CN100558144C - 噪声抑制方法和噪声抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种噪声抑制方法和噪声抑制装置。特别是，本发明涉及一种噪声抑制方法、噪声抑制方法的程序、记录了噪声抑制方法的程序的记录介质以及噪声抑制装置，特别是在时间循环型噪声滤波器中，即使噪声水平大也能够充分抑制噪声水平。将进行运动校正的参照影像信号(S6)和没有进行运动校正的参照影像信号(S3)进行合成来生成参照影像信号(S16)，使用该参照影像信号(S16)来生成差分信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种噪声抑制方法、噪声抑制方法的程序、记录了噪声抑制方法的程序的记录介质以及噪声抑制装置，特别是能够应用于除去影像信号中的噪声的时间循环型噪声滤波器。本发明合成进行了运动校正的参照影像信号和没有进行运动校正的参照影像信号来生成参照影像信号，通过使用该参照影像信号来生成差分信号，从而即使在噪声水平大的情况下，也能够充分抑制噪声水平。
背景技术
以往，如图16所示，时间循环型的噪声滤波器利用场间差分、帧间差分来抑制影像信号的噪声。在此，该噪声滤波器1是运动适应型的噪声滤波器。在该噪声滤波器1中，延迟信号生成部2将输出影像信号S2延迟1场或者1帧的期间来输出噪声成分提取用的参照影像信号S3。减法电路3从输入影像信号S1减去参照影像信号S3来生成差分信号S4。噪声提取部4，例如设振幅越小越像噪声而将反馈比设定为大的值，相反设振幅越大越不像噪声而将反馈比设定为小的值，生成噪声抑制用信号S5。具体地说，噪声提取部4例如利用图17所示的输入输出特性对差分信号S4进行非线性处理，生成噪声抑制用信号S5。减法电路5从输入影像信号S1减去该噪声抑制用信号S5，生成输出影像信号S2。
与此相对，图18是运动校正型噪声滤波器。在该噪声滤波器11中，对与图16的噪声滤波器1相同的结构标记相对应的符号来表示，省略重复的说明。在该噪声滤波器11中，运动向量检测部12以输入影像信号S1为基准，从参照影像信号S3检测运动向量MV。运动校正部13以由该运动向量检测部12检测出的运动向量MV对参照影像信号S3进行运动校正，生成进行了运动校正的参照影像信号S6。该噪声滤波器11从输入影像信号S1减去该进行了运动校正的参照影像信号S6，生成差分信号S4。
关于这种时间循环型的噪声滤波器，在特开2001-136416号公报中提出了如下方案：测量噪声水平，根据噪声水平测量结果自动地设定噪声抑制用信号S5的信号水平。
另外，运动校正型的噪声滤波器，通常在运动图像中也能够充分抑制噪声。然而，当噪声水平变大时，运动校正型的噪声滤波器有误检测运动向量的情况，在这种情况下有如下问题：难以正确地对参照影像信号S3进行运动校正，无法充分抑制噪声。另外在这种情况下，特别是在平坦部中，噪声抑制水平在空间方向以及时间方向上局部地发生变化，其结果能够看到噪声在画面上起伏，给用户带来不舒适感。
此外，在此当噪声水平变大时，在平坦部中在空间、时间上有离散地检测出运动向量的大小、方向，该离散依赖于运动向量检测的算法。其结果认为：关于噪声，进行了运动校正的参照影像信号和输入影像信号不是完全不相关，而能够看到噪声在画面上起伏。
专利文献1：日本特开2001-136416号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是考虑以上的点而完成的，提供一种即使在噪声水平大的情况下也能够充分抑制噪声水平的噪声抑制方法、噪声抑制方法的程序、记录了噪声抑制方法的程序的记录介质以及噪声抑制装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，发明1应用于抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号的噪声抑制方法，具有：运动校正步骤，从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；延迟步骤，延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；参照影像信号生成步骤，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；差分信号生成步骤，从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成步骤生成的上述参照影像信号，生成差分信号；噪声抑制用信号生成步骤，校正上述差分信号，生成噪声抑制用信号；以及信号减法步骤，从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
