JPH0738689B2 - ノイズ低減装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、低域通過フイルタを用いたフレーム内処理
により、デジタル画像信号のノイズを低減するノイズ低
減装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、デジタル画像信号のノイズを低減するノイズ低減
装置は、低域通過フイルタを用いたフレーム間処理によ
つてノイズを低減するものと、低域通過フイルタを用い
たフレーム内処理によつてノイズを低減するものとに大
別される。

ところで、フレーム間処理によつてノイズを低減する場
合は、画像信号のフレーム間相関を利用した時間平均処
理によつてノイズを低減するため、静止画部分の画像信
号に対しては有効なノイズ低減が行なえるが、動画部分
の画像信号に対しては、基準以上にレベルが変化するレ
ベル変化部分，すなわち輪郭部分（以下エツジ部分と称
する）にぼけが生じ易く、またフレームメモリを要する
ため回路規模が大きくなる。

そして、特開昭55−37018号公報（以下第１公報と称す
る）には、フレーム間処理によつてノイズを低減する装
置において、動ベクトル検出回路，動ベクトル補正回路
により、画像の動き部分を検出して動きを補正し、エツ
ジ部分のぼけを抑えてノイズを低減することが記載され
ている。

しかし、第１公報の記載の装置の場合は、フレーム間の
画像信号の差分レベルによつて動きを検出しているた
め、とくにノイズによつて差分レベルが大きくなつたと
きは、動き補正が行なわれて良好なノイズ低減が行なえ
ない不都合があり、また、フレームメモリの他に動ベク
トル検出回路，動ベクトル補正回路などを要し、回路規
模が大きくなる。

さらに、特開昭57−193180号公報（以下第２公報と称す
る）には、第１公報の前述の不都合を解消するために、
入力された画面信号（画像信号）の動きに応じて補正を
施した動き補正予測画面信号と、補正を施さない非動き
補正予測画面信号とを、ノイズ低減に切換使用すること
が記載されているが、この場合は、第１公報のものに両
予測画面信号を切換えるための切換え判断の回路をさら
に付加して形成するため、回路規模がさらに大きくな
る。

すなわち、フレーム間処理によつてノイズを低減する場
合は、少なくともフレームメモリを要し、回路規模が大
きくなるとともに、エツジ部分のぼけを抑えてノイズを
低減するときは、第1,第２公報のように回路規模がさら
に大きくなる。

一方、フレーム内処理によつてノイズを低減する場合
は、フレームメモリの代わりにラインメモリなどの用い
ればよいため、フレーム間処理によつて低減する場合よ
り、回路規模が小さくなるとともに、フレーム内で処理
するため、エツジ部分のぼけも、フレーム間処理によつ
て低減する場合よりも少なくなる利点がある。

そして、フレーム内処理によつてノイズを低減する従来
のノイズ低減装置には、エツジ部分に対する低減効果を
平坦部分に対するノイズ低減効果より低くしても、人間
の視覚特性にもとづき、エツジ部分のノイズが目立たな
くなることに着目し、エツジ部分のぼけを抑えてノイズ
を低減するため、エツジ部分とレベル変化のない平坦部
分とで低域通過フイルタの帯域特性を切換えるものがあ
る。

しかし、帯域特性を切換えるには、たとえば、低域通過
フイルタに非線形回路素子を必要とし、回路規模が大き
くなる不都合が生じる。

そこで、特開昭57−193180号公報（以下第３公報と称す
る）には、平坦部のノイズを低減する帯域特性の２次元
の低域通過フイルタを用いるとともに、該フイルタによ
つて除去した成分の信号を、エツジ部分の検出時に、フ
イルタの出力信号に付加することにより、エツジ部分の
ぼけを抑えてノイズを低減することが記載され、この場
合は、所定帯域特性の低域通過フイルタを１個だけ用い
るため、回路規模が大きくならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第３公報の場合は、画像信号を、２次元の低
域通過フイルタおよび水平，垂直エツジ検出部に入力
し、フイルタにより、入力画素と近傍画素とを用いて入
力中の現画素をフレーム内でフイルタ処理しているた
め、エツジ検出にかかわりなく、つぎに説明するよう
に、フイルタの出力信号は、エツジ部分の画素が近傍の
画素の影響を受けてぼけ易く、ぼけの抑制が有効に行な
えず、画質低下を招く問題点がある。

たとえば、低域通過フイルタによつて、３ラインの画素
を用いてフイルタ処理する場合、フイルタに、第９図
（ａ），（ｂ）のｎ番目のラインlnの２重丸印の画素
α，α′が入力されたとする。

