JP2000184267A - 映像信号処理装置 - Google Patents

映像信号処理装置

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JP2000184267A
JP2000184267A JP10358780A JP35878098A JP2000184267A JP 2000184267 A JP2000184267 A JP 2000184267A JP 10358780 A JP10358780 A JP 10358780A JP 35878098 A JP35878098 A JP 35878098A JP 2000184267 A JP2000184267 A JP 2000184267A
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video signal
noise
brightness
processing
circuit
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Takashi Kagawa
隆 賀川
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な方法で、消費電力を少なくし電
源電池の寿命を延ばすことが可能な撮像装置用のノイズ
除去回路を含む映像信号処理装置の実現を課題とする。 【解決手段】 カメラなどの撮像光学系が撮影する被写
体の明るさを検出する光量判定回路30を設けと、この
光量判定回路30が検出した被写体の明るさに応じてノ
イズ抽出回路23への電力の供給を制御するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号処理装置
に関し、特に雑音除去機能を有する映像信号処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】CCD等の撮像素子より得られたカメラ
映像信号には、撮像素子で発生するノイズ成分が存在す
る。このノイズは日中の戸外での撮影時など被写体が比
較的明るい場合、つまり光量が十分存在する場合はほと
んど問題なく画質劣化に影響を及ぼさない場合が多い
が、室内や夕方から夜にかけての撮影など光量が十分存
在しないような場合では非常に目立ち、画質劣化を引き
起こす原因となる。このノイズの動きを抑えて比較的劣
化の少ない映像を得るための手段としてフレームメモリ
またはフィールドメモリを用いたノイズ除去回路が用い
られている。
【0003】現在生産されているビデオカメラ装置等の
カメラ信号処理システムでは、このノイズ除去回路をカ
メラ記録時に常に動作させている。しかし、この回路は
とりわけメモリにおいて比較的大きな電力を消費するた
め、バッテリを1つ用いて撮影するような場合、トータ
ルの撮影時間を短縮してしまう原因の1つとなってい
た。
【0004】図4に、従来のノイズ除去(NR:Noise
Reduction )回路の構成を示す。図4にそって、この回
路の動作を簡単に説明する。NR入力10からノイズ除
去されるべきクロマ信号および輝度信号成分が含まれた
映像信号が入力される。11、12はディジタル回路で
のタイミングを合わせるためのディレイ回路でフリップ
フロップなどで構成される。ディレイ回路11、12を
経由した入力信号は減算器22の一方側とスイッチ13
のA端子に入力される。減算器22の出力はスイッチ1
3のB端子とメモリ6に送られる。メモリ6の出力は減
算器21でディレイ回路11の出力との減算が行われ、
ここで1画面前との差分情報が抽出される。
【0005】この差分情報では、変化しない信号成分が
除去されるために動いた部分の映像情報とノイズ成分が
存在している。映像情報に比べて比較的小さいレベルの
成分であるノイズ成分はリミッタ(大振幅除去回路)2
0によって抽出される。その後、K係数器19およびノ
イズ除去する周波数帯域を決めるためのフィルタ18を
経由したのちに減算器22の他方側に入力され、ノイズ
除去されていないもとの信号からこのノイズ成分を減算
することでノイズ除去をおこなう。
【0006】6−21−20−19−18−22の系は
巡回系になっており、ノイズ除去効果を高める役割りを
はたしている。減算器22の出力すなわちスイッチ13
のB端子の信号はセレクト信号Sにより選択され、ディ
レイ(フリップフロップ)回路14を経由したのちに出
力される。また、スイッチ13のセレクト信号Sはノイ
ズ抽出回路23全体の電源をコントロールする制御信号
にも用いられている。
【0007】NR制御信号16は制御機構から送られて
くる1または0の制御信号であり、NRをOFFにする
時には0が、NRをONにする時には1が送られてく
る。NR制御信号16の出力が0のときノイズ抽出回路
23への電力供給が停止され、回路動作は停止する。こ
れと同時にスイッチ13はA端子を選択し、ノイズ抽出
回路23を経由しない、すなわちノイズ除去されない映
像信号がNR出力として出力されることになる。
【0008】従来のはNR回路のNR制御信号16はス
イッチなどによるユーザー選択信号かまたはモードによ
