(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を入力し、この映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し、入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、
前記巡回型ノイズ低減装置から出力された映像信号を入力し、周辺画素を用いてフィルタ処理を行い、入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、
前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御する制御手段とを備え、
前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記入力した映像信号の映像信号レベルを検出して出力する映像信号レベル検出手段と、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、
前記制御手段が、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて、前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
映像信号を入力する映像信号入力ステップと、
画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、
前記入力した映像信号から画像を取得しこの画像と、前記遅延された画像とに基づいて、映像の動きを検出する動き検出ステップと、
前記入力した映像信号の信号レベルを検出する信号レベル検出ステップと、
前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて、前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、
前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて、映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ制御パラメータを決定するフィルタ制御パラメータ決定ステップと、
前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し、前記入力映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、
前記巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を、前記フィルタ制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行い、ノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項３】
映像信号から画像を取得しこの画像と、遅延された画像とに基づいて、映像の動きを検出する動き検出ステップと、
前記映像信号の信号レベルを検出する信号レベル検出ステップと、
前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて、前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、
前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて、映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ制御パラメータを決定するフィルタ制御パラメータ決定ステップと、
前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し、前記映像信号のノイズを低減する巡回型ノイズ低減ステップと、
前記巡回型ノイズ低減ステップでノイズ低減された映像信号を、前記フィルタ制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行い、ノイズを低減する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴とするノイズ低減プログラムを記録した媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像信号処理装置において、映像信号のノイズを低減しＳ／Ｎを向上させるノイズ低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に映像信号は、フレーム周期で繰り返される信号であり、フレーム間の自己相関性が強い。しかし映像信号のランダムノイズは自己相関性が低いため、映像信号をフレーム周期で演算を行って画素を置き換えると、ノイズ低減を行うことができる。
【０００３】
従来、このような動作を行うノイズ低減装置は、動き検出情報を基にして制御する手段を備えたフレーム巡回型ノイズ低減装置であった（特開平６−２２５１７８号公報）。
【０００４】
図１１に、従来の動き検出をもとにしたフレーム巡回型ノイズ低減装置を示す。
【０００５】
図１１に示すように、フレーム巡回型ノイズ低減装置は、動き検出精度を向上させるための２次元ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１０２と、加算器１１０３と、動き判定回路１１０４と、巡回・非巡回の映像信号を求める乗算器１１０５、１１０６と、映像信号を加算するための加算器１１０７と、フレームメモリ１１０８とを備えている。
【０００６】
フレーム巡回型ノイズ低減装置では、入力映像信号１１０１を２次元ＬＰＦ１１０２によりノイズ除去し、得られた映像信号と、フレームメモリ１１０８から出力される１フレーム遅延した映像信号とが、加算器１１０３に入力されて差分が生成される。
【０００７】
この加算器１１０３で算出された差分は、動き判定回路１１０４に入力され、フレーム間の動き成分か否かの判定が行われる。上記差分には、フレーム間自己相関のないノイズ成分と、信号成分のフレーム間で変化した差分とが含まれ、一般的に小さくなるほどノイズ成分である確率が高く、大きくなるほど動き成分である確率が高くなる。したがって、動き判定回路１１０４では、上記差分が閾値より大きければ動き成分と判定するものであり、大きさの異なる閾値を複数設けて差分と比較すれば動きの大小も判定することができる。
【０００８】
動き判定回路１１０４により、動きが大きいと判定された場合には、動き判定回路出力の値（Ｋ：０＜Ｋ＜１）を０に近づけるように小さくし、動きが小さい場合には、１に近づけるように大きくするように制御を行う。
【０００９】
この入力映像信号１１０１の動きを示す動き判定回路出力１１０４の出力により、乗算器１１０５，１１０６の乗算係数（１−Ｋ）、（Ｋ）を調整し、加算器１１０７により両者を加算することによって、動きがあるときには、入力映像信号１１０１を強くしてフレーム遅延した映像信号の影響を弱め、動きがないときには、入力映像信号１１０１を弱くしてフレーム遅延した映像信号の影響を強めて、映像信号を置き換えることによって、残像を低減しつつ映像信号のノイズ低減を行うことができる。
【００１０】
また、上記のようなフレームメモリを使用せずに非巡回で映像信号のノイズを低減する方法として、一次元のフィルタや二次元のフィルタ処理を行う方法が知られている。一次元フィルタとしては、隣接画素の平均を行うフィルタが知られている。また、ノイズ低減の一方法として、一定の閾値以下の信号を零にするコアリングの方法が知られている。また、二次元のフィルタとしては、水平方向と垂直方向にローパスフィルタ処理を施す方法がある。
【００１１】
また、適応的に画素を選択して平均化することにより、ノイズ低減を行うことができる方法（特開平６−８６１０４号公報）も提案されている。これは、フィルタ中心画素とその周辺画素を取り込み、周辺画素と中心画素の差分を計算し、その差分を中心画素と相関があるか否かを判定する閾値と比較して、閾値よりも小さければ相関があると判断し、相関のある周辺画素のみの平均を計算して中心画素と置き換えることにより、相関の低い輪郭を平均せずに輪郭ぼけを低減しつつ、ノイズ低減を行うことができるものである。
【００１２】
図１２に、従来の非巡回で映像信号のノイズを低減するノイズリダクション装置の回路構成ブロック図を示す。
【００１３】
図１２に示すように、ノイズリダクション装置は、画素取り込み回路１２０２と、差分算出回路１２０３〜１２０６と、閾値１２０７と、相関判定回路１２０８〜１２１１と、相関画素加算回路１２１２と、画素数計数回路１２１３と、除算器１２１４とから構成されており、入力映像信号１２０１を入力し、中心画素とその周辺画素とを取り出し、平均値を算出し、中心画素と置き換えられる出力映像信号１２１５を出力するものである。