另外，发明2应用于抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号的噪声抑制方法的程序，具有：运动校正步骤，从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；延迟步骤，延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；参照影像信号生成步骤，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；差分信号生成步骤，从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成步骤生成的上述参照影像信号，生成差分信号；噪声抑制用信号生成步骤，校正上述差分信号，生成噪声抑制用信号；以及信号减法步骤，从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
另外，发明3应用于记录了抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号的噪声抑制方法的程序的记录介质，上述噪声抑制方法的程序具有：运动校正步骤，从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；延迟步骤，延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；参照影像信号生成步骤，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；差分信号生成步骤，从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成步骤生成的上述参照影像信号，生成差分信号；噪声抑制用信号生成步骤，校正上述差分信号，生成噪声抑制用信号；以及信号减法步骤，从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
另外，发明4应用于抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号的噪声抑制装置，具有：运动校正部，其从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；延迟部，其延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；参照影像信号生成部，其合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；差分信号生成部，其从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成部生成的上述参照影像信号，生成差分信号；噪声抑制用信号生成部，其校正上述差分信号来生成噪声抑制用信号；以及信号减法部，其从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
根据发明1、发明2、发明3或者发明4的结构，通过生成参照影像信号时的进行了运动校正的参照影像信号和没有进行运动校正的参照影像信号的合成比率的设定，能够由运动适应型的噪声滤波器和运动校正型的噪声滤波器切换结构，还能够将结构切换为运动适应型的噪声滤波器和运动校正型的噪声滤波器的组合。因而，通过该合成比率的设定，如运动校正型的噪声滤波器那样使得在运动图像、静止图像部分充分抑制噪声，在不能正确进行运动校正的情况下，能够采用运动适应型的噪声滤波器侧的结构来抑制噪声，即使在噪声水平大的情况下也能够充分抑制噪声水平。
发明的效果
根据本发明，即使噪声水平大的情况下，也能够充分抑制噪声水平。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的噪声滤波器的参照影像信号生成部结构的框图。
图2是表示本发明的实施例1的噪声滤波器的框图。
图3是表示图1的参照影像信号生成部中的混合比算出部的框图。
图4是用于说明区域设定的平面图。
图5是用于说明利用与图4的例子不同的方法进行的区域设定的平面图。
图6是用于说明图4的运动校正可靠度设定部的动作的特性曲线图。
图7是表示图2的噪声滤波器中的噪声提取部结构的框图。
图8是表示图7的其它例子的框图。
图9是表示本发明的实施例2的噪声滤波器的框图。
图10是表示图9的噪声滤波器中的混合比算出部的框图。
图11是用于说明图10的混合比算出部中的噪声匹配度设定部的动作的特性曲线图。
图12是用于说明图10的混合比算出部中的混合比设定部的动作的特性曲线图。
图13是表示本发明的实施例3的噪声滤波器的框图。
