JP2000022991A - Noise reducing device and recording medium where noise reducing program is recorded - Google Patents

Noise reducing device and recording medium where noise reducing program is recorded

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JP2000022991A
JP2000022991A JP10184070A JP18407098A JP2000022991A JP 2000022991 A JP2000022991 A JP 2000022991A JP 10184070 A JP10184070 A JP 10184070A JP 18407098 A JP18407098 A JP 18407098A JP 2000022991 A JP2000022991 A JP 2000022991A
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frame
video data
interest
pixels
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Kazutada Shimizu
一公 清水
Koji Ieda
幸治 家田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise reducing device which can precisely detect a quickly moving component even when an image has an abrupt change and obtain excellent reduction effect on noise based upon the moving component. SOLUTION: A subtracter 103 calculates the difference between an input video signal from a frame memory 102a and an output video signal of one frame befor a frame memory 102b. An absolute value calculator 104 calculates the absolute value of the output of the subtracter 103. A low-pass filter 105 reduces high-frequency noise components for the calculated absolute value. Consequently, a moving component of a moving picture is calculated with high precision by a field-by-field smoothing process and excellent noise reduction based upon this moving component is actualized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号の
ノイズ低減装置に関し、特にフレームメモリ及び巡回型
フィルタを用いたディジタル映像信号のノイズ低減装
置、及びノイズ低減プログラムを記録した記録媒体に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal noise reduction apparatus, and more particularly to a digital video signal noise reduction apparatus using a frame memory and a recursive filter, and a recording medium on which a noise reduction program is recorded.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、テレビ等の映像信号に含まれる
ノイズ成分は、撮像時等に混入する高域周波数のいわゆ
る三角雑音であり、色副搬送波周波数付近に存在する。
このノイズ成分がA/D変換前に除去されない場合は、
そのままディジタル映像信号として残留し、画像の劣化
をもたらす。
2. Description of the Related Art In general, a noise component contained in a video signal of a television or the like is so-called triangular noise having a high frequency mixed in at the time of imaging or the like, and exists near a color subcarrier frequency.
If this noise component is not removed before A / D conversion,
It remains as a digital video signal as it is, causing image degradation.

【0003】また、映像信号はフレーム周期で情報が繰
り返される信号である為、フレーム間の相関性が強く、
一方の映像信号に含まれるノイズ成分は、この相関性が
殆どない傾向がある。このため、映像信号を時間的にフ
レーム周期毎に平均するとノイズ成分のみを低減させる
ことができる。その一方、動画において映像信号を時間
的にフレーム周期毎に平均すると、ノイズ成分は低減さ
れるが、いわゆる残像現象を生じてしまう。従って、画
像の動きの度合、即ち映像信号の動き成分に応じてノイ
ズ成分の低減と残像現象の回避という相反する現象のバ
ランスを図る必要がある。
[0003] Further, since a video signal is a signal in which information is repeated at a frame period, the correlation between frames is strong.
Noise components included in one video signal tend to have little correlation. For this reason, when the video signal is temporally averaged for each frame period, only the noise component can be reduced. On the other hand, if a video signal is temporally averaged for each frame period in a moving image, a noise component is reduced, but a so-called afterimage phenomenon occurs. Therefore, it is necessary to balance the opposite phenomena of reducing the noise component and avoiding the afterimage phenomenon according to the degree of the image movement, that is, the motion component of the video signal.

【0004】このような映像信号のフレーム相関性を利
用したノイズ低減装置については多くの方式が提案され
ており、基本的な考え方は、「テレビジョン学会誌 Vo
l.33No4(1979)PP40〜44」に記述されている。また、ノ
イズによる動き成分の誤検出を抑え、より精度の高い動
き成分に応じたノイズ成分の低減を行う装置例として、
特開平6−225178号公報記載の「動き検出回路」
がある。
[0004] Many systems have been proposed for such a noise reduction device utilizing the frame correlation of a video signal.
l.33 No4 (1979) PP40-44 ". Further, as an example of a device that suppresses erroneous detection of a motion component due to noise and reduces a noise component according to a more accurate motion component,
"Motion detection circuit" described in JP-A-6-225178
There is.

【0005】図10は、この「動き検出回路」を備えた
ノイズ低減装置1000の概略ブロック図である。この
従来装置1000は、入力映像信号1001に2次元ロ
ーパスフィルタ1008を用いることにより、入力映像
信号1001を平滑化し、この入力映像信号1001と
フレームメモリ1004に格納されている前フレームの
映像信号との差分を減算器1006により算出する。こ
れにより、フレーム間における映像信号の動き成分を抽
出し、この動き成分に基づいて動静判別回路1007に
おいて係数Kを算出している。この係数Kは、加算器1
003において合成される出力映像信号1009を組成
する2つの信号の割合を決定する係数であり、可変減衰
器1002に入力する入力映像信号1001と、可変減
衰器1005に入力するフレームメモリ1004に格納
されている前フレームの映像信号を、それぞれ(1−
K)対Kという比率で合成させるための係数である。動
静判別回路1007は、静止画像又は動き成分が小さい
画像の場合は、前フレームの映像信号の割合が多くなる
ように係数Kを決定し、動き成分が大きい場合は、入力
映像信号1001の割合が多くなるように決定する。ま
た、動静判別回路1007は、動き成分が非常に大きい
場合は、入力映像信号1001がそのまま出力映像信号
1009として出力させるために、係数Kの値を零に決
定する。
FIG. 10 is a schematic block diagram of a noise reduction device 1000 provided with the “motion detection circuit”. This conventional apparatus 1000 smoothes an input video signal 1001 by using a two-dimensional low-pass filter 1008 for the input video signal 1001, and compares the input video signal 1001 with a video signal of a previous frame stored in a frame memory 1004. The difference is calculated by the subtractor 1006. As a result, the motion component of the video signal between frames is extracted, and the coefficient K is calculated in the motion determination circuit 1007 based on the motion component. This coefficient K is calculated by the adder 1
003 is a coefficient that determines the ratio of two signals composing the output video signal 1009, which is stored in the input video signal 1001 input to the variable attenuator 1002 and the frame memory 1004 input to the variable attenuator 1005. The video signal of the previous frame is
K) is a coefficient for combining at a ratio of K. The motion determining circuit 1007 determines the coefficient K so that the ratio of the video signal of the previous frame increases when the image is a still image or an image having a small motion component, and when the motion component is large, the ratio of the input video signal 1001 is reduced. Decide to be more. When the motion component is extremely large, the motion determination circuit 1007 determines the value of the coefficient K to be zero so that the input video signal 1001 is output as the output video signal 1009 as it is.

