(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタル映像信号中に含まれるノイズ成分を検出し、適正なノイズ低減が行われるようにしたノイズ低減方法及び装置に関する。【解決手段】デジタルの入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するとき、入力画像信号をａとし、１フレーム前の出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１のとき、ノイズ有りとし、ノイズ有りのときは両画像信号を平均し、ノイズなしのときは入力画像信号をそのまま出力する方法及び装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルの入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出方法において、
前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１のとき、ノイズ有りとすることを特徴とするノイズ検出方法。
【請求項２】
デジタルの入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出方法において、
前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つ１＜｜ａ−ｂ｜のとき、ノイズ有りとすることを特徴とするノイズ検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のノイズ検出方法を適用してノイズ有りが検出されたときは、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均した信号をノイズ低減画像信号として出力し、検出されないときは前記入力画像信号をそのまま出力画像信号とすることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項４】
請求項１に記載のノイズ検出方法を適用した請求項３に記載のノイズ低減方法において、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均するとき、得られた値の「１」未満の端数を切り捨てることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項５】
請求項２に記載のノイズ検出方法を適用した請求項４に記載のノイズ低減方法において、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均するとき、得られた値の「１」未満の端数を切り捨て又は切り上げることを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項６】
デジタルの入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出装置において、
前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１のとき、ノイズ有りとすることを特徴とするノイズ検出装置。
【請求項７】
デジタルの入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出装置において、
前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つ１＜｜ａ−ｂ｜のとき、ノイズ有りとすることを特徴とするノイズ検出装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のノイズ検出装置と、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均値を得るノイズ低減処理手段と、前記ノイズ検出装置でノイズ有りが検出されたときは前記ノイズ低減処理手段で得られた画像信号を出力画像信号として出力し、検出されないときは前記入力画像信号をそのまま画像出力信号として出力する選択手段とを具備することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項９】
請求項６に記載のノイズ検出装置を適用した請求項８に記載のノイズ低減装置において、前記ノイズ低減処理手段は、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均して得られた値の「１」未満の端数を切り捨てることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のノイズ検出装置を適用した請求項８に記載のノイズ低減装置において、前記ノイズ低減処理手段は、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均して得られた値の「１」未満の端数を切り捨て又は切り上げることを特徴とするノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルの映像信号中に含まれるノイズ成分を検出する方法および装置、並びにノイズ低減方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像信号中に含まれるノイズ成分を低減する従来のノイズ低減装置の例を図４に示す。図４において、１はデジタルの画像信号が入力する映像信号入力部、２は隣り合う前後のフレーム間の画素データｄ，ｅを処理してノイズ低減処理を行うノイズ低減処理部、３’は隣り合う前後のフレーム間の画素データａ，ｂの比較によりノイズ検出を行うノイズ検出処理部である。４は選択部であり、ノイズ検出処理部３’でノイズ検出が行われたときはノイズ低減処理部２で処理された画素データｉを選択して出力し、ノイズ検出が行われないときは映像信号入力部１に入力している画素データｈを選択してそのまま出力する。５は選択部４からの出力画像信号を１フレームだけ遅延させる２ポートメモリ等からなる１フレーム遅延部、６は映像信号出力部である。
