JPH044677A - noise reduction device - Google Patents
noise reduction deviceInfo
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- JPH044677A JPH044677A JP2106759A JP10675990A JPH044677A JP H044677 A JPH044677 A JP H044677A JP 2106759 A JP2106759 A JP 2106759A JP 10675990 A JP10675990 A JP 10675990A JP H044677 A JPH044677 A JP H044677A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、テレビジラン、ビデオ、ビデオカメラ等の映
像信号のフィールド相関あるいはフレーム相関を利用す
ることによって、動きのある画像においても残像特性を
劣化させずにノイズを低減する装置に関するもので、さ
らに詳しくは、この系で用いる非線形処理方法の最適値
を提供することで入力画像の動き時のエツジ部に現れる
ノイズに対して最良のノイズ低減を行うことのできるノ
イズ低減装置に関すものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention uses field correlation or frame correlation of video signals from television cameras, videos, video cameras, etc. to degrade the afterimage characteristics even in moving images. It relates to a device that reduces noise without any noise, and more specifically, it provides the optimal value for the nonlinear processing method used in this system to achieve the best noise reduction for the noise that appears at the edges of the input image when it moves. The present invention relates to a noise reduction device capable of reducing noise.
従来の技術
従来のノイズ低減装置としては、たとえば特開昭61−
158574号公報に示されているようなものか知られ
ている。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional noise reduction devices include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-
The one shown in Japanese Patent No. 158574 is known.
第5図は従来のノイズ低減装置を示すブロック図である
。第5図において、1は映像信号の入力端子、2は入力
映像信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する
A/D変換器、3は一方の入力信号の入力映像信号から
他方の入力信号のノイズ信号を減算する減算回路、4は
入力映像信号からノイズを低減した減算回路3の出力信
号を1フレーム遅延させるフレームメモリである。NT
SCカラー映像信号の色信号は1フレーム毎に位相反転
しているが、5はこれを補償するための色信号位相シフ
ト回路であり、フレームメモリ4で遅延された映像信号
の色信号のみを位相反転する。6は入力映像信号と1フ
レーム遅延した映像信号とを減算して差のフレーム差信
号を碍る減算回路、7は減算回路6の出力であるフレー
ム差信号を直列ディジタル信号から並列ディジタル信号
に変換する直列−並列変換回路、8は直列−並列変換回
路7からの出力の並列ディジタル信号に直行変換である
アダマール変換を施し、フレーム差信号から縦方向成分
、横方向成分、斜め方向成分を取り出すアダマール変換
回路である。アダマール変換回路8の出力はノイズ成分
と動き成分の分布が異なり、9はそのことを利用してノ
イズ成分を抽出する非線形処理回路である。10はアダ
マール逆変換回路であり、非線形処理回路9から抽出さ
れたノイズ信号はアダマール変換されて得られたもので
あるから、アダマール逆変換することにより元の時間軸
に戻す。11は並列ディジタル信号を元の直列ディジタ
ル信号に戻す並列−直列変換回路、12は減算回路3か
ら出力されるディジタル信号をアナログ信号に変換する
D/At換器である。FIG. 5 is a block diagram showing a conventional noise reduction device. In FIG. 5, 1 is an input terminal for a video signal, 2 is an A/D converter that converts the input video signal from an analog signal to a digital signal, and 3 is a noise from the input video signal of one input signal to the other input signal. A subtraction circuit 4 that subtracts a signal is a frame memory that delays the output signal of the subtraction circuit 3, which has reduced noise from the input video signal, by one frame. N.T.
The phase of the color signal of the SC color video signal is inverted every frame, but 5 is a color signal phase shift circuit to compensate for this, and the color signal of the video signal delayed in the frame memory 4 is phase shifted. Invert. 6 is a subtraction circuit that subtracts the input video signal and the video signal delayed by one frame to obtain a difference frame difference signal; 7 is a subtraction circuit that converts the frame difference signal output from the subtraction circuit 6 from a serial digital signal to a parallel digital signal. 8 is a Hadamard transformer that performs Hadamard transform, which is orthogonal transform, on the parallel digital signal output from the serial-parallel converter circuit 7, and extracts vertical components, horizontal components, and diagonal components from the frame difference signal. It is a conversion circuit. The output of the Hadamard transform circuit 8 has a different distribution of the noise component and the motion component, and 9 is a nonlinear processing circuit that extracts the noise component by utilizing this fact. 10 is a Hadamard inverse transform circuit, and since the noise signal extracted from the nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by Hadamard inverse transform. 11 is a parallel-to-serial conversion circuit that returns the parallel digital signal to the original serial digital signal, and 12 is a D/At converter that converts the digital signal output from the subtraction circuit 3 into an analog signal.
