(57)【要約】【課題】  ノイズ低減処理による映像の解像度感の低下または尾引の発生を防止することができ、十分に良好な画質を得る。【解決手段】  現フレームの画像情報と１ないし３フレーム前の画像情報との間における画像の動きを検出し、この検出結果に基づいてノイズ低減処理を行う。また、現在処理の対象となっている画素の現フレームの画素情報と、この画素の近傍に位置する複数の画素の現フレームおよび１ないし３フレーム前の画素情報との同一性を検出し、この検出結果に基づいてノイズ低減処理を行う。【選択図】      図１０
2006287632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム前の画像情報を記憶する第１記憶手段と、
ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報を記憶する第２記憶手段と、
前記１フレーム前の画像情報と前記ｎフレーム前の画像情報との間の比率（一方が０であり他方が１である場合を含む）を設定する比率設定手段と、
前記１フレーム前の画像情報および前記ｎフレーム前の画像情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、
前記合成情報を用いて現フレームの画像情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えていることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
１フレーム前と現フレームとの間の画像の動きを検出し、かつｎフレーム前と現フレームとの間の画像の動きを検出する動き検出手段を備え、
前記比率設定手段は、前記動き検出手段の検出結果に基づいて前記比率を設定することを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記ノイズ低減処理手段は、前記合成情報と前記現フレームの画像情報とを加算する加算手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えていることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項５】
１フレーム前の画像情報を記憶する記憶手段と、
前記１フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えていることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項６】
ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報を記憶する記憶手段と、
前記ｎフレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ個（ｍは２以上の整数）の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えていることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項７】
前記第１画素に対応する画素情報と前記第２画素に対応する画素情報との間の同一性を検出する同一性検出手段を備え、
前記比率設定手段は、前記同一性検出手段の検出結果に基づいて前記比率を設定することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
前記同一性検出手段は、前記第１画素に対応する画素情報と前記第２画素に対応する画素情報との間の同一性を検出するために、前記第１画素に対応する画素情報と前記第２画素に対応する画素情報との間の同一性に関する過去の履歴を参照することを特徴とする請求項７に記載のノイズ低減装置。
【請求項９】
前記同一性検出手段は、前記第１画素に対応する画素情報と前記第２画素に対応する画素情報との間の同一性を検出するために、前記第１画素とは別の第３画素の画素情報と前記第３画素の近傍に位置する第４画素の画素情報との間の同一性の検出結果を参照することを特徴とする請求項７に記載のノイズ低減装置。
【請求項１０】
前記同一性検出手段は、前記第１画素に対応する画素情報と前記第２画素に対応する画素情報との間の同一性を検出するために、前記第１画素に対応する画素情報または前記第２画素に対応する画素情報が含まれる画像情報に対応する画像の動きの軌跡を参照することを特徴とする請求項７に記載のノイズ低減装置。
【請求項１１】
前記ノイズ低減処理手段は、前記合成情報と前記第１画素に対応する現フレームの画素情報とを加算する加算手段を備えていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のノイズ低減装置。
【請求項１２】
１フレーム前の画像情報とｎフレーム前の画像情報との間の比率（一方が０であり他方が１である場合を含む）を設定する比率設定工程と、
前記１フレーム前の画像情報および前記ｎフレーム前の画像情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、
前記合成情報を用いて現フレームの画像情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えていることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項１３】
第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えていることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項１４】
１フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えていることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項１５】
ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ個（ｍは２以上の整数）の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、
前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、
前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えていることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えていることを特徴とするテレビジョン受像機。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えていることを特徴とする映像記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像ないし画像中に含まれるノイズを低減するためのノイズ低減装置およびノイズ低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像ないし画像中に含まれるノイズを低減するためのノイズ低減装置には、一般に、同一ライン内における隣接画素間の相関を利用する１次元ノイズ低減装置、隣接するライン間の相関を利用する２次元ノイズ低減装置、および相前後する２個のフレーム間の相関を利用する３次元ノイズ低減装置がある。これらのノイズ低減装置には次のような特徴がある。
【０００３】
すなわち、３次元ノイズ低減装置は、１フレーム前の画像情報における同一座標の画素の情報（輝度情報または色情報など）を用いてノイズ低減処理を行う。このため、画像が静止しており、１フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間の同一性が維持されている場合には、３次元ノイズ低減装置は優れたノイズ除去効果を発揮する。ところが、画像が動いており、１フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間の同一性が損なわれている場合には、３次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理を行うと、映像に尾引が出るなど、却って画質を悪化させてしまう。
【０００４】
これに対し、１次元ノイズ低減装置は、画面の横方向において隣接する画素の情報を用いてノイズ低減処理を行う。また、２次元ノイズ低減装置は、画面の縦方向において隣接する画素の情報を用いてノイズ低減処理を行う。このため、１次元ノイズ低減装置または２次元ノイズ低減装置によれば、互いに隣接する画素の情報間に同一性がある限り、画像が静止しているか動いているかにかかわらず、一定のノイズ低減効果が得られる。しかし、互いに隣接する画素の情報間に同一性がない場合には、映像の解像度感が低下する。
【０００５】
今日では、このような各ノイズ低減装置の特徴が考慮され、３次元ノイズ低減装置と１次元／２次元ノイズ低減装置とが組み合わされて用いられる場合が多い。すなわち、動き検出回路により画像の動きを検出し、画像に動きがあるかないかに応じて３次元ノイズ低減装置と１次元／２次元ノイズ低減装置とを切り換える。これにより、動きのある画像に対しては、３次元ノイズ低減装置ではなく１次元／２次元ノイズ低減装置がノイズ低減処理を行うので、映像に尾引が出るのを防止することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述したような３次元ノイズ低減装置と１次元／２次元ノイズ低減装置とを組み合わせても、十分に良好な画質を得ることが難しいという問題がある。