【0006】図11は、動静判別回路1007において
係数Kを算出するために用いられる特性曲線の例を示
す。図11によれば、減算器1006の出力に対して係
数Kの値が一義的に決定され得る。また、同図において
Δ1は、係数Kが零になる閾値である。一般に、Kの値
は(0<K<1)の範囲で使用される。
FIG. 11 shows an example of a characteristic curve used for calculating the coefficient K in the movement / discrimination circuit 1007. According to FIG. 11, the value of the coefficient K can be uniquely determined for the output of the subtractor 1006. Further, in the figure, Δ1 is a threshold value at which the coefficient K becomes zero. Generally, the value of K is used in the range (0 <K <1).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
「動き検出回路」を用いたノイズ低減装置1000は、
現フレームにおける入力映像信号1001のみに2次元
ローパスフィルタ1008を適用しているため、前フレ
ームにおける出力映像信号にノイズ成分が含まれている
場合には、このノイズ成分のために適切な動き成分の検
出ができない。さらに、この適切でない動き成分に基づ
いて決定される比率で、入力映像信号と前フレームの出
力映像信号とが合成され現フレームの出力映像信号10
09として出力されるため、最終的に出力される出力映
像信号についてのノイズ成分の低減が適切に図れないと
いう問題がある。というのは、例えば、前々フレームか
ら前フレームに画像が急激に変化した場合は、動き成分
が大きいため、前フレームの入力映像信号がそのまま出
力映像信号として出力され、この出力映像信号に含まれ
るノイズ成分も低減されないまま出力されてしまうから
である。
However, the noise reduction apparatus 1000 using the conventional "motion detection circuit"
Since the two-dimensional low-pass filter 1008 is applied only to the input video signal 1001 in the current frame, if the output video signal in the previous frame includes a noise component, an appropriate motion component for the noise component is used. Cannot detect. Further, the input video signal and the output video signal of the previous frame are synthesized at a ratio determined based on the inappropriate motion component, and the output video signal 10 of the current frame is synthesized.
Since it is output as 09, there is a problem that noise components of an output video signal finally output cannot be appropriately reduced. This is because, for example, when the image changes abruptly from the frame before the previous frame to the previous frame, since the motion component is large, the input video signal of the previous frame is output as it is as the output video signal and is included in this output video signal. This is because the noise component is output without being reduced.

【0008】また、このノイズ成分が低減されていない
前フレームの出力映像信号と現フレームの入力映像信号
により算出される動き成分は、このノイズ成分のために
誤差を含んだものとなってしまう。従って、この誤差の
ために動き成分が過小に判断された場合は、比較的に動
きのある画像にも拘らず前フレームの出力映像信号の割
合が多く合成された出力映像信号によって残像現象が生
じる。逆に、動き成分が過大に判断された場合は、動き
の殆どない画像にも拘らず入力映像信号の割合が多く合
成され、これに含まれるノイズ成分も十分低減されずに
出力されてしまう。
The motion component calculated from the output video signal of the previous frame and the input video signal of the current frame in which the noise component is not reduced contains an error due to the noise component. Therefore, when the motion component is determined to be too small due to this error, an afterimage phenomenon occurs due to the output video signal in which the ratio of the output video signal of the previous frame is large despite the relatively moving image. . Conversely, if the motion component is determined to be excessive, a large proportion of the input video signal is synthesized in spite of an image with almost no motion, and the noise component contained in this is output without being sufficiently reduced.

【0009】更に、映像信号がインタレース方式で撮像
されたものである場合においては、1フレームが2つの
フィールドで構成されるため、特に動きの激しい動画像
の場合、上記従来装置は、映像信号に含まれるノイズ成
分の低減が悪化することとなる。その理由は以下の通り
である。即ち、一般に変化が激しい動画像においては、
サンプリングされる第1フィールドと第2フィールドに
おける映像信号が大きく異なるが、従来装置において
は、現フレームを構成する第1フィールドと第2フィー
ルドの両フィールドにおける入力映像信号が、2次元ロ
ーパスフィルタによって平滑化されてしまうこととな
る。このため、動き成分について正確な検出を行うこと
ができず、最終的に合成される出力映像信号に対するノ
イズ成分の低減が適切に図れないのである。
Further, when a video signal is captured in an interlaced system, one frame is composed of two fields. Therefore, particularly in the case of a moving image in which the movement is intense, the above-described conventional apparatus uses the video signal. , The reduction of the noise component included in. The reason is as follows. That is, in general, in a moving image that changes rapidly,
Although the video signals in the first field and the second field to be sampled are significantly different, in the conventional apparatus, the input video signals in both the first field and the second field constituting the current frame are smoothed by a two-dimensional low-pass filter. It will be converted. For this reason, it is impossible to accurately detect a motion component, and it is not possible to appropriately reduce a noise component with respect to an output video signal to be finally synthesized.

【0010】そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされ
たものであり、画像がフレーム間又はフィールド間で急
激な変化をした場合であっても、画像の動き成分を精度
良く検出し、この動き成分に応じてノイズ成分を好適に
低減させることができるノイズ低減装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problem, and detects a motion component of an image with high accuracy even when the image changes abruptly between frames or fields. An object of the present invention is to provide a noise reduction device capable of suitably reducing a noise component according to a component.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、連続するフレームで表現される動画像の映
像データに含まれるノイズを低減する装置であって、処
理対象のフレームについての映像データを格納する第1
記憶手段と、前記処理対象のフレームの直前のフレーム
についての映像データを格納する第2記憶手段と、前記
処理対象のフレームを構成する全ての画素の中から注目
する一の画素を特定し、この注目画素を含むその周囲の
複数の画素に係る映像データと、これに対応する前記直
前のフレームにおける複数の画素に係る映像データとの
差分の絶対値である差分データを算出する差分算出手段
と、前記差分データを平滑化する平滑化手段と、前記処
理対象のフレームにおける前記注目画素に係る映像デー
タと、前記直前のフレームにおいて注目画素に対応する
画素に係る映像データを、前記平滑化手段により得られ
たデータの大きさによって定まる比率で合成し、合成さ
れた映像データを前記処理対象のフレームにおける注目
画素に係るノイズ低減後の映像データとして出力する出
力手段とを備える。
According to the present invention, there is provided an apparatus for reducing noise included in video data of a moving image represented by continuous frames, the apparatus comprising: First to store video data
A storage unit, a second storage unit that stores video data of a frame immediately before the frame to be processed, and one pixel of interest from all the pixels that constitute the frame to be processed, Difference data calculating means for calculating difference data that is the absolute value of the difference between the video data relating to a plurality of pixels around the pixel including the pixel of interest and the video data relating to the plurality of pixels in the immediately preceding frame corresponding thereto. Smoothing means for smoothing the difference data, video data relating to the pixel of interest in the frame to be processed, and video data relating to a pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame are obtained by the smoothing means. The synthesized video data is synthesized at a ratio determined by the size of the synthesized data, and the synthesized video data is subjected to noise related to the pixel of interest in the frame to be processed. And output means for outputting the image data after reduction.

【0012】これにより、処理対象フレームの映像デー
タとその直前のフレームの映像データとの差分に対して
平滑化処理を行うため、画像が急激な変化をするような
場合であっても、画像の動き成分を精度良く検出するこ
とが可能となる。
Thus, since the difference between the video data of the frame to be processed and the video data of the immediately preceding frame is smoothed, even if the image changes abruptly, the It is possible to accurately detect a motion component.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るノイズ低減装
置について、図面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施形態1に係るノ
イズ低減装置100の構成を示すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a noise reduction device according to the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a noise reduction device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

【0014】本装置100は、入力映像信号101に含
まれるノイズ成分を低減するための装置であり、フレー
ムメモリ102a、102b、減算器103、絶対値算
出器104、ローパスフィルタ105、動き判定器10
6、乗算器107、108、加算器109、セレクタ1
10から構成される。なお、本装置100において「信
号」は、「ディジタル信号」を意味する。
The present apparatus 100 is an apparatus for reducing a noise component contained in an input video signal 101, and includes frame memories 102a and 102b, a subtractor 103, an absolute value calculator 104, a low-pass filter 105, a motion decision unit 10
6, multipliers 107 and 108, adder 109, selector 1
It consists of ten. In the present apparatus 100, “signal” means “digital signal”.

