JP2000115632A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、低照度で撮像された微小レベルの映
像信号を高い利得で増幅すると、ショット雑音まで増幅
してしまい、ノイズ成分が増え、Ｓ／Ｎ比が悪くなって
しまうという問題があった。 【解決手段】 本発明では、信号レベル検出手段の検出
結果がある程度明るい照度範囲においては、ＡＧＣ回路
による信号レベルの改善を行い、加算器と乗算器により
フレーム間の加算平均処理が行われることにより、ノイ
ズ成分を低減する。多少暗い照度範囲においては、ＡＧ
Ｃ回路による信号レベルの増幅率を一定にし、加算器と
検出される信号レベルが小さくなるにつれ乗算係数が大
きくなる乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行わ
れることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの
改善を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号処理装置
に関し、特に、低照度時の画質を改善する映像信号処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の撮像素子によるカメラ装置等
を有する映像端末においては、一般家庭内や屋外での夜
間撮影等の照明条件が極めて悪い低照度での状況にて撮
像する場合、カメラ装置により撮像される映像が極端に
暗くなったり、非常にノイズが目立つという現象が問題
になっている。

【０００３】撮像した映像が極端に暗くなる要因は、カ
メラ装置に用いられているＣＣＤ等の撮像素子の感度が
悪いためである。ＣＣＤ等の撮像素子は、近年の半導体
の微細加工技術の進展につれ、ＣＣＤの小型化が進み、
１つの画素で取り扱える信号電子数が減少してきてお
り、そのため暗い条件で撮像したＣＣＤの出力レベルが
小さくなることで感度が悪くなってきている。

【０００４】非常にノイズが目立つという要因は、画素
当たりの信号電子数の減少から、光電変換時に発生する
ショット雑音が無視できなくなってきているためであ
る。

【０００５】感度を改善する従来からの手法としては、 ａ）絞りの開口率を大きくする ｂ）シャッター速度を遅くし露光時間を長くする ｃ）ＡＧＣ（ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）等の信
号処理による信号レベルの改善 ｄ）フレーム加算方式による信号処理による信号レベル
の改善 等の手法により改善されてきた。

【０００６】ａ）の絞りの開口率については、大きくす
る程取り付けられるレンズは大きくなり、また明るい条
件で撮像した場合、カメラセンサが飽和してしまうこと
からあまり開口率を上げることができない。

【０００７】自動絞り機構をレンズに搭載した場合は、
更なるレンズ筐体の増大、コスト大となり、コストや消
費電力が優先される映像端末においては、絞りは開口率
が小さめで、且つ固定とならざるを得ない。

【０００８】ｂ）については、ＣＣＤ等の撮像素子の多
くは可変電子シャッター制御により、自由にシャッター
速度を変えることができるが、例えばＮＴＳＣ映像信号
を生成しようとした場合、１秒間で３０フレームの映像
信号を必要とするＮＴＳＣの規格に基づく制約があるた
め、殆どの撮像素子は最小（最長の露光時間）でも１／
３０秒のシャッター速度までしか制御できない。

【０００９】ｃ）における従来技術の具体的な実施例を
図１５に示す。図１５はＡＧＣ回路の詳細構成を示す図
であり、ＧＣＡ（Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｏｒｌ Ａｍｐｌ
ｉｆｉｅｒ）回路１、Ａ／Ｄ変換器２、信号レベル検出
回路３、Ｄ／Ａ変換器４により構成される。

【００１０】撮像素子から出力される映像信号は、ＡＧ
Ｃ回路への入力信号として先ずＧＣＡ回路１に入力され
る。ＧＣＡ回路１は、後述するＤ／Ａ変換器４から得ら
れる利得制御信号Ｇ１’により入力された映像信号を増
幅する。

【００１１】増幅された映像信号はＡ／Ｄ変換回路２に
入力され、デジタル映像信号に変換される。デジタル映
像信号に変換された映像信号は、ＡＧＣ回路の出力映像
信号として出力される。

【００１２】その際出力された映像信号は、同時に信号
レベル検出回路３にも供給される。信号レベル検出回路
３は、出力される映像信号から現在の映像信号のレベル
検出を行う。

【００１３】レベル検出された結果は利得制御係数Ｋ
１’としてＤ／Ａ変換器４に入力される。Ｄ／Ａ変換器
４は利得制御係数Ｋ１’をアナログ制御信号に変換し、
利得制御信号Ｇ１’を出力する。

【００１４】出力された利得制御信号Ｇ１’は、ＧＣＡ
回路１に帰還され、利得の自動制御を行う。

【００１５】図１６は、信号レベル検出回路３から出力
される利得制御係数Ｋ１’について示した図である。照
度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化していった
ときの係数の変化を説明する。

【００１６】照度が明るいときは信号レベルが高くなる
ので、低い利得になるよう小さい利得制御係数Ｋ１’＝
ｍｉｎが出力される。

【００１７】徐々に照度が暗くなるにつれ、信号レベル
は低くなるので、高い利得になるよう利得制御係数Ｋ
１’＝ｍａｘまで徐々に大きくなっていく。

【００１８】利得制御係数Ｋ１’がｍａｘまで動作して
からさらに照度が暗くなる場合は、最大値である利得制
御係数Ｋ１’＝ｍａｘを維持し、そのため信号レベルが
低くなっていく。

【００１９】ｄ）のフレーム加算方式による従来技術に
ついては、特開平５−３４４４１７「高感度カメラ」に
て低照度時の撮像素子の出力レベルを改善する映像信号
処理装置の提案がされている。

【００２０】従来技術である映像信号処理装置の実施例
の一部を図１７に示す。図１７はフレーム加算回路の詳
細構成を示す図であり、Ａ／Ｄ変換回路２、画像メモリ
４、加算器５により構成される。

【００２１】撮像素子から出力される映像信号は、先ず
Ａ／Ｄ変換回路２に入力される。Ａ／Ｄ変換回路２は、
入力された映像信号をデジタル映像信号に変換し、画像
メモリ４、加算器５に出力される。画像メモリ４は、１
フレーム分の記憶容量を持ち、１フレームの遅延回路と
して動作する。１フレーム遅延された映像信号とＡ／Ｄ
変換回路２から出力される遅延されない現在の映像信号
は、それぞれ加算器５に入力され加算される。加算され
た映像信号は、フレーム加算回路の出力映像信号として
出力される。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにｃ）の手
法であるＡＧＣ回路は、現在の映像信号のレベルに応じ
て自動で利得の制御を行うことで、低照度で撮像された
微小レベルの映像信号を常に一定のレベルに増幅できる
ことから、多くの映像端末で使用されてきた。

【００２３】しかし、低照度で撮像された微小レベルの
映像信号を高い利得で増幅すると、ショット雑音まで増
幅してしまい、ノイズ成分が増え、Ｓ／Ｎ比が悪くなっ
てしまう。

【００２４】また、上述のようにｄ）の手法であるフレ
ーム加算回路は、１フレーム遅延された映像信号と遅延
されない現在の映像信号を加算することで、振幅レベル
で２倍の映像信号を得ることができる。

【００２５】加えて、ノイズ成分はフレーム相関の低い
ショット雑音であり、ノイズ成分を含むフレームの加算
に関しては、殆どがノイズ成分のある画素と無い画素の
加算になることから、本来の映像信号は加算により２倍
されるが、ノイズ成分は加算されず、加算される２フレ
ームにおいて平均化されようになり、ある程度ノイズ成
分のレベルを抑制することが可能となる。

【００２６】静止画像を加算平均する事で、１枚毎の画
像の信号対雑音比Ｓ／Ｎの改善は以下のようになされ
る。

【００２７】一般に光系のＳ／Ｎは、

【００２８】

【数１】

【００２９】となり、信号と量子雑音は、入力光電力Ｐ
とセンサーの倍増率Ｍにより増大するが、熱雑音はこれ
に依存しない。

【００３０】従って、十分な光入力の下で、倍増率の高
いセンサーを使用すると熱雑音は無視できる。

【００３１】しかし、光入力の弱い状況下（暗い場合）
では、これらの雑音がすべては無視出来ない。

【００３２】まず、量子雑音（ショット雑音）は、入射
する光が粒子としての性質を持つことから、統計的な揺
らぎを持っている事に起因する。

【００３３】この揺らぎはポアソン分布に従い、１つの
画素に入射する光子数の平均値をｎとすると標準偏差は
√ｎであり、これが揺らぎ、即ち雑音を示す。

【００３４】そこで、

【００３５】

【数２】

【００３６】と定義する。

【００３７】これは、光子数を増加すれば、即ち、積分
（加算）操作をすればｎが大きくなり、Ｓ／Ｎはこれに
伴い√ｎで増加する。

【００３８】次に、熱雑音の加算平均は、正規分布して
いる互いに相関のない（相関係数γ＝０の）雑音源の加
算として考えられ、雑音電力はそのまま加算される。

【００３９】また、システム雑音はＡ／Ｄ変換器による
量子化雑音などのシステムに固有の雑音であり、その発
生原因により特性がことなるため一概には議論できな
い。

【００４０】上記量子化雑音の場合は、本発明の場合Ａ
ＧＣをかける事により信号強度をそろえる事が出来、例
えばＡ／Ｄ変換器に起因する量子化雑音を抑える事が出
来る。

【００４１】以上のように、加算（平均）を行う事で、
量子雑音に相当する雑音を減少する事が出来る。

【００４２】しかし、ノイズ成分自体は存在するので、
数秒といったある一定期間にわたってのＳ／Ｎ比による
画質劣化の度合いを観測した場合、ｃ）のＡＧＣ回路の
場合と同様に、Ｓ／Ｎ比が良くなるといった改善がされ
るわけではない。

【００４３】つまり、何枚も連続した画像全体で見る
と、改善効果が出て来ない。

【００４４】また、このようなフレーム加算回路におい
て２倍以上のレベル改善を行おうとした場合、図１８に
示すように、画像メモリ６、加算器７を追加することに
より、２フレーム遅延された映像信号と１フレーム遅延
された映像信号と遅延されない現在の映像信号を加算す
ることで、振幅レベルで３倍の映像信号を得ることがで
きる。

【００４５】このようにさらに１フレーム前の映像信号
を加算することにより、２倍、３倍、４倍．．．の映像
信号を得ることができるが、整数倍のレベル改善しか行
うことができず、ｃ）のＡＧＣ回路のようにＤ／Ａ変換
器のビット精度により決定する階調にて行われる多段制
御が不可能なため、常に一定のレベル改善を行うことし
かできなかった。