【０００７】
例えば、写真撮影のためにカメラのフラッシュがたかれた映像、あるいは撮像用カメラのすぐ前を自動車が高速で横切った映像など、映像中に瞬間的な激しい動きがある場合には、１次元／２次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理が行われる。しかし、一般的な１次元／２次元ノイズ低減装置は、常に一定の方向において隣接する画素の情報を用いてノイズ低減処理を行う。このため、その隣接する画素の情報に同一性がない場合には映像の解像度感が低下する。この結果、十分に良好な画質を得ることができない。
【０００８】
また、画面の一部に比較的緩やかな動きがある場合には、高精度の動き検出回路を用いることにより、３次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理と１次元／２次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理とをきめ細かく切り換えることが可能である。また、このような場合には、３次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理の効果と、１次元／２次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理の効果とを適切な比率で合成するといった技術も一般的に用いられている。これらの技術によれば、常に１次元／２次元ノイズ低減装置によりノイズ低減処理を行う場合と比べ、画質の向上が期待できる。しかし、一般的な３次元ノイズ低減装置は、常に１フレーム前の同一座標の画素の情報を用いてノイズ低減処理を行う。このため、１フレーム前の同一座標の画素の情報に同一性が低い場合には、映像の解像度感が低下し、または映像に尾引が出ることがある。そして、一般的な１次元／２次元ノイズ低減装置は、常に一定の方向において隣接する画素の情報を用いてノイズ低減処理を行うため、その画素の情報に同一性がない場合には映像の解像度感が低下する。この結果、３次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理と１次元／２次元ノイズ低減装置によるノイズ低減処理とをきめ細かく切り換えても、または両処理の効果を合成しても、やはり十分に良好な画質を得ることは難しい。
【０００９】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、ノイズ低減処理による映像解像度感の低下または尾引の発生を防止することができ、十分に良好な画質を得ることができるノイズ低減装置、ノイズ低減方法、テレビジョン受像機、映像記録再生装置およびコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１に記載のノイズ低減装置は、１フレーム前の画像情報を記憶する第１記憶手段と、ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報を記憶する第２記憶手段と、前記１フレーム前の画像情報と前記ｎフレーム前の画像情報との間の比率（一方が０であり他方が１である場合を含む）を設定する比率設定手段と、前記１フレーム前の画像情報および前記ｎフレーム前の画像情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、前記合成情報を用いて現フレームの画像情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えている。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項４に記載のノイズ低減装置は、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えている。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項５に記載のノイズ低減装置は、１フレーム前の画像情報を記憶する記憶手段と、前記１フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えている。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項６に記載のノイズ低減装置は、ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報を記憶する記憶手段と、前記ｎフレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ個（ｍは２以上の整数）の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定手段と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成手段と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段とを備えている。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項１２に記載のノイズ低減方法は、１フレーム前の画像情報とｎフレーム前の画像情報との間の比率（一方が０であり他方が１である場合を含む）を設定する比率設定工程と、前記１フレーム前の画像情報および前記ｎフレーム前の画像情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、前記合成情報を用いて現フレームの画像情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えている。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項１３に記載のノイズ低減方法は、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えている。
【００１６】
上記課題を解決するために請求項１４に記載のノイズ低減方法は、１フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えている。
【００１７】
上記課題を解決するために請求項１５に記載のノイズ低減方法は、ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム前の画像情報に含まれ、第１画素の近傍に位置するｍ個（ｍは２以上の整数）の第２画素にそれぞれ対応するｍ個の画素情報間の比率（１個の画素情報の比率が１である場合、および１個ないし（ｍ−１）個の画素情報の比率が０である場合を含む）を設定する比率設定工程と、前記ｍ個の画素情報を前記比率に従って相互に合成した合成情報を生成する合成情報生成工程と、前記合成情報を用いて前記第１画素に対応する現フレームの画素情報に対するノイズ低減処理を行うノイズ低減処理工程とを備えている。
【００１８】
上記課題を解決するために請求項１６に記載のテレビジョン受像機は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えている。
【００１９】
上記課題を解決するために請求項１７に記載の映像記録再生装置は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えている。
【００２０】
上記課題を解決するために請求項１８に記載のコンピュータプログラムは、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のノイズ低減装置としてコンピュータを機能させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明のノイズ低減装置およびノイズ低減方法の第１実施形態を示している。図１中のノイズ低減装置１０は、映像ないし画像中に含まれるノイズを低減するためのノイズ低減処理を行う装置である。ノイズ低減装置１０は、同一ライン内において互いに隣接する２個の画素間の相関を利用する１次元ノイズ低減処理機能、互いに隣接する２個のライン間の相関を利用する２次元ノイズ低減処理機能、および複数のフレーム間の相関を利用する３次元ノイズ低減処理機能を有する。ノイズ低減装置１０は、フレームバッファ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、動き検出部１２、合成処理部１３、３次元ノイズ低減処理部１４、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５、および合成処理部１６を備えている。これらの構成要素のうち、フレームバッファ１１Ａないし１１Ｃ、動き検出部１２、合成処理部１３および３次元ノイズ低減処理部１４は、主として３次元ノイズ低減処理機能を実現するための構成要素である。一方、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５は、主として１次元ノイズ低減処理機能および２次元ノイズ低減処理機能を実現するための構成要素である。
