(57)【要約】【課題】ノイズ量を映像領域内で測定する際に、前後フレーム差分に基づいて算出すると、ノイズにも動きにも反映される値となり、ノイズ量を正確に測定することは困難である。また、ＭＰＥＧノイズと呼ばれるノイズはフレーム相関があるためノイズ量として反映することができない。【解決手段】入力信号を記憶する記憶手段、ＭＰＥＧノイズ除去手段、ＭＰＥＧノイズ量算出手段、および、前後のフレーム間で領域ごとの相関性を検出する手段を備えた装置において、ＭＰＥＧノイズ量算出手段で算出されたＭＰＥＧノイズ量と、ＭＰＥＧノイズ除去後の信号に対して前後のフレームで相関性の高い領域同士の差分に基づいて算出したノイズ量の和を測定する。【選択図】図１
2008199267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を入力するための第１及び第２の入力端子と、前記第２の入力端子から入力された映像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記第１の入力端子から入力された第１の映像信号と前記第１の記憶手段から読み出された第２の映像信号からＭＰＥＧノイズを検出するＭＰＥＧノイズ検出手段と、前記ＭＰＥＧノイズ検出手段での検出情報に基づいて所定の画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出するＭＰＥＧノイズ量算出手段と、前記ＭＰＥＧノイズ算出手段により算出されるノイズ量を映像領域において積分する第１の積分手段と、前記ＭＰＥＧノイズ検出手段での検出情報に基づいて映像信号のＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段と、前記ＭＰＥＧノイズ除去手段から出力された第１の映像信号と第２の映像を比較して相関性のある領域の信号の差分を算出する差分算出手段と、前記差分算出手段により算出された信号の差分を映像領域において積分する第２の積分手段と、前記第１の積分手段と前記第２の積分手段の積分結果を加算する加算器とを備えたことを特徴とするノイズ量測定装置。
【請求項２】
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号から前記ＭＰＥＧノイズ検出手段で検出されたＭＰＥＧノイズ検出情報を基に、前記ＭＰＥＧノイズ量算出手段において所定の画素のＭＰＥＧノイズ量を算出し、前記第１の積分手段により映像領域に渡って積分することにより映像領域における第１のノイズ量を算出し、また、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号に対してそれぞれ前記ＭＰＥＧノイズ除去手段によりＭＰＥＧノイズを除去し、前記差分算出手段において、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号の任意の第１の領域における画像信号と最も相関性の高い第２の領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し、前記第１の領域と前記第２の領域同士の信号差分の和を算出し、前記第２の積分手段において前記領域同士の信号差分の和を映像領域に渡って積分して第２のノイズ量を算出した後、前記加算器により前期第１のノイズ量と前記第２のノイズ量を加算することによりノイズ量を測定することを特徴とする請求項１記載のノイズ量測定装置。
【請求項３】
前記第１の領域は垂直方向１画素、水平方向に少なくとも２画素以上の領域により形成されており、前記第１の積分手段又は前記第２の積分手段は、少なくとも映像領域内の複数の領域について積分処理を行うことを特徴とする請求項２記載のノイズ量測定装置。
【請求項４】
前記第２の積分手段の積分結果は、予め設定されたフレーム間の相関性の有無を判別する閾値と比較して、前記閾値以上であり相関性があると判断された場合にのみ、前記加算器に出力することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のノイズ量測定装置。
【請求項５】
前記ノイズ量測定装置は、さらに、前記第２の積分手段又は加算器の出力結果を演算する第１の演算手段を備え、前記第１の演算手段は、前記第２の積分手段により出力された積分結果又は前記加算器により加算された加算値に対して、フレーム間における平均ノイズ量を算出し、前記第２の積分手段又は前記加算器から出力された結果と比較することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のノイズ量測定装置。
【請求項６】
前記第１の演算手段は、一定の連続する複数フレームにおけるヒストグラムの最も頻度の高い範囲に存在するノイズ量を前記平均ノイズ量とすることを特徴とする請求項５に記載のノイズ量測定装置。
【請求項７】
