(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する複数フレームの入力画像データが与えられ、画素毎の上記入力画像データを時間軸方向に処理して、上記入力画像データにランダムに含まれたノイズのレベルを減少させた出力画像データを生成するノイズフイルタ装置において、第１の上記フレームをブロツク分けして得た複数ブロツクのうち上記処理される第１の画素を含む第１のブロツクと、上記第１のフレームの前の第２の上記フレームをブロツク分けして得た複数ブロツクのうち上記第１のブロツクと対応した第２のブロツクとの相互に対応した画素間の上記入力画像データの値の差分の総和を検出する第１のブロツク間差分検出手段と、
上記第１のブロツクと、上記第１のフレームの後の第３の上記フレームをブロツク分けして得た複数ブロツクのうち上記第１のブロツクと対応した第３のブロツクとの相互に対応した画素間の上記入力画像データの値の差分の総和を検出する第２のブロツク間差分検出手段と、
上記第１のブロツク内の上記第１の画素と、上記第２のブロツク内の上記第１の画素と対応した第２の画素との間の上記入力画像データの値の差分を検出する第１の画素間差分検出手段と、
上記第１のブロツク内の上記第１の画素と、上記第３のブロツク内の上記第１の画素と対応した第３の画素との間の上記入力画像データの値の差分を検出する第２の画素間差分検出手段と、
上記第２のブロツク内の上記第２の画素と、上記第３のブロツク内の上記第３の画素との間の上記入力画像データの値の差分を検出する第３の画素間差分検出手段と、
上記第１及び第２のブロツク間差分検出手段のそれぞれの検出結果と、上記第１、第２及び第３の画素間差分検出手段のそれぞれの検出結果とに基づいて、上記第１、第２及び第３の画素のそれぞれの上記入力画像データにおけるノイズの状態を判別するノイズ判別手段と、
上記第１、第２及び第３の上記フレームの上記入力画像データが与えられ、上記判別結果に基づいて上記第１、第２及び第３の画素のそれぞれの入力画像データの値に設定した第１、第２及び第３の重み係数を使用して当該第１、第２及び第３の画素のそれぞれの入力画像データの値を演算して求めた出力値をもつ上記出力画像データを生成する演算フイルタ手段と
を具えることを特徴とするノイズフイルタ装置。
【請求項２】
上記第１及び第２のフレームの上記入力画像データが与えられ、上記第１及び第２のブロツク間の動きベクトルを検出する第１の動きベクトル検出手段と、
上記第１及び第３のフレームの上記入力画像データが与えられ、上記第１及び第３のブロツク間の動きベクトルを検出する第２の動きベクトル検出手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフイルタ装置。
【請求項３】
上記入力画像データは、
圧縮された画像データを伸長して生成される
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフイルタ装置。
【請求項４】
上記演算フイルタ手段は、
上記第１の重み係数を上記第１の画素の入力画像データの値に乗算して得た第１の乗算結果と、上記第２の重み係数を上記第２の画素の入力画像データの値に乗算した得た第２の乗算結果と、上記第３の重み係数を上記第３の画素の入力画像データの値に乗算した得た第３の乗算結果とを加算して得た加算結果を、当該第１、第２及び第３の重み係数に応じた割算係数で割算して上記出力値を求める
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフイルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段（図１）
発明の実施の形態（図１〜図３）
発明の効果
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明はノイズフイルタ装置に関し、例えば圧縮されたデイジタルの画像データを伸長する際にランダムに発生して再生画像に現れるノイズを低減するものに適用して好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、この種のノイズフイルタ装置には、圧縮された画像データを伸長する際にランダムに発生して再生画像に現れるノイズ（以下、これをランダムノイズと呼ぶ）を、時間軸方向に連続した複数フレーム間の画像処理によつて減少させるものがある。すなわちこのノイズフイルタ装置は、伸長してメモリに記憶した複数のフレームのうち時間的に中央の１つのフレームを現在のフレーム（以下、これを現フレームと呼ぶ）とする。このノイズフイルタ装置は、現フレーム内のある画素の画像データの値と、この画素に対応した前後のフレーム内の少なくとも一方の画素の画像データの値とをある比率で混合していた。
【０００４】
