(57)【要約】【課題】２次元ノイズ低減処理及び３次元ノイズ低減処理を併用したノイズ低減装置であって、ノイズの影響による各画素の動き量の算出誤差を低減することのできるノイズ低減装置を提供すること。【解決手段】ノイズ低減装置３０は、外部より入力された画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施す２次元ノイズ低減処理部３２と、２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前のノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る動き検出部３３と、外部より入力された画像信号に対して施す３次元ノイズ低減処理のゲインを、各画素の時間軸方向の動き量に応じて調整する帰還係数及び合成係数検出部３４と、を有することを特徴とする。【選択図】図２
2008258848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より画像信号が入力され、ノイズ低減後信号を出力するノイズ低減装置であって、
外部より入力された前記画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施し、２次元ノイズ低減後信号を得る２次元ノイズ低減処理部と、
前記２次元ノイズ低減処理部より入力された前記２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る動き検出部と、
外部より入力された前記画像信号に対して、前記動き検出部より入力された各画素の時間軸方向の前記動き量に応じてゲインを調整した３次元ノイズ低減処理を施し、３次元ノイズ低減後信号を得る３次元ノイズ低減処理部と、
を有することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
前記２次元ノイズ低減処理部より入力された前記２次元ノイズ低減後信号と、前記３次元ノイズ低減処理部より入力された前記３次元ノイズ低減後信号とを、所定の重み係数によって重み付け加算することによって前記ノイズ低減後信号を得る重み付け加算部と、
前記動き検出部より入力された各画素の時間軸方向の前記動き量に応じて前記所定の重み係数を算出する重み係数検出部と、
を有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】
外部より入力された前記画像信号の各画素の信号レベルに応じて、前記２次元ノイズ低減処理部で施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する信号レベルゲイン調整部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記動き検出部より入力された１時点前の注目画素の時間軸方向の前記動き量に応じて、前記２次元ノイズ低減処理部で施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する動き量ゲイン調整部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記２次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号に対して、エッジ保存型ノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理を施すことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記２次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号に対して、インパルスノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理を施すことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記３次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を所定の関数に作用させることによって得られたノイズ検出値を利用した前記３次元ノイズ低減処理を施すものであって、
外部より入力された前記画像信号の各画素のインパルスノイズの含有度合いに応じて前記所定の関数を変化させる関数変化部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
外部より画像信号が入力され、ノイズ低減後信号を出力するノイズ低減方法であって、
外部より入力された前記画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施し、２次元ノイズ低減後信号を得る２次元ノイズ低減処理ステップと、
前記２次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る動き検出ステップと、
外部より入力された前記画像信号に対して、前記動き検出ステップで得られた各画素の時間軸方向の前記動き量に応じてゲインを調整した３次元ノイズ低減処理を施し、３次元ノイズ低減後信号を得る３次元ノイズ低減処理ステップと、
を有することを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項９】
前記２次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記２次元ノイズ低減後信号と、前記３次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記３次元ノイズ低減後信号とを、所定の重み係数によって重み付け加算することによって前記ノイズ低減後信号を得る重み付け加算ステップと、
前記動き検出ステップで得られた各画素の時間軸方向の前記動き量に応じて前記所定の重み係数を算出する重み係数検出ステップと、
を有することを特徴とする請求項８に記載のノイズ低減方法。
【請求項１０】
複数のフレームによって構成される動画像が外部入力又は撮像によって与えられるとともに、該動画像のノイズを低減するノイズ低減装置を備えた電子機器であって、
前記ノイズ低減装置は、請求項１から７のいずれか１項に記載のノイズ低減装置であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフレームによって構成される動画像のノイズを低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関するもので、特に、２次元ノイズ低減処理及び３次元ノイズ低減処理を併用してノイズを低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関する。また、本発明は、このノイズ低減装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種デジタル技術の発展に伴い、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子によってデジタル画像を撮影するデジタルカメラやデジタルビデオなどといった撮像装置や、デジタル画像を表示する液晶ディスプレイやプラズマテレビなどといった表示装置が広く普及しつつある。そして、このような撮像装置や表示装置における、複数のフレームによって構成される動画像のノイズを低減するための、各種のノイズ低減技術が提案されている。
【０００３】
このノイズ低減技術の代表的なものとしては、空間的なローパスフィルタを作用させることによってノイズを低減しようとする２次元ノイズ低減処理と、時間的に連続する２つのフレームの信号を加算することによって時間的なローパスフィルタを作用させ、ノイズを低減しようとする３次元ノイズ低減処理とが挙げられる。
【０００４】