图14是表示图13的噪声滤波器的参照影像信号生成部的结构的框图。
图15是用于图14的参照影像信号生成部中的运动向量计算部的动作的特性曲线图。
图16是表示利用以往的时间循环型的运动适应型噪声滤波器的框图。
图17是表示图16的噪声滤波器中的噪声提取部的特性的特性曲线图。
图18是表示利用以往的时间型的运动校正型噪声滤波器的框图。
附图标记说明
1、11、21、41、51：噪声滤波器；2、23：延迟信号生成部；3、5：减法电路；4：噪声提取部；12、24：运动向量检测部；13、25：运动校正部；22、43、53：参照影像信号生成部；26、46：混合比算出部；28：部分区域提取部；29：平均残差量算出部；30：运动校正效率算出部；31、48：运动校正可靠度设定部；32、49：混合比设定部；34：图像合成部；42：噪声水平测量部；47：噪声匹配度设定部；52：解码器；54：运动向量计算部。
具体实施方式
下面，适当参照附图详细说明本发明的实施例。
实施例1
(1)实施例的结构
图2是表示本发明的实施例1的噪声滤波器的框图。该噪声滤波器21是时间循环型滤波器，由参照影像信号生成部22生成参照影像信号S16，由减法电路3生成该参照影像信号S16和输入影像信号S1的差分信号S4。此外，在该图2的噪声滤波器21中，对与图16及图18的噪声滤波器1、11相同的结构标记对应的符号来表示，省略重复的说明。另外，减法电路3构成利用输入影像信号S1和进行了运动校正的参照影像信号S16来生成差分信号S4的差分信号生成部3A，减法电路5从输入影像信号S1减去噪声抑制用信号S5，从而构成从输入影像信号S1减去噪声的噪声减法处理部5A。
图1是详细表示参照影像信号生成部22的框图。在该参照影像信号生成部22中，延迟信号生成部23将输出影像信号S2延迟1场或者1帧的期间，输出没有进行运动校正的参照影像信号S3。
运动向量检测部24以输入影像信号S1为基准，从由延迟信号生成部23输出的参照影像信号S3检测运动向量MV。此外，该运动向量MV的检测能够应用块匹配法、梯度法等各种方法，另外运动向量的检测精度也可以使用整数像素精度、小数像素精度中的任一个。运动校正部25以由该运动向量检测部24检测出的运动向量MV对参照影像信号S3进行运动校正，生成进行了运动校正的参照影像信号S6。
混合比算出部26以输入影像信号S1为基准分析这些没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6，计算混合比MCBR，该混合比MCBR是根据该分析结果来合成没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6从而生成参照影像信号S16时的合成比率。
即，如图3所示，混合比算出部26将没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6、输入影像信号S1输入到部分区域提取部28。在此，如图4所示，部分区域提取部28将输入影像信号S1的1个画面在水平方向以及垂直方向上分割为多个区域。部分区域提取部28对该进行了分割的各区域分别分配输入影像信号S1、参照影像信号S3、S6，向每个区域输出这些输入影像信号S1、参照影像信号S3、参照影像信号S6。此外，将这样分配到各区域并输出到每个区域的输入影像信号S1、参照影像信号S3、S6分别称为部分影像信号S1P、部分参照影像信号S3P、S6P。此外，通过与图4的对比，如图5所示，区域的设定也可以使相邻的区域部分重叠。
平均残差量算出部29对由部分区域提取部28设定的每个区域，计算没有进行运动校正的参照影像信号S3相对输入影像信号S1的残差。在该实施例中，将各像素的残差按每个区域进行平均值化，利用平均残差NOMC D求出该残差。平均残差量算出部29同样地对由部分区域提取部28设定的每个区域，计算进行了运动校正的参照影像信号S6相对输入影像信号S1的残差。在该实施例中，该进行了运动校正的参照影像信号S6侧的残差对应于没有进行运动校正的参照影像信号S3侧的残差，与参照影像信号S3同样地将各像素的残差按每个区域进行平均值化，利用平均残差MC D来求出。此外，在此该平均残差可应用方均误差、方均误差的平方根、平均绝对值误差等各种计算方法。下面，将输入影像信号S1和没有进行运动校正的参照影像信号S3侧的平均残差NOMC D称为单纯平均残差量。另外，将进行了运动校正的参照影像信号S6侧的平均残差MC D称为运动校正平均残差量。
在此，该单纯平均残差量NOMC D、运动校正平均残差量MCD，分别在没有进行运动校正的情况和进行了运动校正的情况下表示对输入影像信号S1的误差量，在静止图像部分单纯平均残差量NOMC D变成较小的值，在运动图像部分中在能够正确地进行运动校正的情况下运动校正平均残差量MC D变成较小的值。因而，分别对没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6，表示适合差分信号S4的生成的程度。
