JP2000032300A - ディジタルビデオ信号のフィルタリング - Google Patents
ディジタルビデオ信号のフィルタリングInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ディジタルビデオ信号を圧縮しやすくするため
に、それに含まれるノイズをフィルタリングする。 【解決策】ビデオ信号にフィルタ過程を行って、信号を
第１可変利得係数により乗算する。信号の遅延サンプル
を遅延回路により導き出し、遅延サンプルを第２可変利
得係数により乗算する。これら２つの掛合わせた信号を
加算する。２つの利得係数の大きさは、入力ビデオ信号
と遅延回路からの遅延サンプルの比較によって異なる。
この２つの利得係数の大きさは互いに反対方向に変化す
る。利得係数を適当に選ぶことで、フィルタ過程を用い
て画像情報の、大きい遷移部の鮮鋭度を保つことがで
き、フィルタのインパルス応答は利得係数を計算し直す
ことによって容易に変えることができる。カスケード式
フィルタ段階でフィルタ過程を実行すれば、２つの空間
領域と１つの時間領域でフィルタリングを達成すること
ができる。
に、それに含まれるノイズをフィルタリングする。 【解決策】ビデオ信号にフィルタ過程を行って、信号を
第１可変利得係数により乗算する。信号の遅延サンプル
を遅延回路により導き出し、遅延サンプルを第２可変利
得係数により乗算する。これら２つの掛合わせた信号を
加算する。２つの利得係数の大きさは、入力ビデオ信号
と遅延回路からの遅延サンプルの比較によって異なる。
この２つの利得係数の大きさは互いに反対方向に変化す
る。利得係数を適当に選ぶことで、フィルタ過程を用い
て画像情報の、大きい遷移部の鮮鋭度を保つことがで
き、フィルタのインパルス応答は利得係数を計算し直す
ことによって容易に変えることができる。カスケード式
フィルタ段階でフィルタ過程を実行すれば、２つの空間
領域と１つの時間領域でフィルタリングを達成すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルビデオ
信号のフィルタリング（濾波）に関するものであり、さ
らに詳しくはビデオ信号からのノイズのフィルタリング
に関する。
信号のフィルタリング（濾波）に関するものであり、さ
らに詳しくはビデオ信号からのノイズのフィルタリング
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルビデオ信号は多くのノイズを
含んでいる。ノイズは信号が生成されるプロセスに固有
のものであるか、または信号のその後の処理によって信
号の記憶または伝送中に導入されたものである。ノイズ
のあるビデオ信号は圧縮することが困難であり、圧縮の
前にノイズをフィルタにより除去するのが一般的な方法
である。ビデオ信号に用いられるデータレートでは、使
用するフィルタは計算上で簡単で効率的なものであるこ
とが重要である。またフィルタは基礎となっている場面
の統計（データ）に適応できるようにすべきである。
含んでいる。ノイズは信号が生成されるプロセスに固有
のものであるか、または信号のその後の処理によって信
号の記憶または伝送中に導入されたものである。ノイズ
のあるビデオ信号は圧縮することが困難であり、圧縮の
前にノイズをフィルタにより除去するのが一般的な方法
である。ビデオ信号に用いられるデータレートでは、使
用するフィルタは計算上で簡単で効率的なものであるこ
とが重要である。またフィルタは基礎となっている場面
の統計（データ）に適応できるようにすべきである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これまでディジタルビ
デオ信号をフィルタリングするのに用いられてきた再帰
フィルタは、目に見えるアーチファクトを発生すること
が多く、一般に性能が比較的低い。本発明の目的は、計
算上で簡単な、また効率的なディジタルビデオ信号のフ
ィルタリングを提供することである。
デオ信号をフィルタリングするのに用いられてきた再帰
フィルタは、目に見えるアーチファクトを発生すること
が多く、一般に性能が比較的低い。本発明の目的は、計
算上で簡単な、また効率的なディジタルビデオ信号のフ
ィルタリングを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、両面性
インパルス応答を生成するための入力ディジタルビデオ
ラスタ信号をフィルタする方法であって、起源の一方の
側にインパルス応答を生成する１つの適応フィルタを有
し、起源のもう一方の側にインパルス応答を生成するも
う１つの適応フィルタを有するフィルタ装置に入力ビデ
オ信号を加える段階と、ビデオ信号の各ピクセルについ
て利得係数の値を生成するために、ビデオ信号の各ピク
セルをビデオラスタ内の隣接ピクセルサンプルと比較す
る段階と、生成された利得係数によって各フィルタのイ
ンパルス応答を適応させる段階とを有する方法が提供さ
れる。
インパルス応答を生成するための入力ディジタルビデオ
ラスタ信号をフィルタする方法であって、起源の一方の
側にインパルス応答を生成する１つの適応フィルタを有
し、起源のもう一方の側にインパルス応答を生成するも
う１つの適応フィルタを有するフィルタ装置に入力ビデ
オ信号を加える段階と、ビデオ信号の各ピクセルについ
て利得係数の値を生成するために、ビデオ信号の各ピク
セルをビデオラスタ内の隣接ピクセルサンプルと比較す
る段階と、生成された利得係数によって各フィルタのイ
ンパルス応答を適応させる段階とを有する方法が提供さ
れる。
【０００５】さらに、本発明によれば、両面性インパル
ス応答を生成するための入力ディジタルビデオラスタ信
号をフィルタする装置であって、起源の一方の側でイン
パルス応答を生成する１つの適応フィルタと、起源のも
う一方の側でインパルス応答を生成するもう１つの適応
フィルタと、ビデオ信号の各ピクセルを、ビデオラスタ
内の隣接ピクセルサンプルと比較して、ビデオ信号のピ
クセルのための利得係数の値を生成するための利得係数
生成器と、利得係数生成器によって生成された利得係数
の値に応じてインパルス応答を変化させるため接続され
ている各フィルタとを有する装置が提供される。
ス応答を生成するための入力ディジタルビデオラスタ信
号をフィルタする装置であって、起源の一方の側でイン
パルス応答を生成する１つの適応フィルタと、起源のも