【０００３】
ノイズ低減処理部２は、図５に示すように、映像信号入力部１に入力する現在の映像信号の画素データｄと１フレーム遅延部５から出力する１フレーム前の同一画素の画素データｅを加算する加算部２１と、該加算部２１の出力データを１／２に除算する除算部２２からなる。除算部２２では、端数（「１」未満）がでた場合には、ＬＳＢ未満となるので切り捨てる。
【０００４】
また、ノイズ検出処理部３’は、図６に示すように、映像信号入力部１に入力する現在の映像信号の画素データａと１フレーム遅延部５から出力する１フレーム前の同一画素の画素データｂの差分を得る減算部３１と、該減算部３１で得られた差分の絶対値を得る絶対値化部３２と、該絶対値化部３２からの画素データｐを予め設定した基準値ｘと比較して、ｐ≦ｘのときに「ノイズ有り」の判定信号を出力する比較部３３とからなる。
【０００５】
このノイズ低減装置の動作を図７を参照して説明する。図７の上段は映像信号入力部１に入力する入力画像の画素（簡単のため４×４画素）データを示し、下段は映像信号出力部６から出力する出力画像の同様の画素データを示す。以下では、画素の輝度レベルを「０」〜「２５５」のレベル（８ビット）として、ノイズ検出処理部３’における基準値ｘを、ｘ＝「４」に設定した場合について説明する。
【０００６】
ノイズ低減処理部２とノイズ検出処理部３’では、同一画素における現在の入力画像の画素データと１フレーム前の出力画像の画素データが処理対象となる。例えば、入力画像ＩＮ２と１フレーム前の出力画像ＯＵＴ１が比較される。このときの入力画像ＩＮ２の全画素の画素データは「２０」、出力画像ＯＵＴ１の全画素の画素データは「１９」である。このため、ノイズ検出処理部３’では各画素においてその差分絶対値は「１」であるから、ノイズ検出処理部３’では「ノイズ有り」との判定が行われる。また、ノイズ低減処理部２では「（１９＋２０）／２→１９」（１未満は切り捨て）が演算される。よって、このときは、選択部４においてノイズ低減処理部２の出力が選択されて、画素データ「１９」が次の出力画像ＯＵＴ２として出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、この処理手法では、例えばある背景上をある物体が横切ったような場合に問題が生じる。入力画像ＩＮ４→ＩＮ５のように、画素データ「２０」の背景上を画素データ「８０」の画像が右から左方向に移動した場合について考える。
【０００８】
入力画像ＩＮ４と出力画像ＯＵＴ３により処理される出力画像ＯＵＴ４では、入力画像ＩＮ４の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ３の画素データ「１９」が比較される画素では画素データ「１９」に変化するが、入力画像ＩＮ４の画素データ「８０」と出力画像ＯＵＴ３の画素データ「１９」が比較される画素ではその差分が「４」よりも大きいのでノイズ検出は行なわれず、画素データ「８０」のままとなる。
【０００９】
入力画像ＩＮ５と出力画像ＯＵＴ４により処理された出力画像ＯＵＴ５では、入力画像ＩＮ５の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ４の画素データ「１９」が比較される画素では画素データ「１９」に変化するが、入力画像ＩＮ５の画素データ「８０」と出力画像ＯＵＴ４の画素データ「１９」が比較される画素ではその差分が「４」よりも大きいのでノイズ検出は行われず、画素データ「８０」のままとなり、さらに、入力画像ＩＮ５の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ４の画素データ「８０」が比較される画素ではその差分が「４」よりも大きいのでノイズ検出は行われず、画素データ「２０」のままとなる。
【００１０】
入力画像ＩＮ６と出力画像ＯＵＴ５により処理された出力画像ＯＵＴ６では、入力画像ＩＮ６の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ５の画素データ「１９」が比較される画素では画素データ「１９」に変化するが、入力画像ＩＮ６の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ５の画素データ「８０」が比較される画素ではその差分が「４」よりも大きいのでノイズ検出は行われず、画素データ「２０」のままとなり、さらに、入力画像ＩＮ６の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ５の「２０」が比較される画素では画素データ「２０」のままとなる。
【００１１】
かくして、出力画像ＯＵＴ５，ＯＵＴ６では、画素データ「１９」と「２０」による境界線が新たに生成され、大きなノイズ成分として現れるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記したような不都合が生ぜず、適正なノイズ低減が行われるようにしたノイズ低減方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１にかかる発明は、入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出方法において、前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前期出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１のとき、ノイズ有りとすることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