JP2582154B2

JP2582154B2 - ノイズリデユーサ

Info

Publication number: JP2582154B2
Application number: JP1084722A
Authority: JP
Inventors: 万寿男奥; 弘哉安部; 藤井　　由紀夫; 将高橋; 修今村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1989-04-05
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH02264574A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、映像信号のノイズリデユーサに係り、特
に、VTRなどに用いて好適なノイズリデユーサに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、たとえばVTRにおいては、再生された映像信号
のS/Nを改善するために、映像信号に重畳されたノイズ
成分を除去するノイズリデユーサが用いられている。こ
のノイズリデユーサは、映像信号のフレーム間，フイー
ルド間あるいはフイールド内の相関性を利用したもので
あり、吹抜著「画像のデイジタル信号処理」日刊工業新
聞社発行pp.115−117などにその原理が説明されてい
る。これを、以下、第８図によつて説明する。但し、１
は入力端子、２は減算回路、３は出力端子、４は遅延回
路、５は減算回路、６は非線形回路である。

同図において、入力端子１から入力された映像信号ａ
は減算回路２で非線形回路６の出力信号ｅが減算され、
出力映像信号ｂとして出力端子３から出力される。この
出力映像信号ｂは、また、遅延回路４で遅延され、減算
回路５に供給される。

ここで、遅延回路４の遅延時間は、フレーム相関を利
用する場合には映像信号のフレーム周期分とし、フイー
ルド相関，垂直相関もしくは水平相関を利用する場合に
は、夫々フイールド周期分，水平走査周期分，水平走査
期間の微小時間分とする。

減算回路５では、入力映像信号ａから遅延回路４の出
力信号ｃが減算され、これらの差分信号ｄが生成され
る。この差分信号ｄは非線形回路６に供給される。

ここで、差分信号ｄは入力映像信号ａで遅延回路４の
遅延時間に等しい時間だけ離れた部分間に相関がない信
号成分からなり、かかる信号成分としては入力映像信号
ａに重畳したノイズ成分である。したがつて、減算回路
２で入力映像信号ａから減算回路５の出力信号ｄを減算
することにより、この入力映像信号ａに重畳したノイズ
成分を除去することができる。

しかしながら、入力映像信号ａが動き部分がある画像
情報を有する場合には、この動き部分に対応して入力映
像信号ａにトランジエントが生ずる。このトランジエン
トは上記のような相関がなく、このために、減算回路５
から得られる差分信号ｄには、このトランジエントによ
る成分（以下、トランジエント成分という）も含まれる
ことになる。そこで、この差分信号ｄを直接減算回路２
に供給すると、このトランジエント成分によつて入力映
像信号ａのトランジエントが損なわれ、そこに含まれて
いる画像の動き情報が失われてしまう。

これを防止するようにしたものが非線形回路６であ
る。一般に、画像の動きによつて生ずるトランジエント
成分は振幅が大きく、これに加べてノイズ成分の振幅は
小さい。非線形回路６では、この点に着目して伝達利得
が設定されている。すなわち、減算回路５からの差分信
号ｄの振幅がノイズ成分とみなす振幅範囲（これを、以
下、ノイズ領域という）内にあるときには、この伝達係
数をＫ（但し、０＜Ｋ＜１）とし、非線形回路６はこの
差分信号ｄをＫ倍するが、差分信号ｄの振幅がこのノイ
ズ領域よりも大きいときには、その振幅が大きくなるに
つれて伝達係数をＫよりもより小さくなるように、非線
形回路６はこの差分信号ｄを充分減衰される。これによ
り、非線形回路６では、差分信号ｄからノイズ成分ｅが
検出される。減算回路２は入力映像信号ａから検出され
たノイズ成分ｅを減算し、入力映像信号ａに重畳されて
いるノイズ成分を除去する。非線形回路６の伝達係数Ｋ
が１に近い程ノイズ成分の低減効果が大きい。

ところで、非線形回路６においてノイズ成分とみなす
上記のノイズ領域は、実際に入力映像信号ａに重畳する
ノイズ成分の振幅を考慮して設定されるのであるが、動
き情報によつては、それによるトランジエント成分の振
幅がこのノイズ領域内に含まれる場合もある。このトラ
ンジエント成分は非線形回路６でＫ倍されて減算回路２
に供給されるのであるが、遅延回路４の遅延時間をフレ
ーム周期分あるいはフイールド周期分としてフレーム相
関あるいはフイールド相関を利用してノイズ低減を行な
う場合、このトランジエント成分はかかる相関がないた
めに、減算回路２で入力映像信号ａにこのトランジエン
ト成分が付加されてしまうことになる。