う一方の側でインパルス応答を生成するもう１つの適応
フィルタと、ビデオ信号の各ピクセルを、ビデオラスタ
内の隣接ピクセルサンプルと比較して、ビデオ信号のピ
クセルのための利得係数の値を生成するための利得係数
生成器と、利得係数生成器によって生成された利得係数
の値に応じてインパルス応答を変化させるため接続され
ている各フィルタとを有する装置が提供される。
【０００６】本発明には、垂直、水平および時間の各次
元でビデオ信号をフィルタリングするのに、カスケード
式フィルタ段階を用いることができるという利点があ
る。フィルタリングは、空間的次元では、鋭いエッジが
保持されるように、また時間的次元では、動画場面で物
体の後にトレール（痕跡）が残らないように非線形とす
ることができる。カスケード式フィルタ段階の少なくと
も一部は、両面性インパルス応答を得るために、再帰フ
ィルタパスのほかに順方向フィルタパスを含むことがで
きる。本発明を、付属図面を参照し、例を挙げて説明す
る。
元でビデオ信号をフィルタリングするのに、カスケード
式フィルタ段階を用いることができるという利点があ
る。フィルタリングは、空間的次元では、鋭いエッジが
保持されるように、また時間的次元では、動画場面で物
体の後にトレール（痕跡）が残らないように非線形とす
ることができる。カスケード式フィルタ段階の少なくと
も一部は、両面性インパルス応答を得るために、再帰フ
ィルタパスのほかに順方向フィルタパスを含むことがで
きる。本発明を、付属図面を参照し、例を挙げて説明す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１で、入力ディジタルビデオ信
号が３つの段階１１、１２および１３のカスケードを有
するフィルタ装置の入力端子１０に加えられる。フィル
タ装置は出力端子１４で、フィルタずみの出力ディジタ
ル信号を生成する。フィルタ段階１１は垂直、非線形フ
ィルタ段階であり、フィルタ段階１２は水平、非線形フ
ィルタ段階であり、フィルタ段階１３は時間的、非線形
フィルタ段階である。フィルタ装置は一連の画像フレー
ムを表わすビデオ信号をフィルタリングするように作ら
れていて、画像フレームの各フレームはピクセルを含む
一連のラインで形成されている。
号が３つの段階１１、１２および１３のカスケードを有
するフィルタ装置の入力端子１０に加えられる。フィル
タ装置は出力端子１４で、フィルタずみの出力ディジタ
ル信号を生成する。フィルタ段階１１は垂直、非線形フ
ィルタ段階であり、フィルタ段階１２は水平、非線形フ
ィルタ段階であり、フィルタ段階１３は時間的、非線形
フィルタ段階である。フィルタ装置は一連の画像フレー
ムを表わすビデオ信号をフィルタリングするように作ら
れていて、画像フレームの各フレームはピクセルを含む
一連のラインで形成されている。
【０００８】フィルタ段階１１の詳細を図２に示す。入
力ビデオ信号は第１遅延回路１５に加えられ、これはビ
デオ信号をフレームのライン１本分だけ遅らせる。遅延
回路１５からの出力は、非線形演算フィルタ１６の第１
入力部に加えられる。入力端子１０のビデオ信号はフィ
ルタ１６の第２入力部に直接加えられ、フィルタ１６か
らの出力は第２非線形フィルタ１７の第１入力部に加え
られる。フィルタ１７からの出力は第２遅延回路１８に
加えられ、これは出力の遅延再帰サンプルを導き出す。
再帰サンプルはフィルタ１７の第２入力部へ送られる前
にフレームの１ライン分だけ遅延される。フィルタ段階
１１からのフィルタずみ出力は段階出力端子１９に出現
する。
力ビデオ信号は第１遅延回路１５に加えられ、これはビ
デオ信号をフレームのライン１本分だけ遅らせる。遅延
回路１５からの出力は、非線形演算フィルタ１６の第１
入力部に加えられる。入力端子１０のビデオ信号はフィ
ルタ１６の第２入力部に直接加えられ、フィルタ１６か
らの出力は第２非線形フィルタ１７の第１入力部に加え
られる。フィルタ１７からの出力は第２遅延回路１８に
加えられ、これは出力の遅延再帰サンプルを導き出す。
再帰サンプルはフィルタ１７の第２入力部へ送られる前
にフレームの１ライン分だけ遅延される。フィルタ段階
１１からのフィルタずみ出力は段階出力端子１９に出現
する。
【０００９】図３には、端子１９でフィルタずみ信号を
受信する第２フィルタ段階１２が示されている。端子１
９はピクセル遅延回路２０に接続され、これは端子１９
上の信号を１ピクセル遅延させる。端子１９はフィルタ
２２の第２入力部に直接接続されている。フィルタ２２
からの出力はピクセル遅延回路２３に接続され、これは
フィルタ２２からの出力の遅延再帰サンプルを導き出
す。再帰サンプルはフィルタ２２の第２入力部へ送られ
る前に１ピクセル遅延される。フィルタ２２からのフィ
ルタずみ出力は出力端子２４に現れる。
受信する第２フィルタ段階１２が示されている。端子１
９はピクセル遅延回路２０に接続され、これは端子１９
上の信号を１ピクセル遅延させる。端子１９はフィルタ
２２の第２入力部に直接接続されている。フィルタ２２
からの出力はピクセル遅延回路２３に接続され、これは
フィルタ２２からの出力の遅延再帰サンプルを導き出
す。再帰サンプルはフィルタ２２の第２入力部へ送られ
る前に１ピクセル遅延される。フィルタ２２からのフィ
ルタずみ出力は出力端子２４に現れる。
【００１０】図４には、端子２４上のフィルタずみ信号
を受信する第３フィルタ段階が示されている。端子２４
は非線形演算フィルタ２５に接続され、その出力は出力
端子１４に接続される。フィルタ２５からの出力はフレ
ーム遅延回路２６に接続され、これは出力の遅延再帰サ
ンプルを導き出す。再帰サンプルは、フィルタ２５の第
２入力部へ送られる前にビデオ信号の１フレーム分だけ
遅延される。
を受信する第３フィルタ段階が示されている。端子２４
は非線形演算フィルタ２５に接続され、その出力は出力
端子１４に接続される。フィルタ２５からの出力はフレ
ーム遅延回路２６に接続され、これは出力の遅延再帰サ
ンプルを導き出す。再帰サンプルは、フィルタ２５の第
２入力部へ送られる前にビデオ信号の１フレーム分だけ
遅延される。
【００１１】図５は、フィルタ段階１１、１２および１
３の非線形演算フィルタの詳細を示している。図５に示
した演算フィルタは、フィルタの２つの入力を受けるた
めに接続された利得計算回路２７を含んでいる。
３の非線形演算フィルタの詳細を示している。図５に示