运动校正效率算出部30综合这些单纯平均残差量NOMC D、运动校正平均残差量MC D，计算一个评价值，该评价值表示没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6中的哪一个适合差分信号S4的生成。该运动校正效率算出部30以运动校正平均残差量MC D为基准，来执行将单纯平均残差量NOMC D、运动校正平均残差量MC D进行综合的处理，其结果，作为评价值，根据与没有进行运动校正的参照影像信号S3的对比，计算表示进行了运动校正的参照影像信号S6适合差分信号S4生成的程度的运动校正效率MCE，其中，所述评价值表示没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6中的哪一个适合差分信号S4的生成。
即，运动校正效率算出部30对每个区域执行(NOMC D-MCD)/MC D的计算，计算运动校正效率MCE。此外与此相反，也能够以单纯平均残差量NOMC D为基准来综合单纯平均残差量NOMC D、运动校正平均残差量MC D，作为表示没有进行运动校正的参照影像信号S3、进行了运动校正的参照影像信号S6中的哪一个适合差分信号S4的生成的参数，计算表示没有进行运动校正的参照影像信号S3适合差分信号S4生成的程度的效率。此外在这种情况下，运算式成为(MC D-NOMC D)/NOMC D，与此对应，后述的运动校正可靠度设定部31中的设定将不同。
运动校正效率算出部30在运动校正效率MCE变成负值的情况、或者在单纯平均残差量NOMC D是值0的情况下，将运动校正效率MCE设为值0来输出。此外，求出该运动校正效率MCE的处理，既可以由运算处理执行，也可以由查询表求出。
运动校正可靠度设定部31根据运动校正效率MCE，计算混合比的中间计算值MCR。在此，如图6所示，运动校正可靠度设定部31利用第1以及第2阈值Eth1以及Eth2分别将运动校正效率MCE的值小的侧以及值大的侧分别限幅为值0以及值1，校正运动校正效率MCE的值。另外，将该进行了校正的运动校正效率MCE作为混合比的中间计算值MCR而输出。此外，在此该中间计算值MCR根据与没有进行运动校正的参照影像信号S3的对比，表示进行了运动校正的参照影像信号S6中的运动校正的可靠度。因而，在下面适当称为可靠度。
混合比设定部32根据该可靠度MCR计算最终的混合比MCBR。在该实施例中，混合比设定部32直接将可靠度MCR作为混合比MCBR而输出。
图像合成部34(图1)使用该混合比MCBR，对没有进行运动校正的参照影像信号S3和进行了运动校正的参照影像信号S6进行加权相加，合成没有进行运动校正的参照影像信号S3和进行了运动校正的参照影像信号S6，来输出参照影像信号S16。具体地说，通过执行S16＝MCBR×S6+(1-MCBR)×S3的运算处理，来合成参照影像信号S16并输出。
此外，混合比算出部26中的一系列处理也可以间除(間引き)参照影像信号S3、S6来执行，在这种情况下，图像合成部34通过零阶保持、线性插值等处理分别求出对各像素的运动校正混合比之后进行图像合成。另外，关于图5如上所述，在设定各区域使得相邻的区域相互重叠的情况下，既可以在该相互重叠的部分将在该相互重叠的各区域中计算的混合比进行平均值化来合成参照影像信号S3、S6，另外也可以通过直线插值使在该两个区域中检测出的混合比渐渐变化而进行切换。另外，也可以将在各区域中求出的混合比进行平滑化而使用于参照影像信号S3、S6的加权运算，在区域边界中平滑地切换混合比。另外，也可以对每个像素计算混合比，来代替每个区域的混合比的计算。此外，在这种情况下，在平均残差量算出部29中使得在以关注像素为中心的固定范围内求出残差量，另外使其依次处理对该关注像素的每个求出的残差量，从而能够对每个像素计算混合比。此外，在这种情况下，认为需要将求出的混合比进行平滑化而使用于参照影像信号S3、S6的加权运算。
此外在该实施例中，如图7所示，噪声提取部4通过非线性处理部36，以图17所示的非线性输入输出特性对差分信号S4进行校正，生成噪声抑制用信号S5。另外，取而代之，噪声提取部也可以如图8所示，利用频带分割部38将差分信号S4频带分割为多个频带，接着通过非线性处理部39对每个频带进行非线性处理之后，由频带合成部40合成为1个信号来生成噪声抑制用信号S5。此外在这种情况下，在频带分割部38中的频带分割处理中，能够广泛应用Hadamard、Haar、DCT等正交变换处理、利用了滤波器组的wavelet变换、子带分割等各种频带分割方法。
(2)实施例的动作
