JPH1013717A - ノイズ低減に関する改良 - Google Patents
ノイズ低減に関する改良Info
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- JPH1013717A JPH1013717A JP9031015A JP3101597A JPH1013717A JP H1013717 A JPH1013717 A JP H1013717A JP 9031015 A JP9031015 A JP 9031015A JP 3101597 A JP3101597 A JP 3101597A JP H1013717 A JPH1013717 A JP H1013717A
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/80—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/21—Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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- Image Processing (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
- Tires In General (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画質を低下させないノイズ低減システムを提
供する。 【解決手段】 エッジ強調ノイズ低減（ＥＥＮＲ）シス
テムは、周波数性の瞬間コンパンダシステムである。こ
れはクロミナンスと輝度の両方のエンコーダにのみ適用
され、エンコーダ（図示せず）の前処理段階の水平及び
垂直ダウンサンプリングフィルタの後に置くのが最も良
い。高周波低レベル情報（主にノイズ）は、振幅がかな
り低減される。特にＥＥＮＲは、エッジの細部を保存す
るよう設計されている。さらに、低レベル垂直情報がシ
ステムによって除去されないよう垂直巡回形フィルタを
使用できる。これは輝度回路で部分的に役立つ。高レベ
ル高周波成分は、ほとんど影響を受けない。このシステ
ムは低周波情報をそのまま通過させる。ＥＥＮＲは、わ
ずかにノイズがあって伝送ビットレートが制限されてい
るソースのＭＰＥＧ符号化と関連して機能するよう設計
されている。またこのシステムは、ノイズ低減プロセス
自体による画質の損失を最小限に抑えるよう設計されて
いる。受信機に相補的プロセスを備える必要はない。
供する。 【解決手段】 エッジ強調ノイズ低減（ＥＥＮＲ）シス
テムは、周波数性の瞬間コンパンダシステムである。こ
れはクロミナンスと輝度の両方のエンコーダにのみ適用
され、エンコーダ（図示せず）の前処理段階の水平及び
垂直ダウンサンプリングフィルタの後に置くのが最も良
い。高周波低レベル情報（主にノイズ）は、振幅がかな
り低減される。特にＥＥＮＲは、エッジの細部を保存す
るよう設計されている。さらに、低レベル垂直情報がシ
ステムによって除去されないよう垂直巡回形フィルタを
使用できる。これは輝度回路で部分的に役立つ。高レベ
ル高周波成分は、ほとんど影響を受けない。このシステ
ムは低周波情報をそのまま通過させる。ＥＥＮＲは、わ
ずかにノイズがあって伝送ビットレートが制限されてい
るソースのＭＰＥＧ符号化と関連して機能するよう設計
されている。またこのシステムは、ノイズ低減プロセス
自体による画質の損失を最小限に抑えるよう設計されて
いる。受信機に相補的プロセスを備える必要はない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号処理のた
めのノイズ低減に関するものであり、さらに詳しくは映
像信号を符号化するＭＰＥＧ Ｉ及びＩＩのためのノイ
ズ低減に関するものである。
めのノイズ低減に関するものであり、さらに詳しくは映
像信号を符号化するＭＰＥＧ Ｉ及びＩＩのためのノイ
ズ低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＭＰＥＧは『Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕ
ｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ（動画専門家グルー
プ）』の略であり、これは動画と関連情報の圧縮のため
