JP3693104B2 - 映像信号処理装置、及び映像信号処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置及びその方法に関するもので、特に映像信号に重畳されるノイズを除去するための映像信号処理装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル信号のノイズを低減するためのノイズ低減回路として、メモリを使用したいわゆる巡回型のものが知られており、特にデジタル映像信号についてノイズ低減を行う場合に広く適用されている。
先に本出願人は、このようなノイズ低減回路の構成を提案しているが、この先の提案に基づいて構成されるノイズ低減回路を図１１に示す。
【０００３】
この図に示すノイズ低減処理回路においては、先ず、入力端子１に対してデジタル信号としての映像信号が入力される。なお、この映像信号は、例えばＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などをはじめとした、偶数フィールドと奇数フィールドでインターレースされているインターレース方式の映像信号とされる。
このようにして、入力端子１に対して入力された入力映像信号Ｄinは、補間フィルタ２と減算器９に対して分岐して入力される。
【０００４】
減算器９では、入力映像信号Ｄinから、後述する非線形処理回路８にて処理された信号を減算して、出力端子１３に対して出力する。この結果、出力端子１３には、ノイズの低減された映像信号出力が得られることになる。
【０００５】
また、減算器９から出力端子１３に供給された映像信号出力は、フィールドメモリ４に対しても分岐して出力され、ここに対して書き込みが行われる。
このフィールドメモリ４からは、現フィールドに対して１フィールド前となる前フィールド映像信号Ｄpreとなる。そして、この前フィールド映像信号Ｄpreは、補間フィルタ５に対して出力される。
【０００６】
ここで、入力映像信号Ｄinが入力される補間フィルタ２には、現フィールドの映像信号（フィールド画像データ）が入力され、補間フィルタ５には、フィールドメモリ４によって１フィールド分のタイミングで遅延された、前フィールド映像信号Ｄpreが入力されることになる。
これら補間フィルタ２，５は、詳細については実施の形態において後述するが、入力された映像信号について、それぞれ垂直方向の画素について所要の係数を設定することで垂直方向の画素の補間を行う。なお、補間フィルタ２，５における係数設定は、現フィールド画像に対する、これより１フィールド前のフィールド画像の位相関係に応じて、フィールド周期ごとのタイミングで交互に切り換わるようにされる。
そして、このようにして補間フィルタ２，５の各々において補間処理が行われることで、補間フィルタ２，５から出力される補間映像信号Ｄp1，Ｄp2との間で、垂直方向における画素の空間的位相関係を一致させるようにしている。
そして、補間フィルタ２，５にて補間処理が行われた補間映像信号Ｄp1，Ｄp2は、それぞれワークメモリ３，６に対して書き込まれる。
【０００７】
ワークメモリ３，６は、ディレイラインなどの遅延回路で構成される。
この場合において、ワークメモリ３，６からは、動きベクトル検出回路１０に対して映像信号を供給するようにされている。
【０００８】
ワークメモリ３からは、現フィールドタイミングの補間映像信号Ｄp1が出力されるのに対して、ワークメモリ６からは現フィールドに対して１フィールド遅延した補間映像信号Ｄp2が出力される。
そして、動きベクトル検出回路１０では、これらワークメモリ３，６から入力された１フィールド分の時間差を有している映像信号を利用することで、動きベクトルを検出する。
また、ベクトル有効／無効判定回路１１では、上記動きベクトル検出回路１０で検出した候補ベクトルの有効／無効について判定する。つまり、候補ベクトルを動き補償に適用するか否かの判定を行う。
【０００９】
メモリコントローラ１２は、上記ベクトル有効／無効判定回路１１における判定結果に基づいて、動き補償に関するワークメモリ３、６への制御も実行する。即ち、メモリコントローラ１２は、ベクトル有効／無効判定回路１１により候補ベクトルが有効であると判定された場合には、その候補ベクトルに基づいて、映像信号について動き補償処理が施されるように、ワークメモリ３、６に対して動き補償制御信号を送る。
【００１０】
また、メモリコントローラ１２の制御によっては、検出された動きベクトルを利用して、動き補償が行われるように、ワークメモリ３、６から映像信号を読み出す。読み出された映像信号は減算器７に供給されて減算が行われる。これによって、ワークメモリ３からの映像信号に対してワークメモリ６からの映像信号を減算した差分信号として、動き補償が施された信号が得られることとなる。
【００１１】
非線形処理回路８は、減算器７からの差分信号に対して所要の特性曲線を利用して減衰処理を行うものである。つまりは、減算器７からの差分信号から小振幅の信号成分を抽出することで、結果的にノイズ成分から成るノイズ成分信号を抽出する。そして、非線形処理回路８の出力は、減算器９に対して入力される。
【００１２】
そして、減算器９においては、入力映像信号Ｄinから、ノイズ成分信号である非線形処理回路８の出力信号を減算する。
このようにして、減算器９において減算が行われた信号は、ノイズが低減された映像信号として出力端子１３から出力されることになる。また、フィールドメモリ４に書き込まれることで、次のフィールドタイミングによるノイズ低減処理に利用されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばＶＴＲ(Video Tape Recorder)などでは、通常の１倍速による再生を行うほか、例えば早送り、巻き戻し、ピクチャサーチなどの変則再生が可能とされている。
ここで、映像信号がインターレース方式である場合、通常の１倍速による通常再生により再生される信号は、周知のように、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスの位相（位置）が、垂直同期パルスを基準として、0.5ライン分だけシフトした信号となる。ここでは、このような信号を「標準信号」ということにする。
一方、上記したような変則再生によって再生される映像信号は、垂直同期パルスを基準として、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスが同位相となる信号である。ここでは、このような信号を「非標準信号」という。
【００１４】
そこで、図１１に示したノイズ低減回路を、例えば上記ＶＴＲのように、標準信号だけではなく、変則再生等による非標準信号が再生されることのある装置に搭載した場合について考えてみると、図１１にて説明した動作によっては、標準信号が入力された場合には、ノイズは正常に低減されることになる。
しかしながら、非標準信号入力時においては、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスが同位相となるために、現フィールドが偶数フィールドであるのか奇数フィールドであるのかを正しく判定することができないことになる。そして、このような状態のもとで、補間フィルタ２，５による補間処理を含むノイズ低減動作が実行されてしまうと、ノイズを有効に低減することができなくなることがある。
【００１５】
上記のような不適切なノイズ低減動作の例として、その原理は後述するが、低減されるべきノイズが、画像上において、上方若しくは下方に移動していくようにして見えることがある。標準信号に対して通常にノイズ低減処理が行われる場合、ノイズは同じ位置にて低減されるのであるが、上記のようにして低減されるべきノイズが移動すると、同じ位置にてノイズが低減されていく場合よりも、目立ったものとなり、より見苦しい映像となってしまうことが分かっている。
【００１６】
このようにして、現状のノイズ低減装置の構成では、非標準信号入力時におけるノイズ低減性能が充分に高いとはいえないという問題を有している。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記した課題を考慮して、映像信号についてのノイズ低減を行う映像信号処理装置について、次のように構成する。
つまり、インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手段と、上記補間手段により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手段と、上記差分手段により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手段と、上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手段と、上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手段とを備え、上記入力映像信号が標準信号であると判別されると、上記判別手段は、上記補間係数設定を実行させるよう制御し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間係数を所定値に固定させるよう制御するか、補間することなくそのまま出力するよう制御するか、またはノイズ成分信号抽出手段のノイズ成分信号抽出動作を停止させるように制御するように構成することとした。
【００１８】
また、映像信号処理方法として次のように構成する。
つまり、インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手順と、上記補間手順により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手順と、上記差分手順により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手順と、上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手順と、上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手順とを実行すると共に、上記判別手順により上記入力映像信号が標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として、上記補間係数設定処理を実行し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として上記補間係数を所定値に固定させる処理を実行するか、補間することなくそのまま出力する処理を実行するか、又は上記ノイズ成分信号抽出動作を停止させる処理を実行するように構成することとした。
【００１９】
上記各構成に依れば、ノイズ低減のための基本的動作としては、所定の映像単位による入力映像信号と１映像単位前の入力映像信号とについて、標準信号対応補間処理を施すことで、上記入力映像信号が標準信号である場合には、現入力映像信号と１映像単位前の入力映像信号との垂直方向における空間的画素位置が適正に一致されることになる。そして、標準信号対応補間処理が施された両信号の減算を行って差分信号を得て、さらにこの差分信号からノイズ成分信号を得るようにされる。そして、現入力映像信号とこのノイズ成分信号とを合成（減算）することで、ノイズの低減された映像信号を得る。
そのうえで、本発明においては、入力映像信号が標準信号と非標準信号の何れであるのかを判別して、標準信号で有れば、上記標準信号対応補間処理を含むノイズ低減処理を施し、非標準信号であれば、その非標準信号に対応した所要処理である、非標準信号対応処理を実行するようにされる。
このような構成であれば、入力映像信号が非標準映像信号である場合には、標準信号対応補間処理が実行されずに、その非標準映像信号に対応する他の信号処理がそのまま実行されることになる。つまり、入力映像信号が非標準映像信号であるのに関わらず標準信号に対応したノイズ低減処理が実行されることで、不適切なノイズ低減動作となることを回避することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明を行っていくこととする。
本実施の形態としての映像信号処理装置は、デジタル映像信号についてノイズ低減を行うノイズ低減回路とされる。
この本実施の形態のノイズ低減回路は、例えば映像信号を記録再生可能なＶＴＲ、ディスク記録再生装置、さらには地上波や衛星放送に対応するビデオチューナー、テレビジョン受像機などの映像信号処理を行う装置であって、例えば現状であれば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などのインターレース方式による映像信号について処理を行うべき装置であれば、全般に対して適用が可能とされる。
【００２１】
また、本実施の形態のノイズ低減回路は、入力映像信号として、標準信号と非標準信号の何れかが入力されることを前提としているのであるが、ここで、標準信号と非標準信号についての説明を行っておく。
【００２２】
標準信号とは、本実施の形態においては、正常なインターレース方式の映像信号をいうものとされる。つまり、インターレース方式の映像信号は、奇数フィールドと偶数フィールドが交互となる。また、１水平走査期間を１Ｈとすれば、連続する奇数フィールドと偶数フィールドとでは、垂直同期パルスを基準として、水平同期パルスの位置（位相）が互いに０．５Ｈシフトしたものとなっている。これにより、画素の水平ラインは、奇数フィールドと偶数フィールドでは交互となる空間位置関係が得られる。そして、これら奇数フィールドと偶数フィールドの映像信号がインターレース走査されることで１つのフィールド画像が形成されることになる。
これに対して、非標準信号とは、例えばＶＴＲなどの映像信号の再生機器において、一時停止、早送り、巻き戻し、ピクチャサーチなどの変則再生を行う場合に得られる映像信号であり、垂直同期パルスを基準とする水平同期パルスの位置が、奇数フィールドと偶数フィールドとで同位相となっている映像信号である。
【００２３】
図１は、本発明の映像信号処理装置の実施の形態である、ノイズ低減回路の構成例を示している。
入力端子１からは、デジタル信号としての映像信号が入力される。なお、ここでは図示していない前段において、映像信号がアナログ信号である場合には、Ａ／Ｄ変換処理によりデジタル信号に変換した後の映像信号を入力するようにされる。
ここで、本実施の形態のノイズ低減回路に入力される入力映像信号Ｄinとしては、インターレース方式による映像信号であるとされている。なお、上記インターレース方式の信号は、前述したように、「標準信号」と「非標準信号」があり、本実施の形態のノイズ低減回路としては、「標準信号」と「非標準信号」の両者が入力されることを想定しているが、以降説明するノイズ低減回路の構成に関し、基本的なノイズ低減動作の説明にあたっては、「標準信号」が入力されている場合を前提とする。
【００２４】
入力端子１から入力された入力映像信号Ｄinは、減算器９及び補間フィルタ２に対して分岐して入力される。
減算器９においては、入力映像信号Ｄinから、後述する非線形処理回路８から出力されたノイズ成分信号を減算するようにして合成する。そして、この減算結果としての信号を、ノイズ低減処理が施された映像信号として出力端子１３から出力する。
また、この減算器９から出力されたノイズ低減処理後の映像信号は、当該ノイズ低減回路に対して帰還されることで、以降説明するようにして、次フィールドのノイズ低減処理に利用されることとなる。
【００２５】
上記のようにして、減算器９から出力され、当該ノイズ低減回路に対して帰還されるべき映像信号は、フィールドメモリ４に書き込まれる。このフィールドメモリ４は、例えば１フィールド分の映像信号を逐次保持するようにされていることで、フィールドメモリ４から読み出されて出力された映像信号は、１フィールド期間に対応する時間だけ遅延されることになる。これにより、フィールドメモリ４の出力としては、現在の入力映像信号Ｄinに対して、１フィールド前である前フィールド映像信号Ｄpreが得られる。そして、この前フィールド映像信号Ｄpreは、補間フィルタ５に対して出力される。
【００２６】
