(57)【要約】【課題】動き画像，静止画像のいずれでも尾引きやボケを生ずることなく精確なノイズ除去を行い、且つ必要なフレームメモリの数及び容量を最小限に抑える。【解決手段】閾値処理回路１４は、１フレーム遅延映像信号と入力映像信号との差分絶対値を算出して所定の閾値と比較し、差分絶対値が所定の閾値より小さい時に遅延映像信号を出力し、それ以外の時に入力映像信号を出力する。ＬＰＦ１６は入力映像信号と閾値処理回路１４の出力信号とを平均化し入力映像信号の時間的な低周波数成分を出力する。減算器１７は入力映像信号とＬＰＦ１６の出力信号とを差分し入力映像信号の時間的な高周波数成分をコアリング回路１８に出力する。コアリング回路１８は所定の振幅より小さな振幅の信号をノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力し、加算器１９はコアリング回路１８の出力とＬＰＦ１６の出力とを加算して出力映像信号として出力する。【選択図】図１
2005318251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該求めた差分信号を所定の閾値で閾値処理する閾値処理手段と、該閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号のフレーム間平均により、該現映像信号の時間的な低周波数成分を算出する低周波数成分算出手段と、前記現映像信号と、該現映像信号に対して前記低周波数成分算出手段で算出した時間的な低周波数成分の信号との差分により、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を算出する高周波数成分算出手段と、該算出した高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング処理手段と、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記コアリング処理手段の出力と前記低周波数成分算出手段の出力とを加算して出力する信号加算手段と、を備え、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記信号加算手段の出力を出力映像信号とし、それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号をそのまま出力映像信号として出力することを特徴とする３次元ノイズリダクション回路。
【請求項２】
デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該求めた差分信号を所定の閾値で閾値処理する閾値処理手段と、該閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号のフレーム間平均により、該現映像信号の時間的な低周波数成分を算出する低周波数成分算出手段と、前記現映像信号と、該現映像信号に対して前記低周波数成分算出手段で算出した時間的な低周波数成分の信号との差分により、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を算出する高周波数成分算出手段と、該算出した高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号のみを、ノイズ信号とみなしてそのまま或いは抑制して出力するコアリング処理手段と、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号から前記コアリング処理手段の出力を減算して出力する信号減算手段と、を備え、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記信号減算手段の出力を出力映像信号とし、それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号をそのまま出力映像信号として出力することを特徴とする３次元ノイズリダクション回路。
【請求項３】
前記閾値処理手段は、前記現映像信号のフレームである現フレームと該現フレームより時間的に前方向の前フレームとの差分、及び前記現フレームと該現フレームより時間的に後方向の後フレームとの差分、の双方のフレーム間差分を求め、該求めた各差分信号に対して閾値処理を施し、前記低周波数成分算出手段は、前記前フレーム，前記後フレームのうち、前記現フレームとの差分絶対値が小さいと判定されたフレームが一方であった場合には、前記差分絶対値が小さいと判定されなかったフレームに対しては該フレームの映像信号の代わりに前記現映像信号を、前記フレーム間平均の算出に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項４】
前記入力映像信号を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された映像信号を遅延させた後に伸張する伸張手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項５】
前記所定の振幅を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項６】
前記所定の閾値を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項７】
前記所定の振幅は、前記所定の閾値付近で滑らかに接する関数で規定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項８】
デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、前記入力映像信号を１又は数フレーム周期遅延させるフレームメモリと、該フレームメモリで遅延させた１つ前の入力映像信号である前映像信号と前記入力映像信号である現映像信号との差分絶対値を算出する差分器と、該差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する比較器と、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記前映像信号を他方の入力端子とし、前記比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記前映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替えるスイッチと、前記現映像信号と前記スイッチから出力された映像信号とを平均化して、前記現映像信号の時間的な低周波数成分を出力するローパスフィルタと、前記現映像信号と前記ローパスフィルタから出力された低周波数成分の信号とを差分し、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を出力するハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタから出力された高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング回路と、該コアリング回路からの出力と前記ローパスフィルタからの出力とを加算して、出力映像信号として出力する加算器と、を備えたことを特徴とする３次元ノイズリダクション回路。
【請求項９】
デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、前記入力映像信号を１又は数フレーム周期遅延させる第１のフレームメモリと、該第１のフレームメモリから出力された遅延映像信号を、さらに１又は数フレーム周期遅延させる第２のフレームメモリと、該第２のフレームメモリで遅延させた２つ前の入力映像信号である前映像信号と前記第１のフレームメモリで遅延させた１つ前の入力映像信号である現映像信号との差分絶対値を算出する第１の差分器と、前記入力映像信号である後映像信号と前記第１のフレームメモリから出力された現映像信号との差分絶対値を算出する第２の差分器と、前記第１の差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する第１の比較器と、前記第２の差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する第２の比較器と、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記前映像信号を他方の入力端子とし、前記第１の比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記前映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替える第１のスイッチと、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記後映像信号を他方の入力端子とし、前記第２の比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記後映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替える第２のスイッチと、前記現映像信号と前記第１のスイッチから出力された映像信号と前記第２のスイッチから出力された映像信号とを平均化して、前記現映像信号の時間的な低周波数成分を出力するローパスフィルタと、前記現映像信号と前記ローパスフィルタから出力された低周波数成分の信号とを差分し、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を出力するハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタから出力された高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング回路と、該コアリング回路からの出力と前記ローパスフィルタからの出力とを加算して、出力映像信号として出力する加算器と、を備えたことを特徴とする３次元ノイズリダクション回路。
【請求項１０】
前記フレームメモリの前段に設けられた、前記入力映像信号を圧縮する圧縮器と、前記フレームメモリの後段に設けられた、前記圧縮器で圧縮された入力映像信号を伸張する伸張器と、をさらに備えたことを特徴とする請求項８又は９に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項１１】
前記所定の振幅を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項１２】
前記所定の閾値を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項１３】
前記所定の振幅は、前記所定の閾値付近で滑らかに接する関数で規定することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路を備えた映像信号処理装置。
【請求項１５】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路とを備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、前記フレーム間差分された映像信号に対し、動きを検出する手段と、動きを検出した映像信号に対し、前記液晶セルに通常より高い電圧を印加するよう補正する手段と、を有し、前記それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号の代わりに、前記補正した後の映像信号を、出力映像信号として出力することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項１６】