ところで、第９図（ａ），（ｂ）はサブサンプル方式の
処理によつて形成されたデジタル画像信号を示し、図中
の非斜線部分は白地の高レベル画面部分を示し、斜線部
分は黒地の低レベル画面部分を示す。

また、第９図（ａ）の丸印の画素β，γ，δ，σは、画
素αをフイルタ処理する際の近傍画素を示し、同図
（ｂ）の丸印の画素β′，γ′，δ′，σ′は、画素
α′をフイルタ処理する際の近傍画素を示し、画素β，
γ，β′，γ′はｎ−１番目のラインln_-1に位置し、画
素δ，σ，δ′，σ′はｎ＋１番目のラインln₊₁に位置
する。

したがつて、画素α，α′はそれぞれエツジ部分の画素
になる。

そして、画素αは、画素αと近傍画素β，γ，δ，σと
の５画素を用いてフイルタ処理され、画素α′は、画素
α′と近傍画素β′，γ′，δ′，σ′との５画素を用
いてフイルタ処理される。

ところで、画素β，σは画素αが属する白地のレベルで
あるが、画素γ，δは黒地のレベルであり、同様に、画
素β′，δ′は画素α′が属する白地のレベルである
が、画素γ′，σ′は黒地のレベルである。

したがつて、フイルタ処理後の画素α，α′は、エツジ
部の検出にかかわらず、黒地のレベルの画素δ，γ，
γ′，σ′の影響を受けてレベルが低下し、これによつ
てエツジ部分にぼけが生じ、フイルタの出力信号に除去
した成分を付加しても、十分な抑制が行なえず、画質の
低下を招く恐れがある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
低域通過フイルタを用いたフレーム内のフイルタ処理に
より、デジタル画像信号のノイズを低減するノイズ低減
装置において、入力画像信号の画素毎に当該画素の２次
元近傍の画素間のレベル差から入力画像信号が形成する
フレーム画面の水平，垂直方向の基準以上のレベル変化
を検出するレベル変化検出手段と、 該検出手段によつて前記水平，垂直方向の少なくとも１
方向のレベル変化が検出される毎に画像のエツジ部分を
検出したものとしてエツジ検出信号を出力するエツジ検
出手段と、 エツジ検出信号が出力される毎にレベル変化検出手段の
検出の基準レベルをしきい値として検出画素の２次元近
傍の各画素のうちの検出画素が属するレベルと逆のレベ
ルの画素を識別する識別手段と、 前記逆のレベルの画素を検出画素の２次元近傍の各画素
のうちの検出画素が属するレベルのいずれかの画素に置
き換え，検出画素の２次元近傍の各画素を検出画素が属
するレベルの画素にする置換処理手段と、 レベル変化検出手段によりレベル変化が検出されないと
きに入力画像信号をフイルタ処理し，レベル変化が検出
されたときに置換処理手段の置換処理後の画像信号をフ
イルタ処理する所定帯域特性の２次元の低域通過フイル
タとを備えたことを特徴とするノイズ低減装置である。

〔作 用〕

したがつて、レベル変化検出手段のレベル変化の検出に
よつて前述のエツジ部分が検出されると、エツジ検出手
段のエツジ検出信号にもとづく識別手段の識別結果によ
り、置換処理手段が、検出画素の２次元近傍の各画素の
うちの検出画素が属するレベルと逆のレベルの画素を、
前記２次元近傍の各画素のうちの検出画素が属するレベ
ルのいずれかの画素に置き換え、前記２次元近傍の各画
素を検出画素が属するレベルの画素にする。

そして、置換処理手段の置換処理後の画像信号が入力画
像信号の代わりに２次元の低域通過フイルタに供給さ
れ、ノイズ低減のフイルタ処理が施される。

このとき、前記置き換えによつて形成された画像信号
が、たとえば第９図（ａ）の画素δ，γを画素β，σそ
れぞれに置き換えた信号になるため、低域通過フイルタ
の特性を、平坦部のノイズを十分に低減する所定帯域特
性に設定することにより、フレーム内処理にもとづき、
エツジ部のぼけを極力抑制してノイズ低減が行なえる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した第１図ない
し第８図とともに詳細に説明する。

第１図はサブサンプル方式の処理によつて形成されたデ
ジタル画像信号に適用する場合の装置の全体構成を示
し、同図において、（１）はデジタル画像信号の各１画
素が順次に入力される画像入力端子、（２）は入力端子
（１）に接続された近傍画素抽出部であり、入力端子
（１）の入力画像信号を遅延処理し、第９図（ａ），
（ｂ）の画素α，α′に相当する現画素と、同図
（ａ），（ｂ）の近傍画素β，γ，δ，σ，β′，
γ′，δ′，σ′に相当する最近傍の４個の２次元近傍
画素との５画素の信号を、入力端子（１）に１画素が入
力される毎に出力する。

