JP2517200B2 - ディジタル映像信号のノイズ除去装置 - Google Patents
ディジタル映像信号のノイズ除去装置Info
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- JP2517200B2 JP2517200B2 JP5026426A JP2642693A JP2517200B2 JP 2517200 B2 JP2517200 B2 JP 2517200B2 JP 5026426 A JP5026426 A JP 5026426A JP 2642693 A JP2642693 A JP 2642693A JP 2517200 B2 JP2517200 B2 JP 2517200B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の自己相関を
利用して映像信号中に含まれるノイズを除去するノイズ
除去装置に関し、特にディジタル映像信号の所定期間毎
に適応的にノイズ除去量を変えるに適したディジタル映
像信号のノイズ除去装置に関する。
利用して映像信号中に含まれるノイズを除去するノイズ
除去装置に関し、特にディジタル映像信号の所定期間毎
に適応的にノイズ除去量を変えるに適したディジタル映
像信号のノイズ除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】映像信号の自己相関を利用して映像信号
中に含まれるノイズを除去する装置として、映像信号の
１フレームの遅延線を有する再帰型フィルターを用いて
入力映像信号をフレーム周期毎に時間的に平均化する装
置が提案されている。また、入力映像信号のＳ／Ｎに応
じて自動的に再帰型フィルターの帰還係数を変化させ、
ノイズ除去量を切り替える装置が提案されている。図５
にそのブロック図を示す。
中に含まれるノイズを除去する装置として、映像信号の
１フレームの遅延線を有する再帰型フィルターを用いて
入力映像信号をフレーム周期毎に時間的に平均化する装
置が提案されている。また、入力映像信号のＳ／Ｎに応
じて自動的に再帰型フィルターの帰還係数を変化させ、
ノイズ除去量を切り替える装置が提案されている。図５
にそのブロック図を示す。
【０００３】図５において、５０１は減算器、５０２は
フレームメモリ、５０３は乗算係数が適応的に変化する
乗算器、５０４は減算器、５０５はラインメモリ、５０
６は減算器、５０７は比較器、５０８は入力制御回路、
５０９は加算器とメモリ（図示せず）で構成された積分
回路である。
フレームメモリ、５０３は乗算係数が適応的に変化する
乗算器、５０４は減算器、５０５はラインメモリ、５０
６は減算器、５０７は比較器、５０８は入力制御回路、
５０９は加算器とメモリ（図示せず）で構成された積分
回路である。
【０００４】図５のブロック図に従って、その動作を以
下に説明する。まず、入力端子５００より入力されたデ
ィジタル映像信号は、減算器５０４においてフレームメ
モリ５０２から出力される映像信号の１フレーム期間前
の同じ画素位置のディジタル映像信号を減算される。減
算器５０４は減算結果であるフレーム間差分信号を乗算
器５０３及び、ラインメモリ５０５及び、減算器５０６
に出力する。
下に説明する。まず、入力端子５００より入力されたデ
ィジタル映像信号は、減算器５０４においてフレームメ
モリ５０２から出力される映像信号の１フレーム期間前
の同じ画素位置のディジタル映像信号を減算される。減
算器５０４は減算結果であるフレーム間差分信号を乗算
器５０３及び、ラインメモリ５０５及び、減算器５０６
に出力する。
【０００５】乗算器５０３では、フレーム間差分信号に
１以下の係数が乗算される。この係数は積分回路５０９
の出力信号によって適応的に切り替えられる。乗算器５
０３は乗算結果を減算器５０１に出力する。減算器５０
１は入力されたディジタル映像信号から乗算器５０３の
出力を減算し、フレームメモリ５０２に出力する。フレ
ームメモリ５０２は減算器５０１の減算結果を次フレー
ムの処理までの期間、記憶する。
１以下の係数が乗算される。この係数は積分回路５０９
の出力信号によって適応的に切り替えられる。乗算器５
０３は乗算結果を減算器５０１に出力する。減算器５０
１は入力されたディジタル映像信号から乗算器５０３の
出力を減算し、フレームメモリ５０２に出力する。フレ
ームメモリ５０２は減算器５０１の減算結果を次フレー
ムの処理までの期間、記憶する。
【０００６】一方、減算器５０４の減算結果であるフレ
ーム間差分信号はラインメモリ５０５で映像信号の１水
平走査期間、遅延された後に減算器５０６に出力され
る。減算器５０６では、ラインメモリ５０５の出力と減
算器５０４の出力とが減算され、１フレーム画像内のフ
レーム相関及び、ライン相関をもつ信号成分が減衰され
たノイズ信号が得られる。このノイズ信号は、比較器５
