JPH04111579A - ノイズ低減装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、磁気記録再生装置等に使用されるノイズ低
減装置に関する。

（従来の技術） 近年、テレビジョン画像の高品位化を図るために、映像
信号をデジタル処理する研究が各種進められている。こ
れはデジタル信号処理では、メモリを用いて時間方向の
処理を行うことができるため、画質を向上する処理にに
都合がよいからである。

その−例として例えば、画像のフレーム間の相関を利用
したノイズ低減処理がある。静止画は、映像信号はフレ
ーム間で相関があるのでフレーム間で加算を行っても信
号振幅は変化しないが、ランダムノイズはフレーム間の
相関がないため低減される。ノイズ低減はこのような原
理を利用している。しかしながら、動画は、フレーム間
の相関がないので、フレーム間の加算を行うと二重像と
なりかえって画質を劣化させるという問題がある。

第４図は、ノイズ低減回路を備えた記録再生装置の全体
構成を示している。第１図のブロック１００は記録系、
２００は再生系を示している。

入力端子１０の映像信号は、輝度色分離（Ｙ／Ｃ分離）
回路１１で輝度信号と色信号に分離される。輝度信号は
自動利得制御回路１２において利得制御され、プリエン
ファシス回路１３でエンファシス処理を受け、ＦＭ変調
回路１４にてＦＭ変調される。ＦＭ変調を受けたＦＭ輝
度信号は、高域通過フィルタ１５を介して加算器２５に
入力される。

一方、分離された色信号は、帯域通過フィルタ２１を介
して不要成分を除去され、ＡＣＣ回路２２において利得
制御を受ける。一定の振幅に増幅された色信号は、周波
数変換器２３に入力されて低域の周波数帯に周波数変換
され、低域通過フィルタ２４を介して加算器２５に入力
される。

加算器２５からは、ＦＭ輝度信号と低域変換色信号が得
られ、記録増幅器１６に入力される。この記録増幅器１
６の出力は、回転トランス１７を介して磁気ヘッドに供
給される。

次に再生糸２００を説明する。

磁気ヘッド１８から再生された信号は、回転トランス３
１を介して再生増幅器３２に入力される。

再生増幅器３２の出力は、高域通過フィルタ３３と低域
通過フィルタ４１に入力される。高域通過フィルタ３３
から導出されたＦＭ輝度信号は、ＦＭ復調器３４にてＦ
Ｍ復調されデイエンファシス回路３５に入力される。デ
イエンファシス回路３５でエンファシス処理を受けた輝
度信号は、ドロップアウト補償回路３６を介してノイズ
低減回路３７に入力されノイズ低減処理を受は出力端子
３８に導出される。

一方、低域通過フィルタ４１から導出された低域変換色
信号は、ノイズ低減回路４２に入力されてノイズ低減処
理を受け、次にＡＣＣ回路４３に入力されて振幅を一定
のレベルに調整される。

ＡＣＣ回路４３の出力は、周波数変換器４４に入力され
て元の帯域の色信号に変換され出力端子４５に導出され
る。

第５図は、ノイズ低減回路の具体的構成例を示している
。

入力端子５１に入力された、例えば輝度信号は、アナロ
グデジタル（Ａ／Ｄ）変換器５２においてデジタル信号
に変換された後、動き検出器５３、フレーム間ノイズ低
減器５４、フィールド内ノイズ低減器５５に入力される
。フレーム間ノイズ低減器５４は、フレーム間の加算処
理を行うことによりノイズ成分を低減する回路であり、
フィールド内ノイズ低減器５５はフィールド内のライン
加算処理を行うことによりノイズ成分を低減する回路で
ある。動き検出器５３は、画像の動きを検出して完全動
画の場合は混合器５６がフィールド内ノイズ低減器５５
の出力を選択するように制御し、完全静画の場合は混合
器５６がフレーム間ノイズ低減器５４の出力を選択する
ように制御する。混合器５６から出力されたデジタル信
号は、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器５７に入力さ
れてアナログ映像信号に変換され出力端子５８に導出さ
れる。

