель в определенной области 100 в блок низкочастотной компоненты, где изменения пиксельного значения по горизонтали постоянны и малы. Результат 108 принятия решения по горизонтали, равный «0», показывает, что целевой пиксель может быть включен в блок низкочастотной компоненты. Если значение результата 108 принятия решения по горизонтали равно «0» и значение результата 118 принятия решения по вертикали равно «0», то может быть решено, что целевой пиксель включен в блок низкочастотной компоненты. Результат 118 принятия решения по вертикали, равный «1», указывает, что целевой пиксель не включен в блок низкочастотной компоненты.

[0101] Отметим, что процесс принятия решения по вертикали приблизительно совпадает с процессом принятия решения по горизонтали и, таким образом, его блок-схема опущена. Блок-схема, показывающая процесс принятия решения по вертикали может быть получена посредством замены термина «по горизонтали» в показанной на фиг. 6 блок-схеме процесса принятия решения по горизонтали на термин «по вертикали».

[0102] Блок 20 обработки изображения принимает решение о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области 100 на основании результата 108 принятия решения по горизонтали, полученного в процессе принятия решения по горизонтали, и результата 118 принятия решения по вертикали, полученного в процессе принятия решения по вертикали. В частности, если значение результата 108 принятия решения по горизонтали равно «0» и если значение результата 118 принятия решения по вертикали равно «0», блок 20 обработки изображения определяет, что целевой пиксель должен быть сглажен и выполняет последующий процесс. Напротив, если значение одного результата из результата 108 принятия решения по горизонтали или результата 118 принятия решения по вертикали равно «1», то блок 20 обработки изображения решает, что целевой пиксель не должен быть сглажен, заканчивая процесс принятия решения о сглаживании.

[0103] <1-3. Процесс определения направления шумовой границы>

При решении блоком 20 обработки изображения, что целевой пиксель в определенной области 100 должен быть сглажен, он определяет направление распространения шумовой границы в определенной области 100. На фиг. 8 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения направления шумовой границы. В процессе определения направления шумовой границы блок 20 обработки изображения определяет, какая структура из горизонтальной структуры, показанной на фиг. 8А, вертикальной структуры, показанный на фиг. 8A, внутренней структуры, показанный на фиг. 8С, и других структур, показанных на фиг. 8D, представляет направление шумовой границы в определенной области 100. Горизонтальная структура согласно фиг. 8А представляет собой структуру, в которой шумовая граница простирается по горизонтали (в поперечном направлении) в определенной области 100. Вертикальная структура согласно фиг. 8A представляет собой структуру, в которой шумовая граница простирается по вертикали (в продольном направлении) в определенной области 100. Внутренняя структура согласно фиг. 8С представляет собой структуру, в которой определенная область 100 не содержит шумовой границы, а скорее представляет собой внутреннюю область блочного шума. Структуры фиг. 8D представляют собой примеры структур, которые отличны от структур согласно фигурам от фиг. 8А до 8С.

[0104] Блок 20 обработки изображения затем определяет направление шумовой границы с использованием данных, выработанных в ходе вышеупомянутых процессов принятия решения по вертикали и по горизонтали. В частности, блок 20 обработки изображения использует столбец 105 из операций ИЛИ по горизонтали, выработанный в процессе принятия решения по горизонтали, и строку 115 из операций ИЛИ по вертикали, выработанную в процессе принятия решения по вертикали. Блок 20 обработки изображения определяет, равны ли «0» все пять значений в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали (больше, чем пять значений, если определенная область 100 расширена). Аналогичным образом блок 20 обработки изображения определяет, равны ли «0» все пять значений в строке 115 из операций ИЛИ по вертикали. При равенстве «0» всех значений в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали имеет место гладкое изменение пиксельного значения в определенной области 100 по горизонтальному направлению. При равенстве «0» всех значений в столбце 105 из операций ИЛИ по вертикали имеет место гладкое изменение пиксельного значения в определенной области 100 по вертикальному направлению.

[0105] Если не все значения в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали равны «0» и если все значения в строке 115 из операций ИЛИ по вертикали равны «0», блок 20 обработки изображения решает, что шумовая граница в определенной области 100 представляет собой горизонтальную структуру согласно фиг. 8А. Если все значения в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали равны «0» и если не все значения в строке 115 из операций ИЛИ по вертикали равны «0», блок 20 обработки изображения решает, что шумовая граница в определенной области 100 представляет собой вертикальную структуру согласно фиг. 8A. Если все значения в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали равны «0» и если все значения в строке 115 из операций ИЛИ по вертикали равны «0», блок 20 обработки изображения решает, что определенная область 100 представляет собой внутреннюю структуру согласно фиг. 8С (то есть, определенная область 100 представляет собой область, окруженную шумовой границей во входном изображении или зажатую этой границей или примыкающую к ней). Если не все значения в столбце 105 из операций ИЛИ по горизонтали равны «0» и если не все значения в строке 115 из операций ИЛИ по вертикали равны «0», блок 20 обработки изображения решает, что шумовая граница в определенной области 100 представляет собой одну из структур согласно фиг. 8D.

[0106] Если в процессе определения направления шумовой границы блок 20 обработки изображения решает, что определенная область 100 представляет собой внутреннюю структуру согласно фиг. 8С, он расширяет определенную область 100, например, до размера 5×5 пикселей, затем до 7×7 пикселей и затем до 9×9 пикселей и т.д. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет столбец 105 из операций ИЛИ по горизонтали и строку 115 из операций ИЛИ по вертикали относительно расширенной определенной области 100 способами, аналогичными показанным на фиг. 5-7. Блок 20 обработки изображения затем определяет, какая из структур, показанных на фиг. 8А-8D, описывает направление шумовой границы в расширенной определенной области 100 на основании столбца 105 из операций ИЛИ по горизонтали и строки 115 из операций ИЛИ по вертикали. Блок 20 обработки изображения расширяет определенную область 100 и повторяет вышеупомянутый процесс, пока он не определит, что шумовая граница в расширенной определенной области 100 представляет собой горизонтальную структуру согласно фиг. 8А, вертикальную структуру согласно фиг. 8A, или любую из других структур согласно фиг. 8D, или пока размер определенной области 100 не станет равным заранее определенному размеру (например, 9×9 пикселей). При достижении определенной областью 100 заранее определенного размера, блок 20 обработки изображения больше не расширяет определенную область 100, заканчивая процесс принятия решения о сглаживании.

[0107] <1-4. Процесс определения позиции шумовой границы>

Если направление шумовой границы в определенной области 100 представляет собой горизонтальную структуру согласно фиг. 8А или вертикальную структуру согласно фиг. 8A, то блок 20 обработки изображения определяет позицию шумовой границы в определенной области 100. На фиг. 9 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс определения позиции шумовой границы и демонстрирующая случаи, в которых шумовая граница в определенной области 100 представляет собой вертикальную структуру. Позиция вертикальной шумовой границы в определенной области 100, состоящей из 5×5 пикселей, представляет собой одну из четырех позиций, показанных на фиг. 9А-9D. Отметим, что при шумовой границе в виде горизонтальной структуры процесс определения позиции приблизительно совпадает с процессом при шумовой границе в виде вертикальной структуры и, следовательно, не будет описан.

[0108] Блок 20 обработки изображения затем выполняет процесс определения позиции шумовой границы с использованием данных, выработанных в вышеупомянутом процессе принятия решения по горизонтали. В частности, блок 20 обработки изображения сравнивает матрицу 103 разностей второго порядка по горизонтали, выработанную в процессе принятия решения по горизонтали, с пороговым значением для бинаризации матрицы 103 из разностей второго порядка по горизонтали и затем использует полученную бинаризованную матрицу 103 из разностей второго порядка по горизонтали в процессе определения позиции шумовой границы. Например, при расположении шумовой границы на левом краю определенной области 100, как показано на фиг. 9А, матрица 103 размером 3×5 из бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали образует структуру, первый столбец которой содержит элементы «1», а второй и третий столбцы структуры содержат элементы «0». При расположении шумовой границы в позиции, находящейся в центре определенной области 100 и немного ближе к левому краю, как показано на фиг. 9B, матрица 103 размером 3×5 из бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали образует структуру, первый и второй столбцы которой содержат элементы «1», а третий столбец содержит элементы «0». При расположении шумовой границы в позиции, находящейся в центре определенной области 100 и немного ближе к правому краю, как показано на фиг. 9С, матрица 103 размером 3×5 из бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали образует структуру, второй и третий столбцы которой содержат элементы «1», а первый столбец содержит элементы «0». При расположении шумовой границы на правом краю определенной области 100, как показано на фиг. 9D, матрица 103 размером 3×5 из бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали образует структуру, третий столбец которой содержит «1», а первый и второй столбцы содержат элементы «0».

[0109] В соответствии с этим блок 20 обработки изображения может определить позицию шумовой границы в определенной области 100, проверяя структуру расположения элементов «0» и «1», включенных в матрицу 103а из бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали, выработанную на основании матрицы 103 из разностей второго порядка по горизонтали, выработанной в процессе принятия решения по горизонтали. Позиция шумовой границы по горизонтали также определена подобным образом. Блок 20 обработки изображения может определить позицию шумовой границы по горизонтали в определенной области 100, вырабатывая матрицу из бинаризованных разностей второго порядка по вертикали посредством сравнения матрицы 113 из разностей второго порядка по вертикали, выработанной в процессе определения по вертикали, с пороговым значением и затем проверяя структуру расположения элементов «0» и «1» в этой матрице из бинаризованных разностей второго порядка по вертикали.