請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の３次元ノイズリダクション回路とを備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、前記フレーム間差分された映像信号に対し、動きを検出する手段と、動きを検出した映像信号に対し、前記液晶セルに通常より高い電圧を印加するよう補正する手段と、を有し、前記スイッチにおける前記一方の入力端子に、前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力し、且つ、前記ローパスフィルタへ入力する前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力し、前記ハイパスフィルタへ入力する前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項１７】
デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路を備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、液晶セルの応答性を早める回路をさらに備え、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該フレーム間差分の絶対値が所定の閾値より大きいとき前記回路を機能させ、それ以外のときには前記３次元ノイズリダクション回路を機能させ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、３次元ノイズリダクション回路、及び該回路を備えた映像信号処理装置に関し、例えばテレビジョン受像機，プロジェクタ，ＤＶＤプレーヤ，ビデオプレーヤ等の映像再生装置などに適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン受像機などの画面の大型化に伴って、入力映像信号に含まれるノイズ信号が目立つようになってきた。ノイズ信号を低減し高画質な映像を表示するために、時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション（以下、３Ｄ−ＮＲと略す）回路が様々提案されている。
【０００３】
従来の３Ｄ−ＮＲ回路は、１フィールド又は１フレーム前の信号と現フィールド又は現フレームの信号とを加算することにより、時間的なＬＰＦ（ローパスフィルタ）の動作をさせ、ノイズ信号を除去しようとしている。このような３Ｄ−ＮＲ回路においては動きがボケることがあり、動き検出回路による動き検出を併用して、動きのある部位ではノイズリダクション（以下、ＮＲと略す）の効きを弱くするような手法も採用されている。
【０００４】
図５は、従来技術による３Ｄ−ＮＲ回路の一構成例を示す概略図である。図５に例示する３Ｄ−ＮＲ回路では、デジタル映像信号が、フレームメモリ１０１，ＮＲ処理回路１０２，動き検出回路１０３に入力される。フレームメモリ１０１は、１フィールド又は１フレーム前の映像信号（遅延信号）を、ＮＲ処理回路１０２及び動き検出回路１０３に出力する。動き検出回路１０３では、入力映像信号と１フィールド又は１フレーム前の映像信号とから動きを検出し、ＮＲ処理回路１０２に出力する。ＮＲ処理回路１０２は、動き検出回路１０３での動き検出に基づいて、入力映像信号と１フィールド又は１フレーム前の映像信号とからＮＲ処理を施し、出力映像信号を出力する。ここで、フレームメモリ１０１は、図示のように、動き検出回路１０３とＮＲ処理回路１０２との共用として設置することが可能である。
【０００５】
しかしながら、図５で例示した３Ｄ−ＮＲ回路では、動き検出回路の性能が良くないために、ＮＲの効きが、動きの誤検出や検出感度の影響を受けてしまい、映像信号がボケたものとなってしまう。例えば、本当に信号対雑音比（以下、ＳＮＲと略す）を改善したいような低ＳＮＲの画像では、動き検出が誤判定して全て動きモードとなり、ＮＲは効かない。一方で、この効きを良くするために、動き検出の感度を低下させ動き適応動作を弱めると、本来動きのある映像にボケが生じてしまう。このように、図５で例示した３Ｄ−ＮＲ回路では、動き検出誤差が発生し易く、ＮＲの効果も弱い。
【０００６】
動き検出回路の性能の問題により生ずる上述のごとき映像のボケを解消することを目的とした３Ｄ−ＮＲ回路も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の３Ｄ−ＮＲ回路では、ＮＲ処理回路における動き検出回路だけではなく、３次元ＹＣ分離回路用の動き検出回路からの精度の高い動き検出結果を、ＮＲ処理回路の動き検出結果に反映させている。
【０００７】
図６は、特許文献１による３Ｄ−ＮＲ回路のブロック構成図である。特許文献１に記載の３Ｄ−ＮＲ回路は、アナログ映像信号をデジタル信号に変換するためのＡＤ変換回路１１１と、ＡＤ変換回路１１１からの信号から輝度信号とクロマ信号に分離するための３次元ＹＣ分離回路１１２と、ＡＤ変換回路１１１からの映像信号が動画か静止画かを検出するための３次元ＹＣ分離回路１１２用の第１の動き検出回路１１３と、３次元ＹＣ分離回路１１２及び第１の動き検出回路１１３で必要となるＡＤ変換回路１１１からの信号の１フレーム遅延信号を出力する第１のフレームメモリ１１４と、ＮＲ処理回路１２０と、を備える。ＮＲ処理回路１２０は、３次元ＹＣ分離回路１１２からの信号からノイズ信号を減算するための第１の加算回路１２１と、第１の加算回路１２１からの信号を１フレーム遅延させるための第２のフレームメモリ１２２と、３次元ＹＣ分離回路１１２からの信号から第２のフレームメモリ１２２からの信号を減算するための第２の加算回路１２３と、３次元ＹＣ分離回路１１２からの信号の動き量を検出して巡回係数を選択するための第２の動き検出回路１２５と、第２の動き検出回路１２５からの第１の巡回係数と第２の巡回係数を第１の動き検出回路１１３からの信号により切り替えるための切替回路１２６と、第２の加算回路１２３からの信号と切替回路１２６からの信号を乗算するための乗算回路１２４とを具備し、入力映像信号が静止画の場合には巡回係数を大きく、動画の場合には巡回係数を小さくするようにしている。
【０００８】
図７は、従来技術による３Ｄ−ＮＲ回路の他の構成例を示す概略図である。図７に例示する３Ｄ−ＮＲ回路は、図６で説明した３Ｄ−ＮＲ回路の構成も一形態として含む、一般的なフレーム巡回ＮＲ処理を行う回路である。図７に例示する３Ｄ−ＮＲ回路では、デジタル映像信号が、フレーム巡回ＮＲ処理回路１３１，フレームメモリ付の動き検出回路１３２に入力される。フレームメモリ付の動き検出回路１３２は、入力映像信号と、内部のフレームメモリによって遅延させた１フィールド又は１フレーム前の映像信号（遅延信号）とによって、動きを検出し、フレーム巡回ＮＲ処理回路１３１に出力する。フレーム巡回ＮＲ処理回路１３１は、動き検出回路１３２での動き検出に基づいて巡回係数を変化させ、入力映像信号と、回路１３１内部のフレームメモリによって遅延させた１フィールド又は１フレーム前の映像信号（遅延信号）とからＮＲ処理を施し、出力映像信号を出力する。ここで、フレームメモリは、フレーム巡回ＮＲ処理回路１３１と動き検出回路１３２の双方に設けられている。
【特許文献１】特開２００３−３１９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７で例示したフレーム巡回ＮＲ処理においては、強いＮＲ効果は得られるが、尾引きすることがある。このように、従来技術による３Ｄ−ＮＲ回路においては、結局、調整項目が動きの判定感度しかなかったため、動き検出の感度を下げると本来の動き画像にボケが生じ、動き検出の感度を上げると尾引きが生じる、といった課題がある。
【００１０】
また、図７で例示したフレーム巡回の３Ｄ−ＮＲ回路においては、フレームメモリが巡回ＮＲ処理用と動き検出用に２つ必要となる。一方、図５で例示した３Ｄ−ＮＲ回路では、フレームメモリ１０１はＮＲ処理回路１０２と動き検出回路１０３との共用とすることが可能であるが、信号幹線にフレームメモリ１０１が入ってしまい、メモリ容量削減のために圧縮を施す構成にすると、圧縮によるエラーがそのまま出力或いは蓄積して出力される可能性があり、圧縮エラーが存在すると画質に悪影響を及ぼす。このように、フレームメモリに圧縮（及び伸張）を施すなどの適用が困難となる。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、入力映像信号からノイズ信号を除去する際に、動き画像及び静止画像のいずれに対しても尾引きやボケを生ずることなく精確なノイズ除去が可能で、且つ、必要なフレームメモリの数及び容量を最小限に抑えることが可能な、３次元ノイズリダクション回路、及び該３次元ノイズリダクション回路を備えた映像信号処理装置、を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述のごとき課題を解決するために、以下の各技術手段により構成される。
第１の技術手段は、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該求めた差分信号を所定の閾値で閾値処理する閾値処理手段と、該閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号のフレーム間平均により、該現映像信号の時間的な低周波数成分を算出する低周波数成分算出手段と、前記現映像信号と、該現映像信号に対して前記低周波数成分算出手段で算出した時間的な低周波数成分の信号との差分により、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を算出する高周波数成分算出手段と、該算出した高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング処理手段と、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記コアリング処理手段の出力と前記低周波数成分算出手段の出力とを加算して出力する信号加算手段と、を備え、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記信号加算手段の出力を出力映像信号とし、それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号をそのまま出力映像信号として出力することを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該求めた差分信号を所定の閾値で閾値処理する閾値処理手段と、該閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号のフレーム間平均により、該現映像信号の時間的な低周波数成分を算出する低周波数成分算出手段と、前記現映像信号と、該現映像信号に対して前記低周波数成分算出手段で算出した時間的な低周波数成分の信号との差分により、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を算出する高周波数成分算出手段と、該算出した高