しかも、このトランジエント成分は減算回路2,遅延回
路4,減算回路5,非線形回路６からなるループを巡回する
ことになり、１巡毎に非線形回路６でＫ倍されるために
振幅が順次小さくはなるが、複数フレームもしくは複数
フイールドにわたつて入力映像信号ａの各フイールドも
しくは各フレームの同じ位置に付加されることになる。
かかるトランジエント成分の付加は画像の動き部分の各
位置毎に生じ、この結果、出力端子３に得らえる映像信
号ｄによる再生画像に動き部分の残像が生ずることにな
る。

以上の説明から明らかなように、この従来技術では、
非線形回路６の伝達係数Ｋを１に近づける程ノイズの低
減効果が大きくなるが、残像作用も大きくなる。従来で
は、この伝達係数Ｋを大きくし、動きの伝達特性を犠牲
にしてノイズの低減を図ることが一般的であり、このた
めに、再生画像のS/Nは向上するが、残像による画質劣
化も避けられなかつた。

一方、かかる問題を解消する一手法が特公昭59−2227
号公報に記載されている。これは、入力映像信号をＫ倍
し、フレームメモリからの１フレーム前の映像信号を
（１−Ｋ）倍して両者を加算し、加算した信号を該フレ
ームメモリに供給するとともに、入力映像信号とフレー
ムメモリからの映像信号との差分信号の大きさに応じて
係数Ｋを変化させるものであるが、フレームメモリの
入，出力信号から動き情報を検出し、この動き情報によ
り、フレームメモリからの１フレーム前の映像信号を時
間軸上でシフトしてその画像情報がタイミング的に入力
映像信号と一致するようにする。これにより、実際に画
像に動き部分があっても、入力映像信号のフレームとフ
レームメモリからの上記補正された映像信号とのフレー
ムとは、同一静止画から得られた２フレームと同等とな
る。

そこで、かかる入力映像信号と補正された映像信号と
の差分信号は動き情報によるトランジエント成分を含ま
ないノイズ成分となり、これでもつて上記の係数Ｋを制
御することにより、残像作用が低減して良好なノイズ低
減効果を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記特許公告公報に記載される従来技術にお
いては、ノイズ低減効果と残像というトレードオフを効
果的に解消できるが、その反面、動き情報を得るために
莫大な演算を行なうことが必要となり、そのための装置
が大掛かりになる。このために、小型化，低価格化が強
く求められる家庭用VTRなどに対し、この従来技術を採
用することは非現実的である。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、簡単な構成
でもつて、ノイズ低減効果とこれとトレードオフ関係に
ある残像低減効果とを同時にかつ効果的に改善すること
ができるようにしたノイズリデユーサを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、入力映像信号
と遅延回路で単位周期分遅延された遅延映像信号との差
分信号を得、該差分信号からノイズ成分を検出し、該入
力映像信号から該ノイズ成分を減算するに際し、該単位
周期の略２倍の時間遅延された遅延映像信号と該入力映
像信号との差分信号を得、該差分信号によつて上記の差
分信号に含まれる動き情報によるトランジエント成分を
低減する処理を行なう。

〔作用〕

入力映像信号の単位周期間で相関がなく、かつ振幅が
ノイズ領域に入る信号成分は、時間的に速く変化する成
分と遅く変化する成分とに分けることができる。ここ
で、時間的に速く変化する，遅く変化するとは、再生画
面の一点に着目した場合、この点での情報内容の変化が
速いか、遅いかということである。かかり信号成分が第
８図で示した従来のノイズリデユーサで処理される場
合、この信号成分による残像は、速く変化する成分によ
る残像と遅く変化する成分による残像とからなつてい
る。

ところで、これら残像のうち、速く変化する成分によ
る残像ほど目立ちにくく、遅く変化する成分による残像
ほど目立ちやすい。たとえば、フイールド相関を用いた
第８図に示したノイズリデユーサについて説明すると、
画像のある一点に着目し、複数フイールド周期で入力映
像信号ａのこの点に対する振幅が変化したとすると、上
記の説明から明らかなように、この振幅変化があつてか
らある数のフイールド周期にわたつてこの振幅変化に伴
う非線形回路６の出力信号が減算回路２で入力映像信号
ａに加算され、これが残像となる。これに対し、この点
に対する入力映像信号ａの振幅が２フイールド周期で変
化する場合、この振幅変化に伴う非線形回路６の出力信
号が減算回路２で入力映像信号ａの次のフイールドに加
算されるが、このフイールドでは入力映像信号ａのこの
点での振幅が変化しているために、残像としては目立ち
にくい。

第８図では、減算回路５でノイズ成分とともに相関の
ない映像信号の信号成分が抽出され、これらが差分信号
ｄとして非線形回路６に供給され、ノイズ領域の成分が
Ｋ倍されてノイズ成分として減算回路２に供給される。
この場合、このノイズ成分とした非線形回路６の出力信
号ｅに映像信号の信号成分が含まれることにより、残像
が生ずるのであるが、この残像は、主として、この信号
成分のうちの遅く変化する成分によつて生ずるものであ
る。