[0110] <2. Процесс сглаживания>

Если в вышеупомянутом процессе принятия решения о сглаживании блок 20 обработки изображения определяет, что значение целевого пикселя в определенной области 100 должно быть сглажено, он сглаживает пиксельное значение. В это время блок 20 обработки изображения выбирает один из множества сохраненных здесь фильтров сглаживания, на основании направления, определенного в процессе определения направления шумовой границы, позиции, определенной в процессе определения позиции шумовой границы и т.п., и затем сглаживает пиксель целевого пикселя в определенной области 100, используя выбранный фильтр сглаживания.

[0111] На фиг. 10 и 11 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует выбранный в качестве примера фильтр сглаживания. Фильтр сглаживания, используемый для сглаживания определенной области 100, состоящей из 5×5 пикселей, имеет размер 5×5. В качестве сглаженного значения целевого пикселя блок 20 обработки изображения использует значение А, полученное посредством выполнения матричной операции А=(a11×f11+a12×f12+…+a55×f55)/(f11+f12+…+f55). В этой матричной операции aij (i= от 1 до 5, j=от 1 до 5) представляет собой значение каждого пикселя в определенной области; a fij (i= от 1 до 5, j= от 1 до 5) представляет собой значение фильтра сглаживания, соответствующего каждому пикселю. Этот способ работы также использован в процессах фильтрации с использованием других фильтров (сохраняющий край фильтр сглаживания, фильтр Собеля, фильтр Лапласа и т.п.), описанных ниже.

[0112] На фиг. 10А показан пример фильтра сглаживания, используемого при наличии шумовой границы в определенной области 100 в виде вертикальной структуры. В фильтре сглаживания согласно фиг. 10А пять значений в третьей строке установлены равными 1, а значения в других строках установлены равными 0. Использование фильтра сглаживания согласно фиг. 10А обеспечивает возможность вычисления среднего значения между целевым пикселем и четырьмя пикселями слева и справа от целевого пикселя в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения затем подает на выход среднее значение этих пяти пикселей в качестве сглаженного целевого пикселя. Как отмечено выше, фильтр сглаживания согласно фиг. 10А сглаживает целевой пиксель посредством вычисления среднего значения пикселей в направлении, пересекающем вертикальную шумовую границу.

[0113] Как и на фиг. 10А, на фиг. 10B показан пример фильтра сглаживания, используемого при наличии шумовой границы в определенной области 100 в виде вертикальной структуры. Отметим, что фильтр сглаживания согласно фиг. 10B далее рассматривает позицию шумовой границы и используется при нахождении шумовой границы в позиции, расположенной в центре определенной области 100 и немного ближе к левому краю, как показано на фиг. 9B. В фильтре сглаживания согласно фиг. 10B центральное значение установлено равным 3, соседнее значение слева установлено равным 2, а другие значения равными 0. Использование фильтра сглаживания согласно фиг. 10B обеспечивает возможность вычисления среднего значения между целевым пикселем и соседним пикселем слева от него в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения подает на выход это среднее значение в качестве сглаженного целевого пикселя.

[0114] На фиг. 10C показан пример фильтра сглаживания, используемого при наличии шумовой границы в определенной области 100 в виде горизонтальной структуры. В фильтре сглаживания согласно фиг. 10C пять значений в третьем столбце установлены равными 1, а значения в других столбцах установлены равными 0. Использование фильтра сглаживания согласно фиг. 10C обеспечивает возможность вычисления среднего значения между целевым пикселем и четырьмя пикселями сверху и снизу от целевого пикселя в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения подает на выход среднее значение этих пяти пикселей в качестве сглаженного целевого пикселя. Как отмечено выше, фильтр сглаживания согласно фиг. 10C сглаживает целевой пиксель посредством вычисления среднего значения пикселей в направлении, пересекающем горизонтальную шумовую границу.

[0115] На фиг. 11D показан пример фильтра сглаживания, используемого, когда шумовая граница в определенной области 100 представляет собой любую другую структуру. В фильтре сглаживания согласно фиг. 11D все 5×5=25 значений установлены равными 1. Использование фильтра сглаживания согласно фиг. 11D обеспечивает возможность вычисления среднего значения для всех пикселей в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения подает на выход это среднее значение в качестве сглаженного целевого пикселя.

[0116] На фиг. 11Е показан пример фильтра сглаживания, используемого в определенной области 100, которая не содержит шумовой границы при размере области в 5×5 пикселей, но содержит шумовую границу после расширения до размера 7×7 пикселей. Фильтр сглаживания согласно фиг. НЕ получен посредством расширения фильтра сглаживания согласно фиг. 11D и использован при шумовой границе в виде любой другой структуры. Аналогичным образом фильтры сглаживания согласно фиг. 10А-10C могут быть расширены до размера 7×7. Использование фильтра сглаживания согласно фиг. 11Е обеспечивает возможность вычисления среднего значения для всех пикселей в расширенной определенной области 100. Блок 20 обработки изображения подает на выход это среднее значение в качестве сглаженного целевого пикселя.

[0117] Как отмечено выше, блок 20 обработки изображения выбирает фильтр сглаживания на основании направления и позиции шумовой границы и т.п., сглаживает значение целевого пикселя с использованием выбранного фильтра сглаживания и подает на выход сглаженное пиксельное значение. Отметим, что фильтры сглаживания, показанные на Фиг. 10 и 11, носят лишь иллюстративный характер. Кроме того, блок 20 обработки изображения может быть выполнен с возможностью определения присутствия или отсутствия шумовой границы, но не определения ее направления или позиции, и с возможностью фильтрации определенной области 100 посредством использования фильтров сглаживания, показанных на фиг. 11, когда блок решает, что определенная область 100 содержит шумовую границу.

[0118] <3. Сглаживание с сохранением края>

<3-1. Фильтр сглаживания с сохранением края>

Если в вышеупомянутом процессе принятия решения о сглаживании блок 20 обработки изображения определяет, что значение целевого пикселя в определенной области 100 не должно быть сглажено, он сглаживает пиксельное значение целевого пикселя с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. В частности, блок 20 обработки изображения определяет направление краевого компонента в определенной области 100, выбирает один из множества сохраняющих край фильтров сглаживания, сохраненных в блоке 20 обработки изображения, на основании определенного направления краевого компонента, и сглаживает значение целевого пикселя в определенной области 100, используя выбранный сохраняющий край фильтр сглаживания.

[0119] На фиг. 12-14 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример сохраняющего край фильтра сглаживания. В настоящем варианте реализации изобретения блок 20 обработки изображения определяет, какое из восьми направлений, а именно, направление по горизонтали (0°), диагональное направление под углом 45°, направление по вертикали (90°), диагональное направление под углом 135°, диагональное направление под углом 22,5°, диагональное направление под углом 67,5°, диагональное направление под углом 112,5° и диагональное направление под углом 157,5°, представляет собой направление краевого компонента в определенной области 100, или определяет, что у краевого компонента нет никакого направления. Поэтому блок 20 обработки изображения хранит восемь сохраняющих край фильтров сглаживания, соответствующих этим восьми направлениям, и изотропный фильтр сглаживания, соответствующий определению отсутствия направления, который не представляет собой фильтр с сохранением края.

[0120] Фильтр, показанный на фиг. 12А, представляет собой фильтр сглаживания, сохраняющий компонент горизонтального края. При определении блоком 20 обработки изображения, что направление краевого компонента в определенной области 100 горизонтально, он выполняет процесс сглаживания с использованием фильтра согласно фиг. 12А. При выполнении процесса фильтрации с использованием фильтра согласно фиг. 12А, блок 20 обработки изображения вычисляет взвешенное среднее между значением целевого пикселя и значениями этих четырех пикселей с левой и правой стороны целевого пикселя вдоль направления краевого компонента в определенной области 100. Для вычисления с весом большие веса присвоены значениям пикселей, ближе расположенным к целевому пикселю. Блок 20 обработки изображения подает на выход расчетное среднее значение в качестве сглаженного целевого пикселя.

[0121] Фильтр, показанный на фиг. 12B, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в диагональном направлении под углом 45° и может вычислять взвешенное среднее значение между значением целевого пикселя и значениями четырех пикселей, расположенных в диагональном направлении под углом 45° относительно его. Аналогичным образом, фильтр, показанный на фиг. 12С, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в вертикальном (90°) направлении. Фильтр, показанный на фиг. 12D, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения граничного компонента в диагональном направлении под углом 135°.

[0122] Фильтр, показанный на фиг. 13Е, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в диагональном направлении под углом 22,5° и может вычислять взвешенное среднее значение между значением целевого пикселя и значениями шести пикселей, расположенных в диагональном направлении под углом 22,5° к нему. Аналогичным образом фильтр, показанный на фиг. 13F, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в диагональном направлении под углом 67,5°. Фильтр, показанный на фиг. 13G, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в диагональном направлении под углом 112,5°. Фильтр, показанный на фиг. 13Н, представляет собой фильтр сглаживания для сохранения краевого компонента в диагональном направлении под углом 157,5°.

[0123] Фильтр сглаживания, показанный на фиг. 14, использован, когда определено, что направление краевого компонента в определенной области 100 не соответствует ни одному из вышеупомянутых восьми направлений. Этот фильтр сглаживания может присваивать весовые коэффициенты значениям всех пикселей в определенной области 100 на основании расстояний от целевого пикселя и вычислять среднее значение среди полученных значений.

[0124] На основании сохраняющих край фильтров сглаживания, соответствующих этим восьми направлениям, показанным на фиг. 12 и 13, фильтр сглаживания X, сохраняющий край в направлении любого угла х (0°<х<180°) может быть выработан с использованием приведенных ниже формул.