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号のみを、ノイズ信号とみなしてそのまま或いは抑制して出力するコアリング処理手段と、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、該現映像信号から前記コアリング処理手段の出力を減算して出力する信号減算手段と、を備え、前記閾値処理手段で前記所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、前記信号減算手段の出力を出力映像信号とし、それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号をそのまま出力映像信号として出力することを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記閾値処理手段は、前記現映像信号のフレームである現フレームと該現フレームより時間的に前方向の前フレームとの差分、及び前記現フレームと該現フレームより時間的に後方向の後フレームとの差分、の双方のフレーム間差分を求め、該求めた各差分信号に対して閾値処理を施し、前記低周波数成分算出手段は、前記前フレーム，前記後フレームのうち、前記現フレームとの差分絶対値が小さいと判定されたフレームが一方であった場合には、前記差分絶対値が小さいと判定されなかったフレームに対しては該フレームの映像信号の代わりに前記現映像信号を、前記フレーム間平均の算出に用いることを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記入力映像信号を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された映像信号を遅延させた後に伸張する伸張手段と、をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００１６】
第５の技術手段は、第１乃至第４のいずれかの技術手段において、前記所定の振幅を変更する手段をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００１７】
第６の技術手段は、第１乃至第５のいずれかの技術手段において、前記所定の閾値を変更する手段をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００１８】
第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれかの技術手段において、前記所定の振幅は、前記所定の閾値付近で滑らかに接する関数で規定することを特徴としたものである。
【００１９】
第８の技術手段は、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、前記入力映像信号を１又は数フレーム周期遅延させるフレームメモリと、該フレームメモリで遅延させた１つ前の入力映像信号である前映像信号と前記入力映像信号である現映像信号との差分絶対値を算出する差分器と、該差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する比較器と、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記前映像信号を他方の入力端子とし、前記比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記前映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替えるスイッチと、前記現映像信号と前記スイッチから出力された映像信号とを平均化して、前記現映像信号の時間的な低周波数成分を出力するローパスフィルタと、前記現映像信号と前記ローパスフィルタから出力された低周波数成分の信号とを差分し、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を出力するハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタから出力された高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング回路と、該コアリング回路からの出力と前記ローパスフィルタからの出力とを加算して、出力映像信号として出力する加算器と、を備えたことを特徴としたものである。
【００２０】
第９の技術手段は、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路であって、前記入力映像信号を１又は数フレーム周期遅延させる第１のフレームメモリと、該第１のフレームメモリから出力された遅延映像信号を、さらに１又は数フレーム周期遅延させる第２のフレームメモリと、該第２のフレームメモリで遅延させた２つ前の入力映像信号である前映像信号と前記第１のフレームメモリで遅延させた１つ前の入力映像信号である現映像信号との差分絶対値を算出する第１の差分器と、前記入力映像信号である後映像信号と前記第１のフレームメモリから出力された現映像信号との差分絶対値を算出する第２の差分器と、前記第１の差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する第１の比較器と、前記第２の差分器で算出された差分絶対値を所定の閾値と比較する第２の比較器と、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記前映像信号を他方の入力端子とし、前記第１の比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記前映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替える第１のスイッチと、前記現映像信号を一方の入力端子とし、前記後映像信号を他方の入力端子とし、前記第２の比較器における比較により前記差分絶対値が前記所定の閾値より小さいと判定された時に前記後映像信号を出力し、それ以外の時に前記現映像信号を出力するよう切り替える第２のスイッチと、前記現映像信号と前記第１のスイッチから出力された映像信号と前記第２のスイッチから出力された映像信号とを平均化して、前記現映像信号の時間的な低周波数成分を出力するローパスフィルタと、前記現映像信号と前記ローパスフィルタから出力された低周波数成分の信号とを差分し、前記現映像信号の時間的な高周波数成分を出力するハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタから出力された高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号を、ノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力するコアリング回路と、該コアリング回路からの出力と前記ローパスフィルタからの出力とを加算して、出力映像信号として出力する加算器と、を備えたことを特徴としたものである。
【００２１】
第１０の技術手段は、第８又は第９の技術手段において、前記フレームメモリの前段に設けられた、前記入力映像信号を圧縮する圧縮器と、前記フレームメモリの後段に設けられた、前記圧縮器で圧縮された入力映像信号を伸張する伸張器と、をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００２２】
第１１の技術手段は、第８乃至第１０のいずれかの技術手段において、前記所定の振幅を変更する手段をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００２３】
第１２の技術手段は、第８乃至第１１のいずれかの技術手段において、前記所定の閾値を変更する手段をさらに備えたことを特徴としたものである。
【００２４】
第１３の技術手段は、第８乃至第１２のいずれかの技術手段において、前記所定の振幅は、前記所定の閾値付近で滑らかに接する関数で規定することを特徴としたものである。
【００２５】
第１４の技術手段は、第１乃至第１３のいずれかの技術手段における３次元ノイズリダクション回路を備えた映像信号処理装置である。
【００２６】
第１５の技術手段は、第１乃至第７のいずれかの技術手段における３次元ノイズリダクション回路とを備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、前記フレーム間差分された映像信号に対し、動きを検出する手段と、動きを検出した映像信号に対し、前記液晶セルに通常より高い電圧を印加するよう補正する手段と、を有し、前記それ以外の現映像信号に対しては、該現映像信号の代わりに、前記補正した後の映像信号を、出力映像信号として出力することを特徴としたものである。
【００２７】
第１６の技術手段は、第８乃至第１３のいずれかの技術手段における３次元ノイズリダクション回路とを備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、前記フレーム間差分された映像信号に対し、動きを検出する手段と、動きを検出した映像信号に対し、前記液晶セルに通常より高い電圧を印加するよう補正する手段と、を有し、前記スイッチにおける前記一方の入力端子に、前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力し、且つ、前記ローパスフィルタへ入力する前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力し、前記ハイパスフィルタへ入力する前記現映像信号の代わりに前記補正した後の映像信号を入力することを特徴としたものである。
【００２８】
第１７の技術手段は、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路を備え、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置であって、液晶セルの応答性を早める回路をさらに備え、ノイズ低減処理対象の前記入力映像信号である現映像信号に対し、該現映像信号のフレーム間差分を求め、該フレーム間差分の絶対値が所定の閾値より大きいとき前記回路を機能させ、それ以外のときには前記３次元ノイズリダクション回路を機能させることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、入力映像信号からノイズ信号を除去する際に、動き画像及び静止画像のいずれに対しても尾引きやボケを生ずることなく精確なノイズ除去が可能で、且つ、必要なフレームメモリの数及び容量を最小限に抑えることが可能となる。また、本発明によれば、液晶表示装置に適用するに際しオーバードライブ回路を併用することで、動きと判定された信号に対しても動きボケを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る３次元ノイズリダクション回路の一構成例を示すブロック図で、図中、１は３次元ノイズリダクション回路（３Ｄ−ＮＲ回路）、１１は圧縮回路、１２はフレームメモリ、１３は伸張回路、１４は閾値処理回路、１５は常数メモリ、１６はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１７は減算器、１８はコアリング回路、１９は加算器、２１は減算器、２２は絶対値算出器、２３は比較器、２４はスイッチ、２５は加算器、２６は除算器である。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路は、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する回路であり、まず、入力されたデジタルの入力映像信号（入力画像信号とも謂える）が「動き」に該当するか「ノイズ」に該当するかを、フレーム間の差分に対する閾値処理によって判定（予想）し、ノイズと予想された入力映像信号に対してのみ、且つその時間的な高周波数成分のみをコアリング処理を実行してノイズを除去する。一方で、「動き」と判定されたフレームの入力映像信号は、差し引きで同じ信号が出力される。また、本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路は、デジタル信号を取り扱うことから、３次元デジタルノイズリダクション回路（３Ｄ−ＤＮＲ回路）とも謂える。なお、アナログ信号を取り扱う場合には、Ａ／Ｄ変換器が３Ｄ−ＤＮＲ回路の前段に挿入されることとなる。