在以上的结构中，依次输入的输入影像信号S1(图2)通过减法电路5减去噪声抑制用信号S5来抑制噪声成分，由输出影像信号S2输出。关于输入影像信号S1，通过参照影像信号生成部22来处理输出影像信号S2而生成参照影像信号S16，通过减法电路3从输入影像信号S1减去该参照影像信号S16从而生成差分信号S4。另外，通过噪声提取部4对该差分信号S4进行非线性处理而生成噪声抑制用信号S5。
通过这些，该噪声滤波器21由时间循环型构成，在不进行任何运动校正而生成参照影像信号S16的情况下，虽然在静止图像部分能够充分抑制噪声，但是在运动图像部分难以充分抑制噪声。与此相对，当进行运动校正来生成参照影像信号S16时，在运动图像部分也能够充分抑制噪声，但是当噪声水平变大时误检测运动向量从而无法正确地进行运动校正，变得难以充分抑制噪声。另外，在平坦部分能够看到噪声起伏，明显地给用户带来不舒适感。
因此，在该噪声滤波器21中，制作没有进行运动校正的参照影像信号S3和进行了运动校正的参照影像信号S6，合成这两个影像信号S3、S6来生成参照影像信号S16。另外，使用该合成的参照影像信号S16来作成差分信号S4，根据该差分信号S4制作噪声抑制用信号S5。
因而在该噪声滤波器21中，通过生成参照影像信号时的进行了运动校正的参照影像信号和没有进行运动校正的参照影像信号的合成比率的设定，能够在运动适应型的噪声滤波器和运动校正型的噪声滤波器之间切换结构，还能够将结构切换为运动适应型的噪声滤波器和运动校正型的噪声滤波器的组合。因而，通过该合成比率的设定，如运动校正型的噪声滤波器那样，能够在运动图像部分、静止图像部分充分抑制噪声，在不能正确进行运动校正的情况下，采用运动适应型的噪声滤波器侧的结构来抑制噪声，由此与以往相比即使在噪声大的情况下也能够充分抑制噪声水平。
因此，在该噪声滤波器21中，在混合比算出部26中根据输入影像信号S1和参照影像信号S3、S6的对比来求出该进行了运动校正的参照影像信号S6和没有进行运动校正的参照影像信号S3的合成比率MCBR。
即，输入影像信号S1在平均残差量算出部29中(图3)，对输入影像信号S1的没有进行运动校正的参照影像信号S3的残差量作为单纯平均残差量NOMC D而被求出，另外对输入影像信号S1的进行了运动校正的参照影像信号S6的残差量作为运动校正平均残差量MC D而被求出。
在噪声滤波器21中，根据这些单纯平均残差量NOMC D以及运动校正平均残差量MC D来设定合成比率MCBR，以该合成比率MCBR合成进行了运动校正的参照影像信号S6和没有进行运动校正的参照影像信号S3来生成参照影像信号S16。由此在该噪声滤波器21中，使得在参照影像信号S16中包含许多认为适合差分信号S4的生成的参照影像信号S3、S6，从而能够生成参照影像信号S16，能够在静止图像部分、运动图像部分充分抑制噪声水平，且即使在误检测出运动向量的情况下也充分抑制噪声水平。
此外，在实用上能够确保充分的特性的情况下，也可以只使用单纯平均残差量NOMC D来设定合成比率MCBR，而代替根据单纯平均残差量NOMC D以及运动校正平均残差量MC D来设定合成比率MCBR，另外取而代之，也可以只使用运动校正平均残差量MC D来设定合成比率MCBR。
更具体地说，在该噪声滤波器21中，在运动校正效率算出部30中以运动校正平均残差量MC D为基准，综合这些单纯平均残差量NOMC D以及运动校正平均残差量MC D来求出一个评价值MCE，根据该评价值MCE求出混合比MCBR。由此即使在单纯平均残差量NOMC D以及运动校正平均残差量MC D双方的值大的情况下，也能够最适合差分信号S4生成地合成参照影像信号S6、S3来生成参照影像信号S16，能够有效地抑制噪声水平。
另外，此时将评价值MCE在值大的侧以及值小的侧分别限幅为值1以及值0，由此在设定混合比MCBR使得只使用没有进行运动校正的参照影像信号S3来生成差分信号S4的情况、以及设定混合比MCBR使得只使用进行了运动校正的参照影像信号S6来生成差分信号S4的情况下，设定成即使在单纯平均残差量NOMC D以及运动校正平均残差量MC D发生了某种程度的变化的情况下也继续进行动作。由此该噪声滤波器21能够适当地设定没有进行运动校正的参照影像信号S3和进行了运动校正的参照影像信号S6的合成比率，来抑制噪声水平。
另外，对输入影像信号S1中设定的每个区域执行计算这种混合比的处理，由此即使在静止图像部分和运动图像部分混在一起的情况下，也能够适当地抑制噪声水平。
(3)实施例的效果
根据以上的结构，合成进行了运动校正的参照影像信号和没有进行运动校正的参照影像信号来生成参照影像信号，通过使用该参照影像信号来生成差分信号，即使在噪声水平大的情况下也能够充分抑制噪声水平。
