JPS63219275A - テレビジョン映像信号のs/n改善装置 - Google Patents

テレビジョン映像信号のs/n改善装置

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JPS63219275A
JPS63219275A JP63030568A JP3056888A JPS63219275A JP S63219275 A JPS63219275 A JP S63219275A JP 63030568 A JP63030568 A JP 63030568A JP 3056888 A JP3056888 A JP 3056888A JP S63219275 A JPS63219275 A JP S63219275A
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signal
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inter
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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〕 本発明はテレビジ璽ン映像信号の騎を改善するテレビジ
璽ン映像信号S/N改善装置に関する。
〔従来の技術〕
テレビジ日ン映像信号のいを改善する方法として、映像
信号のフレーム間の自己相関を利用する方法がよく知ら
れている。この方式の一つの例としては、米国特許40
64530号(N0ISEREDUCTION FOR
C0LOR置EVISION ) 、及ヒSMPTE。
(5ociety of motlon Pictur
e and TelevisionEnglneera
、 Inc )から発行されたデジタルビデオ(Dig
ital Video )の中の[コード化されたNT
SC信号のためのデジタルノイズリデイユサ−の1g1
talNoise Raclnc@r for Enc
od@d NT8CSignals)Jにその原理及び
構成が詳細に説明されている。この方式の基本構成を第
8図に示す。第8図においてデジタル化された入力映像
信号は係数値(1−K)の係数器1そして加算器2を経
て1フレーム遅延器3に!供給される。遅延器3からの
出力はクロマインバータ4でバーストの位相を補正され
たあと、係数値(K)の係数器5に入る。そして係数器
5の出力は加算器2に供給される。以上のような構成に
よって1フレーム遅延器をもつ再帰減のデジタルフィル
タを構成することになる。この回路は時延数が係数Kに
よって変る一種の積分器として、動作する。そのため、
この方式は、フレーム間に自己相関がない信号成分、い
いかえるとフレーム間で変化のある信号成分に対して、
第8図の基本構成回路で動作させると、その信号成分の
変化に歪みを与え、映像信号の変化(動き)が不自然な
ものとなる。そこで従来はフレーム間の差信号を使って
、第8図の回路の係数器1 (1−K)および係数器5
(K)の値を連動させて変化させ、積分器(再帰型フィ
ルタ)の時定数を変化させている。
差信号レベルがある程度以上大きい時には、時定数を小
さく、あるいはKO値を零にしてフィルタの効果をなく
して、(この時S/N改善はできない)映像信号の変化
を補償している。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
以上従来による方法では係数器1,5の係数(1−K)
 (K)の値を数種類用意して、それらをフレーム間差
46号の検出回路を含む制御回路で連動して制御するこ
とになるが、この種の回路では係数器の誤差が次々にる
い積されるが、この誤差を少なくするためには掛算処理
を行う係数器1 (1−K)、5(K)の出力における
必要ビット長は、Kの値に応じて、太きくなシその回路
素子数も、かなりのものとなる。またノイズの周波数分
布や入力映像信号のレベルに応じた最適なS/N改善を
行うことはできなかった。
し九がワて、本発明の目的は、以上の欠点をなくし、回
路上の重複をさけ、必要最小限の構成でテレビジ曹ン映
像信号のS/N改善ができるテレビジ冒ン映像信号の8
2へ改善装置を提供することである。
〔問題を解決するための手段〕
まず、第1にフレーム間差信号による映像信号の変化検
出回路と、それによる制御回路に関して説明すれば、本
質的にフレーム間差信号とは、映像信号のフレーム間の
変化成分であることはいうまでもない。したがってその
信号変化成分をなんらかの方法で出力信号に付加するこ
とで映像信号の変化に影響を与えないようにできるはず
である。
そして本発明では2つの係数器の係数を連動して変える
必要はない。更に本発明においてはノイズ成分の周波数
分布や入力映像信号レベルによシ〔実施例〕 第1図は本発明の一実施例であシ、第8図の構成に対応
する必要ビット長がかなり大きい係数器6.7の係数は
固定であり、その係数の値を(1−K)、Kとする。な
おデジタルテレビジ璽ン信号処理においては入力8ビツ
トの場合、係数演算部の有効ビット長を12ビツトとす
れば充分である。1フレーム遅延器3の出力である1フ
レ一ム遅延信号はクロマインバータ4でバースト信号の
位相を補正され加算器8及び減算器9に加えられる。ま