出方法において、前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つ１＜｜ａ−ｂ｜のとき、ノイズ有りとすることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のノイズ検出方法を適用してノイズ有りが検出されたときは、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均した信号をノイズ低減画像信号として出力し、検出されないときは前記入力画像信号をそのまま出力画像信号とすることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載のノイズ検出方法を適用した請求項３に記載のノイズ低減方法において、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均するとき、得られた値の「１」未満の端数を切り捨てることを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項２に記載のノイズ検出方法を適用した請求項４に記載のノイズ低減方法において、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号を平均するとき、得られた値の「１」未満の端数を切り捨て又は切り上げることを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出装置において、前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１のとき、ノイズ有りとすることを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号とを比較してノイズを検出するノイズ検出装置において、前記入力画像信号をａとし、１フレーム前の前記出力画像信号をｂとし、予め決めた基準値をｘとするとき、｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つ１＜｜ａ−ｂ｜のとき、ノイズ有りとすることを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項６又は７に記載のノイズ検出装置と、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均値を得るノイズ低減処理手段と、前記ノイズ検出装置でノイズ有りが検出されたときは前記ノイズ低減処理手段で得られた画像信号を出力画像信号として出力し、検出されないときは前記入力画像信号をそのまま画像出力信号として出力する選択手段とを具備することを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項６に記載のノイズ検出装置を適用した請求項８に記載のノイズ低減装置において、前記ノイズ低減処理手段は、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均して得られた値の「１」未満の端数を切り捨てることを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項７に記載のノイズ検出装置を適用した請求項８に記載のノイズ低減装置において、前記ノイズ低減処理手段は、前記入力画像信号と１フレーム前の前記出力画像信号とを入力して両画像信号の平均して得られた値の「１」未満の端数を切り捨て又は切り上げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２、６又は７にかかる発明のノイズ検出によれば、入力画像信号と１フレーム前の出力画像信号との差分が１でないときあるいは１未満のときは、例えその差分が従来ではノイズと検出される場合であっても、ノイズとは検出されないので、これを請求項３〜５，８〜１０にかかる発明に適用するとき、適正なノイズ低減を行うことができる。請求項１あるいは６にかかる発明のノイズ検出はノイズ低減処理において「１」未満を切り捨てる条件のときに効果的であり、請求項２あるいは７にかかる発明のノイズ検出はノイズ低減処理において「１」未満を切り上げ、切り捨て両方の条件に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。以下ではノイズ検出処理部の実施例について説明するが、そのノイズ検出処理部をノイズ低減装置に組み込む場合は、図４の構成において、ノイズ検出処理部３’と置き換える。
【実施例１】
【００１６】
図１は実施例１のノイズ検出処理部３のブロックを示す図である。従来では、ノイズ低減処理部２において、除算器２２では得られた値の端数（「１」未満）は切り捨てていたので、画素データａとｂの差分の絶対値｜ａ−ｂ｜が「１」の場合に、その出力画素データが必ず小さい側の画素データとなり、前記したような問題があった。
【００１７】
そこで、本実施例１では、｜ａ−ｂ｜が「１」の場合には「ノイズ無し」とする。すなわち、ノイズ検出処理部３は、映像信号入力部１から入力する画素データａと１フレーム遅延部５から入力する画素データｂとが、
｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つａ−ｂ≠１
の場合に限り「ノイズ有り」とする信号を出力する処理を行う。「｜ａ−ｂ｜≦ｘ」の条件は図６に示したノイズ検出処理部３’と同じであるが、これにさらに「ａ−ｂ≠１」の条件を加えたものである。したがって、例えばｘ＝「４」に設定した場合では、ａとｂの差分が、「−４」，「−３」，「−２」，「−１」，「０」，「２」，「３」，「４」のときにのみ「ノイズ有り」と判定する。なお、「０」のときはノイズ低減処理部２が画素データａと同じ画素データを出力するので、選択部４の出力画素データは画像入力部１への入力画素データと同じになる。
