(57)【要約】【課題】  画像メモリの容量や処理遅延を抑えながら、画像の部分的な内容を問わずに簡易な構成で有効にノイズを低減する。【解決手段】  本発明では、ノイズ低減対象の画素のデータと、時間方向及び又は空間方向に所定量ずれた画素のデータとの差分から、相関を利用してノイズ低減データを形成すると共に、差分発生が画像の有効な変化のためか否かを示す差分原因判定信号を形成する。ノイズ低減データ及び差分原因判定信号は、相関の種類が異なるように複数形成する。そして、各差分原因判定信号に基づき、最終的なノイズ低減後の映像データの決定方法を定め、それによって、複数のノイズ低減データを選択／合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る。【選択図】      図１
2005175671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直前所定期間のノイズ低減後の映像データを記憶している映像データ記憶手段と、
ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向及び又は空間方向に所定量ずれた画素の上記映像データ記憶手段から与えられたデータと、入力映像データにおける上記ノイズ低減対象の画素のデータとの差分から、２つのデータの相関を利用してノイズ低減データを形成して出力すると共に、上記差分がノイズのために生じたか画像の有効な変化のために生じたかを示す差分原因判定信号を上記差分の時間変化に基づいて形成して出力する、上記時間方向及び又は空間方向のずれ量の組み合わせが異なる複数の相関利用ノイズ低減手段と、
上記各相関利用ノイズ低減手段からの差分原因判定信号に基づき、最終的なノイズ低減後の映像データの決定方法を表す選択／合成制御信号を形成して出力する選択／合成制御信号作成手段と、
上記選択／合成制御信号に基づき、上記各相関利用ノイズ低減手段からのノイズ低減データを選択、又は、合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る選択／合成手段と
を有することを特徴とするノイズ低減回路。
【請求項２】
上記入力映像データをローパスフィルタに通して高域成分のノイズを除去したローパスフィルタノイズ低減データを出力するローパスフィルタノイズ低減手段をさらに備え、
上記選択／合成制御信号作成手段は、全ての上記相関利用ノイズ低減手段からの差分原因判定信号が、画像の有効な変化のために差分が生じていることを示しているときには、上記選択／合成制御信号によって、上記ローパスフィルタノイズ低減データを選択させる選択／合成制御信号を上記選択／合成手段に与える
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減回路。
【請求項３】
上記映像データ記憶手段は、ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向に最もずれた画素との相関を利用している、上記相関利用ノイズ低減手段における時間方向のずれ量を許容する容量を有すると共に、上記各相関利用ノイズ低減手段に対してはそれぞれ、その相関利用ノイズ低減手段によって定まる時間方向及び又は空間方向の位置の画素のデータを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ低減回路。
【請求項４】
上記複数の相関利用ノイズ低減手段として、フレーム間相関を利用したもの、フィールド間相関を利用したもの、及び、ライン間相関を利用したものを有することを特徴とする請求項１〜３に記載のノイズ低減回路。
【請求項５】
直前所定期間のノイズ低減後の映像データを記憶している映像データ記憶手段を有すると共に、
ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向及び又は空間方向に所定量ずれた画素の上記映像データ記憶手段から出力されたデータと、入力映像データにおける上記ノイズ低減対象の画素のデータとの差分から、２つのデータの相関を利用してノイズ低減データを形成して出力すると共に、上記差分がノイズのために生じたか画像の有効な変化のために生じたかを示す差分原因判定信号を上記差分の時間変化に基づいて形成して出力する、上記時間方向及び又は空間方向のずれ量の組み合わせが異なる複数種類の相関利用ノイズ低減工程と、
上記各相関利用ノイズ低減工程による差分原因判定信号に基づき、最終的なノイズ低減後の映像データの決定方法を表す選択／合成制御信号を形成して出力する選択／合成制御信号作成工程と、
上記選択／合成制御信号に基づき、上記各相関利用ノイズ低減工程によるノイズ低減データを選択、又は、合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る選択／合成工程と
を含むことを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項６】
上記入力映像データをローパスフィルタに通して高域成分のノイズを除去したローパスフィルタノイズ低減データを出力するローパスフィルタノイズ低減工程をさらに含み、
