(57)【要約】【課題】モスキートノイズやブロックノイズ等のノイズの抑圧度を向上させながら、信号成分の損失を少なくすることができる画像信号処理装置及び画像信号処理方法を提供する。【解決手段】制御信号生成手段３０は、輪郭検出フィルタ１０からの輪郭検出信号と、ばらつき量検出手段２０からの標準偏差とを用いて画質制御値ｋを算出し、この画質制御値ｋを含めた制御信号を、第１制御部６０及び第２制御部７０に供給する。第１制御部６０は、高域周波数抽出フィルタ５０からの出力に対して制御信号の画質制御値ｋを乗算し、これに平滑化フィルタ４０からの出力信号を加算した信号を、第２制御部７０に供給する。第２制御部７０は、入力画像信号に対して画質制御値ｋを乗算した信号と、第１制御部６０からの出力信号に対して「１−ｋ」を乗算した信号とを加算して、ノイズリダクション装置１００の出力信号として出力する。【選択図】図１
2009118080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要素画素が２次元に並べられたブロックから構成された入力画像信号を取得し、この入力画像信号の高周波数成分を平滑化した平滑化信号を生成する平滑化手段と、
前記入力画像信号における輪郭成分を検出する輪郭検出手段と、
前記ブロック内の要素画素のばらつき量を算出する分散量検出手段と、
前記ブロック内の中心画素について、前記輪郭成分と前記ばらつき量との比較に基づいて画質制御値を算出する制御信号生成手段と、
前記画質制御値を用いて、前記平滑化信号と前記入力画像信号とを調整した画像出力信号を生成する画質調整手段と
を備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記制御信号生成手段は、
前記輪郭検出手段の出力信号の値をＹＥ、前記分散量検出手段の出力信号の値をσ、定数をβ１、β２、αとすると、
画質制御値ｋ＝（ＹＥ＊β１）／（σ＊β２＋α）
で表示される画質制御値算出式を用いて、前記画質制御値を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記画質調整手段は、
入力画像信号に対して前記画質制御値を乗算して入力画像調整信号を生成する第１乗算器と、
前記平滑化信号に基づいて生成された信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成する第２乗算器と、
前記入力画像調整信号と前記平滑化調整信号とを加算して画像出力信号を生成する加算器とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
入力画像信号から高域周波数成分を抽出し、この高域周波数成分と画質制御値とを乗算して輪郭成分補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、
前記平滑化信号と前記輪郭成分補正信号とを加算する加算手段とを有する第１制御部を更に備え、
前記画質調整手段は、前記第１制御部からの信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
前記第１制御部の出力信号と前記平滑化信号とを、加重係数を用いた重み付けによって加算し、加算した信号を出力する加重処理手段を更に備え、
前記画質調整手段は、前記加重処理手段からの信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
要素画素が２次元に並べられたブロックから構成された入力画像信号を取得し、この入力画像信号の高周波数成分を平滑化した平滑化信号を生成する平滑化段階と、
前記入力画像信号における輪郭成分を検出する輪郭検出段階と、
前記ブロック内の要素画素のばらつき量を算出する分散量検出段階と、
前記ブロック内の中心画素について、前記輪郭成分と前記ばらつき量との比較に基づいて画質制御値を算出する制御信号生成段階と、
前記画質制御値を用いて、前記平滑化信号と前記入力画像信号とを調整した画像出力信号を生成する画質調整段階と
を備えたことを特徴とする画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の信号圧縮符号化・復号化に起因して発生する画像のノイズを低減するための画像信号処理装置及び画像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のアナログ放送に代わるデジタル放送が開始されている。デジタル放送は、デジタル処理により画像を表示するため、従来のアナログ放送とは異なる下記の問題がある。
１．ＭＰＥＧ２規定の圧縮方式による圧縮を行なう場合に、圧縮率との関係で発生する高周波成分の量子化エラーによるモスキートノイズが発生する。
２．ＭＰＥＧ２規定の圧縮方式による圧縮を行なう場合に、圧縮率との関係で発生する平均輝度成分の量子化エラーによるブロックノイズが発生する。