このように構成された従来のノイズ低減装置において、
その動作を説明する。入力端子1から映像信号が入力す
るとA/D変換器2てディジタル信号に変換され、この
ディジタル信号は減算回路3を通ることにより後述の非
相関成分が減算され、理想的にはノイズ成分を含まない
映像信号成分とナリ、フレームメモリ4にストアされ、
1フレームの間遅延される。この1フレ一ム分遅延した
映像信号は、1フレ一ム信号とは色信号の位相が反転し
ているため、色信号位相シフト回路5によって位相補償
され色信号の位相のみが反転させられた後、減算回路6
によりクロマ位相が等しい2つの映像信号の差のフレー
ム差信号が得られる。本来、入力映像信号が静止画であ
るとき、このフレーム差信号はノイズ成分そのものとな
り、以下に説明する回路を必要とせずノイズ抽出ができ
る。In the conventional noise reduction device configured in this way,
Let's explain its operation. When a video signal is input from the input terminal 1, it is converted into a digital signal by the A/D converter 2, and this digital signal passes through the subtraction circuit 3 to subtract non-correlated components, which will be described later, and ideally contains noise components. If there is no video signal component, it will be stored in the frame memory 4,
Delayed for one frame. Since the video signal delayed by one frame has a color signal phase inverted from that of the one frame signal, the phase is compensated by the color signal phase shift circuit 5, and only the phase of the color signal is inverted. After, subtraction circuit 6
A frame difference signal of the difference between two video signals having the same chroma phase can be obtained. Originally, when the input video signal is a still image, this frame difference signal becomes a noise component itself, and noise can be extracted without the need for the circuit described below.
しかし、入力映像信号か動きのある画像であるとこのフ
レーム差信号は、フレーム相関のない信号成分とノイズ
成分とか合わさった信号となる。However, if the input video signal is a moving image, this frame difference signal becomes a signal that is a combination of signal components with no frame correlation and noise components.
次に、このフレーム差信号からノイズ成分のみを得る方
法について述べる。このフレーム差信号は直列−並列変
換回路7により直列ディジタル信号から並列ディジタル
信号に変換され、アダマール変換回路8で低域成分、縦
方向成分、横方向成分などの信号として特徴をよく表わ
す成分に分けられる。いま、アダマール変換の変換次数
は4X2次の2次元アダマール変換かなされているとす
る。この場合、入力の1パターン絵素は第6図に示すよ
うになり、入力は、
xto Xll X12 XINとなる。Next, a method for obtaining only the noise component from this frame difference signal will be described. This frame difference signal is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by a serial-to-parallel conversion circuit 7, and is divided into components that express characteristics well as signals such as a low frequency component, a vertical component, a horizontal component, etc. by a Hadamard transform circuit 8. It will be done. Now, it is assumed that the Hadamard transformation is a two-dimensional Hadamard transformation of order 4×2. In this case, one pattern of input picture elements becomes as shown in FIG. 6, and the input becomes xto Xll X12 XIN.
2X4次のアダマール変換の変換出力をF24とする。The conversion output of the 2×4 Hadamard transform is assumed to be F24.
F 24 = Ht・X宜4°H4
上式により、4×2次の入力絵素)h4からアダマール
変換の出力Fzaが得られる。Hz 、 H4は下記の
通りである。F 24 = Ht·X4°H4 According to the above equation, the Hadamard transform output Fza is obtained from the 4×2-order input picture element h4. Hz and H4 are as follows.
+1−1
アダマール変換回路8からの出力は8成分の変換出力と
なる。一方、ノイズは相関性を持たないので、アダマー
ル変換回路8の出力の8成分の尚波数にほぼ均等に分散
する。このアダマール(換回路8の出力におけるノイズ
レベルは、周知の如く入力信号のノイズレベルに対応す
るものであるから、非線形処理回路9を通して、これら
の各成分から小レベルのノイズ成分のみを取り出すこと
ができる。この非線形処理回路9により抽出された各成
分はアダマール変換により得られたものであるから、ア
ダマール逆変換回路10を通すことにより元の時間軸に
戻され、並列ディジタルノイズ信号か碍られる。そして
、並列−直列変換回路11では並列ディジタルノイズ信
号を入力形態と同様の直列ディジタル信号にする。ここ
で得た信号はフレーム相関をもたないフレーム差信号か
らノイズ成分たけを抽出したもので、前述したように減
算回路3に供給され、入力映像信号からノイズ成分を引
くことによりノイズのないディジタル映像信号か得られ
ることになる。最供に、A/D変換器12でディジタル
映像信号が元のアナログ信号に変換されて出力される。+1-1 The output from the Hadamard transform circuit 8 is a converted output of eight components. On the other hand, since noise has no correlation, it is almost evenly distributed among the eight component wave numbers of the output of the Hadamard transform circuit 8. As is well known, the noise level at the output of the Hadamard switching circuit 8 corresponds to the noise level of the input signal, so it is possible to extract only small-level noise components from each of these components through the nonlinear processing circuit 9. Since each component extracted by this non-linear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through the Hadamard inverse transform circuit 10, and is converted into a parallel digital noise signal. Then, the parallel-to-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form.The signal obtained here is a signal obtained by extracting noise components from a frame difference signal that has no frame correlation. As mentioned above, the input video signal is supplied to the subtraction circuit 3, and a noise-free digital video signal is obtained by subtracting the noise component from the input video signal.Finally, the A/D converter 12 converts the digital video signal into the original signal. is converted into an analog signal and output.
このような方法によるノイズ低減装置は、原理的にはB
9!像信号入力における静止画ではもちろん、動画にお
いても入力映像をそれはと劣化させすにノイズ低減を行
うことが出来る可能性を有している。In principle, a noise reduction device using such a method can achieve B.
9! It is possible to perform noise reduction not only for still images in image signal input but also for moving images without significantly deteriorating the input video.