上記選択／合成制御信号作成工程は、全種類の上記相関利用ノイズ低減工程による差分原因判定信号が、画像の有効な変化のために差分が生じていることを示しているときには、上記選択／合成制御信号によって、上記ローパスフィルタノイズ低減データを選択させる選択／合成制御信号を上記選択／合成工程に与える
ことを特徴とする請求項５に記載のノイズ低減方法。
【請求項７】
上記映像データ記憶手段は、ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向に最もずれた画素との相関を利用している、上記相関利用ノイズ低減工程における時間方向のずれ量を許容する容量を有すると共に、上記各相関利用ノイズ低減工程に対してはそれぞれ、その相関利用ノイズ低減工程によって定まる時間方向及び又は空間方向の位置の画素のデータを供給することを特徴とする請求項５又は６に記載のノイズ低減方法。
【請求項８】
上記複数種類の相関利用ノイズ低減工程として、フレーム間相関を利用したもの、フィールド間相関を利用したもの、及び、ライン間相関を利用したものを含むことを特徴とする請求項５〜７に記載のノイズ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノイズ低減回路及び方法に関し、例えば、映像表示装置や映像記録再生装置などに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像データのノイズ低減方法としては、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１では、入力映像信号の複数フレーム間で画像上同じ位置にある画素を抽出し、それら画素のフレーム間の信号変化に基づいてノイズを判定し、低減処理を行なうノイズ低減方法を開示している。
【特許文献１】特開２００２−２２３３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来方法のような、フレーム間のみの信号変化に基づいたノイズ低減処理だけでは信号変化をとらえる時間差が大きく、動き部分に対して複雑な回路を用いなければ有効にノイズの低減ができないという課題があった。
【０００４】
また、上述の従来方法では、静止部分に対してのノイズ低減効果は大きいが、フレーム単位でのメモリを複数個必要とするため、若しくは、２フレーム以上の容量のメモリを必要とするため、メモリ容量が増大するという課題もあった。
【０００５】
さらに、上述の従来方法では、ノイズ低減処理に１フレーム以上の遅延が発生するため、音声信号と映像信号との時間差が発生し、その補正のために、別途、かなりの容量のメモリや複雑な回路が必要になっていたという課題があった。
【０００６】
そのため、使用する画像メモリの容量や処理遅延を抑えながら、画像の部分的な内容を問わずに簡易な構成で有効にノイズを低減できるノイズ低減回路及び方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため、第１の本発明のノイズ低減回路は、（１）直前所定期間のノイズ低減後の映像データを記憶している映像データ記憶手段と、（２）ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向及び又は空間方向に所定量ずれた画素の上記映像データ記憶手段から与えられたデータと、入力映像データにおける上記ノイズ低減対象の画素のデータとの差分から、２つのデータの相関を利用してノイズ低減データを形成して出力すると共に、上記差分がノイズのために生じたか画像の有効な変化のために生じたかを示す差分原因判定信号を上記差分の時間変化に基づいて形成して出力する、上記時間方向及び又は空間方向のずれ量の組み合わせが異なる複数の相関利用ノイズ低減手段と、（３）上記各相関利用ノイズ低減手段からの差分原因判定信号に基づき、最終的なノイズ低減後の映像データの決定方法を表す選択／合成制御信号を形成して出力する選択／合成制御信号作成手段と、（４）上記選択／合成制御信号に基づき、上記各相関利用ノイズ低減手段からのノイズ低減データを選択、又は、合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る選択／合成手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、第２の本発明のノイズ低減方法は、（１）直前所定期間のノイズ低減後の映像データを記憶している映像データ記憶手段を有すると共に、（２）ノイズ低減対象の画素に対し、時間方向及び又は空間方向に所定量ずれた画素の上記映像データ記憶手段から出力されたデータと、入力映像データにおける上記ノイズ低減対象の画素のデータとの差分から、２つのデータの相関を利用してノイズ低減データを形成して出力すると共に、上記差分がノイズのために生じたか画像の有効な変化のために生じたかを示す差分原因判定信号を上記差分の時間変化に基づいて形成して出力する、上記時間方向及び又は空間方向のずれ量の組み合わせが異なる複数種類の相関利用ノイズ低減工程と、（３）上記各相関利用ノイズ低減工程による差分原因判定信号に基づき、最終的なノイズ低減後の映像データの決定方法を表す選択／合成制御信号を形成して出力する選択／合成制御信号作成工程と、（４）上記選択／合成制御信号に基づき、上記各相関利用ノイズ低減工程によるノイズ低減データを選択、又は、合