JPH0636565B2 - Video signal noise reduction device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン映像信号の如き、画像を走査して
得られるか或いは受信した映像信号に含まれる雑音成分
を低減する映像信号の雑音低減装置に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device for a video signal, such as a television video signal, for reducing a noise component contained in a video signal obtained or received by scanning an image. It is a thing.

従来の技術 高品位テレビジョン信号の如き広帯域映像信号を伝送す
るに際して、その信号帯域幅をサブナイキストサンプリ
ングによって削減する方式が「テレビジョン学会技術報
告ＴＥＢＳ９５−２」等でＭＵＳＥ（マルチプル サブ
ナイキスト サンプリングエンコーディングMultiple S
ub-Nyquist Sampling Encoding）方式として日本放送協
会より提案されている。ＭＵＳＥ方式では映像信号の垂
直帰線消去期間に多重して送信側より受信側へ、受信側
での信号処理の制御を行なう各種のコントロール信号が
伝送されており、その中で送信側で所定の走査によって
発生し、伝送される映像信号に含まれる雑音を低減する
ために受信側に備わっている雑音低減回路において雑音
の低減量を制御する信号（以降ノイズリデュース制御信
号と称す）も１ビットの２値信号として伝送されてい
る。2. Description of the Related Art When transmitting a wideband video signal such as a high-definition television signal, a method of reducing the signal bandwidth by sub-Nyquist sampling is "Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding" in "Technical Report of the Television Society of Japan TEBS95-2". Multiple S
It is proposed by the Japan Broadcasting Corporation as the ub-Nyquist Sampling Encoding) method. In the MUSE system, various control signals for controlling the signal processing on the receiving side are transmitted from the transmitting side to the receiving side in a multiplexed manner during the vertical blanking period of the video signal. A signal (hereinafter referred to as a noise reduce control signal) that controls the amount of noise reduction in a noise reduction circuit provided on the receiving side in order to reduce noise included in a transmitted video signal generated by scanning is also a 1-bit signal. It is transmitted as a binary signal.

以下に本発明に関係する従来例について、図面を参照し
ながら説明する。第２図は従来例としてのノイズリデュ
ース制御信号が入力映像信号に含まれて伝送されてくる
ＭＵＳＥ方式の雑音低減回路を示したものである。A conventional example related to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a noise reduction circuit of the MUSE system, in which a noise reduce control signal is included in an input video signal and transmitted as a conventional example.

