(57)【要約】【課題】出力画像に残像現象が発生することがなく、動きの大きい画像情報を損なうこともないフリッカ除去回路を提供する。【解決手段】相関判定回路２２７が現画像Ｂと前画像Ａのライン相関が大きいと判定した場合には、第３の差回路２２５からフリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号Ｙ’を出力し、相関判定回路２２７が現画像Ｂと前画像Ａのライン相関が小さいと判定した場合には、現画像Ｂを出力するライン切替回路２２６とを備えたフリッカ除去回路２３。従来のように、フリッカ成分を除去すると同時に動きの小さい情報までも除去してしまい、出力画像に残像現象を残してしまうことがなく、動きの大きい画像の場合には、フリッカ成分の抽出を行わないことにより、有効な情報の欠落を防止することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル化され、色信号と輝度信号に分離されたビデオ信号の、現画像のディジタル輝度信号の現フレームより１フレーム前の前画像のディジタル輝度信号を一時保持する保持回路と、
前画像のディジタル輝度信号と、現画像のディジタル輝度信号との差をとり、差分値を得る第１の差回路と、
該第１の差回路の出力の差分値を入力して、前記現画像と前記前画像のライン相関を判定する相関判定回路と、
前記第１の差回路の出力の差分値を入力して、フリッカ成分を抽出する帯域フィルタと、
前記第１の差回路の出力と、前記帯域フィルタから抽出されたフリッカ成分との差をとり、差分値を得る第２の差回路と、
前記第１の差回路と、前記帯域フィルタと、前記第２の差回路での遅延分だけ、現画像のディジタル輝度信号を遅延させて一時保持する遅延メモリと、
遅延した現画像のディジタル輝度信号と、前記第２の差回路の出力との差をとり、フリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号を出力する第３の差回路と、
前記相関判定回路が前記現画像と前記前画像のライン相関が大きいと判定した場合には、前記第３の差回路からフリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号を出力し、前記相関判定回路が前記現画像と前記前画像のライン相関が小さいと判定した場合には、前記現画像を出力するライン切替回路とを備えたことを特徴とするフリッカ除去回路。
【請求項２】
前記帯域フィルタが、電源周波数の２倍の周波数帯域を通過させるフィルタであることを特徴とする請求項１記載のフリッカ除去回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリッカ除去回路に関し、特に、ディジタル画像信号を直交変換して量子化した後、可変長符号化して伝送する画像符号化伝送装置におけるフリッカ除去回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光灯が存在する室内においてテレビジョンカメラにより撮影したテレビジョン画像には、蛍光灯の周期的な発光に伴う明暗がフリッカと呼ばれる影響として現われる。このフリッカは、近年、パーソナルコンピュ−タ（ＰＣ）を用いたテレビ会議等では、符号化できる画像の枚数が回線速度やＰＣ内の処理速度による制約を受けるため、１秒間当たり数フレーム程度になることが多く、フリッカの影響を受けやすくなる。
【０００３】
このようなフリッカは、蛍光灯の明暗が映像フレーム毎に異なるため、視覚的にちらついた印象を与えるとともに、フリッカを含む映像信号をフレーム間差分を用いた圧縮符号化を行う場合には、不要な情報量を発生する原因ともなる。そのため、従来、フリッカの発生を抑制するための種々の提案がなされてきた。
【０００４】
例えば、特開平６−２９２１９１号公報に記載の動画像符号化方法は、蛍光灯のフリッカ変動を受けた画像信号を、０画素と差分画素とが隣り合って生じる確率を小さくしてフリッカを除去するものである。
【０００５】
この方法では、図１０に示すように、ビデオカメラ１１１からのアナログ画像信号が、Ａ−Ｄ変換回路１１２でディジタル信号に変換され、フォーマット変換器１１３でフォーマット変換されて画像信号となる。この画像信号と、フレームメモリ１１５内の対応画素位置信号との差回路１１６による差分値ｄを、比較回路５１、５２でしきい値ｔ１、ｔ２と比較し、ｔ１、ｔ２＞｜ｄ｜で０、その他で１、ｔ２≦｜ｄ｜でＯＲ回路５６が１、ｔ１＞｜ｄ｜でＡＮＤ回路５５が０、ＯＲ回路５６が１、ｔ１≦｜ｄ｜＜ｔ２で比較回路５７が０、ＡＮＤ回路５５が０、ＯＲ回路５６が０、比較回路５７が１でＡＮＤ回路５５が１、ＯＲ回路５６が１を出力し、判定メモリ５８の対応画素位置に書き込む。そして、現画素の近傍部分のデータを判定メモリ５８から読み出し、１の個数Ｋをカウンタ６１で計数し、所定値ｔ３とを比較回路５７で比較し、Ｋ＜ｔ３で０を、その他で１を出力する。ＯＲ回路５６が０ならスイッチング回路１１８から０を、１なら差分値を出力する。