した演算フィルタは、フィルタの２つの入力を受けるた
めに接続された利得計算回路２７を含んでいる。
【００１２】利得計算回路２７は、第１利得係数（ｋ）
をマルチプレクサ２８へ送り、第２利得係数（１−ｋ）
をマルチプレクサ２９へ送る。マルチプレクサ２８およ
び２９の出力端子は加算器３０に接続され、ここからフ
ィルタはフィルタずみ出力信号を出力端子３１へ送る。
をマルチプレクサ２８へ送り、第２利得係数（１−ｋ）
をマルチプレクサ２９へ送る。マルチプレクサ２８およ
び２９の出力端子は加算器３０に接続され、ここからフ
ィルタはフィルタずみ出力信号を出力端子３１へ送る。
【００１３】処理操作では、非線形演算フィルタ１６の
２つの入力は、入力ディジタル信号と入力ディジタル信
号の遅延サンプルを含むよう、入力ディジタルビデオ信
号が垂直フィルタ段階１１に加えられ、この遅延はライ
ン１本に等しい。利得計算回路は２つの入力を受取り、
計算を行って絶対差の和（ＳＡＤ）を導き出す。これは
入力ビデオ信号によって表わされる１ライン内のピクセ
ルと、入力ディジタル信号の遅延サンプルにより表わさ
れる１ライン内のピクセルの比較である。図６には、垂
直フィルタ１６内での絶対差の和を導き出す際に考慮す
るブロック３２内のピクセルＡ〜Ｆを示す。
２つの入力は、入力ディジタル信号と入力ディジタル信
号の遅延サンプルを含むよう、入力ディジタルビデオ信
号が垂直フィルタ段階１１に加えられ、この遅延はライ
ン１本に等しい。利得計算回路は２つの入力を受取り、
計算を行って絶対差の和（ＳＡＤ）を導き出す。これは
入力ビデオ信号によって表わされる１ライン内のピクセ
ルと、入力ディジタル信号の遅延サンプルにより表わさ
れる１ライン内のピクセルの比較である。図６には、垂
直フィルタ１６内での絶対差の和を導き出す際に考慮す
るブロック３２内のピクセルＡ〜Ｆを示す。
【００１４】ピクセルＡ、ＣおよびＥが１本のラインに
含まれ、ピクセルＢ、ＤおよびＦが次のラインに含むま
れる。絶対差の和は、次の関係式により計算する。 ＳＡＤ＝｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−Ｆ｜ （式１） 利得計算回路は、ディジタルビデオ信号によって表わさ
れるピクセルの各ラインに沿った各ピクセルのＳＡＤを
漸進的に計算する。各計算の結果は、フィルタの利得計
算回路２７にある利得係数メモリのアドレスである。こ
のアドレスを利得係数メモリに加えて第１利得係数
（ｋ）のための値を読み出す。第２利得係数（１−ｋ）
の値を係数（ｋ）から導き出し、２つの利得係数をフィ
ルタ回路１６のマルチプレクサ２８と２９に加える。２
つの利得係数の合計は１である。
含まれ、ピクセルＢ、ＤおよびＦが次のラインに含むま
れる。絶対差の和は、次の関係式により計算する。 ＳＡＤ＝｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−Ｆ｜ （式１） 利得計算回路は、ディジタルビデオ信号によって表わさ
れるピクセルの各ラインに沿った各ピクセルのＳＡＤを
漸進的に計算する。各計算の結果は、フィルタの利得計
算回路２７にある利得係数メモリのアドレスである。こ
のアドレスを利得係数メモリに加えて第１利得係数
（ｋ）のための値を読み出す。第２利得係数（１−ｋ）
の値を係数（ｋ）から導き出し、２つの利得係数をフィ
ルタ回路１６のマルチプレクサ２８と２９に加える。２
つの利得係数の合計は１である。
【００１５】フィルタ１６からフィルタずみ出力をフィ
ルタ１７へ送る。非線形演算フィルタ１７への２つの入
力は、フィルタ１６からのフィルタずみ信号とフィルタ
１７からの出力遅延再帰サンプルを含み、この遅延はラ
イン１本に等しい。フィルタ１７のための利得計算回路
は計算を行って、入力ビデオ信号により表わされる１ラ
イン内のピクセルと、フィルタ１７からの出力の再帰サ
ンプルにより表わされる１ライン内のピクセルとの絶対
差の和を導き出す。フィルタ１７での計算は図６のブロ
ック３２などのブロック上で行われるが、この場合には
ピクセルは、フィルタ１６で比較に用いられるラインに
対して、移動したラインで比較される。この場合にも計
算は上記の式（１）の関係にもとづいて行われる。垂直
（ｙ）方向でフィルタ１６および１７により得られるイ
ンパルス応答は、図２の右側に示されている。フィルタ
１６はピクセルの各ライン間で順方向比較を行い、フィ
ルタ１７はピクセルの各ライン間で再帰的比較を行うの
で、応答は両面性であることがわかる。
ルタ１７へ送る。非線形演算フィルタ１７への２つの入
力は、フィルタ１６からのフィルタずみ信号とフィルタ
１７からの出力遅延再帰サンプルを含み、この遅延はラ
イン１本に等しい。フィルタ１７のための利得計算回路
は計算を行って、入力ビデオ信号により表わされる１ラ
イン内のピクセルと、フィルタ１７からの出力の再帰サ
ンプルにより表わされる１ライン内のピクセルとの絶対
差の和を導き出す。フィルタ１７での計算は図６のブロ
ック３２などのブロック上で行われるが、この場合には
ピクセルは、フィルタ１６で比較に用いられるラインに
対して、移動したラインで比較される。この場合にも計
算は上記の式（１）の関係にもとづいて行われる。垂直
（ｙ）方向でフィルタ１６および１７により得られるイ
ンパルス応答は、図２の右側に示されている。フィルタ
１６はピクセルの各ライン間で順方向比較を行い、フィ
ルタ１７はピクセルの各ライン間で再帰的比較を行うの
で、応答は両面性であることがわかる。
【００１６】フィルタ２１と２２を含む水平フィルタ段
階１２は、垂直フィルタ段階１１と同じように作動す
る。水平フィルタ段階１２の作動は遅延回路２０および
２３での遅延によって定まり、この遅延は１ラインでは
なく１ピクセルである。この結果、水平フィルタ２１
は、図６のブロック３３に示されるように、ビデオ信号
によって表わされる列のピクセルと、ビデオ信号の遅延
サンプルにより表わされる列のピクセルを比較する。上
記の式（１）によるピクセル間の絶対差の和（ＳＡＤ）
を計算することによって比較を行うが、この場合には差
は図６のブロック３３に示されたピクセルに関連があ
る。
階１２は、垂直フィルタ段階１１と同じように作動す
る。水平フィルタ段階１２の作動は遅延回路２０および
２３での遅延によって定まり、この遅延は１ラインでは
なく１ピクセルである。この結果、水平フィルタ２１