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る選択／合成工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のノイズ低減回路及び方法によれば、複数の相関利用ノイズ低減手段又は工程が共通の映像データ記憶手段を利用しているので、メモリ容量を抑えることができ、また、処理遅延も相関を利用する時間方向ずれの最大程度に抑えることができ、さらに、複数の相関利用ノイズ低減手段又は工程の出力データの選択、合成により最終的な出力データを得ているので、画像の部分的な内容を問わずに簡易な構成で有効にノイズを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるノイズ低減回路及び方法の第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１１】
第１の実施形態のノイズ低減回路が扱う映像信号（映像データ）は、コンポジットビデオ信号であっても良く、輝度信号や色信号や色差信号などのコンポーネント信号であっても良い。但し、インターレース信号になっていることを要するが、１フレーム当たりのライン数は問われない。また、第１の実施形態のノイズ低減回路へは、デジタル信号（映像データ）として入力され、その画素データのビット数は問われない。また、デジタル信号のサンプリング周波数も問われない。さらに、第１の実施形態のノイズ低減回路は、記録媒体から再生された映像信号（映像データ）を処理する装置に設けられていても良く、ネットワーク側から受信した映像信号（映像データ）を処理する装置に設けられていても良く、放送映像信号（映像データ）を処理する装置に設けられていても良く、撮像による映像信号（映像データ）を処理する装置に設けられていても良い。
【００１２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態のノイズ低減回路の構成を示すブロック図である。
【００１３】
第１の実施形態のノイズ低減回路は、フレームメモリ１と、フレーム間ノイズ低減手段２と、２個のフィールド間ノイズ低減手段３及び４と、ライン間ノイズ低減手段５と、動き／エッジ検出補正信号作成手段６と、選択／合成手段７とを有する。なお、以下では、フィールド間ノイズ低減手段３をフィールド間第１ノイズ低減手段と呼び、フィールド間ノイズ低減手段４をフィールド間第２ノイズ低減手段と呼ぶ。
【００１４】
フレームメモリ１は、選択／合成手段７から出力されたノイズ低減後の映像データを少なくとも１フレーム分だけ記憶するものである。フレームメモリ１は、現時点でのノイズ低減対象の画素データ（入力映像データ）に対し、１フレーム前の画素データをフレーム間ノイズ低減手段２に出力し、１フィールド前の２つの画素データをそれぞれフィールド間第１ノイズ低減手段３、フィールド間第２ノイズ低減手段４に出力し、１ライン（１水平走査ライン）前の画素データをライン間ノイズ低減手段５に出力するものである。
【００１５】
図２は、ノイズ低減対象の画素データとノイズ低減に利用する過去の画素データとの、時間軸方向及び垂直方向（Ｖ方向）の関係を示した説明図である。画素データ９は、ノイズ低減対象の画素データ８に対し、１フレーム（期間）前（すなわち２フィールド（期間）前；２Ｖ前）の画素データであり、フレーム間ノイズ低減手段２に出力される。１フレーム前の画素データ９は、垂直方向及び水平方向には、ノイズ低減対象の画素データ８と同一位置である。画素データ１０、１１は、ノイズ低減対象の画素データ８に対し、１フィールド（期間）（１Ｖ）前の画素データであり、フィールド間第１ノイズ低減手段３、フィールド間第２ノイズ低減手段４に出力される。フィールド間第１ノイズ低減手段３に出力される画素データ１０は、水平方向には、ノイズ低減対象の画素データ８と同一位置（１／２画素ピッチだけずれていても良い）であるが、垂直方向には、１／２ライン分だけ上に位置している。フィールド間第２ノイズ低減手段４に出力される画素データ１１は、水平方向には、ノイズ低減対象の画素データ８と同一位置（１／２画素ピッチだけずれていても良い）であるが、垂直方向には、１／２ライン分だけ下に位置している。画素データ１２は、ノイズ低減対象の画素データ８に対し、１ライン（１水平走査期間；１Ｈ）前の画素データであり、ライン間ノイズ低減手段５に出力される。画素データ１２は、水平方向には、ノイズ低減対象の画素データ８と同一位置であるが、垂直方向には、１ライン分だけ上に位置している。
【００１６】
フレーム間ノイズ低減手段２は、入力映像データとフレームメモリ１からの１フレーム遅延データとから、フレーム間ノイズ低減データ及びフレーム間動き検出信号を形成し（形成方法は動作の項で明らかにする）、フレーム間ノイズ低減データを選択／合成手段７に出力し、フレーム間動き検出信号を動き／エッジ検出補正信号作成手段６に出力するものである。
【００１７】
フィールド間第１ノイズ低減手段３は、入力映像データとフレームメモリ１からの１フィールド遅延データＡ（図２の画素データ１０参照）とから、フィールド間ノイズ低減データＡ及びフィールド間動き／エッジ検出信号Ａを形成し（形成方法は動作の項で明らかにする）、フィールド間ノイズ低減データＡを選択／合成手段７に出力し、フィールド間動き／エッジ検出信号Ａを動き／エッジ検出補正信号作成手段６に出力するものである。
