JPH0442670A - 雑音除去装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ビデオテープレコーダ（以下、ＶＴＲと称
す）やビデオディスクプレヤなどの映像信号記録再生＊
Ｓｔに用いられる雑音除去装置に関するものである。

［従来の技術］ 第７図は映像信号記録再生装置の再生系に適用されるも
ので、映像信号に重畳されているノイズ成分を除去する
フレームメモリを用いた時間軸方向のデイジタルノイズ
リダクシ、ン回路（以下、ＮＲ回路と称す）の原理的な
構成を示すブロック図である。

同図において、（１０は乗算器で、ディジタル入力信号
に定数Ｋ（０≦にく１）を乗じる。　（１２）はフレー
ムメモリで、入力信号を１フレーム遅延して出力する。

　（１Ｇ）は減算器で、上記入力信号から上記フレーム
メモリ（１２）の出力を減算する。　（１１）も減算器
で、上記入力信号から上記乗算器（１０の出力を減算す
る。

上記した各要素＋ｌｏｔ、　（＋　１１．　（＋２１．
　＋１４１　より構成されるＮ１回路の伝達関数Ｈ（ｚ
ｌは。

Ｈｉｚｌ　＝　（１−Ｋ）／　（１−Ｋｚ　　）となり
１時間軸方向のローパスフィルタとなる。

このような時間軸方向のローパスフィルタにおいては、
静１両の雑音除去効果に優れている反面、動画部分にお
いて画像にぼけを生じる。そのため、動きに応じて１記
乗算器（１４）のゲインを０≦Ｋ＜１の範囲で変化させ
るｈ法がある。

第８＋５！；ｌは、上記の原理を利用してなる従来のＮ
１回路の構成を示すブロック図であり、同図において、
（≦６）はＲＯＭである。その他の構成は第７図と同一
のため、同一の符号を付して、それらの説明を省略する
。

ここで、Ｎ１回路に人力される信号をＸｉ、ノイズ低減
された出力信号をＹｉ、その１フレーム前の出力、すな
わち、フレームメモリ（１２）の出力をＹ　ｉ−１とす
ると、第８図の構成は、Ｙｉ　＝Ｘｉ　−Ｋ　・（Ｘｉ
　−Ｙｉ−１）ただし、ｌはフレーム番号を表わす と表わせる。

動画のとき１時間的にぼけを防ぐために、動きに応じて
、すなわち、Ｘｌ−Ｙｉ−１の値に応じてＸｌ−Ｙｉ−
１の値が大きい場合はそれを動画と判断してＫ・（Ｘｉ
−Ｙｉ−１）を変化させる必要力あルウコレをｆ　（Ｘ
ｉ　−Ｙｉ−１）　ト２３＜　ト。

コノ第８図の構成は、Ｙｉ　＝Ｘｉ　−ｆ（Ｘ１Ｙｉ−
１）となる、コノ関数ｆ　（Ｘｉ　−Ｙ　ｉ−１）を設
定するのが第８因のＲＯＭである。

第９図は上記の原理的な構成を有するＮ１回路をＶＴＲ
の再生系における色信号の雑音除去に適用した場合の構
成を示すブロック図であり、同図において、（１）は記
録媒体である磁気テープ。

（２ａ）　、　（２ｂ）は映像信号を記録再生する回転
ヘッド、（３）はヘッドアンプ、（４）は再生されるＦ
Ｍ信号を復調するＦＭ復調回路、（５）はＡ／Ｄ変換を
行なうＡ／Ｄ変換器、（８）は上記Ａ／Ｄ変換器（５）
より出力される線順次時分割カラーＴＶ＠号（以下、Ｔ
ＣＩ信号と称す）より輝度信号（Ｙ）および色差信号（
Ｒ−Ｙ）　、　（Ｂ−Ｙ）を分離し５それぞれに時間軸
伸長をおこない１元の１水平走査期間の長さに復元され
た輝度信号（Ｙ）と線順次色信号（＋？−Ｙ）　／（Ｂ
−Ｙ）を出力する再生信号想理回路である。

（１５）はＮ１回路で、上記の線順次色信号（トＹ）／
　（Ｂ−Ｙ）のノイズ成分を低減する。（８）は線順次
色信号（Ｒ−Ｙ）　／（Ｂ−Ｙ）からもとの色差信号（
Ｒ−Ｙ）　、　（Ｂ−Ｙ）を復元する垂直補間回路、　
（９ａ）。

