(57)【要約】【課題】３次元ノイズ低減処理において、ノイズが乗っている状態からの時間的変動を抑えるようにすると、出力映像信号にノイズが残留してしまうという課題がある。【解決手段】発明のノイズ低減装置は、入力信号を所定の単位で遅延させる第１遅延手段３と、第１遅延手段３の出力信号を所定の単位で遅延させる第２遅延手段５と、入力信号と第１遅延手段３の出力信号との差分を算出する第１の差分算出手段２と、第１遅延手段３の出力信号と第２の遅延手段５の出力信号との差分を算出する第２の差分算出手段４と、入力信号と第１遅延手段３の出力信号とを加重平均した信号を出力するノイズ低減手段と、第１の差分算出手段２の出力信号と第２の差分算出手段４の出力信号とを基に、ノイズ低減手段の加重平均における入力信号の割合を高める制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を所定の単位で遅延させる第１遅延手段と、
前記第１遅延手段の出力信号を前記所定の単位で遅延させる第２遅延手段と、
前記入力信号と前記第１遅延手段の出力信号との差分を算出する第１の差分算出手段と、
前記第１遅延手段の出力信号と前記第２の遅延手段の出力信号との差分を算出する第２の差分算出手段と、
前記入力信号と前記第１遅延手段の出力信号とを加重平均した信号を出力するノイズ低減手段と、
前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを基に、前記ノイズ低減手段の加重平均における前記入力信号の割合を高める制御手段と、
を備えたノイズ低減装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを比較し、同じ画素位置に振幅が同じで符号が異なる信号が存在する場合に、
前記ノイズ低減手段の加重平均における前記入力信号の割合を高める請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを比較し、同じ画素位置に振幅が所定のレベルより大きく、符号が異なる信号が存在する場合に、前記ノイズ低減手段の加重平均における前記入力信号の割合を高める請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを比較し、同じ画素位置に振幅の差が所定の範囲内で、符号が異なる信号が存在する場合に、前記ノイズ低減手段の加重平均における前記入力信号の割合を高める請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
入力信号を所定の単位で遅延させる第１遅延手段と、
前記第１遅延手段の出力信号を前記所定の単位で遅延させる第２遅延手段と、
前記入力信号と前記第１遅延手段の出力信号との差分を算出する第１の差分算出手段と、
前記第１遅延手段の出力信号と前記第２の遅延手段の出力信号との差分を算出する第２の差分算出手段と、
前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを比較し、判定結果を出力する比較手段と、
前記比較手段の出力と前記第１の差分算出手段の出力信号とを基に、ノイズ信号を抽出するノイズ抽出手段と、
前記入力信号と前記ノイズ信号との差分を算出する第３の差分算出手段と、
を備えたノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像機器に用いられるノイズ低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＶＴＲ、ＤＶＤ、ビデオカメラなどの映像機器において、映像信号に含まれるノイズを低減するさまざまな手段が搭載されている。その中でも３次元ノイズ低減処理はノイズ低減に最も有効な手段の一つである（例えば特許文献１）。
【０００３】
以下、従来の３次元ノイズ低減処理について図面を参照しながら説明する。図４は従来の３次元ノイズ低減装置の構成を示すブロック図、図５は図４の各部の波形を示す波形図、図６はノイズ抽出手段７の入出力特性を示す特性図である。
【０００４】
図４において、端子１からは入力映像信号（波形：図５の１））が入力され、第１の減算器２および第３の減算器８に入力される。
【０００５】
遅延手段３には、１フィールド遅延された入力映像信号（波形：図５の２））が格納されている。
【０００６】
第１の減算器２は、入力映像信号から１フィールド遅延された映像信号を減算し、フィールド差分信号ｓ１として出力する。（波形：図５の３））