０７及び、入力制御回路５０８に出力される。比較器５
０７は入力されるノイズ信号をある基準レベルと比較す
る。ノイズ信号が基準レベル以下の場合には、入力制御
回路５０８は減算器５０６の出力であるノイズ信号を取
り込み、積分回路５０９に出力する。積分回路５０９
は、１水平走査期間毎に、入力されたノイズ信号のレベ
ルを累積加算し、加算結果を乗算器５０３に出力する。
積分回路５０９の加算結果が大きいほど、乗算器５０３
の乗算係数は大きくされ、ノイズ除去量が増やされる。
ーム間差分信号はラインメモリ５０５で映像信号の１水
平走査期間、遅延された後に減算器５０６に出力され
る。減算器５０６では、ラインメモリ５０５の出力と減
算器５０４の出力とが減算され、１フレーム画像内のフ
レーム相関及び、ライン相関をもつ信号成分が減衰され
たノイズ信号が得られる。このノイズ信号は、比較器５
０７及び、入力制御回路５０８に出力される。比較器５
０７は入力されるノイズ信号をある基準レベルと比較す
る。ノイズ信号が基準レベル以下の場合には、入力制御
回路５０８は減算器５０６の出力であるノイズ信号を取
り込み、積分回路５０９に出力する。積分回路５０９
は、１水平走査期間毎に、入力されたノイズ信号のレベ
ルを累積加算し、加算結果を乗算器５０３に出力する。
積分回路５０９の加算結果が大きいほど、乗算器５０３
の乗算係数は大きくされ、ノイズ除去量が増やされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような１フレーム画像内のフレーム相関及び、ライン相
関をもつ信号成分が減衰されたノイズ信号のレベルを比
較し、基準レベル以下のノイズ信号を積分することによ
りディジタル映像信号のＳ／Ｎを検出し、これに従って
再帰型フィルターの帰還係数を適応的に変化させる構成
では、なんらかの基準レベルの設定を行う必要があり、
基準レベルをある値に設定すると、ノイズレベルが大き
い場合、すなわちＳ／Ｎの悪い映像信号に対してはノイ
ズ除去誤動作を引き起こすという欠点を有していた。
ような１フレーム画像内のフレーム相関及び、ライン相
関をもつ信号成分が減衰されたノイズ信号のレベルを比
較し、基準レベル以下のノイズ信号を積分することによ
りディジタル映像信号のＳ／Ｎを検出し、これに従って
再帰型フィルターの帰還係数を適応的に変化させる構成
では、なんらかの基準レベルの設定を行う必要があり、
基準レベルをある値に設定すると、ノイズレベルが大き
い場合、すなわちＳ／Ｎの悪い映像信号に対してはノイ
ズ除去誤動作を引き起こすという欠点を有していた。
【０００８】本発明はかかる点に鑑み、ディジタル映像
信号の局所的特徴を抽出し、この統計的分布を用いて画
質を自動的に検出し、ノイズ除去量を映像信号の所定期
間毎に適応的に切り替えるように制御を行うディジタル
映像信号のノイズ除去装置を提供することを目的とす
る。
信号の局所的特徴を抽出し、この統計的分布を用いて画
質を自動的に検出し、ノイズ除去量を映像信号の所定期
間毎に適応的に切り替えるように制御を行うディジタル
映像信号のノイズ除去装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ディジタル映
像信号のノイズ除去を行う装置において、前記ディジタ
ル映像信号をブロック化し、これらのブロック毎の特徴
量を抽出する手段と、前記ブロック毎の特徴量の所定期
間にわたる度数分布を検出する手段と、前記度数分布の
最高値を示す特徴量を検出する手段と、前記検出された
最高値を示す特徴量に従ってノイズ除去量を適応的に変
える手段とを具備した構成である。
像信号のノイズ除去を行う装置において、前記ディジタ
ル映像信号をブロック化し、これらのブロック毎の特徴
量を抽出する手段と、前記ブロック毎の特徴量の所定期
間にわたる度数分布を検出する手段と、前記度数分布の
最高値を示す特徴量を検出する手段と、前記検出された
最高値を示す特徴量に従ってノイズ除去量を適応的に変
える手段とを具備した構成である。
【００１０】
【作用】本発明は、ディジタル映像信号を微小ブロック
に分割した後、各ブロック内の局所的特徴を抽出し、そ
の所定期間にわたる統計的分布を用いて映像信号の画質
を自動的に検出し、これに従ってノイズ除去量を映像信
号の所定期間毎に適応的に変えて映像信号の画質に応じ
たノイズ除去量の制御を行う。
に分割した後、各ブロック内の局所的特徴を抽出し、そ
の所定期間にわたる統計的分布を用いて映像信号の画質
を自動的に検出し、これに従ってノイズ除去量を映像信
号の所定期間毎に適応的に変えて映像信号の画質に応じ
たノイズ除去量の制御を行う。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本実施例のディジタル映像信
号のノイズ除去装置のブロック図である。本実施例で