前記第１の演算手段は、一定の連続する複数フレームにおける中央値を前記平均ノイズ量とすることを特徴とする請求項５に記載のノイズ量測定装置。
【請求項８】
前記第１の演算手段は、入力される積分結果に対して、あらかじめ時間軸方向にローパスフィルタをかけた後に、前記平均ノイズ量を取得することを行うことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のノイズ量測定装置。
【請求項９】
第１の映像信号に対してＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段の後に２次元ノイズ候補検出手段を設け、第１のＭＰＥＧノイズ除去信号に対して、あらかじめ前記２次元ノイズ候補検出手段でノイズ候補となる画素を抽出し、差分算出手段においてノイズ候補画素を含む任意の第３の領域における画像信号と最も相関性の高い第４の領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し、前記第３の領域と前記第４の領域同士の信号差分の和を算出することを特徴とする請求項１から８に記載のノイズ量測定装置。
【請求項１０】
前記ノイズ量測定装置は、さらに、所定の係数を出力する係数発生器と、前記係数発生器により出力された所定の係数を乗算する掛算器を備え、
前記掛算器は、前記第１の積分手段及び前記第２の積分手段から出力された積分結果にそれぞれ所定の係数を乗算して第１の乗算結果と第２の乗算結果として出力し、前記加算器により前記第１の乗算結果と第２の乗算結果を加算することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の映像受像機。
【請求項１１】
映像信号を入力するための第１及び第２の入力端子と、前記第２の入力端子から入力された映像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記第１の入力端子から入力された第１の映像信号と前記第１の記憶手段から読み出された第２の映像信号からＭＰＥＧノイズを検出する手段とＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段と、前記ＭＰＥＧノイズ除去手段で前記第１の映像信号と前記第２の映像に対してそれぞれＭＰＥＧノイズが除去された第１のＭＰＥＧノイズ除去信号と第２のＭＰＥＧノイズ除去信号を比較して相関性が最も高い領域を見つけ出し、その領域の信号差分の和を求める差分算出手段と、前記相関量算出手段により算出された信号差分の差を映像領域に渡って積分する第２の積分手段とさらに巡回型ノイズ低減手段を備え、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号に対してそれぞれ前記ＭＰＥＧノイズ除去手段によりＭＰＥＧノイズを除去し、前記差分算出手段において、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号の任意の第１の領域における画像信号と最も相関性の高い第２の領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し、前記第１の領域と前記第２の領域同士の信号差分の和を算出し、前記第２の積分手段において前記領域同士の信号差分の和を映像領域に渡って積分して第２のノイズ量を算出し、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号を巡回型ノイズ低減手段の入力とし、前記第２のノイズ量に応じてノイズ低減効果を調節することを特徴とする映像受像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号中のノイズに関し、特にそのノイズ量の測定および巡回型ノイズ低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、この種の映像信号中のノイズ量検出は、既知のレベルの信号を映像の一部に定め、この信号に対して、既知のレベルとの差分をとりノイズ量を算出していた。つまり、本当の意味での映像に含まれるノイズ量の評価ではなく、その映像が経てきた系で被るノイズ量を検出していた。
【０００３】
あるいは、フレーム間で差分をとり、その差分からノイズ量を算出していた。すなわち、この差分が大きいとノイズ量も多いと判断していた。しかし、この場合、動きのある画像に対しても差分は大きくなり、差分が大きくなるのはノイズに起因するのか、動きに起因するのか判断することは難しく、正確なノイズ量を測定することは困難であった。
【０００４】
あるいは、前後のフレームで相関性の高い領域を探索し、その領域との差分からノイズ量を算出していたが、ブロックノイズなどのＭＰＥＧノイズが出ている画像に対してこの処理を行うと、ＭＰＥＧノイズは前後のフレームと相関性が高いノイズであるため、ノイズ量として反映されないという課題があった。