ここで、以前より知られている、２次元ノイズ低減処理と、３次元ノイズ低減処理とを併用したノイズ低減装置について、図面を用いて説明する。図１６は、以前より知られている、２次元ノイズ低減処理と、３次元ノイズ低減処理とを併用したノイズ低減装置９０の概略の構成を示すブロック図である。ノイズ低減装置９０は、入力信号に対して３次元ノイズ低減処理を施し、得られた３次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部９３に出力する３次元ノイズ低減処理部９１と；入力信号に対して２次元ノイズ低減処理を施し、得られた２次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部９３に出力する２次元ノイズ低減処理部９２と；３次元ノイズ低減処理部９１より入力された３次元ノイズ低減後信号と、２次元ノイズ低減処理部９２より入力された２次元ノイズ低減後信号とを、所定の重み係数によって重み付け加算し、得られたノイズ低減後信号を後段に出力する重み付け加算部９３と；を有している。
【０００５】
ここで、重み付け加算部９３で用いられる所定の重み係数は、各画素の動き量、つまり、各画素の連続する２フレーム間の信号値の差分によって決定されるのが一般的であり、多くの場合、動き量が小さい画素については３次元ノイズ低減処理部９１の影響が大きくなるような重み付けがなされ、動き量が大きい画素については、２次元ノイズ低減処理部９２の影響が大きくなるような重み付けがなされる。
【０００６】
したがって、ノイズ低減装置９０においては、動き量が小さい画素については、主として３次元ノイズ低減処理部９１による３次元ノイズ低減処理がなされ、動き量が大きい画素については、主として２次元ノイズ低減処理部９２による２次元ノイズ低減処理がなされることとなり、動き量が大きい画素に対しては有効に機能しないという３次元ノイズ低減処理の弱点を、２次元ノイズ低減処理を併用することで補っている。
【０００７】
また、特許文献１には、２次元ノイズ低減処理と、３次元ノイズ低減処理とを併用したノイズ低減装置の他の例として、動き量に応じて各画素を静止画部または動画部に分類し、静止画部に分類された画素については３次元ノイズ低減処理を行い、動画部に分類された画素については２次元ノイズ低減処理を行うノイズ低減装置が記載されている。
【特許文献１】特許第２７８２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ノイズ低減装置９０に入力される入力信号に大きなノイズが発生した場合には、該ノイズを含む画素の動き量が本来よりもかなり大きく算出されることから、該ノイズを含む画素については、本来は動き量の非常に少ない３次元ノイズ処理に適した画素であっても、主として２次元ノイズ低減処理部９２による２次元ノイズ低減処理がなされることとなり、不十分なノイズ低減効果及び画像ぼけが問題となる。
【０００９】
また、特許文献１のノイズ低減装置に入力される入力信号に大きなノイズが発生した場合にも、該ノイズを含む画素の動き量が本来よりもかなり大きく算出されることから、該ノイズを含む画素については、本来は静止画部であっても動画部に分類されることがある。そして、本来は静止画部である画素が動画部に分類されると、該画素に対して、本来行われるべきである３次元ノイズ低減処理ではなく、２次元ノイズ低減処理がなされることとなり、不十分なノイズ低減効果及び画像ぼけが問題となる。
【００１０】
上記の問題を鑑みて、本発明においては、２次元ノイズ低減処理及び３次元ノイズ低減処理を併用したノイズ低減装置及びノイズ低減方法であって、ノイズの影響による各画素の動き量の算出誤差を低減することのできるノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このノイズ低減装置を備えた電子機器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】
【００１１】
本発明においては、ノイズ低減装置は、外部より画像信号が入力され、ノイズ低減後信号を出力するノイズ低減装置であって、外部より入力された前記画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施し、２次元ノイズ低減後信号を得る２次元ノイズ低減処理部と、前記２次元ノイズ低減処理部より入力された前記２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る動き検出部と、外部より入力された前記画像信号に対して、前記動き検出部より入力された各画素の時間軸方向の前記動き量に応じてゲインを調整した３次元ノイズ低減処理を施し、３次元ノイズ低減後信号を得る３次元ノイズ低減処理部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、前記２次元ノイズ低減処理部より入力された前記２次元ノイズ低減後信号と、前記３次元ノイズ低減処理部より入力された前記３次元ノイズ低減後信号とを、所定の重み係数によって重み付け加算することによって前記ノイズ低減後信号を得る重み付け加算部と、前記動き検出部より入力された各画素の時間軸方向の前記動き量に応じて前記所定の重み係数を算出する重み係数検出部と、を有することが望ましい。
【００１３】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、外部より入力された前記画像信号の各画素の信号レベルに応じて、前記２次元ノイズ低減処理部で施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する信号レベルゲイン調整部を有することが望ましい。
【００１４】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、前記動き検出部より入力された１時点前の注目画素の時間軸方向の前記動き量に応じて、前記２次元ノイズ低減処理部で施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する動き量ゲイン調整部を有することが望ましい。
【００１５】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、前記２次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号に対して、エッジ保存型ノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理を施すことが望ましい。
【００１６】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、前記２次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号に対して、インパルスノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理を施すことが望ましい。
【００１７】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減装置において、前記３次元ノイズ低減処理部は、外部より入力された前記画像信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を所定の関数に作用させることによって得られたノイズ検出値を利用した前記３次元ノイズ低減処理を施すものであって、外部より入力された前記画像信号の各画素のインパルスノイズの含有度合いに応じて前記所定の関数を変化させる関数変化部を有することが望ましい。
【００１８】
