JPH03207168A

JPH03207168A - ノイズ低減回路

Info

Publication number: JPH03207168A
Application number: JP2002385A
Authority: JP
Inventors: Osamu Matsumura; 修松村; Hidefumi Ogura; 英史小倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1991-09-10
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2946585B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明はノイズ低減回路に関する．〔発明の概要〕この発明は、ノイズ低減回路において、対象となる画素
と、その周囲の画素との差分によってノイズ低減量を適
応化することにより、画質を向上させるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

ビデオ信号はフレーム相関が大きいが、ビデオ信号に含
まれるノイズ成分はフレーム相関が小さい。

そこで、ビデオ信号に含まれるノイズ成分を低減する方
法として、フレーム間の非相関成分を取り出し、この非
相関成分をもとのビデオ信号から減算する方法がある。

文献：「テレビジョン学会誌」第３７巻第１２号第５６
〜５７ページなど〔発明が解決しようとする課題〕しかし、一般のノイズ低減回路においては、その低減効
果を大きくすると、画像の細かい部分にボケを生じたり
、動きのある部分に尾引きを生じたりしてしまい、画質
が低下してしまう。

また、ビデオ信号から周波数などの情報を得るには、Ｄ
ＣＴなど回路規模の大きいハードウェアが必要であった
．この発明は、このような問題点を解決しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

ところで、人間の視覚特性を考慮すると、画面上の像が
平坦な部分と、像の細かい部分とを比べると、像の細か
い部分ではノイズが目立ちにくい。

この発明は、このような点に着目してビデオ信号に含ま
れるノイズ或分を低減するようにしたものである。

すなわち、この発明においては、ビデオ信号が供給され
るフレームメモリと、このフレームメモリの出力信号と
、もとのビデオ信号との非相関或分を取り出す演算回路
と、上記非相関成分が入力される関数回路と、この関数
回路の出力信号を上記もとのビデオ信号に演算して上記
もとのビデオ信号に含まれるノイズ成分を低減ないし除
去する別の演算回路と、上記もとのビデオ信号による画
素のうち、対象となる画素と、その周囲の画素との輝度
の差を検出する回路とを有し、この検出された差分にし
たがって上記間数回路の入出力特性を制御するようにし
たものである。

〔作用〕

対象となる画素と、その周囲の画素との差分によってノ
イズ低減量が適応化される。

〔実施例〕

第１図において、デジタル化されたビデオ信号、例えば
デジタル輝度信号Ｓｙが、入力端子（１１）を通して減
算回路（１２）に供給されるとともに、この減算回路（
１２）の出力信号Ｓｓが、フレームメモリ（１４）に供
給されて１フレーム期間遅延した信号Ｓｄとされる．そ
して、この遅延信号Ｓｄと、端子（１１）からの信号Ｓ
ｙとが、減算回路（１５）に供給され、減算回路（１５
）からは信号Ｓｄと信号Ｓｙとの非相関成分Ｓｎが取り
出される。

そして、この非相関成分Ｓｎが、後述する入出力特性を
有する関数回路（１６）を通じて減算回路（１２）に供
給される．したがって、減算回路（Ｉ２）においては、入力信号ｓ
ｙから非相関成分Ｓｎが減算されるが、この場合、この
非相関成分Ｓｎは、主としてノイズ成分なので、その出
力信号Ｓｓはノイズ成分の低減ないし除去された輝度信
号となる。

そこで、この輝度信号Ｓｓが出力端子（１３）に取り出
される。

そして、この発明においては、関数回路（ｌ６）が制御
回路（２０）により制御される。

すなわち、第２図は関数回路（１６）の入出力特性を示
すもので、入力レベル（絶対値）が、しきい値ｖｔｂよ
りも小さいときには、出力レベルは入力レベルに比例し
、しきい値ｖｔｈよりも大きいときにば、出力レベルは
人力レベルに反比例し、さらに大きいときは出力レベル
はｒＱＪとなる、いわゆるＳ字特性である。

また、制御回路（２０）は、この例においては、■　対
象とする画素と、その周囲の画素との輝度の差（レベル
差） ■　輝度信号ｓｙのレベル ■　輝度信号Ｓｙのノイズレベル（Ｓ／Ｎ）に基づいて
関数回路（１６）の入出力特性のしきい値ｖｔｈと、こ
の入出力特性の傾きＫとを制御するものである。