【００３２】
ここでフレーム間とは、現フレーム（３Ｄ−ＮＲ処理の対象のフレーム）とその１又は数フレーム前のフレームとの間、或いは、現フレームとその１又は数フレーム後のフレームとの間を意味する。従って、現フレームと前フレームとのフレーム間の差分とは、現フレームの映像信号と、その映像信号から１又は数フレーム周期遅延させた信号との差分を意味し、現フレームと後フレームとのフレーム間の差分とは、現フレームの映像信号と、その映像信号から１又は数フレーム周期後に入力させた信号との差分を意味する。勿論、フレーム間の差分の代わりに、奇フィールド間の差分、或いは偶フィールド間の差分、或いはフレーム内補間を施した後のフィールド間の差分を採用してもよく、その場合、ここで説明する３Ｄ−ＮＲ回路のその他の構成要素も、差分した入力映像信号間での処理を実行する構成要素となる。
【００３３】
図１で例示する３Ｄ−ＮＲ回路１は、フレームメモリ１２，閾値処理回路１４，ＬＰＦ１６，減算器１７，コアリング回路１８，加算器１９を、少なくとも備えるものとする。この３Ｄ−ＮＲ回路１は、勿論、これら構成要素の代替となる回路での構成も可能であり、また、好ましくは常数メモリ１５を備えるものとする。
【００３４】
フレームメモリ１２は、デジタル信号である入力映像信号を遅延させるためのメモリで、汎用のＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを採用してもよいが、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ機能をもつメモリ）を採用することがメモリ制御の容易性の点から好ましい。なお、フレームメモリ１２は、フィールド間での処理を実行する場合にはフィールドメモリと呼ばれる。図１で例示する３Ｄ−ＮＲ回路１においては、フレームメモリ１２のメモリ容量削減のため、その前段に入力映像信号を圧縮する圧縮回路１１を備え、圧縮回路１１から出力された圧縮映像信号がフレームメモリ１２に入力されるよう構成されている。また、フレームメモリ１２からの出力である圧縮映像信号を伸張するための伸張回路１３を、フレームメモリ１２の後段に備えている。
【００３５】
閾値処理回路１４は、閾値処理手段の一例としての回路であり、入力映像信号（現フレームの映像信号）と遅延映像信号（例えば１フレーム前の映像信号）との差分をとり、絶対値化して閾値処理する。差分絶対値が常数の閾値より大きい場合（又は常数の閾値以上の場合）、現信号をそのまま出力し、常数の閾値以下の場合（又は常数の閾値より小さい場合）にのみ、１フレーム前の信号をＬＰＦ１６に送り出す。閾値処理回路１４は、このように、動きエッジ適応動作をさせるための基本的な構成を成し、その閾値処理は、入力映像信号が「動きを含むもの」であるか「ノイズを含むもの」であるかを分ける処理となっており、或る一定レベル以下（又は或る一定レベル未満）の時にはノイズが存在するものとする。この処理により、フレーム差分が或る閾値より小さいとき（或いは閾値以下のとき）のみ、後段でコアリング処理が施されるようになる。
【００３６】
今、ｎ個の画素Ｐ１〜Ｐｎから出力される映像信号（画像信号）によって１フレームの映像信号が得られるものとし、画素Ｐｘより出力された映像信号が入力端子に入力されたときの動作を例にして、３Ｄ−ＮＲ回路１の動作を説明する。このとき、画素Ｐ１〜Ｐｎから出力される映像信号において、現フレームの映像信号をｐ１〜ｐｎ、前フレームの映像信号をｐａ１〜ｐａｎとする。また、画素Ｐｘに対応する位置の前フレームの画素を画素Ｐａｘとする。なお、本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路での各処理における処理単位は、画素単位であることに限らず、それより短い期間又は長い期間の信号単位であってもよく、例えば、ブロック単位など複数の画素単位であってもよい。
【００３７】
図１で例示する閾値処理回路１４は、減算器（差分器）２１，絶対値算出器２２，比較器２３，スイッチ２４を備える。画素Ｐｘからの現フレームの映像信号ｐｘが入力端子に入力されると、画素Ｐｘの前フレームの映像信号ｐａｘがフレームメモリ１２から減算器２１に出力される。減算器２１は、入力映像信号として画素Ｐｘの映像信号ｐｘと、フレームメモリ１２からの出力である１フレーム前の遅延映像信号として画素Ｐａｘの映像信号ｐａｘと、を入力し、それらを減算して差分信号ｐｘ−ｐａｘを算出し、絶対値算出器２２に出力する。絶対値算出器２２は、減算器２１から入力された差分信号に対し、その絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜を算出し、比較器２３に出力する。なお、ここでの差分及びその絶対値は、それら映像信号の信号値の差分及びその絶対値であってもよいが、信号処理単位を画素単位とした場合には、それらの映像信号が示す画素値同士の差分値及びその絶対値であってもよい。
【００３８】
比較器２３は、絶対値算出器２２から入力された差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜と、常数メモリ１５に記憶されている常数（Ｍとする）とを比較し、その結果をスイッチ２４に出力する。ここで、常数メモリ１５は、常数Ｍを記憶しておくメモリであり、基本的に閾値処理回路１４（或いは比較器２３）にその構成要素として含まれるものである。但し、常数メモリ１５において記憶される所定の閾値（常数Ｍ）は、書き換え可能とすることが特に好ましく、所定の閾値を変更する手段を３Ｄ−ＮＲ回路にさらに備えるとよい。
【００３９】
スイッチ２４は、その入力端子が２つ（端子Ａ，Ｂ）備えられ、ＬＰＦ１６（加算器２５）へ出力する映像信号を、端子Ａ，Ｂのいずれかの端子から入力された映像信号とするかを切り替える。端子Ａは、入力映像信号をそのまま入力する端子であり、端子Ｂは、閾値処理回路１４へ入力される映像信号（すなわちフレームメモリ１２から出力される映像信号）をそのまま入力する端子である。図１の例では、圧縮・伸張を実行する構成となっており、端子Ｂは伸張回路１３からの出力が入力されるよう構成されている。
【００４０】
また、ＬＰＦ１６における加算器２５に入力される一方の信号は入力映像信号であり、他方の映像信号は遅延映像信号若しくは入力映像信号であり、スイッチ２４は、その切り替えを、比較器２３による常数Ｍとの閾値処理の結果に基づいて実行している。すなわち、スイッチ２４は、比較器２３による常数Ｍとの閾値処理の結果に基づいて、ＬＰＦ１６で加算されるべき２つの映像信号を、入力映像信号ｐｘ及び遅延映像信号ｐａｘにするのか、入力映像信号ｐｘ及び同じ入力映像信号ｐｘにするのか、を制御する。このように、スイッチ２４は、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜の出力が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、ＬＰＦ１６における加算器２５への入力を端子Ａに切り替え、ＬＰＦ１６の加算器２５で加算される他方の映像信号を、入力映像信号にする。逆に、スイッチ２４は、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜の出力が常数Ｍ以下の場合（常数Ｍより小さい場合）、ＬＰＦ１６における加算器２５への入力を端子Ｂに切り替え、ＬＰＦ１６の加算器２５で加算される他方の映像信号を、遅延映像信号にする。
【００４１】
ＬＰＦ１６は、入力映像信号とスイッチ２４から出力された映像信号とを平均化して、入力映像信号の時間的な低周波数成分を出力する低域通過フィルタであり、前述の低周波数成分算出手段の一例となっている。なお、低周波数成分算出手段は、結果として、閾値処理手段で所定の閾値より小さいと判定された入力映像信号（現映像信号）に対してのみ、現映像信号の時間的な低周波数成分を算出すればよい。
【００４２】
図１で例示するＬＰＦ１６は、加算器２５及び除算器２６を備える。加算器２５は、上述のごとく、入力映像信号ｐｘと、スイッチ２４により選択された入力映像信号ｐｘ或いは遅延映像信号ｐａｘとのいずれかの映像信号と、を加算し、除算器２６に出力する。除算器２６は、加算器２５から入力された加算結果を２で除算し、減算器１７及び加算器１９に出力する。従って、ＬＰＦ１６は、上述の差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、「動き」とみなし、「動き」とみなされた入力映像信号ｐｘはそのまま出力されることとなる。逆に、ＬＰＦ１６は、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜の出力が常数Ｍ以下の場合（常数Ｍより小さい場合）、「ノイズが存在する」とみなし、「ノイズが存在する」とみなされた入力映像信号ｐｘはそのまま出力されず、前フレームの映像信号ｐａｘとの平均化信号（ｐｘ＋ｐａｘ）／２、すなわち時間的な低周波数成分が出力されることとなる。勿論、除算器２６は、加算器２５から入力された加算結果を０．５倍する乗算器であってもよく、同じ機能は、１ビットシフトさせるビットシフト回路でも容易に実現可能である。
【００４３】
減算器１７は、入力映像信号ｐｘとＬＰＦ１６（除算器２６）からの出力（ｐｘ又は（ｐｘ＋ｐａｘ）／２）とを入力し、それらを減算して高周波数域の信号（０又は（ｐｘ−ｐａｘ）／２）を求め、コアリング回路１８に出力する。このように、減算器１７は、前述の高周波数成分算出手段の一例としての回路であり、入力映像信号の時間的な高周波数成分を出力するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）として機能する。コアリング回路１８は、前述のコアリング処理手段の一例としての回路であり、減算器１７からの出力をコアリング処理（後述）し、加算器１９に出力する。加算器１９は、前述の信号加算手段の一例としての回路であり、コアリング回路１８からの出力と、ＬＰＦ１６（除算器２６）からの出力と、を加算して、出力映像信号として出力する。
【００４４】
図２は、図１の３次元ノイズリダクション回路におけるコアリング回路で実行されるコアリング処理の例を説明するための図、図２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なるコアリング処理の例を説明するための図である。以下、図２を併せて参照して、コアリング回路１８におけるコアリング処理について説明する。
【００４５】
