JP2008153726A - Noise removing device, noise removing method, and video signal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像信号におけるノイズを除去するためのノイズ除去装置、ノイズ除去方法およびこのノイズ除去装置又は方法を適用した映像信号表示装置に関し、特に、映像信号中のノイズ量に応じてノイズ除去を行うノイズ除去装置、ノイズ除去方法および映像信号表示装置に関するものである。 The present invention relates to a noise removal device, a noise removal method, and a video signal display device to which the noise removal device or method is applied for removing noise in a video signal, and in particular, noise removal is performed according to the amount of noise in the video signal. The present invention relates to a noise removing device, a noise removing method, and a video signal display device.
近年では、テレビジョン受信機などの表示画面の大型化、映像信号の高画質化に伴い、映像信号を処理し高画質で表示する際に、入力映像信号(入力画像信号とも呼ぶ)に含まれる不要な成分、すなわちノイズ(雑音とも呼ぶ)成分が目立つようになってきており、また、映像信号処理において信号の高い信頼性が求められている。この映像信号に含まれるノイズ成分を低減し高画質な映像を得るために、ノイズ除去(ノイズリダクションとも呼び、NRと略す)装置があり、例えば、時間軸の中でフレーム間の相関(フレーム相関)のないノイズ成分を除去する3次元ノイズ除去装置が数多く提案されている。 In recent years, when the display screen of a television receiver or the like is enlarged and the image quality of the video signal is increased, it is included in the input video signal (also referred to as the input image signal) when the video signal is processed and displayed with high image quality. Unnecessary components, that is, noise (also referred to as noise) components are becoming conspicuous, and high signal reliability is required in video signal processing. In order to reduce the noise component contained in this video signal and obtain a high-quality video, there is a noise removal (also called noise reduction, abbreviated as NR) device, for example, correlation between frames (frame correlation) on the time axis. Many three-dimensional noise removal apparatuses have been proposed for removing noise components without).
3次元ノイズ除去装置は、ノイズ除去後の出力信号を1フレーム遅延させ、この1フレーム前の信号と現在の入力フレームの信号とのフレーム間の差分を用いて、ある一定の係数(巡回係数)を掛けたものを現在の入力フレームの信号に加減算することによりノイズ成分を除去する巡回型のノイズ除去装置(フレーム巡回型ノイズ除去装置と呼ぶ)や、入力フレームの信号をフレーム遅延して、複数フレームの信号に係数を掛けて、複数フレームの信号間でフィルタ処理することによりノイズ成分を除去する非巡回型のノイズ除去装置(非巡回型ノイズ除去装置と呼ぶ)がある。このような3次元ノイズ除去装置においては、ノイズ除去効果が得られる一方で、動きのある部分において尾引きや残像が生じる場合があり、前記係数やフィルタ係数をフレーム間の差分等から得られる動き検出情報を用いて算出し、動きのある部分では係数を小さくすることでノイズ除去の効果を弱くし、尾引きや残像の低減している(例えば、特許文献1参照)。 The three-dimensional noise removal apparatus delays the output signal after noise removal by one frame, and uses a difference between frames of the signal before this one frame and the signal of the current input frame to use a certain coefficient (cyclic coefficient). A cyclic noise removal device (called a frame cyclic noise removal device) that removes the noise component by adding or subtracting the product of the current input frame to the current input frame signal, or a plurality of input frame signals that are delayed by a frame. There is a non-cyclic type noise removing device (referred to as a non-cyclic type noise removing device) that removes noise components by multiplying a frame signal by a coefficient and filtering between signals of a plurality of frames. In such a three-dimensional noise removal apparatus, while a noise removal effect can be obtained, a tailing or an afterimage may occur in a portion with motion, and the motion obtained from the coefficient or filter coefficient based on the difference between frames or the like. Calculation is performed using the detection information, and the coefficient is reduced in a portion where there is a motion to weaken the effect of noise removal, and tailing and afterimages are reduced (see, for example, Patent Document 1).
一方で、入力映像信号には、受信状態、入力状態等により、また、映像信号生成時にノイズが混入するなど、ノイズ成分が多く含まれる場合と、ノイズ成分がほとんどなく信号雑音比(S/N)が非常によい映像信号である場合がある。ノイズ成分が多い場合は、3次元ノイズ除去装置によりノイズ除去処理することで、ノイズ除去の効果が得られるが、ノイズ成分が含まれない画面に対しては、静止画部分での影響は小さいが、動きのある部分においての尾引きや残像が目立つことになる。そのため、映像信号に含まれるノイズ成分の量を検出し、ノイズ量に応じてノイズ除去の効果を制御することで、尾引きや残像の低減を行い、画像によらず適切なノイズ除去の効果を得るように図られている。 On the other hand, the input video signal contains a lot of noise components depending on the reception status, input status, etc., and noise is mixed when the video signal is generated. ) May be a very good video signal. When there are many noise components, noise removal processing can be achieved by performing noise removal processing with a three-dimensional noise removal device, but the effect on the still image portion is small for a screen that does not contain noise components. , Tailing and afterimages in areas with movement will stand out. Therefore, by detecting the amount of noise components included in the video signal and controlling the noise removal effect according to the amount of noise, tailing and afterimage are reduced, and the appropriate noise removal effect is achieved regardless of the image. Is designed to get.
従来のノイズ除去装置においては、映像信号の同期信号部分、ブランキング部分等に含まれるノイズ成分を抽出してノイズ量を検出し、ノイズ量の検出結果に基づき、巡回するノイズの巡回係数を設定して、ノイズ除去を行う装置(例えば、特許文献2参照)や、映像信号の垂直同期期間および垂直等化期間に設けた検出期間内での入力映像信号のレベルから入力信号の電界強度を判定し、フレーム巡回型ノイズ除去の巡回係数を適応的に制御し、ノイズ除去を行う装置(例えば、特許文献3参照)の提案がある。 In the conventional noise elimination device, the noise component is extracted by extracting the noise component contained in the synchronization signal portion, blanking portion, etc. of the video signal, and the cyclic coefficient of the circulating noise is set based on the detection result of the noise amount. Thus, the electric field strength of the input signal is determined from the level of the input video signal within a detection period provided in a device for performing noise removal (see, for example, Patent Document 2) and a vertical synchronization period and a vertical equalization period of the video signal. However, there is a proposal of an apparatus (see, for example, Patent Document 3) that adaptively controls a cyclic coefficient for frame cyclic noise removal and performs noise removal.
また、入力映像信号から分離した水平同期信号の区間のノイズ量を検出して、検出ノイズ量によりノイズの巡回係数を制御することで、ノイズ除去の応答を良くしたノイズ除去処理を行う装置の提案もある(例えば、特許文献4参照)。 Proposal of a device that performs noise removal processing with improved noise removal response by detecting the amount of noise in the horizontal sync signal section separated from the input video signal and controlling the noise cyclic coefficient based on the detected noise amount (For example, refer to Patent Document 4).
さらには、前後のフレームで相関性の高い画像同士の差分に基づいてノイズ量を測定し、測定したノイズ量に応じて巡回係数を制御することで、ノイズ低減効果の調整を適切に行う装置の提案もある(例えば、特許文献5参照)。 Furthermore, by measuring the amount of noise based on the difference between images with high correlation in the previous and subsequent frames and controlling the cyclic coefficient according to the measured amount of noise, an apparatus that appropriately adjusts the noise reduction effect There is also a proposal (for example, refer to Patent Document 5).
上述したように、上記従来の装置においては、フレーム間の差分による動き検出の結果に応じてノイズに対する巡回係数を制御しており、また、同期信号部分等における既知のレベルの信号含まれるノイズ成分や、前後のフレームで相関性の高い画像同士の差分からノイズ量を検出し、検出したノイズ量でノイズの巡回係数を制御し、動き部分の尾引きや残像を低減していた。一方では、フレーム間の差分、相関には、前後のフレーム間での映像信号の「動き」による差分と、入力映像信号中の「ノイズ」成分が含まれている。そのため、ノイズ成分が多く含まれる映像信号では、例えば入力映像信号レベルのゲインがアップした場合のようなノイズ成分の値が大きな映像信号が入力されるなどすると、ノイズによる差分を動きと誤検出してしまい、ノイズ量として検出することができず、また、ノイズ成分が含まれない画像の場合には、動きをノイズとしてノイズ成分がないにもかかわらずノイズ除去処理が行われるため、本来の動き部分での尾引きや残像が目立ち、適切なノイズ除去を行うことができないという問題点がある。 As described above, in the conventional apparatus, the cyclic coefficient for noise is controlled in accordance with the result of motion detection based on the difference between frames, and a noise component included in a signal of a known level in a synchronization signal portion or the like. In addition, the amount of noise is detected from the difference between images having high correlation in the preceding and following frames, and the cyclic coefficient of the noise is controlled by the detected amount of noise to reduce the tailing and afterimage of the moving part. On the other hand, the difference and correlation between frames include a difference due to “motion” of the video signal between the previous and subsequent frames and a “noise” component in the input video signal. Therefore, in a video signal that contains a lot of noise components, if a video signal with a large noise component value is input, for example, when the gain of the input video signal level is increased, the difference due to noise is erroneously detected as motion. In the case of an image that cannot be detected as a noise amount and does not include a noise component, the noise removal process is performed even though there is no noise component with the motion as noise. There is a problem in that tailing and afterimages in parts are conspicuous and appropriate noise removal cannot be performed.
さらに、同期信号部分等における既知のレベルの信号に含まれるノイズ成分は、有効期間以外でのノイズ成分であり、動きのない部分に限定されたノイズ成分を検出ことになり、本来の有効な映像信号内に含まれるノイズ量を検出することはできず、適切にノイズ量を検出した良好なノイズ除去を行うことができないという問題点がある。 Furthermore, the noise component included in the signal of a known level in the synchronization signal portion or the like is a noise component outside the effective period, and the noise component limited to the portion without motion is detected, so that the original effective video There is a problem in that the amount of noise included in the signal cannot be detected, and good noise removal that appropriately detects the amount of noise cannot be performed.
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動きとノイズ成分を切り分けて、動きのある実映像信号内に含まれるノイズ量を得ることができ、映像信号中のノイズ量に応じてノイズ除去処理を制御することで、どのような映像信号であっても最適なノイズ除去効果が得られるとともに、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができるノイズ除去装置、ノイズ除去方法、及び映像信号表示装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and its purpose is to separate the motion of the video signal and the noise component included in the difference between frames into a moving real video signal. The amount of noise included can be obtained, and by controlling the noise removal processing according to the amount of noise in the video signal, an optimal noise removal effect can be obtained for any video signal, and tailing and An object of the present invention is to provide a noise removal device, a noise removal method, and a video signal display device that can reduce the adverse effect of afterimages and obtain a good noise removal effect.
本発明は、
映像信号のフレーム間における相関からフレーム間で相関のないノイズ成分を除去する3次元ノイズ除去装置であって、
入力映像信号もしくはノイズ除去装置の出力であるノイズが除去された映像信号をフレーム単位で遅延させるフレーム遅延手段と、
入力フレームの映像信号と、上記フレーム遅延手段によりフレーム遅延された映像信号とが入力され、そのフレーム間の信号の差分を求め、フレーム差分を出力するフレーム差分検出手段と、
上記フレーム差分から、該フレーム差分に含まれる映像信号の動きを検出し、その動きに相当する差分を示す動き差分信号を出力する動き差分検出手段と、
上記フレーム差分と上記動き差分信号から、フレーム差分における動き分を除いて、上記フレーム差分に含まれる映像信号でのノイズ成分のみを抽出して、フレーム内に含まれたノイズ成分の程度を示すフレームノイズ抽出結果をフレーム単位で出力するフレームノイズ抽出手段と、
上記フレームノイズ抽出結果を映像信号のフレーム内におけるノイズ量を示す値へ変換し、映像信号中におけるノイズ量として検出し、出力するノイズ量変換手段と、
上記ノイズ量に応じて、ノイズ除去の強さを制御するための制御信号を生成するノイズ除去処理制御手段と、
上記制御信号に応じてノイズ除去の強さを決めるための係数を変化させることで、ノイズ除去処理を行うノイズ除去手段と
を備えたこと特徴とするノイズ除去装置を提供する。
The present invention
A three-dimensional noise removing apparatus that removes a noise component having no correlation between frames from a correlation between frames of a video signal,
A frame delay means for delaying an input video signal or a video signal from which noise, which is an output of a noise removal device, has been removed;
A frame difference detection means for inputting a video signal of an input frame and a video signal delayed by the frame delay means, obtaining a signal difference between the frames, and outputting a frame difference;
Motion difference detection means for detecting a motion of a video signal included in the frame difference from the frame difference and outputting a motion difference signal indicating a difference corresponding to the motion;
A frame indicating the degree of the noise component included in the frame by extracting only the noise component in the video signal included in the frame difference by removing the motion difference in the frame difference from the frame difference and the motion difference signal. Frame noise extraction means for outputting the noise extraction result in frame units;
A noise amount converting means for converting the frame noise extraction result into a value indicating a noise amount in a frame of the video signal, detecting the noise amount in the video signal, and outputting;
Noise removal processing control means for generating a control signal for controlling the strength of noise removal according to the amount of noise;
There is provided a noise removal apparatus comprising noise removal means for performing noise removal processing by changing a coefficient for determining noise removal strength in accordance with the control signal.
本発明によれば、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動きとノイズ成分を切り分け、映像信号に含まれたノイズ量を適切に得ることができ、ノイズ量に応じてノイズ除去処理を制御することで、ノイズ成分が多く含まれる映像信号とノイズ成分が含まれない映像信号どちらに対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができるという効果がある。 According to the present invention, the motion of the video signal and the noise component included in the difference between frames can be separated to appropriately obtain the amount of noise included in the video signal, and the noise removal process is controlled according to the amount of noise. Therefore, it is possible to obtain an optimal noise removal effect for both video signals that contain a lot of noise components and video signals that do not contain noise components. There is an effect that a noise removal effect can be obtained.
また、上記のノイズ除去装置を組み込んだ映像信号表示装置は、良好なノイズ除去効果が得られた映像信号に基づく高品質な映像を表示することができるという効果を奏する。 In addition, a video signal display device incorporating the above-described noise removal device has an effect of being able to display a high-quality video based on a video signal from which a good noise removal effect is obtained.
実施の形態1.
図1は、本発明における実施の形態1のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態1のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図である。図示のノイズ除去装置1は、1フレーム前の信号と現在の入力フレームの信号からノイズ成分を除去する3次元ノイズ除去装置であって、ノイズ除去後の出力信号を1フレーム遅延させて次のフレームの処理に利用する巡回型のノイズ除去装置(フレーム巡回型ノイズ除去装置と呼ぶ)を構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a noise removal apparatus according to the first embodiment of the present invention (that is, an apparatus that can implement the noise removal method according to the first embodiment). The illustrated
図1に示される実施の形態1のノイズ除去装置1は、入力映像信号(入力信号、入力フレーム信号又は現フレーム信号ともいう)Di0が順次入力されており、フレームメモリ11と、タイミング信号生成手段12と、ノイズ除去手段20と、ノイズ量検出手段30と、ノイズ除去処理制御手段40とを備えている。
In the
フレームメモリ11は、映像信号を1フレーム遅延させるフレーム遅延手段として用いられている。タイミング信号生成手段12は、映像信号における同期信号SYからタイミング信号を生成する。ノイズ除去手段20は、フレーム間の差分によりノイズ成分を除去する処理を行う。ノイズ量検出手段30は、入力映像信号中に含まれるノイズ成分の量を検出する。ノイズ除去処理制御手段40は、ノイズ量検出手段30からのノイズ量検出結果に応じて、ノイズ除去の効果を制御するための信号を生成する。
The
ノイズ除去手段20は、入力フレーム信号と1フレーム前の信号の間での差分が「動き」に該当する(「動き」によるもの)か「ノイズ」に該当する(「ノイズ」によるもの)かを検出(判断)して動きの度合いを示す動き度合い信号を得て、この動き度合い信号に基づきノイズ成分に対する巡回係数へと変換してノイズ除去を行うものであり、減算手段21と、振幅制限手段22と、動き検出手段23と、巡回係数発生手段24と、乗算手段25と、演算手段26とを備えている。 The noise removing means 20 determines whether the difference between the input frame signal and the signal one frame before corresponds to “motion” (due to “motion”) or “noise” (due to “noise”). A motion degree signal indicating the degree of motion is obtained by detection (judgment), converted to a cyclic coefficient for the noise component based on this motion degree signal, and noise removal is performed. Subtracting means 21 and amplitude limiting means 22, motion detection means 23, cyclic coefficient generation means 24, multiplication means 25, and calculation means 26.
減算手段21は、前フレーム信号Im1から現フレーム信号Di0を減算し、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム間のフレーム差分Diffを求める。
振幅制限手段22は、減算手段21からのフレーム差分Diffに対して、所定の値内(例えば、±dTh内)に振幅を制限し、振幅制限された差分値Dfnを入力信号Di0での画素におけるノイズ成分として出力する。
動き検出手段23は、入力フレーム信号Di0と1フレーム前Im1の信号の間での差分から動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを出力する。
The subtracting means 21 subtracts the current frame signal Di0 from the previous frame signal Im1 to obtain a frame difference Diff between the frames of the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1.
The
The
巡回係数発生手段24は、動き検出手段23からの信号mdsの変化に応じて、さらにノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntによっても制御され、ノイズに対する巡回係数Kmを生成する。
乗算手段25は、振幅制限手段22からの差分Dfnと巡回係数Kmを乗算しノイズの巡回量Ndとして出力する。
演算手段26は、乗算手段25からの入力信号Di0にノイズ巡回量Ndを加算する(ノイズ巡回量Ndの符号が正のときは入力信号Di0にノイズ巡回量Ndの絶対値を加算し、ノイズ巡回量Ndの符号が負のときは入力信号Di0からノイズ巡回量Ndの絶対値を減算する処理を行なう)。
The cyclic
The
The arithmetic means 26 adds the noise circulation amount Nd to the input signal Di0 from the multiplication means 25 (when the sign of the noise circulation amount Nd is positive, the absolute value of the noise circulation amount Nd is added to the input signal Di0, and the noise circulation When the sign of the quantity Nd is negative, a process of subtracting the absolute value of the noise circulation quantity Nd from the input signal Di0 is performed).
ノイズ量検出手段30は、入力フレーム信号と1フレーム前の信号の間での差分から、「動き」に該当する差分を除いた映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めるものであり、フレーム差分検出手段33と、動き差分検出手段50と、フレームノイズ抽出手段39と、ノイズ量変換手段38とを備えている。
フレーム差分検出手段33は、映像信号の1フレーム間の差分を検出する。
動き差分検出手段50は、映像信号のフレーム間差分から動きを検出し、動きを示す動き差分信号を出力する。
The noise amount detection means 30 obtains the amount of noise in the video signal by subtracting the difference corresponding to “motion” from the difference between the input frame signal and the signal one frame before. Detection means 33, motion difference detection means 50, frame noise extraction means 39, and noise amount conversion means 38 are provided.
The frame difference detection means 33 detects the difference between one frame of the video signal.
The motion difference detection means 50 detects a motion from the inter-frame difference of the video signal and outputs a motion difference signal indicating the motion.
フレームノイズ抽出手段39は、動き減算手段35と、ノイズ差分累積演算手段36と、複数フレーム分のノイズ差分累積値の平均を算出するフレーム平均累積値算出手段37とを備え、1フレーム内でのノイズ成分を持つ差分のみを抽出し、フレーム内でのノイズ成分の抽出結果(フレームノイズ抽出結果と呼ぶ)として、1フレーム単位の差分の累積値(即ち、ノイズ差分累積値)を出力する。
ノイズ量変換手段38は、平均化されたノイズ差分累積値frnmを映像信号中のノイズ量を示す値flndとして変換し、ノイズ量として出力する。
The frame
The noise amount conversion means 38 converts the averaged noise difference cumulative value frnm as a value flnd indicating the amount of noise in the video signal, and outputs it as a noise amount.
フレームメモリ11は、映像信号を1フレーム分遅延して出力するためのフレーム遅延手段としても用いられており、ノイズ除去装置1の出力信号Do0(ノイズ除去後の映像信号)を1フレーム遅延させ、入力映像信号Di0に対し、1フレーム前の映像信号(前フレーム信号とも呼ぶ)Im1を出力する。なお、フレームメモリ11は、入力映像信号が飛び越し走査(インターレース)信号のようにフィールド単位の信号である場合は、フィールド単位で遅延を行い、フィールドメモリと呼ばれ、インターレース信号が入力される場合は、1フレーム分の遅延は、すなわち2フィールド分の遅延となる。フレームメモリ11からは、現フレームの入力信号Di0の画素と同一位置における1フレーム前の信号Im1の画素が出力される。
The
タイミング信号生成手段12は、入力映像信号における垂直および水平同期信号SYが入力され、同期信号SYに基づき、タイミング信号を生成する。ここでは、例えば、1フレーム期間の区切りを示す垂直同期パルス信号frpと、1フレームの映像信号における有効期間内での所定の領域を示すためのフレーム有効エリア信号erctを生成する。なお、このフレーム有効エリア信号erctは、映像信号における有効期間内での所定の領域ではなく、映像信号有効期間内全てを示す信号であってもよい。また、インターレース信号での1つの垂直同期信号で区切られる期間は、1フィールド期間すなわちフィールド単位となるが、ここでは、1つの垂直同期信号で区切られる期間は1フレームとして呼ぶものとする。
The timing
ノイズ除去手段20へは、現フレーム信号Di0、及び前フレーム信号Im1、並びにノイズ除去の効果を制御するための信号efcntが入力される。ノイズ除去手段20では、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム間の差分値(フレーム差分)Diffが求められ、このフレーム差分Diffから、差分が「動き」に該当するか「ノイズ」に該当するかを検出して動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを得るとともに、この動き度合い信号mdsに基づきノイズ成分に対する巡回係数Kmを求め、差分Diffと巡回係数Kmとに基づきノイズ除去処理を行うが、上記ノイズ除去の効果を決める巡回係数Kmは、動き度合い信号mdsの他に、ノイズ除去処理制御手段40によるノイズ量検出結果からの制御信号efcntによっても制御される。このノイズ除去手段20の詳細な構成については後述する。
The
ノイズ量検出手段30には、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1、及びタイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frp及びフレーム有効エリア信号erctが入力される。
ノイズ量検出手段30は、フレーム差分Dnから、映像信号での動きを検出するとともに、該差分Dnから、ノイズ成分と混合された「動き」に該当する差分を除き、映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めて、映像信号のノイズ量を示す信号(ノイズ量)flndを出力する。ノイズ量flndは、各フレームのノイズ成分の程度を表す信号nmct(後述する)の複数フレームにわたる平均化などにより求められものであり、値が大きい程映像信号に含まれるノイズ成分が多く、0に近いほどノイズ成分が少ないことを示す。
ノイズ量検出手段30からのノイズ量flndは、ノイズ除去処理制御手段40へと送られる。また、外部の処理でノイズ量を用いるために、図示のように、ノイズ量flndをノイズ除去装置1の外部のブロックへ送ることもできる。
The noise amount detection means 30 receives the current frame signal Di0, the previous frame signal Im1, and the vertical synchronization pulse signal frp and the frame effective area signal erct from the timing signal generation means 12.
The noise amount detection means 30 detects the motion in the video signal from the frame difference Dn, and removes the difference corresponding to the “motion” mixed with the noise component from the difference Dn, and calculates the noise amount in the video signal. A signal (noise amount) flnd indicating the amount of noise of the video signal is output in units of frames. The noise amount flnd is obtained by averaging a signal nmct (described later) representing the degree of the noise component of each frame over a plurality of frames, and the larger the value, the more noise components are included in the video signal, and the value is zero. The closer it is, the less the noise component.
The noise amount flnd from the noise amount detection means 30 is sent to the noise removal processing control means 40. Further, in order to use the noise amount in the external processing, the noise amount flnd can be sent to a block outside the
ノイズ量検出手段30の構成について、図1、並びに図2、図3、及び図4を参照して、以下で詳細に説明する。 The configuration of the noise amount detection means 30 will be described in detail below with reference to FIG. 1 and FIGS. 2, 3, and 4.
ノイズ量検出手段30内のフレーム差分検出手段33には、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1が入力され、フレーム差分検出手段33は前フレーム信号Im1と現フレーム信号Di0の間の1フレーム間の差分値Dnを求める。
フレーム間の差分Dnには、映像信号における「動き」の成分と「ノイズ」の成分が含まれており、フレーム差分Dnが0の場合は、完全に静止しているか、もしくはノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。
The frame difference detection means 33 in the noise amount detection means 30 is supplied with the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1, and the frame difference detection means 33 is connected between one frame between the previous frame signal Im1 and the current frame signal Di0. The difference value Dn is obtained.
The difference Dn between the frames includes a “motion” component and a “noise” component in the video signal. When the frame difference Dn is 0, the frame difference Dn is completely stationary or includes a noise component. If there is a motion or noise component, the absolute value of the value increases.
フレーム差分検出手段33は、上記のように、差分演算手段31と、フレーム間差分の絶対値を演算する絶対値演算手段32と、差分絶対値を非線形変換する差分感度変換手段34とを備え、1フレーム差分の絶対値(差分絶対値)Dabs、及び差分絶対値Dabsを非線形変換した結果得られる差分信号ndfを1フレーム差分検出結果として、差分絶対値Dabsを動き差分検出手段50へ、差分信号ndfをフレームノイズ抽出手段39へと出力する。
なお、この差分信号ndfの代わりに、差分感度変換手段34により非線形変換する前の差分絶対値Dabsをそのままフレームノイズ抽出手段39に供給してもよい。
As described above, the frame
Instead of the difference signal ndf, the difference absolute value Dabs before the nonlinear conversion by the difference sensitivity conversion means 34 may be supplied to the frame noise extraction means 39 as it is.
差分演算手段31には、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1が入力され、前フレーム信号Im1と現フレーム信号Di0の減算処理を行い、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム間の差分値(フレーム差分)Dnが求められる。このフレーム差分Dnには、映像信号における「動き」の成分と「ノイズ」の成分が含まれており、フレーム差分Dnが0の場合は、完全に静止しているか、もしくはノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、フレーム差分Dnの絶対値は大きくなる。 The difference calculation means 31 receives the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1, performs a subtraction process between the previous frame signal Im1 and the current frame signal Di0, and calculates a difference value between the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1. (Frame difference) Dn is obtained. The frame difference Dn includes a “motion” component and a “noise” component in the video signal. When the frame difference Dn is 0, the frame difference Dn is completely stationary or includes a noise component. If there is a motion or noise component, the absolute value of the frame difference Dn increases.
絶対値演算手段32には、差分演算手段31からのフレーム差分Dnが入力される。絶対値演算手段32は、フレーム差分Dnの絶対値を演算し、フレーム差分の絶対値(差分絶対値)Dabsを出力する。 The absolute value calculation means 32 receives the frame difference Dn from the difference calculation means 31. The absolute value calculation means 32 calculates the absolute value of the frame difference Dn and outputs the absolute value (difference absolute value) Dabs of the frame difference.
