(57)【要約】【課題】フレーム巡回型ノイズ低減装置において、動画の場合でも残像がない良好な画像が得られるようにする。【解決手段】ベクトル検出手段１０７で、入力映像信号１００と１フレーム前の画像とを比較して、画像の動きベクトル１０４と、対応する画像の差分である動き成分１１１を求める。巡回帰還量制御回路１０３で、動き成分１１１に基づいて、巡回係数Ｋを決める。乗算器で、巡回係数Ｋに従って、入力映像信号１００を（１−Ｋ）倍する。動きベクトル１０４に基づいて、入力映像信号１００に対応する１フレーム前の画素を、フレームメモリ１０５から読み出し、Ｋ倍する。これらを加算して、出力映像信号１０８として出力するとともに、フレームメモリ１０５に格納する。動き成分に応じた巡回係数で、対応する画素を巡回加算するので、動きの激しいノイズの多い動画の場合でも、残像が発生しない良好な画像が得られる。【選択図】　　　図１
2004088234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前フレームの画像を保持するフレームメモリと、前フレームの画像と現フレームの画像から部分画像ごとの動きを動きベクトルとして検出するとともに、前記動きベクトルに基づいて部分画像ごとの動き成分を求めるベクトル検出手段と、前フレームの画像の帰還率を決める巡回係数を画像ごとの動き成分に応じて変える巡回帰還量制御手段と、前記巡回係数に基づいて現フレームの画素と前フレームの対応画素を加重平均して出力映像信号を生成する手段と、前記出力映像信号を前記フレームメモリに書き込む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２】
前フレームの画像の動きベクトルを保持するベクトル記憶手段と、前フレームの画像の動きベクトルに応じて動きベクトルの検出範囲を変える検出範囲可変手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
映像信号から物体の輪郭を抽出して輪郭の動きベクトルを検出する輪郭ベクトル検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
動きベクトルを記憶するベクトル記憶手段と、前記ベクトル検出手段で動きベクトルを求めた画素の周辺画素の動きベクトルを前記ベクトル記憶手段から読み出して動きベクトルを補正するベクトル補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
カメラに設定された撮影条件に応じて動きベクトルの検出範囲を変える動きベクトル検出範囲可変手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のノイズ低減装置と、動きベクトルに基づいて物体の動きを検出する物体検出手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズ低減装置に関し、特に、映像信号処理装置において、映像信号のノイズを低減してＳ／Ｎを改善するノイズ低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動画の映像信号は、フレーム周期で類似の画像情報が繰り返される信号であり、フレーム間の相関が非常に強い。一方、映像信号に含まれるノイズ成分には相関がない。映像信号をフレーム単位で時間平均すると、信号成分はほとんど変化せず、ノイズ成分のみが小さくなるので、ノイズを低減することができる。この特性を利用してノイズを低減する装置として、フレーム巡回型ノイズ低減装置がある。以下、フレーム巡回型ノイズ低減装置の動作原理を簡単に説明する。
【０００３】
入力映像信号は、可変減衰器によって（１−Ｋ）倍に減衰される。Ｋは、０〜１の間の値をとる巡回係数である。可変減衰器の出力は、そのまま加算器の入力となる。一方、ノイズ低減されたのち、フレームメモリで１フレーム遅延された前フレームの映像信号は、他の可変減衰器によってＫ倍に減衰されて、加算器の入力となる。（１−Ｋ）倍に減衰された入力映像信号と、Ｋ倍に減衰された前フレームの映像信号は、加算器で加算され、出力映像信号となるとともに、フレームメモリに蓄積される。
【０００４】
ところが、動きのある映像信号をこの回路に通すと、残像が発生する。動きがあるところで、Ｓ／Ｎを上げようとして、Ｋの値を大きくすると、残像効果も増大する。残像効果が増大すると、映像がたいへん見にくくなるので、動画部分では、ノイズの低減を犠牲にして、Ｋの値を小さくしてやる必要がある。Ｋの値を制御するために、動き検出を行う。