【００１４】
以下に、各ブロックの動作を説明する。
【００１５】
入力映像信号１２０１は、画素取り込み回路１２０２に入力され、中心画素とその周辺画素が取り込まれ、中心画素と各周辺画素がそれぞれ差分算出回路１２０３〜１２０６に出力される。
【００１６】
差分算出回路１２０３〜１２０６では、中心画素と各周辺画素との差分が計算され、それぞれの結果が相関判定回路１２０８〜１２１１に入力される。相関判定回路１２０８〜１２１１では、差分算出回路１２０３〜１２０６から入力された結果と閾値１２０７とを比較して、閾値より小さい場合は相関があると判定し、判定結果を相関画素加算回路１２１２に入力する。
【００１７】
相関画素加算回路１２１２では、画素取り込み回路１２０２から中心画素と各周辺画素を入力し、相関判定回路１２０８〜１２１１に判定されたそれぞれの結果に基づいて、中心画素と、中心画素と相関がある周辺画素値のみを加算する。画素数計数回路１２１３は、相関判定回路１２０８〜１２１１による判定結果に基づいて中心画素と相関のある画素数を数え、中心画素と合わせた画素数を計数する。
【００１８】
除算器１２１４では、相関画素加算回路１２１２による加算結果を、画素数計数回路１２１３により計数された中心画素と、中心画素と相関のある画素数で除算し、相関画素の平均値を求める。この平均値が出力映像信号１２１５として出力され、中心画素と置き換えられる。
【００１９】
以上の動作により、相関の低い輪郭部分については、平均値を求める対象外となり、輪郭部分のぼけを低減することができ、ランダムノイズが重畳した相関のある画素についてのみ平均化することができ、ノイズを低減させている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のフレーム巡回型ノイズ低減装置では、フレーム間の動きがあるときに、残像を低減するために巡回量を小さくするので、ノイズ低減が十分でないという問題があった。
【００２１】
また、非巡回型ノイズ低減装置では、画素平均を行うフィルタ処理でノイズ低減をする場合、輪郭ぼけが発生する。また、コアリングについては、閾値以下の輪郭部分の信号については零に置き換わってしまい、輪郭劣化が生じる。そして適応的に画素を選択して平均画素に置き換える方式についても、同様に閾値以下の輪郭部分の信号劣化が生じてしまうという問題があった。
【００２２】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、フレーム巡回型ノイズ低減装置と非巡回型フィルタノイズ低減装置とを併合して、小さな映像信号レベルの輪郭部分を劣化させずにノイズ低減を実現するもので、フレーム間の動きがなく映像信号レベルが小さい場合には、主にフレーム巡回型ノイズ低減装置によりノイズ低減を行い、フレーム間の動きがある場合には、主に非巡回型フィルタノイズ低減装置によりノイズ低減を行うことによって、映像信号の動きとレベルに応じた最適なノイズ低減装置を提供するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明のノイズ低減装置は、映像信号を入力しこの映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、前記巡回型ノイズ低減装置から出力された映像信号を入力し周辺画素を用いてフィルタ処理を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御する制御手段とを備え、前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記入力した映像信号の映像信号レベルを検出して出力する映像信号レベル検出手段と、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、前記制御手段が、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて、前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御することを特徴とした構成を有している。
【００２４】
この構成により、入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、前記巡回型ノイズ低減装置から出力された映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置とを、動き検出信号と映像信号レベルとに基づいて制御手段が制御するので、映像の動きと映像信号レベルを考慮して動きのあるところは残像がなく、静止のときはレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減することができることとなる。
【００２５】
また、本発明のノイズ低減装置は、映像信号を入力しこの映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力し周辺画素を用いてフィルタ処理を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、このノイズ低減前の映像信号を入力し前記画像の輪郭補正を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する輪郭補正装置と、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置が出力した映像信号と前記輪郭補正装置が出力した映像信号とから出力映像信号を生成して出力する映像信号出力手段と、前記巡回型ノイズ低減装置、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置および前記輪郭補正装置を制御する制御手段とを備え、前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記入力した映像信号の映像信号レベルを検出して出力する映像信号レベル検出手段と、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、前記制御手段が、前記動き検出信号と前記映像信号レベルとに基づいて、前記巡回型ノイズ低減装置、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置および前記輪郭補正装置を制御することを特徴とした構成を有している。
【００２６】
この構成により、入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、画像の輪郭補正を行う輪郭補正装置とを、動き検出信号と映像信号レベルとに基づいて制御手段が制御するので、映像の動きと映像信号レベルを考慮して動きのある映像のときは残像がなく、静止のときはレベルの低い映像信号を重点的にノイズ低減することができ、また、映像の輪郭を動きとレベルに応じてノイズ強調せずに先鋭化させることができる。
【００２７】
また、本発明のノイズ低減装置は、映像信号を入力し所定の出力信号強度を保って利得を自動的に変える自動利得制御装置と、この自動利得制御装置から映像信号を入力しこの映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力し周辺画素を用いてフィルタ処理を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御する制御手段とを備え、前記自動利得制御装置が、入力映像信号の利得を変更したゲイン量を出力するゲイン量出力手段を有し、前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記動き検出信号に基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、前記制御手段が、前記ゲイン量と前記動き検出信号とに基づいて、前記巡回型ノイズ低減装置および前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御することを特徴とした構成を有している。
【００２８】
この構成により、自動利得制御装置により入力した映像信号を所定の出力信号強度を保って利得を自動的に変えて出力し、この自動利得制御装置から映像信号を入力しノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置とを、動き検出信号と自動利得制御装置によるゲイン量とに基づいて制御手段が制御するので、映像の動きとゲイン量を考慮したノイズ低減を行うことができることとなる。
【００２９】