映像信号入力端子１に供給される入力映像信号は演算回
路８を介して具体的にはメモリで実現した遅延回路９に
供給され、この遅延回路９への入力信号が装置の信号出
力端子１０に送出されている。遅延回路９は通常、フィ
ールド、あるいはフレームに相当する遅延を与えるもの
であるが、従来例におけるＭＵＳＥ方式の場合にはフレ
ーム遅延を行なっている。遅延回路９の出力信号は差検
出回路４に帰還され、ここで入力端子１より供給される
入力映像信号とのフレーム差が出力され、具体的にはＲ
ＯＭで構成される第１係数演算回路５および第２係数演
算回路６を介して雑音低減用補正値を求め、スイッチ７
の入力端子に供給される。スイッチ７は制御信号入力端
子より供給されるノイズリデュース制御信号により第１
係数演算回路５の出力信号あるいは第２係数演算回路６
の出力信号を選択し、演算回路８で前記第１、第２何れ
かの係数演算回路の出力信号と入力映像信号との加算が
行われる。上述の演算回路８，遅延回路９，差検出回路
４および第１係数演算回路５あるいは第２係数演算回路
６で構成されるループは時間方向の積分を行なうもので
あるから映像信号の相関、詳細には時間方向の相関が高
い。例えば入力映像信号が静止映像信号の如きものにお
いては利用価値が大なることが知られている。しかし通
常のテレビジョン信号では映像の内容が時々刻々と変化
していることが多く、あるいはシーンチェンジなど完全
に相関がなくなる場合も多いので、上記のループの作用
により残像が生じることより係数演算回路の係数を固定
値とすることは実用的でなく、したがって可変の構成が
用いられる。通常雑音低減回路による雑音低減アルゴリ
ズムは、入力映像信号をａ、一定遅延された映像信号を
ｂ前記両信号を適当な割合で混合する係数をＫとする
と、雑音が低減された映像信号ｃは、 ｃ＝ａ×（１−Ｋ）＋ｂ×Ｋ ………(1) のとおり表現できる。この式のとおりの構成では係数回
路が２ケ所必要であるので、本従来例では前記(1)式
を、 ｃ＝（ｂ−ａ）×Ｋ＋ａ ………(2) の如く変形して係数演算回路の配置を１ケ所でよいよう
に構成し、係数Ｋの異なる値と差信号とを演算する第１
および第２の係数演算回路の選択をノイズリデュース制
御信号により制御して係数の可変を実現している。The input video signal supplied to the video signal input terminal 1 is supplied to the delay circuit 9 realized by a memory through the arithmetic circuit 8, and the input signal to the delay circuit 9 is supplied to the signal output terminal 10 of the device. Has been sent out. The delay circuit 9 normally gives a delay corresponding to a field or a frame, but in the case of the MUSE system in the conventional example, it carries out a frame delay. The output signal of the delay circuit 9 is fed back to the difference detection circuit 4, where the frame difference from the input video signal supplied from the input terminal 1 is output.
The noise reduction correction value is obtained through the first coefficient calculation circuit 5 and the second coefficient calculation circuit 6 configured by the OM, and the switch 7
Is supplied to the input terminal of. The switch 7 receives the noise reduction control signal supplied from the control signal input terminal,
Output signal of coefficient operation circuit 5 or second coefficient operation circuit 6
Output signal is selected, and the arithmetic circuit 8 adds the output signal of the first or second coefficient arithmetic circuit and the input video signal. Since the loop composed of the arithmetic circuit 8, the delay circuit 9, the difference detection circuit 4, and the first coefficient arithmetic circuit 5 or the second coefficient arithmetic circuit 6 performs integration in the time direction, the correlation of the video signal, details Has a high correlation in the time direction. For example, it is known that the utility value is great when the input video signal is a still video signal. However, in a normal television signal, the contents of the image often change from moment to moment, or there is often a case where the correlation completely disappears due to scene changes, etc. It is not practical to have a fixed value for the coefficient of, so a variable configuration is used. Normally, the noise reduction algorithm by the noise reduction circuit is such that when the input video signal is a and the constant delayed video signal is b, and the coefficient for mixing the two signals at an appropriate ratio is K, the noise-reduced video signal c is c = a * (1-K) + b * K ... It can be expressed as (1). Since two coefficient circuits are required in the configuration as in this formula, in the conventional example, the formula (1) is modified as follows: c = (b−a) × K + a (2) A first circuit for arranging the circuit so that the circuit can be arranged at one place, and calculating different values of the coefficient K and the difference signal.
And the selection of the second coefficient arithmetic circuit is controlled by the noise reduce control signal to realize the coefficient variation.