【０００５】
動き検出回路においては、ある閾値を設定して、フレーム間差分信号が、閾値より大きければ、動きであると判断する。また、フレーム間差分信号が、閾値より小さい場合は、静止画のノイズ成分であると判断する。巡回係数Ｋを発生する係数発生器は、映像入力端子から入力された現在のデジタル映像信号のデータとフレームメモリから出力された１フレーム前のデジタルデータとの差分値に対し、その差分の絶対値が小さいときは、係数Ｋを大きい値（１に近い値）とする。その差分の絶対値が大きいときは、係数Ｋを小さい値（０に近い値）とする。差分の絶対値が一定値以上のときは、係数Ｋを０にする。
【０００６】
１フレーム前の映像信号と現在の映像信号との差の絶対値が小さい場合は、画素が時間の経過とともには変化しない静止した部分とみなして、相関の強い映像信号を時系列的に加算・平均化することになり、ノイズ低減ができる。また、１フレーム前の映像信号と現在の映像信号との差分の絶対値が大きい場合（即ち相関が弱い場合）は、係数Ｋは０若しくはそれに近い値となり、画素が時間の経過とともに変化して動いている部分とみなして、入力映像信号をそのまま出力する。動きがあるときには、入力映像信号を強くしてフレーム遅延した映像信号の影響を弱め、動きがないときには、入力映像信号を弱くしてフレーム遅延した映像信号の影響を強めて、映像信号を置き換えることによって、残像を低減しつつ、映像信号のノイズ低減を行うことができる。
【０００７】
図６に、動き検出情報に基づいてノイズを低減する従来のフレーム巡回型のノイズ低減装置（特開平６−２２５１７８号公報など）の機能ブロック図を示す。このノイズ低減装置は、動き検出を精度よく行うための２次元ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６０４と、加算器６０６と、加算器６０７と、動き判定回路６０３と、（１−Ｋ）倍する乗算器６０１と、Ｋ倍する乗算器６０２と、フレームメモリ６０５とを備えている。動き判定回路６０３は、入力映像信号６００の動き検出を精度良く行い、ノイズ成分を除去するための回路である。２次元ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６０４を通し、フレーム内で相関のないノイズ成分を除去して小さい動き成分を残す。ノイズ除去された映像信号と、フレームメモリ６０５からの１フレーム分遅延した映像信号との差分を生成する。この差分が、しきい値より大きければ、動きとして判定する。動きが大きいと検出した場合には、巡回係数（Ｋ）６１０の値を小さくし、０に近づける。逆に、動きが小さい場合には、巡回係数（Ｋ）６１０の値を大きくし、１に近づける。この入力映像信号６００の動きを示す巡回係数（Ｋ）６１０により、乗算器６０１と乗算器６０２を制御する。映像信号のフレーム巡回量を制御する。ノイズの重畳した入力映像信号に対して、精度良く動き検出が行えるため、残像による違和感を軽減し、入力映像信号６００のノイズ低減ができる。
【０００８】
このようなフレーム巡回型のノイズ低減装置は、異なる画像を巡回加算しているので、原理的に残像を無くすことはできない。これを改善するため、動きベクトルを用いたノイズ低減回路（特開平７−２０３４４２号公報）がある。このノイズ低減回路においては、動きベクトル検出回路によって動きベクトルを検出する。動き補正回路で、動きベクトルを用いて、前フレームの映像信号を動き補正してフィードバックする。動画領域に対しても、フレーム相関が大きい信号をフィードバックすることができ、ランダムなノイズ成分のみを減衰することができる。このノイズ低減回路においては、乗算係数発生回路は、入力信号（現フレーム信号）と動き補正フレーム信号（前フレーム信号）との差分量により、２個の信号の加算比率を決めている。すなわち、前フレーム信号のフィードバック量を、差分量によって定めている。
【０００９】