【0015】入力映像信号101は、例えば、1フレー
ム毎に約35万画素に係る8ビットの輝度信号であり、
連続的に入力するディジタルデータとする。フレームメ
モリ102aは、1フレーム約35万画素に係る入力映
像信号101を1/30秒毎に取り込み、1フレーム分
の入力映像信号101をフィールド単位に順次更新しな
がら保持し、各注目画素毎に注目画素及び直近の周囲の
8画素を合せた9画素に係る映像信号を減算器103に
出力すると共に、画素毎の入力映像信号101を1フレ
ーム時間遅延させて乗算器107及びセレクタ110に
出力する。ここで、1フレーム時間遅延されて出力され
る映像信号に対応する個々の画素を注目画素という。
The input video signal 101 is, for example, an 8-bit luminance signal for about 350,000 pixels per frame.
Digital data to be input continuously. The frame memory 102a captures the input video signal 101 related to about 350,000 pixels per frame every 1/30 second, holds the input video signal 101 for one frame while sequentially updating it in field units, and stores A video signal of nine pixels, which is the sum of the target pixel and the eight neighboring pixels, is output to the subtractor 103, and the input video signal 101 of each pixel is delayed by one frame time and output to the multiplier 107 and the selector 110. . Here, each pixel corresponding to the video signal output after being delayed by one frame time is referred to as a target pixel.

【0016】フレームメモリ102bは、セレクタ11
0から出力される1フレーム約35万画素に係る出力映
像信号111を1/30秒毎に取り込み、1フレーム分
の出力画像信号111をフィールド単位に順次更新しな
がら保持する。また、入力映像信号101に対応する1
フレーム前の出力映像信号111を減算器103、及び
乗算器108に出力する。
The frame memory 102b includes a selector 11
An output video signal 111 of about 350,000 pixels per frame output from 0 is captured every 1/30 second, and the output image signal 111 for one frame is held while being sequentially updated in field units. Also, 1 corresponding to the input video signal 101
The output video signal 111 before the frame is output to the subtractor 103 and the multiplier 108.

【0017】減算器103は、各注目画素毎にフレーム
メモリ102aから出力される注目画素及び直近の周囲
の8画素を合せた9画素に係る入力映像信号101と、
これに対応するフレームメモリ102bから出力される
1フレーム前の出力映像信号111との9個の差分値を
計算し、絶対値算出器104に出力する。この場合の
「差分値」とは、入力映像信号101と1フレーム前の
対応する出力映像信号111における「動き成分」を表
す。
The subtractor 103 includes, for each pixel of interest, an input video signal 101 for nine pixels obtained by adding the pixel of interest and the eight neighboring pixels, which are output from the frame memory 102a;
Nine difference values with the output video signal 111 of one frame before output from the frame memory 102b corresponding to this are calculated and output to the absolute value calculator 104. In this case, the “difference value” represents a “motion component” in the input video signal 101 and the corresponding output video signal 111 one frame before.

【0018】絶対値算出器104は、減算器103によ
って算出された9個の差分値に対して、更にその絶対値
を算出する。ローパスフィルタ105は、例えば2次元
の対称ガウス型フィルタであり、絶対値算出器104か
ら出力される9個の絶対値に対して重み係数を考慮した
平滑化、即ち平均値を算出する。
The absolute value calculator 104 further calculates the absolute values of the nine difference values calculated by the subtractor 103. The low-pass filter 105 is, for example, a two-dimensional symmetric Gaussian filter, and calculates smoothing, that is, an average value, of the nine absolute values output from the absolute value calculator 104 in consideration of the weight coefficient.

【0019】ここで、ローパスフィルタ105における
計算内容について説明する。図2は、2次元のローパス
フィルタ105における計算内容の一例を示す図であ
る。本フィルタでは、注目画素205に係る映像信号に
含まれるノイズ成分を低減するために、注目画素205
を含む3×3の9画素201〜209を用いて平均値を
求めている。なお、各画素の右下に示す数字は、本フィ
ルタを適用して平均値を算出する際の各画素に割り当て
られた重み係数である。
Here, the contents of calculation in the low-pass filter 105 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of calculation contents in the two-dimensional low-pass filter 105. In this filter, in order to reduce a noise component included in the video signal related to the target pixel 205, the target pixel 205
The average value is calculated using 3 × 3 nine pixels 201 to 209 including. The numbers shown at the lower right of each pixel are weighting factors assigned to each pixel when calculating the average value by applying this filter.

【0020】動き判定器106は、ローパスフィルタ1
05において算出された平均値に基づいて、各注目画素
毎に注目画素付近の画像が、「動画像」か「静画像」か
を判定し、かつ、乗算器107、108における「係数
K」の値を決定する。ここで、「動画像」とは、時間的
に変化の大きな画像をいい、本装置100において、各
画素に係る映像信号に含まれるノイズ成分を低減するた
めの処理の対象としない画像をいう。一方、「静画像」
とは、時間的に変化の小さな画像をいい、本装置100
において、各画素に係る映像信号に含まれるノイズ成分
を低減するための処理の対象とする画像をいう。
The motion determiner 106 has a low-pass filter 1
Based on the average value calculated in step 05, for each pixel of interest, it is determined whether the image in the vicinity of the pixel of interest is a “moving image” or a “static image”. Determine the value. Here, the “moving image” refers to an image having a large temporal change, and refers to an image that is not subjected to processing for reducing a noise component included in a video signal related to each pixel in the present apparatus 100. On the other hand, "static image"
The term “image” refers to an image having a small temporal change.
, An image to be subjected to processing for reducing noise components included in a video signal related to each pixel.

【0021】また、「係数K」とは、各注目画素毎の出
力映像信号111を決定する際に、出力映像信号におけ
る1フレーム前の出力映像信号が含まれる度合をいう。
一般に、0<K<1の範囲で使用される。従って、時間
的に画像の変化が小さければ小さい程、係数Kの値を大
きくして1フレーム前の出力映像信号の割合を増やし、
フレーム間に相関性のないノイズ成分の割合を低く抑え
ることが可能となる。その反面、時間的に画像の変化が
大きい場合に係数Kの値を大きくしてしまうと、ノイズ
成分を低減させることができても1フレーム前の出力映
像信号が強く影響してしまい、いわゆる残像現象が生じ
てしまう。
The "coefficient K" refers to the degree to which the output video signal one frame before in the output video signal is included in determining the output video signal 111 for each pixel of interest.
Generally, it is used in the range of 0 <K <1. Therefore, the smaller the change in the image over time, the larger the value of the coefficient K and the higher the ratio of the output video signal one frame before,
It is possible to reduce the ratio of noise components having no correlation between frames. On the other hand, if the value of the coefficient K is increased in a case where the change of the image is large in time, even if the noise component can be reduced, the output video signal one frame before has a strong influence, so-called afterimage. A phenomenon occurs.

【0022】図3は、動き判定器106が係数Kを決定
する際に用いる特性曲線の例を示す。図3には、3種類
の特性曲線の例が示されているが、何れか一の特性曲線
が選択されて使用される。図3に示されるように、係数
Kはローパスフィルタ105の出力との関係によって一
義的に決定される。ここで、δ1、δ2及びδ3は、各特
性曲線において、係数Kの値が零となる閾値である。な
お、特性曲線302は、特性曲線301に比べ立ち下が
りの傾斜が大きく、より精度の高い動き検出が可能な場
合に適用し得ることを示す。また、特性曲線303は、
係数Kの値を固定で使用する(例えば0.9で使用す
る)場合の特性曲線であり、ローパスフィルタ105の
出力が閾値δ3より大きい範囲では、係数Kの値が零と
なっている。
FIG. 3 shows an example of a characteristic curve used when the motion determining unit 106 determines the coefficient K. FIG. 3 shows examples of three types of characteristic curves, and any one of the characteristic curves is selected and used. As shown in FIG. 3, the coefficient K is uniquely determined by the relationship with the output of the low-pass filter 105. Here, δ1, δ2, and δ3 are thresholds at which the value of the coefficient K becomes zero in each characteristic curve. Note that the characteristic curve 302 has a larger falling slope than the characteristic curve 301 and indicates that the characteristic curve 302 can be applied to a case where more accurate motion detection is possible. The characteristic curve 303 is
This is a characteristic curve when the value of the coefficient K is fixedly used (for example, 0.9 is used), and the value of the coefficient K is zero in a range where the output of the low-pass filter 105 is larger than the threshold value δ3.