（３）は抽出部（２）に接続されたエツジ検出部であ
り、通常、孤立点ノイズ除去ブロツク（４）と検出ブロ
ツク（５）とからなり、入力された５画素の信号にもと
づき、入力画像信号が形成するフレーム画面の水平，垂
直方向の基準以上のレベル変化を検出し、水平，垂直方
向の少なくとも一方向のレベル変化を検出する毎に、エ
ツジ検出信号を出力する。

（６）は抽出部（２）のエツジ検出信号によつて切換え
られる入力側切換器であり、エツジ検出信号の非出力時
に、平坦側接点（ａ）に抽出部（２）の出力信号を出力
し、エツジ検出信号の出力時に、エツジ側接点（ｂ）に
抽出部（２）の出力信号を出力する。

（７）は切換器（６）の接点（ｂ）の信号が入力される
エツジ処理部であり、置換制御回路（８）と置換回路
（９）とからなり、入力された５画素の信号のうち、近
傍の４画素の信号に対して後述の置き換えを行なう。
（10）は抽出部（２）のエツジ検出信号によつて切換器
（６）に連動して切換わる出力側切換器であり、平坦側
接点（ａ）′に切換器（６）の接点（ａ）の信号が入力
されるとともに、エツジ側接点（ｂ）′に処理部（７）
の出力信号が入力され、エツジ検出信号の非出力時，出
力時に接点（ａ）′，（ｂ）′それぞれに切換わる。

（11）は切換器（10）の出力信号が入力される２次元の
低域通過フイルタであり、入力画像信号の平坦部分のノ
イズを確実に低減する所定帯域特性に設定され、入力画
像信号のフイルタ処理信号を１画素ずつ順次に画像出力
端子（12）に出力する。

なお、抽出部（２），検出部（３）によつてレベル変化
検出手段およびエツジ検出手段が形成され、切換器
（６），（10）および処理部（７）によつて識別手段お
よび置換処理手段が形成されている。

つぎに、第１図の各部の詳細な構成および動作を説明す
る。

まず、抽出部（２）は第２図に示すように構成され、同
図において、（2a），（2b）は入力端子（１）に縦列接
続された２個のラインメモリであり、それぞれ入力され
た画素の１ライン前の画素の信号を出力する。（2c），
（2d）はラインメモリ（2b）に縦列接続された２個の１
クロツク遅延器であり、それぞれ入力された画素の１ク
ロツク前の画素の信号を出力する。（2e），（2f）は入
力端子（１）に縦列接続された２個の１クロツク遅延器
であり、それぞれ入力された画素の１クロツク前の画素
の信号を出力する。

（Oa）はメモリ（2a）に入力される画素Ａの信号Saを出
力する出力端子、（Ob）はメモリ（2b）に入力される画
素Ｂの信号Sbを出力する出力端子、（Oc）は遅延器（2
f）から出力された画素Ｃの信号Scを出力する出力端
子、（Od）は遅延器（2c）に入力される面素Ｄの信号Sd
を出力する出力端子、（Oe）は遅延器（2d）から出力さ
れた画素Ｅの信号Seを出力する出力端子である。

ところで、入力端子（１）の入力画像信号はサブサンプ
ル方式のサンプリング処理によつて形成され、第３図の
丸印に示すように、各ラインln_-1,ln,ln₊₁の画素配列
が、隣接ラインの画素配列と１クロツク（１画素）ずれ
た配列になるとともに、２ライン毎に同一配列になる。

したがつて、各出力端子（Oa）〜（Oe）の出力信号の画
素は、第３図に示すように、画素Ｂが、たとえば第９図
（ａ）の画素αに相当する現画素，すなわち検出画素に
なる場合、画素E,D,C,Aが同図（ａ）の画素β，γ，
δ，σに相当する４つの２次元近傍画素，すなわち画素
Ｂの最近傍の４画素になる。

つぎに、検出部（３）の構成および動作を説明する。

まず、検出部（３）の動作原理を説明する。

たとえば第３図の画素Ｂに対するレベル変化を検出する
ときは、画素Ｂの２次元近傍の４近傍画素A,C,D,Eにも
とづき、同一ライン上の２画素間のレベル差，すなわち
画素A,C間のレベル差Le₁および画素D,E間のレベル差Le₂
と、画素Ｂの上，下のラインの同一位置の２画素間のレ
ベル差，すなわち画素A,D間のレベル差Ll₁および画素C,
E間のレベル差Ll₂とを求めるとともに、各レベル差Le₁,
Le₂,Ll₁,Ll₂の絶対値を、各レベル差Le₁,Le₂,Ll₁,Ll₂に
対応して設定されたレベル変化の基準レベルそれぞれと
比較し、基準レベルより大きなレベル差が１つでも存在
すれば、基準以上のレベル変化，すなわちエツジ部分を
検出したとして、エツジ検出信号を出力する。

