JPH0430676A - 動き適応型雑音除去装置 - Google Patents

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１ 本発明は、画像中のインパルス性雑音を時間方向にカー
ネルを有するメディアンフィルタを用いて除去する動き
適応型雑音除去装置に関するものである。

［発明の概要］ 本発明は画像中に混入するインパルス性雑音を除去する
装置に関するもので、 時間方向にカーネルを有するメディアンフィルタの入力
と出力との差信号中から雑音の混入した画素を指示する
制御信号を抽出し、これによって上記メディアンフィル
タの入力あるいは出力を切り替えて出力することにより
、 画像の動き部分における劣化を低減しながら雑音の除去
を行うことができるようにしたものである。

【従来の技術１ 本出願人は既に、テレビジョン信号の雑音除去のために
時間方向にカーネルを有するメディアンフィルタを適用
することを提案している（例えば、「映像信号用リアル
タイム順序フィルタＬＳＩとそのノイズ除去への応用」
　；平成元年度信学秋季全大、Ｃ−１３０，ｒメディア
ンフィルタを用いたテレビ信号中の雑音除去」　；平成
２年度儒学春季全天、Ｄ−２７０、特願平０１−２２１
７８０号）。

上記報告・提案においては、ＲＧＢ信号に対してもＮＴ
ＳＣコンポジット信号に対しても、時間方向にカーネル
を有することが有利であることを示した。

［発明が解決しようとする課題１ 上述した従来報告・提案は、時間方向にカーネルを持た
せたメディアンフィルタによって効果的にテレビ信号中
の雑音を除去しようとするものである。

しかし、上記報告・提案においては、カーネルを時間方
向に設定することによって生じる可能性のある動き部分
での不具合については考慮していなかった。

すなわち上記報告・提案においては、仮に動きのある領
域を処理する場合、カーネル内の各画素が持っている信
号レベルに関する類似度は必ずしも高くない場合が頻繁
に発生し、これが原画像内にはめ込まれることによって
視覚的に不自然な部位（特に動きのあるエツジ部で、ジ
ャーキネス様の劣化が目立つ場合がある）が生ずる場合
があった。

換言すれば、従来のフィルタでは雑音低減効果は有るも
のの、画像の動き部分で歪（動きの不自然さ）による画
質劣化が生じ得るという欠点があった。

よって本発明の目的は、このような欠点を除き、ノイズ
低減効果を確保しつつ、画像の動き部分における歪の発
生を抑制し、総合的に良質の画像を得ることのできるメ
ディアンフィルタを備えた動き適応型雑音除去装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明に係る動き適応型雑音除去装置は、時間方向にカ
ーネルを有するメディアンフィルタを設け、該メディア
ンフィルタの入力と出力の差信号に対して垂直方向の収
縮および膨張処理を施し、雑音と歪とを分離する手段を
備えたことを特徴とするものである。

［作　用１ 本発明では、メディアンフィルタに於て原信号と出力信
号との差信号中から雑音を含んだ画素の位置を指示する
信号を抽出する回路を宵し、この信号によって前記メデ
ィアンフィルタの入力または出力のいずれかを選択して
出力することのできるようにしたものである。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明を適用した動き適応型雑音除去装置の
一実施例を示す。本実施例では、信号入力端子１に印加
される信号を入力とし、時間方向にカーネルを有するメ
ディアンフィルタｌＯと、このメディアンフィルタｌＯ
の入力と出力の間の差をとる減算器２０と、減算器２０
の出力の絶対値をとる絶対値回路３０と、この絶対値回
路３０の出力を入力とする垂直方向の最小値回路４０と
、これに直列に接続された垂直方向の最大値回路５０と
、この最大値回路５０の出力を前記絶対値回路３０の出
力から減ずる減算器６０と、この減算器６０の出力によ
って前記メディアンフィルタ１０の入力又は出力のいず
れか一方を選択するセレクタ７０と、このセレクタ７０
の出力に接続された８カ端子２とを含む。

次に、第１図の各構成要素の動作について説明する。

メディアンフィルタ１０は、時間（テンポラル）方向へ
カーネルを有するフィルタである。

第２図は、このような時間方向にカーネルを有するメデ
ィアンフィルタにおけるカーネル内画素の配置の一例を
示す図である。特に、テレビジョン信号においては、単
に雑音が除去されるだけではなく、画面内の様々な部位
における図形的な変形をできる限り少なく抑えることが
望まれるため、コンポジット信号処理においても、ある
いは、コンポーネント信号処理においても、空間（フィ
ールド）内のカーネルで処理するより時間方向のカーネ
ルで処理する方が、主観評価の結果として、高い評点を
とることが本出願人の発表により判明している（先に［
従来技術］の項で述べた論文）。

