JP2004503187A - フリッカノイズ低減装置 - Google Patents

Abstract

本発明は時間的メディアンフィルタとこれに後置接続されたフィルタとを有するビデオ信号のフリッカノイズ低減装置に関する。時間的メディアンフィルタはビデオ信号の輝度変動の補償に用いられる。後置接続されたフィルタは高周波数信号成分を時間的メディアンフィルタの出力信号から分離し、高い振幅を有する高周波数信号成分を抑圧する。

Description

【０００１】
本発明はビデオ信号の輝度の変動を補償する時間的メディアンフィルタを備えたビデオ信号のフリッカノイズ低減装置に関する。
【０００２】
歴史的なフィルム材料では、画面全体にわたって頻度の高いフリッカ効果が目に付き、大きな障害となることが多い。フィルム画像ごとに発生するこうした輝度の変動は一部では経年劣化と環境とに起因しているが、新たなフィルム材料においても不適切な扱いによって発生することがある。画像ごとの輝度の変動は時間的メディアンフィルタを用いれば有効に低減することができる。ただし望ましくない副次的効果として時間的な動きのアーティファクトが出力信号中に生じる。これは動き検出器を用いて入力信号と出力信号との間の差が所定の値を超えた場合にフィルタリング作用を遮断または低減すれば緩和できる。動きの閾値はフリッカの振幅の値（典型的には６％）に設定しなければならないので、動きが速いときにはやはり可視のアーティファクトが発生してしまう。この種のフィルタは例えばＰｈｉｌｉｐｓ社のＭＮＲ１１などのノイズリダクションフィルタとして構成されている。
【０００３】
本発明の課題は、時間的メディアンフィルタによって生じる動きのアーティファクトを消去できるフリッカノイズ低減装置を提供することである。
【０００４】
この課題は、冒頭に言及した形式のフリッカノイズ低減装置において、ビデオ信号の輝度の変動を補償する時間的メディアンフィルタと、これに後置接続され、高周波数信号成分を時間的メディアンフィルタの出力信号から分離し、高い振幅を有する高周波数信号成分を抑圧するフィルタとを有する装置を構成することにより解決される。
【０００５】
本発明の実施例を以下に図に則して詳細に説明する。図１には時間的メディアンフィルタが示されている。図２にはコアリング技術（Ｃｏｒｉｎｇ−Ｔｅｃｈｎｉｋ）で動作するフィルタが示されている。図３には本発明のフリッカノイズ低減装置が示されている。図４には図３の装置で発生する信号の時間特性が示されている。
【０００６】
図１には周知の時間的メディアンフィルタが示されている。このフィルタは２つの遅延段１、２とメディアンセレクタ３とを有しており、画像ごとに発生する輝度の変動を低減する。遅延段１、２は全画像の持続時間にわたって画像信号を遅延させる。メディアンセレクタ３は通常はプロセッサから成っており、遅延段１、２の入力信号の画素（ピクセル）と遅延段２の出力信号とを結合する。
【０００７】
ただし時間的メディアンフィルタ（図１を参照）は望ましくない時間的な動きのアーティファクトを遅延段２の出力信号に生じさせる。こうした動きのアーティファクトを消去するために、本発明によれば、時間的メディアンフィルタとコアリング技術にしたがって動作するフィルタとが組み合わされる。
【０００８】
図２にはコアリング技術にしたがって動作するフィルタが示されている。このフィルタはローパスフィルタ４、減算回路５、６および振幅エリミネータ７を有している。コアリング技術にしたがって動作するフィルタの入力信号はローパスフィルタ４から減算回路５の非反転入力側へ、さらに減算回路６の非反転入力側へ入力される。ローパスフィルタ４の出力信号は減算回路５の反転入力側へ供給され、減算から得られた信号が振幅エリミネータ７へ供給される。振幅エリミネータ７は高い振幅を有する全ての信号成分を抑圧する。減算回路６の反転入力側は振幅エリミネータ７の出力信号を受け取り、この出力信号と入力信号とを結合する。
【０００９】
コアリング技術にしたがって動作するフィルタを用いて入力信号から高周波数成分が抽出され、さらに小さな振幅のものはそこから減算される。したがって小さな振幅の高周波数信号のみに対してフィルタリング（またはノイズリダクション）が行われ、これにより関連情報の損失が回避される。
【００１０】