ところで、前述の原理動作による検出は、ブロツク
（５）によつて行なわれるが、孤立点ノイズなどによる
ブロツク（５）の誤検出を防止するため、検出部（３）
には、通常、ブロツク（５）の前段にブロツク（４）が
設けられている。

そして、ブロツク（５）は第４図に示すように構成さ
れ、検出画素がＢの場合、入力端子（Ia），（Ic），
（Id），（Ie）には、後述するブロツク（４）の出力端
子（Oa）′，（Oc）′，（Od）′，（Oe）′を介して抽
出部（２）から出力された近傍画素A,C,D,Eの信号Sa,S
c,Sd,Seそれぞれが入力される。

さらに、入力端子（Ia），（Ic）の信号Sa,Sdが減算器
（5a）に入力されるとともに、入力端子（Id），（Ie）
の信号Sd,Seが減算器（5b）に入力され、かつ入力端子
（Ia），（Id）の信号Sa,Sdが減算器（5c）に入力され
るため、減算器（5a），（5b），（5c）によつてレベル
差Le₁,Le₂,Ll₁それぞれが演算される。

また、減算器（5a）〜（5c）の出力信号は、絶対値回路
（5d），（5e），（5f）によつて、絶対値|Le₁|,|Le₂|,
|Ll₁|の信号に変換される。

そして、絶対値|Le₁|,|Le₂|,|Ll₁|の信号はレベル比較
器（5g），（5h），（5i）それぞれの非反転入力端子
（＋）に入力され、このとき比較器（5g）〜（5i）の反
転入力端子（−）に、スイツチレジスタ（5j），（5
k），（5l）それぞれに設定された基準レベルの信号，
すなわちレベル差Le₁,Le₂,Ll₁それぞれに対するレベル
変化の検出の基準レベルの信号が入力されているため、
比較器（5g）〜（5i）は、レベル差Le₁,Le₂,Ll₁の絶対
値|Le₁|,|Le₂|,|Ll₁|それぞれが基準以上のときに、出
力信号がハイレベルになる。

ところで、絶対値回路（5f）の出力信号は、２個の１ク
ロツク遅延器（5m），（5n）を介してレベル比較器（5
o）の非反転入力端子（＋）にも入力される。

そして、入力端子（Ia），（Id）の入力信号が、現在の
２クロツク前に、画素C,Eの信号Sc,Sdそれぞれになるた
め、比較器（5o）の非反転入力端子（＋）には、レベル
差Ll₂の絶対値|Ll₂|の信号が入力され、このときスイツ
チレジスタ（5p）によつて設定された基準レベルの信
号，すなわちレベル差Ll₂に対するレベル変化の検出の
基準レベルの信号が入力されているため、比較器（5o）
は、レベル差Ll₂の絶対値|Ll₂|が基準以上のときに、出
力信号がハイレベルになる。

さらに、各比較器（5g）〜（5i），（5o）の出力信号が
オアゲート（5q）に入力され、各比較器（5g）〜（5
i），（5o）の出力信号の少なくとも１つがハイレベル
になるときに、オアゲート（5q）から出力端子（Os）を
介して切換器（６），（10）にハイレベルのエツジ検出
信号が出力される。

ところで、検出部（３）にブロツク（５）のみを設ける
と、たとえば孤立点ノイズのような突発的，急峻なノイ
ズが入力画像信号に含まれている場合、該ノイズによつ
て検出部（３）が誤検出する恐れがある。

そこで、通常は、ブロツク（５）の前段にブロツク
（４）が設けられ、抽出部（２）の出力信号から前述の
ノイズを低減除去した後、ブロツク（５）によつて検出
が行なわれる。

そして、ブロツク（４）は第５図に示すように構成さ
れ、入力端子（Ia）′，（Ib）′，（Ic）′，（I
d）′，（Ie）′には、抽出部（２）の各出力端子（O
a），（Ob），（Oc），（Od），（Oe）の５画素A,B,C,
D,Eの信号Sa,Sb,Sc,Sd,Seそれぞれが入力される。