【0023】セレクタ110は、動き判定器106から
受け付けた「動画像」又は「静画像」の判定結果に応じ
て出力映像信号111の制御を行う。判定結果が「動画
像」の場合は、フレームメモリ102aから出力される
各注目画素に係る入力映像信号101をそのまま出力映
像信号111として出力する。一方、判定結果が「静画
像」の場合は、乗算器103によって(1−K)倍され
た入力映像信号101と、1フレーム前の出力映像信号
111の乗算器105によってK倍された信号の合成信
号を出力映像信号111として出力する。
The selector 110 controls the output video signal 111 in accordance with the result of the “moving image” or “still image” decision received from the motion decision unit 106. When the determination result is “moving image”, the input video signal 101 related to each pixel of interest output from the frame memory 102a is output as the output video signal 111 as it is. On the other hand, when the determination result is “still image”, the input video signal 101 multiplied by (1-K) by the multiplier 103 and the signal K multiplied by the multiplier 105 of the output video signal 111 one frame before are output. The combined signal is output as an output video signal 111.

【0024】次に、以下では具体的な輝度信号のデータ
を用いて、本装置100の動作について説明する。便宜
上、本実施形態では、入力映像信号101として8ビッ
トの輝度信号、及びノンインタレースの走査方式を想定
する。図4(a)〜(c)は、本実施形態に適用した輝度信
号のデータ例及びその計算結果を示す。
Next, the operation of the present apparatus 100 will be described using specific luminance signal data. For convenience, in the present embodiment, an 8-bit luminance signal and a non-interlaced scanning method are assumed as the input video signal 101. 4A to 4C show data examples of luminance signals applied to the present embodiment and calculation results thereof.

【0025】図4(a)は、フレームメモリ102b、及
びフレームメモリ102aから減算器103に入力され
る、第1フレームにおける9画素411〜419に係る
輝度信号、及び第2フレームにおける9画素421〜4
29に係る輝度信号についての具体例を示したものであ
る。図4(a)においては、第1フレームの画像がその前
のフレームの画像に対して変化の大きい画像であったた
め、入力映像信号がそのまま出力映像信号として出力さ
れた場合を想定している。さらに、画素415に係る輝
度信号のデータは、約6ポイントの輝度に相当するノイ
ズ成分が低減されずに含まれている場合を示した。ま
た、図4(a)においては、第2フレームにおける9画素
の輝度変化として、第1フレームから3〜4ポイント減
った場合を示した。
FIG. 4A shows the luminance signals of the nine pixels 411 to 419 in the first frame and the nine pixels 421 to 419 in the second frame, which are input to the frame memory 102b and the subtractor 103 from the frame memory 102a. 4
29 shows a specific example of a luminance signal according to No. 29. In FIG. 4A, it is assumed that the input video signal is output as it is as the output video signal because the image of the first frame is an image having a large change with respect to the image of the previous frame. Furthermore, the case where the data of the luminance signal related to the pixel 415 includes the noise component corresponding to the luminance of about 6 points without being reduced is shown. FIG. 4A shows a case where the luminance change of 9 pixels in the second frame is reduced by 3 to 4 points from the first frame.

【0026】図4(b)は、図4(a)に示す第1フレーム
と第2フレームの各9画素に係る輝度信号の差分の絶対
値、即ち絶対値算出器104の出力値を示す。この結果
より、注目画素425における輝度信号の差分の絶対値
431が、周囲の画素に比べ際立って高い値となってお
り、ノイズ成分が含まれていることを示す。
FIG. 4B shows the absolute value of the difference between the luminance signals of the nine pixels of the first and second frames shown in FIG. 4A, that is, the output value of the absolute value calculator 104. From this result, the absolute value 431 of the difference between the luminance signals at the target pixel 425 is significantly higher than the surrounding pixels, indicating that a noise component is included.

【0027】図4(c)は、図4(a)の内容に基づいて、
本装置100におけるローパスフィルタ105、及び従
来装置1000における減算器1006のそれぞれの出
力を示す。なお、ローパスフィルタ105と2次元ロパ
スフィルタ1008における重み係数は同一の値を用い
ている。図4(c)に示されるように、本装置100を用
いることにより、絶対値で比較して、3.5ポイントの
動き成分の改善が図られ得る。
FIG. 4C is based on the contents of FIG.
The output of each of the low-pass filter 105 in the present apparatus 100 and the output of the subtractor 1006 in the conventional apparatus 1000 are shown. Note that the same value is used as the weight coefficient in the low-pass filter 105 and the two-dimensional low-pass filter 1008. As shown in FIG. 4C, the use of the present apparatus 100 can improve the 3.5-point motion component as compared with the absolute value.

【0028】以上のように、本実施形態に係るノイズ低
減装置によれば、画像が急激に変化したため、前フレー
ムの映像信号にノイズ成分が含まれている場合であって
も、動き成分を精度良く検出することができ、この動き
成分に基づいた好適なノイズ低減が可能となる。
As described above, according to the noise reduction apparatus according to the present embodiment, since the image changes abruptly, even if the noise signal is included in the video signal of the previous frame, the motion component can be accurately determined. Detection can be performed well, and suitable noise reduction based on this motion component becomes possible.

【0029】(実施の形態2)本実施形態においては、
実施形態1と同一のノイズ低減装置の構成とする。な
お、入力映像信号101として、8ビットの輝度信号を
用いるが、30フレーム/秒、60フィールド/秒のイ
ンタレースでサンプリングされたものとする。
(Embodiment 2) In this embodiment,
The configuration of the noise reduction device is the same as that of the first embodiment. Note that an 8-bit luminance signal is used as the input video signal 101, but it is assumed that sampling is performed at an interlace of 30 frames / second and 60 fields / second.

【0030】図5は、本実施形態において、注目画素に
対する周囲の画素の選び方について説明するための図で
ある。本実施形態では、この周囲の画素として、同一フ
ィールドにおける直近の8画素を用いることとする。即
ち、注目画素545に対して、画素541〜544、5
46〜549の8画素を選択する。この場合、空間的に
は上下に1画素分離れているが、同一フィールド内の9
画素を用いているので、時間的には近接している。
FIG. 5 is a diagram for explaining how to select surrounding pixels for a target pixel in the present embodiment. In this embodiment, as the surrounding pixels, the latest eight pixels in the same field are used. In other words, the pixels 541 to 544, 5
Eight pixels 46 to 549 are selected. In this case, although one pixel is spatially separated vertically, 9 pixels in the same field are separated.
Since pixels are used, they are close in time.