【００４６】

【課題を解決するための手段】これら課題を改善する発
明として、第１の発明に係る映像信号処理装置におい
て、入力された映像信号を増幅するＧＣＡ手段と、デジ
タル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、現在の映像
信号のレベル検出を行い利得制御係数と乗算係数を生成
する信号レベル検出手段と、利得制御係数をアナログ制
御信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、少なくとも１フレ
ーム分の記憶容量を持つ画像メモリにより１フレームの
遅延信号を生成する遅延手段と、１フレーム遅延された
映像信号、或いは最大ｎフレーム遅延された複数枚のフ
レームと遅延されない現在の映像信号を加算する少なく
とも１つ以上の加算手段と、加算された映像信号と乗算
係数を乗算する乗算手段を有する。

【００４７】第２の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第１の発明に係る映像信号処理装置に加え、
少なくとも１ライン分の記憶容量を持つラインメモリに
より１ラインの遅延信号を生成する遅延手段と、１ライ
ン遅延された映像信号、或いは最大ｎライン遅延された
複数ラインと遅延されない現在の映像信号を加算する少
なくとも１つ以上の加算手段を有する。

【００４８】第３の発明に係る映像信号処理装置におい
て、入力された映像信号を増幅するＧＣＡ手段と、デジ
タル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、現在の映像
信号のレベル検出を行い利得制御係数と乗算係数を生成
する信号レベル検出手段と、利得制御係数をアナログ制
御信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、映像信号を画像サ
イズを縮小・拡大する少なくとも１つ以上のスケーリン
グ手段と、通常の映像信号と画像サイズを縮小・拡大し
た映像信号を切り換える少なくとも１つ以上の切り換え
手段と、少なくとも１フレーム分の記憶容量を持つ画像
メモリにより１フレームの遅延信号を生成したり、画素
数比で１／ｎに縮小した映像信号のｎフレームの遅延信
号を生成する遅延手段と、１フレーム遅延された映像信
号、或いは最大ｎフレーム遅延された複数枚のフレーム
と遅延されない現在の映像信号を加算する累積加算手段
と、加算された映像信号と乗算係数を乗算する乗算手段
を有する。

【００４９】第４の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第１から第３の発明に係る映像信号処理装置
に加え、ノイズリダクション手段を有する。

【００５０】第５の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第４の発明に係る映像信号処理装置に加え、
前記フィルタ強度係数を、画像の動きが検出された時に
はフィルタ係数を通常より小さくする様に制御する係数
制御部を持つ。

【００５１】第６の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第４または５の発明に係る映像信号処理装置
に加え、前記フィルタ強度係数を、照度が暗い時に大き
くする様に制御する係数制御部を持つ。

【００５２】第７の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第４から６の発明に係る映像信号処理装置に
加え、ノイズリダクション回路としてフレーム巡回型ノ
イズリダクション回路を使用した。

【００５３】第８の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第４から７の発明に係る映像信号処理装置に
おけるフレーム加算用の画像メモリと、ノイズリダクシ
ョン手段の内部で有する画像メモリの代わりに、少なく
とも２フレーム分の記憶容量を持つ画像メモリとメモリ
Ｉ／Ｆにより各々の１フレームの遅延信号を生成する遅
延手段を有する。

【００５４】第９の発明に係る映像信号処理装置におい
ては、前記第４から７の発明に係る映像信号処理装置に
加え、映像信号を画像サイズを縮小・拡大する少なくと
も１つ以上のスケーリング手段と、通常の映像信号と画
像サイズを縮小・拡大した映像信号を切り換える少なく
とも１つ以上の切り換え手段を有する。

【００５５】第１の発明に係る手段により、ある程度明
るい照度範囲においては、加算器と乗算器によりフレー
ム間の加算平均処理が行われることによりノイズ成分を
低減する。

【００５６】多少暗い照度範囲においては、加算器と検
出される信号レベルが小さくなるにつれ乗算係数が大き
くなる乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われ
ることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改
善を行う。

【００５７】さらに暗い照度範囲においては、加算器と
検出される信号レベルがある一定値以下の場合乗算係数
が１となる乗算器によりフレーム間の加算処理が行われ
ることにより信号レベルの改善を行う。

【００５８】また、第２の発明に係る手段により、ある
程度明るい照度範囲においては、加算器と乗算器により
ライン間とフレーム間の加算平均処理が行われることに
よりノイズ成分を低減する。

【００５９】多少暗い照度範囲においては、加算器と検
出される信号レベルが小さくなるにつれ乗算係数が大き
くなる乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われ
ることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改
善を行う。

【００６０】さらに暗い照度範囲においては、加算器と
検出される信号レベルがある一定値以下の場合乗算係数
が１となる乗算器によりライン間とフレーム間の加算処
理が行われることにより信号レベルの改善を行う。

【００６１】また、第３の発明に係る手段により、Ａ／
Ｄ変換された直後に、画素数比で１／ｎに縮小した映像
信号を生成することにより、ある程度明るい照度範囲に
おいては、加算器と乗算器により（ｎ＋１）フレーム間
の加算平均処理が行われることによりノイズ成分を低減
する。

【００６２】多少暗い照度範囲においては、加算器と検
出される信号レベルが小さくなるにつれ乗算係数が大き
くなる乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われ
ることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改
善を行う。

【００６３】さらに暗い照度範囲においては、加算器と
検出される信号レベルがある一定値以下の場合乗算係数
が１となる乗算器により（ｎ＋１）フレーム間の加算処
理が行われることにより信号レベルの改善を行う。

【００６４】また、第４の発明に係る手段により、ある
程度明るい照度範囲においては、加算平均処理によりノ
イズ成分を低減した分、ノイズリダクション回路のフィ
ルタ強度を弱くなるようにノイズリダクション回路が動
作する。

【００６５】多少暗い照度範囲においては、検出される
信号レベルが小さくなるにつれ加算平均処理によりノイ
ズ成分を低減する効果が低減した分、ノイズリダクショ
ン回路のフィルタ強度を徐々に強くなるようにノイズリ
ダクション回路が動作する。

【００６６】さらに暗い照度範囲においては、ノイズリ
ダクション回路のフィルタ強度を最強になるようにノイ
ズリダクション回路が動作する。これにより、ノイズリ
ダクション回路のフィルタ強度が自動制御される。

【００６７】また、第８の発明に係る手段により、フレ
ーム加算とノイズリダクションに用いられる１フレーム
遅延した映像信号を生成するため、メモリＩ／Ｆが各々
の映像信号を生成するためのメモリ制御を時分割にて行
う。

【００６８】メモリＩ／Ｆは、フレーム加算とノイズリ
ダクションに用いられるメモリ領域に対し適宜メモリ制
御を行う。

【００６９】また、第９の発明に係る手段により、上記
に記した第５の発明に係る作用と同様に、フレーム加算
とノイズリダクションに用いられる１フレーム遅延した
映像信号を生成するため、メモリＩ／Ｆが各々の映像信
号を生成するためのメモリ制御を時分割にて行う。

【００７０】さらにＡ／Ｄ変換された直後に、画素数比
で１／ｎに縮小した映像信号を生成することにより、メ
モリＩ／Ｆは、フレーム加算とノイズリダクションに用
いられるメモリ領域に対し、フレーム加算用のメモリ領
域は（ｎ−１）／ｎの領域を使って、ノイズリダクショ
ン用メモリ領域は１／ｎの領域を使って適宜メモリ制御
を行う。

【００７１】その際、ある程度明るい照度範囲において
は、加算器と乗算器によりｎフレーム間の加算平均処理
が行われることによりノイズ成分を低減し、且つ、加算
平均処理によりノイズ成分を低減した分、ノイズリダク
ション回路のフィルタ強度を弱くなるようにノイズリダ
クション回路が動作する。

【００７２】多少暗い照度範囲においては、加算器と検
出される信号レベルが小さくなるにつれ乗算係数が大き
くなる乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われ
ることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改
善を行う。

【００７３】また、検出される信号レベルが小さくなる
につれ加算平均処理によりノイズ成分を低減する効果が
低減した分、ノイズリダクション回路のフィルタ強度を
徐々に強くなるようにノイズリダクション回路が動作す
る。

【００７４】さらに暗い照度範囲においては、加算器と
検出される信号レベルがある一定値以下の場合乗算係数
が１となる乗算器によりｎフレーム間の加算処理が行わ
れることにより信号レベルの改善する。

【００７５】また、ノイズリダクション回路のフィルタ
強度を最強になるようにノイズリダクション回路が動作
する。

【００７６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明に係る映像信
号処理装置の実施例の構成図を図１に示し、図１、図２
を用いて詳細説明を以下に記述する。

【００７７】図１に示すように映像信号処理装置は、入
力された映像信号を増幅するＧＣＡ回路１と、デジタル
映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、現在の映像信号
のレベル検出を行い利得制御係数Ｋ１と乗算係数Ｋ２を
生成する信号レベル検出回路３と、利得制御係数Ｋ１を
アナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換器４と、１フレ
ーム分の記憶容量を持ち１フレームの遅延回路として動
作する画像メモリ５と、１フレーム遅延された映像信号
とＡ／Ｄ変換器２から出力される遅延されない現在の映
像信号を加算する加算器６と、加算された映像信号と乗
算係数Ｋ２を乗算する乗算器９により構成される。

【００７８】撮像素子から出力される映像信号は、入力
映像信号として先ずＧＣＡ回路１に入力される。ＧＣＡ
回路１は、後述するＤ／Ａ変換器４から得られる利得制
御信号Ｇ１により入力された映像信号を増幅する。

【００７９】増幅された映像信号はＡ／Ｄ変換回路２に
入力され、デジタル映像信号に変換し、映像信号Ｓ１を
出力する。デジタル映像信号に変換された映像信号はＳ
１、画像メモリ５、加算器６に出力される。

【００８０】その際出力された映像信号Ｓ１は、同時に
信号レベル検出回路３にも供給される。信号レベル検出
回路３は、Ａ／Ｄ変換回路２から出力された映像信号Ｓ
１から現在の映像信号のレベル検出を行う。

【００８１】レベル検出された結果は利得制御係数Ｋ１
としてＤ／Ａ変換器４に入力される。Ｄ／Ａ変換器４は
利得制御係数Ｋ１をアナログ制御信号に変換し、利得制
御信号Ｇ１を出力する。

【００８２】出力された利得制御信号Ｇ１は、ＧＣＡ回
路１に帰還され、利得の自動制御が行われる。

【００８３】画像メモリ５は、１フレーム分の記憶容量
を持ち、１フレームの遅延回路として動作する。

【００８４】１フレーム遅延された映像信号Ｓ２とＡ／
Ｄ変換回路２から出力される遅延されない現在の映像信
号Ｓ１は、それぞれ加算器５に入力され加算される。加
算された映像信号Ｓ３は、乗算器９に入力される。