また、入力端子（Ia）′〜（Ie）′それぞれに接続され
た５個の入力スイツチ（SWi）と、後述の４個の出力ス
イツチ（SWo）とは、通常、ブロツク（４）を動作させ
るために接続側接点（ｘ）に保持されるが、孤立点ノイ
ズの除去が不必要なとき，たとえば入力画像信号がノイ
ズより十分大きいときには、手動切換えまたは自動切換
えにより、連動して切断側接点（ｙ）に切換えられる。

そして、各スイツチ（Swi），（SWo）が接点（ｘ）に保
持されている場合は、入力端子（Ia）′〜（Ie）′の信
号Sa〜Seが孤立点除去回路（4a）に入力され、該除去回
路（4a）により、たとえば５信号Sa〜Seのレベルの平均
処理にもとづき、孤立点ノイズなどのノイズが除去さ
れ、除去回路（4a）からは、孤立点ノイズなどが除去さ
れた各画素の信号が時系列に出力される。

なお、除去回路（4a）の除去特性は、ブロツク（５）の
検出に支障のない程度に平均処理などを行なう特性に設
定されている。

さらに、除去回路（4a）の出力信号を再び前述の５画素
Ａ〜Ｅの並列信号に変換し、そのうちの４近傍画素A,C,
D,Eの並列信号をブロツク（５）に供給するため、ブロ
ツク（４）には、抽出部（２）のメモリ（2a），（2b）
および遅延器（2c）〜（2f）と同様の２個のラインメモ
リ（4b），（4c）および４個の１クロツク遅延器（4
d），（4e），（4f），（4g）が設けられ、このとき除
去回路（4a）の出力信号が画素Ａの信号Saになり、遅延
器（4g），メモリ（4c），遅延器（4e）の出力信号が画
素C,D,Eそれぞれの信号Sc,Sd,Seになる。

そして、除去回路（4a），遅延器（4g），メモリ（4
c），遅延器（4e）の出力信号Sa,Sc,Sd,Seは、４個の出
力スイツチ（SWo）を介して出力端子（Oa）′，（O
c）′，（Od）′，（Oe）′それぞれに入力され、各出
力端子（Oa）′，（Oc）′，（Od）′，（Oe）′の信号
がブロツク（５）の各入力端子（Ia），（Ic），（I
d），（Ie）それぞれに入力される。

なお、各スイツチ（SWi），（SWo）を接点（ｙ）に切換
えたときは、抽出部（２）の各出力端子（Oa），（O
c），（Od），（Oe）の出力信号が、ブロツク（５）の
各入力端子（Ia），（Ic），（Id），（Ie）それぞれに
入力される。

また、検出部（３）の構成を簡素化する場合には、ブロ
ツク（４）を省いてもよい。

そして、検出部（３）によつてレベル変化が検出される
と、エツジ検出信号Sfによつて切換器（６），（10）が
接点（ｂ），（ｂ）′に切換わる。

つぎに、切換器（６），処理部（７）の構成および動作
を説明する。

まず、切換器（６），処理部（７）の制御回路（８）は
第６図に示すように構成され、エツジ検出信号Sfが出力
されると、切換器（６）を形成する５個のスイツチ（6
a），（6b），（6c），（6d），（6e）が図示の接点
（ｂ）に切換わり、抽出部（２）の各出力端子（Oa）〜
（Oe）の出力信号がスイツチ（6a）〜（6e）を介して制
御回路（８）の減算器（801）,1クロツク遅延器（80
2），減算器（803），（804），（805）それぞれに入力
される。

また、遅延器（802）の出力信号が、減算器（801），
（803），（804），（805）に入力される。

したがつて、減算器（801），（803）〜（805）は検出
画素Ｂと４近傍画素A,C,D,Eそれぞれとのレベル差Lba,L
bc,Lbd,Lbeを検出し、このとき各減算器（801），（80
3）〜（805）の出力信号が絶対値回路（806），（80
7），（808），（809）それぞれに入力されるため、絶
対値回路（806）〜（809）からは、画素Ｂと各画素A,C,
D,Eそれぞれとレベル差Lba〜Lbeの絶対値の信号が出力
される。

そして、絶対値回路（806），（807）の出力信号が減算
器（801）の非反転入力端子（＋），反転入力端子
（−）それぞれに入力されるとともに、絶対値回路（80
8），（809）の出力信号が減算器（811）の非反転入力
端子（＋），反転入力端子（−）それぞれに入力され、
かつ絶対値回路（809），（807）の出力信号が減算器
（812）の非反転入力端子（＋），反転入力端子（−）
それぞれに入力されるとともに、絶対値回路（808），
（806）の出力信号が減算器（813）の非反転入力端子
（＋），反転入力端子（−）それぞれに入力される。