は、図６のブロック３３に示されるように、ビデオ信号
によって表わされる列のピクセルと、ビデオ信号の遅延
サンプルにより表わされる列のピクセルを比較する。上
記の式（１）によるピクセル間の絶対差の和（ＳＡＤ）
を計算することによって比較を行うが、この場合には差
は図６のブロック３３に示されたピクセルに関連があ
る。
【００１７】水平フィルタ２２は、フィルタ２１からの
ビデオ信号により表わされる列のピクセルと、フィルタ
２２からの出力の遅延再帰サンプルにより表わされる列
のピクセルを比較し、この遅延は１ピクセル分である。
フィルタ２２での計算はブロック３３などのブロック上
で行うが、この場合にはピクセルは移動した列と、フィ
ルタ２１で比較に用いられた列とで比較される。この場
合にも計算は上記の式（１）の関係にもとづいて行われ
る。水平（ｘ）方向でフィルタ２１と２２によって得ら
れたインパルス応答は、図３の右側に示され、両面性応
答であることがわかる。この理由は、フィルタ２１がピ
クセルの各列間で順方向比較を行い、フィルタ２２がピ
クセルの各列間で再帰的比較を行うからである。
ビデオ信号により表わされる列のピクセルと、フィルタ
２２からの出力の遅延再帰サンプルにより表わされる列
のピクセルを比較し、この遅延は１ピクセル分である。
フィルタ２２での計算はブロック３３などのブロック上
で行うが、この場合にはピクセルは移動した列と、フィ
ルタ２１で比較に用いられた列とで比較される。この場
合にも計算は上記の式（１）の関係にもとづいて行われ
る。水平（ｘ）方向でフィルタ２１と２２によって得ら
れたインパルス応答は、図３の右側に示され、両面性応
答であることがわかる。この理由は、フィルタ２１がピ
クセルの各列間で順方向比較を行い、フィルタ２２がピ
クセルの各列間で再帰的比較を行うからである。
【００１８】フィルタ２５を含む時間的フィルタ段階１
３は、２つの非線形フィルタの代わりに１つの非線形フ
ィルタを含むこと以外は、垂直および水平フィルタ段階
１１および１２と同じように作動する。非線形フィルタ
２５はビデオ信号のフレーム（ｎ−１）内のピクセルと
再帰フレーム（ｎ）内のピクセルを比較する。この比較
は上記の式（１）によりピクセル相互間の絶対差の和を
計算することによって行うが、この場合には、この差は
図６に示すフレーム（ｎ−１）からの３つのピクセルと
フレーム（ｎ）からの３つのピクセルに関係がある。図
４の右側に示されているように、時間的次元（ｔ）内で
のインパルス応答は片面性であることがわかる。これは
時間的フィルタ段階１３の非線形フィルタは２つでなく
１つであるからである。垂直および水平フィルタ段階１
１と１２と同じように時間的フィルタ段階１３に２つの
フィルタ段階を含めることは可能であると思われる。し
かし、１フレームだけビデオ信号を遅延させる要求があ
るということは、追加フィルタでビデオ信号を１フレー
ム記憶する余分の費用に比べて、時間的フィルタ段階で
片面応答を行ってもよいことを意味する。
３は、２つの非線形フィルタの代わりに１つの非線形フ
ィルタを含むこと以外は、垂直および水平フィルタ段階
１１および１２と同じように作動する。非線形フィルタ
２５はビデオ信号のフレーム（ｎ−１）内のピクセルと
再帰フレーム（ｎ）内のピクセルを比較する。この比較
は上記の式（１）によりピクセル相互間の絶対差の和を
計算することによって行うが、この場合には、この差は
図６に示すフレーム（ｎ−１）からの３つのピクセルと
フレーム（ｎ）からの３つのピクセルに関係がある。図
４の右側に示されているように、時間的次元（ｔ）内で
のインパルス応答は片面性であることがわかる。これは
時間的フィルタ段階１３の非線形フィルタは２つでなく
１つであるからである。垂直および水平フィルタ段階１
１と１２と同じように時間的フィルタ段階１３に２つの
フィルタ段階を含めることは可能であると思われる。し
かし、１フレームだけビデオ信号を遅延させる要求があ
るということは、追加フィルタでビデオ信号を１フレー
ム記憶する余分の費用に比べて、時間的フィルタ段階で
片面応答を行ってもよいことを意味する。
【００１９】各非線形フィルタ１６、１７、２１、２
２、２５、８６、８８、９６および９８について、利得
計算回路により対応する２つの利得係数の大きさは前以
て定められ、そのフィルタのそれぞれのメモリに記憶さ
れている。比較したピクセルの絶対差の和を用いて、そ
れぞれのメモリにある利得係数に対応する処置をとる。
あまりコントラストのない平坦な領域で、より強くフィ
ルタを行うように利得係数を選び、このような領域で通
常は値が０．７８となるように（ｋ）を選ぶ。領域のピ
クセル値に、たとえば明白なエッジで顕著な変化がある
ときには、もっと軽くフィルタリングするように、また
は全くフィルタを行わないように利得係数を選ぶ。
（ｋ）の値は、強力なフィルタのときの０．６から、全
くフィルタしないときの１．０までの範囲で変化し、一
方、（１−ｋ）の値はこれに対応して０．４〜０の間で
変化する。
２、２５、８６、８８、９６および９８について、利得
計算回路により対応する２つの利得係数の大きさは前以
て定められ、そのフィルタのそれぞれのメモリに記憶さ
れている。比較したピクセルの絶対差の和を用いて、そ
れぞれのメモリにある利得係数に対応する処置をとる。
あまりコントラストのない平坦な領域で、より強くフィ
ルタを行うように利得係数を選び、このような領域で通
常は値が０．７８となるように（ｋ）を選ぶ。領域のピ
クセル値に、たとえば明白なエッジで顕著な変化がある
ときには、もっと軽くフィルタリングするように、また
は全くフィルタを行わないように利得係数を選ぶ。
（ｋ）の値は、強力なフィルタのときの０．６から、全
くフィルタしないときの１．０までの範囲で変化し、一
方、（１−ｋ）の値はこれに対応して０．４〜０の間で
変化する。
【００２０】利得係数は前以て定めて記憶する代わり
に、適当にプログラムした計算によってリアルタイムで
計算してもよい。入力信号を任意の選ばれた順序で垂
直、水平および時間的次元でフィルタリングするよう
に、カスケード式フィルタ段階１１、１２および１３の
順序を変更してもよい。
に、適当にプログラムした計算によってリアルタイムで
計算してもよい。入力信号を任意の選ばれた順序で垂
直、水平および時間的次元でフィルタリングするよう
に、カスケード式フィルタ段階１１、１２および１３の
順序を変更してもよい。