【００２３】
フレームバッファ１１Ａないし１１Ｃはそれぞれ、１フレーム分の画像情報を記憶する。すなわち、現在処理の対象となっているフレームを「現フレーム」と呼ぶとすると、フレームバッファ１１Ａは、現フレームよりも１フレーム前の画像情報を記憶する。フレームバッファ１１Ｂは、現フレームよりも２フレーム前の画像情報を記憶する。フレームバッファ１１Ｃは、現フレームよりも３フレーム前の画像情報を記憶する。フレームバッファ１１Ａないし１１Ｃはそれぞれ、半導体メモリなどの記憶素子により構成することができる。
【００２４】
動き検出部１２は、複数フレーム間における画像の動きを検出する。具体的には、動き検出部１２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、２フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、３フレーム前と現フレームとの間の画像の動きをそれぞれ検出する。画像の動き検出は、フレームバッファ１１Ａ、１１Ｂまたは１１Ｃに記憶された１、２または３フレーム前の画像情報（輝度情報または色情報など）と、入力端子１７を介して動き検出部１２に入力された現フレームの画像情報とを比較することにより行うことができる。例えば、画像の動き検出は、１、２または３フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との差をとることにより行うことができる。つまり、１、２または３フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間に差がなければ、画像は静止していると判断することができる。一方、１、２または３フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間に差があれば、画像に動きがあると判断することができる。さらに、１、２または３フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間の比較は画素ごとに行う。これにより、画像の動きを精密に検出することができる。さらに、動き検出部１２は、１フレーム前と現フレームとの間、２フレーム前と現フレームとの間、および３フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの有無、量、方向などをそれぞれ示す動き情報を合成処理部１３、１６に提供する。
【００２５】
合成処理部１３には２つの機能がある。１つ目の機能は、１フレーム前の画像情報、２フレーム前の画像情報および３フレーム前の画像情報のそれぞれについて比率を設定する機能である。例えば、合成処理部１３は、１フレーム前の画像情報に０．７、２フレーム前の画像情報に０．２、３フレーム前の画像情報に０．１というように比率を設定する。また、合成処理部１３は、例えば、１フレーム前の画像情報に０、２フレーム前の画像情報に１、３フレーム前の画像情報に０というように比率を設定することができる。比率の設定は、動き検出部１２から提供された動き情報に基づいて行われる。例えば、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの量が大きいときには、１フレーム前の画像情報に設定される比率は、０または０に近い値になる。
【００２６】
合成処理部１３の２つ目の機能は、設定された比率に従って、１フレーム前の画像情報、２フレーム前の画像情報および３フレーム前の画像情報を相互に合成する機能である。この機能により合成された画像情報は、合成情報として３次元ノイズ低減処理部１４に提供される。なお、合成処理部１３により、１フレーム前の画像情報に０、２フレーム前の画像情報に１、３フレーム前の画像情報に０といった比率が設定されたときには、２フレーム前の画像情報だけが合成情報として３次元ノイズ低減処理部１４に提供される。これは、１フレーム前、２フレーム前および３フレーム前の３個の画像情報の中から、２フレーム前の画像情報が選択されたことを意味する。
【００２７】
３次元ノイズ低減処理部１４は、合成処理部１３から提供された合成情報を用いて現フレームの画像情報に対する３次元ノイズ低減処理を行う。例えば、３次元ノイズ低減処理部１４は、ノイズ低減強度に従った比率を現フレームの画像情報および合成情報にそれぞれ設定し、この比率に従って両者を加算する。なお、３次元ノイズ低減処理１４の３次元ノイズ低減処理における演算方法には、周知の３次元ノイズ低減方法における演算方法を採用することができる。
【００２８】
１次元／２次元ノイズ低減処理部１５は、現フレームの画像情報に対し、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を行う。すなわち、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５は、現フレームの各ラインの各画素の情報に対し、当該画素に隣接する画素の情報を用いて１次元ノイズ低減処理を行う。また、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５は、現フレームの各ラインの画像情報に対し、当該ラインよりも１ライン前の画像情報を用いて２次元ノイズ低減処理を行う。なお、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５における１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理には、周知の１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を採用することができる。また、１個の画素情報に対し、１次元ノイズ低減処理による効果と２次元ノイズ処理による効果とのどちらを及ぼすか、または両効果を及ぼす比率をどのように設定するかについても、周知の技術を採用することができる。
【００２９】
合成処理部１６は、３次元ノイズ低減処理部１４により３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報と、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５により１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報とに対して比率を設定し、この比率に従って両者を合成する。合成された現フレームの画像情報は、出力端子１８およびフレームバッファ１１Ａに出力される。比率の設定は、動き検出部１２から提供された動き情報に基づいて行われる。例えば、フレーム間における画像の動きの量が大きいときには、３次元ノイズ低減処理が行われた画像情報に設定される比率が０または０に近い値になる。なお、合成処理部１６は、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に１、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に０といった比率の設定をすることができる。この場合には、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報のみが出力端子１８およびフレームバッファ１１Ａに出力される。これは、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報、および１次元ノイズ低減処理・２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報の中から、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報が選択されたことを意味する。
【００３０】
動き検出部１２、合成処理部１３、１６、ノイズ低減処理部１４、１５は、演算処理回路および半導体メモリなどの記憶素子により構成することができる。
【００３１】
ノイズ低減装置１０は以下のように動作する。現フレームの画像情報が入力端子１７に入力されると、現フレームの画像情報は、動き検出部１２、３次元ノイズ低減処理部１４および１次元／２次元ノイズ低減処理部１５に入力される。動き検出部１２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、２フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、３フレーム前と現フレームとの間の画像の動きをそれぞれ検出し、これらの画像の動きの有無、量、方向などをそれぞれ示す動き情報を生成し、これを合成処理部１３、１６に出力する。続いて、合成処理部１３は、１フレーム前の画像情報、２フレーム前の画像情報および３フレーム前の画像情報のそれぞれにつき、動き情報に基づいて比率を設定する。さらに合成処理部１３は、設定された比率に従って、１フレーム前の画像情報、２フレーム前の画像情報および３フレーム前の画像情報を相互に合成し、これにより得られた画像情報を合成情報として３次元ノイズ低減処理部１４に出力する。続いて、３次元ノイズ低減処理部１４は、合成処理部１３から出力された合成情報を用いて、現フレームの画像情報に対し３次元ノイズ低減処理を行う。
【００３２】
一方、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５は、現フレームの画像情報に対し１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を行う。
