(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に重畳するノイズのノイズ源となり得る装置に入力される信号から、当該入力される信号が前記ノイズ源となり得る装置に入力されることにより前記映像信号に重畳するノイズに対応する擬似ノイズ信号を生成するための生成特性を記憶する記憶手段と、
前記ノイズ源となり得る装置に入力される信号を取得し、前記生成特性に基づいて当該入力される信号に対応する前記擬似ノイズ信号を発生させる擬似ノイズ発生手段と、
前記映像信号から前記擬似ノイズ発生手段で発生させた擬似ノイズ信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
前記記憶手段は複数の前記生成特性を記憶しており、前記擬似ノイズ発生手段は前記記憶手段に記憶された前記複数の生成特性の中から選ばれた生成特性を用いて前記擬似ノイズ信号を発生させる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】
前記擬似ノイズ発生手段は、前記取得される信号の立下りと立上りとに応じて、選択する生成特性を変更することを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記擬似ノイズ発生手段は、前記映像信号の強度レベルに基づいて、選択する生成特性を変更することを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記擬似ノイズ発生手段に取得される信号として、前記映像信号に重畳するノイズのノイズ源となり得る複数の信号を論理演算した信号を生成する論理演算手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記擬似ノイズ発生手段に取得される信号として、外部信号の送受信に用いられる双方向バッファの内部入力バッファの出力を用いることを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記擬似ノイズ発生手段を複数備えることを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
前記擬似ノイズ発生手段に取得される信号を、前記映像信号に重畳するノイズのノイズ源となり得る信号を含む複数の信号の中から選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項２記載のノイズ低減装置。
【請求項９】
前記擬似ノイズ発生手段は、前記選択手段によって選択される信号に応じて、前記記憶手段から選択する生成特性を変更することにより、生成する擬似ノイズ信号を更新することを特徴とする請求項８記載のノイズ低減装置。
【請求項１０】
前記選択手段と前記擬似ノイズ発生手段とをそれぞれを複数備えることを特徴とする請求項８記載のノイズ低減装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のノイズ低減装置を搭載することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記ノイズ源となり得る装置はモータであり、前記ノイズ源となり得る装置に入力される信号は、前記モータの駆動パルスであることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
映像信号に重畳するノイズのノイズ源となり得る装置に入力される信号から、当該入力される信号が前記ノイズ源となり得る装置に入力されることにより前記映像信号に重畳するノイズに対応する擬似ノイズ信号を生成するための生成特性を記憶する記憶手段を有するノイズ低減装置の制御方法であって、
前記ノイズ源となり得る装置に入力される信号を取得し、前記生成特性に基づいて当該入力される信号に対応する前記擬似ノイズ信号を発生させる擬似ノイズ発生ステップと、
前記映像信号から前記擬似ノイズ発生ステップで発生させた擬似ノイズ信号を減算する減算ステップとを備えることを特徴とするノイズ低減装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ源からの入力信号により擬似ノイズを生成し、映像信号における飛び込みノイズを低減するためのノイズ低減装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ビデオカメラにおいて、記録テープと回転磁気ヘッドが接触することにより発生する周期性のメカノイズを低減するためのノイズ低減装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来のノイズ低減装置について説明する。