【０００３】
これらノイズの発生は、従来のアナログ放送の受像機において発生していたノイズとは、異なる原因によるものであり、発生条件も異なる。このため、これらのノイズは、（１）コンポーネント信号に対しても発生し、（２）信号との相関性や規則性が存在するという特殊性を有する。
【０００４】
ここで、（１）の特殊性について説明する。従来のアナログ放送においては、放送フォーマットに起因するノイズは、コンポジット系の入力信号にのみ発生し、ＲＧＢコンポーネント系の入力信号にはなかった。しかし、デジタル放送では、ＲＧＢコンポーネント系の信号においても、放送フォーマットに起因するノイズが発生することになる。
【０００５】
また、（２）の特殊性は、デジタル放送では、ノイズが信号の輪郭付近に発生することや、規則的なブロック境界が発生すること、かつそのときのノイズレベルが信号レベル依存性を有することを意味する。
【０００６】
一方、従来のノイズ除去回路として、フレームメモリを用いた巡回型のノイズリダクション装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このノイズリダクション装置の構成の一例を図１１に示す。図１１に示すノイズリダクション装置は、ゲインＫを乗算する乗算器９１と、１つ前のフレームの画像を取得する遅延回路９２と、ゲイン（１−Ｋ）を乗算する乗算器９３と、乗算器９１，９３の出力信号を加算する加算器９４とから構成されている。そして、入力信号に対してゲインＫを乗算した値と、遅延回路９２において取得した前のフレームの信号に対してゲイン（１−Ｋ）を乗算した値とを加算した信号を出力信号として出力する。
【０００７】
また、従来のノイズ除去回路として、コアリングをシャープネス回路に応用したノイズリダクション装置がある（例えば、特許文献２参照。）。このコアリング処理部においては、周波数の広帯域に拡散した信号をホワイトノイズとして固定レベル（コアリングレベル）でカットする。このノイズリダクション装置の構成の一例を図１２に示す。図１２に示すノイズリダクション装置は、高周波フィルタ９５及び低周波フィルタ９６を備える。入力信号のうち高周波フィルタ９５の成分のうち、コアリングレベル以下の成分が除去され、残りの成分に対してゲイン調整される。そして、入力信号の低周波フィルタ９６を通過した信号と加算されて出力信号が生成される。
【特許文献１】特開平７−１６２８０７号公報（図３）
【特許文献２】特開平１０−２００７８７号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、デジタル放送方式で発生するモスキートノイズは、信号輪郭部の周波数成分の大きさに依存し、そのノイズレベルが変化する。また、このモスキートノイズは、静止画及び動画の何れにおいても発生する。
【０００９】
一方、ブロックノイズは、比較的緩やかに変化するシーンで平均輝度成分がブロック毎に変化する場合に現われやすい。また、静止画においても圧縮率を上げていくときには固定ブロック境界がノイズとしてはっきり現われる。更に、動画でシーンチェンジ等の動き量が激しく変化する場合には、ブロックノイズが目立ちやすくなる。
【００１０】
ここで、これらモスキートノイズ及びブロックノイズを抑圧するために、特許文献１に記載のノイズリダクション装置を用いた場合、静止画におけるランダムノイズの除去性能が高い。しかし、固定パターンを有するノイズには効果がない。
【００１１】
更に、上述のコアリングの技術を用いる場合、抑圧度を向上させるためには、これらノイズの特性からコアリングレベルを大幅に上げる必要がある。
特許文献２に記載のノイズリダクション装置では、コアリングレベルは絶対値であるため、コアリングレベル以下の信号成分も失われる。更に、同一入力信号であっても、系によりコントラスト（ゲイン）が変化している場合、コアリングにより失われる信号成分も変化するという問題が生じる。
【００１２】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、モスキートノイズやブロックノイズ等のノイズの抑圧度を向上させながら、信号成分の損失を少なくすることができる画像信号処理装置及び画像信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、要素画素が２次元に並べられたブロックから構成された入力画像信号を取得し、この入力画像信号の高周波数成分を平滑化した平滑化信号を生成する平滑化手段と、前記入力画像信号における輪郭成分を検出する輪郭検出手段と、前記ブロック内の要素画素のばらつき量を算出する分散量検出手段と、前記ブロック内の中心画素について、前記輪郭成分と前記ばらつき量との比較に基づいて画質制御値を算出する制御信号生成手段と、前記画質制御値を用いて、前記平滑化信号と前記入力画