В этих формулах А представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 0°, показанный на фиг. 12А, В представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 45°, показанный на фиг. 12B, С представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 90°, показанный на фиг. 12С, и D представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 135°, показанный на фиг. 12D, Е представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 22,5°, показанный на фиг. 13Е, F представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 67,5°, показанный на фиг. 13F, G представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 112,5°, показанный на фиг. 13G, и Н представляет собой фильтр сглаживания с сохранением края в направлении 157,5°, показанный на фиг. 13Н.

[0125] Если 0°<х<22,5°, то X=а+(1-а)Е

Если 22,5°<х<45°, то X=аЕ+(1-а)В

Если 45°<х<67,5°, то X=аВ+(1-а)F

Если 67,5°<х<90°, то X=aF+(1-а)С

Если 90°<х<112,5°, то X=аС+(1-а)G

Если 112,5°<х<135°, то X=aG+(1-а)D

Если 135°<х<157,5°, то X=aD+(1-а)Н

Если 157,5°<х<180°, то X=аН+(1-а)А

[0126] В вышеупомянутых формулах а представляет коэффициент, зависящий от угла х и больший 0 и меньший 1. Например, если х=10°, то а=(10-0)/(22,5-0)=0,44. Например, если х=75°, то а=(75-67,5)/(90-67,5)=0,33. Таким образом, а может быть определено как (х-m)/(n-m), где m<х<n.

[0127] <3-2. Определение направления края>

(а) Процесс вычисления контрастности края

Для выбора одного фильтра из множества сохраняющих край фильтров сглаживания блок 20 обработки изображения должен определить направление краевого компонента в определенной области 100. Например, блок 20 обработки изображения может определить направление краевого компонента, выполняя фильтрацию посредством фильтра Собеля. На фиг. 15 схематически показаны диаграммы, каждая из которых иллюстрирует пример фильтра Собеля для определения направления. Блок 20 обработки изображения определяет, какое из четырех направлений, а именно, направления по горизонтали (0°), диагонального направления под углом 45°, направления по вертикали (90°) и диагонального направления под углом 135° представляет направление краевого компонента, с использованием показанных на фиг. 15А-15D четырех фильтров Собеля, соответствующих соответствующим направлениям.

[0128] Фильтры Собеля, показанные на фиг. 15А-15D, представляют собой матрицы 3×3, используемые для определения контрастности краевого компонента в направлении, перпендикулярном к направлению расположения элементов, значение которых равно 0. Блок 20 обработки изображения вычисляет контрастность краевого компонента, фильтруя область 3×3 с центром в целевом пикселе в определенной области 100, используя фильтры Собеля, показанные на фиг. 15А-15D. (Отметим, что рассчитанное значение с абсолютным значением, близким к 0, указывает на более сильную контрастность краевого компонента.)

[0129] Как описано выше, блок 20 обработки изображения использует, в качестве сохраняющих край фильтров сглаживания, четыре фильтра, соответствующие углам 0°, 45°, 90°, и 135°, а также четыре фильтра, соответствующие углам 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°. Поэтому блок 20 обработки изображения должен получить контрастности краевых компонентов в направлениях под углами 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°. С использованием одного из описанных ниже двух способов (или при использовании их комбинации) блок 20 обработки изображения вычисляет или оценивает контрастности краевых компонентов в направлениях под углами 22,5°, 67,5°, 112,5°, и 157,5°.

[0130] Первый способ оценки контрастности краевого компонента включает предварительное сохранение четырех основных фильтров Собеля, соответствующих углам 0°, 45°, 90° и 135°, а также четырех расширенных фильтров Собеля, соответствующих углам 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°, и вычисление контрастности краевых компонентов с использованием восьми фильтров Собеля.

[0131] Расширенный фильтр X Собеля, соответствующий любому углу х

[рад], может быть вычислен из приведенных ниже формул (1)-(4). Отметим, что 0<х<п. В этих формулах А представляет собой основной фильтр Собеля, соответствующий углу 0 (0°), В представляет собой основной фильтр Собеля, соответствующий углу п/4 (45°), С представляет собой основной фильтр Собеля, соответствующий углу п/2 (90°), и D представляет собой основной фильтр Собеля, соответствующий углу 3п/4 (135°). Фильтр Собеля, соответствующий углу п (180°), может быть получен посредством обращения знака основного фильтра Собеля, соответствующего углу 0, и следовательно представлен как Е (=-А).

[0132] Если

Если

Если

Если

[0133] В вышеупомянутых формулах а представляет собой коэффициент, зависящий от угла х и больший 0 и меньший 1. Например, если х=п/8, то a=1/2. Например, если х=п/6, то а=2/3. Таким образом, при 0<х<п/4, коэффициент а может быть определен на основании отношения разности между углом х подлежащего вычислению фильтра X Собеля и углом 0 к разности между углом х и углом п/4. То же самое применимо к другим диапазонам углов. При m<х<n, а может быть определено как (х-m)/(n-m).

[0134] Кроме того, на основании приведенных выше формул (1)-(4) фильтр Собеля размером 3×3, предназначенный для вычисления контрастности краевого компонента в направлении любого угла х

[рад], может быть выработан с использованием приведенных ниже формул (5)-(8). Отметим, что 0≤х<п.

[0135]

(а) При

где

(b) При

где

(с) При

где

(d) При

где

[0136] Использование приведенных выше формул (5)-(8) обеспечивает возможность выработки расширенных фильтров Собеля, соответствующих углам 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°. Использование приведенных выше формул (5)-(8) также обеспечивает возможность выработки основных фильтров Собеля, показанных на фиг. 15А-15D.

[0137] Для фильтра Собеля, соответствующего диагональному направлению под углом 22,5° (х=п/8), например, α=1/2, β=3/2, γ=3/2 и δ=1/2 получены из матрицы (а) в формуле (5) выше. Сравнение между соответствующим углу 0° фильтром Собеля, показанным на фиг. 15А, и соответствующим углу 45° фильтром Собеля, показанным на фиг. 15С, выявляет, что значения в фильтре Собеля, соответствующем углу 45°, представляют собой значения, полученные посредством поворота значений в фильтре Собеля, соответствующем углу 0°, на 45° градусов. Аналогичным образом, значения в фильтре Собеля, соответствующем углу 22,5°, вычисленные посредством вышеупомянутой формулы, представляют собой значения, полученные посредством поворота значений в фильтре Собеля, соответствующем углу 0°, на 22,5° градуса. Кроме того, каждое значение в фильтре Собеля, соответствующем углу 22,5°, представляет собой среднее значение соответствующих значений в фильтрах Собеля, соответствующих углам 0° и 45°.

[0138] Согласно первому способу получения значения контрастности краевого компонента блок 20 обработки изображения заранее сохраняет четыре основных фильтра Собеля и четыре расширенных фильтра Собеля и затем вычисляет контрастность края с использованием восьми фильтров Собеля. Таким образом, блок 20 обработки изображения может вычислять контрастности краевых компонентов в восьми направлениях и может выбрать один из сохраняющих край фильтров сглаживания, показанных на фиг. 12 и 13, на основании вычисленных контрастностей. Как отмечено выше, блок 20 обработки изображения может хранить фильтры Собеля, соответствующие углам, которым соответствуют сохраненные сохраняющие край фильтры сглаживания. (В этом случае блок 20 обработки изображения может определить, какой из фильтров сглаживания должен быть использован, на основании контрастностей краевых компонентов, вычисленных с использованием соответствующих фильтров Собеля, и следовательно не должен выполнять описанный ниже процесс (b) оценки контрастности края.)

[0139] С другой стороны, согласно второму способу получения значения контрастности краевого компонента, блок 20 обработки изображения хранит четыре фильтра Собеля, показанные на фиг. 15А-15D, но не должен хранить фильтры Собеля, соответствующие диагональным направлениям под углами 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°. В этом способе блок 20 обработки изображения вычисляет контрастности краевых компонентов в направлениях углов, относительно которых блок 20 обработки изображения не хранит соответствующие фильтры Собеля, посредством описанного ниже процесса (b) оценки контрастности края.

[0140] (b) Процесс оценки контрастности края

Если количество сохраненных фильтров Собеля меньше количества сохраненных сохраняющих край фильтров сглаживания, то блок 20 обработки изображения оценивает контрастности краевых компонентов в направлениях, относительно которых блок 20 обработки изображения не может проводить вычисление, используя сохраненные фильтры Собеля. Блок 20 обработки изображения оценивает контрастности краевых компонентов в таких направлениях на основании контрастностей множества краевых компонентов, вычисленных в процессе (а) вычисления контрастности края.

[0141] На фиг. 16 показан график, показывающий пример зависимости между значением (абсолютным значением), вычисленным фильтром Собеля, и углом. На графике, показанном на фиг. 16, по продольной оси отложен угол [°], а по поперечной оси отложено абсолютное значение контрастности краевого компонента, вычисленное фильтром Собеля. Как показано на фиг. 16, если граничный компонент зависит от направления, то график абсолютного значения контрастности, вычисленного с использованием фильтра Собеля, имеет максимальные и минимальные значения. Блок 20 обработки изображения дисплейного устройства 1, выполненный согласно настоящему варианту реализации настоящего изобретения, выполняет интерполяцию на основании значений контрастности краевых компонентов в четырех направлениях под углами 0°, 45°, 90° и 135°, вычисленных четырьмя фильтрами Собеля, показанными на фиг. 15. Таким образом, блок 20 обработки изображения оценивает контрастности краевых компонентов в других направлениях.

[0142] На фиг. 17 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая процесс интерполяции для оценки контрастности. Точки, показанные черными кружками на фиг. 17, представляют собой значения контрастности, вычисленные в процессах фильтрации с использованием фильтров Собеля. В частности, имеют место четыре таких точки: A1 {X1, Y1), А2 {Х2, Y2), A3 {X3, Y3), и А4 {Х4, Y4). Точка С (Xi, Yi), показанная как заштрихованный кружок на фиг. 17, представляет собой точку, отражающую значение контрастности, оцененное на основании значений A1-А4, и расположенную между точками А2 и A3. Предположено, что отношение расстояния от координаты Х2 до координаты Xi к расстоянию от координаты Xi до координаты X3 равно r: 1 - r (0<r<1).