【０００４】
従来のノイズ低減装置は主に適応信号処理回路と減算器から構成される。適応信号処理回路は、低減対象ノイズと同期した参照入力パルス信号を受け取り、低減対象ノイズ信号に近似した擬似ノイズ信号を作り出す。
【０００５】
そして減算器において、擬似ノイズを低減対象ノイズの重畳した主要入力信号から減算し、その結果を適応信号処理回路にフィードバックして、減算出力のノイズパワーが最小になるように上記適応信号処理回路を更新する。
【特許文献１】特開２００３‐３１７４０９号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のノイズ低減装置は、擬似ノイズ減算器の減算出力を擬似ノイズ発生部にフィードバックし、適応信号処理によりノイズ特性を学習させていた。そのため、ノイズ源の信号と相関性の高い主要信号成分がノイズとして誤検出されて減算されてしまう過補正が起こる可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、誤検出による過補正を引き起こすことを防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載のノイズ低減装置は、映像信号に重畳するノイズのノイズ源となり得る装置に入力される信号から、当該入力される信号が前記ノイズ源となり得る装置に入力されることにより前記映像信号に重畳するノイズに対応する擬似ノイズ信号を生成するための生成特性を記憶する記憶手段と、前記ノイズ源となり得る装置に入力される信号を取得し、前記生成特性に基づいて当該入力される信号に対応する前記擬似ノイズ信号を発生させる擬似ノイズ発生手段と、前記映像信号から前記擬似ノイズ発生手段で発生させた擬似ノイズ信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のノイズ低減装置によれば、誤検出による過補正を引き起こすことを防ぎ、複数のノイズ源からのノイズを低減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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【００１３】
以下、その構成を動作と併せて説明する。
【００１４】
図１に示す撮像装置において、レンズ１０１は、撮影対象物から発した光を撮像素子１０２の受光平面に結像させる。撮像素子１０２は、被写体像の光による明暗をピクセル毎に電荷の量に光電変換し、光の強さに応じたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換部１０３に出力する。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２からのアナログ映像信号をＲＧＢのデジタル映像信号に変換する。画像処理回路１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０３から送られたＲＧＢのデジタル信号を輝度、色差信号の画像データに変換する。表示回路１０６は、入力された画像データをＮＴＳＣ方式等の表示用の所定方式に変換し、画像をＬＣＤ等に表示させる。
【００１６】
ＣＰＵ１０７は、所定のプログラムに従い、本撮像装置のシステムを統括制御する。ＣＰＵ１０７は、ＲＯＭ１０８と接続されており、ＲＯＭ（記憶手段）１０８には制御用のプログラムや制御上必要なデータなどが格納されている。
【００１７】
モータ１１３、１１４はレンズ１０１を駆動するための電動手段である。駆動パルス発生回路１０９、１１０は、モータ１１３、１１４を駆動する駆動パルスを発生させる。モータドライバ１２２、１２３は、駆動パルスに基づいて、モータ１１３、１１４を駆動させる。双方向バッファ１１１、１１２は、駆動パルス発生回路１０９、１１０とモータドライバ１２２、１２３間の信号を受け渡しする素子である。
【００１８】
擬似ノイズ発生部１１８は、低減対象ノイズに相当する擬似ノイズを発生させる。擬似ノイズ発生部１１８の参照入力信号は、入力選択部（選択手段）１１６によって選択される。選択する参照入力信号及び発生する擬似ノイズの特性は、参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５の出力より決定される。
