JPH03285461A - テレビジョン受像機のノイズ除去回路 - Google Patents

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、テレビジョン受像機におけるノイズ除去回
路に関し、特にディジタル信号処理を行うテレビジョン
受像機におけるノイズ除去回路に関する。

〔従来技術〕

テレビジョン受像機において、受像機内部、放送電波、
あるいはＶＴＲ等でノイズが混入した場合、画面上では
ランダムなノイズのパターンとして現れ、画質を劣化さ
せることがある。

ノイズの混入した画素が静止領域に含まれていれば、隣
接フレームの画素を用いることによる従来のノイズ除去
方法でぼけのない画像を得ることができる。

しかしながら、ノイズの混入した画素が動画像領域に含
まれている場合、上述のようなフレーム間にわたる処理
を行った場合、画素の位置がずれるため正しい画素値が
得られない。このため、同一フレーム内の画素のみを用
いて処理を行う必要がある。このような動画像における
ノイズ除去方法として、たとえば注目画素を含む５〜９
画素程度の周囲画素との単純平均を用いる方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの方法では、本来の画像のエツジ等に現
れる高周波成分まで除去するため、画像にぼけが目立つ
問題がある。

ぼけを低減するため、平均値算出の際の注目画素の重み
を増す方法があるが、ノイズの低減には逆効果であった
。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ノイズを有効に
低減でき、しかもエツジを確実に保存できる、テレビジ
ョン受像機のノイズ除去回路を提供することである。

（課題を解決するための手段〕 この発明は、テレビジョン受像機においてコンポーネン
ト信号のうち少なくともいずれか１つの信号成分からな
るフィールド画像内に１つの注目画素とそれを含む複数
の画素とから構成されるウィンドウを設定し、ウィンド
ウ内の注目画素と注目画素を除くウィンドウ内の他の画
素とのそれぞれの差の絶対値が変更可能な第１の閾値以
下である画素数を求め、そして画素数が変更可能な第２
の閾値以下であればブロック内の全画素の平均値を求め
、そうでなければ絶対値が第１の閾値以下である画素お
よび注目画素のみについて平均値を求め、いずれかを元
の画素値と置き換えるようにした、テレビジョン受像機
のノイズ除去回路である。

〔作用〕

設定されたウィンドウ内の注目画素と注目画素を除くウ
ィンドウ内の他の画素とのそれぞれの差の絶対値を求め
、その絶対値が変更可能な第１の閾値（Ｓ）以下である
画素数（Ｍ）を求める。その画素数（Ｍ）が変更可能な
第２の閾値（Ｋ）以下であればブロック内の全画素の平
均値を求め、そうでなければ注目画素との差の絶対値が
第１の閾値以下である画素と注目画素のみとについて平
均値を求め、いずれかを元の画素値と置き換えて新画素
値とする。したがって、ウィンドウ内にエツジが存在す
る場合、Ｍ＞Ｋとなり、ウィンドウ内全画素の平均値が
新画素値として置き換えられることはないので、エツジ
は確実に保存される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、画像のエツジ情報を保持しながらノ
イズ除去を行うため、良好なテレビジョン画像を得るこ
とができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

〔実施例〕

まずこの発明を原理的に説明する。ラスタスキャンされ
るテレビジョン画像の１つのフィールド内において、第
２Ａ図および第２Ｂ図に示すように、表示画画工の水平
方向の画素数をｈとし、垂直方向の画素数をＶとする。

ＮＴＳＣ方式の４ｆ８．サンプリング（ｆｓｃ：色副搬
送波周波数、約３．５８ＭＨｚ）の例ではｈ＝９１０で
あり、ｖ＝２６３である。

第２Ａ図および第２Ｂ図には処理上の仮想的なフィール
ド画面１と実際にスキャンライン２でインタレース走査
される偶数フィールドおよび奇数フィールドの画素番号
との対応を示すが、偶数フィールドにおいては最終ライ
ンの後半分に、また奇数フィールドにおいては第１ライ
ンの前半分に、それぞれ、画素が存在しない。しかしな
がら、説明の都合上、偶数フ、イールドにおいては第１
ラインの最も左の画素２ｅｓ　（第２Ｂ図）を起点ｇ。

。とじ、奇数フィールドにおいては仮想的に第１ライン
を延長し、仮想的な画素２ｏｓを起点ｇｏ。

として設定する。同じように、偶数フィールドにおける
最終ラインを仮想的に延長して画素２ｅｅを終点ｇ７ヨ
Ｖ−１として設定し、奇数フィールドにおいては最終ラ
インの最も右の画素２ｏｅを終点ｇｎ−＋　ｖ−（とし
て設定する。

フィールド内で、第３Ａ図に示すように水平方向の画素
数が（２ｎ＋１）、垂直方向の画素数が（２ｍ＋１）の
ウィンドウ３を設定し、そのウィンドウ３の中心画素を
注目画素と呼び、この画素に対し、ノイズ除去処理を実
施する。この実施例では、ｎ＝ｍ＝２として、５画素×
５画素の２５画素からなるウィンドウ３を示した。

なお、この実施例では矩形のウィンドウを設定したが、
その形状は任意であり、多角形等でもよい。また、注目
画素は必ずしもウィンドウの中心である必要はない。

ただし、ノイズがフィールド内で２次元的にランダムに
広がっている場合は、ウィンドウの中心に注目画素を置
き、ウィンドウサイズを矩形２円形等の点対称な形状に
することが有効である。

注目画素をｇ　ｉｊとし、その注目画素ｇｉｊにおける
信号成分をｆ　ｉｊ、ノイズ成分をｎｉｊとすれば、ｇ
　ｉｊ”’　ｆ　ｉｊ＋　ｎ　ｉｊ　　　　　　　　　
・・・・・・　（１）となる。ただし、ｉ＝ｏ、１，２
．　　・・・、ｈｌであり、ｊ＝ｏ、　　１．　２．　
　・・・、■−１である。