【０００６】
以上のことを画面で説明する。図１１に示すように、現画像Ｂとその１フレーム前の前画像Ａとのフレーム間の差をとり、差分値ｄを得る。この差分値ｄにフリッカ等の雑音抑圧特性をかけ、雑音抑圧された差分値ｄ’を得る。最後に、前画像Ａと差分値ｄ’との差をとり、雑音抑圧された画像Ｙ’を得る。
【０００７】
このように、２つのしきい値を用い、差分値が下のしきい値ｔ１以下で０を出力し、上のしきい値ｔ２以上でその差分値ｄを出力し、両しきい値の間でその近傍部の０の数が多ければ（差分値出力した数）０を出力し、０の数が少なければ差分値を出力することによりフリッカ等の雑音が除去され、０の画素と差分値の画素とが隣り合って発生する確率が少なくなり、符号化効率が向上する。また、従来技術の課題であったしきい値を上げ、符号化効率を向上させたことにより、物体移動に基づく画像信号も除去されるという問題も起こらず、フリッカを抑制することができる。
【０００８】
しかし、上記公報に記載の技術では、蛍光灯のフリッカ変動を受けた上記画像信号を、０画素と差分画素とが隣り合って生じる確率を小さくしてフリッカを除去しようとする考え方で回路を構成すると、判定メモリ、カウンタ、複数の比較回路、複数の遅延回路、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等で、従来回路よりも２倍の回路規模を必要とするという問題がある上に、基本的方式（フレーム間差分後に雑音抑圧特性をかける）が変わっていないため、比較的小さなランダムノイズを除去するには適しているが、抑圧後の映像に残像が発生するという副作用の発生が避けられないという問題があった。
【０００９】
そこで、本出願人は、特開平１１−２０５６３６号公報において、ディジタル画像信号を直交変換して量子化した後、可変長符号化して伝送する画像符号化伝送装置において、判定メモリ、カウンタ、複数の比較回路、複数の遅延回路、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等の多数の回路を使用せずに済み、回路規模を大きくすることなく、しかもフリッカ抑圧後の映像に残像が発生することのないフリッカ除去回路を提案した。
【００１０】
このフリッカ除去回路は、図１２に示すように、ディジタル化され、色信号と輝度信号Ｙに分離されたディジタルビデオ信号ｂを入力する入力端子２３１と、入力された現画像のディジタル輝度信号Ｙのフレームより１フレーム前の前画像のディジタル輝度信号Ｙを一時保持する保持回路２３２と、前画像のディジタル輝度信号Ｙと、現画像のディジタル輝度信号Ｙとの差をとり、差分値ｄを得る第１の差回路２３３と、この第１の差回路２３３の出力の差分値ｄを入力して、フリッカ成分ｆを抽出する帯域フィルタ２３４と、第１の差回路２３３の出力（差分値）ｄと帯域フィルタ２３４から抽出されたフリッカ成分ｆとの差をとり、差分値ｄ’（＝ｄ−ｆ）を得る第２の差回路２３５と、第１の差回路２３３と帯域フィルタ２３４と第２の差回路２３５での遅延分だけ、現画像のディジタル輝度信号を遅延させて一時保持する遅延メモリ２３６と、遅延した現画像のディジタル輝度信号ｇと第２の差回路２３５の出力ｄ’との差をとり、フリッカ成分ｆが除去されたディジタル輝度信号Ｙ’を出力する第３の差回路２３７とで構成される。
【００１１】
そして、この構成により、ディジタル化され、色信号と輝度信号に分離され、分離された輝度信号からライン相関により差分値を抽出し、この差分値から帯域フィルタでフリッカ成分を抽出し、抽出されたフリッカ成分と前記差分値との差をとり、この差と輝度信号との差分をとることにより、輝度信号からフリッカを除去するようにしたので、判定メモリ、カウンタ、複数の比較回路、複数の遅延回路、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等の多数の回路を使用せずに済み、回路規模を大きくすることなく、かつ、画質劣化を生ずることなくフリッカを除去することが可能となった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平１１−２０５６３６号公報に記載のフリッカ除去回路においては、フリッカ成分を除去すると同時に、動きの小さい情報をも除去してしまうため、出力画像に残像現象が発生するという問題があった。