は、映像信号は８ビットで量子化されており、この量子
化された２次元ディジタル映像信号を４×４画素で構成
される微小ブロックに分割し、各ブロック毎の特徴量と
してダイナミックレンジを用い、映像信号の自己相関と
してフレーム差分信号を利用してノイズ除去量の切り替
えを１フレーム毎に適応的に行う場合を例にとって説明
する。
しながら説明する。図１は本実施例のディジタル映像信
号のノイズ除去装置のブロック図である。本実施例で
は、映像信号は８ビットで量子化されており、この量子
化された２次元ディジタル映像信号を４×４画素で構成
される微小ブロックに分割し、各ブロック毎の特徴量と
してダイナミックレンジを用い、映像信号の自己相関と
してフレーム差分信号を利用してノイズ除去量の切り替
えを１フレーム毎に適応的に行う場合を例にとって説明
する。
【００１２】図１において、１０１は１フレームのディ
ジタル映像信号を４×４画素のブロックに分割するブロ
ック化回路であり、ランダムアクセスメモリ(RANDOM AC
CESSMEMORY 以下ＲＡＭと略す。）で構成されている。
１０２は各ブロック毎の特徴量を算出する特徴量抽出回
路である。１０３は各特徴量を有するブロックの度数分
布を１フレーム期間にわたって検出する度数分布検出回
路であり、ＲＡＭ、および加算器で構成されている。１
０４は１フレーム期間にわたって検出された度数分布が
最高値をしめす時の特徴量の値を検出するピーク値検出
回路である。５０１、５０２、５０３、５０４はそれぞ
れ図５に示したものと同様のもので、５０１は減算器、
５０２はフレームメモリ、５０３は乗算係数が適応的に
変化する乗算器、５０４は減算器である。
ジタル映像信号を４×４画素のブロックに分割するブロ
ック化回路であり、ランダムアクセスメモリ(RANDOM AC
CESSMEMORY 以下ＲＡＭと略す。）で構成されている。
１０２は各ブロック毎の特徴量を算出する特徴量抽出回
路である。１０３は各特徴量を有するブロックの度数分
布を１フレーム期間にわたって検出する度数分布検出回
路であり、ＲＡＭ、および加算器で構成されている。１
０４は１フレーム期間にわたって検出された度数分布が
最高値をしめす時の特徴量の値を検出するピーク値検出
回路である。５０１、５０２、５０３、５０４はそれぞ
れ図５に示したものと同様のもので、５０１は減算器、
５０２はフレームメモリ、５０３は乗算係数が適応的に
変化する乗算器、５０４は減算器である。
【００１３】図１に従って詳しく説明する。まず入力端
子１００に１フレーム分のディジタル映像信号が入力さ
れる。この入力されたディジタル映像信号はブロック化
回路１０１で４×４画素で構成されるブロックに分割さ
れる。ブロック化回路１０１はブロック分割されたディ
ジタル映像信号を特徴量抽出回路１０２に出力する。
子１００に１フレーム分のディジタル映像信号が入力さ
れる。この入力されたディジタル映像信号はブロック化
回路１０１で４×４画素で構成されるブロックに分割さ
れる。ブロック化回路１０１はブロック分割されたディ
ジタル映像信号を特徴量抽出回路１０２に出力する。
【００１４】特徴量抽出回路１０２は本実施例において
は、１ブロック内の全画素のレベルを比較し、ブロック
毎のダイナミックレンジを特徴量として抽出する。この
抽出されたダイナミックレンジは度数分布検出回路１０
３に出力される。
は、１ブロック内の全画素のレベルを比較し、ブロック
毎のダイナミックレンジを特徴量として抽出する。この
抽出されたダイナミックレンジは度数分布検出回路１０
３に出力される。
【００１５】度数分布検出回路１０３では１フレーム期
間のブロック毎の特徴量であるダイナミックレンジの度
数分布を検出する。このダイナミックレンジの度数分布
はピーク値検出回路１０４に出力される。図２に一般的
なディジタル映像信号のブロック毎のダイナミックレン
ジの度数分布の一例を示す。一般にディジタル映像信号
のダイナミックレンジを４画素間隔程度の局所的な領域
で見ると、その値はもともとの８ビットで量子化された
２５５レベルのダイナミックレンジに対して非常に小さ
くなり、各ダイナミックレンジの度数分布は図２に示す
ように、小ダイナミックレンジの領域にピークをもつ特
性となる。
間のブロック毎の特徴量であるダイナミックレンジの度
数分布を検出する。このダイナミックレンジの度数分布
はピーク値検出回路１０４に出力される。図２に一般的
なディジタル映像信号のブロック毎のダイナミックレン
ジの度数分布の一例を示す。一般にディジタル映像信号
のダイナミックレンジを４画素間隔程度の局所的な領域
で見ると、その値はもともとの８ビットで量子化された
２５５レベルのダイナミックレンジに対して非常に小さ
くなり、各ダイナミックレンジの度数分布は図２に示す
ように、小ダイナミックレンジの領域にピークをもつ特
性となる。
【００１６】ピーク値検出回路１０４は１フレーム期間