したがつて、減算器（810）〜（813）の出力信号は、レ
ベル差Lba,Lbcの絶対値の差信号，レベル差Lbd,Lbeの絶
対値の差信号，レベル差Lbe,Lbcの絶対値の差信号，レ
ベル差Lbd,Lbaの絶対値の差信号になる。

そして、減算器（810）〜（813）の出力信号が絶対値回
路（814），（815），（816），（817）それぞれに入力
されるとともに、絶対値回路（814）〜（817）の出力信
号が振幅比較器（818），（819），（820），（821）そ
れぞれの非反転入力端子（＋）に入力され、このとき各
比較器（818）〜（821）の反転入力端子（−）に、スイ
ツチレジスタ（822），（823），（824），（825）の設
定レベルの信号が入力されているため、各比較器（81
8）〜（821）は、絶対値回路（814）〜（817）の出力信
号のレベルがスイツチレジスタ（822）〜（825）の設定
レベルそれぞれより高いときに、出力信号がハイレベル
になる。

さらに、各比較器（818）〜（821）の出力信号がアンド
ゲート（826），（827），（828），（829）それぞれの
一方の入力端子に入力され、このときアンドゲート（82
6）〜（829）の他方の入力端子に、減算器（810）〜（8
13）の符号信号，すなわち出力信号が正のときにハイレ
ベルになる符号信号が入力されているため、アンドゲー
ト（826）〜（829）は、減算器（810）〜（813）の符号
信号と比較器（818）〜（821）の出力信号とが共にハイ
レベルになるときにのみ、出力信号がハイレベルにな
る。

そして、アンドゲート（826）〜（829）の出力信号から
なる４個の第１制御信号が出力端子（Og），（Oh），
（Oi），（Oj）それぞれに出力されるとともに、比較器
（818）〜（821）の出力信号からなる４種の第２制御信
号が出力端子（Ok），（Ol），（Om），（On）それぞれ
に出力される。

なお、遅延器（802）の出力信号は出力端子（Ob）′に
出力される。

すなわち、制御回路（８）は、レベル変化を検出したと
きに、検出画素の２次元近傍の４画素A,C,D,Eのいずれ
が、検出部（３）の検出の基準レベルをしきい値（基
準）にして、検出画素Ｂの属するレベルと逆のレベルの
画素であるかを識別するとともに、逆のレベルの画素を
４画素A,C,D,Eのいずれの画素に置き換えればよいかを
判別するために設けられている。

そして、比較器（818）〜（821）の出力信号は、各２画
素ＡとC,DとE,EとA,DとＣ間のいずれにレベル変化があ
るかを示し、アンドゲート（826）〜（829）の出力信号
は、各２画素ＡとC,…,DとＣのいずれの画素が逆のレベ
ルの画素であるかを示す。

たとえば、比較器（818）の出力信号は、２画素A,Cの間
にレベル変化があればハイレベルになり、このとき、画
素Ａが逆のレベルであればアンドゲート（826）の出力
信号がハイレベルになり、画素Ｃが逆のレベルであれば
アンドゲート（826）の出力信号がローレベルになる。

つぎに、置換回路（９）は第７図に示すように構成さ
れ、切換器（６）のスイツチ（6a），（6c）〜（6e）を
介した出力端子（Oa），（Oc）〜（Oe）の出力信号は、
スイツチ（901），（902），（903），（904）の一方の
接点（ｃ）それぞれに入力され、このとき出力端子（O
a），（Od）の出力信号はスイツチ（902），（904）の
他方の接点（ｄ）それぞれにも入力される。

また、スイツチ（902）の切換片の出力信号が、スイツ
チ（901）の他方の接点（ｄ）およびスイツチ（905）の
一方の接点（ｅ）に入力されるとともに、スイツチ（90
4）の切換片の出力信号が、スイツチ（903），（905）
の他方の接点（ｄ），（ｆ）およびスイツチ（906）の
一方の接点（ｅ）に入力される。

さらに、スイツチ（905）の切換片の出力信号がスイツ
チ（906）の他方の接点（ｆ）に入力されるとともに、
スイツチ（901）の切換片の出力信号がスイツチ（907）
の一方の接点（ｇ），スイツチ（908）の他方の接点
（ｈ）に入力され、かつスイツチ（903）の切換片の出
力信号がスイツチ（908）の一方の接点（ｇ）に入力さ
れるとともに、スイツチ（908）の切換片の出力信号が
スイツチ（907）の他方の接点（ｈ）に入力される。

そして、スイツチ（907），（905），（908），（906）
の切換片の出力信号が、画素A,C,D,Eそれぞれの置き換
え画素の信号になり、出力端子（Oa）″，（Oc）″，
（Od）″，（Oe）″それぞれに出力される。