差分感度変換手段34には、絶対値演算手段32からの差分絶対値Dabsが入力される。差分感度変換手段34では、例えば差分絶対値Dabsからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値dNまでの範囲)内に制限することで非線形変換し、差分信号ndfとしてフレームノイズ抽出手段39内の動き減算手段35へ出力する。この差分信号ndfには、動き成分とノイズ成分が含まれている。(なお、差分絶対値Dabsに所定の感度倍率を乗算した後、乗算結果からオフセット値を減算し、その演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値dNまでの範囲)内に制限することで非線形変換を行なっても同様の効果が得られる。) The difference absolute value Dabs from the absolute value calculation means 32 is input to the difference sensitivity conversion means 34. In the differential sensitivity conversion means 34, for example, the offset value is subtracted from the absolute difference value Dabs, multiplied by a predetermined sensitivity magnification, and the calculation result is limited within a predetermined range (for example, a range from 0 to the upper limit value dN). As a result, nonlinear conversion is performed, and the difference signal ndf is output to the motion subtraction means 35 in the frame noise extraction means 39. This difference signal ndf includes a motion component and a noise component. (Note that after the absolute difference Dabs is multiplied by a predetermined sensitivity magnification, the offset value is subtracted from the multiplication result to limit the calculation result within a predetermined range (for example, a range from 0 to the upper limit value dN). (The same effect can be obtained by performing non-linear transformation with.)
図2は、差分感度変換手段34の入力としての差分絶対値Dabs(横軸上に示す)と、出力としての差分信号ndf(縦軸上に示す)の関係(入出力特性)の一例を示す。図示の例では、差分絶対値Dabsが所定値Nm以上の場合は差分信号ndfが上限値dNに維持され、オフセット値Nofまでの範囲では、ノイズ成分がないか、微小のノイズ成分である場合となり、差分信号ndf=0として出力される。また、差分絶対値Dabsがオフセット値Nofから所定値Nmまでの範囲では、差分信号ndfは0から値dNまで直線的に増加する。差分信号ndfは、動きもしくはノイズの値を示している。 FIG. 2 shows an example of the relationship (input / output characteristics) between the differential absolute value Dabs (shown on the horizontal axis) as an input of the differential sensitivity conversion means 34 and the differential signal ndf (shown on the vertical axis) as an output. . In the illustrated example, when the difference absolute value Dabs is equal to or greater than the predetermined value Nm, the difference signal ndf is maintained at the upper limit value dN, and there is no noise component or a minute noise component in the range up to the offset value Nof. The difference signal ndf = 0 is output. Further, in the range where the difference absolute value Dabs is from the offset value Nof to the predetermined value Nm, the difference signal ndf increases linearly from 0 to the value dN. The difference signal ndf indicates the value of motion or noise.
差分感度変換手段34の感度倍率を大きくすることで、直線的に増加する範囲(NofからNmまでの範囲)における傾きが大きくなり、フレーム差分絶対値Dabsが、ノイズ成分を多く含む差分として検出されやすくなり、一方、オフセット値Nofを大きくすることで、微小ノイズ成分(もしくは、ノイズ成分がない部分)として検出される範囲が広がる(範囲の上限が大きくなる)。よって、この感度倍率とオフセット値によりノイズとして差分を検出する感度が調整される。 Increasing the sensitivity magnification of the difference sensitivity conversion means 34 increases the slope in the linearly increasing range (from Nof to Nm), and the frame difference absolute value Dabs is detected as a difference containing a large amount of noise components. On the other hand, by increasing the offset value Nof, the range detected as a minute noise component (or a portion without the noise component) is expanded (the upper limit of the range is increased). Therefore, the sensitivity for detecting a difference as noise is adjusted by the sensitivity magnification and the offset value.
この差分感度変換手段34を設けることにより、ノイズの量を求める際のフレーム差分の感度が、動きとは独立して調整できることとなる。
なお、非線形変換された差分信号ndfの代わりに、差分絶対値Dabsをそのままフレームノイズ抽出手段39に供給してもよい。
By providing the difference sensitivity conversion means 34, the sensitivity of the frame difference when obtaining the amount of noise can be adjusted independently of the motion.
Instead of the non-linearly converted difference signal ndf, the absolute difference value Dabs may be supplied to the frame noise extraction means 39 as it is.
ノイズ量検出手段30内の動き差分検出手段50には、絶対値演算手段32からのフレーム差分絶対値Dabsが入力される。動き差分検出手段50は、差分絶対値Dabsから、動きに該当する差分を抽出し、動きの差分値を示す動き差分信号mvを出力する。 The frame difference absolute value Dabs from the absolute value calculation means 32 is input to the motion difference detection means 50 in the noise amount detection means 30. The motion difference detecting means 50 extracts a difference corresponding to the motion from the difference absolute value Dabs, and outputs a motion difference signal mv indicating the motion difference value.
動き差分検出手段50は、動き感度変換手段502と、動き差分値生成手段503とを備えており、動き感度変換手段502には、絶対値演算手段32からの差分絶対値Dabsが入力される。
動き感度変換手段502では、差分絶対値Dabsから動きを検出するための非線形変換を行い、例えば差分絶対値Dabsからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲(例えば0から上限値DMULまでの範囲)内に制限することで非線形変換し、動きを示す差分となる差分信号Dmとして動き差分値生成手段503へと送る。(なお、差分絶対値Dabsに所定の感度倍率を乗算した後、乗算結果からオフセット値を減算し、その演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値DMULまでの範囲)内に制限することで非線形変換を行なっても同様の効果が得られる。)
The motion
The motion sensitivity conversion means 502 performs non-linear conversion for detecting motion from the difference absolute value Dabs, for example, subtracts an offset value from the difference absolute value Dabs, multiplies by a predetermined sensitivity magnification, and calculates the calculation result to a predetermined value. Non-linear transformation is performed by limiting within a range (for example, a range from 0 to the upper limit value DMUL), and the difference signal Dm that is a difference indicating motion is sent to the motion difference
図3は、動き感度変換手段502の入力としての差分絶対値Dabs(横軸上に示す)と、出力としての差分信号Dm(縦軸上に示す)の関係(入出力特性)の一例を示している。図示の例では、差分絶対値Dabsが所定値Tm以上の場合は、差分信号Dmが上限値DMULに維持され、オフセット値Tofまでの範囲では、微小のノイズ成分となり、差分信号Dm=0として出力される。また、差分絶対値Dabsがオフセット値Tofから所定値Tmまでの範囲では、差分信号Dmは0から上限値DMULまで直線的に増加する。差分信号Dmは、動きもしくはノイズの値を示している。 FIG. 3 shows an example of the relationship (input / output characteristics) between the differential absolute value Dabs (shown on the horizontal axis) as an input of the motion sensitivity conversion means 502 and the differential signal Dm (shown on the vertical axis) as an output. ing. In the illustrated example, when the absolute difference value Dabs is equal to or greater than the predetermined value Tm, the differential signal Dm is maintained at the upper limit value DMUL, and becomes a minute noise component in the range up to the offset value Tof, and is output as the differential signal Dm = 0. Is done. Further, in the range where the difference absolute value Dabs is from the offset value Tof to the predetermined value Tm, the difference signal Dm increases linearly from 0 to the upper limit value DMUL. The difference signal Dm indicates the value of motion or noise.
この動き感度変換手段502の感度倍率を大きくすることで、直線的に増加する範囲(TofからTmまでの範囲)における傾きが大きくなり、フレーム差分絶対値Dabsが動きと検出されやすくなり(動きを表すものであると判断されやすくなり)、一方、オフセット値Tofを大きくすることで、微小ノイズ成分(もしくは、静止部分)として検出される範囲が広がる(範囲の上限が大きくなる)。よって、この感度倍率とオフセット値により動き検出の感度が調整される。 Increasing the sensitivity magnification of the motion sensitivity conversion means 502 increases the slope in the linearly increasing range (from Tof to Tm), making it easier to detect the frame difference absolute value Dabs as motion (the motion is reduced). On the other hand, by increasing the offset value Tof, the range detected as a minute noise component (or a stationary portion) is expanded (the upper limit of the range is increased). Therefore, the sensitivity of motion detection is adjusted by the sensitivity magnification and the offset value.
この動き感度変換手段502を設けることにより、動きを検出するためのフレーム差分の感度が、差分感度変換手段34とは独立して調整できることとなる。 By providing the motion sensitivity conversion means 502, the sensitivity of the frame difference for detecting motion can be adjusted independently of the difference sensitivity conversion means 34.
動き差分値生成手段503へは、動き感度変換手段502からの差分信号Dmが入力される。動き差分値生成手段503は、孤立点除去など差分信号による動きがノイズであるかを判定することで、非線形変換された差分信号を動きの差分値(以下、「動き量」、「動き差分」と言うこともある)を示す動き差分に変換して出力する。より詳しく言えば、動き差分値生成503は、注目画素における差分信号Dmに対し、所定の周辺画素範囲内の差分信号と値の大きさを多数決判定することで、孤立した値がないように孤立点を除去する孤立点除去処理、差分信号Dmの高周波数成分の値からノイズを判定し差分信号Dmを調整するなどの処理を行うことでその画素での差分信号を補正し、差分信号Dmの周辺画素での値とのバラツキを統一し、動きの誤検出を補正して、動きを示す差分値を表す差分信号(動き差分信号mv)を生成して出力する。
The difference signal Dm from the motion
これにより、動き差分検出手段50では、差分信号Dmから映像信号での動きを検出し、フレーム差分における動きを示す動き差分信号mvを出力することとなり、差分信号Dmが動きによるものであると検出される場合は、動き差分信号mvの値は大きくなり、静止画部分である、或いは差分が動きによるものではなく、ノイズ成分であると検出される場合は、ゼロ(mv=0、完全静止画素)として動きの量を示す動き差分信号mvへ変換し出力される。
動き差分値生成手段503からの動き差分信号mvは、フレームノイズ抽出手段39内の動き減算手段35へ出力される。
Thereby, the motion difference detection means 50 detects the motion in the video signal from the difference signal Dm, and outputs the motion difference signal mv indicating the motion in the frame difference, and detects that the difference signal Dm is due to the motion. If it is detected that the value of the motion difference signal mv is large and is a still image portion, or if the difference is not caused by motion and is detected as a noise component, zero (mv = 0, complete still pixel) ) And converted into a motion difference signal mv indicating the amount of motion.
The motion difference signal mv from the motion difference
フレームノイズ抽出手段39へは、差分感度変換手段34からの差分信号ndfと、動き差分値生成手段503からの動き差分信号mvと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。 To the frame noise extraction means 39, the difference signal ndf from the difference sensitivity conversion means 34, the motion difference signal mv from the motion difference value generation means 503, the vertical synchronization pulse signal frp from the timing signal generation means 12, and the frame effective area The signal erct is input.
フレームノイズ抽出手段39は、上記のように、動き減算手段35と、ノイズ差分累積演算手段36と、フレーム平均累積値算出手段37とを備え、まず、フレーム差分である差分信号ndfから動き差分信号mvを除き、ノイズ成分のみの差分信号nmdを得て、このノイズ成分のみの差分信号nmdの値を1フレームのエリア内で累積することで、1フレーム内にノイズ成分が存在する程度を抽出し、1フレーム内のノイズ成分の程度に対応する値(ノイズ差分累積値nmct)を得る。そして、このノイズ差分累積値nmctを複数フレーム分得て、複数フレームでのノイズ差分累積値における平均値(平均ノイズ差分累積値frnm)を算出し、フレームノイズ抽出結果として出力する。
As described above, the frame
動き減算手段35へは、差分感度変換手段34からの差分信号ndfと、動き差分値生成手段503からの動き差分信号mvが入力される。動き減算手段35では、差分信号ndfから動き差分信号mvの値を減算することで、ノイズ成分のみの差分信号nmdとして求める。なお、差分信号ndfから動きを示す差分値である動き差分信号mvの値を減算した結果が負(−)の値となり、動き分が差分信号ndfより大きな値の場合は、ノイズ成分がないか、もしくはノイズ検出が無効な部分として、差分信号nmd=0を出力する。
The
差分信号ndfには、映像信号でのノイズによる差分と動きによる差分が存在している。よって、フレーム差分から検出した差分信号ndfから、動きの度合いを示す動き差分信号mvを減算することで、動きがノイズとして検出されている場合において、差分値を小さくして、動き部分をノイズ成分の値へ補正でき、差分信号ndfに含まれた動きを除き、ノイズ成分としての差分信号nmdを得ることができる。 The difference signal ndf includes a difference due to noise and a difference due to motion in the video signal. Therefore, by subtracting the motion difference signal mv indicating the degree of motion from the difference signal ndf detected from the frame difference, when the motion is detected as noise, the difference value is reduced and the motion part is represented as a noise component. The difference signal nmd as a noise component can be obtained by removing the motion included in the difference signal ndf.
ノイズ差分累積演算手段36へは、動き減算手段35からの差分信号ndfと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。ノイズ差分累積演算手段36は、タイミング信号生成手段12からのフレーム有効エリア信号erctが示す1フレーム内の所定エリア内において、動き減算手段35からの差分信号nmdの値を累積し、1フレームのエリア内における差分累積値を1フレーム内のノイズ差分累積値nmctとして、垂直同期パルス信号frpで示される1フレーム単位ごとに出力する。この累積結果であるノイズ差分累積値nmctは、フレーム差分からノイズ成分として得られた差分信号nmdに基づいており、1フレーム内にノイズ成分が存在する程度が抽出され、1フレーム内の映像信号に含まれるノイズ成分の程度、すなわちノイズ量を示す値となる。ノイズ差分累積値nmctにおいて、1フレーム内に含まれるノイズがない場合(すなわち、ノイズ成分がないか、もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効の場合)は、1フレーム内のノイズ差分累積値nmctの値が小さくなり、ノイズ成分が多い場合(すなわち、ノイズが大きい場合)は、1フレーム内のノイズ差分累積値nmctの値が大きくなる。
The difference signal ndf from the motion subtracting means 35, the vertical synchronizing pulse signal frp from the timing signal generating means 12, and the frame effective area signal erct are input to the noise difference
ここで、映像信号には、同期信号期間やブランキング期間があり、また、レターボックスと呼ばれる画面上下の帯部分に黒信号部(無画部)が存在する映画素材で送られる場合がある。フレーム有効エリア信号erctでは、例えば、画像の同期信号期間やブランキング期間を除く映像信号有効期間の画素のみや、1フレーム内の上下の帯部分と画像のブランキング期間を除く画素の期間を示す信号として、タイミング信号生成手段12において生成される。したがって、ノイズ差分累積演算手段36では、上下の帯部分と画像のブランキング期間を除く、映像信号の有効エリア内におけるノイズ差分累積値nmctとしての差分累積値を出力することとなり、誤判定を防止できる。 Here, the video signal has a synchronizing signal period and a blanking period, and may be sent as a movie material in which a black signal portion (no-image portion) exists in the upper and lower band portions called letterboxes. In the frame effective area signal erct, for example, only the pixels in the video signal effective period excluding the image synchronization signal period and the blanking period, and the upper and lower band portions in one frame and the pixel period excluding the image blanking period are shown. The signal is generated in the timing signal generation means 12 as a signal. Therefore, the noise difference accumulation calculation means 36 outputs the difference accumulation value as the noise difference accumulation value nmct in the effective area of the video signal excluding the upper and lower band portions and the image blanking period, thereby preventing erroneous determination. it can.
フレーム平均累積値算出手段37には、ノイズ差分累積演算手段36から出力される1フレーム期間単位のノイズ差分累積値nmctと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとが入力される。フレーム平均累積値算出手段37は、ノイズ差分累積値nmctを垂直同期パルス信号frpに従い遅延し、複数フレーム分のノイズ差分累積値を得て、複数フレームでのノイズ差分累積値における平均値である平均ノイズ差分累積値frnmをフレームノイズ抽出結果として出力する。これにより、瞬間的なノイズの変化や、映像の動きの変化(シーンチェンジによる動きや、急激に変化する動きなど)の影響を防ぎ、入力される映像信号内に含まれた平均的なノイズの累積値を得ることができる。平均値の演算を行うフレーム数は、例えば32フレームの範囲で行い、この32フレーム期間での平均値を平均ノイズ差分累積値frnmとして出力する。なお、平均するフレームの範囲は、32フレームに限るものではなく、16フレームや、8フレーム、さらには32フレームより多いフレーム数と設定してもよい。
The frame average cumulative
ノイズ量変換手段38には、フレーム平均累積値算出手段37からのフレームノイズ抽出結果である平均ノイズ差分累積値frnmが入力される。
ノイズ量変換手段38は、フレーム平均累積値算出手段37からの平均化されたノイズ差分累積値である平均ノイズ差分累積値frnmを、映像信号中のノイズ量を示す値として変換し、映像信号のノイズ量を示す信号(ノイズ量flnd)として出力する。
The average noise difference cumulative value frnm, which is the frame noise extraction result from the frame average cumulative
The noise amount conversion means 38 converts the average noise difference cumulative value frnm, which is the averaged noise difference cumulative value from the frame average cumulative value calculation means 37, as a value indicating the amount of noise in the video signal, and A signal indicating the amount of noise (noise amount flnd) is output.
ノイズ量変換手段38では、平均ノイズ差分累積値frnmからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲内に制限することで非線形変換し、ノイズ量flndとして出力する。(なお、平均ノイズ差分累積値frnmに所定の感度倍率を乗算した後、乗算結果からオフセット値を減算し、その演算結果を所定の範囲内に制限することで非線形変換を行なっても同様の効果が得られる。)
平均ノイズ差分累積値frnmは、差分信号Dnから抽出されたフレーム単位でのノイズ成分の累積値であり、平均ノイズ差分累積値frnmの値が大きいほど映像信号におけるノイズ量が多くなり、感度倍率を大きくすることで、平均ノイズ差分累積値frnmをノイズ量として得やすくすることとなる。
The noise amount conversion means 38 performs non-linear conversion by subtracting the offset value from the average noise difference accumulated value frnm, multiplying by a predetermined sensitivity magnification, and limiting the calculation result within a predetermined range to obtain the noise amount flnd. Output. (Note that the same effect can be obtained by performing nonlinear conversion by multiplying the average noise difference accumulated value frnm by a predetermined sensitivity magnification, then subtracting the offset value from the multiplication result, and limiting the calculation result within a predetermined range. Is obtained.)
The average noise difference accumulated value frnm is a cumulative value of noise components extracted from the difference signal Dn in units of frames. As the average noise difference accumulated value frnm is larger, the amount of noise in the video signal is increased, and the sensitivity magnification is increased. Increasing the value makes it easier to obtain the average noise difference accumulated value frnm as the amount of noise.
図4は、ノイズ量変換手段38の入力としての平均ノイズ差分累積値frnm(横軸上に示す)と、出力としてのノイズ量flnd(縦軸上に示す)の関係(入出力特性)の一例を示している。図示の例では、平均ノイズ差分累積値frnmが所定値frn1以上の場合は、ノイズ量flndが上限値flmaxに維持され、オフセット値frn0までの範囲では、微小のノイズ成分となり、ノイズ量flnd=0として出力される。また、平均ノイズ差分累積値frnmがオフセット値frnoから所定値fln1までの範囲では、ノイズ量flndが0から上限値flmaxまで直線的に増加する。ノイズ量flndは、映像信号中の動きを除くノイズ量を示している。 FIG. 4 shows an example of the relationship (input / output characteristics) between the average noise difference cumulative value frnm (shown on the horizontal axis) as an input of the noise amount conversion means 38 and the noise amount flnd (shown on the vertical axis) as an output. Is shown. In the illustrated example, when the average noise difference accumulated value frnm is equal to or larger than the predetermined value frn1, the noise amount flnd is maintained at the upper limit value flmax, and in the range up to the offset value frn0, a minute noise component is obtained, and the noise amount flnd = 0. Is output as Further, in the range where the average noise difference cumulative value frnm is between the offset value frno and the predetermined value fln1, the noise amount flnd increases linearly from 0 to the upper limit value flmax. The noise amount flnd indicates the amount of noise excluding movement in the video signal.
ノイズ量変換手段38の感度倍率を大きくすることで、平均ノイズ差分累積値frnmがノイズ量として検出されやすくなり、一方、オフセット値を大きくすることで、ノイズ成分のない映像信号(もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効)として検出される範囲が広がる(範囲の上限が大きくなる)。よって、この感度倍率とオフセット値によりノイズ量の検出の感度が調整される。 By increasing the sensitivity magnification of the noise amount conversion means 38, the average noise difference cumulative value frnm can be easily detected as the noise amount. On the other hand, by increasing the offset value, a video signal without noise components (or a large movement). , Noise detection is disabled), and the range to be detected is expanded (the upper limit of the range is increased). Therefore, the sensitivity of detecting the noise amount is adjusted by the sensitivity magnification and the offset value.
このノイズ量変換手段38により得られたノイズ量flndは、値が大きい程映像信号に含まれるノイズ成分が多く、0に近いほどノイズ成分が少ないことを示し、ノイズ量変換手段38からのノイズ量flndは、ノイズ除去処理制御手段40へと送られる。さらには、外部の処理でノイズ量を用いるために、ノイズ量flndをノイズ除去装置1の外部のブロックへ送ることもできる。
The noise amount flnd obtained by the noise amount conversion means 38 indicates that the larger the value, the more noise components are included in the video signal, and the closer the value is to 0, the smaller the noise components. The noise amount from the noise amount conversion means 38 The flnd is sent to the noise removal processing control means 40. Furthermore, since the noise amount is used in external processing, the noise amount flnd can be sent to a block outside the
ノイズ除去処理制御手段40へは、ノイズ量検出手段30からのノイズ量検出結果であるノイズ量flndが入力される。ノイズ除去処理制御手段40は、ノイズ量flndに応じて、ノイズ除去効果のレベルを示し、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、出力する。
A noise amount flnd as a noise amount detection result from the noise
ノイズ除去処理制御手段40における制御信号efcntは、例えばノイズ除去の効果を決めるノイズの巡回係数を制御するための制御信号として生成され、映像信号におけるノイズ量flndに応じて、例えば0から8までの9段階の値による制御信号efcntとする。すなわち、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)であれば、制御信号efcnt=0とし、所定値(第1の所定値)以上の場合は制御信号efcnt=8となるように変換することで、0から8の間の値でノイズ量に応じた制御信号efcntを生成する。この制御信号efcntは、ノイズ量flndが大きく、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、制御信号efcnt=8(ノイズ成分“大”画像)となり、ノイズ量flndの値がゼロであり(flnd=0)、映像信号中のノイズ成分がない、もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効と検出される場合は、制御信号efcnt=0(ノイズなしの画像)となり、0から8の間の値でそのノイズ除去効果のレベルを示すこととなる。 The control signal efcnt in the noise removal processing control means 40 is generated as a control signal for controlling a noise cyclic coefficient that determines the effect of noise removal, for example, depending on the noise amount flnd in the video signal, for example, from 0 to 8 It is assumed that the control signal efcnt is a 9-step value. That is, if the noise amount flnd is zero (flnd = 0), the control signal efcnt = 0, and if the noise amount flnd is greater than or equal to a predetermined value (first predetermined value), the control signal efcnt = 8 is converted. A control signal efcnt corresponding to the amount of noise is generated with a value between 0 and 8. When this control signal efcnt has a large noise amount flnd and is detected that there are many noise components in the video signal, the control signal efcnt = 8 (noise component “large” image), and the value of the noise amount flnd is zero. Yes (flnd = 0), when there is no noise component in the video signal, or the motion is large and noise detection is detected to be invalid, the control signal efcnt = 0 (no-noise image), between 0 and 8 This value indicates the level of the noise removal effect.
なお、上記の例では、制御信号efcntの設定は、ノイズ除去効果のレベルを示す0から8までの9段階として説明したが、これに限るものではなく、ノイズ除去効果のレベルを示す値であれば、9段階以上でも、それ以下でも良い。 In the above example, the setting of the control signal efcnt has been described as nine stages from 0 to 8 indicating the level of the noise removal effect, but is not limited to this, and may be a value indicating the level of the noise removal effect. For example, it may be 9 levels or less.
そして、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntは、ノイズ除去手段20内の巡回係数発生手段24へと送られる。 Then, the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40 is sent to the cyclic coefficient generation means 24 in the noise removal means 20.
次に、上述したノイズ除去手段20内の構成について、図1及び図5を参照して、詳細に説明する。
Next, the configuration of the above-described
ノイズ除去手段20へは、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1、及びノイズ除去処理制御手段40からのノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntが入力されている。 The noise removal means 20 is supplied with the current frame signal Di0, the previous frame signal Im1, and the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect from the noise removal processing control means 40.
減算手段21へは、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1が入力され、前フレーム信号Im1から現フレーム信号Di0を減算し、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム間のフレーム差分Diffが求められる。このフレーム差分Diffは、上述した差分演算手段31によるフレーム差分Dnと同様、映像信号における「動き」の成分と「ノイズ」の成分が含まれており、フレーム差分Diffが0の場合は、完全に静止している部分もしくはノイズ成分がない部分であり、動き成分もしくはノイズ成分があると、その値は大きくなる。 The subtracting means 21 receives the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1, and subtracts the current frame signal Di0 from the previous frame signal Im1, thereby obtaining a frame difference Diff between the frames of the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1. It is done. This frame difference Diff includes a “motion” component and a “noise” component in the video signal, similarly to the frame difference Dn by the difference calculation means 31 described above. When the frame difference Diff is 0, the frame difference Diff is completely It is a portion that is stationary or has no noise component, and if there is a motion component or noise component, the value increases.
振幅制限手段22は、減算手段21からのフレーム差分Diffに対して、所定の値内(例えば、±dTh内)に振幅を制限し、振幅制限された差分値Dfnを入力信号Di0での画素におけるノイズ成分として出力する。
The
動き検出手段23には、減算手段21からのフレーム差分Diffが入力される。動き検出手段23は、入力フレーム信号Di0と1フレーム前の信号Im1との間でのフレーム差分Diffから、映像信号での動きを検出し、フレーム差分における動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを出力する。
動き度合い信号mdsは、動きの度合いを(MD1+1)段階で表すものであり、例えばMD1は8に設定される。
The
The movement degree signal mds represents the degree of movement in (MD1 + 1) stages. For example, MD1 is set to 8.
フレーム差分Diffが動きによるものであると検出される場合、即ち完全動き画素と判断される場合には、mdsの値は、最大値MD1(例えば=8)とされ、静止画部分である、或いは差分が動きによるものではなく、ノイズ成分であると検出される場合は、mdsの値は、ゼロとされる。動き検出手段23からの動き度合い信号mdsは、巡回係数発生手段24へと送られる。
When it is detected that the frame difference Diff is due to motion, that is, when it is determined that the pixel is a complete motion pixel, the value of mds is set to the maximum value MD1 (for example, = 8), which is a still image portion, or When it is detected that the difference is not a motion but a noise component, the value of mds is set to zero. The motion degree signal mds from the
なお、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsの設定は、動きの度合いを示す0から8までの9段階として説明したが、これに限るものではなく、動きの度合いを示す値であれば、9段階以上でも、それ以下でも良い。 The setting of the motion level signal mds from the motion detection means 23 has been described as 9 stages from 0 to 8 indicating the degree of motion, but is not limited to this, and any value indicating the degree of motion can be used. It may be 9 levels or less.
巡回係数発生手段24には、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsと、ノイズ除去処理制御手段40からのノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntが入力される。
巡回係数発生手段24は、動き度合い信号mdsに応じて、且つノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntに制御されて、ノイズに対する巡回係数Kmを発生する。
The cyclic
The cyclic coefficient generation means 24 generates a cyclic coefficient Km for noise in accordance with the motion degree signal mds and is controlled by the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40.
巡回係数発生手段24で発生する巡回係数Kmは、ノイズ除去を行う際のノイズの巡回値(巡回の程度)を定めるものであり、0≦Km≦1の範囲で設定される。この巡回係数Kmの値が1に近いほど、ノイズ除去を行うノイズの巡回値が大きくなり、ノイズ除去効果が高くなる。一方、巡回係数Kmの値がゼロ(Km=0)であると、ノイズの巡回値はゼロとなり、ノイズ除去は行われない。 The cyclic coefficient Km generated by the cyclic coefficient generating means 24 determines the cyclic value (degree of cyclic) of noise when performing noise removal, and is set in the range of 0 ≦ Km ≦ 1. The closer the value of the cyclic coefficient Km is to 1, the greater the cyclic value of noise for noise removal, and the higher the noise removal effect. On the other hand, when the value of the cyclic coefficient Km is zero (Km = 0), the cyclic value of noise is zero and noise removal is not performed.