【００１８】
図３はこのノイズ検出処理部３を使用して図４のノイズ低減装置を構成した場合のノイズ低減処理の説明図である。ここでは、入力画像ＩＮ４→ＩＮ５の変化時のように、画素データ「２０」の背景上を画素データ「８０」の画像が右から左方向に移動した場合について考える。
【００１９】
入力画像ＩＮ２と出力画像ＯＵＴ１により処理される出力画像ＯＵＴ２では、入力画像ＩＮ２の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ１の画素データ「１９」が比較される画素（この場合は全画素）は差分が「１」であり、ノイズ検出は行われず、画素データ「２０」のままとなる。
【００２０】
入力画像ＩＮ３と出力画像ＯＵＴ２により処理される出力画像ＯＵＴ３では、入力画像ＩＮ３と出力画像ＯＵＴ２の全部の画素データが「２０」で差分が「０」であり、「ノイズ有り」が検出されるが、ノイズ低減処理部２の出力画素データは「２０」であるので、画素データ「２０」のままとなる。
【００２１】
入力画像ＩＮ４と出力画像ＯＵＴ３により処理される出力画像ＯＵＴ４では、入力画像ＩＮ４の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ３の画素データ「２０」が比較される画素は差分が「０」であり、「ノイズ有り」が検出されるが、ノイズ低減処理部２の出力画素データは「２０」であるので、画素データ「２０」のままとなる。また、入力画像ＩＮ４の画素データ「８０」と出力画像ＯＵＴ３の画素データ「２０」が比較される画素は差分が「６０」であり、「ノイズ無し」となり、画素データ「８０」のままとなる。
【００２２】
入力画像ＩＮ５と出力画像ＯＵＴ４により処理される出力画像ＯＵＴ５では、入力画像ＩＮ５の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ４の画素データ「２０」が比較される画素は差分が「０」であり、「ノイズ有り」が検出されるが、ノイズ低減処理部２の出力画素データは「２０」であるので、画素データ「２０」のままとなる。また、入力画像ＩＮ５の画素データ「８０」と出力画像ＯＵＴ４の画素データ「２０」が比較される画素は差分が「６０」であり、「ノイズ無し」となり、画素データ「８０」のままとなる。
【００２３】
入力画像ＩＮ６と出力画像ＯＵＴ５により処理される出力画像ＯＵＴ６では、入力画像ＩＮ６の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ５の画素データ「２０」が比較される画素は差分が「０」であり、「ノイズ有り」が検出されるが、ノイズ低減処理部２の出力画素データは「２０」であるので、画素データ「２０」のままとなる。また、入力画像ＩＮ６の画素データ「２０」と出力画像ＯＵＴ５の画素データ「８０」が比較される画素は差分が「６０」であり、「ノイズ無し」となり、画素データ「２０」のままとなる。
【００２４】
かくして、出力画像ＯＵＴ５，ＯＵＴ６では、画素データ「２０」と「８０」による境界線以外は生成されず、図７で説明したような問題を解消できる。このように、ノイズ低減処理部２において、除算器２２が端数を切り捨てる場合に、図７では問題が生じていたが、これが解消できる。
【実施例２】
【００２５】
図２は実施例２のノイズ検出処理部３Ａのブロックを示す図である。本実施例２では入力画素ａ，ｂの差分ａ−ｂが「−１」、「０」、「１」の場合には「ノイズ無し」とし、これにより、除算器２２では値の端数を切り捨てても、また切り上げても、その影響を受けないようにする。すなわち、このノイズ検出処理部３Ａでは、映像信号入力部１から入力する画素データａと１フレーム遅延部５から入力する画素データｂとが、
｜ａ−ｂ｜≦ｘで、且つ１＜｜ａ−ｂ｜
の場合に「ノイズ有り」とする信号を出力する処理を行う。「｜ａ−ｂ｜≦ｘ」の条件は図６に示したノイズ検出処理部３’と同じであるが、これにさらに「１＜｜ａ−ｂ｜」の条件を加えたものである。したがって、例えばｘ＝４に設定した場合では、ａとｂの差分が、「−４」，「−３」，「−２」，「２」，「３」，「４」のときに「ノイズ有り」と判定する。
【実施例３】
【００２６】
なお、以上の実施例１，２において、入力する画像信号がインターレス方式の信号の場合は、２フィールドの信号を１フレームの信号に予めデジタル処理してから、その画素データを本実施例のノイズ低減装置の画像信号入力部１に入力させる。また、入力する画像信号がＲＧＢ信号の場合は、ＲＧＢそれぞれでノイズ低減処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１のノイズ検出処理部のブロック図である。
【図２】本発明の実施例２のノイズ検出処理部のブロック図である。
【図３】図１のノイズ検出処理部を使用したノイズ低減装置によりノイズ低減処理の説明図である。
【図４】従来のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のノイズ低減装置のノイズ低減処理部の詳細なブロック図である。
【図６】図４のノイズ低減装置のノイズ検出処理部の詳細なブロック図である。
【図７】図４のノイズ検出処理部を使用したノイズ低減装置によりノイズ低減処理の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：画像信号入力部
２：ノイズ低減処理部
３、３Ａ、３’：ノイズ検出処理部
４：選択部
５：１フレーム遅延部
５：画像信号出力部
【図１】
2006345244.tif 000003
【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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