発明か解決しようとする課題
従来例で述べたノイズ低減装置は、原理的には、映像信
号入力、静止画ではもちろん動画においても残像を出さ
ずにノイズ低減することができる。Problems to be Solved by the Invention The noise reduction device described in the conventional example can, in principle, reduce noise without producing an afterimage in video signal input, not only in still images but also in moving images.
しかしながら、その非線形処理の処理方法によって視覚
的にS/N改善効果およびエツジ部の残像特性か大きく
異なることになり、これまでは、このような非線形特性
の最適特性が提案されていなかった。However, depending on the nonlinear processing method, the visual S/N improvement effect and the afterimage characteristics of the edge portion vary greatly, and so far, the optimal characteristics of such nonlinear characteristics have not been proposed.
本発明はかかる点を改良するもので、従来例で述べたノ
イズ低減装置の非線形処理方法の最適特性を提供するこ
とにより、残@特性の劣化か小さく、シかもS/N改善
効果の大きいノイズ低減装置を提供することを目的とす
るものである。The present invention improves this point, and by providing the optimal characteristics of the nonlinear processing method of the noise reduction device described in the conventional example, the deterioration of the residual characteristic is small and the noise reduction effect is large, and the S/N improvement effect is large. The object of the present invention is to provide a reduction device.
課題を解決するための手段
上記課題を岐決するために1本発明のノイズ低減装置は
、入力映像信号とn(n>0:但しnは整数)フィール
ド遅延手段の出力信号との差成分をとる第1の減算手段
さ、この第1の減算手段の出力信号の特徴成分を抽出す
る特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段の出力からノイズ
成分を取り出す非線形処理手段と、前記非線形処理手段
の出力と入力映像信号との差信号を得る第2の減算手段
とを備え、前記nフィールド遅延手段は前記第2の減算
手段の出力をnフィールド分遅延するとともに、前記非
線形処理手段は入力信号が基準レベルa(a>O)以下
でかつ基準レベルb(b<O)以上のときは入力信号に
対して比例定数i(但し、i〉0)で比例する出力信号
を出力し 入力信号か基準レベル8以上のときは略一定
値Aを出力し、入力信号か基準レベルb以下のときは略
一定値Bを出力するように構成されたものである。Means for Solving the Problems In order to resolve the above problems, the noise reduction device of the present invention takes the difference component between the input video signal and the output signal of the n (n>0, where n is an integer) field delay means. a first subtraction means; a feature extraction means for extracting a feature component of the output signal of the first subtraction means; a nonlinear processing means for extracting a noise component from the output of the feature extraction means; and an output of the nonlinear processing means. second subtraction means for obtaining a difference signal from the input video signal, the n-field delay means delays the output of the second subtraction means by n fields, and the non-linear processing means is arranged so that the input signal is at a reference level. When a (a>O) or less and reference level b (b<O) or more, an output signal proportional to the input signal with a proportionality constant i (where i>0) is output, and the input signal or reference level 8 is output. It is configured to output a substantially constant value A when the input signal is above, and to output a substantially constant value B when the input signal is below a reference level b.
また、本発明のノイズ低減装置は、vf徴抽出手段か第
1の減算手段出力を複数の特徴成分に分解抽出するよう
に構成されるとともに、削記特夕、・抽出手段の複数の
特徴成分出力毎からノイズ成分を取り出す複数の非線形
処理回路を有する非線形処理群を設け、この非線形処理
群は各々の非線形処理手段の入力信号か基準レベルan
(an〉0)以下でかつ基準レベルbn(bn〈0)以
上のときは入力信号に対して比例定数in(但し、in
〉0)で比例する出力信号を出力し、入力信号が基準レ
ベルan以上のときは略一定値Anを出力し、入力信号
が基準レベルbn以下のときは略一定値Bnを出力し、
かつ前記各々の非線形処理手段の基準レベルan、bn
、比例定数in、略一定値An、Bnが複数の非線形処
理手段毎に少なくとも1つが異なるように構成されたも
のである。Further, the noise reduction device of the present invention is configured to decompose and extract the output of the VF feature extraction means or the first subtraction means into a plurality of feature components, and also includes: A nonlinear processing group having a plurality of nonlinear processing circuits for extracting noise components from each output is provided, and this nonlinear processing group uses an input signal of each nonlinear processing means or a reference level an
(an>0) and above the reference level bn (bn<0), the proportional constant in (however, in
>0), outputs a substantially constant value An when the input signal is above the reference level an, outputs a substantially constant value Bn when the input signal is below the reference level bn,
and reference levels an, bn of each of the nonlinear processing means.
, a proportionality constant in, and substantially constant values An and Bn are configured such that at least one of them is different for each of the plurality of nonlinear processing means.