の規格を開発しているＩＳＯ／ＩＥＣ規格グループであ
る。ＭＰＥＧＩとＭＰＥＧＩＩはこの２種類の規格であ
る。
ｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ（動画専門家グルー
プ）』の略であり、これは動画と関連情報の圧縮のため
の規格を開発しているＩＳＯ／ＩＥＣ規格グループであ
る。ＭＰＥＧＩとＭＰＥＧＩＩはこの２種類の規格であ
る。
【０００３】ＭＰＥＧ伝送システムによって、複数の映
像、音声、及び関連サービスを一つのデジタル伝送チャ
ネルで多重送信することができる。サービス数、またサ
ービス当りの伝送帯域幅の費用は、ビットレートによっ
て決定される。したがって画質の改良やビットレートの
低減は、サービス提供者にとって非常に重要である。
像、音声、及び関連サービスを一つのデジタル伝送チャ
ネルで多重送信することができる。サービス数、またサ
ービス当りの伝送帯域幅の費用は、ビットレートによっ
て決定される。したがって画質の改良やビットレートの
低減は、サービス提供者にとって非常に重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ほとんどの画像供給源
はランダムノイズを発生する。カメラノイズ、テープノ
イズ及び既存のアナログサービスのデジタル再伝送は、
ノイズを生じるシステムの典型的な例である。このノイ
ズの多くは高周波数部分に向かって偏向する場合が多
く、またアナログシステムでは特に目には見えないが、
このような材料のＭＰＥＧ符号化を行うと個別コサイン
変換（ＤＣＴ）効果、すなわち画像の周りを「這う」ア
ーチファクトを生じる場合が多い。
はランダムノイズを発生する。カメラノイズ、テープノ
イズ及び既存のアナログサービスのデジタル再伝送は、
ノイズを生じるシステムの典型的な例である。このノイ
ズの多くは高周波数部分に向かって偏向する場合が多
く、またアナログシステムでは特に目には見えないが、
このような材料のＭＰＥＧ符号化を行うと個別コサイン
変換（ＤＣＴ）効果、すなわち画像の周りを「這う」ア
ーチファクトを生じる場合が多い。
【０００５】こうした効果が生じる主な理由は二つあ
る。まず第一に、ノイズが存在すると多くの小振幅高周
波数ＤＣＴ係数が発生し、ビットストリームに送られ
る。これらの係数は低周波係数よりも不正確に量子化さ
れる傾向があり、これは一般にノイズだけが原因であ
る。伝送されるビット数が増大すると、同じビットレー
トを維持するために量子化パラメータファクタ（ＱＰ）
がさらに高くなる。結果として画像全体の質が低下す
る。イントラ（Ｉ）フレームに続く正方向予測（Ｐ）フ
レームと双方向予測（Ｂ）フレームは、絶えず予測回路
のノイズを矯正しようと試みる。この結果、ＤＣＴアー
チファクトはフレームごとに変化する。画質が低下する
２番目の理由は、エンコーダ自体にノイズが存在し、運
動推定の精度が低下することである。これが‘Ｂ’フレ
ームと‘Ｐ’フレームでの予測を低下させ、ＱＰを必然
的に増加させて画質を低下させる。
る。まず第一に、ノイズが存在すると多くの小振幅高周
波数ＤＣＴ係数が発生し、ビットストリームに送られ
る。これらの係数は低周波係数よりも不正確に量子化さ
れる傾向があり、これは一般にノイズだけが原因であ
る。伝送されるビット数が増大すると、同じビットレー
トを維持するために量子化パラメータファクタ（ＱＰ）
がさらに高くなる。結果として画像全体の質が低下す
る。イントラ（Ｉ）フレームに続く正方向予測（Ｐ）フ
レームと双方向予測（Ｂ）フレームは、絶えず予測回路
のノイズを矯正しようと試みる。この結果、ＤＣＴアー
チファクトはフレームごとに変化する。画質が低下する
２番目の理由は、エンコーダ自体にノイズが存在し、運
動推定の精度が低下することである。これが‘Ｂ’フレ
ームと‘Ｐ’フレームでの予測を低下させ、ＱＰを必然
的に増加させて画質を低下させる。
【０００６】本発明の一つの目的は、先行技術の限界の
少なくともいくつかを克服するシステムを提供すること
であり、また既知のシステム上で性能を改良することで
ある。
少なくともいくつかを克服するシステムを提供すること
であり、また既知のシステム上で性能を改良することで
ある。
【０００７】本発明の一つの態様によると、画像の第一
の特徴に第一レベルの濾過を行うことができ、また画像
の第二の特徴に第二レベルの濾過を行うことができるフ
ィルタと、第二の特徴の存在を認識して、第二レベルの
濾過を行うための制御手段と、低レベルノイズがシステ