ここまでの説明によると、当該ノイズ低減回路には、２つの補間フィルタ２，５が設けられ、補間フィルタ２には、現在の入力映像信号Ｄinが入力され、補間フィルタ５には、現在の入力映像信号Ｄinに対して１フィールド前の映像信号である、前フィールド映像信号Ｄpreが入力されることになる。
これら補間フィルタ２，５は、ノイズ低減の処理対象となる映像信号がインターレース方式であることに対応して設けられる。これら補間フィルタ２，５における基本的な補間処理を、図２及び図３により説明する。
【００２７】
ここで、図２に示すようにして、補間フィルタ２に入力される入力映像信号Ｄinが、フィールドｆ１として奇数フィールドの映像信号であるとする。また、補間フィルタ５に入力される前フィールド映像信号Ｄpreが、フィールドｆ２として偶数フィールドの映像信号であるとする。
この場合、フィールドｆ１である入力映像信号Ｄinの画素Ｐ１，Ｐ２に対しては、第２のフィールドｆ２である前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ１１，Ｐ１２は、空間的に上下（垂直）方向に関して交互にずれるようにして位置している。
即ち、フィールドｆ１内と、フィールドｆ２内における垂直方向の画素の間隔（ライン間隔）をＬとすると、一方のフィールドにおいて垂直方向に隣接する画素からそれぞれ等しいＬ／２の距離だけ離れた中間位置に他方のフィールド画素が位置していることとなる。図２の場合には、フィールドｆ１において上下方向に隣接する画素Ｐ１，Ｐ２からそれぞれＬ／２の距離だけ下側となる位置に、フィールドｆ２の画素Ｐ１１，Ｐ１２が位置している。また、フィールドｆ２側からみれば、フィールドｆ２側において上下方向に隣接する画素Ｐ１１，Ｐ１２から互いに等しいＬ／２の距離に画素Ｐ２が位置している。
【００２８】
そして、図示するように、フィールドｆ１としての入力映像信号Ｄinが入力される補間フィルタ２は、入力映像信号Ｄinの画素データを利用して補間映像信号Ｄp1を生成し、フィールドｆ２としての前フィールド映像信号Ｄpreが入力される補間フィルタ５は、前フィールド映像信号Ｄpreの画素データを利用して補間映像信号Ｄp2を生成する。
【００２９】
つまり、補間処理の結果として、補間映像信号Ｄp1としての画素Ｐ３は、補間前の入力映像信号Ｄin（ｆ１）の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して３：１の距離にある。即ち、画素Ｐ３は画素Ｐ１から３Ｌ／４の距離にあると共に、画素Ｐ２からはＬ／４の距離にある。
従って、この場合の補間フィルタ２における補間のための係数は、これに応じて１：３になるようにする。即ち、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ１／４、３／４として、画素Ｐ１，Ｐ２の値を重み付けして加算することにより画素Ｐ３の値を求める。
【００３０】
また、補間映像信号Ｄp2の画素Ｐ１３は、補間前の前フィールド映像信号Ｄpre（ｆ２）の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して１：３の距離にある。即ち、画素Ｐ１３は、画素Ｐ１１からＬ／４の距離にあると共に、画素Ｐ１２からは３Ｌ／４の距離にある。
そこで、この場合の補間フィルタ２における補間のための係数は、これに応じて３：１の比となるように、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ３／４、１／４とし、この係数により画素Ｐ１１，Ｐ１２の値を重み付けして加算することにより画素Ｐ１３の値を求める。
【００３１】
このような補間演算により、第１フィールドの入力映像信号Ｄinを補間した補間映像信号Ｄp1と、第２フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreを補間した補間映像信号Ｄp2の各画素は、図示するように、垂直方向において空間的に一致した位置にあるようにされる。
【００３２】
また、図２の場合とは逆に、補間フィルタ２に入力される入力映像信号Ｄinが、フィールドｆ２とされる偶数フィールドの映像信号で、補間フィルタ５に入力される前フィールド映像信号Ｄpreが、フィールドｆ１とされる奇数フィールドの映像信号である場合を、図３に示す。
【００３３】
図３に示す場合においても、フィールドｆ２である入力映像信号Ｄinの画素Ｐ１，Ｐ２に対しては、第１のフィールドｆ１である前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ１１，Ｐ１２が、空間的位置の上下（垂直）方向に関して交互にずれるようにして位置することになるが、その上下の位置関係が図２の場合とは異なっている。
つまり、フィールドｆ２において上下方向に隣接する画素Ｐ１，Ｐ２からそれぞれＬ／２の距離だけ上側となる位置に、第１のフィールドｆ１の画素Ｐ１１，Ｐ１２が位置している。また、フィールドｆ１側からみた場合には、フィールドｆ１側において上下方向に隣接する画素Ｐ１１，Ｐ１２から互いに等しいＬ／２の距離に画素Ｐ１が位置していることになる。
【００３４】
そこで、この場合には、補間フィルタ２における補間のための係数は、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ３／４、１／４として設定することで、その比が３：１となるようにする。そして、このようにして係数をかけて重み付けを行った画素Ｐ１，Ｐ２を加算することにより、画素Ｐ３の値を算出する。このような補間処理によって、補間映像信号Ｄp1の画素Ｐ３は、補間前の入力映像信号Ｄin（ｆ２）の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して１：３の距離にあることとなる。即ち、画素Ｐ３は画素Ｐ１からＬ／４の距離にあると共に、画素Ｐ２からは３Ｌ／４の距離にあるようにされる。
【００３５】
また、補間フィルタ５における補間のための係数は、画素Ｐ１１，Ｐ１２の各値に対応する係数をそれぞれ１／４、３／４として設定することで、その比が１：３となるようにする。そして、このようにして係数をかけて重み付けを行った画素Ｐ１１，Ｐ１２を加算することにより、画素Ｐ１３の値を算出する。
このような補間処理によって、補間映像信号Ｄp２の画素Ｐ１３は、補間前の前フィールド映像信号Ｄpre（ｆ１）の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して３：１の距離にあることとなる。即ち、画素Ｐ１３は画素Ｐ１１から３Ｌ／４の距離にあると共に、画素Ｐ１２からはＬ／４の距離にあることとなる。
つまり、図３の場合には、補間フィルタ２に対しては、先の図２にて補間フィルタ５に対して設定した係数を与え、補間フィルタ５に対しては、先の図２にて補間フィルタ２に対して設定した係数を与えているものである。
そして、このような補間処理が実行されることで、この場合にも、第１フィールドの入力映像信号Ｄinを補間した補間映像信号Ｄp1と、第２フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreを補間した補間映像信号Ｄp2の各画素は、垂直方向において空間的に一致した位置にあるようにされる。
【００３６】
このようにして、入力映像信号Ｄinが奇数フィールドで、前フィールド映像信号Ｄpreが偶数フィールドである場合には、図２にて説明した係数を設定し、入力映像信号Ｄinが偶数フィールドで、前フィールド映像信号Ｄpreが奇数フィールドである場合には、図３にて説明した係数（図２とは逆となる）を設定して補間フィルタ２，５による補間処理を実行することになる。そして、これによって、時間的に互いに前後するフィールド画像について、垂直方向における画素の空間的位置を一致させるようにしているものである。
【００３７】
また、入力映像信号Ｄinが標準信号である場合としては、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号が交互に入力されてくるのであるから、補間フィルタ２，５は、図２と図３に示す補間処理を、フィールド周期ごとに交互に実行することとなる。即ち、補間フィルタ２，５間において、フィールド周期ごとに、係数について互いに交換するようにして設定を行うようにされる。
【００３８】
説明を図１に戻す。
上述のようにして、補間フィルタ２，５にて補間処理が行われた入力映像信号Ｄin及び前フィールド映像信号Ｄpreは、それぞれ、補間映像信号Ｄp1，Ｄp2とされて、ワークメモリ３，６に対して書き込みが行われる。ワークメモリ３，６は、それぞれディレイラインなどの遅延回路により構成される。また、ワークメモリ３，６に対する書き込み／読み出しは、メモリコントローラ１２の制御によって行われる。
この場合のワークメモリ３，６は、次に説明する動きベクトル検出回路１０における動きベクトル検出のための映像信号を保持するために、補間フィルタ２と減算器７との間と、補間フィルタ５と減算器７との間に介在するようにして設けられる。
【００３９】
ワークメモリ３，６に書き込まれた補間映像信号Ｄp1，Ｄp2は、動きベクトル検出回路１０に対して出力されるようになっている。
動きベクトル検出回路１０に入力される補間映像信号Ｄp1，Ｄp2としては、その元が、入力映像信号Ｄin，前フィールド映像信号Ｄpreとされていることで、互いに１フィールド期間に対応した時間差を有していることになる。
そして、動きベクトル検出回路１０においては、この時間差を有している入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreとについて、あるサーチ範囲内において、同一とされるライン同士の信号を、ブロックマッチングにより比較する。そしてブロックごとに動きベクトルを求めるようにされる。なお、動きベクトルの最小単位は、１画素とされる。
【００４０】
動きベクトル検出回路１０において検出された動きベクトルの情報（候補ベクトル）は、ベクトル有効／無効判定回路１１に対して入力される。
ベクトル有効／無効判定回路１１においては、入力された候補ベクトルの値に基づいて、この候補ベクトルについての動き補償に対する適用を有効とするか、無効とするのかについて判定する。そして、この判定結果の情報はメモリコントローラ１２に対して入力されるようになっている。
【００４１】
メモリコントローラ１２では、ベクトル有効／無効判定回路１１から、候補ベクトルが有効であることを示す判定結果情報が入力された場合には、この候補ベクトルに基づいて、動き補償が得られるようにして、ワークメモリ３，６に対する信号の読み出しタイミングを設定する。
【００４２】
そして、減算器７においては、上記のようにしてワークメモリ３，６の各々から読み出された補間映像信号Ｄp1，Ｄp2を入力し、Ｄp1−Ｄp2で表される減算を行って差分を得る。この演算によって得られた差分信号は、動き補償された映像信号となるものである。このようにして動き補償が行われることで、例えば、以降の処理において、画像の動きをノイズと誤認識してノイズ低減が行われるのを防ぐことが可能になる。
【００４３】
非線形処理回路８は、所要の特性曲線を利用して、入力された差分信号について非線形処理を行って減衰させることにより、ノイズ成分信号を抽出する。
映像信号に重畳されるノイズは、例えばホワイトノイズなどにも代表されるように、ノイズ成分の振幅は小さい。そこで、差分信号としての映像信号について非線形処理を行えば、ノイズ成分のみから成るとされるノイズ成分信号を得ることができることになる。
【００４４】
上記のようにして、非線形処理回路８によって得られたノイズ成分信号は、減算器９に対して入力される。
減算器９においては、入力映像信号Ｄinから上記ノイズ成分信号を減算するようにして信号の合成処理を行う。これによって、減算器９からは、ノイズが低減された映像信号が出力されることになる。そして、この減算器９から出力された映像信号が、当該ノイズ低減回路の出力として出力端子１３に対して供給されることになる。
また、この減算器９の出力信号は、フィールドメモリ４に対しても書き込まれることで、前フィールド映像信号Ｄpreとされて、次フィールド期間におけるノイズ低減処理に利用されることとなる。
そして、これまで述べたノイズ低減動作がフィールド周期ごとに繰り返されることで、ノイズが除去されるようにして収束していくこととなる。
以上が、図１に示すノイズ低減回路における基本的なノイズ低減動作となる。つまり、標準信号に対応したノイズ低減動作を述べてきたものである。
【００４５】
そして、本実施の形態としてのノイズ低減回路においては、さらに入力映像信号Ｄinとして非標準映像信号が入力された場合にも対応して、フレームパルス発生回路２１、及び非標準信号検出回路２２が設けられる。
【００４６】
フレームパルス発生回路２１は、入力映像信号Ｄinから分離抽出された水平同期信号パルスと、垂直同期信号パルスとを入力して、フレームパルスＦＤを生成して出力する。
「標準信号」である場合、垂直同期信号パルスを基準とした水平同期信号パルスは、偶数フィールドと奇数フィールドとで０．５Ｈ分、位相がシフトしていることは前述したとおりである。そこで、フレームパルス発生回路２１においては、垂直同期信号パルスの入力タイミングを基準として、水平同期信号パルスの位相を検出することによって、偶数フィールド期間と奇数フィールド期間とで反転する信号を得るようにされる。つまり、標準信号入力時には、フィールド期間ごとに奇数／偶数フィールドが入れ替わるのに応じて反転していく信号を得る。これが、フレームパルスＦＤである。
【００４７】
フレームパルス発生回路２１にて生成されたフレームパルスＦＤは、非標準信号検出回路２２に対して出力される。
非標準信号検出回路２２では、上記フレームパルスＦＤと、垂直同期信号パルスを入力して、現在の入力映像信号Ｄinが、標準信号であるのか非標準信号であるのかを検出する。
入力映像信号Ｄinが標準信号であれば、フレームパルスＦＤは上記したように、フィールドごとに反転する信号となっている。これに対して、非標準信号では、偶数／奇数フィールド間で、垂直同期信号パルスを基準とした水平同期信号パルスの位相差が無いのであるから、入力映像信号Ｄinが非標準信号である場合には、フレームパルスＦＤは、フィールド期間の経過に関わらず、Ｈレベル若しくはＬレベルが連続するような信号となる。
そこで、非標準信号検出回路２２においては、垂直同期信号パルスの出現タイミングとフレームパルスＦＤの反転タイミングとを比較し、垂直同期信号パルスの出現タイミングごとに応じてフレームパルスＦＤが反転している状態が継続していれば、標準信号であると検出する。これに対して、垂直同期信号パルスの出現タイミングごとにフレームパルスＦＤが反転しないで、複数のフィールド期間を連続的にまたがるようにしてフレームパルスＦＤが反転するような場合には、非標準信号であると検出する。
【００４８】
詳しいことは後述するが、補間フィルタ２，５では、非標準信号検出回路２２から非標準信号を検出したことを示す検出信号が入力された場合には、図２及び図３に示した標準信号に対応した補間処理に代えて、非標準信号に対応した他の補間処理等を実行するようになっている。あるいは、その動作をオフとすることで、補間処理を施すことなく入力信号をそのまま出力するようにされる。
これにより本実施の形態においては、後述するようにして、非標準信号入力時においても適切なノイズ低減動作が得られるようにされる。
【００４９】
ところで、従来例として示した図１１のノイズ低減回路の構成においては、入力映像信号Ｄinが、標準信号／非標準信号であるのに関わらず、図２及び図３により説明した補間処理の実行を伴ったノイズ低減動作が固定的に実行されることとなる。
しかしながら、このような図１１に示したノイズ低減回路の構成によっては、非標準信号入力時において、ノイズ低減が有効に実行されない場合がある。この点について、図４，図５，図６を参照して説明しておく。
【００５０】
図４は、図１１に示したノイズ低減回路に対して、入力映像信号Ｄinとして標準信号が入力された場合のノイズ低減動作を模式的に示している。
なお、図４においては、説明の便宜上、各フィールド周期内における左側の画素の列が、フィールドメモリ４から読み出された前フィールド映像信号Ｄpreとされ、右側の画素の列が、入力端子１から入力された入力映像信号Ｄinとされる。つまり、図２及び図３に示した補間処理の場合の入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreの位置関係が逆となっている。これについては、以降説明する図５〜図９についても同様である。