像信号とを調整した画像出力信号を生成する画質調整手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像信号処理装置において、前記制御信号生成手段は、前記輪郭検出手段の出力信号の値をＹＥ、前記分散量検出手段の出力信号の値をσ、定数をβ１、β２、αとすると、画質制御値ｋ＝（ＹＥ＊β１）／（σ＊β２＋α）で表示される画質制御値算出式を用いて、前記画質制御値を算出することを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像信号処理装置において、前記画質調整手段は、入力画像信号に対して前記画質制御値を乗算して入力画像調整信号を生成する第１乗算器と、前記平滑化信号に基づいて生成された信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成する第２乗算器と、前記入力画像調整信号と前記平滑化調整信号とを加算して画像出力信号を生成する加算器とを備えたことを要旨とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像信号処理装置において、入力画像信号
から高域周波数成分を抽出し、この高域周波数成分と画質制御値とを乗算して輪郭成分補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、前記平滑化信号と前記輪郭成分補正信号とを加算する加算手段とを有する第１制御部を更に備え、前記画質調整手段は、前記第１制御部からの信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成することを要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像信号処理装置において、前記第１制御部の出力信号と前記平滑化信号とを、加重係数を用いた重み付けによって加算し、加算した信号を出力する加重処理手段を更に備え、前記画質調整手段は、前記加重処理手段からの信号に対して、前記画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成することを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、要素画素が２次元に並べられたブロックから構成された入力画像信号を取得し、この入力画像信号の高周波数成分を平滑化した平滑化信号を生成する平滑化段階と、前記入力画像信号における輪郭成分を検出する輪郭検出段階と、前記ブロック内の要素画素のばらつき量を算出する分散量検出段階と、前記ブロック内の中心画素について、前記輪郭成分と前記ばらつき量との比較に基づいて画質制御値を算出する制御信号生成段階と、前記画質制御値を用いて、前記平滑化信号と前記入力画像信号とを調整した画像出力信号を生成する画質調整段階とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
（作用）
請求項１又は６に記載の発明によれば、入力画像信号画像信号の高周波数成分を平滑化した平滑化信号を生成する。更に、入力画像信号における輪郭成分を検出し、ブロック内の要素画素のばらつき量を算出し、ブロック内の中心画素について、輪郭成分とばらつき量との比較に基づいて画質制御値を算出する。この画質制御値を用いて、平滑化信号と入力画像信号とを調整した出力信号を生成する。輪郭検出手段の出力信号と分散量検出手段の出力信号の関係によって、モスキートノイズやブロックノイズの発生量を特定し、これらの発生量に応じて平滑化信号と入力画像信号とを調整して出力信号を出力する。このため、ノイズの状況に応じて変化する画質制御値に基づいて、平滑化信号の割合を自動的に変更することができる。従って、モスキートノイズやブロックノイズの抑圧度を向上することができるとともに、入力画像信号に含まれている信号成分の損失を少なくすることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、画質制御値算出式は、輪郭検出手段の出力信号の値をＹＥ、分散量検出手段の出力信号の値をσ、定数をβ１、β２、αとすると、画質制御値ｋ＝（ＹＥ＊β１）／（σ＊β２＋α）で表示される式である。この場合、定数のβ１、β２、αを、除去したいモスキートノイズやブロックノイズの変化量の大きさに応じて選択すれば、より効率的にノイズの抑圧効果を得ることができる。また、分散量検出手段の出力信号の値σが「０」に近い場合に、この値σの微小の変化によって画質制御値が大きく変動することを抑制することができ、安定した画質制御信号を出力することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、画質調整手段は、入力画像信号に対して前記画質制御値を乗算して入力画像調整信号を生成し、平滑化信号に基づいて生成された信号に対して、画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成し、入力画像調整信号と前記平滑化調整信号とを加算して出力信号を生成する。これにより、画質制御値に基づいて平滑化信号と入力画像信号との調整を実現することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、入力画像信号から高域周波数成分を抽出し、この高域周波数成分と画質制御値とを乗算して輪郭成分を抽出し、平滑化信号と輪郭成分補正信号とを加算する第１制御部を更に備え、この第１制御部の信号に基づいて平滑化調整信号を