これにより、現フレーム画像のランダムノイズは、時間軸方向の前後の画素の画像データの値によつて低減される。従つて、再生画像のランダムノイズによるざらざら感が減少することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、伸長の際に発生した大きな単発性のノイズがある１フレームの一部の画素にのみ存在した場合は、この画素とこの画素に対応した時間軸方向の前後の画素との間の差分値が基準値に比して大きくなる。このとき、上述のノイズフイルタ装置は、動画像の動いている部分の画素や、シーンチエンジしている画素であると判断していた。このため、上述のノイズフイルタ装置は、時間軸方向の前後の画素の画像データの値を混合してこの単発性のノイズを低減する動作を止めていた。従つて、このノイズがそのまま出力されて動画像の画質が低下するという問題があつた。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、デイジタルの画像データに含まれた大きな単発性のノイズによる再生動画像の画質低下を防止し得るノイズフイルタ装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、連続する複数フレームの入力画像データが与えられ、画素毎の入力画像データを時間軸方向に処理して、入力画像データにランダムに含まれたノイズのレベルを減少させた出力画像データを生成するフイルタ装置において、第１及び第２のブロツク間差分検出手段と、第１〜第３の画素間差分検出手段と、ノイズ判別手段と、演算フイルタ手段とを設けるようにする。第１のブロツク間差分検出手段は、第１のフレームの複数ブロツクのうち処理される第１の画素を含む第１のブロツクと、第１のフレームの前の第２のフレームの複数ブロツクのうち第１のブロツクと対応した第２のブロツクとの間の相互に対応した画素毎の入力画像データの値の差分の総和を検出する。第２のブロツク間差分検出手段は、第１のブロツクと、第１のフレームの後の第３のフレームの複数ブロツクのうち第１のブロツクと対応した第３のブロツクとの間の相互に対応した画素毎の入力画像データの値の差分の総和を検出する。第１の画素間差分検出手段は、第１の画素と第２の画素との間の入力画像データの値の差分を検出する。第２の画素間差分検出手段は、第１の画素と第３の画素との間の入力画像データの値の差分を検出する。第３の画素間差分検出手段は、第２の画素と第３の画素との間の入力画像データの値の差分を検出する。ノイズ判別手段は、第１及び第２のブロツク間差分検出手段のそれぞれの検出結果と、第１〜第３の画素間差分検出手段のそれぞれの検出結果とに基づいて、第１〜第３の画素のそれぞれの入力画像データにおけるノイズの状態を判別する。演算フイルタ手段は、第１〜第３のフレームの入力画像データが与えられ、判別結果に基づいて第１〜第３の画素のそれぞれの入力画像データの値に設定した第１〜第３の重み係数を使用して当該第１〜第３の画素のそれぞれの入力画像データの値を演算して求めた出力値をもつ出力画像データを生成する。
【０００８】
後、現在及び前の第３、第１及び第２のフレーム間で相互に対応した第３、第１及び第２のブロツク間で第３、第１及び第２の画素を相互に対応させ、第１及び第２のブロツク間の画素値の差分の総和と、第１及び第３のブロツク間の画素値の差分の総和と、第１及び第２の画素値の差分と、第１及び第３の画素値の差分と、第２及び第３の画素値の差分とのそれぞれの検出結果に基づいて第３、第１及び第２の画素値のそれぞれのノイズの状態を判断して第３、第１及び第２の画素値の第３、第１及び第２の重み係数を決定し、この重み係数をそれぞれ使用して第３、第１及び第２の画素値を演算して出力画像データの出力値を求めることにより、デイジタルの画像データに含まれた大きな単発性のノイズによる再生動画像の画質低下を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【００１０】
図１において、１は、全体としてテレビジヨン受像機内に配されたノイズフイルタ装置としてのフイルタブロツクを示す。テレビジヨン受像機は、テレビジヨン電波による高周波信号より復調した圧縮画像データを伸長して入力画像データＳ１を生成し、この入力画像データＳ１をフイルタブロツク１に与える。
フイルタブロツク１は、入力画像データＳ１に基づいて、伸長して入力画像データＳ１を生成する際に発生したランダムノイズ及び大きな単発性ノイズを、時間軸方向に連続した複数フレーム間の画像処理によつて低減して出力画像データＳ２を生成する。
【００１１】
フイルタブロツク１は、第１のフレームとしての現フレームの画像を、画像の動きを検出する複数のブロツクにブロツク分けし、ブロツク毎の全画素について大きな単発性ノイズの有無を判断する。すなわち、フイルタブロツク１は、デイジタルの入力画像データＳ１を後フレーム用画像メモリ２に記憶する。同時に、後フレーム用画像メモリ２は、１フレーム前の入力画像データＳ１を画像データＳ３として現フレーム用画像メモリ３に順次出力して記憶させる。同時に現フレーム用画像メモリ３は、１フレーム前の画像データＳ３を画像データＳ４として前フレーム用画像メモリ４に順次出力して記憶させる。
【００１２】
後フレーム用画像メモリ２は、記憶した入力画像データＳ１を画像データＳ５として第２の動きベクトル検出手段としての動きベクトル検出回路５に出力する。現フレーム用画像メモリ３は、記憶した画像データＳ３を画像データＳ６として動きベクトル検出回路５に出力する。
動きベクトル検出回路５は、画像データＳ５及びＳ６に基づいて、現フレームの後の第３のフレームとしての後フレームの画像と、現フレームの画像とをそれぞれ複数のブロツクにブロツク分けする。動きベクトル検出回路５は、後フレームと現フレームとの間の画像の動きベクトルをブロツクマツチング等のアルゴリズムによつて検出し、この動きベクトル値を示す動きベクトルデータＳ７を生成する。