【００１９】
ゲイン係数算出部１２１は、擬似ノイズ発生部１１８におけるゲイン係数を映像信号入力から算出する。擬似ノイズ発生部１１８により発生した擬似ノイズは、減算器１０４によってノイズ重畳信号から減算される。
【００２０】
特に図示していないが他の回路もＣＰＵ１０７により制御される。
【００２１】
図４は、図１における擬似ノイズ発生部の詳細を示すブロック図である。
【００２２】
図４に示す擬似ノイズ発生部１１８において、擬似ノイズ波形生成部２０２は、参照入力信号から低減対象ノイズ波形に相当する擬似ノイズ波形を生成する。ゲイン調整部２０３、オフセット調整部２０４は、擬似ノイズ波形生成部２０２により生成された擬似ノイズ波形のゲイン、オフセットを調整する。
【００２３】
クリップ部２０５は、擬似ノイズをある上限値でクリップする。立上り・立下り検出部２０１は、参照入力信号の立上り・立下りを検出する。立上り・立下り選択部２０６、２０７、２０８は、参照入力信号の立上り・立下りにより、ゲイン調整部２０３、オフセット調整部２０４、クリップ部２０５の調整値を変更する。
【００２４】
立上り・立下り選択部２０６、２０７、２０８のＰＯＳ、ＮＥＧ、ＮＯＲＭは擬似ノイズ特性設定信号の一部であって、ＣＰＵ１０７により設定することが可能である。乗算器２０９は、ゲイン係数算出部１２１によるゲイン係数と立上り・立下り選択部２０６の出力を乗算し、ゲイン調整部２０３のゲインを決定する。
【００２５】
図１において、特に撮像素子１０２とＡ／Ｄ変換部１０３間は映像信号がアナログ信号であり、外部からの飛び込みノイズの影響を受けやすい。ここでは、モータ１１３が駆動することにより、アナログ映像信号にノイズが重畳してしまう飛び込みノイズを例に動作を説明する。
【００２６】
モータ１１３による飛び込みノイズが重畳したアナログ映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル映像信号に変換される。デジタル映像信号からこのノイズを低減するため、ノイズ源となる駆動パルスからアナログ映像信号に重畳したノイズに相当する擬似ノイズを生成し、映像信号から減算してノイズキャンセルを行う。以下、その方法について詳しく説明する。
【００２７】
ノイズ源となるモータ１１３の駆動パルスは、駆動パルス発生回路１０９から出力される。駆動パルスは双方向バッファ１１１を通り、モータドライバ１２２に到達し、モータドライバ１２２は、駆動パルスに基づいて、モータ１１３を駆動させる。
【００２８】
ＣＰＵ１０７は、参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５に駆動パルス発生回路１０９、駆動パルス発生回路１１０の出力の内、ノイズ源となる駆動パルス発生回路１０９からの出力を選択するよう命令する。
【００２９】
参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５は、ＣＰＵ１０７の命令に基づき、入力選択部１１６に参照入力選択信号を送る。入力選択部１１６は、その参照入力選択信号により、双方向バッファ１１１の入力もしくはリターン出力を選択することにより、駆動パルス発生回路１０９の出力が参照入力信号になるように出力を切り替える。
【００３０】
ここでリターン出力とは、双方向バッファ１１１の外部出力バッファに入力された信号が内部入力バッファを通じて再入力された信号を指す。
【００３１】
擬似ノイズ発生部１１８に入力された参照入力信号は、図４において、まず擬似ノイズ波形生成部２０２に入力され、低減対象ノイズ波形に相当する擬似ノイズ波形が生成される。
【００３２】
図示はしていないが、擬似ノイズ波形生成部２０２の特性も、擬似ノイズ特性設定信号により、低減対象となるノイズに応じて設定することが可能である。擬似ノイズ波形生成部２０２は、ゲイン調整部２０３及びオフセット調整部２０４とつながっており、擬似ノイズ波形生成部２０２から生成された擬似ノイズ波形のゲイン、オフセットがここで調整される。
【００３３】
ゲイン、オフセットが調整された擬似ノイズ波形は、さらにクリップ部２０５に入力され、過補正を防ぐため、ある上限値でクリップされる。擬似ノイズ発生部１１８に入力された参照入力信号は、以上の回路を通って低減対象ノイズに相当する擬似ノイズとなる。この擬似ノイズ信号は、後に減算器１０４によってノイズが重畳した映像信号入力から減算され、ノイズキャンセル出力は画像処理回路１０５に送られる。
