JP3380389B2 - Contour detection circuit and noise reduction circuit using the same - Google Patents
Contour detection circuit and noise reduction circuit using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号の輪郭検
出回路及びこれを用いたノイズ低減回路に係わり、より
詳細には、MUSE(Multiple sub Nyquist Sampling Encod
ing)方式の高精細度テレビジョン信号デコーダ、ＥＤＴ
Ｖ受像機等の画像のディジタル信号処理を行うテレビジ
ョン受像機等における輪郭検出回路及びこれを用いたノ
イズ低減回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to contour detection of image signals.
Related to the output circuit and the noise reduction circuit using the same , more specifically, MUSE (Multiple sub Nyquist Sampling Encod
ing) high-definition television signal decoder, EDT
The present invention relates to a contour detection circuit in a television receiver or the like that performs digital signal processing of an image in a V receiver or the like, and a noise reduction circuit using the contour detection circuit .
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＭＵＳＥデコーダやＥＤＴＶ受像機のよ
うな動画と静止画を区別して各々異なった信号処理を行
った後、画像の動き情報を基にこれら動画信号と静止画
信号を混合するところの動き適応画像処理システムにお
いて、静止画像部に対してはフレームメモリーを用いた
巡回型ノイズ除去方法が用いられている。しかしなが
ら、動画像部に対してはこのフレームメモリーを用いた
巡回型ノイズ除去方式によると画像が２重像になってし
まう等の弊害が起こるため、用いることはできない。図
８は、従来の動画信号用ノイズ低減回路の構成を示すブ
ロック図である。同図において、３１は、画像信号を入
力する入力端子、３２は、低域通過フィルタ（以下ＬＰ
Ｆと略す）、３３は、減算回路、３４は、非線形処理回
路、３５は、加算回路、３６は、出力端子をそれぞれ示
す。入力端子３１より入力された信号は、ＬＰＦ３２、
減算回路３３及び加算回路３５に分配される。ＬＰＦ３
２は、入力信号から高域成分を除去し低域成分のみ出力
する。減算回路３３は、ＬＰＦ３２の出力信号から入力
端子３１に入力された信号を減算する。これにより減算
回路３３の出力には、高域の信号成分が抽出される。こ
れが非線形処理回路３４で処理された後、加算回路３５
により元の入力信号と加算され、ノイズ低減された信号
として出力端子３６から出力される。2. Description of the Related Art Moving pictures and still pictures such as MUSE decoders and EDTV receivers are distinguished from each other by different signal processing, and then these moving picture signals and still picture signals are mixed based on motion information of the pictures. In a motion adaptive image processing system, a cyclic noise removing method using a frame memory is used for a still image portion. However, the cyclic noise removal method using the frame memory causes a problem such as a double image in the moving image portion, and therefore cannot be used. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional moving image signal noise reduction circuit. In the figure, 31 is an input terminal for inputting an image signal, 32 is a low-pass filter (hereinafter referred to as LP
(Abbreviated as F), 33 is a subtracting circuit, 34 is a non-linear processing circuit, 35 is an adding circuit, and 36 is an output terminal. The signal input from the input terminal 31 is the LPF 32,
It is distributed to the subtraction circuit 33 and the addition circuit 35. LPF3
2 removes high frequency components from the input signal and outputs only low frequency components. The subtraction circuit 33 subtracts the signal input to the input terminal 31 from the output signal of the LPF 32. As a result, a high frequency signal component is extracted from the output of the subtraction circuit 33. After this is processed by the non-linear processing circuit 34, the addition circuit 35
Is added to the original input signal and output as a noise-reduced signal from the output terminal 36.
【０００３】上記、従来のノイズ低減回路に用いられて
いる非線形処理回路３４の入出力特性例を図９に示す。
図９から明らかなように、入力レベルの非常に小さい範
囲（Ａの部分）においては、誤差として出力を「０」に
する。次いで、入力レベルがある程度の大きさの範囲
（Ｂの部分）ではノイズとして、入力レベルに比例した
レベルを出力する。さらに、入力レベルの大きい範囲
（Ｃの部分）では、入力信号はノイズによるものと画像
の輪郭成分によるものとが混合しており、かつ入力レベ
ルが大きくなるほど輪郭成分の割合が多くなるとして、
入力レベルに反比例したレベルを出力する。この場合、
入出力特性が異なるそれぞれの範囲Ａ，Ｂ，Ｃの設定
は、経験的に決められており又、入力信号のレベルだけ
でノイズ成分と輪郭成分とを区別しているため、画像の
劣化を伴うことなくノイズを除去することは困難であっ
た。FIG. 9 shows an example of input / output characteristics of the non-linear processing circuit 34 used in the conventional noise reduction circuit.