以下にノイズリデュース制御信号およびこれを用いた雑
音低減量可変制御方法について説明する。送信側より伝
送されるノイズリデュース制御信号は前述の如く１ビッ
トの２値信号であり、所定の低減量で雑音低減を行なう
場合と所定の低減量より少ない低減量（雑音低減を行な
わない場合を含む）で雑音低減を行なう場合とを区別す
るための信号である。所定の低減量より少ない低減量で
雑音低減を行なう場合とは、映像信号が時間的に相関を
もたないか相関があっても非常に小さな場合、ＭＵＳＥ
方式においてはたとえば、カメラのパンニング等で動き
補正が行なわれている場合や全画面にわたって動きをと
もなう映像と判断された時やシーンチェンジの様な画面
状態にあるときである。第１および第２係数演算回路の
一方には通常行なう所定の雑音低減係数Ｋ_１を与え、他
方には所定の雑音低減量より少ない低減を行なう雑音低
減係数Ｋ_２を与えておき、前記ノイズリデュース制御信
号で区別された映像信号の状態に従って静止画像及び静
止状態に近い画像に対しては通常の雑音低減量で、また
動画像及び動き画像に近い画像に対しては通常よりも少
ない雑音低減量で雑音低減を行なうことにより効果的に
入力映像信号の雑音低減を計ろうというものであった。A noise reduce control signal and a noise reduction amount variable control method using the same will be described below. The noise reduce control signal transmitted from the transmitting side is a 1-bit binary signal as described above, and it is possible to reduce noise by a predetermined reduction amount and a reduction amount smaller than the predetermined reduction amount (when no noise reduction is performed). It is a signal for distinguishing the case where noise reduction is performed (including). When the noise reduction is performed with a reduction amount smaller than the predetermined reduction amount, MUSE is used when the video signals have no temporal correlation or are very small even if there is a correlation.
The method is, for example, when motion correction is performed by panning of a camera, when it is determined that the image is accompanied by motion over the entire screen, or when a screen state such as a scene change occurs. One of the first and second coefficient calculation circuits is provided with a predetermined noise reduction coefficient K ₁ that is normally used, and the other is provided with a noise reduction coefficient K ₂ that is less than a predetermined noise reduction amount. Noise reduction amount is normal for still images and images close to the still state according to the state of the video signal distinguished by the control signal, and less than usual for moving images and images close to moving images. It was intended to effectively reduce the noise of the input video signal by performing the noise reduction in.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来例の雑音低減回路においては送信側
より伝送されてくるノイズリデュース制御信号のみによ
り雑音低減係数Ｋの選択を制御しているため、静止部分
と動き部分が画面中に混在して存在する様な場合におい
て、例えば静止部分が画面の大部分を占めておりその中
の微小な範囲に動き部分が存在している様な画像で、伝
送されてくるノイズリデュース制御信号が雑音低減量を
通常よりも少なくする状態、すなわち動きに関する何ら
かの条件により画面全体を動き画像と判断して雑音低減
制御を行なっているような場合、微小な範囲の動き部分
が存在するために本来雑音低減を十分に行なってもよい
静止画部分についても雑音低減量の少ない雑音低減しか
行なえず入力映像信号の全ての動，静の状態に対して必
ずしも効果的な雑音低減が行なえていないという問題点
を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the noise reduction circuit of the conventional example, since the selection of the noise reduction coefficient K is controlled only by the noise reduction control signal transmitted from the transmission side, the static portion and the moving portion are In the case where there are mixed images on the screen, for example, a still part occupies the majority of the screen and a moving part exists in a minute range in that image. When the control signal reduces the noise reduction amount below the normal level, that is, when the noise reduction control is performed by judging the entire screen as a moving image under some condition related to the movement, there is a moving portion in a minute range. The noise reduction of the input video signal can be reduced even in the still image part where noise reduction may be sufficiently performed. However, there is a problem that noise reduction is not always effective for the situation.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するにあたり、本発明においては前記
ノイズリデュース制御信号と同様に入力映像の垂直帰線
消去期間に多重して伝送されてくる本来動き検出回路の
制御のためのブロックコントロール信号を利用して、前
記ノイズデュース制御信号と併用して雑音低減回路の雑
音低減係数Ｋを制御しようというものである。Means for Solving the Problems In solving the above problems, according to the present invention, the control of the original motion detection circuit which is multiplexed and transmitted in the vertical blanking period of the input image as in the noise reduce control signal. Is used to control the noise reduction coefficient K of the noise reduction circuit in combination with the noise deuce control signal.

作 用 ＭＵＳＥ方式におけるブロックコントロール信号は本来
動き検出のモードを制御するものであり、映像信号の１
フィールドを水平方向１６，垂直方向３３の合計５２８
のブロックに区切り、各ブロックについてブロック内に
動き部分が少しでも含まれる状態と動き部分が全く含ま
れていない静止部分の区別をするものであり、このブロ
ックコントロール信号をノイズリデュース制御信号に併
用して雑音低減を行なえば、例えば前記に例として挙げ
たような静止部分が画面の大部分を占めておりその中の
微少な範囲に動き部分が存在している様な画像で、伝送
されてくるノイズリデュース制御信号が雑音低減量を通
常よりも少なくする状態に制御が働いている場合にもブ
ロックコントロール信号により識別される動き部分を含
まないブロックについてはノイズリデュース制御信号の
制御を打ち消す方向に制御をかけ、静止部分における積
極的な雑音低減を行なうことが可能になる。The block control signal in the working MUSE system originally controls the motion detection mode.
A total of 528 fields, 16 in the horizontal direction and 33 in the vertical direction
The block control signal is divided into blocks and each block is divided into a state in which a moving part is included in the block and a static part in which no moving part is included at all.This block control signal is used in combination with the noise reduce control signal. If the noise is reduced by, for example, an image in which the still part as mentioned above occupies most of the screen and the moving part exists in a small range in it, it is transmitted. Even if the noise reduction control signal is controlled so that the noise reduction amount is smaller than usual, control is performed in the direction of canceling the control of the noise reduction control signal for the block that does not include the moving part identified by the block control signal. Therefore, it becomes possible to actively reduce noise in the stationary portion.