【００３４】
擬似ノイズ発生部１１８に入力された参照入力信号は、擬似ノイズ波形生成部２０２とともに、立上り・立下り検出部２０１にも入力される。立上り・立下り検出部２０１においては、参照入力信号が立上りか立下りかが検出され、その検出信号は、立上り・立下り選択部２０６、２０７、２０８に送られる。
【００３５】
立上り・立下り選択部２０６、２０７、２０８は、立下り、立上り、それ以外の場合における、ゲイン調整部２０３、オフセット調整部２０４、クリップ部２０５の調整値を決定している。
【００３６】
そして参照入力信号が立上りであれば、ＰＯＳの調整値が選択され、立下りであれば、ＮＥＧの調整値が選択され、それ以外ならＮＯＲＭの調整値が選択される。ＰＯＳ、ＮＯＲＭ、ＮＥＧは異なる値を設定してもよいし、同じ値を設定してもよい。
【００３７】
このようにして、参照入力信号の立下りと立上りにおいて擬似ノイズ発生部１１８の特性を変化させる。このことにより、参照入力信号の立下りと立上りのそれぞれおいて発生するノイズの振幅やオフセット等が異なってしまう場合においても、それに相当する擬似ノイズを発生させることが可能なノイズ低減装置を得ることができる。
【００３８】
擬似ノイズ波形生成部２０２が生成する擬似ノイズ波形の特性及び立上り・立下り選択部２０６、２０７、２０８におけるＰＯＳ、ＮＯＲＭ、ＮＥＧの各調整値は擬似ノイズ特性設定信号によって決定される。
【００３９】
擬似ノイズの生成特性は、ＲＯＭ（記憶手段）１０８に予め記憶してある。ＣＰＵ１０７は、参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５に参照入力選択信号を送り、ＲＯＭ１０８に記憶してある複数の擬似ノイズ特性からその参照入力に対応した擬似ノイズ特性を選択して読み出し、参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５にその擬似ノイズの生成特性を送る。
【００４０】
参照入力・擬似ノイズ特性設定部１１５は、ＣＰＵ１０７から送られた参照入力選択信号を入力選択部１１６に送ると同時に、ＲＯＭ１０８から読み出された擬似ノイズ特性を、擬似ノイズ発生部１１８に擬似ノイズ特性設定信号として送る。
【００４１】
このように、本発明では、擬似ノイズの特性を記憶する手段により擬似ノイズ発生部１１８の擬似ノイズ特性を更新する。こうすることで、従来技術のように、擬似ノイズ減算器の減算出力を擬似ノイズ発生部にフィードバックし、適応信号処理などにより擬似ノイズを学習させる必要がなくなる。その結果、ノイズ源の信号と相関性の高い主要信号成分がノイズとして誤検出され、減算されてしまう過補正の起こらないノイズ低減装置を得ることができる。
【００４２】
また、擬似ノイズ特性の更新を、参照入力信号を切り替えると同時に行うことによって、ノイズ源を切り替えた場合に、直ちにそのノイズ源に相当する擬似ノイズを発生させることができる。その結果、連続的に複数のノイズ源が引き起こすノイズを低減することが可能なノイズ低減装置を得ることができる。
【００４３】
また、入力映像信号の強度によって擬似ノイズのゲインを変えられるよう、ゲイン係数算出部１２１は、映像入力信号の強度レベルに応じてゲイン係数Ｋを出力し、擬似ノイズ発生部１１８のゲイン調整部２０３に送る。
【００４４】
映像入力信号の強度レベル以外にも、入力映像信号から低次のフィルタ等で簡易的に輝度や色差を生成し、輝度、色差レベルに基づいてゲイン係数Ｋを変更してもよい。ゲイン調整部２０３では、ゲイン係数算出部１２１からのゲイン係数を乗算器２０９により立上り・立下り選択部２０６の出力に乗算してゲインを映像入力信号の強度に応じて変えられるようにする。
【００４５】
映像信号の強度により擬似ノイズのゲインを変化させることにより、映像信号の強度でノイズのゲインが変化する場合においても、それに相当する擬似ノイズを発生させることが可能なノイズ低減装置を得ることができる。
【００４６】
参照入力信号に複数の信号を選択できることによって、それら複数信号の中より新たに飛び込みノイズのノイズ源となる信号が発見された場合においても、その信号を参照入力信号としてその飛び込みノイズを低減することができる。このことにより、新たにノイズ低減装置を設けることなく、飛び込みノイズの低減を行うことが可能となるノイズ低減装置を得ることができる。