作 用
上記構成により、特徴抽出回路の出力に非線形処理を行
う非線形処理方法か、入力信号が基準レベルa(a〉0
)以下でかつ基準レベルb(b>0)以上では比例定数
iで比例する出力信号を出力しく但し、1)O)、基準
レベル8以上では略一定値Anを出力し、あるいは基準
レベルb以下では略一定Bnを出力する最適の非線形特
性を有する非処理回路で行われるため、残像劣化か少な
く、かつS/N改善効果の大きいノイズ低減を行うこと
ができる。Operation With the above configuration, the nonlinear processing method performs nonlinear processing on the output of the feature extraction circuit, or the input signal is at the reference level a (a>0
) and above the reference level b (b > 0), an output signal proportional to the proportionality constant i is output. However, when the reference level is 8 or more, an approximately constant value An is output, or below the reference level b. Since this is performed by a non-processing circuit having optimal non-linear characteristics that outputs a substantially constant Bn, it is possible to perform noise reduction with little afterimage deterioration and with a large S/N improvement effect.
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Example An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例におけるノイズ低減装置
のブロック図を示す。第1図において、第5図と同一符
号を付したものは、第5図と同じであり、同一の働きを
する。21はアダマール変換からの出力に対して非線形
処理を最適特性の形で行う非線形処理回路であり、従来
の非線形処理回路9の代りに、アダマール変換回路8と
アダマール逆変換回路10の間に介装されて使用されて
いる。FIG. 1 shows a block diagram of a noise reduction device in a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, parts given the same reference numerals as in FIG. 5 are the same as in FIG. 5, and have the same functions. Reference numeral 21 denotes a nonlinear processing circuit that performs nonlinear processing on the output from the Hadamard transform in the form of optimal characteristics. has been used.
このように構成された第1の実施例のノイズ低減装置に
ついて、以下その動作を説明する。六方端子1から映像
信号か入力されると、A/D変換器2により4fsc
(3fsc の場合も考えられる)でサンプリングされ
、アナログ信号からディジタル信号に変換される。減算
回路3で入力映像信号から1フレーム前の映像信号か減
算されることにより非相関成分か減算され、理想的には
ノイズ成分を含まない映像信号となる。この映像信号成
分はフレームメモリ4にストアされ、1フレームの間遅
延される。 NTSCカラー映像信号の色信号は1フレ
ーム毎に位相反転しているためこれを色信号位相シフト
回路5で補償し、フレームメモリ4で遅延された映像信
号の色信号のみを位相反転する。The operation of the noise reduction device of the first embodiment configured as described above will be described below. When a video signal is input from the hexagonal terminal 1, the A/D converter 2 outputs 4 fsc.
(a case of 3 fsc is also considered) is sampled, and the analog signal is converted into a digital signal. The subtraction circuit 3 subtracts the video signal of the previous frame from the input video signal, thereby subtracting the uncorrelated component, and ideally a video signal containing no noise component is obtained. This video signal component is stored in the frame memory 4 and delayed for one frame. Since the color signal of the NTSC color video signal has a phase inversion for each frame, this is compensated for by the color signal phase shift circuit 5, and only the color signal of the delayed video signal is phase-inverted by the frame memory 4.
減算回路6により2つの映像信号の差のフレーム差信号
が得られる。このフレーム差信号はフレーム相関のない
信号成分(つまり動き成分)とノイズ成分とが合わさっ
た信号である。このフレーム差信号は直列−並列変換回
路7により直列ディジタル信号から並列ディジタル信号
に変換され、信号%像抽出手段であるアダマール変換回
路8は、このフレーム差信号を低域周波数成分、縦方向
周波数成分、横方向周波数成分などの特徴を表わす信号
成分に分ける。この各々の成分はノイズ成分と動き成分
であるから、非線形処理回路■を通すことによりこれら
の各成分から小レベルのノイズ成分のみを取り出すこと
ができる。そして、この非線形処理回路21より抽出さ
れた各成分はアダマール変換により得られたものである
から、アダマール逆変換回路10を通すことにより元の
時間軸に戻され、並列ディジタルノイズ信号か得られる
。A subtraction circuit 6 obtains a frame difference signal representing the difference between the two video signals. This frame difference signal is a signal that is a combination of a signal component without frame correlation (that is, a motion component) and a noise component. This frame difference signal is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by a serial-parallel conversion circuit 7, and a Hadamard transform circuit 8, which is a signal percentage image extraction means, converts this frame difference signal into low frequency components and vertical frequency components. , into signal components representing characteristics such as horizontal frequency components. Since each of these components is a noise component and a motion component, only small-level noise components can be extracted from each of these components by passing it through the nonlinear processing circuit (2). Since each component extracted by the nonlinear processing circuit 21 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through the Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained.
次に、並列−直列変換回路11では、並列ディジタルノ
イズ信号を入力形態と同様の直列ディジタル信号にする
。ここで得られた信号はほぼフレーム差信号からノイズ
成分だけを抽出したものとなる。Next, the parallel-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is approximately the one obtained by extracting only the noise component from the frame difference signal.
そして、この信号を前述したように減算回路3に供給し
、入力信号から減算することによりノイズのないディジ
タル信号か得られることになる。最後に、A/D変換器
12でディジタル映像信号か元のアナログ信号に変換さ
れて出力される。Then, as described above, this signal is supplied to the subtraction circuit 3 and subtracted from the input signal, thereby obtaining a noise-free digital signal. Finally, the A/D converter 12 converts the digital video signal into the original analog signal and outputs it.
この実施例はフィールドメモリを用いても可能である。This embodiment is also possible using field memory.
またNTSCコンポジフト信号に限る必要はなく、ベー
スバンド信号でもIP、成できることは明らかである。Furthermore, it is clear that the IP is not limited to NTSC composite signals and can also be used as baseband signals.