（ｓｂｊ　Ａ９Ｃ）はディジタルデータをアナログデー
タに変換するＤ／Ａ変換器である。

つぎに、第１０図、第１１図、第１２図を用いて上記Ｒ
ＯＭ　（１Ｂ）によって実現される関数形の一例につい
て説明する。

第１０図（ａ）に示したＲＯＭ（１６）によッテ実現さ
れる関数形の一例は、フレーム間の変動が小さいときゲ
インを大きくし、フレーム間の変動が大きくなると、Ｒ
ＯＭ　（１Ｂ）の出力データを一定にし、さらに変動が
大きくなると、入力データがそのまま減算されないで出
力されるような設定になっている。

すなわち、ｌＸｉ　−Ｙｉ−１１≦１０　（以下。

線形領域と称す）のときはに≦０．９、】１≦Ｘｉ　−
Ｙｉ−１≦２０　（以下、一定領域と称す）ノドきはｆ
　（Ｘｉ　−Ｙｉ−１）　≦９、−２０≦Ｘ１−Ｙｉ−
１≦−１１（以下、一定領域と称す）のときはｆ　（Ｘ
ｉ　−Ｙｉ−ｌ　）　＝−９，２１≦Ｘｉ　−Ｙｉ−１
≦３０、−３０≦Ｘｉ　−ｙｉ−１≦−２１（以下、準
動画領域と称す）のときはに＝−０，９、ｌ　Ｘｉ　−
Ｙｉ−１１≧３１　Ｃ以下、動画領域と称す）のときは
ｆ　（Ｘｉ　−Ｙｉ−１）≦０となっている。

つまり、Ｘｌ−Ｙｉ−１の値が小さい静止画の場合１色
信号の雑音の低減量を大きくし、また、Ｘｌ−Ｙｉｌの
蓼が大きい動画の場合にはＫの値を０に近づけて、時間
的にぼけを発生させないことを優先する構成となってい
る。

ここで、第１１図（ａ）に示すように、Ｎ１回路（１５
）に入力される線順次色信号（Ｒ−Ｙｌ　／（Ｂ−Ｙｌ
が７２から９２に変化するステップ応答のデイジタルデ
ータの場合について述べる。このときのＮ１回路（Ｉ５
）の出力波形を第１１図（ａ）に、また具体的な値を第
１１図（ｂ）に示す、これら第１１図から明らかなよう
に、Ｎ１回路（１５）の出力は８７に収束される。

これは、上記ＲＯＭ　（１６１に設定された関数形がｔ
　Ｘｉ　−Ｙｉ−ｌ　　１≦１０のときはに＝０．９で
あるが、出力データを有限長のディジタルデータで表わ
すため、ｌ　Ｘｉ　−Ｙｉ−１ｌ　≦５）範囲テハ、第
１Ｏ図（ｂ）に示すように、実質的にに＝１となってし
まい、Ｎ１回路（１５）のシステム関数が不安定になっ
てしまうためである。このような現象はリミットサイク
ルと呼ばれ、伊達　玄訳　ディジタル信号処理（下）第
９章３．１を始めとして公知であるので、詳しい説明は
省略する。

また、第１２図に示すように、９２から７２に変化する
ステップ応答のディジタルデータに関しても同様である
。

したがって、実際のディジタルデータ値とは異なった値
の線順次色信号（Ｉｔ−Ｙｌ　／（Ｂ−Ｙｌのディジタ
ルデータがＮＲｕ路（１５）から出力され画面としては
色相が変化してしまう。

なお２時間軸方向のＮ１回路については、「画像のディ
ジタル信号処理」　（吹抜敬彦著：日刊工業新聞社刊）
の第７章３，３第１１５頁〜第１１７頁を始めとして公
知であるので、詳しい説明を省略する。また、上記ＴＣ
Ｉ＠号も上記書籍の第５章２．３第６０頁〜第６１頁を
始めとして公知であるので、詳しい説明を省略する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の雑音除去装置は以上のように構成されているので
、ＲＯＭによって実現される関数形が有限レジスタ長で
あるから、線形領域における微少振幅成分の場合、実質
的にＮ１回路のゲインが１となり、Ｎ１回路の出力デー
タが本来の値に収束されず、例えば映像信号記録再生装
置に用いた場合、ステップ応答の信号が入力されたとき
、色差信号などでは色相が変化してしまうという問題が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、リミットサイクルを回避し。