本発明は、この点に着目してなされたものであつて、
上記信号ｅに含まれる映像信号の信号成分のうち、遅く
変化する成分は動き情報によるもの（すなわち、動き成
分）とし、速く変化する成分はノイズとみなして、上記
信号ｅからこの動き成分を低減もしくは除いて入力映像
信号のノイズ低減に用いるようにしたものである。

すなわち、上記のように、入力映像信号と上記単位周
期分遅延された遅延映像信号との第１の差分信号には、
ノイズ成分とともに、該入力映像信号の動き情報による
単位周期で相関のない信号成分が含まれる。また、入力
映像信号と上記単位周期の２倍分遅延された遅延映像信
号との第２の差分信号には、ノイズ成分とともに、入力
映像信号の動き情報によるほぼ２単位周期で相関のない
信号成分が含まれる。

ここで、映像信号の動きによる相関のない信号成分を
速く変化する成分と遅く変化する成分とにわけて考える
と、第１の差分信号に含まれる信号成分のうちの遅く変
化する成分が第２の差分信号に含まれる信号成分とな
る。たとえば、上記単位周期を１フイールド周期とした
場合、説明を簡単にするために動き情報による相関のな
い信号成分が１フイールド周期の整数倍の期間毎に変化
する成分からなるとすると、第１の差分信号には１フイ
ールド周期以上の期間毎に変化する成分が含まれるが、
第２の差分信号には、１フイールド周期毎に変化する速
い変化の成分は含まれず、２フイールド周期の２倍以上
の期間毎に変化する遅い変化の成分が含まれる。したが
つて、VHS方式などの２ヘツドヘリカルスキヤン方式のV
TRにおける再生色信号のように、２つのヘツドの出力の
アンバランスの影響を直接受けてその振幅がフイールド
周期毎にフリツカ状に変化する再生信号に対しては、こ
のフリツカ状の信号成分が第１の差分信号に含まれる
が、第２の差分信号には含まれない。

本発明は、第２の差分信号に含まれる遅く変化する成
分を映像信号の動きによる信号成分とみなし、この第２
の差分信号でもつて第１の差分信号に含まれるこの遅く
変化する成分を減衰し、第１の差分信号の残りの実際の
ノイズ成分と速く変化する成分とをノイズ成分とするも
のであり、このノイズ成分で入力映像信号を減算する。

このために、入力映像信号の動き情報による相関のな
い信号成分が遅く変化する成分である場合、この成分が
ノイズ低減のための補正信号とならないために、この成
分による残像が生じなくなる。したがつて、ノイズ領域
に動きによる相関のない信号成分があつても、再生画面
での残像はほとんど目立たなくなり、良好なS/Nの低減
効果を維持しつつ、残像を大幅に低減することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。

第１図は本発明によるノイズリデユーサの一実施例を
示すブロツク図であつて、4a,4bは遅延回路、7,8は減算
回路、９は係数器であり、第８図に対応する部分には同
一符号をつけている。

同図において、入力端子１に入力された入力映像信号
ａは減算回路２で非線形回路６からのノイズ成分ｅが減
算され、出力端子３から出力される。また、減算回路２
の出力映像信号ｂは遅延回路4eで遅延される。減算回路
５では、入力映像信号ａから遅延回路4aの出力映像信号
ｃが減算され、差分信号ｄが生成される。

以上までは第８図に示した従来技術と同様であるが、
この実施例では、さらに、遅延回路4aの出力映像信号ｃ
がこの遅延回路4aと略等しい遅延時間を有する遅延回路
4bで遅延され、減算回路７に供給される。この減算回路
７では、入力映像信号ａから遅延回路4bの出力映像信号
ｆが減算され、差分信号ｇが生成される。この差分信号
ｇは係数器９で係数Ｌ倍され（但し、０＜Ｌ＜１），減
算回路５からの差分信号ｄとともに減算回路８に供給さ
れる。この減算回路８では、減算回路５からの差分信号
ｄから係数器９の出力信号ｈが減算され、差分信号ｉが
生成されて非線形回路６に供給される。非線形回路６
は、第８図で説明したように、差分信号ｉの振幅がノイ
ズ領域内にあるときには、この差分信号ｉをＫ倍し（但
し、０＜Ｋ＜１）、差分信号ｉの振幅がノイズ領域を越
えるときには、この振幅が大きい程小さくなる係数を差
分信号ｉに乗ずる伝達特性を有しており、このように処
理されて得られる非線形回路６の出力信号ｅがノイズ成
分として減算回路２に供給される。