なお、この場合は色信号位相シフト回路は不用となる。Note that in this case, the color signal phase shift circuit is unnecessary.
以上の構成のノイズ低減装置の非線形処理回路21につ
いて詳述する。一般にこの非線形処理回路の特性は、第
2図(al〜1dlK示すように様々なものがあげられ
る。原理的に考えられる非線形処理の特徴としては、原
則的に正の値の入力に対しては正の出力を行い、負の入
力に対しては負の出力を行うことである。これらの非線
形処理に対しては、原理的に数値的なS/N改善が期待
できる。しかし、本発明者の実験によると非線形特性と
残像特性の視覚的評価には関連かあることが判明した。The nonlinear processing circuit 21 of the noise reduction device having the above configuration will be described in detail. In general, there are various characteristics of this nonlinear processing circuit, as shown in Figure 2 (al to 1dlK).The characteristics of nonlinear processing that can be considered in principle are A positive output is performed, and a negative output is performed in response to a negative input.In principle, numerical S/N improvement can be expected for these nonlinear processes.However, the present inventor According to experiments, it was found that there is a relationship between visual evaluation of nonlinear characteristics and afterimage characteristics.
ここにその結果について以下説明する。The results will be explained below.
第2図(a)に示した処理は入力成分に対して比例定数
k(k)O)で比例する出力レベルを出力するものであ
る。−この非線形処理回路を用いた実験によると、レベ
ル差の小さいエツジ部分では残像現象が起こり、エツジ
がぼけてしまってはっきりでないという問題があった。The process shown in FIG. 2(a) outputs an output level proportional to the input component by a proportionality constant k(k)O). - According to experiments using this nonlinear processing circuit, there was a problem that an afterimage phenomenon occurred in edge portions where the level difference was small, and the edges became blurred and unclear.
第2図fblに示した非線形処理は略サインカーブであ
り、ある一定レベル以上あるいはある一定レベル以下で
は各々0レベルを出力する。この非線形処理回路を用い
た実験によると、レベル差の小さいエツジがぼけやすく
、またエツジ付近にノイズのちらつきがみられるという
問題があった。The nonlinear processing shown in FIG. 2 fbl is a substantially sine curve, and outputs a 0 level above a certain level or below a certain level. According to experiments using this nonlinear processing circuit, there were problems in that edges with small level differences tend to be blurred, and noise flickering was observed near the edges.
第2図(clに示した非線形処理はある一定の入力レベ
ルでは入力レベルに対して比例定数n(n>0)で比例
する出力レベルを出力し、ある以上のレベルあるいはあ
る以下のレベルでは入力信号に対して比例定数(m<O
)で比例する出力レベルを出力し、あるレベル以上ある
いはあるレベル以下では各々0レベルを出力する。この
非線形処理回路を用いた実験によると、第2図(blと
ほぼ同様に、レベル差の小さいエツジがぼけやすく、ま
たエツジ付近にノイズのちらつきがみられるという問題
があった。The nonlinear processing shown in Figure 2 (cl) outputs an output level that is proportional to the input level by a proportionality constant n (n > 0) at a certain input level, and at a certain level above or below the input level. A proportional constant (m<O
) outputs a proportional output level, and outputs a 0 level above a certain level or below a certain level, respectively. According to experiments using this nonlinear processing circuit, there was a problem that edges with a small level difference tend to be blurred, and noise flickers were observed near the edges, almost the same as in FIG. 2 (bl).
第2図(diに示した非線形処理はある一定の入力レベ
ルまでは入力レベルに対して比例定数i(i〉0)で比
例する出力レベルを出力し、基準レベルa12を上では
略一定値Aもしくは入力信号に対してc (i>lcl
>0)で比例する値を出力し、基準レベルba下では略
一定値Bもしくは入力信号に対してd (i>ldl>
0)で比例する値を出力する。The nonlinear processing shown in Figure 2 (di) outputs an output level that is proportional to the input level with a proportionality constant i (i>0) up to a certain input level, and above the reference level a12, it outputs an approximately constant value A. Or c (i>lcl
> 0), outputs a value proportional to the reference level ba, and below the reference level ba, it outputs an approximately constant value B or d relative to the input signal (i>ldl>
0) outputs a proportional value.
この非線形処理回路を用いた実験によると、前述までの
処理回路でみられた残像現象によるエツジのぼけがす<
、またエツジ部にノイズのちらつきがないことも確かめ
られた。このように、原理的に効果的であると考えられ
るものについて、本発明者の実験より第2図(d)の非
線形処理方法か視覚的に最も良い結果が得られることか
確認された。According to experiments using this nonlinear processing circuit, the edges are blurred due to the afterimage phenomenon that was observed in the processing circuits described above.
It was also confirmed that there was no noise flickering at the edges. As described above, although it is considered to be effective in principle, the inventor's experiments have confirmed that the nonlinear processing method shown in FIG. 2(d) provides the visually best results.
したがって、本発明は非線形処理回路として(dlの特
性を最適特性として提言するものである。Therefore, the present invention proposes the characteristics of (dl) as the optimal characteristics for a nonlinear processing circuit.