図5は、巡回係数発生手段24の一構成例を示すブロック図である。図示の巡回係数発生手段24は、係数算出手段241と、係数制限手段242と、傾き設定手段243と、係数最大値設定手段244と、ノイズ量係数制御手段245とを備える。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the
まず、巡回係数発生手段24では、映像信号における動きによる尾引きや残像を低減するため、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsに応じて、さらに、ノイズ除去効果のレベルを示すKm0が求められ、さらに巡回係数Km0に制御信号efcntを乗算することで巡回係数Kmが求められる。 First, the cyclic coefficient generation means 24 further obtains Km0 indicating the level of the noise removal effect according to the motion degree signal mds from the motion detection means 23 in order to reduce tailing and afterimage due to motion in the video signal. Further, the cyclic coefficient Km is obtained by multiplying the cyclic coefficient Km0 by the control signal efcnt.
係数算出手段241には、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsが入力され、また、傾き設定手段243による傾き設定値Efが入力される。係数算出手段241は、動き度合い信号mdsの値と傾き設定手段243による傾き設定値Efにより、巡回係数に相当する係数値pkmを算出する。上述したように、例えば動き度合い信号mdsが0から8の範囲で設定された場合には、係数値pkmの算出は、動き度合い信号mdsを最大値8から減算することにより得られる値と傾き設定値Efを乗算することにより、すなわち、
pkm=(8−mds)×Ef
により求められる。従って、係数値pkmは、
0≦pkm≦8×Ef
を満たす。なお、乗算により係数値を求める代わりに、係数算出手段241を例えば、ROM(Read Only Memory)などにより構成し、傾き設定値Efと動き度合い信号mdsの値をアドレスとして係数値pkmを発生してもよい。
The coefficient calculation means 241 receives the motion degree signal mds from the motion detection means 23 and the inclination setting value Ef from the inclination setting means 243. The
pkm = (8−mds) × Ef
Is required. Therefore, the coefficient value pkm is
0 ≦ pkm ≦ 8 × Ef
Meet. Instead of obtaining the coefficient value by multiplication, the coefficient calculating means 241 is composed of, for example, a ROM (Read Only Memory) or the like, and the coefficient value pkm is generated using the values of the inclination setting value Ef and the motion degree signal mds as addresses. Also good.
傾き設定手段243は、係数算出手段241において動き度合い信号mdsから係数値pkmを算出する乗算処理で用いられる傾き(乗算値)Efを設定する。傾き設定手段243により設定される傾き設定値Efにより、動き度合い信号mdsの値の変化に対する巡回係数Km0の変化量が設定される。
The
係数算出手段241により算出された係数値pkmは、係数制限手段242へと出力される。係数制限手段242には、係数算出手段241からの係数値pkmと、係数最大値設定手段244による係数最大値Kmax(0<Kmax≦1)が入力される。係数制限手段242は、係数算出手段241からの係数値pkmを係数最大値Kmax以下に制限して、巡回係数Km0として出力する。したがって、巡回係数Km0は0≦Km0≦Kmaxとなり、動き度合い信号mdsに応じて変化するよう生成された巡回係数となる。
The coefficient value pkm calculated by the
係数最大値設定手段244は、ノイズに対する巡回係数Km0の最大値Kmaxを設定する。係数制限手段242から出力される巡回係数Km0は、最大値Kmaxに制限されることとなる。巡回係数Km0は、ノイズ除去を行う際の巡回値を定めるものであり、この最大値Kmaxにより、ノイズ除去効果の強さを調整できる。
The coefficient maximum value setting means 244 sets the maximum value Kmax of the cyclic coefficient Km0 for noise. The cyclic coefficient Km0 output from the
なお、係数算出手段241と係数制限手段242による演算処理及び最大値の制限により、動きの度合いに応じた巡回係数Km0を求めるよう構成しているが、例えば、動き度合い信号mdsをアドレスとしたROMにより構成し、巡回係数Km0を得てもよい。さらには、動き度合い信号mdsのみならず、動き度合い信号mdsに対する巡回係数の変化度合い(例えば、上記傾き設定値Ef)や巡回係数の最大値をROMのアドレスとして供給し、これに対応する巡回係数Km0を出力させるようにしても、上記と同様の効果が得られる。 Note that the cyclic coefficient Km0 corresponding to the degree of motion is obtained by the arithmetic processing by the coefficient calculation means 241 and the coefficient restriction means 242 and the restriction of the maximum value. For example, a ROM having the motion degree signal mds as an address is used. And the cyclic coefficient Km0 may be obtained. Furthermore, not only the motion level signal mds but also the degree of change of the cyclic coefficient with respect to the motion level signal mds (for example, the slope setting value Ef) and the maximum value of the cyclic coefficient are supplied as ROM addresses, and the corresponding cyclic coefficients Even if Km0 is output, the same effect as described above can be obtained.
図6は、係数算出手段241および係数制限手段242の組合せへの入力としての動き度合い信号mds(横軸上に示す)と、出力としての巡回係数Km0(縦軸上に示す)の関係(入出力特性)の2つの例を示す。傾き設定手段243による傾き設定Ef=Ef1の場合を実線で、傾き設定Ef=Ef2(Ef2<Ef1)の場合を破線で示している。
動き度合い信号mdsが最大値MD1(例えば8)であって動きを示す場合(完全動き画素と判断された場合)は、巡回係数Km=0とし、動きの度合いが低く、静止画もしくはノイズ成分であると検出されるmds=0の場合は、Km0=Kmax(Kmax≦1)とし、動き度合い信号mdsが0より大きくMD1より小さい範囲では、動きの度合い(動き度合い信号mdsの値)が大きくなるにつれ、巡回係数Km0の値が小さくなるように変化させることで、動きを考慮したノイズに対する巡回係数が得られる。
FIG. 6 shows the relationship between the motion degree signal mds (shown on the horizontal axis) as an input to the combination of the coefficient calculating means 241 and the coefficient limiting means 242 and the cyclic coefficient Km0 (shown on the vertical axis) as an output (input). Two examples of output characteristics are shown. The case of the inclination setting Ef = Ef1 by the inclination setting means 243 is indicated by a solid line, and the case of the inclination setting Ef = Ef2 (Ef2 <Ef1) is indicated by a broken line.
When the motion level signal mds is the maximum value MD1 (for example, 8) and indicates motion (when it is determined to be a complete motion pixel), the cyclic coefficient Km = 0, the motion level is low, and a still image or noise component is used. When mds = 0 is detected as being present, Km0 = Kmax (Kmax ≦ 1) is set, and the degree of movement (value of the movement degree signal mds) increases in the range where the movement degree signal mds is larger than 0 and smaller than MD1. Accordingly, by changing the value of the cyclic coefficient Km0 to be small, a cyclic coefficient for noise considering movement can be obtained.
そして、係数制限手段242により最大値Kmax以下に制限された巡回係数Km0は、ノイズ量係数制御手段245へと出力される。
Then, the cyclic coefficient Km0 limited to the maximum value Kmax or less by the
ノイズ量係数制御手段245には、係数制限手段242からの動き度合い信号mdsに応じて変化するよう生成された巡回係数Km0と、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntが入力される。ノイズ量係数制御手段245は、係数制限手段242からの巡回係数Km0に対して、例えば、制御信号efcntに対応して変化する所定の倍率を乗算した後、所定の範囲内に制限することにより、制御信号efcntで制御された結果である巡回係数Kmを出力する。
The cyclic coefficient Km0 generated so as to change according to the motion degree signal mds from the
そして、巡回係数発生手段24において、動き度合い信号mdsに応じて、映像信号中のノイズ量に対応して0≦Km≦Kmaxで変化するよう生成された巡回係数Kmは、乗算手段25へと出力される。 Then, the cyclic coefficient Km generated by the cyclic coefficient generation means 24 so as to change according to the amount of noise in the video signal in accordance with the motion level signal mds, 0 ≦ Km ≦ Kmax, is output to the multiplication means 25. Is done.
上述したように、例えばノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntは0から8までの間の値でフレーム内のノイズ除去効果のレベルを示しており、すなわち、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)であれば制御信号efcnt=0、所定値以上の値の場合は制御信号efcnt=8と、0から8の間の値でノイズ量に応じて変化している。 As described above, for example, the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40 is a value between 0 and 8 and indicates the level of the noise removal effect in the frame, that is, the noise amount flnd is zero (flnd = 0), the control signal efcnt = 0, and in the case of a value equal to or greater than a predetermined value, the control signal efcnt = 8, which is a value between 0 and 8 depending on the amount of noise.
このような場合は、巡回係数Km0に対して、制御信号efcntにより変化する倍率efcnt/8を乗算、すなわち、
(efcnt/8)×Km0
の演算を行なった後、所定の範囲内に値を制限することにより巡回係数Kmを求める。制御信号efcntは、ノイズ除去処理制御手段40において、ノイズ量検出手段30で検出されたノイズ量flndに応じて生成されているので、得られた巡回係数Kmは、ノイズ量flndが大きく(第1の所定値以上であり)、映像信号中のノイズ成分が多い(最大レベルであると検出(判断)される場合は、制御信号efcnt=8(ノイズ成分“大”画像)となり、ノイズ量係数制御手段245からの巡回係数Kmは、巡回係数Km=Km0となり、ノイズ除去効果はKm0により決まる。
一方、ノイズ量flndの値が小さく、映像信号中のノイズ成分が少ない場合は、制御信号efcntが小さい値となり、Kmも小さい値となり、ノイズ除去の度合いが小さくされる。さらに、ノイズ量flndがゼロであり(flnd=0)、映像信号中のノイズ成分がない場合は、制御信号efcnt=0(ノイズなしの画像)となり、Km=0としてノイズ除去が行われない。したがって、制御信号efcntに対応して、巡回係数Kmの値が変化し、ノイズ量flndが大きい場合は、比較的大きな値を持つ巡回係数Kmが出力され、ノイズ量flndの値が小さいほど、巡回係数Kmの値がより小さくされる。
In such a case, the cyclic coefficient Km0 is multiplied by a magnification efcnt / 8 that changes according to the control signal efcnt, that is,
(Efcnt / 8) × Km0
After the above calculation is performed, the cyclic coefficient Km is obtained by limiting the value within a predetermined range. Since the control signal efcnt is generated in the noise removal
On the other hand, when the value of the noise amount flnd is small and the noise component in the video signal is small, the control signal efcnt is a small value, the Km is also a small value, and the degree of noise removal is reduced. Further, when the amount of noise flnd is zero (flnd = 0) and there is no noise component in the video signal, the control signal efcnt = 0 (image without noise) and Km = 0 and noise removal is not performed. Therefore, when the value of the cyclic coefficient Km changes corresponding to the control signal efcnt and the noise amount flnd is large, the cyclic coefficient Km having a relatively large value is output. The smaller the value of the noise amount flnd, the cyclic The value of the coefficient Km is made smaller.
なお、制御信号efcntにより変化する倍率efcnt/8を乗算し、値を所定範囲内に制限することで係数値制御すると説明したが、倍率の設定はこれに限らず、例えば、制御信号efcntの値に応じた所定倍率を乗算する、或いは、制御信号efcntの値に対応した所定値以内に制限するよう構成してもよく、さらには、ノイズ量係数制御手段245を、例えば、ROM(Read Only Memory)などにより構成し、制御信号efcntと巡回係数Km0の値をアドレスとして巡回係数Kmを発生してもよい。 Note that although it has been described that the coefficient value is controlled by multiplying the magnification efcnt / 8 that changes by the control signal efcnt and limiting the value within a predetermined range, the setting of the magnification is not limited to this, and for example, the value of the control signal efcnt Multiplying by a predetermined magnification according to the control signal or limiting to within a predetermined value corresponding to the value of the control signal efcnt. Furthermore, the noise amount coefficient control means 245 may be, for example, a ROM (Read Only Memory). The cyclic coefficient Km may be generated using the control signal efcnt and the value of the cyclic coefficient Km0 as addresses.
図7は、巡回係数発生手段24の代りに用い得る巡回係数発生手段24bを示すブロック図である。図示の巡回係数発生手段24bは、巡回係数発生手段24と同様、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsとノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntが入力されて、動き度合い信号mdsとノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntに応じたノイズに対する巡回係数Kmが発生される。図7において、図5の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付してある。
FIG. 7 is a block diagram showing a cyclic coefficient generation means 24 b that can be used in place of the cyclic coefficient generation means 24. Similar to the
図7において、巡回係数発生手段24bは、巡回係数発生手段24(図5参照)の構成における傾き設定手段243と係数最大値設定手段244の代りに、傾き設定手段243bと、係数最大値設定手段244bとを設けたものである。
傾き設定手段243bおよび係数最大値設定手段244bでの設定値は、制御信号efcntにより制御され、これにより、ノイズ量flndに応じて巡回係数Kmが変更される。これら傾き設定手段243bと係数最大値設定手段244bに関する部分以外の構成及び動作は、巡回係数発生手段24に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 7, the cyclic coefficient generation means 24b is replaced with the inclination setting means 243b and the coefficient maximum value setting means in place of the inclination setting means 243 and the coefficient maximum value setting means 244 in the configuration of the cyclic coefficient generation means 24 (see FIG. 5). 244b is provided.
The set values in the slope setting means 243b and the coefficient maximum value setting means 244b are controlled by the control signal efcnt, whereby the cyclic coefficient Km is changed according to the noise amount flnd. The configuration and operation other than those relating to the inclination setting means 243b and the coefficient maximum value setting means 244b are the same as those shown in the cyclic coefficient generation means 24, and detailed description thereof will be omitted.
巡回係数発生手段24b内の係数算出手段241において、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsの値と傾き設定手段243bによる傾き設定値Efにより、巡回係数に相当する係数値pkmを算出し、係数制限手段242において、係数算出手段241からの係数値pkmに対して、値を係数最大値設定手段244bによる係数最大値Kmax以下に制限して、巡回係数Kmとして出力する。
In the coefficient calculation means 241 in the cyclic coefficient generation means 24b, the coefficient value pkm corresponding to the cyclic coefficient is calculated from the value of the motion degree signal mds from the motion detection means 23 and the slope setting value Ef from the slope setting means 243b. The limiting
傾き設定手段243bは、係数算出手段241において動き度合い信号mdsから係数値pkmを算出する乗算処理で用いられる、傾き(乗算値)Efを設定するが、この傾き設定値Efは、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntの値に応じて変化する。ここで、制御信号efcntは0から8の間の値で、フレーム内のノイズ除去効果のレベルを示し、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)であれば制御信号efcnt=0、所定値以上の値の場合は制御信号efcnt=8と、0から8の間の値でノイズ量に応じて変化している。このような場合は、傾き設定値の最大値Efmaxに対して、例えば、制御信号efcntにより変化する倍率efcnt/8を乗算することにより、傾き設定値Efを設定する。制御信号efcntは、ノイズ量flndに応じて生成されているので、ノイズ量flndが大きく、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、傾き設定値Efが大きくされ、一方、ノイズ量flndの値が小さければ、傾き設定値Efもこれに伴って小さくされ、ノイズ量flndがゼロのときは、傾き設定値Efもゼロとなり、これによりノイズ除去が行われないようになる。このように、制御信号efcntに対応して、傾き設定値Efの値が変化し、ノイズ量flndが大きい場合は、傾き設定値Efが大きな傾きとして出力され、ノイズ量flndの値が小さな場合、傾き設定値Efの値が小さくなる。
The
傾き設定手段243bによりノイズ量に応じた傾き設定値Efが設定され、係数算出手段241により、動き度合い信号mdsの値の変化とノイズ量に応じた係数値pkmが、係数制限手段242へと出力される。
The inclination setting value Ef corresponding to the amount of noise is set by the
係数最大値設定手段244bは、ノイズに対する巡回係数Kmの最大値Kmaxを設定するが、この最大値Kmaxは、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntの値に応じて変化する。つまり、制御信号efcntは0から8の間の値でフレーム内のノイズ除去効果のレベルを示すものであり、例えば、最大値Kmaxを制御信号efcntに対応して変化させるよう値を設定する。制御信号efcntは、ノイズ量flndに応じて生成されているので、最大値Kmaxは、ノイズ量flndが大きく、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、最大値Kmaxを大きく、最大値とし、一方、ノイズ量flndの値が小さく、映像信号中のノイズ成分が少ない場合は、最大値Kmaxを比較的小さい値としてノイズ除去の程度が少なくなるように設定し、ノイズ量flndの値がゼロであり、映像信号中のノイズ成分がない場合は、最大値Kmax=0としてノイズ除去が行われないよう設定する。したがって、制御信号efcntに対応して、最大値Kmaxの値が変化し、ノイズ量flndが大きい場合は、最大値Kmaxが大きくとなり、ノイズ量flndの値が小さな場合、最大値Kmaxも小さくなり、ノイズ量flndの値がゼロである場合、最大値Kmaxもゼロとなる。巡回係数Kmは、最大値Kmaxに制限されるため、この最大値Kmaxにより、ノイズ除去効果の強さを調整できる。 The coefficient maximum value setting means 244b sets the maximum value Kmax of the cyclic coefficient Km with respect to noise, and this maximum value Kmax changes according to the value of the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40. That is, the control signal efcnt is a value between 0 and 8 and indicates the level of the noise removal effect in the frame. For example, a value is set so that the maximum value Kmax is changed corresponding to the control signal efcnt. Since the control signal efcnt is generated according to the noise amount flnd, the maximum value Kmax is increased when the noise amount flnd is large and it is detected that there are many noise components in the video signal. On the other hand, when the value of the noise amount flnd is small and the noise component in the video signal is small, the maximum value Kmax is set to a relatively small value so as to reduce the degree of noise removal, and the value of the noise amount flnd Is zero and there is no noise component in the video signal, the maximum value Kmax = 0 is set so that noise removal is not performed. Therefore, the value of the maximum value Kmax changes corresponding to the control signal efcnt. When the noise amount flnd is large, the maximum value Kmax is large. When the noise amount flnd is small, the maximum value Kmax is small. When the value of the noise amount flnd is zero, the maximum value Kmax is also zero. Since the cyclic coefficient Km is limited to the maximum value Kmax, the strength of the noise removal effect can be adjusted by the maximum value Kmax.
以上から、傾き設定手段243bによりノイズ量に応じた傾き設定値Efと最大値Kmaxが設定され、よって、巡回係数Kmは、動き度合い信号mdsと映像信号中のノイズ量により、0≦Km≦Kmaxで変化するよう生成される。
From the above, the inclination setting value Ef and the maximum value Kmax corresponding to the amount of noise are set by the
なお、傾き設定手段243bと係数最大値設定手段244bによる設定は、例えば、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntをアドレスとしたROMにより構成し、傾き設定値Ef及び最大値Kmaxを得ても、乗算などの演算処理により生成してもよい。また、図7においては、制御信号efcntにより設定値を制御する構成を、傾き設定手段243bと係数最大値設定手段244bの両方において行われるよう説明したが、どちらか一方のみで行うことも可能である。
The setting by the slope setting means 243b and the coefficient maximum value setting means 244b is constituted by, for example, a ROM using the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40 as an address, and obtains the slope setting value Ef and the maximum value Kmax. May also be generated by arithmetic processing such as multiplication. In FIG. 7, the configuration in which the set value is controlled by the control signal efcnt has been described as being performed by both the
上記のように、巡回係数発生手段24bにおいて、動き度合い信号mdsに応じて映像信号中のノイズ量に対応して0≦Km≦Kmaxで変化するよう生成された巡回係数Kmは、図5の巡回係数発生手段24からの巡回係数Kmの代わりに、乗算手段25へと出力される。 As described above, the cyclic coefficient Km generated by the cyclic coefficient generation means 24b so as to change with 0 ≦ Km ≦ Kmax corresponding to the amount of noise in the video signal in accordance with the motion degree signal mds is the cyclic coefficient shown in FIG. Instead of the cyclic coefficient Km from the coefficient generation means 24, it is output to the multiplication means 25.
乗算手段25へは、巡回係数発生手段24からの巡回係数Kmのほか、振幅制限手段22からの差分値Dfnが供給される。乗算手段25では、振幅制限手段22からの差分値Dfnに巡回係数Kmが乗算され、ノイズの巡回量Ndを
Nd=Km×Dfn
により求める。得られたノイズ巡回量Ndは、演算手段26へと出力される。
In addition to the cyclic coefficient Km from the cyclic coefficient generation means 24, the multiplication means 25 is supplied with the difference value Dfn from the
Ask for. The obtained noise circulation amount Nd is output to the computing means 26.
ここで、巡回係数Kmは、動き度合い信号mdsの値に応じて算出されており、さらには、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntでも制御されて算出されている。よって、動き度合い信号mdsが動きを示す場合と、映像信号中のノイズ成分がない、もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効と検出される場合は、巡回係数Km=0とされているので、この場合のノイズの巡回量NdはNd=0となり、ノイズ除去は行われない。一方、動きの度合いが低いと検出され、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、Km=Kmaxとなっているので、ノイズ巡回量Ndは最大値に設定され、ノイズの除去効果を大きくすることができ、動きの度合いに応じて段階的にノイズの除去効果を変化される。 Here, the cyclic coefficient Km is calculated in accordance with the value of the motion degree signal mds, and is further calculated by being controlled by the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect. Therefore, when the motion level signal mds indicates motion, and when there is no noise component in the video signal, or when motion is large and noise detection is detected as invalid, the cyclic coefficient Km = 0. In this case, the cyclic amount Nd of noise is Nd = 0, and noise removal is not performed. On the other hand, when it is detected that the degree of motion is low and it is detected that there are many noise components in the video signal, since Km = Kmax, the noise circulation amount Nd is set to the maximum value, and the noise removal effect The noise removal effect is changed step by step according to the degree of movement.
演算手段26には、乗算手段25からのノイズ巡回量Ndと入力信号Di0が入力される。演算手段26は、入力信号Di0に対してノイズ巡回量Ndを加算することで、映像信号中のノイズを除去し、ノイズ除去後の出力信号Do0を得る。このようにして、ノイズ巡回量Ndの加算処理(ノイズ巡回量Ndの符号が正のときはその絶対値の加算、ノイズ巡回量Ndの符号が負のときはその絶対値の減算)を行なうことにより、ノイズを除去するようにしている。
The
次に、実施の形態1のノイズ除去装置1において、フレーム間の差分から、映像信号の動き分の差分値を検出し、動き差分の検出結果とフレーム差分から映像信号中に含まれるフレーム単位でのノイズ量を検出するノイズ量検出手段30の動作と、このノイズ量を示す信号に応じてノイズに対する係数を設定してノイズ除去を行うノイズ除去手段20内の動作を中心に、具体的に説明する。
Next, in the
図8は、ノイズ除去装置1において、ノイズ量の検出とノイズ除去の動作を説明するフローチャートである。以下、図8を参照して説明する。
FIG. 8 is a flowchart for explaining noise amount detection and noise removal operations in the
ノイズ除去装置1へ入力された映像信号Di0とフレームメモリ11により1フレーム遅延されたノイズ除去後の前フレーム信号Im1は、差分演算手段31に入力され、差分演算手段31では、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1の間のフレーム差分Dnが求められる。そして、絶対値演算手段32では、フレーム差分Dnの絶対値を演算し、差分絶対値Dabsを得る(ステップS1)。
The video signal Di0 input to the
ノイズ除去装置1へ入力された映像信号Di0とフレームメモリ11により1フレーム遅延されたノイズ除去後の前フレーム信号Im1は、減算手段21にも供給され、減算手段21においても現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1の間のフレーム差分Diffが求められており、振幅制限手段22では、フレーム差分Diffに対して、所定の値内に振幅を制限し、振幅制限された差分値Dfnをノイズ成分として出力する。そして、フレーム差分Diffは動き検出手段23へ送られ、動き検出手段23において映像信号での動きを検出し、フレーム差分における動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを得る(ステップS14)。
The video signal Di0 input to the
差分絶対値Dabsは、差分感度変換手段34において、非線形変換され、非線形変換後の差分信号ndfは動き減算手段35へ送られる(ステップS2)。この差分信号ndfには、動き成分とノイズ成分が含まれている。 The difference absolute value Dabs is nonlinearly converted in the difference sensitivity conversion means 34, and the difference signal ndf after the nonlinear conversion is sent to the motion subtraction means 35 (step S2). This difference signal ndf includes a motion component and a noise component.
また、差分絶対値Dabsは、動き差分検出手段50に入力され、差分絶対値Dabsから動きを検出するための非線形変換を行い、孤立点除去処理などで動きの誤検出を補正して、動きに該当する差分を抽出し、動きの差分を示す動き差分信号mvを出力する(ステップS3)。
これにより、動き差分検出手段50では、差分絶対値Dabsからノイズ成分を除くフレーム差分における動き分の差分値を示す動き差分信号mvを得ることとなる。
Also, the absolute difference value Dabs is input to the motion difference detection means 50, performs nonlinear conversion for detecting motion from the absolute difference value Dabs, corrects erroneous motion detection by isolated point removal processing, etc. A corresponding difference is extracted, and a motion difference signal mv indicating a difference in motion is output (step S3).
As a result, the motion difference detection means 50 obtains a motion difference signal mv indicating the difference value of the motion in the frame difference excluding the noise component from the difference absolute value Dabs.
次に、動き減算手段35では、差分感度変換手段34からの差分信号ndfと動き差分検出手段50からの動き差分信号mvを受け、差分信号ndfから動き差分信号mvの値を減算する。すなわち、フレーム差分である差分信号ndfから、ノイズ成分と混合された「動き」に該当する差分である動き差分信号mvを除き、ノイズ成分のみの差分信号nmdとして求める(ステップS4)。
差分信号ndfから動きに相当する差分である動き差分信号mvの値を減算した結果が負(−)の値となり、動き分が差分信号ndfより大きな値の場合は、ノイズ成分がないか、もしくはノイズ検出が無効な部分として、差分信号nmd=0を出力する。
Next, the motion subtraction means 35 receives the difference signal ndf from the difference sensitivity conversion means 34 and the motion difference signal mv from the motion difference detection means 50, and subtracts the value of the motion difference signal mv from the difference signal ndf. That is, the motion difference signal mv that is the difference corresponding to the “motion” mixed with the noise component is excluded from the difference signal ndf that is the frame difference, and the difference signal nmd including only the noise component is obtained (step S4).
If the result obtained by subtracting the value of the motion difference signal mv, which is a difference corresponding to motion, from the difference signal ndf is a negative (−) value, and the amount of motion is greater than the difference signal ndf, there is no noise component, or The difference signal nmd = 0 is output as a part where noise detection is invalid.
差分信号ndfには、映像信号でのノイズによる差分と動きによる差分が存在しているが、動きの度合いを示す動き差分信号mvを減算することで、動きがノイズとして検出されている場合において、差分信号ndfに含まれた動きを除き、ノイズ成分としての差分信号nmdを得ることができる。 In the difference signal ndf, there are a difference due to noise and a difference due to motion in the video signal, but when motion is detected as noise by subtracting the motion difference signal mv indicating the degree of motion, By removing the motion included in the difference signal ndf, the difference signal nmd as a noise component can be obtained.
ノイズ差分累積演算手段36では、フレーム有効エリア信号erctが示す1フレーム内の所定エリア内において、動き減算手段35からの差分信号nmdの値を累積し、1フレームのエリア内における差分累積値を1フレーム内のノイズ差分累積値nmctとして、1フレーム単位ごとに出力する(ステップS5)。
ノイズ差分累積値nmctは、フレーム差分からノイズ成分として得られた差分信号nmdに基づいており、1フレーム内の映像信号に含まれるノイズの量を示す値となり、フレーム内のノイズ成分を抽出することとなる。
In the noise difference accumulation calculation means 36, the value of the difference signal nmd from the motion subtraction means 35 is accumulated in a predetermined area in one frame indicated by the frame effective area signal erct, and the difference accumulation value in the area of one frame is set to 1. The noise difference cumulative value nmct in the frame is output for each frame unit (step S5).