再生信号に含まれているノイズ成分を効果的に低減する
ことができる雑音除去装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る雑音除去装置は、ＲＯＭによって実現さ
れる関数形を、線形領域において入力される差分値が微
少振幅成分の場合、ゲインを０に近づけ、差分値の増加
とともにゲインを大きくするように構成したものである
。

［作用］ この発明によれば、線形領域において入力される挫分値
が微少振幅成分の場合、ゲインを０に近づけ、差分値の
増加とともにゲインを大きくすることにより、リミット
サイクル現象を発生することなく、ノイズ低減を最大限
におこなわせることができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図はこの発明の一実施例によるＮ１回路の構成を示
すブロック図であり、同図において。

（１３）はこの発明のＲＯＭで、その他の構成は第８図
に示す従来例と同一であるため、同一の符号を付して、
それらの説明を省略する。

第２図はＴＣＩｇ号を記録再生するＶＴＲの再生系の構
成を示すブロック図であり、同図において、（１）　、
　（２ａ）、（２ｂ）　、　（３）　〜（６）　、　（
８）（９ａ）、　（９ｂ）、（９ｃ）は第９図に示す従
来例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して
、それらの詳しい説明を省略する。

第２図において、第９図の従来例と相違するのは、Ｎ１
回路（７）のみであり、このＮ１回路（７）の具体的な
構成は上記第１図のブロック図で示すとおりである。

つぎに、上記構成の動作について、第１図〜第３図を参
照しながら説明する。

従来例の場合と同様に、再生信号処理回路（８）からは
輝度信号（Ｙ）と線順次色信号（Ｒ−Ｙ）　／（Ｂ−Ｙ
）のディジタルデータが出力される。ここで、線順次色
信号（Ｒ−Ｙ）　／（Ｂ−Ｙ）のディジタルデータはＮ
１回路（７）に入力される。

このＮ１回路（７）に入力された線順次色信号（Ｒ−Ｙ
）　／（Ｂ−Ｙ）は従来例と同様に、減算器（１０）に
おいて１フレーム遅延された線順次色信号（Ｒ−Ｙ）／
　（Ｂ−Ｙ）のディジタルデータによって減算される。

つまり、減算器（ｌＯ）の出力、すなわち、ＲＯＭ　（
１３）１７）　入力は、Ｘ　ｉ　−Ｙ　ｉ−１テアリ、
ソノ出力は、　　ｆ　（Ｘｉ　−Ｙｉ−１）　−ｔ’ア
ル。

ここで、上記ＲＯＭ　（１３）によって実現される関数
形について説明する。

減算器（１０）＜７）出力がＸｉ　−Ｙｉ−１＝Ｏノと
きはｆ　（Ｘｉ　−Ｙｉ−１）　＝　０゜ 上述の線形領域において、ｌ≦Ｘｉ　−Ｙｉ−１≦ｌＯ
のときハｆ　（Ｘｉ　−Ｙｉ−１）　＝ＸｉＹ　ｉ−１
、 −１０≦Ｘ１−Ｙｉ−１≦−１のときはｆ（Ｘｉ−Ｙｉ
−１）　＝Ｘｉ　−Ｙｉ−１＋　１、また、その他の領
域については従来例と同一である。

すなわち、ＲＯＭ（１３）で実現する関数形は、従来例
のＲＯＭ（１Ｂ）と同様の原理にもとづくもので、静止
画もしくは動きの少ない画面においては色信号の雑音の
低減量を大きくし、動きの大きい画面においては色信号
の雑音を低減することにより、時間的にぼけを発生させ
ないことを優先するような構成となっている。また、Ｒ
ＯＭ　（１３）で実現する関数形が上述した線形領域に
おいて微少振幅の場合、ゲインが１とならないように設
定されているので、Ｎ１回路（７）の出力データは入力
値に収束されることになる。

第４図（ａ）はその−例を示すもので、７２から９２に
変化するステップ応答を入力した場合のＮ１回路（７）
の出力波形を示し、第４図（ｂ）はそのときの具体的な
数値を示す。