この発明に従ったノイズ除去方法は、上述のウィンドウ
３内の画素に対して、注目画素とのそれぞれの差分の絶
対値を算出し、これが変更可能な閾値（Ｓとする）の範
囲にある画素のみを用いて平均値を算出するものである
。

ノイズ除去後の画素をＦ　ｉｊとすれば、（２） ただし、（ｇｉｊ−ｓ）≦ｇ＋＋ｔ≦（ｇ　ｉｊ＋’Ｓ
　）のときδ５．＝１となり、（ｇｉ＝−、ｓ）＞ｇｈ
ｔ＞　（ｇｉｊ＋Ｓ）＜ｇｈｔのときδ１＝０である。

閾値Ｓの値は、画像によるが信号成分のとりうる最大値
に対し２〜３％程度が適当である。

さらに、ウィンドウ３内での孤立点を除去するため、ｇ
ｋＬ±Ｓに入る画素数（Ｍとする）が、別途設定する変
更可能な閾値（Ｋとする）以下の場合、注目画素ｇ、。

におけるノイズはスポット的なノイズと判断し、新画素
値Ｆｉｊとしては、ウィンドウ内全画素の単純平均を用
いる。

ウィンドウサイズが５×５の例では、閾値に＝３程度が
適当である。この場合、Ｍ＝０．１．２３のときは常に
６１＝１となり、ウィンドウ内の全画素の単純平均を求
め、Ｍ＝４〜２４のときは各画素のδ。によってその平
均値を求めることとなる。

画像内にエツジ成分が存在した場合、これはウィンドウ
内で孤立点とはならず、Ｍ＞Ｋとなるので、エツジの保
存が可能であり、ぼけの少ない画像が得られることとな
る。

このような原理に基づく実際の回路構成を第１図のブロ
ック図により説明する。この第１図実施例においても、
簡単のため、ウィンドウサイズを５画素×５画素の矩形
とし、注目画素ｇ０゜を中心の画素とした。ただし、先
に述べたように、ウィンドウサイズ、形状、注目画素の
位置は任意である。

この第１図実施例において、入力端子１２にコンポーネ
ント信号たとえば輝度信号が入力され、その輝度信号は
ウィンドウマトリクス１４において、ラインメモリ等の
遅延素子により５画素×５画素の総数２５画素にマトリ
クス化される。このウィンドウマトリクス１４からの画
像データは、Ｓ判定回路１６に入力される。このＳ判定
回路１６には、Ｓ設定回路１８によって、前述の閾値Ｓ
が設定される。ただし、その閾値Ｓは変更可能である。

このＳ判定回路１６において、注目画素ｇ０゜を除く２
４画素と注目画素とのそれぞれの差分をとり、各差分の
絶対値とＳ設定回路１８によって設定された閾値Ｓとを
比較しする。そして、各差分の絶対値が閾値Ｓ以内であ
れば、その画素のフラグＦＳ０をアクティブとする。こ
こで、ｋ＝１゜２．３．４であり、１＝０．１，２，３
．４である。ただし、ｋ＝２かつｆ＝２は注目画素にあ
たるので除く。

Ｋ判定回路２０では、２４画素の内、フラグＦＳｋＬが
アクティブである画素数Ｍを算出する。

ここで、Ｍとに設定回路２２によって設定された変更可
能な閾値にとを比較する。そして、Ｍ≦にであれば、フ
ラグＦＫをアクティブにする。

なお、タイミング調整回路２４はＳ判定回路１６および
に判定回路２０での処理時間とウィンドウマトリクス１
４からの５画素×５画素のデータとの位相を合わせるた
めのものであり、主とじてメモリを含む。

最後に、平均値回路２６でフラグＦＫおよびＦＳｋＬに
より、平均値の算出を行う。すなわち、フラグＦＫがア
クティブのとき、フラグＦＳＩＩＬによらず、常にウィ
ンドウ内の２５画素全ての平均を算出し、新たな画素値
Ｆ□、とする。しかしながら、フラグＦＫが非アクティ
ブのときには、フラグＦＳｍｔがアクティブである画素
および注目画素についてのみ平均値算出を行い、新たな
画素値Ｆ　ｔｊとする。この新画素値Ｆ　ｉｊが出力端
子２日から出力される。

このような処理をフィールド内の全画素について順次実
施する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。 第２Ａ図および第２Ｂ図は偶数フィールドおよび奇数フ
ィールドでの画素の位置と実際の処理における画素番号
との対応を示す図解図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図はウィンドウを示す図解図であ
る。 図において、ｌはフィールド画面、２はスキャンライン
、３はウィンドウ、１０はノイズ除去回路、１４はウィ
ンドウマトリクス、　　１６はＳ判定回路、１８はＳ設
定回路、２０はに判定回路、２２はに設定回路、２４は
タイミング調整回路、２６は平均値回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 テレビジョン受像機においてコンポーネント信号のうち
   少なくともいずれか１つの信号成分からなるフィールド
   画像内に１つの注目画素とそれを含む複数の画素とから
   構成されるウィンドウを設定し、 ウィンドウ内の注目画素と注目画素を除くウィンドウ内
   の他の画素とのそれぞれの差の絶対値が変更可能な第１
   の閾値以下である画素数を求め、そして 前記画素数が変更可能な第２の閾値以下であれば前記ブ
   ロック内の全画素の平均値を求め、そうでなければ前記
   絶対値が前記第１の閾値以下である画素および注目画素
   のみについて平均値を求め、いずれかを元の画素値と置
   き換えるようにした、テレビジョン受像機のノイズ除去
   回路。