【００２１】図７は垂直フィルタ段階１１または水平フ
ィルタ段階１２の代わりに用いることのできる、本発明
によるもう１つのフィルタ段階を示している。図７のフ
ィルタ段階は第１再帰フィルタ４０、データ反転バッフ
ァ４１、第２再帰フィルタ４２、および第２データ反転
バッファ４３を有し、これらはすべて直列に接続されて
いる。
ィルタ段階１２の代わりに用いることのできる、本発明
によるもう１つのフィルタ段階を示している。図７のフ
ィルタ段階は第１再帰フィルタ４０、データ反転バッフ
ァ４１、第２再帰フィルタ４２、および第２データ反転
バッファ４３を有し、これらはすべて直列に接続されて
いる。
【００２２】図２の垂直フィルタ段階の代わりに用いら
れるとき、第１再帰フィルタ４０は、非線形演算フィル
タ１７とライン遅延回路１８を含む再帰フィルタと同じ
ような構造となっている。データ反転バッファは、各ピ
クセルラインを表わすデータを受けて、逆の順序でピク
セルラインを読み出し、これを第２再帰フィルタ４２へ
送るように設計されている。第２再帰フィルタ４２は、
第１再帰フィルタ４０と同じような構造となっている。
データ反転バッファ４３は、反転バッファ４１と同じよ
うにピクセルラインを反転するように設計されている。
したがって、図７のフィルタは入力ビデオ信号に対して
再帰フィルタの作用を行い、フィルタ応答が時間領域と
対称性の両方で両面性となることは明らかである。フィ
ルタ応答を対称性とするようなオーバーヘッドは、デー
タ反転バッファでデータ記憶を行えるようなものとす
る。
れるとき、第１再帰フィルタ４０は、非線形演算フィル
タ１７とライン遅延回路１８を含む再帰フィルタと同じ
ような構造となっている。データ反転バッファは、各ピ
クセルラインを表わすデータを受けて、逆の順序でピク
セルラインを読み出し、これを第２再帰フィルタ４２へ
送るように設計されている。第２再帰フィルタ４２は、
第１再帰フィルタ４０と同じような構造となっている。
データ反転バッファ４３は、反転バッファ４１と同じよ
うにピクセルラインを反転するように設計されている。
したがって、図７のフィルタは入力ビデオ信号に対して
再帰フィルタの作用を行い、フィルタ応答が時間領域と
対称性の両方で両面性となることは明らかである。フィ
ルタ応答を対称性とするようなオーバーヘッドは、デー
タ反転バッファでデータ記憶を行えるようなものとす
る。
【００２３】図７のフィルタを水平フィルタ段階１２の
代わりに用いるときには、各再帰フィルタ４０および４
２は、非線形演算フィルタ２２とライン遅延回路２３を
含む図３の再帰フィルタと同じような構造となってい
る。データ反転バッファ４１と４３は、ピクセルごとに
データを反転する。
代わりに用いるときには、各再帰フィルタ４０および４
２は、非線形演算フィルタ２２とライン遅延回路２３を
含む図３の再帰フィルタと同じような構造となってい
る。データ反転バッファ４１と４３は、ピクセルごとに
データを反転する。
【００２４】図８は、図２に示した垂直フィルタのもう
１つの実施例を示す図である。ビデオ入力８０と８２
は、ピクセルｙと、垂直方向でピクセルｙの上にあるピ
クセル（すなわち、ピクセルｙ−１）を、非線形フィル
タ演算（ＮＬＦＡ）ブロック８６に送る。ビデオ入力８
０と８４は、ピクセルｙと、垂直方向でピクセルｙの下
にあるピクセル（すなわち、ピクセルｙ＋１）を第２非
線形フィルタ演算（ＮＬＦＡ）ブロック８８へと送る。
ＮＬＦＡ８６からの出力は一面性インパルス応答であ
り、ＮＬＦＡ８８からの出力は、相補−面性インパルス
応答である。ＮＬＦＡ８６と８８からの出力を加算器８
９で結合して、二面性対称性インパルス応答を有する出
力を生成する。
１つの実施例を示す図である。ビデオ入力８０と８２
は、ピクセルｙと、垂直方向でピクセルｙの上にあるピ
クセル（すなわち、ピクセルｙ−１）を、非線形フィル
タ演算（ＮＬＦＡ）ブロック８６に送る。ビデオ入力８
０と８４は、ピクセルｙと、垂直方向でピクセルｙの下
にあるピクセル（すなわち、ピクセルｙ＋１）を第２非
線形フィルタ演算（ＮＬＦＡ）ブロック８８へと送る。
ＮＬＦＡ８６からの出力は一面性インパルス応答であ
り、ＮＬＦＡ８８からの出力は、相補−面性インパルス
応答である。ＮＬＦＡ８６と８８からの出力を加算器８
９で結合して、二面性対称性インパルス応答を有する出
力を生成する。
【００２５】図９は、図３の水平フィルタのもう１つの
実施例を示す図である。ビデオ入力９０と９２は、ピク
セルｘと、ピクセルｘに先行する上のピクセル（すなわ
ち、ピクセルｘ−１）を非線形フィルタ演算（ＮＬＦ
Ａ）ブロック９６へ送る。ビデオ入力９０と９４は、ピ
クセルｘと、ピクセルの後に続くピクセル（つまりピク
セルｘ＋１）を第２非線形フィルタ演算（ＮＬＦＡ）ブ
ロック９８へ送る。ＮＬＦＡ９６からの出力は一面性イ
ンパルス応答であり、ＮＬＦＡ９８からの出力は相補−
面性インパルス応答である。ＮＬＦＡ９６と９８からの
出力を加算器９９で結合して、二面性対称性インパルス
応答を有する出力を生成する。
実施例を示す図である。ビデオ入力９０と９２は、ピク
セルｘと、ピクセルｘに先行する上のピクセル（すなわ
ち、ピクセルｘ−１）を非線形フィルタ演算（ＮＬＦ
Ａ）ブロック９６へ送る。ビデオ入力９０と９４は、ピ
クセルｘと、ピクセルの後に続くピクセル（つまりピク
セルｘ＋１）を第２非線形フィルタ演算（ＮＬＦＡ）ブ
ロック９８へ送る。ＮＬＦＡ９６からの出力は一面性イ
ンパルス応答であり、ＮＬＦＡ９８からの出力は相補−
面性インパルス応答である。ＮＬＦＡ９６と９８からの
出力を加算器９９で結合して、二面性対称性インパルス
応答を有する出力を生成する。
【００２６】図８および図９に示した代替実施例を用い
ることの利点は実行が容易なことである。上に述べたの
は、カスケード式フィルタ段階でノイズを除去するため
にビデオ信号をフィルタリングする方法および装置であ
る。各段階では入力ビデオ信号が第１可変利得係数
（ｋ）により乗算され、出力ビデオ信号の再帰サンプル
が第２可変利得係数（１−ｋ）により乗算される。掛合
わされた信号は加算されてフィルタ段階からの出力を形
成する。第１および第２利得係数（ｋ）および（１−
ｋ）は、入力ビデオ信号と、出力ビデオ信号の遅延再帰
サンプルの差によって異なる。利得係数は（ｋ）と（１
−ｋ）であるため、この２つの係数は互いに反対方向に
変化する。