The noise difference accumulated value nmct is based on the difference signal nmd obtained as a noise component from the frame difference, becomes a value indicating the amount of noise included in the video signal in one frame, and extracts the noise component in the frame. It becomes.
フレーム平均累積値算出手段37は、1フレーム期間単位のノイズ差分累積値nmctから、複数フレーム分のノイズ差分累積値を得て、複数フレームでのノイズ差分累積値における平均ノイズ差分累積値frnmを算出する(ステップS6)。
これにより、瞬間的なノイズの変化や、映像の動きの変化(シーンチェンジによる動きや、急激に変化する動きなど)の影響を防ぎ、入力される映像信号内に含まれた平均的なノイズの累積値を得ることができる。
The frame average cumulative value calculation means 37 obtains the noise difference cumulative value for a plurality of frames from the noise difference cumulative value nmct for one frame period, and calculates the average noise difference cumulative value frnm in the noise difference cumulative value for the plurality of frames. (Step S6).
This prevents the effects of instantaneous noise changes and video movement changes (such as movements due to scene changes and sudden changes), and prevents the average noise contained in the input video signal. Cumulative values can be obtained.
フレーム平均累積値算出手段37からの平均ノイズ差分累積値frnmは、ノイズ量変換手段38において、映像信号中のノイズ量を示す値として非線形変換されて、映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得る(ステップS7)。
平均ノイズ差分累積値frnmは、差分信号Dnから抽出されたフレーム単位でのノイズ成分の累積値であり、平均ノイズ差分累積値frnmの値が大きいほど映像信号におけるノイズ量が多くなり、ノイズ量変換手段38において変換での感度倍率とオフセット値によりノイズ量の検出の感度が調整される。
The average noise difference accumulated value frnm from the frame average accumulated value calculating means 37 is nonlinearly converted as a value indicating the noise amount in the video signal by the noise amount converting means 38 to obtain the noise amount flnd in the frame of the video signal ( Step S7).
The average noise difference cumulative value frnm is a cumulative value of noise components in units of frames extracted from the difference signal Dn. The larger the average noise difference cumulative value frnm, the greater the amount of noise in the video signal. The means 38 adjusts the sensitivity of detection of the noise amount by the sensitivity magnification and the offset value in the conversion.
次に、ノイズ量flndは、ノイズ除去処理制御手段40へと送られる。ノイズ除去処理制御手段40は、ノイズ量flndから、ノイズ除去効果のレベルを示しノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、出力する(ステップS8)。 Next, the noise amount flnd is sent to the noise removal processing control means 40. The noise removal processing control means 40 generates and outputs a control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect and controlling the noise removal effect from the noise amount flnd (step S8).
制御信号efcntは、例えばノイズ除去の効果を決めるノイズの巡回係数を制御するための制御信号として生成され、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)であれば、制御信号efcnt=0とし、所定値以上の値の場合は制御信号efcnt=8となるように変換することで、0から8の間の値でノイズ量に応じた制御信号efcntを生成する。この制御信号efcntは、ノイズ量flndが大きく、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、制御信号efcnt=8(ノイズ成分“大”画像)となり、ノイズ量flndの値が小さく、映像信号中のノイズ成分が少ない場合は、制御信号efcntも小さい値となり、ノイズ量flndの値がゼロであり、映像信号中のノイズ成分がない、もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効と検出される場合は、制御信号efcnt=0(ノイズなしの画像)となり、0から8の間の値でそのノイズ除去効果のレベルを示すこととなる。 The control signal efcnt is generated, for example, as a control signal for controlling a noise cyclic coefficient that determines the effect of noise removal. If the noise amount flnd is zero (flnd = 0), the control signal efcnt = 0 is set to a predetermined value. In the case of the above values, the control signal efcnt is generated with a value between 0 and 8 by converting the control signal efcnt = 8. When this control signal efcnt has a large amount of noise flnd and is detected that there are many noise components in the video signal, the control signal efcnt = 8 (noise component “large” image) and the value of the amount of noise flnd is small. When the noise component in the video signal is small, the control signal efcnt is also a small value, the value of the noise amount flnd is zero, and there is no noise component in the video signal, or the movement is large and noise detection is detected to be invalid. In this case, the control signal efcnt = 0 (image without noise), and a value between 0 and 8 indicates the level of the noise removal effect.
このノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntは、巡回係数発生手段24へと送られる。巡回係数発生手段24では、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsに応じたノイズに対する巡回係数Kmが発生されるとともに、この巡回係数Kmは、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntによっても制御される。
巡回係数発生手段24では、まず、動き度合い信号mdsの値で示される動きの度合いに応じて動き度合いに応じて変化する係数Km0が算出され(ステップS9)、
次に、例えば制御信号efcntに対応して変化する所定の倍率を乗算するなどして、係数Km0を制御信号efcntで制御した結果である巡回係数Kmを出力する(ステップS10)。
A control signal efcnt for controlling the effect of this noise removal is sent to the cyclic coefficient generating means 24. The cyclic coefficient generation means 24 generates a cyclic coefficient Km for noise corresponding to the motion degree signal mds from the motion detection means 23, and this cyclic coefficient Km is also controlled by a control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect. Is done.
In the cyclic coefficient generation means 24, first, a coefficient Km0 that changes in accordance with the degree of movement is calculated in accordance with the degree of movement indicated by the value of the movement degree signal mds (step S9).
Next, the cyclic coefficient Km, which is the result of controlling the coefficient Km0 with the control signal efcnt, is output by, for example, multiplying by a predetermined magnification that changes corresponding to the control signal efcnt (step S10).
例えば、動き度合い信号mdsの値に応じて変化する係数Km0は、図6に示すように、傾き設定値Efと最大値Kmax(Kmax≦1)から、動き度合い信号mdsが動きを示す場合は、巡回係数Km0=0とし、動きの度合いが低く(所定値以下で)、ノイズ成分であると検出されるmds=0の場合は、Km0=Kmaxとして、また動き度合い信号mdsの値が大きくなるにつれ、巡回係数Km0の値を小さくなるように変化させることで、動きを考慮したノイズに対する巡回係数Km0を得る。巡回係数Km0に対しては、例えば、制御信号efcntにより変化する倍率efcnt/8を乗算する、もしくは、制御信号efcntの値に対応した所定値で値を制限するなどして、制御信号efcntにより制御された巡回係数Kmを求める。 For example, the coefficient Km0 that changes in accordance with the value of the motion level signal mds is, as shown in FIG. 6, when the motion level signal mds indicates motion from the slope setting value Ef and the maximum value Kmax (Kmax ≦ 1). When the cyclic coefficient Km0 = 0, the degree of motion is low (below a predetermined value), and mds = 0 detected as a noise component, Km0 = Kmax and the value of the motion degree signal mds increases. By changing the value of the cyclic coefficient Km0 so as to be small, the cyclic coefficient Km0 for noise considering movement is obtained. The cyclic coefficient Km0 is controlled by the control signal efcnt by, for example, multiplying by a magnification efcnt / 8 that changes by the control signal efcnt, or by limiting the value by a predetermined value corresponding to the value of the control signal efcnt. The obtained cyclic coefficient Km is obtained.
制御信号efcntは、ノイズ量検出手段30で検出されたノイズ量flndに応じて生成されているので、得られた巡回係数Kmは、ノイズ量flndが大きく、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、巡回係数Km=Km0となり、ノイズ除去効果はKm0により決まる。一方、ノイズ量flndの値がゼロであり(flnd=0)、映像信号中のノイズ成分がない場合は、Km=0としてノイズ除去が行われない。したがって、制御信号efcntに対応して、巡回係数Kmの値が変化し、ノイズ量flndが大きい場合は、大きな値を持つ巡回係数Kmが出力され、ノイズ量flndの値が小さな場合、巡回係数Kmの値が小さくなる。 Since the control signal efcnt is generated according to the noise amount flnd detected by the noise amount detection means 30, the obtained cyclic coefficient Km is detected when the noise amount flnd is large and there are many noise components in the video signal. If it is, the cyclic coefficient Km = Km0, and the noise removal effect is determined by Km0. On the other hand, when the value of the noise amount flnd is zero (flnd = 0) and there is no noise component in the video signal, noise removal is not performed with Km = 0. Accordingly, when the value of the cyclic coefficient Km changes corresponding to the control signal efcnt and the noise amount flnd is large, the cyclic coefficient Km having a large value is output, and when the value of the noise amount flnd is small, the cyclic coefficient Km The value of becomes smaller.
このようにして動きの度合いを示す動き度合い信号mdsと、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntに応じて得られた巡回係数Kmは、乗算手段25へと入力される。乗算手段25では、振幅制限手段22からの差分値Dfnと巡回係数Kmが乗算され、ノイズの巡回量Ndを
Nd=Km×Dfn
により求め、得られたノイズ巡回量Ndを演算手段26へと送る(ステップS11)。
The cyclic coefficient Km obtained according to the motion level signal mds indicating the level of motion and the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect in this way is input to the multiplying
And the obtained noise circulation amount Nd is sent to the calculating means 26 (step S11).
演算手段26においては、入力信号Di0に対して乗算手段25からのノイズ巡回量Ndを加算することで(ステップS12)、映像信号中のノイズを除去して、ノイズ除去後の出力信号Do0を得る(ステップS13)。
In the calculating means 26, the noise circulating amount Nd from the multiplying
ここで、巡回係数Kmは、動き度合い信号mdsの値に応じて算出されているとともに、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntによっても制御され、算出されている。よって、動き度合い信号mdsが動きを示す場合と、映像信号中のノイズ成分がない場合は、巡回係数Km=0として送られているので、この場合のノイズの巡回量NdはNd=0となり、ノイズ除去は行われない。映像信号中に含まれるフレーム単位でのノイズ量を得て、このノイズ量を示す信号に応じてノイズに対する巡回係数Kmが得られているので、ノイズ成分が少ない映像信号に対してはノイズ巡回量Ndの値が小さくなり、尾引きや残像という弊害を低減して、目立たなくできる。 Here, the cyclic coefficient Km is calculated according to the value of the motion degree signal mds, and is also controlled and calculated by the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect. Therefore, when the motion level signal mds indicates movement and when there is no noise component in the video signal, the cyclic coefficient Km = 0 is sent, so the noise cyclic amount Nd in this case is Nd = 0, Noise removal is not performed. Since the amount of noise for each frame included in the video signal is obtained, and the cyclic coefficient Km for noise is obtained according to the signal indicating the amount of noise, the noise cyclic amount for video signals with less noise components The value of Nd becomes small, and the adverse effects of tailing and afterimage can be reduced to make it inconspicuous.
一方で、動きの度合いが低い(例えば所定値以下である)と検出され、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、Km=Kmaxとなっているので、動き部分以外でのノイズ巡回量Ndは最大値に設定でき、ノイズの除去効果を大きくすることができる。 On the other hand, when it is detected that the degree of motion is low (for example, below a predetermined value) and there are many noise components in the video signal, since Km = Kmax, noise other than the motion portion is detected. The traveling amount Nd can be set to the maximum value, and the noise removal effect can be increased.
以上より、実施の形態1のノイズ除去装置1によれば、ノイズ量検出手段30において、フレーム差分検出手段33で得られたフレーム差分Dnに対して、動き差分検出手段50によりフレーム差分における動きに該当する差分を抽出し、動きに相当する動き差分信号mvを得て、フレームノイズ抽出手段39において、フレーム差分から動きに相当する値分の動き差分信号mvの値を減算することで、ノイズ成分のみの差分信号nmdを求め、ノイズ成分のみの差分信号nmdからフレーム単位の平均ノイズ差分累積値frnmをフレームノイズ抽出結果として出力する。そして、平均ノイズ差分累積値frnmから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて巡回係数Kmを制御して、ノイズ除去のノイズ巡回量を得ている。
As described above, according to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動き成分とノイズ成分を切り分け、映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量を得ており、映像信号中のノイズ量に応じた巡回係数を得ることができる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対しては巡回係数を大きくしてノイズの巡回量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ巡回量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ巡回量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the motion component and the noise component of the video signal included in the difference between frames are separated to obtain the amount of noise contained in the frame of the video signal, and the cyclic coefficient corresponding to the amount of noise in the video signal is obtained. Can do. Therefore, the cyclic coefficient can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the noise cyclic amount can be increased for video signals and motion parts that have less noise components. It is possible to reduce tailing and afterimages, and to eliminate the tailing and afterimages by reducing the noise circulation amount to 0 for video signals and moving parts that do not contain noise components. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
なお、上記の実施の形態では、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)であれば、制御信号efcntをゼロとしているが、ノイズ量flndがゼロに限らず、所定値(上記第1の所定値とは異なる第2の所定値)以下であれば、映像信号中のノイズ成分が少ない(最小レベルである)として、制御信号efcntをゼロとし、巡回係数Kmがゼロとなるようにしても良い。 In the above embodiment, if the noise amount flnd is zero (flnd = 0), the control signal efcnt is set to zero. However, the noise amount flnd is not limited to zero, but a predetermined value (the first predetermined value). (Second predetermined value different from), the control signal efcnt may be set to zero, and the cyclic coefficient Km may be set to zero, assuming that the noise component in the video signal is small (at the minimum level).
また、フレームメモリ11では、映像信号を1フレーム分遅延すると説明したが、入力映像信号は、インターレース信号であっても、順次走査(プログレッシブ)信号であってもよく、フレームメモリ11において、入力映像信号がインターレース信号の場合は2フィールド分の遅延を行い、プログレッシブ信号の場合は1フレーム分遅延を行えば、同様に構成できる。また、フレームメモリ11でのフレーム遅延は、1フレーム分の遅延に限らず、映像信号を2フレーム分遅延するよう構成してもよく、この場合は時間的により離れたフレーム間での演算となり、時間軸の中でフレーム相関のないノイズ成分が得られ、よりノイズ除去効果が大きくできる。
Although the
また、巡回係数発生手段24において、動き度合い信号mdsに応じて求められる巡回係数Km0の特性が図6に示されるものである場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、得られた動き度合い信号mdsに応じて、例えば所定の動き度合い信号mdsが所定値MD2より小さい場合はKm0を所定の固定値として、所定値MD2から動きを示す動き度合い信号の最大値まで、動きの度合いが大きくなるにつれ徐々にKm0を小さくし、動き度合い信号の最大でKm0=0なるように変換するよう構成してもよい。 Moreover, although the case where the characteristic of the cyclic coefficient Km0 obtained according to the motion degree signal mds in the cyclic coefficient generation means 24 is as shown in FIG. 6 has been described, the present invention is not limited to this and can be obtained. In accordance with the motion level signal mds, for example, when the predetermined motion level signal mds is smaller than the predetermined value MD2, the degree of motion from the predetermined value MD2 to the maximum value of the motion level signal indicating the motion, with Km0 being a predetermined fixed value. It may be configured such that Km0 is gradually decreased as the value increases, and conversion is performed so that Km0 = 0 at the maximum of the motion degree signal.
また、巡回係数Kmをノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntによって制御する構成についても、制御信号efcntが所定の値以下でノイズ量がゼロもしくは小さい場合に、巡回係数Kmをゼロ(Km=0)とし、ノイズ除去を行わないように構成しても良い。即ち、巡回係数Kmが、ノイズ量flndから得られた制御信号efcntに応じて変化して、映像信号のノイズ量を考慮したノイズに対する巡回係数が得られる構成であれば同様の効果が得られる。 In the configuration in which the cyclic coefficient Km is controlled by the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect, the cyclic coefficient Km is set to zero (Km = 0) when the control signal efcnt is equal to or smaller than a predetermined value and the noise amount is zero or small. ) And noise removal may not be performed. That is, the same effect can be obtained if the cyclic coefficient Km changes according to the control signal efcnt obtained from the noise amount flnd and the cyclic coefficient for noise considering the noise amount of the video signal can be obtained.
さらに、ノイズ除去装置1の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
Furthermore, although each component of the
実施の形態2.
実施の形態1のノイズ除去装置1では、ノイズ除去手段20をノイズ除去後の出力信号Do0を1フレーム遅延させ処理するフレーム巡回型のノイズ除去として構成し、フレームメモリ11において、ノイズ除去後の出力信号Do0を1フレーム遅延させてフレーム差分Diffを求めているが、図9に示すように、現フレームの入力信号Di0をそのままフレームメモリ11により1フレーム遅延してフレーム差分を求める非巡回型のノイズ除去装置(非巡回型ノイズ除去装置と呼ぶ)を構成することもできる。
In the
図9は、実施の形態2の非巡回型のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態2のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図である。図9において、図1の構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the non-cyclic type noise removal apparatus according to the second embodiment (that is, an apparatus that can implement the noise removal method according to the second embodiment). 9, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図9において、実施の形態2のノイズ除去装置2は、実施の形態1のノイズ除去装置1(図1参照)におけるノイズ除去手段20の代わりにノイズ除去手段60を用い、フレームメモリ11が入力信号Di0を1フレーム遅延し、入力信号Di0と1フレーム遅延信号Im1で非巡回型のノイズ除去処理を行うよう構成したものである。ノイズ除去手段60に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
9, the
実施の形態2におけるノイズ除去手段60は、ノイズ除去手段20と同様、入力フレーム信号と1フレーム前の信号Im1の間での差分から動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを得て、この動き度合い信号mdsと、ノイズ量検出結果flndに応じて生成されたノイズ除去の効果を制御するための信号efcntに基づきノイズ除去でのフィルタ係数を得てノイズ除去を行うものであり、第1および第2の係数乗算手段61、62と、入力フレーム信号Di0と1フレーム前の信号Im1の間での差分から動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを出力する動き検出手段63と、動き検出手段63からの信号mdsと、ノイズ除去処理制御手段40においてノイズ量検出結果に応じて生成されたノイズ除去の効果を制御するための信号efcntに応じて、ノイズ除去のフィルタ係数kn、(1−kn)を生成するフィルタ係数発生手段64と、係数乗算手段61、62における係数乗算により得られた信号を加算する加算手段65とを備える。
Similarly to the
フレームメモリ11では、入力映像信号Di0を1フレーム遅延させ、入力映像信号Di0に対し、1フレーム前の映像信号Im1を出力する。現フレーム信号Di0とフレームメモリ11からの前フレーム信号Im1は、ノイズ量検出手段30内の差分演算手段31と、ノイズ除去手段60へと送られる。
The
タイミング信号生成手段12において、同期信号SYに基づきタイミング信号erct、frpを生成し、ノイズ量検出手段30において、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム差分Dnを求め、映像信号での「動き」に該当する差分mvを検出するとともに、差分Dnの絶対値を感度変換することで得られた信号ndfから「動き」に該当する差分mvを除き、映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めて、映像信号のノイズ量flndを得る構成、およびノイズ除去処理制御手段40でノイズ量flndに応じて、ノイズ除去効果のレベルを示し、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成する構成は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
The timing
ノイズ除去手段60へは、現フレーム信号Di0、前フレーム信号Im1、及びノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntが入力される。ノイズ除去手段60では、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム差分から、差分が「動き」に該当するか「ノイズ」に該当するかを検出して動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを得るとともに、この動き度合い信号mdsに基づきノイズ除去のためのフィルタ係数kn、(1−kn)を求めて、ノイズ除去フィルタ処理を行うが、上記フィルタ係数kn、(1−kn)は、動き度合い信号mdsの他に、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntによっても制御される。
The noise removal means 60 receives the current frame signal Di0, the previous frame signal Im1, and the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40. The
ノイズ除去手段60内の動き検出手段63へは、入力フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1が入力される。動き検出手段63は、入力フレーム信号Di0と1フレーム前の信号Im1との間でのフレーム差分から、映像信号での動きを検出し、フレーム差分における動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを出力する。
The input frame signal Di0 and the previous frame signal Im1 are input to the
動き検出手段63で生成される動き度合い信号mdsは、実施の形態1における、動き検出手段23で生成される動き度合い信号mdsと同様、動きの度合いを(MD1+1)段階で表すものであり、例えばMD1は8に設定される。フレーム差分Diffが動きによるものであると検出される場合、即ち完全動き画素と判断される場合には、mdsの値は、MD1(例えば=8)とされ、静止画部分もしくは差分が動きによるものではなく、ノイズ成分であると検出される場合は、mdsの値は、ゼロとされる。 The motion degree signal mds generated by the motion detection means 63 represents the degree of motion in (MD1 + 1) stages, similar to the motion degree signal mds generated by the motion detection means 23 in the first embodiment. MD1 is set to 8. When it is detected that the frame difference Diff is due to motion, that is, when it is determined that the pixel is a complete motion pixel, the value of mds is MD1 (eg, = 8), and the still image portion or the difference is due to motion. If the noise component is detected instead, the value of mds is set to zero.
動き検出手段63からの動き度合い信号mdsは、フィルタ係数発生手段64へと送られる。
The motion degree signal mds from the
なお、動き検出手段63からの動き度合い信号mdsの設定は、動きの度合いを示す0から8までの9段階として説明したが、これに限るものではなく、動きの度合いを示す値であれば、9段階以上でも、それ以下でも良い。
Note that the setting of the motion level signal mds from the
フィルタ係数発生手段64には、動き検出手段63からの動き度合い信号mdsと、ノイズ除去処理制御手段40からのノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntが入力される。
フィルタ係数発生手段64は、動き度合い信号mdsに応じて、且つノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntに制御されて、ノイズ除去フィルタのフィルタ係数knおよび(1−kn)を発生する。
The filter coefficient generation means 64 receives the motion degree signal mds from the motion detection means 63 and the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect from the noise removal processing control means 40.
The filter coefficient generation means 64 generates filter coefficients kn and (1-kn) of the noise removal filter according to the motion degree signal mds and controlled by the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40.
フィルタ係数発生手段64で発生し出力するノイズ除去フィルタのフィルタ係数knおよび(1−kn)は、ノイズ除去を行うフィルタの係数を設定するものであり、0≦kn≦1の範囲で設定される。係数knは前フレーム信号Im1に対して乗算を行う係数であり、係数(1−kn)は入力される現フレーム信号Di0に対して乗算を行う係数とすると、この係数knの値が1に近いほど、ノイズ除去を行うノイズの除去量が大きくなり、ノイズ除去効果が高くなる。一方、係数knの値がゼロ(kn=0)であると、前フレーム信号Im1に対しては乗算が行われず、ノイズの除去量はゼロとなり、入力信号のまま出力されることとなり、ノイズ除去は行われない。 The filter coefficients kn and (1-kn) of the noise removal filter generated and output by the filter coefficient generation means 64 are for setting the coefficient of the filter for noise removal, and are set in the range of 0 ≦ kn ≦ 1. . The coefficient kn is a coefficient for multiplying the previous frame signal Im1, and the coefficient (1-kn) is a coefficient for multiplying the input current frame signal Di0, the value of this coefficient kn is close to 1. As the noise is removed, the noise removal amount increases, and the noise removal effect increases. On the other hand, if the value of the coefficient kn is zero (kn = 0), the previous frame signal Im1 is not multiplied, the noise removal amount becomes zero, and the input signal is output as it is, and noise removal is performed. Is not done.
フィルタ係数発生手段64では、映像信号における動きによる尾引きや残像を低減するため、動き検出手段63からの動き度合い信号mdsに応じて、フィルタ係数kn、(1−kn)が求められる。例えば、
動き度合い信号mdsが最大値MD1(例えば8)であって動きを示す場合は、フィルタ係数kn=0とし、
動きの度合いが低く、静止画もしくはノイズ成分であると検出されるmds=0の場合は、kn=kmax(kmax≦1)とし、
動き度合い信号mdsの値が0より大きくMD1よりも小さい範囲では、動きの度合い信号mdsの値が大きくなるにつれ、係数knの値が小さくなるように変化させることで、動きを考慮したノイズの除去量を示す係数が得られる。
The filter coefficient generation means 64 obtains filter coefficients kn and (1-kn) according to the motion degree signal mds from the motion detection means 63 in order to reduce tailing and afterimage due to motion in the video signal. For example,
When the movement degree signal mds is the maximum value MD1 (for example, 8) and indicates movement, the filter coefficient kn = 0 is set.
When mds = 0, which is detected as a still image or a noise component with a low degree of motion, kn = kmax (kmax ≦ 1)
In a range where the value of the motion degree signal mds is larger than 0 and smaller than MD1, the noise is reduced in consideration of the motion by changing the coefficient kn to be smaller as the value of the motion degree signal mds becomes larger. A coefficient indicating the quantity is obtained.
さらに、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntにより、ノイズ量flndが大きく(第1の所定値以上であり)、映像信号中のノイズ成分が多い(最大レベルである)と検出される制御信号efcnt=8(ノイズ成分“大”画像)の場合は、係数knの値が大きくなるように制御し、一方、ノイズ量flndの値が小さく、映像信号中のノイズ成分が少なく、制御信号efcntが小さい値である場合は、係数knを小さくし、ノイズ除去の程度が少なくなるようにフィルタ係数を制御する。さらに、ノイズ量flndの値がゼロであり(flnd=0)、映像信号中のノイズ成分がない制御信号efcnt=0(ノイズなしの画像)場合は、係数kn=0としてノイズ除去が行われないようにフィルタ係数を制御する。したがって、制御信号efcntに対応して、フィルタ係数knの値が変化し、ノイズ量flndが大きい場合は、大きな値の係数knが出力され、ノイズ量flndの値が小さいほど、係数knの値がより小さくされる。 Further, the control that is detected by the control signal efcnt from the noise removal processing control means 40 when the noise amount flnd is large (greater than or equal to the first predetermined value) and the noise component in the video signal is large (at the maximum level). In the case of the signal efcnt = 8 (noise component “large” image), the control is performed so that the value of the coefficient kn becomes large, while the value of the noise amount flnd is small, the noise component in the video signal is small, and the control signal efcnt Is a small value, the coefficient kn is decreased, and the filter coefficient is controlled so that the degree of noise removal is reduced. Furthermore, when the value of the noise amount flnd is zero (flnd = 0) and the control signal efcnt = 0 (image without noise) having no noise component in the video signal, noise removal is not performed with the coefficient kn = 0. The filter coefficient is controlled as follows. Therefore, when the value of the filter coefficient kn changes in response to the control signal efcnt and the noise amount flnd is large, a large value of the coefficient kn is output. The smaller the value of the noise amount flnd, the smaller the value of the coefficient kn becomes. Made smaller.
なお、実施の形態1で述べたのと同様に、ノイズ量flndがゼロ(flnd=0)である場合にのみ制御信号efcntをゼロとする代りに、ノイズ量flndが所定値(上記第1の所定値とは異なる第2の所定値)以下であれば、映像信号中のノイズ成分が少ない(最小レベルである)として、制御信号efcntをゼロとし、係数knがゼロとなるようにしても良い。 As described in the first embodiment, instead of setting the control signal efcnt to zero only when the noise amount flnd is zero (flnd = 0), the noise amount flnd is set to a predetermined value (the above first value). (The second predetermined value different from the predetermined value) or less, the control signal efcnt may be set to zero and the coefficient kn may be set to zero because the noise component in the video signal is small (at the minimum level). .
フィルタ係数発生手段64は、例えば、図10に示すように構成される。
図10に示されるフィルタ係数発生手段64は、係数算出手段641と、係数制限手段642と、傾き設定手段643と、係数最大値設定手段644と、ノイズ量係数制御手段645と、減算手段646とを備える。
The filter coefficient generating means 64 is configured as shown in FIG. 10, for example.