【００４７】
ここではノイズ源として、駆動パルス発生回路１０９、駆動パルス発生回路１１０の２種類の出力で説明しているが、入力選択部１１６の入力信号の数を増やすことによって、より多くの飛び込みノイズに対応することができる。
【００４８】
また、入力選択部１１６は、双方向バッファ１１１の入力もしくはリターン出力を選択することができるが、リターン出力を選択することによって、ノイズ源の信号を出力しているときだけ擬似ノイズを発生させることが可能となる。
【００４９】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【００５０】
本実施の形態は、入力選択部１１７、論理演算回路１２０が設けられている点において上記第１の実施の形態と異なる。
【００５１】
ここでは、モータ１１４からのノイズとモータ１１３のノイズが異なるタイミングで重畳して撮像素子１０２とＡ／Ｄ変換部１０３間へ飛び込んでしまう飛び込みノイズを例に動作を説明する。ただし、両ノイズの伝送経路は同じものとする。
【００５２】
入力選択部１１６は、駆動パルス発生回路１０９からの出力を選択し、入力選択部１１７は、駆動パルス発生回路１１０からの出力を選択する。
【００５３】
入力選択部１１６で選ばれたそれら２つの出力に対して論理演算回路１２０により論理和をとり、擬似ノイズ発生部１１８に入力させることによって、擬似ノイズ発生部１１８において２つのノイズ源からのノイズに対応した擬似ノイズ信号を得ることができる。
【００５４】
このようにして、複数の入力信号の論理演算結果を参照入力信号にすることにより、複数の信号が異なるタイミングで重畳することで発生するノイズを低減することの可能なノイズ低減装置を得ることができる。
【００５５】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【００５６】
本実施の形態は、２つの入力選択部１１６、１１７、擬似ノイズ発生部１１８、１１９が設けられている点において第１の実施の形態と異なる。
【００５７】
ここでは、モータ１１４からのノイズとモータ１１３のノイズが同時に撮像素子１０２とＡ／Ｄ変換部１０３間へ飛び込んでしまう飛び込みノイズを例に動作を説明する。
【００５８】
入力選択部１１６、擬似ノイズ発生部１１８は、モータ１１３の駆動パルスを参照入力信号として擬似ノイズを作り出し、入力選択部１１７、擬似ノイズ発生部１１９は、モータ１１４の駆動パルスを参照入力信号として擬似ノイズを作り出す。
【００５９】
このことにより、モータ１１３及びモータ１１４からのノイズが同時に入ってきた場合においても、各々に相当する擬似ノイズを作り出してノイズを低減することが可能となる。
【００６０】
本実施の形態では、擬似ノイズ発生部を複数備える（擬似ノイズ発生部１１８、１１９）。このことにより、伝達特性が異なる複数のノイズが同時に入ってくる場合においても、それらのノイズに相当する擬似ノイズを同時に発生させてノイズの低減を行うことが可能となるノイズ低減装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るノイズ低減装置を搭載する撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１における擬似ノイズ発生部の詳細を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１  レンズ
１０２  撮像素子
１０３  Ａ／Ｄ変換部
１０４  減算器
１０５  画像処理回路
１０６  表示回路
１０７  ＣＰＵ
１０８  ＲＯＭ
１０９、１１０  駆動パルス発生回路
１１１、１１２  双方向バッファ
１１３、１１４  モータ
１１５  参照入力・擬似ノイズ特性設定部
１１６、１１７  入力選択部
１１８、１１９  擬似ノイズ発生部
１２０  論理演算回路
１２１  ゲイン係数算出部
１２２、１２３  モータドライバ
２０１  立上り立下り検出部
２０２  擬似ノイズ波形生成部
２０３  ゲイン調整部
２０４  オフセット調整部
２０５  クリップ部
２０６,２０７,２０８  立上り立下り設定部
２０９  乗算器
【図１】
0005235441.tif 000002
【図２】
0005235441.tif 000003
【図３】
0005235441.tif 000004
【図４】
0005235441.tif 000005