【００５１】
標準信号が入力されている場合として、図４に示すようにして、或る第ｎフィールドのタイミングでは、図中の右側の画素列として示すように入力映像信号Ｄinとして奇数フィールドとされるフィールドｆ１の映像信号が入力され、一方、フィールドメモリ４から読み出された前フィールド映像信号Ｄpreとしては、図中左側の画素列として示すように偶数フィールドとされるフィールドｆ２の映像信号が入力されているとする。
この場合、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の映像信号において垂直方向に隣接する２つの［画素Ｐ１，Ｐ２］と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の映像信号において垂直方向に隣接する２つの［画素Ｐ１１，Ｐ１２]の位置関係としては、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、［画素Ｐ１１，Ｐ１２]が１／２画素分、上方向にシフトした状態とされることになる。
また、ここでは、便宜上、●により表される画素Ｐ１がノイズの重畳された画素であるとし、○により表される他の画素は、ノイズの重畳されていない画素であるとする。
【００５２】
そして、上記のような位置関係では、補間フィルタ２，５の各々にて、図２に対応した補間処理が実行されることになる。これにより、フィールドｆ２の［画素Ｐ１，Ｐ２］を利用しては、補間画素Ｐ３が得られる。この補間画素Ｐ３は、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、垂直方向に１：３の距離に在るようにされる。
また、フィールドｆ１の［画素Ｐ１１，Ｐ１２]を利用しては、補間画素Ｐ１３が得られる。この補間画素Ｐ１３は、［画素Ｐ１１−Ｐ１２]に対して垂直方向に３：１の距離に在るようにされる。
【００５３】
この結果、補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３は、垂直方向の空間において同位置にあるようにされる。そして、これらの補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３を利用して、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９を介しての以後のノイズ低減動作が行われたとする。このノイズ低減動作によっては、上記補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３を利用してノイズ低減された画素が得られることとなる。つまり、画素Ｐ１からノイズが低減されたとして、黒色がより薄くなった画素が得られることになる。この画素は、次の第ｎ＋１フィールドにおけるフィールドｆ１の画素Ｐ２２として得られることになる。つまり、次のフィールドタイミングにおいて、フレームメモリ４から読み出される前フィールド映像信号Ｄpreの１画素として得られることになる。
なお、先の第ｎフィールドの補間画素Ｐ３，Ｐ１３と、第ｎ＋１フィールドにおけるフィールドｆ１の画素Ｐ２１，Ｐ２２との垂直方向における位置関係を比較して分かるように、補間画素Ｐ３，Ｐ１３に対しては、画素Ｐ２２のほうが画素Ｐ２１よりも近い位置にある。非線形処理回路８及び減算器９の動作によっては、このようにして、補間画素の垂直位置に近い方の画素を、ノイズ低減処理された画素として出力するようになっている。
【００５４】
そして、続く第ｎ＋１フィールドにおいては、先の第ｎフィールドに対して、フィールドｆ２／ｆ１と、映像信号Ｄin／Ｄpreとの対応関係が逆となる。そこで、図３に示したようにして、フィールドｆ１については、［画素Ｐ２１−画素Ｐ２２]の位置に対して３：１の距離に補間画素Ｐ２３が得られるように補間を行い、フィールドｆ２については、［画素Ｐ３１−画素Ｐ３２]の位置に対して１：３の距離に補間画素Ｐ３３が得られるように補間を行うことで、各補間画素の垂直方向位置が一致するようにさせることとなる。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３について補間処理後のノイズ低減処理を実行して得られる画素としては、次の第ｎ＋２フィールドにおけるフィールドｆ２の画素Ｐ４１とされることになる。
【００５５】
また、この第ｎ＋１フィールドに続く第ｎ＋２フィールドにおいては、先の第ｎフィールドと同様の、フィールドｆ２／フィールドｆ１と映像信号Ｄin／Ｄpreとの対応関係となる。そこで、図２に示したようにして、フィールドｆ２については、画素Ｐ４１−Ｐ４２の間隔に対して１：３の距離に補間画素Ｐ４３が得られるように補間を行い、フィールドｆ１については、画素Ｐ５１−Ｐ５２の間隔に対して３：１の距離に補間画素Ｐ５３が得られるように補間を行って、補間画素の垂直方向における位置を一致させる。そして、補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、次の第ｎ＋３フィールドのフィールドｆ１における画素Ｐ６１が、補間画素Ｐ４３、Ｐ５３を利用してノイズ低減された画素として得られることになる。
このような動作が繰り返し実行されることで、例えば元のノイズが重畳されているとされる画素Ｐ１に対応する位置の画素については、徐々にノイズが低減されていく（白くなっていく）ようにされるものである。
そして、この図４からも分かるように、画素Ｐ１を元とするノイズの画素（Ｐ２２，Ｐ４１，Ｐ６１は、フィールド期間が経過していくのに関わらず、奇数／偶数フィールドのそれぞれにおいて、特に上下の何れの方向にも移動していくことなく同じ垂直空間位置を保っていることになる。
なお、本明細書においては、この図４にても説明したように、図２及び図３に示される補間処理がフィールド周期ごとに交互に実行されることで、標準信号に対しては適正な補間結果が得られるようにされた補間処理を「標準信号対応補間処理」ともいうことにする。
【００５６】
これに対して、図２及び図３に示す処理を交互に実行する標準信号対応補間処理が非標準信号に対して行われたまま、以降のノイズ低減処理が実行された場合には、図５若しくは図６に示すようなノイズ低減結果が得られることとなる。
非標準信号とは、前述もしたように、垂直同期信号に対して継続的に水平同期信号が同位相となる映像信号である。これは、即ち、フレームパルス発生回路２１の動作として、入力映像信号Ｄinとしては、奇数フィールドの映像信号のみが継続して入力されるか、若しくは、偶数フィールドの映像信号のみが継続して入力されているとして認識することを意味している。
【００５７】
図５は、非標準信号入力時として、入力端子１に対して奇数フィールドとして認識される映像信号が継続して入力されている場合に対応している。
非標準信号の場合には、垂直同期信号に対して継続的に水平同期信号が同位相となるのであるから、入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreの各画素の垂直方向における位置は、連続するフィールド期間において一致していることになる。
このため、例えば図５に示す第ｎフィールドにおいては、前フィールド映像信号Ｄpreとしてのフィールドｆ２の[画素Ｐ１，Ｐ２]と、入力映像信号Ｄinとしてのフィールドｆ１の[画素Ｐ１１、Ｐ１２]は、互いに１／２画素ライン分シフトしているのではなく、垂直方向において同位置に在ることとなる。
そしてこの場合には、入力映像信号Ｄinとして奇数フィールドが継続的に入力されていることを検出している状態にあるので、この場合には、図２により説明した補間処理のみを、連続するフィールドごとに実行することになる。つまり、入力映像信号Ｄinとしては奇数フィールド、前フィールド映像信号Ｄpreとしては偶数フィールドであるとみなした補間処理が、連続するフィールドごとに実行される。
【００５８】
このため、先ず第ｎフィールドでは、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ３を得ると共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ１３を得る。そして、これら補間画素Ｐ３，Ｐ１３について補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、ノイズが低減された画素として、次の第ｎ＋１フィールドにおける、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ２１を得る。
ここで、画素Ｐ２１は、先の第ｎフィールドの画素Ｐ２，Ｐ１２と垂直方向において同じ位置に在るべきものとして出力される。
【００５９】
そして、第ｎ＋１フィールドにおいても、先の第ｎフィールドと同じ、図２に対応する補間処理が実行されることで、図示するようにして、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ２１−Ｐ２２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ２３を得ると共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ３１−Ｐ３２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ３３を得る。そして、これらの補間画素Ｐ２３，Ｐ３３によりノイズ低減処理された画素Ｐ４１を、次の第ｎ＋２フィールドにおける前フィールド映像信号Ｄpreの画素として得る。この画素Ｐ４１は、第ｎ＋１フィールドの画素Ｐ２２，Ｐ３２と垂直方向において同位置に在る。
【００６０】
そして、第ｎ＋２フィールドにおいても同様にして、図２に対応する補間処理が実行されることで、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の[画素Ｐ４１−Ｐ４２]に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ４３が得られ、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の[画素Ｐ５１−Ｐ５２]対して３：１の距離にある補間画素Ｐ５３が得られる。そして、補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用したノイズ低減処理としては、次の第ｎ＋３フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ６１を得る。この画素Ｐ６１も、先の第ｎ＋２フィールドの画素Ｐ４２，Ｐ５２と垂直方向において同位置に在るように出力される。
【００６１】
この図５に示すノイズ低減動作が行われる結果、第ｎフィールドにおいて画素Ｐ１として得られていたノイズは、以降の第ｎ＋１フィールド→第ｎ＋２フィールド→第ｎ＋３フィールド・・・と進行するのに従って、徐々にノイズが低減されるようにして、画素Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１・・・として得られていくことになる。
ここで、画素Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１の位置を比較した場合、フィールド期間が進行するごとに、１水平画素ラインづつ下側へシフトしていることが確認できる。これは、実際に表示される画像としては、ノイズは低減されつつも、そのノイズは、時間経過に従って下方向に伝播していくように見えることとなる。
【００６２】
また、非標準信号として、入力端子１に対して偶数フィールドの映像信号が継続して入力されている場合のノイズ低減動作を図６に示す。
この場合には、入力映像信号Ｄinとして偶数フィールドが継続的に入力されていることを検出している状態にあるから、図３により説明した補間処理のみを、連続するフィールドごとに実行することになる。つまり、入力映像信号Ｄinとしては偶数フィールドとして扱い、前フィールド映像信号Ｄpreとしては奇数フィールドであるとした補間処理が、連続するフィールドごとに実行される。
また、この場合にも、非標準信号が継続的に入力されているのであるから、前フィールド映像信号Ｄpreとしてのフィールドｆ１の画素と、入力映像信号Ｄinとしてのフィールドｆ２の画素は、互いに垂直方向において同位置に在ることとなる。
【００６３】
この場合、第ｎフィールドでは、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ３を得る。なお、この図においては、画素Ｐ２を●により示して、ノイズの重畳された画素であるとみなしている。そして、これと共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ１３を得る。そして、これら補間画素Ｐ３，Ｐ１３について補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、ノイズが低減された画素が得られることになる。この場合には、ノイズが低減された画素として、第ｎ＋１フィールドにおける、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の画素Ｐ２２が得られる。
この場合の、ノイズ低減された画素Ｐ２２は、先の第ｎフィールドの画素Ｐ１，Ｐ１１と垂直方向において同じ位置に在るものとして出力される。つまり、この場合には、ノイズ低減された画素Ｐ２１は、元の画素Ｐ２に対して１水平画素ライン上に位置することになる。
【００６４】
そして、次の第ｎ＋１フィールドにおいても、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の[画素Ｐ２１−Ｐ２２]と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２の[画素Ｐ３１−Ｐ３２]について、先の第ｎフィールドと同様の図３に対応する補間処理が実行されて、補間画素Ｐ２３，Ｐ３３が得られ、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３について補間処理後のノイズ低減処理が実行されることで、ノイズ低減された画素としては、続く第ｎ＋２フィールドの画素Ｐ４２が得られる。
【００６５】
また、第ｎ＋２フィールドにおいても、同様に、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の[画素Ｐ４１−Ｐ４２]と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２の[画素Ｐ５１−Ｐ５２]について、図３に対応する補間処理を実行して補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を得て、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用したノイズ低減処理によって、ノイズ低減された画素として、続く第ｎ＋３フィールドの画素Ｐ６２を得る。
【００６６】
上記図６に示したようにして補間処理及びノイズ低減処理が実行される結果、第ｎフィールドにおいて画素Ｐ２として得られていたノイズは、以降の第ｎ＋１フィールド→第ｎ＋２フィールド→第ｎ＋３フィールド・・・において徐々にノイズが低減され、画素Ｐ２２，Ｐ４２，Ｐ６２・・・として得られていくことになる。
そして、これら画素Ｐ２，Ｐ２２，Ｐ４２，Ｐ６２は、フィールド期間が進行するごとに、１水平画素ラインづつ上側にシフトしている。つまり、実際に表示される画像としては、そのノイズが低減されながらも、時間経過に従って上方向にずれていくように見えることとなる。
【００６７】
このようにして、標準信号対応補間処理を常に実行させる構成とした場合、標準信号が入力されている場合には図４に示したようにして、ノイズが上下方向に移動しないようにして適正にノイズ低減が行われるのであるが、非標準信号が入力された場合には、図５及び図６に示したようにして、ノイズが上又は下方向に移動していくように見えることとなる。このようなノイズの移動は視覚的に目立ちやすいことから好ましいことではない。
