JPS625388B2 - - Google Patents

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JPS625388B2
JPS625388B2 JP53140673A JP14067378A JPS625388B2 JP S625388 B2 JPS625388 B2 JP S625388B2 JP 53140673 A JP53140673 A JP 53140673A JP 14067378 A JP14067378 A JP 14067378A JP S625388 B2 JPS625388 B2 JP S625388B2
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JP
Japan
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signal
circuit
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video signal
noise
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JP53140673A
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Norio Ebihara
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Sony Corp
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Sony Corp
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Priority to GB7932462A priority patent/GB2033190B/en
Priority to CA336,033A priority patent/CA1126860A/en
Priority to DE2938130A priority patent/DE2938130C3/de
Priority to US06/077,174 priority patent/US4242705A/en
Priority to NL7907012A priority patent/NL192017C/xx
Priority to AU51031/79A priority patent/AU526709B2/en
Priority to FR7923612A priority patent/FR2437130A1/fr
Priority to AT0621579A priority patent/AT381817B/de
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、映像信号のフレーム相関を利用して
ノイズ成分を除去し、映像信号のSNを改善する
ようにしたノイズ除去回路に関する。
このようなノイズ除去回路のひとつとしてフレ
ーム差信号の大小に応じてフイードバツクの定数
をかえて残像が少なくするようにした方式があ
る。第1図は、このような方式のノイズ除去回路
を示すものである。第1図において、1は、フレ
ームメモリーで構成される1フレーム遅延回路を
示し、2は、入力映像信号Iの入力端子、3は、
SNの改善された映像信号が現れる出力端子を示
す。1フレーム遅延回路1の出力映像信号をOと
すると、差信号検出手段を構成する減算器4にて
(I−O)の減算がなされ、減算器4からのフレ
ーム差信号ΔF(=I−O)がフイードバツク係
数Kを定める可変減衰器5及び制御回路6に供給
される。制御回路6によつて可変減衰器5による
フイードバツク係数Kの大きさが制御され、この
可変減衰器5の出力と入力映像信号Iとが合成手
段を構成する加算器7にて加算されることでノイ
ズ成分が除去される。
例えば、第2図Aに示すようにあるフレームの
画像OPと第2図Bに示すように次のフレームの
画像IPとの間で雲の部分が横方向に動いた場合で
は、静止情報がキヤンセルされると共に、ノイズ
成分はフレーム相関を有しないので、フレーム差
画像ΔFPは、第2図Cに示すようにノイズ成分
と1フレーム間の動きを示す動き情報とを含むも
のとなる。このようなフレーム差信号ΔFをその
ままで入力映像信号Iと合成すると、ノイズ成分
を小さくできても動き情報が加算されることによ
つて出力映像信号に残像が生じることになる。そ
こで動き情報が多い場合では、SNの改善度を小
さくし、これが少ない場合では、SNの改善度を
大きくするようになされる。つまり、第3図に示
すようにフレーム差信号ΔFの絶対値のレベルが
大きい場合には、動き情報が多いものと判別して
フイードバツク係数Kを小さくし、フレーム差信
号ΔFの絶対値のレベルが小さい場合には、動き
情報が少ないものと判別してフイードバツク係数
Kを大きくするように制御回路6で可変減衰器5
が制御される。入力映像信号Iは、遅延及び演算
処理の容易化のために、アナログ映像信号を
PCM変調することでデジタル映像信号の形態と
され、入力端子2に直列コードとして順次入力さ
れる。PCM変調の際の1サンプル或いは複数サ
ンプルを単位とし上述の減算器4及び加算器7の
演算動作並びにフイードバツク係数Kの制御がな