本発明においては、ノイズ低減方法は、外部より画像信号が入力され、ノイズ低減後信号を出力するノイズ低減方法であって、外部より入力された前記画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施し、２次元ノイズ低減後信号を得る２次元ノイズ低減処理ステップと、前記２次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る動き検出ステップと、外部より入力された前記画像信号に対して、前記動き検出ステップで得られた各画素の時間軸方向の前記動き量に応じてゲインを調整した３次元ノイズ低減処理を施し、３次元ノイズ低減後信号を得る３次元ノイズ低減処理ステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、前記２次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記２次元ノイズ低減後信号と、前記３次元ノイズ低減処理ステップで得られた前記３次元ノイズ低減後信号とを、所定の重み係数によって重み付け加算することによって前記ノイズ低減後信号を得る重み付け加算ステップと、前記動き検出ステップで得られた各画素の時間軸方向の前記動き量に応じて前記所定の重み係数を算出する重み係数検出ステップと、を有することが望ましい。
【００２０】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、外部より入力された前記画像信号の各画素の信号レベルに応じて、前記２次元ノイズ低減処理ステップで施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する信号レベルゲイン調整ステップを有することが望ましい。
【００２１】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、前記動き検出ステップで得られた１時点前の注目画素の時間軸方向の前記動き量に応じて、前記２次元ノイズ低減処理ステップで施される前記２次元ノイズ低減処理のゲインを調整する動き量ゲイン調整ステップを有することが望ましい。
【００２２】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、前記２次元ノイズ低減処理ステップにおいては、外部より入力された前記画像信号に対して、エッジ保存型ノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理が施されることが望ましい。
【００２３】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、前記２次元ノイズ低減処理ステップにおいては、外部より入力された前記画像信号に対して、インパルスノイズ低減フィルタによる処理を含む前記２次元ノイズ低減処理が施されることが望ましい。
【００２４】
また、本発明においては、上記構成のノイズ低減方法において、前記３次元ノイズ低減処理ステップは、外部より入力された前記画像信号と、１フレーム前の前記ノイズ低減後信号との差分値を所定の関数に作用させることによって得られたノイズ検出値を利用した前記３次元ノイズ低減処理を施すステップであって、外部より入力された前記画像信号の各画素のインパルスノイズの含有度合いに応じて前記所定の関数を変化させる関数変化ステップを有することが望ましい。
【００２５】
本発明においては、電子機器は、複数のフレームによって構成される動画像が外部入力又は撮像によって与えられるとともに、該動画像のノイズを低減するノイズ低減装置を備えた電子機器であって、前記ノイズ低減装置は、上記構成のノイズ低減装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、外部より入力された画像信号に対して２次元ノイズ低減処理を施すことによって得られた２次元ノイズ低減後信号と、１フレーム前のノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得るため、外部より入力された画像信号と、１フレーム前のノイズ低減後信号との差分値を算出することによって各画素の時間軸方向の動き量を得る場合と比べて、ノイズの影響による各画素の時間軸方向の動き量の算出誤差を低減することができる。したがって、各画素の時間軸方向の動き量に応じてゲインが調整される３次元ノイズ低減処理による十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００２７】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、２次元ノイズ低減後信号と、３次元ノイズ低減後信号とを、各画素の時間軸方向の動き量に応じて算出された所定の重み係数によって重み付け加算することによってノイズ低減後信号を得るため、３次元ノイズ低減処理によるノイズ低減効果が十分に得られない動き量の大きい画素についても、２次元ノイズ低減処理によって、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００２８】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、外部より入力された画像信号の各画素の信号レベルに応じて、２次元ノイズ低減処理のゲインを調整するため、例えば、信号レベルが小さいときに２次元ノイズ低減処理のゲインを高めることによって、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００２９】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、１時点前の注目画素の時間軸方向の動き量に応じて、２次元ノイズ低減処理のゲインを調整するため、１時点前の注目画素の時間軸方向の動き量を利用して、適切なゲインによる２次元ノイズ低減処理を施すことができ、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００３０】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、外部より入力された画像信号に対して、エッジ保存型ノイズ低減フィルタによる処理を含む２次元ノイズ低減処理を施すため、ランダムノイズを効果的に除去することができ、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００３１】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、外部より入力された画像信号に対して、インパルスノイズ低減フィルタによる処理を含む２次元ノイズ低減処理を施すため、平滑化フィルタでは十分に除去することができないインパルスノイズを効果的に除去することができ、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【００３２】
また、本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法においては、外部より入力された画像信号の各画素のインパルスノイズの含有度合いに応じて異なる３次元ノイズ低減処理を施すため、各画素のインパルスノイズの含有度合いに応じて適切な３次元ノイズ低減処理を施すことができ、十分なノイズ低減効果が得られることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、本発明におけるノイズ低減方法を行うノイズ低減装置（以下では、「画像処理部」に含まれる）を備えたデジタルカメラやデジタルビデオなどの撮像装置を例に挙げて説明する。また、後述するが、同様のノイズ低減装置を備えるものであれば、液晶ディスプレイやプラズマテレビなどの画像のデジタル処理を行う表示装置であっても構わない。
【００３４】
（撮像装置の構成）
まず、撮像装置の内部構成について、図面を参照して説明する。図１は、撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【００３５】