ここで、減算回路５で生成される差分信号ｄには、入
力映像信号ａに重畳したノイズ（このような単に「ノイ
ズ」と表現することにより、「ノイズ成分」と表現され
る非線形回路６の出力信号ｅと区別する）と、遅延回路
4aの遅延時間で決まる入力映像信号ａの動き情報による
相関のない信号成分とが含まれており、同様にして、減
算回路７で生成される差分信号ｇは、上記のノイズと遅
延回路4a,4bの合計の遅延時間で決まる入力映像信号ａ
の動き情報による相関のない信号成分を含んでいるが、
差分信号ｇに含まれるこの信号成分は差分信号ｄに含ま
れる信号成分のうちの遅く変化する成分である。したが
つて、減算回路８で差分信号ｄから係数器９の出力信号
ｈを減算することにより、この差分信号ｄから遅く変化
する成分が減衰されることになる。

非線形回路６においては、供給される差分信号ｉの振
幅がノイズ領域を越えるときには、この差分信号ｉを入
力映像信号ａの動き情報による相関のない信号成分とみ
なし、この差分信号ｉを係数Ｋよりも小さい係数を乗じ
て減衰させることは、第８図に示した従来技術と同様で
ある。しかし、供給される差分信号ｉの振幅がノイズ領
域内にあるときには、この差分信号ｉはＫ倍されるが、
減算回路８で遅く変化する成分が減衰されているため
に、非線形回路６の出力信号ｅではこの遅く変化する成
分が抑圧されている。このために、入力映像信号ａに相
関のない遅く変化する成分が重畳され、それが減算回路
５で検出されてその後減算回路8,非線形回路6,減算回路
2,遅延回路4a,減算回路５のループを巡回しても、減算
回路８により、検出されたときに減衰され、かつ巡回毎
に減衰されるから、この成分による残像はほとんど生ず
ることがなく、再生画面では目立たない。

以上のように、非線形回路６の係数Ｋを充分大きく設
定しても残像を抑圧することができ、良好なノイズ低減
効果と残像の抑圧とを同時に達成することができる。

なお、フレーム相関を利用してノイズ低減を図る場合
には、遅延回路4a,4bの遅延時間を夫々フレーム周期に
等しくし、フイールド相関あるいは垂直相関を利用して
ノイズ低減を図る場合には、遅延回路4a,4bの遅延時間
を夫々フイールド周期もしくは水平走査周期に設定すれ
ばよい。

但し、フイールド相関を利用してノイズ低減を図る場
合には、一般に、映像信号は2:1インターレースによる
ことが多く、フイールド間での走査線の位置が異なり、
この位置の違いによつてフイールド間での走査線の情報
内容が若干異なるため、完全なフイールド周期の遅延を
実現することはできない。しかし、映像信号を処理する
ことにより、完全なフイールド周期の遅延に極めて近似
させることができる。これを525本/60フイールド/30フ
レームのNTSC方式について説明する。

いま、画面上についてみると、画面上のある走査線
（着目走査線）上のある一点（着目点）に対し、この着
目走査線に上下に隣り合う２つの走査線（隣接走査線）
夫々上記着目点に対向した点（対向点）の情報内容の相
加平均は、この着目点の情報に非常に近似している。こ
こで、着目走査線と隣接走査線とは異なるフイールドの
走査線であつて、一方が奇（偶）フイールドの走査線の
とき、他方は偶（奇）フイールドの走査線であり、着目
走査線の走査時よりも262H前に下側の隣接走査線の走査
が、263H前に上側の隣接走査線の走査が行なわれてい
る。そこで、このことから、遅延回路4aとしては、現在
入力端子１から入力されている映像信号ａよりも262H前
と263H前の映像信号の相加平均したものをフイールド周
期遅延映像信号ｃとして出力する。

また、他の方法としては、遅延回路4aとしては、入力
映像信号ａに対して262H前の映像信号と263H前の映像信
号とを１フレーム毎に交互に切換えてフイールド周期遅
延映像信号ｃとする。これは、画面上でいえば、１つお
きの１フレーム周期では、着目走査線の下側に位置する
隣接走査線の映像信号が、他の１つおきの１フレーム周
期では、着目走査線の上側に位置する隣接走査線の映像
信号がフイールド周期遅延映像信号ｃとなり、２フレー
ム周期分についてみると、近似的に262H前と263H前の映
像信号が相加平均されたものとなる。

なお、遅延回路4bの遅延時間は、フイールド周期遅延
映像信号ｃがこの遅延時間だけ遅延されて得られるフレ
ーム周期遅延映像信号ｆが入力映像信号ａに対して525H
前の映像信号であるように、設定されることはいうまで
もない。