【００３３】
続いて、合成処理部１６は、３次元ノイズ低減処理部１４により３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報と、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５により１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報とにつき、動き情報に基づいて比率を設定し、この比率に従って両画像情報を合成する。合成処理部１６によって合成された現フレームの画像情報は、出力端子１８およびフレームバッファ１１Ａに出力される。続いて、フレームバッファ１１Ａないし１１Ｃにおいて画像情報のシフト処理が行われる。すなわち、フレームバッファ１１Ｂに記憶されていた２フレーム前の画像情報がフレームバッファ１１Ｃに記憶され、続いて、フレームバッファ１１Ａに記憶されていた１フレーム前の画像情報がフレームバッファ１１Ｂに記憶され、続いて合成処理部１６から出力された現フレームの画像情報がフレームバッファ１１Ａに記憶される。
【００３４】
図２は、ノイズ低減装置１０によるノイズ低減処理を示している。図２中の小さな丸い図形はそれぞれ画素を示している。最下段の６個の画素は、現フレームの画像情報の一部を構成する画素である。これより１段上の６個の画素は、１フレーム前の画像情報の一部を構成する画素である。これより１段上の６個の画素は、２フレーム前の画像情報の一部を構成する画素である。これより１段上の６個の画素は、３フレーム前の画像情報の一部を構成する画素である。また、各画素とその真上または真下に位置する画素とは、映像表示領域中において互いに同一座標を有する。また、黒色の図形と、ハッチングが施された図形と、白色の図形とでは、相互に画素情報が異なることを示している。例えば、黒色の図形同士は画素情報が相互に同じであり、黒色の図形とハッチングの施された図形とは画素情報が相互に異なる。
【００３５】
図２によれば、３フレーム前と現フレームとの間において画像が小さく動いている。そして、２フレーム前と現フレームとの間においては画像が静止している。ところが、１フレーム前と現フレームとの間においては画像が大きく動いている。このような映像は、例えば写真撮影のためにカメラのフラッシュがたかれた場合などのように、映像中に瞬間的な激しい動きがある場合に生じる。例えば、１フレーム前の画像は、カメラのフラッシュにより画面全体が白色になった状態の画像である。
【００３６】
図２に示すような場合、ノイズ低減装置１０の動き検出部１２は、例えば、３フレーム前と現フレームとの間における画像の動き量が小さいことを示す動き情報、２フレーム前と現フレームとの間において画像に動きが無いことを示す動き情報、および１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの量が非常に大きいことを示す動き情報を生成する。合成処理部１３は、これらの動き情報に従って、例えば３フレーム前の画像情報に０、２フレーム前の画像情報に１、１フレーム前の画像情報に０といった比率を設定し、この比率に基づいて画像情報の合成を行う。この結果、２フレーム前の画像情報だけが合成情報として３次元ノイズ低減処理部１４に提供される。これにより、３次元ノイズ低減処理部１４は、２フレーム前の画像情報だけを用いて現フレームの画像情報に対しノイズ低減処理を行う。さらに、合成処理部１６は、動き情報に従って、例えば３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に１、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に０といった比率を設定し、この比率に従って両画像情報を合成し、合成した現フレームの画像情報を出力端子１８などに出力する。この結果、図２に示すような３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報だけが現フレームの画像情報として出力端子１８などに出力される。
【００３７】
このように、映像中に瞬間的な激しい動きがある場合、ノイズ低減装置１０は、激しく動いている最中の画像、すなわち１フレーム前の画像ではなく、激しい動きが起こる前の画像、すなわち２フレーム前の画像を用いて３次元ノイズ低減処理を行うことができる。これにより、ノイズを除去することができると共に、ノイズ低減処理により映像に尾引が出るのを防止することができる。
【００３８】
また、映像中に瞬間的な激しい動きがあっても、この瞬間的な激しい動きが起こる前後間において画像が静止している場合には、ノイズ低減装置１０は、１次元ノイズ低減処理または２次元ノイズ低減処理ではなく、３次元ノイズ低減処理を行う。これにより、１次元ノイズ低減処理または２次元ノイズ低減処理による弊害、すなわち映像の解像度感の低下を防ぐことができる。
【００３９】
以上説明したとおり、ノイズ低減装置１０は、１フレーム前の画像情報を用いるだけでなく、２フレーム前および３フレーム前の画像情報をも用いて３次元ノイズ低減処理を行う。これにより、ノイズ低減処理による映像解像度感の低下または尾引の発生を防止することができ、十分に良好な画質を得ることができる。
【００４０】
なお、フレームバッファ１１Ａは第１記憶手段の具体例であり、フレームバッファ１１Ｂ、１１Ｃは第２記憶手段の具体例であり、動き検出部１２は動き検出手段の具体例である。また、合成処理部１３は比率設定手段、合成情報生成手段、比率設定工程および合成情報生成工程の具体例である。また、３次元ノイズ低減処理部１４はノイズ低減処理手段、加算手段およびノイズ低減処理工程の具体例である。
【００４１】
また、ノイズ低減装置１０では、１フレーム前、２フレーム前および３フレーム前の３個の画像情報に基づいて３次元ノイズ低減処理を行う場合を例にあげた。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、１フレーム前および２フレーム前の２個の画像情報に基づいて３次元ノイズ低減処理を行ってもよい。あるいは、１フレーム前、２フレーム前および３フレーム前の３個の画像情報に加え、４フレーム以上前の複数の画像情報に基づいて３次元ノイズ低減処理を行ってもよい。
【００４２】
また、動き検出部１２は、画像の動きを検出するために、検出の対象となっている画素とは別の画素の画素情報と、当該別の画素の近傍に位置する他の画素の画素情報との同一性の検出結果を参照してもよい。また、動き検出部１２は、画像の動きを検出するために、検出の対象となっている画素の画素情報またはその画素の近傍に位置する他の画素の画素情報に対応する画像の動きの軌跡を参照してもよい。画像の動きの軌跡は、動き検出結果に関する過去の履歴の追跡、または動きベクトルの演算などにより知ることができる。
【００４３】
また、ノイズ低減装置１０では、３次元ノイズ低減機能と１次元／２次元ノイズ低減機能とを兼ね備えているが、本発明はこれに限られない。例えば、本発明を適用した３次元ノイズ低減機能だけを有するノイズ低減装置でもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
図３は、本発明のノイズ低減装置およびノイズ低減方法の第２実施形態を示している。図３中のノイズ低減装置２０は、映像ないし画像中に含まれるノイズを低減するためのノイズ低減処理を行う装置であり、１次元ノイズ低減処理機能、２次元ノイズ低減処理機能および３次元ノイズ低減処理機能を有する。ノイズ低減装置２０は、フレームバッファ２１、動き・同一性検出部２２、合成処理部２３、３次元ノイズ低減処理部２４、同一性検出部２５、合成処理部２６、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７、および合成処理部２８を備えている。これらの構成要素のうち、フレームバッファ２１、動き・同一性検出部２２、合成処理部２３および３次元ノイズ低減処理部２４は、主として３次元ノイズ低減処理機能を実現するための構成要素である。一方、同一性検出部２５、合成処理部２６および１次元／２次元ノイズ低減処理部２７は、主として１次元ノイズ低減処理機能および２次元ノイズ低減処理機能を実現するための構成要素である。
【００４５】
フレームバッファ２１は、現フレームよりも１フレーム前の画像情報を記憶する。フレームバッファ２１は、半導体メモリなどの記憶素子により構成することができる。
【００４６】
動き・同一性検出部２２には２つの機能がある。１つ目の機能は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きを検出する機能である。画像の動き検出は、フレームバッファ２１に記憶された１フレーム前の画像情報と、入力端子２９を介して動き・同一性検出部２２に入力された現フレームの画像情報とを比較する（例えば両画像情報間の差をとる）ことにより行うことができる。さらに、１フレーム前の画像情報と現フレームの画像情報との間の比較は画素ごとに行う。さらに、動き・同一性検出部２２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの有無、量、方向などそれぞれ示す動き情報を合成処理部２８に提供する。
【００４７】