【0031】図6は、従来装置1000における注目画
素に対する周囲の画素の選び方について説明するための
図である。従来装置1000では、同一フレーム内の第
1フィールド及び第2フィールドにおける直近の8画素
を用いることとする。即ち、注目画素545に対して、
画素544、546及び画素534〜539の8画素を
選択している。この場合、注目画素545を含む9画素
は、空間的には最も近接しているが、異なる2フィール
ドの画素を用いているため、1/60秒の時間差が生じ
ることとなる。
FIG. 6 is a diagram for explaining how to select surrounding pixels for a target pixel in the conventional apparatus 1000. In the conventional device 1000, the eight most recent pixels in the first field and the second field in the same frame are used. That is, for the pixel of interest 545,
Eight pixels 544 and 546 and pixels 534 to 539 are selected. In this case, the nine pixels including the target pixel 545 are spatially closest, but since pixels of two different fields are used, a time difference of 1/60 seconds occurs.

【0032】次に、以下では具体的な輝度信号のデータ
を用いて、本実施形態の動作について説明する。図7
(a)及び(b)は、本実施形態及び従来装置1000に用
いる各画素の輝度信号のデータ例を示す。図7(a)は、
第1フレームにおける第1フィールド及び第2フィール
ドの15画素514〜519、521〜529に係る輝
度信号のデータを示す。図7(b)は、第2フレームにお
ける第1フィールド及び第2フィールドの15画素53
4〜539、541〜549に係る輝度信号のデータを
示す。この図7(b)からわかるように、第2フレームの
第1フィールドと第2フィールドでは、約20ポイント
の輝度変化がある。
Next, the operation of the present embodiment will be described using specific luminance signal data. FIG.
(a) and (b) show data examples of the luminance signal of each pixel used in the present embodiment and the conventional device 1000. FIG. 7 (a)
6 shows data of a luminance signal related to 15 pixels 514 to 519 and 521 to 529 in a first field and a second field in a first frame. FIG. 7B shows 15 pixels 53 of the first field and the second field in the second frame.
4 shows data of luminance signals of 4 to 539 and 541 to 549. As can be seen from FIG. 7B, in the first field and the second field of the second frame, there is a luminance change of about 20 points.

【0033】図8(a)〜(c)は、本実施形態及び従来装
置1000に適用される、それぞれ3×3の9画素に対
応する輝度信号のデータ、及びそれぞれの計算結果を示
す。図8(a)は、本実施形態に適用される第1フレーム
の第2フィールドにおける9画素521〜529、及び
第2フレームの第2フィールドにおける注目画素545
を含む9画素541〜549のそれぞれに係る輝度信号
のデータを示す。この場合、第1フレームの第2フィー
ルドの9画素に係る輝度信号のデータは、フレームメモ
リ102bから出力されるデータであり、第2フレーム
の第2フィールドの9画素に係る輝度信号のデータは、
フレームメモリ102aから出力されるデータである。
FIGS. 8A to 8C show luminance signal data corresponding to 9 pixels of 3.times.3 and the results of calculation of the luminance signals, which are applied to the present embodiment and the conventional apparatus 1000, respectively. FIG. 8A shows nine pixels 521 to 529 in the second field of the first frame applied to the present embodiment, and a target pixel 545 in the second field of the second frame.
5 shows luminance signal data for each of the nine pixels 541 to 549 including. In this case, the data of the luminance signal relating to the nine pixels in the second field of the first frame is data output from the frame memory 102b, and the data of the luminance signal relating to the nine pixels in the second field of the second frame is:
This is data output from the frame memory 102a.

【0034】図8(b)は、従来装置1000に適用され
る第1フレームにおける9画素514〜519、524
〜526、及び第2フレームにおける注目画素545を
含む9画素534〜539、544〜546のそれぞれ
に係る輝度信号のデータを示す。この場合、第1フレー
ムにおける9画素に対応する輝度信号のデータは、フレ
ームメモリ1004から提供されるデータであり、第2
フレームの9画素に対応する輝度信号データは、入力映
像信号1001として入力されるデータである。前述の
如く、注目画素545を含む3画素544〜546と、
前後の6画素534〜539とでは、約20ポイントの
輝度差がある。
FIG. 8B shows nine pixels 514 to 519 and 524 in the first frame applied to the conventional apparatus 1000.
526 and luminance signal data of nine pixels 534 to 539 and 544 to 546 including the target pixel 545 in the second frame. In this case, the data of the luminance signal corresponding to the nine pixels in the first frame is data provided from the frame memory 1004,
The luminance signal data corresponding to the nine pixels of the frame is data input as the input video signal 1001. As described above, three pixels 544 to 546 including the pixel of interest 545,
There is a luminance difference of about 20 points between the front and rear six pixels 534 to 539.

【0035】図8(c)は、本実施形態と従来装置100
0における注目画素545に係る輝度信号の計算結果を
示す。これらの計算結果のうち、本実施形態については
ローパスフィルタ105の出力であり、従来装置100
0については減算器906の出力である。これらの結果
からわかるように、従来装置1000の場合は、フィー
ルド間で急激な輝度変化があると、前フィールドの輝度
信号との平滑化がされるため、約11ポイント低い輝度
信号となった。これは、前述の「残像現象」に該当する
ものである。
FIG. 8C shows this embodiment and the conventional device 100.
The calculation result of the luminance signal related to the target pixel 545 at 0 is shown. Of these calculation results, the output of the low-pass filter 105 in this embodiment is the
0 is the output of the subtractor 906. As can be seen from these results, in the case of the conventional apparatus 1000, if there is a sudden change in luminance between fields, the luminance signal is smoothed with the luminance signal of the previous field, so that the luminance signal is lower by about 11 points. This corresponds to the aforementioned “afterimage phenomenon”.

【0036】以上のように、本実施形態に係るノイズ低
減装置によれば、画像がフィールド間で急激に変化した
場合であっても、変化前のフィールドの影響を受けずに
画像の動き成分のみを精度良く検出させることが可能と
なる。
As described above, according to the noise reduction device of the present embodiment, even if the image changes rapidly between fields, only the motion component of the image is not affected by the field before the change. Can be detected with high accuracy.

【0037】なお、本発明では、ローパスフィルタとし
て3×3画素の2次元対称ガウス型フィルタを用いてい
るが、その他の例えば5×5画素のフィルタを用いても
実施が可能であり、さらに、1次元のローパスフィルタ
を用いても良い。また、本発明は、図1におけるノイズ
低減装置100のローパスフィルタ105に代えて、図
9におけるノイズ低減装置900のローパスフィルタ9
01、902のような構成で実現しても、図4(c)に示
される結果と同一の効果が得られる。
In the present invention, a two-dimensional symmetric Gaussian filter of 3.times.3 pixels is used as the low-pass filter. However, the present invention can be implemented by using another filter of 5.times.5 pixels, for example. A one-dimensional low-pass filter may be used. Also, the present invention is different from the low-pass filter 105 of the noise reduction device 900 in FIG. 9 in place of the low-pass filter 105 of the noise reduction device 100 in FIG.
Even if it is realized by the configuration like 01, 902, the same effect as the result shown in FIG.