【０００５】
また、巡回型ノイズ低減装置を実現するにもノイズ量の測定誤りによって、ノイズの少ない映像に対してもノイズ低減効果が働き、映像として見苦しいものとなっていた。
【特許文献１】特許第３５９０１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来この種の映像信号中のノイズ量の検出には、既知のレベルの信号を映像の一部に定める必要がある。つまり、その映像が経てきた系で被るノイズ量の検出で真の意味での映像に含まれるノイズ量の評価ではない。また、ブロックノイズ等の前後のフレーム間における相関の高いノイズについては、ノイズとして認識することができず、ノイズ量の測定に反映されないという問題点があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、上述の問題点を解決し、ＭＰＥＧノイズ量算出・除去手段と前後のフレームでの相関性を検出する手段両方を用いて、動きのある実映像中のノイズ量を精度よくかつ効率よく推定することの可能な映像信号のノイズ量測定装置および巡回型ノイズ低減受像機を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本願第１の発明では、映像信号を入力するための第１及び第２の入力端子と、前記第２の入力端子から入力された映像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記第１の入力端子から入力された第１の映像信号と前記第１の記憶手段から読み出された第２の映像信号からＭＰＥＧノイズを検出する手段と前記ＭＰＥＧノイズ検出手段でのＭＰＥＧノイズ検出情報を基にある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出するＭＰＥＧノイズ量算出手段と、前記ＭＰＥＧノイズ算出手段において算出されたある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を映像領域に渡って積分する第１の積分手段と、ＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段と、前記ＭＰＥＧノイズ除去手段で前記第１の映像信号と前記第２の映像に対してそれぞれＭＰＥＧノイズが除去された第１のＭＰＥＧノイズ除去信号と第２のＭＰＥＧノイズ除去信号を比較して相関性が最も高い領域を見つけ出し、その領域の信号差分の和を求める差分算出手段と、前記相関量算出手段により算出された信号差分の差を映像領域に渡って積分する第２の積分手段と前記第１の積分手段と前記第２の積分手段で算出された結果を足し合わす加算器を備え、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号から前記ＭＰＥＧノイズ検出手段で検出されたＭＰＥＧノイズ検出情報を基に、前記ＭＰＥＧノイズ量算出手段においてある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出し、前記第１の積分手段により映像領域に渡って積分することにより映像領域における第１のノイズ量を算出し、また、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号に対してそれぞれ前記ＭＰＥＧノイズ除去手段によりＭＰＥＧノイズを除去し、前記差分算出手段において、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号の任意の第１の領域における画像信号と最も相関性の高い領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し（探索された領域を第２の領域とする）、前記第１の領域と前記第２の領域同士の信号差分の和を算出し、前記第２の積分手段において前記領域同士の信号差分の和を映像領域に渡って積分して第２のノイズ量を算出した後、前記加算器により前期第１のノイズ量と前記第２のノイズ量を加算することによりノイズ量を測定する様にしたものである。
【０００９】