コアリングは、算出した高周波数成分の信号のうち、小さな振幅の信号を通さないようにする処理であり、所定の振幅より小さな振幅の信号をノイズ信号とみなして除去或いは抑制して出力する処理である。
【００４６】
例えば、図２（Ａ）に示すように、コアリング回路１８に入力された差分信号ｄ（＝０又は（ｐｘ−ｐａｘ）／２）が、或る２つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２に基づいて、Ｔｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅であるとき（Ｔｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき）、その部分の出力を出力Ｇ２（＝０）とする。なお、振幅とは信号値を指す。一方、入力された信号ｄが、ｄ≦Ｔｈ１，ｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、その部分の出力をそれぞれ出力Ｇ１（ｄ）＝ｄ，Ｇ３（ｄ）＝ｄとする。但し、Ｔｈ１＜０，Ｔｈ２＞０とし、好ましくは、｜Ｔｈ１｜＝Ｔｈ２とする。さらに、これらの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は適時変化させる（図２（Ａ）においては左右に変化させる）ことを可能としてもよい。このため、３Ｄ−ＮＲ回路１には、所定の振幅を変更する手段をさらに備えることが好ましい。なお、ここでのコアリング処理において、等号はいずれにつけてもよい。
【００４７】
コアリング回路１８に入力される信号ｄのうちコアリング処理が施される信号ｄ＝（ｐｘ−ｐａｘ）／２は、ＬＰＦ１６において、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜の出力が常数Ｍ以下（常数Ｍより小さい）であると判定された入力映像信号、すなわち「ノイズが存在する」とみなされた入力映像信号ｐｘに対するものであり、且つ、その時間的な低周波数成分（ｐｘ＋ｐａｘ）／２に基づき減算器１７で減算された高周波数成分（ｐｘ−ｐａｘ）／２となる。このことは、「ノイズが存在する」とみなされた入力映像信号であって、且つその時間的な高周波数成分のみが、コアリング処理されることを意味する。
【００４８】
コアリング回路１８におけるコアリング処理は、このように、「ノイズが存在する」とみなされた入力映像信号であって、且つその時間的な高周波数成分の信号のみを、その処理対象とし、小さな振幅の信号を通さないように抑制する。すなわち、コアリング回路１８では、その処理対象の信号のうち、小さな振幅の信号は擬似的にノイズ信号であるとみなし、その擬似的なノイズ信号を落とす。
【００４９】
一方、コアリング回路１８に入力された信号ｄが常にｄ＝０となる場合には、コアリング回路１８におけるコアリング処理がなされないのと同じであり、このことは、ＬＰＦ１６において、上述の差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、「動き在り」とみなし、「動き在り」とみなされた入力映像信号ｐｘについては、コアリング処理が施されないことを意味する。このように、差分絶対値が閾値を超える（或いは閾値以上）ときは、現信号が２回足され、１／２されて、再度現信号と引き算されるが、この成分は出てこないためコアリングの影響は受けない。従って、輪郭のようなエッジ部分は、コアリング処理が施されず、正しく保持される。
【００５０】
コアリング回路１８を介した信号は、上述のごとくＨＰＦ成分にだけコアリングされた信号であり、最後に、加算器１９において、ＬＰＦ成分と合成して出力映像信号となる。この結果、図２（Ａ）のコアリング処理を施す場合を例とすると、入力映像信号ｐｘに対して、（Ｉ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜≧Ｍの場合、出力映像信号はｐｘとなり、（ＩＩ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍの場合、ｄ＝（ｐｘ−ｐａｘ）／２であり、（ｉ）信号ｄがＴｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（ｐｘ＋ｐａｘ）／２となり、前フレームと現フレームとから出力映像信号が求まり、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦Ｔｈ１又はｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号はｐｘとなる。なお、ここでの計算は、コアリング回路１８の処理対象を現フレームの映像信号の高周波数成分としたもの、すなわち減算器１７の減算方向を（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ１６の出力）とした結果である。なお、減算器１７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（ｐｘ−ｐａｘ）／２、（ｉｉ）での信号はｐａｘとなり、前フレームそのままの信号となるが、（ＩＩ）（ｉｉ）の場合は、閾値処理回路１４においてノイズと予想された信号であるがコアリングによりノイズと判断する信号でないので、現フレームそのままの信号を出すように、減算器１７では前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ１６の出力））の方を採用することが好ましい。なお、ここで、上述の各処理における等号はいずれにつけてもよい。
【００５１】
次に、図２（Ｂ）を参照して、コアリング回路１８において実行されるコアリング処理の他の例を説明する。図２（Ｂ）に例示するコアリング処理は、入力された信号ｄ（＝０又は（ｐｘ−ｐａｘ）／２）が、或る２つの閾値ＴｈＳ１，ＴｈＳ２に基づいて、ＴｈＳ１＜ｄ≦０，０＜ｄ＜ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力をそれぞれ出力ＧＳ２，ＧＳ３とする。
【００５２】
ＧＳ２，ＧＳ３は、図２に示すように、例えば、ＧＳ３とＧＳ４、ＧＳ２とＧＳ１が、ＴｈＳ１，ＴｈＳ２付近で滑らかに接するような関数で規定されたものを用いるとよい。入力ｄに対する出力の関数ＧＳの形は、例えば、ＴｈＳ１＜ｄ＜ＴｈＳ２では、ＧＳ（ｄ）＝ｓｇｎ（ｄ）×Ａ×０.５（１−ｃｏｓ（α×｜ｄ｜））、それ以外では、ＧＳ（ｄ）＝ｄなどが挙げられる。ここにＡやαは係数であり、固定値でも良いが、画像に応じて調整することもできる。固定値の一例としてはＡ＝１１.３、α＝０.２５で、この場合、Ｔｈ（ＴｈＳ１，ＴｈＳ２）は概ね±８になり、このポイントで滑らかに接するようになる。特に、関数ＧＳ２，ＧＳ３（の形状）を図２（Ｂ）のごとく変化させると、閾値を超えたときに急峻に処理が切り替わることによる画質への悪影響を減じて、滑らかな変化にすることができる利点がある。また、ＧＳ２，ＧＳ３は、入力ｄに対し、ＧＳ２（ｄ），ＧＳ３（ｄ）＝ｄ３など、滑らかに変化するものでもよい。一方、入力された信号ｄが、ｄ≦ＴｈＳ１，ｄ≧ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力をそれぞれ出力ＧＳ１（ｄ）＝ｄ，ＧＳ４（ｄ）＝ｄとする。但し、ＴｈＳ１＜０，ＴｈＳ２＞０とし、好ましくは、｜ＴｈＳ１｜＝ＴｈＳ２とする。さらに、これらの関数ＧＳ２，ＧＳ３（の形状）及び（基本的にそれに伴う）閾値ＴｈＳ１，ＴｈＳ２を適時変化させることソフトコアリングを可能とすることが好ましい。このため、上述したように、３Ｄ−ＮＲ回路１には、所定の振幅を変更する手段をさらに備えることが好ましい。なお、ここでのコアリング処理において、等号はいずれにつけてもよい。
【００５３】
コアリング回路１８を介した信号は、上述のごとくＨＰＦ成分にだけコアリングされた信号であり、最後に、加算器１９において、ＬＰＦ成分と合成して出力映像信号となる。この結果、図２（Ｂ）のコアリング処理を施す場合を例（ＧＳ２（ｄ），ＧＳ３（ｄ）＝ｄ３の例）とすると、入力映像信号ｐｘに対して、（Ｉ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜≧Ｍの場合、出力映像信号はｐｘとなり、（ＩＩ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍの場合、（ｉ）信号ｄがＴｈＳ１＜ｄ＜ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（ｐｘ＋ｐａｘ）／２＋（（ｐｘ−ｐａｘ）／２）３、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦ＴｈＳ１又はｄ≧ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（ｐｘ−ｐａｘ）／２＋（ｐｘ＋ｐａｘ）／２＝ｐｘとなる。なお、減算器１７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（ｐｘ−ｐａｘ）／２、（ｉｉ）での信号はｐａｘとなり、前フレームそのままの信号となるが、減算器１７の減算方向は前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ１６の出力））の方が好ましい。勿論、ここで、各処理における等号はいずれにつけてもよい。
【００５４】
なお、図２（Ａ），（Ｂ）を参照して、コアリング処理を説明したが、上述の３Ｄ−ＮＲ回路１と同等の回路構成として、加算器１９の代わりに、コアリング回路１８から出力された信号を入力映像信号から減算する減算器を備え、コアリング回路１８ではノイズ信号とみなす成分（擬似的なノイズ信号）を、例えば図２（Ａ）でのＴｈＳ１＜ｄ＜ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき該当する部分のＧ２＝ｄで、ｄ≦ＴｈＳ１又はｄ≧ＴｈＳ２に該当する振幅をもつとき該当する部分のＧ１（ｄ），Ｇ３（ｄ）＝０とするようなコアリング処理により抽出し、上述の減算器にてその抽出した信号を入力映像信号から差し引くことでノイズ信号を除去し、除去後の信号を出力映像信号とするように回路を構成してもよい。なお、この形態の場合、コアリング処理手段では、算出した高周波数成分の信号のうち、所定の振幅より小さな振幅の信号のみを、ノイズ信号とみなしてそのまま或いは抑制して出力し、上述の減算器を一例とする信号減算手段において、閾値処理手段で所定の閾値より小さいと判定された現映像信号に対してのみ、現映像信号からコアリング処理手段の出力を減算して出力するとよい。
【００５５】
また、この回路構成と同等の回路構成として、コアリング回路１８ではノイズ信号とみなす成分（擬似的なノイズ信号）をコアリング処理により抽出し、その抽出した信号を減算器１７の出力から差し引くことでノイズ信号を除去し、除去後の信号を加算器１９にてＬＰＦ１６の出力信号と加算することで、出力映像信号を得るように回路を構成してもよい。
【００５６】
上述のごとく、本実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路では、調整項目は、閾値（比較器２３で比較する常数Ｍ）及びコアリング処理の２つ備える。このうち閾値（常数Ｍ）は、従来技術による動き検出感度に相当する調整項目である。他方、コアリング処理は、ＮＲの効きの程度を調整する調整項目であり、コアリングが控えめになるようコアリング閾値（及びコアリング関数）を設定することで、どのような映像信号でも破綻無く、十分なＮＲ効果を得ることが可能となる。従って、本発明では、ＮＲの効きの調整とは独立して、動き検出の観点から最適点に合わせ込むことが可能となっている。すなわち、本発明は、調整項目を増やすことで、最適な調整を可能としている。