ム内で低減するよう非線形とするための手段とで構成さ
れたノイズ低減システムが提供される。
の特徴に第一レベルの濾過を行うことができ、また画像
の第二の特徴に第二レベルの濾過を行うことができるフ
ィルタと、第二の特徴の存在を認識して、第二レベルの
濾過を行うための制御手段と、低レベルノイズがシステ
ム内で低減するよう非線形とするための手段とで構成さ
れたノイズ低減システムが提供される。
【０００８】このようにすることによって、画像内の物
体のエッジが画像内の他の低レベルの細部と比較して保
持されるシステムが得られる。本発明によれば、ノイズ
低減を行っていない同じ画像と比べて、ＭＰＥＧシステ
ムから送出される画像が主観的に改良される。
体のエッジが画像内の他の低レベルの細部と比較して保
持されるシステムが得られる。本発明によれば、ノイズ
低減を行っていない同じ画像と比べて、ＭＰＥＧシステ
ムから送出される画像が主観的に改良される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの実施例に
よれば、映像信号のプレ濾過を行う段階と、信号の小振
幅成分上で作動する制御可能な非線形を適用する段階
と、いくつかの特徴に対するノイズ低減効果が最小にな
るように、得られた信号上でポスト濾過を行う段階とで
構成された、映像信号のノイズを低減させる方法が得ら
れる。
よれば、映像信号のプレ濾過を行う段階と、信号の小振
幅成分上で作動する制御可能な非線形を適用する段階
と、いくつかの特徴に対するノイズ低減効果が最小にな
るように、得られた信号上でポスト濾過を行う段階とで
構成された、映像信号のノイズを低減させる方法が得ら
れる。
【００１０】できれば第二の特徴は、垂直エッジ、水平
エッジ、又は対角線エッジなどの画像のエッジ成分で構
成されるのが好ましい。
エッジ、又は対角線エッジなどの画像のエッジ成分で構
成されるのが好ましい。
【００１１】さらに、このシステムは、画像の小振幅垂
直エッジに加えられるノイズ低減の程度を低下させる垂
直巡回形フィルタで構成され、また巡回形遅延回路とク
リップ機能で構成されていることが好ましい。
直エッジに加えられるノイズ低減の程度を低下させる垂
直巡回形フィルタで構成され、また巡回形遅延回路とク
リップ機能で構成されていることが好ましい。
【００１２】本発明の第二の態様によると、画像の第一
の特徴に第一レベルの濾過を行い、また画像の第二の特
徴に第二レベルの濾過を行う段階と、第二の特徴の存在
を認識し、画像に第二レベルの濾過を行う段階と、低レ
ベルノイズがシステム内で低下するよう非線形とするた
めの手段とで構成されたノイズ低減方法が提供される。
の特徴に第一レベルの濾過を行い、また画像の第二の特
徴に第二レベルの濾過を行う段階と、第二の特徴の存在
を認識し、画像に第二レベルの濾過を行う段階と、低レ
ベルノイズがシステム内で低下するよう非線形とするた
めの手段とで構成されたノイズ低減方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て好ましい実施例に沿って添付図面により説明する。
図１は、本発明のＥＥＮＲシステム（１０）の構成図で
ある。本システムは多くの機能ブロック、特に二つのハ
イパスヒルベルト変換フィルタＦ１及びＦ２と、二つの
同一の非線形テーブルＮ１及びＮ２で構成されている。
３個のハードクリップ機能Ｃ１、Ｃ２及びＣ３は、クリ
ップ機能が作動する点で必要なビット数を減らすために
設けられている。また、遅延回路Ｌ１と補償遅延回路Ｄ
が回路に備えられている。本システムが巡回形フィルタ
なしで作動する状況では、二つの非線形が同一であるの
で、Ｎ１及びＮ２を単一の非線形Ｎにより置換すること
ができ、また合計ブロック（１２）を除去することがで
きる。
て好ましい実施例に沿って添付図面により説明する。
図１は、本発明のＥＥＮＲシステム（１０）の構成図で
ある。本システムは多くの機能ブロック、特に二つのハ
イパスヒルベルト変換フィルタＦ１及びＦ２と、二つの
同一の非線形テーブルＮ１及びＮ２で構成されている。
３個のハードクリップ機能Ｃ１、Ｃ２及びＣ３は、クリ
ップ機能が作動する点で必要なビット数を減らすために
設けられている。また、遅延回路Ｌ１と補償遅延回路Ｄ
が回路に備えられている。本システムが巡回形フィルタ
なしで作動する状況では、二つの非線形が同一であるの
で、Ｎ１及びＮ２を単一の非線形Ｎにより置換すること
ができ、また合計ブロック（１２）を除去することがで
きる。
【００１４】低周波信号はＦ１を通らず、回路の出力部