ることの利点は実行が容易なことである。上に述べたの
は、カスケード式フィルタ段階でノイズを除去するため
にビデオ信号をフィルタリングする方法および装置であ
る。各段階では入力ビデオ信号が第１可変利得係数
（ｋ）により乗算され、出力ビデオ信号の再帰サンプル
が第２可変利得係数（１−ｋ）により乗算される。掛合
わされた信号は加算されてフィルタ段階からの出力を形
成する。第１および第２利得係数（ｋ）および（１−
ｋ）は、入力ビデオ信号と、出力ビデオ信号の遅延再帰
サンプルの差によって異なる。利得係数は（ｋ）と（１
−ｋ）であるため、この２つの係数は互いに反対方向に
変化する。
【００２７】
【発明の効果】本発明の利点は、（たとえば、明白なエ
ッジでの）ピクセル値の顕著な変化がフィルタされず、
大きい遷移部の鮮鋭度が保たれることである。時間的フ
ィルタは、動画場面で物体の背後に目に見える痕跡（ト
レール）が残らないようにする。もう１つの利点は、フ
ィルタ段階のインパルス応答を、記憶された係数値を適
当に計算し直すことによって容易に変えられることであ
る。
ッジでの）ピクセル値の顕著な変化がフィルタされず、
大きい遷移部の鮮鋭度が保たれることである。時間的フ
ィルタは、動画場面で物体の背後に目に見える痕跡（ト
レール）が残らないようにする。もう１つの利点は、フ
ィルタ段階のインパルス応答を、記憶された係数値を適
当に計算し直すことによって容易に変えられることであ
る。
【００２８】本発明は、ビデオをフィルタしてノイズを
除去する場合に適用でき、また視覚的に重要でない高周
波成分の除去に用いることができる。このような成分
は、たとえば高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）信号に存在す
る。時間的フィルタ段階１３を省略し、空間的フィルタ
段階１１と１２だけを含めるように、本発明を改良する
ことができる。上に述べた発明によって、各フィルタ段
階を他の次元から分離可能なそれ自体の個々の次元に関
連して検討することができる。各フィルタ段階の応答は
対称性の応答か、ほぼ対称性の応答である。すべての３
つの次元が対称性のときには、これは３次元カスケード
式フィルタシステムとして考えることができる。３つの
次元のうちの１つがほぼ対称性のときには、これは２．
５次元の応答として考えることができる。
除去する場合に適用でき、また視覚的に重要でない高周
波成分の除去に用いることができる。このような成分
は、たとえば高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）信号に存在す
る。時間的フィルタ段階１３を省略し、空間的フィルタ
段階１１と１２だけを含めるように、本発明を改良する
ことができる。上に述べた発明によって、各フィルタ段
階を他の次元から分離可能なそれ自体の個々の次元に関
連して検討することができる。各フィルタ段階の応答は
対称性の応答か、ほぼ対称性の応答である。すべての３
つの次元が対称性のときには、これは３次元カスケード
式フィルタシステムとして考えることができる。３つの
次元のうちの１つがほぼ対称性のときには、これは２．
５次元の応答として考えることができる。
【図１】ディジタルビデオ信号のフィルタリングのため
の、本発明による３段式フィルタ装置を示す図である。
の、本発明による３段式フィルタ装置を示す図である。
【図２】図１の装置に含まれる垂直フィルタ段階を示す
図である。
図である。
【図３】図１の装置に含まれる水平フィルタ段階を示す
図である。
図である。
【図４】図１の装置に含まれる時間的フィルタ段階を示
す図である。
す図である。
【図５】図２、図３または図４のフィルタ段階に用いら
れるフィルタ回路の詳細を示す図である。
れるフィルタ回路の詳細を示す図である。
【図６】図２、３または４のフィルタ段階に加えられる
差分信号を生成するために選ばれたピクセルの説明図で
ある。
差分信号を生成するために選ばれたピクセルの説明図で
ある。
【図７】図２または図３のフィルタ段階に取って代わ
る、本発明によるもう１つのフィルタ段階の図である。
る、本発明によるもう１つのフィルタ段階の図である。
【図８】図２の垂直フィルタのもう１つの実施例を示す
図である。
図である。
【図９】図３の水平フィルタのもう１つの実施例を示す
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ステュアート ファンネル 英国、エスオー15 ２ティーユー サウザ ンプトン ノースランズロード コートロ ーヤル ミューズ９
Claims (16)
- 【請求項１】 両面性インパルス応答を生成するための
入力ディジタルビデオラスタ信号をフィルタリングする
方法であって、 起源の一方の側にインパルス応答を生成する１つの適応
フィルタを有し、 起源のもう一方の側にインパルス応答を生成するもう１
つの適応フィルタを有するフィルタ装置に入力ビデオ信
号を加える段階と、 ビデオ信号の各ピクセルについて利得係数の値を生成す
るために、ビデオ信号の各ピクセルをビデオラスタ内の
隣接ピクセルサンプルと比較する段階と、 生成された利得係数によって各フィルタのインパルス応
答を適応させる段階とを有する方法。 - 【請求項２】 さらに、有限応答フィルタおよび再帰フ
ィルタを通して入力ビデオ信号をフィルタリングする段
階を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 さらに、出力が第２反転バッファを通し
て送られるデータ反転バッファを通じて接続された２つ
の再帰フィルタを通して入力ビデオ信号をフィルタリン
グする段階を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 さらに、入力信号を第１利得係数により
乗算することにより各フィルタを通してビデオ信号をフ
ィルタリングする段階と、ビデオ信号の遅延サンプルを
導き出す段階と、第２利得係数により遅延サンプルを乗
算する段階と、掛合わせた信号を加算する段階と、利得
係数の大きさを互いに反対方向に変化させる段階とを含
む、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項５】 各フィルタでビデオ信号の遅延サンプル
を導き出す段階が、ピクセルの１ラインだけサンプルを