生成する。平滑化信号は、高周波数成分を平滑化するため、ノイズが除去されているが、輪郭成分も失われてしまう。このため、抽出した高域周波数成分に基づく輪郭成分補正信号を平滑化信号に加算することにより、ノイズの状況に応じて加算される高域周波数成分を変更しながら平滑化調整信号を生成することができる。この平滑化調整信号を用いて生平滑化信号が生成されるので、ノイズが除去され、高周波周波数成分がある平滑化信号を用いることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、第１制御部の出力信号と平滑化信号とを、加重係数を用いた重み付けによって加算し、加算した信号を出力する加重処理手段を更に備える。画質調整手段は、加重処理手段からの信号に対して、画質制御値を用いて重み付けした値を乗算して平滑化調整信号を生成する。このため、加算係数を任意に設定することにより、信号の解像度とノイズ抑圧度のとの優先度の割合を任意に変更することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、モスキートノイズやブロックノイズ等のノイズの抑圧度を向上させながら、信号成分の損失を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したノイズリダクション装置の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のノイズリダクション装置１００は、輪郭検出フィルタ１０、ばらつき量検出手段２０、制御信号生成手段３０、平滑化フィルタ４０、高域周波数抽出フィルタ５０、第１制御部６０及び第２制御部７０を備えている。本実施形態では、輪郭検出フィルタ１０が輪郭検出手段として機能し、ばらつき量検出手段２０が分散量検出手段として機能する。更に、平滑化フィルタ４０が平滑化手段として機能し、第２制御部７０が画質調整手段として機能する。
【００２７】
このノイズリダクション装置１００には、コンポーネント映像信号が入力される。この映像信号のうち、ブロック構成部によって、ｎ行ｍ列（ｎ，ｍは正の整数）のブロックが、輪郭検出フィルタ１０、ばらつき量検出手段２０、平滑化フィルタ４０、高域周波数抽出フィルタ５０及び第２制御部７０に供給される。本実施形態では、ｎ＝ｍ＝３として、３×３のブロックで構成される要素画素の入力画像信号が各機能部に供給される。
【００２８】
〔ノイズリダクション装置１００の構成〕
図２に示すように、輪郭検出フィルタ１０は、隣接するピクセルの輝度の差分から、ブロック内のエッジ（輪郭）を検出する。本実施形態では、この輪郭検出フィルタ１０は、公知のプレヴィット（Ｐｒｅｗｉｔｔ）方式のフィルタを用いる。具体的には、輪郭検出フィルタ１０は、第１列、第２列及び第３列の各要素が「−１」、「０」、「１」の水平方向フィルタ１１と、第１行、第２行及び第３行の各要素が「−１」、「０」、「１」の垂直方向フィルタ１２とを備える。
【００２９】
このような輪郭検出フィルタ１０において、ブロックを構成する各画素の信号が水平方向フィルタ１１を通過すると、水平方向で隣接しているピクセルの輝度の差分を算出する。また、ブロックを構成する各画素の信号が垂直方向フィルタ１２を通過すると、垂直方向で隣接しているピクセルの輝度の差分を算出する。
【００３０】
更に、輪郭検出フィルタ１０は、輪郭検出信号ＹＥの算出部１３を備える。この算出部１３は、水平方向フィルタ１１及び垂直方向フィルタ１２を通過させて得た値と、図２の
（１）式とを用いて輪郭検出信号ＹＥを生成する。輪郭検出フィルタ１０は、生成した輪郭検出信号ＹＥを制御信号生成手段３０に供給する。
【００３１】
ばらつき量検出手段２０は、ブロックを構成する画素のばらつき量（標準偏差σ）を算出する。ブロック内に輪郭がない場合には、通常はばらつき量は小さくなるため、ばらつき量が大きい場合にはノイズが発生していることになる。また、ブロック内に輪郭がある場合には、輪郭の量に応じてばらつき量が大きくなる。
【００３２】