第3図および第4図は本発明の第2の実施例におけるノ
イズ低減装置の回路図およびその要部の詳細図を示す。3 and 4 show a circuit diagram of a noise reduction device according to a second embodiment of the present invention and a detailed diagram of its main parts.
第3図、第4図において、第5図と同一の符号を付した
ものは第5図と同じであり、同一の働きをする。In FIGS. 3 and 4, parts given the same reference numerals as in FIG. 5 are the same as in FIG. 5, and have the same functions.
第3図において、31は直・並列交換回路7と並直列変
換回路11の間に設けられたアダマール変換回路群31
であり、第4図に示すように、アダマール変換回路8と
、このアダマール変換回路8から拶数の出力か入力され
る非線形処理回路群32と、この非線形処理回路群32
のそれぞれの出力か入力されるアダマール逆変換回路1
0からなっており、非線形処理回路32はアダマール変
換回路7からの複数の出力に対して各々の非線形処理を
行って、それぞれ異なった非線形処理を行う。In FIG. 3, 31 is a Hadamard transform circuit group 31 provided between the series/parallel switching circuit 7 and the parallel/serial conversion circuit 11.
As shown in FIG. 4, a Hadamard transform circuit 8, a nonlinear processing circuit group 32 to which the output of the number is input from the Hadamard transform circuit 8, and a nonlinear processing circuit group 32
Hadamard inverse transform circuit 1 which receives each output of
0, and the nonlinear processing circuit 32 performs different nonlinear processing on each of the plurality of outputs from the Hadamard transform circuit 7.
この非線形処理回路群32の各々の非線形処理回路は、
第1の実施例で説明したように、第2図fdlの処理方
法が最も有効である。この各々の非線形処理回路はそれ
ぞれある入力レベルに対しては比例定数1n(in>0
)で比例する出力値を出力し、基準レベルanJ21.
上では略一定値Anもしくは入力信号に対してcn(i
n>ICn1>0)で比例する値を出力し、基準レベル
b。以下では略一定値Bnもしくは入力信号に対してd
n(in>1dnl>O)で比例する値を出力する非線
形処理回路である。Each nonlinear processing circuit of this nonlinear processing circuit group 32 is
As explained in the first embodiment, the processing method shown in FIG. 2 fdl is the most effective. Each of these nonlinear processing circuits has a proportionality constant 1n (in>0
) outputs an output value proportional to the reference level anJ21.
In the above, cn(i
n>ICn1>0), outputs a proportional value and sets the reference level b. In the following, d is approximately constant value Bn or d for the input signal.
This is a nonlinear processing circuit that outputs a value proportional to n (in>1dnl>O).
このように構成された本実施例のノイズ低減装置につい
て、以下その動作を説明する。入力端子1から映像信号
か入力されると、A/D変換器2によりアナログ信号か
らディジタル信号に変換される。減算回路3で入力映像
信号から1フレーム前の映像信号か減算されることによ
り非相関成分が減算され、理想的にはノイズ成分を含ま
ないB!l!像信号となる。この映像信号成分はフレー
ムメモリ4にストアされ、1フレームの間遅延される。The operation of the noise reduction device of this embodiment configured as described above will be described below. When a video signal is input from the input terminal 1, the analog signal is converted into a digital signal by the A/D converter 2. The subtraction circuit 3 subtracts the video signal of one frame before from the input video signal, thereby subtracting non-correlated components, and ideally B! which does not contain noise components. l! It becomes an image signal. This video signal component is stored in the frame memory 4 and delayed for one frame.
NTSCカラー映像信号の色信号は1フレーム毎に位相
反転しているため5はこれを色信号位相シフト回路5で
補償し、フレームメモリ4で遅延された映像信号の色信
号のみを位相反転する。減算回路6により2つの映像信
号、の差のフレーム差信号が得られる。このフレーム差
信号はフレーム相関のない信号成分(つまり動き成分)
とノイズ成分とが合わさった信号である。このフレーム
差信号は直列−並列変換回路7により直列ディジタル信
号から並列ディジタル信号に変換され、アダマール変換
回路8はこのフレーム差信号を低域周波数成分、縦方向
周波数成分、横方向周波数成分など複数の成分に分ける
。この各々の成分はノイズ成分と動き成分であるから、
各々の成分を非線形処理回路群32を通すことにより、
これらの各成分から小レベルのノイズ成分のみを取り出
すことができる。Since the color signal of the NTSC color video signal has a phase inversion for each frame, this is compensated by a color signal phase shift circuit 5, and only the color signal of the video signal delayed by the frame memory 4 is inverted in phase. A subtraction circuit 6 obtains a frame difference signal representing the difference between the two video signals. This frame difference signal is a signal component without frame correlation (that is, a motion component)
This signal is a combination of the noise component and the noise component. This frame difference signal is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by a serial-parallel conversion circuit 7, and a Hadamard conversion circuit 8 converts this frame difference signal into multiple components such as a low frequency component, a vertical frequency component, and a horizontal frequency component. Divide into ingredients. Since each of these components is a noise component and a motion component,
By passing each component through the nonlinear processing circuit group 32,
Only small-level noise components can be extracted from each of these components.