As is apparent from FIG. 9, the output is set to “0” as an error in the range where the input level is extremely small (portion A). Next, in the range where the input level is large to some extent (portion B), a level proportional to the input level is output as noise. Furthermore, in the range where the input level is large (portion C), the input signal is a mixture of noise and contour components of the image, and the proportion of contour components increases as the input level increases,
Outputs a level that is inversely proportional to the input level. in this case,
The settings of the ranges A, B, and C having different input / output characteristics are empirically determined, and since the noise component and the contour component are distinguished only by the level of the input signal, the image deterioration may occur. It was difficult to remove the noise.
【０００４】また、従来のノイズ低減技術については、
例えば、特開平６−１１３３１５号公報に記載された
「ノイズ低減回路」が知られている。このノイズ低減回
路は、画像の輪郭を検出し、画像の平坦な部分では高域
通過フィルタによりノイズ成分を抽出し、入力信号から
この抽出されたノイズ成分を除去し、画像の輪郭部では
入力信号をそのまま出力する構成となっている。しか
し、この方式の場合、画像の輪郭部のノイズは除去され
ないことになる。そして、上記従来のノイズ低減回路の
場合、高域の周波数成分を除去することでノイズの低減
を行っているため、映像信号の高周波成分も除去してし
まい、その結果、動画の画質劣化(ぼけ)が起こると言う
問題点があった。すなわち、ノイズの低減効果を得る代
わりに動画の画質が劣化するというトレードオフの関係
にあった。また、静止画用ノイズ除去方式に用いられて
いるフレーム巡回方式に比べるとノイズ除去効果が少な
く、動き適応処理をされた後の画像において動画部と静
止画部におけるＳ／Ｎの差が目につき画質の低下をまね
いている。Regarding conventional noise reduction techniques,
For example, a "noise reduction circuit" described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-113315 is known. This noise reduction circuit detects the contour of the image, extracts the noise component with a high-pass filter in the flat part of the image, removes this extracted noise component from the input signal, and the contour part of the image with the input signal. Is output as it is. However, in the case of this method, the noise in the contour portion of the image is not removed. In the case of the conventional noise reduction circuit described above, noise is reduced by removing the high frequency components, so the high frequency components of the video signal are also removed, and as a result, the image quality of the moving image deteriorates (blur). ) Occurred. That is, there is a trade-off relationship that the image quality of a moving image deteriorates instead of obtaining the noise reduction effect. In addition, the noise removal effect is less than that of the frame cyclic method used for the still image noise removal method, and the S / N difference between the moving image portion and the still image portion is noticeable in the image after the motion adaptive processing. This causes deterioration of image quality.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点に鑑みてなされたもので、動画のぼけを伴う事
なく、また、フレーム巡回型ノイズ除去方式と同等又
は、それ以上のノイズ除去効果を得るようにしたノイズ
低減回路及びこれに用いる輪郭検出回路を提供すること
を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is equivalent to or more than the frame recursive noise elimination method without blurring of moving images. It is an object of the present invention to provide a noise reduction circuit that obtains a noise removal effect and a contour detection circuit used for the noise reduction circuit.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る輪郭検出回路は、画像信号が入力さ
れ、該入力された画像信号の所定の領域の平均値を検出
する平均値フィルタを有し、該平均値フィルタの入力信
号と出力信号との差を採ることにより高域成分を通過さ
せる高域通過フィルタと、該高域通過フィルタの出力信
号の前記所定の領域内での符号変化を検出し、符号の片
寄を検出する符号変化検出回路とを具備するようにし
た。そして、この発明において、高域通過フィルタとそ
の出力信号の符号変化を検出する回路とを具備した回路
構成により、低Ｓ／Ｎ時においても、ノイズと輪郭を分
離して正確に輪郭のみを検出し、かつその輪郭信号とし
て閾値を用いること無しに２値信号の出力が得られるの
で、以下のノイズ低減回路の輪郭検出回路としても適用
し得ることになる。In order to solve the above-mentioned problems, an outline detection circuit according to the present invention is provided with an average value for detecting an average value of a predetermined area of an input image signal. A high-pass filter which has a filter and passes a high-pass component by taking the difference between the input signal and the output signal of the average value filter; and the output signal of the high-pass filter within the predetermined region. detecting a sign change, the sign of the piece
A code change detection circuit for detecting a deviation is provided. Further, in the present invention, by the circuit configuration including the high-pass filter and the circuit for detecting the sign change of the output signal, the noise and the contour are separated to accurately detect only the contour even at the time of low S / N. In addition, since a binary signal output can be obtained without using a threshold value as the contour signal, it can be applied as a contour detection circuit of the following noise reduction circuit.