The filter coefficient generating means 64 shown in FIG. 10 includes a coefficient calculating means 641, a coefficient limiting means 642, a slope setting means 643, a coefficient maximum value setting means 644, a noise amount coefficient control means 645, and a subtraction means 646. Is provided.
係数算出手段641、係数制限手段642、傾き設定手段643、係数最大値設定手段644、及びノイズ量係数制御手段645は、それぞれ図5の係数算出手段241、係数制限手段242、傾き設定手段243、係数最大値設定手段244、及びノイズ量係数制御手段245と同様に動作する。但し、ノイズ量係数制御手段645により生成される信号は係数knであり、これに対応して、各手段641、642、643、及び644から出力される信号も異なる。手段641〜644により、動き度合い信号mdsに応じて係数kn0が(実施の形態1における係数Km0と同様に)生成され、制御信号efcntによる制限を受けて係数knが生成される。減算手段646は、別途供給される「1」を表す信号からノイズ量係数制御手段645の出力knを減算して、係数(1−kn)を表す信号を出力する。
The coefficient calculation means 641, coefficient restriction means 642, slope setting means 643, coefficient maximum value setting means 644, and noise amount coefficient control means 645 are the coefficient calculation means 241, coefficient restriction means 242, slope setting means 243 in FIG. It operates in the same manner as the coefficient maximum value setting means 244 and the noise amount coefficient control means 245. However, the signal generated by the noise amount coefficient control means 645 is the coefficient kn, and the signals output from the
フィルタ係数発生手段64の代わりに、図11に示すフィルタ係数発生手段64bを用いることもできる。
図11に示されるフィルタ係数発生手段64bは、係数算出手段641と、係数制限手段642と、傾き設定手段643bと、係数最大値設定手段644bと、減算手段646とを備える。
Instead of the filter coefficient generating means 64, a filter coefficient generating means 64b shown in FIG. 11 can be used.
The filter coefficient generation means 64b shown in FIG. 11 includes a coefficient calculation means 641, a coefficient restriction means 642, a slope setting means 643b, a coefficient maximum value setting means 644b, and a subtraction means 646.
係数算出手段641、係数制限手段642、傾き設定手段643b、及び係数最大値設定手段644bは、それぞれ図7の係数算出手段241、係数制限手段242、傾き設定手段243b、及び係数最大値設定手段244bと同様に動作する。但し、係数制限手段642により生成される信号は係数knであり、これに対応して、各手段641、643b、及び644bから出力される信号も異なる。手段641、643b、644bにより、動き度合い信号mdsに応じて係数knが(実施の形態1における係数Kmと同様に)生成される。この場合、ノイズ除去処理制御手段40からの制御信号efcntにより係数knを得た後、動き度合い信号mdsに応じて係数の値を変化させる構成であっても良く、動き度合い信号mdsに応じてフィルタ係数knを演算後、制御信号efcntにより係数knを制限し、もしくは演算処理するように構成してもよい。減算手段646は、別途供給される「1」を表す信号からノイズ量係数制御手段645の出力knを減算して、係数(1−kn)を表す信号を出力する。
The coefficient calculation means 641, coefficient restriction means 642, slope setting means 643b, and coefficient maximum value setting means 644b are respectively the coefficient calculation means 241, coefficient restriction means 242, slope setting means 243b, and coefficient maximum value setting means 244b of FIG. Works as well. However, the signal generated by the coefficient limiting means 642 is the coefficient kn, and the signals output from the
フィルタ係数発生手段64において、動きき度合い信号mdsと映像信号中のノイズ量flndに基づいて生成されたフィルタ係数knおよび(1−kn)は、第1および第2の係数乗算手段61、62へと出力される。 In the filter coefficient generation means 64, the filter coefficients kn and (1-kn) generated based on the motion degree signal mds and the noise amount flnd in the video signal are sent to the first and second coefficient multiplication means 61 and 62. Is output.
第1の係数乗算手段61へは、入力フレーム信号Di0と係数変換手段64からのフィルタ係数(1−kn)が送られる。係数乗算手段61では、入力フレーム信号Di0にフィルタ係数(1−kn)が乗算され、乗算結果が加算手段65へと出力される。また、第2の係数乗算手段62へは、前フレーム信号Im1と係数変換手段64からのフィルタ係数knが送られる。係数乗算手段62では、前フレーム信号Im1にフィルタ係数knが乗算され、乗算結果が加算手段65へと出力される。
To the first coefficient multiplication means 61, the input frame signal Di0 and the filter coefficient (1-kn) from the coefficient conversion means 64 are sent. The
加算手段65には、第1および第2の係数乗算手段61、62におけるフィルタ係数乗算により得られた信号が入力される。加算手段65は、第1および第2の係数乗算手段61、62からの信号(入力信号Di0及び前フレーム信号Im1とフィルタ係数との積)を加算することでノイズ除去フィルタ出力Ndを得て、これを映像信号中のノイズを除去した出力信号Do0として出力する。
A signal obtained by the filter coefficient multiplication in the first and second coefficient multiplication means 61 and 62 is input to the adding
ここで、フィルタ係数knおよび(1−kn)は、動き度合い信号mdsの値に応じて算出されており、さらには、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntでも制御されて算出されている。よって、動き度合い信号mdsが動きを示す場合と、映像信号中のノイズ成分がない、もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効と検出される場合は、係数kn=0となるので、この場合の第2の係数乗算手段62におけるフィルタ係数乗算により得られた信号はゼロとなり、入力信号Di0のままノイズ除去は行われない。一方で、動きの度合いが低いと検出され、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、係数kn=1となるので、ノイズの除去量としてフィルタ処理で加算される前フレームの信号の割合が大きく、最大値に設定され、ノイズの除去効果を大きくすることができ、動きの度合いに応じて段階的にノイズの除去効果を変化される。このようにして、動きの度合いに応じて段階的にノイズの除去効果を変更することができる。 Here, the filter coefficients kn and (1−kn) are calculated according to the value of the motion degree signal mds, and are further calculated by being controlled by the control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect. Therefore, when the motion level signal mds indicates motion, and when there is no noise component in the video signal, or when motion is large and noise detection is detected to be invalid, the coefficient kn = 0. The signal obtained by the filter coefficient multiplication in the coefficient multiplication means 62 of 2 becomes zero, and noise removal is not performed with the input signal Di0. On the other hand, if it is detected that the degree of motion is low and if there is a large amount of noise component in the video signal, the coefficient kn = 1, so that the signal of the previous frame that is added by filtering as the noise removal amount This ratio is large and is set to the maximum value, so that the noise removal effect can be increased, and the noise removal effect is changed step by step according to the degree of movement. In this way, the noise removal effect can be changed stepwise according to the degree of movement.
ノイズ除去手段60に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略するが、非巡回型の場合、入力フレームとその前フレームの2フレーム間のフレーム相関を用いた演算となる。
The configuration and operation other than those relating to the
図1のノイズ除去装置1のようなフレーム巡回型の場合、ノイズ除去後の映像信号をフレーム遅延させるため、2フレーム間だけでなく多フレームに渡る演算となる。フレーム巡回型ノイズ除去装置1と非巡回型ノイズ除去装置2の処理は同様であるが、ノイズ除去効果は巡回型ノイズ除去装置1の場合が大きい。一方、動きが多い映像信号の場合には、非巡回型ノイズ除去装置11が尾引きや残像を低減できる。
In the case of a frame cyclic type such as the
実施の形態2のノイズ除去装置2によれば、ノイズ量検出手段30において、「動き」に該当する差分である動き差分信号mvを除き、ノイズ成分のみの差分信号nmdを求め、ノイズ成分のみの差分信号nmdからフレーム単位の平均ノイズ差分累積値frnmを算出し、この平均ノイズ差分累積値frnmから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、さらにノイズ量flndから、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて、ノイズ除去のフィルタ係数kn、(1−kn)を得て、入力信号のノイズ除去を行っている。
According to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動きとノイズ成分を切り分け、映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量を得て、映像信号中のノイズ量に応じたノイズ除去フィルタの係数を発生することができる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの除去量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ除去量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ除去量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the motion and noise components of the video signal included in the difference between frames are separated, the amount of noise included in the frame of the video signal is obtained, and the coefficient of the noise removal filter corresponding to the amount of noise in the video signal is generated can do. Therefore, the amount of noise removal can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the amount of noise removal can be reduced for video signals and moving parts with less noise components to reduce tailing and afterimages. Furthermore, the amount of noise removal can be set to 0 for video signals and moving parts that do not contain noise components, and tailing and afterimages can be eliminated. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
なお、上記のノイズ除去手段60は、入力映像信号と1フレーム前の信号を用いたノイズ除去フィルタを備えているが、ノイズ除去フィルタのタップ数、すなわち使用する入力信号と遅延信号のフレーム数は、3フレームであっても、それ以上であってもよく、フレームメモリ11を複数個用いる構成とし、フィルタ係数を生成できれば、同様に構成できる。フレーム数が多くなれば、より多くのフレームに渡る演算となり、よりノイズ除去効果を大きくすることができる。
The noise removal means 60 includes a noise removal filter using an input video signal and a signal one frame before. However, the number of taps of the noise removal filter, that is, the number of input signal and delay signal frames used is as follows. The number of frames may be three or more. If a plurality of
さらに、ノイズ除去装置2の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
Furthermore, although each component of the
実施の形態3.
実施の形態1のノイズ除去装置1では、フレーム差分から映像信号の動きを検出しており、ノイズ量検出手段30内の動き差分検出手段50と、ノイズ除去手段20内の動き検出手段23において別々に動きを検出するよう構成したが、共通の手段でフレーム差分を求め、動き検出を行うよう構成することもできる。
In the
図12は、実施の形態3のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態3のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図であり、巡回型のノイズ除去装置を構成している。図12において、図1に示した構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the noise removal device of the third embodiment (that is, a device that can implement the noise removal method of the third embodiment), and configures a cyclic noise removal device. Yes. 12, the same or corresponding components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図12において、実施の形態3のノイズ除去装置3は、実施の形態1のノイズ除去装置1(図1参照)における動き検出手段23とノイズ量検出手段30内の動き差分検出手段50を映像信号の動きを検出する1つの動き検出手段51で兼用し、減算手段21からのフレーム差分Diffと動き検出手段51での動き検出結果からノイズ量を検出するノイズ量検出手段70を設けたものである。これら動き検出手段51とノイズ量検出手段70に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 12, the
実施の形態3におけるノイズ除去装置3は、減算手段21で求められたフレーム差分に基づき映像信号の動きを検出する動き検出手段51と、入力映像信号中に含まれるノイズ成分の量を検出するノイズ量検出手段70とを備えている。
The
フレームメモリ11で、ノイズ除去後の信号Do0を1フレーム遅延させて前フレーム信号Im1を生成し、減算手段21において、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム差分Diffを求める構成と、振幅制限手段22と、同期信号SYに基づきタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段12とは、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
The
動き検出手段51は、入力フレーム信号Di0と1フレーム前の信号Im1の間でのフレーム間差分Diffから動きを検出し、動きの度合いを示す動き度合い信号mdsと動き差分を示す動き差分信号mvを出力するものであり、フレーム間差分の絶対値Dmaを演算する絶対値演算手段511と、フレーム間の差分絶対値Dmaを非線形変換し動きを検出する動き感度変換手段512と、孤立点除去など差分信号による動きがノイズであるかを判定することで、非線形変換された差分信号を動き差分および動きの度合いを示す値として変換して出力する動き変換手段513とを備えている。 The motion detection means 51 detects a motion from the inter-frame difference Diff between the input frame signal Di0 and the signal Im1 of the previous frame, and obtains a motion degree signal mds indicating the degree of motion and a motion difference signal mv indicating the motion difference. An absolute value calculation means 511 for calculating an absolute value Dma of the difference between frames, a motion sensitivity conversion means 512 for detecting a motion by nonlinearly converting the difference absolute value Dma between frames, and a difference such as isolated point removal. It is provided with motion conversion means 513 for converting the difference signal subjected to nonlinear conversion as a value indicating the motion difference and the degree of motion by determining whether the motion by the signal is noise or not.
ノイズ量検出手段70は、フレーム差分から「動き」に該当する差分を除いた映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めるものであり、絶対値演算手段32と、差分絶対値を非線形変換する差分感度変換手段73と、フレームノイズ抽出手段79と、ノイズ量変換手段38とを備える。
フレームノイズ抽出手段79は、1フレーム内でのノイズ成分を持つ差分のみを抽出し、1フレーム単位の差分の累積値をフレームノイズ抽出結果であるノイズ差分累積値として出力するものであり、動き減算手段74と、ノイズ差分累積演算手段36と、フレーム平均累積値算出手段37とを備える。上記のうち、絶対値演算手段32、ノイズ差分累積演算手段36、フレーム平均累積値算出手段37、及びノイズ量変換手段38の構成と、ノイズ差分累積値を映像信号中のノイズ量を示す値として変換し、ノイズ量として出力する動作は、実施の形態1と同一であるので、その説明は省略する。
なお、実施の形態1に関し図1を参照して説明したフレーム差分検出手段33による1フレーム間の差分を検出する動作と同様の動作が、減算手段21と、絶対値演算手段32と、差分感度変換手段73との組合せにより行われることとなる。
The noise amount detection means 70 obtains the noise amount in the video signal obtained by removing the difference corresponding to “motion” from the frame difference in units of frames. The absolute value calculation means 32 and the difference for nonlinearly converting the difference absolute value. Sensitivity conversion means 73, frame noise extraction means 79, and noise amount conversion means 38 are provided.
The frame noise extraction means 79 extracts only a difference having a noise component in one frame, and outputs the accumulated value of the difference for each frame as a noise difference accumulated value as a frame noise extraction result. Means 74, noise difference accumulation calculation means 36, and frame average accumulation value calculation means 37 are provided. Among the above, the configuration of the absolute value calculation means 32, the noise difference accumulation calculation means 36, the frame average accumulation value calculation means 37, and the noise amount conversion means 38, and the noise difference accumulation value as values indicating the noise amount in the video signal. Since the operation for conversion and output as the amount of noise is the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted.
The same operation as the operation of detecting the difference between one frame by the frame
まず、動き検出手段51の構成について説明する。動き検出手段51へは、減算手段21からのフレーム差分Diffが入力される。動き検出手段51は、フレーム差分Diffから、動きに該当する差分を抽出し、動きを示す動き差分信号mvを出力するとともに、動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを出力する。
First, the configuration of the motion detection means 51 will be described. The frame difference Diff from the subtracting means 21 is input to the
なお、動き検出手段51より出力される動き差分信号mvと動き度合い信号mdsは、同一のものとなるよう設定することもできる。 Note that the motion difference signal mv and the motion degree signal mds output from the motion detection means 51 can be set to be the same.
動き検出手段51内の絶対値演算手段511には、減算手段21からのフレーム差分Diffが入力される。絶対値演算手段511は、フレーム差分Diffの絶対値を演算し、フレーム差分絶対値Dmaを出力する。
The frame difference Diff from the subtracting means 21 is input to the absolute value calculating means 511 in the
動き感度変換手段512には、絶対値演算手段511からの差分絶対値Dmaが入力される。動き感度変換手段512では、差分絶対値Dmaから動きを検出するための非線形変換を行い、例えば、差分絶対値Dmaにオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値DMULまでの範囲)内に制限することで非線形変換し(この処理は、図3を参照して差分絶対値Dabsに関して説明したのと同様に行い得る)、その結果を、動きを示す差分となる動き差分信号Dmとして動き変換手段513へと送る。 The difference absolute value Dma from the absolute value calculation means 511 is input to the motion sensitivity conversion means 512. The motion sensitivity conversion means 512 performs non-linear conversion for detecting motion from the difference absolute value Dma, for example, subtracts the offset value from the difference absolute value Dma, multiplies it by a predetermined sensitivity magnification, and outputs the calculation result to a predetermined value. (For example, this processing can be performed in the same manner as described for the difference absolute value Dabs with reference to FIG. 3), and is limited to within the range (for example, the range from 0 to the upper limit DMUL). The result is sent to the motion conversion means 513 as a motion difference signal Dm that is a difference indicating motion.
動き変換手段513へは、動き感度変換手段512からの動き差分信号Dmが入力される。動き変換手段513は、注目画素における差分信号Dmに対し、所定の周辺画素範囲内の差分信号と値の大きさを多数決判定することで、孤立した値がなくなるように孤立点を除去する孤立点除去処理、及び差分信号Dmの高周波数成分の値からノイズを判定し差分信号Dmを調整するなどの処理を行うことでその画素での差分信号を補正し、差分信号Dmの周辺画素での値とのバラツキを統一し、動きの誤検出を補正する。そして、補正後の差分信号を動き差分信号mvとし、また、補正後の差分信号から、例えば(MD1+1)段階(例えばMD1=8)で設定される動きの度合いを示す動き度合い信号mdsへと変換する。
The motion difference signal Dm from the motion
この動き差分信号mvは、動き成分と混合されたノイズ成分を除くフレーム差分における動きを示す値となり、動き差分信号Dmが動きによる成分を多く含むと検出される場合は、動き差分信号mvの値は大きくなり、差分が動きによる成分を多く含むものではなく、ノイズ成分を多く含むものであると検出される場合は、動き差分信号mvの値は小さくなり、さらに静止画部分である、或いは差分が動きによる成分を含まず、ノイズ成分から成るものであると検出される場合は、動き差分信号mvの値はゼロ(mv=0、完全静止画素)とされる。 The motion difference signal mv is a value indicating the motion in the frame difference excluding the noise component mixed with the motion component. When the motion difference signal Dm is detected to include a large amount of the motion component, the value of the motion difference signal mv When the difference is detected not to include many components due to motion but to include many noise components, the value of the motion difference signal mv becomes small and is a still image portion or the difference is motion Is detected, and the motion difference signal mv is zero (mv = 0, complete still pixel).
また、動き度合い信号mdsは、補正後の差分信号が所定値より大きく、フレーム差分が動きによるものであると検出される場合は、最大値MD1(完全動き画素)とし、補正後の差分信号が小さく、静止画部分もしくは差分が動きによるものではなく、ノイズ成分であると検出される場合は、ゼロ(完全静止画素)として、差分信号の値の変化に応じて、0からMD1(例えば、0から8)の間の値でその動きの度合いを示す動き度合い信号mdsへと変換する。 Further, when the difference signal after correction is larger than a predetermined value and the frame difference is detected to be due to motion, the motion degree signal mds is set to the maximum value MD1 (complete motion pixel), and the corrected difference signal is If it is small and the still image portion or the difference is not caused by motion but is detected as a noise component, it is set to zero (complete still pixel) and changes from 0 to MD1 (for example, 0) according to the change in the value of the difference signal To 8) is converted into a motion degree signal mds indicating the degree of motion.
なお、動き度合い信号mdsの設定は、動きの度合いを示す0から8までの9段階として説明したが、これに限るものではなく、動きの度合いを示す値であれば、9段階以上でも、それ以下でも良い。また、動き差分信号mvを動き度合い信号mdsと同様、差分信号の値の変化に応じて変化する値へ変換し、同一のものとなるよう設定することも可能である。 The setting of the movement degree signal mds has been described as nine stages from 0 to 8 indicating the degree of movement, but is not limited to this, and any value indicating the degree of movement may be used in nine stages or more. The following is also acceptable. Similarly to the motion level signal mds, the motion difference signal mv can be converted to a value that changes according to a change in the value of the difference signal, and can be set to be the same.
動き変換手段513からの動き差分信号mvは、ノイズ量検出手段70におけるフレームノイズ抽出手段39内の動き減算手段74へ出力され、動き度合い信号mdsは、巡回係数発生手段24へと出力される。
The motion difference signal mv from the
次に、ノイズ量検出手段70内の構成について、図12を参照して説明する。ノイズ量検出手段70内の絶対値演算手段32において、減算手段21からのフレーム差分Diffの絶対値を演算し、フレーム差分絶対値Dabsを出力する。フレーム差分Diffや差分絶対値Dabsには、映像信号における「動き」の成分と「ノイズ」の成分が含まれており、差分絶対値Dabsが0の場合は、完全に静止しているか、もしくはノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、差分絶対値Dabsは大きくなる。 Next, the configuration within the noise amount detection means 70 will be described with reference to FIG. The absolute value calculation means 32 in the noise amount detection means 70 calculates the absolute value of the frame difference Diff from the subtraction means 21 and outputs the frame difference absolute value Dabs. The frame difference Diff and the difference absolute value Dabs include a “motion” component and a “noise” component in the video signal. When the difference absolute value Dabs is 0, the frame difference Diff or the difference absolute value Dabs is completely stationary or noise. The difference absolute value Dabs becomes large when there is a motion or noise component in a portion that does not contain a component.
差分感度変換手段73には、絶対値演算手段32からの差分絶対値Dabsが入力される。差分感度変換手段73では、例えば差分絶対値Dabsからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値dNまでの範囲)内に制限することで非線形変換し(この処理は、図2を参照して差分絶対値Dabsに関して説明したのと同様に行い得る)、その結果を、差分信号ndfsとしてフレームノイズ抽出手段79内の動き減算手段74へ出力する。
この差分信号ndfsには、動き成分とノイズ成分が含まれている。
なお、非線形変換された差分信号ndfsの代わりに、非線形変換する前の差分絶対値Dabsをそのままフレームノイズ抽出手段79に供給してもよい。
The difference absolute value Dabs from the absolute value calculating means 32 is input to the difference
This difference signal ndfs includes a motion component and a noise component.
Instead of the differential signal ndfs subjected to nonlinear transformation, the absolute difference value Dabs before nonlinear transformation may be supplied to the frame
ノイズ量検出手段70内のフレームノイズ抽出手段79へは、差分感度変換手段73からの差分信号ndfsと、動き検出手段51からの動き差分信号mvと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。フレームノイズ抽出手段79は、動き減算手段74と、ノイズ差分累積演算手段36と、フレーム平均累積値算出手段37とを備え、まず、フレーム差分である差分信号ndfsから動き差分信号mvを除き、ノイズ成分のみの差分信号nmdを得て、このノイズ成分のみの差分信号nmdの値を1フレームのエリア内で累積することで、1フレーム内にノイズ成分が存在する程度を抽出し、1フレーム内のノイズ成分の程度に対応するノイズ差分累積値nmctを得る。そして、このノイズ差分累積値nmctを複数フレーム分得て、複数フレームでのノイズ差分累積値における平均値である平均ノイズ差分累積値frnmを算出し、フレームノイズ抽出結果とし出力する。
To the frame noise extraction means 79 in the noise amount detection means 70, the difference signal ndfs from the difference sensitivity conversion means 73, the motion difference signal mv from the motion detection means 51, and the vertical synchronization pulse signal from the timing signal generation means 12. The frp and the frame effective area signal erct are input. The frame
動き減算手段74へは、差分感度変換手段73からの差分信号ndfsと、動き検出手段51内の動き変換手段513からの動き差分信号mvが入力される。動き減算手段74では、差分信号ndfsから動きに相当する値分の動き差分信号mvの値を減算することで、ノイズ成分のみの差分信号nmdとして求める。なお、差分信号ndfsから動きに相当する差分の動き差分信号mvの値を減算した結果が負(−)の値となり、動き差分が差分信号ndfsより大きな値の場合は、ノイズ成分がないか、もしくはノイズ検出が無効な部分として、差分信号nmd=0を出力する。
To the motion subtracting means 74, the difference signal ndfs from the difference
差分信号ndfsには、映像信号でのノイズによる差分と動きによる差分が存在しており、フレーム差分から検出した差分信号ndfsから、動きを示す動き差分信号mvを減算することで、動きがノイズとして検出されている場合において、差分値を小さくして、動き部分をノイズ成分の値へ補正でき、差分信号ndfsに含まれた動きを除き、ノイズ成分としての差分信号nmdを得ることができる。 The difference signal ndfs includes a difference due to noise and a difference due to motion in the video signal. By subtracting the motion difference signal mv indicating motion from the difference signal ndfs detected from the frame difference, the motion becomes noise. In the case where it is detected, the difference value can be reduced to correct the moving part to the value of the noise component, and the difference signal nmd as the noise component can be obtained by removing the movement included in the difference signal ndfs.
以下、ノイズ量検出手段70におけるノイズ差分累積演算手段36、フレーム平均累積値算出手段37、及びノイズ量変換手段38における構成、動作は実施の形態1と同一であり、ノイズ成分のみの差分信号nmdから1フレーム内のノイズ成分を抽出したノイズ差分累積値nmctを得て、フレーム単位の平均ノイズ差分累積値frnmを算出し、この平均ノイズ差分累積値frnmから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを求め、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成する。そして、ノイズ量flndから得られた制御信号efcntに応じて、ノイズに対する巡回係数Kmを得て、入力信号のノイズ除去を行う。
Hereinafter, the configuration and operation of the noise difference
以上より、実施の形態3のノイズ除去装置3によれば、減算手段21によりフレーム差分を求め、動き検出手段51において動き検出を行い、そして、ノイズ量検出手段70において、「動き」に該当する差分である動き差分信号mvを除き、ノイズ成分のみの差分信号nmdを求め、映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて巡回係数Kmを制御して、ノイズ除去のノイズ巡回量を得ている。
As described above, according to the
よって、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの巡回量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ巡回量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ巡回量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the amount of noise circulation can be increased for video signals containing a lot of noise components, and the amount of noise circulation is reduced for video signals and moving parts with less noise components to reduce tailing and afterimages. In addition, for a video signal or a moving part that does not contain a noise component, the amount of noise circulation can be set to 0 to eliminate tailing and afterimage. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
また、動き検出手段51において、ノイズ量検出手段70への動き差分信号mvと、ノイズ除去処理で巡回係数発生手段24に対し送る動き度合い信号mdsとを生成し出力するよう構成しているので、フレーム差分の演算、動き検出処理を共通の手段で実行することができ、回路規模の削減ができる。 Further, since the motion detection means 51 is configured to generate and output a motion difference signal mv to the noise amount detection means 70 and a motion degree signal mds to be sent to the cyclic coefficient generation means 24 by noise removal processing. The calculation of the frame difference and the motion detection process can be executed by a common means, and the circuit scale can be reduced.
なお、ノイズ除去装置3の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態4.
実施の形態3のノイズ除去装置3は、実施の形態1のノイズ除去装置1において、フレーム差分を求める手段の共通にしたものであるが、図13に示すように、実施の形態2で示した非巡回型ノイズ除去装置において実施の形態3に関して説明したのと同様に、フレーム差分を求める手段の共通化を図ることもできる。
The
図13は、実施の形態4の非巡回型のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態4のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図である。図13において、図1、図9及び図12に示した構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of the non-cyclic type noise removal apparatus according to the fourth embodiment (that is, an apparatus that can implement the noise removal method according to the fourth embodiment). In FIG. 13, the same or corresponding components as those shown in FIGS. 1, 9, and 12 are denoted by the same reference numerals.