動き・同一性検出部２２の２つ目の機能は、現フレームの各画素情報と１フレーム前の各画素情報との同一性を検出する機能である。画素情報間の同一性の検出は、フレームバッファ２１に記憶された１フレーム前の画像情報に含まれる画素情報（輝度情報および色情報など）と、入力端子２９を介して動き・同一性検出部２２に入力された現フレームの画素情報とを比較することにより行うことができる。動き・同一性検出部２２は、例えば図４に示すように、映像表示領域中の同一座標を有する画素Ｐ１の現フレームの画素情報と１フレーム前の画素情報との間の同一性を検出する。さらに、動き・同一性検出部２２は、画素Ｐ１の現フレームの画素情報と、画素Ｐ１の近傍に位置する複数の画素Ｐ２ないしＰ２５の１フレーム前の画素情報との間の同一性を、画素Ｐ２ないしＰ２５ごとにそれぞれ検出する。以下、処理の対象となっている画素を「対象画素」といい、対象画素の近傍に位置する画素を「近傍画素」という。さらに、動き・同一性検出部２２は、対象画素の現フレームの画素情報と複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との間の同一性の有無、程度などを示す第１同一性情報を、対象画素および複数の近傍画素ごとに合成処理部２３に提供する。
【００４８】
合成処理部２３には２つの機能がある。１つ目の機能は、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報について比率をそれぞれ設定する機能である。例えば、合成処理部２３は、図４に示すように、対象画素Ｐ１および近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の１フレーム前の画素情報につき比率をそれぞれ設定する。なお、合成処理部２３は、例えば、対象画素Ｐ１の１フレーム前の画素情報に０、近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報に１、残りの近傍画素Ｐ３ないしＰ２５の１フレーム前の画素情報に０といった比率を設定することができる。比率の設定は、動き・同一性検出部２２から提供された同一性情報に基づいて行われる。例えば、対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報と近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報との間の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報に大きな比率が設定される。
【００４９】
合成処理部２３の２つ目の機能は、設定された比率に従って、対象画素および近傍画素の１フレーム前の画素情報を相互に合成する機能である。この機能により合成された１フレーム前の画素情報は、第１合成情報として３次元ノイズ低減処理部２４に提供される。なお、合成処理部２３により、対象画素Ｐ１の１フレーム前の画素情報に０、近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報に１、残りの近傍画素Ｐ３ないしＰ２５の１フレーム前の画素情報に０といった比率が設定されたときには、近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報だけが合成情報として３次元ノイズ低減処理部２４に提供される。これは、対象画素Ｐ１および近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の１フレーム前の画素情報の中から、近傍画素Ｐ２の１フレーム前の画素情報が選択されたことを意味する。
【００５０】
３次元ノイズ低減処理部２４は、合成処理部２３から提供された第１合成情報を用いて現フレームの画像情報に含まれる各画素情報に対する３次元ノイズ低減処理を行う。３次元ノイズ低減処理２４の３次元ノイズ低減処理における演算方法には、周知の３次元ノイズ低減方法における演算方法を採用することができる。
【００５１】
同一性検出部２５は、現フレーム内において各対象画素の画素情報と各近傍画素の画素情報との同一性を検出する。例えば、同一性検出部２５は、図５に示すように、現フレーム内において対象画素Ｐ１の画素情報と複数の近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の画素情報との間の同一性を、近傍画素Ｐ２ないしＰ２５ごとに検出する。画素情報間の同一性の検出は、画素情報（輝度情報および色情報など）同士を相互に比較することによって行うことができる。同一性検出部２５は、現フレーム内における対象画素の画素情報と複数の近傍画素の画素情報との間の同一性の有無、程度などを示す第２同一性情報を、複数の近傍画素ごとに合成処理部２６に提供する。
【００５２】
合成処理部２６には２つの機能がある。１つ目の機能は、複数の近傍画素の現フレームの画素情報について比率をそれぞれ設定する機能である。例えば、合成処理部２６は、図５に示すように、近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の現フレームの画素情報につき比率をそれぞれ設定する。なお、合成処理部２６は、例えば、近傍画素Ｐ２の現フレームの画素情報に１、残りの近傍画素Ｐ３ないしＰ２５の現フレームの画素情報に０といった比率を設定することができる。比率の設定は、同一性検出部２５から提供された同一性情報に基づいて行われる。例えば、現フレーム内において対象画素Ｐ１の画素情報と近傍画素Ｐ２の画素情報との間の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ２の現フレームの画素情報に大きな比率が設定される。
【００５３】
合成処理部２３の２つ目の機能は、設定された比率に従って、現フレーム内における複数の近傍画素の画素情報を相互に合成する機能である。この機能により合成された近傍画素の現フレームの画素情報は、第２合成情報として１次元／２次元ノイズ低減処理部２７に提供される。なお、合成処理部２６により、近傍画素Ｐ２の現フレームの画素情報に１、残りの近傍画素Ｐ３ないしＰ２５の現フレームの画素情報に０といった比率が設定ときには、近傍画素Ｐ２の現フレームの画素情報だけが合成情報として１次元／２次元ノイズ低減処理部２７に提供される。これは、近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の現フレームの画素情報の中から、近傍画素Ｐ２の現フレームの画素情報が選択されたことを意味する。
【００５４】
１次元／２次元ノイズ低減処理部２７は、合成処理部２６から提供された第２合成情報を用いて現フレームの各画素情報に対する１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を行う。なお、１次元／２次元ノイズ低減処理部１５における１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理には、周知の１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を採用することができる。
【００５５】
合成処理部２８は、３次元ノイズ低減処理部２４により３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報と、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７により１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報とに対して比率を設定し、この比率に従って両者を合成する。合成された現フレームの画像情報は、出力端子３０およびフレームバッファ２１に出力される。比率の設定は、動き・同一性検出部２２から提供された動き情報に基づいて行われる。例えば、フレーム間における画像の動きの量が大きいときには、３次元ノイズ低減処理が行われた画像情報に設定される比率は、０または０に近い値になる。なお、合成処理部２８は、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に１、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に０といった比率の設定をすることができる。この場合には、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報のみが出力端子３０およびフレームバッファ２１に出力される。これは、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報、および１次元ノイズ低減処理・２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報の中から、３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報が選択されたことを意味する。
【００５６】
動き・同一性検出部２２、合成処理部２３、２６、２８、ノイズ低減処理部２４、２７、同一性検出部２５は、演算処理回路および半導体メモリなどの記憶素子により構成することができる。
【００５７】