される。このようにして、出力映像信号による画
像に残像のような歪が生じることを防止してい
る。
さて、フイードバツク係数Kは、フレーム差信
号ΔFの関数f(ΔF)であるから、1フレーム
遅延をZ-1で表わすと、第1図に示すノイズ除去
回路は {I+ΔF・f(ΔF)}Z-1=O ………(1) の数式のものである。また、(Y=ΔF・f(Δ
F))とおくと、(1)式は {I+Y}Z-1=O ………(2) となる。
この(2)式から明かなように、第4図に示すよう
にフレーム差信号ΔFをYに変換する非線形回路
8によつて、第1図において破線で囲んで示す可
変減衰器5及び制御回路6からなるノイズ抽出回
路をおき代えることもできる。このような非線形
回路8は、ROM(リードオンリーメモリー)等
による関数発生器によつて実現することができ
る。
非線形回路8について更に説明すると、まず
(K=f(ΔF))の形は、第5図に示し、下式で
示すことができる。
従つて、 となる。この(Y=ΔF・f(ΔF))の曲線は
第6図に示すような2次曲線となる。このような
非線形回路8を用いれば、フレーム差信号ΔFの
大きさを別個の構成で検出する必要がなくなるの
で、回路構成の簡略化を図ることができる。
ところで、上述第1図或いは第4図に示す何れ
の構成のノイズ除去回路においても、減算器4か
ら得られるフレーム差信号ΔFに応じた量をフイ
ードバツクして入力映像信号Iと合成している。
しかし、動きの速い映像等のフレーム相関が小さ
い場合では、フレーム差画像ΔFP内で動きの情
報が占める割合が大きくなり、従つてフイードバ
ツク係数Kをかなり小さく、極端なときには、
(K=0)としなければならず、ノイズ除去の効
果を殆ど期待することができない。これを避けよ
うとすると、残像が生じる等の歪が増加する問題
点が生じる。また、他の問題として、テレビカメ
ラの種類(色ストライプフイルタを用いた単管式
カラーカメラか多管式のカラーカメラであるか)
等によつて入力映像信号Iに特定のパターンのノ
イズが多く含まれることが知られている。このよ
うに多く含まれるノイズを除去できることが望ま
れる。
本発明は、上述せる点を考慮してフレーム差信
号中に動きの情報が多く含まれている場合でも、
従来に比して一層ノイズだけに応じたフイードバ
ツク量を形成するようにしたものである。また、
入力映像信号Iに特定のパターンのノイズが多く
含まれる場合に有効なノイズ除去回路を実現せん
とするものである。
以下、本発明をNTSC方式のカラー映像信号の
ノイズ除去に適用した一実施例について説明する
に、入力端子2には、色副搬送周波数fscの3倍
或いは4倍の周波数でサンプリングされ、量子化
及びコード化されることでデジタル信号の形態と
されたカラー映像信号Iが供給される。第7図に
おいて、9は、フイードバツク信号と入力カラー
映像信号との時間関係をそろえるための遅延回路
を示し、10は、色信号反転回路を示す。NTSC
方式では、色搬送波の位相が1フイールドで1/4
周期ずつずれるので、1フレームでは、色搬送波
が位想反転している。従つて1フレーム遅延回路
1の出力映像信号成分のうちで色信号成分のみの
位相をもとの位相と反転するために、後述する構
成の色信号反転回路10が設けられている。
また、減算器4からのフレーム差信号ΔFが直
列並列変換回路11に供給されることにより、後
述のようにその出力に、或るラインと次のライン
との夫々で隣接する4個の画素点(サンプリング
点)に関するフレーム差信号が現れる。このフレ
ーム差信号が信号分割手段を構成する直交変換回
路12に供給されることにより、後述のようにこ
の4個の画素点の領域のフレーム差画像のパター
ンが判別され、そのパターンに応じ定まるレベル
の4個の出力信号が発生し、この4個の出力信号
が前述の非線形回路8A,8B,8C,8Dに
夫々供給される。非線形回路8A〜8Dの出力が
後述する構成の逆変換回路13を介して並列直列
変換回路14に供給され、この出力信号がフイー
ドバツク信号として加算器7に供給される。
色信号反転回路10の一例が第8図に示され
る。これは、1H(1水平周期)遅延回路15,
16と加算器17と1/2レベル減衰器18と減算
器19とバンドパスフイルタ20とによつてもと
の搬送色信号とは逆相で2倍のレベルの搬送色信
号を抽出し、遅延回路21を介された輝度信号及
び搬送色信号に対して加算器22にて加えること
により、搬送色信号の位相のみが入力信号とは反
転されたカラー映像信号を得る構成とされてい
る。
第9図は、直列並列変換回路11及び直交変換
回路12の一例の構成を示す。直列コードの形態
で入力端子23から供給されるフレーム差信号が
1H遅延回路24及び遅延回路25,26によつ
てあるフイールドの隣接する2本のラインの夫々
の隣接する2個ずつの計4個の画素点におけるフ
レーム差データに変換される。第10図Aに示す
ようにn番目のラインの隣接する2個の画素点を
a1a2とし、次の(n+1)番目のラインの隣接す
る2個の画素点をa3a4とすると、遅延回路25の
遅延量Dをサンプリング周期に等しく選んでおく
ことにより、入力端子23に画素点a4におけるフ
レーム差データSa4が供給される時には、第9図
に示すように、遅延回路25の出力にデータSa3
が現れ、1H遅延回路24の出力にデータSa2が現
れ、遅延回路26の出力にデータSa1が現れる。
これらのフレーム差データSa1〜Sa4が直交変換