本実施形態では、標準偏差σを算出する際には、平滑化フィルタ４０の統計平均値Ｓを用いる。ばらつき量検出手段２０は、図３の（２）式を用いて、ばらつき量（標準偏差σ）を算出する。ばらつき量検出手段２０は、取得した入力画像信号のブロックを構成する画素の信号からばらつき量（標準偏差σ）を算出し、算出した標準偏差σを制御信号生成手段３０に供給する。
【００３３】
制御信号生成手段３０は制御信号contを出力する。この制御信号contには、輪郭検出信号ＹＥを標準偏差σで正規化した画質制御値ｋを含める。具体的には、図４に示すように、制御信号生成手段３０は、比較手段３１、上限設定手段３２及び制御値算出手段３３を備える。比較手段３１は、輪郭検出フィルタ１０から取得した輪郭検出信号ＹＥと、ばらつき量検出手段２０から取得した標準偏差σとを比較する。比較手段３１が、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σ以上であると判断した場合（「ＹＥＳ」の場合）、上限設定手段３２が、輪郭検出信号ＹＥの値を標準偏差σと同じ値に置換する。
【００３４】
制御値算出手段３３は、図４の（３）式に輪郭検出信号ＹＥと標準偏差σを代入して制御信号contの画質制御値ｋを算出する。この画質制御値ｋは、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σ以上のときには「１」になるので、「０」〜「１」の範囲の大きさになる。更に、この画質制御値ｋは、信号のレベルが変動しても、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σより小さい場合には、「０」に近づき、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σより大きい場合には、「１」に近づく。この制御信号生成手段３０は、算出した画質制御値ｋを、第１制御部６０及び第２制御部７０に供給する。
【００３５】
一方、平滑化フィルタ４０は、入力画像信号から平坦領域を取り出すフィルタである。この平滑化フィルタ４０は、ブロック内の統計平均値Ｓを算出して、この統計平均値Ｓに応じた信号を出力信号とする。本実施形態では、９画素のメディアン値をばらつき量（標準偏差σ）を算出するための統計平均値Ｓとして用いる。具体的には、平滑化フィルタ４０は、図３に示すように、入力画像信号から取得した３×３のブロックを構成する画素（ｓ１〜ｓ９）のメディアン値を算出し、このメディアン値をブロックの統計平均値Ｓとする。メディアン値を特定することにより、比較的大きなエッジ成分（すなわち明らかな信号成分）に対しては可能な限り高次スペクトル成分を保持することができる。平滑化フィルタ４０は、算出したメディアン値を、ばらつき量検出手段２０及び第１制御部６０に供給する。
【００３６】
図１に示す高域周波数抽出フィルタ５０は、高域周波数に相当する成分のうち、輪郭成分の中核的な周波数のみを抽出する。高域周波数抽出フィルタ５０は、入力画像信号から所定の範囲の周波数成分を第１制御部６０に供給する。
【００３７】
第１制御部６０は、乗算器６１と、加算手段としての加算器６２とを備えている。乗算器６１は、高域周波数抽出フィルタ５０からの出力信号に対して画質制御値ｋを乗算した輪郭成分補正信号を出力する。なお、高域周波数抽出フィルタ５０及び第１制御部６０の乗算器６１が、輪郭補正信号生成手段として機能する。加算器６２は、平滑化フィルタ４０からの出力信号と、乗算器６１からの出力信号とを加算する。この加算器６２の出力信
号が、平滑化信号に基づいて生成された信号として、第１制御部６０から第２制御部７０に供給される。従って、第１制御部６０は、画質制御値ｋに応じて輪郭成分の信号強度を制御し、これを平滑化フィルタ４０からの出力に重畳する。
【００３８】
第２制御部７０は、第１乗算器７１、第２乗算器７２及び加算器７３を備えている。第１乗算器７１及び第２乗算器７２は、制御信号生成手段３０が生成した制御信号contが供給されて、画質制御値ｋを取得する。第１乗算器７１は、入力画像信号に対して「ｋ」を乗算した入力画像調整信号を出力する。第２乗算器７２は、第１制御部６０からの出力信号に対して、「１−ｋ」（画質制御値を用いて重み付けした値）を乗算した平滑化調整信号を出力する。加算器７３は、第１乗算器７１からの入力画像調整信号と第２乗算器７２から平滑化調整信号とが供給され、これらを加算した信号を、第２制御部７０の出力信号として出力する。この第２制御部７０の出力信号が、ノイズリダクション装置１００の出力信号（画像出力信号）になる。
【００３９】
〔ノイズリダクション装置１００の動作〕
次に、このノイズリダクション装置１００の処理動作について説明する。
映像信号がノイズリダクション装置１００に入力された場合、輪郭検出フィルタ１０、ばらつき量検出手段２０、平滑化フィルタ４０、高域周波数抽出フィルタ５０及び第２制御部７０には、映像信号のうち３行３列のブロックが順次、供給される。
【００４０】