【００８５】乗算器９には、信号レベル検出回路３から
出力される乗算係数Ｋ２が入力され、加算された映像信
号と乗算係数Ｋ２が乗算され、出力映像信号として出力
される。

【００８６】図２を用いて信号レベル検出回路３から出
力される各係数について説明する。図２には従来の技術
で説明したＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係
数Ｋ１’の係数曲線を併せて図示している。

【００８７】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【００８８】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの２倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図２に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ１となる。

【００８９】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ１を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【００９０】次に、乗算器９に入力され加算された映像
信号と乗算を行う乗算係数Ｋ２について、上述と同じよ
うに照度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化して
いったときの乗算係数Ｋ２の変化について説明する。

【００９１】ある程度の明るさまでは乗算係数Ｋ２＝
０．５の一定値となり変化しない。乗算係数Ｋ２＝０．
５というのは、１／２のことであり、加算器６と乗算器
９により加算平均処理されることを意味し、この期間を
加算平均期間と称する。

【００９２】ある程度の明るさとは、図２に示すとおり
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ１となるときである。

【００９３】このときからさらに照度が暗くなるにつれ
乗算係数Ｋ２は大きくなり、信号レベル検出回路３が検
出する信号レベルがある一定値になるとき乗算係数Ｋ２
が１となるように大きくなっていく。

【００９４】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図２からも
明らかなとおり、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときである。

【００９５】乗算係数Ｋ２は０．５〜１の間で可変する
ことから、この期間を可変期間と称する。

【００９６】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、乗算係数Ｋ２＝１の一定値となりこれ以上暗く
なっても乗算係数Ｋ２は変化しない。

【００９７】乗算係数Ｋ２＝１というのは、乗算器９で
は信号レベルは変化しないということであり、加算器６
により２フレーム分の加算処理のみがされることを意味
し、この期間を加算期間と称する。

【００９８】加算平均期間においては、利得制御係数Ｋ
１の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且つ、加
算器と乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われ
ることによりノイズ成分を低減する。

【００９９】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１は
一定であり増幅率は変化しないため、照度が暗くなるに
つれ信号レベルは小さくなるが、ノイズ成分においても
増幅されない。

【０１００】乗算係数Ｋ２は０．５〜１の間で変化する
ことから、フレーム間の加算平均処理が行われることに
よりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行
う。

【０１０１】加算期間においては、フレーム間の加算処
理が行われることにより２倍の信号レベルの改善を行
う。

【０１０２】図３は本発明の第１の発明に係る映像信号
処理装置の別の実施例を示した構成図であり、第１の発
明に係る映像信号処理装置の別の実施例について、図
３、図４を用いて詳細説明を以下に記述する。

【０１０３】また、前述と同じ構成になっている部分に
ついては、同じ番号を付し、その説明を省略する。

【０１０４】図３に示すように第１の発明に係る映像信
号処理装置の構成と異なる部分は、１フレーム分の記憶
容量を持ち、画像メモリ５により遅延された映像信号を
さらに１フレーム遅延させる遅延回路として動作する画
像メモリ７と、画像メモリ７により２フレーム遅延され
た映像信号Ｓ４と、加算器６から出力された１フレーム
遅延された映像信号Ｓ２と遅延されない現在の映像信号
Ｓ１を加算した映像信号Ｓ５とを加算する加算器８が追
加されている点である。

【０１０５】画像メモリ７は、画像メモリ５と同様に１
フレーム分の記憶容量を持ち、１フレームの遅延回路と
して動作する。

【０１０６】画像メモリ７は、画像メモリ５により１フ
レーム遅延された映像信号Ｓ２をさらに１フレーム遅延
させ、画像メモリ７により２フレーム遅延された映像信
号Ｓ４と、加算器６から出力された１フレーム遅延され
た映像信号Ｓ２とＡ／Ｄ変換回路２から出力される遅延
されない現在の映像信号Ｓ１を加算した映像信号Ｓ５
は、それぞれ加算器８に入力され加算される。

【０１０７】加算された映像信号Ｓ６は、乗算器９に入
力される。乗算器９には、信号レベル検出回路３から出
力される乗算係数Ｋ２が入力され、加算された映像信号
Ｓ６と乗算係数Ｋ２が乗算され、出力映像信号として出
力される。

【０１０８】図４を用いて第１の発明に係る映像信号処
理装置の別の実施例において信号レベル検出回路３から
出力される各係数について説明する。図２と同様に従来
の技術で説明した利得制御係数Ｋ１’の係数曲線を併せ
て図示している。

【０１０９】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【０１１０】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図４に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ２となる。

【０１１１】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ２を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【０１１２】次に、乗算器９に入力され加算された映像
信号と乗算を行う乗算係数Ｋ２について、上述と同じよ
うに照度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化して
いったときの乗算係数Ｋ２の変化について説明する。

【０１１３】ある程度の明るさまでは乗算係数Ｋ２＝
０．３３３・・・の一定値となり変化しない。乗算係数
Ｋ２＝０．３３３・・・というのは、１／３のことであ
り、加算器６と加算器８と乗算器９により加算平均処理
されることを意味し、図２と同様にこの期間を加算平均
期間と称する。

【０１１４】ある程度の明るさとは、図４に示すとおり
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ２となるときである。

【０１１５】このときからさらに照度が暗くなるにつれ
乗算係数Ｋ２は大きくなり、信号レベル検出回路３が検
出する信号レベルがある一定値になるとき乗算係数Ｋ２
が１となるように大きくなっていく。

【０１１６】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図４からも
明らかなとおり、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときである。

【０１１７】乗算係数Ｋ２は０．３３３・・・〜１の間
で可変することから、図２と同様にこの期間を可変期間
と称する。

【０１１８】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、乗算係数Ｋ２＝１の一定値となりこれ以上暗く
なっても乗算係数Ｋ２は変化しない。

【０１１９】乗算係数Ｋ２＝１というのは、乗算器９で
は信号レベルは変化しないということであり、加算器６
と加算器８により３フレーム分の加算処理のみがされる
ことを意味し、図２と同様にこの期間を加算期間と称す
る。

【０１２０】加算平均期間においては、第１の発明に係
る映像信号処理装置の動作と同様に、利得制御係数Ｋ１
の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且つ、加算
器と乗算器によりフレーム間の加算平均処理が行われる
ことによりノイズ成分を低減する。

【０１２１】加算平均期間は照度が利得制御係数Ｋ１が
ｍａｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルにな
るときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明
に係る映像信号処理装置の動作と比較すると、加算平均
期間は短い期間となる。

【０１２２】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１＝
ｃｏｎｓｔ２となり利得制御係数Ｋ１は一定であり増幅
率は変化しないため、照度が暗くなるにつれ信号レベル
は小さくなるが、ノイズ成分においても増幅されない。

【０１２３】乗算係数Ｋ２は０．３３３・・・〜１の間
で変化することから、フレーム間の加算平均処理が行わ
れることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの
改善を行う。

【０１２４】可変期間は照度が利得制御係数Ｋ１がｍａ
ｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルになると
きの明るさから、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明に
係る映像信号処理装置の動作と比較すると、可変期間は
長い期間となる。

【０１２５】加算期間においては、３フレーム間の加算
処理が行われることにより３倍の信号レベルの改善を行
う。

【０１２６】本発明の第２の発明に係る映像信号処理装
置の実施例の構成図を図５に示し、図５、図６を用いて
詳細説明を以下に記述する。また、前述と同じ構成にな
っている部分については、同じ番号を付し、その説明を
省略する。

【０１２７】図５に示すように第１の発明に係る映像信
号処理装置の構成と異なる部分は、１ライン分の記憶容
量を持ち１ラインの遅延回路として動作するラインメモ
リ１０と、１ライン遅延された映像信号Ｓ７とＡ／Ｄ変
換器２から出力される遅延されない現在の映像信号Ｓ１
を加算する加算器１１が追加されている点である。

【０１２８】ラインメモリ１０は、１ライン分の記憶容
量を持ち、１ラインの遅延回路として動作する。ライン
メモリ１０により１ライン遅延された映像信号Ｓ７と、
Ａ／Ｄ変換回路２から出力される遅延されない現在の映
像信号Ｓ１は、それぞれ加算器１１に入力され加算され
る。

【０１２９】また、加算器１１にて加算された映像信号
Ｓ８と、画像メモリ５により１フレーム遅延された映像
信号Ｓ２は、それぞれ加算器６に入力され加算される。
加算器６にて加算された映像信号Ｓ９は、乗算器９に入
力される。

【０１３０】乗算器９には、信号レベル検出回路３から
出力される乗算係数Ｋ２が入力され、加算された映像信
号Ｓ９と乗算係数Ｋ２が乗算され、出力映像信号として
出力される。

【０１３１】図６を用いて第２の発明に係る映像信号処
理装置の実施例において信号レベル検出回路３から出力
される各係数について説明する。図２と同様に従来の技
術で説明した利得制御係数Ｋ１’の係数曲線を併せて図
示している。

【０１３２】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【０１３３】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図６に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ３となる。

【０１３４】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ３を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【０１３５】次に、乗算器９に入力され加算された映像
信号と乗算を行う乗算係数Ｋ２について、上述と同じよ
うに照度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化して
いったときの乗算係数Ｋ２の変化について説明する。

【０１３６】ある程度の明るさまでは乗算係数Ｋ２＝
０．３３３・・・の一定値となり変化しない。乗算係数
Ｋ２＝０．３３３・・・というのは、１／３のことであ
り、加算器１１と加算器６と乗算器９により加算平均処
理されることを意味し、図２と同様にこの期間を加算平
均期間と称する。ある程度の明るさとは、図６に示すと
おり利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ３となるときであ
る。

【０１３７】このときからさらに照度が暗くなるにつれ
乗算係数Ｋ２は大きくなり、信号レベル検出回路３が検
出する信号レベルがある一定値になるとき乗算係数Ｋ２
が１となるように大きくなっていく。

【０１３８】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図６からも
明らかなとおり、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときである。

【０１３９】乗算係数Ｋ２は０．３３３・・・〜１の間
で可変することから、図２と同様にこの期間を可変期間
と称する。

【０１４０】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、乗算係数Ｋ２＝１の一定値となりこれ以上暗く
なっても乗算係数Ｋ２は変化しない。

【０１４１】乗算係数Ｋ２＝１というのは、乗算器９で
は信号レベルは変化しないということであり、加算器１
１と加算器６によりライン間とフレーム間の加算処理の
みがされることを意味し、図２と同様にこの期間を加算
期間と称する。