第６図（ａ）は上記動き検出器５３の具体的構成例であ
る。

入力端子６１の入力信号は、１フレ一ム分の遅延量（５
２５ＨＳＨ：水平期間）を有するフレームメモリ６２と
減算器６３に入力される。減算器６３は、フレームメモ
リ６２の出力信号と、入力端子６１側の信号との減算処
理を行い差分信号を得る。フレーム間で相関性がない場
合は、動画とみなされるからである。減算器６３の出力
は、低域通過フィルタ６４を介して絶対値回路６５に入
カされる。そして絶対値回路６５の出力は、コアリング
回路６６に入力されて、動き検出信号に変換されて出力
される。

コアリング回路６６の特性は、同図（ｂ）に示すような
特性であり、絶対値出力がａ以下の場合は完全静画、５
以上の場合は完全動画とみなす。

絶対値出力はａ−ｂの間にあるときは、混合器５６は、
フレーム間ノイズ低減器５４とフィールド内ノイズ低減
器５５の出力の混合割合が可変される。

第７図は、フレーム間ノイズ低減器５４の具体的構成例
を示している。

入力端子７１の信号は、１フレーム遅延器７２に入力さ
れるとともに加算器７３に入力される。

加算器７３では、１フレーム遅延器７２の出力と入力信
号とを加算してフレーム間で相関のないノイズを低減し
、その出力信号を出力端子７４に導出する。

第８図（ａ）は、フィールド内ノイズ低減器５５の具体
的構成例を示している。

入力端子８１の信号は、１ライン遅延器８２に入力され
るとともに減算器８３に入力される。減算器８３は、１
ライン遅延器８２の入力と出力信号の減算処理を行い垂
直方向高域成分を抽出する。

この垂直方向高域成分は、リミッタ８４で振幅制限され
、減算器８５に入力される。減算器８５は、１ラインメ
モリ８２の出力とリミッタ８４の出力との減算処理を行
いノイズ低減された出力を出力端子８６に導出する。

リミッタ８４の特性は、同図（ｂ）に示すようになって
いる。入力の振幅が一定値ｂ８以上を越えると、出力は
零となる。

ライン相関がない場合は、垂直方向高域成分の振幅は大
きくなり、リミッタ８４により制限され、減算器８５か
らは１ラインメモリ８２の出力が導出される。つまり動
画のエツジ部では１ラインメモリ８２の出力が導出され
る。

これに対してライン相関がある場合は、リミッタ８４か
ら出力（静画におけるノイズと見なせる）が得られ、減
算器８５において１ラインメモリ８２の出力から減算さ
れる。これにより出力端子８６にはノイズ低減された出
力が得られる。

しかしこのフィールド内ノイズ低減器５５の出力では、
微小振幅の垂直高域成分が失われることになるので、画
質の面ではフレーム間ノイズ低減器５４から得られる画
質がよい。

（発明が解決しようとする課題） 上記したノイズ低減回路によると、動き検出を行って適
応的にしかもフレーム間ノイズ低減器の出力を多く用い
る方が画質がよいことがわかる。

しかしここで問題となるのは、動き検出回路５３の機能
である。

動き検出回路５３は、第６図（ａ）のごとく構成されて
おり、フレーム間の差分信号を用いている。その絶対値
がコアリング回路６６の所定のしきい値を越えると動画
と判断する。動画と判断された場合は、フィールド内ノ
イズ低減器５５の出力が選択され、先に説明したように
良質なＳ／Ｎが保障されないことになる。特に、静画が
入力しているにもかかわらず、ノイズ等により動画判定
がなされると画質が劣化する。

そこでコアリング回路６６の特性を第６図（ｂ）の点線
で示すように、動画判定の感度を鈍くして上記したＳ／
Ｎの劣化を防止することが考えられる。このようにする
とフレーム間差分信号が微小の振幅であっても、静画と
判定するようになり、フレーム間ノイズ低減回路５４の
出力が採用されることが多くなる。