また、動きの大きい画像では、高周波数領域にその情報が集まるが、上記公報に記載のフリッカ除去回路では、入力された画像信号のすべてにフリッカ除去回路が機能するため、動きの大きい画像の情報を損なってしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来のフリッカ除去回路における問題点に鑑みてなされたものであって、出力画像に残像現象が発生することがなく、動きの大きい画像情報を損なうこともないフリッカ除去回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、フリッカ除去回路であって、ディジタル化され、色信号と輝度信号に分離されたビデオ信号の、現画像のディジタル輝度信号の現フレームより１フレーム前の前画像のディジタル輝度信号を一時保持する保持回路と、前画像のディジタル輝度信号と、現画像のディジタル輝度信号との差をとり、差分値を得る第１の差回路と、該第１の差回路の出力の差分値を入力して、前記現画像と前記前画像のライン相関を判定する相関判定回路と、前記第１の差回路の出力の差分値を入力して、フリッカ成分を抽出する帯域フィルタと、前記第１の差回路の出力と、前記帯域フィルタから抽出されたフリッカ成分との差をとり、差分値を得る第２の差回路と、前記第１の差回路と、前記帯域フィルタと、前記第２の差回路での遅延分だけ、現画像のディジタル輝度信号を遅延させて一時保持する遅延メモリと、遅延した現画像のディジタル輝度信号と、前記第２の差回路の出力との差をとり、フリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号を出力する第３の差回路と、前記相関判定回路が前記現画像と前記前画像のライン相関が大きいと判定した場合には、前記第３の差回路からフリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号を出力し、前記相関判定回路が前記現画像と前記前画像のライン相関が小さいと判定した場合には、前記現画像を出力するライン切替回路とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記帯域フィルタが、電源周波数の２倍の周波数帯域を通過させるフィルタであることを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項１記載の発明によれば、相関判定回路が現画像と前画像のライン相関が大きいと判定した場合には、フリッカ成分が除去されたディジタル輝度信号を出力し、現画像と前画像のライン相関が小さいと判定した場合には、現画像を出力するため、従来のように、フリッカ成分を除去すると同時に動きの小さい情報までも除去してしまい、出力画像に残像現象を残してしまうことがなく、動きの大きい画像の場合には、フリッカ成分の抽出を行わないことにより、有効な情報の欠落を防止することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、帯域フィルタとして、電源周波数の２倍の周波数帯域を通過させるフィルタを使用することにより、効率よくフリッカを除去することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明にかかるフリッカ除去回路を備えた画像符号化伝送装置の回路図である。この画像符号化伝送装置は、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｏｎ、国際電気通信連合）−Ｔ勧告、ＴＴＣ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ、電信電話技術委員会）標準に準拠した画像符号化伝送装置であり、この装置の有する中間ビデオフォーマットは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６１及びＴＴＣ標準ＪＴ−Ｈ２６１で規定された共通中間フォーマット（Ｃｏｍｍｏｎ　Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｆｏｒｍａｔ、以下「ＣＩＦ」と略称する。）である。
【００２０】