図３には時間的メディアンフィルタとコアリング技術にしたがって動作するフィルタとを備えた本発明の装置が示されている。フリッカノイズを抑圧する装置は第１の遅延段８、第２の遅延段９およびメディアンセレクタ１０から成る時間的メディアンフィルタと、第１の減算回路１１と、第２の減算回路１２と、第３の遅延段１３と、水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ１４と、振幅エリミネータ１５とを有している。メディアンセレクタ１０は装置の入力信号ＩＮ、第１の遅延段８の出力信号ＦＹ、および第２の遅延段９の出力信号ＦＺを受け取る。入力信号ＩＮを受信した第１の遅延段８の出力信号ＦＹは一方では第１の減算回路１１の非反転入力側へ供給され、他方では第３の遅延段１３を介して第２の減算回路１２の非反転入力側へ供給される。メディアンセレクタ１０の出力信号ＬＰは第１の減算回路１１の反転入力側の入力信号となる。第１の減算回路１１の出力信号ＨＰは水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ１４へ供給され、ここから出力信号ＭＥとして振幅エリミネータ１５へ供給される。振幅エリミネータ１５の出力信号ＣＯは第２の減算回路１２の反転入力側へ供給され、ここからフリッカノイズ低減装置の出力信号ＯＵＴが形成される。
【００１１】
時間的メディアンフィルタは少なくとも３つのスチール画像にわたる平均の輝度値を選択し、フリッカノイズを抑圧する。ただし信号ＬＰには時間的な動きのアーティファクトが含まれている。第１の減算回路１１の出力側には時間的メディアンフィルタによりフィルタリングされたハイパス信号が生じるが、この信号はフリッカノイズおよび動きのアーティファクトを含んでいる。フリッカノイズは画像全体にわたって（すなわちきわめて大きな面積で）発生するので、水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ１４を通しても阻止されずに透過してしまう。水平方向および垂直方向のサイズが運動しているオブジェクトの大きさに制限された動きのアーティファクトはメディアンフィルタ１４により抑圧される。実際にはフィルタのアパーチャは約９本の走査線および１５個のピクセルにわたっていれば充分であると判明している。
【００１２】
基本的には水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ１４に代えてアーティファクト信号を抑圧するリニアの２Ｄフィルタを使用することもできる。ただしメディアンフィルタ１４によればパルス状に延在するアーティファクトを完全に消去できるという利点が得られる。
【００１３】
本発明による装置で発生する信号の時間特性の例が図４に示されている。図４には迅速に運動するオブジェクト（画像ごとの動き幅がオブジェクトの幅よりも大きい）と緩慢に運動するオブジェクト（画像ごとの動き幅がオブジェクトの幅よりも小さい）とについてアーティファクト信号の発生の様子が示されている。これを完全に抑圧するにはメディアンフィルタ１４のアパーチャを迅速に運動するオブジェクトの少なくとも２倍の大きさにしなければならない。後置接続されている振幅エリミネータ１５はコアリング特性曲線を有しており、これは付加的に場合によって発生する大きな振幅の残留アーティファクトを抑圧する。コアリング特性曲線の閾値Ａ，−Ａは予測されるフリッカ振幅の最大値へ調整される。振幅エリミネータ１４の出力信号（フリッカ信号）を伝搬時間で平均された入力信号（Ｔ＋１フレーム／画像）すなわち第３の遅延段１３の出力信号から減算することにより、ノイズ信号の除去が行われる。ここでのＴは水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ１４の伝搬時間である。もちろん３つの画像の選択を行うために２つ以上の遅延段を備えた時間的メディアンフィルタを用いて低周波数のフリッカノイズを抑圧するように本発明を拡張することもできる。２つの遅延段を備えたメディアンフィルタでは６０Ｈｚ標準で抑圧の最大値が得られ、６．２５Ｈｚのフリッカノイズで消去が達成された。これはきわめて良好な結果である。
【図面の簡単な説明】
【図１】時間的メディアンフィルタを示す図である。
【図２】コアリング技術で動作するフィルタを示す図である。
【図３】本発明のフリッカノイズ低減装置を示す図である。
【図４】図３の装置で発生する信号の時間特性図である。

Claims (3)

1. ビデオ信号の輝度変動を補償する時間的メディアンフィルタと、これに後置接続され、高周波数信号成分を時間的メディアンフィルタの出力信号から分離し、高い振幅を有する高周波数信号成分を抑圧するフィルタとを有する
   ことを特徴とするビデオ信号のフリッカノイズ低減装置。
2. 後置接続されるフィルタは第１の減算回路（１１）、第２の減算回路（１２）および振幅エリミネータ（１５）を有しており、
   第１の減算回路（１１）により時間的メディアンフィルタの反転出力信号と遅延されたビデオ信号とが結合され、
   振幅エリミネータ（１５）により第１の減算回路（１１）の出力信号から高い振幅を有する信号成分が抑圧され、
   第２の減算回路（１２）により遅延されたビデオ信号と振幅エリミネータ（１５）の反転出力信号とが結合され、フリッカノイズのない出力信号が送出される請求項１記載の装置。
3. 第１の減算回路（１１）と振幅エリミネータ（１５）とのあいだに水平方向および垂直方向に作用するメディアンフィルタ（１４）が接続されている、請求項２記載の装置。