【００１８】
フィールド間第２ノイズ低減手段４は、入力映像データとフレームメモリ１からの１フィールド遅延データｂ（図２の画素データ１１参照）とから、フィールド間ノイズ低減データＢ及びフィールド間動き／エッジ検出信号Ｂを形成し（形成方法は動作の項で明らかにする）、フィールド間ノイズ低減データＢを選択／合成手段７に出力し、フィールド間動き／エッジ検出信号Ｂを動き／エッジ検出補正信号作成手段６に出力するものである。
【００１９】
ライン間ノイズ低減手段５は、入力映像データとフレームメモリ１からの１ライン遅延データとから、ライン間ノイズ低減データ及びライン間エッジ検出信号を形成し（形成方法は動作の項で明らかにする）、ライン間ノイズ低減データを選択／合成手段７に出力し、ライン間エッジ検出信号を動き／エッジ検出補正信号作成手段に出力するものである。
【００２０】
動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、フレーム間動き検出信号、フィールド間動き／エッジ検出信号Ａ、フィールド間動き／エッジ検出信号Ｂ及びライン間エッジ検出信号から、動き／エッジ検出補正信号を形成して選択／合成手段７に制御信号として出力するものである。
【００２１】
選択／合成手段７は、４種類のノイズ低減手段２、３、４、５からのフレーム間ノイズ低減データ、フィールド間ノイズ低減データＡ、フィールド間ノイズ低減データＢ、ライン間ノイズ低減データを、動き／エッジ検出補正信号作成手段６からの動き／エッジ検出補正信号に応じて、選択及び又は合成し、ノイズが低減された映像データとして出力するものである。ノイズ低減後の映像データは、次段に出力されると共に、フレームメモリ１にも与えられる。
【００２２】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上の構成を有する第１の実施形態のノイズ低減回路の動作（ノイズ低減方法）を説明する。
【００２３】
第１の実施形態のノイズ低減回路において、入力映像データに関し、新たな画素が、ノイズ低減対象の画素（図２の符号８参照）になると、各ノイズ低減手段２、…、５はそれぞれ、以下のような、そのノイズ低減対象の画素についてのノイズ低減データ等の形成処理を行う。
【００２４】
フレーム間ノイズ低減手段２は、まず、ノイズ低減対象の画素の入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１フレーム遅延データ（１フレーム前の画素データ）９との差分の絶対値（又は差分二乗；以下、同様である）を求める。その後、フレーム間ノイズ低減手段２は、その差分絶対値を、ノイズ／動きの切り分け用の閾値と比較し、差分絶対値が閾値より小さい場合には差分はノイズによるものと判定し、差分絶対値が閾値以上の場合には差分は画像部分の動きによるものと判定する。周知のように、画像の静止部分では、相前後するフレームの同一位置の画素データは本来同一の値であって（非常に相関が高い）、それに差があったとしてもその差は小さく、一方、画像の動き部分では、相前後するフレームの同一位置の画素データはその動きの影響を受けて異なる値になることが多く、その差も大きい。フレーム間ノイズ低減手段２は、このような画像の性質を利用している。
【００２５】
フレーム間ノイズ低減手段２は、差分絶対値に基づいてノイズと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８からノイズ成分を除去したフレーム間ノイズ低減データを出力し、一方、差分絶対値に基づいて動きと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８をそのままフレーム間ノイズ低減データとして出力する。なお、入力映像データ（画素データ）８から除去するノイズ成分は、上述した差分そのものであっても良く、上述した差分に所定の重み係数を乗算したものであっても良く、直前のノイズと判定された複数画素の差分の重み付け平均等であっても良い。
【００２６】
また、フレーム間ノイズ低減手段２は、差分絶対値に基づいて動きと判定したときには、差分絶対値をローパスフィルタに通して差分量レベル（平滑値）を得、動きと判定されたデータ差分量と、差分量レベルと差分符号から判定される動き判定信号（動き有り無し）とからなるフレーム間動き検出信号を形成して出力する。なお、単に、差分絶対値に基づいて動きと判定した場合でも、フレーム間動き検出信号の動き判定信号を動き有りとせず、ローパスフィルタを通して得た差分量レベルの正負も含めた変化から、動き判定信号の内容（動きの有無）を定めるようにしている。ノイズはランダムであるが、動きの場合には、同一画素の映像データの変化に一定の傾向があり、そのため、ローパスフィルタを通して得た差分量レベルに基づいて、フレーム間動き検出信号に含める動き判定信号の内容を定めることとしている。
【００２７】