このノイズ低減回路では、入力信号と動き補正フレーム信号との差分量によりフィードバック量を制限している。そのため、ノイズ成分が多い信号では差分量が増加してフィードバック量が小さくなり、ノイズ低減効果が少なくなる。これを避けるため、動きベクトルを評価した結果に応じて、フィードバック比率を変化させるもの（特開平８−１６３４１０号公報など）がある。すなわち、１次巡回型フィルタ構成のノイズ低減回路で、動きベクトルを用いて前フレーム映像信号を動き補正し、この動き補正後の前フレーム映像信号を、動きベクトルの評価結果に応じたフィードバック比率で、現フレーム映像信号にフィードバックさせて、現フレーム映像信号に含まれているノイズ成分を低減する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフレーム巡回型ノイズ低減装置においては、動き補償を行わないものでは、動いている部分に残像が発生してしまい、適切にノイズ低減を行うことができないという問題がある。動き補償を行うものでも、巡回係数を最適化していないので、画像の動きに応じたノイズ低減が不十分であり、画像の動きによっては、必ずしも適切な出力映像が得られないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決して、フレーム巡回型ノイズ低減処理において、画像の動きがどのようなものであっても残像を発生させず、常に最適なノイズ低減ができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、ノイズ低減装置を、前フレームの画像を保持するフレームメモリと、前フレームの画像と現フレームの画像から部分画像ごとの動きを動きベクトルとして検出するとともに、動きベクトルに基づいて部分画像ごとの動き成分を求めるベクトル検出手段と、前フレームの画像の帰還率を決める巡回係数を画像ごとの動き成分に応じて変える巡回帰還量制御手段、巡回係数に基づいて現フレームの画素と前フレームの対応画素を加重平均して出力映像信号を生成する手段と、出力映像信号を前記フレームメモリに書き込む手段とを具備する構成とした。
【００１３】
このように構成したことにより、残像による違和感を軽減したフレーム巡回型ノイズ低減処理を行うことができる。すなわち、前フレームの映像信号が現フレームではどこの位置に動いたかを、動きベクトルとして求め、動きベクトルを元に、フレームメモリに記憶されている前フレームの映像信号の中から画素を読み出し、フレーム巡回型のノイズ低減処理を行うことにより、静止している物体を撮像したときは、動きベクトルの値が０であるので、フレームメモリからは、同座標の画素が読み出され、動画の場合は、動きベクトルで動き補償された画素が読み出され、巡回加算されるので、異なる画像が混合することがなく、残像が発生しない。さらに、巡回係数を画像の動き成分に応じて変えるので、ノイズの少ない静止画像から動きが激しくてノイズの多い画像まで、画像ごとに最適な巡回加算ができ、常に良好な出力画像を得ることができる。
【００１４】
また、前フレームの画像の動きベクトルを保持するベクトル記憶手段と、前フレームの画像の動きベクトルに応じて動きベクトルの検出範囲を変える検出範囲可変手段とを備えた。このように構成したことにより、物体の移動速度に応じて検出範囲を変えて、動きベクトルが大きいときは検出範囲を広げ、小さいときは狭めることにより、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【００１５】
また、映像信号から物体の輪郭を抽出して輪郭の動きベクトルを検出する輪郭ベクトル検出手段を備えた。このように構成したことにより、撮像した物体の輪郭のみの動きベクトルを検出することにより、動きベクトルの検出処理にかかる負荷を軽減することができる。
【００１６】
また、動きベクトルを記憶するベクトル記憶手段と、ベクトル検出手段で動きベクトルを求めた画素の周辺画素の動きベクトルをベクトル記憶手段から読み出して動きベクトルを補正する動きベクトル補正手段とを備えた。このように構成したことにより、周辺画素の動きベクトルとの相関を調べて補正することができ、ノイズによる動きベクトルの検出エラーを回避することができる。
【００１７】
また、カメラに設定された撮影条件に応じて動きベクトルの検出範囲を変える動きベクトル検出範囲可変手段を備えた。このように構成したことにより、撮影条件に応じて、動きベクトルの検出範囲を変えて、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【００１８】