[0143] Точка В13, показанная в виде белого кружка на фиг. 17, представляет собой точку с координатой Х2, линейно интерполированной между точками А1 и A3. Аналогичным образом точка В24 представляет собой точку с координатой X3, линейно интерполированной между точками А2 и А4. Точка В23 представляет собой точку с координатой Xi, линейно интерполированной между точками А2 и A3. Расстояние между точками А2 и В13 (разность по координате Y между обеими точками) определено как Δα, а расстояние между точками A3 и В24 определено как Δβ. Аналогичным образом расстояние между точками В23 и С определено как Δ.

[0144] На основании этих значений вычисленная координата Yi точки С может быть представлена приведенной ниже формулой (11).

Кроме того, величина Δ в формуле (11) выше может быть представлена приведенной ниже формулой (12).

Кроме того, величины Δα и Δβ могут быть представлены приведенными ниже формулами (13) и (14), соответственно.

[0145] В частности, подлежащая вычислению точка С представляет собой точку, полученную посредством добавления к точке (точке В23), линейно интерполированной между соседними точками (точками А2 и A3), среднего значения (Δ), вычисленного посредством учета с весом соответствующих ошибок (Δα и Δβ) для точек (точка В13 и точка В24), каждая из которых интерполирована между двумя соседними точками с использованием двух удаленных точек (точки А1 и А4).

[0146] Приведенные выше формулы (11)-(14) применены к контрастностям краевых компонентов, вычисленных с использованием фильтров Собеля. Контрастности (абсолютные значения) краевых компонентов, рассчитанные посредством использования фильтров сглаживания, соответствующих углам 0°, 45°, 90° и 135°, показанных на фиг. 15, представлены значениями a, b, с, и d, соответственно, а вычисленная контрастность (абсолютное значение) краевого компонента, соответствующего углу 22,5°, представлена значением е. Поскольку в настоящем варианте реализации изобретения использовано абсолютное значение контрастности, контрастность краевого компонента, соответствующего углу 135°, может быть расценена как контрастность, соответствующая углу - 45°.

[0147] В соответствии с этим точки A1-А4, показанные на фиг. 17, имеют следующие координаты:

А1 (135°, d)

А2 (0°, а)

A3 (45°, b)

А4 (90°, с)

С (22,5°, е)

В этом случае r=1/2.

[0148] Вводя эти значения в формулы (11)-(14), получаем формулу (21) ниже.

Аналогичным образом получены формулы (22)-(24).

В этих формулах f представляет собой контрастность краевого компонента, соответствующего углу 67,5°; g представляет собой контрастность краевого компонента, соответствующего углу 112,5°; и h представляет собой контрастность краевого компонента, соответствующего углу 157,5°.

[0149] В соответствии с этим блок 20 обработки изображения может оценить контрастности е-h краевых компонентов в других направлениях, которые не могут быть вычислены с использованием фильтров Собеля, на основании контрастностей а-d краевых компонентов, вычисленных с использованием четырех фильтров Собеля, показанные на фиг. 15, и приведенных выше формул (21)-(24).

[0150] (с) Процесс определения направления края

Блок 20 обработки изображения вычисляет контрастности краевых компонентов в восьми направлениях с использованием четырех основных фильтров Собеля и четырех расширенных фильтров Собеля (первый способ). В качестве альтернативы блок 20 обработки изображения вычисляет контрастности краевых компонентов в соответствующих направлениях с использованием четырех фильтров Собеля согласно фиг. 15А-15D, а также оценивает контрастности краевых компонентов в других направлениях (второй способ). Блок 20 обработки изображения проводит сравнение для вычисленных или оцененных контрастностей множества краевых компонентов и определяет направление с самой высокой контрастностью (имеющий самое маленькое из абсолютных значений вычисленных значений) в качестве направления краевого компонента в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения затем считывает сохраняющий край фильтр сглаживания, соответствующий определенному направлению (см. фиг. 12 и 13), и отфильтровывает определенную область 100, используя считанный сохраняющий край фильтр сглаживания для сглаживания пиксельного значения целевого пикселя.

[0151] Однако, например, если определенная область 100 представляет собой изображение, включающее одноточечную текстуру, тонкую строку шириной в одну точку и т.п., трудно вычислить контрастности краевых компонентов с использованием фильтров Собеля и определить направление краевого компонента на основании вычисленных контрастностей. На фиг. 18 показан график, иллюстрирующий пример зависимости между значением контрастности (абсолютное значение), вычисленным фильтром Собеля, и углом. На графике, показанном на фиг. 18, по продольной оси отложено значение угла

[°], а по поперечной оси отложено абсолютное значение контрастности краевого компонента, вычисленное фильтром Собеля. Пример, показанный на фиг. 18, показывает результат операции, выполненной на изображении, включающем одноточечную текстуру, тонкую линию шириной в одну точку и т.п., с использованием фильтра Собеля.

[0152] Как показано на фиг. 18, если определенная область 100 представляет собой изображение, включающее одноточечную текстуру, тонкую линию шириной в одну точку и т.п., то контрастность краевого компонента, вычисленная с использованием фильтра Собеля, меняется в зависимости от угла в меньшей степени. Поэтому блок 20 обработки изображения выбирает самое большое и самое маленькое значение из абсолютных значений вычисленных контрастностей краевых компонентов и абсолютных значений контрастности краевых компонентов, оцененных из этих абсолютных значений, и вычисляет разность между ними. Если вычисленная разность не превышает пороговое значение, то блок 20 обработки изображения рассматривает определению область 100 как изображение, не имеющее направления, и сглаживает определенную область 100, используя изотропный фильтр сглаживания, показанный на фиг. 14.

[0153] На фиг. 19 показана блок-схема, иллюстрирующая этапы процесса сглаживания с сохранением края, выполненного на этапе S7 согласно фиг. 3. В сохраняющем край процессе сглаживания блок 20 обработки изображения сначала считывает множество фильтров Собеля, предварительно сохраненных в памяти и т.п. (этап S51). Блок 20 обработки изображения затем отфильтровывает определенную область 100, используя фильтр Собеля для вычисления контрастности краевых компонентов в соответствующих направлениях (этап S52).

[0154] Блок 20 обработки изображения затем оценивает контрастности краевых компонентов в других направлениях на основании вычисленных контрастностей множества краевых компонентов (этап S53). Блок 20 обработки изображения затем вычисляет разность между самым большим и самым маленьким из абсолютных значений контрастности, вычисленных на этапе S52, и абсолютным значениями контрастностей, оцененных на этапе S53 (этап S54). Он затем определяет, превышает ли вычисленная разность пороговое значение (этап S55).

[0155] Если разность превышает пороговое значение (S55: ДА), то блок 20 обработки изображения определяет самое большое значение (самое маленькое абсолютное значение) контрастности, вычисленной на этапе S52, и значение контрастности, оцененной на этапе S53, для определения направление краевого компонента в определенной области 100 (этап S56). Блок 20 обработки изображения затем считывает сохраняющий край фильтр сглаживания, соответствующий определенному направлению краевого компонента (этап S57).

[0156] Если разность не превышает пороговое значение (S55: НЕТ), то блок 20 обработки изображения определяет, что граничный компонент в определенной области 100 не имеет никакого направления и считывает изотропный фильтр сглаживания, а не сохраняющий край фильтр сглаживания (этап S58).

[0157] Блок 20 обработки изображения затем фильтрует определенную область 100, используя фильтр сглаживания, считанный на этапе S57 или S58, для сглаживания целевого пикселя (этап S59), заканчивая процесс.

[0158] <4. Принятие решения о применимости>

Как описано выше, при определении блоком 20 обработки изображения в процессе принятия решения о сглаживании, что процесс сглаживания не должен быть выполнен, он выполняет процесс сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Как правило, сохраняющий край фильтр сглаживания используют для фильтрации области, включающей до некоторой степени высокочастотный компонент. Однако, например, при фильтрации изображения, содержащего четкий край, структуру и т.п., сохраняющим край фильтром сглаживания, качество изображения может быть ухудшено. Поэтому блок 20 обработки изображения определяет, следует ли применить результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, на основании одного или большего количества критериев. Ниже будут описаны три взятых в качестве примера критерия определения.

[0159] (1) Определение краевой величины

Например, блок 20 обработки изображения вычисляет величину (контрастность) краевого компонента в определенной области 100, и если вычисленная краевая величина меньше порогового значения, он принимает решение, что должен быть применен результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. В соответствии с этим, если краевая величина превышает пороговое значение, сглаживание не выполняют. Таким образом, предотвращено ухудшение качества изображения из-за сглаживания изображения, включающего четкий край, структуру и т.п. Краевая величина в определенной области 100 может быть вычислена с использованием, например, фильтра Лапласа.

[0160] На фиг. 20 схематически показана диаграмма, иллюстрирующая определение краевой величины с использованием фильтра Лапласа. Блок 20 обработки изображения выполняет процесс определения краевой величины с использованием предварительно сохраненного фильтра 121 Лапласа. В примере, показанном на фиг. 20, фильтр 121 Лапласа представляет собой матрицу размером 3×3, центральное значение которой установлено равным 8, а все соседние значения установлены равными -1.