また、第５図（ａ）および（ｂ）は、９２から７２に変
化するステップ応答を入力した場合のＮ１回路（７）の
出力波形および具体的な数値を示す。

このようにして、Ｎ１回路（７）から出力される線順次
色信号（Ｒ−Ｙ）　／（Ｂ−Ｙ）のディジタルデータは
ノイズ低減の劣化および時間的なぼけを最小限に抑え、
また入力されたときと同じディジタルデータ値に収束さ
れる。

この線順次色信号（Ｒ−Ｙ）　／（Ｂ−Ｙ）は、垂直補
間回路（８）において色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに復元さ
れたのち、輝度信号（Ｙ）とともにＤ／Ａ変換器（９ａ
）、　（９ｂ）、（９ｃ）におイテアナログデータニ変
換されて出力される。

したがって、画面としては色相が記録されたときの映像
信号に対して変化した色相が出力されるといった現象が
ない。

なお、上記実施例では、第３図に示すようなＲＯＭによ
って実現される関数形について説明したが、線形領域に
おいてＲＯＭにより実現される関数形が第６図の斜線領
域に入るように設定すれば、リミットサイクル現象を生
じず、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、線順次色信号（Ｒ−Ｙ）　／（
Ｂ−Ｙ）に対してＮ１回路を設けた場合について説明し
たが、輝度信号やＴＣＩ信号にＮ１回路を設けた場合に
ついても、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、フレームメモリを用いたＮ１回
路について説明したが、同様の効果を得ることができる
ならば、フィールドメモリなどの少なくともｌフィール
ド期間にわたり記録可能なメモリであればよい。

さらに、上記実施例では、ＴＣＩ信号を記録再生するＶ
ＴＲの場合について説明したが、フレームメモリを用い
た時間軸方向のＮ１回路をとり入れたＶＴＲであれば、
２チャンネル３セグメント方式などの他の記録方式を採
用するＶＴＲでもよく、また、レーザーディスクなどの
他の映像信号記録再生装置でも、同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ＲＯＭによって実現
される関数形を線形領域において入力される差分値が微
少振幅の場合、ゲインを０に近づけ、差分値の増加とと
もに大きくするように構成したので、リミットサイクル
現象の発生を防止し、所定のノイズ低減を最大限におこ
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による８１回路の構成を示
すブロック図、第２図はその８１回路を採用したＶＴＲ
の再生系の構成を示すブロック図、第３図はこの発明の
８１回路のＲＯＭによって実現される関数形を表わした
図、第４図および第５図は８１回路の入力データと出力
データとの関係および入力されてから出力されるまでの
過程を表わした図、第６図はこの発明の他の実施例によ
るＲＯＭによって実現される関数形を表わした図、第７
図は８１回路の原理を表わす構成図、第８図は従来の８
１回路の構成を示すブロック図、第９図は従来の８１回
路を組入れたＶＴＲの再生系のブロック図、第１０図は
従来の８１回路のＲＯＭによって実現される関数形を表
わした図、第１１図および第１２図は従来の８１回路の
入力データと出力データとの関係および入力されてから
出力されるまでの過程を表わした図である。 ゛（７）・・・８１回路、（１０）、（１１）・・・減
算器、　（１２）・・・フレームメモリ、　（１３）・
・・ＲＯＭ。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１フィールド期間の映像信号を記憶可
   能なメモリと、上記映像信号と上記メモリの出力を減算
   する第１の減算手段と、この第１の減算手段の出力を振
   幅制限する振幅制限手段と、上記映像信号より上記振幅
   制限手段の出力を減算する第２の減算手段とにより構成
   される時間軸方向のノイズ低減手段を有する雑音除去装
   置において、上記振幅制限手段の特性が、入力される映
   像信号をＸｉ、上記メモリの出力をＹｉ−１、上記振幅
   制限手段の出力をＺｉとするとき、Ｘｉ−Ｙｉ−１＝０
   の場合、Ｚｉ＝０、 Ｘｉ−Ｙｉ−１＞０の場合、０＜Ｚｉ≦Ｘｉ−Ｙｉ−１
   −１、 Ｘｉ−Ｙｉ−１＜０の場合、Ｘｉ−Ｙｉ−１＋１≦Ｚｉ
   ＜０、 となる条件を満たすように構成されていることを特徴と
   する雑音除去装置。