輪郭検出フィルタ１０は、輪郭検出信号ＹＥを算出して制御信号生成手段３０に供給する。ばらつき量検出手段２０は、標準偏差σを算出して制御信号生成手段３０に供給する。制御信号生成手段３０は、輪郭検出信号ＹＥと標準偏差σとを用いて画質制御値ｋを算出する。そして、この画質制御値ｋを含めた制御信号contを、第１制御部６０及び第２制御部７０に供給する。
【００４１】
平滑化フィルタ４０は、ブロックを構成する要素画素のメディアン値を算出し、ばらつき量検出手段２０と第１制御部６０の加算器６２に供給する。この場合、平滑化フィルタ４０の出力信号は、モスキートノイズやブロックノイズが抑圧されているが、輪郭成分も失われている。高域周波数抽出フィルタ５０は、ブロック内において、所定の範囲の周波数成分を取得し、第１制御部６０の乗算器６１に供給する。第１制御部６０の乗算器６１は、高域周波数抽出フィルタ５０からの出力信号に対して画質制御値ｋを乗算して、加算器６２に供給する。加算器６２は、乗算器６１からの出力信号と平滑化フィルタ４０からの出力信号とを加算して第２制御部７０に供給する。
【００４２】
第２制御部７０の第１乗算器７１は、映像信号に対して画質制御値ｋを乗算して、加算器７３に供給する。第２制御部７０の第２乗算器７２は、第１制御部６０からの出力信号に対して「１−ｋ」を乗算した信号を算出して、加算器７３に供給する。加算器７３は、第１乗算器７１からの出力と第２乗算器７２からの出力とを加算して、ノイズリダクション装置１００の出力信号として出力する。
【００４３】
輪郭がほとんどない場合（画質制御値ｋが「０」に近い場合）には、乗算器６１及び第１乗算器７１の出力信号はほぼ「０」になる。また、第２乗算器７２の「１−ｋ」の値がほぼ「１」になって、平滑化フィルタ４０の出力が優先して出力される。この場合には、高周波成分をほとんど重畳させる必要がないため、メディアン値を優先して出力させる。
【００４４】
また、画質制御値ｋが「１」に近い場合には、第１乗算器７１の出力信号はほぼ「１」になり、入力画像信号がそのまま出力される。
更に、０＜ｋ＜１の場合には、第１制御部６０において、高域周波数抽出フィルタ５０からの出力が画質制御値ｋに応じた大きさで、平滑化フィルタからの出力に対して加算さ
れて出力される。第２制御部７０においては、ノイズリダクション装置１００の入力画像信号と、第１制御部６０の出力信号とを画質制御値ｋに応じて内分した信号が、ノイズリダクション装置１００の出力信号として出力される。
【００４５】
図６には、ノイズリダクション装置１００に入力される映像信号をそのまま用いて表示した参考画像を示す。図７には、この映像信号が入力されるノイズリダクション装置１００から出力される画像出力信号を用いて表示した参考画像を示す。図７の画像では、図６の画像に比べて、モスキートノイズ及びブロックノイズが低減していることがわかる。
【００４６】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  本実施形態では、制御信号生成手段３０は、輪郭検出信号ＹＥと標準偏差σとの比に応じた画質制御値ｋの制御信号contを生成し、第１制御部６０及び第２制御部７０に供給する。σ＝ＹＥの条件で、輪郭検出信号ＹＥ及び標準偏差σを徐々に減少させるように入力画像信号のゲインを変化させていくと、信号コントラストは「０」に近づくが、信号画素間の相対的関係は変化していないため、「ｋ＝１」が保たれる。これは信号の画素間の相対的レベル比が変化しなければ、絶対値のコントラストには依存せずに目的とする輪郭成分の大きさを抽出し、係数化できることを意味する。
【００４７】
モスキートノイズの場合には、図５に示すテーブル５００の中で、輪郭近傍の信号の平坦領域において隣接する画素間の輝度交番配置であり、（σ小、ＹＥ小）の領域に含まれる。ブロックノイズの場合は、図５に示すテーブル５００の中で、水平方向又は垂直方向に連続する数画素とその左右上下画素との輝度変化パターンが（σ小、ＹＥ大）の領域に含まれる。
【００４８】
ノイズリダクション装置１００は、ノイズの状況に応じて変化する画質制御値ｋに基づいて、入力画像信号に対して「ｋ」を乗算した入力画像調整信号と、平滑化調整信号とを加算した信号を、ノイズリダクション装置１００の出力信号として出力する。このため、ノイズの状況に応じて変化する画質制御値ｋに基づいて、入力画像信号と平滑化調整信号との割合が自動的に変更される。従って、モスキートノイズやブロックノイズの抑圧度を向上することができるとともに、入力画像信号に含まれている信号成分の損失を少なくすることができる。
【００４９】
（２）  本実施形態では、ばらつき量検出手段２０は、統計平均値Ｓを算出し、これに応じた信号を出力信号とする。本実施形態では、高域周波数抽出フィルタ５０の出力信号に画質制御値ｋを乗算した値と、平滑化フィルタ４０の統計平均値Ｓとを加算した信号を生成する。このため、平滑化フィルタ４０とばらつき量検出手段２０とが、同じ統計平均値Ｓを用いた演算を行なうことにより、整合性を良好にすることができる。