のブロック毎の特徴量であるダイナミックレンジの度数
分布からそのピーク値を示すダイナミックレンジの値を
検出する。例えば図２に示すような度数分布の場合に
は、ダイナミックレンジの値として４が検出される。
のブロック毎の特徴量であるダイナミックレンジの度数
分布からそのピーク値を示すダイナミックレンジの値を
検出する。例えば図２に示すような度数分布の場合に
は、ダイナミックレンジの値として４が検出される。
【００１７】一方、図２のダイナミックレンジの度数分
布を示すディジタル映像信号に振幅の異なるホワイトノ
イズをそれぞれ付加した場合のダイナミックレンジの度
数分布を図３、図４に示す。ただし、図３に比べて図４
の場合には付加したホワイトノイズの振幅は２倍になっ
ている。図３、図４から分かるようにダイナミックレン
ジの度数分布は付加したホワイトノイズの大きさに従っ
て、そのピーク値がダイナミックレンジの大きい方にシ
フトし、ピーク値検出回路１０４の出力はそれぞれ２
８、５６となる。
布を示すディジタル映像信号に振幅の異なるホワイトノ
イズをそれぞれ付加した場合のダイナミックレンジの度
数分布を図３、図４に示す。ただし、図３に比べて図４
の場合には付加したホワイトノイズの振幅は２倍になっ
ている。図３、図４から分かるようにダイナミックレン
ジの度数分布は付加したホワイトノイズの大きさに従っ
て、そのピーク値がダイナミックレンジの大きい方にシ
フトし、ピーク値検出回路１０４の出力はそれぞれ２
８、５６となる。
【００１８】ピーク値検出回路１０４の出力は、入力さ
れた映像信号の画質を表すものであり、これが乗算器５
０３に出力される。乗算器５０３の乗算係数は、ピーク
値検出回路１０４の出力信号によって適応的に切り替え
られる。すなわち、ピーク値を示すダイナミックレンジ
の値が大きい程、再帰型フィルターの帰還係数が大きく
され、ノイズ除去量が増やされる。減算器５０１によっ
てノイズ成分を除去されたディジタル映像信号が出力端
子１０５より出力される。
れた映像信号の画質を表すものであり、これが乗算器５
０３に出力される。乗算器５０３の乗算係数は、ピーク
値検出回路１０４の出力信号によって適応的に切り替え
られる。すなわち、ピーク値を示すダイナミックレンジ
の値が大きい程、再帰型フィルターの帰還係数が大きく
され、ノイズ除去量が増やされる。減算器５０１によっ
てノイズ成分を除去されたディジタル映像信号が出力端
子１０５より出力される。
【００１９】以上説明したように本実施例では、水平、
垂直の２次元方向からなるディジタル映像信号を微小ブ
ロックに分割した後、各ブロック内の局所的特徴として
ダイナミックレンジを抽出すると、その１フレーム期間
にわたる統計的分布が映像信号の画質に対応するため、
この統計的分布に従って再帰型フィルターの帰還係数を
映像信号の１フレーム毎に適応的に切り替えてノイズ除
去量の制御を自動的に行う。
垂直の２次元方向からなるディジタル映像信号を微小ブ
ロックに分割した後、各ブロック内の局所的特徴として
ダイナミックレンジを抽出すると、その１フレーム期間
にわたる統計的分布が映像信号の画質に対応するため、
この統計的分布に従って再帰型フィルターの帰還係数を
映像信号の１フレーム毎に適応的に切り替えてノイズ除
去量の制御を自動的に行う。
【００２０】なお、本実施例では、映像信号は８ビット
で量子化されており、これを４×４画素のブロックに分
割して特徴量としてダイナミックレンジを抽出し、その
ダイナミックレンジの度数分布を１フレーム期間にわた
って検出する場合を例にとって説明したが、映像信号の
量子化ビット数、ブロック分割数、度数分布の検出期間
は任意に設定してもかまわないし、特徴量としてブロッ
ク内の全画素値の分散値を用いても同様の効果を得るこ
とができる。
で量子化されており、これを４×４画素のブロックに分
割して特徴量としてダイナミックレンジを抽出し、その
ダイナミックレンジの度数分布を１フレーム期間にわた
って検出する場合を例にとって説明したが、映像信号の
量子化ビット数、ブロック分割数、度数分布の検出期間
は任意に設定してもかまわないし、特徴量としてブロッ
ク内の全画素値の分散値を用いても同様の効果を得るこ
とができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ィジタル映像信号の局所的特徴を抽出し、その所定期間
にわたる統計的分布を映像信号の画質に対応することが
でき、この統計的分布に従ってノイズ除去量を所定期間
毎に制御することができるため、ノイズレベルの大きさ
によらず誤動作なく、自動的にノイズ除去を行うことが
できる。
ィジタル映像信号の局所的特徴を抽出し、その所定期間
にわたる統計的分布を映像信号の画質に対応することが
でき、この統計的分布に従ってノイズ除去量を所定期間
毎に制御することができるため、ノイズレベルの大きさ