【００１３】
現フレーム用画像メモリ３は、画像データＳ６を動きベクトル検出回路６にも出力する。また前フレーム用画像メモリ４は、記憶した画像データＳ４を画像データＳ８として第１の動きベクトル検出手段としての動きベクトル検出回路６に出力する。
動きベクトル検出回路６は、画像データＳ６及びＳ８に基づいて、現フレーム画像と、現フレームの前の第２のフレームとしての前フレームの画像とをそれぞれ複数のブロツクにブロツク分けする。動きベクトル検出回路６は、現フレームと前フレームとの間の画像の動きベクトルをブロツクマツチング等のアルゴリズムによつて検出し、この動きベクトル値を示す動きベクトルデータＳ９を生成する。
【００１４】
画像データＳ５及びＳ６は、第２のブロツク間差分検出手段としてのブロツク画像比較回路７にも与えられる。またブロツク画像比較回路７は、動きベクトルデータＳ７が与えられる。
ブロツク画像比較回路７は、動きベクトルデータＳ７に基づいて、現フレーム内の処理対象のブロツク（以下、これを現ブロツクと呼ぶ）に対応した後フレーム内のブロツク（以下、これを後ブロツクと呼ぶ）の位置を決定する。
これにより、ブロツク画像比較回路７は、第１のブロツクとしての現ブロツク内の画素（以下、これを現画素と呼ぶ）をそれぞれ第３のブロツクとしての後ブロツク内の画素に対応付けることができる。
【００１５】
続いてブロツク画像比較回路７は、現ブロツク及び後ブロツクの対応した全画素の画像データＳ５及びＳ６の差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫを演算して求める。この差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫは、ブロツク内に設定した直交座標系における座標を（ｘ，ｙ）とし、第１の画素としての現画素の画像データＳ６の値（以下、これを現画素値と呼ぶ）をＣＵＲ（ｘ，ｙ）とし、現画素に対応した後ブロツクの画素（以下、これを後画素と呼ぶ）の画像データＳ５の値（以下、これを後画素値と呼ぶ）をＢＡＫ（ｘ，ｙ）として、次式、
【数１】
0003791712.tif 000002
で求められる。
ブロツク画像比較回路７は、（１）式により得た差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫを示すブロツク差分データＳ１０を現ブロツク毎に生成する。またブロツク画像比較回路７は、第３の画素としての後画素の位置を示す画素位置データＳ１１を生成する。
【００１６】
画像データＳ６及びＳ８は、第１のブロツク間差分検出手段としてのブロツク画像比較回路８にも与えられる。またブロツク画像比較回路８は、動きベクトルデータＳ９が与えられる。ブロツク画像比較回路８は、動きベクトルデータＳ９に基づいて、現ブロツクに対応した前フレーム内のブロツク（以下、これを前ブロツクと呼ぶ）の位置を決定する。
これにより、ブロツク画像比較回路８は、現画素をそれぞれ第２のブロツクとしての前ブロツク内の画素に対応付けることができる。
【００１７】
続いてブロツク画像比較回路７は、現ブロツク及び前ブロツクの対応した全画素の画像データＳ６及びＳ８の差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫを演算して求める。この差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫは、現画素に対応した前ブロツクの画素（以下、これを前画素と呼ぶ）の画像データＳ８の値（以下、これを前画素値と呼ぶ）をＦＯＲ（ｘ，ｙ）として、次式、
【数２】
0003791712.tif 000003
で求められる。
ブロツク画像比較回路８は、（２）式により得た差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫを示すブロツク差分データＳ１２を現ブロツク毎に生成する。またブロツク画像比較回路８は、第２の画素としての前画素の位置を示す画素位置データＳ１３を生成する。
【００１８】
画像データＳ５及びＳ６は、第２の画素間差分検出手段としての画素値比較回路９にも与えられる。また画素値比較回路９は、画素位置データＳ１１が与えられて、現画素に対応する後画素が指定される。画素値比較回路９は、現画素値と後画素値との差分値Ｃ−Ｂ ＰＩＸを演算して求める。この差分値Ｃ−Ｂ ＰＩＸは、演算対象の画素の座標を（ｘ0 、ｙ0 ）とすると、次式、
【数３】
0003791712.tif 000004
によつて求められる。
画素値比較回路９は、（３）式により得た差分値Ｃ−Ｂ ＰＩＸを示す画素差分データＳ１４を演算対象の画素毎に生成する。
【００１９】
画像データＳ６及びＳ８は、第１の画素間差分検出手段としての画素値比較回路１０にも与えられる。また画素値比較回路１０は、画素位置データＳ１３が与えられて、現画素に対応する前画素が指定される。画素値比較回路１０は、現画素値と、前画素値との差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸを演算して求める。
この差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸは、次式、
【数４】
0003791712.tif 000005
によつて求められる。