[0161] Блок 20 обработки изображения извлекает подобласти 100а-100i размером 3×3 из определенной области 100, которая представляет собой матрицу размером 5×5. Подобласти 100а-100i размером 3×3 могут быть извлечены из матрицы размером 5×5 девятью способами. Блок 20 обработки изображения затем фильтрует извлеченные подобласти 100а-100i, используя фильтр 121 Лапласа, и, посредством этого, вычисляет девять значений A-I в качестве результатов процесса. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму абсолютных значений для значений от А до I в качестве значения S оценки (то есть, S=|А|+|В|+…+|I|).

[0162] Вычисленное значение S оценки представляет собой краевую величину в определенной области 100. Блок 20 обработки изображения затем определяет, превышает ли значение S оценки пороговое значение. Если значение S оценки не превышает пороговое значение, блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания должен быть применен. Напротив, если значение S оценки превышает пороговое значение, блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания не должен быть применен.

[0163] (2) Определение текстуры

При сглаживании основанного на пикселе изображения мелкозернистой текстуры и т.п. текстура может быть разрушена, что приводит к ухудшению качества изображения. Поэтому блок 20 обработки изображения может быть выполнен следующим образом: он определяет, представляет ли изображение текстурное изображение, на основании характеристик изменения пиксельного значения и т.п. в определенной области 100; если изображение не представляет собой текстурное изображение, он принимает решение, что результат процесса сглаживания должен быть применен; а если изображение представляет собой текстурное изображение, он принимает решение, что результат процесса сглаживания не должен быть применен.

[0164] Например, блок 20 обработки изображения вычисляет частоту вибрации пикселей (частоту увеличения/уменьшения пиксельных значений) в определенной области 100 и, на основании частоты вибрации, принимает решение, следует ли применить результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. На фиг. 21 и 22 схематически показаны диаграммы, иллюстрирующие принятие решения о применимости, основанное на частоте вибрации. Как показано на фиг. 21А-22D, блок 20 обработки изображения вычисляет частоты вибрации относительно четырех направлений в определенной области 100, то есть, по горизонтальному направлению, по вертикальному направлению, диагональному направлению под углом 45° и диагональному направлению под углом 135°.

[0165] Как показано на фиг. 21А, блок 20 обработки изображения вычисляет разности между значениями соседних по горизонтали пикселей в определенной области 100 размером 5×5 и вырабатывает матрицу размером 4×5, содержащую вычисленные разности. В это время блок 20 обработки изображения устанавливает равным 0 матричные значения, соответствующие разностям, меньшим порогового значения или равным ему.

[0166] Блок 20 обработки изображения затем проверяет знаки (положительный, отрицательный или 0) соседних значений по горизонтали в матрице размером 4×5 и присваивает точки наборам соседних значений. В частности, если набор соседних значений содержит различные знаки или если одно значение набора соседних значений равно 0, а другое значение не равно 0, то блок 20 обработки изображения присваивает одну точку этому набору. Блок 20 обработки изображения таким образом присваивает точки всем наборам соседних значений по горизонтали в матрице размером 4×5, то есть, он присваивает точки 3×5=15 наборам соседних значений по горизонтали. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму точек, присвоенных этим 15 наборам, и определяет умноженную на 3 сумму как частоту А горизонтальной вибрации. Причина утроения суммы и определения получившегося в результате значения в качестве частоты А вибрации состоит в том, что количество наборов, которым присвоены точки в операциях относительно диагональных направлений под углами 45° и 135° (это будет описано позже), равно девяти и, следовательно, сумма взвешена на основании количества наборов для нормирования частоты вибрации.

[0167] Аналогичным образом, как показано на фиг. 21B, блок 20 обработки изображения вырабатывает матрицу размером 5×4, содержащую разности между значениями соседних по вертикали пикселей в определенной области 100 (эти значения установлены равными 0 для матричных значений, соответствующих разностям, меньшим порогового значения или равным ему). Блок 20 обработки изображения присваивает точки 5×3=15 наборам соседних значений по вертикали в матрице размером 5×4 на основании соседних по вертикали значений. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму точек, присвоенных 15 наборам, и определяет умноженную на три сумму как частоту В вертикальной вибрации.

[0168] Как показано на фиг. 22С, блок 20 обработки изображения вырабатывает матрицу размером 4×4, содержащую разности между значениями соседних пикселей в диагональном направлении под углом 45° в определенной области 100 (эти значения установлены равными 0 для матричных значений, соответствующих разностям, меньшим порогового значения или равным ему). Блок 20 обработки изображения присваивает точки 3×3=9 наборам соседних значений в диагональном направлении под углом 45° в матрице размером 4×4 на основании знаков соседних значений. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму точек, присвоенных этим 9 наборам, и определяет умноженную на пять сумму как частоту вибрации С по диагонали под углом 45°.

[0169] Как показано на фиг. 22D, блок 20 обработки изображения вырабатывает матрицу размером 4×4, содержащую разности между значениями соседних пикселей в диагональном направлении под углом 135° в определенной области 100 (эти значения установлены равными 0 для матричных значений, соответствующих разностям, меньшим порогового значения или равным ему). Блок 20 обработки изображения присваивает точки 3×3=9 наборам соседних значений в диагональном направлении под углом 135° в матрице размером 4x4 на основании знаков соседних значений. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму точек, присвоенных этим 9 наборам, и определяет умноженную на пять сумму как частоту D вибрации по диагонали под углом 135°.

[0170] Блок 20 обработки изображения выбирает самую низкую из вычисленных четырех частот вибрации А-D и определяет, превышает ли эта самая низкая частота пороговое значение. Если самая низкая из частот вибрации А-D не превышает пороговое значение, то блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания должен быть применен. Напротив, если самая низкая из частот вибрации А-D превышает пороговое значение, то блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания не должен быть применен.

[0171] (3) Определение величины изменения пиксельного значения

Например, блок 20 обработки изображения может быть выполнен с возможностью принятия решения, следует ли применять результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, на основании величины изменения значения целевого пикселя при таком сглаживании. В частности, блок 20 обработки изображения вычисляет разность между подлежащим сглаживанию значением целевого пикселя (то есть, пиксельным значением во входном изображении) и сглаженным значением целевого пикселя и, если эта разность не превышает пороговое значение, он принимает решение, что результат такого сглаживания должен быть применен; а если разность превышает пороговое значение, он принимает решение, что результат такого сглаживания не должен быть применен. Таким образом, может быть предотвращено существенное изменение значения целевого пикселя вследствие такого процесса сглаживания.

[0172] Блок 20 обработки изображения определяет, следует ли применить результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания на основании вышеупомянутых операций (1)-(3) определения. В частности, при принятии решения блоком 20 обработки изображения во всех вышеупомянутых операциях (1)-(3) определения, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания должен быть применен, он использует результат такого сглаживания. При принятии решения блоком 20 обработки изображения в какой-либо из вышеупомянутых указанных выше операций (1)-(3) определения критерия, что результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания не должен быть применен, он не использует результат такого сглаживания. В качестве альтернативы блок 20 обработки изображения может быть выполнен с возможностью выполнения не всех, а лишь одного или двух из вышеупомянутых трех определений (1)-(3). Блок 20 обработки изображения может также быть выполнен с возможностью принятия решения о применимости на основании другого решения из вышеупомянутых определений (1)-(3).

[0173] В настоящем варианте реализации изобретения, в качестве примера, блок 20 обработки изображения выполнен с возможностью проведения процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания и последующего принятия решения о необходимости применения результата такого сглаживания, причем, как показано в блок-схеме согласно фиг. 3, могут быть использованы и другие конфигурации. Вместо принятия решения, в котором упомянут результат процесса сглаживания, например, при определении (3), блок 20 обработки изображения может быть выполнен с возможностью сначала принять решение о применимости и затем выполнить процесс сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания на основании принятия решения о применимости.

[0174] На фиг. 23 и 24 показаны блок-схемы, иллюстрирующие этапы процесса принятия решения о применимости, выполняемого на этапе S8 согласно фиг. 3. Сначала блок 20 обработки изображения определяет величину краевой компоненты. Блок 20 обработки изображения затем извлекает одну из подобластей 100а-100i размера 3×3 из определенной области 100 размером 5×5 (этап S71) и фильтрует извлеченную подобласть посредством фильтра 121 Лапласа (этап S72). Блок 20 обработки изображения определяет, завершил ли он извлечение всех подобластей 100а-100i и фильтрование извлеченных подобластей с использованием фильтра 121 Лапласа (этап S73). Если блок 20 обработки изображения не выполнил эти процессы относительно всех подобластей 100а-100i (S73: НЕТ), то блок 20 обработки изображения выполняет возврат на этап S71 для извлечения остающихся подобластей 100а-100i и фильтрации извлеченных подобластей с использованием фильтра 121 Лапласа.

[0175] После завершения извлечения и фильтрации всех подобластей 100а-100i (S73: ДА) блоком 20 обработки изображения он вычисляет сумму абсолютных значений множества значений, вычисленных в процессах фильтрации (этап S74), и определяет сумму как значение S оценки. Блок 20 обработки изображения затем определяет, меньше ли значение S оценки порогового значения (этап S75). Если значение S оценки больше, чем пороговое значение или равно ему (S75: НЕТ), блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат сохраняющего край процесса сглаживания не должен быть применен (этап S85), заканчивая процесс принятия решения о применимости.

[0176] Если значение S оценки меньше порогового значения (S75: ДА), блок 20 обработки изображения выполняет определение текстуры. Блок 20 обработки изображения затем вычисляет разности между значениями соседних пикселей в одном направлении в определенной области 100 (этап S76). Блок 20 обработки изображения затем присваивает точки матрице, содержащей вычисленные разности, на основании знаков соседних разностей в одном направлении (этап S77). Блок 20 обработки изображения затем вычисляет сумму присвоенных точек, а также умножает вычисленную сумму на заранее определенный коэффициент для нормировки (этап S78) и определяет нормированное значение как частоту вибрации относительно этого направления. Блок 20 обработки изображения затем определяет, были ли этапы S76-S78 выполнены относительно всех направлений (этап S79). При отрицательном ответе (S79: НЕТ) блок 20 обработки изображения выполняет возврат на этап S76 для выполнения этих этапов относительно остающихся направлений.