一方、この種の処理では、静止画の場合には雑音除去効
果が極めて高いが動きのある領域において逆に画質を劣
化させる場合がある。

以下に、その改善のための回路について述べる。

減算器２０と絶対値回路３０は、メディアンフィルタ１
０によって生じた歪を検出するための前処理部である。

絶対値回路３０の出力信号には、■動き領域であり、か
つメディアンフィルタｌＯで大きな劣化となる領域成分
と。

■メディアンフィルタ１０によって除去されたインパル
ス性の雑音成分とを含んでいる。

上２２種類の信号成分は、インパルス性雑音が通常ｌ走
査線分の幅しか持たないという性質を利用して、垂直方
向の収縮・膨張操作によって分離できる。

垂直方向の最小値回路４０と最大値回路５０とは、とも
に第３図に示す２タツプ長のカーネルを有し、それぞれ
１走査線分画像を収縮あるいは膨張させることができる
ものである。最小値回路４０では、前記歪信号中に含ま
れる１走査線幅のインパルス性雑音を除去する。

しかし、このままでは、その他の（動き領域で生じた歪
）領域もまた１走査線分縮んでいるため、最大値フィル
タ５０により、これを広げておく。その結果得られた信
号は、動き領域に於てメディアンフィルタＩＯにより発
生した歪に極めて近いものである。

結局、絶対値回路３０の出力から、最大値回路５０の出
力を減算器６０によって減ずることにより、インパルス
性雑音に対応した信号だけを抽出することになる。

このようにして得られた信号によって、雑音が混入して
いると判定された画素には、メディアンフィルタ１０の
８カを用い、そうでない場合には原信号をそのまま通過
させることにより、動きによって画像の劣化を招来する
ことなく雑音の除去が行える。

［発明の効果］ 以上説明したとおり本発明によれば、雑音の除去の観点
において時間方向にカーネルを有するメディアンフィル
タの除去性能を大きく損なうことな（、しかも従来問題
となっていた動き領域での画像劣化を大幅に低減ずるこ
とができる。

更に詳述すれば、本発明では、メディアンフィルタの出
力と原画像との差信号が、メディアンフィルタによって
除去されたインパルス性雑音と、動き領域において生じ
た歪部分とからなり、かつ雑音が通常走査線１本分の幅
のみを有することに着目し、前記差信号に垂直方向の収
縮・膨張操作を施すことによって、これからインパルス
性雑音に対応する部分を取り出し、これによって雑音と
判定された部位にはメディアンフィルタの出力を、また
、そうでない部位には原信号を直接通過させる構成とし
であるので、動きの有無に無関係に、効果的な雑音除去
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した動き適用型雑音除去装置の一
実施例を示す図、 第２図は時間方向にカーネルを有するメディアンフィル
タにおけるカーネル内画素配置の一例を示す図、 第３図は本発明の一実施例における垂直方向の最大値・
最小値回路のカーネルを示す図である。 ｌ・・・信号入力端子、 ２・・・出力端子、 ３・・・原信号、 ４・・・メデイアン処理出力信号、 ５・・・歪成分、 ６・・・雑音成分、 １０・・・メディアンフィルタ回路 （テンポラルカーネル）、 ２０・・・減算器ｌ、 ３０・・・絶対値回路、 ４０・・・最小値回路 ５０・・・最大値回路 ６０・・・減算器２． ７０・・・セレクタ、 ７・・・動領域歪信号 （垂直方向カーネル） （〃）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）時間方向にカーネルを有するメディアンフィルタを
   設け、該メディアンフィルタの入力と出力の差信号に対
   して垂直方向の収縮および膨張処理を施し、雑音と歪と
   を分離する手段を備えたことを特徴とする動き適応型雑
   音除去装置。 ２）前記雑音と歪とを分離する手段は、 該メディアンフィルタの入力と出力との差を求める第１
   の減算器と、 該減算器出力の絶対値を求める絶対値回路 と、 該絶対値回路の出力を入力とする最小値回路と、 該最小値回路の出力を入力とする最大値回路と、 前記絶対値回路の出力から前記最大値回路の出力を減ず
   る第２の減算器と、 該減算器出力がしきい値以上の場合には前記メディアン
   フィルタの出力信号を、しきい値以下の場合にはメディ
   アンフィルタの入力信号を選択して出力するセレクタと により構成したことを特徴とする請求項１に記載の動き
   適応型雑音除去装置。 ３）前記しきい値処理を前記絶対値回路の直後で行うこ
   とを特徴とする請求項２に記載の動き適応型雑音除去装
   置。