さらに、本発明のノイズ低減装置は、映像信号を入力しこの映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力し周辺画素を用いてフィルタ処理を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御する制御手段とを備え、前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記動き検出信号に基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、前記制御手段が、前記動き検出信号に基づいて、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置が行うフィルタ処理の適応範囲を制御することを特徴とした構成を有している。
【００３０】
この構成により、巡回型ノイズ低減装置により入力した映像信号のノイズを低減して出力し、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置を、映像信号の動き検出信号によりフィルタ領域を調整して制御手段が制御するので、映像の動きを考慮した効果的なノイズ低減を行うことができることとなる。
【００３１】
また、本発明のノイズ低減装置は、映像信号を入力しこの映像信号から取得した画像と遅延した画像とに基づいて遅延した画像の巡回量を調整し入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力し周辺画素を用いてフィルタ処理を行い入力した映像信号のノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置と、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置を制御する制御手段とを備え、前記巡回型ノイズ低減装置が、前記画像と前記遅延した画像とに基づいて映像の動きを検出して動き検出信号を出力する動き判定手段と、前記動き検出信号に基づいて前記遅延した画像の巡回量を調整する巡回量調整手段と、この巡回量調整手段に調整された巡回量にしたがって前記遅延した画像を巡回させ前記入力した映像信号のノイズを低減して出力する映像信号出力手段とを有し、前記制御手段が、前記動き検出信号に基づいて、前記非巡回型フィルタノイズ低減装置が行うフィルタ処理の適応画素に重み付けを付けて処理させることを特徴とした構成を有している。
【００３２】
この構成により、巡回型ノイズ低減装置により入力した映像信号のノイズを低減して出力し、この巡回型ノイズ低減装置から映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置を、映像信号の動き検出信号により周辺画素に付ける重み付けを調整して制御手段が制御するので、映像の動きを考慮した効果的なノイズ低減を行うことができることとなる。
【００３３】
本発明のノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体は、映像信号を入力する映像信号入力ステップと、画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、前記入力した映像信号から画像を取得しこの画像と前記遅延された画像とに基づいて映像の動きを検出する動き検出ステップと、前記入力した映像信号の信号レベルを検出する信号レベル検出ステップと、前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ制御パラメータを決定するフィルタ制御パラメータ決定ステップと、前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し前記入力映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、前記巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を、前記フィルタ制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行い、ノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴としている。
【００３４】
これにより、動き検出と映像信号レベル検出に基づいて、巡回量と制御パラメータを決定して、巡回型ノイズ低減と非巡回型フィルタノイズ低減を行うので、映像信号の動きと映像信号レベルを考慮して、動きのあるところは残像がなくノイズ低減を行い、静止のときはレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減を行うことができることとなる。
【００３５】
また、本発明のノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体は、映像信号を入力する映像信号入力ステップと、画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、前記入力した映像信号から画像を取得しこの画像と前記遅延された画像とに基づいて映像の動きを検出する動き検出ステップと、前記入力した映像信号の信号レベルを検出する信号レベル検出ステップと、前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ制御パラメータを決定するフィルタ制御パラメータ決定ステップと、前記映像の動きと前記映像信号レベルとに基づいて映像信号に輪郭補正処理を行う輪郭補正パラメータを決定する輪郭補正パラメータ決定ステップと、前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し前記入力映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、この巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を前記フィルタ制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行いノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップと、前記巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号から前記輪郭補正パラメータに基づいて前記輪郭補正処理を行い輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成ステップと、前記非巡回型フィルタノイズ低減ステップで出力された映像信号と前記輪郭補正信号とを加算する加算ステップとを備えたことを特徴としている。
【００３６】
これにより、動き検出と映像信号レベル検出に基づいて、巡回量と非巡回型フィルタの制御パラメータと輪郭補正の制御パラメータを決定して、巡回型ノイズ低減と非巡回型フィルタノイズ低減と輪郭補正を行うので、映像信号の動きと映像信号レベルを考慮して、動きのあるところは非巡回型フィルタによってノイズ低減を残像なく行い、静止のときはレベルが小さい信号を巡回型フィルタにて重点的にノイズ低減を行い、かつ動きぼけの低減とノイズ低減されても輪郭ぼけを低減することができることとなる。
【００３７】
また、本発明のノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体は、映像信号を入力する映像信号入力ステップと、前記入力した映像信号を所定の出力信号強度に保つためのゲイン量を算出するゲイン量算出ステップと、前記ゲイン量に基づいて前記入力した映像信号を増幅する自動利得制御ステップと、画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、前記増幅された映像信号から画像を取得しこの画像と前記遅延された画像とに基づいて映像の動きを検出する動き検出ステップと、前記ゲイン量と前記映像の動きとに基づいて前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、前記ゲイン量と前記映像の動きとに基づいて映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ制御パラメータを決定するフィルタ制御パラメータ決定ステップと、前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し前記増幅された映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、この巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を前記フィルタ制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行いノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴としている。
【００３８】
これにより、動き検出とゲイン算出に基づいて、巡回量と制御パラメータを決定して、巡回型ノイズ低減と非巡回型フィルタノイズ低減を行うので、ＡＧＣ（自動利得制御）により低いレベルの映像信号振幅が大きくなってＳ／Ｎが悪くなる現象を改善するために、静止ところは巡回型ノイズ低減を主に行い、動きのときは非巡回型フィルタにてノイズ低減を主に行うことにより、ＡＧＣにより増幅された低いレベルの信号を重点的にノイズ低減することができることとなる。
【００３９】
さらに、本発明のノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体は、映像信号を入力する映像信号入力ステップと、画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、前記入力した映像信号から画像を取得しこの画像と前記遅延された画像とに基づいて映像の動きを検出する動き検出ステップと、前記映像の動きに基づいて前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、前記映像の動きに基づいて映像信号にフィルタ処理を行うフィルタ領域を決定するフィルタ領域制御パラメータ決定ステップと、前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し前記入力映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、この巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を前記フィルタ領域制御パラメータに基づいて周辺画素を選択して前記フィルタ処理を行いノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴としている。
【００４０】
これにより、動き検出に基づいて巡回量と制御パラメータを決定して、巡回型ノイズ低減と非巡回型フィルタノイズ低減を行うので、映像信号の動きのときは非巡回型フィルタ処理において相関のある画素の範囲を拡大してフィルタ処理を行うことにより残像がない効果のあるノイズ低減を行い、静止のときは巡回型ノイズ低減を行い、この二種類のノイズ低減においてレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減することができることとなる。
【００４１】
また、本発明のノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体は、映像信号を入力する映像信号入力ステップと、画像を保持し遅延して出力する画像遅延ステップと、前記入力した映像信号から画像を取得しこの画像と前記遅延された画像とに基づいて映像の動きを検出する動き検出ステップと、前記映像の動きに基づいて前記遅延された画像の巡回量を決定する巡回量決定ステップと、前記映像の動きに基づいて、映像信号にフィルタ処理を行う画素に重み付けを決定するフィルタ重み付け制御パラメータ決定ステップと、前記決定された巡回量に基づいて前記遅延された画像の巡回量を制御し前記入力映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減ステップと、この巡回型ノイズ低減ステップで出力された映像信号を前記フィルタ重み付け制御パラメータに基づいて周辺画素に重み付けをして前記フィルタ処理を行いノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減ステップとを備えたことを特徴としている。
【００４２】
これにより、動き検出に基づいて巡回量と制御パラメータを決定して、巡回型ノイズ低減と非巡回型フィルタノイズ低減を行うので、映像信号の動きのときは非巡回型フィルタ処理において相関のある画素の領域つまりフィルタ処理の重みづけの領域をフィルタ中心画素から拡大するようにすることにより、動きのあるところは非巡回型フィルタにて残像がない効果のあるノイズ低減を行い、静止のときは巡回型フィルタによりレベルが小さい信号を効果的にノイズ低減することができることとなる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
【００４４】
本発明に係る第１の実施の形態のノイズ低減装置の構成図を図１に示す。
【００４５】
図１に示すように、ノイズ低減装置は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３および制御手段１００４を備え、入力映像信号１００１を入力し、ノイズ低減を行い、出力映像信号１００５を出力するものである。
【００４６】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１を、動き検出情報をもとにしてノイズ低減処理を行い、出力するものである。非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に接続され、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力された信号を、適応的に画素を選択して平均化することによりノイズ低減を行い、出力映像信号１００５として出力するものである。
【００４７】
制御装置１００４は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から動き検出信号と映像信号レベルを入力し、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２および非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３を制御するものである。なお、動き検出信号と映像信号レベルは、従来例図１１に示した乗算器１１０５に入力される信号から取り出すことができる。
【００４８】
動き適応型のフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１から映像の動きを検出して動きが小さいときは遅延画像の巡回量を大きく、動きが大きいときは巡回量を小さく制御し、つまり静止に近いほどノイズ低減の効果が大きく、動きが大きくなるにつれて残像が発生しないように制御する。また、映像信号レベルが小さい場合は巡回量を大きく、映像信号レベルが大きいときは巡回量を小さくする。以上により、例えば巡回量が大きい順に並べると、
【００４９】
静止かつレベル小＞静止かつレベル大＞動きかつレベル小＞動きかつレベル大  …式（１）
となり、このように制御装置１００４で制御することができる。
【００５０】
また、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２で十分にノイズ低減できなかった映像信号に対しては、制御装置１００４により非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３のノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。つまり、動画に近いほどノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。また、映像信号レベルが小さい場合はノイズが目立つのでノイズ低減効果を上げるように制御する。以上により、例えばノイズ低減効果が大きい順に並べると、
【００５１】
動きかつレベル小＞動きかつレベル大＞静止かつレベル小＞静止かつレベル大  …式（２）
となり、このように制御装置１００４によって制御することができ、出力映像信号１００５を得ることができる。
【００５２】
例えば、非巡回型フィルタがコアリングである場合には、式（２）の左の項である程静止のときよりも閾値を大きく設定してよりノイズ低減の効果を発揮しやすくする。また、画素を平均してノイズを低減する場合については、平均を行う周辺画素数を多くする。特に、従来例に示した非巡回型のノイズ低減装置においては、ｎを大きくして平均化する対象の周辺画素を増やす。
【００５３】