【００５７】
従来技術による回路ではノイズ除去の際に周波数特性しか見ていなかったが、本発明に係るこの方式は、ハイパスフィルタで抜きとることができる信号をノイズの可能性がある信号とし変化のある点だけを抽出でき、さらに、その振幅を直接見て、コアリングで処理し、振幅が或る値以下の場合（小さな変化の場合のみ）、ノイズ信号とみなして出力しない或いは出力を抑えるようにしている。従って、本発明によれば、尾引も無く、ＮＲの効果は高い。さらに、本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路においては、フレームメモリの数及び容量を最小限に抑えた構成とすることが可能であり、また、圧縮・伸張を実行する回路例を採用して、圧縮エラーがあった場合でも、閾値処理回路１４の作用で勝手にオリジナルの信号に置き換わるため、その圧縮エラーが伝搬して出力されることはない。上述のごとく、本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路によれば、圧縮エラーの蓄積無くフレームメモリでの圧縮が可能であり、且つ強力なＮＲの効果が得られ、尾引も生じることはない。
【００５８】
図３は、本発明の他の実施形態に係るノイズリダクション回路の一構成例を示すブロック図である。図中、３１は圧縮回路、３２ａ，３２ｂはフレームメモリ、３３ａ，３３ｂ，３３ｃは伸張回路、３４ａ，３４ｃは閾値処理回路、３５は常数メモリ、３６はＬＰＦ、３７は減算器、３８はコアリング回路、３９は加算器、４１ａ，４１ｃは減算器、４２ａ，４２ｃは絶対値算出器、４３ａ，４３ｃは比較器、４４ａ，４４ｃはスイッチ、４５は加算器、４６は除算器である。
【００５９】
本発明の他の実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路３は、図１で説明した３Ｄ−ＮＲ回路１において、前フレーム或いは後フレームの映像信号だけでなく、前後のフレームの映像信号を用いて３Ｄ−ＮＲ処理をより精度良く実行する回路である。本実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路は、時間軸の中でノイズ成分を低減する回路であり、まず、入力された入力映像信号（入力画像信号とも謂える）が「動き」に該当するか「ノイズ」に該当するかを、そのフレームの前後のフレームとの差分に対する閾値処理によって判定（予想）し、ノイズと予想された入力映像信号に対してのみ、且つその時間的な高周波数成分のみ、コアリング処理を実行してノイズを除去する。一方で、「動き」と判定されたフレームの入力映像信号は、差し引きで同じ信号が出力される。なお、フレーム間の差分の代わりに、３つの奇フィールド間の差分、或いは３つの偶フィールド間の差分、或いはフレーム内補間を施した後の３つのフィールド間の差分を採用してもよく、その場合、３Ｄ−ＮＲ回路のその他の構成要素は、差分した入力映像信号間での処理をそれぞれ実行する構成要素となる。
【００６０】
図３で例示する３Ｄ−ＮＲ回路３は、少なくとも、２つのフレームメモリ３２ａ，３２ｂ、前後のフレームとの差異に基づいて閾値処理するための２つの閾値処理回路３４ａ，３４ｃ、ＬＰＦ３６，減算器３７，コアリング回路３８，加算器３９を備えるものとする。この３Ｄ−ＮＲ回路３は、勿論、これら構成要素の代替となる回路での構成も可能であり、また、好ましくは常数メモリ３５を備えるものとする。なお、本実施形態の３Ｄ−ＮＲ回路３を説明するに当り、図１と共に上述した３Ｄ−ＮＲ回路１及びその応用形態や効果に関する説明と重複する部分は、適時省略するものとする。
【００６１】
圧縮回路３１は、図１の圧縮回路１１に相当する。また、フレームメモリ３２ａ，３２ｂは、入力映像信号を遅延させ、それぞれ前フレームの映像信号，現フレームの映像信号を出力するためのフレームメモリで、それぞれは図１のフレームメモリ１２と同じである。本実施形態においては、後フレームの映像信号が入力されたときの動作を説明し、フレームメモリ３２ｂによって１フレーム遅延させたフレームの映像信号を、現フレームの入力映像信号として説明する。伸張回路３３ａ、伸張回路３３ｂ、伸張回路３３ｃは、それぞれ、前フレーム、現フレーム、後フレームに対応した、図１の伸張回路１３と同じ伸張回路であり、厳密には、それぞれ、入力映像信号の２つ前のフレームに対する伸張回路、入力映像信号の１つ前のフレームに対する伸張回路、入力映像信号の現フレームに対する伸張回路となる。３Ｄ−ＮＲ回路３では、現フレームの映像信号をフレームメモリ３２ｂ（伸張回路３３ｂ）からの出力で得て、その前のフレーム（前フレーム）の映像信号を、フレームメモリ３２ｂの出力がさらに入力されたフレームメモリ３２ａ（伸張回路３３ａ）からの出力で得て、後フレームの映像信号を入力映像信号から直接（伸張回路３３ｂを経て）得る。
【００６２】
閾値処理回路３４ａ、閾値処理回路３４ｃは、閾値処理回路１４と基本的に同じ回路であるが、それぞれ、前フレームと現フレームとの間、後フレームと現フレームとの間の差分絶対値に基づく閾値処理を実行する回路である。従って、閾値処理回路３４ａは、入力映像信号（現フレームの映像信号）と遅延映像信号（前フレームの映像信号）との差分をとり、絶対値化して閾値処理する。同じく、閾値処理回路３４ｃは、入力映像信号（現フレームの映像信号）と後から入力された映像信号（後フレームの映像信号）との差分をとり、絶対値化して閾値処理する。
【００６３】
閾値処理回路３４ａ，３４ｃにおいては、その他、図１における減算器２１、絶対値算出器２２、比較器２３、スイッチ２４に相当する構成要素が、それぞれ、減算器４１ａ，４１ｃ、絶対値算出器４２ａ，４２ｃ、比較器４３ａ，４３ｃ、スイッチ４４ａ，４４ｃとして具備されている。なお、常数メモリ３５は、図１の常数メモリ１５と同じであり、比較器４３ａ，４３ｃに対して基本的に同じ常数Ｍを用いるようにするとよい。閾値処理回路３４ａでの閾値処理は、差分絶対値が常数の閾値より大きい場合（又は常数の閾値以上の場合）、現信号（フレームメモリ３２ｂからの現フレームの信号）をそのまま出力し、常数の閾値以下の場合（又は常数の閾値より小さい場合）にのみ、フレームメモリ３２ａからの前フレーム（ここでは１フレーム前で例示）の信号をＬＰＦ３６に送り出す。閾値処理回路３４ｃでの閾値処理は、差分絶対値が常数の閾値より大きい場合（又は常数の閾値以上の場合）、現信号（フレームメモリ３２ｂからの現フレームの信号）をそのまま出力し、常数の閾値以下の場合（又は常数の閾値より小さい場合）にのみ、フレームメモリを介さない後フレーム（ここでは１フレーム後で例示）の信号をＬＰＦ３６に送り出す。これらの処理により、フレーム差分が或る閾値より小さいとき（或いは閾値以下のとき）のみ、後段でコアリング処理が施されるようになる。
【００６４】
今、図１及び図２で説明した実施形態と同様に、ｎ個の画素Ｐ１〜Ｐｎから出力される映像信号（画像信号）によって１フレームの映像信号が得られるものとし、画素Ｐｘより出力された映像信号がフレームメモリ３２ｂに入力されたときの動作を例にして、３Ｄ−ＮＲ回路３の動作を説明する。このとき、画素Ｐ１〜Ｐｎから出力される映像信号において、現フレームの映像信号をｐ１〜ｐｎ、前フレームの映像信号をｐａ１〜ｐａｎ、後フレームの映像信号（入力端子に入力された映像信号）をｐｃ１〜ｐｃｎとする。また、画素Ｐｘに対応する前フレーム，後フレームの画素を、それぞれ画素Ｐａｘ，Ｐｃｘとする。
【００６５】
画素Ｐｃｘからの後フレームの映像信号ｐｃｘが入力端子に入力されると、後フレームの映像信号が減算器４１ｃに出力され、また、画素Ｐｃｘの１つ前のフレームである現フレームの映像信号ｐｘがフレームメモリ３２ｂから減算器４１ａ，４１ｂに出力され、さらに現フレームの映像信号ｐｘの１つ前のフレームである前フレームの映像信号ｐａｘがフレームメモリ３２ａから減算器４１ａに出力される。減算器４１ａ，４１ｃは、それぞれ差分信号ｐｘ−ｐａｘ，ｐｘ−ｐｃｘを算出し、それぞれ絶対値算出器４２ａ，４２ｃに出力する。絶対値算出器４２ａ，４２ｃは、それぞれ、入力された値の絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜，｜ｐｘ−ｐｃｘ｜を算出し、それぞれ比較器４３ａ，４３ｃに出力する。
【００６６】
比較器４３ａ，４３ｃは、絶対値算出器２２から入力された差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜と、常数メモリ１５に記憶されている常数（Ｍとする）とを比較し、その結果をスイッチ４４ａ，４４ｃに出力する。スイッチ４４ａ，４４ｃは、それぞれ入力端子が２つ備えられ、ＬＰＦ３６（加算器４５）へ出力する映像信号を、現フレームの入力映像信号（すなわちフレームメモリ３２ｂから伸張回路３３ｂを経て出力される映像信号）をそのまま入力する端子と、閾値処理回路３４ａ，３４ｃへ入力される映像信号（すなわちフレームメモリ３２ａから伸張回路３３ａを経て出力される映像信号，３Ｄ−ＮＲ回路３の入力端子から圧縮回路３１・伸張回路３３ｃを経て出力される映像信号）をそのまま入力する端子である。
【００６７】
また、ＬＰＦ３６における加算器４５に入力される信号は、１つ目の信号が現フレームの映像信号若しくは後フレームの映像信号、２つ目の映像信号が現フレームの映像信号、３つ目が現フレームの映像信号若しくは前フレームの映像信号であり、スイッチ４４ｃは１つ目の信号の切り替えを、スイッチ４４ａは３つ目の信号の切り替えを、それぞれ比較器４３ｃ，４３ａによる常数Ｍとの閾値処理の結果に基づいて実行している。スイッチ４４ｃは、差分絶対値｜ｐｘ−ｐｃｘ｜の出力が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、ＬＰＦ３６における加算器４５への入力を、後フレームの映像信号にし、それ以外の場合、現フレームの映像信号にする。同様に、スイッチ４４ａは、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜の出力が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、ＬＰＦ３６における加算器４５への入力を、前フレームの映像信号にし、それ以外の場合、現フレームの映像信号にする。
【００６８】
ＬＰＦ３６は、ＬＰＦ１６と基本的に同じであるが、加算器４５で加算される信号が３つあり、これに応じて除算器４６での除算も１／３倍になるような構成となっている。従って、ＬＰＦ３６は、上述の差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜，｜ｐｘ−ｐｃｘ｜が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、「動き」とみなし、「動き」とみなされた入力映像信号ｐｘはそのまま出力されることとなる。逆に、ＬＰＦ３６は、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜，｜ｐｘ−ｐｃｘ｜の出力が常数Ｍ以下の場合（常数Ｍより小さい場合）、「ノイズが存在する」とみなし、「ノイズが存在する」とみなされた入力映像信号ｐｘはそのまま出力されず、それぞれ、前フレームの映像信号ｐａｘを３つの平均に加味した値，後フレームの映像信号ｐｃｘを３つの平均に加味した値、すなわち時間的な低周波数成分が出力されることとなる。