フィールド間第１ノイズ低減手段３は、まず、ノイズ低減対象の画素の入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１フィールド遅延データ１０との差分の絶対値を求める。その後、フィールド間第１ノイズ低減手段３は、その差分絶対値を、ノイズと、動き／エッジの切り分け用の閾値と比較し、差分絶対値が閾値より小さい場合には差分はノイズによるものと判定し、差分絶対値が閾値以上の場合には差分は画像部分の動き又はエッジによるものと判定する。閾値との比較により、ノイズと動きとを切り分けようとする技術思想は、フレーム間ノイズ低減手段２と同様である。しかし、フィールド間第１ノイズ低減手段３が差分絶対値を求めている２個のデータ、すなわち、入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１フィールド遅延データ１０の画素は、水平方向には一致しているが、垂直方向には１／２ライン分だけずれている。そのため、画像における静止物体等のエッジがその画素位置間のずれの幅内にあっても差分絶対値は大きくなる。従って、差分絶対値が閾値以上になる原因は、動きだけでなく、エッジの存在によっても生じる。
【００２８】
フィールド間第１ノイズ低減手段３は、差分絶対値に基づいてノイズと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８からノイズ成分を除去したフィールド間ノイズ低減データＡを出力し、一方、差分絶対値に基づいて動き又はエッジと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８をそのままフィールド間ノイズ低減データＡとして出力する。なお、入力映像データ（画素データ）８から除去するノイズ成分は、上述した差分そのものであっても良く、上述した差分に所定の重み係数を乗算したものであっても良く、直前のノイズと判定された複数画素の差分の重み付け平均等であっても良い。
【００２９】
また、フィールド間第１ノイズ低減手段３は、差分絶対値に基づいて動き又はエッジと判定したときには、差分絶対値をローパスフィルタに通して差分量レベル（平滑値）を得、動き又はエッジと判定されたデータ差分量と、差分量レベルと差分符号から判定される動き／エッジ判定信号（動き／エッジ有り無し）とからなるフィールド間動き／エッジ検出信号を形成して出力する。
【００３０】
フィールド間第２ノイズ低減手段４は、ノイズ低減対象の画素の入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１フィールド遅延データ１１とに基づいて、フィールド間第１ノイズ低減手段３と同様な処理を行なう。
【００３１】
ライン間ノイズ低減手段５は、まず、ノイズ低減対象の画素の入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１ライン遅延データ１２との差分の絶対値を求める。その後、ライン間ノイズ低減手段５は、その差分絶対値を、ノイズとエッジとの切り分け用の閾値と比較し、差分絶対値が閾値より小さい場合には差分はノイズによるものと判定し、差分絶対値が閾値以上の場合には差分は画像部分のエッジによるものと判定する。閾値との比較により、ノイズとエッジとを切り分けようとする技術思想は、フィールド間第１ノイズ低減手段３やフィールド間第２ノイズ低減手段４と同様である。なお、ライン間ノイズ低減手段５が差分絶対値を求めている２個のデータ、すなわち、入力映像データ（画素データ）８とフレームメモリ１から出力された１ライン遅延データ１２の画素は、同一フレーム同一フィールドに属しているので、動きを捉えることができず、エッジのみを捉えることができる。
【００３２】
ライン間ノイズ低減手段５は、差分絶対値に基づいてノイズと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８からノイズ成分を除去したライン間ノイズ低減データを出力し、一方、差分絶対値に基づいてエッジと判定したときには、入力映像データ（画素データ）８をそのままライン間ノイズ低減データとして出力する。なお、入力映像データ（画素データ）８から除去するノイズ成分は、上述した差分そのものであっても良く、上述した差分に所定の重み係数を乗算したものであっても良く、直前のノイズと判定された複数画素の差分の重み付け平均等であっても良い。
【００３３】
また、ライン間ノイズ低減手段５は、差分絶対値に基づいてエッジと判定したときには、差分絶対値をローパスフィルタに通して差分量レベル（平滑値）を得、エッジと判定されたデータ差分量と、差分量レベルと差分符号から判定されるエッジ判定信号（エッジ有り無し）とからなるライン間エッジ検出信号を形成して出力する。
【００３４】
図３は、上述した４種類のノイズ低減手段２〜５への２個の入力データ間の時間方向及び垂直方向のずれの有無と大きさを整理して示す図表である。なお、図３は、いずれの場合にも、水平方向の位置ずれはないとしている。また、図４は、動き／エッジ検出補正信号作成手段６からの、選択／合成手段７への制御信号の意味合いの説明図、言い換えると、選択／合成手段７による選択又は合成論理の説明図である。
【００３５】
フレーム間ノイズ低減手段２に関係する１フレーム遅延データ９は、ノイズ低減対象の画素データ８に対して、時間方向のずれが２Ｖ（Ｖは１フィールド期間）と大きいが、Ｖ方向（垂直方向）の位置ずれがないため、図４に示すようにフレーム間で動きがない場合だけ、１フレーム遅延データ９とノイズ低減対象の画素データ８の差分の絶対値をとることによりノイズ低減データからノイズ成分を抽出することができるが、フレーム間で動きがある場合には、時間によるデータの相関が取れなくなるため、差分データを使用してノイズ低減データを作成すると位置的残像が発生してしまう。
