(57)【要約】【課題】より効果的なエッジ検出を行う。【解決手段】ハイパスフィルタ１２により高周波成分を抽出し、これを減算器１６で減算することで高周波成分を減少する。また、エッジ検出部１４は、映像信号の変化量を所定のしきい値と比較してエッジを検出する。ゲイン調整部１８は、エッジ部において、前記ノイズ処理部における高周波成分の減少を抑制する。エッジ解析部２０により検出されたエッジの分布状態に基づいて、映像中のノイズの量を推定し、ノイズ量に応じてエッジ検出部１４におけるエッジ検出のしきい値を変更する。【選択図】図１
2013009126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号のノイズリダクション回路であって、
映像信号の高周波成分を減少するノイズ処理部と、
映像信号の変化量を所定のしきい値と比較してエッジを検出するエッジ検出部と、
検出されたエッジにおいて、前記ノイズ処理部における高周波成分の減少を抑制する処理部と、
前記エッジ検出部において検出した、映像信号の変化量の分布状態または検出されたエッジの分布状態に基づいて、映像中のノイズの量を推定するノイズ推定部と、
を有し、
前記エッジ検出部におけるエッジ検出のしきい値を前記ノイズ推定部により推定したノイズの量に応じて変更するノイズリダクション回路。
【請求項２】
請求項１に記載のノイズリダクション回路であって、
前記ノイズ推定部は、エッジが検出されない状態が所定数連続する画像の平坦部を検出し、平坦部が画面上に所定以上存在する場合には、ノイズが少ないと判定する、ノイズリダクション回路。
【請求項３】
請求項１に記載のノイズリダクション回路であって、
前記ノイズ推定部は、エッジの検出数が第１所定値以下の水平ラインを検出し、該当する水平ラインの検出数が画面上で第１所定ライン数以下の場合には、ノイズが少ないと判定する、ノイズリダクション回路。
【請求項４】
請求項３に記載のノイズリダクション回路であって、
前記ノイズ推定部は、エッジの検出数が第１所定値より大きな第２所定値以上の水平ラインを検出し、検出数が画面上で第１所定ライン数より大きな第２所定ライン数以上の場合には、ノイズが多いと判定する、ノイズリダクション回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号を解析し適応的にノイズリダクションを行うノイズリダクション回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像信号における高周波成分を除去することで、ノイズを減少するノイズリダクション回路が知られている。
【０００３】
このノイズリダクション回路では、映像信号から高周波成分をノイズとして抽出し、これを原映像信号から減算することで、ノイズを除去する。また、エッジにおいては、高周波成分を除去すると、エッジが鈍ってしまうため、エッジを検出し、エッジ部分では減算する高周波成分を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、映像からノイズ成分を除去する２次元ノイズリダクションを強くかけすぎると、ノイズ低減の弊害として、映像のエッジがぼけ、映像の鮮鋭感が失われる。
【０００６】
これを極力避けるために、アナログ弱電界等では映像の無い同期信号部分でＳ／Ｎを検出し、Ｓ／Ｎに応じて適応的にノイズリダクションを行う方法がある。しかし、同期信号部分のＳ／Ｎは良いが、映像部分にのみノイズがのっている場合はこの方法は使えない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、映像信号のノイズリダクション回路であって、映像信号の高周波成分を減少するノイズ処理部と、映像信号の変化量を所定のしきい値と比較してエッジを検出するエッジ検出部と、検出されたエッジおいて、前記ノイズ処理部における高周波成分の減少を抑制する処理部と、前記エッジ検出部において検出した、映像信号の変化量の分布状態または検出されたエッジの分布状態に基づいて、映像中のノイズの量を推定するノイズ推定部と、を有し、前記エッジ検出部におけるエッジ検出のしきい値を前記ノイズ推定部により推定したノイズの量に応じて変更することを特徴とする。
【０００８】
また、前記ノイズ推定部は、エッジが検出されない状態が所定数連続する画像の平坦部を検出し、平坦部が画面上に所定以上存在する場合には、ノイズが少ないと判定する、ことが好適である。
【０００９】
また、前記ノイズ推定部は、エッジの検出数が第１所定値以下の水平ラインを検出し、該当する水平ラインの検出数が画面上で第１所定ライン数以下の場合には、ノイズが少ないと判定する、ことが好適である。
【００１０】
また、前記ノイズ推定部は、エッジの検出数が第１所定値より大きな第２所定値以上の水平ラインを検出し、検出数が画面上で第１所定ライン数より大きな第２所定ライン数以上の場合には、ノイズが多いと判定する、ことが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エッジ分布状態に応じてノイズ量を推定し、推定されたノイズ量に応じてエッジ検出のしきい値を変更するので、より効果的なエッジ検出、ノイズ除去が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ノイズリダクション回路の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エッジ解析部（ノイズ推定部）の構成を示すブロック図である。