り固定される信号であったため、いったんNR回路をO
Nに設定すると、スイッチを切り替えるかモードが変わ
るまで、NRを必要としないような日中の明るい環境下
でもつねにNR回路を働かせ電力を消費していた。ま
た、消費電力削減のため、NR制御スイッチをOFFに
設定すると、比較的暗い環境下での画質劣化が目立って
しまうことになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
撮像装置に設けられる映像信号処理装置は、撮像された
映像の輝度レベルなどとは無関係に制御スイッチ等で常
にノイズ除去回路を動作させるのが普通であった。この
ため、消費電力が大きく、電池を電源に用いる場合には
電源電池の寿命が短くなるという問題があった。
【0010】本発明はこの点を解決して、比較的簡単な
方法で、消費電力を少なくし電源電池の寿命を延ばすこ
とが可能な撮像装置用のノイズ除去回路を含む映像信号
処理装置の実現を課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、撮像手段より得られた入力映像信号を処
理する映像信号処理手段と、この映像信号処理手段で処
理された映像信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段
から読み出される映像信号から雑音成分を選出し、もと
の映像信号からこの選出された雑音成分を減算して雑音
を除去する演算手段を含む雑音除去手段とを具備する映
像信号処理装置において、前記撮像手段が撮影する被写
体の明るさを検出する明るさ検出手段と、この明るさ検
出手段が検出した被写体の明るさに応じて前記雑音除去
手段への電力の供給を制御する雑音処理電力制御手段を
具備することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる映像信号処
理装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図1
は、本発明の映像信号処理装置の一実施の形態を含む撮
像装置の要部の構成を示すブロック図である。図1に沿
ってこの映像信号処理装置の動作を説明する。この撮像
装置は光学系で撮影した映像信号を撮像素子により電気
信号に変換し、記録媒体に記録したり、あるいはモニタ
ーに表示させるためのブロックである。
【0013】撮像光学系からの光映像信号1はCCD2
により電気信号に変換される。CCD2の出力はカメラ
信号処理回路3によって記録用あるいはモニター出力用
の映像信号に変換され、後段の記録信号処理回路5ある
いはモニター出力処理回路9を経由し記録系あるいはモ
ニターに出力される。カメラ信号処理回路3で処理され
た映像信号には、CCD2で発生するランダムなノイズ
が含まれており、これを比較的視覚的に目立ちにくい状
態にするためにノイズ除去回路4およびメモリ6を用い
てノイズ除去(NR:Noise Reduction )がおこなわれ
る。
【0014】図2に、このノイズ除去回路4およびメモ
リ6で構成されるノイズ除去システムの詳細を示す。図
2で、NR入力10はこのノイズ除去回路の入力にあた
る。ここで入力される信号にはクロマ信号および輝度信
号成分が含まれている。11、12はディジタル回路で
のタイミング合わせのためのディレイ(フリップフロッ
プ)回路である。ディレイ回路12を経由した入力信号
は減算器22の一方側ととスイッチ13のA端子に入力
される。減算器22の出力はスイッチ13のB端子とメ
モリ6に送られる。メモリ6の出力は減算器21でディ
レイ回路11の出力との減算が行われ、ここで1画面前
との差分情報が抽出される。
【0015】この差分情報には動いた映像情報とノイズ
成分が存在しており、映像情報に対して比較的小さい成
分であるノイズ成分がリミッタ(大振幅除去回路)20
によって抽出される。その後、K係数器19およびノイ
ズ除去する周波数帯域を決めるためのフィルタ18を経
由したのちに減算器22の他方側に入力され、ノイズ除
去されていないもとの信号からこのノイズ成分を減算す
ることでノイズ除去を行う。
【0016】6−21−20−19−18−22の系は
巡回系になっており、ノイズ除去効果を高める役割りを
はたしている。減算器22の出力すなわちスイッチ13
のB端子の信号はセレクト信号Sにより選択され、ディ
レイ(フリップフロップ)回路14を経由したのちに出
力される。また、スイッチ13のセレクト信号Sはノイ
ズ抽出回路23全体の電源をコントロールする制御信号
にも用いられている。
【0017】NR制御信号16はマイコン等の制御機構
から送られてくる1または0の制御信号であり、NRの
OFF時には0が、NRのON時には1が送られてく
る。ANDゲート17の出力が0のときノイズ抽出回路
23への電力供給が停止され、回路動作は停止する。こ
れと同時にスイッチ13はA端子を選択し、ノイズ抽出
回路23を経由しない、すなわちノイズ除去されない映
像信号がNR出力として出力されることになる。このと
き、スイッチ13のB端子のノイズ除去が行われた映像
信号と、A端子のノイズ除去されない映像信号とのNR