画素値比較回路１０は、（４）式により得た差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸを示す画素差分データＳ１５を演算対象の画素毎に生成する。
【００２０】
画像データＳ５及びＳ８は、第３の画素間差分検出手段としての画素値比較回路１１にも与えられる。また画素値比較回路１１は、画素位置データＳ１１及びＳ１３が与えられて、現画素に対応する後画素及び前画素が指定される。画素値比較回路１１は、後画素値と前画素値との差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸを演算して求める。この差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸは、次式、
【数５】
0003791712.tif 000006
によつて求められる。
画素値比較回路９は、（５）式により得た差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸを示す画素差分データＳ１６を演算対象の画素毎に生成する。
【００２１】
現フレームの画像データＳ６は、しきい値生成回路１２にも与えられる。
これによりしきい値生成回路１２は、現ブロツクに含まれる画像データＳ６の微分値を求めたり、画像データＳ６の分散値に所定係数を掛けてブロツク用しきい値α及び画素用しきい値βを決定する。またしきい値生成回路１２は、しきい値αに比して小さい、例えば1/2 αをブロツク用しきい値γとして決定する。
しきい値生成回路１２は、決定したしきい値α、β及びγを示すしきい値データＳ１７を生成する。
【００２２】
ブロツク差分データＳ１０及びＳ１２と、画素差分データＳ１４〜Ｓ１６と、しきい値データＳ１７とは、ノイズ判別手段としてのノイズ判別回路１３に与えられる。
これにより、ノイズ判別回路１３は、大きな単発性ノイズが存在するか否かと、この大きな単発性ノイズが存在する場合に前画素、現画素、後画素のどれに存在するかを判断する。またノイズ判別回路１３は、判断結果に応じて後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を現画素毎に決定し、この混合率を示す制御データＳ１８を生成する。
ノイズ判別回路１３は、この制御データＳ１８を演算フイルタ手段としての演算フイルタ回路１４に与えて出力画像データＳ２の現画素毎の演算フイルタ回路１４の動作を制御する。
【００２３】
演算フイルタ回路１４は、画像データＳ５、Ｓ６及びＳ８と制御データＳ１８とが与えられて出力画像データＳ２を生成する。演算フイルタ回路１４は、制御データＳ１８に基づいて、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率が現画素毎に設定される。
これにより、演算フイルタ回路１４は、後画素値、現画素値及び前画素値をこの混合率で演算して出力画像データＳ２の現画素値を求める。従つて、出力画像データＳ２の現画素値に含まれるランダムノイズ及び大きな単発性ノイズが低減される。
【００２４】
出力画像データＳ２の現画素値を求める演算の際、演算フイルタ回路１４は、この混合率のそれぞれの数を重み係数として画像データＳ５、Ｓ６及びＳ８にそれぞれ乗算し、それぞれの乗算結果を加算した後に割り算する。また演算フイルタ回路１４は、制御データＳ１８に基づいて、画像データＳ５、Ｓ６及びＳ８のそれぞれの重み係数が切り換えられる。
【００２５】
例えば図２に示すように、演算フイルタ回路１４は、制御データＳ１８を係数発生回路１５及び１６に与える。
これにより、係数発生回路１５は、制御データＳ１８に基づいて係数データＳ１９〜Ｓ２１を生成し、この係数データＳ１９〜Ｓ２１を乗算器１７〜１９に与えて第３、第１及び第２の重み係数としての重み係数Ｋ3 、Ｋ1 、Ｋ2 を乗算器１７〜１９にそれぞれ設定する。乗算器１７〜１９は、重み係数Ｋ3 、Ｋ1 、Ｋ2 を乗数として画像データＳ５、Ｓ６及びＳ８に乗算して第３、第１及び第２の乗算結果としての画像データＳ２２〜Ｓ２４を生成する。乗算器１７〜１９は、この画像データＳ２２〜Ｓ２４を加算器２０に与えて加算して加算結果としての画像データＳ２５を生成し、この画像データＳ２５を割算器２１に与える。
一方、係数発生回路１６は、制御データＳ１８に基づいて係数データＳ２６を生成し、この係数データＳ２６を割算器２１に与えて重み係数Ｋ2 、Ｋ1 、Ｋ3 に応じた割算係数としての係数Ｋ4 を割算器２１に設定する。割算器２１は、係数Ｋ4 を割り数として画像データＳ２５を割り算して出力画像データＳ２を生成する。
【００２６】
因に、重み係数Ｋ3 、Ｋ1 、Ｋ2 相互の関係は、大きな単発性ノイズのレベルを低減するとき以外はできる限りＫ3 ＋Ｋ1 ＋Ｋ2 ＝２n （但しｎは２以上の整数）となるように設定される。
これにより、割算器２１での割算が容易となり画像データＳ５、Ｓ６及びＳ８から出力画像データＳ２を得る迄の時間を短縮化することができる。
【００２７】
