JP3402987B2 - テレビ受像機のためのノイズ除去回路 - Google Patents
テレビ受像機のためのノイズ除去回路Info
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- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
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Description
めのノイズ除去回路に関するものであって、特に最近の
高品位ワイドスクリーン・テレビ受像機に使用されるノ
イズ除去のためのディジタル回路に関するものである。
ノイズ除去に基づくものである。これによれば、信号が
水平及び垂直方向にフィルタリングされる。このフィル
タリングには、非再帰型フィルタ又はメディアンフィル
タが使用される。このようなシステムは、ハードウェア
が比較的単純なので、低価格帯及び中価格帯のテレビ受
像機に適している。ところが、このシステムは、垂直及
び水平方向の情報の損失が生じるという欠点を有してい
た。つまり、画像の解像度が低下するのである。他の欠
点は、最大のノイズ除去達成量がかなり低いことであ
る。
システムは、時間ノイズ除去に基づくものであり、フレ
ーム平均化としても知られる。フレーム平均化は、ラン
ダムノイズが混入している一連の画像フレームを処理す
る場合には有効と考えられている。ただし、フレーム間
の画像情報の変化が大きくないことが前提である。ま
た、単純な平均化法を動画に適用する場合には、にじみ
等のスメア効果が生じる。この種の時間ノイズ除去は、
検出された動き値に基づいてフレーム平均化を制御する
ための動き検出ユニットを使用することにより、改善可
能である。しかしながら、従来技術は複雑なハードウェ
アを必要とし、かつノイズ除去の程度は依然として不満
足なものであった。
イズ除去性能が改善された、テレビ受像機のためのノイ
ズ除去回路を提供することにある。
に記載した技術内容により達成される。請求項1の各従
属項に記載した技術内容が実施形態である。
図面を参照しながら説明する。
はフィールド平均化により、映像信号のノイズ除去が達
成される。フレーム平均化又はフィールド平均化は、再
帰型時間フィルタ手段により達成される。該フィルタ手
段の例は、図1中の符号1で示された回路ブロックであ
る。
フレーム/フィールドメモリ2である。フレーム/フィ
ールドメモリ2の数は、フィルタの次数に対応してい
る。フレームメモリを使用する場合には、平均化処理に
用いられる画素が物理的に同一の場所に存在するため、
一般的に改善されたフィルタリング品質がもたらされ
る。これに対し、フィールドメモリを使用する場合に
は、垂直方向に異なる位置に存在する画素が平均化され
るため、一般的に垂直解像度の低下が生じる。
号をyとし、該フィルタがf個のフレーム/フィールド
メモリ2を有するものとし、かつフィルタ係数をk1 〜
kfとすると、該フィルタの構造は、 y=k0 ×x+k1 ×y×z-1+k2 ×y×z-2+k3
×y×z-3+…+kf ×y×z-f のように、数学的に表現することができる。ここに、z
-1は1フレーム/フィールドの遅延(z変換)を表わ
す。
は、過去のフレーム/フィールドの影響を増大させる結
果となり、より一層の平均化になる。したがって、動き
の少ない動画(又は静止画)の場合には、有効なノイズ
除去を達成するためにフィルタ係数k1 〜kf が相当大
きく設定される。逆に大きい動きがある場合には、スメ
ア効果を避けるためにフィルタ係数k1 〜kf が小さく
設定される。
て、適切なフィルタ係数の選択が制御される。図1で
は、LUT(ルックアップテーブル)ユニット3から適
切なフィルタ係数が供給される。そして、該LUTユニ
ット3は、量子化ユニット4から供給された量子化動き
値によってアドレス指定がなされる。
ット(図示せず)から供給された動き値を量子化するこ
とである。つまり、LUTユニット3のアドレスを指定
するための、動き値のビット数を減少させることであ
る。
ら+255までの範囲の動き値を発生する。この動き値
は、量子化ユニット4によって、制限された数の動き出
力値にマッピングされる。例えば、量子化ユニット4は
3つのしきい値を保持する。この場合には、LUTユニ
ット3に供給される出力が4つの異なる動き値を表わせ
る2ビットで構成される。