【０１４２】加算平均期間においては、第１の発明に係
る映像信号処理装置の動作と同様に、利得制御係数Ｋ１
の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且つ、加算
器と乗算器によりライン間とフレーム間の加算平均処理
が行われることによりノイズ成分を低減する。

【０１４３】加算平均期間は照度が利得制御係数Ｋ１が
ｍａｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルにな
るときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明
に係る映像信号処理装置の動作と比較すると、加算平均
期間は短い期間となる。

【０１４４】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１＝
ｃｏｎｓｔ３となり利得制御係数Ｋ１は一定であり増幅
率は変化しないため、照度が暗くなるにつれ信号レベル
は小さくなるが、ノイズ成分においても増幅されない。

【０１４５】乗算係数Ｋ２は０．３３３・・・〜１の間
で変化することから、フレーム間の加算平均処理が行わ
れることによりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの
改善を行う。

【０１４６】可変期間は照度が利得制御係数Ｋ１がｍａ
ｘで増幅可能な信号レベルの３倍の信号レベルになると
きの明るさから、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明に
係る映像信号処理装置の動作と比較すると、可変期間は
長い期間となる。

【０１４７】加算期間においては、ライン間とフレーム
間の加算処理が行われることにより３倍の信号レベルの
改善を行う。

【０１４８】本発明の第３の発明に係る映像信号処理装
置の実施例の構成図を図７に示し、図７、図８、図９を
用いて詳細説明を以下に記述する。

【０１４９】図７に示すように第３の発明に係る映像信
号処理装置は、入力された映像信号を増幅するＧＣＡ回
路１と、デジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２
と、現在の映像信号のレベル検出を行い利得制御係数Ｋ
１と乗算係数Ｋ２を生成する信号レベル検出回路３と、
利得制御係数Ｋ１をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ
変換器４と、映像信号を画像サイズを１／ｎに縮小する
第１のスケーリング回路１２と、通常の映像信号と画像
サイズを縮小した映像信号を切り換える第１の切り換え
回路１３と、１フレーム分の記憶容量を持ち１フレーム
の遅延回路として動作したり、画素数比で１／ｎに縮小
した映像信号をｎフレームの遅延回路として動作する画
像メモリ１４、及びメモリＩ／Ｆ１５と、１フレーム遅
延された映像信号、或いは最大ｎフレーム遅延された複
数枚のフレームと遅延されない現在の映像信号を加算す
る累積加算器１６と、加算された映像信号と乗算係数Ｋ
２を乗算する乗算器９と、映像信号を画像サイズを拡大
する第２のスケーリング回路１７と、通常の映像信号と
画像サイズを拡大した映像信号を切り換える第２の切り
換え回路１８により構成される。

【０１５０】画像メモリ１４は、１フレーム分の記憶容
量を持ち、１フレームの遅延回路として動作したり、画
素数比で１／ｎに縮小した映像信号においてｎフレーム
の遅延回路として動作する。

【０１５１】メモリＩ／Ｆは、遅延された映像信号を生
成するためのメモリ制御を行う。

【０１５２】切換回路１３と切換回路１８に示されるス
イッチが上側になっているとき、映像信号は第１のスケ
ーリング回路１２と第２のスケーリング回路１７を経由
しないので、第１の発明に係る映像信号処理装置の動作
と同様に動作する。

【０１５３】その際、画像メモリ１４は１フレームの遅
延回路として動作し、メモリＩ／Ｆは、１フレーム遅延
された映像信号を生成するためのメモリ制御を行う。

【０１５４】切換回路１３と切換回路１８に示されるス
イッチが下側になっているとき、映像信号は第１のスケ
ーリング回路１２と第２のスケーリング回路１７を経由
する。

【０１５５】このとき第１のスケーリング回路１２は、
映像信号を画像サイズを画素サイズで１／ｎに縮小する
ように動作し、１／ｎに縮小した映像信号Ｓ１０を生成
する。

【０１５６】その際、画像メモリ１４は１／ｎに縮小し
た映像信号Ｓ１０においてｎフレームの遅延回路として
動作し、メモリＩ／Ｆは、１フレームからｎフレームま
での遅延された映像信号を生成するためのメモリ制御を
時分割で行う。

【０１５７】本実施例において、ｎ＝４として以降の説
明を行う。

【０１５８】ｎ＝４における第１のスケーリング回路１
２は、画素数比で１／４の画像サイズに縮小するように
動作する。これは、通常の映像信号の画像サイズが例え
ば、水平画素数３５２画素、垂直画素数２８８画素とし
た場合、水平画素数１７６画素、垂直画素数１４４画素
の画像サイズに縮小されることを意味する。

【０１５９】また、ｎ＝４における第２のスケーリング
回路１７は、画素数比で４倍の画像サイズに拡大するよ
うに動作する。

【０１６０】これは、スケーリングされる前の映像信号
の画像サイズが例えば、水平画素数１７６画素、垂直画
素数１４４画素とした場合、水平画素数３５２画素、垂
直画素数２８８画素の画像サイズに拡大されることを意
味する。

【０１６１】ｎ＝４における画像メモリ１４は、メモリ
領域ａ、メモリ領域ｂ、メモリ領域ｃ、メモリ領域ｄの
４つのメモリ領域に対し、メモリ制御される。

【０１６２】ここで画像メモリ１４には、１／４に縮小
した映像信号で１フレーム前から４フレーム前までの遅
延された映像信号が記憶されており、メモリＩ／Ｆ１５
は、切換回路１３から出力される遅延されない現在の映
像信号Ｓ１の画素情報Ｐ１と同じ画素位置の画素情報
で、遅延された各映像信号に対応した画素情報Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４、Ｐ５を読み出す。

【０１６３】さらにメモリＩ／Ｆ１５は、切換回路１３
から出力される遅延されない現在の映像信号Ｓ１の画素
情報Ｐ１を、メモリ領域ａ、メモリ領域ｂ、メモリ領域
ｃ、メモリ領域ｄの順番で書き込み、メモリ領域ｄまで
書き込まれた後は、再びメモリ領域ａ、メモリ領域ｂ、
メモリ領域ｃ、メモリ領域ｄの順番で書き込みが行われ
る。

【０１６４】これにより画像メモリ１４には、常に１フ
レーム前から４フレーム前までの遅延された映像信号が
記憶されることになる。

【０１６５】切換回路１３から出力される現在の映像信
号の画素情報Ｐ１と、メモリＩ／Ｆ１５により画像メモ
リ１４から読み出された遅延された各映像信号の画素情
報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、累積加算器１６に入力さ
れる。

【０１６６】図８は累積加算器１６の構成を示す図であ
り、切換回路１９、加算器２０により構成される。

【０１６７】現在の映像信号の画素情報Ｐ１と、遅延さ
れた各映像信号の画素情報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、
切換回路１９に入力され、現在の映像信号の画素情報Ｐ
１が入力されているときは切換回路１９に示されるスイ
ッチは上側に、遅延された各映像信号の画素情報Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５が入力されているときは切換回路１９
に示されるスイッチは下側になるように動作する。

【０１６８】これにより切換回路１９は、現在の映像信
号の画素情報Ｐ１と、遅延された各映像信号の画素情報
Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を連続して出力するようにな
り、加算器２０に入力される。

【０１６９】加算器２０は加算された結果が再び加算器
２０の入力に帰還されるようになっており、現在の映像
信号の画素情報Ｐ１と、遅延された各映像信号の画素情
報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の全ての画素情報について加
算されるように動作する。

【０１７０】累積加算器１６にて加算された映像信号Ｓ
１１は、乗算器９に入力される。乗算器９には、信号レ
ベル検出回路３から出力される乗算係数Ｋ２が入力さ
れ、加算された映像信号１１と乗算係数Ｋ２が乗算さ
れ、乗算された映像信号Ｓ１２を出力する。

【０１７１】乗算された映像信号Ｓ１２は、第２のスケ
ーリング回路１７に入力される。このとき第２のスケー
リング回路１７は、映像信号を画像サイズを画素サイズ
でｎ倍に拡大するように動作し、ｎ倍に拡大した映像信
号を生成する。

【０１７２】第２のスケーリング回路１７により生成さ
れたｎ倍に拡大した映像信号は、切換回路１８を経て、
出力映像信号として出力される。

【０１７３】図９を用いて第３の発明に係る映像信号処
理装置の実施例において信号レベル検出回路３から出力
される各係数について説明する。図２と同様に従来の技
術で説明した利得制御係数Ｋ１’の係数曲線を併せて図
示している。

【０１７４】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【０１７５】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの５倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図９に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ４となる。

【０１７６】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ４を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【０１７７】次に、乗算器９に入力され加算された映像
信号と乗算を行う乗算係数Ｋ２について、上述と同じよ
うに照度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化して
いったときの乗算係数Ｋ２の変化について説明する。

【０１７８】ある程度の明るさまでは乗算係数Ｋ２＝
０．２の一定値となり変化しない。乗算係数Ｋ２＝０．
２というのは、１／５のことであり、累積加算器１６と
乗算器９により加算平均処理されることを意味し、図２
と同様にこの期間を加算平均期間と称する。

【０１７９】ある程度の明るさとは、図９に示すとおり
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ４となるときである。

【０１８０】このときからさらに照度が暗くなるにつれ
乗算係数Ｋ２は大きくなり、信号レベル検出回路３が検
出する信号レベルがある一定値になるとき乗算係数Ｋ２
が１となるように大きくなっていく。

【０１８１】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図６からも
明らかなとおり、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときである。

【０１８２】乗算係数Ｋ２は０．２〜１の間で可変する
ことから、図２と同様にこの期間を可変期間と称する。

【０１８３】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、乗算係数Ｋ２＝１の一定値となりこれ以上暗く
なっても乗算係数Ｋ２は変化しない。

【０１８４】乗算係数Ｋ２＝１というのは、乗算器９で
は信号レベルは変化しないということであり、累積加算
器１６により５フレーム間の加算処理のみがされること
を意味し、図２と同様にこの期間を加算期間と称する。

【０１８５】加算平均期間においては、第１の発明に係
る映像信号処理装置の動作と同様に、利得制御係数Ｋ１
の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且つ、加算
器と乗算器によりライン間とフレーム間の加算平均処理
が行われることによりノイズ成分を低減する。

【０１８６】加算平均期間は照度が利得制御係数Ｋ１が
ｍａｘで増幅可能な信号レベルの５倍の信号レベルにな
るときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明
に係る映像信号処理装置の動作と比較すると、加算平均
期間はさらに短い期間となる。