図１の撮像装置は、被写体から入射される光を電気信号に変換するＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（イメージセンサ）１と；イメージセンサ１から出力されるアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換するＡＦＥ（Analog FrontEnd）２と；外部から入力された音声を電気信号に変換するマイク３と；ＡＦＥ２からのデジタル信号となる画像信号に対してノイズ低減処理を含む各種画像処理を施す画像処理部４と；マイク３からのアナログ信号である音声信号をデジタル信号に変換する音声処理部５と；画像処理部４からの画像信号と音声処理部５からの音声信号とに対してＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）圧縮方式などの圧縮符号化処理を施す圧縮処理部６と；圧縮処理部６で圧縮符号化された圧縮符号化信号を外部メモリ２０に記録するドライバ部７と；ドライバ部７で外部メモリ２０から読み出した圧縮符号化信号を伸長して復号する伸長処理部８と；伸長処理部８で復号されて得られた画像信号による画像の表示を行うディスプレイ９と；伸長処理部８からの音声信号をアナログ信号に変換する音声出力回路部１０と；音声出力回路部１０からの音声信号に基づいて音声を再生出力するスピーカ１１と；各ブロックの動作タイミングを一致させるためのタイミング制御信号を出力するＴＧ（Timing Generator）１２と；撮像装置内全体の駆動動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１３と；各動作のための各プログラムを記憶するとともにプログラム実行時のデータの一時保管を行うメモリ１４と；ユーザからの指示が入力される操作部１５と；メモリ１４と各ブロックとの間でデータのやりとりを行うためのバス回線１６と；ＣＰＵ１３と各ブロックとの間でデータのやりとりを行うためのバス回線１７と；を備える。
【００３６】
この撮像装置において、撮像動作を行うことが操作部１５によって指示されると、イメージセンサ１の光電変換動作によって得られたアナログ信号である画像信号がＡＦＥ２に出力される。このとき、イメージセンサ１では、ＴＧ１２からのタイミング制御信号が与えられることによって、水平走査及び垂直走査が行われて、画素毎のデータとなる画像信号が出力される。そして、ＡＦＥ２において、アナログ信号である画像信号がデジタル信号に変換されて、画像処理部４に入力されると、ノイズ低減処理などの各種画像処理が施される。なお、画像処理部４の詳細については後述する。
【００３７】
そして、画像処理部４で画像処理が施された画像信号が圧縮処理部６に与えられる。このとき、マイク３に音声入力されることで得られたアナログ信号である音声信号が、音声処理部５でデジタル信号に変換されて、圧縮処理部６に与えられる。これにより、圧縮処理部６では、デジタル信号である画像信号及び音声信号に対して、ＭＰＥＧ圧縮符号方式に基づいて、圧縮符号化してドライバ部７に与えて、外部メモリ２０に記録させる。また、このとき、外部メモリ２０に記録された圧縮信号がドライバ部７によって読み出されて伸長処理部８に与えられて、伸長処理が施されて画像信号が得られる。この画像信号がディスプレイ９に与えられて、現在、イメージセンサ１を通じて撮影されている被写体画像が表示される。
【００３８】
なお、上述では、動画撮影時の動作について説明したが、静止画像撮影が指示された場合においても、マイク３による音声信号の取得がなく、画像信号のみの圧縮信号が外部メモリ２０に記録されるだけとなるが、その基本動作については動画撮影時の動作と同様である。また、この静止画像撮影の場合、操作部１５によって撮影された静止画像に対する圧縮信号が外部メモリ２０に記録されるだけでなく、イメージセンサ１によって撮影されている現時点の画像に対する圧縮信号が外部メモリ２０に一時的に記録される。これにより、現在撮影されている画像に対する圧縮信号が伸長処理部８で伸長されることで、イメージセンサ１によって撮影されている現時点の画像がディスプレイ９に表示され、ユーザが確認することができる。
【００３９】
このように撮像動作を行うとき、ＴＧ１２によって、ＡＦＥ２、映像処理部４、音声処理部５、圧縮処理部６、及び伸長処理部８に対してタイミング制御信号が与えられ、イメージセンサ１による１フレームごとの撮像動作に同期した動作が行われる。また、静止画像撮影のときは、操作部１５によるシャッタ動作に基づいて、ＴＧ１２より、イメージセンサ１、ＡＦＥ２、映像処理部４、及び、圧縮処理部６それぞれに対してタイミング制御信号が与えられ、各部の動作タイミングを同期させる。
【００４０】
また、外部メモリ２０に記録された動画または画像を再生することが、操作部１５を通じて指示されると、外部メモリ２０に記録された圧縮信号は、ドライバ部７によって読み出されて伸長処理部８に与えられる。そして、伸長処理部８において、ＭＰＥＧ圧縮符号方式に基づいて、伸長復号されて、画像信号及び音声信号が取得される。そして、画像信号がディスプレイ９に与えられて画像が再生されるとともに、音声信号が音声出力回路部１０を介してスピーカ１１に与えられて音声が再生される。これにより、外部メモリ２０に記録された圧縮信号に基づく動画が音声とともに再生される。また、圧縮信号が画像信号のみより成るときは、ディスプレイ９に画像のみが再生されることとなる。
【００４１】
（ノイズ低減装置の第１の実施形態）
次に、画像処理部４に含まれるノイズ低減装置の第１の実施形態について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るノイズ低減装置３０の概略の構成を示すブロック図である。ノイズ低減装置３０は、外部及びフレームメモリ３５より信号が入力され、乗算器３６に信号を出力するノイズ検出部３１と；外部より信号が入力され、動き検出部３３及び重み付け加算部３８に信号を出力する２次元ノイズ低減処理部３２と；２次元ノイズ低減処理部３２及びフレームメモリ３５より信号が入力され、帰還係数及び合成係数検出部３４に信号を出力する動き検出部３３と；動き検出部３３より信号が入力され、乗算器３６及び重み付け加算部３８に信号を出力する帰還係数及び合成係数検出部３４と；重み付け加算部３８より信号が入力され、ノイズ検出部３１及び動き検出部３３に信号を出力するフレームメモリ３５と；ノイズ検出部３１及び帰還係数及び合成係数検出部３４より信号が入力され、減算器３７に信号を出力する乗算器３６と；外部及び乗算器３６より信号が入力され、重み付け加算部３８に信号を出力する減算器３７と；２次元ノイズ低減処理部３２、帰還係数及び合成係数検出部３４、及び減算器３７より信号が入力され、後段及びフレームメモリ３５に信号を出力する重み付け加算部３８と；を有している。
【００４２】
ここで、ノイズ低減装置３０の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号が、ノイズ検出部３１、２次元ノイズ低減処理部３２、及び減算器３７に入力される。また、フレームメモリ３５からの、現フレームの１フレーム前の信号が、ノイズ検出部３１及び動き検出部３３に入力される。すると、ノイズ検出部３１は、外部より入力された現フレームの信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素のノイズ検出値を算出し、これを乗算器３６に出力する。また、２次元ノイズ低減処理部３２は、外部より入力された現フレームの信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られた２次元ノイズ低減後信号を動き検出部３３と、重み付け加算部３８とに出力する。
【００４３】
そして、次に、動き検出部３３が、２次元ノイズ低減処理部３２より入力された２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素の動き量を算出し、これを帰還係数及び合成係数検出部３４に出力する。すると、帰還係数及び合成係数検出部３４が、動き検出部３３より入力された各画素の動き量から各画素の帰還係数ｋ１、合成係数ｋ２を算出し、帰還係数ｋ１を乗算器３６に、合成係数ｋ２を重み付け加算部３８に、各々出力する。
【００４４】