【００３６】
また、ライン間ノイズ低減手段５に関係する１ライン遅延データ１２は、ノイズ低減対象の画素データ８に対して、図３に示すように、時間のずれはないがＶ方向に１ラインのずれがあるため、図４に示すように、ライン間でエッジがない場合には１ライン遅延データ１２とノイズ低減対象の画素データ８の差分の絶対値をとることによりノイズ低減データからノイズ成分を抽出することができるが、ライン間にエッジがある場合にはＶ方向によるデータの相関が取れなくなるため、差分データを使用してノイズ低減データを作成すると位置的残像が発生してしまう。
【００３７】
さらに、フィールド間第１ノイズ低減手段３又はフィールド間第２ノイズ低減手段４に関係する１フィールド遅延データＡ（１０）、１フィールド遅延データＢ（１１）は、ノイズ低減対象の画素データ８に対して、図３に示すように、時間方向ではフレーム間の１／２時間にあたる１Ｖ、Ｖ方向ではライン間の１／２ラインにあたる０．５Ｈ（Ｈは１水平走査期間）のずれがあるため、図４に示すように、１フィールド遅延データＡ（１０）と１フィールド遅延データＢ（１１）の両方で動き又はエッジがない場合には、１フィールド遅延データＡ（１０）と１フィールド遅延データＢ（１１）の平均データを作成し、その平均化したデータとノイズ低減対象画素データ８の差分の絶対値をとることによりノイズ低減データからノイズ成分を抽出することができ、また、１フィールド遅延データＡ（１０）と１フィールド遅延データＢ（１１）の一方のデータに動き又はエッジがない場合には、動きがない方のデータとノイズ低減対象の画素データ８の差分の絶対値をとることによりノイズ低減データからノイズ成分を抽出することができるが、１フィールド遅延データＡ（１０）と１フィールド遅延データＢ（１１）の両方で動き又はエッジがある場合には時間方向及びＶ方向によるデータの相関が取れなくなるため差分データを使用してノイズ低減データを作成すると時間的残像若しくは位置的残像が発生してしまう。
【００３８】
そこで、動き／エッジ検出補正信号作成手段６が、常に時間方向及びＶ方向共に残像が少なくなるようにノイズ低減データを選択又は合成させるための制御信号を形成し、選択／合成手段７がその制御信号に応じて、４種類のノイズ低減手段２〜５からのノイズ低減データを選択又は合成して、最終的なノイズ低減後の映像データを得る。
【００３９】
図５は、動き／エッジ検出補正信号作成手段６の制御信号の形成処理例を示すフローチャートである。
【００４０】
動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、まず、フレーム間動き検出信号がフレーム間の動きがないことを表しているか否かを判別する（Ｓ１００）。そして、フレーム間の動きがない場合には、フレーム間ノイズ低減データを出力映像データとして選択／合成手段７によって選択させる（Ｓ１０１）。
【００４１】
これに対して、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、フレーム間の動きがある場合には、フィールド間動き／エッジ検出信号Ａ及びフィールド間動き／エッジ検出信号Ｂの内容の組み合わせを判別する（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。フィールド間動き／エッジ検出信号Ａ及びフィールド間動き／エッジ検出信号Ｂの両方が動きがないことを表している場合は、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、選択／合成手段７によって、フィールド間ノイズ低減データＡとフィールド間ノイズ低減データＢの平均化したフィールド間ノイズ低減データを出力映像データとして出力させる（Ｓ１０４）。また、フィールド間動き／エッジ検出信号Ａに動きがなくフィールド間動き／エッジ検出信号Ｂに動きがある場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、選択／合成手段７によって、フィールド間ノイズ低減データＡを出力映像データとして選択させる（Ｓ１０６）。さらに、フィールド間動き／エッジ検出信号Ｂに動きがなくフィールド間動き／エッジ検出信号Ａに動きがある場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、選択／合成手段７によって、フィールド間ノイズ低減データＢを出力映像データとして選択させる（Ｓ１０７）。
【００４２】
また、フィールド間動き／エッジ検出信号Ａ及びフィールド間動き／エッジ検出信号Ｂの両方が、動き又はエッジが有るという内容の場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、ライン間エッジ検出信号の内容を判別する（Ｓ１０８）。エッジでない場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、選択／合成手段７によって、ライン間ノイズ低減データを出力映像データとしてフィールド間ノイズ低減データＢを出力映像データとして選択させる（Ｓ１０９）。エッジである場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、動き又はエッジの差分量レベルが最も少ないノイズ低減データを、選択／合成手段７によって、出力映像データとして選択させる（Ｓ１１０）。