【０１８７】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１＝
ｃｏｎｓｔ４となり利得制御係数Ｋ１は一定であり増幅
率は変化しないため、照度が暗くなるにつれ信号レベル
は小さくなるが、ノイズ成分においても増幅されない。

【０１８８】乗算係数Ｋ２は０．２〜１の間で変化する
ことから、フレーム間の加算平均処理が行われることに
よりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行
う。

【０１８９】可変期間は照度が利得制御係数Ｋ１がｍａ
ｘで増幅可能な信号レベルの５倍の信号レベルになると
きの明るさから、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得
制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとなる
ときの明るさまでの照度期間を指すため、第１の発明に
係る映像信号処理装置の動作と比較すると、可変期間は
さらに長い期間となる。

【０１９０】加算期間においては、５フレーム間の加算
処理が行われることにより５倍の信号レベルの改善を行
う。

【０１９１】上記で説明した第２のスケーリング回路１
７、及び切換回路１８は、出力される映像信号の画像サ
イズが入力される映像信号の画像サイズと同じでなけれ
ばならないときに必要な回路であり、第１のスケーリン
グ回路１２でスケーリングされた画像サイズのままの映
像信号で良い場合は、第２のスケーリング回路１７、及
び切換回路１８は無くても良い。

【０１９２】これは、通常の映像信号の画像サイズが、
水平画素数３５２画素、垂直画素数２８８画素とした場
合、つまり国際電気通信連合電気通信標準化セクター
（ＩＴＵ−Ｔ）文書”推奨Ｈ．２６１、又はＨ．２６３
（狭帯域通信チャネル用ビデオ符号化に関する規格文
書）”で謳われているＣＩＦ（ｃｏｍｍｏｎ ｉｎｔｅ
ｒｍｅｄｉａｔｅ ｆｏｒｍａｔ）である場合、１／４
に縮小した映像信号の画像サイズは水平画素数１７６画
素、垂直画素数１４４画素であり、これはＱＣＩＦ（ｑ
ｕａｒｔｅｒ ｃｏｍｍｏｎ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔ
ｅ ｆｏｒｍａｔ）に相当するため、Ｈ．２６１、又は
Ｈ．２６３を用いた画像通信端末に本発明である映像信
号処理装置が用いられるときは１／４にスケーリングさ
れたＱＣＩＦの画像サイズのまま利用できる場合がある
からである。

【０１９３】本発明の第４の発明に係る映像信号処理装
置の実施例の構成図を図１０に示し、図１０、図１１を
用いて詳細説明を以下に記述する。また、前述と同じ構
成になっている部分については、同じ番号を付し、その
説明を省略する。

【０１９４】図１０に示すように第１の発明に係る映像
信号処理装置の構成と異なる部分は、フレーム巡回型の
ノイズリダクション回路２１が追加されている点であ
る。

【０１９５】フレーム巡回型のノイズリダクション回路
２１は、図１０に示すように低照度改善された映像信号
Ｓ１２から動き画素を検出する動き検出回路２２と、フ
ィルタ強度係数を制御する係数制御部２３、乗算器２
４、２５、加算器２６、１フレーム分の記憶容量を持
ち、１フレームの遅延回路として動作する画像メモリ２
７により構成される。

【０１９６】第１の発明に係る映像信号処理装置から出
力される低照度改善された映像信号Ｓ１２は、動き検出
回路２２と、乗算器２４に入力される。動き検出回路２
２は、低照度改善された映像信号Ｓ１２から各画素の動
きの変化量を算出する。

【０１９７】算出された動き情報は、係数制御部２３に
出力される。係数制御部２３には、映像信号処理装置内
の信号レベル検出３から出力されるフィルタ強度係数Ｋ
３も入力される。

【０１９８】係数制御部２３は、映像信号処理装置内の
信号レベル検出３から得られるフィルタ強度係数Ｋ３を
基に、動き検出回路２２から得られる動き情報に応じて
フィルタ強度係数Ｋ３をさらに０〜１の範囲内で変化さ
せ、フィルタ強度係数Ｋ４を生成する。

【０１９９】すなわち、動き検出回路２２で検出された
動き情報がなしと判定された場合は、フィルタ強度係数
Ｋ３はそのままフィルタ強度係数Ｋ４とし、動き検出回
路２２で検出された動き情報が有りと判定された場合
は、フィルタ強度係数Ｋ３を小さくした係数をフィルタ
強度係数Ｋ４とする。

【０２００】係数制御部２３で生成されたフィルタ強度
係数Ｋ４は、乗算器２４には１−Ｋ４を、乗算器２５に
はＫ４を出力する。

【０２０１】低照度改善された映像信号は、先ず乗算器
２４にて１−Ｋ４が乗算し、映像信号Ｓ１３を生成す
る。

【０２０２】ここで画像メモリ２７は、１フレーム分の
記憶容量を持ち、１フレームの遅延回路として動作し、
画像メモリ２７には１フレーム前に生成された出力映像
信号Ｓ１４が記憶されており、１フレーム遅延された出
力映像信号Ｓ１４を乗算器２５に出力する。

【０２０３】１フレーム遅延された出力映像信号Ｓ１４
は、乗算器２５にてＫ４が乗算し、映像信号Ｓ１５を生
成する。

【０２０４】乗算器２４、乗算器２５で生成された映像
信号Ｓ１３，Ｓ１５は加算器２６に入力され、加算され
出力映像信号を生成する。

【０２０５】生成された出力映像信号は、画像メモリ２
７にも入力され、前述の１フレーム遅延された出力映像
信号の生成に用いられる。

【０２０６】このようなフレーム巡回型のノイズリダク
ション回路において、フィルタ強度係数Ｋ４は、フィル
タ強度係数Ｋ４が大きい値（１に近い値）にあるほど、
ノイズ成分の低減効果が高い。

【０２０７】上述のようにフレーム巡回型のノイズリダ
クション回路が動作することにより、時間軸方向に対す
る周波数特性が悪くなる時間フィルタが構成され、フレ
ーム相関の無いショット雑音を低減する。

【０２０８】フレーム巡回型のノイズリダクション回路
で動き検出回路により検出された動き情報を基にフィル
タ強度を変化させているのは、時間軸方向に対する周波
数特性が悪くなることでフレーム相関の無い動き画素に
対しても時間フィルタが適用されることにより生じる残
像やボケを低減するためであり、上述のように動き検出
回路で検出された動き情報が有りと判定された場合は、
フィルタ強度係数を小さくしたフィルタ強度係数を採用
することで、残像やボケを低減している。

【０２０９】図１１を用いて第４の発明に係る映像信号
処理装置の実施例において信号レベル検出回路３から出
力される各係数について説明する。

【０２１０】図２と同様に従来の技術で説明した利得制
御係数Ｋ１’の係数曲線を併せて図示している。

【０２１１】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【０２１２】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの２倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図１１に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ１となる。

【０２１３】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ１を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【０２１４】乗算器９に入力され加算された映像信号と
乗算を行う乗算係数Ｋ２については、第１の発明に係る
映像信号処理装置で説明した乗算係数Ｋ２の変化と同様
のため、説明を省略する。

【０２１５】次に、フレーム巡回型のノイズリダクショ
ン回路２１の係数制御部２３に入力されるフィルタ強度
制御係数Ｋ３について、照度が明るい場合から暗い場合
まで徐々に変化していったときのフィルタ強度制御係数
Ｋ３の変化について説明する。

【０２１６】ある程度の明るさまでは、フィルタ強度制
御係数Ｋ３はフィルタ強度１からフィルタ強度２まで一
定の増加率にて大きくなっていく。

【０２１７】ある程度の明るさとは、図１１に示すとお
り利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ１となるときであり、
第１の発明に係る映像信号処理装置の説明で用いられた
加算平均期間と等しい。

【０２１８】このときからさらに照度が暗くなった場
合、フィルタ強度制御係数Ｋ３は、信号レベル検出回路
３が検出する信号レベルがある一定値になるとき、フィ
ルタ強度制御係数Ｋ３はフィルタ強度２からフィルタ強
度３まで大きくなっていき、前記加算平均期間の増加率
よりさらに大きい増幅率にて大きくなっていく。

【０２１９】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図１１から
も明らかなとおり、第１の発明に係る映像信号処理装置
の説明で用いられた利得制御係数Ｋ１’（ＡＧＣ回路の
みで増幅した場合の利得制御係数）にて利得制御係数Ｋ
１’＝ｍａｘとなるときであり、第１の発明に係る映像
信号処理装置の説明で用いられた可変期間と等しい。

【０２２０】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、フィルタ強度制御係数Ｋ３はフィルタ強度３か
らフィルタ強度大まで大きくなっていき、前記加算平均
期間の増加率と同じ増幅率にて大きくなっていく。

【０２２１】この変化期間は、第１の発明に係る映像信
号処理装置の説明で用いられた加算期間と等しい。

【０２２２】上記に示したフィルタ強度制御係数Ｋ３の
変化においてこのような変化特性になっている理由を下
記に記す。

【０２２３】図１１に示すフィルタ強度制御係数Ｋ３’
は、低照度改善部の加算平均期間、及び可変期間の加算
平均処理によるノイズ成分の低減効果がない場合のノイ
ズ特性、つまり第１の発明に係る映像信号処理装置のよ
うにフレーム加算処理による信号レベルの改善ではな
く、従来技術で示したＡＧＣ回路のみによる信号レベル
の改善を行った場合のノイズ特性に合わせたフィルタ強
度制御係数の変化特性であり、フィルタ強度制御係数Ｋ
３は、第１の発明に係る映像信号処理装置のようにフレ
ーム加算処理による信号レベルの改善効果分を差し引い
たフィルタ強度制御係数を適用しているためである。

【０２２４】よって、加算平均期間においては、第１の
発明に係る映像信号処理装置の動作と同様に、利得制御
係数Ｋ１の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且
つ、加算器と乗算器によりフレーム間の加算平均処理が
行われることによりノイズ成分を低減する。

【０２２５】また、加算平均処理によりノイズ成分を低
減した分、ノイズリダクション回路のフィルタ強度を弱
くなるようにノイズリダクション回路が動作する。

【０２２６】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１＝
ｃｏｎｓｔ１となり利得制御係数Ｋ１は一定であり増幅
率は変化しないため、照度が暗くなるにつれ信号レベル
は小さくなるが、ノイズ成分においても増幅されない。

【０２２７】乗算係数Ｋ２は０．５〜１の間で変化する
ことから、フレーム間の加算平均処理が行われることに
よりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行
う。

【０２２８】また、可変期間における加算平均処理によ
りノイズ成分を低減した分、ノイズリダクション回路の
フィルタ強度を弱くなるようにノイズリダクション回路
が動作する。

