JP2601810B2 - 雑音低減回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は映像信号中の雑音成分を低減させる雑音低減
回路に関する。

（従来の技術） 従来この種の雑音低減回路は、入力映像信号より１フ
レーム時問遅延した遅延映像信号を減算してフレーム間
差信号を求め、このフレーム間差信号のレベルによって
雑音を抽出する処理（非線形処理）を行い、抽出した雑
音を前記入力映像信号より減算することによって、入力
映像信号の雑音成分を低減している。

ところで、上記非線形処理において、入力映像信号の
S/Nに応じて前記非線形処理の特性を変化させると共
に、入力映像信号の撮幅レベルに応じて前記非線形処理
回路の閾値を変化させることにより、雑音の除去率を高
め且つ動画映像信号の混入を極力なくす制御を行って、
画面上にてノイズ成分が目立つことなく、且つ、残像が
生じないような方式（例えばテレビジョン学会誌、Vol.
33、No.4、1977「ノイズリデューサ」参照）が発表され
ている。しかし、この方式では入力映像信号のS/N検出
の為に複雑な回路及び複雑なアルゴリズムが必要であ
り、回路のコストを高くしてしまうという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の雑音低減回路において、この回路を通した映像
信号を画面上に写した場合、ノイズが目立つことなく且
つ残像等が生じないような上記従来の非線形処理方式を
採用すると、回路が複雑になると共に複雑なアルゴリズ
ムが必要であり、回路コストを高くしてしまうという欠
点があった。そこで本発明は上記の欠点を除去するもの
で、残像発生を押さえ且つ確実なノイズ除去効果を安価
に得ることができる雑音低減回路を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （間題点を解決するための手段） 本発明の雑音低減回路は、ノイズ成分を含む映像信号
からノイズ成分を除去しノイズ成分が除去された映像信
号を出力する演算手段と、前記ノイズ成分を含む映像信
号を１フレーム遅延させ出力する遅延手段と、前記ノイ
ズ成分を含む映像信号から前記１フレーム遅延した映像
信号を減算した１フレーム間差信号を出力する減算手段
と、入力される前記１フレーム間差信号の正負に対して
出力特性が非対称な非線形処理特性を有し前記１フレー
ム間差信号から前記ノイズ成分を抽出する非線形処理回
路と、前記映像信号の振幅レベルを検出する振幅レベル
検出手段と、この検出した結果に応じて、前記映像信号
が所定よりも明るい場合には正（または負）の前記１フ
レーム間差信号である明るい方向のノイズよりも負（ま
たは正）の前記１フレーム間差信号である暗い方向のノ
イズをより大きなレベル迄許容し、前記映像信号が所定
よりも暗い場合には負（または正）の前記１フレーム間
差信号である暗い方向のノイズよりも正（または負）の
前記１フレーム間差信号である明るい方向のノイズをよ
り大きなレベル迄許容するよう前記非線形処理回路の非
線形処理特性を変化させる特性変化制御手段とを備えた
ことを特徴とする。

（作用） この発明の雑音低減回路において、振幅レベル検出手
段は映像信号の振幅レベルを検出して、これを特性変化
制御手段に出力する。特性変化制御手段は前記映像信号
の振幅レベルに対応して非線形処理回路の非線形特性を
前記映像信号が所定よりも明るい場合には、明るい方向
のノイズよりも暗い方向のノイズをより大きなレベル迄
許容し、前記映像信号が所定よりも暗い場合には暗い方
向のノイズよりも明るい方向のノイズをより大きなレベ
ル迄許容するよう制御する。従って、映像信号のレベル
に応じた振幅レベルの雑音成分が非線形処理回路より抽
出される。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の雑音低減回路の一実施例を示したブロッ
ク図である。１は、入力映像信号（ここでは輝度信号）
100の振幅レベル（以下単にレベルと称する）を設定レ
ベルと比較し、入力映像信号100のレベルに対応した制
御信号200を非線形処理回路３に出力するレベル検出回
路、２は入力映壌信号100よりフレームメモリ５から読
み出される遅延映像信号300を減算してフレーム間差信
号400を作出し、これを非線形処理回路３に出力する減
算回路、３は制御信号200によってその非線形処理特性
を変化させてフレーム間差信号400よりノイズ成分500を
抽出してこれを減算回路４に出力する非線形処理回路、
４は入力映像信号100よりノイズ成分500を減算してノイ
ズを除去した映像信号600を次段に出力すると共に、フ
レームメモリ５に出力する減算回路、５は映像信号600
を１フレーム分記憶するフレームメモリで、１フレーム
時間タイミングをずらして前記映像信号600を読み出す
ことにより、遅延映像信号300が作出される。