ノイズ低減装置２０は以下のように動作する。現フレームの画像情報が入力端子２９に入力されると、現フレームの画像情報は、動き・同一性検出部２２、３次元ノイズ低減処理部２４、合成処理部２６、同一性検出部２５および１次元／２次元ノイズ低減処理部２８に入力される。動き・同一性検出部２２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きを検出し、この画像の動きの有無、量、方向などを示す動き情報を生成し、これを合成処理部２８に出力する。さらに、動き・同一性検出部２２は、対象画素の現フレームの画素情報と複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との間の同一性を検出し、これら画素情報間の同一性の有無、程度などを示す第１同一性情報を合成処理部２３に出力する。続いて、合成処理部２３は、第１同一性情報に基づいて、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報に対し比率をそれぞれ設定する。そして、合成処理部２３は、設定された比率に従って、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報を相互に合成し、これにより得られた画像情報を第１合成情報として３次元ノイズ低減処理部２４に出力する。続いて、３次元ノイズ低減処理部２４は、第１合成情報を用いて、現フレームの画像情報に対し３次元ノイズ低減処理を行う。
【００５８】
一方、同一性検出部２５は、現フレーム内において対象画素の画素情報と複数の近傍画素の画素情報との同一性を検出し、これら画素情報間の同一性の有無、程度などを示す第２同一性情報を合成処理部２６に出力する。合成処理部２６は、第２同一性情報に基づいて、複数の近傍画素の現フレームの画素情報につき比率をそれぞれ設定する。そして、合成処理部２６は、設定された比率に従って、複数の近傍画素の現フレームの画素情報を合成し、これにより得られた画像情報を第２合成情報として１次元／２次元ノイズ低減処理部２７に出力する。続いて、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７は、第２合成情報を用いて、現フレームの画像情報に対し１次元／２次元ノイズ低減処理を行う。
【００５９】
続いて、合成処理部２８は、３次元ノイズ低減処理部２４により３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報と、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７により１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報とにつき、動き情報に基づいて比率を設定し、この比率に従って両画像情報を合成する。合成処理部２８によって合成された現フレームの画像情報は、出力端子３０およびフレームバッファ２１に出力される。そして、フレームバッファ２１は現フレームの画像情報を記憶する。
【００６０】
図６ないし図９は、ノイズ低減装置２０によるノイズ低減処理をそれぞれ示している。これらの図中の小さな丸い図形はそれぞれ画素を示している。下段の６個の画素は、現フレームの画像情報の一部を構成する画素である。これより１段上の６個の画素は、１フレーム前の画像情報の一部を構成する画素である。これより１段上の６個の画素は、２フレーム前の画像情報の一部を構成する画素である。また、各画素とその真上または真下に位置する画素とは、映像表示領域中において互いに同一座標を有する。また、黒色の図形と、ハッチングが施された図形と、白色の図形とでは、互いに画素情報が異なることを示している。例えば、黒色の図形同士は画素情報が相互に同じであり、黒色の図形とハッチングの施された図形とは画素情報が相互に異なる。さらに、各段の６個の画素は、図の左側から画素Ｐ２２、Ｐ８、Ｐ１、Ｐ４、Ｐ１４である。これらの画素の配置は、図４および図５と対応している。
【００６１】
図６および図７によれば、２フレーム前と現フレームとの間においては画像が静止している。ところが、１フレーム前と現フレームとの間においては画像が大きく動いている。このような映像は、例えば写真撮影のためにカメラのフラッシュがたかれた場合などのように、映像中に瞬間的な激しい動きがある場合に生じる。
【００６２】
図６に示すような場合、ノイズ低減装置２０の動き・同一性検出部２２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの量が非常に大きいことを示す動き情報を生成する。また、同一性検出部２５は、現フレーム内において、対象画素Ｐ１の画素情報と近傍画素Ｐ４の画素情報との同一性が非常に高いことを示す第２同一性情報、および対象画素Ｐ１の画素情報と近傍画素Ｐ４以外の近傍画素の画素情報との同一性が低いことを示す第２同一性情報を生成する。合成処理部２６は、これらの第２同一性情報に従って、例えば近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報に１、これ以外の近傍画素の現フレームの画素情報に０といった比率を設定し、この比率に従って画素情報の合成を行う。この結果、対象画素Ｐ１に対し１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を行うにあたり、近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報だけが１次元／２次元ノイズ低減処理部２７に提供される。これにより、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７は、近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報だけを用いて対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報に対し１次元ノイズ低減処理を行う。さらに、合成処理部２８は、動き情報に従って、例えば３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画素情報に０、１次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に１といった比率を設定し、この比率に従って両画像情報を合成し、合成した現フレームの画素情報を出力端子３０などに出力する。この結果、図６に示すような１次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報だけが現フレームの画像情報として出力端子３０などに出力される。
【００６３】
このように、映像中に瞬間的な激しい動きがある場合、ノイズ低減装置２０からは、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画素情報が出力される（なお、図６に示す例のように１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理のいずれか一方だけが行われる場合もある）。そして、１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理においては、複数の近傍画素の現フレームの画素情報の中から、対象画素の画素情報と同一性の高い画素情報が選択されて用いられる。すなわち、従来技術のように常に一定方向において隣接する画素の画素情報が用いられるのではない。例えば、図６に示すように、対象画素Ｐ１の右側に位置する近傍画素Ｐ４の画素情報の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ４の画素情報がノイズ低減処理に用いられる。一方、図７に示すように、対象画素Ｐ１の左側に位置する近傍画素Ｐ８の画素情報の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ８の画素情報がノイズ低減処理に用いられる。これにより、ノイズを除去することができると共に、ノイズ低減処理により映像の解像度感が低下するのを防止することができる。
【００６４】
他方、図８によれば、フレームが進むについて右から左へ移動するように各画素の画素情報が変化している。また、図９によれば、フレームが進むについて左から右へ移動するように各画素の画素情報が変化している。このような映像は、例えば画面の一部に比較的緩やかな動きがある場合に生じる。
【００６５】
図８に示すような場合、ノイズ低減装置２０の動き・同一性検出部２２は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの量が小さいことを示す動き情報を生成する。さらに、動き・同一性検出部２２は、対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報と近傍画素Ｐ４の１フレーム前の画素情報との同一性が非常に高いことを示す第１同一性情報、対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報と近傍画素Ｐ１４の１フレーム前の画素情報との同一性が非常に高いことを示す第１同一性情報、および対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報と近傍画素Ｐ４、Ｐ１４以外の１フレーム前の画素情報との同一性が低いことを示す第１同一性情報を生成する。合成処理部２３は、これらの第１同一性情報に従って、例えば近傍画素Ｐ４の１フレーム前の画素情報に０．５、近傍画素Ｐ１４の１フレーム前の画素情報に０．５、これら以外の近傍画素情報の１フレーム前の画素情報には０といった比率を設定し、この比率に従って画素情報の合成を行う。この結果、対象画素Ｐ１に対し３次元ノイズ低減処理を行うにあたり、近傍画素Ｐ４、Ｐ１４の１フレーム前の画素情報だけが３次元ノイズ低減処理部２４に提供される。これにより、３次元ノイズ低減処理部２４は、近傍画素Ｐ４、Ｐ１４の１フレーム前の画素情報を用いて対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報に対し３次元ノイズ低減処理を行う。