ここでアダマール変換出力の特性について詳述する。一
般に映像信号は横方向の動きが多く、縦方向の動きが少
ない%徽を有している。したかつて、縦方向動き成分に
対しては、動き成分を少し混入させても、ノイズ成分の
大部分を非線形回路出力に取り出すのがよい。ゆえに、
基準レベルbn、cn を高く設定するのが望ましく、
縦方向の残像劣化は少し大きくなるが圧力画像には問題
はなく、高S/N改善を行うことができる。逆に、横方
向の動き成分に対して非線形処理回路はノイズ成分の抽
出能力が落ちても動き成分の混入が少ない方が良く、し
たがって、基準レベルbn、cnヲ低く設定することが
望ましく、これによりS/N改善能力は落ちるか残像現
象を抑えることができる。Here, the characteristics of the Hadamard transform output will be explained in detail. In general, a video signal has a percentage of horizontal movement and little vertical movement. For vertical motion components, it is better to extract most of the noise components to the nonlinear circuit output even if a small amount of motion components are mixed in. therefore,
It is desirable to set the reference levels bn and cn high;
Although the afterimage deterioration in the vertical direction is slightly increased, there is no problem with the pressure image, and a high S/N improvement can be achieved. On the other hand, it is better for a nonlinear processing circuit for horizontal motion components to have less motion components mixed in, even if the ability to extract noise components is reduced. Therefore, it is desirable to set the reference levels bn and cn low. Therefore, the S/N improvement ability may be reduced or the afterimage phenomenon may be suppressed.
このように、アダマール変換された特徴成分に分解され
た各々の成分から各々の特徴成分に応じた異なった特性
の非線形処理行い、ノイズ成分を抽出する。そして、こ
の各々の非線形処理回路から抽出された各成分はアダマ
ール変換により得られたものであるから、アダマール逆
変換回路10を通すことにより元の時間軸に戻され、並
列ディジタルノイズ信号が得られる。次に、並列−直列
変換回路11では、並列ディジタルノイズ信号を入力形
態と同様の直列ディジタル信号にする。ここで得られた
信号はほぼフレーム差信号からノイズ成分だけを抽出し
たものとなる。そして、この信号を前述したように減算
回路3に供給し、入力信号から減算することによりノイ
ズの含まないディジタル信号が得られることになる。最
後に、A/D変換器12でディジタル映像信号が元のア
ナログ信号に変換されて出力される。In this way, each component decomposed into Hadamard-transformed feature components is subjected to nonlinear processing with different characteristics depending on each feature component, and noise components are extracted. Since each component extracted from each nonlinear processing circuit is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained. . Next, the parallel-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is approximately the one obtained by extracting only the noise component from the frame difference signal. Then, as described above, this signal is supplied to the subtraction circuit 3 and subtracted from the input signal, thereby obtaining a noise-free digital signal. Finally, the A/D converter 12 converts the digital video signal into the original analog signal and outputs it.
この実施例はフィールドメモリを用いても可能である。This embodiment is also possible using field memory.
また、NTSCコンポジット信号に限る必要ハfi <
、ベースバンド信号でも構成できることは明かである
。なお、この場合は色信号位相シフト回路は不用となる
。In addition, it is necessary to limit the NTSC composite signal to
, it is clear that it can also be constructed with baseband signals. Note that in this case, the color signal phase shift circuit is unnecessary.
発明の効果
以上のように本発明によれば、特徴抽出された各々の信
号成分に対して行う非線形処理形の最適特性を提供する
ことにより、残像特性の劣化が小さく、かつS/N改善
効果が大きいノイズ低減装置を得ることかでき、その実
用効果は大きい。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by providing the optimal characteristics of the nonlinear processing type performed on each signal component extracted as a feature, the deterioration of the afterimage characteristics is small and the S/N improvement effect is achieved. It is possible to obtain a noise reduction device with a large amount of noise, and its practical effects are great.
第1図は本発明の第1の実施例のノイズ除去装置のブロ
ック図、第2″図(ω〜(diは非線形回路の特性側図
、第3図は本発明の第2の実施例のノイズ除去装置のブ
ロック図、第4図は同ノイズ除去装置におけるアダマー
ル変換回路群の詳細を示すブロック図、第5図は従来例
のノイズ低減装置のブロック図、第6図は入力信号のl
II累単億単位す図である。
1・・・信号入力端子、2・−・A/D変換器、3,6
・・・減算回路、4・・・フレームメモリ、5・・・色
信号位相シフト回路、7・−・直列−並列変換回路、8
・・・アダマール変−換回路、10・・・アダマール逆
変換回路、11・・−並列−直列変換回路、12・・・
D/A変換器、13・・−出力端子、21・・・非線形
処理回路、31・・・アダマール斐換処理回路群、32
・・・非線形処理回路群。FIG. 1 is a block diagram of the noise removal device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing details of the Hadamard transform circuit group in the noise removing device, FIG. 5 is a block diagram of a conventional noise reducing device, and FIG. 6 is a block diagram showing the details of the Hadamard transform circuit group in the noise removing device.
II cumulative unit figure. 1... Signal input terminal, 2... A/D converter, 3, 6
... Subtraction circuit, 4... Frame memory, 5... Color signal phase shift circuit, 7... Series-parallel conversion circuit, 8
...Hadamard conversion circuit, 10...Hadamard inverse conversion circuit, 11...-Parallel-serial conversion circuit, 12...