また、画像処理装置を、上記のノイズ低減装置と、動きベクトルに基づいて物体の動きを検出する物体検出手段とを具備する構成とした。このように構成したことにより、動きベクトルの値に基づいて、物体の動きを正確に検出でき、動き物体を鮮明に表示することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、画素の動きベクトルを検出し、動きベクトルに基づいて画素の動き成分を求め、動き成分に応じて巡回係数を変え、巡回係数に基づいて現フレームの画素と前フレームの対応画素を加重平均することにより、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行って出力映像信号を生成するノイズ低減装置である。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるノイズ低減装置の機能ブロック図である。図１において、入力映像信号１００は、カメラなどからの映像信号である。乗算器１０１は、入力映像信号を（１−Ｋ）倍する乗算手段である。乗算器１０２は、対応する前フレームの映像信号をＫ倍する乗算手段である。巡回帰還量制御回路１０３は、映像信号の動き成分に応じて、巡回係数Ｋを変える手段である。動きベクトル１０４は、前フレームの映像信号の画素の座標と、対応する現フレームの映像信号の画素の座標の差のベクトルである。フレームメモリ１０５は、１つ前のフレームの映像信号を保持するメモリである。加算器１０６は、入力映像信号の（１−Ｋ）倍と、対応する前フレームの映像信号のＫ倍を加算する加算手段である。ベクトル検出手段１０７は、現フレームの映像信号と前フレームの映像信号を比較して動きベクトルを求めるとともに、動きベクトルに基づいて部分画像ごとの動き成分を求める手段である。出力映像信号１０８は、ノイズを低減した結果の映像信号である。巡回係数（Ｋ）１０９は、前フレームの映像信号の帰還率である。動き検出フレーム巡回型ノイズ低減手段１１０は、乗算器１０１と、乗算器１０２と、巡回帰還量制御回路１０３と、フレームメモリ１０５と、加算器１０６とにより、動きベクトルと動き成分とに応じて映像信号を巡回加算して、入力映像信号のノイズを低減する手段である。
【００２２】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態におけるノイズ低減装置の動作を説明する。入力映像信号１００は、フレームメモリ１０５からの１フレーム分遅延した映像信号とともに、ベクトル検出手段１０７に入力される。ベクトル検出手段１０７では、入力映像信号１００の画素が１フレーム前はどこの座標にあったかを示す動きベクトル１０４を生成する。ベクトル検出手段１０７は、ＭＰＥＧなどで用いられる周知の手段と同じものである。動きベクトルは、画素単位で求めてもよいし、ブロック単位で求めてもよい。動きベクトル１０４に基づいて、フレームメモリ１０５から、入力映像信号１００の画素に対応する１フレーム前の画素を読み出す。その画素に、乗算器１０２で、巡回係数（Ｋ）１０９を乗算する。一方、入力映像信号１００を、乗算器１０１で（１−Ｋ）倍する。乗算器１０１の結果と乗算器１０２の結果を、加算器１０６で加算する。加算結果を、出力映像信号１０８として出力するとともに、フレームメモリ１０５に書き込む。
【００２３】
ベクトル検出手段１０７では、映像信号の動き成分も求める。動き成分は、対応画素の変化を示す量であり、変化なしなら１００％であり、対応画素なしなら０％である。巡回帰還量制御回路１０３で、映像信号の動き成分に応じて、巡回係数（Ｋ）１０９を変える。静止画の場合や、画像が平行移動した場合は、対応画像に変化はないので、ノイズがなければ差分は０であり、動き成分は１００％である。この場合は、巡回係数Ｋを１とする。画像が移動により変化した場合は、それに応じて巡回係数を小さくする。対応する画素がない場合は、巡回係数を０にする。動き成分が中間の値であれば、それに応じて巡回係数Ｋの値を変える。最も簡単な具体例は、巡回係数Ｋの値を映像信号の動き成分の比率と同じにすることである。実際には、映像信号の用途などに応じて適切な関数を選ぶ。
【００２４】
巡回加算される画像は、動きベクトルにより動き補償された画像であるから、実質的にほとんど同じ画像である。同一位置の画像を加算する場合と異なり、動きがあっても、別の画像が混入することはない。したがって、ノイズは巡回加算により低減されるが、残像を生じることはない。また、動き成分に応じた巡回係数を使用するので、ノイズ成分を効率的に低減できる。巡回係数を一定値にした場合は、静止画では問題ないが、変化の激しい画像では不自然な動きになる。