によらず誤動作なく、自動的にノイズ除去を行うことが
できる。
【図１】本発明の一実施例のディジタル映像信号のノイ
ズ除去装置のブロック図
ズ除去装置のブロック図
【図２】映像信号の１フレーム期間にわたるダイナミッ
クレンジの度数分布の一例を示す図
クレンジの度数分布の一例を示す図
【図３】図２に示す度数分布特性を有する映像信号にあ
る振幅のホワイトノイズを付加した映像信号の１フレー
ム期間にわたるダイナミックレンジの度数分布を示す図
る振幅のホワイトノイズを付加した映像信号の１フレー
ム期間にわたるダイナミックレンジの度数分布を示す図
【図４】図２に示す度数分布特性を有する映像信号に図
３の場合の２倍の振幅のホワイトノイズを付加した映像
信号の１フレーム期間にわたるダイナミックレンジの度
数分布を示す図
３の場合の２倍の振幅のホワイトノイズを付加した映像
信号の１フレーム期間にわたるダイナミックレンジの度
数分布を示す図
【図５】従来の映像信号のノイズ除去装置のブロック図
１００ 入力端子 １０１ ブロック化回路 １０２ 特徴量抽出回路 １０３ 度数分布検出回路 １０４ ピーク値検出回路 １０５ 出力端子 ５０１、５０４ 減算器 ５０２ フレームメモリ ５０３ 乗算器
Claims (3)
- 【請求項１】ディジタル映像信号のノイズ除去を行う装
置において、前記ディジタル映像信号をブロック化し、
これらのブロック毎の特徴量を抽出する手段と、前記ブ
ロック毎の特徴量の所定期間にわたる度数分布を検出す
る手段と、前記度数分布の最高値を示す特徴量を検出す
る手段と、前記検出された最高値を示す特徴量に従って
ノイズ除去量を適応的に変える手段とを具備したディジ
タル映像信号のノイズ除去装置。 - 【請求項２】前記特徴量は、ブロック毎のダイナミック
レンジで与えられることを特徴とする請求項１項記載の
ディジタル映像信号のノイズ除去装置。 - 【請求項３】前記特徴量は、ブロック毎の画素値の分散
値で与えられることを特徴とする請求項１項記載のディ
ジタル映像信号のノイズ除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026426A JP2517200B2 (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | ディジタル映像信号のノイズ除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026426A JP2517200B2 (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | ディジタル映像信号のノイズ除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245111A JPH06245111A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2517200B2 true JP2517200B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=12193197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5026426A Expired - Lifetime JP2517200B2 (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | ディジタル映像信号のノイズ除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517200B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6586637B2 (ja) | 2015-12-25 | 2019-10-09 | 富士通株式会社 | 物理量分布計算プログラム、物理量分布計算方法、および情報処理装置 |
| JP6253633B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-12-27 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよびコンピュータ記録媒体 |
-
1993
- 1993-02-16 JP JP5026426A patent/JP2517200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06245111A (ja) | 1994-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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