ールバスを介して複数組のしきい値THを量子化ユニッ
ト4にロードすることにより、容易に変更可能である。
このことは、図1において、各々異なるしきい値の組合
せを表わす複数の平面で示されている。量子化ユニット
4から出力された量子化動き値は、複数組のフィルタ係
数KFの中から特定組のフィルタ係数のアドレスを指定
する。アドレス指定された1組のフィルタ係数k0 〜k
f は、再帰型フィルタ1を調整するために用いられる。
量子化ユニット4と同様にLUTユニット3もまた、コ
ントロールバスを介して複数組のフィルタ係数をロード
することにより再構成が可能である。
子化動き値に応じて、対応するフィルタ係数の特定の組
合せがLUTユニット3から読み出され、該読み出され
たフィルタ係数の特定の組合せが再帰型フィルタ1に供
給される。
ット3に与えられた場合でも、ノイズの計測結果に依存
した異なるフィルタ係数の組合せをLUTユニット3か
ら読み出すことが可能である。このことは、図1におい
て、ノイズ計測回路6を有する制御ユニット5により示
されている。制御ユニット5は、適切なしきい値の組合
せを量子化ユニット4へ、かつ適切なフィルタ係数の組
合せをLUTユニット3へそれぞれロードするために用
いられる。ノイズ計測回路6は、順次入力される映像信
号の中の信号とノイズとの比(SN比)を検出し、かつ
その結果を示す信号を順次供給する。このノイズ計測回
路6の目的は、良好なSN比を既に有しかつ動きの遅い
対象よりなる画像において、スメア効果を避けることで
ある。
合には、有効な平均化処理が行なわれるように、再帰型
フィルタ1に概して大きいフィルタ係数が供給される。
ただし、処理される画像のSN比が既に良好であるとき
には、平均化処理により、かえって好ましくないスメア
効果がもたらされる。したがって、ノイズ計測回路6
は、入力映像信号が十分に良好なSN比を既に有する場
合には、そのことを示す信号を制御ユニット5に供給す
る。これに応答して、制御ユニット5は、量子化ユニッ
ト4のために異なるしきい値の組合せを、及び/又は、
LUTユニット3のために異なるフィルタ係数の組合せ
を各々ロードし又は選択する。入力映像信号が良好なS
N比を既に有するなら、このようにして、入力映像信号
が動きを有する場合の画質改善(実際には画質改悪とな
る。)のための平均化が実行されるのを防止できる。
路7を更に有することが好ましい。この絶対値及びリミ
ッタ回路7により、与えられた動き値の絶対値が計算さ
れ、かつそのビット数が低減される。
施形態の概略図である。図2において、再帰型フィルタ
1は、単一のフレーム/フィールドメモリ2を有する1
次フィルタにより構成される。フィルタ係数をkとする
と、図2の再帰型フィルタ1の構造は、 y=(1−k)×x+k×y×z-1 の形に書ける。
は、レジスタチェイン8及び9を介して、1組のしきい
値TH0〜TH2及び1組のフィルタ係数KF0〜KF
3を、量子化ユニット4及びLUTユニット3にそれぞ
れロードする。
め回路10を更に備えている。このビットシフト及び丸
め回路10は、再帰型フィルタ1から最終的に出力され
るビット数を減らすものである。
号の好ましいビットフォーマットを更に示している。動
き検出ユニットから供給される動き値は、図示のよう
に、9ビットからなることが好ましい。この9ビット信
号は、絶対値及びリミッタ回路7により処理される。そ
の結果、5ビットの信号が量子化ユニット4に与えられ
る。量子化ユニット4に与えられた32(=25 )通り
の動き値は、4つの異なる量子化動き値にマッピングさ
れて、該量子化ユニット4から出力される。量子化ユニ
ット4は、このマッピングのために、5ビットの入力信
号を3つの異なるしきい値と各々比較する。LUTユニ
ット3は、与えられた量子化動き値に応じて、1次再帰
型フィルタ1のための3ビットのフィルタ係数kを出力
する。なお、高次の再帰型フィルタの場合には、対応す
る個数のフィルタ係数をLUTユニット3が出力する。
再帰型フィルタ1の入力信号xは、図2に更に示すよう
に、8ビットからなることが好ましい。加算器11の出
力は9ビット信号となり、乗算器12の出力は12ビッ
ト信号となる。この12ビット信号は、ビットシフト及
び丸め回路10によって8ビット信号に変換される。そ
して、再帰型フィルタ1から8ビットの出力信号yが最
終的に得られる。
成分を並列にフィルタリングすることができる。この場