また、本願第２の発明では、映像信号を入力するための第１及び第２の入力端子と、前記第２の入力端子から入力された映像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記第１の入力端子から入力された第１の映像信号と前記第１の記憶手段から読み出された第２の映像信号からＭＰＥＧノイズを検出する手段と前記ＭＰＥＧノイズ検出手段でのＭＰＥＧノイズ検出情報を基にある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出するＭＰＥＧノイズ量算出手段と、前記ＭＰＥＧノイズ算出手段において算出されたある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を映像領域に渡って積分する第１の積分手段と、ＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段と、前記ＭＰＥＧノイズ除去手段で前記第１の映像信号と前記第２の映像に対してそれぞれＭＰＥＧノイズが除去された第１のＭＰＥＧノイズ除去信号と第２のＭＰＥＧノイズ除去信号を比較して相関性が最も高い領域を見つけ出し、その領域の信号差分の和を求める差分算出手段と、前記相関量算出手段により算出された信号差分の差を映像領域に渡って積分する第２の積分手段と前記第１の積分手段と前記第２の積分手段で算出された結果を足し合わす加算器と、さらに巡回型ノイズ低減手段を備え、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号から前記ＭＰＥＧノイズ検出手段で検出されたＭＰＥＧノイズ検出情報を基に、前記ＭＰＥＧノイズ量算出手段においてある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出し、前記第１の積分手段により映像領域に渡って積分することにより映像領域における第１のノイズ量を算出し、また、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号に対してそれぞれ前記ＭＰＥＧノイズ除去手段によりＭＰＥＧノイズを除去し、前記差分算出手段において、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号の任意の第１の領域における画像信号と最も相関性の高い領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し（探索された領域を第２の領域とする）、前記第１の領域と前記第２の領域同士の信号差分の和を算出し、前記第２の積分手段において前記領域同士の信号差分の和を映像領域に渡って積分して第２のノイズ量を算出した後、前記加算器により前期第１のノイズ量と前記第２のノイズ量を加算することによりノイズ量を算出し、さらに前記算出したノイズ量に応じてノイズ低減効果を調節する様にしたものである。
【００１０】
また、本願第３の発明では、映像信号を入力するための第１及び第２の入力端子と、前記第２の入力端子から入力された映像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記第１の入力端子から入力された第１の映像信号と前記第１の記憶手段から読み出された第２の映像信号からＭＰＥＧノイズを検出する手段とＭＰＥＧノイズを除去するＭＰＥＧノイズ除去手段と、前記ＭＰＥＧノイズ除去手段で前記第１の映像信号と前記第２の映像に対してそれぞれＭＰＥＧノイズが除去された第１のＭＰＥＧノイズ除去信号と第２のＭＰＥＧノイズ除去信号を比較して相関性が最も高い領域を見つけ出し、その領域の信号差分の和を求める差分算出手段と、前記相関量算出手段により算出された信号差分の差を映像領域に渡って積分する第２の積分手段とさらに巡回型ノイズ低減手段を備え、
前記第１の映像信号と前記第２の映像信号に対してそれぞれ前記ＭＰＥＧノイズ除去手段によりＭＰＥＧノイズを除去し、前記差分算出手段において、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号の任意の第１の領域における画像信号と最も相関性の高い領域を前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号から探索し（探索された領域を第２の領域とする）、前記第１の領域と前記第２の領域同士の信号差分の和を算出し、前記第２の積分手段において前記領域同士の信号差分の和を映像領域に渡って積分して第２のノイズ量を算出し、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号を巡回型ノイズ低減手段の入力とし、前記第２のノイズ量に応じてノイズ低減効果を調節する様にしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願第１の発明によれば、映像領域内でのノイズ量測定が可能となり、また相関性を考慮せずに測定した場合に比べ、動きのある映像信号に対してもノイズ量の測定が可能となり、さらにＭＰＥＧノイズ量算出・除去手段を用いることにより、ＭＰＥＧノイズも加味されるため、ノイズ量の精度の向上効果がある。
【００１２】