【０００７】本発明に係るノイズ低減回路は、画像信号
が入力される平均値フィルタと、前記画像信号が入力さ
れるメディアンフィルタと、前記画像信号が入力される
前記輪郭検出回路とを具備し、該輪郭検出回路により画
像の輪郭部と判断された場合は、前記メディアンフィル
タ出力を選択し、輪郭部以外と判断された場合は、前記
平均値フィルタ出力を選択するようにした。そして、こ
の発明は、動画と静止画で各々異なる信号処理を施した
後に動き情報を基に、前記動画と静止画を混合するとこ
ろの動き適応画像処理ステムに用いられ、上記回路構成
により、入力される画像信号は、輪郭を検出する回路か
らの輪郭部の検出信号により、メディアンフィルタ出力
信号を選択し、輪郭部以外の検出信号により、平均値フ
ィルルタ出力信号を選択してフィルタリングされること
になって、大きなノイズ低減効果が得られ、画像の輪郭
部においては、画像の輪郭を保ったままノイズが除去さ
れ、画面全体の総合的なノイズ低減効果として、動き適
応処理により静止画と動画が混合された後に静止画と動
画のＳ／Ｎの差が無くなるように静止画に用いられてい
るフレーム巡回型ノイズ低減方式と同等もしくはそれ以
上のノイズ低減効果が得られることになる。 A noise reduction circuit according to the present invention is provided with an image signal
Is input, and the image signal is input.
And the image signal is input.
The contour detection circuit, and the contour detection circuit
If it is judged to be the outline part of the image, the median fill
If it is judged that it is not the contour part,
The average filter output is selected. And this
Invention, different signal processing is applied to moving images and still images.
Later, based on the motion information, the video and still image can be mixed.
The above circuit configuration is used for the motion adaptive image processing system
Depending on whether the input image signal is a circuit that detects contours.
Median filter output by the detection signal of the contour part
Select the signal and use the detection signals other than the contour to detect the average value
Filter output signal to be selected and filtered
, A large noise reduction effect can be obtained and the outline of the image
In the part, noise is removed while maintaining the outline of the image.
It is suitable for movement as a comprehensive noise reduction effect for the entire screen.
After the still image and the video are mixed by the adaptive processing,
It is used for still images so that there is no difference in S / N of images.
Equivalent to or less than the frame recursive noise reduction method
The above noise reduction effect can be obtained.
【０００８】また、本発明に係るノイズ低減回路は、前
記ノイズ低減回路を複数段縦続接続してもよい。 そし
て、この発明において、前記ノイズ低減回路の構成を１
パッケージとして、これを複数段縦続接続することによ
り、前記ノイズ低減動作を複数回繰り返すことになり、
ノイズ除去効果を大きくすることができる。 The noise reduction circuit according to the present invention is
The noise reduction circuits may be cascaded in a plurality of stages. That
Therefore, in the present invention, the configuration of the noise reduction circuit is
As a package, it can be
Therefore, the noise reduction operation will be repeated multiple times,
The noise removal effect can be increased.
【０００９】また、本発明に係るノイズ低減回路は、前
記ノイズ低減回路を２段縦続接続したノイズ低減回路で
あって、第１段目のノイズ低減回路の入力信号と出力信
号の差の絶対値を採る誤差検出回路と、第２段目のノイ
ズ低減回路の出力信号と、第１段目のノイズ低減回路の
出力信号と、第１段目のノイズ低減回路の入力信号とを
前記誤差検出回路からの誤差レベルが大きくなるに従い
順次切り替える切替回路とを具備するようにしてもよ
い。 そして、この発明において、誤差検出回路の出力に
より、入力信号そのもの、１段目の回路の出力、或い
は、２段目の回路出力が出力端子から出力されるので、
輪郭検出回路のミスによる画像のぼけを少なくすること
になる。 Further , the noise reduction circuit according to the present invention is
A noise reduction circuit with two noise reduction circuits connected in cascade.
Therefore, the input signal and output signal of the first stage noise reduction circuit
Error detection circuit that takes the absolute value of the signal difference and the second stage noise
Output signal of the noise reduction circuit and the noise reduction circuit of the first stage
The output signal and the input signal of the first stage noise reduction circuit
As the error level from the error detection circuit increases,
A switching circuit for sequentially switching may be provided.