回路12に供給される。この直交変換回路12
は、その出力端子27a,27b,27c,27
dの夫々に下記に示す変換出力S1〜S4を発生する
ように構成された演算回路である。
S1=Sa1+Sa2+Sa3+Sa4 S2=Sa1−Sa2+Sa3−Sa4 S3=Sa1+Sa2−Sa3−Sa4 S4=Sa1−Sa2−Sa3+Sa4 この直交変換回路12の変換出力S1〜S4のレベル
は、画素点a1〜a4による(2×2)の領域のフレ
ーム差映像パターンに応じたものとなる。第10
図B,C,D,Eの夫々において斜線領域の部分
を例えば+1の大きさとし、それ以外の領域の部
分を−1の大きさとすれば、変換出力S1〜S4は下
記に示すものとなる。
〔第10図B:全領域が+1のパターン〕 S1=4、S2=S3=S4=0 〔第10図C:+1がたて方向のパターン〕 S2=4、S1=S3=S4=0 〔第10図D:+1が横方向のパターン〕 S3=4、S1=S2=S4=0 〔第10図E:+1が斜め方向のパターン〕 S4=4、S1=S2=S3=0 従つて+1を映像信号の白レベル、−1をその
黒レベルと対応させれば、4個のデータで表わさ
れる領域のフレーム差映像パターンに応じたレベ
ル関係の変換出力S1〜S4を形成することができ
る。
ここでノイズ成分としてランダムなドツト状の
ものが存在しているものとすると、かかるノイズ
は、あらゆる方向の成分をもつので、出力信号S1
〜S4の夫々には、レベルが1/4に小さくされたノ
イズが含まれる。これに対し、動きの情報のパタ
ーンは、特定のパターンであるので、出力信号S1
〜S4のうちいずれかに多く現れることになる。従
つて動きの情報とノイズとの間のレベル差が明瞭
となり、非線形回路8A〜8Dの夫々は、検出さ
れたノイズのレベルをフレーム差信号ΔFとして
動作することになり、動きの情報のパターンが含
まれる入力信号が供給される非線形回路の出力は
頗る小さくなる。そして非線形回路8A〜8Dの
夫々の出力信号Sy1,Sy2,Sy3,Sy4が第11図
に示すような逆変換回路13に供給される。この
逆変換回路13は、第9図に示す直交変換回路1
2の入力から出力に至る信号の流れを逆にした構
成であり、その入力端子28a〜28dに各パタ
ーンに応じたフイードバツク信号Sy1〜Sy4が供
給されたときに、その出力には、画素点a1〜a4の
夫々におけるフイードバツク信号の4倍のレベル
の信号4Ya1〜4Ya4が現れる。
この逆変換回路13の出力が1H遅延回路29
と1サンプル周期の遅延量の遅延回路30,31
とからなる並列直列変換回路14によりもとの順
序に戻され、更に1/4レベル減衰器32を介され
ることで出力端子33に本来の順序でもつて各画
素点におけるフイードバツク信号が順次現れる。
加算器7において入力カラー映像信号と上述のよ
うに形成されたフイードバツク信号とが合成さ
れ、ノイズがキヤンセルされ、出力端子3にSN
が改善されたデジタルカラー映像信号を得ること
ができる。
上述せる所から理解されるように、本発明で
は、フレーム差情報をパターン分類し、各パター
ン毎のフレーム差情報を非線形回路8A〜8Dの
入力としているので、得られるフイードバツク信
号は、フレーム差信号を単にレベル判別して形成
する場合と比べて、ノイズの抽出を良く行なうこ
とができ、よりノイズにだけ対応したものとな
り、SN改善を良好とできると共に、出力映像信
号に残像成分が含まれるような歪を有効に防止す
ることができる。また、非線形回路8A〜8Dの
非直線特性を互いに等しいものとせずに、入力映
像信号に多く含まれるノイズのパターンに応じて
異ならせるようにしても良い。例えばテレシネで
良く問題となるかき落しエラーやフリツカーを良
く除去したい場合には、第10図Bに示すパター
ンに関するフレーム差信号S1を他のパターンに関
するフレーム差信号に比して重視すれば良い。つ
まり、非線形回路8Aの(K=f(ΔF))の特
性における定数α、βを他に比して大きくすれば
良い。他の例としては、色分解フイルタを用いた
単管式カラーカメラを用いた場合で横じまのカラ
ーノイズが多く含まれるようなときは、第10図
Dに示す横方向のパターンを重視すれば良い。こ
のようにすれば、より有効にSNを改善すること
ができる。
なお、パターン分類の領域は、(2×2)に限
らず、(2×4)などより大きな領域について行
なつても良い。
第12図は、本発明の他の実施例を示し、これ
は、パターン分類と同様のことを周波数成分の検
出で行なうようにしたものである。つまり、減算
器4からのフレーム差信号がたて方向ローパスフ
イルタ34及び減算器35に供給され、ローパス
フイルタ34からたて方向低域成分が得られ、減
算器35からたて方向高域成分が得られる。たて
方向ローパスフイルタ34は、1H遅延回路を1
個或いは複数個縦続接続し、各遅延回路の出力を
n個加算したものを(1/n)にすることで2ライ
ン或いは複数ライン分のフレーム差信号の平均値
即ち低域成分を取り出す構成である。また、36
及び38は、横方向ローパスフイルタであり、そ
の入力及び出力が減算器37及び39に供給され
ることで横方向高域成分がとり出される。横方向
ローパスフイルタ36,38は、1サンプル周期
遅延回路を1個或いは複数個用いることにより、
2画素点或いは複数画素点分のフレーム差信号の
平均値即ち横方向の低域成分を取り出す構成であ
る。
このようにしてたて方向低域成分及び横方向低