ここで、ノイズ判別回路１３は、図３に示すノイズ判別手順に従つて動作する。すなわち、ノイズ判別回路１３は、ステツプＳＰ０から入り、ステツプＳＰ１において（１）式より得た現ブロツクと後ブロツクとの差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫがしきい値α以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ１において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、動きベクトル検出回路５が生成した動きベクトル値の信頼性が高く、正しくブロツクマツチングされて現ブロツクの画像と後ブロツクの画像とがほぼ同一であると判断してステツプＳＰ２に移る。
【００２８】
ステツプＳＰ２において、ノイズ判別回路１３は、（２）式より得た現ブロツクと前ブロツクとの差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫがしきい値α以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ２において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、動きベクトル検出回路６が生成した動きベクトル値の信頼性が高く、正しくブロツクマツチングされて現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とがほぼ同一であると判断してステツプＳＰ３に移る。
【００２９】
ステツプＳＰ３において、ノイズ判別回路１３は、（３）式より得た現画素と後画素との差分値Ｃ−Ｂ ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ３において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び後画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と後画素との相関性が高いと判断してステツプＳＰ４に移る。
【００３０】
ステツプＳＰ４において、ノイズ判別回路１３は、（４）式より得た現画素と前画素との差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ４において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び前画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と前画素との相関性が高いと判断してステツプＳＰ５に移る。
【００３１】
ステツプＳＰ５において、ノイズ判別回路１３は、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を例えば１：２：１に決定する。続いてノイズ判別回路１３は、この混合率１：２：１を示す制御データＳ１８を生成してステツプＳＰ１に戻り、上述の手順を繰り返す。
これにより、演算フイルタ回路１４は、後画素値、現画素値及び前画素値をこの混合率１：２：１で演算した値をもつ出力画像データＳ２を生成することになる。従つて、出力画像データＳ２は、小さなレベルで発生する通常のランダムノイズが抑えられると共に、現画素値に対する後画素値及び前画素値の混合率が低い分、現画素値がほぼ維持されていることになる。
【００３２】
上述のステツプＳＰ１において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、動きベクトル検出回路５が生成した動きベクトル値の信頼性が低く、正しくブロツクマツチングされていないか、又は現ブロツクの画像と後ブロツクの画像とが大きく異なると判断してステツプＳＰ６に移る。ステツプＳＰ６において、ノイズ判別回路１３は、（２）式より得た現ブロツクと前ブロツクとの差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫがしきい値α以下であるか否かを判断する。
ステツプＳＰ６において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、動きベクトル検出回路６が生成した動きベクトル値の信頼性が低く、正しくブロツクマツチングされていないか、又は現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とが大きく異なると判断してステツプＳＰ７に移る。
【００３３】
ステツプＳＰ７において、ノイズ判別回路１３は、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を０：１：０に決定する。続いてノイズ判別回路１３は、この混合率０：１：０を示す制御データＳ１８を生成してステツプＳＰ１に戻り、上述の手順を繰り返す。
これにより、演算フイルタ回路１４は、フイルタ処理しない、すなわち現画素の画像データＳ６を出力画像データＳ２として出力することになる。
【００３４】
一方、ステツプＳＰ６において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、正しくブロツクマツチングされて現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とがほぼ同一であると判断してステツプＳＰ８に移る。ステツプＳＰ８において、ノイズ判別回路１３は、（４）式より得た現画素と前画素との差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。
【００３５】