以上のように、本発明第１の実施の形態のノイズ低減装置は、入力映像信号１００１についてノイズ低減を行うフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から得られる動き検出信号と映像信号レベルが入力される制御装置１００４を設け、制御装置１００４により制御される非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３をフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２に直列に接続しているので、映像の動きと映像信号レベルを考慮して動きのあるところは残像がなく、静止のときはレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減することができる。さらに、制御手段１００４は従来例に記載のノイズ低減装置に限らずに、様々な非巡回型フィルタに対しても適用可能であり、効果が得られるものである。
（第２の実施の形態）
【００５４】
次に、第２の実施の形態のノイズ低減装置の構成図を図２に示す。
【００５５】
図２に示すように、ノイズ低減装置は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３、制御手段１００４、輪郭補正装置１００６および加算器１００７を備え、入力映像信号１００１を入力し、ノイズ低減を行い、出力映像信号１００５を出力するものである。
【００５６】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１を、動き検出情報をもとにしてノイズ低減処理を行い、出力するものである。非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に接続され、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力された信号を、適応的に画素を選択して平均化することによりノイズ低減を行い、出力するものである。
【００５７】
制御装置１００４は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から動き検出信号と映像信号レベルを入力し、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３および輪郭補正装置１００６を制御するものである。なお、動き検出信号と映像信号レベルは、従来例図１１に示した乗算器１１０５に入力される信号から取り出すことができる。
【００５８】
輪郭補正装置１００６は、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３と並列に接続され、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力された信号に輪郭補正処理を行って、輪郭補正信号を出力するものである。加算器１００７は、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３から出力された映像信号と、輪郭補正装置１００６から出力された輪郭補正信号とを加算し、出力映像信号１００５として出力するものである。
【００５９】
動き適応型のフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１から映像の動きを検出して動きが小さいときは遅延画像の巡回量を大きく、動きが大きいときは巡回量を小さく制御し、つまり静止に近いほどノイズ低減の効果が大きく、動きが大きくなるにつれて残像が発生しないように制御する。また、映像信号レベルが小さい場合は巡回量を大きく、映像信号レベルが大きいときは巡回量を小さくする。以上により、例えば巡回量が大きい順に並べると、
【００６０】
静止かつレベル小＞静止かつレベル大＞動きかつレベル小＞動きかつレベル大  …式（３）
となり、このように制御装置１００４で制御することができる。
【００６１】
また、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２で十分にノイズ低減できなかった映像信号に対しては、制御装置１００４により非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３のノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。つまり、動画に近いほどノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。また、映像信号レベルが小さい場合はノイズが目立つのでノイズ低減効果を上げるように制御する。以上により、例えばノイズ低減効果が大きい順に並べると、
【００６２】
動きかつレベル小＞動きかつレベル大＞静止かつレベル小＞動きかつレベル大  …式（４）
となり、このように制御装置１００４によって制御することができる。制御手段１００４は、従来例に示した適応的に画素を選択して平均化する非巡回型のノイズ低減装置に限らずに様々な非巡回型フィルタに対しても適用可能であり、効果が得られるものである。以上は、第１の実施の形態と同様の制御例を示した。
【００６３】
輪郭補正装置１００６は、制御手段１００４によって動作が制御されるものであり、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３によって出力映像信号１００５の輪郭部分が不鮮明になるのを低減するように動作をする。
【００６４】
一般に動きが発生すると輪郭補正信号の振幅が小さくなるので、動きのときには輪郭補正装置のゲインを上げて輪郭補正信号の振幅を大きくする。また、映像信号レベルが小さいときのノイズは目立つので、輪郭補正装置のゲインを下げて輪郭補正信号の振幅を小さくする。以上により、例えば輪郭補正信号のゲインを大きくする順に並べると、
【００６５】
動きかつレベル大＞動きかつレベル小＞静止かつレベル大＞静止かつレベル小  …式（５）
となるように制御手段１００４が輪郭補正信号を制御して、動きのときの輪郭ぼけを低減しつつ、静止のときで低いレベルの輪郭補正信号のノイズを低減することができ、出力映像信号１００５を得ることができる。
【００６６】
また一般的に、静止のときの輪郭波形の勾配は急峻であり、動きのときの映像信号の輪郭波形の勾配はなだらかになるので、動きのときの勾配を急峻にすることにより、動きぼけを低減するように制御することもできる。勾配を急峻にする動作は、動きのみで映像信号レベルが大きいときに行えば、輪郭ぼけが低減されて鮮鋭化できる。勾配を急峻にする度合いの大きい順に並べると、
【００６７】
動き大かつレベル大＞動き大かつレベル小＞動き小かつレベル大＞動き小かつレベル小  …式（６）
となり、このように制御手段１００４は、輪郭補正装置１００６を制御することができる。
【００６８】
以上のように、本発明第２の実施の形態のノイズ低減装置は、入力映像信号１００１についてノイズ低減を行うフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から得られる動き検出信号と映像信号レベルが入力される制御手段１００４を設け、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２に制御手段１００４により制御される非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３とを直列に接続し、また、制御手段１００４により制御される輪郭補正装置１００６を非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３と並列に接続しているので、映像の動きと映像信号レベルを考慮して動きのある映像のときは残像を発生させずに、静止のときはレベルの低い映像信号を重点的にノイズ低減することができる。また、映像の輪郭を動きとレベルに応じてノイズ強調せずに先鋭化させる効果もある。
（第３の実施の形態）
【００６９】
次に、第３の実施の形態のノイズ低減装置の構成図を図３に示す。
【００７０】
図３に示すように、ノイズ低減装置は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３、制御手段１００４およびＡＧＣ装置１００８を備え、入力映像信号１００１を入力し、ノイズ低減を行い、出力映像信号１００５を出力するものである。
【００７１】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、ＡＧＣ装置１００８から映像信号を入力し、動き検出情報をもとにしてノイズ低減処理を行い、出力するものである。非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に接続され、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力された信号を、適応的に画素を選択して平均化することによりノイズ低減を行い、出力映像信号１００５として出力するものである。
【００７２】