の直接路を通るだけである。高周波数信号はＦ１、Ｎ、
Ｆ２（ＨＦ路）及び直接路を通る。小振幅信号の場合、
ＨＦ路を通る利得はほぼ−１である。この結果、これら
の信号は出力合計ブロックで取消される。Ｆ１とＦ２を
カスケードする効果によって線形相ハイパスフィルタが
生じ、これは直接路に加えられると相補的ローパスフィ
ルタを生じる。これがローパス応答となりノイズを除去
する。より大きい振幅信号の場合は、ＨＦ路の利得は徐
々にゼロまで低下するので、最大振幅であっても、ＨＦ
路は事実上効果がない。
の直接路を通るだけである。高周波数信号はＦ１、Ｎ、
Ｆ２（ＨＦ路）及び直接路を通る。小振幅信号の場合、
ＨＦ路を通る利得はほぼ−１である。この結果、これら
の信号は出力合計ブロックで取消される。Ｆ１とＦ２を
カスケードする効果によって線形相ハイパスフィルタが
生じ、これは直接路に加えられると相補的ローパスフィ
ルタを生じる。これがローパス応答となりノイズを除去
する。より大きい振幅信号の場合は、ＨＦ路の利得は徐
々にゼロまで低下するので、最大振幅であっても、ＨＦ
路は事実上効果がない。
【００１５】ブロックＣ３とＬ１は、Ｆ１からのハイパ
スデータ上で作動する垂直巡回形フィルタを構成する。
垂直巡回形フィルタの目的は、画像の小振幅垂直エッジ
に加えられるノイズ低減の程度を低下させることであ
る。垂直エッジとは、たとえば壁や木の幹など画像の中
で認められるエッジである。エッジの細部は主観的な画
質を保持するのに非常に重要であり、また運動推定プロ
セスで役立つ。ランダムノイズが平均化されている間、
垂直エッジの細部がフィルタに蓄積する。フィルタはバ
イアス信号を発生し、これはＮ１とＮ２の残留偏差（オ
フセット）を加えることによってＮの複合形を変化させ
るる。これはエッジ推移中に実行されるノイズ低減の程
度に作用する。バイアス信号（１４）と巡回形フィルタ
からの信号は、出力信号としてＨＦ路に直接現れること
はなく、ノイズ低減の程度に作用するだけである。
スデータ上で作動する垂直巡回形フィルタを構成する。
垂直巡回形フィルタの目的は、画像の小振幅垂直エッジ
に加えられるノイズ低減の程度を低下させることであ
る。垂直エッジとは、たとえば壁や木の幹など画像の中
で認められるエッジである。エッジの細部は主観的な画
質を保持するのに非常に重要であり、また運動推定プロ
セスで役立つ。ランダムノイズが平均化されている間、
垂直エッジの細部がフィルタに蓄積する。フィルタはバ
イアス信号を発生し、これはＮ１とＮ２の残留偏差（オ
フセット）を加えることによってＮの複合形を変化させ
るる。これはエッジ推移中に実行されるノイズ低減の程
度に作用する。バイアス信号（１４）と巡回形フィルタ
からの信号は、出力信号としてＨＦ路に直接現れること
はなく、ノイズ低減の程度に作用するだけである。
【００１６】
【数１】フィルタＦ１は、以下の係数を有する６タップ
型ヒルベルト変換フィルタである。 Ｃ３＝−１／１６ Ｃ２＝−４／１６ Ｃ１＝−８／１６ Ｃ−１＝８／１６ Ｃ−２＝４／１６ Ｃ−３＝１／１６
型ヒルベルト変換フィルタである。 Ｃ３＝−１／１６ Ｃ２＝−４／１６ Ｃ１＝−８／１６ Ｃ−１＝８／１６ Ｃ−２＝４／１６ Ｃ−３＝１／１６
【００１７】フィルタＦ１の周波数特性を図２に示す。
（１３．５ＭＨｚサンプリングレートでは）フィルタは
約２．５ＭＨｚで周波数応答のピークを示す。これによ
ってエッジの細部に対する感度が最大になり、またノイ
ズに対する感度が低減される。
（１３．５ＭＨｚサンプリングレートでは）フィルタは
約２．５ＭＨｚで周波数応答のピークを示す。これによ
ってエッジの細部に対する感度が最大になり、またノイ
ズに対する感度が低減される。
【００１８】Ｃ１の目的は、入力範囲が１であると仮定
して、Ｆ１の出力の振幅を±０．２５Ｖに限定すること
である（１Ｖ＝２５６ユニット、黒レベル＝１６、ピー
クホワイト＝２３５）。この結果、必要な非線形参照用
テーブルが小さくなる。振幅が最大振幅の約３分の１の
信号はＣ１をクリップさせるが、ハイパス路を通る利得
がゼロに近いので、重大な結果は生じない。
して、Ｆ１の出力の振幅を±０．２５Ｖに限定すること
である（１Ｖ＝２５６ユニット、黒レベル＝１６、ピー
クホワイト＝２３５）。この結果、必要な非線形参照用
テーブルが小さくなる。振幅が最大振幅の約３分の１の
信号はＣ１をクリップさせるが、ハイパス路を通る利得
がゼロに近いので、重大な結果は生じない。
【００１９】ＥＥＮＲに用いられる非線形は、『Ｃｏｍ