実施例 以下に本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明における雑音低減装置の一実施
例を示したものであり第２図のものと同一物は同一番号
を付して説明する。映像信号入力端子１に供給される入
力映像信号は演算回路８を介して具体的にはメモリで実
現し、入力信号を１フレーム期間遅延させる遅延回路９
に供給され、この遅延回路９への入力信号が装置の信号
出力端子１１に送出されている。遅延回路９の出力信号
は差検出回路４に帰還され、ここで入力端子１より供給
される入力映像信号とのフレーム差が出力され、第１係
数演算回路５および第２係数演算回路６を介して雑音低
減用補正値が求められスイッチ７の入力端子に供給され
る。送信側から映像信号の垂直帰線期間に多重して伝送
されてくるコントロール信号であるノイズリデュース制
御信号が入力端子２より、ブロックコントロール信号が
入力端子３より供給され、制御信号演算回路１０の入力
信号となる。前記両者の制御信号はどちらも１ビットの
２値信号であるので制御信号演算回路１０において論理
演算がなされ、その出力信号で第１および第２の係数演
算回路の出力信号である雑音低減補正値信号の選択を行
なうスイッチの制御を行なう。スイッチ７の出力端子に
現われる雑音低減補正値信号と入力端子１より供給され
る入力映像信号とを演算回路８で加算して、入力映像信
号に含まれる雑音が効果的に低減された信号として出力
端子１１より出力される訳である。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the noise reduction device according to the present invention. The same parts as those in FIG. The input video signal supplied to the video signal input terminal 1 is realized specifically by a memory via the arithmetic circuit 8, and the delay circuit 9 delays the input signal for one frame period.
The signal input to the delay circuit 9 is sent to the signal output terminal 11 of the device. The output signal of the delay circuit 9 is fed back to the difference detection circuit 4, where the frame difference from the input video signal supplied from the input terminal 1 is output, and is passed through the first coefficient calculation circuit 5 and the second coefficient calculation circuit 6. Then, the noise reduction correction value is obtained and supplied to the input terminal of the switch 7. The noise reduce control signal, which is a control signal multiplexed and transmitted from the transmitting side in the vertical blanking period of the video signal, is supplied from the input terminal 2, the block control signal is supplied from the input terminal 3, and the input of the control signal arithmetic circuit 10 is performed. Become a signal. Since both of the control signals are 1-bit binary signals, a logical operation is performed in the control signal arithmetic circuit 10, and the output signal thereof is the noise reduction correction value which is the output signal of the first and second coefficient arithmetic circuits. It controls the switches that select signals. The noise reduction correction value signal appearing at the output terminal of the switch 7 and the input video signal supplied from the input terminal 1 are added by the arithmetic circuit 8 and output as a signal in which the noise contained in the input video signal is effectively reduced. It is output from the terminal 11.

制御信号演算回路１０の動作についての一例を下表を用
いて説明する。An example of the operation of the control signal calculation circuit 10 will be described using the table below.

ノイズリデュース制御信号とブロックコントロール信号
とは共に１ビットの２値信号であり、ノイズリデュース
制御信号については所定の低減量で雑音低減を行なう制
御状態を論理“Ｏ”レベル、所定の低減量より少ない低
減量で雑音低減を行なう制御状態を論理“１”レベルと
し、ブロックコントロール信号については各ブロックに
ついてブロック内に少しでも動き部分を含むブロックは
論理“Ｏ”レベル、完全に静止画のみのブロックを論理
“１”レベルに対応させることにし、前記入力信号に対
する出力信号、すなわち前記スイッチ７を切り換えて所
定の低減係数Ｋ_１を用いて前記差信号と演算する係数演
算回路を選択する状態を論理“Ｏ”レベル、所定の低減
量より少ない低減量で雑音低減を行なう低減係数Ｋ_２を
用いて前記差信号と演算する係数演算回路を選択する状
態を論理“１”レベルに対応させて真理値表を書くと第
３図に示したものとなる。この真理値表から得られる論
理式は、ノイズリデュース制御信号をＮＲ、ブロックコ
ントロール信号をＢＣと略記し、得られる制御信号をＳ
ＷＣと略記すると、 ＳＷＣ＝ＮＲ・▲▼ ………(3) で表現できる。この式は、ノイズリデュース制御信号に
よって雑音低減量を少なくして雑音低減を行なうフィー
ルドに対して完全な静止画で占められるブロックに対し
ては雑音低減を所定の低減量で行なうことを意味してい
る。 Both the noise reduce control signal and the block control signal are 1-bit binary signals. For the noise reduce control signal, the control state in which noise is reduced by a predetermined reduction amount is a logical "O" level, less than the predetermined reduction amount. The control state for performing noise reduction by the reduction amount is set to the logical "1" level, and for the block control signal, each block is a logical "O" level if the block includes even a moving part, and a block including only a still image is used. logic "1" to be corresponding to the level, the output signal for the input signal, i.e., a logic state of selecting the coefficient arithmetic circuit for calculating said difference signal with a predetermined reduction coefficient K ₁ by switching the switch 7 ' O "level, with the reduction coefficient K ₂ for performing noise reduction with less reduction amount than the predetermined reduction amount the Sashin The state of selecting the coefficient calculation circuit for calculating in correspondence to a logical "1" level becomes that shown in FIG. 3 Writing a truth table with. The logical expression obtained from this truth table is such that the noise reduce control signal is abbreviated as NR, the block control signal is abbreviated as BC, and the obtained control signal is S
When abbreviated as WC, it can be expressed as SWC = NR ..... (3). This expression means that the noise reduction amount is reduced by the noise reduction control signal, and noise reduction is performed with a predetermined reduction amount for a block occupied by a complete still image for a field for which noise reduction is performed. There is.