ここで、■項の輝度差であるが、これは、第４図に示す
ように、 ■。二対象となる画素（現在の画素）のレベルｖ２：画
素Ｖ０の１つ上の画素のレベルｖ　Ｉ：　画素ｖ　ｚの
１つ前の画素のレベル■３二画素■２の１つ後ろの画素
のレベル■４：画素ｖ０の１つ前の画素のレベル■，二
画素ｖ０の１つ後ろの画素のレベルＶ，：画素ｖ０の１
つ下の画素のレベルＶｉ：画素ｖ７の１つ前の画素のレ
ベルｖ　ｓ　：　ｉｊ　素Ｖ　７の１つ後ろの画素のレ
ベルとして、 ΔＶｔ＝　　Ｖｉ−Ｖ０　Ｘｋｉただし、ｉ＝１〜８ｋ　Ｉ＝　ｋ　ｓ　＝　ｋ　＆　＝　ｋ　ｓｋｚ＝ｋｔｋ．＝ｋ．ｋ４≧ｋ，＞ｋ，＞０を求めたとき、これら差分ΔＶｉのうちの最大値Ｖｘで
ある。

そこで、遅延時間が１水平期間の遅延回路（２１）、（
２２）が設けられるとともに、遅延時間が１画素期間の
遅延回路（２３）〜（２８）が設けられ、図のように、
これら遅延回路（２１）〜（２８）に輝度信号ｓｙがそ
れぞれ供給されてレベルＶ０〜■，を示す遅延信号Ｓ０
〜Ｓ＄が取り出される。そして、これら信号Ｓ　ｏ　”
”’　Ｓ　ｓが減算回路（３Ｉ）〜（３日）にそれぞれ
供給されて差分ΔＶｉが取り出され、これら差分ΔＶｉ
が制御信号形或回路（４１）に供給されて最大値Ｖｘが
取り出される．・・・・・・上記■項また、遅延回路（
２５）からの信号Ｓ．が、現時点の輝度信号Ｓｙのレベ
ルｖ０を示す信号として形威回路（４１）に供給される
．・・・・・・上記■項さらに、遅延回路（２５）から
の信号Ｓ．が、検出回路（４２）に供給されて現時点の
輝度信号ｓｙのノイズレベルを示す信号Ｓｚが取り出さ
れ、この信号Ｓｚが形威回路（４１）に供給される．・
・・・・・上記■項ソシて、形戒回路（４１）において、信号（レベル）Ｖ
　ｘ，　Ｖｏ，　Ｓ　ｚから所定の制御信号Ｓｃが形威
され、この信号Ｓｃが、関数回路（１６）にそのしきい
値ｖｔｈ及び傾きＫの制御信号として供給され、しきい
値ｖｔｈ及び傾きＫが第３図に示すように制御される。

すなわち、同図Ａに示すように、信号Ｖｘにより、しき
い値ｖｔｈは信号Ｖｘに反比例するように、傾きＫも反
比例するように制御される．また、同図Ｂに示すように
、信号Ｖ０により、しきい値■ｔｈは信号Ｖｏに反比例
するように、傾きＫも反比例するように制御される．さ
らに、同図Ｃに示すように、信号Ｓｚにより、しきい値
ｖｔｈは信号Ｓｚに比例するように、傾きＫも比例する
ように制御される。

この場合、一例として、関数回路（１６）をＲＯＭによ
り構威し、制御信号Ｓｃを、Ｒ　Ｏ　Ｍ　（１６）にそ
の上位アドレスとして供給することにより、信号Ｓｃに
対応して関数回路（１６）の入出力特性を変更するとと
もに、非相関成分ＳｎをＲ　Ｏ　Ｍ　（１６）にその下
位アドレスとして供給することができる。

このような構或によれば、対象となる画素（現時点の画
素）のレベル■。が、その周囲の画素のレベル■，〜Ｖ
８に比べて大きいときには（Ｖｘが大きいとき）、すな
わち、対象となる画素と周囲の画素との輝度の差が大き
いときには、関数回路（ｌ６）の入出力特性のしきい値
ｖｔｈ及び傾きＫが小さいので、減算回路（１２）にお
いて輝度信号ｓｙから減算される非相関成分Ｓｎのレベ
ルが小さくなる。

したがって、端子（１３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
は、非相関成分Ｓｎによる画像のボケや尾引きが小さく
なる。

なお、このとき、減算回路（工２）において輝度信号ｓ
ｙから減算される非相関成分Ｓｎのレベルは小さいので
、輝度信号Ｓｓは、ノイズ或分があまり低減されていな
いことになるが、上述のように、人間の視覚特性は、画
面上の像の細かい部分では、ノイズが目立ちにくいので
、すなわち、画素間の輝度差が大きい部分では、ノイズ
が目立ちにくいので、問題はない。

また、対象となる画素のレベル■。が、その周囲の画素
のレベル■，〜Ｖ．に比べて小さいときには（Ｖｘが小
さいとき）、すなわち、対象となる画素と周囲の画素と
の輝度の差が小さいときには、間数回路（ｌ６）の人出
力特性のしきい値ｖｔｈ及び傾きＫが大きいので、減算
回路（１２）において輝度信号Ｓｙから減算される非相
関成分Ｓｎのレベルが大きくなる。

したがって、端子（１３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
は、ノイズ成分の少ない輝度信号となる。