遅延させる段階である請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 各フィルタでビデオ信号の遅延サンプル
を導き出す段階が、１ピクセルだけサンプルを遅延させ
る段階である請求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 各フィルタでビデオ信号の遅延サンプル
を導き出す段階が、１画像フレームだけサンプルを遅延
させる段階である請求項４に記載の方法。 - 【請求項８】 各段階で両面性インパルス応答を生成す
るために、カスケード式段階を通して入力ディジタルビ
デオラスタ信号をフィルタリングする方法であって、各
段階が、請求項５で請求されている各段階による垂直フ
ィルタ段階と、請求項６で請求されている各段階による
水平フィルタ段階と、請求項７で請求されている各段階
による時間的フィルタ段階を含む方法。 - 【請求項９】 両面性インパルス応答を生成するための
入力ディジタルビデオラスタ信号をフィルタリングする
装置であって、 起源の一方の側でインパルス応答を生成する１つの適応
フィルタと、起源のもう一方の側でインパルス応答を生
成するもう１つの適応フィルタと、 ビデオ信号の各ピクセルを、ビデオラスタ内の隣接ピク
セルサンプルと比較して、ビデオ信号のピクセルのため
の利得係数の値を生成するための利得係数生成器と、 利得係数生成器によって生成された利得係数の値に応じ
てインパルス応答を変化させるため接続されている各フ
ィルタとを有する装置。 - 【請求項１０】 フィルタが有限応答フィルタと再帰フ
ィルタを含む請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 出力が第２反転バッファを通して送ら
れるデータ反転バッファを通じて接続された２つの再帰
フィルタをフィルタが含む請求項９に記載の装置。 - 【請求項１２】 各フィルタが、入力信号を第１利得係
数により乗算するための第１乗算器と、ビデオ信号の遅
延サンプルを導き出すための遅延装置と、遅延サンプル
を第２利得係数により乗算するための第２乗算器と、掛
合わせた信号を加算するための加算器と、互いに反対方
向に利得係数の大きさを変化させるよう設計された利得
係数生成器を含む請求項９、１０、１１のいずれか１つ
に記載の装置。 - 【請求項１３】 遅延装置が、ビデオ信号のサンプルを
ピクセル１ラインだけ遅延させるよう設計されている請
求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 遅延装置が、ビデオ信号のサンプルを
１ピクセルだけ遅延させるよう設計されている請求項１
２に記載の装置。 - 【請求項１５】 遅延装置が、ビデオ信号のサンプルを
１画像フレームだけ遅延させるよう設計されている請求
項１２に記載の装置。 - 【請求項１６】 時間領域で両面性インパルス応答を生
成するために入力ディジタルビデオラスタ信号をフィル
タリングするフィルタ装置であって、請求項１３に記載
のフィルタ装置を有する垂直フィルタ段階と、請求項１
４に記載のフィルタ装置を有する水平フィルタ段階と、
請求項１５に記載のフィルタ装置を有する時間的フィル
タ段階と含むカスケード式段階を有する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9807211.9 | 1998-04-03 | ||
| GBGB9807211.9A GB9807211D0 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Filtering of digital video signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000032300A true JP2000032300A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=10829830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11131758A Pending JP2000032300A (ja) | 1998-04-03 | 1999-04-05 | ディジタルビデオ信号のフィルタリング |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6226051B1 (ja) |
| EP (1) | EP0948195B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000032300A (ja) |
| AU (1) | AU2252099A (ja) |
| CA (1) | CA2265258A1 (ja) |
| DE (1) | DE69904097T2 (ja) |
| GB (1) | GB9807211D0 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507810A (ja) * | 2003-10-02 | 2007-03-29 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 高速なレティネックス型処理のための強靭な再帰エンベロープ演算子 |
| JP2010081497A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Fujitsu Microelectronics Ltd | ノイズ除去装置及びノイズ除去方法 |
| JP2013524705A (ja) * | 2010-04-12 | 2013-06-17 | パナソニック株式会社 | フィルタの位置決めおよび選択 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1391866A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-25 | Deutsche Thomson Brandt | Adaptive noise reduction for digital display panels |