図13において、実施の形態4のノイズ除去装置4は、実施の形態3のノイズ除去装置3(図12参照)における振幅制限手段22、巡回係数発生手段24、乗算手段25、及び演算手段26とによるノイズ除去処理の構成の代わりに、実施の形態2のノイズ除去装置2(図9参照)におけるノイズ除去手段60内の係数乗算手段61、62、フィルタ係数発生手段64、及び加算手段65によるノイズ除去フィルタによる構成を用いたものである。その構成及び動作は、フレームメモリ11が入力信号Di0を1フレーム遅延すること以外は、上記で図12及び図9を参照して説明したのと同様であるので、その詳細な説明は省略するが、非巡回型の場合、入力フレームとその前フレームの2フレーム間のフレーム相関を用いた演算となる。
In FIG. 13, the
実施の形態4のノイズ除去装置4によれば、減算手段21によりフレーム差分Diffを求め、動き検出手段51において動き検出を行って「動き」に該当する差分を表す動き差分信号mvを生成し、そして、ノイズ量検出手段70において、動き差分信号mvを減算し、ノイズ成分のみの差分信号nmdからノイズ量flndを得て、さらにノイズ量flndから、制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基づいて、ノイズ除去のフィルタ係数kn、(1−kn)を得て、入力信号のノイズ除去を行っている。
According to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動きとノイズ成分を切り分け、映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量を得て、映像信号中のノイズ量に応じたノイズ除去フィルタの係数を発生することができる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの除去量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ除去量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ除去量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the motion and noise components of the video signal included in the difference between frames are separated, the amount of noise included in the frame of the video signal is obtained, and the coefficient of the noise removal filter corresponding to the amount of noise in the video signal is generated can do. Therefore, the amount of noise removal can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the amount of noise removal can be reduced for video signals and moving parts with less noise components to reduce tailing and afterimages. Furthermore, the amount of noise removal can be set to 0 for video signals and moving parts that do not contain noise components, and tailing and afterimages can be eliminated. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
また、動き検出手段51において、ノイズ量検出手段70への動き差分信号mvと、フィルタ係数発生手段64に対し送る動き度合い信号mdsとを生成し出力するよう構成しているので、フレーム差分の演算、動き検出処理を共通の手段で実行することができ、回路規模の削減ができる。 Further, since the motion detection means 51 is configured to generate and output a motion difference signal mv to the noise amount detection means 70 and a motion degree signal mds to be sent to the filter coefficient generation means 64, the calculation of the frame difference is performed. The motion detection process can be executed by a common means, and the circuit scale can be reduced.
なお、ノイズ除去装置4の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態5.
実施の形態1のノイズ除去装置1におけるノイズ量検出手段30においては、フレームノイズ抽出手段39内の動き減算手段35でノイズ成分のみの差分信号nmdを得て、ノイズ差分累積演算手段36で差分信号ndfの値を累積して1フレームのエリア内ノイズ差分累積値nmctを求めることでフレーム内でのノイズ成分を持つ差分のみを抽出し、ノイズ差分累積値nmctとして出力することで、映像信号のノイズ量flndを得るよう構成しているが、ノイズ成分が含まれた画素か否か(各画素の信号がノイズ成分を含むものであるか否か)を判定し、フレーム内での画素累積値からフレーム内でのノイズ成分を持つ差分のみを抽出してノイズ量を求めるよう構成することもできる。
In the noise amount detection means 30 in the
図14は、実施の形態5のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態5のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図であり、巡回型のノイズ除去装置を構成している。図14において、図1の構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the noise removal apparatus according to the fifth embodiment (that is, an apparatus that can carry out the noise removal method according to the fifth embodiment), and constitutes a cyclic noise removal apparatus. Yes. In FIG. 14, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図14において、実施の形態5のノイズ除去装置5は、実施の形態1のノイズ除去装置1(図1参照)の構成におけるノイズ量検出手段30の代わりにノイズ量検出手段80を用い、画素毎に動きがある画素かノイズ成分が含まれた画素かを判定し、フレーム内での画素累積値(画素計数値)からノイズ量を求めて、映像信号のフレーム単位でのノイズ量を得るよう構成したものである。このノイズ量検出手段80に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 14, the
実施の形態5におけるノイズ量検出手段80は、ノイズ量検出手段30と同様、入力フレーム信号と1フレーム前の信号の間での差分から、「動き」に該当する差分を除いた映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めるものであり、フレーム差分検出手段33、及び動き差分検出手段50は、図1に示されるものと同一のものである。
ノイズ量検出手段80は、フレーム差分検出手段33、及び動き差分検出手段50のほか、フレームノイズ抽出手段89とノイズ量変換手段87とを備えている。
The noise amount detection means 80 in the fifth embodiment is similar to the noise amount detection means 30 in the video signal in which the difference corresponding to “motion” is removed from the difference between the input frame signal and the signal one frame before. The amount of noise is obtained for each frame, and the frame difference detection means 33 and the motion difference detection means 50 are the same as those shown in FIG.
The noise
フレームノイズ抽出手段89は、1フレーム内でのノイズ成分を持つ差分のみを抽出し、1フレーム内でのノイズ成分のみを持つ画素の累積値(計数値)をノイズ画素累積値として得て、ノイズ画素累積値の平均を算出し、フレームノイズ抽出結果として出力する。
ノイズ量変換手段87は、平均化されたノイズ画素累積値を映像信号中のノイズ量を示す値として変換し、ノイズ量として出力する。
The frame
The noise amount conversion means 87 converts the averaged noise pixel accumulated value as a value indicating the amount of noise in the video signal, and outputs it as a noise amount.
フレームノイズ抽出手段89は、差分比較手段81と、差分画素累積演算手段82と、動き差分比較手段83と、動き画素累積演算手段84と、動き画素減算手段85と、フレーム平均ノイズ画素数算出手段86とを備えている。
差分比較手段81は、差分値ndfを2値化する。
The frame
The difference comparison means 81 binarizes the difference value ndf.
差分画素累積演算手段82は、2値化された差分npxから差分を含むと判定された画素の数を1フレーム内の有効エリア期間において累積(計数)し、1フレーム内での画素累積値(計数値)を差分画素累積値npcntとして出力する。
動き差分比較手段83は、動き検出手段50からの動き差分信号mvを2値化する。
The difference pixel accumulation calculation means 82 accumulates (counts) the number of pixels determined to include a difference from the binarized difference npx in the effective area period in one frame, and accumulates the pixel accumulated value in one frame ( (Count value) is output as the difference pixel accumulated value npcnt.
The motion
動き画素累積演算手段84は、2値化された動き差分信号mpxから動きとなる画素の数を1フレーム内の有効エリア期間において累積(計数)し、1フレーム内での画素累積値(計数値)を動き画素累積値mvcntとして出力する。
動き画素減算手段85は、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算し、減算結果を1フレーム単位のノイズ画素累積値nsbとして出力する。
The motion pixel accumulation calculation means 84 accumulates (counts) the number of pixels that become motion from the binarized motion difference signal mpx in the effective area period within one frame, and accumulates the pixel accumulated value (count value) within one frame. ) As a moving pixel cumulative value mvcnt.
The moving
フレーム平均ノイズ画素数算出手段86は、複数フレーム分のノイズ画素累積値nsbの平均frnspを算出する。 The frame average noise pixel number calculating means 86 calculates the average frnsp of the noise pixel accumulated values nsb for a plurality of frames.
フレーム遅延手段であるフレームメモリ11では、ノイズ除去後の信号Do0を1フレーム遅延させ、現フレーム信号Di0とフレームメモリ11からの前フレーム信号Im1は、ノイズ量検出手段80内の差分演算手段31と、ノイズ除去手段20へと送られる。
In the
タイミング信号生成手段12において、同期信号SYに基づきタイミング信号を生成し、ノイズ除去手段20において、フレーム差分Diffから動き度合い信号を得るとともに、動き度合い信号mdsとノイズ除去処理制御手段40によるノイズ量flndから得られた制御信号efcntに応じてノイズ成分に対する巡回係数求め、差分と巡回係数からノイズ除去処理を行う。これらの構成は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
The timing
図14において、ノイズ量検出手段80内のフレーム差分検出手段33には、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1が入力され、前フレーム信号Im1と現フレーム信号Di0の間の1フレーム間の差分値が求められ、1フレーム間の差分を検出する。フレーム差分検出手段33は、上記のように、差分演算手段31と、フレーム間差分の絶対値を演算する絶対値演算手段32と、差分絶対値を非線形変換する差分感度変換手段34とを備えており、差分演算手段31では、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム差分Dnが求められる。
In FIG. 14, the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1 are input to the frame
このフレーム差分Dnには、映像信号における「動き」の成分と「ノイズ」の成分が含まれている。絶対値演算手段32には、差分演算手段31からのフレーム差分Dnが入力され、絶対値演算手段32は、フレーム差分Dnの絶対値を演算し、フレーム差分の差分絶対値Dabsを出力する。 The frame difference Dn includes a “motion” component and a “noise” component in the video signal. The absolute value calculation means 32 receives the frame difference Dn from the difference calculation means 31, and the absolute value calculation means 32 calculates the absolute value of the frame difference Dn and outputs the difference absolute value Dabs of the frame difference.
差分感度変換手段34では、差分絶対値Dabsからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算してその演算結果を所定の範囲(例えば、0から上限値dNまでの範囲)内に制限することで非線形変換し(この処理は、図2を参照して差分絶対値Dabsに関して説明したのと同様に行い得る)、その結果を、差分信号ndfとして出力する。
この差分信号ndfには、動き成分とノイズ成分が含まれている。
The difference sensitivity conversion means 34 subtracts the offset value from the difference absolute value Dabs, multiplies it by a predetermined sensitivity magnification, and limits the calculation result within a predetermined range (for example, a range from 0 to the upper limit value dN). (This process can be performed in the same way as described for the absolute difference value Dabs with reference to FIG. 2), and the result is output as a differential signal ndf.
This difference signal ndf includes a motion component and a noise component.
フレーム差分検出手段33から、1フレーム差分絶対値Dabsと、差分絶対値Dabsを非線形変換した結果得られる差分信号ndfとが、ともに1フレーム差分検出結果として出力され、差分絶対値Dabsが動き差分検出手段50へ、差分信号ndfがフレームノイズ抽出手段89へ供給される。なお、この差分信号ndfの代わりに、差分感度変換手段34により非線形変換する前の差分絶対値Dabsをそのままフレームノイズ抽出手段89に供給することとしてもよい。
The frame difference detection means 33 outputs both the one-frame difference absolute value Dabs and the difference signal ndf obtained as a result of nonlinear transformation of the difference absolute value Dabs as a one-frame difference detection result, and the difference absolute value Dabs is detected as a motion difference. The difference signal ndf is supplied to the
ノイズ量検出手段80内の動き差分検出手段50には、絶対値演算手段32からのフレーム差分絶対値Dabsが入力され、動き差分検出手段50では、差分絶対値Dabsから、フレーム差分における動きを示す動き差分信号mvを出力する。ここまでの動作は、実施の形態1のノイズ量検出手段30での構成、動作と同一である。 The motion difference detection means 50 in the noise amount detection means 80 receives the frame difference absolute value Dabs from the absolute value calculation means 32, and the motion difference detection means 50 indicates the motion in the frame difference from the difference absolute value Dabs. A motion difference signal mv is output. The operation so far is the same as the configuration and operation of the noise amount detection means 30 of the first embodiment.
ノイズ量検出手段80内のフレームノイズ抽出手段89へは、差分感度変換手段34からの差分信号ndfと、動き差分検出手段50内の動き差分値生成手段503からの動き差分信号mvと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。 To the frame noise extraction means 89 in the noise amount detection means 80, the difference signal ndf from the difference sensitivity conversion means 34, the motion difference signal mv from the motion difference value generation means 503 in the motion difference detection means 50, and a timing signal The vertical synchronization pulse signal frp and the frame effective area signal erct from the generation means 12 are input.
フレームノイズ抽出手段89は、フレーム差分である差分信号ndfから、1フレームのエリア内でのノイズ成分もしくは動き成分となる差分を持つ画素(以下、差分画素と呼ぶ)の数と、動き差分信号mvにより1フレームのエリア内で動きとなる画素(以下、動き画素と呼ぶ)の数を得て、この動き画素の数を差分画素の数から除き、ノイズ成分のみの差分を持つ画素の1フレーム単位での累積値(以下、ノイズ画素累積値と呼ぶ。)を得ることで、1フレーム内にノイズ成分が存在する程度を抽出し、1フレーム内のノイズ成分の程度に対応する値(ノイズ画素累積値nsb)を得る。そして、このノイズ画素累積値nsbを複数フレーム分得て、複数フレームでのノイズ画素累積値における平均値(平均ノイズ画素累積値frnp)を算出し、フレームノイズ抽出結果として出力する。
The frame
フレームノイズ抽出手段89内の差分比較手段81には、差分感度変換手段34からの差分信号ndfが入力される。差分比較手段81は、差分感度変換手段34からの差分信号ndfを所定の閾値と比較し、各画素に対し、ノイズ成分もしくは動き成分となる差分を持つ画素(差分画素)であるか否かを判断し、結果として2値化した値npxを出力する。比較は、例えば、差分信号ndfの値が所定の閾値より大きければ差分画素と判断し、それ以外の所定の閾値より小さい場合には、その画素をノイズ成分と動き成分ともに持たない画素、すなわち、差分画素でないと判断し、2値化した値npxを出力する。2値化した値npxは、例えば、差分画素と判断された場合は値‘1’(npx=1)とし、差分画素でないとする場合には値‘0’(npx=0)とする。なお、2値化した値は、上記したものに限るものではなく、比較により差分画素と判断された画素を示す値であれば、他の値であってもよい。
The difference signal ndf from the
差分画素累積演算手段82には、差分比較手段81からの差分画素か否かを示す2値化された値npxと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。差分画素累積演算手段82は、差分比較手段81からの差分画素を示す2値化の値npxに応じて、タイミング信号生成手段12からのフレーム有効エリア信号erctが示す1フレーム内の所定エリア内において、差分画素となる値の画素の数を累積(計数)する。すなわち、差分比較手段81からの差分画素と判断された値‘1’(npx=1)となる場合を、フレーム有効エリア信号erctのエリア内に渡り累積して、1フレームのエリア内における差分画素の累積値npcntを1フレーム内の差分画素の数に対応する値(差分累画素累積値npcnt)として、垂直同期パルス信号frpで示される1フレーム単位ごとに出力する。
The difference pixel accumulation calculation means 82 includes a binarized value npx indicating whether or not it is a difference pixel from the difference comparison means 81, a vertical synchronization pulse signal frp from the timing signal generation means 12, and a frame effective area signal erct. Is entered. In accordance with the binarized value npx indicating the difference pixel from the
この累積結果である差分画素累積値npcntは、差分画素を示す値npxから得られた1フレーム内の差分画素の数であり、1フレーム内のフレーム差分の存在の程度を示す値、すなわち、1フレーム内にノイズ成分もしくは動き成分となる差分が存在する程度を示す値となる。差分画素累積値npcntにおいて、1フレーム内にノイズ成分がないか、もしくは、静止画である場合は、1フレーム内の差分画素累積値nmcntの値が小さくなり、ノイズ成分が多いか、もしくは、動き成分を含む場合は、1フレーム内の差分画素累積値npcntの値が大きくなる。 The accumulated difference pixel value npcnt, which is the accumulation result, is the number of difference pixels in one frame obtained from the value npx indicating the difference pixel, and is a value indicating the degree of presence of the frame difference in one frame, that is, 1 This value indicates the degree to which a difference that becomes a noise component or a motion component exists in the frame. In the difference pixel accumulated value npcnt, if there is no noise component in one frame, or if it is a still image, the value of the difference pixel accumulated value nmcnt in one frame becomes smaller, and there is more noise component, or motion When the component is included, the value of the difference pixel accumulated value npcnt in one frame becomes large.
フレームノイズ抽出手段89内の動き差分比較手段83には、動き差分検出手段50からの動き差分信号mvが入力される。動き差分比較手段83は、動き差分検出手段50からの動き差分信号mvを所定の閾値と比較し、各画素に対し、動きとなる画素(動き画素)であるか否かを判断し、結果として2値化した値mpxを出力する。比較は、例えば、動き差分信号mvの値が所定の閾値より大きければ動き画素と判断し、それ以外の所定の閾値より小さい場合には、その画素を動き成分を持たない画素(つまり、静止もしくはノイズ成分を持つ画素)、すなわち、動き画素でないと判断し、2値化した値mpxを出力する。2値化した値mpxは、例えば、動き画素と判断された場合は値‘1’(mpx=1)とし、動き画素でないとする場合には値‘0’(mpx=0)とする。なお、2値化した値は、上記したものに限るものではなく、比較により動き画素と判断された画素を示す値であれば、他の値であってもよい。
The motion
動き画素累積演算手段84には、動き差分比較手段83からの動き画素か否かを示す2値化された値mpxと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとフレーム有効エリア信号erctとが入力される。動き画素累積演算手段84は、動き差分比較手段83からの動き画素を示す2値化の値mpxに応じて、タイミング信号生成手段12からのフレーム有効エリア信号erctが示す1フレーム内の所定エリア内において、動き画素となる値の画素の数を累積する。すなわち、動き差分比較手段83からの動き画素と判断された値‘1’(mpx=1)となる場合を、フレーム有効エリア信号erctのエリア内に渡り累積して、1フレームのエリア内における動き画素の累積値mpcntを1フレーム内の動き画素の数に対応する値(動き画素累積値mvcnt)として、垂直同期パルス信号frpで示される1フレーム単位ごとに出力する。
The motion pixel accumulation calculation means 84 includes a binarized value mpx indicating whether or not it is a motion pixel from the motion difference comparison means 83, a vertical synchronization pulse signal frp from the timing signal generation means 12, and a frame effective area signal erct. Are entered. The motion pixel accumulating
この累積結果である動き画素累積値mvcntは、動き画素を示す値mpxから得られる1フレーム内の動き画素の数であり、1フレーム内での動きとなる差分が存在する程度を示す値となる。動き画素累積値mvcntにおいて、フレーム内にノイズ成分のみが存在するか、あるいは静止画である場合は、1フレーム内の動き画素累積値mvcntの値が小さくなり、動きが多く含まれる場合は、1フレーム内の動き画素累積値mvcntの値が大きくなる。 The cumulative motion pixel value mvcnt, which is the cumulative result, is the number of motion pixels in one frame obtained from the value mpx indicating motion pixels, and is a value indicating the degree to which there is a difference in motion within one frame. . In the moving pixel cumulative value mvcnt, when there is only a noise component in the frame or when it is a still image, the moving pixel cumulative value mvcnt in one frame is small, and when there is a lot of motion, 1 The moving pixel cumulative value mvcnt in the frame increases.
動き画素減算手段85は、差分画素累積演算手段82からの差分画素累積値npcntと、動き画素累積演算手段84からの動き画素累積値mvcntが入力される。動き画素減算手段85では、差分画素累積値npcntから動きに相当する差分を持つ画素数分の累積値を示す動き画素累積値mvcntを減算することで、「動き」に該当する差分を持つ画素の累積値分となる動き画素累積値mvcntを除き、ノイズ成分のみの差分を持つ画素の1フレーム単位での累積値(ノイズ画素累積値nsb)として求める。
The motion
なお、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算した結果が負(−)の値となり、動き画素の累積値分が差分画素累積値npcntより大きな値の場合は、ノイズ成分がないか、もしくはノイズ検出が無効な部分として、ノイズ画素累積値nsb=0を出力する。 If the result of subtracting the moving pixel cumulative value mvcnt from the differential pixel cumulative value npcnt is a negative (−) value, and the cumulative value of the moving pixel is larger than the differential pixel cumulative value npcnt, is there a noise component? Alternatively, the noise pixel cumulative value nsb = 0 is output as a part where noise detection is invalid.
ここで、差分画素累積値npcntは、映像信号でのノイズによる差分と動きによる差分のどちらかが存在する画素の累積値を示している。よって、フレーム差分の存在の程度を示す差分画素累積値npcntから、動きのみの画素数を示す動き画素累積値mvcntを減算することで、動きがノイズとして検出され、フレーム差分中に含まれて、差分画素として判断されている場合の画素数分を差分画素累積値npcntから除き、動き画素の画素数分を除いたノイズ成分の画素数を示す値へ補正できる。つまり、フレーム差分に含まれた動きを除き、ノイズ成分(ノイズ量)としてのフレーム内のノイズ画素累積値nsbを得て、1フレーム内にノイズ成分が存在する程度を抽出することができ、ノイズ画素累積値nsbは、1フレーム内でのノイズ成分が存在する程度を示す値となる。 Here, the difference pixel accumulation value npcnt indicates an accumulation value of pixels in which either a difference due to noise or a difference due to motion exists in the video signal. Therefore, the motion is detected as noise by subtracting the motion pixel cumulative value mvcnt indicating the number of motion-only pixels from the difference pixel cumulative value npcnt indicating the presence of the frame difference, and is included in the frame difference, The number of pixels that are determined as difference pixels can be removed from the difference pixel accumulated value npcnt and corrected to a value indicating the number of pixels of the noise component excluding the number of moving pixels. That is, by removing the motion included in the frame difference, the noise pixel cumulative value nsb in the frame as the noise component (noise amount) can be obtained, and the degree to which the noise component exists in one frame can be extracted. The pixel cumulative value nsb is a value indicating the degree to which a noise component exists in one frame.
図1におけるフレームノイズ抽出手段39は、差分信号ndfから動き差分信号mvを減算して、ノイズ成分のみの差分値を示す差分信号nmdを得て、1フレームの所定のエリア内におけるノイズ差分累積値nmctを求めているが、図14のフレームノイズ抽出手段89では、フレームでの動き画素数分を除いたノイズ成分の画素数を示す値としてノイズ画素累積値nsbを得ている。よって、差分値を直接減算することによるのではなく、1フレーム内でのノイズ成分が存在する程度をノイズ画素の累積値として得られ、より適切に1フレーム内のノイズ成分の存在の程度を得ることができる。
The frame noise extraction means 39 in FIG. 1 subtracts the motion difference signal mv from the difference signal ndf to obtain a difference signal nmd indicating a difference value of only the noise component, and a noise difference accumulated value in a predetermined area of one frame. Although the nmct is obtained, the frame
フレーム平均ノイズ画素数算出手段86には、動き画素減算手段85から出力される1フレーム期間単位のノイズ画素累積値nsbと、タイミング信号生成手段12からの垂直同期パルス信号frpとが入力される。フレーム平均ノイズ画素数算出手段86は、ノイズ画素累積値nsbを垂直同期パルス信号frpに従い遅延し、複数フレーム分のノイズ画素累積値を得て、複数フレームでのノイズ画素累積値における平均値である平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、フレームノイズ抽出結果として出力する。この平均化により、瞬間的なノイズの変化や、映像の動きの変化(シーンチェンジによる動きや、急激に変化する動きなど)の影響を防ぎ、入力される映像信号内に含まれた平均的なノイズ画素累積値を得ることができる。平均値の演算を行うフレーム数は、例えば32フレームの範囲で行い、この32フレーム期間での平均値を平均ノイズ画素累積値frnpとして出力する。なお、平均するフレームの範囲は、32フレームに限るものではなく、16フレームや、8フレーム、さらには32フレームより多いフレーム数と設定してもよい。 The frame average noise pixel number calculating means 86 receives the noise pixel accumulated value nsb output from the motion pixel subtracting means 85 and the vertical synchronization pulse signal frp from the timing signal generating means 12. The frame average noise pixel number calculating means 86 delays the noise pixel accumulated value nsb in accordance with the vertical synchronization pulse signal frp, obtains noise pixel accumulated values for a plurality of frames, and is an average value among noise pixel accumulated values in a plurality of frames. An average noise pixel cumulative value frnp is calculated and output as a frame noise extraction result. This averaging prevents the effects of instantaneous noise changes and video movement changes (such as movements due to scene changes and movements that change suddenly), and the average contained in the input video signal. A noise pixel cumulative value can be obtained. The number of frames for which the average value is calculated is, for example, in the range of 32 frames, and the average value in the 32 frame period is output as the average noise pixel accumulated value frnp. Note that the range of frames to be averaged is not limited to 32 frames, but may be set to 16 frames, 8 frames, or more than 32 frames.
ノイズ量変換手段87には、フレームノイズ抽出手段89内のフレーム平均ノイズ画素数算出手段86からのフレームノイズ抽出結果である平均ノイズ画素累積値frnpが入力される。
ノイズ量変換手段87は、フレーム平均ノイズ画素数算出手段86からの平均化されたノイズ画素累積値である平均ノイズ画素累積値frnpを、映像信号中のノイズ量を示す値として変換し、映像信号のノイズ量を示す信号(ノイズ量flnd)として出力する。
An average noise pixel cumulative value frnp, which is a frame noise extraction result from the frame average noise pixel
The noise
ノイズ量変換手段87では、図1のノイズ量変換手段38と同様に、例えば、平均ノイズ画素累積値frnpからオフセット値を減算し、所定の感度倍率を乗算して、その演算結果を所定の範囲内に制限することで非線形変換し、ノイズ量flndとして出力する。
平均ノイズ画素累積値frnpは、フレーム単位でのノイズ成分が存在する程度を示すノイズ画素の累積値であり、平均ノイズ画素累積値frnpの値が大きいほど映像信号におけるノイズ量が多くなり、感度倍率を大きくすることで、平均ノイズ画素累積値frnpをノイズ量として得やすくすることとなる。
In the noise amount conversion means 87, as in the noise amount conversion means 38 in FIG. 1, for example, the offset value is subtracted from the average noise pixel accumulated value frnp, multiplied by a predetermined sensitivity magnification, and the result of the operation is calculated within a predetermined range. By limiting to the inside, nonlinear conversion is performed and output as a noise amount flnd.
The average noise pixel accumulated value frnp is a noise pixel accumulated value indicating the degree to which a noise component exists in a frame unit. The larger the average noise pixel accumulated value frnp is, the larger the amount of noise in the video signal is. By increasing the value, it becomes easier to obtain the average noise pixel accumulated value frnp as the noise amount.
図15は、ノイズ量変換手段の入力としての平均ノイズ画素累積値frnp(横軸上に示す)と出力としてノイズ量flnd(縦軸上に示す)の関係(入出力特性)の一例を示している。図示の例では、平均ノイズ画素累積値frnpが所定値frp1以上の場合は、ノイズ量flndが上限値flmaxに維持され、オフセット値frp0までの範囲では、微小のノイズ成分となり、ノイズ量flnd=0として出力される。また、平均ノイズ画素累積値frnpがオフセット値frpoから所定値flp1までの範囲では、ノイズ量flndは0から上限値flmaxまで直線的に増加する。
ノイズ量flndは、映像信号中の動きを除くノイズ量を示している。
FIG. 15 shows an example of the relationship (input / output characteristics) between the average noise pixel accumulated value frnp (shown on the horizontal axis) as an input of the noise amount conversion means and the noise amount flnd (shown on the vertical axis) as an output. Yes. In the illustrated example, when the average noise pixel accumulated value frnp is equal to or larger than the predetermined value frp1, the noise amount flnd is maintained at the upper limit value flmax, and becomes a minute noise component in the range up to the offset value frp0, and the noise amount flnd = 0. Is output as Further, in the range where the average noise pixel accumulated value frnp is between the offset value frpo and the predetermined value flp1, the noise amount flnd increases linearly from 0 to the upper limit value flmax.
The noise amount flnd indicates the amount of noise excluding movement in the video signal.
ノイズ量変換手段87の感度倍率を大きくすることで、平均ノイズ画素累積値frnpがノイズ量として検出されやすくなり、一方、オフセット値を大きくすることで、ノイズ成分のない映像信号(もしくは動きが大きく、ノイズ検出が無効)として検出される範囲が広がる(範囲の上限が大きくなる)。よって、この感度倍率とオフセット値によりノイズ量の検出の感度が調整される。 By increasing the sensitivity magnification of the noise amount conversion means 87, the average noise pixel cumulative value frnp can be easily detected as the noise amount. On the other hand, by increasing the offset value, a video signal without noise components (or a large movement). , Noise detection is disabled), and the range to be detected is expanded (the upper limit of the range is increased). Therefore, the sensitivity of detecting the noise amount is adjusted by the sensitivity magnification and the offset value.