【００４３】
なお、ライン間エッジ検出信号がエッジであることを表している場合には、動き／エッジ検出補正信号作成手段６は、選択／合成手段７によって、フレーム間ノイズ低減データを選択させるようにしても良く（Ｓ１１０−１）、また、４つの動き／エッジ判定信号から４つのノイズ低減データの重み付け方法を決定し、選択／合成手段７によって、４つのノイズ低減データを重み付け合成させて出力映像データを形成させるようにしても良い（Ｓ１１０−２）。後者の場合、差分量レベルが小さい判定信号に対応するノイズ低減データほど、その重みを大きくするようにする。
【００４４】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、１フレーム分のメモリを用いて、フレーム間、フィールド間Ａ、フィールド間Ｂ、ライン間の４つの相関を利用したノイズ低減処理を組み合わせることにより、フレーム間、フィールド間、ライン間それぞれ単独でのノイズ低減で問題となる残像を抑えた効果的なノイズ低減が実現することができる。言い換えると、フレーム間、フィールド間Ａ、フィールド間Ｂ、ライン間の４つの相関を利用したノイズ低減処理の組み合わせにより、画像の部分的な内容を問わずにどのような部分に対しても有効にノイズを低減することができる。
【００４５】
ここで、各相関を利用したノイズ低減手段は、入力映像データとの相関が考慮される入力される遅延データの種類は異なるが、内部構成は同一で良く、ノイズ低減回路を容易に実現することができる。
【００４６】
また、複数種類のノイズ低減方法を適用しているとは言え、画像メモリとしては１フレーム分の容量で良く、メモリ容量を従来に比して抑えることができる。さらに、ノイズ低減処理での処理遅延も、概ね１フレーム期間程度という短い時間に抑えることができる。特に、映像信号及び音響信号の同期が問題となる装置の場合、ノイズ低減処理での処理遅延が短いことは同期にのみ用いられる構成を最小限に抑えることができるというメリットを奏する。
【００４７】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるノイズ低減回路及び方法の第２の実施形態を図面を参照しながら詳述する。図６は、第２の実施形態のノイズ低減回路の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。同一符号を付した構成要素は、第１の実施形態のものと同様であるので、その機能説明は省略する。
【００４８】
図６及び図１の比較から明らかなように、第２の実施形態のノイズ低減回路は、ノイズ低減手段として、第１の実施形態と同様な相関を利用した４種類のノイズ低減手段２〜５に加え、ローパスフィルタノイズ低減手段８を有する。
【００４９】
ローパスフィルタノイズ低減手段８は、入力映像データから高域成分のノイズを除去するためローパスフィルタを通してノイズ低減を行なうものであり、その処理後のデータ（ローパスフィルタノイズ低減データ）を選択／合成手段７Ａに出力するものである。
【００５０】
選択／合成手段７Ａは、ローパスフィルタノイズ低減手段８からのローパスフィルタノイズ低減データも選択／合成対象としている点が第１の実施形態の選択／合成手段７と異なっている。また、動き／エッジ検出補正信号作成手段６Ａも、所定条件下で、選択／合成手段７Ａによって、ローパスフィルタノイズ低減手段８からのローパスフィルタノイズ低減データも選択／合成させる点が第１の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段６と異なっている。
【００５１】
図７は、第２の実施形態におけるノイズ低減データの選択方法の考え方の説明図である。この図７に示すように、ローパスフィルタノイズ低減データは、フレーム間の動きが有り、フィールド間の動き／エッジが有り、ライン間のエッジが有る場合に選択され、この場合以外でのノイズ低減データの選択／合成方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５２】
図８は、第２の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段６Ａの制御信号の形成処理例を示すフローチャートであり、第１の実施形態に係る図５との同一、対応ステップには同一、対応符号を付して示している。
【００５３】
第２の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段６Ａも、第１の実施形態と同様に、ステップＳ１００〜Ｓ１０９の処理を適宜行なう。第２の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段６Ａは、ライン間エッジ検出信号の内容がエッジ有りの場合には、ローパスフィルタノイズ低減データを、選択／合成手段７によって、出力映像データとして選択させる（Ｓ１１０Ａ）。