【０２２９】加算期間においては、フレーム間の加算処
理が行われることにより３倍の信号レベルの改善を行
い、ノイズリダクション回路のフィルタ強度がフィルタ
強度大になるようにノイズリダクション回路が動作す
る。これにより、ノイズリダクション回路のフィルタ強
度が自動制御される。

【０２３０】本発明の第５の発明に係る映像信号処理装
置の実施例の構成図を図１２に示し、図１２を用いて詳
細説明を以下に記述する。

【０２３１】また、前述と同じ構成になっている部分に
ついては、同じ番号を付し、その説明を省略する。

【０２３２】図１２に示すように第４の発明に係る映像
信号処理装置の構成と異なる点は、第４の発明に係る映
像信号処理装置におけるフレーム加算処理のための画像
メモリ５と、ノイズリダクション回路の内部で有する画
像メモリ２７の代わりに、２フレーム分の記憶容量を持
ち１フレームの遅延回路を並列動作する画像メモリ２９
と、メモリＩ／Ｆ２８により構成される点である。

【０２３３】メモリＩ／Ｆ２８と画像メモリ２９は、映
像信号処理装置のフレーム加算処理に必要な１フレーム
遅延した映像信号を生成するための遅延回路として、又
はノイズリダクション回路に用いられる１フレーム遅延
した映像信号を生成するための遅延回路として動作す
る。

【０２３４】メモリＩ／Ｆ２８は、映像信号処理装置の
フレーム加算処理に必要な１フレーム遅延した映像信号
Ｓ２を生成するためのメモリ制御と、ノイズリダクショ
ンに用いられる１フレーム遅延した映像信号Ｓ１４を生
成するためのメモリ制御を時分割で行う。

【０２３５】画像メモリ２９は、メモリ領域ｅ、メモリ
領域ｆの２つのメモリ領域に対し、メモリ制御される。

【０２３６】映像信号処理装置のフレーム加算処理に必
要な１フレーム遅延した映像信号Ｓ２を生成するための
遅延回路として動作する場合、メモリＩ／Ｆ２８は、画
像メモリ２９に記憶されている１フレーム遅延された映
像信号からＡ／Ｄ変換器２から出力される遅延されない
現在の映像信号Ｓ１の画素情報Ｐ１と同じ画素位置の画
素情報Ｐ２を読み出す。

【０２３７】さらにメモリＩ／Ｆ２８は、映像信号処理
装置のＡ／Ｄ変換器２から出力される遅延されない現在
の映像信号Ｓ１の画素情報Ｐ１をメモリ領域ｅに書き込
む。

【０２３８】これにより画像メモリ２９には、常に１フ
レームの遅延された映像信号が記憶されることになる。

【０２３９】ノイズリダクション回路に用いられる１フ
レーム遅延した映像信号Ｓ１４を生成するための遅延回
路動作する場合、メモリＩ／Ｆ２８は、画像メモリ２９
に記憶されている出力映像信号を１フレーム遅延させた
映像信号から加算器２６から出力される出力映像信号の
画素情報Ｐ６と同じ画素位置の画素情報Ｐ７を読み出
す。

【０２４０】さらにメモリＩ／Ｆ２８は、ノイズリダク
ション回路の加算器２６から出力される出力映像信号の
画素情報Ｐ６をメモリ領域ｆに書き込む。

【０２４１】これにより画像メモリ２９には、常に１フ
レームの遅延された出力映像信号が記憶されることにな
る。

【０２４２】本発明の第６の発明に係る映像信号処理装
置の実施例の構成図を図１３に示し、図１３を用いて詳
細説明を以下に記述する。

【０２４３】図１３に示すように第６の発明に係る映像
信号処理装置は、入力された映像信号を増幅するＧＣＡ
回路１と、デジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２
と、現在の映像信号のレベル検出を行い利得制御係数Ｋ
１と乗算係数Ｋ２を生成する信号レベル検出回路３と、
利得制御係数Ｋ１をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ
変換器４と、映像信号を画像サイズを１／ｎに縮小する
第１のスケーリング回路１２と、通常の映像信号と画像
サイズを縮小した映像信号を切り換える第１の切り換え
回路１３と、１フレーム分の記憶容量を持ち１フレーム
の遅延回路として動作したり、画素数比で１／ｎに縮小
した映像信号を（ｎ−１）フレームの遅延回路として動
作するメモリＩ／Ｆ３０、及び画像メモリ３１と、１フ
レーム遅延された映像信号、或いは最大（ｎ−１）フレ
ーム遅延された複数枚のフレームと遅延されない現在の
映像信号を加算する累積加算器１６と、加算された映像
信号と乗算係数Ｋ２を乗算する乗算器９と、フレーム巡
回型のノイズリダクション回路２１と、映像信号を画像
サイズを拡大する第２のスケーリング回路１７と、通常
の映像信号と画像サイズを拡大した映像信号とノイズリ
ダクションされない映像信号を切り換える第３の切り換
え回路３２により構成される。

【０２４４】フレーム巡回型のノイズリダクション回路
２１は、第６の発明に係る映像信号処理装置で用いられ
たノイズリダクション回路と構成であり、説明を省略す
る。

【０２４５】画像メモリ３１は、１フレーム分の記憶容
量を持ち、１フレームの遅延回路として動作したり、画
素数比で１／ｎに縮小した映像信号において（ｎー１）
フレームの遅延回路として動作したりする。メモリＩ／
Ｆは、遅延された映像信号を生成するためのメモリ制御
を行う。

【０２４６】切換回路１３と切換回路３２に示されるス
イッチが上側になっているとき、映像信号は第１のスケ
ーリング回路１２とフレーム巡回型のノイズリダクショ
ン回路２１と第２のスケーリング回路１７を経由しない
ので、第１の発明に係る映像信号処理装置の動作と同様
に動作する。

【０２４７】その際、画像メモリ３１は１フレームの遅
延回路として動作し、メモリＩ／Ｆは、１フレーム遅延
された映像信号を生成するためのメモリ制御を行う。

【０２４８】切換回路１３と切換回路３２に示されるス
イッチが下側になっているとき、映像信号は第１のスケ
ーリング回路１２とフレーム巡回型のノイズリダクショ
ン回路２１と第２のスケーリング回路１７を経由する。

【０２４９】このとき第１のスケーリング回路１２は、
映像信号を画像サイズを画素サイズで１／ｎに縮小する
ように動作し、１／ｎに縮小した映像信号Ｓ１０を出力
する。

【０２５０】その際、画像メモリ３１は１／ｎに縮小し
た映像信号Ｓ１０において（ｎ−１）フレームの遅延回
路として動作し、メモリＩ／Ｆは、１フレームから（ｎ
−１）フレームまでの遅延された映像信号を生成するた
めのメモリ制御を時分割で行う。

【０２５１】本実施例において、ｎ＝４として以降の説
明を行う。

【０２５２】第３の発明に係る映像信号処理装置の場合
と同様に、ｎ＝４における第１のスケーリング回路１２
は、画素数比で１／４の画像サイズに縮小するように動
作する。

【０２５３】これは、通常の映像信号の画像サイズが例
えば、水平画素数３５２画素、垂直画素数２８８画素と
した場合、水平画素数１７６画素、垂直画素数１４４画
素の画像サイズに縮小されることを意味する。

【０２５４】また、ｎ＝４における第２のスケーリング
回路１７は、画素数比で４倍の画像サイズに拡大するよ
うに動作する。

【０２５５】これは、スケーリングされる前の映像信号
の画像サイズが例えば、水平画素数１７６画素、垂直画
素数１４４画素とした場合、水平画素数３５２画素、垂
直画素数２８８画素の画像サイズに拡大されることを意
味する。

【０２５６】ｎ＝４における画像メモリ３１は、メモリ
領域ａ、メモリ領域ｂ、メモリ領域ｃの３つのメモリ領
域に対し、メモリ制御される。

【０２５７】ここで画像メモリ３１には、１／４に縮小
した映像信号で１フレーム前から３フレーム前までの遅
延された映像信号が記憶されており、メモリＩ／Ｆ３０
は、切換回路１３から出力される遅延されない現在の映
像信号Ｓ１の画素情報Ｐ１と同じ画素位置の画素情報
で、遅延された各映像信号に対応した画素情報Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４を読み出す。

【０２５８】さらにメモリＩ／Ｆ３０は、切換回路１３
から出力される遅延されない現在の映像信号Ｓ１の画素
情報Ｐ１を、メモリ領域ａ、メモリ領域ｂ、メモリ領域
ｃの順番で書き込み、メモリ領域ｃまで書き込まれた後
は、再びメモリ領域ａ、メモリ領域ｂ、メモリ領域ｃの
順番で書き込みが行われる。

【０２５９】これにより画像メモリ３１には、常に１フ
レーム前から３フレーム前までの遅延された映像信号が
記憶されることになる。

【０２６０】切換回路１３から出力される現在の映像信
号の画素情報Ｐ１と、メモリＩ／Ｆ３０により画像メモ
リ３１から読み出された遅延された各映像信号の画素情
報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、累積加算器１６に入力される。

【０２６１】累積加算器１６は、現在の映像信号の画素
情報Ｐ１と、遅延された各映像信号の画素情報Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４の全ての画素情報について加算されるように動
作する。

【０２６２】累積加算器１６にて加算された映像信号Ｓ
１１は、乗算器９に入力される。乗算器９には、信号レ
ベル検出回路３から出力される乗算係数Ｋ２が入力さ
れ、加算された映像信号と乗算係数Ｋ２が乗算され、低
照度改善された映像信号Ｓ１２として出力される。

【０２６３】第６の発明に係る映像信号処理装置から出
力される低照度改善された映像信号Ｓ１２は、フレーム
巡回型のノイズリダクション回路２１の動き検出回路２
２と乗算器２４、切換回路３２に入力される。

【０２６４】動き検出回路２２は、低照度改善された映
像信号Ｓ１２から各画素の動きの変化量を算出する。算
出された動き情報は、係数制御部２３に出力される。

【０２６５】係数制御部２３には、映像信号処理装置内
の信号レベル検出３から出力されるフィルタ強度係数Ｋ
３も入力される。

【０２６６】係数制御部２３は、映像信号処理装置内の
信号レベル検出３から得られるフィルタ強度係数Ｋ３を
基に、動き検出回路２２から得られる動き情報に応じて
フィルタ強度係数Ｋ３をさらに０〜１の範囲内で変化さ
せ、フィルタ強度係数Ｋ４を生成する。