另外，计算对输入影像信号的进行了运动校正的参照影像信号、没有进行运动校正的参照影像信号的残差量，根据该残差量设定混合比来合成进行了运动校正的参照影像信号和没有进行运动校正的参照影像信号，从而能够在静止图像部分、运动图像部分充分抑制噪声水平，且即使在误检测出运动向量的情况下也充分抑制噪声水平。
更具体地说，综合进行了运动校正的参照影像信号侧的残差量和没有进行运动校正的参照影像信号侧的残差量，来计算一个评价值，通过根据该评价值来设定混合比，从而即使在这两个残差量都大的情况下也能够适当地设定混合比来充分抑制噪声水平。
另外，通过对每个区域设定混合比，在静止图像部分、运动图像部分混在一起的情况下，能够在各部分适当地设定混合比，充分抑制噪声水平。
实施例2
图9是表示本发明的实施例2的噪声滤波器的框图。在该噪声滤波器41中，对与实施例1的噪声滤波器21相同的结构标记对应的符号来表示，省略重复的说明。该噪声滤波器41利用噪声水平测量部42测量输入影像信号S1的噪声水平，根据该噪声水平测量结果NL由参照影像信号生成部43生成参照影像信号S16。
在此，噪声水平测量部42对每个像素或者对参照影像信号S3、S6所述的每个区域、进一步对每1帧、每1场，输出噪声水平测量结果NL。此外，噪声水平的测量方法能够应用仅检测高频成分的信号水平的情况等各种方法。
参照影像信号生成部43除了代替混合比算出部26而设置了图10所示的混合比算出部46的点之外，与关于实施例1所述的参照影像信号生成部22同样地构成。
混合比算出部46设置了噪声匹配度设定部47，另外对应于该噪声匹配度设定部47的结构，除了设置运动校正可靠度设定部48、混合比设定部49来代替运动校正可靠度设定部31、混合比设定部32的点之外，与关于实施例1所述的混合比算出部26同样地构成。
在该混合比算出部46中，噪声匹配度设定部47以噪声水平测量结果NL为基准来判断运动校正平均残差量MC D的值，计算噪声匹配度NMR。在此，噪声匹配度NMR是表示运动校正平均残差量MC D正确反映输入影像信号S1中的运动的程度的评价值。在噪声水平大的情况下，可以说运动校正平均残差量MC D的值受噪声水平的影响大，可以说没有正确反映输入影像信号S1的运动。
因此，噪声匹配度设定部47根据噪声水平测量结果NL来设定值不同的第1以及第2判断基准值NLth1、NLth2，使得值随着噪声水平增大而增大。更具体地说，噪声匹配度设定部47例如将值1以下、值0以上的规定常数m1、m2分别乘以噪声水平NL，来设定这些判断基准值NLth1(NL×m1)、NLth2(NL×m2)。其中，设m1＜m2。
另外如图11所示，用该两个判断基准值NLth1、NLth2来判断运动校正平均残差量MC D，在运动校正平均残差量MC D在判断基准值NLth1以下的情况下，将噪声匹配度NMR设定为值0。另外在运动校正平均残差量MC D在判断基准值NLth2以上的情况下，将噪声匹配度NMR设定为值1，在运动校正平均残差量MC D在判断基准值NLth1以上、在判断基准值NLth2以下的情况下，利用将运动校正平均残差量MC D作为参数的直线插值来计算噪声匹配度NMR。
运动校正可靠度设定部48与实施例1的运动校正可靠度设定部31同样地，使用运动校正效率MCE计算混合比的中间计算值MCR。另外，通过在该计算的混合比的中间计算值MCR上乘以噪声匹配度NMR，利用噪声匹配度NMR来校正该计算的中间计算值MCR，将校正结果作为可靠度MCR而输出。
混合比设定部49进一步利用噪声水平来校正从该运动校正可靠度设定部48输出的可靠度MCR，计算混合比MCBR。在此，如图12所示，混合比设定部49利用第1以及第2判断基准值NLth1、NLth2判断噪声水平NL，计算用于校正可靠度MCR的偏置值Offset。此外，在此该第1以及第2判断基准值NLth1、NLth2既可以设定为与噪声匹配度设定部47中的判断基准值NLth1、NLth2相同，也可以设为不同的值。
在噪声水平NL在第1判断基准值NLth1以下的情况下，混合比设定部49将偏置值Offset设定为值1以下的最大值OffMax。此外，该最大值OffMax例如是用户设定的值。另外，在噪声水平NL在第2判断基准值NLth2以上的情况下，将偏置值Offset设定为值0，在噪声水平NL在第1判断基准值NLth1以上、在第2判断基准值NLth2以下的情况下，利用将噪声水平NL设为参数的直线插值来设定偏置值Offset。
混合比设定部49使用该偏置值Offset来执行MCBR＝Offset+(1-Offset)×MCR的计算，计算混合比MCBR。
根据以上的结构，通过测量噪声水平，并根据噪声水平测量结果来校正混合比，从而能够更适当地合成没有进行运动校正的参照影像信号和进行了运动校正的参照影像信号来生成参照影像信号。因而，即使在噪声水平发生了变化的情况下，也能够更适当地生成参照影像信号来充分抑制噪声。
实施例3
