(57)【要約】【課題】  従来置では、高域エッジ成分以外の平坦部に存在する中低域エッジ成分が損なわれてしまい、その結果、表示される画像が全体的にぼけてしまう。【解決手段】  高域エッジ近傍判定部７は、２次元ハイパスフィルタ２−１、２−２、２−３、２−４及び２−５から出力された高域エッジ成分と、Ｄ型フリップフロップ３−１〜６−５の各出力遅延高域エッジ成分とを入力信号として受け、抽出した高域エッジ成分の垂直５画素、水平５画素、計２５画素の高域エッジ近傍判定を行い、その判定結果に応じて高域エッジ近傍判定による信号選択部９の選択動作を制御する。モスキートノイズが高域エッジの近傍だけに発生するという現象に鑑み、高域エッジ成分近傍部分の映像信号に対してのみ、モスキートノイズ低減処理後信号を出力する。それ以外にはモスキートノイズ低減処理を行わない元の映像信号を選択出力する。【選択図】            図１
2006270220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号が入力され、前記映像信号の高域エッジ成分を抽出する高域エッジ成分抽出手段と、
前記高域エッジ成分抽出手段より出力される高域エッジ成分がモスキートノイズの原因となるものであることを検出して検出結果を出力する判別手段と、
前記映像信号が供給され、前記判別手段の出力に応じて前記モスキートノイズを低減するモスキートノイズ低減処理部とを有する映像信号処理装置であって、
前記判別手段は、前記高域エッジ成分からなる映像信号の、予め定めた複数の画素からなる領域単位で、その領域の中心の注目画素とその注目画素の周辺の複数の画素のうち、前記注目画素の値が閾値以下で、かつ、前記周辺の複数の画素のうちのいずれか一以上の画素の値が設定した閾値より大なる値である第１の判別結果と、前記注目画素の値が前記閾値より大であるとき、又は前記周辺の複数の画素の値が前記閾値以下である第２の判別結果を出力し、
前記第１の判別結果が入力されたときは、前記ノイズ低減処理部によりノイズ低減処理された映像信号を選択し、前記第２の判別結果が入力されたときは、前記高域エッジ成分抽出手段の入力側の映像信号を選択する選択手段を有することを特徴とする映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号処理装置に係り、特に映像信号をデジタル画像圧縮して伝送、記録するシステムにおける符号化や復号化の際に生じるモスキートノイズを低減する映像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号をデジタル画像に圧縮する際に、映像信号の水平及び垂直方向に隣接する複数の画素を１つの矩形ブロックとして、この矩形ブロック単位で圧縮符号化を行う方式が知られている。このような圧縮符号化方式により圧縮符号化処理されたデジタル画像信号は、記録媒体あるいは伝送路等を介した後、受信側で復号化が矩形ブロック単位で行われることにより、元の映像信号が復元される。
【０００３】
このような圧縮符号化及び復号化方式において、記録媒体あるいは伝送路における伝送する映像信号の情報量を小さく抑えたい場合に圧縮率を大きくすると、映像信号のエッジ近辺にリンギングとなって現れる、いわゆるモスキートノイズが映像信号中に混入する。このリングキングは、矩形ブロック内に強い高域成分を持つエッジが存在したとき、その矩形ブロック内のみで発生する。モスキートノイズは、特に表示文字の周りなど平坦な画像に強いエッジがある場合に、エッジ周辺にまとわりつくように見えるノイズであることが知られている。
【０００４】
上記のモスキートノイズを低減する低減装置は、従来から様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の従来の映像信号処理装置では、モスキートノイズはエッジの周りに発生することから映像信号を高域エッジ部分とそれ以外の平坦部分に分け、平坦部分と判定された領域については交流成分を含む信号と置換するモスキートノイズ軽減処理を行うことにより、高域エッジ成分を損なうことなくモスキートノイズを軽減する構成である。