制御装置１００４は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から動き検出信号を入力し、ＡＧＣ装置１００８からゲイン量を入力して、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２および非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３を制御するものである。なお、動き検出信号は、従来例図１１に示した乗算器１１０５に入力される信号から取り出すことができる。
【００７３】
ＡＧＣ装置１００８は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に接続され、入力映像信号１００１を入力し、入力信号強度が変化しても所定の出力信号に保てるように利得を自動的に変更し、入力映像信号１００１の暗いところを見やすくして、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２に出力するとともに、ＡＧＣ（自動利得制御）のゲイン量を制御手段１００４に出力するものである。
【００７４】
制御手段１００４により動き適応型のフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２を、ＡＧＣ装置１００８から出力された映像信号の映像の動きを検出して、動きが小さいときは遅延画像の巡回量が大きく、動きが大きいときは巡回量が小さくなるように制御し、つまり静止に近いほどノイズ低減の効果が大きく、動きが大きくなるにつれて残像が発生しないように制御する。また、ＡＧＣ装置１００８出力のゲイン量が小さい、つまり入力映像信号１００１が大きい場合、巡回量を小さく、ＡＧＣ装置１００８出力のゲイン量が大きい、つまり入力映像信号１００１が小さい場合、ノイズを低減するように巡回量を大きくする。以上により、例えば巡回量が大きい順に並べると、
【００７５】
静止かつゲイン大＞静止かつゲイン小＞動きかつゲイン大＞動きかつゲイン小  …式（７）
となり、このように制御手段１００４でフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２を制御することができる。
【００７６】
また、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２で十分にノイズ低減できなかった映像信号に対しては、制御手段１００４により非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３のノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。つまり、動きが大きいほどノイズ低減の効果が大きくなるように制御する。また、ＡＧＣ装置１００８出力のゲイン量が大きい場合はノイズが目立つので、ノイズ低減効果を上げるように制御する。以上により、例えばノイズ低減効果が大きい順に並べると、
【００７７】
動きかつゲイン大＞動きかつゲイン小＞静止かつゲイン大＞静止かつゲイン小  …式（８）
となり、このように制御手段１００４によって非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３を制御することができ、出力映像信号１００５を得ることができる。
【００７８】
以上のように、本発明第３の実施の形態のノイズ低減装置は、入力映像信号１００１について暗いところを見えやすくするためのＡＧＣ装置１００８を設け、ＡＧＣ装置１００８に直列に接続されるフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と、ＡＧＣ装置１００８から得られるＡＧＣのゲイン量とフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から得られる動き検出信号とにより制御される制御手段１００４を設け、制御手段１００４により制御される非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３をフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２に直列に接続しているので、映像の動きとＡＧＣのゲイン量の両方を用いてノイズ低減を行うことができる。さらに、制御手段１００４は、従来例に記載のノイズ低減装置に限らずに様々な非巡回型フィルタに対しても適用可能であり、効果が得られるものである。
（第４の実施の形態）
【００７９】
次に、第４の実施の形態のノイズ低減装置の構成図を図４に示す。
【００８０】
図４に示すように、ノイズ低減装置は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３および領域制御手段１００９を備え、入力映像信号１００１を入力し、ノイズ低減を行い、出力映像信号１００５を出力するものである。
【００８１】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１を、動き検出情報をもとにしてノイズ低減処理を行い、出力するものである。非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に接続され、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力された信号を、適応的に画素を選択して平均化することによりノイズ低減を行い、出力するものである。
【００８２】
領域制御手段１００９は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力される動き検出信号を入力して、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３の動作を制御するものである。なお、動き検出信号は、従来例図１１に示した乗算器１１０５に入力される信号から取り出すことができる。
【００８３】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１の映像の動きが大きくなるにつれて残像がでないように巡回量を小さくするので、ノイズ低減効果が小さくなる。そこで、入力映像信号１００１の映像の動きが大きくなるにつれ、領域制御手段１００９により、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３のフィルタ処理が行われる領域を広げて、中心画素を置き換えるための演算に関わる周辺画素の数を大きくするように制御することにより、動きのときでも効果的なノイズ低減を行う。動きが小さくなり静止に近づくにつれ、領域制御手段１００９は、非巡回のフィルタ処理が行われる領域を狭くするように、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３を制御する。すなわち、中心画素に対して置き換えるための演算に関わる周辺画素の数を小さくすることにより、相関のある画素のみでノイズ低減が行われるので、輪郭がぼけるのを抑制してノイズ低減を行うことができ、出力映像信号１００５を得ることができる。
【００８４】
例えば、周辺画素の平均値を中心画素に置き換える場合を例にする。動きが小さい場合、演算に関わる中心画素を取り巻く周辺画素の数Ｎ１個（画素値：ＸＡ１、ＸＡ２、…ＸＡＮ１）とし、動きが大きくなったときＮ２個（画素値：ＹＡ１、ＹＡ２、…ＹＡＮ２）とする。動きが大きくなると、演算対象の周辺画素が中心画素からさらに周辺に向かって広がるのでＮ１＜Ｎ２となる。動きの小さいときの周辺画素の平均値は、
【００８５】
（ＸＡ１＋ＸＡ２＋…ＸＡＮ１）／Ｎ１  …式（９）
動きの大きいときの平均値は、
【００８６】
（ＹＡ１＋ＹＡ２＋…ＹＡＮ２）／Ｎ２  …式（１０）
となり、中心画素と置き換えることができる。上記は二段階にしたが、より細かく制御するために三段階以上にすることもできる。また、上記は一例にすぎず他の演算方法にて中心画素を置き換えることもできる。
【００８７】
以上のように、本発明第４の実施の形態のノイズ低減装置は、入力映像信号１００１についてノイズ低減を行うフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力される動き検出信号によって制御される領域制御手段１００９を設け、領域制御手段１００９の制御により動作する非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３をフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に設けているので、映像信号の動き検出信号を用いてフィルタの領域を変化させて効果のあるノイズ低減ができる。領域制御手段１００９は、従来例に記載のノイズ低減装置に限らずに、様々な非巡回型フィルタに対しても適用可能であり、効果が得られるものである。
（第５の実施の形態）