[0177] Если этапы S76-S78 были выполнены относительно всех направлений (S79: ДА), блок 20 обработки изображения выбирает самую низкую из частот вибрации, вычисленных относительно соответствующих направлений (этап S80) и, определяет, ниже ли самая низкая частота вибрации, чем пороговое значение (этап S81). Если самая низкая частота вибрации выше порогового значения или равна ему (S81: НЕТ), блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат сохраняющего край сглаживания не должен быть применен (этап S85), заканчивая процесс принятия решения о применимости.

[0178] Напротив, если самая низкая частота вибрации ниже порогового значения (S81: ДА), блок 20 обработки изображения выполняет определение относительно величины изменения пиксельного значения. В частности, блок 20 обработки изображения вычисляет величину изменения (разность) значения целевого пикселя до и после процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания (этап S82) и определяет, меньше ли вычисленная величина изменения порогового значения (этап S83). При положительном ответе (S83: ДА), блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат сохраняющего край сглаживания должен быть применен (этап S84), заканчивая процесс принятия решения о применимости. Напротив, при отрицательном ответе (S83: НЕТ), блок 20 обработки изображения принимает решение, что результат сохраняющего край сглаживания не должен быть применен (этап S85), заканчивая процесс принятия решения о применимости.

[0179] Как отмечено выше, дисплейное устройство 1 согласно настоящему варианту реализации изобретения извлекает определенную область 100, включающую целевой пиксель, из входного изображения, и принимает решение о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области 100. При положительном ответе дисплейное устройство 1 фильтрует целевой пиксель с использованием фильтра сглаживания для его сглаживания. При отрицательном ответе дисплейное устройство 1 фильтрует целевой пиксель с использованием сохраняющего край сглаживающего фильтра для его сглаживания. В это время дисплейное устройство 1 принимает решение, следует ли применить результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, на основании пиксельных значений в определенной области 100, результата такого сглаживания и т.п.. Таким образом, дисплейное устройство 1 может подавать на выход, в качестве значения целевого пикселя во входном изображении, одно значение из пиксельного значения, сглаженного с использованием фильтра сглаживания, пиксельного значения, сглаженного с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, и пиксельного значения, еще подлежащего сглаживанию. Дисплейное устройство 1 может вырабатывать и выводить на экран выходное изображение, в котором каждый пиксель был сглажен образом, подходящим для этого пикселя, посредством выполнения вышеупомянутого процесса относительно всех пикселей во входном изображении.

[0180] Дисплейное устройство 1 также вычисляет разности между пиксельными значениями в определенной области 100 и на основании вычисленных разностей принимает решение о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области 100. При положительном ответе дисплейное устройство 1 определяет направление и позицию шумовой границы в определенной области 100. Таким образом, дисплейное устройство 1 может сгладить целевой пиксель способом, подходящим для направления и позиции шумовой границы в определенной области 100, для эффективного подавления или уменьшения шума во входном изображении.

[0181] Если направление шумовой границы в определенной области 100 не представляет собой ни одну структуру из горизонтальной структуры, вертикальной структуры и других структур (то есть, если нет никакой шумовой границы в определенной области 100), дисплейное устройство 1 расширяет размер определенной области 100 и затем проводит вышеупомянутое определение. Оно повторяет этот процесс, пока не обнаруживает шумовую границу в одной из вышеупомянутых структур или пока определенная область 100 не примет заранее определенный размер. Таким образом, дисплейное устройство 1 может с высокой точностью обнаруживать блочные шумы при различных размерах блоков и подавлять или уменьшать их.

[0182] Дисплейное устройство 1 также вычисляет разности первого и второго порядка между значениями соседних пикселей в определенной области 100 для принятия решения о необходимости сглаживания целевого пикселя в определенной области 100. В это время дисплейное устройство 1 сравнивает разности первого порядка с пороговым значением для выработки матрицы, в которой разности первого порядка бинаризированы, а затем выполняет операцию ИЛИ относительно каждой строки или столбца в этой матрице. Оно также сравнивает разности второго порядка с пороговым значением для выработки матрицы, в которой разности второго порядка бинаризированы, и затем выполняет операцию ИЛИ относительно каждой строки или столбца в этой матрице. Дисплейное устройство 1 далее выполняет операцию ИЛИ для результата операции ИЛИ относительно разностей первого порядка и результата операции ИЛИ относительно разностей второго порядка и затем принимает решение, следует ли выполнять процесс сглаживания на основании результата операции. Таким образом, дисплейное устройство 1 может с высокой точностью определять необходимость сглаживания целевого пикселя в определенной области 100.

[0183] Дисплейное устройство 1 также выполняет вычисление разностей и проведение операций ИЛИ относительно продольных и поперечных направлений определенной области 100 и определяет, простирается ли шумовая граница в длину или поперек, на основании результата операции ИЛИ относительно соответствующих направлений. Дисплейное устройство 1 также определяет позицию шумовой границы в определенной области 100 на основании структуры массива 0/1 матрицы разностей второго порядка. Таким образом, дисплейное устройство 1 может легко определить, простирается ли шумовая граница в определенной области 100 в продольном или поперечном направлениях (по вертикали или по горизонтали), а также может легко определить позицию шумовой границы в определенной области 100.

[0184] Дисплейное устройство 1 также хранит множество фильтров сглаживания для подавления или уменьшения шума, производит выбор среди фильтров сглаживания на основании определенного направления и/или позиции шумовой границы, и сглаживает значение целевого пикселя в определенной области 100 посредством использования выбранного фильтра сглаживания. Таким образом, дисплейное устройство 1 может сгладить целевой пиксель способом, подходящим для направления и позиции шумовой границы в определенной области 100.

[0185] Дисплейное устройство 1 также вычисляет контрастности краевых компонентов по множеству направлений в определенной области 100, используя множество фильтров Собеля, а также оценивает контрастности краевых компонентов в других направлениях на основании вычисленных контрастностей. Дисплейное устройство 1 затем определяет направления распространения краевого компонента в определенной области 100 на основании вычисленных и оцененных контрастностей краевых компонентов и выполняет процесс сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, соответствующего определенному направлению. Как отмечено выше, дисплейное устройство 1 может оценивать контрастности краевых компонентов в направлениях, относительно которых оно не может вычислять контрастности с использованием сохраненных фильтров Собеля и, таким образом, может определить направление краевого компонента относительно большего количества направлений. Таким образом, дисплейное устройство 1 может выбрать сохраняющий край фильтр сглаживания, более подходящий для краевого компонента в определенной области 100, и может аналогичным образом выполнить сглаживание.

[0186] В частности, дисплейное устройство 1 вычисляет контрастности краевых компонентов по крайней мере в четырех направлениях (0°, 45°, 90° и 135°), используя фильтр Собеля, и оценивает контрастности краевых компонентов в других направлениях (22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°) на основании вычисленных четырех значений контрастности. В этом случае дисплейное устройство 1, хранящее формулы (21)-(24) для оценки контрастности краевого компонента линейной интерполяцией, может вычислить оцененные контрастности в других направлениях посредством ввода четырех контрастностей, вычисленных посредством фильтров Собеля, в эти формулы.

[0187] Дисплейное устройство 1 может сохранять четыре основных фильтра Собеля, соответствующих углам 0°, 45°, 90° и 135°, а также четыре расширенных фильтра Собеля, соответствующих углам 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°, и затем вычислять контрастности в этих восьми направлениях с использованием восьми фильтров Собеля. Четыре расширенных фильтра Собеля могут быть вычислены заранее с использованием формул (1)-(4) или формул (5)-(8). Таким образом, дисплейное устройство 1 может выбрать сохраняющий край фильтр сглаживания, более подходящий для краевого компонента в определенной области 100, для выполнения сглаживания с высокой точностью.

[0188] Дисплейное устройство 1 также выбирает самое высокое и самое низкое из вычисленных и оцененных значений из множества значений контрастности края и затем определяет, превышает ли разность между ними пороговое значение. Если разность не превышает пороговое значение, дисплейное устройство 1 рассматривает определенную область 100 как приблизительно малоконтрастное изображение, не содержащее краевого компонента, и сглаживает определенную область 100, используя изотропный фильтр сглаживания, который не представляет собой фильтр сохраняющего край типа. Как отмечено выше, дисплейное устройство 1 может должным образом сглаживать изображение, не содержащее краевого компонента.

[0189] Дисплейное устройство 1 также вычисляет контрастность краевого компонента в определенной области 100, используя фильтр Лапласа, и затем определяет, превышает ли вычисленная контрастность пороговое значение. Если вычисленная контрастность не превышает пороговое значение, дисплейное устройство 1 не использует результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Таким образом, если, например, входное изображение содержит четкий край, структуру и т.п., может быть предотвращено ухудшение качества изображения вследствие процесса сглаживания.

[0190] Дисплейное устройство 1 также вычисляет частоту увеличения/уменьшения, то есть, частоту вибрации значений соседних пикселей в определенной области 100 и затем определяет, превышает ли вычисленная частота вибрации пороговое значение. Если вычисленная частота вибрации превышает пороговое значение, дисплейное устройство 1 не использует результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Таким образом, например, если входное изображение содержит мелкозернистую структуру, то есть, основанную на пикселе текстуру, может быть предотвращено ухудшение качества изображения вследствие процесса сглаживания, например, неоднозначности текстуры.