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の従来の映像信号処理装置では、高域エッジ成分は損なわれないが、高域エッジ成分以外の平坦部に存在する中低域エッジ成分が損なわれてしまい、その結果、表示される画像が全体的にぼけてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、高域エッジ成分以外の平坦部に存在する中低域エッジ成分を損なうことなく、モスキートノイズを低減し得る映像信号処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、映像信号が入力され、映像信号の高域エッジ成分を抽出する高域エッジ成分抽出手段と、高域エッジ成分抽出手段より出力される高域エッジ成分がモスキートノイズの原因となるものであることを検出して検出結果を出力する判別手段と、映像信号が供給され、判別手段の出力に応じてモスキートノイズを低減するモスキートノイズ低減処理部とを有する映像信号処理装置であって、判別手段は、高域エッジ成分からなる映像信号の、予め定めた複数の画素からなる領域単位で、その領域の中心の注目画素とその注目画素の周辺の複数の画素のうち、注目画素の値が閾値以下で、かつ、周辺の複数の画素のうちのいずれか一以上の画素の値が設定した閾値より大なる値である第１の判別結果と、注目画素の値が閾値より大であるとき、又は周辺の複数の画素の値が閾値以下である第２の判別結果を出力し、第１の判別結果が入力されたときは、ノイズ低減処理部によりノイズ低減処理された映像信号を選択し、第２の判別結果が入力されたときは、高域エッジ成分抽出手段の入力側の映像信号を選択する選択手段を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明では、閾値より大きな高域エッジ成分のある高域エッジ成分部の映像信号及び閾値以下の高域エッジ成分部でない部分の映像信号に対してはノイズ低減処理を行わず、閾値より大きな高域エッジ成分の近傍の映像信号のみノイズ低減処理部によりノイズ低減処理するようにしたため、高域エッジ成分部分のエッジ成分の劣化と高域エッジ成分が無い平坦部分の中低域エッジ成分の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比較的簡単な回路構成で、閾値より大きな高域エッジ成分の近傍の映像信号のみノイズ低減処理部によりノイズ低減処理することにより、高域エッジ成分部分のエッジ成分の劣化と高域エッジ成分が無い平坦部分の中低域エッジ成分の劣化を防止することができ、画質の劣化なくモスキートノイズを低減することができ、高域エッジ成分以外の平坦部に存在する中低域エッジ成分が損なわれてしまうことによる画像の全体的なぼけの発生を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる映像信号処理装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態は高域エッジの近傍のみにモスキートノイズ低減処理を行う構成であり、大きく分けて、６つのラインメモリ１−１〜１−６と、５つの２次元ハイパスフィルタ２−１〜２−５と、２次元ハイパスフィルタ２−ｉ（ｉは１〜５）の出力側に縦続接続された４つのＤ型フリップフロップ３−ｉ、４−ｉ、５−ｉ、６−ｉと、高域エッジ近傍判定部７と、モスキートノイズ軽減処理部８と、高域エッジ近傍判定による信号選択部９とから構成されている。
【００１２】
２次元ハイパスフィルタ２−１〜２−５はそれぞれ同一構成で、例えば図２に示す構成とされている。同図において、Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ互いに１ライン期間ずつ時間差のある入力映像信号であり、入力映像信号Ｂは入力映像信号Ａに対して１ライン期間遅延されており、入力映像信号Ｃは入力映像信号Ｂに対して１ライン期間（従って、入力映像信号Ａに対しては２ライン期間）遅延されている。
【００１３】