また、本願第２、３の発明によれば、前記の理由によりノイズ量が精度良く測定できるため、ノイズ低減効果の調節も適切に行うことが可能となり、画質の向上した映像受像機が実現可能となる。特に本願第３の発明によれば、巡回型ノイズ低減手段が苦手とするＭＰＥＧノイズを事前に排除した信号を処理し、また、ＭＰＥＧノイズ成分を排除して算出したノイズ量を基に巡回型ノイズの低減効果を調節するため、より一層ノイズ低減効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について、図１〜図５を使用して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１に本願第１の発明におけるノイズ量測定装置のブロック図の一例を示す。本願発明のノイズ量測定装置は、入力された映像信号を少なくとも１フレーム遅延させる記憶手段１０１と、入力された映像信号からブロックノイズやモスキートノイズ等のＭＰＥＧノイズを検出するＭＰＥＧノイズ検出手段１０２と、ＭＰＥＧノイズ検出手段１０２に接続されＭＰＥＧノイズ量を算出するＭＰＥＧノイズ量算出手段と、ノイズ量を所定時間積分する第１の積分手段１０４と、ＭＰＥＧノイズ検出手段１０２に接続されＭＰＥＧノイズの除去を行うＭＰＥＧノイズ除去手段１０５、１０６と、ＭＰＥＧノイズ除去手段１０５、１０６に接続され、ＭＰＥＧノイズ除去手段１０５、１０６によりＭＰＥＧノイズが除去された第１、第２ＭＰＥＧノイズ除去信号を入力として、入力された信号の対応する所定領域の信号の差分を算出する領域差分総和最小値算出手段（以下、「差分算出手段」とする。）と、差分算出手段から出力された差分値を所定時間積分する第２の積分手段と、上述した第１の積分手段と第２の積分手段の値を加算する加算器１０９により構成されている。
【００１５】
次に、これらの構成を備えたノイズ量測定装置の動作処理について説明する。本願第１の発明では、まず、入力端子１から入力された第１の映像信号と、第１の映像信号より少なくとも１フレーム前の、任意の第２の映像信号から１０２に示すＭＰＥＧノイズ検出手段により、後述する方法によりＭＰＥＧノイズを検出する。このＭＰＥＧノイズ検出手段による検出情報から、１０３に示すＭＰＥＧノイズ量算出手段によりある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を算出する。算出されたある画素についてのＭＰＥＧノイズ量を１０４に示す第１の積分手段により映像領域に渡って積分し、第１のノイズ量とする。
【００１６】
次に、１０２に示すＭＰＥＧノイズ検出手段による検出情報から、１０５に示すＭＰＥＧノイズ除去手段により、前記第１の映像信号からＭＰＥＧノイズ成分を除去した第１のＭＰＥＧノイズ除去信号を生成する。同様に１０６に示すＭＰＥＧノイズ除去手段により、前記第２の映像信号からＭＰＥＧノイズ成分を除去した第２のＭＰＥＧノイズ除去信号を生成する。
【００１７】
次に、１０７に示す差分算出手段で、前記第１のＭＰＥＧノイズ除去信号のある任意の画素を中心とする任意の第１の領域（例えば５×５、以下、「領域Ｐ」とする。）を基準画像とし、前記第２のＭＰＥＧノイズ除去信号と基準画像との相関性の最も高い領域（領域同士の信号差分が最小になる領域）を探索し、その領域同士の信号差分を算出する。相関性が最も高い領域の信号の差分を１０８に示す第２の積分手段で映像領域に渡って積分し、第２のノイズ量を算出する。なお、この差分算出手段１０７のより具体的な処理については、以下に詳細に説明する。
【００１８】
次に、前記第１の積分回路から出力された第１のノイズ量と前記第２の積分回路から出力された第２のノイズ量を１０９に示す加算器で加算し、全体のノイズ量とする。
【００１９】
ここで、上述したＭＰＥＧノイズ検出手段１０２における処理について、より詳細に説明する。上述したＭＰＥＧノイズ検出手段１０２による具体的なＭＰＥＧノイズ検出方法としては、以下の方法が考えられる。なお、ＭＰＥＧノイズは、ブロックノイズとモスキートノイズと大きく２種類に分類される。
【００２０】
最初にブロックノイズの検出方法について説明する。第１のブロックノイズ検出方法として、第１の映像信号に対して図示していないハイパスフィルタ（ＨＰＦ）によりハイパスフィルタ処理を行った後、処理後の信号レベルがある閾値内にある画素を抽出し、さらにその画素が水平ないし、垂直方向に直線状に並んでいればブロックノイズ画素と識別する方法が考えられる。また、第２のブロックノイズ検出方法として、第１の映像信号に対して図示していないハイパスフィルタ（ＨＰＦ）によりハイパスフィルタ処理を行った後、処理後の信号レベルがある閾値内にある画素（画素Ｂと呼ぶ）を抽出し、さらにその画素が水平ないし、垂直方向に直線状に並んでおり、さらに前記第２の映像信号に対してハイパスフィルタ処理を行った信号の、時間軸で画素Ｂと同じ位置にある画素と画素Ｂとの信号レベルが似ていれば（差分がある閾値以内であれば）、ブロックノイズ画素と識別する方法が考えられる。
【００２１】