次に、この実施例における非線形回路６で設定された
ノイズ領域での効果を第２図，第３図によつて説明す
る。

いま、遅延回路4a,4bの遅延時間を夫々Ｔとし、時間
Ｔの間隔の一連の時点t₀,t₁,t₂,……,t_n,……を標本点
と規定し、これら標本点での入力映像信号ａの標本値を
x₀,x₁,x₂,…,x_n,……，出力映像信号ｂの標本値をy₀,
y₁,y₂,……,y_n,……とすると、第１図に示した構成で
は、任意の標本点t_nでの標本値x_n,y_n間に次の式が成立
する。

y_n＝x_n−Ｋ｛（X_n−y_n-1）−Ｌ（X_n−y_n-2）｝ ……
（１）ここで、y_n-1,y_n-2は夫々時点t_nに遅延回路4a,4bから
出力される標本値であつて、 y_n-1＝y_n・ｅ^−ｊωＴ,y_n-2＝y_n・ｅ^−2jωＴであるから、式（１）により、第１図の伝達関数Ｈ（ｊ
ω）は次式で表される。

この式（２）において、Ｋ＝0.75,L＝０Ｋ＝0.75,L＝0.15 Ｋ＝0.5,L＝０としたときの伝達関数Ｈ（ｊω）を第２図に示す。同図
は横軸が入力像信号ａにおける相関のない成分（ノイズ
や動き情報による信号成分）の時間Ｔでの変化角度ωＴ
を表し、縦軸が信号振幅を表している。動き情報による
信号成分は、ωＴが０゜に近い程遅く変化する成分であ
り、ωＴが180゜に近い程速く変化する成分である。

ここで、振幅が1.0ということは、式（２）におい
て、Ｋ＝Ｌ＝０の場合であり、第１図において、出力映
像信号ｂとなる場合である。

，，はいずれも入力映像信号ａのノイズ領域を
低減していることを示しており、これによつてノイズ低
減効果が得られる。Ｌ＝０は、第１図において、減算回
路7,8間を遮断した状態であり、第８図に示した従来技
術と同様に動作する。の場合は、の場合に比べ、ノ
イズ領域の低減効果を高めており、これによつてノイズ
低減効果が大きい。但し、この場合、ωＴが小さい領域
での低減効果も大きいために、入力映像信号ａへの動き
情報による遅く変化する成分の減算作用も大きくなり、
残像が生ずることになる。一方、の場合には、ωＴが
小さい領域の低減効果が小さくなつて残像が抑圧される
ことになるが、ノイズ領域全体にわたる低減効果が小さ
く、したがつて、ノイズ低減効果が低くなる。

これに対し、のこの実施例の場合、ωＴが小さい領
域ではに近く、ωＴが大きい領域ではに近い。この
ことは、ノイズ低減効果がの場合に近づくとともに、
遅く変化する成分による残像の抑圧効果がの場合に近
づくということになる。したがつて、比較的良好なノイ
ズ低減効果を維持しつつ残像を大幅に抑圧することがで
きる。

第３図は上記式（１）のステツプ応答を示すものであ
つて、一連の○印，×印，△印の間隔は上記の遅延時間
Ｔに等しい。また、曲線，，は夫々先に示しかつ
第２図に示した，，の場合に対応している。さら
に、イ点は入力の立上り点を示している。

の場合には、入力に立上りがあつても、これに充分
応答せずに過渡応答期間が長い。このために、残像が顕
著に現れる。の場合には、入力の立上りに対して即座
に応答し、過渡応答期間が短い。これにより、残像が目
立ちにくくなる。で示すこの実施例の場合には、の
場合に非常に近く、これによつて残像差大が大幅に改善
されることになる。

なお、第１図における係数器９の係数Ｌは、第２図に
おいて、０に近づく程の特性曲線がに近づくため、
大きい方がよいが、余り大きくすると、ωＴ＝０゜から
立上るような不所望な部分が生ずる。これによつてＬの
上限が決まる。

第４図は本発明によるノイズリデユーサの他の実施例
を示すブロツク図であつて、10,11は係数器、12は加減
算回路であり、第１図に対応する部分には同一符号をつ
けて重複する説明を省略する。

この実施例は第１図に示した実施例を変形したもので
ある。すなわち、上記式（１）は次のように変形するこ
とができる。

y_n＝x_n−Ｋ｛（１−Ｌ）x_n＋Ly_n-2−y_n-1｝ ……
（１′）第４図はこの式（１′）で表される構成を示してい
る。

入力映像信号ａは係数器10で（１−Ｌ）倍され、遅延
回路4bの出力映像信号ｆが係数器11でＬ倍される。係数
器10の出力信号が式（１′）の（１−Ｌ）x_nであり、係
数器11の出力信号が式（１′）のLy_n-2である。また、
遅延回路4aの出力映像信号ｃが式（１′）のy_n-1であ
る。これら信号の加減算回路12での処理が式（１′）に
おける｛｝内の演算である。加減算回路12の出力信号
ｉが非線形回路６でＫ倍され、式（１′）の右辺第２項
で表されるノイズ成分ｅが得られる。