【００２５】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、ノイズ低減装置を、動きベクトルを検出し、動きベクトルに基づいて動き成分を求め、画像の動き成分に応じて巡回係数を変え、巡回係数に基づいて現フレームの画素と前フレームの対応画素を加重平均して出力映像信号を生成する構成としたので、動き補償した対応画素を巡回加算することにより、残像の発生を防止しながらノイズを低減できる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、映像信号の前フレームの動きベクトルに応じて、動きベクトルの検出範囲を変えて、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行って出力映像信号を生成するノイズ低減装置である。
【００２７】
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるノイズ低減装置の機能ブロック図である。図２において、検出範囲可変手段２０１は、映像信号の前フレームの動きベクトルに応じて、動きベクトルの検出範囲を変える手段である。ベクトル記憶手段２０２は、映像信号の前フレームの動きベクトルを保持するメモリである。第２の実施の形態におけるノイズ低減装置のその他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。
【００２８】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態におけるノイズ低減装置の動作を説明する。ベクトル検出手段１０７によって生成された動きベクトル１０４を、ベクトル記憶手段２０２に記憶しておく。１フレーム後の同座標の画素の動きベクトルを算出するときに読み出す。検出範囲可変手段２０１において、記憶された動きベクトルに基づいて、動きベクトルを検出する範囲を変える信号を生成し、ベクトル検出手段１０７に出力する。前フレームの動きベクトルが大きいときは、動きベクトルの検出範囲を広げ、小さいときは狭める。すなわち、物体の移動速度に対応した検出範囲を設定する。このようにすることにより、静止画で広い範囲を調べる必要が無くなり、高速に移動する物体でも動きベクトルが検出不能となることがない。
【００２９】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、ノイズ低減装置を、映像信号の前フレームの動きベクトルに応じて、動きベクトルの検出範囲を変える構成としたので、物体の移動速度に対応した検出範囲を設定することができ、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、映像信号から物体の輪郭を抽出し、輪郭の動きベクトルを検出し、映像信号の動き成分に応じて巡回係数を変えて、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行って出力映像信号を生成するノイズ低減装置である。
【００３１】
図３は、本発明の第３の実施の形態におけるノイズ低減装置の機能ブロック図である。図３において、輪郭ベクトル検出手段３０１は、映像信号から物体の輪郭を抽出し、輪郭の動きベクトルを検出する手段である。第３の実施の形態におけるノイズ低減装置のその他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。
【００３２】
上記のように構成された本発明の第３の実施の形態におけるノイズ低減装置の動作を説明する。輪郭ベクトル検出手段３０１で、入力映像信号１００のエッジ部分の動きベクトルを検出する。エッジを検出する方法は、周知の方法を用いる。その動きベクトル３０２が、同一方向の同じ大きさであったら、それらのエッジ部分は、ある物体の輪郭であるということがわかる。そのエッジ部分の内部にある画素の動きベクトルも、同じであることがわかる。エッジ部分の内部にある画素の動きベクトルは、エッジ部分の動きベクトルを使う。こうすることで、内部の動きベクトルを個別に検出する必要がなくなり、処理を高速化できる。
【００３３】
上記のように、本発明の第３の実施の形態では、ノイズ低減装置を、映像信号から物体の輪郭を抽出し、輪郭の動きベクトルを検出し、映像信号の動き成分に応じて巡回係数を変える構成としたので、ノイズ低減処理のための動きベクトル検出の負荷を軽くすることができる。