【０２６７】すなわち、動き検出回路２２で検出された
動き情報がなしと判定された場合は、フィルタ強度係数
Ｋ３はそのままフィルタ強度係数Ｋ４とし、動き検出回
路２２で検出された動き情報が有りと判定された場合
は、フィルタ強度係数Ｋ３を小さくした係数をフィルタ
強度係数Ｋ４とする。

【０２６８】係数制御部２３で生成されたフィルタ強度
係数Ｋ４は、乗算器２４には１−Ｋ４を、乗算器２５に
はＫ４を出力する。

【０２６９】低照度改善された映像信号は、先ず乗算器
２４にて１−Ｋ４が乗算し、映像信号Ｓ１３を生成す
る。

【０２７０】ここで画像メモリ３１のメモリ領域ｔに
は、１フレーム前に生成された出力映像信号が記憶され
ており、メモリＩ／Ｆ３０は、映像信号処理装置から出
力される低照度改善された映像信号Ｓ１２の画素情報と
同じ画素位置の画素情報Ｐ９を読み出す。

【０２７１】よってメモリＩ／Ｆ３０は、１フレーム前
に生成された出力映像信号の画素情報Ｐ９を出力し、乗
算器２５に出力する。

【０２７２】１フレーム遅延された出力映像信号Ｓ１４
の画素情報Ｐ９は、乗算器２５にてＫ４と乗算され、映
像信号Ｓ１５を生成する。

【０２７３】乗算器２４、乗算器２５で生成された映像
信号Ｓ１３，Ｓ１５は加算器２６に入力され、加算され
た出力映像信号を生成する。

【０２７４】生成された出力映像信号の画素情報Ｐ８
は、メモリＩ／Ｆ３０にも出力され、画像メモリ３１の
メモリ領域ｔに書き込まれることで、前述の１フレーム
遅延された出力映像信号の生成に用いられる。

【０２７５】図１４を用いて第６の発明に係る映像信号
処理装置の実施例において信号レベル検出回路３から出
力される各係数について説明する。図２と同様に従来の
技術で説明した利得制御係数Ｋ１’の係数曲線を併せて
図示している。

【０２７６】先ず、ＧＣＡ回路１の利得を制御するため
の利得制御係数Ｋ１であるが、照度が明るい場合から暗
い場合まで徐々に変化していったとき、ある程度の明る
さまではＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利得制御係数
Ｋ１’の係数曲線と同様の変化をする。

【０２７７】ある程度の明るさとは、利得制御係数Ｋ１
がｍａｘで増幅可能な信号レベルの４倍の信号レベルに
なるときの明るさであり、その時の利得制御係数Ｋ１は
図９に示すとおりＫ１＝ｃｏｎｓｔ５となる。

【０２７８】このときからさらに照度が暗くなっても、
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ５を維持し、そのため信
号レベルが低くなっていく。

【０２７９】次に、乗算器９に入力され加算された映像
信号と乗算を行う乗算係数Ｋ２について、上述と同じよ
うに照度が明るい場合から暗い場合まで徐々に変化して
いったときの乗算係数Ｋ２の変化について説明する。

【０２８０】ある程度の明るさまでは乗算係数Ｋ２＝
０．２５の一定値となり変化しない。乗算係数Ｋ２＝
０．２５というのは、１／４のことであり、累積加算器
１６と乗算器９により加算平均処理されることを意味
し、図２と同様にこの期間を加算平均期間と称する。

【０２８１】ある程度の明るさとは、図９に示すとおり
利得制御係数Ｋ１＝ｃｏｎｓｔ５となるときである。

【０２８２】このときからさらに照度が暗くなるにつれ
乗算係数Ｋ２は大きくなり、信号レベル検出回路３が検
出する信号レベルがある一定値になるとき乗算係数Ｋ２
が１となるように大きくなっていく。

【０２８３】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図１４から
も明らかなとおり、ＡＧＣ回路のみで増幅した場合の利
得制御係数Ｋ１’にて利得制御係数Ｋ１’＝ｍａｘとな
るときである。

【０２８４】乗算係数Ｋ２は０．２５〜１の間で可変す
ることから、図２と同様にこの期間を可変期間と称す
る。

【０２８５】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、乗算係数Ｋ２＝１の一定値となりこれ以上暗く
なっても乗算係数Ｋ２は変化しない。

【０２８６】乗算係数Ｋ２＝１というのは、乗算器９で
は信号レベルは変化しないということであり、累積加算
器１６により４フレーム間の加算処理のみがされること
を意味し、図２と同様にこの期間を加算期間と称する。

【０２８７】次に、フレーム巡回型のノイズリダクショ
ン回路２１の係数制御部２３に入力されるフィルタ強度
制御係数Ｋ３について、照度が明るい場合から暗い場合
まで徐々に変化していったときのフィルタ強度制御係数
Ｋ３の変化について説明する。

【０２８８】ある程度の明るさまでは、フィルタ強度制
御係数Ｋ３はフィルタ強度小からフィルタ強度４まで一
定の増加率にて大きくなっていく。

【０２８９】ある程度の明るさとは、図１１に示すとお
りＫ１＝ｃｏｎｓｔ５となるときであり、第１の発明に
係る映像信号処理装置の説明で用いられた加算平均期間
と等しい。

【０２９０】このときからさらに照度が暗くなった場
合、フィルタ強度制御係数Ｋ３は、信号レベル検出回路
３が検出する信号レベルがある一定値になるとき、フィ
ルタ強度制御係数Ｋ３はフィルタ強度４からフィルタ強
度５まで大きくなっていき、前記加算平均期間の増加率
よりさらに大きい増幅率にて大きくなっていく。

【０２９１】「信号レベル検出回路３が検出する信号レ
ベルがある一定値になるとき」というのは、図１１から
も明らかなとおり、第１の発明に係る映像信号処理装置
の説明で用いられた利得制御係数Ｋ１’（ＡＧＣ回路の
みで増幅した場合の利得制御係数）にて利得制御係数Ｋ
１’＝ｍａｘとなるときであり、第１の発明に係る映像
信号処理装置の説明で用いられた可変期間と等しい。

【０２９２】このときからまたさらに照度が暗くなった
場合は、フィルタ強度制御係数Ｋ３はフィルタ強度５か
らフィルタ強度大まで大きくなっていき、前記加算平均
期間の増加率と同じ増幅率にて大きくなっていく。

【０２９３】この変化期間は、第１の発明に係る映像信
号処理装置の説明で用いられた加算期間と等しい。

【０２９４】上記に示したフィルタ強度制御係数Ｋ３の
変化においてこのような変化特性になっている理由を下
記に記す。

【０２９５】図１１に示すフィルタ強度制御係数Ｋ３’
は、低照度改善部の加算平均期間、及び可変期間の加算
平均処理によるノイズ成分の低減効果がない場合のノイ
ズ特性、つまり第１の発明に係る映像信号処理装置のよ
うにフレーム加算方式による信号レベルの改善ではな
く、従来技術で示したＡＧＣ回路のみによる信号レベル
の改善を行った場合のノイズ特性に合わせたフィルタ強
度制御係数の変化特性であり、フィルタ強度制御係数Ｋ
３は、第１の発明に係る映像信号処理装置のようにフレ
ーム加算方式による信号レベルの改善効果分を差し引い
たフィルタ強度制御係数を適用しているためである。

【０２９６】フレーム加算方式による信号レベルの改善
効果分を差し引く量は、第４の発明に係る映像信号処理
装置の２フレーム加算方式に比べ、本実施例である第６
の発明に係る映像信号処理装置の４フレーム加算方式の
方が信号レベルの改善効果が高いため、第４の発明に係
る映像信号処理装置の２フレーム加算方式時に差し引い
た量よりさらに大きい量を差し引くことができる。

【０２９７】よって、加算平均期間においては、第１の
発明に係る映像信号処理装置の動作と同様に、利得制御
係数Ｋ１の変化により、信号レベルは一定に保たれ、且
つ、加算器と乗算器によりフレーム間の加算平均処理が
行われることによりノイズ成分を低減する。

【０２９８】また、加算平均処理によりノイズ成分を低
減した分、ノイズリダクション回路のフィルタ強度をさ
らに弱くなるようにノイズリダクション回路が動作す
る。

【０２９９】可変期間においては、利得制御係数Ｋ１＝
ｃｏｎｓｔ５となり利得制御係数Ｋ１は一定であり増幅
率は変化しないため、照度が暗くなるにつれ信号レベル
は小さくなるが、ノイズ成分においても増幅されない。

【０３００】乗算係数Ｋ２は０．２５〜１の間で変化す
ることから、フレーム間の加算平均処理が行われること
によりノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行
う。

【０３０１】また、可変期間における加算平均処理によ
りノイズ成分を低減した分、ノイズリダクション回路の
フィルタ強度をさらに弱くなるようにノイズリダクショ
ン回路が動作する。

【０３０２】加算期間においては、フレーム間の加算処
理が行われることにより４倍の信号レベルの改善を行
い、ノイズリダクション回路のフィルタ強度がフィルタ
強度大になるようにノイズリダクション回路が動作す
る。これにより、ノイズリダクション回路のフィルタ強
度が自動制御される。

【０３０３】上記で説明した第２のスケーリング回路１
７、及び切換回路１８は、第３の発明に係る映像信号処
理装置の場合と同様に、出力される映像信号の画像サイ
ズが入力される映像信号の画像サイズと同じでなければ
ならないときに必要な回路であり、第１のスケーリング
回路１２でスケーリングされた画像サイズのままの映像
信号で良い場合は、第２のスケーリング回路１７、及び
切換回路１８は無くても良い。

【０３０４】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【０３０５】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、ある
程度明るい照度範囲においては、フレーム間の加算平均
処理が行われることによりノイズ成分を低減する。

【０３０６】また、多少暗い照度範囲においては、フレ
ーム間の加算平均処理が行われることによりノイズ成分
を低減しつつ、信号レベルの改善を行う。

【０３０７】さらに暗い照度範囲においては、フレーム
間の加算処理が行われることにより信号レベルの改善を
行う。

【０３０８】これにより低照度で撮像された映像信号レ
ベルを２倍改善し、且つ映像信号に発生するノイズ成分
が低減された良好な画質を得ることができる。

【０３０９】また、第２の発明によれば、ある程度明る
い照度範囲においては、ライン間とフレーム間の加算平
均処理が行われることによりノイズ成分を低減する。

【０３１０】また、多少暗い照度範囲においては、ライ
ン間とフレーム間の加算平均処理が行われることにより
ノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行う。