したがつて、この実施例も、第１図に示した実施例と
同様の効果が得られる。

第５図は本発明によるノイズリデユーサのさらに他の
実施例を示すブロツク図であつて、６′は非線形回路,1
3は判定回路であり、第１図に対応する部分には同一符
号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、減算回路５で入力映像信号ａと遅延回
路4aの出力映像信号ｃとの差分信号ｄが得られ、直接非
線形回路６′に供給される。また、減算回路７で入力映
像信号ａと遅延回路4bの出力信号ｆとの差分信号ｇが得
られ、判定回路13に供給される。

非線形回路６′は係数Ｋが可変である。判定回路13は
差分信号ｇの大きさ（絶対値の大きさ）を判定し、この
大きさが大きい程係数Ｋが小さくなるように、非線形回
路６′を制御する。このために、差分信号ｄに含まれる
動き情報による遅く変化する成分の振幅が大きい程非線
形回路６′の伝達利得がより小さくなり、この成分が減
衰される。これにより、非線形回路６′からは、ノイズ
領域も含めて遅く変化する成分が充分減衰したノイズ成
分が得られ、したがつて、残像が充分抑圧される。

遅く変化する成分である差分信号ｇが充分小さいとき
には、非線形回路６′の係数Ｋは充分大きく、良好なノ
イズ低減効果が得られる。

なお、以上は非線形回路６′の係数Ｋを変化させるよ
うにしたが、ノイズ領域の大きさを変化させるようにし
てもよい。すなわち、差分信号ｇが大きくなる程非線形
回路６′のノイズ領域の大きさを小さくする。ノイズ領
域よりも大きな振幅の差分信号ｄは充分減衰されるか
ら、差分信号ｇが大きくて差分信号ｄが遅く変化する大
きな成分からなるときは、これは充分減衰され、残像作
用が抑圧される。

ここで、判定回路13としては、差分信号ｇの大きさを
幾つかに分類し、供給された差分信号ｇの大きさに対応
する分類の制御信号を非線形回路６′に送るようにして
もよい。この場合、非線形回路６′としては、この分類
に対応して係数Ｋもしくはノイズ領域の大きさが設定さ
れた複数個の非線形回路で構成し、判定回路13からの制
御信号によつてその１つを選択するようにしてもよい。

この実施例の効果を第６図によつて説明する。なお、
Ｔは遅延回路4a,4bの遅延時間である。

第６図（Ｉ）は入力映像信号ａがステツプ状に変化す
る部分に対するものであり、この変化は動き情報による
遅く変化する信号成分を含んでいる。

入力映像信号ａがステツプする破線で囲んだ時点で
は、差分信号d,gの振幅が大きく、判定回路13はこの差
分信号ｇの大きさに応じた制御信号を出力し、非線形回
路６′の係数Ｋもしくはノイズ領域の大きさを小さくす
る。これにより、差分信号ｄの破線で囲まれる時点で
は、○→●に振幅が小さくなつて減衰されてノイズ成分
ｅとなる。したがつて、減算回路２での減算処理では、
入力映像信号ａのステツプ状の変化が影響されず、次の
時点での減算回路５での減算処理は、入力映像信号ａと
遅延回路4aの出力映像信号ｃとには差が現れない。この
結果、残像は生じない。

第６図（II）は入力映像信号ａの振幅が時間Ｔ毎に交
互に増減する場合である。この場合には、減算回路５か
ら得られる差分信号ｄは入力映像信号ａと同相で増減す
るが、減算回路７から得られる差分信号ｇは零である。
このときには、判定回路13は非線形回路６′の係数Ｋも
しくはノイズ領域の大きさを大きく設定し、差分信号ｄ
をノイズ成分ｅとして減算回路２に供給する。したがつ
て、入力映像信号ａの時間Ｔ毎の振幅変動が除かれる。

このようにして、ノイズ低減効果を損なうことなく、
残像を抑圧することができる。

第７図は本発明によるノイズリデユーサのさらに他の
実施例を示すブロツク図であつて、14a,14bはフイール
ド遅延回路、15は垂直遅延回路、16は水平遅延回路、1
7,18は係数器、19は加減算回路、20は非線形回路、21は
混合器であり、第１図および第５図に対応する部分には
同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、減算回路５では、入力映像信号ａから
フイールド遅延回路14aで出力映像信号ｂが１フイール
ド周期分遅延された映像信号ｃが減算されて差分信号ｄ
が得られ、減算回路７では、入力映像信号ａからフイー
ルド遅延回路14a,14bで出力映像信号ｂが１フレーム周
期分遅延された映像信号ｆが減算されて差分信号ｇが得
られる。差分信号ｄはノイズ低減効果が大きくなるよう
に大きな係数Ｋが設定された非線形回路６に供給され、
ノイズ領域内の振幅の成分がＫ倍されてノイズ成分ｍと
して出力される。また、差分信号ｇは判定回路13に供給
され、第５図で説明したように、その大きさに応じた制
御信号が出力される。