域成分と、たて方向低域成分及び横方向高域成分
と、たて方向高域成分及び横方向低域成分と、た
て方向高域成分及び横方向高域成分との4個の成
分にフレーム差信号ΔFを分解することができ、
各成分毎が非線形回路8A〜8Dの入力とされ、
この非線形回路8A〜8Dの出力が加算回路40
で合成されてフイードバツク信号が形成される。
かかる本発明の他の実施例によつても、前述と
同様にSN改善を良好に行なうことができる。勿
論、非線形回路8A〜8Dの特性を等しくせず、
入力カラー映像信号に多く含まれるノイズのパタ
に応じて異ならせても良い。
また、前述の本発明の一実施例及び他の実施例
における非線形回路8A〜8Dに代えて、第13
図に示すように制御回路6A〜6Dと、制御回路
の夫々により制御される可変減衰器5A〜5Dと
を用いるようにしても良い。
なお、カラー映像信号のSNを改善する場合、
輝度信号成分と色信号成分とを分離し、両成分に
ついて別個に上述と同様のノイズ除去を行なうよ
うにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のノイズ除去回路の一例のブロツ
ク図、第2図及び第3図はその説明に用いる略線
図、第4図は従来のノイズ除去回路の他の例のブ
ロツク図、第5図及び第6図は非線形回路の特性
の説明に用いる線図、第7図は本発明の一実施例
のブロツク図、第8図はその一部のブロツク図、
第9図は直交変換回路の一例のブロツク図、第1
0図は直交変換回路によるパターン分類の説明に
用いる図、第11図は逆変換回路の一例のブロツ
ク図、第12図は本発明の他の実施例のブロツク
図、第13図は本発明の更に他の実施例の一部ブ
ロツク図である。 1はフレーム遅延回路、2は入力端子、3は出
力端子、5,5A〜5Dは可変減衰器、6,6A
〜6Dは制御回路、8,8A〜8Dは非線形回
路、12は直交変換回路、13は逆変換回路であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力映像信号が供給されてN(但しN=1、
    2、3、…………)フレーム分の時間だけ遅延せ
    しめられる遅延手段と、上記入力映像信号と上記
    遅延手段の出力との差の信号を検出する差信号検
    出手段と、この検出された差信号を上記入力映像
    信号の性質に応じて複数の差信号に分割する信号
    分割手段と、この分割された複数の差信号が夫々
    各別に供給されると共に、そこに供給される各別
    の差信号のレベルに応じたレベルの出力を発生す
    る非線形回路と、上記入力映像信号と該複数の非
    線形回路の各出力とを合成する合成手段とを有
    し、この合成手段よりノイズの除去された出力映
    像信号を得るようにしたことを特徴とするノイズ
    除去回路。
JP14067378A 1978-09-21 1978-11-15 Noise removing circuit Granted JPS5567276A (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14067378A JPS5567276A (en) 1978-11-15 1978-11-15 Noise removing circuit
GB7932462A GB2033190B (en) 1978-09-21 1979-09-19 Video noise reduction system
CA336,033A CA1126860A (en) 1978-09-21 1979-09-20 Noise reduction system for video signals
DE2938130A DE2938130C3 (de) 1978-09-21 1979-09-20 System zur Störungs- bzw. Rauschverminderung in einem Bildsignal
US06/077,174 US4242705A (en) 1978-09-21 1979-09-20 Noise reduction system for video signals
NL7907012A NL192017C (nl) 1978-09-21 1979-09-20 Video-ruisreductiestelsel.
AU51031/79A AU526709B2 (en) 1978-09-21 1979-09-20 Video noise reduction system
FR7923612A FR2437130A1 (fr) 1978-09-21 1979-09-21 Dispositif de reduction des parasites
AT0621579A AT381817B (de) 1978-09-21 1979-09-21 System zur stoerung bzw. rauschverminderung in einem bildsignal

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JPS5567276A JPS5567276A (en) 1980-05-21
JPS625388B2 true JPS625388B2 (ja) 1987-02-04

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