【００６９】
減算器３７は、現フレームの入力映像信号ｐｘと、ＬＰＦ３６（除算器４６）からの出力、すなわちｐｘ，（２ｐｘ＋ｐａｘ）／３，（２ｐｘ＋ｐｃｘ）／３，（ｐｘ＋ｐａｘ＋ｐｃｘ）／３のいずれかとを入力し、それらを減算して高周波数域の信号を求め、コアリング回路３８に出力する。従って、減算器３７はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）として機能する。減算器３７からの出力信号ｄは、０，（ｐｘ−ｐａｘ）／３，（ｐｘ−ｐｃｘ）／３，（２ｐｘ−ｐａｘ−ｐｃｘ）／３のいずれかの高周波数成分となる。なお、ここで、減算器３７の減算方向によっては符号が入れ替わる。
【００７０】
コアリング回路３８は、図１のコアリング回路１８と基本的に同じ回路であり、減算器３７からの出力のうち小さな振幅の信号を通さないようにするコアリング処理を施し、加算器３９に出力する。加算器３９は、コアリング回路３８からの出力と、ＬＰＦ３６（除算器４６）からの出力と、を加算して、出力映像信号として出力する。コアリング回路３８に入力される信号ｄは、図１のコアリング回路１８と異なり、ＬＰＦ３６において、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜及び／又は｜ｐｘ−ｐｃｘ｜の出力が常数Ｍ以下（常数Ｍより小さい）であると判定された入力映像信号、すなわち前フレーム及び／又は後フレームとの差分の結果「ノイズが存在する」とみなされた現フレームの入力映像信号ｐｘに対するものであり、且つ、上述のごとくその時間的な低周波数成分に基づき減算器３７で減算された高周波数成分となる。
【００７１】
一方、コアリング回路３８に入力された信号ｄがｄ＝０の場合には、コアリング回路３８におけるコアリング処理がなされないのと同じであり、このことは、ＬＰＦ３６において、上述の差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜及び｜ｐｘ−ｐｃｘ｜が常数Ｍより大きい場合（或いは常数Ｍ以上の場合）、「動き在り」とみなし、「動き在り」とみなされた入力映像信号ｐｘについては、コアリング処理が施されないことを意味する。このように、差分絶対値が閾値を超える（或いは閾値以上）ときは、現信号が３回足され、１／３されて、再度現信号と引き算されるが、この成分は出てこないためコアリングの影響は受けない。従って、輪郭のようなエッジ部分は、コアリング処理が施されず、正しく保持される。
【００７２】
コアリング回路３８を介した信号は、上述のごとくＨＰＦ成分にだけコアリングされた信号であり、最後に、加算器３９において、ＬＰＦ成分と合成して出力映像信号となる。この結果、図２（Ａ）のコアリング処理を施す場合を例とすると、現フレームの入力映像信号ｐｘに対して、（Ｉ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜≧Ｍ且つ｜ｐｘ−ｐｃｘ｜≧Ｍの場合、減算器３７の出力はｄ＝０であり、最終的な出力映像信号はｐｘとなる。また、差分絶対値がそれ以外の場合には、次の（ＩＩ）〜（ＩＶ）のようになる。
【００７３】
（ＩＩ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍ且つ｜ｐｘ−ｐｃｘ｜≧Ｍの場合、ｄ＝（ｐｘ−ｐａｘ）／３であり、（ｉ）信号ｄがＴｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（２ｐｘ＋ｐａｘ）／３となり、前フレームと２倍の重み付けた現フレームとから出力信号が求まり、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦Ｔｈ１又はｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号はｐｘとなり、現フレームそのままの信号となる。なお、ここでの計算は、減算器３７の減算方向を（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ３６の出力）とした結果であり、減算器３７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（ｐｘ−ｐａｘ）／３、（ｉｉ）での信号は（ｐｘ＋２ｐａｘ）／３となり、現フレームと２倍の重み付けた前フレームとから出力信号が求まる。（ＩＩ）（ｉｉ）の場合は、閾値処理回路３４ａにおいてノイズと予想された信号であるがコアリングによりノイズと判断する信号でないので、現フレームそのままの信号を出すことは問題にはならず、従って、減算器３７の減算方向は、後者の場合には前フレームで現フレームの２倍の重み付けを行うことを鑑みると、前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ３６の出力））の減算方向の方が好ましい。
【００７４】
（ＩＩＩ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜≧Ｍ且つ｜ｐｘ−ｐｃｘ｜＜Ｍの場合、ｄ＝（ｐｘ−ｐｃｘ）／３であり、（ｉ）信号ｄがＴｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（２ｐｘ＋ｐｃｘ）／３となり、後フレームと２倍の重み付けた現フレームとから出力信号が求まり、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦Ｔｈ１又はｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号はｐｘとなり、現フレームそのままの信号が求まる。なお、減算器３７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（ｐｘ−ｐｃｘ）／３、（ｉｉ）での信号は（ｐｘ＋２ｐｃｘ）／３となり、現フレームと２倍の重み付けた後フレームとから出力信号が求まるが、現フレームそのままの信号となる方が好ましく、従って、（ＩＩ）の場合と同じく前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ３６の出力））の減算方向の方が好ましいことが分かる。
【００７５】
（ＩＶ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍ且つ｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍの場合、ｄ＝（２ｐｘ−ｐａｘ−ｐｃｘ）／３であり、（ｉ）信号ｄがＴｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（ｐｘ＋ｐａｘ＋ｐｃｘ）／３となり、現フレームと前フレームと後フレームとから出力信号が求まり、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦Ｔｈ１又はｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号はｐｘとなり、現フレームそのままの信号が求まる。なお、減算器３７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（２ｐｘ−ｐａｘ−ｐｃｘ）／３、（ｉｉ）での信号は（２ｐａｘ＋２ｐｃｘ−ｐｘ）／３となり、現フレームと２倍の重み付けた前フレーム及び後フレームとから出力信号が求まるが、現フレームそのままの信号となる方が好ましく、従って、（ＩＩ）,（ＩＩＩ）の場合と同じく前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ３６の出力））の減算方向の方が好ましいことが分かる。
【００７６】
なお、ここで、（Ｉ）〜（ＩＶ）における各処理における等号はいずれにつけてもよい。また、ここで、図２（Ｂ）を参照して説明したようなコアリング処理を採用してもよいことは言及するまでもない。さらに、図１で説明した３Ｄ−ＮＲ回路１と同様に、３Ｄ−ＮＲ回路３と同等の回路構成を採用してもよい。
【００７７】
本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路は、映像信号を処理する映像信号処理装置に具備されて、その映像信号の処理の前段として、或いは中間処理や後段処理として機能する。この映像信号処理装置は、例えばテレビジョン受像機，テレビジョン信号処理回路，プロジェクタ，ビデオプレーヤ，ＤＶＤプレーヤ等の映像再生装置に適用可能なものである。本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路を採用することで、特に、古いビデオテープやレンタルビデオなどのノイズの目立つテープを再生するときに画質の著しい向上がみられるが、それ以外の映像を再生する際にもノイズ除去の効果を発揮する。また、この映像信号処理装置においては、本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路と共に、動きが速いシーンを見易くクッキリと再現するための回路や、映像に応じて最適なフィルタをかける領域適応型ＮＲ回路、モスキートノイズを除去するモスキートＮＲ回路、ブロックノイズを除去するブロックＮＲ回路、デジタル３次元Ｙ（輝度信号）／Ｃ（色信号）分離回路など、様々な回路を併用して搭載することも可能である。デジタル３次元Ｙ（輝度信号）／Ｃ（色信号）分離回路等のＹ／Ｃ分離回路を併用する場合には、例えば、輝度信号，色信号のそれぞれ専用の閾値やコアリングの設定値を採用してもよい。
【００７８】
これらのうち、動きが速いシーンを見易くクッキリと再現するための回路としては、特に液晶パネルでの映像の表示に際し、液晶パネルの特性を把握して液晶の動作応答性をコントロールするＱｕｉｃｋ  Ｓｈｏｏｔ技術を生かしたＱＳ駆動回路などがある。以下に、このＱＳ駆動回路を本発明に係る３Ｄ−ＮＲ回路に組み込んだ例を説明する。ここで例示する映像信号処理装置は、図１及び図２で説明した３Ｄ−ＮＲ回路１にＱＳ回路を組み込んだ装置であり、出力映像信号は液晶表示装置の液晶表示領域に出力されるものとする。勿論、図３で説明した複数フレーム間での差分に基づく処理にも適用可能である。
【００７９】
図４は、本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図で、図中、５は３Ｄ−ＮＲ回路、５１は圧縮回路、５２はフレームメモリ、５３は伸張回路、５４は閾値処理回路、５５は常数メモリ、５６はＬＰＦ、５７は減算器、５８はコアリング回路、５９は加算器、６１は減算器、６２は絶対値算出器、６３は比較器、６４はスイッチ、６５は加算器、６６は除算器、７１はＱＳ駆動回路（以下、ＱＳ回路という）、７２はスイッチである。
【００８０】
なお、３Ｄ−ＮＲ回路５を備えた本実施形態の映像信号処理装置を説明するに当り、図１と共に上述した３Ｄ−ＮＲ回路１及びその応用形態や効果に関する説明と重複する部分は、基本的に省略するものとする。但し、３Ｄ−ＮＲ回路５，圧縮回路５１，フレームメモリ５２，伸張回路５３，閾値処理回路５４，常数メモリ５５，ＬＰＦ５６，減算器５７，コアリング回路５８，加算器５９，減算器６１，絶対値算出器６２，比較器６３，スイッチ６４，加算器６５，除算器６６は、それぞれ図１における、３Ｄ−ＮＲ回路１，圧縮回路１１，フレームメモリ１２，伸張回路１３，閾値処理回路１４，常数メモリ１５，ＬＰＦ１６，減算器１７，コアリング回路１８，加算器１９，減算器２１，絶対値算出器２２，比較器２３，スイッチ２４，加算器２５，除算器２６に対応する構成要素である。