【0038】最後に、本発明に係るノイズ低減装置は、
汎用のコンピュータシステム上で実行されるプログラム
として実現できることはいうまでもない。従って、本発
明に係るノイズ低減プログラムをCD−ROM等の記録
媒体に格納し配布することは可能である。
Finally, the noise reduction device according to the present invention
It goes without saying that it can be realized as a program executed on a general-purpose computer system. Therefore, it is possible to store and distribute the noise reduction program according to the present invention on a recording medium such as a CD-ROM.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るノイズ低減装置は、連続するフレームで表現され
る動画像の映像データに含まれるノイズを低減する装置
であって、処理対象のフレームについての映像データを
格納する第1記憶手段と、前記処理対象のフレームの直
前のフレームについての映像データを格納する第2記憶
手段と、前記処理対象のフレームを構成する全ての画素
の中から注目する一の画素を特定し、この注目画素を含
むその周囲の複数の画素に係る映像データと、これに対
応する前記直前のフレームにおける複数の画素に係る映
像データとの差分の絶対値である差分データを算出する
差分算出手段と、前記差分データを平滑化する平滑化手
段と、前記処理対象のフレームにおける前記注目画素に
係る映像データと、前記直前のフレームにおいて注目画
素に対応する画素に係る映像データを、前記平滑化手段
により得られたデータの大きさによって定まる比率で合
成し、合成された映像データを前記処理対象のフレーム
における注目画素に係るノイズ低減後の映像データとし
て出力する出力手段とを備える。
As is apparent from the above description, the noise reduction apparatus according to the present invention is an apparatus for reducing noise included in video data of a moving image represented by continuous frames, and is a processing target. A first storage unit for storing video data of a frame; a second storage unit for storing video data of a frame immediately before the frame to be processed; and all the pixels constituting the frame to be processed. This is the absolute value of the difference between the video data of a plurality of pixels surrounding the pixel including the pixel of interest and the corresponding video data of the plurality of pixels in the immediately preceding frame. Difference calculating means for calculating difference data, smoothing means for smoothing the difference data, and video data relating to the pixel of interest in the frame to be processed. The video data relating to the pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame is synthesized at a ratio determined by the size of the data obtained by the smoothing means, and the synthesized video data is combined with the pixel of interest in the frame to be processed. And output means for outputting the image data as noise-reduced video data.

【0040】これにより、処理対象フレームと直前フレ
ームの映像データの差分、即ち動き成分に対して平滑化
処理を行うことになるので、従来のように処理対象フレ
ームの映像データそのものに対して平滑化処理を行う場
合に比べ、より精度の高い動き成分に基づいたノイズ成
分の低減を図ることが可能となる。
Thus, the difference between the video data of the frame to be processed and the video data of the immediately preceding frame, that is, the motion component is subjected to the smoothing process. It is possible to reduce the noise component based on the motion component with higher accuracy than in the case of performing the processing.

【0041】また、前記差分算出手段は、前記第1記憶
手段に格納されている処理対象のフレームを構成する全
ての画素を、順次前記注目画素として選択し差分データ
を算出するように構成することもできる。これにより、
1つの注目画素に対するノイズ低減処理を全画素に対し
て適用させるので、フレーム全体の映像信号に対してノ
イズ低減処理を実施することができる。
Further, the difference calculation means is configured to sequentially select all pixels constituting the processing target frame stored in the first storage means as the target pixel and calculate difference data. Can also. This allows
Since the noise reduction processing for one target pixel is applied to all pixels, the noise reduction processing can be performed on the video signal of the entire frame.

【0042】また、前記第1及び第2記憶手段は、1フ
レームとしてインタレース用の2つのフィールドを記憶
し、前記差分算出手段は、前記第1記憶手段において、
注目画素を含む一のフィールドから注目画素を含むその
周囲の複数の画素に係る映像データを読み出し、前記第
2記憶手段において、直前フレームにおける前記一のフ
ィールドに対応するフィールドから対応する複数の画素
に係る映像データを読み出し、読み出されたそれらの映
像データから前記差分データを算出するように構成する
こともできる。これにより、対応する同一フィールド同
士の画素に基づく差分データによって平滑化を実施して
いるので、フィールド間で急激な変化をした場合であっ
ても、変化前のフィールドの画素の影響を受けずに精度
良く動き成分を検出することができる。
The first and second storage means store two fields for interlacing as one frame, and the difference calculation means includes:
From one field including the pixel of interest, video data relating to a plurality of pixels around the pixel including the pixel of interest is read, and the second storage unit reads a plurality of pixels corresponding to the field from the field corresponding to the one field in the immediately preceding frame. Such video data may be read, and the difference data may be calculated from the read video data. As a result, since the smoothing is performed by the difference data based on the pixels of the corresponding same fields, even if there is a sudden change between the fields, it is not affected by the pixels of the field before the change. A motion component can be detected with high accuracy.

【0043】また、前記出力手段は、注目画素に係る映
像データが、直前のフレームの対応する画素に係る映像
データに対して変化があったかどうかを、その注目画素
を含み周囲の複数の画素に係る平滑化されたデータと予
め定められた閾値とを比較することにより判定する判定
部と、変化があったと判定された場合には前記比率を1
対0とし、変化がないと判定された場合には前記比率を
(1−K)対K(0<K<1)として前記合成を行う合
成部とを含むように構成することもできる。これによ
り、平滑化された差分データに基づいて画像の動き成分
の判定を行い、この動き成分に基づいてノイズ成分の低
減を制御するため、残像現象を最小限に抑えつつノイズ
成分の低減を図ることができる。
Further, the output means determines whether or not the video data relating to the pixel of interest has changed with respect to the video data relating to the corresponding pixel in the immediately preceding frame. A determining unit that determines by comparing the smoothed data with a predetermined threshold, and sets the ratio to 1 when it is determined that there is a change.
It may be configured to include a synthesizing unit that sets the ratio to (0−K) and sets the ratio to (1−K) to K (0 <K <1) when it is determined that there is no change. Accordingly, the motion component of the image is determined based on the smoothed difference data, and the reduction of the noise component is controlled based on the motion component. Therefore, the noise component is reduced while minimizing the afterimage phenomenon. be able to.

【0044】さらに、前記ノイズ低減装置は、連続する
フレームで表現される動画像の映像データに含まれるノ
イズを低減する装置であって、処理対象のフレームにつ
いての映像データを格納する第1記憶手段と、前記処理
対象のフレームの直前のフレームについての映像データ
を格納する第2記憶手段と、前記処理対象のフレームを
構成する全ての画素の中から注目する一の画素を特定
し、この注目画素を含むその周囲の複数の画素に係る映
像データを平滑化する第1平滑化手段と、前記処理対象
のフレームにおける注目画素を含む複数の画素に対応す
る、前記直前のフレームにおける複数の画素に係る映像
データを平滑化する第2平滑化手段と、前記第1平滑化
手段により得られたデータと前記第2平滑化手段により
得られたデータとの差分の絶対値である差分データを算
出する差分算出手段と、前記処理対象のフレームにおけ
る前記注目画素に係る映像データと、前記直前のフレー
ムにおいて注目画素に対応する画素に係る映像データ
を、前記差分算出手段により得られたデータの大きさに
よって定まる比率で合成し、合成された映像データを前
記処理対象のフレームにおける注目画素に係るノイズ低
減後の映像データとして出力する出力手段とを備えるよ
うに構成することもできる。
Further, the noise reduction device is a device for reducing noise contained in video data of a moving image represented by a continuous frame, wherein the first storage means stores video data of a frame to be processed. A second storage unit for storing video data of a frame immediately before the frame to be processed; and a pixel to be focused out of all the pixels constituting the frame to be processed, A first smoothing means for smoothing video data relating to a plurality of pixels surrounding the pixel, and a plurality of pixels corresponding to a plurality of pixels including a pixel of interest in the frame to be processed. A second smoothing unit for smoothing the video data, and a combination of the data obtained by the first smoothing unit and the data obtained by the second smoothing unit. A difference calculating unit that calculates difference data that is an absolute value of the minute, video data related to the pixel of interest in the frame to be processed, and video data related to a pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame. Output means for synthesizing at a ratio determined by the size of the data obtained by the calculation means, and outputting the synthesized video data as noise-reduced video data relating to the pixel of interest in the frame to be processed. You can also.