また、非標準信号に対して、図２若しくは図３に示した補間処理をそのまま適用した場合には、その補間処理結果として、図５及び図６における同一フィールドタイミング内の２つの補間画素（例：第ｎフィールドにおける補間画素Ｐ３，Ｐ１３）の位置関係からも分かるように、その垂直方向における位置は一致しないこととなる。
本来、この標準信号対応補間処理は、インターレース方式により奇数／偶数フィールドで異なる垂直方向における画素空間位置を一致させることで、より高い効果のノイズ低減効果が得られることを目的としているものであるから、図５及び図６に示したようにして、同じフィールドタイミングで２つの補間画素の垂直方向における画素空間位置が異なってしまうことによっては、有効なノイズ低減効果が得られないことにもなる。
【００６８】
そこで、本実施の形態としては、非標準信号入力時においては、標準信号対応補間処理を含むノイズ低減処理に代えて、以降説明するようにして非標準信号に対応した信号処理（非標準信号対応処理）を実行させることで、上記した問題の回避を図るものである。
本実施の形態の非標準信号対応処理としては、第１例〜第３例までの３例を挙げることとし、先ずは、第１例について説明を行うこととする。
【００６９】
第１例においては、入力端子１に対して非標準信号が入力されている場合には、以降説明するようにして、フィルタ係数を固定することとする。なお、入力端子１に対し標準信号が入力されている場合には、図２及び図３、図４にて説明した通常の補間処理（標準信号対応補間処理）、及び図１にて説明した、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９による、補間処理以降のノイズ低減動作が実行される。つまり、「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
【００７０】
前述もしたように、フレームパルス発生回路２１では、奇数フィールドと偶数フィールドに応じて反転した信号であるフレームパルスＦＤを出力するようにされる。ここでは、フレームパルス発生回路２１は、奇数フィールド検出時にはＨレベル、偶数フィールド検出時にはＬレベルのフレームパルスＦＤを出力するように構成されているものとする。
非標準信号入力時おいては、フレームパルス発生回路２１では、奇数フィールドの映像信号のみが入力されている、若しくは、偶数フィールドの映像信号のみが入力されていると認識して、これに対応して、Ｈレベル若しくはＬレベルの何れかを連続するフィールド期間にわたって継続的に出力する。従って、フレームパルス発生回路２１は、非標準信号として奇数フィールドの映像信号が入力されているときにはＨレベルのフレームパルスＦＤを継続的に出力し、偶数フィールドの映像信号が入力されているときにはＬレベルのフレームパルスＦＤを継続的に出力することとなる。
そして、非標準信号検出回路２２では、非標準信号として、奇数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｈ）されている場合と、偶数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｌ）されている場合を区別して、非標準信号を検出するようにされる。そして、補間フィルタ２，５では、非標準信号検出回路２２からの検出出力として、奇数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｈ）である場合の非標準信号検出時と、偶数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｌ）である場合の非標準信号検出時とでは、次に説明するようにして、固定されるべきフィルタ係数の組み合わせが異なるように制御される。
【００７１】
図７は、第１例において、フレームパルスＦＤがＨレベルとされて、非標準信号としては、奇数フィールドの映像信号が入力されていると検出されている場合のノイズ低減処理動作を示している。
この場合には、奇数フィールドの映像信号としての非標準信号が入力端子１から入力されているので、第ｎ〜第ｎ＋３の各フィールドにおいて、入力映像信号Ｄinはフィールドｆ１（奇数フィールド）として扱われ、前フィールド映像信号Ｄpreは、フィールドｆ２（偶数フィールド）として扱われる。
しかしながら実際には、非標準信号が入力されていることで、同一フィールド期間内におけるフィールドｆ１とフィールドｆ２の各画素は、垂直方向における空間位置が一致した状態にある。
【００７２】
そして、このような場合においては、例えば第ｎフィールドの補間処理として示すように、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２では、［画素Ｐ１−Ｐ２]について、１：３の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定し、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１としても、［画素Ｐ１１−Ｐ１２]について、１：３の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定する。つまり、補間フィルタ２，５の何れについても、上下に隣接する２つの画素を利用した補間処理として、１：３の距離にある補間画素が得られるように係数を設定する。そして、このようにして設定した係数を、非標準信号として奇数フィールドの映像信号が入力されている（ＦＤ＝Ｈ）と検出されている期間において固定的に設定しておくものである。
【００７３】
これにより、例えば第ｎフィールドにおいて、フィールドｆ２の画素Ｐ１，Ｐ２を利用して得られる補間画素Ｐ３と、フィールドｆ１の画素Ｐ１１，Ｐ１２を利用して得られる補間画素Ｐ１３とは、垂直方向において同じ画素空間に位置させることができる。そして、これらの補間画素を利用した以後のノイズ低減動作としては、通常時と同様にして行われる。つまり、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９が、図１にて説明したのと同様の動作を実行する。そして、補間画素Ｐ１１，Ｐ１３を利用してノイズ低減を行って生成した画素Ｐ２１としては、元のノイズが重畳された画素Ｐ１と同じ垂直空間位置とすることができる。
【００７４】
そして、次の第ｎ＋１フィールドにおいても、補間フィルタ２，５は、先の第ｎフィールドと同じ係数により補間処理を実行する。これにより、図示するようにして、フィールドｆ２の画素Ｐ２１，Ｐ２２を利用した補間画素Ｐ２３と、フィールドｆ１の画素Ｐ３１，Ｐ３２を利用した補間画素Ｐ３３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させるようにして生成する。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ４１を、画素Ｐ１，Ｐ２１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
【００７５】
同様にして、続く第ｎ＋２フィールドにおいても、補間フィルタ２，５が先のフィールド期間と同じ係数により補間処理を実行することで、フィールドｆ２の画素Ｐ４１，Ｐ４２を利用した補間画素Ｐ４３と、フィールドｆ１の画素Ｐ５１，Ｐ５２を利用した補間画素Ｐ５３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させるようにして生成する。そして、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ６１を、画素Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ４１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。以降のフィールドにおいても、固定設定された係数によって補間フィルタ２，５が補間処理を行ったうえで、ノイズ低減動作が実行されていく。
【００７６】
続いて、非標準信号として偶数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｌ）が入力されている場合の動作を、図８に示す。
図８の場合には、偶数フィールドの映像信号としての非標準信号が入力端子１から入力されているので、各フィールドタイミングにおいて、入力映像信号Ｄinとしてはフィールドｆ２（偶数フィールド）が入力され、前フィールド映像信号Ｄpreとしてはフィールドｆ１（奇数フィールド）が入力されているものとして扱っていることになる。また、この場合にはノイズの重畳された画素はＰ２であるとして●により示している。
そして、この場合にも、同一フィールド期間内におけるフィールドｆ１とフィールドｆ２の各画素は、垂直方向における空間位置が一致した状態にある。
【００７７】
そして、この場合の補間フィルタ２，５に対しては、次のように係数を設定する。
つまり、第ｎフィールドに示される補間処理を例とすれば、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１では、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、３：１の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定し、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２についても、画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して、３：１の距離にある補間画素Ｐ１３が得られるように係数を設定する。
即ち、補間フィルタ２，５の何れについても、上下に隣接する２つの画素を利用した補間処理として、３：１の距離にある補間画素が得られるように係数を設定する。そして、このように設定した係数を、非標準信号として偶数フィールドが入力されていると検出されている（ＦＤ＝Ｌ）かぎりは、固定的に設定する。
【００７８】
このように係数を設定することで、先の図７の場合と同様に、第ｎフィールドにおいて、フィールドｆ１の画素Ｐ１，Ｐ２を利用して得られる補間画素Ｐ３と、フィールドｆ２の画素Ｐ１１，Ｐ１２を利用して得られる補間画素Ｐ１３とは、垂直方向において同じ画素空間に位置する。また、これら補間画素Ｐ１１，Ｐ１３を利用してノイズ低減を行って得た画素Ｐ２２は、元のノイズが重畳された画素Ｐ２と同じ高さの水平画素ラインに位置することになる。
【００７９】
そして、以降続く第ｎ＋１フィールド、第ｎ＋２フィールドにおいても、補間フィルタ２，５は、先の第ｎフィールドと同じ係数により補間処理を実行する。
これにより、第ｎ＋１フィールドでは、フィールドｆ２の画素Ｐ２１，Ｐ２２を利用して生成した補間画素Ｐ２３と、フィールドｆ１の画素Ｐ３１，Ｐ３２を利用して生成した補間画素Ｐ３３とが同じ垂直画素空間に位置する。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ４２を、画素Ｐ１，Ｐ２１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
また、第ｎ＋２フィールドでは、フィールドｆ２の画素Ｐ４１，Ｐ４２により生成した補間画素Ｐ４３と、フィールドｆ１の画素Ｐ５１，Ｐ５２により生成した補間画素Ｐ５３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させる。そして、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ６２を、画素Ｐ２，Ｐ２２，Ｐ４２と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
【００８０】
上記図７及び図８に示したようにして、補間フィルタ２，５の係数を共通の所定値により固定したうえで、この係数設定による補間処理を含むノイズ低減動作が実行される結果、ノイズ低減された画素Ｐ１（Ｐ２），及びこの画素Ｐ１（Ｐ２）からノイズを低減していったとされる画素Ｐ２１（Ｐ２２），Ｐ４１（Ｐ４２），Ｐ６１（Ｐ６２）は、同じ水平画素ラインに位置していることになる。つまり、低減されていくノイズが上方、若しくは下方向に移動していく現象が生じないようにされる。
また、各フィールドタイミングにおいて、補間フィルタ２，５により補間処理される補間画素は、垂直方向において同じ空間位置に在るようにされるため、より有効なノイズ低減効果が得られることにもなる。
【００８１】
続いては、第２例としての非標準信号対応処理について説明する。
第２例においては、非標準信号検出回路２２において非標準信号が入力されていると検出されているときには、補間フィルタ２，５の補間処理をオフとするように構成される。ここで、補間フィルタ２，５の補間処理を「オフする」ということは、補間処理を行うことなく、入力された画素単位の映像信号データをそのままパスするようにして出力することをいう。また、第２例においては、非標準信号が、奇数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｈ）されている場合と、偶数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｌ）されている場合とで区別することなく、補間フィルタ２，５をオフするようにされる。
なお、第２例においても、非標準信号検出回路２２により標準信号が入力されていると検出されている場合には、第１例の場合と同様に「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
【００８２】
この第２例としての非標準信号対応処理は、図９に示される。
この場合には、非標準信号の例として、奇数フィールドの映像信号が入力されている例が示されている。つまり、入力映像信号Ｄinをフィールドｆ１として扱い、前フィールド映像信号Ｄpreをフィールドｆ２として扱っている。
そして、上記もしたように、第２例では、補間フィルタ２，５の動作はオフとされている。このため、先ず第ｎフィールドでは、フィールドｆ２においてノイズが重畳しているとされる画素Ｐ１と、フィールドｆ１において、この画素Ｐ１と同じ垂直空間位置に在る画素Ｐ１１は、共に補間処理されることなくそのままスルーされるようにして出力されることになる。そして、補間フィルタ２，５以降の回路（減算器７、非線形処理回路８、減算器９）によるノイズ低減動作が実行されることで、画素Ｐ１，Ｐ１１を利用してノイズ低減処理された画素画素Ｐ２１が得られることになる。
この画素Ｐ２１は、次の第ｎ＋１フィールドのフィールドｆ２（前フィールド映像信号Ｄpre）に含まれる画素となり、画素Ｐ１，Ｐ１１と同じ垂直空間位置に在ることになる。
【００８３】
そして、続く第ｎ＋１フィールドにおいても同様の動作が実行されることで、フィールドｆ２の画素Ｐ２１とフィールドｆ１の画素Ｐ３１を用いてノイズ低減処理が行われることで、次の第ｎ＋２フィールドにおいて、フィールドｆ２に含まれる画素Ｐ４１を得るようにされる。
さらに、次の第ｎ＋２フィールドにおいても同様の動作が実行され、フィールドｆ２の画素Ｐ４１とフィールドｆ１の画素Ｐ５１を用いたノイズ低減処理により、次の第ｎ＋３フィールドにおいて、フィールドｆ２に含まれる画素Ｐ６１を得る。
そして、このようにして、画素Ｐ１をノイズ低減したとされる画素Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１は、全て画素Ｐ１と同じ水平画素ラインに位置することとなる。
【００８４】
従って、第２例のようにして補間フィルタ２，５の補間処理を共にオフさせても、低減されるノイズが上下に移動していく現象は生じないようにされる。また、この場合には、補間処理自体を実行させていないのであるから、同じフィールド期間において得られる２つの補間画素の垂直空間位置がずれることにはならないものである。
【００８５】
続いて第３例の非標準信号対応処理について説明する。