图13是表示本发明的实施例3的噪声滤波器的框图。在该噪声滤波器51中，对与上述噪声滤波器21、41相同的结构标记对应的符号来表示，省略重复的说明。该噪声滤波器51通过解码器52对使用运动向量进行了编码处理的编码数据D1进行解码，生成输入影像信号S1。另外，使用由该解码器52检测出的运动向量MVV、运动向量MVV的属性信息DMVV，由参照影像信号生成部53生成进行了运动校正的参照影像信号，使用该进行了运动校正的参照影像信号来生成参照影像信号S16。
在此，编码数据D1是例如通过MPEG2、MPEG4等进行了编码处理的编码数据，解码器52对依次输入的编码数据D1进行解码来输出影像信号S1。另外，解码器52将此时检测出的运动向量MVV与运动向量MVV的属性信息DMVV一起输出。在此，由确定成为该运动向量MVV的算出基准的参照帧的信息、确定将运动向量MVV检测出的图像处理单位(宏块)的信息等，形成属性信息DMVV。
图14是表示参照影像信号生成部53的结构的框图。该参照影像信号生成部53，除了设置运动向量计算部54来替代运动向量检测部24的点之外，与实施例1的参照影像信号生成部22同样地构成。
在此，运动向量计算部54根据从解码器52输出的编码处理中使用的运动向量MVV、运动向量MVV的属性信息DMVV，计算运动校正中使用的运动向量MV。
即，如图15所示，例如在计算运动向量MV的帧是用P图像进行了编码处理的图像的情况下(用符号P5表示)，在解码器52中检测通过前方向预测将紧接在之前的I图像或者紧接在之前的P图像设为预测帧的运行向量MVV。在这种情况下，运动向量计算部54在该P图像的帧中，将之前预测的运动向量MVV校正为以紧接在之前的帧为基准的运动向量，从而计算运动校正中使用的运动向量MV。即，在这种情况下，将运动向量MVV除以与预测帧之间的帧数，来计算以紧接在之前的帧为基准的运动向量MV。
与此相对，在计算运动向量MV的帧是用B图像进行了编码处理的图像的情况下(用符号B3表示)，通过前方向预测、双方向预测或者后方向预测对该图像进行编码处理。在利用其中的前方向预测进行编码处理的情况下，与关于P图像所述同样地计算运动校正的运动向量MV。因而，在该图15的例子中，在宏块B3P0中将紧接在之前的图像设为预测帧的运动向量MVV被作为运动校正中使用的运动向量MV。
与此相对，在后方向预测的情况下，使由解码器52检测出的运动向量MVV的方向反转之后，与关于P图像所述同样地计算运动校正的运动向量MV。因而在该图15的例子中，在宏块B3P2中，将紧接在之后的P图像设为预测帧的运动向量MVV的方向被设定为反方向后，除以之间的帧从而设为运动校正中使用的运动向量MV。
与此相对，在双方向预测的情况下，检测将紧接在之前的I图像和紧接在之后的P图像、紧接在之前的P图像和紧接在之后的I图像或者紧接在之前、紧接在之后的P图像设为预测帧的两个运动向量MVV。在这种情况下，运动向量计算部54与后预测的情况同样地，对将紧接在之后的P图像或者I图像设为预测帧的运动向量MVV进行处理，从而计算一个运动向量。另外，与前预测的情况同样地对将紧接在之前的P图像或者I图像设为预测帧的运动向量MVV进行处理，从而计算一个运动向量。另外，计算这样计算的两个运动向量的平均值，设为运动校正中使用的运动向量MV。此外，在这种情况下，在实用上能够确保足够精度的情况下，也可以只使用将紧接在之前的P图像或I图像设为预测帧的运动向量MVV、或者只使用将紧接在之后的P图像或I图像设为预测帧的运动向量MVV，设为运动校正中使用的运动向量MV。
与此相对，在I图像的情况下，直接设定由紧接在之前的帧所对应的宏块检测出的运动向量MV。因而，在该图15的例子中，在由符号I2P0表示的I图像的宏块中，利用紧接在之前的B图像的相同地方的宏块B1P0来设定运动校正中使用的运动向量。
根据该实施例，使用解码时检测出的运动向量来生成进行了运动校正的参照影像信号，因此与实施例1相比，能够以简单的结构抑制输入影像信号的噪声水平。特别是在利用该实施例的噪声滤波器中，即使在运动向量精度差的情况下，也能够充分抑制噪声水平，因此即使使用由解码器检测的运动向量进行运动校正，也能够充分抑制噪声水平。
实施例4
此外在上述实施例中，叙述了由硬件结构构成噪声滤波器的情况，但是本发明并不限于此，也可以由运算处理单元通过执行程序来构成。此外，在这种情况下，该程序既可以事先安装来提供，也可以记录到光盘、磁盘、存储卡等记录介质中来提供，还可以通过经由因特网等网络的下载来提供。
工业实用性
本发明例如能够应用于除去影像信号中的噪声的时间循环型噪声滤波器。
Claims (9)
1.一种噪声抑制方法，抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号，其特征在于，具有：