ステツプＳＰ８において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び前画素の画像がブロツクと異なる動きベクトル値で動いていると判断しステツプＳＰ７に移る。一方、ステツプＳＰ８において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び前画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と前画素との相関性だけが高いと判断してステツプＳＰ９に移る。
【００３６】
ステツプＳＰ９において、ノイズ判別回路１３は、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を例えば０：２：１に決定する。続いてノイズ判別回路１３は、この混合率０：２：１を示す制御データＳ１８を生成してステツプＳＰ１に戻り、上述の手順を繰り返す。
これにより、演算フイルタ回路１４は、現画素値及び前画素値だけをこの混合率０：２：１で演算した値をもつ出力画像データＳ２を生成することになる。
【００３７】
次に、上述のステツプＳＰ２において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、動きベクトル検出回路６が生成した動きベクトル値の信頼性が低く、正しくブロツクマツチングされていないか、又は現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とが大きく異なると判断してステツプＳＰ１０に移る。ステツプＳＰ１０において、ノイズ判別回路１３は、（３）式より得た現画素と後画素との差分値Ｃ−Ｂ
ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。
【００３８】
ステツプＳＰ１０において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び後画素の画像がブロツクと異なる動きベクトル値で動いていると判断しステツプＳＰ７に移る。一方、ステツプＳＰ１０において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び後画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と後画素との相関性だけが高いと判断してステツプＳＰ１１に移る。
【００３９】
ステツプＳＰ１１において、ノイズ判別回路１３は、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を例えば１：２：０に決定する。続いてノイズ判別回路１３は、この混合率１：２：０を示す制御データＳ１８を生成してステツプＳＰ１に戻り、上述の手順を繰り返す。
これにより、演算フイルタ回路１４は、後画素値及び現画素だけをこの混合率１：２：０で演算した値をもつ出力画像データＳ２を生成することになる。
【００４０】
次に、上述のステツプＳＰ３において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び後画素の画像がブロツクと異なる動きベクトル値で動いているか、又は大きな単発性のノイズが存在すると判断しステツプＳＰ１２に移る。ステツプＳＰ１２において、ノイズ判別回路１３は、（４）式より得た現画素と前画素との差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。
【００４１】
ステツプＳＰ１２において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び前画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と前画素との相関性だけが高いと判断してステツプＳＰ９に移る。一方、ステツプＳＰ１２において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び前画素の画像がブロツクと異なる動きベクトル値で動いているか、又は現画素に大きな単発性のノイズが存在すると判断しステツプＳＰ１３に移る。
【００４２】
ステツプＳＰ１３において、ノイズ判別回路１３は、（５）式より得た後画素と前画素との差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸがしきい値β以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ１３において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、後画素及び前画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、後画素及び前画素に大きな単発性のノイズも無く、後画素と前画素との相関性だけが高いと判断してステツプＳＰ１４に移る。一方、ステツプＳＰ１３において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、後画素及び前画素の画像がブロツクと異なる動きベクトル値で動いていると判断しステツプＳＰ７に移る。
【００４３】