次に本実施例の動作について説明する。入力映像信号
100は減算回路2,4及びレペル検出回路１に入力される。
減算回路２では別途フレームメモリ５より読み出された
１フレーム時間遅延（入力映像信号100に対して）した
遅延映像信号300が入力されるため、入力映像信号100か
ら遅延映像信号300が減算され、その結果であるフレー
ム間差信号400が非線形処理回路３に出力される。一
方、レベル検出回路１は入力映像信号100のレベルを予
め設定されている設定レベル（必要に応じて複数の設定
レベル）と比較して検出し、前記入力映像信号100のレ
ベルに対応した制御信号200を非線形処理回路３に出力
する。前記レベル検出回路１の動作としては時々刻々入
力映像信号100のレベルを比較するか、入力映像信号100
を一定期問積分して得られる平均値のレベルを比較する
かして、入力映像信号100のレベルを検出する。非線形
処理回路３は入力される制御信号200によって、例えば
第２図の（Ａ）〜（Ｃ）で示す如くその処理特性を変化
させて、即ち、入力映像信号100のレベルに対応して第
２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれか１つの処理特性
を選択して別途入力されるフレーム間差信号400よりノ
イズ成分500を抽出して減算回路４に出力する。

なお、一般に映像信号はフレーム問で相関が高く、雑
音は相関が低いので、フレーム間の差分信号は相関が低
い映像信号（動画部分）と雑音成分とになる。また、フ
レーム間の差分信号では、雑音成分のレベルは一般的に
小さく映像信号成分のレベルは一般的に大きいので、非
線形処理回路３は所定のレベルよりも大きいフレーム間
差信号400が入力されたときは出力を零として、フレー
ム間差信号400よりノイズ成分500を抽出している。

この非線形処理回路３は基本的には非線形の増幅回路
で構成されるが、他に直交変換、逆変換等の機能を含む
場合もある。また、非線形処理回路３は入出力間に非線
形特性を持たせたPROMによって構成することもできる。
即ち、PROMのアドレスの１部に、減算回路２より得られ
るフレーム間差信号（デジタル化されている）400を当
て、残りのアドレスにレベル検出回路１より出力される
制御信号（デジタル化されている）200を当てる。ま
た、PROMの各アドレスに対応するエリアには予め決めら
れた値（これが非線形特性を有している）が入れられて
いるため、前記フレーム間差信号400と制御信号200によ
って決められるアドレスに入れられているノイズ成分50
0に対応する値が読み出されて、これが減算回路４に出
力される。

ここで、非線形処理回路３の入出力特性は第２図
（Ａ），（Ｃ）に示す如く入力されるフレーム間差信号
400の正負に応じて非対称となるようにしてある。これ
は以下の理由による。即ち、（１）画面に表示される明
暗（映像信号の振幅に対応）に応じて同一振幅のノイズ
に対する人間の感じ方は異なっていて、一般に30〜50％
程度の振幅のときが一番目立つと言われている。また、
（２）ノイズ低減効果をより大きくしようとして非線形
回路のゲインを通常値より大きくすると、所謂残像現象
が生じてしまい画質に悪い影響を与える。従って、上記
（１），（２）の理由からノイズが目立つ入力映像信号
100のレベルにおいては若干の残像発生を許容してノイ
ズ低減効果を大とし、その他のレベルにおいてはノイズ
低減効果より残像発生を低下させるように、前記非線形
回路の特性か非対称に定められている。