第１のフィルタ部２１及び第２のフィルタ部２２は、三角印で示す乗算器と、単位時間（１画素伝送期間）遅延するためのＤで示すＤ型フリップフロップと、加算器とから構成されている。乗算器の乗算係数は乗算器の傍に数字で示している。入力映像信号Ａ及びＣはデジタルフィルタである第１のフィルタ部２１により所定の周波数特性が付与された第１の信号とされ、また、入力映像信号Ａ、Ｂ及びＣはデジタルフィルタである第２のフィルタ部２２により所定の周波数特性が付与された第２の信号とされる。これら第１及び第２の信号は、加算器２３により加算されて、高域濾波特性が付与された映像信号として取り出される。すなわち、加算器２３からは、最も遅延された入力映像信号Ｃの高域成分が抽出されて出力される。
【００１４】
図１に戻って本実施の形態の動作について説明する。入力映像信号は、６段縦続接続されたラインメモリ１−１〜１−６からなる回路部の初段のラインメモリ１−１に供給されて、１ライン期間遅延される一方、２次元ハイパスフィルタ２−１に供給される。２次元ハイパスフィルタ２−１は、ラインメモリ１−１の入力映像信号と、１ライン期間遅延された出力映像信号と、ラインメモリ１−２により更に１ライン、計２ライン期間遅延された映像信号とに基づいて、前記高域濾波特性を付与して入力映像信号の高域エッジ成分を抽出して高域エッジ近傍判定部７に供給する一方、４段縦続接続されたＤ型フリップフロップ３−１、４−１、５−１及び６−１に供給してそれぞれ１画素期間ずつ遅らした後、高域エッジ近傍判定部７に供給する。従って、高域エッジ近傍判定部７には、ラインメモリ１−２から出力される映像信号の１ライン上の５画素の高域エッジ成分が入力される。
【００１５】
同様に、２次元ハイパスフィルタ２−２、２−３、２−４及び２−５は、ラインメモリ１−１〜１−６のうち、隣接する３つのラインメモリから入力される互いに１ライン期間異なる３種類の映像信号を入力信号として受け、これらの映像信号に基づいて入力映像信号の高域エッジ成分を抽出して高域エッジ近傍判定部７に供給する一方、４段縦続接続されたＤ型フリップフロップ３−ｊ、４−ｊ、５−j及び６−ｊ（ｊは２〜５）に供給してそれぞれ１画素期間ずつ遅らして高域エッジ近傍判定部７に供給する。従って、２次元ハイパスフィルタ２−ｊ及びＤ型フリップフロップ３−ｊ、４−ｊ、５−j及び６−ｊからは、２次元ハイパスフィルタ２−１の出力高域エッジ成分よりも（ｊ−１）ライン前のライン上の５画素の高域エッジ成分が入力される。
【００１６】
高域エッジ近傍判定部７は、２次元ハイパスフィルタ２−１、２−２、２−３、２−４及び２−５から出力された高域エッジ成分と、Ｄ型フリップフロップ３−１〜６−５の各出力遅延高域エッジ成分とを入力信号として受け、抽出した高域エッジ成分の垂直５画素、水平５画素、計２５画素の高域エッジ近傍判定を行い、その判定結果に応じて高域エッジ近傍判定による信号選択部９の選択動作を制御する。
【００１７】
一方、モスキートノイズ軽減処理部８は、ラインメモリ１−３から出力された遅延映像信号を入力信号として受け、その遅延映像信号に対して公知のモスキートノイズ軽減処理を行う。このモスキートノイズ軽減処理部８としては、例えば、本出願人が先に特開２０００−２７８５５７号公報にて開示した映像信号処理装置を使用し得る。
【００１８】
この本出願人の提案になる映像信号処理装置は、入力映像信号における中心画素を中心として複数の周辺画素よりなる参照画素の信号レベルの大きさをランク付けしたうちの中央ランクより大きく設定された上限値ランクの画素の信号レベルを検出する上限検出器と、中央ランクより小さく設定された下限値ランクの画素の信号レベルを検出する下限検出器と、中心画素の信号レベルを、上記の上限検出器と下限検出器と間で振幅制限して出力する振幅制限手段とを備え、中心画素が周辺の参照画素に対して孤立的にレベルが小又は大の場合、ランクが下限値又は上限値に置き換えられて平坦化することでノイズが低減された映像信号を得る構成である。
【００１９】
高域エッジ近傍判定による信号選択部９は、このモスキートノイズ軽減処理部８から出力されたノイズ軽減（低減）処理後の映像信号が端子９ａに入力され、ラインメモリ１−３から出力される注目画素のあるラインの映像信号が端子９ｂに入力され、これら端子９ａ及び９ｂの入力信号のどちらか一方を、高域エッジ近傍判定部７から出力されるスイッチ信号に基づいて選択して出力する。
【００２０】