しかし、このようにすると実際の動画の入力があったと
きに不都合が生じる。つまり、実際の動画が入力したと
きに、フレーム間和をとると二重の画像を作ることにな
り画質の劣化を生じる。

さらにこのような回路は、磁気記録再生装置においては
次のような問題を生じる。

即ち、磁気記録再生装置では、信号の再生時に早送り、
巻き戻しあるいＣイ静止再生などの機能が活用されるが
、このような特殊再生のときは、フレーム間の信号の相
関はなくなっている。よって静止画、動画にかかわらず
、フレーム間差分信号が得られる。そこでコアリング回
路６５の特性を上記した点線のように設定したのでは、
動画である場合にも静画として判断されるので画像の工
・ツジ部が二重になってしまうことがある。また静画の
場合は、エツジ部分がフリ・ツカとなる。

さらにまた、通常再生において、スキューやジッタが増
加した場合、上記と同様にフレーム間の信号には相関が
なくなっているにもかかわらず静画処理が行われ、上記
と同じような画質劣化を生じる。

このように、従来の回路では、Ｓ／Ｈの改善効果のみを
生石にして、動き検出機能の感度を調整すると、実際の
動画が入力したとき画質劣化を生じる場合がある。また
、特殊再生時に対しては、従来の回路では、ノイズ対策
を図ると画質劣化防止対策が得られないなどの問題があ
る。

そこでこの発明は、Ｓ／Ｎ改善効果を得るとともに、画
質劣化防止対策の両方を得ることができるノイズ低減装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明は、輝度信号と色信号に所定の処理を施して記
録媒体に記録し、この記録媒体から再生した信号に対し
て前記所定の処理と逆の処理を施すことにより元の信号
を得る記録再生装置のノイズ低減装置において、 再生信号の時間方向の高域成分を生成し画像の動きを検
出する動き検出回路と、前記再生信号の水平周波数と垂
直周波数が所定の関係にあるかを検出する周波数関係検
出手段と、前記動き検出回路あるいは前記周波数関係検
出手段の出力信号に基づいて前記再生信号の時間方向の
帯域を制御する時間軸帯域制御回路とを備えるものであ
る。

（作用） 上記の手段により、再生信号の画像の動きがある場合、
再生信号の水平周波数と垂直周波数とが所定の関係に無
い場合は、フレーム間処理出力を止めるかあるいはフィ
ールド内処理出力の混合割合を多くすることにより、ノ
イズ低減処理を行うために生じる画質劣化を防止するこ
とができ、静画の場合は良好なノイズ低減を得ることが
できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。入力端子１０１に
は入力映像信号が供給され、アナログデジタル変換器１
０２と同期分離回路２０１に導入される。アナログデジ
タル変換器１０２の出力は、動き検出器１０３、フレー
ム間ノイズ低減器１０４、フィールド内ノイズ低減器１
０５に入力される。フレーム間ノイズ低減器１０４、フ
ィールド内ノイズ低減器１０５の出力は、混合器１０６
に入力される。混合器１０６は、制御信号に応じて両人
力信号の混合割合を調整し、その出力をデジタルアナロ
グ変換器１０７に供給する。デジタルアナログ変換器１
０７の出力は、出力端子１０８に導出される。

同期分離回路２０１は、水平同期信号、垂直同期信号を
分離導出し、標準検出器２０２に供給する。また水平同
期信号は、クロック発生器２０４に入力される。クロッ
ク発生器２０４は、水平同期信号に同期してその整数倍
のクロックを発生し、標準検出器２０２に供給している
。

標準検８器２０２は、水平同期信号と垂直同期信号とが
所定の関係にあるか否かを検出している。

この検出の際には、検出の安定性を高めるために連続し
て所定の関係にあるかどうかにより判定している。

標準検出器２０２から出力された標準モード非標準モー
ドの識別信号は、論理合成回路２０３に入力される。論
理合成回路２０３は、動き検出器１０３の出力（動き検
出信号）と標準検出器２０２からの識別信号を用いて、
混合器１０６１＋ｌ：対する制御信号を作成している。