ｐａｔｉｂｌｅ Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅ−ｅｍ
ｐｈａｓｉｓ ｆｏｒ ＭＡＣ ｓｉｇｎａｌｓ（ＭＡ
Ｃ信号についてのコンパチブル非線型プリエンファシ
ス）』（ＩＢＡ報告１４１／８９）に基づき用いられて
いるものである。ここで示される曲線を経験的に示すこ
とはできないが、以下の‘Ｃ’機能は、ニュートン・ラ
フソン反復法を用いて二つの同一の非線形Ｎ１及びＮ２
を生じさせる。
ｐａｔｉｂｌｅ Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅ−ｅｍ
ｐｈａｓｉｓ ｆｏｒ ＭＡＣ ｓｉｇｎａｌｓ（ＭＡ
Ｃ信号についてのコンパチブル非線型プリエンファシ
ス）』（ＩＢＡ報告１４１／８９）に基づき用いられて
いるものである。ここで示される曲線を経験的に示すこ
とはできないが、以下の‘Ｃ’機能は、ニュートン・ラ
フソン反復法を用いて二つの同一の非線形Ｎ１及びＮ２
を生じさせる。
【００２０】
【数２】
【００２１】上記の反復法から得られる非線形機能を図
３に示す。この機能の原点近くの傾斜は、フィルタＦ１
及びＦ２のカスケード応答における損失を補うために−
１より大きい。振幅の大きい信号については、平均傾斜
はゼロである。いくつかの高調波ひずみがこの点で発生
し、またＤＣに偽信号を送る先行するクリップ機能Ｃ１
内で起こり、（ひずみが）目に見えるようになるが、こ
れはフィルタＦ２によって除去される。
３に示す。この機能の原点近くの傾斜は、フィルタＦ１
及びＦ２のカスケード応答における損失を補うために−
１より大きい。振幅の大きい信号については、平均傾斜
はゼロである。いくつかの高調波ひずみがこの点で発生
し、またＤＣに偽信号を送る先行するクリップ機能Ｃ１
内で起こり、（ひずみが）目に見えるようになるが、こ
れはフィルタＦ２によって除去される。
【００２２】
【数３】第二フィルタＦ２は以下の係数を有するヒルベ
ルト変換フィルタである。 Ｃ１＝−１／２ Ｃ−１＝１／２
ルト変換フィルタである。 Ｃ１＝−１／２ Ｃ−１＝１／２
【００２３】フィルタＦ２の周波数特性を図４に示す。
両方のフィルタのカスケード応答は、図５に示すように
ハイパス応答を生じる。小振幅信号のためのＮの利得を
含めることによって、ネットワーク全体の全ローパス周
波数特性が得られる。
両方のフィルタのカスケード応答は、図５に示すように
ハイパス応答を生じる。小振幅信号のためのＮの利得を
含めることによって、ネットワーク全体の全ローパス周
波数特性が得られる。
【００２４】直接路とＨＦ路を組み合わせる効果によっ
て、０〜１Ｖの範囲を超える出力で合計信号を発生させ
ることができる。Ｃ２の目的はこの信号の出力範囲を限
定することである。遅延回路Ｌ１には巡回形フィルタを
形成する作用がある。Ｌ１の遅延は、ループＣ３、Ｌ１
び合計ブロックを回る遅延がちょうど一つの回路を構成
するように設定される。ループを１周するたびに、遅延
信号の４分の３とＦ１からの信号の半分が加えられる。
これによって、ゼロ垂直周波数で２の利得が得られる。
て、０〜１Ｖの範囲を超える出力で合計信号を発生させ
ることができる。Ｃ２の目的はこの信号の出力範囲を限
定することである。遅延回路Ｌ１には巡回形フィルタを
形成する作用がある。Ｌ１の遅延は、ループＣ３、Ｌ１
び合計ブロックを回る遅延がちょうど一つの回路を構成
するように設定される。ループを１周するたびに、遅延
信号の４分の３とＦ１からの信号の半分が加えられる。
これによって、ゼロ垂直周波数で２の利得が得られる。
【００２５】クリップ機能Ｃ３はさらに、巡回形フィル
タの周りの信号振幅を約±０．１２５Ｖに低下させる。
これはバイアス信号がＮ１とＮ２の効果をゼロに低下さ
せるのに必要な値であり、フィードバック路にこれを含
めることによって、振幅の大きいエッジが（問題となら
ないような）低いレベルまで巡回形フィルタで減衰する
ようにし、数本の線とならないようにする。複合型非線
形に対するバイアス信号の効果を図６に示す。
タの周りの信号振幅を約±０．１２５Ｖに低下させる。
これはバイアス信号がＮ１とＮ２の効果をゼロに低下さ
せるのに必要な値であり、フィードバック路にこれを含
めることによって、振幅の大きいエッジが（問題となら
ないような）低いレベルまで巡回形フィルタで減衰する
ようにし、数本の線とならないようにする。複合型非線
形に対するバイアス信号の効果を図６に示す。
【００２６】図７と図８は、このシステムで可能な改良