そして、次に、乗算器３６が、ノイズ検出部３１より入力された各画素のノイズ検出値と、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の帰還係数ｋ１とを乗算し、得られた各画素の減算ノイズ値を減算器３７へ出力する。すると、減算器３７が、外部より入力された現フレームの信号から、乗算器３６より入力された各画素の減算ノイズ値を減算し、得られた３次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部３８へ出力する。
【００４５】
そして、次に、重み付け加算部３８が、減算器３７より入力された３次元ノイズ低減後信号（Ｅ）と、２次元ノイズ低減処理部３２より入力された２次元ノイズ低減後信号（Ａ）とを、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の合成係数ｋ２によって重み付け加算し（つまり、各画素についてＥ×ｋ２＋Ａ×（１−ｋ２）を計算し）、得られたノイズ低減後信号を後段と、フレームメモリ３５とに出力する。
【００４６】
次に、ノイズ検出部３１の詳細について説明する。ノイズ検出部３１は、外部より入力された現フレームの信号から、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号を減算することによって得られた各画素の差分信号値ｘに対してノイズ検出値ｆ（ｘ）を算出し、これを乗算器３６に出力する。ここで、関数ｆ（ｘ）としては、例えば、以下の数１式及び図３に示されるようなものが用いられる。
【数１】
2008258848.tif 000003
【００４７】
数１式及び図３に示される関数ｆ（ｘ）は、各画素の差分信号値ｘの絶対値が閾値ｔｈを超える場合にはノイズ検出値ｆ（ｘ）を抑えるものであり、これによって動き部分を誤ってノイズと検出してしまう誤動作を防止できる。
【００４８】
次に、２次元ノイズ低減処理部３２の詳細について説明する。図４は、２次元ノイズ低減処理部３２の概略の構成を示すブロック図である。２次元ノイズ低減処理部３２は、外部より信号が入力され、ノイズ低減部３２３に信号を出力するフィルタ部３２１と；外部より信号が入力され、ノイズ低減部３２３に信号を出力するフィルタ重み算出部３２２と；外部、フィルタ部３２１、及びフィルタ重み算出部３２２より信号が入力され、動き検出部３３に信号を出力するノイズ低減部３２３と；を有している。
【００４９】
ここで、２次元ノイズ低減処理部３２の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号がフィルタ部３２１、フィルタ重み算出部３２２、及びノイズ低減部３２３に入力される。すると、フィルタ部３２１は、外部より入力された現フレームの信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られたフィルタ後信号をノイズ低減部３２３に出力する。また、フィルタ重み算出部３２２は、外部より入力された現フレームの信号の信号レベルから各画素のフィルタ重み係数を算出し、これをノイズ低減部３２３に出力する。
【００５０】
そして、次に、ノイズ低減部３２３が、フィルタ部３２１より入力されたフィルタ後信号（ＮＲ）と、外部より入力された現フレームの信号（ＯＲＧ）とを、フィルタ重み算出部３２２より入力された各画素のフィルタ重み係数（ＧＡＩＮ）によって重み付け加算し（つまり、各画素についてＮＲ×ＧＡＩＮ＋ＯＲＧ×（１−ＧＡＩＮ）を計算し）、得られた２次元ノイズ低減後信号を動き検出部３３に出力する。
【００５１】
次に、フィルタ部３２１で用いられる空間的なローパスフィルタの一例であるエッジ保存型ノイズ低減フィルタについて、図５を用いて説明する。なお、以下では注目画素の座標を（０、０）とし、注目画素から右にｘ画素、上にｙ画素の位置にある画素の座標を（ｘ、ｙ）と表すこととする。つまり、注目画素から右に２画素、上に２画素の位置にある画素の座標を（２、２）と表し、注目画素から左に２画素、下に２画素の位置にある画素の座標を（−２、−２）と表すこととする。
【００５２】
エッジ保存型ノイズ低減フィルタは、注目画素を中心とした５×５画素の信号値を利用したフィルタである。そして、図５の（ａ）〜（ｉ）を注目画素を中心とした５×５画素とみなし、図５の（ａ）〜（ｉ）各々の斜線部に対応する画素の信号値の分散を計算し、その分散が最小となる１つを選択し、選択された（ａ）〜（ｉ）のうちの１つの斜線部に対応する画素の信号値の平均値を注目画素のフィルタ後の信号値とする。
【００５３】
具体的には、注目画素の座標（０、０）に対して、座標（−１、２）、（０、２）、（１、２）、（−１、１）、（０、１）、（１、１）、（０、０）の７画素の信号値の分散と（図５の（ａ）に対応）、座標（１、２）、（２、２）、（０、１）、（１、１）、（２、１）、（０、０）、（１、０）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｂ）に対応）、座標（１、１）、（２、１）、（０、０）、（１、０）、（２、０）、（１、−１）、（２、−１）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｃ）に対応）、座標（０、０）、（１、０）、（０、−１）、（１、−１）、（２、−１）、（１、−２）、（２、−２）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｄ）に対応）、座標（０、０）、（−１、−１）、（０、−１）、（１、−１）、（−１、−２）、（０、−２）、（１、−２）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｅ）に対応）、座標（−１、０）、（０、０）、（−２、−１）、（−１、−１）、（０、−１）、（−２、−２）、（−１、−２）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｆ）に対応）、座標（−２、１）、（−１、１）、（−２、０）、（−１、０）、（０、０）、（−２、−１）、（−１、−１）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｇ）に対応）、座標（−２、２）、（−１、２）、（−２、１）、（−１、１）、（０、１）、（−１、０）、（０、０）の７画素の信号値の分散と（図５の（ｈ）に対応）、座標（−１、１）、（０、１）、（１、１）、（−１、０）、（０、０）、（１、０）、（−１、−１）、（０、−１）、（１、−１）の９画素の信号値の分散と（図５の（ｉ）に対応）をそれぞれ計算し、その分散が最小となる１つを選択し、選択された（ａ）〜（ｉ）のうちの１つの斜線部に対応する画素の信号値の平均値を注目画素のフィルタ後の信号値とする。
【００５４】
このエッジ保存型ノイズ低減フィルタによると、ランダムノイズを効果的に低減することが可能である。
【００５５】
次に、フィルタ重み算出部３２２の動作について説明する。フィルタ重み算出部３２２は、外部より入力された現フレームの信号について、注目画素を中心とした５×５画素の信号値の平均値を注目画素の信号レベルとして算出し、得られた各画素の信号レベルｙに対して各画素のフィルタ重み係数ＧＡＩＮ＝ｇ（ｙ）を算出し、これをノイズ低減部３２３に出力する。ここで、関数ｇ（ｙ）としては、以下の数２式及び図６に示されるようなものが用いられる。
【数２】
2008258848.tif 000004
【００５６】
数２式及び図６に示される関数ｇ（ｙ）は、信号レベルｙがｔｈαに達するまでは、信号レベルｙの増加に伴ってフィルタ重み係数を一次関数的に１からｔｈβまで低下させるものであるため、信号レベルｙが低いときにはフィルタ部３２１で用いられる空間的なローパスフィルタの影響が大きくなり、信号レベルｙが高いときにはフィルタ部３２１で用いられる空間的なローパスフィルタの影響が小さくなることから、動き検出の精度を向上させることができる。
【００５７】
次に、動き検出部３３の詳細について説明する。図７は、動き検出部３３の概略の構成を示すブロック図である。動き検出部３３は、２次元ノイズ低減処理部３２及びフレームメモリ３５より信号が入力され、絶対値化部３３２に信号を出力する減算器３３１と；減算器３３１より信号が入力され、フィルタ部３３３に信号を出力する絶対値化部３３２と；絶対値化部３３２より信号が入力され、帰還係数及び合成係数検出部３４に信号を出力するフィルタ部３３３と；を有している。