次にモスキートノイズの検出方法について説明する。モスキートノイズ検出方法としては、第１の映像信号に対して図示していないハイパスフィルタ（ＨＰＦ）によりハイパスフィルタ処理を行った後、処理後の信号レベルがある閾値内にある画素を抽出し、周囲に大きな輪郭成分があればモスキートノイズ画素とする方法が考えられる。
【００２２】
なお、ＭＰＥＧノイズ量算出手段１０３による具体的なＭＰＥＧノイズ量算出方法は、ＭＰＥＧノイズ検出手段１０２により検出されたブロックノイズ画素、モスキートノイズ画素に対して周囲の画素との信号レベルの差分を求め、その値をＭＰＥＧノイズ量とする方法が考えられる。
【００２３】
なお、ＭＰＥＧノイズ除去手段による具体的なＭＰＥＧノイズ除去方法は、ＭＰＥＧノイズ検出手段により検出されたブロックノイズ画素、モスキートノイズ画素に対してローパスフィルタなどの適切なフィルタをかける方法が考えられる。
【００２４】
次に、差分算出手段１０７の処理について図２を参照しながら説明する。１０７に示す差分算出手段における相関性の高い領域の具体的な探索方法としては、図２に示すように、まず、前記領域Ｐと前記第２のＭＰＥＧ除去信号について、前記領域Ｐとその同じ位置にある第２のＭＰＥＧ除去信号との画素ごとの差分を算出し、その差分の和を求める。この差分の和を相関値と呼ぶことにする。
【００２５】
次に前記領域Ｐを左右上下に１画素あるいは複数画素を動かし、同様にその位置における相関値を求める。そしてある範囲で領域Ｐを動かし最小になる相関値を求めることで、相関性の高い領域を探索することが可能となる。なお、この相関値の最小値を最小相関値と呼ぶことにする。
【００２６】
この最小相関値を算出後、映像領域内の全ての画素についても同様に相関最小値を求め、１０８に示す第２の積分手段により相関最小値の和を求める。前記第２の積分手段で求められた相関最小値の和をＶｎと呼ぶこととする。前記Ｖｎは動きのない映像はもちろんのこと、動きのある映像に対してもノイズ量を反映したノイズ量と考えることができる。
【００２７】
しかしながら、被写体の動きがあまりにも早く、相関の高い領域の探索に追いつけない映像や、あるいは、シーンチェンジ等による急激に変化する画像に対しては、前記Ｖｎ値は極端に大きくなる。しかし、予め設定されたフレーム間の相関性が高い（相関性が所定値以上）と判断するための閾値ＴＨ１とフレーム間の相関性が低い（相関性が所定値以下）と判断するためのＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）を用いて、Ｖｎ＜ＴＨ１であればノイズの少ない映像、ＴＨ１＜Ｖｎ＜ＴＨ２であればノイズの多い映像、ＴＨ２＜Ｖｎであれば動きの早い映像であると判断することにより、このようなノイズではなく動きが早い映像については、ノイズ測定の対象から除外することにより適切なノイズ測定を行うことが可能になる。このような所定の閾値を設けることにより、フレーム間における相関が無いシーンを含む映像であっても、前記Ｖｎをノイズ量を測定する上で有効な値とすることが可能になる。
【００２８】
また、１０７に示す差分算出手段の前段で１０５ないし１０６に示すＭＰＥＧノイズ除去手段においてＭＰＥＧノイズ成分を除去する理由は、ＭＰＥＧノイズの中でも特にブロックノイズ成分を除去する前に相関性の高い領域を探索してしまうと、ブロックノイズ成分は前後のフレーム間で相関性があるため、図３に示すように、ブロックノイズ成分の影響を受け、相関性の高い領域が誤った位置に検出されてしまう可能性がある。したがって、ブロックノイズ除去をした後に領域差分総和最小値を算出するのがＭＰＥＧノイズ以外のフレーム相関のないノイズを精度よく取り出すことが可能となるからである。
【００２９】
なお、相関性の高い領域を探索するにあたって、領域Ｐを垂直方向に１画素、水平方向に数画素（例えば５画素）の長方形とすることにより、主にテレビジョンの受像方式である、ラスタスキャン方式に適合し、メモリ資源を節約することが可能となる。
【００３０】
また、１０５に示すＭＰＥＧノイズ除去手段の直前もしくは直後に２次元ノイズ候補検出手段を設けあらかじめノイズ候補を算出しておき、その画素を中心とする領域に対してのみ領域差分総和最小値を算出することも考えられる。これにより、処理の負担が減るという効果がある。
【００３１】
また、１０８の第２の積分手段の後段もしくは１０９の加算器の後段に設けた第１の演算手段（図示せず）を用いて、フレームごとに算出されるＶｎをデータとして統計処理を行うことにより、ノイズ量測定の精度が向上する。統計処理として、ヒストグラムを用いる方法、中央値を算出する方法、平均値を算出する方法が考えられる。
【００３２】