【００８１】
閾値処理回路５４では、現フレームの入力信号とフレームメモリ５２からの伸張回路５３を経た前フレームの映像信号との差分絶対値を算出し、常数Ｍと比較して、スイッチ６４を制御する。
【００８２】
本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置は、上述したように、その特徴として、ＱＳ回路７１を備えるものとする。ＱＳ回路７１におけるＱＳ技術は、液晶モニタの画像表示領域に表示する輝度を高くして応答速度を速め、動画を表示した際にも物体の輪郭がぼやけるといった液晶の物理上の性質を改善する技術である。同技術は、動画像に対しては通常より高い電圧をかけることで、輝度を高くしており、オーバードライブ技術とも謂い、従ってＱＳ回路７１はオーバードライブ回路とも謂う。
【００８３】
ＱＳ回路７１は、３Ｄ−ＮＲ回路５における現フレームの入力映像信号と、フレームメモリ５２からの伸張回路５３を経た前フレームの映像信号と、に基づいて、画像の時間的な変化を検出し、変化時に、画像表示領域を形成する液晶セルに通常より高い電圧を印加するようコントローラで制御して、応答速度を速くしている。ＱＳ回路７１では、現フレームの入力映像信号（現映像信号）を、液晶セルに通常より高い電圧を印加するように補正して出力する。ここでの補正は、量子化を用いたものや画像圧縮を用いたものがあるが、後者の方が、誤差が高周波に分散されるため偽輪郭が発生せず好ましい。また、ＱＳ回路７１での画像圧縮方法として、Ｂｌｏｃｋ  Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＢＴＣ）を採用することで、比較的少ない回路規模で実現でき、且つ、圧縮されたデータ量は常に一定であるのでＱＳ回路のように実時間で画像データを処理しなければならない場合に適している。このように、ＱＳ回路７１では、動きを検出し、動きが速いシーンに対し通常より高い電圧を印加するように制御された信号（以下、ＱＳ補正後の映像信号という）を出力することで、最終的に動きが速いシーンに対し動きボケを解消して見やすくクッキリと再現する。
【００８４】
そして、３Ｄ−ＮＲ回路５においては、端子Ｄへの切り替えに対応する現フレームの映像信号、或いは、端子Ｃへの切り替えに対応する、検出した動きに基づいて補正したＱＳ補正後の映像信号のいずれかを用いる。但し、閾値処理回路５４の差分器６１への入力は、現フレームの映像信号と前フレームの映像信号となる。すなわち、閾値処理回路５４におけるスイッチ６４の端子Ａへの入力（つまり端子Ａ側が接続されたときのＬＰＦ５６における加算器６５への入力）と、ＬＰＦ５６における加算器６５への入力（スイッチ６４を介さない側の入力）と、減算器５７への入力（ＬＰＦ５６を介さない入力）と、の全ての入力が、端子Ｄ，端子Ｃへのスイッチングによって、現フレームからの映像信号，ＱＳ補正後の映像信号の間で切り替わる。
【００８５】
さらに、スイッチ６４とスイッチ７２とは連動しており、比較器６３の比較結果により、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜が常数Ｍより大きい（或いはＭ以上の）場合には、スイッチ６４は端子Ａに接続され、且つスイッチ７２は端子Ｃに接続され、一方、差分絶対値｜ｐｘ−ｐａｘ｜が常数Ｍ以下の（Ｍより小さい）場合には、スイッチ６４は端子Ｂに接続され、且つスイッチ７２は端子Ｄに接続される。
【００８６】
すなわち、「動きが存在する」と予想される、差分絶対値が常数Ｍより大きい（或いはＭ以上の）場合には、端子Ａ，端子Ｃに接続されることにより、ＬＰＦ５６への２つの入力及び減算器５７への入力が、ＱＳ回路７１から出力されたＱＳ補正後の映像信号になって、結果として、そのＱＳ補正後の映像信号、すなわち液晶の動画応答性を改善しクッキリと再現可能な映像信号が、出力映像信号として出力されることになる。一方、差分絶対値が常数Ｍ以下の（Ｍより小さい）場合には、端子Ｂ，端子Ｄに接続されることにより、ＬＰＦ５６への２つの入力が現フレームの入力映像信号ｐｘと前フレームの映像信号ｐａｘとなり、且つ減算器５７への入力が現フレームの入力映像信号ｐｘとなる。従って、その結果は、図１の３Ｄ−ＮＲ回路１と同じとなる。
【００８７】
このように、図２（Ａ）のコアリング処理を施す場合を例とし、例えば現フレームの映像信号ｐｘをＱＳ回路７１でＱＳ補正した後の映像信号をｈｘとすると、入力映像信号ｐｘに対して、（Ｉ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜≧Ｍの場合、出力映像信号はＱＳ回路７１で補正後のｈｘとなる。また、（ＩＩ）差分絶対値が｜ｐｘ−ｐａｘ｜＜Ｍの場合、ｄ＝（ｐｘ−ｐａｘ）／２であり、（ｉ）信号ｄがＴｈ１＜ｄ＜Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号は（ｐｘ＋ｐａｘ）／２となり、前フレームと現フレームとから出力信号が求まり、（ｉｉ）信号ｄがｄ≦Ｔｈ１又はｄ≧Ｔｈ２に該当する振幅をもつとき、該当する部分の出力映像信号はｐｘとなる。なお、ここでの計算は、減算器５７の減算方向を（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ５６の出力）とした結果であり、減算器５７の減算方向を逆にすることで、ｄ＝−（ｐｘ−ｐａｘ）／２となり、（ｉｉ）での信号はｐａｘとなり、前フレームそのままの信号となる。（ＩＩ）（ｉｉ）の場合は、閾値処理回路５４においてノイズと予想された信号であるのがコアリングによりノイズと判断する信号ではないので、現フレームそのままの信号を出すことは問題にはならず、従って、減算器５７の減算方向は、後者の場合には前フレームを採用していることを鑑みると、前者（（現フレームの映像信号）−（ＬＰＦ３６の出力））の方が好ましい。なお、ここで、上述の各処理における等号はいずれにつけてもよい。
【００８８】
ここで、図３で説明した複数フレーム間での差分に基づく処理への適用について簡単に説明する。図３における３Ｄ−ＮＲ回路３に適用する場合には、ＱＳ回路を、伸張回路３３ｂからの出力と伸張回路３３ａからの出力との間のフレーム間差分によりＱＳ駆動させるように設置するか、或いは、伸張回路３３ｂからの出力と伸張回路３３ｃからの出力との間のフレーム間差分によりＱＳ駆動させるように設置するとよい。
【００８９】
ＱＳ回路へ入力される信号を、伸張回路３３ｂからの出力と伸張回路３３ａからの出力とにするよう接続する構成例にあっては、スイッチ４４ａと連携して作動する図４のスイッチ７２のごとき信号切り替えスイッチを、設けるとよい。この場合、前映像信号と現映像信号とからＱＳ回路で動き検出及びＱＳ補正を施し、後段に出力することとなり、閾値処理で所定の閾値以上であったときにはスイッチ４４ｃへの入力（加算器４５への入力）、及び減算器３７への入力も、現映像信号の代わりにＱＳ補正後の映像信号が用いられることとなる。ＱＳ回路へ入力される信号を、伸張回路３３ｂからの出力と伸張回路３３ｃからの出力とした場合にも同様に適用できる。また、ＱＳ回路の出力と現映像信号とを切り替えるスイッチ（図４のスイッチ７２に相当するスイッチ）は、スイッチ４４ａのみと連動させるか、或いはスイッチ４４ｃのみと連動させるか、或いは双方のスイッチ４４ａ，４４ｃと連動させるかすればよい。
【００９０】
本実施形態の映像信号処理回路においては、フレーム間の差分絶対値の出力が常数より大きい（又は常数以上である）ときには、フレーム間の差分が大きいため動きと判断し、ＱＳ回路が動作して動きボケを防止する。そして、このときＮＲは動作しない。一方で、フレーム間の差分絶対値の出力が常数以下である（又は常数より小さい）ときには、前述した各実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路におけるＮＲが有効になる。結果として、本実施形態の映像信号処理回路によれば、前述した各実施形態に係る３Ｄ−ＮＲ回路の効果に加えて、輪郭を失うことなく、ＮＲが実現できる。なお、勿論、この形態においても、フレームメモリにおける圧縮も適用可能である上に、フレームメモリをＱＳ駆動等の３Ｄ−ＮＲ処理以外の処理に併用して用いることができる。
【００９１】
また、本発明に係る他の実施形態として、上述のごとき映像信号処理回路だけではなく、デジタルの入力映像信号に対し、フレーム周期の時間軸の中でノイズ成分を低減する３次元ノイズリダクション回路と、液晶セルの応答性を早める回路とを備えた、表示領域を液晶セルで形成した液晶表示装置に用いる映像信号処理装置も採用可能である。この実施形態の映像信号処理装置は、ノイズ低減処理対象の入力映像信号である現映像信号に対し、その現映像信号のフレーム間差分を求め、そのフレーム間差分の絶対値が所定の閾値より大きいとき上述のＱＳ回路等の液晶セルの応答性を早める回路を機能させ、それ以外のときには３次元ノイズリダクション回路を機能させる。フレーム間の差分絶対値が或る閾値より大きい値をとるのは画像の動領域の輪郭であるから、輪郭ではＱＳ回路（液晶セルの応答性を早める回路であればよい）が動作し、それ以外の場所ではＳＮ向上する３Ｄ−ＮＲ回路が有効になって、フレーム間絶対値の大きさに基づいてＱＳ回路と３Ｄ−ＮＲ回路を組み合わせて制御するよう構成することで、これまで述べたように、従来技術で問題になった各種の妨害を生ずることなく、総合的に画質が向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元ノイズリダクション回路の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の３次元ノイズリダクション回路におけるコアリング回路で実行されるコアリング処理の例を説明するための図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るノイズリダクション回路の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】従来技術による３次元ノイズリダクション回路の一構成例を示す概略図である。
【図６】特許文献１による３次元ノイズリダクション回路のブロック構成図である。
【図７】従来技術による３次元ノイズリダクション回路の他の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，３，５…３Ｄ−ＮＲ回路、１１，３１，５１…圧縮回路、１２，３２ａ，３２ｂ，５２…フレームメモリ、１３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，５３…伸張回路、１４，３４ａ，３４ｃ，５４…閾値処理回路、１５，３５，５５…常数メモリ、１６，３６，５６…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１７，３７，５７…減算器、１８，３８，５８…コアリング回路、１９，３９，５９…加算器、２１，４１ａ，４１ｃ，６１…減算器、２２，４２ａ，４２ｃ，６２…絶対値算出器、２３，４３ａ，４３ｃ，６３…比較器、２４，４４ａ，４４ｃ，６４，７２…スイッチ、２５，４５，６５…加算器、２６，４６，６６…除算器、７１…ＱＳ（Ｑｕｉｃｋ  Ｓｈｏｏｔ）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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