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば従来例
のノイズリデュース制御信号のみのフィールド単位で雑
音低減を行なう方法に比べブロックコントロール信号を
用いた雑音低減の制御を併用することによりブロック毎
の詳細な制御が可能となり、従来画面の微少面積を占め
る動き部分の影響で全画面動きと判断され雑音低減を抑
制されていた静止画部分の雑音低減を効果的に行なうこ
とができ、その実用的効果は大きい。EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from the above description, according to the present invention, the noise reduction control using the block control signal is used in combination with the conventional method of performing noise reduction in the field unit of only the noise reduction control signal. This makes it possible to perform detailed control for each block, and it is possible to effectively reduce the noise of the still image part, which was previously determined to be full-screen motion due to the influence of the moving part that occupies a small area of the screen and whose noise reduction was suppressed. , Its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例における映像信号の雑音低減
装置のブロック図、第２図は従来例における映像信号の
雑音低減装置のブロック図である。 １，２，３……信号入力端子、４……差検出回路、５…
…第１係数演算回路、６……第２係数演算回路、７……
スイッチ、８……演算回路、９……遅延回路、１０……
制御信号演算回路、１１……信号出力端子。FIG. 1 is a block diagram of a video signal noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a video signal noise reduction apparatus according to a conventional example. 1, 2, 3 ... Signal input terminals, 4 ... Difference detection circuit, 5 ...
... first coefficient calculation circuit, 6 ... second coefficient calculation circuit, 7 ...
Switch, 8 ... Arithmetic circuit, 9 ... Delay circuit, 10 ...
Control signal arithmetic circuit, 11 ... Signal output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】現在の入力映像信号と所定の遅延手段を用
いて時間遅延されている過去の映像信号を所定の振幅比
で加算したものを出力するとともに、出力信号を再び前
記遅延手段に入力させることにより前記入力映像信号に
含まれている雑音を低減する雑音低減装置であって、現
在の映像信号と過去の映像信号とのフレーム差を検出す
る差検出回路と、前記差検出回路の出力に雑音低減比率
係数を乗ずる第１、第２の係数演算回路と、前記第１係
数演算回路の出力と第２係数演算回路の出力の何れかを
選択するスイッチと、入力映像信号に多重されるノイズ
リデュース制御信号とブロックコントロール信号を入力
として前記スイッチの制御を行う信号を生成する制御信
号演算回路と、前記スイッチで選択された第１、第２い
ずれかの係数演算回路の出力信号と入力映像信号との加
算を行う演算回路と、前記演算回路の出力映像信号を１
フレーム期間遅延させる遅延回路とを少なくとも備えた
映像信号の雑音低減装置。1. A current input video signal and a past video signal time-delayed by using a predetermined delay means are added at a predetermined amplitude ratio and output, and the output signal is input to the delay means again. A noise reducing device for reducing noise contained in the input video signal by performing a difference detection circuit for detecting a frame difference between a current video signal and a past video signal, and an output of the difference detection circuit. To the input video signal, a first and second coefficient calculation circuit for multiplying the noise reduction ratio coefficient by the switch, a switch for selecting one of the output of the first coefficient calculation circuit and the output of the second coefficient calculation circuit, and the input video signal. A control signal arithmetic circuit for generating a signal for controlling the switch by inputting a noise reduce control signal and a block control signal, and a first or second coefficient arithmetic operation selected by the switch An operation circuit for adding the output signal and the input video signal of the road, the output video signal of said arithmetic circuit 1
A noise reduction device for a video signal, comprising at least a delay circuit for delaying a frame period.