【００６６】
また、同一性検出部２５は、現フレーム内において、対象画素Ｐ１の画素情報と近傍画素Ｐ４の画素情報との同一性が非常に高いことを示す第２同一性情報、および現フレーム内において、対象画素Ｐ１の画素情報と近傍画素Ｐ４以外の近傍画素の画素情報との同一性が低いことを示す第２同一性情報を生成する。合成処理部２６は、これらの第２同一性情報に従って、近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報に１、これ以外の近傍画素の現フレームの画素情報に０といった比率を設定し、この比率に従って画素情報の合成を行う。この結果、対象画素Ｐ１に対し１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理を行うにあたり、近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報だけが１次元／２次元ノイズ低減処理部２７に提供される。これにより、１次元／２次元ノイズ低減処理部２７は、近傍画素Ｐ４の現フレームの画素情報を用いて対象画素Ｐ１の現フレームの画素情報に対し１次元ノイズ低減処理を行う。さらに、合成処理部２８は、動き情報に従って、例えば３次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画素情報に０．５、１次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報に０．５といった比率を設定し、この比率に従って両画像情報を合成し、合成した現フレームの画素情報を出力端子３０などに出力する。この結果、図８に示すような３次元ノイズ低減処理および１次元ノイズ低減処理が行われた現フレームの画像情報が現フレームの画像情報として出力端子３０などに出力される。
【００６７】
このように、画面の一部に比較的緩やかな動きがある場合には、対象画像と複数の近傍画像との間の同一性の有無または程度に基づいて、１次元ノイズ低減処理、２次元ノイズ低減処理および３次元ノイズ低減処理が適宜行われた現フレームの画像情報がノイズ低減装置２０から出力される。そして、３次元ノイズ低減処理においては、複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報の中から、対象画素の画素情報と同一性の高い画素情報が用いられる。すなわち、従来技術のように常に同一座標の画素の１フレーム前の画素情報が用いられるのではない。例えば、図８に示すように、対象画素Ｐ１の右側に位置する近傍画素Ｐ４、Ｐ１４の１フレーム前の画素情報の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ４、Ｐ１４の１フレーム前の画素情報がノイズ低減処理に用いられる。一方、図９に示すように、対象画素Ｐ１の左側に位置する近傍画素Ｐ８、Ｐ２２の１フレーム前の画素情報の同一性が高いときには、近傍画素Ｐ８、Ｐ２２の画素情報がノイズ低減処理に用いられる。
【００６８】
以上説明したとおり、ノイズ低減装置２０は、現フレーム内における対象画素の画素情報と複数の近傍画素の画素情報との同一性に基づいて１次元／２次元ノイズ低減処理を行う。これにより、ノイズ低減処理による映像解像度感の低下を防止することができ、十分に良好な画質を得ることができる。
【００６９】
また、ノイズ低減装置２０は、対象画素の現フレームの画素情報と複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との同一性に基づいて３次元ノイズ低減処理を行う。これにより、ノイズ低減処理による映像に尾引が出るのを防止することができ、十分に良好な画質を得ることができる。
【００７０】
なお、フレームバッファ２１は記憶手段の具体例であり、動き・同一性検出部２２は動き検出手段および同一性検出手段の具体例である。また、合成処理部２３、２６は比率設定手段および合成情報生成手段の具体例である。また、ノイズ低減処理部２４、２７はノイズ低減処理手段および加算手段の具体例である。また、同一性検出部２５は同一性検出手段の具体例である。
【００７１】
また、ノイズ低減装置２０では、図４および図５に示すように、対象画素Ｐ１の画像情報と複数の近傍画素Ｐ２ないしＰ２５の画像情報との同一性を検出する場合を例にあげた。しかし、本発明はこれに限られない。同一性の検出対象とする近傍画素の範囲を狭くし、例えば近傍画素Ｐ２ないしＰ９だけを同一性の検出対象としてもよい。逆に、同一性の検出対象とする近傍画素の範囲を広くし、近傍画素Ｐ２ないしＰ２５に加え、これらの近傍画素の周囲にある他の近傍画素を同一性の検出対象としてもよい。
【００７２】
また、ノイズ低減装置２０の動き・同一性検出部２２または同一性検出部２５は、対象画素の画素情報と近傍画素の画素情報との同一性検出を行うために、対象画素の画素情報と近傍画素の画素情報との同一性に関する過去の履歴を参照してもよい。また、動き・同一性検出部２２または同一性検出部２５は、対象画素の画素情報と近傍画素の画素情報との同一性検出を行うために、対象画素とは別の画素の画素情報と、当該別の画素の近傍に位置する他の画素の画素情報との同一性の検出結果を参照してもよい。また、動き・同一性検出部２２または同一性検出部２５は、対象画素の画素情報と近傍画素の画素情報との同一性検出を行うために、対象画素の画素情報または近傍画素の画素情報が含まれる画像情報に対応する画像の動きの軌跡を参照してもよい。画像の動きの軌跡は、動き検出結果に関する過去の履歴の追跡、または動きベクトルの演算などにより知ることができる。これらの参照により得られた情報は、動き・同一性検出部２２または同一性検出部２５における検出精度を高めるために用いてもよい。また、これらの参照により得られた情報を参照情報として合成処理部２３または２６に提供してもよい。この場合、合成処理部２３または２６は、参照情報および同一性情報に基づいて画素情報に比率を設定する。これらの参照により得られた情報を同一性検出または比率設定に用いることにより、例えば局所的に生じた大きなノイズを効果的に除去することができる。または、局所的に生じた大きなノイズの影響により、同一性検出または比率設定に誤りが生じるのを防止することができる。
【００７３】
また、ノイズ低減装置２０では、３次元ノイズ低減機能と１次元／２次元ノイズ低減機能とを兼ね備えているが、本発明はこれに限られない。例えば、本発明を適用した３次元ノイズ低減機能だけを有するノイズ低減装置でもよいし、本発明を適用した１次元ノイズ低減機能または２次元ノイズ低減機能だけを有するノイズ低減装置でもよい。
【００７４】
（第３実施形態）
図１０は、本発明のノイズ低減装置およびノイズ低減方法の第３実施形態を示している。なお、図１０中のノイズ低減装置において、図３に示すノイズ低減装置２０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
図１０中のノイズ低減装置４０は、図３に示すノイズ低減装置２０の機能と、図１中に示すノイズ低減装置１０の機能とを併せ持っている。具体的には、ノイズ低減装置４０は、(1)対象画素の現フレームの画素情報と同一性の高い、近傍画素の現フレームの画素情報を用いて１次元／２次元ノイズ低減処理を行う機能、および(2)対象画素の現フレームの画素情報と同一性の高い、対象画素および近傍画素の１フレーム前の画素情報を用いて３次元ノイズ低減処理を行う機能に加え、(3)対象画素の現フレームの画素情報と同一性の高い、対象画素および近傍画素の２フレーム前の画素情報を用いて３次元ノイズ低減処理を行う機能、および(4)対象画素の現フレームの画素情報と同一性の高い、対象画素および近傍画素の３フレーム前の画素情報を用いて３次元ノイズ低減処理を行う機能を有する。
【００７６】
すなわち、動き・同一性検出部４３は、１フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、２フレーム前と現フレームとの間における画像の動き、３フレーム前と現フレームとの間の画像の動きをそれぞれ検出する。画像の動き検出は、フレームバッファ２１、４１または４２に記憶された１、２または３フレーム前の画像情報と、入力端子２９を介して動き・同一性検出部４３に入力された現フレームの画像情報とを比較することにより行う。そして、動き・同一性検出部４３は、１フレーム前と現フレームとの間、２フレーム前と現フレームとの間、および３フレーム前と現フレームとの間における画像の動きの有無、量、方向などそれぞれ示す動き情報を合成処理部４４、２８に提供する。
【００７７】