なお、このとき、減算回路（１２）において輝度信号ｓ
ｙから減算される非相関成分Ｓｎのレベルは大きいので
、画像にボケや尾引きを生じることになるが、これは、
画素間の輝度差が小さい部分で生じているので、目立ち
にくく問題はない．さらに、対象となる画素のレベルＶ
Ｏ（輝度信号ｓｙのレベル）が大きいときには、すなわ
ち、対象となる画素の輝度が高いときには、関数回路（
１６）の入出力特性のしきい値ｖｔｈ及び傾きＫが小さ
いので、減算回路（１２）において輝度信号Ｓｙから減
算される非相ｒｊｊ１１′ｆｉ．分Ｓｎのレベルが小さ
くなる。

したがって、端子（ｌ３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
は、非相関成分Ｓｎによる画像のボケや尾引きが小さく
なる。

そして、このときも減算回路（１２）において輝度信号
Ｓｙから減算される非相関成分Ｓｎのレベルは小さいの
で、輝度信号Ｓｓは、ノイズ成分があまり低減されてい
ないことになるが、画素の輝度が高いので、すなわち、
輝度信号Ｓｙのレベルが大きいので、Ｓ／Ｎがよく、し
たがって、問題はない。

また、対象となる画素のレベル■。（輝度信号Ｓｙのレ
ベル）が小さいときには、すなわち、対象となる画素の
輝度が低いときには、関数回路（１６）の入出力特性の
しきい値ｖｔｈ及び傾きＫが大きいので、減算回路（１
２）において輝度信号Ｓｙから減算される非相関或分Ｓ
ｎのレベルが大きくなる。

したがって、端子（１３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
は、ノイズ或分の少ない輝度信号となる。

なお、このとき、減算回路（１２）において輝度信号Ｓ
ｙから減算される非相関成分Ｓｎのレベルは大きいので
、画像にボケや尾引きを生じることになるが、これは、
画素間の輝度が低い部分で生じているので、目立ちにく
く問題はない。

さらに、対象となる画素のノイズレベルＳｚが大きいと
きには、関数回路（１６）の入出力特性のしきい値ｖｔ
ｈ及び傾きＫが大きいので、減算回路（１２）において
輝度信号Ｓ）ｒから減算される非相関成分Ｓｎのレベル
が大きくなる。

したがって、端子（１３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
は、Ｓ／Ｎがよくなる。

また、対象となる画素のノイズレベルＳｚが小さいとき
には、関数回路（１６〉の人出力特性のしきい値ｖｔｈ
及び傾きＫが小さいので、減算回路（ｌ２）において輝
度信号ｓｙから減算される非相関或分Ｓｎのレベルが小
さくなる。

したがって、端子（１３）に取り出される輝度信号Ｓｓ
の画像は、ボケや尾引きを生じることがない。

こうして、この発明によれば、画面のノイズを低減ない
し除去できるとともに、画像の細かい部分ではノイズが
目立ちにくいという人間の視覚特性を利用しているので
、画像のボケや尾引きなどが目立つことがない。

しかも、そのためのハードウエアは簡単であり、民生用
のＶＴＲなどに十分に適用することができる。

なお、上述において、検出回路（４２）におけるノイズ
レベルＳｚは、垂直プランキングにおけるべデスクルレ
ベル、いわゆるＭＵＳＵ信号のときには、第５６３ライ
ン及び第ｌ１２５ラインのクランブレベル、ＶＴＲのと
きであれば、記録時に挿入しておいた規定レベルなどを
検出することにより、得ることができる。また、輝度信
号だけでなく、色信号についても同様に処理できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、画面のノイズを低減ないし除去でき
るとともに、画像の細かい部分ではノイズが目立ちにく
いという人間の視覚特性を利用しているので、画像のボ
ケや尾引きなどが目立つことがない。

しかも、そのためのハードウェアは簡単であり、民生用
のＶＴＲなどに十分に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の系統図、第２図〜第４図はそ
の説明のための図である。（ｌ４）はフレームメモリ、（１６）は関数回路、（２
０）は制御回路、（２１）〜（２８）は遅延回路、（４
１）は制御信号形威回路、（４２）は検出回路である。代理人松隈秀盛説明図第４図手続補正書平成２年５月１７日平底２年特許願第２３８５号２．発明の名称ノイズ低減回路３．？ｉｌｉ正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】　ビデオ信号が供給されるフレームメモリと、このフレ
ームメモリの出力信号と、もとのビデオ信号との非相関
成分を取り出す演算回路と、上記非相関成分が入力され
る関数回路と、この関数回路の出力信号を上記もとのビデオ信号に演算
して上記もとのビデオ信号に含まれるノイズ成分を低減
ないし除去する別の演算回路と、上記もとのビデオ信号
による画素のうち、対象となる画素と、その周囲の画素
との輝度の差を検出する回路とを有し、この検出された差分にしたがって上記関数回路の入出力
特性を制御するようにしたノイズ低減回路。