【００５４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、１フレーム分のメモリを用いた、フレーム間、フィールド間Ａ、フィールド間Ｂ、ライン間の４つの相関を利用したノイズ低減処理と、ローパスフィルタによるノイズ低減処理とを組み合わせることにより、フレーム間、フィールド間、ライン間それぞれ単独でのノイズ低減で問題となる残像を抑えた効果的なノイズ低減が実現することができる。
【００５５】
（Ｃ）他の実施形態
第１の実施形態においては４種類のノイズ低減手段を備え、第２の実施形態においては５種類のノイズ低減手段を備えたものを示したが、ノイズ低減手段の種類数はこれら実施形態に限定されない。
【００５６】
例えば、ノイズ低減手段として、フレーム間及びフィールド間を有するものであっても良く、フレーム間及びライン間を有するものであっても良く、フィールド間及びライン間を有するものであっても良い。また、２フレーム以上離れたフレーム間の相関を利用したノイズ低減手段があっても良い。フィールド間ノイズ低減手段として、フィールド間第１ノイズ低減手段又はフィールド間第２ノイズ低減手段の一方だけを備えるものであっても良い。逆に、ライン間ノイズ低減手段として、ノイズ低減対象の画素より垂直方向に１ライン分だけ上の画素データを利用したライン間第１ノイズ低減手段及びノイズ低減対象の画素より垂直方向に１ライン分だけ下の画素データを利用したライン間第２ノイズ低減手段の双方を備えるものであっても良い。以上のような組み合わせに、さらに、ローパスフィルタノイズ低減手段を備えても良い。但し、相関を利用したノイズ低減手段を、相関の種類が異なる２種類以上備えていることが好ましい。
【００５７】
なお、複数種類のノイズ低減手段を有する場合において、ディップスイッチなどで、利用するノイズ低減手段をユーザなどが設定し得るようにしても良い。例えば、第１の実施形態に設定可能な技術思想を導入し、ユーザがライン間ノイズ低減手段５を利用しない設定としたときには、ライン間ノイズ低減手段５を動作させないようにしても良く、また、動き／エッジ検出補正信号作成手段６がライン間ノイズ低減手段５からのライン間ノイズ低減データを選択しないようにしても良い（図５のＳ１０８及びＳ１０９が省略）。
【００５８】
上記各実施形態では、動き又はエッジの有無を含む判定信号を、差分絶対値をローパスフィルタを通した後の差分量レベルに基づいて形成するものを示したが、差分絶対値と閾値との大小関係をそのまま動き又はエッジの有無の判定結果にするようにしても良い。なお、動き又はエッジの有無は、ノイズによる変化ではない、画像の有効な変化の有無を表している。
【００５９】
また、上記各実施形態では、映像信号がインターレース方式に従う場合を説明したが、映像信号がノンインターレース方式に従う場合にも本発明を適用することができる。例えば、インターレース方式の映像信号をノンインターレース化した映像信号が入力信号の場合には、フィールド概念が存在する。また、フレーム間及びライン間のノイズ低減手段を備えることでノンインターレース方式の映像信号に対応できる。
【００６０】
なお、テレビジョン受像機等の映像表示装置に用いることで、ノイズを低減させた映像を簡単に表示することが可能になる。ビデオレコーダー（ＶＴＲ，ＤＶＤ，ＣＤ）等の映像記録装置に用いることで、ノイズを低減させた映像を簡単に記録することが可能になる。映像再生装置に用いることで、ノイズを低減させた映像を簡単に出力することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態のノイズ低減回路の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のノイズ低減対象の画素データとノイズ低減に利用する過去の画素データとの、時間軸方向及び垂直方向の関係を示した説明図である。
【図３】第１の実施形態の４種類のノイズ低減手段への２個の入力データ間の時間方向及び垂直方向のずれの有無と大きさを整理して示す図表である。
【図４】第１の実施形態の選択／合成手段によるノイズ低減データの選択又は合成論理の説明図である。
【図５】第１の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段の選択／合成制御信号の形成処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態のノイズ低減回路の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の選択／合成手段によるノイズ低減データの選択又は合成論理の説明図である。
【図８】第２の実施形態の動き／エッジ検出補正信号作成手段の選択／合成制御信号の形成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１…フレームメモリ、２…フレーム間ノイズ低減手段、３…フィールド間第１ノイズ低減手段、４…フィールド間第２ノイズ低減手段、５…ライン間ノイズ低減手段、６、６Ａ…動き／エッジ検出補正信号作成手段、７、７Ａ…選択／合成手段、８…ローパスフィルタノイズ低減手段。
【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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