すなわち、最も簡単な構成例としては、論理和回路で構
成されており、動き検出信号が動画であることを示すか
または識別信号が非標準モードを示すときは、混合器１
０６を制御して、混合器１０６がフィールド内ノイズ低
減器１０５の出力を選択導出するように設定する。

これにより、入力映像信号が磁気記録再生装置が早送り
、巻き戻し再生、若しくは通常再生におけるスキュー増
加のときのように、水平周波数ｆＨと垂直周波数ｆＶと
が所定の関係に無い場合は、標準検出器２０２の出力が
非標準モードを示すので、フィールド内ノイズ低減処理
を行うことなる。これにより、動き検出器のコアリング
特性が動き検出に対して感度が低い（Ｓ／Ｎ改善のため
に調整されている）場合でも、フレーム間ノイズ低減処
理の影響が強く現れることがなく、従来生じていたよう
な二重画像、フリッカ等がなくなる。

第２図は、標準検出器２０２の具体的回路例を示してい
る。

入力端子３０１には、クロック発生器２０４からのクロ
ック（周波数ｎｆＨ）が供給され、垂直カウンタ３０２
に入力される。この垂直カウンタ３０２のカウント出力
は、リセット発生器３０３及びタイミングパルス発生器
３０４に入力される。

リセット発生器３０３は、垂直カウンタ３０２の出力が
所定の値になったときにリセットパルスを出力し、垂直
カウンタ３０２をリセットするが、この動作は、後述す
る一致連続検出器３０６から、標準モードを示す識別信
号が得られているときに限る。垂直カウンタ３０２は、
リセットの後、垂直周期分のカウントを進め、このとき
の値でリセット発生器３０３はリセットパルスを出力す
るように設定されている。

タイミング発生器３０４は、垂直カウンタ３０２のカウ
ント値を参照して標準の垂直周期（（５２５／２）　ｆ
’Ｈ）を中心としてパルス幅２４　μｓのタイミング信
号Ｔ１を出力しこれを一致連続検出器３０６の一方の入
力端子に供給している。さらにまたタイミング発生器３
０４は、垂直カウンタ３０２のカウント値を参照して標
準の垂直周期（（５２５／２）ｆ’Ｈ）を中心としてパ
ルス幅約２５０μｓのタイミング信号Ｔ２を出力しこれ
を同期外れ検出器３０５の一方の入力端子に供給してい
る。

一致連続検出器３０６及び同期外れ検出器３０５の他方
の入力端子には、入力端子３０８から入力信号から分離
された垂直同期信号が入力されている。

同期外れ検出器３０５は、タイミング信号Ｔ２と垂直同
期信号の位相比較を行い、同期外れの検出を行う。同期
外れが検出されたときは、位相引き込み信号を出力し、
リセット発生器３０３の制御端子に与える。すると、こ
のときリセット発生器３０３は、無条件にリセットパル
スを出力する。

一致連続検出器３０６は、タイミング信号Ｔ１のパルス
幅内に外部からの垂直同期信号のパルスが連続して数垂
直期間存在するときは、標準モードを示す識別信号を出
力し、タイミング信号Ｔ１のパルス幅内に外部からの垂
直同期信号のパルスが連続して数垂直期間存在しないと
きは、非標準モードを示す識別信号を出力する。この一
致連続検出器３０６が標準モードを示す識別信号を出力
しているときは、リセット発生器３０３は垂直カウンタ
３０２の所定の値でリセットパルスを発生する。しかし
、一致連続検出器３０６が非標準モードを示す識別信号
を出力しているときは、リセット発生器３０３は、外部
からの垂直同期信号をそのままリセットパルスとして出
力する。