ノイズ抽出手段７は、図６に示すように、入力信号の振幅の絶対値がａ以下の場合は入力信号をそのまま出力し、ａ以上かつｂ以下の場合は入力信号を減衰させて出力し、ｂ以上の場合は出力信号を０とするような特性を持つ。この特性により、入力されるフィールド差分信号ｓ１の振幅の小さい部分だけをノイズとみなして取り出し、抽出ノイズｓ３として出力する。（波形：図５の４））
映像信号に変化がない場合、フィールド差分信号ｓ１は全てノイズとなる。さらにノイズの振幅の絶対値がａより小さい場合、ｓ１とｓ３は等しくなる。
【０００７】
ノイズ抽出手段７の出力ｓ３は、前述の第３の減算器８に入力される。
【０００８】
第３の減算器８は、入力映像信号からノイズ抽出手段７の出力ｓ３を減算し、ノイズの低減された出力映像信号（波形：図５の５））を端子９に出力するとともに、第１の遅延手段３への入力とする。
【特許文献１】特開２００４−８８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような処理を行うことで、入力映像信号に含まれるノイズを低減することが可能になるが、この処理には下記のような課題がある。
【００１０】
３次元ノイズ低減処理は、フィールド差分信号ｓ１の振幅の絶対値が小さい場合に、映像の時間的変動を抑えることでノイズを低減するものである。図５の１）に示すように入力映像信号に乗っているノイズは、１フィールド前の状態からの時間変動を抑えることで、信号図５の５）の左側の破線で囲まれた部分に示すように除去されるが、図５の２）に示すように１フィールド遅延信号に乗っているノイズは、ノイズが乗っている状態からの時間的変動を抑えるようにすると、図５の５）の右側の破線で示される部分のように出力映像信号にノイズが残留してしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るノイズ低減装置は、上記課題を解決するものであり、入力信号を所定の単位で遅延させる第１遅延手段と、前記第１遅延手段の出力信号を前記所定の単位で遅延させる第２遅延手段と、前記入力信号と前記第１遅延手段の出力信号との差分を算出する第１の差分算出手段と、前記第１遅延手段の出力信号と前記第２の遅延手段の出力信号との差分を算出する第２の差分算出手段と、前記入力信号と前記第１遅延手段の出力信号とを加重平均した信号を出力するノイズ低減手段と、前記第１の差分算出手段の出力信号と前記第２の差分算出手段の出力信号とを基に、前記ノイズ低減手段の加重平均における前記入力信号の割合を高める制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係るノイズ低減装置では、入力映像信号と、これを１フィールドおよび２フィールド遅延させた遅延映像信号との差分信号から、１フィールド遅延映像信号に乗っているノイズを判別して除去し、ノイズが残留する現象を防ぐことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態）
図１は本願発明のノイズ低減装置に係る一実施の形態における構成を示すブロック図、図２は図１の各部の波形を示す波形図、図３はノイズ抽出手段７の入出力特性を示す特性図、図７は従来のノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図７において、端子１１から入力された入力映像信号（Ｘｎ）は、乗算回路１２において（１−Ｋ）倍される。端子１６から出力される出力映像信号（Ｙｎ）は、乗算回路１２の出力と、遅延手段１４において遅延された出力映像信号（Ｙｎ−１）を乗算回路１５においてＫ倍した信号との和によって、求められる。
【００１５】
Ｙｎ＝（１−Ｋ）Ｘｎ＋ＫＹｎ−１
本発明のノイズ低減装置による以下の実施の形態は、従来のノイズ低減装置において、入力映像信号の時間による変化が小さい状況（Ｋが１に近い状況）において、適用したものである。
【００１６】
図１において、端子１からは入力映像信号（波形：図２の１））が入力され、第１の減算器２および第３の減算器８に入力される。
【００１７】
第１遅延手段３には、１フィールド遅延された入力映像信号（波形：図２の２））が、第２遅延手段５には、２フィールド遅延された入力映像信号（波形：図２の３））が、それぞれ格納されている。
【００１８】