[0191] Дисплейное устройство 1 также вычисляет величину изменения значения целевого пикселя до и после проведения процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, и определяет, превышает ли вычисленная величина изменения пороговое значение. Если величина изменения превышает пороговое значение, дисплейное устройство 1 не использует результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Таким образом, когда затруднительно определить, представляет собой целевой пиксель текстуру или шум, например, когда только целевой пиксель имеет значение, существенно отличное от таковых для других пикселей в определенной области 100, эффект сглаживания может быть уменьшен.

[0192] Хотя в настоящем варианте реализации изобретения дисплейное устройство 1 выполнено с возможностью сглаживания целевого пикселя посредством использования сохраняющего край фильтра сглаживания, когда оно определяет, что целевой пиксель в определенной области 100 не должен быть сглажен, могут быть использованы и другие конфигурации. Например, дисплейное устройство 1 может быть выполнено с возможностью не сглаживать целевой пиксель посредством использования сохраняющего край фильтра сглаживания. Хотя дисплейное устройство 1 выполнено с возможностью извлечения области размером 5×5 пикселей в качестве определенной области 100, могут быть использованы и другие конфигурации. Например, оно может извлекать область другого размера, например, размера 3×3 пикселей или 7×7 пикселей, в качестве определенной области 100. Кроме того, фильтры сглаживания, показанные на фиг. 10 и 11, лишь иллюстративны. Сохраняющие край фильтры сглаживания, показанные на фиг. 12 и 13, также лишь иллюстративны. Изотропный фильтр сглаживания, показанный на фиг. 14, также лишь иллюстративен. Фильтры Собеля, показанные на фиг. 15 и фильтры Лапласа, показанные на фиг. 20, также лишь иллюстративны.

[0193] Хотя дисплейное устройство 1 выполнено с возможностью вычисления контрастности краевых компонентов в направлениях 0°, 45°, 90° и 135° посредством фильтров Собеля и вычисления или оценки контрастности краевых компонентов в направлениях 22,5°, 67,5°, 112,5° и 157,5°, эти направления (углы) лишь иллюстративны. Дисплейное устройство 1 может быть выполнено с возможностью использования первого способа, который включает предварительное сохранение восьми фильтров Собеля и вычисление контрастностей краевых компонентов в этих восьми направлениях, или может быть выполнено с возможностью использования второго способа, который включает предварительное сохранение четырех фильтров Собеля и оценку контрастностей краевых компонентов в других четырех направлениях. Дисплейное устройство 1 также может быть выполнено с возможностью использования комбинации первого и второго способов. Как пример, дисплейное устройство 1 может быть выполнено с возможностью вычисления контрастности краевых компонентов в шести направлениях с использованием фильтров Собеля и оценки контрастности краевых компонентов в остальных двух направлениях. Как другой пример, дисплейное устройство 1 может быть выполнено с возможностью вычисления контрастности краевых компонентов в восьми направлениях посредством фильтров Собеля, соответствующих этим восьми направлениям, и оценки контрастности краевых компонентов в других восьми направлениях, с получением, посредством этого, контрастности краевых компонентов в этих 16 направлениях.

[0194] Хотя дисплейное устройство 1 выполнено с возможностью принятия решения о необходимости применения результата процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания на основании трех критериев: определение граничной величины, определение текстуры и определение величины изменения пиксельного значения, могут быть использованы и другие конфигурации. Например, дисплейное устройство 1 может принимать решения о применимости на основании одного или двух из этих трех определений или может выполнить принятие решения о применимости на основании определений, отличных от этих трех определений.

[0195] Хотя дисплейное устройство 1 выполнено с возможностью выполнения одного из двух типов процессов сглаживания входного изображения, то есть, первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания и второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, могут быть использованы и другие конфигурации. Например, дисплейное устройство 1 может быть выполнено с возможностью выполнения первого процесса сглаживания и невыполнения второго процесса сглаживания. Например, когда дисплейное устройство 1 принимает решение на этапе S4 в блок-схеме согласно фиг. 3, что сглаживание не должно быть выполнено, оно может подать на выход значение целевого пикселя на этапе S11.

[0196] Дисплейное устройство 1 также может быть выполнено с возможностью выполнения процесса определения направления шумовой границы (этап S24) и процесса определения позиции шумовой границы (этап S29) для определенной области 100, извлеченной из входного изображения, и выполнения обработки изображения, отличной от сглаживания, на основании определенных направления и позиции.

[0197] Дисплейное устройство 1 может также быть выполнено с возможностью невыполнения первого процесса сглаживания и выполнения второго процесса сглаживания. Например, после извлечения определенной области 100 на этапе S2 блок-схемы согласно фиг. 3 дисплейное устройство 1 может перейти на этап S7 для выполнения процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Дисплейное устройство 1 может также быть выполнено с возможностью принятия решения, следует ли применять результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания. Например, дисплейное устройство 1 может всегда применять результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания.

[0198] Дисплейное устройство 1 может также быть выполнено с возможностью выполнения процесса вычисления контрастности края (этап S52), процесса оценки контрастности края (этап S53) и т.п. для определенной области 100, извлеченной из входного изображения, выполнения процесса определения направления краевого компонента (этап S56) на основании особенностей этих процессов и выполнения обработки изображения, отличной от сглаживания, на основании определенного направления.

[0199] Хотя дисплейное устройство 1 было описано как пример устройства для подавления или уменьшения шума во входном изображении в настоящем варианте реализации изобретения, аналогичная конфигурация может быть применена к любым другим различным типам устройств для обработки изображения. Например, подобная конфигурация может быть применена к дисплейным устройствам для вывода на экран изображений, связанных с телевизионным сигналом, полученным блоком настройки или аналогичным устройством, а не входных изображений от персонального компьютера. Подобная конфигурация может также быть применена к устройствам обработки изображения для печати входных изображений, такие как принтеры и факсимиле.

[0200] Модификация

Кроме того, может быть использована конфигурация, в которой персональный компьютер выполняет распаковку, вышеупомянутое подавление шумов и аналогичные операции относительно изображения и затем подает на вход дисплейного устройства изображение с подавленным или уменьшенным шумом. В этом случае вышеупомянутая обработка изображения может быть выполнена, когда компьютерная программа, имеющая вышеупомянутые функции обработки изображения, подана в центральный процессор персонального компьютера, и затем центральный процессор выполняет компьютерную программу. Компьютерная программа может быть записана в носителе записи, такой как диск или карта памяти, и затем подана через сеть, такой как Интернет.

[0201] На фиг. 25 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию персонального компьютера 155 в этой модификации. Персональный компьютер 155 этой модификации выполняет обработку, такую как распаковка и подавление или уменьшение шумов входного изображения, сжатого с использованием схемы, такой как JPEG или MPEG, и затем подает получившееся в результате изображение на дисплейное устройство 151. Дисплейное устройство 151 отображает входное изображение, поступившее от персонального компьютера 155, на жидкокристаллической панели. Персональный компьютер 155 содержит центральный процессор 156, операционный блок 157, блок 158 основной памяти, блок 159 внешней памяти, блок 160 введения носителя записи, блок 161 связи и устройство 162 вывода изображения.

[0202] Когда центральный процессор 156 считывает и выполняет программу 181 обработки изображения, сохраненную в блоке 159 внешней памяти, вышеупомянутые блок 17 распаковки изображения, блок 20 обработки изображения и т.п. реализованы как функциональные блоки программного обеспечения. Операционный блок 157 представляет собой входной блок, типа клавиатуры или мыши. Он получает команду от пользователя и уведомляет центральный процессор 156 об этой команде. Блок 158 основной памяти содержит запоминающее устройство, такое как статическая оперативная память (SRAM), и временно хранит различные типы данных, используемых при обработке, выполняемой центральным процессором 156. Блок 159 внешней памяти содержит устройство хранения данных, такое как жесткий диск, и хранит различные типы компьютерных программ, такие как программа 181 обработки изображения, и различные типы данных, необходимых для выполнения этих компьютерных программ. Блок 160 введения носителя записи представляет собой блок типа дисковода или слота карты памяти. Носитель 180 записи, такой как цифровой универсальный диск (DVD) или карта памяти, вводят в блок 160 введения носителя записи таким образом, чтобы были считаны компьютерная программа, данные и т.п., хранимые в носителе записи. Блок 161 связи связан с другими устройствами через сеть, такой как Интернет, посредством беспроводных технологий или по проводам. Устройство 162 вывода изображения подает изображение, обработанное центральным процессором 156, на дисплейное устройство 151.

[0203] В примере, показанном на фиг. 25, программа 181 обработки изображения записана в носителе 180 записи и затем подана. При введении носителя 180 записи в блок 160 введения носителя записи, центральный процессор 156 персонального компьютера 155 считывает программу 181 обработки изображения и аналогичные программы, хранимые в носителе 180 записи, и сохраняет их в блоке 159 внешней памяти. Центральный процессор 156 действует как блок 17 распаковки изображения, блок 20 обработки изображения и аналогичные блоки при выполнении считанной программы 181 обработки изображения. Например, при получении операционным блоком 157 команды о выводе на экран изображения, сжатого с использованием схемы типа JPEG или MPEG, центральный процессор 156 считывает это изображение, полученное, например, из блока 159 внешней памяти, и распаковывает изображение, как блок 17 распаковки изображения.