【0045】これにより、処理対象フレームと直前フレ
ームの映像データに対して平滑化処理を行うことになる
ので、より精度の高い動き成分に基づいたノイズ成分の
低減を図ることが可能となる。
As a result, since the smoothing process is performed on the video data of the frame to be processed and the immediately preceding frame, it is possible to reduce the noise component based on the motion component with higher accuracy.

【0046】また、本発明に係るノイズ低減プログラム
を記録した記録媒体は、連続するフレームで表現される
画像におけるノイズを低減するプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、メモリに
順次格納される処理対象のフレームについての映像デー
タとその直前のフレームについての映像データとに対し
て、前記処理対象のフレームを構成する全ての画素の中
から注目する一の画素を特定し、この注目画素を含むそ
の周囲の複数の画素に係る映像データと、これに対応す
る前記直前のフレームにおける複数の画素に係る映像デ
ータとの差分の絶対値である差分データを算出する差分
算出ステップと、前記差分データを平滑化する平滑化ス
テップと、前記処理対象のフレームにおける前記注目画
素に係る映像データと、前記直前のフレームにおいて注
目画素に対応する画素に係る映像データを、前記平滑化
ステップにより得られたデータの大きさによって定まる
比率で合成し、合成された映像データを前記処理対象の
フレームにおける注目画素に係るノイズ低減後の映像デ
ータとして出力する出力ステップとをコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
The recording medium on which the noise reduction program according to the present invention is recorded is a computer-readable recording medium on which a program for reducing noise in an image represented by continuous frames is recorded, and is sequentially stored in the memory. For the video data of the frame to be processed and the video data of the immediately preceding frame, one pixel of interest is specified from all the pixels constituting the frame to be processed, and the pixel of interest is A difference calculation step of calculating difference data that is an absolute value of a difference between video data related to a plurality of pixels surrounding the video data and video data related to a plurality of pixels in the immediately preceding frame, including the difference; A smoothing step of smoothing data; and a video data relating to the pixel of interest in the frame to be processed. And the video data relating to the pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame are synthesized at a ratio determined by the size of the data obtained in the smoothing step, and the synthesized video data is processed in the frame to be processed. And an output step of outputting as noise-reduced video data relating to the pixel of interest.

【0047】これにより、ノイズ低減プログラムを実行
するコンピュータは、処理対象フレームと直前フレーム
の映像データの差分、即ち動き成分に対して平滑化処理
を行うことになるので、従来のように処理対象フレーム
の映像データそのものに対して平滑化処理を行う場合に
比べ、より精度の高い動き成分に基づいたノイズ成分の
低減を図ることが可能となる。
Thus, the computer that executes the noise reduction program performs the smoothing process on the difference between the video data of the frame to be processed and the immediately preceding frame, that is, the motion component. It is possible to reduce a noise component based on a motion component with higher accuracy as compared with the case where the smoothing process is performed on the video data itself.

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

【図1】本発明にかかるノイズ低減装置100の概略ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a noise reduction device 100 according to the present invention.

【図2】ローパスフィルタを適用する場合の周辺画素と
各画素の重み係数の値の一例を示した図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of peripheral pixels and a value of a weight coefficient of each pixel when a low-pass filter is applied;

【図3】本発明に係るノイズ低減装置100における3
種類の係数Kの特性曲線の一例である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a third embodiment of the noise reduction device 100 according to the present invention.
It is an example of the characteristic curve of the kind coefficient K.

【図4】(a)は、実施形態1に適用される輝度信号のデ
ータ例である。(b)は、図(a)の第1フレームと第2フ
レームの輝度信号の差分の絶対値である。(c)は、図
(a)の輝度信号を、本発明に係るノイズ低減装置100
に適用した場合と、従来装置1000に適用した場合の
注目画素に係る輝度信号の計算結果である。
FIG. 4A is a data example of a luminance signal applied to the first embodiment; (b) is the absolute value of the difference between the luminance signals of the first and second frames in FIG. (c) is the figure
The luminance signal of FIG.
7 shows a calculation result of a luminance signal relating to a pixel of interest when applied to the conventional device 1000 and when applied to the conventional device 1000.

【図5】実施形態2において、計算対象とする注目画素
とその周辺の画素の選択の仕方に関する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram regarding a method of selecting a target pixel to be calculated and peripheral pixels in a second embodiment.

【図6】従来装置1000において、計算対象とする注
目画素とその周辺の画素の選択の仕方に関する説明図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of selecting a pixel of interest to be calculated and surrounding pixels in the conventional apparatus 1000.

【図7】(a)は、実施形態2及び従来装置1000に適
用される第1フレームの輝度信号のデータ例である。
(b)は、実施形態2及び従来装置1000に適用される
第2フレームの輝度信号のデータ例である。
FIG. 7A is a data example of a luminance signal of a first frame applied to the second embodiment and the conventional apparatus 1000;
(b) is a data example of the luminance signal of the second frame applied to the second embodiment and the conventional apparatus 1000.

【図8】(a)は、図7(a)及び(b)に基づく実施形態2
に適用される9画素の輝度信号のデータ例である。(b)
は、図7(a)及び(b)に基づく従来装置1000に適用
される9画素の輝度信号のデータ例である。(c)は、図
(a)及び図(b)に基づいて、実施形態2及び従来装置1
000における注目画素の輝度値の計算結果である。
FIG. 8A shows a second embodiment based on FIGS. 7A and 7B.
9 is an example of data of a luminance signal of 9 pixels applied to. (b)
7A is a data example of a luminance signal of 9 pixels applied to the conventional device 1000 based on FIGS. 7A and 7B. (c) is the figure
2 and the conventional device 1 based on FIG.
9 shows a calculation result of the luminance value of the pixel of interest at 000.

【図9】本発明におけるその他の実施形態に係るノイズ
低減装置900の概略ブロック図である。
FIG. 9 is a schematic block diagram of a noise reduction device 900 according to another embodiment of the present invention.

【図10】従来のノイズ低減装置1000の概略ブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a schematic block diagram of a conventional noise reduction device 1000.

【図11】従来装置1000における係数Kの特性曲線
の一例である。
11 is an example of a characteristic curve of a coefficient K in the conventional device 1000. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、、900、1000 ノイズ低減装置 101、1001 入力映像信号 102a、102b、1004 フレームメモリ 103、1006 減算器 104 絶対値算出器 105、901、902 ローパスフィルタ 106 動き判定器 107、108 乗算器 109、1003 加算器 110 セレクタ 111、1009 出力映像信号 1002、1005 可変減衰器 1007 動静判別回路 1008 2次元ローパスフィ
ルタ
100, 900, 1000 Noise reduction device 101, 1001 Input video signal 102a, 102b, 1004 Frame memory 103, 1006 Subtractor 104 Absolute value calculator 105, 901, 902 Low-pass filter 106 Motion determiner 107, 108 Multiplier 109, 1003 Adder 110 Selector 111, 1009 Output video signal 1002, 1005 Variable attenuator 1007 Motion discrimination circuit 1008 Two-dimensional low-pass filter