Yes. In the present invention, the output of the error detection circuit
The input signal itself, the output of the first stage circuit, or
Since the circuit output of the second stage is output from the output terminal,
Reducing image blurring due to mistakes in the contour detection circuit
become.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係わるノイズ低減
回路の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本願の発明におけるノイズ低減回路の第
１の実施の形態を説明するためのブロック図である。同
図において、１は、画像信号を入力する入力端子、２
は、輪郭検出回路、３は、平均値フィルタ、４は、メデ
ィアンフィルタ、５は、信号切り替え回路、６は、出力
端子である。入力端子１から入力された信号は、輪郭検
出回路２と平均値フィルタ３とメディアンフィルタ４に
入力される。輪郭検出回路２からの信号により、信号切
り替え回路５は、フィルタを選択するが、それは、輪郭
部分では、メディアンフィルタ出力を選択し、輪郭以外
の部分では、平均値フィルタ出力を選択するような動作
となる。メディアンフィルタ４については、画像の輪郭
をぼかす事なくノイズを除去できる、と言う特徴がある
一方、その除去するノイズは、専らインパルス性のノイ
ズであり、ランダム性のノイズに対してはあまり効果が
ない。これに対して、平均値フィルタ３は、ランダム性
のノイズに対して大きな除去効果がある一方、画像の輪
郭をぼかしてしまうと言う性質がある。この２つの性質
の異なるフィルタの長所同士を組み合わせることで画質
劣化を少なく押さえ、かつノイズ除去効果を大きくする
ことができる。すなわち、輪郭部分ではメディアンフィ
ルタ４を用いることで、ノイズ除去効果としては少ない
ながらも画像の輪郭のボケを防ぎつつノイズの除去を行
い、輪郭以外の部分では、平均値フィルタ３を用い大き
なノイズ除去効果を得るものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of a noise reducing circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1, the noise reduction circuit in the inventions of the present application
FIG. 3 is a block diagram for explaining the first embodiment. In the figure, 1 is an input terminal for inputting an image signal, and 2
Is a contour detection circuit, 3 is an average value filter, 4 is a median filter, 5 is a signal switching circuit, and 6 is an output terminal. The signal input from the input terminal 1 is input to the contour detection circuit 2, the average value filter 3, and the median filter 4. The signal switching circuit 5 selects a filter according to the signal from the contour detection circuit 2, which is an operation such that the median filter output is selected in the contour portion and the average value filter output is selected in the portion other than the contour portion. Becomes The median filter 4 has a feature that noise can be removed without blurring the contour of the image, but the noise to be removed is exclusively impulse noise and is not very effective against random noise. Absent. On the other hand, the average value filter 3 has a large effect of removing random noise, but has a property of blurring the outline of the image. By combining the advantages of these two filters having different properties, it is possible to suppress the deterioration of image quality and increase the noise removal effect. That is, by using the median filter 4 in the contour portion, noise is removed while preventing the blurring of the contour of the image although the noise removal effect is small, and in the portion other than the contour, the average value filter 3 is used to remove large noise. It is an effect.
【００１１】図２は、本願の発明におけるノイズ低減回
路の第２の実施の形態を説明するためのブロック図であ
る。同図において、１は、画像信号を入力する入力端
子、２1、２2は、輪郭検出回路、３1、３2は、平均値フ
ィルタ、４1、４2は、メディアンフィルタ、５1、５
2は、信号切り替え回路、６は、出力端子である。入力
端子１から入力された信号は、輪郭検出回路２1と平均
値フィルタ３1とメディアンフィルタ４1に入力される。
輪郭検出回路２1からの信号により、信号切り替え回路
５1において輪郭部分は、メディアンフィルタ出力を選
択し、輪郭以外の部分は、平均値フィルタ出力を選択す
る。信号切り替え回路５1で選択された信号は、また輪
郭検出回路２2と平均値フィルタ３2とメディアンフィル
タ４2に入力され、輪郭検出回路２2からの信号により、
信号切り替え回路５2において輪郭部はメディアンフィ
ルタを選択し、輪郭部以外は平均値フィルタ３2を選択
する。以上のように第１の実施の形態のノイズ除去回路
を２段縦続接続することにより、大きなノイズ除去効果
を得ることができる。[0011] Figure 2 is a block diagram for explaining the second embodiment of the noise reduction circuit in inventions of the present application. In the figure, 1 is an input terminal for inputting an image signal, 2 1 , 2 2 are contour detection circuits, 3 1 , 3 2 are average value filters, 4 1 , 4 2 are median filters, 5 1 , 5
2 is a signal switching circuit, and 6 is an output terminal. The signal input from the input terminal 1 is input to the contour detection circuit 2 1 , the average value filter 3 1 and the median filter 4 1 .