运动校正步骤，从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；
延迟步骤，延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；
参照影像信号生成步骤，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；
差分信号生成步骤，从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成步骤生成的上述参照影像信号，生成差分信号；
噪声抑制用信号生成步骤，校正上述差分信号，生成噪声抑制用信号；以及
信号减法步骤，从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
2.根据权利要求1所述的噪声抑制方法，其特征在于，
上述参照影像信号生成步骤具有：
残差量计算步骤，计算上述进行了运动校正的参照影像信号以及/或者上述没有进行运动校正的参照影像信号与上述输入影像信号的残差量；
混合比设定步骤，根据上述残差量，设定将上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号进行合成的混合比；以及
图像合成步骤，以上述混合比对上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号进行加权相加，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号。
3.根据权利要求1所述的噪声抑制方法，其特征在于，
上述参照影像信号生成步骤具有：
残差量计算步骤，计算上述进行了运动校正的参照影像信号和上述输入影像信号的残差量来计算进行了运动校正的参照影像信号侧的残差量，并且计算上述没有进行运动校正的参照影像信号和上述输入影像信号的残差量来计算没有进行运动校正的参照影像信号侧的残差量；
残差量处理步骤，综合上述进行了运动校正的参照影像信号侧的残差量和没有进行运动校正的参照影像信号侧的残差量，计算以上述进行了运动校正的参照影像信号侧的残差量或者上述没有进行运动校正的参照影像信号侧的残差量为基准的一个评价值；
混合比设定步骤，根据上述评价值，设定将上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号进行合成的混合比；以及
图像合成步骤，以上述混合比对上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号进行加权相加，合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号。
4.根据权利要求2所述的噪声抑制方法，其特征在于，
在上述参照影像信号生成步骤中，按对上述进行了运动校正的参照影像信号、上述没有进行运动校正的参照影像信号进行了设定的每个区域，设定上述混合比。
5.根据权利要求3所述的噪声抑制方法，其特征在于，
在上述参照影像信号生成步骤中，按对上述进行了运动校正的参照影像信号、上述没有进行运动校正的参照影像信号进行了设定的每个区域，设定上述混合比。
6.根据权利要求2所述的噪声抑制方法，其特征在于，
具有噪声水平测量步骤，在该噪声水平测量步骤中测量上述输入影像信号的噪声水平来输出噪声水平测量结果，
在上述混合比设定步骤中，根据上述噪声水平测量结果，校正上述混合比。
7.根据权利要求3所述的噪声抑制方法，其特征在于，
具有噪声水平测量步骤，在该噪声水平测量步骤中测量上述输入影像信号的噪声水平来输出噪声水平测量结果，
在上述混合比设定步骤中，根据上述噪声水平测量结果，校正上述混合比。
8.根据权利要求1所述的噪声抑制方法，其特征在于，
上述输入影像信号是由解码器对使用运动向量进行了编码处理的编码数据进行解码的影像信号，
在上述运动校正步骤中，使用由上述解码器获取的上述运动向量，对上述输入影像信号进行运动校正，来生成上述进行了运动校正的参照影像信号。
9.一种噪声抑制装置，抑制输入影像信号的噪声来输出输出影像信号，其特征在于，具有：
运动校正部，其从上述输出影像信号生成进行了运动校正的参照影像信号；
延迟部，其延迟上述输出影像信号来生成没有进行运动校正的参照影像信号；
参照影像信号生成部，其合成上述进行了运动校正的参照影像信号和上述没有进行运动校正的参照影像信号，来生成参照影像信号；
差分信号生成部，其从上述输入影像信号减去由上述参照影像信号生成部生成的上述参照影像信号，生成差分信号；
噪声抑制用信号生成部，其校正上述差分信号来生成噪声抑制用信号；以及
信号减法部，其从上述输入影像信号减去上述噪声抑制用信号。
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