このノイズ量変換手段87により得られたノイズ量flndは、値が大きい程映像信号に含まれるノイズ成分が多く、0に近いほどノイズ成分が少ないことを示し、ノイズ量変換手段87からのノイズ量flndは、ノイズ除去処理制御手段40へと送られる。さらには、外部の処理でノイズ量を用いるために、ノイズ量flndをノイズ除去装置1の外部ブロックへ送ることもできる。
The noise amount flnd obtained by the noise
以下、ノイズ除去処理制御手段40と、ノイズ除去手段20に関する構成及び動作は、実施の形態1に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略するが、ノイズ除去手段20では、ノイズ量flndから得られた制御信号efcntに基いて、ノイズに対する巡回係数Kmを制御して、映像信号中のノイズ量に応じたノイズの巡回係数によりノイズ除去を行う。
Hereinafter, the configuration and operation of the noise removal
次に、実施の形態5のノイズ除去装置5内のフレームノイズ抽出手段89において、差分画素累積値npcntと動き画素累積値mvcntからノイズ画素累積値frnpを得て、これにより映像信号中に含まれるフレーム単位でのノイズ量を検出するノイズ量検出手段80の動作の動作を中心に、具体的に説明する。
Next, in the frame noise extraction means 89 in the
図16は、ノイズ除去装置5において、ノイズ量検出手段80の動作を説明するフローチャートである。以下、図16を参照して説明する。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the noise amount detecting means 80 in the
ノイズ除去装置5へ入力された映像信号Di0とフレームメモリ11により1フレーム遅延されたノイズ除去後の前フレーム信号Im1は、ノイズ除去手段20及びノイズ量検出手段80におけるフレーム差分検出手段33内の差分演算手段31に入力され、差分演算手段31では、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1の間のフレーム差分Dnが求められる。そして、絶対値演算手段32では、フレーム差分Dnの絶対値を演算し、差分絶対値Dabsを得る(ステップS1)。
The video signal Di0 input to the
なお、ノイズ除去手段20内の減算手段21においても現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1の間のフレーム差分Diffが求められており、振幅制限手段22では、フレーム差分Diffに対して、所定の値内に振幅を制限し、振幅制限された差分値Dfnをノイズ成分として出力する。そして、フレーム差分Diffは動き検出手段23へ送られ、動き検出手段23において映像信号での動きを検出し、フレーム差分における動きの度合いを示す動き度合い信号mdsを得る(ステップS14)。
The subtraction means 21 in the noise removal means 20 also obtains the frame difference Diff between the current frame signal Di0 and the previous frame signal Im1, and the
差分絶対値Dabsは、差分感度変換手段34において、非線形変換され、非線形変換後の差分信号ndfはフレームノイズ抽出手段89内の差分比較手段81へ送られる(ステップS2)。この差分信号ndfには、動き成分とノイズ成分が含まれている。 The difference absolute value Dabs is nonlinearly converted in the difference sensitivity conversion means 34, and the difference signal ndf after the nonlinear conversion is sent to the difference comparison means 81 in the frame noise extraction means 89 (step S2). This difference signal ndf includes a motion component and a noise component.
また、ノイズ量検出手段80内の動き差分検出手段50において、差分絶対値Dabsから動きを検出するため、非線形変換を行い、孤立点除去処理などで動きの誤検出を補正して、動きに該当する差分を抽出し、動きの差分値を示す動き差分信号mvを出力する(ステップS3)。
これにより、動き差分検出手段50では、差分絶対値Dabsからノイズ成分を除くフレーム差分における動きを示す動き差分信号mvを得ることとなる。上記したステップS1,S14,S2,S3の動作は、図8に示す実施の形態1におけるステップS1,S14,S2,S3の動作と概して同一である。
In addition, in the motion difference detection means 50 in the noise amount detection means 80, in order to detect a motion from the difference absolute value Dabs, nonlinear conversion is performed, and an erroneous detection of motion is corrected by an isolated point removal process or the like, so that it corresponds to the motion. The motion difference signal mv indicating the motion difference value is output (step S3).
As a result, the motion difference detection means 50 obtains a motion difference signal mv indicating the motion in the frame difference excluding the noise component from the difference absolute value Dabs. The operations in steps S1, S14, S2, and S3 described above are generally the same as the operations in steps S1, S14, S2, and S3 in the first embodiment shown in FIG.
次に、ノイズ量検出手段80におけるフレームノイズ抽出手段89内の差分比較手段81では、差分感度変換手段34からの差分信号ndfを所定の閾値と比較し、各画素について、ノイズ成分もしくは動き成分となる差分を持つ差分画素であるか否かを判断し、2値化することで、差分画素を検出する(ステップS20)。比較は、例えば、差分信号ndfの値が所定の閾値より大きければ差分画素と判断し、それ以外の場合、即ち上記所定の閾値以下の場合には、その画素をノイズ成分と動き成分ともに持たない画素、すなわち、差分画素でないと判断する。 Next, the difference comparison means 81 in the frame noise extraction means 89 in the noise amount detection means 80 compares the difference signal ndf from the difference sensitivity conversion means 34 with a predetermined threshold value, and for each pixel, a noise component or a motion component. It is determined whether or not the pixel is a difference pixel having a difference, and binarization is performed to detect the difference pixel (step S20). For comparison, for example, if the value of the difference signal ndf is larger than a predetermined threshold value, the pixel is determined to be a difference pixel. In other cases, that is, when the value is equal to or less than the predetermined threshold value, the pixel has neither a noise component nor a motion component. It is determined that the pixel is not a difference pixel.
差分画素累積演算手段82では、差分比較手段81からの差分画素か否かを示す2値化された値npxにより、差分画素となる値の画素の数をフレーム有効エリア信号erctのエリア内に渡り累積して、差分累画素累積値npcntとして、1フレーム単位ごとに出力する(ステップ21)。この累積結果である差分画素累積値npcntは、差分画素を示す値npxから得られた1フレーム内の差分画素の数であり、1フレーム内のフレーム差分の存在の程度を示す値、すなわち、1フレーム内にノイズ成分もしくは動き成分となる差分が存在する程度を示す値となる。 In the difference pixel accumulation calculation means 82, the number of pixels having a value to be a difference pixel is transferred within the area of the frame effective area signal erct based on the binarized value npx indicating whether or not it is a difference pixel from the difference comparison means 81. Accumulated and output as a differential accumulated pixel accumulated value npcnt for each frame unit (step 21). The accumulated difference pixel value npcnt, which is the accumulation result, is the number of difference pixels in one frame obtained from the value npx indicating the difference pixel, and is a value indicating the degree of presence of the frame difference in one frame, that is, 1 This value indicates the degree to which a difference that becomes a noise component or a motion component exists in the frame.
一方、ノイズ量検出手段80におけるフレームノイズ抽出手段89内の動き差分比較手段83では、動き検出手段50からの動き差分信号mvを所定の閾値と比較し、各画素について、動き画素であるか否かを判断し、2値化することで、動き画素を検出する(ステップS30)。比較は、例えば、動き差分信号mvの値が所定の閾値より大きければ動き画素と判断し、それ以外の場合、即ち上記所定の閾値以下の場合には、その画素を動き成分を持たない画素、すなわち、動き画素でないと判断する。 On the other hand, the motion difference comparison means 83 in the frame noise extraction means 89 in the noise amount detection means 80 compares the motion difference signal mv from the motion detection means 50 with a predetermined threshold value, and whether or not each pixel is a motion pixel. By determining whether or not and binarizing, a moving pixel is detected (step S30). In the comparison, for example, if the value of the motion difference signal mv is larger than a predetermined threshold, it is determined as a moving pixel. In other cases, that is, when the value is equal to or smaller than the predetermined threshold, the pixel does not have a motion component. That is, it is determined that the pixel is not a motion pixel.
動き画素累積演算手段84は、動き差分比較手段83からの動き画素か否かを示す2値化された値mpxにより、動き画素となる値の画素の数をフレーム有効エリア信号erctが示す1フレーム内の所定エリア内において累積して、動き画素累積値mvcntとして、1フレーム単位ごとに出力する(ステップS31)。この累積結果である動き画素累積値mvcntは、動き画素を示す値mpxから得られる1フレーム内の動き画素の数であり、1フレーム内での動きとなる差分が存在する程度を示す値となる。
The motion pixel
次に、動き画素減算手段85は、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算することで、ノイズ成分のみの差分を持つ画素の累積値をノイズ画素累積値nsbとして求める(ステップS22)。
なお、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算した結果が負(−)の値となり、動き画素の累積値分が差分画素累積値npcntより大きな値の場合は、ノイズ成分がないか、もしくはノイズ検出が無効な部分として、ノイズ画素累積値nsb=0を出力する。
Next, the motion
If the result of subtracting the moving pixel cumulative value mvcnt from the differential pixel cumulative value npcnt is a negative (−) value, and the cumulative value of the moving pixel is larger than the differential pixel cumulative value npcnt, is there a noise component? Alternatively, the noise pixel cumulative value nsb = 0 is output as a part where noise detection is invalid.
差分画素累積値npcntは、映像信号でのノイズによる差分と動きによる差分のどちらかが存在する画素の累積値を示しており、差分画素累積値npcntから動きのみの画素数を示す動き画素累積値mvcntを減算することで、動き画素の画素数分を除いたノイズ成分の画素数を示す値へ補正できる。つまり、フレーム差分に含まれた動きを除き、ノイズ成分としてのフレーム内のノイズ画素累積値nsbを得ることができ、ノイズ画素累積値nsbは、1フレーム内でのノイズ成分が存在する程度を示す値となる。差分値を直接減算することによるのではなく、1フレーム内でのノイズ成分が存在する程度をノイズ画素の累積値として得られ、より適切に1フレーム内のノイズ成分の存在の程度を得ることができる。 The difference pixel accumulated value npcnt indicates the accumulated value of pixels in which either a difference due to noise or a difference due to motion exists in the video signal, and a motion pixel accumulated value indicating the number of pixels of only motion from the difference pixel accumulated value npcnt. By subtracting mvcnt, it is possible to correct to a value indicating the number of pixels of the noise component excluding the number of moving pixels. That is, the noise pixel cumulative value nsb in the frame as a noise component can be obtained excluding the motion included in the frame difference, and the noise pixel cumulative value nsb indicates the degree to which the noise component exists in one frame. Value. Rather than directly subtracting the difference value, the degree to which the noise component exists in one frame is obtained as the accumulated value of the noise pixels, and the degree of presence of the noise component in one frame can be obtained more appropriately. it can.
フレーム平均ノイズ画素数算出手段86は、複数フレーム分のノイズ画素累積値を得て、複数フレームでのノイズ画素累積値における平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、フレームノイズ抽出結果として出力する(ステップS23)。
これにより、瞬間的なノイズの変化や、映像の動きの変化(シーンチェンジによる動きや、急激に変化する動きなど)の影響を防ぎ、入力される映像信号内に含まれた平均的なノイズ画素累積値を得ることができる。
The frame average noise pixel number calculating means 86 obtains noise pixel cumulative values for a plurality of frames, calculates an average noise pixel cumulative value frnp in the noise pixel cumulative values in a plurality of frames, and outputs the result as a frame noise extraction result (step). S23).
This prevents the effects of instantaneous noise changes and video movement changes (such as movements due to scene changes and sudden changes), and the average noise pixels included in the input video signal. Cumulative values can be obtained.
フレーム平均ノイズ画素数算出手段86からの平均ノイズ画素累積値frnpは、ノイズ量変換手段38において、映像信号中のノイズ量を示す値として非線形変換されて、映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得る(ステップS7)。
平均ノイズ画素累積値frnpはフレーム単位でのノイズ成分が存在する程度を示すノイズ画素の累積値であり、平均ノイズ画素累積値frnpの値が大きいほど映像信号におけるノイズ量が多くなり、ノイズ量変換手段38において変換での感度倍率とオフセット値によりノイズ量の検出の感度が調整される。
The average noise pixel cumulative value frndp from the frame average noise pixel number calculation means 86 is nonlinearly converted as a value indicating the noise amount in the video signal by the noise amount conversion means 38 to obtain the noise amount flnd in the frame of the video signal. (Step S7).
The average noise pixel cumulative value frnp is a cumulative value of noise pixels indicating the degree to which a noise component exists in a frame unit. The larger the average noise pixel cumulative value frnp is, the larger the amount of noise in the video signal is. The means 38 adjusts the sensitivity of detection of the noise amount by the sensitivity magnification and the offset value in the conversion.
次に、ノイズ量flndは、ノイズ除去処理制御手段40へと送られ、ノイズ量flndから、ノイズ除去効果のレベルを示しノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、出力する(ステップS8)。 Next, the noise amount flnd is sent to the noise removal processing control means 40, and a control signal efcnt for indicating the level of the noise removal effect and controlling the noise removal effect is generated from the noise amount flnd and output ( Step S8).
以下の動作は、図8に示す実施の形態1における動作と同一であるので、詳細な説明は省略するが、ノイズ除去手段20内の巡回係数発生手段24では、動き検出手段23からの動き度合い信号mdsとノイズ量flndに応じて、ノイズに対する巡回係数Kmが発生される(ステップS9、ステップS10)。動きの度合いを示す動き度合い信号mdsと、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntに応じて得られた巡回係数Kmは、乗算手段25へと入力され、振幅制限手段22からの差分値Dfnと巡回係数Kmが乗算されて、ノイズの巡回量Ndを
Nd=Km×Dfn
により求め、得られたノイズ巡回量Ndを演算手段26へと送る(ステップS11)。
Since the following operations are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 8, detailed description thereof is omitted. However, the cyclic
And the obtained noise circulation amount Nd is sent to the calculating means 26 (step S11).
演算手段26においては、入力信号Di0に対して乗算手段25からのノイズ巡回量Ndを加算することで(ステップS12)、映像信号中のノイズを除去して、ノイズ除去後の出力信号Do0を得る(ステップS13)。
In the calculating means 26, the noise circulating amount Nd from the multiplying
巡回係数Kmは、動き度合い信号mdsの値に応じて算出されているとともに、さらには、ノイズ除去効果のレベルを示す制御信号efcntによっても制御され、算出されている。よって、動き度合い信号mdsが動きを示す場合と、映像信号中のノイズ成分がない場合は、巡回係数Km=0として送られているので、この場合のノイズの巡回量NdはNd=0となり、ノイズ除去は行われない。映像信号中に含まれるフレーム単位でのノイズ量を得て、このノイズ量を示す信号に応じてノイズに対する巡回係数Kmが得られているので、ノイズ成分が少ない映像信号に対してはノイズ巡回量Ndの値が小さくなり、尾引きや残像という弊害を低減して、目立たなくできる。 The cyclic coefficient Km is calculated according to the value of the motion degree signal mds, and further controlled and calculated by a control signal efcnt indicating the level of the noise removal effect. Therefore, when the motion level signal mds indicates movement and when there is no noise component in the video signal, the cyclic coefficient Km = 0 is sent, so the noise cyclic amount Nd in this case is Nd = 0, Noise removal is not performed. Since the amount of noise for each frame included in the video signal is obtained, and the cyclic coefficient Km for noise is obtained according to the signal indicating the amount of noise, the noise cyclic amount for video signals with less noise components The value of Nd becomes small, and the adverse effects of tailing and afterimage can be reduced to make it inconspicuous.
一方で、動きの度合いが低いと検出され、映像信号中のノイズ成分が多いと検出される場合は、Km=Kmaxとなっているので、動き部分以外でのノイズ巡回量Ndは最大値に設定でき、ノイズの除去効果を大きくすることができる。 On the other hand, when it is detected that the degree of motion is low and it is detected that there are many noise components in the video signal, Km = Kmax, so the noise circulation amount Nd other than the motion part is set to the maximum value. This can increase the noise removal effect.
以上より、実施の形態5のノイズ除去装置5によれば、ノイズ量検出手段80内のフレームノイズ抽出手段89において、フレーム差分を持つ差分画素と、フレーム差分における動きに該当する差分を持つ動き画素を判断し、それぞれの1フレーム内の有効エリアにおける画素累積値を求め、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算することで、ノイズ成分のみの差分を持つ画素のフレーム単位のノイズ画素累積値nsbを得て、フレーム内のノイズ成分を抽出する。そして、ノイズ画素累積値nsbの平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、この平均ノイズ画素累積値frnpから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて、巡回係数Kmを制御して、ノイズ除去のノイズ巡回量を得ている。
As described above, according to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動き成分とノイズ成分を切り分け、ノイズ成分を含む画素がフレーム内に存在する程度を得ることで、適切に映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量が得られ、この映像信号中のノイズ量に応じた巡回係数が得られる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対しては巡回係数を大きくしてノイズの巡回量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号に対してはノイズ巡回量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ巡回量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることでき、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the amount of noise appropriately included in the frame of the video signal is obtained by separating the motion component and noise component of the video signal included in the difference between frames and obtaining the extent that pixels containing the noise component are present in the frame. And a cyclic coefficient corresponding to the amount of noise in the video signal is obtained. Therefore, the cyclic coefficient can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the amount of noise circulation can be increased for video signals that contain few noise components. It is possible to reduce afterimages and eliminate tailing and afterimages by reducing the noise circulation amount to 0 for video signals and moving parts that do not contain noise components. Therefore, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and adverse effects such as tailing and afterimage can be reduced and a good noise removal effect can be obtained.
なお、ノイズ除去装置5の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態6.
実施の形態5のノイズ除去装置5では、ノイズ除去手段20をノイズ除去後の出力信号Do0を1フレーム遅延させ処理するフレーム巡回型のノイズ除去として構成しているが、実施の形態1に対して、実施の形態2による変形を加えたのと同様に、実施の形態5に対する変形を加えることもできる。即ち、図17に示すように、図14のノイズ除去手段20の代わりに、図9のノイズ除去手段60を用いることもできる。
In the
図17は、実施の形態6の非巡回型のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態6のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図である。図17において、図9及び図14の構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the non-cyclic noise removal apparatus according to the sixth embodiment (that is, an apparatus that can implement the noise removal method according to the sixth embodiment). In FIG. 17, the same or corresponding components as those in FIGS. 9 and 14 are denoted by the same reference numerals.
図17において、実施の形態6のノイズ除去装置6は、実施の形態5のノイズ除去装置5(図14参照)におけるノイズ除去手段20の代わりに、実施の形態2のノイズ除去装置2(図9参照)におけるノイズ除去手段60による非巡回型ノイズ除去フィルタを用いた構成としたものである。その構成及び動作は、フレームメモリ11が入力信号Di0を1フレーム遅延すること以外は、実施の形態2に関して図9及び図12を参照して説明したのと同様であるので、その詳細な説明は省略するが、非巡回型の場合、入力フレームとその前フレームの2フレーム間のフレーム相関を用いた演算となる。
In FIG. 17, the
実施の形態6のノイズ除去装置6によれば、ノイズ量検出手段80内のフレームノイズ抽出手段89において、差分画素累積値npcntと動き画素累積値mvcntを求め、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算することで、ノイズ成分のみの差分を持つ画素のフレーム単位のノイズ画素累積値nsbを得て、フレーム内のノイズ成分を抽出する。そして、このノイズ画素累積値nsbの平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、この平均ノイズ画素累積値frnpから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いてノイズ除去手段60におけるノイズ除去のフィルタ係数kn、(1−kn)を得て、入力信号のノイズ除去を行っている。
According to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動き成分とノイズ成分を切り分け、ノイズ成分を含む画素がフレーム内に存在する程度を得ることで、適切に映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量が得られ、映像信号中のノイズ量に応じたノイズ除去フィルタの係数が得られるの。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの除去量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号に対してはノイズ除去量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ除去量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the amount of noise appropriately included in the frame of the video signal is obtained by separating the motion component and noise component of the video signal included in the difference between frames and obtaining the extent that pixels containing the noise component are present in the frame. Thus, the coefficient of the noise removal filter corresponding to the amount of noise in the video signal is obtained. Therefore, the amount of noise removal can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the amount of noise removal can be reduced for video signals that contain less noise components to reduce tailing and afterimages. For video signals and moving parts that do not contain noise components, the amount of noise removal can be set to 0 to eliminate tailing and afterimages. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
なお、ノイズ除去装置6の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態7.
実施の形態5のノイズ除去装置5では、フレーム差分から映像信号の動きを検出しており、ノイズ量検出手段80内の動き差分検出手段50と、ノイズ除去手段20内の動き検出手段23において別々に動きを検出するよう構成したが、実施の形態3に関して説明したのと同様、共通の手段でフレーム差分を求め、動き検出を行うよう構成することもできる。
In the
図18は、実施の形態7のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態7のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図であり、巡回型のノイズ除去装置を構成している。図18において、図12及び図14に示した構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a noise removal apparatus according to the seventh embodiment (that is, an apparatus that can carry out the noise removal method according to the seventh embodiment), and constitutes a cyclic noise removal apparatus. Yes. In FIG. 18, the same or corresponding components as those shown in FIGS. 12 and 14 are denoted by the same reference numerals.
図18において、実施の形態7のノイズ除去装置7は、実施の形態3に関して説明したのと同様、実施の形態5のノイズ除去装置5(図14参照)における動き検出手段23とノイズ量検出手段80内の動き差分検出手段50を映像信号の動きを検出する1つの動き検出手段51で兼用し、減算手段21からのフレーム差分Diffと動き検出手段51での動き検出結果からノイズ量を検出するノイズ量検出手段90を設けたものである。動き検出手段51は、実施の形態3のノイズ除去装置3(図12参照)におけるものと同一であり、ノイズ量検出手段90に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態5および実施の形態3に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 18, the
実施の形態7におけるノイズ除去装置7は、減算手段21で求められたフレーム差分に基づき映像信号の動きを検出する動き検出手段51と、入力映像信号中に含まれるノイズ成分の量を検出するノイズ量検出手段90とを備えている。
The
フレームメモリ11で、ノイズ除去後の信号Do0を1フレーム遅延させて前フレーム信号Im1を生成し、減算手段21において、現フレーム信号Di0と前フレーム信号Im1のフレーム差分Diffを求める構成と、振幅制限手段22と、同期信号SYに基づきタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段12とは、実施の形態5に示されるものと同じであり、さらには、フレーム差分Diffから動きに該当する差分を抽出し、動きの差分値(動き量)を示す動き差分信号mvと、動き度合い信号mdsを出力する動き検出手段51は、実施の形態3に示されるものと同一であり、それらの詳細な説明は省略する。
The
ノイズ量検出手段90は、フレーム差分から「動き」に該当する差分を除いた映像信号中のノイズ量をフレーム単位で求めるものであり、絶対値演算手段32と、差分絶対値を非線形変換する差分感度変換手段73と、フレームノイズ抽出手段89と、ノイズ量変換手段87とを備える。これらの構成と、ノイズ画素累積値を映像信号中のノイズ量を示す値として変換し、ノイズ量として出力する動作は、上記で説明した図14(実施の形態5)および図12(実施の形態3)と同様であるので、その詳細な説明は省略する。 The noise amount detection means 90 obtains the noise amount in the video signal obtained by removing the difference corresponding to “motion” from the frame difference in units of frames. The absolute value calculation means 32 and the difference for nonlinearly converting the difference absolute value. Sensitivity conversion means 73, frame noise extraction means 89, and noise amount conversion means 87 are provided. These configurations and the operation of converting the noise pixel accumulated value as a value indicating the amount of noise in the video signal and outputting it as the amount of noise are shown in FIG. 14 (Embodiment 5) and FIG. 12 (Embodiment) described above. Since it is the same as 3), its detailed description is omitted.
実施の形態7のノイズ除去装置7によれば、減算手段21によりフレーム差分を求め、動き検出手段51において動き検出を行い、ノイズ量検出手段90内のフレームノイズ抽出手段89において、差分画素累積値npcntと動き画素累積値mvcntを求め、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算することで、ノイズ成分のみの差分を持つ画素のフレーム単位のノイズ画素累積値nsb得る。そして、このノイズ画素累積値nsbの平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、平均ノイズ画素累積値frnpから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて巡回係数Kmを制御して、ノイズ除去のノイズ巡回量を得ている。
According to the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動き成分とノイズ成分を切り分け、ノイズ成分を含む画素がフレーム内に存在する程度を得ることで、適切に映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量が得られ、映像信号中のノイズ量に応じた巡回係数が得られる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの巡回量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ巡回量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ巡回量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the amount of noise appropriately included in the frame of the video signal is obtained by separating the motion component and noise component of the video signal included in the difference between frames and obtaining the extent that pixels containing the noise component are present in the frame. And a cyclic coefficient corresponding to the amount of noise in the video signal is obtained. Therefore, the amount of noise circulation can be increased for video signals containing a lot of noise components, and the amount of noise circulation is reduced for video signals and moving parts with less noise components to reduce tailing and afterimages. In addition, for a video signal or a moving part that does not contain a noise component, the amount of noise circulation can be set to 0 to eliminate tailing and afterimage. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
また、動き検出手段51において、ノイズ量検出手段90への動き差分信号mvと、ノイズ除去処理で巡回係数発生手段24に対し送る動き度合い信号mdsとを生成し出力するよう構成しているので、フレーム差分の演算、動き検出処理を共通の手段で実行することができ、回路規模の削減ができる。 In addition, since the motion detection means 51 is configured to generate and output a motion difference signal mv to the noise amount detection means 90 and a motion degree signal mds to be sent to the cyclic coefficient generation means 24 by noise removal processing. The calculation of the frame difference and the motion detection process can be executed by a common means, and the circuit scale can be reduced.
なお、ノイズ除去装置7の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態8.
実施の形態7におけるノイズ除去装置7は、実施の形態5のノイズ除去装置5において、フレーム差分を求める手段の共通にしたものであるが、図19に示すように、実施の形態5で示した非巡回型ノイズ除去装置において実施の形態6に関して説明したのと同様に、フレーム差分を求める手段の共通化を図ることもできる。
The
図19は、実施の形態8の非巡回型のノイズ除去装置(すなわち、実施の形態8のノイズ除去方法を実施することができる装置)の構成を示すブロック図である。図19において、図14、図17及び図18に示した構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。 FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of an acyclic noise removal apparatus according to the eighth embodiment (that is, an apparatus that can implement the noise removal method according to the eighth embodiment). In FIG. 19, the same or corresponding components as those shown in FIGS. 14, 17 and 18 are denoted by the same reference numerals.
図19において、実施の形態8のノイズ除去装置8は、実施の形態5のノイズ除去装置7(図18参照)における振幅制限手段22、巡回係数発生手段24、乗算手段25、及び演算手段26によるノイズ除去処理の構成の代わりに、実施の形態6のノイズ除去装置6(図17参照)におけるノイズ除去手段60内の係数乗算手段61、62、フィルタ係数発生手段64、及び加算手段65によるノイズ除去フィルタによる構成を用いたものである。その構成及び動作は、フレームメモリ11が入力信号Di0を1フレーム遅延すること以外は、上記で図18及び図17を参照して説明したのと同様であるので、その詳細な説明は省略するが、非巡回型の場合、入力フレームとその前フレームの2フレーム間のフレーム相関を用いた演算となる。
In FIG. 19, the
実施の形態8のノイズ除去装置8においては、減算手段21によりフレーム差分Diffを求め、動き検出手段51において動き検出を行い、ノイズ量検出手段90内のフレームノイズ抽出手段89において、差分画素累積値npcntと動き画素累積値mvcntを求め、差分画素累積値npcntから動き画素累積値mvcntを減算することで、ノイズ成分のみの差分を持つ画素のフレーム単位のノイズ画素累積値nsbを得て、フレーム内のノイズ成分を抽出する。そして、このノイズ画素累積値nsbの平均ノイズ画素累積値frnpを算出し、この平均のイズ画素累積値frnpから映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成し、この制御信号efcntに基いて、ノイズ除去処理のフィルタ係数kn、(1−kn)を得て、入力信号のノイズ除去を行っている。
In the
よって、フレーム間の差分に含まれる映像信号の動き成分とノイズ成分を切り分け、ノイズ成分を含む画素がフレーム内に存在する程度を得ることで、適切に映像信号のフレーム内に含まれたノイズ量が得られ、映像信号中のノイズ量に応じたノイズ除去フィルタの係数が得られる。従って、ノイズ成分が多く含まれる映像信号に対してはノイズの除去量を上げることができ、ノイズ成分が少ない映像信号と動き部分に対してはノイズ除去量を少なくして尾引きや残像を少なくし、さらにノイズ成分が含まれない映像信号や動き部分に対してはノイズ除去量を0として尾引きや残像をなくすことができる。従って、どのようなノイズ量を持つ映像信号に対しても、最適なノイズ除去効果を得ることができ、尾引きや残像という弊害を低減して、良好なノイズ除去効果を得ることができる。 Therefore, the amount of noise appropriately included in the frame of the video signal is obtained by separating the motion component and noise component of the video signal included in the difference between frames and obtaining the extent that pixels containing the noise component are present in the frame. And a coefficient of the noise removal filter corresponding to the amount of noise in the video signal is obtained. Therefore, the amount of noise removal can be increased for video signals that contain a lot of noise components, and the amount of noise removal can be reduced for video signals and moving parts with less noise components to reduce tailing and afterimages. Furthermore, the amount of noise removal can be set to 0 for video signals and moving parts that do not contain noise components, and tailing and afterimages can be eliminated. Accordingly, an optimum noise removal effect can be obtained for a video signal having any amount of noise, and a good noise removal effect can be obtained by reducing adverse effects such as tailing and afterimage.