[0204] Центральный процессор 156 затем подавляет или уменьшает шум в распакованном изображении, как блок 20 обработки изображения. В частности, блок 20 обработки изображения извлекает определенную область 100, включающую целевой пиксель, из распакованного изображения и принимает решение, следует ли сгладить целевой пиксель в извлеченной определенной области 100. При положительном ответе блок 20 обработки изображения сглаживает целевой пиксель с использованием фильтра сглаживания. При отрицательном ответе блок 20 обработки изображения сглаживает целевой пиксель с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, а также принимает решение, следует ли применить результат такого сглаживания. Блок 20 обработки изображения повторяет этот процесс относительно всех пикселей в изображении для выработки изображения посредством замены каждого пиксельного значения на одно значение из пиксельного значения, сглаженного с использованием фильтра сглаживания, пиксельного значения, сглаженного с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, и первоначального пиксельного значения и затем подает это изображение на выход. Таким образом, блок 20 обработки изображения способен выработать выходное изображение, в котором подавлен или уменьшен ступенчатый шум, например, блочный шум.

Список позиционных обозначений

[0205] 1 дисплейное устройство (блок обработки изображения)

5 персональный компьютер

11 блок управления

12 блок выполнения операций

13 жидкокристаллическая панель

14 устройство подсветки

15 блок управления светом

16 блок ввода изображения

17 блок распаковки изображения

18 блок управления панелью

20 блок обработки изображения (средства извлечения определенной области, средства принятия решения о сглаживании, средства определения позиции шумовой границы, средства определения. направления шумовой границы, средства расширения определенной области, средства бинаризации разностей первого порядка, первые средства выполнения операции ИЛИ, средства бинаризации разностей второго порядка, вторые средства выполнения операции ИЛИ, третьи средства выполнения операции ИЛИ, средства хранения фильтра сглаживания, средства выбора фильтра, средства сглаживания, первые средства сглаживания, вторые средства сглаживания, средства принятия решения о применении, средства хранения фильтра Собеля, средства вычисления контрастности края, средства оценки контрастности края, средства определения направления края, средства хранения сохраняющего край фильтра сглаживания, средства определения разности контрастностей края, вторые средства вычисления контрастности края, средства определения контрастности края, средства вычисления частоты увеличения/уменьшения, средства определения частоты увеличения/уменьшения, средства вычисления сглаживающей разности, средства определения сглаживающей разности)

21 блок извлечения определенной области (средства извлечения определенной области)

22 блок принятия решения о сглаживании (средства принятия решения о сглаживании)

23 первый блок сглаживания (средства сглаживания, первые средства сглаживания)

24 второй блок сглаживания (вторые средства сглаживания)

25 блок принятия решения о применении (средства принятия решения о применении)

26 блок выбора пиксельного значения

100 определенная область

101 матрица разностей первого порядка по горизонтали

102 столбец из расположенных по горизонтали разностей первого порядка типа ИЛИ

103 матрица разностей второго порядка по горизонтали

103а матрица бинаризованных разностей второго порядка по горизонтали

104 столбец из расположенных по горизонтали разностей второго порядка типа ИЛИ

105 столбец из результатов типа ИЛИ по горизонтали

106 верхнее значение типа ИЛИ по горизонтали

107 нижнее значение типа ИЛИ по горизонтали

108 результат принятия решения по горизонтали

111 матрица разностей первого порядка по вертикали

112 строка из разностей первого порядка типа ИЛИ по вертикали

113 матрица разностей второго порядка по вертикали

114 строка из разностей второго порядка типа ИЛИ по вертикали

115 строка из значений типа ИЛИ по вертикали

116 верхнее значение типа ИЛИ по вертикали

117 нижнее значение типа ИЛИ по вертикали

118 результат принятия решения по вертикали

151 дисплейное устройство

155 персональный компьютер (устройство обработки изображения)

156 центральный процессор

157 блок операции

158 блок основной памяти

159 блок внешней памяти

160 блок введения носителя записи

161 блок связи

162 устройство вывода изображения

180 носитель записи

181 программа обработки изображения (компьютерная программа).

Изобретение относится к области обработки изображений для подавления или уменьшения шума во входном изображении. Техническим результатом является обеспечение высокой точности обнаружения множества типов шума во входном изображении и подавления или уменьшения шума. Предложен способ и устройство обработки изображения, где дисплейное устройство извлекает определенную область, включающую целевой пиксель, из входного изображения и определяет, включена ли шумовая граница в определенную область. При положительном ответе дисплейное устройство выполняет фильтрование с использованием фильтра сглаживания для сглаживания целевого пикселя. При отрицательном ответе дисплейное устройство выполняет фильтрование с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания целевого пикселя. В этот момент дисплейное устройство определяет, следует ли применять результат процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания, на основании пиксельных значений в определенной области, результата процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания и т.п. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Устройство обработки изображения для уменьшения шума во входном изображении, содержащем множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения, причем устройство обработки изображения содержит:
средства извлечения определенной области, выполненные с возможностью извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;
средства принятия решения о сглаживании, выполненные с возможностью принятия решения, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя на основании определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области;
первые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя; и
вторые средства сглаживания, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя, причем
устройство обработки изображения вырабатывает выходное изображение посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении пиксельным значением, сглаженным посредством первых средств сглаживания, пиксельным значением, сглаженным посредством вторых средств сглаживания, или значением целевого пикселя, относительно которого не выполнены первый процесс сглаживания и второй процесс сглаживания.

2. Устройство обработки изображения по п. 1, дополнительно содержащее
средства определения направления шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения направления распространения шумовой границы в определенной области; и
средства определения позиции шумовой границы, выполненные с возможностью, при принятии решения средствами принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен на целевом пикселе, определения позиции шумовой границы в определенной области.

3. Устройство обработки изображения по п. 2, дополнительно содержащее
средства расширения определенной области, выполненные с возможностью, при несовпадении направления, определенного средствами определения направления шумовой границы, с заранее определенным направлением, расширения определенной области, причем
средства определения направления шумовой границы повторно определяют направление в определенной области, расширенной средствами расширения определенной области.

4. Устройство обработки изображения по п. 3, в котором
расширение определенной области средствами расширения определенной области и определение направления средствами определения направления шумовой границы повторяют до тех пор, пока направление, определенное средствами определения направления шумовой границы, не совпадет с заранее определенным направлением или пока размер определенной области не станет равным заранее определенному размеру.

5. Устройство обработки изображения по п. 2, дополнительно содержащее:
средства хранения фильтров сглаживания, выполненные с возможностью хранения множества фильтров сглаживания, используемых первыми средствами сглаживания; и
средства выбора фильтра, выполненные с возможностью выбора фильтра сглаживания из фильтров сглаживания, сохраненных в средствах хранения фильтров сглаживания, на основании позиции, определенной средствами определения позиции шумовой границы, и направления, определенного средствами определения направления шумовой границы, причем
первые средства сглаживания сглаживают значение целевого пикселя с использованием фильтра сглаживания, выбранного средствами выбора фильтра.

6. Устройство обработки изображения по п. 1, дополнительно содержащее
средства вычисления разностей, выполненные с возможностью вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной средствами извлечения определенной области, причем
средства принятия решения о сглаживании принимают решение, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных средствами вычисления разностей.

7. Способ обработки изображения для уменьшения шума во входном изображении, содержащем множество пикселей, размещенных в виде матрицы, для выработки выходного изображения, причем способ включает:
этап извлечения определенной области для извлечения определенной области, содержащей целевой пиксель, из входного изображения;
этап принятия решения о сглаживании для принятия решения о том, следует ли выполнять первый процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области;
первый этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения первого процесса сглаживания с использованием фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя;
второй этап сглаживания, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания не должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для выполнения второго процесса сглаживания с использованием сохраняющего край фильтра сглаживания для сглаживания значения целевого пикселя; и
этап выработки для выработки выходного изображения посредством замены каждого пиксельного значения во входном изображении пиксельным значением, сглаженным на первом этапе сглаживания, пиксельным значением, сглаженным на втором этапе сглаживания или значением целевого пикселя, относительно которого не выполнены первый процесс сглаживания и второй процесс сглаживания.

8. Способ обработки изображения по п. 7, дополнительно включающий:
этап определения направления шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения направления распространения шумовой границы в определенной области; и
этап определения позиции шумовой границы, при принятии решения на этапе принятия решения о сглаживании, что первый процесс сглаживания должен быть выполнен относительно целевого пикселя, для определения позиции шумовой границы в определенной области.

9. Способ обработки изображения по п. 8, дополнительно включающий этап расширения определенной области, при несовпадении направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы, с заранее определенным направлением, для расширения определенной области, причем
этап определения направления шумовой границы содержит повторное определение направления в определенной области, расширенной на этапе расширения определенной области.

10. Способ обработки изображения по п. 9, в котором
расширение определенной области на этапе расширения определенной области и определение направления на этапе определения направления шумовой границы повторяют до тех пор, пока направление, определенное на этапе определения направления шумовой границы, не совпадет с заранее определенным направлением или пока размер извлечения определенной области не станет равным заранее определенному размеру на этапе расширения определенной области.

11. Способ обработки изображения по п. 8, в котором предварительно сохранено множество фильтров сглаживания, используемых на первом этапе сглаживания, причем способ дополнительно включает:
этап выбора фильтра для выбора фильтра сглаживания из сохраненных фильтров сглаживания на основании позиции, определенной на этапе определения позиции шумовой границы, и направления, определенного на этапе определения направления шумовой границы, причем
первый этап сглаживания включает сглаживание значения целевого пикселя с использованием фильтра сглаживания, выбранного на этапе выбора фильтра.

12. Способ обработки изображения по п. 7, дополнительно включающий
этап вычисления разностей для вычисления разностей между пиксельными значениями в изображении определенной области, извлеченной на этапе извлечения определенной области, причем
этап принятия решения о сглаживании включает принятие решения о том, следует ли выполнять процесс сглаживания относительно целевого пикселя, на основании разностей, вычисленных на этапе вычисления разностей.