【００８８】
次に、第５の実施の形態のノイズ低減装置の構成図を図５に示す。
【００８９】
図５に示すように、ノイズ低減装置は、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３および距離制御手段１０１０を備え、入力映像信号１００１を入力し、ノイズ低減を行い、出力映像信号１００５を出力するものである。
【００９０】
本実施形態においては、上記実施形態における領域制御手段１００９のかわりに距離制御手段１０１０を設けた点が相違している。
【００９１】
距離制御手段１０１０は、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３を制御するものであり、中心画素を置き換えるフィルタ演算に際し、画素に重みづけをして制御するものである。
【００９２】
フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２は、入力映像信号１００１の映像の動きが大きくなるにつれて残像がでないように巡回量を小さくするので、ノイズ低減効果が小さくなる。そこで、距離制御手段１０１０により、非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３の中心画素を置き換えるフィルタ演算に関わる画素の重みづけを中心画素からの距離に応じて変化させる。つまり、中心画素に近い画素の重みづけを大きく、遠い画素の重みづけを小さくする。
【００９３】
さらに、動きの大小によって重みづけを画素位置によって変化させ、動きが大きくなるにつれて重みづけが大きい画素の範囲を中心画素から周辺方向に拡大し、重みづけが小さい画素の領域が静止のときよりも中心画素からさらに遠くなるようにする。重みづけが大きい画素の範囲が広がることは、中心画素と相関のある演算対象の画素範囲が広がることになるので、動きでも効果的なノイズ低減を行うことができる。
【００９４】
また、静止に近づくにつれて重みづけが大きい画素の範囲が中心画素近辺に、重みづけが小さい画素の範囲が動きのときよりも中心画素側に縮小するようにする。これにより、中心画素に近い画素から離れた画素については相関が低いとみなし、中心画素近辺の画素を重点的に用いてノイズ低減ができるので、静止のときに効果的なノイズ低減を行うことができ、出力映像信号１００５を得ることができる。
【００９５】
例えば、重みづけ平均値を中心画素に置き換える場合を例にする。中心画素に近い画素の重みづけ値をＡとし、中心画素から遠い画素の重みづけ値をＢ（Ａ＞Ｂ）とする。
【００９６】
重みづけ値Ａに対応する画素は、動きが小さい場合に中心画素を取り巻く少ない数Ｎ１個（画素値：ＸＡ１、ＸＡ２、…ＸＡＮ１）とし、動きが大きくなったときＮ２個（画素値：ＹＡ１、ＹＡ２、…ＹＡＮ２）とする。
【００９７】
重みづけ値Ｂに対応する画素は、動きが小さい場合にＭ１個（画素値：ＸＢ１、ＸＢ２、…ＸＢＭ１）とし、動きが大きくなったときにＭ２個（画素値：ＹＢ１、ＹＢ２、…ＹＢＭ２）とする。
【００９８】
したがって、空間的にはＮ１、Ｎ２個の画素の周りにそれぞれＭ１、Ｍ２個の画素が割り当てられ、動きが大きくなると、重みづけ値Ａの領域が中心画素から周辺に向かって広がるので、Ｎ１＜Ｎ２となる。動きの小さいときの重み付け平均値は、
【００９９】
｛Ａ（ＸＡ１＋ＸＡ２＋…ＸＡＮ１）＋Ｂ（ＸＢ１＋ＸＢ２＋…ＸＢＭ１）｝／（Ａ×Ｎ１＋Ｂ×Ｍ１）  …式（１１）
動きの大きいときの重み付け平均値は、
【０１００】
｛Ａ（ＹＡ１＋ＹＡ２＋…ＹＡＮ２）＋Ｂ（ＹＢ１＋ＹＢ２＋…ＹＢＭ２）｝／（Ａ×Ｎ２＋Ｂ×Ｍ２）  …式（１２）
となり、中心画素と置き換えることができる。上記は、重みづけを二段階にしたが、より細かく重みづけをおこなうために、三段階以上にすることもできる。また、上記の方法以外にも、重みづけを利用して中心画素を置き換えることもできる。
【０１０１】
以上のように、本発明第５の実施の形態のノイズ低減装置は、入力映像信号１００１についてノイズ低減を行うフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と、フレーム巡回型ノイズ低減装置１００２から出力される動き検出信号によって制御される距離制御手段１０１０を設け、距離制御手段１０１０の制御により動作する非巡回型フィルタノイズ低減装置１００３をフレーム巡回型ノイズ低減装置１００２と直列に設けているので、映像信号の動き検出信号を用いて周辺画素に付ける重み付けを調節し、効果的なノイズ低減ができる。距離制御手段１０１０は、従来例に記載のノイズ低減装置に限らずに様々な非巡回型フィルタに対しても適用可能であり、効果が得られるものである。
（第６の実施の形態）
【０１０２】
次に、第６の実施の形態のノイズ低減方法のフローチャートを図６に示す。
【０１０３】
図６のフローチャートに示すように、本実施形態のノイズ低減方法は、ステップ１で映像をとりこみ（Ｓ１）、ステップ２で取り込んだ映像と１フレーム前に取り込んだ映像との差を計算することにより動き検出を行い（Ｓ２）、ステップ３で取り込んだ映像についてレベルを検出する（Ｓ３）。
【０１０４】
続いて、ステップ４でＳ２の動き検出結果とＳ３の映像信号レベルの検出結果に基づき式（１）の制御となるようにフレームの巡回量を決定し（Ｓ４）、ステップ５でＳ２の動き検出結果とＳ３で検出された映像信号レベルから非巡回型フィルタの制御パラメータを式（２）の制御になるように決定する（Ｓ５）。
【０１０５】
そして、ステップ６でＳ４で決定した巡回量に基づいて巡回型ノイズ低減を行い（Ｓ６）、ステップ７でＳ５にて決定された制御パラメータにより非巡回型フィルタ処理でノイズ低減を行い最終出力とする（Ｓ７）。
【０１０６】
以上のように、本発明の第６の実施の形態のノイズ低減方法は、動き検出（Ｓ２）と映像信号レベル検出（Ｓ３）に基づいて、巡回量と制御パラメータを決定して（Ｓ４、Ｓ５）、巡回型ノイズ低減（Ｓ６）と非巡回型フィルタノイズ低減（Ｓ７）を行うので、映像信号の動きと映像信号レベルを考慮して、動きのあるところは残像がなくノイズ低減を行い、静止のときはレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減を行うことができる。
（第７の実施の形態）
【０１０７】
次に、第７の実施の形態のノイズ低減方法のフローチャートを図７に示す。
【０１０８】
図７のフローチャートに示すように、本実施形態のノイズ低減方法は、ステップ１で映像をとりこみ（Ｓ１）、ステップ２で取り込んだ映像と１フレーム前に取り込んだ映像との差を計算することにより動き検出を行い（Ｓ２）、ステップ３で取り込んだ映像についてレベルを検出する（Ｓ３）。
【０１０９】
続いて、ステップ４でＳ２の動き検出結果とＳ３の映像信号レベルの検出結果に基づき式（３）の制御となるようにフレームの巡回量を決定し（Ｓ４）、ステップ５でＳ２の動き検出結果とＳ３で検出された映像信号レベルから非巡回型フィルタの制御パラメータを式（４）の制御になるように決定する（Ｓ５）。
【０１１０】
さらに、ステップ８でＳ２の動き検出結果とＳ３の映像信号レベルの検出結果に基づき式（５）あるいは式（６）の制御となるように輪郭補正のゲイン量あるいは勾配を急峻にする制御のパラメータを決定し（Ｓ８）、ステップ６でＳ４で決定した巡回量に基づいて巡回型ノイズ低減を行う（Ｓ６）。
【０１１１】
次に、ステップ９でＳ８で決定した制御パラメータに基づいて輪郭補正信号を生成し（Ｓ９）、ステップ７でＳ５にて決定された制御パラメータで非巡回型フィルタノイズ低減を行い（Ｓ７）、ステップ１０でＳ９で得られた輪郭補正信号とＳ７で得られたノイズ低減済みの信号の両者を加算し最終出力とする（Ｓ１０）。
【０１１２】
以上のように、本発明の第７の実施の形態のノイズ低減方法は、動き検出（Ｓ２）と映像信号レベル検出（Ｓ３）に基づいて、巡回量と非巡回型フィルタの制御パラメータと輪郭補正の制御パラメータを決定して（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ８）、巡回型ノイズ低減（Ｓ６）と非巡回型フィルタノイズ低減（Ｓ７）と輪郭補正（Ｓ９）を行うので、映像信号の動きと映像信号レベルを考慮して、動きのあるところは非巡回型フィルタによってノイズ低減を残像なく行い、静止のときはレベルが小さい信号を巡回型フィルタにて重点的にノイズ低減を行い、かつ動きぼけの低減とノイズ低減されても輪郭ぼけを低減することができる。
（第８の実施の形態）
【０１１３】
次に、第８の実施の形態のノイズ低減方法のフローチャートを図８に示す。
【０１１４】