た減算器9に入力信号も供給されている。減算器9で得
られたフレーム間差信号は関数値αの関数器10で所定
の割合だけ取り出されて加算器8に供給される。加算器
8の出力は係数器7でに倍されたあと加算器2に加えら
れる。加算器2の出力はS/′N改善装置として出力さ
れるとともに、1フレーム遅延器3へ供給されている。
今回のように加算器8、減算器9及び関数器10を含む
ブロックを補償回路11とすればこのブロック11映像
信号の動きの補償回路である。
関数器10の特性は、第2図に示すようなもので、zl
の領域はフレーム間差信号のレベルが小さく、はとんど
ノイズ成分しかない部分、z3の領域はフレーム間差値
レベルが大きく映像信号のフレーム間の変化とみなされ
る部分である。すなわち、zlの領域では第1図の加算
器8にフレーム間差信号は加算されず、第1図の回路は
再帰型のフィルターとして動作し、入力映像信号のSA
改善が行なわれる。又、23以上の領域では関数器10
のαの値は1となシフレーム間差信号はそのまま加算器
8に加わシ、その出力には遅延信号が現われず、入力信
号と同じものとなる。そこで入力信号に関数器6による
係数(1−K)と加算器8の出力に係数器7による係数
(K)がかかった後加算器2によって加算され、出力と
なる。そしてこの出力は入力と同じに彦る。
この動作を式で示すと次のようになる。入力信号をX、
フレーム遅延器3の出力をX/とすると、出力YFi Y=(1−K)X+K(α(x−x’)+x’)   
・・・(1)となる。
(1)式において、第2図21の領域ではα=0である
から Y=(1−K)X+KX’         ・・・(
2)第2図z3以上の領域ではα=1であるからY=(
1−K)X+KX=X       ・・・(3)すな
わち出力Yは入力Xとなる。また第2図22の領域は雑
音成分と映像信号のフレーム間の動きの成分が混在する
部分で、関数器10のαの値は′0″と′1”の中間の
値を待ち第2図のように変化する。
第3図は、第1図の回路方式を説明するための概念図で
ある。第3図aは入力信号X、bは遅延信号X′、Cは
フレーム間差信号x −x’、dは、第1図の加算器8
の出力(α(x−x’) + x’ )で、αの値はフ
レーム間差信号のレベルで変化する。
eは第1図の回路の出力Yでα=1の部分ではS/N改
善はされないが入力信号Xの変化が補償されていないこ
とを示す。以上第1図圧よって必要な可変係数器は1種
類でよくなシ、複雑な動きのrQ”1 制御回路は不要となった。更に係数器6,7の必要なビ
ット長の問題については以下の方法で解決できることを
示す。すなわち第2図の回路を実現するにあたり、第4
図のように変形することも可能である。本発明の第二の
実施例を示す第4図では減算器9で得られた差信号だけ
に一定係数(K)を係数器7でかけ、その前にある係数
器12の値を差信号が大きい時、すなわち入力映像信号
に変化がある時だけ零にして、遅延信号を出力に加算せ
ず、差信号が小さい時にはβの値を1にして遅延信号を
出力に付加し、第1図の基本回路と同じ動作をするよう
にしている。この回路によれば必要な係数器は1つだけ
になるほか係数(1−K)の係数器は不要になる。ここ
で減算器9で得られる差信号が大きい時はβを零にする
ため、減算器9から、加算器2に至る信号系のダイナミ
ックレンジは入力信号のそれよりも小さくてよいことは
明らかである。このことはデジタル処理を行なう場合特
に顕著で、係数器7(K)の必要ビット長を少なくする
ことが可能となる。第5図に、係数器12(β)の特性
を示す。
第6図は本発明の第三の実施例を示す図であり、更に第
4図の回路を変形した変形回路であシ、第4図の係数器
12および係数器7を1つにオとめ係数器13としさら
に、その係数器13を制御する回路(レベルの検知器)
14を独立させたものである。ここで検知器14は関数
器の一種である。
第6図の回路は係数器が1つですみ第4図の回路構成と
同様に減算器9から加算器2に至る信号系のダイナミッ
クレンジは、一般に入力信号のそれに比べ非常に小さく
できる等の特長がある。すなわち、係数器13差信号レ
ベルの検知器14によりてその差信号レベルが大きい時
は小さくあるいは零になるため差信号レベルがある程度
小さい時だけ係数器13が働けばよく、その値に′は1
よりも小さいからである。
以上本発明は第1図の基本回路及び第1図から変形され
た第4図、そして第6図の構成とも、入力信号とある遅
延手段により遅延された信号との差信号から映像信号の
動きのある信号成分を取りだし、その信号成分を直接出
力信号に加えることでその映像信号の動きを補償しなが
ら、かつ、差信号が小さい時、すなわちその差信号に含
まれる成分が雑音信号だけと考えられる時には、映像信
号の平均化により S/N改善の目的を達している。
第4図、及び第6図の回路構成では減算器9の極性が第
1図の場合とは逆になっているため、その動作はちょう
ど逆になりている(第2図に示したαの特性と第5図に
示したβの特性)が基本的な考え方(方式)は以上、述
べた事と同じであることは言うまでもない。
テレビジ璽ン映像信号に含まれるランダムノイズの視覚
的な妨害度は入力映倫信号のレベルによりて変化するこ
とが知られている。またテレビジ1ン映像信号に含まれ
るノイズ成分の振幅分布は映倫信号周波数域の高域に集