一方、垂直遅延回路15は1Hの遅延時間を有し、水平遅
延回路16は1Hよりも充分微小な（たとえば、画素分の）
遅延時間を有しており、夫々減算回路２の出力映像信号
ｂを遅延する。垂直遅延回路15の出力映像信号ｊは係数
器18で（１−Ｍ）倍（但し、０＜Ｍ＜１）され、水平遅
延回路16の出力信号ｈは係数器17でＭ倍され、夫々加減
算回路19に供給される。この加減算回路19では、入力映
像信号ａから係数器17,18の出力信号が減算されて差分
信号ｌが形成される。

ここで、この差分信号ｌは、同一フイールドの隣接走
査線間で相関のない信号成分と同一走査線の近接点間で
相関のない信号成分とを（１−Ｍ）:Mの比で加算したも
のである。

差分信号ｌは非線形回路20に供給される。この非線形
回路20においても、所定振幅範囲のノイズ領域が設定さ
れており、差分信号ｌは、振幅がこのノイズ領域にある
とき、所定の係数K_S（但し、０＜K_S＜１）が乗算され、
振幅がこのノイズ領域よりも大きいときには、大きくな
る程より減衰されていく。これにより、差分信号ｌの振
幅がノイズ領域にある成分がK_S倍され、ノイズ成分ｎと
して出力される。

非線形回路６からのノイズ成分ｍと非線形回路20から
のノイズ成分ｎは混合器21で混合される。この混合器21
は判定回路13からの制御信号によつて制御され、ノイズ
成分m,nの混合比が変えられる。この混合比は、減算回
路７からの差分信号ｇが大きいとき、ノイズ成分ｎの混
合割合が大きくなるように、差分信号ｇが小さいとき、
ノイズ成分ｍの混合割合が大きくなるように、変化す
る。混合器21の混合ノイズ成分ｅが減算回路２に供給さ
れ、入力映像信号ａのノイズ低減が行なわれる。

この実施例では、垂直遅延回路15,水平遅延回路16,係
数器17,18,減衰回路19および非線形回路20によつてフイ
ールド内の相関のない成分からノイズ成分ｎを抽出し、
動き情報による遅く変化する成分を減衰させて残像作用
を抑圧する際のノイズ成分ｍによるノイズ低減効果の不
足分を、このノイズ成分ｎで補なうようにしている。こ
れにより、入力映像信号ａに動きによるフイールド相関
のない遅く変化する成分があつても、これによる残像の
発生を抑圧するとともに、常に良好なノイズ低減効果を
もたせることができる。