第３例としては、非標準信号検出回路２２の検出信号は、非線形処理回路８に対して供給するようにされる。そして、非線形処理回路８においては、非標準信号検出回路２２から供給される検出信号に基づいて、入力信号が非標準信号であるとされるときには、当該非線形処理回路８から減算器９に対して非線形処理信号（ノイズ成分信号）を出力しないようにされる。このためには、例えば非線形処理回路８において出力レベルを強制的に０レベルとして設定すればよい。
このようにして非線形処理回路８からの出力が停止されることで、減算器９において、入力映像信号Ｄinに対するノイズ成分信号の減算は行われないことになる。つまり、ノイズ低減動作そのものが停止されることになる。なお、この場合にも標準信号入力時においては、「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
このようにしても、例えば図５及び図６に示したように、ノイズが上下方向に移動していくような現象は生じさせないことができる。但し、この場合には入力映像信号Ｄinがそのまま出力映像信号として出力端子から出力され、ノイズ低減効果は得られないことになる。
しかしながら、非標準信号としての入力映像信号Ｄinの信号状態によっては、先の第１例若しくは第２例にて説明したノイズ低減動作（補間フィルタの動作）が適正に実行されずに、かえって乱れた画像となってしまうような可能性も有している。このような場合に、第３例にあるようなノイズ低減動作を停止させるという動作を、より有効な手段として選択する余地が生じてくることもあると考えられる。
そこで、本実施の形態としては、例えば非標準信号入力時において、その非標準信号としての品質を判定して、その判定結果として所定以上の品質であれば、第１例若しくは第２例としての非標準信号対応処理を実行させることで、非標準信号に対応してのノイズ低減動作が行われるようにし、所定以下の品質であれば第３例による非標準信号対応処理を実行させ、ノイズ低減動作を停止させるように構成することも可能とされる。
【００８６】
以上、本実施の形態としての非標準信号対応処理として３例を挙げたが、ここで、入力信号状態に応じた、本実施の形態のノイズ低減回路の動作の流れについて、図１０のフローチャートを参照して説明する。
この図に示す動作としては、上記したように、非標準信号入力時においても、その信号状態に応じて、第１例又は第２例の非標準信号対応処理と、第３例の非標準信号対応処理との何れかを実行するように構成した場合を例に挙げている。また、この図に示す動作は、非標準信号検出回路２２の検出出力に基づいて、補間フィルタ２，５及び非線形処理回路８がその動作を切り換えることによって実現される。
【００８７】
図１１においては、先ずステップＳ１０１において映像信号が入力される。つまり、入力映像信号Ｄinを得る。そして、次のステップＳ１０２においては、この入力映像信号Ｄinが標準信号であるか否かについて検出する。このステップＳ１０２の動作は、非標準信号検出回路２２が行う。そして、検出結果として、標準信号であるとの肯定結果が得られた場合には、ステップＳ１０３の処理として、通常の動作モードを設定する。これにより、先に図１、図２，図３、及び図４により説明したとおりの標準信号に対応したノイズ低減動作が得られる。
【００８８】
これに対して、ステップＳ１０２の検出結果として、非標準信号であるとして否定結果が得られた場合には、ステップＳ１０４に進み、ここでさらに、ノイズ低減動作をオフとするか否かについての判断を行う。このためには、例えば、非標準信号検出回路２２が、非標準信号に関しての所定のパラメータを検出して、非標準信号としての品質についての判定が可能なようにし、この品質の判定結果に基づいて判断結果が下せるように構成すればよい。
そして、例えばノイズ低減動作をオフとはしないとの判断を行った場合には、ステップＳ１０５として示すように、補間フィルタの係数を固定する、又は補間フィルタをオフとするように制御する。つまり、第１例又は第２例としての非標準信号対応処理の動作が実行されるようにする。
これに対して、ノイズ低減動作をオフすべきとの判断を行った場合には、ステップＳ１０６に示すように、非線形処理回路８の出力を０レベルとして、ノイズ低減動作を停止させる。つまり、第３例としての非標準信号対応処理の動作を実行させる。
【００８９】
なお、例えば非標準信号としての品質に応じて、第１例としての非標準信号対応処理と、第２例としての非標準信号対応処理の動作が使い分けられるようにしても良いものである。
【００９０】
また、先に説明した図７及び図８に示される補間フィルタ２，５に対するフィルタ係数の設定例も一例であって、補間処理の結果として、補間画素が同じ垂直画素空間位置に在るようにされ、かつ、２つの補間画素を利用してノイズ低減されたとする画素が、ノイズ低減前の画素と同じ垂直空間位置に在るようにされる限りは、任意に設定されて構わないものである。
さらに、本発明が適用されるノイズ低減装置としては、図１に示した構成に限定されることなく、必要に応じて、変更されて構わないものである。一例として、図１に示す回路構成では、動きベクトル検出回路１０による動き検出にワークメモリ３，６から読み出した映像信号データを利用しているが、補間フィルタ２，５から出力された映像信号データを利用して動き検出を行うように構成することも可能である。また、非標準信号を検出する構成としても、必ずしも図１に示したフレームパルス発生回路２１及び非標準信号検出回路２２とから成る回路系を備えることに限定されるものではない。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、入力映像信号として非標準信号が入力されている場合には、標準信号に対応した補間処理（標準信号対応補間処理）を伴わない、他の信号処理であるところの非標準信号対応処理を実行するようにされる。
例えば、従来のようにして非標準信号入力時においても標準信号対応補間処理を伴うノイズ低減動作が実行されることによっては、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象をはじめとして、適切なノイズ低減結果を有効に得ることができない場合があったが、本発明のようにして、非標準信号の入力に対応して、標準信号対応補間処理を伴わない非標準信号対応処理とすることで、このような不都合を回避することが可能となるものである。
【００９２】
このような非標準信号対応処理として、１つには、補間のためのフィルタ係数を所定値に固定するようにされる。或いは、補間処理を停止して入力信号をそのまま出力するようにされるが、これらの処理によっては、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象を回避しながらも、ノイズを有効に低減させることができる。
【００９３】
また、非標準信号対応処理として、非線形処理による出力を停止させれば、ノイズ低減動作そのものが停止されることとなり、これによっても、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象は回避される。このようにして非線形処理による出力を停止させた場合には、ノイズ低減効果は得られないこととなるが、例えば、非標準信号の状態等によっては、敢えてノイズ低減動作を実行させることが好ましくないような場合に有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態としてのノイズ低減回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】補間フィルタの補間処理を示す説明図である。
【図３】補間フィルタの補間処理を示す説明図である。
【図４】標準信号入力時に対応した、標準信号対応補間処理を含むノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図５】非標準信号入力時において、標準信号対応補間処理を実行した場合のノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図６】非標準信号入力時において、標準信号対応補間処理を実行した場合のノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図７】本実施の形態において、第１例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図８】本実施の形態において、第１例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図９】本実施の形態において、第２例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図１０】本実施の形態のノイズ低減回路の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】従来例としてのノイズ低減回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端子、２，５ 補間フィルタ、３，６ ワークメモリ、４ フィールドメモリ、７ 減算器、８ 非線形処理回路、９ 減算器、１０ 動きベクトル検出回路、１１ ベクトル有効／無効判定回路、１２ メモリコントローラ、１３ 出力端子、２１ フレームパルス発生回路、２２ 非標準信号検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置及びその方法に関するもので、特に映像信号に重畳されるノイズを除去するための映像信号処理装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル信号のノイズを低減するためのノイズ低減回路として、メモリを使用したいわゆる巡回型のものが知られており、特にデジタル映像信号についてノイズ低減を行う場合に広く適用されている。
先に本出願人は、このようなノイズ低減回路の構成を提案しているが、この先の提案に基づいて構成されるノイズ低減回路を図１１に示す。
【０００３】
この図に示すノイズ低減処理回路においては、先ず、入力端子１に対してデジタル信号としての映像信号が入力される。なお、この映像信号は、例えばＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などをはじめとした、偶数フィールドと奇数フィールドでインターレースされているインターレース方式の映像信号とされる。
このようにして、入力端子１に対して入力された入力映像信号Ｄinは、補間フィルタ２と減算器９に対して分岐して入力される。
【０００４】
減算器９では、入力映像信号Ｄinから、後述する非線形処理回路８にて処理された信号を減算して、出力端子１３に対して出力する。この結果、出力端子１３には、ノイズの低減された映像信号出力が得られることになる。
【０００５】
また、減算器９から出力端子１３に供給された映像信号出力は、フィールドメモリ４に対しても分岐して出力され、ここに対して書き込みが行われる。
このフィールドメモリ４からは、現フィールドに対して１フィールド前となる前フィールド映像信号Ｄpreとなる。そして、この前フィールド映像信号Ｄpreは、補間フィルタ５に対して出力される。
【０００６】
ここで、入力映像信号Ｄinが入力される補間フィルタ２には、現フィールドの映像信号（フィールド画像データ）が入力され、補間フィルタ５には、フィールドメモリ４によって１フィールド分のタイミングで遅延された、前フィールド映像信号Ｄpreが入力されることになる。
これら補間フィルタ２，５は、詳細については実施の形態において後述するが、入力された映像信号について、それぞれ垂直方向の画素について所要の係数を設定することで垂直方向の画素の補間を行う。なお、補間フィルタ２，５における係数設定は、現フィールド画像に対する、これより１フィールド前のフィールド画像の位相関係に応じて、フィールド周期ごとのタイミングで交互に切り換わるようにされる。
そして、このようにして補間フィルタ２，５の各々において補間処理が行われることで、補間フィルタ２，５から出力される補間映像信号Ｄp1，Ｄp2との間で、垂直方向における画素の空間的位相関係を一致させるようにしている。
そして、補間フィルタ２，５にて補間処理が行われた補間映像信号Ｄp1，Ｄp2は、それぞれワークメモリ３，６に対して書き込まれる。
【０００７】
ワークメモリ３，６は、ディレイラインなどの遅延回路で構成される。
この場合において、ワークメモリ３，６からは、動きベクトル検出回路１０に対して映像信号を供給するようにされている。
【０００８】
ワークメモリ３からは、現フィールドタイミングの補間映像信号Ｄp1が出力されるのに対して、ワークメモリ６からは現フィールドに対して１フィールド遅延した補間映像信号Ｄp2が出力される。
そして、動きベクトル検出回路１０では、これらワークメモリ３，６から入力された１フィールド分の時間差を有している映像信号を利用することで、動きベクトルを検出する。
また、ベクトル有効／無効判定回路１１では、上記動きベクトル検出回路１０で検出した候補ベクトルの有効／無効について判定する。つまり、候補ベクトルを動き補償に適用するか否かの判定を行う。
【０００９】
メモリコントローラ１２は、上記ベクトル有効／無効判定回路１１における判定結果に基づいて、動き補償に関するワークメモリ３、６への制御も実行する。即ち、メモリコントローラ１２は、ベクトル有効／無効判定回路１１により候補ベクトルが有効であると判定された場合には、その候補ベクトルに基づいて、映像信号について動き補償処理が施されるように、ワークメモリ３、６に対して動き補償制御信号を送る。
【００１０】
また、メモリコントローラ１２の制御によっては、検出された動きベクトルを利用して、動き補償が行われるように、ワークメモリ３、６から映像信号を読み出す。読み出された映像信号は減算器７に供給されて減算が行われる。これによって、ワークメモリ３からの映像信号に対してワークメモリ６からの映像信号を減算した差分信号として、動き補償が施された信号が得られることとなる。
【００１１】
非線形処理回路８は、減算器７からの差分信号に対して所要の特性曲線を利用して減衰処理を行うものである。つまりは、減算器７からの差分信号から小振幅の信号成分を抽出することで、結果的にノイズ成分から成るノイズ成分信号を抽出する。そして、非線形処理回路８の出力は、減算器９に対して入力される。
【００１２】
そして、減算器９においては、入力映像信号Ｄinから、ノイズ成分信号である非線形処理回路８の出力信号を減算する。
このようにして、減算器９において減算が行われた信号は、ノイズが低減された映像信号として出力端子１３から出力されることになる。また、フィールドメモリ４に書き込まれることで、次のフィールドタイミングによるノイズ低減処理に利用されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばＶＴＲ(Video Tape Recorder)などでは、通常の１倍速による再生を行うほか、例えば早送り、巻き戻し、ピクチャサーチなどの変則再生が可能とされている。
ここで、映像信号がインターレース方式である場合、通常の１倍速による通常再生により再生される信号は、周知のように、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスの位相（位置）が、垂直同期パルスを基準として、0.5ライン分だけシフトした信号となる。ここでは、このような信号を「標準信号」ということにする。
一方、上記したような変則再生によって再生される映像信号は、垂直同期パルスを基準として、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスが同位相となる信号である。ここでは、このような信号を「非標準信号」という。
【００１４】
そこで、図１１に示したノイズ低減回路を、例えば上記ＶＴＲのように、標準信号だけではなく、変則再生等による非標準信号が再生されることのある装置に搭載した場合について考えてみると、図１１にて説明した動作によっては、標準信号が入力された場合には、ノイズは正常に低減されることになる。
しかしながら、非標準信号入力時においては、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号の水平同期パルスが同位相となるために、現フィールドが偶数フィールドであるのか奇数フィールドであるのかを正しく判定することができないことになる。そして、このような状態のもとで、補間フィルタ２，５による補間処理を含むノイズ低減動作が実行されてしまうと、ノイズを有効に低減することができなくなることがある。