また、動き・同一性検出部４３は、(a)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との同一性の検出、(b)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の２フレーム前の画素情報との同一性の検出、および(c)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の３フレーム前の画素情報との同一性の検出を行う。同一性の検出は、フレームバッファ２１、４１または４２に記憶された１、２または３フレーム前における対象画素および近傍画素の画素情報と、入力端子２９を介して動き・同一性検出部４３に入力された対象画素の現フレームの画素情報とを比較することにより行う。そして、動き・同一性検出部４３は、(a)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との間の同一性、(b)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の２フレーム前の画素情報との間の同一性、および(c)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の３フレーム前の画素情報との間の同一性の有無、程度などを示す第１同一性情報を合成処理部４４に提供する。
【００７８】
合成処理部４４は、動き・同一性検出部４３から提供された動き情報および第１同一性情報に従って、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報、対象画素および複数の近傍画素の２フレーム前の画素情報、および対象画素および複数の近傍画素の３フレーム前の画素情報のそれぞれにつき比率を設定する。そして、合成処理部４４は、設定された比率に従って、これらの画素情報を合成し、これによって得られた画素情報を第１合成情報として３次元ノイズ低減処理部２４に提供する。
【００７９】
このような構成を備えたノイズ低減装置４０によれば、ノイズ低減処理による映像解像度感の低下または尾引の発生を高精度に防止することができ、より一層良好な画質を得ることができる。
【００８０】
なお、フレームバッファ２１は第１記憶手段の具体例であり、フレームバッファ４１、４２は第２記憶手段の具体例である。また、動き・同一性検出部４３は動き検出手段および同一性検出手段の具体例である。また、合成処理部４４は比率設定手段および合成情報生成手段の具体例である。
【００８１】
（第４実施形態）
図１１は、本発明のノイズ低減装置およびノイズ低減方法の第４実施形態を示している。なお、図１１中のノイズ低減装置において、図１０に示すノイズ低減装置４０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８２】
図１１中のノイズ低減装置５０において、同一性検出部５１は、図１０中のノイズ低減装置４０の動き・同一性検出４３と同一性検出部２５とを一体化したものである。また、合成処理部５２は、ノイズ低減装置４０の合成処理部２６、２８、４４を一体化したものである。また、ノイズ低減処理部５３は、ノイズ低減装置４０のノイズ低減処理部２４、２７を一体化したものである。
【００８３】
すなわち、同一性検出部５１は、(a)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報との同一性、(b)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の２フレーム前の画素情報との同一性、(c)対象画素の現フレームの画素情報と、対象画素および複数の近傍画素の３フレーム前の画素情報との同一性、(d)現フレーム内における対象画素の画素情報と複数の近傍画素の画素情報との同一性をそれぞれ検出し、これらの同一性の有無、程度等を示す同一性情報を合成処理部５２に提供する。
【００８４】
合成処理部５２は、同一性検出部５１から提供された同一性情報に従って、対象画素および複数の近傍画素の１フレーム前の画素情報、対象画素および複数の近傍画素の２フレーム前の画素情報、対象画素および複数の近傍画素の３フレーム前の画素情報、複数の近傍画素の現フレームの画素情報につき比率をそれぞれ設定する。そして、合成処理部５２は、設定された比率に従って、これらの画素情報を合成し、これにより得られた画素情報を合成情報としてノイズ低減処理部５３に提供する。
【００８５】
ノイズ低減処理部５３は、合成処理部５２から提供された合成情報を用いて、現フレームの画素情報に対しノイズ低減処理を行う。例えば、ノイズ低減処理部５３は、ノイズ低減強度に従った比率を、現フレームの画素情報および合成情報にそれぞれ設定し、この比率に従って両者を加算する。
【００８６】
このような構成を備えたノイズ低減装置５０によっても、ノイズ低減処理による映像解像度感の低下または尾引の発生を高精度に防止することができ、より一層良好な画質を得ることができる。とりわけノイズ低減装置５０によれば、同一性検出部の一体化、合成処理部の一体化およびノイズ低減処理部の一体化を図ったことにより、装置の高速化、小型化または低コスト化を実現することができる。
【００８７】
なお、同一性検出部５１は同一性検出手段の具体例であり、合成処理部５２は比率設定手段および合成情報生成手段の具体例であり、ノイズ低減処理部５３はノイズ低減処理手段の具体例である。
【００８８】
上述したノイズ低減装置１０、２０、４０または５０は、テレビジョン受像機または映像記録再生装置などに用いることができる。例えば、図１２は、ノイズ低減装置１０を用いたテレビジョン受像システムを示している。図１２中のテレビジョン受像システム１は、チューナ内蔵型の映像記録再生装置２、およびディスプレイ装置３を備えている。映像記録再生装置２は、テレビチューナ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライなどを備えており、映像信号の受信、映像の記録・再生などを行うことができる。ディスプレイ装置３は、例えばプラズマディスプレイ装置であり、映像記録再生装置２のチューナにより受信された映像信号に対応する映像を映像表示領域に表示する。ノイズ低減装置１０は、例えば映像記録再生装置２内に設けられており、チューナにより受信された映像信号に含まれる画像情報および画素情報に対しノイズ低減処理を行う。ノイズ低減装置１０を備えたテレビジョン受像システム１によれば、ノイズ低減処理による映像の解像度感の低下または尾引の発生を高精度に防止することができ、より一層良好な画質を得ることができる。なお、テレビジョン受像システム１は、テレビジョン受像装置および映像記録再生装置の具体例である。
【００８９】
また、本発明のノイズ低減装置およびノイズ低減方法は、コンピュータプログラムによっても実現することができる。例えば、上述した動き検出、同一性検出、合成処理およびノイズ低減処理などを実現するためのコンピュータプログラムを作成し、これをコンピュータに読み込ませることにより、コンピュータをノイズ低減装置として機能させることができる。このとき、コンピュータに予め搭載されている半導体メモリをフレームバッファとして機能させることができる。
【００９０】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うノイズ低減装置、ノイズ低減方法、テレビジョン受像機および映像記録再生装置、並びにこれらの機能を実現するコンピュータプログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のノイズ低減装置の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】図１中のノイズ低減装置によるノイズ低減処理を示す説明図である。
【図３】本発明のノイズ低減装置の第２実施形態を示す回路図である。
【図４】３次元ノイズ低減処理の対象となる画素情報に対応する画素を示す説明図である。
【図５】１次元ノイズ低減処理および２次元ノイズ低減処理の対象となる画素情報に対応する画素を示す説明図である。
【図６】図３中のノイズ低減装置によるノイズ低減処理を示す説明図である。
【図７】図３中のノイズ低減装置によるノイズ低減処理示す説明図である。
【図８】図３中のノイズ低減装置によるノイズ低減処理を示す説明図である。
【図９】図３中のノイズ低減装置によるノイズ低減処理示す説明図である。
【図１０】本発明のノイズ低減装置の第３実施形態を示す回路図である。
【図１１】本発明のノイズ低減装置の第４実施形態を示す回路図である。
【図１２】テレビジョン受像システムを示す説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  テレビジョン受像システム（テレビジョン受像装置、映像記録再生装置）
１０、２０、４０、５０  ノイズ低減装置
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、２１、４１、４２  フレームバッファ（記憶手段）
１２  動き検出部（動き検出手段）
１３、２３、２６、４４、５２  合成処理部（比率設定手段、合成情報生成手段）
１４、１５、２４、２７、５３  ノイズ低減処理部（ノイズ低減処理手段）
２２、４３  動き・同一性検出部（動き検出手段、同一性検出手段）
２５、５１  同一性検出部（同一性検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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