【図３】ノイズのない場合とある場合の映像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
映像信号には、各種の種類があるが、基本的には画素毎の輝度を表す輝度信号が主たる信号である。そこで、本実施形態では、映像信号は輝度信号であるとする。図１において、輝度信号は、遅延回路１０、２次元のハイパスフィルタ１２およびエッジ検出部１４に供給される。
【００１５】
また、輝度信号は２次元のハイパスフィルタ（２ＤＨＰＦ）１２に供給され、ここで縦横両方向における高周波成分がノイズとして抜き出される。
【００１６】
ハイパスフィルタ１２で抽出された高周波成分は、ゲイン調整部１８において適当な大きさに調整された後、減算器１６において遅延回路１０で遅延された輝度信号から減算される。遅延回路１０の遅延時間は、ハイパスフィルタ１２およびゲイン調整部１８の処理時間に対応しており、ハイパスフィルタ１２において得られた高周波成分（ノイズ成分）が、それが抽出された輝度信号から減算される。
【００１７】
さらに、輝度信号は、エッジ検出部１４に供給され、輝度信号の変化量が所定値のしきい値以上の部分をエッジ部として検出する。そして、ゲイン調整部１８のゲインをエッジ部分において小さくすることで、エッジ部分はノイズリダクションを行わないようにして、エッジが鈍るのを防止する。
【００１８】
さらに、本実施形態のノイズリダクション回路では、エッジ検出部１４におけるエッジ部分の検出結果は、ノイズ推定部として機能するエッジ解析部２０に供給される。このエッジ解析部２０は、エッジの存在、不存在からエッジの分布状態を検出する。
【００１９】
そして、エッジ解析部２０は、エッジの分布状態から、輝度信号がノイズが多い状態か、少ない状態かを判定し、ノイズが多い状態の場合には、エッジ検出部１４におけるエッジと認識するためのしきい値を大きく変更し、ノイズが少ない状態の場合には、エッジ検出部１４におけるエッジと認識するためのしきい値を小さく変更する。
【００２０】
すなわち、本実施形態では映像信号からエッジ検出を行い、検出したエッジを解析することで映像のノイズ量を推定する。推定結果において、ノイズ量が小さいと判断できる場合はエッジ検出部１４のエッジ検出閾値を下げ、映像のエッジを極力保存するようにする。映像信号からノイズ量を推定することで、同期信号部分のＳ／Ｎが良く、映像信号部分にのみノイズがのっている場合でも、適応的にノイズリダクションを行うことが出来、映像のエッジを極力保存しつつ適切な強度でノイズリダクションを行えるようになる。
【００２１】
図２に、エッジ解析部２０の構成を示す。エッジ検出部１４におけるエッジ検出結果の信号は、１Ｈエッジカウンタ４０に入力される。この１Ｈエッジカウンタ４０は、１水平ラインのエッジ数をカウントする。
【００２２】
この１Ｈエッジカウンタ４０のカウント結果は、比較器４２，４４に入力される。この比較器４２，４４には、第１しきい値、第２しきい値がそれぞれ入力されており、比較器４２，４４は１Ｈエッジカウンタ４０のカウント値と第１しきい値、第２しきい値の比較結果の信号を出力する。例えば、カウント値が第１しきい値より小さいときに、比較器４２よりＨレベルの信号を出力し、第２しきい値より大きくなったときに、比較器４４よりＨレベルの信号を出力する。従って、エッジの数が第１しきい値〜第２しきい値の範囲に入っている場合には、両比較器４２，４４からＨレベルの信号が出力されず、エッジ数が第１しきい値より小さいときに比較器４２から、第２しきい値より大きいときに比較器４４からＨレベルが出力される。なお、１Ｈエッジカウンタ４０には、水平同期信号が入力されており、１水平ライン毎にカウント結果がクリアされる。また、第１、第２しきい値は異なる値であり、第１しきい値に比べ第２しきい値を大きくする。
【００２３】
比較器４２，４４の出力は、それぞれ１Ｖラインカウンタ４６，４８に供給される。この１Ｖラインカウンタ４６，４８は、それぞれ１Ｈ比較器４２，４４の出力のＨを１Ｖ（１垂直期間）カウントする。
【００２４】
この１Ｖラインカウンタ４６，４８のカウント結果は、それぞれ比較器５０，５２に入力される。この比較器５０，５２には、第１ラインしきい値、第２ラインしきい値がそれぞれ入力されており、比較器５０，５２はそれぞれ１Ｖラインカウンタ４６，４８のカウント値と第１ラインしきい値、第２ラインしきい値の比較結果の信号を出力する。
【００２５】
入力されるラインカウント値が第１ラインしきい値より小さくなったときに、比較器５０よりＨレベルの信号を出力し、第２ラインしきい値より大きくなったときに、比較器５２よりＨレベルの信号を出力する。ここで、第１しきい値に比べ第２しきい値を大きくする。これによって、第１しきい値以上、第２しきい値以下の範囲内の場合には、比較器５０，５２のいずれからもＨレベルの信号は出力されず、第１しきい値より小さい場合に比較器５０から、第２しきい値より大きい場合に比較器５２からＨレベルが出力される。なお、１Ｖラインカウンタ４６，４８には、垂直同期信号が入力されており、１垂直期間毎にカウント結果がクリアされる。