この画像符号化伝送装置は、比較的動きの小さいテレビ電話やテレビ会議システム、比較的動きの大きい監視システムでの構成例を示したものであり、大きく分けて、ビデオ信号入力端子１に入力されたテレビジョンカメラからのアナログビデオ信号ａをディジタルビデオ信号ｂに変換した後、共通中間フォーマットに標準変換する画像信号前処理部２と、標準変換された信号を直交変換し、量子化した後、可変長符号化する画像符号化部３と、画像符号化された信号を伝送路７に送出したり、別の伝送路８から送られてきた別の信号を受け入れるラインインタフェース部４と、このラインインタフェース部４を通して送られてきた別の信号を復号する画像復号化部９と、復号された画像信号をアナログビデオ信号にする画像信号後処理部１０とで構成される。尚、本発明にかかるフリッカ除去回路２３は、画像信号前処理部２の中に設けられる。
【００２１】
画像信号前処理部２は、テレビジョンカメラからのアナログビデオ信号ａをディジタルビデオ信号ｂに変換するＡ−Ｄ変換器２１と、Ａ−Ｄ変換されたディジタルビデオ信号ｂを、色信号ｃと輝度信号Ｙに分離するディジタル色分離回路２２と、輝度信号Ｙのフリッカノイズを除去するフリッカ除去回路２３と、色信号ｃとフリッカノイズが除去された輝度信号Ｙ’とを多重化して、共通中間フォーマットに標準変換するＣＩＦ標準変換器２４とで構成される。
【００２２】
フリッカ除去回路２３は、図２に示すように、入力された現画像のディジタル輝度信号Ｙのフレームより１フレーム前の前画像のディジタル輝度信号Ｙを一時保持する保持回路２２０と、ディジタル色分離回路２２（図１参照）より抽出されたディジタル輝度信号Ｙに対し、ライン相関を利用して前ライン信号を保持した輝度信号Ｙとの差分値ｄを抽出する第１の差回路２２１と、フリッカ成分ｆを抽出するための帯域フィルタ２２２と、入力されたディジタル輝度信号Ｙに対して帯域フィルタ２２２の遅延を考慮した遅延メモリ２２３と、ディジタル色分離回路２２から出力された差分値ｄと、帯域フィルタ２２２から出力されたフリッカ成分ｆとの差分をとる第２の差回路２２４と、遅延メモリ２２３から出力された輝度信号ｇと、第２の差回路２２４の出力であるフリッカ成分を除去した差分値ｄ’との差をとり、フリッカ成分ｆが除去されたディジタル輝度信号を出力する第３の差回路と、第１の差回路２２１の出力の差分値を入力して、現画像と前画像のライン相関を判定する相関判定回路２２７と、相関判定回路２２７から出力される切替信号ｅを受け、第２の差回路２２４と現画像Ｂとを切り替えるライン切替回路２２６とで構成される。
【００２３】
次に、上記フリッカ除去回路２３を備えた画像符号化伝送装置の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、蛍光灯のある室内においてテレビカメラから入力されたアナログ映像信号ａをＡ／Ｄ変換器２１に入力し、ディジタル信号ｂに変換する。Ａ／Ｄ変換器２１から出力されたディジタル信号ｂは、ディジタル色分離回路２２に入力され、ディジタル輝度信号Ｙと、ディジタル色信号ｃとに分離され、その後、ディジタル輝度信号Ｙについては、フリッカ除去回路２３によって、フリッカ成分ｆの除去が行われ、分離されたディジタル色信号ｃとともにＣＩＦ標準変換器２４に入力される。
【００２５】
次に、フリッカ除去回路２３の動作について図３を参照しながら説明する。
【００２６】
第１の差回路２２１によって、前画像Ａと現画像Ｂのディジタル輝度信号Ｙとの差をとり、差分値ｄを相関判定回路２２７に入力して現画像と前画像のライン相関を判定した際に、相関が大きいと判定された場合、すなわち、動きが小さいときにのみ以下のフリッカ除去動作を行う。
【００２７】
差分値ｄに含まれるフリッカ成分を抽出するため、明暗の周期にあたる１００Ｈｚの帯域フィルタ２２２に入力し、フリッカ成分ｆを抽出する。さらに、入力されたディジタル輝度信号Ｙは、帯域フィルタ２２２の遅延を考慮し、遅延メモリ２２３に保持される。第２の差回路２２４において、差分値ｄとフリッカ成分ｆとの差をとり、フリッカ成分を除去した差分値ｄ’を得て、第３の差回路２２５において、遅延した現画像のディジタル輝度信号ｇと、フリッカ成分を除去した差分値ｄ’との差をとり、フリッカ成分ｆが除去されたディジタル輝度信号Ｙ’を第３の差回路２２５及びライン切替回路２２６を介して出力する。
【００２８】
一方、差分値ｄを相関判定回路２２７に入力して現画像と前画像のライン相関を判定した際に、相関が小さいと判定された場合、すなわち、動きが大きいときには、一般的に視覚的なちらつきが目立たないことから、現画像Ｂをそのままライン切替回路２２６より出力し、有効な情報量の欠落を抑える。
【００２９】
ここで、図４に示すように電源の周波数が５０Ｈｚ周期の場合には、蛍光灯から発生するちらつきの明暗は、１００Ｈｚ周期となる。本発明では、この１００Ｈｚ周期の明暗が輝度信号に対して与える影響のみを考慮し、これを除去するため、ディジタル輝度信号Ｙに着目した。