ここで、統計処理においてヒストグラムを用いる方法について詳細に説明する。ヒストグラムを用いる方法は、現フレームを含むある連続する一定の複数フレームにおいて算出された複数のノイズ量データに対してヒストグラムを算出する。前記ヒストグラムから最も頻度の高い範囲に存在するＶｎ値を抽出する。この前記抽出されたＶｎ値に対して、例えば平均値Ｖｎ１を算出する。このような平均値Ｖｎ１を現フレームにおけるノイズ測定量とすることで、動きの早い映像によって突然Ｖｎ値が大きくなっても安定してノイズ量を測定することが可能となり、ノイズ量測定の精度が大幅に向上するという効果がある。
【００３３】
次に、統計処理において中央値を算出する方法について詳細に説明する。中央値を算出する方法は、現フレームを含むある一定の連続する複数フレームにおいて算出された複数のノイズ量データの中央値Ｖｎｍを算出し、前記Ｖｎｍを現フレームにおけるノイズ測定量とするものである。中央値を算出する方法は、簡単なハード設計が実現できる上、ノイズ測定値の精度が向上するという効果がある。また、平均値を算出する方法は、現フレームをある一定の連続する複数フレームにおいて算出された複数のノイズ量の平均値Ｖｎａを算出し、前記Ｖｎａを現フレームにおけるノイズ量とするものである。これにより、簡単なハード設計が実現できる上、ノイズ測定値の精度が向上するという効果がある。
【００３４】
さらに、前記本願第２の発明において統計処理を行う前に、あらかじめフレームごとに算出されるＶｎデータに対して、フレーム軸方向にローパスフィルタをかけることでＶｎのばらつきが小さくなり、この状態で統計処理を行うことで、さらにノイズ量測定の精度が向上するという効果がある。
【００３５】
このように、ＭＰＥＧノイズ量算出手段を用いることにより、ＭＰＥＧノイズ量をノイズ量として反映することができる。また、ＭＰＥＧノイズ除去手段及び差分算出手段を用いることにより、ＭＰＥＧノイズ以外のランダムノイズに対しても精度よくノイズ量を算出でき、ノイズ量測定精度の向上効果がある。
【００３６】
つまり、本発明に係るノイズ量測定装置又はノイズ量測定方法においては、入力された映像信号に対して、ブロックノイズやモスキートノイズ等のＭＰＥＧノイズ量に加えて、ＭＰＥＧノイズ量を除去した映像信号におけるノイズ量を算出することにより、連続して発生するノイズ及び不連続に発生するランダムノイズのいずれも測定することが可能になり、従来測定できていなかった映像領域内でのノイズ量測定を可能とするものである。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２においては、上述したノイズ量測定装置に加えて巡回型ノイズ低減装置を備えた構成において、ノイズ測定装置で測定された前記Ｖｎの値に応じてノイズ軽減効果を調節する映像受像機について説明する。
【００３８】
図４にこの映像受信機のブロック線図を示す。この装置は、デジタル映像信号が入力される入力端子４０１と、入力映像信号に係数１―Ｋを乗算する第１の乗算器４０２と、フレームメモリ４０６により１フレーム遅延した映像信号に帰還係数Ｋを乗算する第２の乗算器４０３と、係数Ｋ（ここで０≦Ｋ≦１）を発生する係数発生器４０４と、乗算器４０２及び４０３の出力を加算して加算信号をフレームメモリ４０６に供給し、他方、同じ加算信号を出力端子４０７に出力する加算器４０５と、加算器４０５からの加算信号を新たな映像信号として１フレーム分格納するフレームメモリ４０６に加えて、前記実施の形態１において説明したノイズ量測定装置４０８を具備している。なお、乗算器４０２，４０３、加算器４０５、及びフレームメモリ４０６は、フレーム巡回型フィルタを構成している。
【００３９】
ここで、フレーム巡回型フィルタの構成について説明する。このフレーム巡回型フィルタにより、入力映像信号を１―Ｋ倍した信号（これは帰還係数Ｋ分だけ入力映像信号を小さくした信号と言える）と、１フレーム遅延した映像信号をＫ倍した信号とを加算することにより、結果としてフレーム間の差信号（フレーム相関が強い映像信号の場合は、この差信号は主にノイズ成分となる。）に係数Ｋを乗算したものを入力映像信号から減算することになり、ノイズを除去している。
【００４０】
ここで、入力映像信号をＳ１、フレームメモリ４０６から出力される１フレーム遅延の映像信号をＳ２とすると、出力端子４０７には、（１―Ｋ）Ｓ１＋ＫＳ２＝Ｓ１―Ｋ（Ｓ１―Ｓ２）が出力される。即ち、現在の入力映像信号Ｓ１からノイズ成分に相当するＫ（Ｓ１―Ｓ２）を減算することにより、ノイズ除去が図られる。
【００４１】
さて、この装置において、前記係数値Ｋは、前記ノイズ量測定装置によって測定されたノイズ測定値に基づいて係数発生器４０４で決定される。例えば、係数発生器４０４は、ノイズ測定値に対して係数Ｋを図５のような特性をもって発生するとする。すなわち、ノイズ測定値が０以上Ｎｔｈ１以下のときは動きのない映像と考え、ノイズ測定値の増加に対して係数Ｋを単調増加させ、ノイズ測定値がＮｔｈ１以上のときは動きの早い映像と考え、ノイズ測定値の増加に対して係数Ｋを単調減少させ、ノイズ測定値がＮｔｈ２以上のときは係数Ｋを０にする。
【００４２】