ステツプＳＰ１４において、ノイズ判別回路１３は、（１）式より得た現ブロツクと後ブロツクとの差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫがしきい値γ以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ１４において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現ブロツクの画像と後ブロツクの画像とがほぼ同一であると共に、現画素値が後画素値と大きく異なると判断してステツプＳＰ１５に移る。一方、ステツプＳＰ１４において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現ブロツクの画像と後ブロツクの画像とがほぼ同一であると共に、現画素と後画素の差分値Ｃ−Ｂ ＰＩＸが小さいと判断してステツプＳＰ７に移る。
【００４４】
ステツプＳＰ１５において、ノイズ判別回路１３は、（２）式より得た現ブロツクと前ブロツクとの差分値の総和Ｃ−Ｆ ＢＬＫがしきい値γ以下であるか否かを判断する。ステツプＳＰ１５において肯定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とがほぼ同一であると共に、現画素値が前画素値と大きく異なり、現画素だけに大きな単発性ノイズが含まれていると判断してステツプＳＰ１６に移る。一方、ステツプＳＰ１５において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現ブロツクの画像と前ブロツクの画像とがほぼ同一であると共に、現画素と前画素の差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸが小さいと判断してステツプＳＰ７に移る。
【００４５】
ステツプＳＰ１６において、ノイズ判別回路１３は、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を例えば１：１：１に決定する。続いてノイズ判別回路１３は、この混合率１：１：１を示す制御データＳ１８を生成してステツプＳＰ１に戻り、上述の手順を繰り返す。
これにより、演算フイルタ回路１４は、後画素値、現画素値及び前画素値をこの混合率１：１：１で演算した値をもつ出力画像データＳ２を生成することになる。従つて、出力画像データＳ２は、大きな単発性ノイズのレベルが現画素に比して1/3 に抑えられる。
【００４６】
次に、上述のステツプＳＰ４において否定結果を得ると、ノイズ判別回路１３は、現画素及び後画素の画像がブロツクと同一の動きベクトル値で動いており、現画素に大きな単発性のノイズも無く、現画素と後画素との相関性だけが高いと判断してステツプＳＰ１１に移る。
【００４７】
以上の構成において、ノイズ判別回路１３の動作を、ほぼ同一の後フレーム画像２２、現フレーム画像２３及び前フレーム画像２４を示す図４を使用して説明する。後ブロツク画像２２Ａ、現ブロツク画像２３Ａ及び前ブロツク画像２４Ａもほぼ同一であることにより、差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫ及びＣ−Ｆ ＢＬＫはしきい値α未満となる。また現ブロツク画像２３Ａ及び前ブロツク画像２４Ａ内の後画素画像、現画素画像及び前画素画像もほぼ同一であることにより、差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸ及びＣ−Ｆ ＰＩＸはしきい値β未満となる。
これにより、ノイズ判別回路１３は、大きな単発性ノイズが現フレーム画像２３の大部分の画素に存在しないと判断して後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を１：２：１に設定する。
【００４８】
ここで、現画素２３Ｂだけに大きな単発性ノイズが存在する場合、差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸ及びＣ−Ｆ ＰＩＸは大きく、しきい値βを越える。ところが、差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸは小さく、しきい値β未満となる。
これにより、ノイズ判別回路１３は、大きな単発性ノイズが現画素２３Ａだけに存在すると判断して後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を１：１：１に設定する。
このようにして、ノイズ判別回路１３は、差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫ及びＣ−Ｆ ＢＬＫがしきい値α未満であり、差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸ及びＣ−Ｆ ＰＩＸがしきい値βを越え、かつ差分値Ｂ−Ｆ ＰＩＸがしきい値β未満であり、差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫ及びＣ−Ｆ ＢＬＫがしきい値γ未満であるときだけ、現画素に大きな単発性のノイズが存在すると判断する。
【００４９】
