JP2009124489A - 映像信号処理装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
入力されたカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第1色変換信号を生成する第1色空間変換部102と、第1色空間変換部102での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第2色変換信号を生成する第2色空間変換部106と、第1色空間変換部102と第2色空間変換部106とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部105と、第1色変換信号と第2色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部103と、色空間変換方法決定部105で決定された色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部107とを有する映像信号処理装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
また、動画に関して、特開2004−88234号公報には、フレーム巡回型ノイズ低減装置において、動きを検出し動き成分に応じた巡回係数で1フレーム前と現在のフレームの画素を合成する方法が開示されている。
また、特開2004−88234に示されている方法では、重要な色成分について考慮されていない。
本発明は、入力されたカラー映像信号に対して1フレーム毎に信号処理を行う映像信号処理装置であって、前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第1色変換信号を生成する第1色空間変換部と、前記第1色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第2色変換信号を生成する第2色空間変換部と、前記第1色空間変換部と前記第2色空間変換部とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、前記第1色変換信号と前記第2色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部とを有する映像信号処理装置を提供する。
また、本発明の映像信号処理装置及び映像信号処理プログラムは、動画像に対して映像信号処理を実施するのに好適なものである。
図1は、本実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示したブロック図である。
図1に示されるように、本実施形態に係る映像信号処理装置は、入力部101を介して入力されたカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第1色変換信号を生成する第1色空間変換部102と、前記第1色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第2色変換信号を生成する第2色空間変換部106と、第1色空間変換部102と第2色空間変換部106とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部105と、第1色変換信号と第2色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部103と、色空間変換方法決定部105で決定された色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部107とを主な構成要素として備えている。
なお、本実施形態では、バッファ104に格納されている1フレーム前の映像信号に対して色空間変換処理を行うこととしたが、これに限られず、上述した第1色空間変換部102において処理対象とされたカラー映像信号よりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換処理を行うこととしてもよい。
以下、ノイズ低減部103について図2を参照して詳しく説明する。
更に、重み決定部202は、後述する色空間変換方法決定部105で決定される色空間の情報と、予め登録されている重要視する色空間軸とのなす角度に基づいて、上記重み係数Kを調整する。例えば、図3に示されるように、重要視する色空間軸としてRの色空間軸が予め登録されており、第1色変換信号の色空間軸がTi 0,Ti 1,Ti 2であった場合、予め登録されているRの色空間軸と変換後の色空間軸Ti 0とのなす角に応じて、重み係数Kを調整する。
更に、重み決定部202は、主要色の色空間軸Ti 0と、主要色でない色空間軸Ti 1,Ti 2とで重み係数Kの調整量を異ならせてもよい。例えば、主要色である色空間軸Ti 0については重み係数Kを小さめに設定し、それ以外の色空間軸Ti 1,Ti 2については重み係数Kを大きめに設定する。また、逆に、主要色である色空間軸Ti 0については重み係数Kを大きめに設定し、それ以外の色空間軸Ti 1,Ti 2については重み係数Kを小さめに設定することとしてもよい。
ノイズ低減後信号=(1−K)*第1色変換信号+K*第2色変換信号 (3)
図4は、色空間変換方法決定部105の概略構成を示した図である。図4に示されるように、色空間変換方法決定部105は、主要色決定部301、直交軸決定部302、及び変換関数決定部303を備えている。
直交軸決定部302は、主要色決定部301で決定された主要色と色空間上で直交する任意の2つの色空間軸を決定する。なお、2つの色空間軸も互いに直交している。
なお、第1色変換関数Ciは、(4)式からわかるように帰納的に決定される。従って、変換関数決定部303は、算出したCiを記録しておき、次のフレームi+1の色変換関数の算出時にCi+1=Di+1+Ciを算出することで、第1色空間変換部102で用いる第1色変換関数を容易に求めることができる。
変換関数決定部303は、第1色変換関数Ciを第1色空間変換部102に、第2色変換関数Diを第2色空間変換部106に転送する。更に、変換関数決定部303は、上記第1色変換関数Ciの逆行列を求め、これを逆色変換関数として色空間逆変換部107に転送する。
まず、入力部101から入力された映像信号は、第1色空間変換部102に転送される。このとき、1フレーム目の場合には、バッファ104にはノイズ低減後信号が格納されていない状態であるので、第1色空間変換部102において色変換は行われず、そのままの色空間、つまり、RGBの3色空間軸で定義される映像信号のまま、ノイズ低減部103に転送される。ノイズ低減部103においてもノイズ低減処理が行われず、そのままの状態でバッファ104及び色空間逆変換部107に出力される。
まず、ステップSA1において、カラー映像信号およびヘッダ情報が入力されると、ステップSA2において、入力されたカラー映像信号が第1フレームか否かを判定する。第1フレームの場合には、ステップSA11に移行し、当該第1フレームの映像信号をバッファに格納する一方、この映像信号を出力する。
次に、本発明の第2の実施形態について、図を用いて説明する。
図7は本実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示した図である。本実施形態に係る映像信号処理装置は、入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行う映像信号処理装置であって、カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定部503と、色空間変換方法決定部503で決定された色空間変換方法を用いて、カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換部504と、色空間変換方法と色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部505と、色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を変換する色空間逆変換部506とを主な構成要素として備えている。
色空間変換部504は、色変換関数を用いて現フレームの映像信号の色空間を変換し、変換後の映像信号をノイズ低減部505に転送する。
ノイズ低減部505は、色空間変換部504から転送されてきた色空間変換後の映像信号に基づいてノイズ低減を行う。例えば、ノイズ低減部505は、色空間の情報を用いて、平滑化フィルタの係数やサイズなどの特性を変更することにより、ノイズの低減量を変更する。また、このとき、予め登録されている主要色とそれ以外の色とでノイズ低減量を異ならせることとしてもよい。
なお、上述したノイズ低減方法に代えて、例えば、外部I/F部110を介してユーザによって指定された公知のノイズ低減方法を用いることとしてもよい。ノイズ低減後の映像信号は、色空間逆変換部506に転送される。
図8は本実施形態に係る映像信号処理プログラムの処理手順を示したフローチャートである。
まず、ステップSB1において、カラー映像信号およびヘッダ情報が入力されると、ステップSB2において、この映像信号の色空間が決定され、ステップSB3において映像信号の色空間が変換される。ステップSB4では、色空間変換後の映像信号に基づいてノイズ低減処理が行われ、ステップSB5においてノイズ低減後の映像信号が逆色変換されることにより、入力時の映像信号の色空間に戻され、出力される。