なお、フイールド遅延回路14a,14bの代わりに、フレ
ーム遅延回路を用いてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来、相関を
利用して映像信号から抽出されるノイズ成分に含まれて
いた該映像信号の動き情報による遅く変化する部分を、
該ノイズ成分から除くことができ、該遅く変化する部分
による残像の発生を抑圧できて良好なノイズ低減効果と
残像抑圧効果とを同時に達成することができるし、ま
た、従来技術に比べて、格別構成が複雑になることがな
く、規模が大型になることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノイズリデユーサーの一実施例を
示すブロツク図、第２図はこの実施例と従来技術とでの
伝達関数を比較して示す図、第３図は同じくステツプ応
答を比較して示す図、第４図および第５図は夫々本発明
によるノイズリデユーサの他の実施例を示すブロツク
図、第６図は第５図に示した実施例の動作を示す図、第
７図は本発明によるノイズリデユーサのさらに他の実施
例を示すブロツク図、第８図は従来のノイズリデユーサ
の一例を示すブロツク図である。２……減算回路、4a,4b……遅延回路、５……減算回
路、6,6′……非線形回路、7,8……減算回路、９〜11…
…係数器、12……加減算回路、13……判定回路、14a,14
b……フイールド遅延回路、15……垂直遅延回路、16…
…水平遅延回路、17,18……係数器、19……加減算回
路、20……非線形回路、21……混合器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋将神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者今村修神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献特開昭61−158276（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−286074（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−179466（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号の相関を利用して該映像信号のノ
イズ成分を除去するためのノイズリデユーサであつて、
一方の入力を入力映像信号とする第１の減算手段と、該
第１の減算手段の出力信号を夫々映像信号の単位周期
分、２単位周期分遅延する第1,第２の遅延手段と、該入
力映像信号から該第１の遅延手段の出力信号を減算する
第２の減算手段と、該入力映像信号から該第２の遅延手
段の出力信号を減算する第３の減算手段と、該第２の減
算手段の出力信号から該第３の減算手段の出力信号をＬ
倍（但し、０＜Ｌ＜１）して減算する第４の減算手段
と、該第４の減算手段の出力信号が供給され予め設定さ
れた振幅範囲では一定であつて該振幅範囲の上限以上で
は順次減少する伝達利得を有する非線形処理手段とから
なり、該非線形処理手段の出力信号を前記第１の減算手
段の他方の入力としたことを特徴とするノイズリデユー
サ。
【請求項２】映像信号の相関を利用して該映像信号のノ
イズ成分を除去するためのノイズリデユーサであつて、
一方の入力を入力映像信号とする第１の減算手段と、該
第１の減算手段の出力信号を夫々映像信号の単位周期
分、２単位周期分遅延する第1,第２の遅延手段と、該入
力映像信号と該第２の遅延手段の出力信号を夫々係数
（１−Ｌ）,L（但し,0＜Ｌ＜１）の重み付けして加算し
該第１の遅延手段の出力信号を減算する加減算手段と、
該加減算手段の出力信号が供給され予め設定された振幅
範囲では一定であつて該振幅範囲の上限以上で順次減衰
する伝達利得を有する非線形処理手段とからなり、該非
線形処理手段の出力信号を前記第１の減算手段の他方の
入力としたことを特徴とするノイズリデユーサ。
【請求項３】映像信号の相関を利用して該映像信号のノ
イズ成分を除去するためのノイズリデユーサであつて、
一方の入力を入力映像信号とする第１の減算手段と、該
第１の減算手段の出力信号を夫々映像信号の単位周期
分、２単位周期分遅延する第1,第２の遅延手段と、該入
力映像信号から該第１の遅延手段の出力信号を減算する
第２の減算手段と、該入力映像信号から該第２の遅延手
段の出力信号を減算する第３の減算手段と、該第２の減
算手段の出力信号をその振幅が規定振幅以下のときＫ倍
（但し、０＜Ｋ＜１）し該規定振幅以上のとき充分小さ
く減衰される伝達利得を有する非線形処理手段と、該第
３の減算手段の出力信号の振幅を判定し該振幅に応じて
該非線形処理手段の伝達利得を制御する制御信号を発生
する判定手段とからなり、該非線形処理手段の出力信号
を該第１の減算手段の他方の入力とすることを特徴とす
るノイズリデユーサ。
【請求項４】請求項３において、前記非線形処理手段の
伝達利得は、前記係数Ｋが一定であつて、前記規定振幅
が前記判定手段からの制御信号により前記第３の減算手
段の出力信号の振幅が大きくなる程小さくなることを特
徴とするノイズリデユーサ。
【請求項５】請求項３において、前記非線形処理手段の
伝達利得は、前記規定振幅が一定であつて、前記係数Ｋ
が前記判定手段からの制御信号により前記第３の減算手
段の出力信号の振幅が大きくなる程小さくなることを特
徴とするノイズリデユーサ。
【請求項６】映像信号の相関を利用して該映像信号のノ
イズ成分を除去するためのノイズリデユーサであつて、
一方の入力を入力映像信号とする第１の減算手段と、該
第１の減算手段の出力信号を１フイールド周期分もしく
は２フイールド周期分遅延する第１の遅延手段と、該第
１の減算手段の出力信号を１フレーム周期分もしくは２
フレーム周期分遅延する第２の遅延手段と、該入力映像
信号から該第１の遅延手段の出力信号を減算する第２の
減算手段と、該第２の減算手段の出力信号が供給され予
め設定された振幅範囲では一定であつて該振幅範囲の上
限以上では順次減少する伝達利得を有して第１のノイズ
成分を生成する非線形処理手段と、該入力映像信号と該
第１の減算回路の出力信号とからフイールドもしくはフ
レーム内相関によつて第２のノイズ成分を検出するノイ
ズ検出手段と、該入力映像信号から該第３の遅延手段の
出力信号を減算する第３の減算手段と、該第３の減算手
段の出力信号の振幅を判定しその大きさに応じた制御信
号を生成する判定手段と、該第1,第２のノイズ成分を混
合し該判定手段からの該制御信号により該第３の減算手
段の出力信号の振幅が大きい程該第１のノイズ成分の割
合が小さくなるように該第1,第２のノイズ成分の混合比
が変化する混合手段とからなり、該混合手段の出力信号
を該第１の減算手段の他方の入力とすることを特徴とす
るノイズリデユーサ。