従って、上記の回路が同期状態から非同期状態に移行す
ると、識別信号は非標準モードを示し、垂直カウンタ３
０２は外部からの垂直同期信号でリセットされる。これ
により、第１図の回路はフィールド内ノイズ低減器１０
５の出力を選択するかもしくはこの出力の割合を格段と
多くするために、従来のように二重画像やフリッカが生
じることはない。

第３図はこの発明の他の実施例である。

第１図と同一部分には同一符号を付している。

この実施例は、フィールド内ノイズ低減器及び混合器が
一体化された構成となっている。またフィールド内ノイ
ズ低減器を省略し、動画や特殊再生時には積極的の高域
成分を強調するように構成されて、静画のときに良好な
Ｓ／Ｎが得られるように構成されている。

即ち、アナログデジタル変換器１０２から出力された信
号は、乗算器４０１に入力されて係数（１−ｋ）が掛け
られて加算器４０３に入力される。加算器４０３の出力
は、１フレーム遅延器４０４に入力されるとともにデジ
タルアナログ変換器４０５に入力される。１フレーム遅
延器４０４の出力は、乗算器４０２に入力され係数ｋが
掛けられて加算器４０３に入力されるようになっている
。

ここで係数（１−ｋ）とｋとは、係数発生器４０７から
出力される。係数発生器４０７は、標準検出器２０２か
ら非標準モードを示す識別信号が入力されたときもしく
は動画検出器１０３から動画判定信号が入力されたとき
は、ｋの値を格段と小さくして、フレーム間の加算の影
響を少なくするものである。これにより、フレーム間相
関がないような静画の場合に、従来のように二重画像や
フリッカが生じることはない。

［発明の効果］ 上記したようにこの発明のノイズ低減装置によれば、Ｓ
／Ｎ改善効果を得るとともに、画質劣化防止対策の両方
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の標準検出器の具体的構成例を示す回路図、第３図
はこの発明の他の実施例を示す回路図、第４図は磁気記
録再生装置の全体構成説明図、第５図は従来のノイズ低
減回路の構成を示す回路図、第６図は第５図の動き検出
器の回路及びその出力特性を説明するために示した図、
第７図は第５図のフレーム間ノイズ低減器の構成説明図
、第８図は第５図のフィールド内ノイズ低減器とその出
力特性を説明するために示した図である。 １０２・・・アナログデジタル変換器、１０３・・・動
き検出器、１０４・・・フレーム間ノイズ低減器、１０
５・・・フィールド内ノイズ低減器、１０６・・、混合
器、１０７・・・デジタルアナログ変換器、２０１・・
・同期分離回路、２０３・・・標準検出器、２０４・・
・クロック発生器、４０１．４０２・・・乗算器、４０
３・・・加算器、４０４・・・１フレーム遅延器、４０
５・・・デジタルアナログ変換器、４０７・・・係数発
生器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力映像信号の少なくともフレーム間の和をとり
   フレーム相関の内ノイズ成分を除去する時間方向帯域制
   限手段と、 前記入力映像信号の時間方向の高域成分を生成し画像の
   動きを検出する動き検出回路と、 前記入力映像信号の水平周波数と垂直周波数が所定の関
   係にあるかを検出する周波数関係検出手段と、 前記動き検出回路あるいは前記周波数関係検出手段の出
   力信号に基づいて前記時間方向帯域制御手段の制限特性
   を制御する手段と具備したことを特徴とするノイズ低減
   装置。
2. （２）前記時間方向帯域制限手段は、フレーム間の和信
   号を得るフレーム間ノイズ低減器の他に、現ラインの信
   号からライン間の差成分を振幅制限した信号を減算する
   ことにより出力を得るフィールド内ノイズ低減器と、こ
   のフレーム間ノイズ低減器とフィールド内ノイズ低減器
   との出力を混合し、その混合割合が前記動き検出回路と
   周波数関係検出手段の出力で制御される混合手段とを具
   備したことを特徴とする請求項第１項記載のノイズ低減
   装置。
3. （３）前記入力映像信号は、磁気記録再生装置からの再
   生信号であることを特徴とする請求項第１項記載のノイ
   ズ低減装置。