【００１５】
上記のような不適切なノイズ低減動作の例として、その原理は後述するが、低減されるべきノイズが、画像上において、上方若しくは下方に移動していくようにして見えることがある。標準信号に対して通常にノイズ低減処理が行われる場合、ノイズは同じ位置にて低減されるのであるが、上記のようにして低減されるべきノイズが移動すると、同じ位置にてノイズが低減されていく場合よりも、目立ったものとなり、より見苦しい映像となってしまうことが分かっている。
【００１６】
このようにして、現状のノイズ低減装置の構成では、非標準信号入力時におけるノイズ低減性能が充分に高いとはいえないという問題を有している。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記した課題を考慮して、映像信号についてのノイズ低減を行う映像信号処理装置について、次のように構成する。
つまり、インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手段と、上記補間手段により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手段と、上記差分手段により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手段と、上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手段と、上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手段とを備え、上記入力映像信号が標準信号であると判別されると、上記判別手段は、上記補間係数設定を実行させるよう制御し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間係数を所定値に固定させるよう制御するか、補間することなくそのまま出力するよう制御するか、またはノイズ成分信号抽出手段のノイズ成分信号抽出動作を停止させるように制御するように構成することとした。
【００１８】
また、映像信号処理方法として次のように構成する。
つまり、インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手順と、上記補間手順により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手順と、上記差分手順により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手順と、上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手順と、上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手順とを実行すると共に、上記判別手順により上記入力映像信号が標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として、上記補間係数設定処理を実行し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として上記補間係数を所定値に固定させる処理を実行するか、補間することなくそのまま出力する処理を実行するか、又は上記ノイズ成分信号抽出動作を停止させる処理を実行するように構成することとした。
【００１９】
上記各構成に依れば、ノイズ低減のための基本的動作としては、所定の映像単位による入力映像信号と１映像単位前の入力映像信号とについて、標準信号対応補間処理を施すことで、上記入力映像信号が標準信号である場合には、現入力映像信号と１映像単位前の入力映像信号との垂直方向における空間的画素位置が適正に一致されることになる。そして、標準信号対応補間処理が施された両信号の減算を行って差分信号を得て、さらにこの差分信号からノイズ成分信号を得るようにされる。そして、現入力映像信号とこのノイズ成分信号とを合成（減算）することで、ノイズの低減された映像信号を得る。
そのうえで、本発明においては、入力映像信号が標準信号と非標準信号の何れであるのかを判別して、標準信号で有れば、上記標準信号対応補間処理を含むノイズ低減処理を施し、非標準信号であれば、その非標準信号に対応した所要処理である、非標準信号対応処理を実行するようにされる。
このような構成であれば、入力映像信号が非標準映像信号である場合には、標準信号対応補間処理が実行されずに、その非標準映像信号に対応する他の信号処理がそのまま実行されることになる。つまり、入力映像信号が非標準映像信号であるのに関わらず標準信号に対応したノイズ低減処理が実行されることで、不適切なノイズ低減動作となることを回避することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明を行っていくこととする。
本実施の形態としての映像信号処理装置は、デジタル映像信号についてノイズ低減を行うノイズ低減回路とされる。
この本実施の形態のノイズ低減回路は、例えば映像信号を記録再生可能なＶＴＲ、ディスク記録再生装置、さらには地上波や衛星放送に対応するビデオチューナー、テレビジョン受像機などの映像信号処理を行う装置であって、例えば現状であれば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などのインターレース方式による映像信号について処理を行うべき装置であれば、全般に対して適用が可能とされる。
【００２１】
また、本実施の形態のノイズ低減回路は、入力映像信号として、標準信号と非標準信号の何れかが入力されることを前提としているのであるが、ここで、標準信号と非標準信号についての説明を行っておく。
【００２２】
標準信号とは、本実施の形態においては、正常なインターレース方式の映像信号をいうものとされる。つまり、インターレース方式の映像信号は、奇数フィールドと偶数フィールドが交互となる。また、１水平走査期間を１Ｈとすれば、連続する奇数フィールドと偶数フィールドとでは、垂直同期パルスを基準として、水平同期パルスの位置（位相）が互いに０．５Ｈシフトしたものとなっている。これにより、画素の水平ラインは、奇数フィールドと偶数フィールドでは交互となる空間位置関係が得られる。そして、これら奇数フィールドと偶数フィールドの映像信号がインターレース走査されることで１つのフィールド画像が形成されることになる。
これに対して、非標準信号とは、例えばＶＴＲなどの映像信号の再生機器において、一時停止、早送り、巻き戻し、ピクチャサーチなどの変則再生を行う場合に得られる映像信号であり、垂直同期パルスを基準とする水平同期パルスの位置が、奇数フィールドと偶数フィールドとで同位相となっている映像信号である。
【００２３】
図１は、本発明の映像信号処理装置の実施の形態である、ノイズ低減回路の構成例を示している。
入力端子１からは、デジタル信号としての映像信号が入力される。なお、ここでは図示していない前段において、映像信号がアナログ信号である場合には、Ａ／Ｄ変換処理によりデジタル信号に変換した後の映像信号を入力するようにされる。
ここで、本実施の形態のノイズ低減回路に入力される入力映像信号Ｄinとしては、インターレース方式による映像信号であるとされている。なお、上記インターレース方式の信号は、前述したように、「標準信号」と「非標準信号」があり、本実施の形態のノイズ低減回路としては、「標準信号」と「非標準信号」の両者が入力されることを想定しているが、以降説明するノイズ低減回路の構成に関し、基本的なノイズ低減動作の説明にあたっては、「標準信号」が入力されている場合を前提とする。
【００２４】
入力端子１から入力された入力映像信号Ｄinは、減算器９及び補間フィルタ２に対して分岐して入力される。
減算器９においては、入力映像信号Ｄinから、後述する非線形処理回路８から出力されたノイズ成分信号を減算するようにして合成する。そして、この減算結果としての信号を、ノイズ低減処理が施された映像信号として出力端子１３から出力する。
また、この減算器９から出力されたノイズ低減処理後の映像信号は、当該ノイズ低減回路に対して帰還されることで、以降説明するようにして、次フィールドのノイズ低減処理に利用されることとなる。
【００２５】
上記のようにして、減算器９から出力され、当該ノイズ低減回路に対して帰還されるべき映像信号は、フィールドメモリ４に書き込まれる。このフィールドメモリ４は、例えば１フィールド分の映像信号を逐次保持するようにされていることで、フィールドメモリ４から読み出されて出力された映像信号は、１フィールド期間に対応する時間だけ遅延されることになる。これにより、フィールドメモリ４の出力としては、現在の入力映像信号Ｄinに対して、１フィールド前である前フィールド映像信号Ｄpreが得られる。そして、この前フィールド映像信号Ｄpreは、補間フィルタ５に対して出力される。
【００２６】
ここまでの説明によると、当該ノイズ低減回路には、２つの補間フィルタ２，５が設けられ、補間フィルタ２には、現在の入力映像信号Ｄinが入力され、補間フィルタ５には、現在の入力映像信号Ｄinに対して１フィールド前の映像信号である、前フィールド映像信号Ｄpreが入力されることになる。
これら補間フィルタ２，５は、ノイズ低減の処理対象となる映像信号がインターレース方式であることに対応して設けられる。これら補間フィルタ２，５における基本的な補間処理を、図２及び図３により説明する。
【００２７】
ここで、図２に示すようにして、補間フィルタ２に入力される入力映像信号Ｄinが、フィールドｆ１として奇数フィールドの映像信号であるとする。また、補間フィルタ５に入力される前フィールド映像信号Ｄpreが、フィールドｆ２として偶数フィールドの映像信号であるとする。
この場合、フィールドｆ１である入力映像信号Ｄinの画素Ｐ１，Ｐ２に対しては、第２のフィールドｆ２である前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ１１，Ｐ１２は、空間的に上下（垂直）方向に関して交互にずれるようにして位置している。
即ち、フィールドｆ１内と、フィールドｆ２内における垂直方向の画素の間隔（ライン間隔）をＬとすると、一方のフィールドにおいて垂直方向に隣接する画素からそれぞれ等しいＬ／２の距離だけ離れた中間位置に他方のフィールド画素が位置していることとなる。図２の場合には、フィールドｆ１において上下方向に隣接する画素Ｐ１，Ｐ２からそれぞれＬ／２の距離だけ下側となる位置に、フィールドｆ２の画素Ｐ１１，Ｐ１２が位置している。また、フィールドｆ２側からみれば、フィールドｆ２側において上下方向に隣接する画素Ｐ１１，Ｐ１２から互いに等しいＬ／２の距離に画素Ｐ２が位置している。
【００２８】
そして、図示するように、フィールドｆ１としての入力映像信号Ｄinが入力される補間フィルタ２は、入力映像信号Ｄinの画素データを利用して補間映像信号Ｄp1を生成し、フィールドｆ２としての前フィールド映像信号Ｄpreが入力される補間フィルタ５は、前フィールド映像信号Ｄpreの画素データを利用して補間映像信号Ｄp2を生成する。
【００２９】
つまり、補間処理の結果として、補間映像信号Ｄp1としての画素Ｐ３は、補間前の入力映像信号Ｄin（ｆ１）の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して３：１の距離にある。即ち、画素Ｐ３は画素Ｐ１から３Ｌ／４の距離にあると共に、画素Ｐ２からはＬ／４の距離にある。
従って、この場合の補間フィルタ２における補間のための係数は、これに応じて１：３になるようにする。即ち、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ１／４、３／４として、画素Ｐ１，Ｐ２の値を重み付けして加算することにより画素Ｐ３の値を求める。
【００３０】
また、補間映像信号Ｄp2の画素Ｐ１３は、補間前の前フィールド映像信号Ｄpre（ｆ２）の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して１：３の距離にある。即ち、画素Ｐ１３は、画素Ｐ１１からＬ／４の距離にあると共に、画素Ｐ１２からは３Ｌ／４の距離にある。
そこで、この場合の補間フィルタ２における補間のための係数は、これに応じて３：１の比となるように、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ３／４、１／４とし、この係数により画素Ｐ１１，Ｐ１２の値を重み付けして加算することにより画素Ｐ１３の値を求める。
【００３１】
このような補間演算により、第１フィールドの入力映像信号Ｄinを補間した補間映像信号Ｄp1と、第２フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreを補間した補間映像信号Ｄp2の各画素は、図示するように、垂直方向において空間的に一致した位置にあるようにされる。
【００３２】
また、図２の場合とは逆に、補間フィルタ２に入力される入力映像信号Ｄinが、フィールドｆ２とされる偶数フィールドの映像信号で、補間フィルタ５に入力される前フィールド映像信号Ｄpreが、フィールドｆ１とされる奇数フィールドの映像信号である場合を、図３に示す。
【００３３】
図３に示す場合においても、フィールドｆ２である入力映像信号Ｄinの画素Ｐ１，Ｐ２に対しては、第１のフィールドｆ１である前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ１１，Ｐ１２が、空間的位置の上下（垂直）方向に関して交互にずれるようにして位置することになるが、その上下の位置関係が図２の場合とは異なっている。
つまり、フィールドｆ２において上下方向に隣接する画素Ｐ１，Ｐ２からそれぞれＬ／２の距離だけ上側となる位置に、第１のフィールドｆ１の画素Ｐ１１，Ｐ１２が位置している。また、フィールドｆ１側からみた場合には、フィールドｆ１側において上下方向に隣接する画素Ｐ１１，Ｐ１２から互いに等しいＬ／２の距離に画素Ｐ１が位置していることになる。
【００３４】
そこで、この場合には、補間フィルタ２における補間のための係数は、画素Ｐ１，Ｐ２の各値に対応する係数をそれぞれ３／４、１／４として設定することで、その比が３：１となるようにする。そして、このようにして係数をかけて重み付けを行った画素Ｐ１，Ｐ２を加算することにより、画素Ｐ３の値を算出する。このような補間処理によって、補間映像信号Ｄp1の画素Ｐ３は、補間前の入力映像信号Ｄin（ｆ２）の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して１：３の距離にあることとなる。即ち、画素Ｐ３は画素Ｐ１からＬ／４の距離にあると共に、画素Ｐ２からは３Ｌ／４の距離にあるようにされる。
【００３５】
また、補間フィルタ５における補間のための係数は、画素Ｐ１１，Ｐ１２の各値に対応する係数をそれぞれ１／４、３／４として設定することで、その比が１：３となるようにする。そして、このようにして係数をかけて重み付けを行った画素Ｐ１１，Ｐ１２を加算することにより、画素Ｐ１３の値を算出する。
このような補間処理によって、補間映像信号Ｄp２の画素Ｐ１３は、補間前の前フィールド映像信号Ｄpre（ｆ１）の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して３：１の距離にあることとなる。即ち、画素Ｐ１３は画素Ｐ１１から３Ｌ／４の距離にあると共に、画素Ｐ１２からはＬ／４の距離にあることとなる。
つまり、図３の場合には、補間フィルタ２に対しては、先の図２にて補間フィルタ５に対して設定した係数を与え、補間フィルタ５に対しては、先の図２にて補間フィルタ２に対して設定した係数を与えているものである。
そして、このような補間処理が実行されることで、この場合にも、第１フィールドの入力映像信号Ｄinを補間した補間映像信号Ｄp1と、第２フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreを補間した補間映像信号Ｄp2の各画素は、垂直方向において空間的に一致した位置にあるようにされる。