102 第1色空間変換部
103,505 ノイズ低減部
104、502 バッファ
105,503 色空間変換方法決定部
106 第2色空間変換部
107,506 色空間逆変換部
108,507 出力部
109 制御部
110 外部I/F部
201 動き検出部
202 重み決定部
203 フレーム合成部
301 主要色決定部
302 直交軸決定部
303 変換関数決定部
401 主成分分析部
504 色空間変換部
Claims (17)
- 入力されたカラー映像信号に対して1フレーム毎に信号処理を行う映像信号処理装置であって、
前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第1色変換信号を生成する第1色空間変換部と、
前記第1色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第2色変換信号を生成する第2色空間変換部と、
前記第1色空間変換部と前記第2色空間変換部とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、
前記第1色変換信号と前記第2色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、
前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部と
を有する映像信号処理装置。 - 前記色空間変換方法決定部は、
前記過去フレームのカラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定部と、
前記主要色決定部で決定した主要色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定部と、
前記主要色決定部で決定した主要色を表す色空間軸と前記直交軸決定部で決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定部と
を有する請求項1に記載の映像信号処理装置。 - 前記主要色決定部は、前記過去フレームのカラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色を決定する主成分分析部を有する請求項2に記載の映像信号処理装置。
- 前記ノイズ低減部は、
前記第1色変換信号と前記第2色変換信号との差により動き量を検出する動き検出部と、
前記動き量と前記色空間変換方法決定部で決定された前記色空間軸とに基づいて前記第1色変換信号と前記第2色変換信号とを合成する際の重み係数を決定する重み決定部と、
前記重み決定部により決定された重み係数を用いて前記第1色変換信号と前記第2色変換信号を合成するフレーム合成部と
を有する請求項2または請求項3に記載の映像信号処理装置。 - 前記重み決定部は、前記主要色決定部で決定された前記主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、前記重み係数を決定する請求項4に記載の映像信号処理装置。
- 前記ノイズ低減部は、前記主要色決定部で決定された前記主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、前記ノイズ低減処理の度合いを決定する請求項2に記載の映像信号処理装置。
- 入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行う映像信号処理装置であって、
前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、
前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換部と、
前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、
前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部と
を有する映像信号処理装置。 - 前記色空間変換方法決定部は、
前記カラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定部と、
前記主要色決定部で決定した色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定部と、
前記主要色決定部で決定した色を表す色空間軸と前記直交軸決定部で決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定部とを有し、
前記関数によって前記色空間変換方法を決定する請求項7に記載の映像信号処理装置。 - 前記主要色決定部は、前記カラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色の色空間軸を決定する主成分分析部を有する請求項8に記載の映像信号処理装置。
- 前記ノイズ低減部は、前記主要色決定部で決定された主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、ノイズ低減の度合いを変更する請求項9に記載の映像信号処理装置。
- 入力されたカラー映像信号に対して1フレーム毎に信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、
前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第1色変換信号を生成する第1色空間変換ステップと、
前記第1色空間変換ステップでの処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第2色変換信号を生成する第2色空間変換ステップと、
前記第1色空間変換ステップと前記第2色空間変換ステップとで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、
前記第1色変換信号と前記第2色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、
前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップと
をコンピュータに実行させる映像信号処理プログラム。 - 前記色空間変換方法決定ステップは、
前記過去フレームの映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した主要色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した主要色を表す色空間軸と前記直交軸決定ステップで決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定ステップと
を含む請求項11に記載の映像信号処理プログラム。 - 前記主要色決定ステップは、前記過去フレームのカラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色を決定する主成分分析ステップを含む請求項12に記載の映像信号処理プログラム。
- 前記ノイズ低減ステップは、
前記第1色変換信号と前記第2色変換信号との差により動き量を検出する動き検出ステップと、
前記動き量と前記色空間方法決定ステップで決定された前記色空間軸とに基づいて前記第1色変換信号と前記第2色変換信号とを合成する際の重み係数を決定する重み係数決定ステップと、
前記重み係数決定ステップにより決定された重み係数を用いて前記第1色変換信号と前記第2色変換信号を合成するフレーム合成ステップと
を含む請求項12または請求項13に記載の映像信号処理プログラム。 - 入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、
前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、
前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換ステップと、
前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、
前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップと
をコンピュータに実行させる映像信号処理プログラム。 - 前記色空間変換方法決定ステップは、
前記カラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した色を表す色空間軸と前記直交軸決定ステップで決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定ステップとを含み、
前記関数によって前記色空間変換方法を決定する請求項15に記載の映像信号処理プログラム。 - 前記主要色決定ステップは、前記カラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色の色空間軸を決定する主成分分析ステップを含む請求項16に記載の映像信号処理プログラム。
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