のレベルを示している。解像度が７２０×５７６の画像
「ゴールドヒル」には、わずかな量のソース（画像供給
源）のノイズがソースに加えられていた。このノイズは
やや三角形である（４．５ＭＨｚで約＋４ｄＢ上昇）。
図７はＭＰＥＧが‘Ｉ’フレームを符号化する効果を示
す。全シーケンスは、３Ｍｂｉｔｓ／ｓのビットレート
である。図で分かるように、ＤＣＴアーチファクトは画
像中に確認できる。図８はＥＥＮＲが連続して存在する
同じビットレートの同じ画像である。ＤＣＴアーチファ
クトは小さく、データ容量がノイズで浪費されないの
で、より多くの細部が目に見える。
のレベルを示している。解像度が７２０×５７６の画像
「ゴールドヒル」には、わずかな量のソース（画像供給
源）のノイズがソースに加えられていた。このノイズは
やや三角形である（４．５ＭＨｚで約＋４ｄＢ上昇）。
図７はＭＰＥＧが‘Ｉ’フレームを符号化する効果を示
す。全シーケンスは、３Ｍｂｉｔｓ／ｓのビットレート
である。図で分かるように、ＤＣＴアーチファクトは画
像中に確認できる。図８はＥＥＮＲが連続して存在する
同じビットレートの同じ画像である。ＤＣＴアーチファ
クトは小さく、データ容量がノイズで浪費されないの
で、より多くの細部が目に見える。
【００２７】ＥＥＮＲはＭＰＥＧＩ及びＭＰＥＧＩＩ伝
送システムで作動するように設計されており、不完全な
ソースから発せられた画像上で限られたビットレートで
機能する。こうした状況では、画質の充分な改良が可能
である。ＥＥＮＲは、（遅延回路を除く）ＡＳＩＣシス
テムやＦＰＧＡシステムの実装設置には約５，０００個
のゲートを必要とするが、ＭＰＥＧエンコーダに組込む
場合には既存設計の変更を最小限にとどめて行うことが
できる。
送システムで作動するように設計されており、不完全な
ソースから発せられた画像上で限られたビットレートで
機能する。こうした状況では、画質の充分な改良が可能
である。ＥＥＮＲは、（遅延回路を除く）ＡＳＩＣシス
テムやＦＰＧＡシステムの実装設置には約５，０００個
のゲートを必要とするが、ＭＰＥＧエンコーダに組込む
場合には既存設計の変更を最小限にとどめて行うことが
できる。
【００２８】エッジ強調ノイズ低減（ＥＥＮＲ）システ
ムは、周波数依存性の瞬間コンパンダシステムである。
これはクロミナンスと輝度の両方のエンコーダにのみ適
用され、エンコーダ（図示せず）の前処理段階の水平及
び垂直ダウンサンプリングフィルタの後に置くのが最も
良い。高周波低レベル情報（主にノイズ）は、振幅がか
なり低減される。特にＥＥＮＲは、エッジの細部を保存
するよう設計されている。さらに、低レベル垂直情報が
システムによって除去されないよう垂直巡回形フィルタ
を使用できる。これは輝度回路で部分的に役立つ。高レ
ベル高周波成分は、ほとんど影響を受けない。このシス
テムは低周波情報をそのまま通過させる。
ムは、周波数依存性の瞬間コンパンダシステムである。
これはクロミナンスと輝度の両方のエンコーダにのみ適
用され、エンコーダ（図示せず）の前処理段階の水平及
び垂直ダウンサンプリングフィルタの後に置くのが最も
良い。高周波低レベル情報（主にノイズ）は、振幅がか
なり低減される。特にＥＥＮＲは、エッジの細部を保存
するよう設計されている。さらに、低レベル垂直情報が
システムによって除去されないよう垂直巡回形フィルタ
を使用できる。これは輝度回路で部分的に役立つ。高レ
ベル高周波成分は、ほとんど影響を受けない。このシス
テムは低周波情報をそのまま通過させる。
【００２９】ＥＥＮＲは、わずかにノイズがあって伝送
ビットレートが制限されているソースのＭＰＥＧ符号化
と関連して機能するよう設計されている。またこのシス
テムは、ノイズ低減プロセス自体による画質の損失を最
小限に抑えるよう設計されている。受信機に相補的プロ
セスを備える必要はない。
ビットレートが制限されているソースのＭＰＥＧ符号化
と関連して機能するよう設計されている。またこのシス
テムは、ノイズ低減プロセス自体による画質の損失を最
小限に抑えるよう設計されている。受信機に相補的プロ
セスを備える必要はない。
【図１】本発明の一つの態様に基づくエッジ強調ノイズ
低減システムの構成図である。
低減システムの構成図である。
【図２】図１のシステムのヒルベルト変換フィルタの周
波数特性を示すグラフである。
波数特性を示すグラフである。
【図３】図１のシステムによって導入された非線形機能
のグラフである。
のグラフである。
【図４】図１のシステムの第二ヒルベルト変換フィルタ
の周波数特性を示すグラフである。