【００３６】
このようにして、入力映像信号Ｄinが奇数フィールドで、前フィールド映像信号Ｄpreが偶数フィールドである場合には、図２にて説明した係数を設定し、入力映像信号Ｄinが偶数フィールドで、前フィールド映像信号Ｄpreが奇数フィールドである場合には、図３にて説明した係数（図２とは逆となる）を設定して補間フィルタ２，５による補間処理を実行することになる。そして、これによって、時間的に互いに前後するフィールド画像について、垂直方向における画素の空間的位置を一致させるようにしているものである。
【００３７】
また、入力映像信号Ｄinが標準信号である場合としては、偶数フィールドと奇数フィールドの映像信号が交互に入力されてくるのであるから、補間フィルタ２，５は、図２と図３に示す補間処理を、フィールド周期ごとに交互に実行することとなる。即ち、補間フィルタ２，５間において、フィールド周期ごとに、係数について互いに交換するようにして設定を行うようにされる。
【００３８】
説明を図１に戻す。
上述のようにして、補間フィルタ２，５にて補間処理が行われた入力映像信号Ｄin及び前フィールド映像信号Ｄpreは、それぞれ、補間映像信号Ｄp1，Ｄp2とされて、ワークメモリ３，６に対して書き込みが行われる。ワークメモリ３，６は、それぞれディレイラインなどの遅延回路により構成される。また、ワークメモリ３，６に対する書き込み／読み出しは、メモリコントローラ１２の制御によって行われる。
この場合のワークメモリ３，６は、次に説明する動きベクトル検出回路１０における動きベクトル検出のための映像信号を保持するために、補間フィルタ２と減算器７との間と、補間フィルタ５と減算器７との間に介在するようにして設けられる。
【００３９】
ワークメモリ３，６に書き込まれた補間映像信号Ｄp1，Ｄp2は、動きベクトル検出回路１０に対して出力されるようになっている。
動きベクトル検出回路１０に入力される補間映像信号Ｄp1，Ｄp2としては、その元が、入力映像信号Ｄin，前フィールド映像信号Ｄpreとされていることで、互いに１フィールド期間に対応した時間差を有していることになる。
そして、動きベクトル検出回路１０においては、この時間差を有している入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreとについて、あるサーチ範囲内において、同一とされるライン同士の信号を、ブロックマッチングにより比較する。そしてブロックごとに動きベクトルを求めるようにされる。なお、動きベクトルの最小単位は、１画素とされる。
【００４０】
動きベクトル検出回路１０において検出された動きベクトルの情報（候補ベクトル）は、ベクトル有効／無効判定回路１１に対して入力される。
ベクトル有効／無効判定回路１１においては、入力された候補ベクトルの値に基づいて、この候補ベクトルについての動き補償に対する適用を有効とするか、無効とするのかについて判定する。そして、この判定結果の情報はメモリコントローラ１２に対して入力されるようになっている。
【００４１】
メモリコントローラ１２では、ベクトル有効／無効判定回路１１から、候補ベクトルが有効であることを示す判定結果情報が入力された場合には、この候補ベクトルに基づいて、動き補償が得られるようにして、ワークメモリ３，６に対する信号の読み出しタイミングを設定する。
【００４２】
そして、減算器７においては、上記のようにしてワークメモリ３，６の各々から読み出された補間映像信号Ｄp1，Ｄp2を入力し、Ｄp1−Ｄp2で表される減算を行って差分を得る。この演算によって得られた差分信号は、動き補償された映像信号となるものである。このようにして動き補償が行われることで、例えば、以降の処理において、画像の動きをノイズと誤認識してノイズ低減が行われるのを防ぐことが可能になる。
【００４３】
非線形処理回路８は、所要の特性曲線を利用して、入力された差分信号について非線形処理を行って減衰させることにより、ノイズ成分信号を抽出する。
映像信号に重畳されるノイズは、例えばホワイトノイズなどにも代表されるように、ノイズ成分の振幅は小さい。そこで、差分信号としての映像信号について非線形処理を行えば、ノイズ成分のみから成るとされるノイズ成分信号を得ることができることになる。
【００４４】
上記のようにして、非線形処理回路８によって得られたノイズ成分信号は、減算器９に対して入力される。
減算器９においては、入力映像信号Ｄinから上記ノイズ成分信号を減算するようにして信号の合成処理を行う。これによって、減算器９からは、ノイズが低減された映像信号が出力されることになる。そして、この減算器９から出力された映像信号が、当該ノイズ低減回路の出力として出力端子１３に対して供給されることになる。
また、この減算器９の出力信号は、フィールドメモリ４に対しても書き込まれることで、前フィールド映像信号Ｄpreとされて、次フィールド期間におけるノイズ低減処理に利用されることとなる。
そして、これまで述べたノイズ低減動作がフィールド周期ごとに繰り返されることで、ノイズが除去されるようにして収束していくこととなる。
以上が、図１に示すノイズ低減回路における基本的なノイズ低減動作となる。つまり、標準信号に対応したノイズ低減動作を述べてきたものである。
【００４５】
そして、本実施の形態としてのノイズ低減回路においては、さらに入力映像信号Ｄinとして非標準映像信号が入力された場合にも対応して、フレームパルス発生回路２１、及び非標準信号検出回路２２が設けられる。
【００４６】
フレームパルス発生回路２１は、入力映像信号Ｄinから分離抽出された水平同期信号パルスと、垂直同期信号パルスとを入力して、フレームパルスＦＤを生成して出力する。
「標準信号」である場合、垂直同期信号パルスを基準とした水平同期信号パルスは、偶数フィールドと奇数フィールドとで０．５Ｈ分、位相がシフトしていることは前述したとおりである。そこで、フレームパルス発生回路２１においては、垂直同期信号パルスの入力タイミングを基準として、水平同期信号パルスの位相を検出することによって、偶数フィールド期間と奇数フィールド期間とで反転する信号を得るようにされる。つまり、標準信号入力時には、フィールド期間ごとに奇数／偶数フィールドが入れ替わるのに応じて反転していく信号を得る。これが、フレームパルスＦＤである。
【００４７】
フレームパルス発生回路２１にて生成されたフレームパルスＦＤは、非標準信号検出回路２２に対して出力される。
非標準信号検出回路２２では、上記フレームパルスＦＤと、垂直同期信号パルスを入力して、現在の入力映像信号Ｄinが、標準信号であるのか非標準信号であるのかを検出する。
入力映像信号Ｄinが標準信号であれば、フレームパルスＦＤは上記したように、フィールドごとに反転する信号となっている。これに対して、非標準信号では、偶数／奇数フィールド間で、垂直同期信号パルスを基準とした水平同期信号パルスの位相差が無いのであるから、入力映像信号Ｄinが非標準信号である場合には、フレームパルスＦＤは、フィールド期間の経過に関わらず、Ｈレベル若しくはＬレベルが連続するような信号となる。
そこで、非標準信号検出回路２２においては、垂直同期信号パルスの出現タイミングとフレームパルスＦＤの反転タイミングとを比較し、垂直同期信号パルスの出現タイミングごとに応じてフレームパルスＦＤが反転している状態が継続していれば、標準信号であると検出する。これに対して、垂直同期信号パルスの出現タイミングごとにフレームパルスＦＤが反転しないで、複数のフィールド期間を連続的にまたがるようにしてフレームパルスＦＤが反転するような場合には、非標準信号であると検出する。
【００４８】
詳しいことは後述するが、補間フィルタ２，５では、非標準信号検出回路２２から非標準信号を検出したことを示す検出信号が入力された場合には、図２及び図３に示した標準信号に対応した補間処理に代えて、非標準信号に対応した他の補間処理等を実行するようになっている。あるいは、その動作をオフとすることで、補間処理を施すことなく入力信号をそのまま出力するようにされる。
これにより本実施の形態においては、後述するようにして、非標準信号入力時においても適切なノイズ低減動作が得られるようにされる。
【００４９】
ところで、従来例として示した図１１のノイズ低減回路の構成においては、入力映像信号Ｄinが、標準信号／非標準信号であるのに関わらず、図２及び図３により説明した補間処理の実行を伴ったノイズ低減動作が固定的に実行されることとなる。
しかしながら、このような図１１に示したノイズ低減回路の構成によっては、非標準信号入力時において、ノイズ低減が有効に実行されない場合がある。この点について、図４，図５，図６を参照して説明しておく。
【００５０】
図４は、図１１に示したノイズ低減回路に対して、入力映像信号Ｄinとして標準信号が入力された場合のノイズ低減動作を模式的に示している。
なお、図４においては、説明の便宜上、各フィールド周期内における左側の画素の列が、フィールドメモリ４から読み出された前フィールド映像信号Ｄpreとされ、右側の画素の列が、入力端子１から入力された入力映像信号Ｄinとされる。つまり、図２及び図３に示した補間処理の場合の入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreの位置関係が逆となっている。これについては、以降説明する図５〜図９についても同様である。
【００５１】
標準信号が入力されている場合として、図４に示すようにして、或る第ｎフィールドのタイミングでは、図中の右側の画素列として示すように入力映像信号Ｄinとして奇数フィールドとされるフィールドｆ１の映像信号が入力され、一方、フィールドメモリ４から読み出された前フィールド映像信号Ｄpreとしては、図中左側の画素列として示すように偶数フィールドとされるフィールドｆ２の映像信号が入力されているとする。
この場合、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の映像信号において垂直方向に隣接する２つの［画素Ｐ１，Ｐ２］と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の映像信号において垂直方向に隣接する２つの［画素Ｐ１１，Ｐ１２]の位置関係としては、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、［画素Ｐ１１，Ｐ１２]が１／２画素分、上方向にシフトした状態とされることになる。
また、ここでは、便宜上、●により表される画素Ｐ１がノイズの重畳された画素であるとし、○により表される他の画素は、ノイズの重畳されていない画素であるとする。
【００５２】
そして、上記のような位置関係では、補間フィルタ２，５の各々にて、図２に対応した補間処理が実行されることになる。これにより、フィールドｆ２の［画素Ｐ１，Ｐ２］を利用しては、補間画素Ｐ３が得られる。この補間画素Ｐ３は、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、垂直方向に１：３の距離に在るようにされる。
また、フィールドｆ１の［画素Ｐ１１，Ｐ１２]を利用しては、補間画素Ｐ１３が得られる。この補間画素Ｐ１３は、［画素Ｐ１１−Ｐ１２]に対して垂直方向に３：１の距離に在るようにされる。
【００５３】
この結果、補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３は、垂直方向の空間において同位置にあるようにされる。そして、これらの補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３を利用して、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９を介しての以後のノイズ低減動作が行われたとする。このノイズ低減動作によっては、上記補間画素Ｐ３と補間画素Ｐ１３を利用してノイズ低減された画素が得られることとなる。つまり、画素Ｐ１からノイズが低減されたとして、黒色がより薄くなった画素が得られることになる。この画素は、次の第ｎ＋１フィールドにおけるフィールドｆ１の画素Ｐ２２として得られることになる。つまり、次のフィールドタイミングにおいて、フレームメモリ４から読み出される前フィールド映像信号Ｄpreの１画素として得られることになる。
なお、先の第ｎフィールドの補間画素Ｐ３，Ｐ１３と、第ｎ＋１フィールドにおけるフィールドｆ１の画素Ｐ２１，Ｐ２２との垂直方向における位置関係を比較して分かるように、補間画素Ｐ３，Ｐ１３に対しては、画素Ｐ２２のほうが画素Ｐ２１よりも近い位置にある。非線形処理回路８及び減算器９の動作によっては、このようにして、補間画素の垂直位置に近い方の画素を、ノイズ低減処理された画素として出力するようになっている。
【００５４】
そして、続く第ｎ＋１フィールドにおいては、先の第ｎフィールドに対して、フィールドｆ２／ｆ１と、映像信号Ｄin／Ｄpreとの対応関係が逆となる。そこで、図３に示したようにして、フィールドｆ１については、［画素Ｐ２１−画素Ｐ２２]の位置に対して３：１の距離に補間画素Ｐ２３が得られるように補間を行い、フィールドｆ２については、［画素Ｐ３１−画素Ｐ３２]の位置に対して１：３の距離に補間画素Ｐ３３が得られるように補間を行うことで、各補間画素の垂直方向位置が一致するようにさせることとなる。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３について補間処理後のノイズ低減処理を実行して得られる画素としては、次の第ｎ＋２フィールドにおけるフィールドｆ２の画素Ｐ４１とされることになる。
【００５５】
また、この第ｎ＋１フィールドに続く第ｎ＋２フィールドにおいては、先の第ｎフィールドと同様の、フィールドｆ２／フィールドｆ１と映像信号Ｄin／Ｄpreとの対応関係となる。そこで、図２に示したようにして、フィールドｆ２については、画素Ｐ４１−Ｐ４２の間隔に対して１：３の距離に補間画素Ｐ４３が得られるように補間を行い、フィールドｆ１については、画素Ｐ５１−Ｐ５２の間隔に対して３：１の距離に補間画素Ｐ５３が得られるように補間を行って、補間画素の垂直方向における位置を一致させる。そして、補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、次の第ｎ＋３フィールドのフィールドｆ１における画素Ｐ６１が、補間画素Ｐ４３、Ｐ５３を利用してノイズ低減された画素として得られることになる。
このような動作が繰り返し実行されることで、例えば元のノイズが重畳されているとされる画素Ｐ１に対応する位置の画素については、徐々にノイズが低減されていく（白くなっていく）ようにされるものである。
そして、この図４からも分かるように、画素Ｐ１を元とするノイズの画素（Ｐ２２，Ｐ４１，Ｐ６１は、フィールド期間が経過していくのに関わらず、奇数／偶数フィールドのそれぞれにおいて、特に上下の何れの方向にも移動していくことなく同じ垂直空間位置を保っていることになる。
なお、本明細書においては、この図４にても説明したように、図２及び図３に示される補間処理がフィールド周期ごとに交互に実行されることで、標準信号に対しては適正な補間結果が得られるようにされた補間処理を「標準信号対応補間処理」ともいうことにする。
【００５６】
これに対して、図２及び図３に示す処理を交互に実行する標準信号対応補間処理が非標準信号に対して行われたまま、以降のノイズ低減処理が実行された場合には、図５若しくは図６に示すようなノイズ低減結果が得られることとなる。
非標準信号とは、前述もしたように、垂直同期信号に対して継続的に水平同期信号が同位相となる映像信号である。これは、即ち、フレームパルス発生回路２１の動作として、入力映像信号Ｄinとしては、奇数フィールドの映像信号のみが継続して入力されるか、若しくは、偶数フィールドの映像信号のみが継続して入力されているとして認識することを意味している。
【００５７】
図５は、非標準信号入力時として、入力端子１に対して奇数フィールドとして認識される映像信号が継続して入力されている場合に対応している。
非標準信号の場合には、垂直同期信号に対して継続的に水平同期信号が同位相となるのであるから、入力映像信号Ｄinと前フィールド映像信号Ｄpreの各画素の垂直方向における位置は、連続するフィールド期間において一致していることになる。