| CN102170520B (zh) * | 2011-04-29 | 2013-12-25 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 级联滤波器及其标定去噪强度的动态设定方法 |
| KR102512521B1 (ko) * | 2015-10-12 | 2023-03-21 | 삼성전자주식회사 | 텍스쳐 처리 방법 및 장치 |
| US12033305B2 (en) | 2019-12-17 | 2024-07-09 | Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas | Filtering device, associated system and method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2575879A1 (fr) * | 1985-01-04 | 1986-07-11 | Thomson Csf | Filtre passe-bas pour images numerisees et dispositifs comportant un tel filtre |
| JPS6348970A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-01 | Nec Home Electronics Ltd | 巡回型雑音低減装置 |
| JPH03121693A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Sony Corp | 色信号エンハンサ |
| JP2673778B2 (ja) * | 1994-02-22 | 1997-11-05 | 国際電信電話株式会社 | 動画像の復号化における雑音低減装置 |
| EP0778707B1 (en) * | 1995-12-06 | 2002-06-19 | THOMSON multimedia | Apparatus for pre-processing of a digital video data stream |
-
1998
- 1998-04-03 GB GBGB9807211.9A patent/GB9807211D0/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-03-03 DE DE69904097T patent/DE69904097T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-03 EP EP99200598A patent/EP0948195B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-12 CA CA002265258A patent/CA2265258A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-30 US US09/281,617 patent/US6226051B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-30 AU AU22520/99A patent/AU2252099A/en not_active Abandoned
- 1999-04-05 JP JP11131758A patent/JP2000032300A/ja active Pending
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| JP2007507810A (ja) * | 2003-10-02 | 2007-03-29 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 高速なレティネックス型処理のための強靭な再帰エンベロープ演算子 |
| JP2010081497A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Fujitsu Microelectronics Ltd | ノイズ除去装置及びノイズ除去方法 |
| US8705883B2 (en) | 2008-09-29 | 2014-04-22 | Fujitsu Semiconductor Limited | Noise reduction device and noise reduction method |
| JP2013524705A (ja) * | 2010-04-12 | 2013-06-17 | パナソニック株式会社 | フィルタの位置決めおよび選択 |
| JP2015173515A (ja) * | 2010-04-12 | 2015-10-01 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ | 符号化方法および符号化装置 |
| US9712846B2 (en) | 2010-04-12 | 2017-07-18 | Sun Patent Trust | Filter positioning and selection |
| US10015492B2 (en) | 2010-04-12 | 2018-07-03 | Sun Patent Trust | Filter positioning and selection |
| US10148956B2 (en) | 2010-04-12 | 2018-12-04 | Sun Patent Trust | Filter positioning and selection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69904097D1 (de) | 2003-01-09 |
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| EP0948195A3 (en) | 2000-05-24 |
| EP0948195A2 (en) | 1999-10-06 |
| US6226051B1 (en) | 2001-05-01 |
| AU2252099A (en) | 1999-10-14 |
| CA2265258A1 (en) | 1999-10-03 |
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