【００５８】
ここで、動き検出部３３の動作の概略について説明する。まず、２次元ノイズ低減処理部３２からの２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５からの１フレーム前の信号とが減算器３３１に入力される。すると、減算器３３１は、２次元ノイズ低減処理部３２より入力された２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号との差分を計算し、得られた差分信号を絶対値化部３３２に出力する。
【００５９】
そして、次に、絶対値化部３３２は、減算器３３１より入力された差分信号を絶対値化し、得られた絶対値化信号をフィルタ部３３３に出力する。すると、フィルタ部３３３は、絶対値化部３３２より入力された絶対値化信号に対してローパスフィルタをかけることによって得られた各画素の動き量を帰還係数及び合成係数検出部３４に出力する。ここで、フィルタ部３３３によってローパスフィルタをかけることによって、ノイズ信号と動きを示す信号との分離精度が高められる。
【００６０】
次に、帰還係数及び合成係数検出部３４の詳細について説明する。帰還係数及び合成係数検出部３４は、動き検出部３３より入力された各画素の動き量ｚに対して各画素の帰還係数ｋ１＝ｈ（ｚ）を算出し、これを乗算器３６に出力する。ここで、関数ｈ（ｚ）としては、例えば、以下の数３式及び図８に示されるようなものが用いられる。
【数３】
2008258848.tif 000005
【００６１】
数３式及び図８に示される関数ｈ（ｚ）は、動き量ｚが閾値ｔｈａ以上となると、動き量ｚの増加に伴って一次関数的に帰還係数ｋ１が１から減少し、動き量ｚが閾値ｔｈｂ以上となると、帰還係数ｋ１が０となるものであり、これによって、動き量ｚの小さい画素に対するノイズ検出部３１によるノイズ低減効果、つまり、３次元ノイズ低減処理の効果を大きくし、動き量ｚの大きい画素に対するノイズ検出部３１によるノイズ低減効果、つまり、３次元ノイズ低減処理の効果を小さくしている。
【００６２】
また、帰還係数及び合成係数検出部３４は、動き検出部３３より入力された各画素の動き量ｚに対して各画素の合成係数ｋ２＝ｊ（ｚ）を算出し、これを重み付け加算部３８に出力する。ここで、関数ｊ（ｚ）としては、例えば、以下の数４式及び図９に示されるようなものが用いられる。
【数４】
2008258848.tif 000006
【００６３】
数４式及び図９に示される関数ｊ（ｚ）は、動き量ｚが閾値ｔｈＡ以上となると、動き量ｚの増加に伴って一次関数的に合成係数ｋ２が１から減少し、動き量ｚが閾値ｔｈＢ以上となると、合成係数ｋ２が０となるものであり、これによって、動き量ｚの小さい画素に対しては、ノイズ検出部３１によるノイズ低減効果、つまり、３次元ノイズ低減処理の効果を大きくする一方、２次元ノイズ低減処理部３２によるノイズ低減効果を小さくし、動き量ｚの大きい画素に対しては、ノイズ検出部３１によるノイズ低減効果、つまり、３次元ノイズ低減処理の効果を小さくする一方、２次元ノイズ低減処理部３２によるノイズ低減効果を大きくしている。なお、ここで、関数ｈ（ｚ）及び関数ｊ（ｚ）は同一の関数としても良い。
【００６４】
上記構成のノイズ低減装置３０においては、動き検出部３３は、外部より入力された現フレームの信号そのものではなく、外部より入力された現フレームの信号に２次元ノイズ低減処理部３２で空間的なローパスフィルタをかけることによって得られた２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素の動き量を算出することとなるため、入力信号に大きなノイズが発生した場合でも、該ノイズの影響による動き量の算出誤差の増大を抑制でき、３次元ノイズ低減処理の効果を高めることができる。
【００６５】
（ノイズ低減装置の第２の実施形態）
次に、画像処理部４に含まれるノイズ低減装置の第２の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係るノイズ低減装置４０の概略の構成を示すブロック図である。なお、ノイズ低減装置４０においては、第１の実施形態に係るノイズ低減装置３０と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。ノイズ低減装置４０は、ノイズ低減装置３０と異なる構成として、外部、フレームメモリ３５、及び２次元ノイズ低減処理部４２より信号が入力され、乗算器３６に信号を出力するノイズ検出部４１と；外部より信号が入力され、動き検出部３３、重み付け加算部３８、及びノイズ検出部４１に信号を出力する２次元ノイズ低減処理部４２と；を有している。
【００６６】
ここで、ノイズ低減装置４０の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号が、減算器３７、ノイズ検出部４１、及び２次元ノイズ低減処理部４２に入力される。また、フレームメモリ３５からの１フレーム前の信号が、ノイズ検出部４１及び動き検出部３３に入力される。すると、２次元ノイズ低減処理部４２は、外部より入力された現フレームの信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られた２次元ノイズ低減後信号を動き検出部３３と、重み付け加算部３８とに出力する。また、２次元ノイズ低減処理部４２は、各画素にインパルスノイズが含まれるか否かを判定し、判定結果をノイズ検出部４１に出力する。
【００６７】
そして、次に、ノイズ検出部４１は、２次元ノイズ低減処理部４２より入力された、各画素にインパルスノイズが含まれるか否かの判定結果に応じて、外部より入力された現フレームの信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素のノイズ検出値を算出し、これを乗算器３６に出力する。
【００６８】
そして、次に、動き検出部３３が、２次元ノイズ低減処理部４２より入力された２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素の動き量を算出し、これを帰還係数及び合成係数検出部３４に出力する。すると、帰還係数及び合成係数検出部３４が、動き検出部３３より入力された各画素の動き量から各画素の帰還係数ｋ１、合成係数ｋ２を算出し、帰還係数ｋ１を乗算器３６に、合成係数ｋ２を重み付け加算部３８に、各々出力する。
【００６９】
そして、次に、乗算器３６が、ノイズ検出部４１より入力された各画素のノイズ検出値と、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の帰還係数ｋ１とを乗算し、得られた各画素の減算ノイズ値を減算器３７へ出力する。すると、減算器３７が、外部より入力された現フレームの信号から、乗算器３６より入力された各画素の減算ノイズ値を減算し、得られた３次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部３８へ出力する。
【００７０】
そして、次に、重み付け加算部３８が、減算器３７より入力された３次元ノイズ低減後信号（Ｅ）と、２次元ノイズ低減処理部４２より入力された２次元ノイズ低減後信号（Ａ）とを、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の合成係数ｋ２によって重み付け加算し（つまり、各画素についてＥ×ｋ２＋Ａ×（１−ｋ２）を計算し）、得られたノイズ低減後信号を後段と、フレームメモリ３５とに出力する。
【００７１】