以上の構成によれば、差分値の総和Ｃ−Ｂ ＢＬＫ、Ｃ−Ｆ ＢＬＫと、差分値Ｃ−Ｆ ＰＩＸ、Ｃ−Ｆ ＰＩＸ、Ｂ−Ｆ ＰＩＸをそれぞれ求め、しきい値α、β及びγとの比較結果に基づいて後画素、現画素及び前画素のそれぞれのノイズの状態を判断して後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を決定し、この混合率で後画素値、現画素及び前画素値を演算して出力画像データＳ２の現画素値を求め、単発性ノイズが存在する場合、現画素値に対する後画素値及び前画素値の相対的混合率を上げて大きな単発性ノイズのレベルを抑えることにより、圧縮されたデイジタルの画像データを伸長する際に発生した大きな単発性のノイズによる再生動画像の画質低下を一段と容易に防止することができる。
【００５０】
なお上述の実施例においては、大きな単発性ノイズのレベルを抑えるため、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を１：１：１に決定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、後画素値、現画素値及び前画素値の混合率を任意の率に決定する場合にも適用することができる。この場合にも上述と同様の効果を得ることができる。例えば、後画素値及び前画素値の少なくとも一方が現画素値に比して高い混合率、例えば２：１：１に決定する場合や、後画素値及び前画素値だけを現画素に代えて使用する場合にも適用できる。
【００５１】
また上述の実施例においては、圧縮画像データを伸長する際に発生したランダムノイズ及び大きな単発性ノイズを低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、圧縮されていない画像データに含まれるノイズを低減する場合にも適用できる。
【００５２】
さらに上述の実施例においては、フイルタブロツク１内に後フレーム用画像メモリ２、現フレーム用画像メモリ３及び前フレーム用画像メモリ４を配する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像処理のため外部に既に配されている画像メモリと兼用する場合にも適用できる。
【００５３】
さらに上述の実施例においては、現画素のノイズを低減する際、連続した３フレーム、すなわち現フレームと、現フレームの直前の前フレームと、現フレームの直後の後フレームとを使用し、相互に対応した画素間で画素値を混合する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力画像データのノイズの状態や出力画像データの使用方法に応じて４フレーム以上を使用し、相互に対応した画素間が画素値を混合する場合にも適用できる。
【００５４】
さらに上述の実施例においては、フイルタブロツク１をテレビジヨン受像機内に配する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意の画像処理装置、例えば記録媒体に圧縮して記録された画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置内に配する場合にも適用し得る。
【００５５】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、後、現在及び前の第３、第１及び第２のフレーム間で相互に対応した第３、第１及び第２のブロツク間で第３、第１及び第２の画素を相互に対応させ、第１及び第２のブロツク間の画素値の差分の総和と、第１及び第３のブロツク間の画素値の差分の総和と、第１及び第２の画素値の差分と、第１及び第３の画素値の差分と、第２及び第３の画素値の差分とのそれぞれの検出結果に基づいて第３、第１及び第２の画素値のそれぞれのノイズの状態を判断して第３、第１及び第２の画素値の第３、第１及び第２の重み係数を決定し、この重み係数をそれぞれ使用して第３、第１及び第２の画素値を演算して出力画像データの出力値を求めることにより、デイジタルの画像データに含まれた大きな単発性のノイズによる再生動画像の画質低下を防止し得るノイズフイルタ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるノイズフイルタ装置の一実施例を示すブロツク図である。
【図２】演算フイルタ回路の構成を示すブロツク図である。
【図３】ノイズ判別手順を示すフローチヤートである。
【図４】連続したフレーム画像の例を示す略線図である。
【符号の説明】
１……フイルタブロツク、２……後フレーム用画像メモリ、３……現フレーム用画像メモリ、４……前フレーム用画像メモリ、５……動きベクトル検出回路、６……動きベクトル検出回路、７……ブロツク画像比較回路、８……ブロツク画像比較回路、９〜１１……画素値比較回路、１２……しきい値生成回路、１３……ノイズ判別回路、１４……演算フイルタ回路、１５、１６……係数発生回路、１７〜１９……乗算器、２０……加算器、２１……割算器、２２……後フレーム画像、２２Ａ……後ブロツク画像、２３……現フレーム画像、２３Ａ……現ブロツク画像、２３Ｂ……現画素、２４……前フレーム画像、２４Ａ……前ブロツク画像。
【図１】
0003791712.tif 000007
【図２】
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【図４】
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【図３】
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