また、入力映像信号100に含まれるノイズが正である
か負であるか、言い換えればこのノイズにより元の画像
がより明るくなるか暗くなるかに応じてそのノイズの見
え方が異なってくる。例えば明るい映像においては明る
い方向のノイズよりは暗い方向のノイズの方が目立つ
し、同様に暗い映像においては暗い方向のノイズより明
るい方向のノイズの方が目立つ。従って目立つ方向のノ
イズい関しては若干の残像発生を許容してもノイズ低減
効果を大とし、逆に目立たない方向のノイズに関しては
ノイズ低減効果よりも残像発生を抑えるように非線形処
理回路３の特性を映像信号の振幅レベルとフレーム間差
信号400の正／負に応じて第２図（Ａ），（Ｃ）に示す
如く変化させることにより、前述した効果を持たせてい
る。

減算回路４では、入力映像信号100よりノイズ成分500
が減算され、ノイズ成分が除去された映像信号600が次
段に出力されると共にフレームメモリ５に書き込まれ
る。フレームメモリ５に書き込まれた映像信号600は入
力映像信号100より１フレーム時問遅延して読み出さ
れ、この読み出し映像信号が遅延映像信号300となって
減算回路２に出力される。

本実施例によれば、非線形処理回路３の処理特性を入
力映像信号のレベルに応じて第２図（Ａ）〜（Ｃ）の如
く変化させて、フレーム間差信号400よりノイズ成分500
を抽出しているため、残像発生を最小限とし、且つ、画
面よりノイズ成分が目立たないようにすることができ、
確実なノイズ除去効果がある。また、レベル検出回路１
及び非線形処理回路３は簡単な回路にて構成できると共
に、複雑なアルゴリズムを使用しないため、上記効果を
得るのに回路のコストを上昇させることかない。

なお、上記実施例は入力映像信号を輝度信号とした場
合について説明したが、これを色信号とした場合は、第
１図のフレームメモリの出力側にフレーム信号問のカラ
ー位相を合わせるためのクロマインパータを挿入すれ
ば、他の回路構成は第１図のそれと同一で、同様の効果
を得ることができる。また、前記色信号としては、輝度
／色信号分離後の色信号又はデコード処理を施した色差
信号等を用いることができる。

［発明の効果］ 以上記述した如く本発明の雑音低減回路によれば、残
像発生を押さえ且つ確実なノイズ除去効果を安価に得る
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の雑音低減回路の一実施例を示したブロ
ック図、第２図は第１図に示した非線形処理回路の処理
特性例を示した特性図である。 １…レベル検出回路、2,4…減算回路、３…非線形処理
回路、５…フレームメモリ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノイズ成分を含む映像信号からノイズ成分
   を除去しノイズ成分が除去された映像信号を出力する演
   算手段と、 前記ノイズ成分を含む映像信号を１フレーム遅延させ出
   力する遅延手段と、 前記ノイズ成分を含む映像信号から前記１フレーム遅延
   した映像信号を減算した１フレーム間差信号を出力する
   減算手段と、 入力される前記１フレーム間差信号の正負に対して出力
   特性が非対称な非線形処理特性を有し前記１フレーム間
   差信号から前記ノイズ成分を抽出する非線形処理回路
   と、 前記映像信号の振幅レベルを検出する振幅レベル検出手
   段と、 この検出した結果に応じて、前記映像信号が所定よりも
   明るい場合には正（または負）の前記１フレーム間差信
   号である明るい方向のノイズよりも負（または正）の前
   記１フレーム間差信号である暗い方向のノイズをより大
   きなレベル迄許容し、前記映像信号が所定よりも暗い場
   合には負（または正）の前記１フレーム間差信号である
   暗い方向のノイズよりも正（または負）の前記１フレー
   ム間差信号である明るい方向のノイズをより大きなレベ
   ル迄許容するよう前記非線形処理回路の非線形処理特性
   を変化させる特性変化制御手段とを備えたことを特徴と
   する雑音低減回路。