次に、２次元ノイズ低減処理部４２の詳細について説明する。図１１は、２次元ノイズ低減処理部４２の概略の構成を示すブロック図である。２次元ノイズ低減処理部４２は、外部より信号が入力され、フィルタ部３２１、フィルタ重み算出部３２２、ノイズ低減部３２３、及びノイズ検出部４１に信号を出力するインパルスノイズ処理部４２１と；インパルスノイズ処理部４２１より信号が入力され、ノイズ低減部３２３に信号を出力する、第１の実施形態と同一のフィルタ部３２１と；インパルスノイズ処理部４２１より信号が入力され、ノイズ低減部３２３に信号を出力する、第１の実施形態と同一のフィルタ重み算出部３２２と；フィルタ部３２１、フィルタ重み算出部３２２、及びインパルスノイズ処理部４２１より信号が入力され、動き検出部３３に信号を出力する、第１の実施形態と同一のノイズ低減部３２３と；を有している。
【００７２】
ここで、２次元ノイズ低減処理部４２の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号がインパルスノイズ処理部４２１に入力される。すると、インパルスノイズ処理部４２１は、外部より入力された現フレームの信号の各画素にインパルスノイズが含まれるか否かを判定し、その判定結果をノイズ検出部４１に出力する。また、インパルスノイズ処理部４２１は、インパルスノイズが含まれると判定された画素についてのみインパルスノイズ低減フィルタを作用させ、得られたインパルスフィルタ後信号をフィルタ部３２１と、フィルタ重み算出部３２２と、ノイズ低減部３２３とに出力する。
【００７３】
そして、次に、フィルタ部３２１は、インパルスノイズ処理部４２１より入力されたインパルスフィルタ後信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られたフィルタ後信号をノイズ低減部３２３に出力する。また、フィルタ重み算出部３２２は、インパルスノイズ処理部４２１より入力されたインパルスフィルタ後信号の信号レベルから各画素のフィルタ重み係数を算出し、これをノイズ低減部３２３に出力する。
【００７４】
そして、次に、ノイズ低減部３２３が、フィルタ部３２１より入力されたフィルタ後信号（ＮＲ）と、インパルスノイズ処理部４２１より入力されたインパルスフィルタ後信号（ＯＲＧ）とを、フィルタ重み算出部３２２より入力された各画素のフィルタ重み係数（ＧＡＩＮ）によって重み付け加算し（つまり、各画素についてＮＲ×ＧＡＩＮ＋ＯＲＧ×（１−ＧＡＩＮ）を計算し）、得られた２次元ノイズ低減後信号を動き検出部３３に出力する。
【００７５】
次に、インパルスノイズ処理部４２１の詳細について説明する。インパルスノイズ処理部４２１は、まず、外部より入力された現フレームの信号の各画素にインパルスノイズが含まれるか否かを判定する。この判定方法としては、注目画素の信号値から、注目画素を取り囲む８画素の信号値の平均値を減算して得られたインパルスノイズ判定値が所定の閾値以上である場合には注目画素にインパルスノイズが含まれると判定する一方、インパルスノイズ判定値が所定の閾値未満である場合には注目画素にインパルスノイズが含まれないと判定する方法などが知られている。そして、インパルスノイズ処理部４２１は、各画素にインパルスノイズが含まれるか否かの判定結果をノイズ検出部４１に出力する。
【００７６】
また、インパルスノイズ判定処理部４２１は、インパルスノイズが含まれると判定された画素についてのみインパルスノイズ低減フィルタを作用させ、得られたインパルスフィルタ後信号をフィルタ部３２１と、フィルタ重み算出部３２２と、ノイズ低減部３２３とに出力する。ここで、インパルスノイズ低減フィルタとしては、例えば、信号値の中間値を用いることによって異常値の影響を抑えられるメディアンフィルタなどが用いられる。
【００７７】
このように、２次元ノイズ低減処理部４２は、インパルスノイズ処理部４２１を有し、インパルスノイズが含まれると判定された画素についてはインパルスノイズ低減フィルタを作用させるので、平滑化フィルタでは除去しきれず、したがって動き量とされてしまうインパルスノイズを効果的に除去することができる。
【００７８】
また、２次元ノイズ低減処理部４２は、第１の実施形態と同一のフィルタ部３２１と；第１の実施形態と同一のフィルタ重み算出部３２２と；第１の実施形態と同一のノイズ低減部３２３と；を有しているので、インパルスノイズのみならず、ランダムノイズも効果的に除去することができる。
【００７９】
次に、ノイズ検出部４１の詳細について説明する。ノイズ検出部４１は、外部より入力された現フレームの信号から、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号を減算することによって得られた各画素の差分信号値ｘに対してノイズ検出値ｆ（ｘ）を算出し、これを乗算器３６に出力する。ここで、ノイズ検出部４１は、２次元ノイズ低減処理部４２のインパルスノイズ処理部４２１より入力された、各画素にインパルスノイズが含まれるか否かの判定結果に基づいて、数１式及び図３に示される関数ｆ（ｘ）の閾値ｔｈの値を変化させる。
【００８０】
具体的には、ノイズ検出部４１は、インパルスノイズが含まれると判定された画素については、関数ｆ（ｘ）のｔｈの値を大きくし、インパルスノイズが含まれないと判定された画素については、関数ｆ（ｘ）のｔｈの値を小さくする。このようにインパルスノイズの有無に応じて関数ｆ（ｘ）のｔｈの値を変化させることによって、ノイズ検出部４１は、インパルスノイズを効率的に除去することができる。
【００８１】
（ノイズ低減装置の第３の実施形態）
次に、画像処理部４に含まれるノイズ低減装置の第３の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第３の実施形態に係るノイズ低減装置５０の概略の構成を示すブロック図である。なお、ノイズ低減装置５０においては、第１の実施形態に係るノイズ低減装置３０と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。ノイズ低減装置５０は、ノイズ低減装置３０と異なる構成として、外部及び動き検出部５３より信号が入力され、重み付け加算部３８及び動き検出部５３に信号を出力する２次元ノイズ低減処理部５２と；フレームメモリ３５及び２次元ノイズ低減処理部５２より信号が入力され、帰還係数及び合成係数検出部３４及び２次元ノイズ低減処理部５２に信号を出力する動き検出部５３と；を有している。
【００８２】
ここで、ノイズ低減装置５０の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号が、ノイズ検出部３１、減算器３７、及び２次元ノイズ低減処理部５２に入力される。また、フレームメモリ３５からの１フレーム前の信号が、ノイズ検出部３１及び動き検出部５３に入力される。すると、ノイズ低減処理部３１は、外部より入力された現フレームの信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素のノイズ検出値を算出し、これを乗算器３６に出力する。また、２次元ノイズ低減処理部５２は、動き検出部５３より入力された１時点前の注目画素の動き量に応じて、外部より入力された現フレームの信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られた２次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部３８と、動き検出部５３とに出力する。
【００８３】
そして、次に、動き検出部５３が、２次元ノイズ低減処理部５２より入力された２次元ノイズ低減後信号と、フレームメモリ３５より入力された１フレーム前の信号とから各画素の動き量を算出し、これを帰還係数及び合成係数検出部３４と、２次元ノイズ低減処理部５２とに出力する。すると、帰還係数及び合成係数検出部３４が、動き検出部３３より入力された各画素の動き量から各画素の帰還係数ｋ１、合成係数ｋ２を算出し、帰還係数ｋ１を乗算器３６に、合成係数ｋ２を重み付け加算部３８に、各々出力する。
【００８４】
そして、次に、乗算器３６が、ノイズ検出部３１より入力された各画素のノイズ検出値と、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の帰還係数ｋ１とを乗算し、得られた各画素の減算ノイズ値を減算器３７へ出力する。すると、減算器３７が、外部より入力された現フレームの信号から、乗算器３６より入力された各画素の減算ノイズ値を減算し、得られた３次元ノイズ低減後信号を重み付け加算部３８へ出力する。