【００２６】
このようにして、比較器５０の出力には、１水平ライン中のエッジ数が第１しきい値より小さいライン数が第１ラインしきい値より大きい場合にＨレベルとなる信号が得られ、比較器５２の出力には、１水平ライン中のエッジ数が第２しきい値以上のライン数が第２ラインしきい値以上の場合にＨレベルとなる信号が各フレームにおいて得られる。すなわち、１フレームの画像において、検出エッジの多いラインがどのくらいあるかを判定することができ、多い、普通、少ない、の三段階の判定ができる。この判定は垂直方向の判定といえる。検出エッジが多い場合にノイズが多いと判定し、検出エッジが少ない場合にノイズが少ないと判定できる。
【００２７】
次に、エッジ検出部１４におけるエッジ検出結果の信号は、フラットカウンタ５４に入力される。このフラットカウンタ５４に画素クロックが供給されており、フラットカウンタは画素クロックをカウントし、エッジ検出信号によりリセットされる。従って、エッジが連続して入力されない期間をカウントアップする。
【００２８】
フラットカウンタ５４の出力は、比較器５６に入力され、ここでフラットしきい値と比較され、フラットカウンタ５４のカウント値がフラットしきい値を超えた場合にＨレベルが出力される。この比較器５６のＨレベルはフラットカウンタ５４のリセット端に供給されており、フラットカウンタ５４のカウント値がフラットしきい値に至るとフラットカウンタ５４がリセットされる。すなわち、比較器５６は、エッジの入力がフラットしきい値の画素数連続して無かった場合にＨレベルを出力する。
【００２９】
比較器５６の出力は、フラット領域数カウンタ５８に入力される。このフラット領域数カウンタ５８は１垂直期間ごとにリセットされるので、１垂直期間（１フレーム）のフラット領域数をカウントする。このフラット領域数カウンタ５８の出力は、比較器６０に供給される。この比較器６０には、フラット領域数についてのしきい値であるフラット領域しきい値が供給されており、１フレームにおけるフラット領域数がフラット領域しきい値を超えたかが判定される。このように、水平方向において、エッジ検出されない状態が所定以上連続されたことが検出される。この判定は水平方向の判定といえる。
【００３０】
比較器５０，５２，６０の結果は、セレクタ６２を介し、出力制御器６４に供給される。出力制御器６４は、比較器６０からの信号がＨレベルの場合には、または比較器５０からの信号がＨレベルの場合にエッジ検出部１４におけるしきい値を１段階下げる信号を出力する。一方、比較器５２からの信号がＨレベルの場合には、エッジ検出部１４におけるしきい値を１段階上げる信号を出力する。なお、比較器６０からの信号と比較器５２からの信号の両方がＨレベルであった場合には、エッジ検出部１４におけるしきい値を変更しないことが好適であるが、いずれかを優先してもよい。また、出力制御器６４には、エッジ検出部１４における現在のしきい値のデータを保持しておき、しきい値が最大値または最小値を超えないように出力を制御することが好適である。
【００３１】
このようにして、本実施形態によれば、エッジの検出状態に応じて、エッジ検出部１４におけるしきい値を適応的に変更する。従って、エッジ検出部１４のエッジ検出のしきい値を下げてもノイズ成分がエッジ検出に引っかからないと判断された場合、エッジ検出のしきい値を下げ、より映像のエッジを保存することができる。なお、上述のような比較器における判定において、しきい値より大きい、小さいの判定は、しきい値以上、しきい値以下の判定としてもよい。
【００３２】
図３には、映像の例が示してある。図３（ａ）がノイズのない場合、図３（ｂ）がノイズのある映像を示している。このように、一般に、ノイズのない場合、撮影した映像のエッジは映像内の分布に偏りがあることが多い。一方、ノイズは映像全体に均一に分布する。本実施形態では、連続してエッジが検出されないことによって、ノイズがないことを検出できる。そこで、全体としてエッジの多い画像であっても、しきい値があげられることを防止できる。また、全体的にエッジ数が多いことにより、ノイズを検出していることを判定して、ノイズをエッジとして検出することを防止することができる。
【００３３】
なお、エッジ解析における各しきい値についても変更可能として、より適切な判定を可能としてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  遅延回路、１２  ハイパスフィルタ、１４  エッジ検出部、１６  減算器、１８  ゲイン調整部、２０  エッジ解析部、４０  １Ｈエッジカウンタ、４２，４４，５０，５２，５６，６０  比較器、４６，４８  １Ｖラインカウンタ、５４  フラットカウンタ、５８  フラット領域数カウンタ、６２  セレクタ、６４  出力制御器。
【図１】
2013009126.tif 000003
【図２】
2013009126.tif 000004
【図３】
2013009126.tif 000005