【０３１１】さらに暗い照度範囲においては、ライン間
とフレーム間の加算処理が行われることにより信号レベ
ルの改善を行う。

【０３１２】これにより低照度で撮像された映像信号レ
ベルを３倍改善し、且つ映像信号に発生するノイズ成分
がさらに低減された良好な画質を得ることができる。

【０３１３】また、第３の発明によれば、画素数比で１
／ｎに縮小した映像信号を生成することにより、ある程
度明るい照度範囲においては、（ｎ＋１）フレーム間の
加算平均処理が行われることによりノイズ成分を低減す
る。

【０３１４】また、多少暗い照度範囲においては、（ｎ
＋１）フレーム間の加算平均処理が行われることにより
ノイズ成分を低減しつつ、信号レベルの改善を行う。

【０３１５】さらに暗い照度範囲においては、（ｎ＋
１）フレーム間の加算処理が行われることにより信号レ
ベルの改善を行う。

【０３１６】これにより画像メモリを増やさずとも、低
照度で撮像された映像信号レベルを（ｎ＋１）倍改善
し、且つ映像信号に発生するノイズ成分がさらに低減さ
れた良好な画質を得ることができる。

【０３１７】また、第４の発明によれば、ある程度明る
い照度範囲においては、加算平均処理によりノイズ成分
を低減した分、ノイズリダクション回路のフィルタ強度
を弱くすることができ、フレーム相関の無い動き画素に
対しても時間フィルタが適用されることにより発生する
残像やボケを低減することが可能となる。

【０３１８】また、多少暗い照度範囲においては、検出
される信号レベルが小さくなるにつれ加算平均処理によ
りノイズ成分を低減する効果が低減した分、ノイズリダ
クション回路のフィルタ強度を徐々に強くすることがで
き、加算平均処理によりノイズ成分を低減する効果が悪
くなるのをノイズリダクション回路にて補うことが可能
となる。

【０３１９】さらに暗い照度範囲においては、ノイズリ
ダクション回路のフィルタ強度を最強にすることで、加
算処理では改善されないノイズ成分の低減効果をノイズ
リダクション回路にて補うことが可能となる。

【０３２０】これにより低照度で撮像された映像信号レ
ベルを２倍改善し、残像やボケを抑制し、且つ映像信号
に発生するノイズ成分が低照度においても低減された良
好な画質を得ることができる。

【０３２１】また、第８の発明に係る手段により、フレ
ーム加算とノイズリダクションに用いられる１フレーム
遅延した映像信号を生成するために必要な画像メモリが
１つのメモリ装置に集約できるため、部品点数の削減、
回路規模の低減が可能となる。

【０３２２】また、第９の発明に係る手段により、上記
に記した第５の発明に係る効果と同様の効果が得られ、
画素数比で１／ｎに縮小した映像信号を生成することに
より、ある程度明るい照度範囲においては、ｎフレーム
間の加算平均処理が行われることによりノイズ成分を低
減するとともに、ｎフレーム間の加算平均処理によりノ
イズ成分を低減した分、ノイズリダクション回路のフィ
ルタ強度をさらに弱くすることができ、フレーム相関の
無い動き画素に対しても時間フィルタが適用されること
により発生する残像やボケをさらに低減することが可能
となる。

【０３２３】また、多少暗い照度範囲においては、ｎフ
レーム間の加算平均処理が行われることによりノイズ成
分を低減しつつ、信号レベルの改善を行うとともに、検
出される信号レベルが小さくなるにつれｎフレーム間の
加算平均処理によりノイズ成分を低減する効果が低減し
た分、ノイズリダクション回路のフィルタ強度を徐々に
強くすることができ、加算平均処理によりノイズ成分を
低減する効果が悪くなるのをノイズリダクション回路に
て補うことが可能となる。

【０３２４】さらに暗い照度範囲においては、ｎフレー
ム間の加算処理が行われることにより信号レベルの改善
を行うとともに、ノイズリダクション回路のフィルタ強
度を最強にすることで、加算処理では改善されないノイ
ズ成分の低減効果をノイズリダクション回路にて補うこ
とが可能となる。

【０３２５】これにより低照度で撮像された映像信号レ
ベルをｎ倍改善し、残像やボケをさらに抑制し、且つ映
像信号に発生するノイズ成分が低照度においても低減さ
れた良好な画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の発明に係る映像信号処理
装置の構成図を示す図である。

【図２】本発明における第１の発明に係る映像信号処理
装置に関し、照度に対し信号レベル検出回路３にて生成
される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２の変化特性を示
す図である。

【図３】本発明における第１の発明に係る映像信号処理
装置の別の実施例の構成図を示す図である。

【図４】本発明における第１の発明に係る映像信号処理
装置の別の実施例に関し、照度に対し信号レベル検出回
路３にて生成される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２の
変化特性を示す図である。

【図５】本発明における第２の発明に係る映像信号処理
装置の構成図を示す図である。

【図６】本発明における第２の発明に係る映像信号処理
装置に関し、照度に対し信号レベル検出回路３にて生成
される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２の変化特性を示
す図である。

【図７】本発明における第３の発明に係る映像信号処理
装置の構成図を示す図である。

【図８】本発明における第３の発明に係る映像信号処理
装置内の累積加算器１６の詳細構成図を示す図である。

【図９】本発明における第３の発明に係る映像信号処理
装置に関し、照度に対し信号レベル検出回路３にて生成
される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２の変化特性を示
す図である。

【図１０】本発明における第４の発明に係る映像信号処
理装置の構成図を示す図である。

【図１１】本発明における第４の発明に係る映像信号処
理装置に関し、照度に対し信号レベル検出回路３にて生
成される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２、フィルタ強
度係数Ｋ３の変化特性を示す図である。

【図１２】本発明における第５の発明に係る映像信号処
理装置の構成図を示す図である。

【図１３】本発明における第６の発明に係る映像信号処
理装置の構成図を示す図である。

【図１４】本発明における第６の発明に係る映像信号処
理装置に関し、照度に対し信号レベル検出回路３にて生
成される利得制御係数Ｋ１、乗算係数Ｋ２、フィルタ強
度係数Ｋ３の変化特性を示す図である。

【図１５】従来技術に係る映像信号処理装置の構成図を
示す図である。

【図１６】従来技術に係る映像信号処理装置に関し、照
度に対し信号レベル検出回路３にて生成される利得制御
係数Ｋ１’の変化特性を示す図である。

【図１７】従来技術に係る映像信号処理装置の別の例の
構成図を示す図である。

【図１８】従来技術に係る映像信号処理装置のさらに別
の例の構成図を示す図である。

【符号の説明】

１ ＧＣＡ（Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒ）回路 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ 信号レベル検出回路 ４ Ｄ／Ａ変換器 ５，７，１４，２７，２９，３１ 画像メモリ ６，８，１１，２０，２６ 加算器 ９，２４，２５ 乗算器 １０ ラインメモリ １２ 第１のスケーリング回路 １３，１８，１９，３２ 切換回路 １５，２８，３０ メモリＩ／Ｆ １６ 累積加算器 １７ 第２のスケーリング回路 ２１ フレーム巡回型ノイズリダクション回路 ２２ 動き検出回路 ２３ 係数制御部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された映像信号を増幅するＧＣＡ回
   路と、デジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、現
   在の映像信号のレベル検出を行い利得制御係数と乗算係
   数を生成する信号レベル検出回路と、利得制御係数をア
   ナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換器と、少なくとも
   １フレーム分の記憶容量を持ち１フレームの遅延回路と
   して動作する画像メモリと、１フレーム遅延された映像
   信号、或いは最大ｎフレーム遅延された複数枚のフレー
   ムと遅延されない現在の映像信号を加算する少なくとも
   １つ以上の加算器と、加算された映像信号と乗算係数を
   乗算する乗算器を有することを特長とする映像信号処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記第１の請求項に係る映像信号処理装
   置に加え、少なくとも１ライン分の記憶容量を持ち１ラ
   インの遅延回路として動作するラインメモリと、１ライ
   ン遅延された映像信号、或いは最大ｎライン遅延された
   複数ラインと遅延されない現在の映像信号を加算する少
   なくとも１つ以上の加算器を有することを特長とする映
   像信号処理装置。
3. 【請求項３】 入力された映像信号を増幅するＧＣＡ回
   路と、デジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、現
   在の映像信号のレベル検出を行い利得制御係数と乗算係
   数を生成する信号レベル検出回路と、利得制御係数をア
   ナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換器と、映像信号を
   画像サイズを縮小・拡大する少なくとも１つ以上のスケ
   ーリング回路と、通常の映像信号と画像サイズを縮小・
   拡大した映像信号を切り換える少なくとも１つ以上の切
   り換え回路と、少なくとも１フレーム分の記憶容量を持
   ち１フレームの遅延回路として動作したり、画素数比で
   １／ｎに縮小した映像信号をｎフレームの遅延回路とし
   て動作する画像メモリと、１フレーム遅延された映像信
   号、或いは最大ｎフレーム遅延された複数枚のフレーム
   と遅延されない現在の映像信号を加算する累積加算器
   と、加算された映像信号と乗算係数を乗算する乗算器を
   有することを特長とする映像信号処理装置。
4. 【請求項４】 映像信号から動き画素を検出する動き検
   出回路、フィルタ強度係数を制御する係数制御部を持
   ち、動き情報の有無によりフィルタ強度係数を制御する
   ノイズリダクション回路を有することを特長とする請求
   項１乃至３記載の映像信号処理装置。
5. 【請求項５】 前記フィルタ強度係数を、画像の動きが
   検出された時にはフィルタ係数を通常より小さくする様
   に制御する係数制御部を持つ事を特徴とする請求項４記
   載の映像信号処理装置。
6. 【請求項６】 前記フィルタ強度係数を、照度が暗い時
   に大きくする様に制御する係数制御部を持つ事を特徴と
   する請求項４または５記載の映像信号処理装置。
7. 【請求項７】 ノイズリダクション回路としてフレーム
   巡回型ノイズリダクション回路を使用した事を特徴とす
   る請求項４乃至６記載の映像信号処理装置。
8. 【請求項８】 前記請求項４乃至７に係る映像信号処理
   装置におけるフレーム加算用の画像メモリと、ノイズリ
   ダクション回路の内部で有する画像メモリの代わりに、
   少なくとも２フレーム分の記憶容量を持ち１フレームの
   遅延回路を並列動作する画像メモリと、メモリＩ／Ｆを
   有することを特長とする映像信号処理装置。
9. 【請求項９】 前記請求項４乃至７に係る映像信号処理
   装置に加え、映像信号を画像サイズを縮小・拡大する少
   なくとも１つ以上のスケーリング回路と、通常の映像信
   号と画像サイズを縮小・拡大した映像信号を切り換える
   少なくとも１つ以上の切り換え回路を有することを特長
   とする映像信号処理装置。