【００８５】
そして、次に、重み付け加算部３８が、減算器３７より入力された３次元ノイズ低減後信号（Ｅ）と、２次元ノイズ低減処理部５２より入力された２次元ノイズ低減後信号（Ａ）とを、帰還係数及び合成係数検出部３４より入力された各画素の合成係数ｋ２によって重み付け加算し（つまり、各画素についてＥ×ｋ２＋Ａ×（１−ｋ２）を計算し）、得られたノイズ低減後信号を後段と、フレームメモリ３５とに出力する。
【００８６】
次に、２次元ノイズ低減処理部５２の詳細について説明する。図１３は、２次元ノイズ低減処理部５２の概略の構成を示すブロック図である。２次元ノイズ低減処理部５２は、外部より信号が入力され、ノイズ低減部５２３に信号を出力する、第１の実施形態と同一のフィルタ部３２１と；外部より信号が入力され、ノイズ低減部５２３に信号を出力する、第１の実施形態と同一のフィルタ重み算出部３２２と；外部、フィルタ部３２１、フィルタ重み算出部３２２、及び動き検出部５３より信号が入力され、動き検出部５３に信号を出力するノイズ低減部５２３と；を有している。
【００８７】
ここで、２次元ノイズ低減処理部５２の動作の概略について説明する。まず、外部からの現フレームの信号がフィルタ部３２１、フィルタ重み算出部３２２、及びノイズ低減部５２３に入力される。すると、フィルタ部３２１は、外部より入力された現フレームの信号に対して空間的なローパスフィルタを作用させることによって高周波成分を除去し、得られたフィルタ後信号をノイズ低減部５２３に出力する。また、フィルタ重み算出部３２２は、外部より入力された現フレームの信号の信号レベルから各画素のフィルタ重み係数を算出し、これをノイズ低減部５２３に出力する。
【００８８】
そして、次に、ノイズ低減部５２３が、動き検出部５３より入力された１時点前の注目画素の動き量ｖに対して現注目画素のノイズ低減調整量ＡＤＪ＝ｐ（ｖ）を算出し、フィルタ部３２１より入力されたフィルタ後信号（ＮＲ）と、外部より入力された現フレームの信号（ＯＲＧ）とを、フィルタ重み算出部３２２より入力された各画素のフィルタ重み係数（ＧＡＩＮ）と各画素のノイズ低減調整量（ＡＤＪ）との和によって重み付け加算し（つまり、ＮＲ×（ＡＤＪ＋ＧＡＩＮ）＋ＯＲＧ×（１−ＡＤＪ−ＧＡＩＮ）を計算し）、得られた２次元ノイズ低減後信号を動き検出部５３に出力する。但し、ここで、ＡＤＪ＋ＧＡＩＮは、０以上、１以下となるように調整することとする。
【００８９】
ここで、関数ｐ（ｖ）としては、例えば、以下の数５式及び図１４に示されるようなものが用いられる。
【数５】
2008258848.tif 000007
【００９０】
数５式及び図１４に示される関数ｐ（ｖ）は、１時点前の注目画素の動き量ｖがｔｈｚに達するまでは、１時点前の注目画素の動き量ｖの増加に伴って一次関数的に現注目画素のノイズ低減調整量ＡＤＪが−ｔｈτから増加し、１時点前の注目画素の動き量ｖがｔｈｚ以上となると、ノイズ低減調整量ＡＤＪがｔｈτとなるものであり、これによると、１時点前の注目画素の動き量ｖが小さい場合には、現注目画素に対するフィルタ部３２１で用いられる空間的なローパスフィルタの影響を小さくすることができ、１時点前の注目画素の動き量ｖが大きい場合には、現注目画素に対するフィルタ部３２１で用いられる空間的なローパスフィルタの影響を大きくすることができる。
【００９１】
なお、上述の説明において、図１に示すような構成の撮像装置を例に挙げて、本発明におけるノイズ低減方法について説明したが、撮像装置に限らず、液晶ディスプレイやプラズマテレビなどの画像のデジタル処理を行う表示装置においても、本発明におけるノイズ低減方法を利用可能である。図１５に、本発明におけるノイズ低減方法を行うノイズ低減装置（以下では、「画像処理部」に含まれる）を備えた表示装置を示す。
【００９２】
図１５に示す表示装置は、図１に示す撮像装置と同様、画像処理部４、伸長処理部８、ディスプレイ９、音声出力回路部１０、スピーカ１１、ＴＧ１２、ＣＰＵ１３、メモリ１４、操作部１５、及び、バス回線１６、１７を備える。そして、外部で受信した放送信号を選局するチューナ部２１と、チューナ部２１で選局した放送信号を復調する復調部２２と、外部から入力されたデジタル信号となる圧縮信号が入力されるインターフェース２３とを、更に備える。
【００９３】
この図１５の表示装置は、放送信号を受信する場合は、チューナ部２１で所望のチャンネルの放送信号を選局した後、復調部２２で放送信号を復調することで、ＭＰＥＧ圧縮符号方式による圧縮信号となるデジタル信号が得られる。このデジタル信号が伸長処理部８に与えられると、圧縮信号であるデジタル信号に対して、ＭＰＥＧ圧縮符号方式による伸長処理が施される。
【００９４】
そして、操作部１５によって画像の表示が指示されると、伸長処理部８で伸長処理して得られた画像信号が、画像処理部４に与えられ、上述のノイズ低減処理を含む各種画像処理が施された後に、得られた表示信号がディスプレイ９に与えられ、画像の表示がなされる。又、伸長処理部８の伸長処理で得られた音声信号が、音声出力回路部１０を通じてスピーカ１１に与えられることで、音声が出力される。
【００９５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、インパルスノイズ低減フィルタとしてメディアンフィルタを用いているが、インパルスノイズを低減できるフィルタであれば、他のフィルタを用いることも可能である。また、第３の実施形態のノイズ低減装置５０の２次元ノイズ低減処理部５２が、第２の実施形態のノイズ低減装置４０のノイズ低減処理部４２と同様にインパルスノイズ処理部４２１を有し、ノイズ検出部３１で用いる関数ｆ（ｘ）の形を、各画素にインパルスノイズが含まれるか否かの判定結果に応じて変化させる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、複数のフレームによって構成される動画像のノイズを低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法として有効である。また、本発明は、このノイズ低減装置を備えた電子機器として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】撮像装置の内部構成を示すブロック図。
【図２】ノイズ低減装置３０の概略の構成を示すブロック図。
【図３】関数ｆ（ｘ）を示すグラフ。
【図４】２次元ノイズ低減処理部３２の概略の構成を示すブロック図。
【図５】エッジ保存型ノイズ低減フィルタを示す説明図。
【図６】関数ｇ（ｙ）を示すグラフ。
【図７】動き検出部３３の概略の構成を示すブロック図。
【図８】関数ｈ（ｚ）を示すグラフ。
【図９】関数ｊ（ｚ）を示すグラフ。
【図１０】ノイズ低減装置４０の概略の構成を示すブロック図。
【図１１】２次元ノイズ低減処理部４２の概略の構成を示すブロック図。
【図１２】ノイズ低減装置５０の概略の構成を示すブロック図。
【図１３】２次元ノイズ低減処理部５２の概略の構成を示すブロック図。
【図１４】関数ｐ（ｖ）を示すグラフ。
【図１５】表示装置の内部構成を示すブロック図。
【図１６】ノイズ低減装置９０の概略の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００９８】
３０、４０、５０    ノイズ低減装置
３２、４２、５２    ２次元ノイズ低減処理部
３３、５３    動き検出部
３４    帰還係数及び合成係数検出部（重み係数検出部）
３８    重み付け加算部
３２２    フィルタ重み算出部（信号レベルゲイン調整部）
４２１    インパルスノイズ処理部（関数変化部）
５２３    ノイズ低減部（動き量ゲイン調整部）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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