第１の減算器２は、入力映像信号から１フィールド遅延された映像信号を減算し、第１のフィールド差分信号ｓ１として出力する（波形：図２の４））。
【００１９】
第２の減算器４は、１フィールド遅延された映像信号から２フィールド遅延された映像信号を減算し、第２のフィールド差分信号ｓ２として出力する（波形：図２の５））。
【００２０】
第１のフィールド差分信号ｓ１と第２のフィールド差分信号ｓ２は比較手段６に入力される。比較手段６は入力される２つの信号の振幅と極性（符号）を比較し、次の判定条件を満たす場合に検出信号ｄの値として１を、満たさない場合は０を出力する。
【００２１】
（判定条件）振幅が同じで符号が逆
図２の４）および５）において、破線で囲まれた部分が上記の条件を満たす状態であり、そのときの検出信号ｄの波形は図２の６）のようになる。図２の１）〜６）から明らかなように、検出信号ｄが１となるのは、１フィールド遅延映像信号だけにノイズが乗っているような場合である。比較手段６の出力ｄおよび第１の減算器２の出力ｓ１は、ノイズ抽出手段７に入力される。
【００２２】
ノイズ抽出手段７は、図３に示すような特性を持ち、第１のフィールド差分信号ｓ１の振幅の小さい部分だけをノイズとみなして取り出し、抽出ノイズｓ３として出力する。ここで、比較手段６の出力ｄの値が１になっている場合には、入力されているｓ１の値にかかわらず、ノイズ抽出手段７の出力ｓ３を強制的に０とする。この結果、ノイズ抽出手段７の出力ｓ３は図２の７）のようにｓ１の波形から破線で囲まれた部分を除去したような波形となる。
【００２３】
ノイズ抽出手段７の出力ｓ３は、前述の第３の減算器８に入力される。
【００２４】
第３の減算器８は、入力映像信号からノイズ抽出手段７の出力ｓ３を減算し、ノイズの低減された出力映像信号（波形：図２の８））を端子９に出力するとともに、第１の遅延手段３への入力とする。第１の遅延手段３の出力は第２の遅延手段５への入力とされる。
【００２５】
上記のような処理を行うことで、図２の８）の破線で囲まれた部分に示すように、１フィールド遅延された映像信号に乗っていたノイズは出力映像信号に現れることがなく、従来のようにノイズが低減されずに残留する現象を防ぐことができる。
【００２６】
なお、上記の形態では、比較手段６における判定条件を「振幅が同じで符号が逆」としたが、実際の信号では１フィールド遅延信号だけにノイズが乗っている状態に限りなく近くても、入力映像信号や２フィールド遅延映像信号の同じ位置にも小振幅のノイズが乗っていて判定条件が成立しにくくなることが想定されるため、下記のような判定条件を用いることも考えられる。
【００２７】
（判定条件２）両者の振幅が所定のレベルよりも大きく、符号が逆
または
（判定条件３）両者の振幅の差が所定の範囲内で、符号が逆
このような条件を追加することで、入力映像信号や２フィールド遅延映像信号の同じ位置に小振幅のノイズが乗っている場合でも、ノイズを抽出することができ、ノイズが低減されずに残留する現象を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るノイズ低減装置は、ノイズが残留する現象を防ぐことができ、ビデオカメラ等の動画撮像装置に適用可能であり、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明のノイズ低減装置に係る一実施の形態における構成を示すブロック図
【図２】本願発明の一実施の形態における各部の波形を示す波形図
【図３】本願発明の一実施の形態におけるノイズ抽出手段の入出力特性を示す特性図
【図４】従来のノイズ低減装置の構成を示すブロック図
【図５】従来のノイズ低減装置の各部の波形を示す図
【図６】従来のノイズ抽出手段の入出力特性を示す図
【図７】従来のノイズ低減装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３０】
２    第１の減算器
３    第１遅延手段
４    第２の減算器
５    第２遅延手段
６    比較手段
７    ノイズ抽出手段
８    第３の減算器
【図１】
2009296191.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009296191.tif 000007
【図６】
2009296191.tif 000008
【図７】
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