The signal from the contour detection circuit 2 1 selects the median filter output for the contour portion and the average value filter output for the portions other than the contour in the signal switching circuit 5 1 . The signal selected by the signal switching circuit 5 1 is also input to the contour detection circuit 2 2 , the average value filter 3 2 and the median filter 4 2 , and the signal from the contour detection circuit 2 2 causes
Contour in the signal switching circuit 5 2 selects the median filter, except the contour portion selects the average value filter 3 2. As described above, a large noise removing effect can be obtained by connecting the noise removing circuits of the first embodiment in two stages in cascade.
【００１２】図３は、本願の発明におけるノイズ低減回
路の第３の実施の形態を説明するためのブロック図であ
る。同図において、１は、画像信号を入力する入力端
子、２1、２2は、輪郭検出回路、３1、３2は、平均値フ
ィルタ、４1、４2は、メディアンフィルタ、５1、５2、
９は、信号切り替え回路、７は、減算回路、８は、絶対
値回路、６は、出力端子をそれぞれ示す。入力端子１か
ら入力された信号は、輪郭検出回路２1と平均値フィル
タ３1とメディアンフィルタ４1に入力される。輪郭検出
回路２1からの信号により、信号切り替え回路５1は、輪
郭部分では、メディアンフィルタ出力を選択し、輪郭以
外の部分では、平均値フィルタ出力を選択する。切り替
え回路５1で選択された信号は、また、輪郭検出回路２2
と平均値フィルタ３2とメディアンフィルタ４2に入力さ
れ、輪郭検出回路２2からの信号により、信号切り替え
回路５2において、輪郭部では、メディアンフィルタ４2
を選択し、輪郭部以外では、平均値フィルタ３2を選択
する。また、減算回路７により、１段目のノイズ除去フ
ィルタの入力信号と出力信号である信号切り替え回路５
1からの信号との差を取り、これを絶対値回路８で絶対
値化する（以後、この信号を誤差信号という）。本来、
輪郭検出回路２1で完全に輪郭を検出することが望まし
いが、実際には、あらゆる画像に対して輪郭を完全に検
出することは困難である。また、画像には、輪郭部とも
平坦部ともつかない部分も存在し、輪郭信号によって画
像を２値的に切り分けるだけでは、不十分である。した
がって、この誤差信号により、輪郭検出回路２1のミス
を検出し、ミスの程度によって出力信号を切り替える。[0012] Figure 3 is a block diagram for explaining a third embodiment of the noise reduction circuit in inventions of the present application. In the figure, 1 is an input terminal for inputting an image signal, 2 1 , 2 2 are contour detection circuits, 3 1 , 3 2 are average value filters, 4 1 , 4 2 are median filters, 5 1 , 5 2 ,
Reference numeral 9 is a signal switching circuit, 7 is a subtraction circuit, 8 is an absolute value circuit, and 6 is an output terminal. The signal input from the input terminal 1 is input to the contour detection circuit 2 1 , the average value filter 3 1 and the median filter 4 1 . The signal switching circuit 5 1 selects the median filter output in the contour portion and the average value filter output in the portion other than the contour in accordance with the signal from the contour detection circuit 2 1 . The signal selected by the switching circuit 5 1 is the contour detection circuit 2 2 again.
It is entered as a mean filter 3 2 and median filter 4 2, the signal from the contour detecting circuit 2 2, the signal switching circuit 5 2, the contour portion, the median filter 4 2
Is selected, and the average value filter 3 2 is selected except for the contour portion. Further, the subtraction circuit 7 causes the signal switching circuit 5 which is the input signal and the output signal of the first stage noise removal filter.
The difference from the signal from 1 is taken and this is converted into an absolute value by the absolute value circuit 8 (hereinafter, this signal is referred to as an error signal). Originally
It is desirable that the contour detection circuit 2 1 detects the contour completely, but in reality, it is difficult to perfectly detect the contour for every image. In addition, the image has a portion that does not have a flat portion and a flat portion, and it is not sufficient to divide the image into binary images by the contour signal. Thus, this error signal, detecting mistakes of the contour detection circuits 2 1, switches the output signal depending on the degree of errors.