ここで、上記の高域エッジ近傍判定部７は、高域エッジ成分の閾値を設け、図３の注目画素１１を中心とする垂直５画素、水平５画素の計２５画素のうち、注目画素１１の値が上記閾値以下で、かつ、注目画素１１以外の周辺の２４画素のうちの一以上の画素に上記閾値より大きい高域エッジ成分がある場合は、注目画素１１の近傍に高域エッジ成分が存在すると判定し、図１の高域エッジ近傍判定による信号選択部９を制御して、端子９ａに入力されるモスキートノイズ軽減処理後信号を選択させる。
【００２１】
一方、注目画素１１の周辺の２４画素に閾値より大きい高域エッジ成分が無いと判定した場合は、高域エッジ近傍判定による信号選択部９を制御して、端子９ｂに入力される２次元ハイパスフィルタ２−１〜２−５を通過する前の元の映像信号を選択する。また、注目画素１１自身が閾値より大きい高域エッジ成分の場合は、高域エッジ近傍判定による信号選択部９を制御して、端子９ｂに入力される元の映像信号を選択する。
【００２２】
このように、本実施の形態によれば、モスキートノイズが高域エッジの近傍だけに発生するという現象に鑑み、前記注目画素１１が、図４に示す表示画像中の高域エッジ成分部Iの近傍位置にある高域エッジ成分近傍部分IIの画素であるときには、周辺の２４画素のうち一以上の周辺画素に高域エッジ成分部Iの閾値より大きい高域エッジ成分の画素が含まれるので、モスキートノイズ軽減処理後信号を出力する。
【００２３】
また、注目画素１１が、高域エッジ成分の近傍以外の部分、すなわち図４の高域エッジ成分部Iの画素である場合、又は注目画素１１の周辺の２４画素がすべて閾値以下である、高域エッジ成分が存在しない部分IIIの画素である場合には、本実施の形態では、高域エッジ近傍判定による信号選択部９の端子９ｂに入力される、モスキートノイズ軽減（低減）処理を行わない元の映像信号を選択出力する。
【００２４】
このように、本実施の形態によれば、高域エッジ成分の近傍のみノイズ軽減（低減）処理を行うことにより、高域エッジ成分部分のエッジ成分の劣化と高域エッジ成分が無い平坦部分の中低域エッジ成分の劣化を防止することができ、画質の劣化なくモスキートノイズを低減することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明になる映像信号処理装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５に示す第２の実施の形態は、第１の実施の形態の構成に加えて、高域エッジ成分の近傍部分で、高域エッジからの距離によりランク１〜ランクｎ（ｎは任意の数）に割り付け、ランク毎にモスキートノイズ軽減処理の強さを可変にできるようにしたものである。
【００２６】
図５に示すように、本実施の形態は、６つのラインメモリ１−１〜１−６と、５つの２次元ハイパスフィルタ２−１〜２−５と、２次元ハイパスフィルタ２−ｉ（ｉは１〜５）の出力側に縦続接続された４つのＤ型フリップフロップ３−ｉ、４−ｉ、５−ｉ、６−ｉと、高域エッジ近傍距離判定部１２と、モスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３と、モスキートノイズ軽減処理部１４とから構成されている。
【００２７】
次に、本実施の形態の動作について説明する。高域エッジ近傍距離判定部１２は、２次元ハイパスフィルタ２−１、２−２、２−３、２−４及び２−５から出力された高域エッジ成分と、Ｄ型フリップフロップ３−１〜６−５の各出力遅延高域エッジ成分とを入力信号として受け、抽出した高域エッジ成分の垂直５画素、水平５画素、計２５画素の高域エッジ成分の近傍距離判定を行う。
【００２８】
すなわち、高域エッジ近傍距離判定部１２では、高域エッジ成分の閾値を設け、図６に示すように注目画素１１の周辺の２４画素について、それぞれランクを１〜２まで割り付け、それぞれのランクで前記閾値より大きい高域エッジ成分が存在するか判定する。閾値より大きい高域エッジ成分が存在した場合は、そのランクの数を図５のモスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３に入力する。
【００２９】