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続するフレームで表現される動画像の
映像データに含まれるノイズを低減する装置であって、 処理対象のフレームについての映像データを格納する第
1記憶手段と、 前記処理対象のフレームの直前のフレームについての映
像データを格納する第2記憶手段と、 前記処理対象のフレームを構成する全ての画素の中から
注目する一の画素を特定し、この注目画素を含むその周
囲の複数の画素に係る映像データと、これに対応する前
記直前のフレームにおける複数の画素に係る映像データ
との差分の絶対値である差分データを算出する差分算出
手段と、 前記差分データを平滑化する平滑化手段と、 前記処理対象のフレームにおける前記注目画素に係る映
像データと、前記直前のフレームにおいて注目画素に対
応する画素に係る映像データを、前記平滑化手段により
得られたデータの大きさによって定まる比率で合成し、
合成された映像データを前記処理対象のフレームにおけ
る注目画素に係るノイズ低減後の映像データとして出力
する出力手段とを備えることを特徴とするノイズ低減装
置。
1. An apparatus for reducing noise included in video data of a moving image represented by continuous frames, comprising: a first storage unit that stores video data of a frame to be processed; A second storage unit for storing video data of a frame immediately before the frame; a pixel of interest among all pixels constituting the frame to be processed, and a plurality of pixels surrounding the pixel of interest including the pixel of interest Difference calculation means for calculating difference data that is the absolute value of the difference between the video data related to the pixel and the video data related to a plurality of pixels in the immediately preceding frame, and a smoothing unit that smoothes the difference data Image data relating to the pixel of interest in the frame to be processed, and image data relating to a pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame. Data were synthesized at a ratio determined by the size of the data obtained by the smoothing means,
An output unit that outputs the synthesized video data as noise-reduced video data related to a pixel of interest in the frame to be processed.
【請求項2】 前記差分算出手段は、 前記第1記憶手段に格納されている処理対象のフレーム
を構成する全ての画素を、順次前記注目画素として選択
し差分データを算出することを特徴とする請求項1に記
載のノイズ低減装置。
2. The method according to claim 1, wherein the difference calculating unit sequentially selects all pixels constituting the processing target frame stored in the first storage unit as the target pixel and calculates difference data. The noise reduction device according to claim 1.
【請求項3】 前記第1及び第2記憶手段は、 1フレームとしてインタレース用の2つのフィールドを
記憶し、 前記差分算出手段は、 前記第1記憶手段において、注目画素を含む一のフィー
ルドから注目画素を含むその周囲の複数の画素に係る映
像データを読み出し、 前記第2記憶手段において、直前フレームにおける前記
一のフィールドに対応するフィールドから対応する複数
の画素に係る映像データを読み出し、 読み出されたそれらの映像データから前記差分データを
算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載
のノイズ低減装置。
3. The first and second storage means store two fields for interlacing as one frame, and the difference calculation means stores the first storage means from one field including a pixel of interest in the first storage means. Reading video data relating to a plurality of pixels surrounding the pixel including the pixel of interest; reading, in the second storage means, video data relating to a plurality of pixels corresponding to the field corresponding to the one field in the immediately preceding frame; The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the difference data is calculated from the obtained video data.
【請求項4】 前記出力手段は、 注目画素に係る映像データが、直前のフレームの対応す
る画素に係る映像データに対して変化があったかどうか
を、その注目画素を含み周囲の複数の画素に係る平滑化
されたデータと予め定められた閾値とを比較することに
より判定する判定部と、 変化があったと判定された場合には前記比率を1対0と
し、変化がないと判定された場合には前記比率を(1−
K)対K(0<K<1)として前記合成を行う合成部と
を含むことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか
に記載のノイズ低減装置。
4. The output means determines whether or not the video data of the pixel of interest has changed with respect to the video data of the corresponding pixel of the immediately preceding frame, based on a plurality of surrounding pixels including the pixel of interest. A determining unit that determines by comparing the smoothed data with a predetermined threshold value; and when it is determined that there is a change, the ratio is set to 1 to 0, and when it is determined that there is no change, Represents the ratio (1-
The noise reduction device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: K) a combination unit that performs the combination as K (0 <K <1).
【請求項5】 連続するフレームで表現される動画像の
映像データに含まれるノイズを低減する装置であって、 処理対象のフレームについての映像データを格納する第
1記憶手段と、 前記処理対象のフレームの直前のフレームについての映
像データを格納する第2記憶手段と、 前記処理対象のフレームを構成する全ての画素の中から
注目する一の画素を特定し、この注目画素を含むその周
囲の複数の画素に係る映像データを平滑化する第1平滑
化手段と、 前記処理対象のフレームにおける注目画素を含む複数の
画素に対応する、前記直前のフレームにおける複数の画
素に係る映像データを平滑化する第2平滑化手段と、 前記第1平滑化手段により得られたデータと前記第2平
滑化手段により得られたデータとの差分の絶対値である
差分データを算出する差分算出手段と、 前記処理対象のフレームにおける前記注目画素に係る映
像データと、前記直前のフレームにおいて注目画素に対
応する画素に係る映像データを、前記差分算出手段によ
り得られたデータの大きさによって定まる比率で合成
し、合成された映像データを前記処理対象のフレームに
おける注目画素に係るノイズ低減後の映像データとして
出力する出力手段とを備えることを特徴とするノイズ低
減装置。
5. An apparatus for reducing noise included in video data of a moving image represented by continuous frames, comprising: first storage means for storing video data of a frame to be processed; A second storage unit for storing video data of a frame immediately before the frame; a pixel of interest among all pixels constituting the frame to be processed, and a plurality of pixels surrounding the pixel of interest including the pixel of interest A first smoothing unit for smoothing the video data related to the pixel, and smoothing the video data related to the plurality of pixels in the immediately preceding frame corresponding to the plurality of pixels including the pixel of interest in the frame to be processed. A second smoothing means; and a difference data which is an absolute value of a difference between the data obtained by the first smoothing means and the data obtained by the second smoothing means. A difference calculation unit that calculates the video data of the pixel of interest in the frame to be processed, and video data of a pixel corresponding to the pixel of interest in the immediately preceding frame. A noise reduction device that combines the video data at a ratio determined by the size and outputs the synthesized video data as noise-reduced video data related to a pixel of interest in the frame to be processed.
【請求項6】 連続するフレームで表現される動画像に
おける映像データに含まれるノイズを低減するプログラ
ムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であ
って、 メモリに順次格納される処理対象のフレームについての
映像データとその直前のフレームについての映像データ
とに対して、 前記処理対象のフレームを構成する全ての画素の中から
注目する一の画素を特定し、この注目画素を含むその周
囲の複数の画素に係る映像データと、これに対応する前
記直前のフレームにおける複数の画素に係る映像データ
との差分の絶対値である差分データを算出する差分算出
ステップと、 前記差分データを平滑化する平滑化ステップと、 前記処理対象のフレームにおける前記注目画素に係る映
像データと、前記直前のフレームにおいて注目画素に対
応する画素に係る映像データを、前記平滑化ステップに
より得られたデータの大きさによって定まる比率で合成
し、合成された映像データを前記処理対象のフレームに
おける注目画素に係るノイズ低減後の映像データとして
出力する出力ステップとをコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録した記録媒体。
6. A computer-readable recording medium on which a program for reducing noise included in video data in a moving image represented by continuous frames is recorded, the computer-readable recording medium comprising: For the video data and the video data for the immediately preceding frame, one pixel of interest is specified from among all the pixels constituting the frame to be processed, and a plurality of pixels around the pixel including this pixel of interest are specified. Calculating the difference data which is the absolute value of the difference between the video data according to the above and the video data corresponding to the plurality of pixels in the immediately preceding frame, and the smoothing step for smoothing the difference data Video data relating to the pixel of interest in the frame to be processed, and a note in the immediately preceding frame. The video data related to the pixel corresponding to the pixel is synthesized at a ratio determined by the size of the data obtained in the smoothing step, and the synthesized video data is obtained after the noise reduction related to the pixel of interest in the frame to be processed. A recording medium for recording a program for causing a computer to execute an output step of outputting as video data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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