の周波数特性を示すグラフである。
【図５】本システムの周波数特性の図である。
【図６】本システムの複合型非線形を示す図である。
【図７】エッジ強調ノイズ低減システムを用いずにＭＰ
ＥＧ符号化を行った場面の写真である。
ＥＧ符号化を行った場面の写真である。
【図８】エッジ強調ノイズ低減システムを用いてＭＰＥ
Ｇ符号化を行った図７の場面の写真である。
Ｇ符号化を行った図７の場面の写真である。
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ ハードクリップ機能 Ｄ 補償遅延回路 Ｆ１、Ｆ２ ハイパスヒルベルト変換フィルタ Ｌ１ 遅延回路 Ｎ１、Ｎ２ 非線形テーブル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの態様に基づくエッジ強調ノイズ
低減システムの構成図である。
低減システムの構成図である。
【図２】図１のシステムのヒルベルト変換フィルタの周
波数特性を示すグラフである。
波数特性を示すグラフである。
【図３】図１のシステムによって導入された非線形機能
のグラフである。
のグラフである。
【図４】図１のシステムの第二ヒルベルト変換フィルタ
の周波数特性を示すグラフである。
の周波数特性を示すグラフである。
【図５】本システムの周波数特性の図である。
【図６】本システムの複合型非線形を示す図である。
【図７】エッジ強調ノイズ低減システムを用いずにＭＰ
ＥＧ符号化を行った場面をディスプレー上に表示した中
間調画像の写真である。
ＥＧ符号化を行った場面をディスプレー上に表示した中
間調画像の写真である。
【図８】エッジ強調ノイズ低減システムを用いてＭＰＥ
Ｇ符号化を行った図７の場面をディスプレー上に表示し
た中間調画像の写真である。
Ｇ符号化を行った図７の場面をディスプレー上に表示し
た中間調画像の写真である。
【符号の説明】 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ ハードクリップ機能 Ｄ 補償遅延回路 Ｆ１、Ｆ２ ハイパスヒルベルト変換フィルタ Ｌ１ 遅延回路 Ｎ１、Ｎ２ 非線形テーブル
Claims (14)
- 【請求項１】 画像の第一の特徴に第一レベルの濾過を
行うことができ、また前記画像の第二の特徴に第二レベ
ルの濾過を行うことができるフィルタと、 前記第二の特徴の存在を認識して、前記第二レベルの濾
過を行うための制御手段と、 低レベルノイズがシステム内で低減するよう非線形とす
るための手段とを、 有するノイズ低減のためのシステム。 - 【請求項２】 前記第二の特徴が前記画像のエッジ成分
である請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 前記エッジ成分が前記画像の垂直エッジ
成分で構成されている請求項２に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記画像の小振幅垂直エッジに加えられ
るノイズ低減の程度を低下させるための垂直巡回形フィ
ルタを更に有する請求項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記巡回形フィルタが遅延回路とクリッ
プ機能を有する請求項４に記載のシステム。 - 【請求項６】 前記フィルタがヒルベルト変換フィルタ
を有する請求項１ないし５のいずれか１つに記載のシス
テム。 - 【請求項７】 前記フィルタがハイパス線形相濾過を行
えるよう一括してカスケードされた２個のフィルタを有
する請求項１ないし５のいずれか１つに記載のシステ
ム。 - 【請求項８】 前記２個のフィルタのうちの１個が非線
形とするための手段の前にあり、もう１個のフィルタが
前記非線形とするための手段の後にある請求項７に記載
のシステム。 - 【請求項９】 前記２個のフィルタのうちの１個が６タ
ップ型ヒルベルト変換フィルタであり、またもう１個の
フィルタが２タップ型ヒルベルト変換フィルタである請
求項７又は８に記載のシステム。 - 【請求項１０】 非線形がニュートン・ラフソン反復法
によって得られる請求項１ないし９のいずれか１つに記
載のシステム。 - 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれか１つに
よるノイズ低減のためのシステムを含むエンコーダ。 - 【請求項１２】 映像圧縮システムにおける請求項１１
に記載の前記エンコーダ。 - 【請求項１３】 請求項１１によるエンコーダを含む映