【００３０】
図２に示すように、分離されたディジタル輝度信号Ｙからライン相関を利用して前ライン信号を保持した輝度信号Ｙとの差分を第１の差回路２２１にてとり、差分値ｄを抽出する。　図７にこの抽出した差分値ｄを示す。この差分値ｄは、輝度信号Ｙのライン相関が大きいことを利用し、図６に示すように、高い周波数成分での情報量が少ないため、ある周波数以上の情報を捨てることにより発生情報量を減らす。そして、その多くは、フリッカや雑音等の成分となる。
【００３１】
図２に示すように、差分値ｄからフリッカ成分ｆを抽出するため、明暗の周期にあたる１００Ｈｚの帯域フィルタ２２２に入力する。　図７に抽出したフリッカ成分ｆを示す。このフリッカ成分の抽出には、図８に示すように回路を簡略化するため、１ラインにつき１サンプル点としてサンプリングを行う。　図２に示すように、入力されたディジタル輝度信号Ｙは、帯域フィルタ２２２の遅延を考慮し、遅延メモリ２２３に保持される。遅延メモリ２２３から出力された輝度信号ｇと、帯域フィルタ２２３から出力されたフリッカ成分ｆとを第２の差回路２２４に入力し、ディジタル輝度信号Ｙ’を得る。　図１に示すように、フリッカ除去回路２３から出力されたこのディジタル輝度信号Ｙ’には、フリッカ等の雑音成分のない輝度信号として出力されディジタル色分離回路２２から出力されたディジタル色信号ｃと多重化され、フォーマット変換の処理が行われる。
【００３２】
図９にディジタル輝度信号Ｙから除去されるフリッカ成分を示す。蛍光灯から発生する輝度信号では、図９の（ａ）のような成分の影響を与えるため、このフリッカ成分だけを抽出した（ｂ）を得る。最後に入力信号であるディジタル輝度信号から（ｂ）にフリッカ成分の差分値をとり、フリッカ成分を抑圧したディジタル輝度信号である（ｃ）を得られることとなる。
【００３３】
さらに、今回の発明では回路実現のためにフレームメモリ等の大容量なメモリを使用せずにフリッカ成分を除去できるため、回路規模を大きくすることなく、かつ画質劣化が発生しない構成を実現している。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出力画像に残像現象が発生することがなく、動きの大きい画像情報を損なうこともないフリッカ除去回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフリッカ除去回路の一実施例を備えた画像符号化伝送装置の回路図である。
【図２】本発明にかかるフリッカ除去回路の一実施例の回路図である。
【図３】本発明にかかるフリッカ除去方法を説明するためのブロック図である。
【図４】電源周波数が５０Ｈｚのときに蛍光灯から発生する明暗のフリッカノイズの波形図である。
【図５】本発明におけるディジタルビデオ信号の現画像の輝度信号と、１フレーム分前の前画像の輝度信号との差分値の波形図である。
【図６】相関の小さい映像と大きい映像との違いを説明する波形図である。
【図７】本発明における抽出したフリッカ成分の波形図である。
【図８】本発明における抽出したフリッカ成分のサンプリングを説明する波形図である。
【図９】本発明におけるディジタルビデオ信号の輝度信号からフリッカ成分が除去される様子を説明する波形図である。
【図１０】従来のフリッカ除去回路を含む画像伝送装置の一例を示す回路図である。
【図１１】ディジタルビデオ信号の輝度信号から、フリッカ成分を除去する従来の方法を説明するためのブロック図である。
【図１２】従来のフリッカ除去回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１　　　　　　ビデオ信号入力端子
２　　　　　　画像信号前処理部
３　　　　　　画像符号化部
４　　　　　　ラインインタフェース部
５　　　　　　音声信号入力端子
６　　　　　　音声信号入力端子
７　　　　　　伝送路
８　　　　　　伝送路
９　　　　　　画像復号化部
１０　　　　画像信号後処理部
２１　　　　Ａ−Ｄ変換器
２２　　　　ディジタル色分離回路
２３　　　　フリッカ除去回路
２４　　　　ＣＩＦ標準変換器
２２０　　保持回路
２２１　　第１の差回路
２２２　　帯域フィルタ
２２３　　遅延メモリ
２２４　　第２の差回路
２２５　　第３の差回路
２２６　ライン切替回路
２２７　　相関判定回路
【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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