【００５０】
（３）  本実施形態では、第１制御部６０は、平滑化フィルタ４０からの出力信号と、高域周波数抽出フィルタ５０からの出力信号とを、制御信号contの画質制御値ｋに応じて加算した信号を出力する。平滑化フィルタ４０は、ノイズはないが輪郭も損失している出力信号を出力する。このため、高域周波数成分に画質制御値を乗算した値を平滑化信号に加算することにより、ノイズの状況に応じて高域周波数成分を加えて生成される信号を第２制御部７０に供給し、この信号に応じた出力を行なうことができる。
【００５１】
（４）  本実施形態では、制御信号生成手段３０において、比較手段３１が、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σ以上であると判断した場合（「ＹＥＳ」の場合）、上限設定手段３２が、輪郭検出信号ＹＥの値を標準偏差σと同じ値に置換する。制御信号生成手段３０の制御値算出手段３３は、図４の（３）式に輪郭検出信号ＹＥと標準偏差σを代入して制御信号contの画質制御値ｋを算出する。このため、輪郭検出信号ＹＥが標準偏差σより大き
な範囲を取る場合であっても、制御信号contの画質制御値ｋを「０」〜「１」の間に設定することができるので、ノイズリダクション装置１００からの出力信号を、入力画像信号に応じた大きさで調整することができる。
【００５２】
（５）  本実施形態では、輪郭検出フィルタ１０は、公知のプレヴィット方式のフィルタを用いる。ブロックノイズは、水平方向又は垂直方向に延びるエッジとして発生することがある。プレヴィット方式は、センタ行又はセンタ列のみ変化している場合には反応せず、モスキートノイズの特徴、ブロックノイズの特徴と重なる特定のパターンを輪郭として検出しにくい。従って、隣接する画素の輝度の差分が高いノイズを輪郭として検出し難いので、ブロックノイズと輪郭とをより確実に識別することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。本実施形態は、上記実施形態における制御信号生成手段３０の代わりに、制御信号生成手段３００を用いる。この制御信号生成手段３００は、制御信号生成手段３０とは、画質制御値ｋの算出方法が異なる。また、本実施形態において、上記実施形態と同様な部分については、同一の符号を用いて、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施形態の制御信号生成手段３００は、輪郭成分量算出手段３１０、比較手段３２０、上限設定手段３３０及び制御値算出手段３４０を備える。輪郭成分量算出手段３１０は、輪郭検出信号ＹＥと図８の（４）式とを用いて、輪郭成分量ＧＹＥを算出する。比較手段３２０は、算出された輪郭成分量ＧＹＥと、［σ＊β２］とを比較する。ここで、β２は、定数であり、本実施形態では、「β２＝１／８」を用いる。
【００５５】
比較手段３２０が、輪郭成分量ＧＹＥが［σ＊β２］以上であると判断した場合（「ＹＥＳ」の場合）には、上限設定手段３３０が、輪郭成分量ＧＹＥを［σ＊β２］と同じ値に置換する。
【００５６】
制御値算出手段３４０は、図８の（５）式に輪郭成分量ＧＹＥと標準偏差σを代入して制御信号contの画質制御値ｋを算出する。ここで、（５）式において、β１及びαは、定数であり、本実施形態では、「β１＝２」と「α＝１」を用いる。
【００５７】
図９のテーブル６００に示すように、輪郭成分量ＧＹＥが［σ＊β２］以上の場合、［σ＊β２］が、αに対して十分に大きいときにはｋ≒１となり、αとほぼ等しいときには「０．５」になる。また、輪郭成分量ＧＹＥが［σ＊β２］より小さい場合、［σ＊β２］が、αに対して十分に大きいときにはｋ≒ＧＹＥ／（σ＊β２）となり、αとほぼ等しい場合にはｋ≒（ＧＹＥ／（σ＊β２））／２になる。そして、制御信号生成手段３０は、算出した画質制御値ｋを、第１制御部６０及び第２制御部７０に供給する。
【００５８】
本実施形態では、制御信号ｋ＜１（実施例ではα＝１）となるため、図９に表示するように、αの大きさによって画質制御値ｋの最大量が決定される。この制御の意味を、信号分類と制御信号contの画質制御値ｋとの関係として表したものを図９に示す。
【００５９】
本実施形態においては、上記第１実施形態における（１）〜（５）と同様な効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（６）  本実施形態では、制御信号生成手段３０の輪郭成分量算出手段３１０は、輪郭検出信号ＹＥと（４）式とを用いて、輪郭成分量ＧＹＥを算出する。制御信号生成手段３０の制御値算出手段３４０は、（５）式に輪郭成分量ＧＹＥと標準偏差σを代入して制御信号contの画質制御値ｋを算出する。このため、（４）式の「β１」や（５）式の「β１」と「α」とを、除去したいモスキートノイズやブロックノイズの変化量の大きさに応じ