合には、2つの再帰型フィルタ1が設けられる。制御ユ
ニット5、量子化ユニット4及びLUTユニット3は、
いずれも二重に設ける必要はない。これらのユニット
3,4,5は、輝度信号及びクロミナンス信号を各々フ
ィルタリングするために使用される2つの再帰型フィル
タ1を制御する。
ンス信号は、該U成分及びV成分をマルチプレクスすれ
ば、単一の再帰型フィルタ1によるフィルタリングが可
能である。
ム/フィールドの差分回路と、算出されたフレーム/フ
ィールドの差分を絶対値及びリミッタ回路7へ供給する
前にフィルタリングするための5タップFIRフィルタ
とで構成される。
図である。
明の他の実施形態に係るノイズ除去回路の概略図であ
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 テレビ受像機のためのノイズ除去回路で
あって、映像信号中のノイズを除去するための再帰型フィルタ手
段(1)を備え、該再帰型フィルタ手段(1)により達
成されるノイズ除去量は調整可能であり、 前記ノイズ除去量を調整するため、動き値が大きい場合
にはより小さな係数値が選択されるように、複数のフィ
ルタ係数のうち前記再帰型フィルタ手段(1)へ供給す
べき少なくとも1つのフィルタ係数(k)を出力するた
めのルックアップテーブル手段(3)と、 前記ルックアップテーブル手段(3)が持つ前記複数の
フィルタ係数の中から特定のフィルタ係数(k)が選択
されるように、前記映像信号から得られた動き信号を、
限られた数の動き信号値に変換するための量子化手段
(4)とを更に備え、 前記量子化手段(4)に与えられた前記動き信号は、該
量子化手段(4)に保持された1組のしきい値と比較さ
れる ことを特徴とするノイズ除去回路。 - 【請求項2】 請求項1記載のノイズ除去回路におい
て、 前記再帰型フィルタ手段(1)は、フレームの平均化又
はフィールドの平均化によりノイズ除去を行なうことを
特徴とするノイズ除去回路。 - 【請求項3】 請求項2記載のノイズ除去回路におい
て、 前記再帰型フィルタ手段(1)は、フィルタ帰還路中に
単一のフレームメモリ又は単一のフィールドメモリを有
する1次フィルタであり、かつ前記フィルタ特性は前記
ルックアップテーブル手段(3)から供給された単一の
フィルタ係数により調整されることを特徴とするノイズ
除去回路。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のノ
イズ除去回路において、 前記量子化手段(4)は、3つのしきい値を保持して、
5ビットの動き信号を2ビットの量子化動き信号に変換
することを特徴とするノイズ除去回路。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載のノ
イズ除去回路において、 前記量子化手段(4)に保持された1組のしきい値と、
前記ルックアップテーブル手段(3)に記憶されたフィ
ルタ係数とのうちの少なくとも一方は、各々のバス手段
を介して制御ユニット(5)により入力されることを特
徴とするノイズ除去回路。 - 【請求項6】 請求項5記載のノイズ除去回路におい
て、 前記量子化手段(4)に保持された1組のしきい値と、
前記ルックアップテーブル手段(3)に記憶されたフィ
ルタ係数とのうちの少なくとも一方は、前記映像信号か
ら検出された特性に応じて変更可能であることを特徴と
するノイズ除去回路。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載のノ
イズ除去回路において、 前記映像信号の中からノイズを検出し、かつ前記量子化
手段(4)の1組のしきい値と、前記ルックアップテー
ブル手段(3)のフィルタ係数とのうちの選択されたも
のに基づいて制御信号を供給するためのノイズ計測回路
(6)を更に備えたことを特徴とするノイズ除去回路。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載のノ
イズ除去回路において、 前記量子化手段に与えられる前記動き信号を発生するた
めの動き検出ユニットを更に備えたことを特徴とするノ
イズ除去回路。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載のノ
イズ除去回路を備えたテレビ受像機。
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