中していることも知られている。これらの事情は当然S
A改善動作に反映されるべきである。第7図は入力映像
信号のレベルに応じてい改善度を変えるとともに、ノイ
ズ成分の振幅分布を考慰したS/N改善を行う本発明の
第四の実施例である。
第7図において、減算器9から出力されるフレーム間差
信号は第6図と同様に係数器13に供給されるとともに
、クロマノイズイコライザー(等何冊)15に送られる
。等何冊15はローパスフィルターで構成され高域のレ
ベルがおとされる。
等何冊15の出力は関数器16に供給される。関数器1
6は第6図におけるレベルの検知器14と同様なもので
あり、フレーム間差信号のレベルが大きいときに係数器
13の係数を小さくし、S/′N改善度を下げる。つ1
#)等何冊15を挿入することで高域の改善度を上げる
ことができる。一方入力映像信号は変調器17に供給さ
れ、外部から供給される閾値を変調する。変調器17の
出力は関数器16に供給され、外部からの閾値及び入力
映像信号レベルに応じて係数器13の係数を制御してS
//N改善度を変えている。
入力映像信号レベル及び映像信号に含まれるノイズ成分
の振幅分布を考慮してSA改善度を賛える技術に関して
は昭和53年3月8日に出願された特許出願「テレビジ
曹ン映儂信号のS/N改善装置」(特開昭54−118
724号公報)に詳細に説明しであるので詳細な説明は
省く。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば2つの係数器の係数を連動して制
御することなく、唯一の係数器の係数(あるいは関数器
の関数)を制御するだけで効果的すよシシンプルなテレ
ビジ璽ン映像信号のい改善装置が得られる。更に本発明
は入力映像信号レベルや映像信号に含まれるノイズ成分
の振幅分布を考慮してS/8J改善をするものもシンゾ
ルな構成で得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す図、第2図は第1
図の関数器10の特性を示す図、第3図は本発明による
S/N改善動作を説明するための図、第4図は本発明の
第二の実施例を示す図、第5図は第4図における係数器
12の特性を示す図、第6図は本発明の第三の実施例を
示す図、第7図は本発明の第四の実施例を示す図である
。第8図は従来の構成を示す図である。 図において1,5・・・係数器、2・・・加算器、3・
・・1フレーム遅延器、4・・・クロマインバータ、6
゜7・・・係数器、8・・・加算器、9・・・減算器、
10・・・関数器、11・・・補償回路、12・・・係
数器、13・・・係ai、14・・・レベル検知器、1
5・・・クロマノイズイコライザー、16・・・関数器
、17・・・変調器。 1゜ 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)テレビジョン映像信号のフレーム間の自己相関を
    利用して映像信号のS/N改善をする装置において、入
    力映像信号をフレーム単位で遅延する遅延手段と、前記
    遅延手段の出力と前記入力映像信号との差をとるフレー
    ム間差信号抽出手段と、前記フレーム間差信号のレベル
    に応じて前記抽出手段の出力を映像信号に付加してS/
    N改善された映像信号を出力する加算手段と、前記入力
    映像信号のレベルに応じて前記加算手段における抽出手
    段の出力の付加の割合を制御する制御手段とを具備する
    ことを特徴とするテレビジョン映像信号のS/N改善装
    置。
  2. (2)テレビジョン映像信号のフレーム間の自己相関を
    利用して映像信号のS/N改善をする装置において、入
    力映像信号をフレーム単位で遅延する遅延手段と、前記
    遅延手段の出力と前記入力映像信号との差をとるフレー
    ム間差信号抽出手段と、前記フレーム間差信号抽出手段
    の出力を受ける所定の周波数特性をもつ等価器と、前記
    等価器の出力レベルに応じて前記抽出手段からのフレー
    ム間差信号を映像信号に付加してS/N改善された映像
    信号を出力する加算出手段と、前記入力映像信号のレベ
    ルに応じて前記加算手段におけるフレーム間差信号の付
    加の割合を制御する制御手段とを具備することを特徴と
    するテレビジョン映像信号のS/N改善装置。
  3. (3)テレビジョン映像信号のフレーム間の自己相関を
    利用して映像信号のS/N改善をする装置において、入
    力映像信号をフレーム単位で遅延する遅延手段と、前記
    遅延手段の出力と前記入力映像信号との差をとるフレー
    ム間差信号抽出手段と、前記フレーム間差信号を受ける
    係数器と、前記係数器の出力と映像信号とを加算してS
    /N改善された映像信号を出力する加算器と、前記フレ
    ーム間差信号を受ける所定の周波数特性をもつ等価器と
    、前記等価器の出力と閾値とを比較し比較結果に応じて
    前記係数器の係数を制御する第1の制御手段と、前記入
    力映像信号のレベルに応じて前記閾値を制御する第2の
    制御手段とを具備することを特徴とするテレビジョン映
    像信号のS/N改善装置。
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