【００３４】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、現フレームと前フレームを比較して求めた動きベクトルを、記憶してある周辺画素の動きベクトルと比較して補正して、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行って出力映像信号を生成するノイズ低減装置である。
【００３５】
図４は、本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減装置の機能ブロック図である。図４において、ベクトル補正手段４０１は、周辺画素の動きベクトルと比較して動きベクトルを補正する手段である。ベクトル記憶手段４０２は、補正した動きベクトルを保持する手段である。第４の実施の形態におけるノイズ低減装置のその他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。
【００３６】
上記のように構成された本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減装置の動作を説明する。ベクトル検出手段１０７で、動きベクトルを検出する。ベクトル記憶手段４０２に、動きベクトルを記憶しておく。ベクトル補正手段４０１で、注目している動きベクトルの画素周辺の一定範囲の画素の動きベクトルを、ベクトル記憶手段４０２から読み出す。注目している動きベクトルを、周辺画素の動きベクトルと比較して、相関を調べる。相関がない時、あるいは、相関が一定以下のときは、周辺画素の動きベクトルを用いて補正を行う。例えば、動きベクトルが周辺画素と直交する場合は、周辺画素の動きベクトルの平均値で代用する。補正した動きベクトルを使用して動き補償処理をするとともに、ベクトル記憶手段４０２に書き込む。通常の映像では、１画素だけ異なった動きをすることはありえないので、ノイズによるエラーとみなして、それを補正することができる。
【００３７】
上記のように、本発明の第４の実施の形態では、ノイズ低減装置を、現フレームと前フレームを比較して求めた動きベクトルを、記憶してある周辺画素の動きベクトルと比較して補正する構成としたので、ノイズによる動きベクトルの誤検出を減らすことができる。
【００３８】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態は、カメラに設定された撮影条件に応じて、動きベクトルの検出範囲を変えて、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行って出力映像信号を生成するノイズ低減装置である。
【００３９】
図５は、本発明の第５の実施の形態におけるノイズ低減装置の機能ブロック図である。図５において、動きベクトル検出範囲可変手段５０１は、カメラのズーム比率やレンズの倍率などに応じて、動きベクトルを検出する範囲を変える信号を生成する手段である。第５の実施の形態におけるノイズ低減装置のその他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。
【００４０】
上記のように構成された本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減装置の動作を説明する。動きベクトル検出範囲可変手段５０１によって、カメラのズーム比率やレンズの倍率などに基づいて、動きベクトルを検出する範囲を変える信号を生成し、ベクトル検出手段５０２に出力する。ベクトル検出手段５０２では、この信号に応じて、動きベクトルを検出する範囲を変える。例えば、カメラをパンした場合は、撮影対象が静止していても、パンに基づく動きベクトルが生じるので、予めその動きベクトルを加えた範囲を検出範囲とする。ズーム途中や、レンズ倍率を変えた場合も、同様にして、動きベクトルの検出範囲を変更する。こうすることにより、動きベクトルを短時間で正確に検出できる。
【００４１】
上記のように、本発明の第５の実施の形態では、ノイズ低減装置を、カメラに設定された撮影条件に応じて、動きベクトルの検出範囲を変える構成としたので、現在の撮像条件にもっとも適したベクトル検出範囲を設定することができ、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【００４２】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態は、動きベクトルに基づいて物体の動きを検出するとともに、動きベクトルに基づいて動き補償し、動き成分に応じて対応画素を加重平均することにより、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行う画像処理装置である。