入力10からの遅延時間は等しくなるように調整され
る。このように、スイッチ13を設け、遅延時間は等し
くなるようにすることで、切り替え時の信号の乱れをな
くすることができる。
【0018】一方、信号入力24には映像信号の光量情
報信号がカメラ信号処理回路3より入力される。光量検
出回路25では入力平均値算出やノイズ除去のためのフ
ィルタ処理がおこなわれ、光量判別信号が出力される。
この光量判別信号と予め設定されている比較値28とを
比較器26で比較し、光量が多いか少ないかの判断をお
こなう。そして、ラッチ回路27ではVパルス(垂直同
期パルス)29によって映像の垂直ブランキング期間内
は比較器26の出力データをラッチし、確定した1また
は0の判別信号をANDゲート17に送る。ラッチ回路
27の出力からは光量が多い場合には0、少ない場合に
は1が出力される。
【0019】信号入力24からラッチ回路27出力まで
の光量判定回路30の動作を図3に示す。図3(a)は
N番目の画面の光量検出回路25からの光量信号情報で
ある。N番目の画面では光量信号情報(a)の平均値x
はyで示される比較値28よりも大きい状態であり、こ
のときのラッチ回路27出力は0となる。図3(b)は
M番目の画面の光量検出回路25からの光量信号情報
で、M番目の画面では平均値xがy以下であるため、ラ
ッチ回路27出力は1となる。また、ラッチ回路27で
は図3(c)のように1Vパルス29(1垂直同期)期
間ごとに0、1が頻繁に変化するのを防ぎ、図3(c)
のようになるようにヒステリシスを設定している。これ
で視覚的にNRが頻繁にオン/オフされる違和感を和ら
げることができる。この比較値28(y)を手動で調整
制御できる手段を設けておくと、利用者の好みに合わせ
てどの程度の明るさで雑音除去を開始するかを選択で
き、バッテリ電力の消費低減を優先するか、雑音除去処
理を優先するかを選ぶことができる。
【0020】ここで、NRの必要性について説明してお
く。NRは撮影しようとしている環境下での光量が比較
的少ないとき、つまり、暗めの状態のときにCCDで発
生するノイズが視覚的に目立ってくるのを緩和させるた
めの常套手段となっている。したがって、光量が比較的
に多いような日中の晴れた環境下では、CCDノイズは
目立ちにくくNR処理を行わなくても問題にならない場
合が多い。
【0021】本実施の形態では、このような光量が比較
的に多い場合にはNR回路への電力供給を停止させるこ
とで、バッテリによる装置の駆動時間を長くさせるよう
にする。これによって、NRによる画質改善を行いなが
ら撮影時間を長くすることが可能になる。通常、一般的
な日中の操影時ではNRがオフで問題ない場合が多く、
このような手法は有効である。
【0022】ところで、先に述べた光量検出回路25で
あるが、ビデオカメラ等ではすでにオートアイリス機構
や自動露出機構を備えており、ここで光量判別がすでに
行われている場合が多い。自動露出機構で光量判別がす
でに行われている場合は、その検出情報を流用し、NR
のオン/オフの判定を行うことで回路の増加を抑えるこ
とができる。さらに、光量判定回路30は比較的高速な
処理を必要としないためハードロジックでなくソフト処
理でおこなってもまったく問題ない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1の
発明は、撮像手段より得られた入力映像信号を処理する
映像信号処理手段と、この映像信号処理手段で処理され
た映像信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読
み出される映像信号から雑音成分を選出し、もとの映像
信号からこの選出された雑音成分を減算して雑音を除去
する演算手段を含む雑音除去手段とを具備する映像信号
処理装置において、撮像手段が撮影する被写体の明るさ
を検出する明るさ検出手段と、この明るさ検出手段が検
出した被写体の明るさに応じて雑音除去手段への電力の
供給を制御する雑音処理電力制御手段を具備することを
特徴とする。
【0024】また、本発明の請求項2の発明は、明るさ
検出手段が検出した被写体の明るさを所定の明るさのレ
ベルと比較して判定する明るさ判定手段を有し、この明
るさ判定手段が被写体の明るさが所定の明るさのレベル
以上の明るさであると判定した場合には、雑音処理電力
制御手段は雑音除去手段への電力供給を停止し、雑音除
去処理を行わない映像信号が出力され、明るさ判定手段
が被写体の明るさが所定の明るさのレベル以下の明るさ
であると判定した場合には、雑音処理電力制御手段は雑
音除去手段へ電力を供給し、雑音除去手段で雑音除去処
理を行った映像信号が出力されることを特徴とする。こ
れらにより、ビデオカメラ等による撮影をバッテリ駆動
で行う場合、明るい環境下の撮影では、雑音除去手段へ
の電力供給を停止して電力の消費を抑えることができる
ため、バッテリによる駆動時間がのび、撮影時間を従来
以上に長くすることができる。バッテリ電力の消費が減
少することでバッテリ自体の寿命がのび、バッテリを充
電する回数が減少して保守の煩わしさを軽減することが
できる。
【0025】本発明の請求項3の発明は、雑音除去処理