図８のフローチャートに示すように、本実施形態のノイズ低減方法は、ステップ１で映像をとりこみ（Ｓ１）、ステップ１１でＳ１にて取り込まれた映像の暗部が見えやすいようにＡＧＣ（自動利得制御）を行うためのゲイン量を計算し（Ｓ１１）、ステップ１２でＳ１１にて求まったゲイン量に基づいてＳ１で取り込まれた映像信号をＡＧＣにて増幅し（Ｓ１２）、ステップ２でＳ１にて取り込んだ映像とＳ１にて１フレーム前に取り込んだ映像との差あるいはＳ１２のＡＧＣで増幅した映像とＳ１２にて増幅した１フレーム前の映像との差を計算することにより動き検出を行う（Ｓ２）。
【０１１５】
続いて、ステップ４でＳ２の動き検出結果とＳ１１で求めたＡＧＣゲイン量に基づき式（７）の制御となるようにフレームの巡回量を決定し（Ｓ４）、ステップ５でＳ２の動き検出結果とＳ１１で計算されたＡＧＣゲイン量から非巡回型フィルタの制御パラメータを式（８）の制御になるように決定する（Ｓ５）。
【０１１６】
そして、ステップ６でＳ４で決定した巡回量に基づいて巡回型ノイズ低減を行い（Ｓ６）、ステップ７でＳ５にて決定された制御パラメータで非巡回型フィルタノイズ低減を行い最終出力とする（Ｓ７）。
【０１１７】
以上のように、本発明の第８の実施の形態のノイズ低減方法は、動き検出（Ｓ２）とＡＧＣゲイン算出（Ｓ１１）に基づいて、巡回量と制御パラメータを決定して（Ｓ４、Ｓ５）、巡回型ノイズ低減（Ｓ６）と非巡回型フィルタノイズ低減（Ｓ７）を行うので、ＡＧＣにより低いレベルの映像信号振幅が大きくなってＳ／Ｎが悪くなる現象を改善するために、静止ところは巡回型ノイズ低減を主に行い、動きのときは非巡回型フィルタにてノイズ低減を主に行うことにより、ＡＧＣにより増幅された低いレベルの信号を重点的にノイズ低減することができる。
（第９の実施の形態）
【０１１８】
次に、第９の実施の形態のノイズ低減方法のフローチャートを図９に示す。
【０１１９】
図９のフローチャートに示すように、本実施形態のノイズ低減方法は、ステップ１で映像をとりこみ（Ｓ１）、ステップ２で取り込んだ映像と１フレーム前に取り込んだ映像との差を計算することにより動き検出を行う（Ｓ２）。
【０１２０】
続いて、ステップ４でＳ２の動き検出結果からフレームの巡回量を決定し（Ｓ４）、ステップ１３でＳ２の動き検出結果から非巡回型フィルタの領域制御パラメータを、動きが小さければフィルタ領域をフィルタ中心画素周辺のみの小さな領域とし、動きが大きくなるにつれフィルタ領域をフィルタ中心画素のみの小さな領域から拡大していく制御となるように決定する（Ｓ１３）。
【０１２１】
そして、ステップ６でＳ４で決定した巡回量に基づいて巡回型ノイズ低減を行い（Ｓ６）、ステップ７でＳ１３にて決定した制御パラメータで非巡回型フィルタノイズ低減を行い最終出力とする（Ｓ７）。
【０１２２】
以上のように、本発明の第９の実施の形態のノイズ低減方法は、動き検出（Ｓ２）に基づいて巡回量と制御パラメータを決定して（Ｓ４、Ｓ１３）、巡回型ノイズ低減（Ｓ６）と非巡回型フィルタノイズ低減（Ｓ７）を行うので、映像信号の動きのときは非巡回型フィルタ処理において相関のある画素の範囲を拡大してフィルタ処理を行うことにより残像がない効果のあるノイズ低減を行い、静止のときは巡回型ノイズ低減を行い、この二種類のノイズ低減においてレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減することができる。
（第１０の実施の形態）
【０１２３】
次に、第１０の実施の形態のノイズ低減方法のフローチャートを図１０に示す。
【０１２４】
図１０のフローチャートに示すように、本実施形態のノイズ低減方法は、ステップ１で映像をとりこみ（Ｓ１）、ステップ２で取り込んだ映像と１フレーム前に取り込んだ映像との差を計算することにより動き検出を行う（Ｓ２）。
【０１２５】
続いて、ステップ４でＳ２の動き検出結果からフレームの巡回量を決定し（Ｓ４）、ステップ１４でＳ２の動き検出結果から非巡回型フィルタの重み付け制御パラメータを、動きが小さければフィルタの重みづけが大きな領域をフィルタ中心画素周辺のみの小さな領域とし、フィルタ中心画素から距離が離れるに従って重みづけが減っていくようにし、動きが大きくなるにつれ重みづけが大きい領域をフィルタ中心画素のみの小さな領域から拡大し、重みづけが小さい領域をフィルタ中心画素からさらに遠くにする制御となるように決定する（Ｓ１４）。
【０１２６】
そして、ステップ６でＳ４で決定した巡回量に基づいて巡回型ノイズ低減を行い（Ｓ６）、ステップ７でＳ１４にて決定した制御パラメータで非巡回型フィルタノイズ低減を行い最終出力とする（Ｓ７）。
【０１２７】
以上のように、本発明の第１０の実施の形態のノイズ低減方法は、動き検出（Ｓ２）に基づいて巡回量と制御パラメータを決定して（Ｓ４、Ｓ１４）、巡回型ノイズ低減（Ｓ６）と非巡回型フィルタノイズ低減（Ｓ７）を行うので、映像信号の動きのときは非巡回型フィルタ処理において相関のある画素の領域つまりフィルタ処理の重みづけの領域をフィルタ中心画素から拡大するようにすることにより、動きのあるところは非巡回型フィルタにて残像がない効果のあるノイズ低減を行い、静止のときは巡回型フィルタによりレベルが小さい信号を効果的にノイズ低減することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は入力した映像信号のノイズを低減して出力する巡回型ノイズ低減装置と、前記巡回型ノイズ低減装置から出力された映像信号を入力しノイズを低減して出力する非巡回型フィルタノイズ低減装置とを、動き検出信号と映像信号レベルとに基づいて制御手段が制御するので、映像の動きと映像信号レベルを考慮して動きのあるところは残像がなく、静止のときはレベルが小さい信号を重点的にノイズ低減することができるというすぐれた効果を有するノイズ低減装置、ノイズ低減方法およびノイズ低減プログラムを記録した媒体を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るノイズ低減装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】一実施例のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【図３】一実施例のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【図４】一実施例のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【図５】一実施例のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【図６】一実施例のノイズ低減方法を示すフローチャートである。
【図７】一実施例のノイズ低減方法を示すフローチャートである。
【図８】一実施例のノイズ低減方法を示すフローチャートである。
【図９】一実施例のノイズ低減方法を示すフローチャートである。
【図１０】一実施例のノイズ低減方法を示すフローチャートである。
【図１１】従来の巡回型ノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】従来の非巡回型ノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００１  入力映像信号
１００２  フレーム巡回型ノイズ低減装置
１００３  非巡回型フィルタノイズ低減装置
１００４  制御手段
１００５  出力映像信号
１００６  輪郭補正装置
１００７  加算器
１００８  ＡＧＣ装置
１００９  領域制御手段
１０１０  距離制御手段
１１０１  入力映像信号
１１０２  ２次元ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１１０３  加算器
１１０４  動き判定回路
１１０５、１１０６  乗算器
１１０７  加算器
１１０８  フレームメモリ
１１０９  出力映像信号
１２０１  入力映像信号
１２０２  画素取り込み回路
１２０３、１２０４、１２０５、１２０６  差分算出回路
１２０７  閾値
１２０８、１２０９、１２１０、１２１１  相関画素判定回路
１２１２  相関画素加算回路
１２１３  画素数計数回路
１２１４  除算器
１２１５  出力映像信号
【図１】
0003611773.tif 000002
【図２】
0003611773.tif 000003
【図３】
0003611773.tif 000004
【図４】
0003611773.tif 000005
【図５】
0003611773.tif 000006
【図６】
0003611773.tif 000007
【図７】
0003611773.tif 000008
【図８】
0003611773.tif 000009
【図９】
0003611773.tif 000010
【図１０】
0003611773.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003611773.tif 000013