また、動き検出手段51において、ノイズ量検出手段90への動き差分信号mvと、フィルタ係数発生手段64に対し送る動き度合い信号mdsとを生成し出力するよう構成しているので、フレーム差分の演算、動き検出処理を共通の手段で実行することができ、回路規模の削減ができる。
Further, since the
なお、ノイズ除去装置8の各構成要素がハードウェアで構成されているものとして説明しているが、各構成要素を、プログラム制御におけるソフトウェアの処理により実現するよう構成してもよい。
In addition, although each component of the
実施の形態9.
実施の形態1乃至8においては、ノイズ除去装置およびノイズ除去方法を実施することができる装置について説明したが、本発明は、入力映像信号のノイズ除去を行って処理し、高画質で表示する映像信号表示装置にも適用できる。以下に、実施の形態9として、TV放送信号やDVD,VTR等の記録再生装置、TV放送受信装置などから入力される映像信号を処理し、実施の形態1〜8のいずれかのノイズ除去装置を用いた映像信号を表示する映像信号表示装置について説明する。
In the first to eighth embodiments, the noise removal device and the device capable of performing the noise removal method have been described. However, the present invention performs processing by removing noise from the input video signal and displays the image with high image quality. It can also be applied to signal display devices. Hereinafter, as a ninth embodiment, a TV broadcast signal, a video signal input from a recording / playback device such as a DVD or VTR, a TV broadcast receiving device, or the like is processed, and the noise removal device according to any one of the first to eighth embodiments. A video signal display device for displaying a video signal using the above will be described.
図20は、実施の形態9による映像信号表示装置の一例を示すブロック図である。図20において、実施の形態9の映像信号表示装置9は、入力端子101と、入力信号処理手段102と、実施の形態1のノイズ除去装置1(又は実施の形態2から8でのノイズ除去装置2から8までのいずれか)を有しており、表示処理手段103と、表示手段104とを設け、ノイズ除去した映像信号を表示するように構成したものである。なお、ノイズ除去装置の構成及び動作は、実施の形態1(又は2〜8)に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
FIG. 20 is a block diagram illustrating an example of a video signal display device according to the ninth embodiment. 20, the video
入力端子101には、TV放送信号やDVD,VTR等の記録再生装置、TV放送受信装置等からの信号が入力される。入力端子101に入力された信号は、入力信号処理手段102へと送られる。
The
入力信号処理手段102は、TV放送信号やDVD,VTR等の記録再生装置、TV放送受信装置等からの信号に対し、例えば、アナログ信号が入力される場合は、信号をデジタル信号へ変換、同期信号を分離する等の入力信号処理や、また、MPEGデータを受けた場合には、MPEGデータをデコードするなどの処理を施す。そして、入力信号処理された映像信号をノイズ除去装置1(又は2〜8のいずれか)へ出力する。ここで、入力信号処理された映像信号は、インターレース信号またはプログレッシブ信号の場合がある。 The input signal processing means 102 converts, for example, an analog signal to a TV broadcast signal, a recording / playback device such as a DVD or VTR, a TV broadcast receiving device, etc. Input signal processing such as signal separation, and processing such as decoding of MPEG data when MPEG data is received. Then, the video signal subjected to the input signal processing is output to the noise removing device 1 (or any one of 2 to 8). Here, the video signal subjected to the input signal processing may be an interlace signal or a progressive signal.
ノイズ除去装置1(又は2〜8のいずれか)は、入力信号処理手段102からの映像信号に対し、入力フレームと1フレーム前のノイズ除去後の映像信号もしくは1フレーム前の映像信号との間のフレーム差分を求め、フレーム差分により動き検出を行うとともに、フレーム差分から動き成分を除くノイズ成分のみを抽出し、映像信号のフレームにおけるノイズ量flndを得て、ノイズ除去の効果を制御するための制御信号efcntを生成する。この制御信号efcntにより、映像信号中のノイズ量に応じたノイズ除去の係数を得ることで、入力信号のノイズ除去を行う。そして、ノイズ除去後の映像信号を表示処理手段103へと出力する。このノイズ除去の動作は、実施の形態1(又は実施の形態2〜8)について説明したのと同様であるので、詳細な説明は省略する。
The noise removal apparatus 1 (or any one of 2 to 8) is configured so that, with respect to the video signal from the input
表示処理手段103には、ノイズ除去装置1(又は2〜8)からのノイズ除去した映像信号が入力される。表示処理手段103は、入力映像信号がインターレース信号の場合は、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換するなどの処理を施し、また、スケーリング処理等の表示信号へと変換するための信号処理を施し、表示手段304で表示するための表示信号として表示手段104へ出力する。
表示手段104は、表示処理手段103からの表示信号に基づき映像を表示する。
The display processing means 103 receives the video signal from which noise is removed from the noise removing device 1 (or 2 to 8). When the input video signal is an interlace signal, the
The
以上に説明したように、実施の形態9の映像信号表示装置によれば、実施の形態1(又は2〜8)のノイズ除去装置またはノイズ除去方法を用いるので、動き部分に対して尾引きや残像を低減して、良好なノイズ除去効果が得られた映像信号に基づく高品質な映像を表示することができる。 As described above, according to the video signal display device of the ninth embodiment, since the noise removing device or the noise removing method of the first embodiment (or 2 to 8) is used, the moving part is not tailed. Afterimages can be reduced, and high-quality video based on video signals that have obtained a good noise removal effect can be displayed.
1,2,3,4,5,6,7,8 ノイズ除去装置、 9 映像信号表示装置、 11 フレームメモリ、 12 タイミング信号生成手段、 20,60 ノイズ除去手段、 21 減算手段、 22 振幅制限手段、 23,63 動き検出手段、 24,24b 巡回係数発生手段、 25 乗算手段、 26 演算手段、 61,62 係数乗算手段、 64 フィルタ係数発生手段、 65 加算手段、 30,70,80,90 ノイズ量検出手段、 33 フレーム差分検出手段、 31 差分演算手段、 32 絶対値演算手段、 34,73 差分感度変換手段、 50,74 動き差分検出手段、 502,512 動き感度変換手段、 503 動き差分値生成手段、 51 動き検出手段、 511 絶対値演算手段、 513 動き変換手段、 39,79,89 フレームノイズ抽出手段、 35 動き減算手段、 36 ノイズ差分累積演算手段、 37 フレーム平均累積値算出手段、 38,87 ノイズ量変換手段、 40 ノイズ除去処理制御手段、 241 係数算出手段、 242 係数制限手段、 243,243b 傾き設定手段、 244,244b 係数最大値設定手段、 245 ノイズ量係数制御手段、 81 差分比較手段、 82 差分画素累積演算手段、 83 動き差分比較手段、 84 動き画素累積演算手段、 85 動き画素減算手段、 86 フレーム平均ノイズ画素数算出手段、 101 入力端子、 102 入力信号処理手段、 103 表示処理手段、 104 表示手段。
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Noise removing device, 9 Video signal display device, 11 Frame memory, 12 Timing signal generating means, 20,60 Noise removing means, 21 Subtracting means, 22 Amplitude limiting means , 23, 63 motion detection means, 24, 24b cyclic coefficient generation means, 25 multiplication means, 26 calculation means, 61, 62 coefficient multiplication means, 64 filter coefficient generation means, 65 addition means, 30, 70, 80, 90 noise amount Detecting means, 33 frame difference detecting means, 31 difference calculating means, 32 absolute value calculating means, 34, 73 difference sensitivity converting means, 50, 74 motion difference detecting means, 502, 512 motion sensitivity converting means, 503 motion difference value generating means 51 motion detection means, 511 absolute value calculation means, 513 motion conversion means, 39, 79, 89 frame noise extraction means 35 motion subtraction means, 36 noise difference accumulation calculation means, 37 frame average accumulation value calculation means, 38,87 noise amount conversion means, 40 noise removal processing control means, 241 coefficient calculation means, 242 coefficient limit means, 243, 243b slope Setting means, 244, 244b coefficient maximum value setting means, 245 noise amount coefficient control means, 81 difference comparison means, 82 difference pixel accumulation calculation means, 83 motion difference comparison means, 84 motion pixel accumulation calculation means, 85 motion pixel subtraction means, 86 frame average noise pixel number calculating means, 101 input terminal, 102 input signal processing means, 103 display processing means, 104 display means.
Claims (12)
入力映像信号もしくはノイズ除去装置の出力であるノイズが除去された映像信号をフレーム単位で遅延させるフレーム遅延手段と、
入力フレームの映像信号と、上記フレーム遅延手段によりフレーム遅延された映像信号とが入力され、そのフレーム間の信号の差分を求め、フレーム差分を出力するフレーム差分検出手段と、
上記フレーム差分から、該フレーム差分に含まれる映像信号の動きを検出し、その動きに相当する差分を示す動き差分信号を出力する動き差分検出手段と、
上記フレーム差分と上記動き差分信号から、フレーム差分における動き分を除いて、上記フレーム差分に含まれる映像信号でのノイズ成分のみを抽出して、フレーム内に含まれたノイズ成分の程度を示すフレームノイズ抽出結果をフレーム単位で出力するフレームノイズ抽出手段と、
上記フレームノイズ抽出結果を映像信号のフレーム内におけるノイズ量を示す値へ変換し、映像信号中におけるノイズ量として検出し、出力するノイズ量変換手段と、
上記ノイズ量に応じて、ノイズ除去の強さを制御するための制御信号を生成するノイズ除去処理制御手段と、
上記制御信号に応じてノイズ除去の強さを決めるための係数を変化させることで、ノイズ除去処理を行うノイズ除去手段と
を備えたこと特徴とするノイズ除去装置。 A three-dimensional noise removing apparatus that removes a noise component having no correlation between frames from a correlation between frames of a video signal,
A frame delay means for delaying an input video signal or a video signal from which noise, which is an output of a noise removal device, has been removed;
A frame difference detection means for inputting a video signal of an input frame and a video signal delayed by the frame delay means, obtaining a signal difference between the frames, and outputting a frame difference;
Motion difference detection means for detecting a motion of a video signal included in the frame difference from the frame difference and outputting a motion difference signal indicating a difference corresponding to the motion;
A frame indicating the degree of the noise component included in the frame by extracting only the noise component in the video signal included in the frame difference by removing the motion difference in the frame difference from the frame difference and the motion difference signal. Frame noise extraction means for outputting the noise extraction result in frame units;
A noise amount converting means for converting the frame noise extraction result into a value indicating a noise amount in a frame of the video signal, detecting the noise amount in the video signal, and outputting;
Noise removal processing control means for generating a control signal for controlling the strength of noise removal according to the amount of noise;
A noise removal apparatus comprising: noise removal means for performing noise removal processing by changing a coefficient for determining noise removal strength according to the control signal.
現フレームの映像信号と、上記フレーム遅延手段によりフレーム遅延された映像信号とが入力され、そのフレーム間の信号の差分を演算し出力する差分演算手段と、
上記差分演算手段からの差分の絶対値を求め、差分絶対値を出力する絶対値演算手段と、
上記絶対値演算手段の出力に対し、予め設定された値を乗算および減算することによる非線形変換を行い、非線形変換された差分信号を出力する差分感度変換手段と
を備え、上記絶対値手段から出力された上記差分絶対値および上記差分感度変換手段から出力された上記差分信号を、上記フレーム差分として出力することを特徴とする請求項1に記載のノイズ除去装置。 The frame difference detection means includes:
A difference calculating means for inputting a video signal of the current frame and a video signal delayed by the frame delay means, and calculating and outputting a difference between signals of the frames;
An absolute value calculating means for obtaining an absolute value of the difference from the difference calculating means and outputting the absolute value of the difference;
Differential sensitivity conversion means for performing nonlinear conversion by multiplying and subtracting a preset value with respect to the output of the absolute value calculation means, and outputting a differential signal subjected to nonlinear conversion, and output from the absolute value means 2. The noise removing device according to claim 1, wherein the difference absolute value and the difference signal output from the difference sensitivity conversion means are output as the frame difference.
上記フレーム差分検出手段からのフレーム差分に対し、予め設定された値を乗算および減算することによる非線形変換を行い、非線形変換された差分信号を出力する動き感度変換手段と、
上記動き感度変換手段からの上記差分信号により、上記差分信号の値を補正して動きの差分値を示す信号を生成する動き差分値生成手段とを備え、
上記動き差分値生成手段により生成された信号を、フレーム差分に含まれる動きに相当する値を示す動き差分信号として出力することを特徴とする請求項1に記載のノイズ除去装置。 The motion difference detecting means is
Motion sensitivity conversion means for performing non-linear conversion by multiplying and subtracting a preset value with respect to the frame difference from the frame difference detection means, and outputting a non-linearly converted difference signal;
Motion difference value generation means for generating a signal indicating a difference value of motion by correcting the value of the difference signal by the difference signal from the motion sensitivity conversion means,
2. The noise removing apparatus according to claim 1, wherein the signal generated by the motion difference value generating means is output as a motion difference signal indicating a value corresponding to a motion included in a frame difference.
上記フレーム差分検出手段からの上記フレーム差分から、上記動き差分検出手段からの上記動き差分信号を減算し、フレーム差分における動き分を除いたノイズ差分信号として出力する動き減算手段と、
映像信号の注目フレーム内における所定の領域又はすべての領域の画素に対し、上記動き減算手段からの上記ノイズ差分信号で示される値を累積し、フレームごとの累積結果をノイズ差分累積値として出力するノイズ差分累積演算手段と、
上記ノイズ差分累積演算手段からの上記ノイズ差分累積値を複数フレーム分得て、複数フレームでのノイズ差分累積値における平均値を算出し、平均ノイズ差分累積値として出力するフレーム平均累積値算出手段とを備え、
上記フレーム平均累積値算出手段から出力された平均ノイズ差分累積値を、フレーム内に含まれたノイズ成分を示すフレームノイズ抽出結果として出力することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のノイズ除去装置。 The frame noise extraction means includes:
Motion subtraction means for subtracting the motion difference signal from the motion difference detection means from the frame difference from the frame difference detection means and outputting as a noise difference signal excluding the motion in the frame difference;
The value indicated by the noise difference signal from the motion subtracting means is accumulated for pixels in a predetermined area or all areas in the target frame of the video signal, and the accumulated result for each frame is output as a noise difference accumulated value. Noise difference accumulation calculation means;
Frame average cumulative value calculating means for obtaining the noise difference cumulative value from the noise difference cumulative calculating means for a plurality of frames, calculating an average value of the noise difference cumulative values in a plurality of frames, and outputting the average noise difference cumulative value; With
4. The average noise difference cumulative value output from the frame average cumulative value calculating means is output as a frame noise extraction result indicating a noise component included in the frame. The noise removal apparatus of crab.
上記フレーム差分検出手段からのフレーム差分を所定値と比較し、各画素が差分成分を持つか否かを判定して、この判定結果に基づく差分画素を示す信号を出力する差分比較手段と、
上記差分比較手段からの差分画素を示す信号に基づき、映像信号の注目フレーム内の所定の領域又はすべての領域における画素に対し、差分成分を持つと判定される画素の数を累積し、フレーム毎の差分画素の累積結果を差分画素累積値として出力する差分画素累積演算手段と、
上記動き差分検出手段からの動き差分信号を所定値と比較し、各画素が動きに相当する差分成分を持つか否かを判定して、この判定結果に基づく動き画素を示す信号を出力する動き差分比較手段と、
上記動き差分比較手段からの動き画素を示す信号に基づき、映像信号の注目フレーム内の所定の領域又はすべての領域における画素に対し、動きを持つと判定される画素の数を累積し、フレーム毎の動き画素の累積結果を動き画素累積値として出力する動き画素累積演算手段と、
上記差分画素累積演算手段からの差分画素累積値から、上記動き画素累積演算手からの動き画素累積値を減算し、減算結果をフレーム差分における動き分を除いたノイズのみの差分を持つ画素の数を示すノイズ画素累積値として出力する動き画素減算手段と、
上記動き画素減算手段からのノイズ画素累積値を複数フレーム分得て、複数フレームでのノイズ画素累積値における平均値を算出し、平均ノイズ画素累積値として出力するフレーム平均ノイズ画素数算出手段とを備え、
上記フレーム平均ノイズ画素数算出手段から出力された平均ノイズ画素累積値を、フレーム内に含まれたノイズ成分を示すフレームノイズ抽出結果として出力することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のノイズ除去装置。 The frame noise extraction means includes:
A difference comparison unit that compares the frame difference from the frame difference detection unit with a predetermined value, determines whether each pixel has a difference component, and outputs a signal indicating the difference pixel based on the determination result;
Based on the signal indicating the difference pixel from the difference comparison means, the number of pixels determined to have a difference component is accumulated for pixels in a predetermined region or all regions in the target frame of the video signal, Difference pixel accumulation calculation means for outputting the difference pixel accumulation result as a difference pixel accumulation value;
A motion that compares the motion difference signal from the motion difference detection means with a predetermined value, determines whether each pixel has a difference component corresponding to motion, and outputs a signal indicating the motion pixel based on the determination result Difference comparison means;
Based on the signal indicating the motion pixel from the motion difference comparison means, the number of pixels determined to have motion is accumulated for pixels in a predetermined region or all regions in the target frame of the video signal, and A moving pixel accumulation calculating means for outputting a moving pixel accumulated result as a moving pixel accumulated value;
The number of pixels having a noise-only difference obtained by subtracting the motion pixel cumulative value from the motion pixel cumulative calculation hand from the difference pixel cumulative value from the difference pixel cumulative calculation means, and subtracting the motion difference in the frame difference from the subtraction result. Motion pixel subtraction means for outputting as a noise pixel cumulative value indicating,
Frame average noise pixel number calculating means for obtaining a plurality of frames of noise pixel accumulated values from the moving pixel subtracting means, calculating an average value of noise pixel accumulated values in a plurality of frames, and outputting as an average noise pixel accumulated value; Prepared,
4. The average noise pixel cumulative value output from the frame average noise pixel number calculating means is output as a frame noise extraction result indicating a noise component included in a frame. The noise removal apparatus in any one.
上記フレームノイズ抽出手段からのフレームノイズ抽出結果が入力されており、
上記フレームノイズ抽出結果に対し、予め設定された値を乗算および減算し、その演算結果を所定の値内に制限することによる非線形変換を行い、非線形変換された値を映像信号中におけるノイズ量として検出し、出力することを特徴とする特徴とする請求項1に記載のノイズ除去装置。 The noise amount converting means is
The frame noise extraction result from the frame noise extraction means is input,
The frame noise extraction result is multiplied and subtracted by a preset value, and nonlinear calculation is performed by limiting the calculation result to a predetermined value. The nonlinearly converted value is used as the amount of noise in the video signal. 2. The noise removing device according to claim 1, wherein the noise removing device detects and outputs the detected noise.
上記ノイズ量変換手段からのノイズ量に基づき、上記ノイズ量の大きさに応じて変化し、ノイズ除去効果の強さのレベルを示す信号を制御信号として出力し、
上記ノイズ除去手段は、
フレーム差分に含まれる映像信号の動きを検出し、その動きの度合いを示す動き動き度合い信号を出力する動き検出手段と、
上記動き度合い信号に応じて変化し、ノイズ除去の強さを決めるノイズの除去の係数を求めるとともに、上記ノイズ除去処理制御手段からの制御信号により、上記制御信号によって示される映像信号内のノイズ量が多いほど、ノイズ除去効果が強くなるように、上記係数を制御する係数発生手段を備え、
上記制御信号に応じて調整された係数によりノイズ除去を行うことを特徴とする請求項1に記載のノイズ除去装置。 The noise removal processing control means includes:
Based on the amount of noise from the noise amount conversion means, it changes according to the magnitude of the noise amount, and outputs a signal indicating the level of the strength of the noise removal effect as a control signal,
The noise removing means is
Motion detection means for detecting the motion of the video signal included in the frame difference and outputting a motion motion degree signal indicating the degree of the motion;
The amount of noise in the video signal indicated by the control signal is determined in accordance with the control signal from the noise removal processing control means, while obtaining a noise removal coefficient that changes according to the movement degree signal and determines the strength of noise removal. In order to increase the noise removal effect, the coefficient generation means for controlling the coefficient is provided,
The noise removing apparatus according to claim 1, wherein noise removal is performed using a coefficient adjusted according to the control signal.
上記係数が0から1までの範囲の値を取るものであり、
上記制御信号によって表される映像信号内のノイズ量が最大レベルのときに、上記係数が「1」とされ、
上記制御信号によって表される映像信号内のノイズ量が最小レベルのときに、上記係数が「0」とされる
ことを特徴とする請求項7に記載のノイズ除去装置。 The coefficient generating means in the noise removing means is
The coefficient takes a value in the range from 0 to 1,
When the amount of noise in the video signal represented by the control signal is at the maximum level, the coefficient is “1”.
The noise removal apparatus according to claim 7, wherein the coefficient is set to "0" when the amount of noise in the video signal represented by the control signal is at a minimum level.
ノイズの除去の係数の変化する傾きを設定するための値を設定する傾き設定手段と、
係数の最大値を設定する係数最大値設定手段と、
上記動き検出手段からの動き度合い信号と上記傾き設定手段からの値とにより、係数を求め出力する係数算出手段と、
上記係数算出手段からの係数に対し、上記係数最大値設定手段からの最大値までに値を制限した係数を出力する係数制限手段と、
上記ノイズ除去処理制御手段からの制御信号により、上記係数制限手段からの係数に対し、上記制御信号に対応して変化する所定の倍率を乗算し、その演算結果を所定の範囲内に制限することによる変換を行い、変換後の係数を出力するノイズ量係数制限手段と
を備えたことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のノイズ除去装置。 The coefficient generating means in the noise removing means is
A slope setting means for setting a value for setting a slope for changing a noise removal coefficient;
Coefficient maximum value setting means for setting the maximum value of the coefficient;
Coefficient calculating means for obtaining and outputting a coefficient based on a motion degree signal from the motion detecting means and a value from the inclination setting means;
Coefficient limiting means for outputting a coefficient whose value is limited to the maximum value from the coefficient maximum value setting means with respect to the coefficient from the coefficient calculating means,
Multiplying the coefficient from the coefficient limiting means by a predetermined magnification that changes in response to the control signal by the control signal from the noise removal processing control means, and limiting the calculation result within a predetermined range. The noise removal apparatus according to claim 7 or 8, further comprising: a noise amount coefficient limiting unit that performs conversion according to (1) and outputs the converted coefficient.
上記ノイズ除去処理制御手段からの制御信号により、上記制御信号に応じて変化し、ノイズの除去の係数の変化する傾きを設定するための値を設定する傾き設定手段と、
上記ノイズ除去処理制御手段からの制御信号により、上記制御信号に応じて変化し、係数の最大値を設定する係数最大値設定手段と、
上記動き検出手段からの動き度合い信号と上記傾き設定手段からの値とにより、係数を求め出力する係数算出手段と、
上記係数算出手段からの係数に対し、上記係数最大値設定手段からの最大値までに値を制限した係数を出力する係数制限手段と
を備えたことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のノイズ除去装置。 The coefficient generating means in the noise removing means is
A slope setting means for setting a value for setting a slope that changes according to the control signal and changes a noise removal coefficient in accordance with a control signal from the noise removal processing control means;
Coefficient maximum value setting means for changing the control signal from the noise removal processing control means according to the control signal and setting the maximum value of the coefficient;
Coefficient calculating means for obtaining and outputting a coefficient based on a motion degree signal from the motion detecting means and a value from the inclination setting means;
9. A coefficient limiting means for outputting a coefficient whose value is limited to a maximum value from the coefficient maximum value setting means with respect to the coefficient from the coefficient calculating means. The noise removal apparatus as described.
入力映像信号もしくはノイズ除去後の映像信号をフレーム単位で遅延させるフレーム遅延ステップと、
入力フレームの映像信号と、フレーム遅延された映像信号とのフレーム間の信号の差分を求め、フレーム差分を出力するフレーム差分検出ステップと、
上記フレーム差分から、該フレーム差分に含まれる映像信号の動きを検出し、その動きに相当する差分を示す動き差分信号を出力する動き差分検出ステップと、
上記フレーム差分と上記動き差分信号から、フレーム差分における動き分を除いて、上記フレーム差分に含まれる映像信号でのノイズ成分のみを抽出して、フレーム内に含まれたノイズ成分の程度を示すフレームノイズ抽出結果をフレーム単位で出力するフレームノイズ抽出ステップと、
上記フレームノイズ抽出結果を映像信号のフレーム内におけるノイズ量を示す値へ変換し、映像信号中におけるノイズ量として検出し、出力するノイズ量変換ステップと、
上記ノイズ量に応じて、ノイズ除去の強さを制御するための制御信号を生成するノイズ除去処理制御ステップと、
上記制御信号に基づき、上記制御信号に応じてノイズ除去の強さを決めるための係数を変化させることで、ノイズ除去処理を行うノイズ除去ステップと
を備えたこと特徴とするノイズ除去方法。 A three-dimensional noise removal method for removing a noise component having no correlation between frames from a correlation between frames of a video signal,
A frame delay step for delaying the input video signal or the video signal after noise removal in units of frames;
A frame difference detection step of obtaining a difference between signals between the video signal of the input frame and the frame-delayed video signal and outputting the frame difference;
A motion difference detection step of detecting a motion of a video signal included in the frame difference from the frame difference and outputting a motion difference signal indicating a difference corresponding to the motion;
A frame indicating the degree of the noise component included in the frame by extracting only the noise component in the video signal included in the frame difference by removing the motion difference in the frame difference from the frame difference and the motion difference signal. A frame noise extraction step for outputting the noise extraction result in units of frames;
Converting the frame noise extraction result into a value indicating the amount of noise in the frame of the video signal, detecting it as a noise amount in the video signal, and outputting a noise amount conversion step;
A noise removal processing control step for generating a control signal for controlling the strength of noise removal according to the amount of noise,
A noise removal method comprising: a noise removal step of performing noise removal processing by changing a coefficient for determining noise removal strength according to the control signal based on the control signal.
映像を表示する表示手段と、
上記ノイズ除去装置から出力されたノイズの除去された映像信号に基づく映像を、上記表示手段に表示させる表示処理手段と
を備えたことを特徴とする映像信号表示装置。 A noise removing device according to any one of claims 1 to 10,
Display means for displaying video;
A video signal display device, comprising: a display processing unit that causes the display unit to display a video based on the video signal from which noise has been output output from the noise removal device.
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