また、高域エッジ近傍距離判定部１２では、複数のランクに前記閾値より大きい高域エッジ成分がある場合は、ランクに優先順位を決め、優先順位が高いランクの数をモスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３に入力する。この実施の形態では優先順位を高い順に１→２とする。また、周辺の２４画素について、どのランクにも前記閾値より大きい高域エッジ成分が無い場合や、注目画素１１が前記閾値より大きい高域エッジ成分だった場合はランク外という情報をモスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３に入力する。
【００３０】
モスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３では入力されたランクの数の情報よりランク毎の振幅制限設定値をモスキートノイズ軽減処理部１４に入力する。モスキートノイズ軽減処理部１４は、ラインメモリ１−３から出力された遅延映像信号を入力信号として受け、その遅延映像信号に対して、モスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３から入力されたランク毎の振幅制限設定値に応じた強さの公知のモスキートノイズ軽減処理を行う。
【００３１】
例えば、ランクの数が”１”の時は振幅制限を狭く設定することにより、入力映像信号に対するモスキートノイズ軽減（低減）処理を強くし、ランクの数が”２”の時は振幅制限を広く設定することにより、入力映像信号に対するモスキートノイズ軽減（低減）処理を弱くし、ランク外の時はモスキートノイズ軽減（低減）処理を行わない。このモスキートノイズ軽減処理振幅設定部１３としては、例えば、本出願人が先に特開２０００−２７８５５７号公報にて開示した映像信号処理装置を使用し得る。
【００３２】
このように、本実施の形態では、モスキートノイズが高域エッジの近傍だけに発生するという現象に鑑み、図６の注目画素１１が、図７に示す表示画像中の高域エッジ成分部Iの近傍位置にある高域エッジ成分近傍部分VIの画素であるときには、高域エッジ成分部Iからの距離に応じて割り付けられたランク１〜ランクｎ（ｎは任意の数）毎にモスキートノイズ軽減（低減）処理の強さを可変にできるようしたものである。
【００３３】
すなわち、本実施の形態によれば、図７に示す表示画像中の高域エッジ成分部Iの近傍位置にある高域エッジ成分近傍部分VIの注目画素が、高域エッジ成分から距離が近いランクであるほど、モスキートノイズ軽減（低減）処理の強さを強くし、距離が遠いランクほどモスキートノイズ軽減（低減）処理の強さを弱めていくようにしたため、段階的な切り替わりによりモスキートノイズ軽減（低減）処理による違和感がない。
【００３４】
また、本実施の形態では、図７にVIで示すモスキートノイズ軽減処理が行われている高域エッジ近傍部と、VIIで示すモスキートノイズ軽減（低減）処理が行われていない高域エッジ成分が存在しない部分との境界が、より自然な画像に見え、モスキートノイズを画質の劣化なく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の映像信号処理装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】２次元ハイパスフィルタの一例の構成図である。
【図３】図１の動作説明用の画素配置図である。
【図４】図１の動作説明用の表示画像の一例を示す図である。
【図５】本発明の映像信号処理装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図６】図５の動作説明用の画素配置図である。
【図７】図５の動作説明用の表示画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１−１〜１−６  ラインメモリ
２−１〜２−５  ２次元ハイパスフィルタ
３−１〜３−５、４−１〜４−５、５−１〜５−５、６−１〜６−５  Ｄ型フリップフロップ
７  高域エッジ近傍判定部
８  モスキートノイズ軽減処理部
９  高域エッジ近傍判定による信号選択部
１１  注目画素
１２  高域エッジ近傍距離判定部
１３  モスキートノイズ軽減処理振幅設定部
１４  モスキートノイズ軽減処理部
【図１】
2006270220.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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