【００１３】以下、図４を参照しながら、図３の実施の
形態における動作を説明する。誤差信号を信号レベルに
応じて３段階に分け、レベルが大きいほどミスの確立が
高いとして、切り替え回路９を以下のように切り替え
る。つまり、誤差信号のレベルが図４におけるＡの期間
のときは、ミスの確立が小さいとし、切り替え回路９
は、を選択し、十分にノイズ除去された信号を出力す
る。誤差信号のレベルが図４におけるＢの期間のとき
は、ミスの確立が中くらいとし、切り替え回路９は、
を選択し、ノイズ除去繰作を１回だけ行った信号を出力
する。誤差信号のレベルが図４におけるＣの期間のとき
は、ミスの確立が大きいとし、切り替え回路９は、を
選択し、ノイズ除去繰作を行わない信号を出力する。こ
の繰作により、輪郭検出においてミスが生じても画質の
劣化を最小限に押さえることができる。The operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG. The error signal is divided into three stages according to the signal level, and it is assumed that the higher the level is, the higher the probability of error is made, the switching circuit 9 is switched as follows. That is, when the level of the error signal is in the period A in FIG.
Selects and outputs a sufficiently denoised signal. When the level of the error signal is the period B in FIG. 4, it is assumed that the probability of the mistake is medium, and the switching circuit 9
Is selected, and a signal obtained by performing the noise removal operation only once is output. When the level of the error signal is in the period C in FIG. 4, it is assumed that the probability of error is large, and the switching circuit 9 selects and outputs a signal that does not carry out the noise removal operation. By this operation, even if an error occurs in the contour detection, the deterioration of the image quality can be suppressed to the minimum.
【００１４】図５は、本願の発明における輪郭検出回路
の実施の形態を説明するためのブロック図である。同図
において１は、画像信号を入力する入力端子、１０は、
平均値フィルタ、１１は、減算回路、１２は、符号変化
の検出回路、６は、出力端子である。入力端子１より入
力された信号は、平均値フィルタ１０の入力信号と出力
信号とで差を取られることにより、高域の周波数成分の
信号が抜き取られる。この信号を符号変化検出回路１２
に入力することで輪郭の検出を行う。この符号変化検出
回路１２の動作例を図６および図７を用いて説明する。
図６は、符号変化検出回路１２に入力される信号の画素
配置を示したものであり、ここで、ａ点が現画素であ
る。図６において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、の５画素を用
いて、その符号が全て正、又は、全て負の場合に輪郭で
あると判定する。[0014] Figure 5 is a block diagram for explaining an embodiment of a contour detection circuit of inventions of this application. In the figure, 1 is an input terminal for inputting an image signal, and 10 is an input terminal.
An average value filter, 11 is a subtraction circuit, 12 is a sign change detection circuit, and 6 is an output terminal. The signal input from the input terminal 1 is subjected to the difference between the input signal and the output signal of the average value filter 10 to extract the signal of the high frequency component. This signal is sent to the code change detection circuit 12
The contour is detected by inputting to. An operation example of the code change detection circuit 12 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
FIG. 6 shows the pixel arrangement of the signal input to the sign change detection circuit 12, where the point a is the current pixel. In FIG. 6, five pixels a, b, c, d, and e are used to determine that they are contours when the signs are all positive or all negative.