D/A converter, 13...-output terminal, 21... nonlinear processing circuit, 31... Hadamard conversion processing circuit group, 32
...Nonlinear processing circuit group.
Claims (1)
ルド遅延手段の出力信号との差成分をとる第1の減算手
段と、この第1の減算手段の出力信号の特徴成分を抽出
する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段の出力からノイ
ズ成分を取り出す非線形処理手段と、前記非線形処理手
段の出力と入力映像信号との差信号を得る第2の減算手
段とを備え、前記nフィールド遅延手段は前記第2の減
算手段の出力をnフィールド分遅延するとともに、前記
非線形処理手段は入力信号が基準レベルa(a>0)以
下でかつ基準レベルb(b<0)以上のときは入力信号
に対して比例定数i(但し、i>0)で比例する出力信
号を出力し、入力信号が基準レベルa以上のときは略一
定値Aを出力し、入力信号が基準レベルb以下のときは
、略一定値Bを出力するように構成されたノイズ低減装
置。 2、入力映像信号とn(n>0:但しnは整数)フィー
ルド遅延手段の出力信号との差成分をとる第1の減算手
段と、この第1の減算手段出力を複数(N個(N≠1)
)の特徴成分に分解抽出する特徴抽出手段と、前記特徴
抽出手段の複数の特徴成分出力毎からノイズ成分を取り
出す複数の非線形処理手段を有する非線形処理群と、前
記非線形処理群からの出力と入力映像信号との差信号を
得る第2の減算手段とを備え、前記nフィールド遅延手
段は前記第2の減算手段の出力をnフィールド分遅延す
るとともに、前記非線形処理群は各々の非線形処理手段
の入力信号が基準レベルa_n(a_n>0)以下で、
かつ基準レベルb_n(b_n<0)以上のときは入力
信号に対して比例定数i_n(但し、i_n>0)で比
例する出力信号を出力し、入力信号が基準レベルa_n
以上のときは略一定値A_nを出力し、入力信号が基準
レベルb_n以下のときは略一定値B_nを出力し、か
つ前記各々の非線形処理手段の基準レベルa_n、b_
n、比例定数i_n、略一定値A_n、B_nが複数の
非線形処理手段毎に少なくとも1つが異なるように構成
されたノイズ低減装置。[Claims] 1. A first subtraction means for taking the difference component between the input video signal and the output signal of the n (n>0, where n is an integer) field delay means, and the output of the first subtraction means. a feature extraction means for extracting a characteristic component of a signal; a nonlinear processing means for extracting a noise component from the output of the feature extraction means; and a second subtraction means for obtaining a difference signal between the output of the nonlinear processing means and the input video signal. The n-field delay means delays the output of the second subtraction means by n fields, and the non-linear processing means has an input signal at a reference level a (a>0) or lower and a reference level b (b<0). 0) or more, outputs an output signal that is proportional to the input signal by a proportionality constant i (however, i > 0), and when the input signal is equal to or higher than the reference level a, outputs a substantially constant value A, and the input signal A noise reduction device configured to output a substantially constant value B when is below a reference level b. 2. A first subtraction means that takes the difference component between the input video signal and the output signal of the n (n>0, where n is an integer) field delay means, and a plurality of (N ≠1)
); a nonlinear processing group having a plurality of nonlinear processing means for extracting noise components from each of the plurality of feature component outputs of the feature extraction means; and outputs and inputs from the nonlinear processing group. a second subtraction means for obtaining a difference signal from a video signal, the n field delay means delays the output of the second subtraction means by n fields, and the nonlinear processing group When the input signal is below the reference level a_n (a_n>0),
When the input signal is equal to or higher than the reference level b_n (b_n<0), an output signal proportional to the input signal by a proportionality constant i_n (however, i_n>0) is output, and the input signal is at the reference level a_n.
When above, a substantially constant value A_n is output, and when the input signal is below the reference level b_n, a substantially constant value B_n is output, and the reference levels a_n, b_ of each of the nonlinear processing means are output.
A noise reduction device configured such that at least one of n, proportionality constant i_n, and substantially constant values A_n and B_n is different for each of a plurality of nonlinear processing means.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106759A JP2573719B2 (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Noise reduction device |
| US07/690,252 US5247354A (en) | 1990-04-23 | 1991-04-23 | Noise reducing apparatus for reducing noise in moving video image signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106759A JP2573719B2 (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Noise reduction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044677A true JPH044677A (en) | 1992-01-09 |
| JP2573719B2 JP2573719B2 (en) | 1997-01-22 |
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ID=14441844
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106759A Expired - Fee Related JP2573719B2 (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Noise reduction device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573719B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6898327B1 (en) | 2000-03-23 | 2005-05-24 | International Business Machines Corporation | Anti-flicker system for multi-plane graphics |
| CN103002991A (en) * | 2010-06-24 | 2013-03-27 | 格瑞克明尼苏达有限公司 | Fluid circulation valve assembly for fluid proportioner |
Citations (2)
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| JPS5542472A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-25 | Sony Corp | Noise elimination circuit |
| JPS61158274A (en) * | 1984-12-29 | 1986-07-17 | Sony Corp | Noise eliminating circuit for video signal |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP2106759A patent/JP2573719B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5542472A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-25 | Sony Corp | Noise elimination circuit |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2573719B2 (en) | 1997-01-22 |
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