像圧縮システム。 - 【請求項１４】 画像の第一の特徴に第一のレベルの濾
過を行い、また前記画像の第二の特徴に第二レベルの濾
過を行う段階と、 前記第二の特徴の存在を認識し、前記第二レベルの濾過
を画像に行う段階と、 低レベルノイズがシステム内で低下するよう非線形とす
るための手段とを、 有するノイズ低減方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9600293.6 | 1996-01-08 | ||
| GBGB9600293.6A GB9600293D0 (en) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Improvements in or relating to noise reduction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1013717A true JPH1013717A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=10786736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9031015A Pending JPH1013717A (ja) | 1996-01-08 | 1997-01-07 | ノイズ低減に関する改良 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0783231B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1013717A (ja) |
| AT (1) | ATE226002T1 (ja) |
| DE (1) | DE69624213T2 (ja) |
| GB (1) | GB9600293D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3530299A1 (de) * | 1985-08-26 | 1987-03-05 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur reduzierung des kantenrauschens bei der uebertragung von videosignalen |
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-
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- 1996-12-19 DE DE69624213T patent/DE69624213T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-19 AT AT96309282T patent/ATE226002T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-12-19 EP EP96309282A patent/EP0783231B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-20 US US08/777,715 patent/US5974193A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-07 JP JP9031015A patent/JPH1013717A/ja active Pending
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|---|---|
| US5974193A (en) | 1999-10-26 |
| DE69624213T2 (de) | 2003-07-10 |
| EP0783231B1 (en) | 2002-10-09 |
| EP0783231A2 (en) | 1997-07-09 |
| DE69624213D1 (de) | 2002-11-14 |
| GB9600293D0 (en) | 1996-03-13 |
| ATE226002T1 (de) | 2002-10-15 |
| EP0783231A3 (en) | 1998-09-09 |
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