【００４３】
動く物体を検出するための物体検出手段を備えた画像処理装置に、第１〜５の実施の形態で説明したノイズ低減装置を設けた点が、従来の画像処理装置と異なる。第６の実施の形態における画像処理装置のその他の基本的な構成は、周知の物体検出装置と同じであるので、画像処理装置全体の図示と説明は省略する。
【００４４】
図１に示す動きベクトル１０４を、画像処理装置の物体検出手段に入力する。図２〜図５に示す動きベクトルを入力してもよい。同一方向で同じ大きさの動きベクトルを持つ画素の集まりを、ひとつの物体と認識する。例えば、第３の実施の形態で説明した輪郭ベクトル検出手段３０１と同様な方法で、動く物体を検出する。動きのない背景は、１つの物体と認識される。必要に応じて、動く物体と背景を分離して表示したり、背景をモノクロで表示したりして、動く物体のみを際立たせる。動く物体の画像に対して、第１〜５の実施の形態で説明したフレーム巡回型ノイズ低減処理を行うことにより、ノイズと残像のない鮮明な映像を、背景から切り離して提示することができる。人間や動物や車両などの動く物体の映像を、明瞭に表示することができるので、監視システムなどにおける物体検出能力を高めることができる。
【００４５】
上記のように、本発明の第６の実施の形態では、画像処理装置を、動きベクトルに基づいて物体の動きを検出するとともに、動きベクトルに基づいて動き補償し、動き成分に応じて対応画素を加重平均することにより、フレーム巡回型ノイズ低減処理を行う構成としたので、動きベクトルの値に基づいて、物体の動きを正確に検出でき、動き物体を鮮明に表示することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、ノイズ低減装置に、前フレームの画像と現フレームの画像から部分画像ごとの動きを動きベクトルとして検出するとともに、動きベクトルに基づいて部分画像ごとの動き成分を求めるベクトル検出手段と、前フレームの画像の帰還率を決める巡回係数を画像の動き成分に応じて変える巡回帰還量制御手段と、巡回係数に基づいて現フレームの画素と前フレームの対応画素を加重平均して出力映像信号を生成する手段とを備えた構成としたので、残像による違和感を軽減したフレーム巡回型ノイズ低減処理を行うことができる。さらに、巡回係数を画像の動き成分に応じて変えるので、ノイズの少ない静止画像から動きが激しくてノイズの多い画像まで、画像ごとに最適な巡回加算ができ、常に良好な出力画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるノイズ低減装置のブロック図、
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるノイズ低減装置のブロック図、
【図３】本発明の第３の実施の形態におけるノイズ低減装置のブロック図、
【図４】本発明の第４の実施の形態におけるノイズ低減装置のブロック図、
【図５】本発明の第５の実施の形態におけるノイズ低減装置のブロック図、
【図６】従来の動き検出フレーム巡回型ノイズ低減装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１００　入力映像信号
１０１　乗算器
１０２　乗算器
１０３　巡回帰還量制御回路
１０４　動きベクトル
１０５　フレームメモリ
１０６　加算器
１０７　ベクトル検出手段
１０８　出力映像信号
１０９　巡回係数
１１０　動き検出フレーム巡回型ノイズ低減手段
２０１　検出範囲可変手段
２０２　ベクトル記憶手段
３０１　輪郭ベクトル検出手段
３０２　動きベクトル
４０１　ベクトル補正手段
４０２　ベクトル記憶手段
４０３　動きベクトル
５０１　動きベクトル検出範囲可変手段
５０２　ベクトル検出手段
５０３　動きベクトル
６００　入力映像信号
６０１　乗算器
６０２　乗算器
６０３　動き判定回路
６０４　２次元ＬＰＦ
６０５　フレームメモリ
６０６　加算器
６０７　加算器
６０８　出力映像信号
６０９　動き検出フレーム巡回型ノイズ低減装置
６１０　巡回係数
【図１】
2004088234.tif 000003
【図２】
2004088234.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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