【００１５】ついで、この検出原理を図７を用いて説明
する。低Ｓ／Ｎ時の信号が図の（Ａ）のような波形であ
るとする。この時、このノイズは加法性ノイズであると
し、信号とノイズを区別して書くと（Ｂ）のように表現
できる。ここで、ノイズの性質として平均値０、ガウス
性ランダムノイズと仮定すると、（Ｃ）のような確率分
布となる。これに対して、符号変化検出回路１２に入力
される信号は、高域通過フィルタで抜き取られた信号で
あるため、ノイズ成分と画像の輪郭成分が混在した状態
になっている。したがって、この信号の確率分布は輪郭
部では、ノイズ成分に画像の輪郭成分が加算された状態
となり（Ｄ）のように平均値が０とならず、正または負
にずれた形となる。したがって、輪郭部では、高域通過
フィルタ出力は、その画素符号が正または負に片寄る確
立が高くなる。このことを利用して、ノイズと輪郭を区
別して検出することが可能となる。即ち、現画素及びそ
の周辺の画素の符号を調べ、その符号が正又は負に片寄
っている場合は、画像の輪郭部分であるとする。また、
本方式の輪郭検出によれば、閾値を用いずに２値化出力
を得ることができる。以上のように、低Ｓ／Ｎ時におい
ても、ノイズと輪郭を正確に区別して検出することが可
能となるので、本願の上記第１〜３の実施の形態におけ
るように輪郭信号により特性を変化させるようなノイズ
低減回路において用いれば、高精度な輪郭適応型ノイズ
低減回路が実現できる。Next, the principle of this detection will be described with reference to FIG. It is assumed that the signal at low S / N has a waveform as shown in FIG. At this time, this noise is assumed to be additive noise, and can be expressed as shown in (B) if the signal and the noise are distinguished and written. Here, assuming that the property of noise is an average value of 0 and Gaussian random noise, a probability distribution as shown in (C) is obtained. On the other hand, the signal input to the sign change detection circuit 12 is a signal extracted by the high-pass filter, and therefore, the noise component and the contour component of the image are mixed. Therefore, the probability distribution of this signal becomes a state in which the contour component of the image is added to the noise component in the contour portion, and the average value does not become 0 as in (D), but has a form shifted to positive or negative. Therefore, in the contour portion, the probability that the pixel code of the high-pass filter output is biased positively or negatively becomes high. By utilizing this, it becomes possible to detect noise and contour separately. That is, the signs of the current pixel and its surrounding pixels are checked, and if the signs are positively or negatively biased, it is determined to be the contour portion of the image. Also,
According to the contour detection of this method, a binarized output can be obtained without using a threshold value. As described above, even when the S / N is low, it is possible to accurately distinguish between noise and the contour, and thus the characteristics are changed by the contour signal as in the first to third embodiments of the present application. When used in such a noise reduction circuit, a highly accurate contour adaptive noise reduction circuit can be realized.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。
（１）本願発明の輪郭検出回路によれば、低Ｓ／Ｎ時に
おいてもノイズの影響を受ける事なく輪郭の検出ができ
る。
（２）本願のノイズ低減回路によれば、上記輪郭検出回
路を用い、画像の輪郭信号により画像の輪郭部と平坦な
部分とでノイズ除去のためのフィルタを切り替え ること
で、画像のぼけを伴わずに大きなノイズ低減効果を得る
ことができる。
（３）また、上記の操作を複数回繰り返すことにより大
きなノイズ低減効果を得ることができる。
（４）更に、上記のノイズ低減回路に誤差検出回路によ
る制御を加えることにより輪郭検出のミスによる画質劣
化を少なくすることができる。 As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. (1) According to the contour detection circuit of the present invention, at low S / N
The contour can be detected without being affected by noise.
It (2) According to the noise reduction circuit of the present application, the contour detection circuit
Using the path, the contour signal of the image is used to flatten the contour of the image.
To switch between a filter for partial and noise removal
Gives a large noise reduction effect without blurring the image
be able to. (3) In addition, repeating the above operation multiple times
A good noise reduction effect can be obtained. (4) Furthermore, an error detection circuit is added to the above noise reduction circuit.
Image quality due to mistakes in contour detection
Can be reduced.
【図１】本願の発明におけるノイズ低減回路の第１の実
施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of the real <br/> facilities of the noise reduction circuit in the present of inventions.
【図２】本願の発明におけるノイズ低減回路の第２の実
施の形態を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a second embodiment of the real <br/> facilities of the noise reduction circuit in the present of inventions.
【図３】本願の発明におけるノイズ低減回路の第３の実
施の形態を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a third embodiment of the real <br/> facilities of the noise reduction circuit in the present of inventions.
【図４】図３の実施の形態に用いられる誤差検出回路の
入出力特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing input / output characteristics of the error detection circuit used in the embodiment of FIG.
【図５】本願の発明における輪郭検出回路の実施の形態
を示すブロック図である。5 is a block diagram showing an embodiment of a contour detection circuit in the present of inventions.
【図６】図５の輪郭検出回路に用いられる符号変化検出
回路の動作例を説明する図である。6 is a diagram for explaining an operation example of a code change detection circuit used in a contour detection circuit of FIG.
【図７】図５の輪郭検出回路に用いられる符号変化検出
回路の検出原理を説明する図である。7 is a diagram for explaining the principle of detection of sign change detection circuit used in a contour detection circuit of FIG.
【図８】従来例のノイズ低減回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional noise reduction circuit.
【図９】従来のノイズ低減回路に用いられる非線形回路
の入出力特性例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of input / output characteristics of a non-linear circuit used in a conventional noise reduction circuit.