を行わない映像信号と雑音除去手段で雑音除去処理を行
った映像信号とを切り替えて出力する切り替え手段を具
備することを特徴とする。
【0026】また、本発明の請求項4の発明は、雑音除
去処理を行わない映像信号と雑音除去手段で雑音除去処
理を行った映像信号との入力映像信号からの遅延時間を
同一にする遅延手段を具備することを特徴とする。これ
らにより、雑音除去処理を行わない映像信号と雑音除去
手段で雑音除去処理を行った映像信号との切り替えが容
易になり切り替え時の信号の乱れ等を少なくすることが
できる。
【0027】本発明の請求項5の発明は、明るさ判定手
段の判定基準である所定の明るさのレベルを任意に選択
可能な明るさ判定レベル選択手段を具備することを特徴
とする。これにより、バッテリ電力の消費低減を優先す
るか、雑音除去処理を優先するかを選択して、利用者の
好みに合わせた雑音除去処理を行わせることができる。
【0028】本発明の請求項6の発明は、明るさ検出手
段として撮像手段の自動絞り機能および自動露出機能を
働かすための光量判別手段を共用して用いることを特徴
とする。これにより、回路の増加を抑え、廉価に雑音除
去機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像信号処理装置の一実施の形態を含
む撮像装置の要部の構成を示すブロック図。
【図2】図1の実施の形態に用いられるノイズ除去シス
テムの詳細ブロック図。
【図3】図1の実施の形態に用いられる光量判定回路の
動作の説明図。
【図4】従来のノイズ除去システムのブロック図。
【符号の説明】
1…光映像信号、2…CCD、3…カメラ信号処理回
路、4…ノイズ除去回路、5…記録信号処理回路、6…
メモリ、7…記録媒体への出力信号、8…ライン出力信
号、9…モニタ出力処理回路、10…NR入力、11、
12、14…ディレイ回路、13…切り替えスイッチ、
15…NR出力、16…NR制御信号、17…ANDゲ
ート、18…フィルタ、19…K係数器、20…リミッ
タ(大振幅除去回路)、21、22…減算器、23…ノ
イズ抽出回路、24…信号入力、25…光量検出回路、
26…比較器、27…ラッチ回路、28…比較値、29
…Vパルス(垂直同期パルス)、30…光量判定回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像手段より得られた入力映像信号を処
    理する映像信号処理手段と、 この映像信号処理手段で処理された映像信号を記憶する
    記憶手段と、この記憶手段から読み出される映像信号か
    ら雑音成分を選出し、もとの映像信号からこの選出され
    た雑音成分を減算して雑音を除去する演算手段を含む雑
    音除去手段とを具備する映像信号処理装置において、 前記撮像手段が撮影する被写体の明るさを検出する明る
    さ検出手段と、この明るさ検出手段が検出した被写体の
    明るさに応じて前記雑音除去手段への電力の供給を制御
    する雑音処理電力制御手段を具備することを特徴とする
    映像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記明るさ検出手段が検出した前記被写
    体の明るさを所定の明るさのレベルと比較して判定する
    明るさ判定手段を有し、この明るさ判定手段が前記被写
    体の明るさが所定の明るさのレベル以上の明るさである
    と判定した場合には、前記雑音処理電力制御手段は前記
    雑音除去手段への電力供給を停止し、雑音除去処理を行
    わない映像信号が出力され、 前記明るさ判定手段が前記被写体の明るさが所定の明る
    さのレベル以下の明るさであると判定した場合には、前
    記雑音処理電力制御手段は前記雑音除去手段へ電力を供
    給し、前記雑音除去手段で雑音除去処理を行った映像信
    号が出力されることを特徴とする請求項1に記載の映像
    信号処理装置。
  3. 【請求項3】 雑音除去処理を行わない前記映像信号と
    前記雑音除去手段で雑音除去処理を行った前記映像信号
    とを切り替えて出力する切り替え手段を具備することを
    特徴とする請求項1に記載の映像信号処理装置。
  4. 【請求項4】 雑音除去処理を行わない前記映像信号と
    前記雑音除去手段で雑音除去処理を行った前記映像信号
    との前記入力映像信号からの遅延時間を同一にする遅延
    手段を具備することを特徴とする請求項3に記載の映像
    信号処理装置。
  5. 【請求項5】 前記明るさ判定手段の判定基準である前
    記所定の明るさのレベルを任意に選択可能な明るさ判定
    レベル選択手段を具備することを特徴とする請求項2に
    記載の映像信号処理装置。
  6. 【請求項6】 前記明るさ検出手段として前記撮像手段
    の自動絞り機能および自動露出機能を働かすための光量
    判別手段を共用して用いることを特徴とする請求項1に
    記載の映像信号処理装置。
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