すると、係数Ｋの大きい場合は、該当の画素が時間の経過とともにはノイズが多い部分であるとして、相関の高い映像信号を時系列的に加算・平均化することになり、ノイズ低減を図ることができる。一方、係数Ｋの小さい場合は、該当の画素がノイズの少ない部分であるか、時間の経過とともに変化して動いている部分であるとして、入力映像信号をそのまま出力するようになり、相関の低い動いた部分の映像信号を加算して尾を引いたような残像の発生を防ぐことが可能となる。したがって、これにより、映像信号中のノイズ量に応じた巡回型ノイズ低減装置が実現可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
また、本願第３の発明は、前記ノイズ量測定装置と巡回型ノイズ低減装置を備えた装置において、ノイズ測定装置で測定された前記Ｖｎの値に応じてノイズ軽減効果を調節する映像受像機である。
【００４４】
図６にこの映像受像機の構成を示すブロック図を示す。この映像受像機は、入力された映像信号を少なくとも１フレーム遅延させる記憶手段６０１と、入力された映像信号からブロックノイズやモスキートノイズ等のＭＰＥＧノイズを検出するＭＰＥＧノイズ検出手段６０２と、ＭＰＥＧノイズ検出手段６０２に接続されＭＰＥＧノイズの除去を行うＭＰＥＧノイズ除去手段６０５、６０６と、ＭＰＥＧノイズ除去手段６０５、６０６に接続され、ＭＰＥＧノイズ除去手段６０５、６０６によりＭＰＥＧノイズが除去された第１、第２ＭＰＥＧノイズ除去信号を入力として、入力された信号の対応する所定領域の信号の差分を算出する領域差分総和最小値算出手段（以下、「差分算出手段」とする。）と、差分算出手段から出力された差分値を所定時間積分する第２の積分手段６０８と、第２の積分手段の値及びＭＰＥＧノイズ除去手段６０５の信号を入力としてノイズ低減処理を行う巡回型ノイズ低減手段６１０により構成されている。
【００４５】
ここで、この装置は、６０５に示すＭＰＥＧノイズ除去手段により除去された第１のＭＰＥＧノイズ除去信号を６１０に示す巡回型ノイズ低減装置に入力させ、前出の第２の積分手段の出力をノイズ量とし、この値に応じてノイズ軽減効果を調節する。
【００４６】
これにより、ＭＰＥＧノイズ成分は、ＭＰＥＧノイズ除去手段で、ＭＰＥＧ以外のフレーム相関のないノイズ成分（ランダムノイズ）は、巡回型ノイズ低減手段で低減することができ、また、巡回型ノイズ低減手段でのノイズ低減効果を調節する基準となるノイズ量は、ＭＰＥＧノイズ成分を除去した信号から算出するので、ランダムノイズを精度よく低減することが可能となる。
【００４７】
以上述べた本発明はここに記載した実施の形態に限定されることなく、発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自明である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る映像信号のノイズ量測定装置および測定方法は、映像領域内でのノイズ量測定を可能とし、さらに相関性を考慮せずに測定した場合に比べ、動きによる誤測定を防止できる。また、ＭＰＥＧノイズ量算出手段を用いることにより、ＭＰＥＧノイズ量をノイズ量として反映することができる。また、ＭＰＥＧノイズ以外のランダムノイズに対しても精度よくノイズ量を算出でき、ノイズ量測定精度の向上効果がある。これにより、ノイズ低減効果の調節も適切に行うことが可能となり、画質の向上した映像受像機を実現可能とする効果も有し、ノイズ測定および巡回型ノイズ低減装置並びにそれを用いた映像受像機などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本願第１の発明によるノイズ量測定装置の構成を示す図
【図２】本願第１の発明による相関性の高い領域を探索する方法を示した図
【図３】本願第１の発明によるＭＰＥＧノイズ成分を除去しない信号に対して相関性の高い領域を探索した場合の説明図
【図４】本願第２の発明による巡回型ノイズ低減装置の構成を示す図
【図５】本願第２の発明による巡回型ノイズ低減装置における係数発生回路における係数Ｋの出力特性を示した図
【図６】本願第３の発明による巡回型ノイズ低減装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００５０】
１０１    記憶手段
１０２    ＭＰＥＧノイズ検出手段
１０３    ＭＰＥＧノイズ量算出手段
１０４    第１の積分手段
１０５    ＭＰＥＧノイズ除去手段
１０６    ＭＰＥＧノイズ除去手段
１０７    領域差分総和最小値算手段
１０８    第２の積分手段
１０９    加算器
【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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