１，３１…画像信号入力端子、２，２1，２2…輪郭検出
回路、３，３1，３2，１０…平均値フィルター、４，４
1，４2…メディアンフィルター、５，５1，５2，９…信
号切り替え回路、６，３６…出力端子、７，１１，３３
…減算回路、８…絶対値回路、１２…符号変化検出回
路、３２…低域通過フィルタ、３４…非線形処理回路、
３５…加算回路。1, 31 ... Image signal input terminal, 2, 2 1 , 2 2 ... Contour detection circuit, 3, 3 1 , 3 2 , 10 ... Average value filter, 4, 4
1 , 4 2 ... Median filter, 5, 5 1 , 5 2 , 9 ... Signal switching circuit, 6, 36 ... Output terminal, 7, 11, 33
... Subtraction circuit, 8 ... Absolute value circuit, 12 ... Sign change detection circuit, 32 ... Low-pass filter, 34 ... Non-linear processing circuit,
35 ... Adder circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和泉 吉則 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 二宮 佑一 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 山口 孝一 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 合志 清一 東京都渋谷区神南２丁目２番１号 日本 放送協会 放送センター内 (72)発明者 苗村 昌秀 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 福田 淳 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−22637（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−115569（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−336192（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236074（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−121194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/14 - 5/217 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshinori Izumi 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Inside the Broadcasting Research Laboratories, Japan Broadcasting Corporation (72) Inventor Yuichi Ninomiya 1-1-10 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcast Technology Laboratory (72) Inventor Koichi Yamaguchi 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcast Technology Laboratory (72) Inventor Seiichi Koshi 2-2-1 Jinnan, Shibuya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcast Center (72) Inventor Masahide Naemura 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Inside Broadcasting Technology Research Institute (72) Japan Broadcasting Corporation Atsushi Fukuda 1-1-10 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo (56) Reference JP 5-22637 (JP, A) JP 7-115569 (JP, A) JP 7-336192 (JP, A) JP 7-236074 (JP, A) JP 6-121194 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/14-5 / 217
Claims (4)
信号の所定の領域の平均値を検出する平均値フィルタを
有し、該平均値フィルタの入力信号と出力信号との差を
採ることにより高域成分を通過させる高域通過フィルタ
と、該高域通過フィルタの出力信号の前記所定の領域内
での符号変化を検出し、符号の片寄を検出する符号変化
検出回路とを具備したことを特徴とする輪郭検出回路。1. An image signal is input, an average value filter for detecting an average value of a predetermined region of the input image signal is provided, and a difference between an input signal and an output signal of the average value filter is taken. A high-pass filter that passes a high-pass component, and a code change detection circuit that detects a code change in the output signal of the high-pass filter within the predetermined area and detects a deviation of the code. A contour detection circuit characterized by:
と、前記画像信号が入力されるメディアンフィルタと、
前記画像信号が入力される輪郭検出回路とを具備し、前
記輪郭検出回路は、請求項１に記載の輪郭検出回路であ
って、該輪郭検出回路により画像の輪郭部と判断された
場合は、前記メディアンフィルタ出力を選択し、輪郭部
以外と判断された場合は、前記平均値フィルタ出力を選
択することを特徴とするノイズ低減回路。2. An average value filter to which an image signal is input, a median filter to which the image signal is input,
A contour detection circuit to which the image signal is input, wherein the contour detection circuit is the contour detection circuit according to claim 1, and when the contour detection circuit determines that the contour portion is an image, A noise reduction circuit, characterized in that when the median filter output is selected and it is determined that it is not a contour portion, the average value filter output is selected.
縦続接続したことを特徴とするノイズ低減回路。3. A noise reduction circuit comprising a plurality of the noise reduction circuits according to claim 2 connected in cascade.
続接続したノイズ低減回路であって、第１段目のノイズ
低減回路の入力信号と出力信号の差の絶対値を採る誤差
検出回路と、第２段目のノイズ低減回路の出力信号と、
第１段目のノイズ低減回路の出力信号と、第１段目のノ
イズ低減回路の入力信号とを前記誤差検出回路からの誤
差レベルが大きくなるに従い順次切り替える切替回路と
を具備したことを特徴とするノイズ低減回路。4. A noise reduction circuit in which the noise reduction circuit according to claim 1 is cascade-connected in two stages, and an error detection circuit that takes an absolute value of a difference between an input signal and an output signal of the first stage noise reduction circuit. And the output signal of the second stage noise reduction circuit,
A switching circuit that sequentially switches the output signal of the first-stage noise reduction circuit and the input signal of the first-stage noise reduction circuit as the error level from the error detection circuit increases. Noise reduction circuit.
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