ところで、スイツチ（901）は、インバータ（909）を介
した出力端子（Og）の信号および出力端子（Ok）の信号
のレベルと、ゲート用のスイツチ（910）のオン，オフ
とによつて切換えられ、スイツチ（902）は出力端子（O
g），（Ok）の信号のレベルとゲート用のスイツチ（91
1）のオン，オフとによつて切換えられ、このときスイ
ツチ（910），（911）が出力端子（Ok）の信号のハイレ
ベルによつて共にオンし、スイツチ（901），（902）
は、スイツチ（910），（911）それぞれからローレベル
の信号が入力されたときに他方の接点（ｄ）に切換わ
る。

また、スイツチ（903）は、インバータ（912）を介した
出力端子（Oh）の信号および出力端子（Ol）の信号のレ
ベルと、ゲート用のスイツチ（913）のオン，オフとに
よつて切換えられ、スイツチ（904）は出力端子（O
h），（Ol）の信号のレベルと、ゲート用のスイツチ（9
14）のオン，オフとによつて切換えられ、このときスイ
ツチ（913），（914）が出力端子（Ol）の信号のハイレ
ベルによつて共にオンし、スイツチ（903），（904）は
スイツチ（913），（914）それぞれからローレベルの信
号が入力されたときに他方の接点（ｄ）に切換わる。

同様に、スイツチ（906）は、インバータ（914）を介し
た出力端子（Oi）の信号および出力端子（Om）の信号の
レベルと、ゲート用のスイツチ（915）のオン，オフと
によつて切換えられ、スイツチ（905）は、出力端子（O
i），（Om）の信号のレベルと、ゲート用のスイツチ（9
16）とによつて切換えられる。

また、スイツチ（908）は、インバータ（917）を介した
出力端子（Oj）の信号および出力端子（On）の信号のレ
ベルと、ゲート用のスイツチ（918）のオン，オフとに
よつて切換えられ、スイツチ（907）は、出力端子（O
j），（On）の信号のレベルと、ゲート用のスイツチ（9
09）のオン，オフとによつて切換えられる。

したがつて、たとえば画素A,Cにおいて、画素Ａを画素
Ｃに置き換える場合は、出力端子（Og），（Ok）の信号
がハイレベルになり、スイツチ（901）が接点（ｄ）に
切換えられ、スイツチ（901）の出力信号が出力端子（O
c）の出力信号，すなわち画素Ｃの信号に置き換えら
れ、逆に、画素Ｃを画素Ａに置き換える場合は、出力端
子（Og）の信号がローレベルになるとともに出力端子
（Ok）の信号がハイレベルになり、スイツチ（902）の
他方の接点（ｄ）に切換えられ、スイツチ（902）の出
力信号が出力端子（Oa）の出力信号，すなわち画素Ａの
信号に置き換えられる。

そして、各１組のスイツチ（903）と（904），（905）
と（906），（907）と（908）が前述と同様に動作する
ため、出力端子（Oa）″，（Oc）″〜（Oe）″には、レ
ベル変化が検出されたときに、各出力端子（Oa），（O
c）〜（Oe）の出力信号，すなわち画素A,C,D,Eを、画素
Ｂが属するレベルの他のいずれかの画素に置換えた信号
が出力される。

つぎに、切換器（10），フイルタ（11）の構成および動
作を説明する。

切換器（10），フイルタ（11）は第８図に示すように構
成され、エツジ検出信号Sfが出力されると、切換器（1
0）を形成する５個のスイツチ（10a），（10b），（10
c），（10d），（10e）が図示の接点（ｂ）′に切換わ
り、切換器（10）からフイルタ（11）に出力される信号
が、出力端子（Oa）〜（Oe）の信号から出力端子（O
a）″，（Ob）′，（Oc）″〜（Oe）″の信号に切換わ
る。なお、出力端子（Ob）′の信号は１クロツク遅延器
（10f）によつて１クロツクだけ遅延して出力される。

そして、各スイツチ（10a）〜（10e）の出力信号がフイ
ルタ（11）の係数器（11a），（11b），（11c），（11
d），（11e）それぞれに入力され、係数器（11a）〜（1
1e）から累算器（11f）に、各スイツチ（10a）〜（10
e）の出力信号にそれぞれ所定のフイルタ係数を乗算し
た信号が出力され、累算器（11f）の演算処理により、
累算器（11f）から出力端子（12）に、検出画素Ｂを２
次元フイルタ処理した映像信号が出力される。