て選択すれば、より効率的にノイズの抑圧効果を得ることができる。
【００６０】
（７）  本実施形態では、標準偏差σにαを加えた式を分母とする（５）式を用いた。このため、標準偏差σが「０」に近い場合に、この標準偏差σの微小の変化によって画質制御値ｋが大きく変動することを抑制することができ、安定した制御信号contを出力することができる。
【００６１】
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  上記実施形態においては、第１制御部６０の出力信号を第２制御部７０にそのまま供給した。これに代えて、図１０に示すように、第１制御部６０と第２制御部７０との間に、加重手段８０を設けたノイズリダクション装置２００としてもよい。加重手段８０は、加重処理手段として機能し、第１制御部６０の出力信号と平滑化フィルタ４０の出力信号とが供給される。加重手段８０は、第１制御部６０の出力信号と平滑化フィルタ４０の出力信号との加算係数に応じた重み付けを加算する。この加算係数を設定することにより、信号の解像度とノイズ抑圧度との優先度の割合を任意に変更することができる。
【００６２】
○  上記実施形態においては、平滑化フィルタ４０を用いたが、モスキートノイズやブロックノイズのない信号の平坦領域だけを取り出すことができれば、これに限られない。例えば、カットオフの低い単純なローパスフィルタを採用することも可能である。また、本実施形態においては、９画素のメディアン値を、標準偏差を算出するための統計平均値Ｓとして用いたが、簡易手法によって統計平均値Ｓを求めてもよい。例えば、図３における３×３のブロックを構成する画素のうち、５つの画素（図３の入力画像信号の画素ｓ１，ｓ３，ｓ５，ｓ７，ｓ９）のメディアン値と、残りの４つの画素（ｓ２，ｓ４，ｓ６，ｓ８）の平均値とを加算した値の半分の値を統計平均値Ｓとして用いてもよい。
【００６３】
○  上記実施形態において、ばらつき量検出手段２０は、平滑化フィルタ４０の出力を用いて算出した。これに限らず、ばらつき量検出手段２０は、ブロックの全画素の平均値として、単純な９画素の加算平均を用いてもよい。
【００６４】
○  上記実施形態においては、制御信号生成手段３０は、ばらつき量検出手段２０が算出した標準偏差σを用いて、制御信号contの画質制御値ｋを算出した。これに限らず、制御信号生成手段３０は、標準偏差σに限られず、ばらつき量を示す値であれば、他のものであってもよい。例えば、標準偏差σの２乗の値である分散を用いて、制御信号contの値ｋを算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施形態のノイズリダクション装置の構成を説明するブロック図。
【図２】輪郭検出フィルタの構成を説明するための処理ブロック図。
【図３】ばらつき量検出手段の構成を説明する処理ブロック図。
【図４】制御信号生成手段の構成を説明する処理ブロック図。
【図５】輪郭検出信号及び標準偏差の大きさに応じた信号を説明するための説明図。
【図６】入力画像信号に基づいて表示を行なった画像を説明する説明図。
【図７】画像出力信号に基づいて表示を行なった画像を説明する説明図。
【図８】第２実施形態における制御信号生成手段の構成を説明する処理ブロック図。
【図９】輪郭検出信号及び標準偏差の大きさに応じた信号を説明するための説明図。
【図１０】変更例におけるノイズリダクション装置の構成を説明するブロック図。
【図１１】従来技術におけるノイズリダクション装置の構成を説明する説明図。
【図１２】従来技術におけるノイズリダクション装置の構成を説明する説明図。
【符号の説明】
【００６６】
ｋ…画質制御値、１０…輪郭検出手段としての輪郭検出フィルタ、２０…分散量検出手段としてのばらつき量検出手段、３０，３００…制御信号生成手段、３１，３２０…比較手段、３２，３３０…上限設定手段、３３，３４０…制御値算出手段、４０…平滑化手段としての平滑化フィルタ、５０…輪郭補正信号生成手段を構成する高域周波数抽出フィルタ、６０…第１制御部、６１…輪郭補正信号生成手段を構成する乗算器、６２…加算器、７０…画質調整手段としての第２制御部、７１…第１乗算器、７２…第２乗算器、７３…加算器、８０…加重処理手段としての加重手段、１００，２００…画像信号処理装置としてのノイズリダクション装置、３１０…輪郭成分量算出手段。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６】
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【図７】
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