すなわち、エツジ検出信号Sfが出力されないときは、フ
イルタ（11）に、抽出部（２）を介した入力端子（１）
の入力画像信号の検出画素Ｂおよび近傍画素A,C,D,Eを
そのまま入力してフイルタ処理し、エツジ検出信号Sfが
出力されたときは、フイルタ（11）に、検出画素Ｂと逆
のレベルの近傍画素を検出画素が属するレベルの近傍画
素に置き換えた置換処理後の画像信号を入力してフイル
タ処理する。

したがつて、入力画素信号のフイールド画面のエツジ部
分では、フイルタ（11）に入力される２次元近傍画素
が、常に、検出画素が属するレベルの画素に置き換えら
れてフイルタ処理され、帯域特性が固定されたフイルタ
（11）を用いた小規模回路構成のフイールド内処理によ
り、エツジ部のぼけを極力抑制してノイズ低減が行な
え、動画像および静止画像のいずれの画像信号に対して
も、ぼけの発生を著しく抑えて良好なノイズ低減処理を
行なうことができる。

なお、前記実施例では、サブサンプル方式の処理によつ
て形成されたデジタル画像信号を入力画像信号とした
が、サブサンプル方式以外の種々の処理によつて形成さ
れたデジタル画像信号，すなわち画素配列が第３図と異
なるデジタル画像信号を入力画像信号とした場合に適用
できるのは勿論であり、このとき各部（２），（３），
（９），切換器（６），（10）およびフイルタ（11）の
構成は、画素配列，近傍画素の選択などにもとづき、実
施例の構成から変形される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のノイズ低減装置によると、レ
ベル変化検出手段により、入力画像信号が形成するフイ
ールド画面の水平，垂直方向のレベル変化が検出される
ときに、画像のエツジ部分を検出したものとして、エツ
ジ検出手段のエツジ検出信号にもとづく識別手段の識別
結果により、置換処理手段が、検出画素の２次元近傍の
各画素のうちの検出画素が属するレベルと逆のレベルの
画素を、前記２次元近傍の各画素のうちの検出画素が属
するレベルのいずれかの画素に置き換え、前記２次元近
傍の各画素を検出画素が属するレベルの画素にし、この
置換処理後の画像信号を入力画像信号の代わりに２次元
の低域通過フイルタに供給してフイルタ処理したことに
より、所定帯域特性の２次元の低域通過フイルタを用い
た簡単な構成のフレーム内のフイルタ処理で、レベル変
化が検出されるエツジ部分のぼけを極力抑制し良好なノ
イズ低減処理を行なうことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの発明のノイズ低減装置の１実施例
を示し、第１図はブロツク図、第２図は近傍画素抽出部
の詳細なブロツク図、第３図は入力画像信号の説明用の
画素パターン図、第４図，第５図，第６図，第７図，第
８図は検出ブロツク，孤立点ノイズ除去ブロツク，置換
制御回路，置換回路，低域通過フイルタそれぞれの詳細
なブロツク図、第９図（ａ），（ｂ）は従来のノイズ低
減装置の動作説明図の画素パターン図である。 （１）……画像入力端子、（２）……近傍画素抽出部、
（３）……エツジ検出部、（６），（10）……入，出力
側切換器、（７）……エツジ処理部、（11）……低域通
過フイルタ、（12）……画像出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低域通過フイルタを用いたフレーム内のフ
   イルタ処理により、デジタル画像信号のノイズを低減す
   るノイズ低減装置において、 入力画像信号の画素毎に当該画素の２次元近傍の画素間
   のレベル差から入力画像信号が形成するフレーム画面の
   水平，垂直方向の基準以上のレベル変化を検出するレベ
   ル変化検出手段と、 該検出手段によつて前記水平，垂直方向の少なくとも１
   方向のレベル変化が検出される毎に画像のエツジ部分を
   検出したものとしてエツジ検出信号を出力するエツジ検
   出手段と、 前記エツジ検出信号が出力される毎に前記レベル変化検
   出手段の検出の基準レベルをしきい値として検出画素の
   ２次元近傍の各画素のうちの検出画素が属するレベルと
   逆のレベルの画素を識別する識別手段と、 前記逆のレベルの画素を検出画素の２次元近傍の各画素
   のうちの検出画素が属するレベルのいずれかの画素に置
   き換え，検出画素の２次元近傍の各画素を検出画素が属
   するレベルの画素にする置換処理手段と、 前記レベル変化検出手段によりレベル変化が検出されな
   いときに前記入力画像信号をフイルタ処理し，レベル変
   化が検出されたときに前記置換処理手段の置換処理後の
   画像信号をフイルタ処理する所定帯域特性の２次元の低
   域通過フイルタと を備えたことを特徴とするノイズ低減装置。