このため、例えば図５に示す第ｎフィールドにおいては、前フィールド映像信号Ｄpreとしてのフィールドｆ２の[画素Ｐ１，Ｐ２]と、入力映像信号Ｄinとしてのフィールドｆ１の[画素Ｐ１１、Ｐ１２]は、互いに１／２画素ライン分シフトしているのではなく、垂直方向において同位置に在ることとなる。
そしてこの場合には、入力映像信号Ｄinとして奇数フィールドが継続的に入力されていることを検出している状態にあるので、この場合には、図２により説明した補間処理のみを、連続するフィールドごとに実行することになる。つまり、入力映像信号Ｄinとしては奇数フィールド、前フィールド映像信号Ｄpreとしては偶数フィールドであるとみなした補間処理が、連続するフィールドごとに実行される。
【００５８】
このため、先ず第ｎフィールドでは、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ３を得ると共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ１３を得る。そして、これら補間画素Ｐ３，Ｐ１３について補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、ノイズが低減された画素として、次の第ｎ＋１フィールドにおける、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ２１を得る。
ここで、画素Ｐ２１は、先の第ｎフィールドの画素Ｐ２，Ｐ１２と垂直方向において同じ位置に在るべきものとして出力される。
【００５９】
そして、第ｎ＋１フィールドにおいても、先の第ｎフィールドと同じ、図２に対応する補間処理が実行されることで、図示するようにして、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の画素Ｐ２１−Ｐ２２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ２３を得ると共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ３１−Ｐ３２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ３３を得る。そして、これらの補間画素Ｐ２３，Ｐ３３によりノイズ低減処理された画素Ｐ４１を、次の第ｎ＋２フィールドにおける前フィールド映像信号Ｄpreの画素として得る。この画素Ｐ４１は、第ｎ＋１フィールドの画素Ｐ２２，Ｐ３２と垂直方向において同位置に在る。
【００６０】
そして、第ｎ＋２フィールドにおいても同様にして、図２に対応する補間処理が実行されることで、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２の[画素Ｐ４１−Ｐ４２]に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ４３が得られ、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の[画素Ｐ５１−Ｐ５２]対して３：１の距離にある補間画素Ｐ５３が得られる。そして、補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用したノイズ低減処理としては、次の第ｎ＋３フィールドの前フィールド映像信号Ｄpreの画素Ｐ６１を得る。この画素Ｐ６１も、先の第ｎ＋２フィールドの画素Ｐ４２，Ｐ５２と垂直方向において同位置に在るように出力される。
【００６１】
この図５に示すノイズ低減動作が行われる結果、第ｎフィールドにおいて画素Ｐ１として得られていたノイズは、以降の第ｎ＋１フィールド→第ｎ＋２フィールド→第ｎ＋３フィールド・・・と進行するのに従って、徐々にノイズが低減されるようにして、画素Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１・・・として得られていくことになる。
ここで、画素Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１の位置を比較した場合、フィールド期間が進行するごとに、１水平画素ラインづつ下側へシフトしていることが確認できる。これは、実際に表示される画像としては、ノイズは低減されつつも、そのノイズは、時間経過に従って下方向に伝播していくように見えることとなる。
【００６２】
また、非標準信号として、入力端子１に対して偶数フィールドの映像信号が継続して入力されている場合のノイズ低減動作を図６に示す。
この場合には、入力映像信号Ｄinとして偶数フィールドが継続的に入力されていることを検出している状態にあるから、図３により説明した補間処理のみを、連続するフィールドごとに実行することになる。つまり、入力映像信号Ｄinとしては偶数フィールドとして扱い、前フィールド映像信号Ｄpreとしては奇数フィールドであるとした補間処理が、連続するフィールドごとに実行される。
また、この場合にも、非標準信号が継続的に入力されているのであるから、前フィールド映像信号Ｄpreとしてのフィールドｆ１の画素と、入力映像信号Ｄinとしてのフィールドｆ２の画素は、互いに垂直方向において同位置に在ることとなる。
【００６３】
この場合、第ｎフィールドでは、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して３：１の距離にある補間画素Ｐ３を得る。なお、この図においては、画素Ｐ２を●により示して、ノイズの重畳された画素であるとみなしている。そして、これと共に、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１の画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して１：３の距離にある補間画素Ｐ１３を得る。そして、これら補間画素Ｐ３，Ｐ１３について補間処理後のノイズ低減処理を実行することで、ノイズが低減された画素が得られることになる。この場合には、ノイズが低減された画素として、第ｎ＋１フィールドにおける、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の画素Ｐ２２が得られる。
この場合の、ノイズ低減された画素Ｐ２２は、先の第ｎフィールドの画素Ｐ１，Ｐ１１と垂直方向において同じ位置に在るものとして出力される。つまり、この場合には、ノイズ低減された画素Ｐ２１は、元の画素Ｐ２に対して１水平画素ライン上に位置することになる。
【００６４】
そして、次の第ｎ＋１フィールドにおいても、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の[画素Ｐ２１−Ｐ２２]と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２の[画素Ｐ３１−Ｐ３２]について、先の第ｎフィールドと同様の図３に対応する補間処理が実行されて、補間画素Ｐ２３，Ｐ３３が得られ、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３について補間処理後のノイズ低減処理が実行されることで、ノイズ低減された画素としては、続く第ｎ＋２フィールドの画素Ｐ４２が得られる。
【００６５】
また、第ｎ＋２フィールドにおいても、同様に、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１の[画素Ｐ４１−Ｐ４２]と、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２の[画素Ｐ５１−Ｐ５２]について、図３に対応する補間処理を実行して補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を得て、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用したノイズ低減処理によって、ノイズ低減された画素として、続く第ｎ＋３フィールドの画素Ｐ６２を得る。
【００６６】
上記図６に示したようにして補間処理及びノイズ低減処理が実行される結果、第ｎフィールドにおいて画素Ｐ２として得られていたノイズは、以降の第ｎ＋１フィールド→第ｎ＋２フィールド→第ｎ＋３フィールド・・・において徐々にノイズが低減され、画素Ｐ２２，Ｐ４２，Ｐ６２・・・として得られていくことになる。
そして、これら画素Ｐ２，Ｐ２２，Ｐ４２，Ｐ６２は、フィールド期間が進行するごとに、１水平画素ラインづつ上側にシフトしている。つまり、実際に表示される画像としては、そのノイズが低減されながらも、時間経過に従って上方向にずれていくように見えることとなる。
【００６７】
このようにして、標準信号対応補間処理を常に実行させる構成とした場合、標準信号が入力されている場合には図４に示したようにして、ノイズが上下方向に移動しないようにして適正にノイズ低減が行われるのであるが、非標準信号が入力された場合には、図５及び図６に示したようにして、ノイズが上又は下方向に移動していくように見えることとなる。このようなノイズの移動は視覚的に目立ちやすいことから好ましいことではない。
また、非標準信号に対して、図２若しくは図３に示した補間処理をそのまま適用した場合には、その補間処理結果として、図５及び図６における同一フィールドタイミング内の２つの補間画素（例：第ｎフィールドにおける補間画素Ｐ３，Ｐ１３）の位置関係からも分かるように、その垂直方向における位置は一致しないこととなる。
本来、この標準信号対応補間処理は、インターレース方式により奇数／偶数フィールドで異なる垂直方向における画素空間位置を一致させることで、より高い効果のノイズ低減効果が得られることを目的としているものであるから、図５及び図６に示したようにして、同じフィールドタイミングで２つの補間画素の垂直方向における画素空間位置が異なってしまうことによっては、有効なノイズ低減効果が得られないことにもなる。
【００６８】
そこで、本実施の形態としては、非標準信号入力時においては、標準信号対応補間処理を含むノイズ低減処理に代えて、以降説明するようにして非標準信号に対応した信号処理（非標準信号対応処理）を実行させることで、上記した問題の回避を図るものである。
本実施の形態の非標準信号対応処理としては、第１例〜第３例までの３例を挙げることとし、先ずは、第１例について説明を行うこととする。
【００６９】
第１例においては、入力端子１に対して非標準信号が入力されている場合には、以降説明するようにして、フィルタ係数を固定することとする。なお、入力端子１に対し標準信号が入力されている場合には、図２及び図３、図４にて説明した通常の補間処理（標準信号対応補間処理）、及び図１にて説明した、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９による、補間処理以降のノイズ低減動作が実行される。つまり、「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
【００７０】
前述もしたように、フレームパルス発生回路２１では、奇数フィールドと偶数フィールドに応じて反転した信号であるフレームパルスＦＤを出力するようにされる。ここでは、フレームパルス発生回路２１は、奇数フィールド検出時にはＨレベル、偶数フィールド検出時にはＬレベルのフレームパルスＦＤを出力するように構成されているものとする。
非標準信号入力時おいては、フレームパルス発生回路２１では、奇数フィールドの映像信号のみが入力されている、若しくは、偶数フィールドの映像信号のみが入力されていると認識して、これに対応して、Ｈレベル若しくはＬレベルの何れかを連続するフィールド期間にわたって継続的に出力する。従って、フレームパルス発生回路２１は、非標準信号として奇数フィールドの映像信号が入力されているときにはＨレベルのフレームパルスＦＤを継続的に出力し、偶数フィールドの映像信号が入力されているときにはＬレベルのフレームパルスＦＤを継続的に出力することとなる。
そして、非標準信号検出回路２２では、非標準信号として、奇数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｈ）されている場合と、偶数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｌ）されている場合を区別して、非標準信号を検出するようにされる。そして、補間フィルタ２，５では、非標準信号検出回路２２からの検出出力として、奇数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｈ）である場合の非標準信号検出時と、偶数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｌ）である場合の非標準信号検出時とでは、次に説明するようにして、固定されるべきフィルタ係数の組み合わせが異なるように制御される。
【００７１】
図７は、第１例において、フレームパルスＦＤがＨレベルとされて、非標準信号としては、奇数フィールドの映像信号が入力されていると検出されている場合のノイズ低減処理動作を示している。
この場合には、奇数フィールドの映像信号としての非標準信号が入力端子１から入力されているので、第ｎ〜第ｎ＋３の各フィールドにおいて、入力映像信号Ｄinはフィールドｆ１（奇数フィールド）として扱われ、前フィールド映像信号Ｄpreは、フィールドｆ２（偶数フィールド）として扱われる。
しかしながら実際には、非標準信号が入力されていることで、同一フィールド期間内におけるフィールドｆ１とフィールドｆ２の各画素は、垂直方向における空間位置が一致した状態にある。
【００７２】
そして、このような場合においては、例えば第ｎフィールドの補間処理として示すように、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ２では、［画素Ｐ１−Ｐ２]について、１：３の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定し、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ１としても、［画素Ｐ１１−Ｐ１２]について、１：３の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定する。つまり、補間フィルタ２，５の何れについても、上下に隣接する２つの画素を利用した補間処理として、１：３の距離にある補間画素が得られるように係数を設定する。そして、このようにして設定した係数を、非標準信号として奇数フィールドの映像信号が入力されている（ＦＤ＝Ｈ）と検出されている期間において固定的に設定しておくものである。
【００７３】
これにより、例えば第ｎフィールドにおいて、フィールドｆ２の画素Ｐ１，Ｐ２を利用して得られる補間画素Ｐ３と、フィールドｆ１の画素Ｐ１１，Ｐ１２を利用して得られる補間画素Ｐ１３とは、垂直方向において同じ画素空間に位置させることができる。そして、これらの補間画素を利用した以後のノイズ低減動作としては、通常時と同様にして行われる。つまり、減算器７、非線形処理回路８、及び減算器９が、図１にて説明したのと同様の動作を実行する。そして、補間画素Ｐ１１，Ｐ１３を利用してノイズ低減を行って生成した画素Ｐ２１としては、元のノイズが重畳された画素Ｐ１と同じ垂直空間位置とすることができる。
【００７４】
そして、次の第ｎ＋１フィールドにおいても、補間フィルタ２，５は、先の第ｎフィールドと同じ係数により補間処理を実行する。これにより、図示するようにして、フィールドｆ２の画素Ｐ２１，Ｐ２２を利用した補間画素Ｐ２３と、フィールドｆ１の画素Ｐ３１，Ｐ３２を利用した補間画素Ｐ３３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させるようにして生成する。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ４１を、画素Ｐ１，Ｐ２１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
【００７５】
同様にして、続く第ｎ＋２フィールドにおいても、補間フィルタ２，５が先のフィールド期間と同じ係数により補間処理を実行することで、フィールドｆ２の画素Ｐ４１，Ｐ４２を利用した補間画素Ｐ４３と、フィールドｆ１の画素Ｐ５１，Ｐ５２を利用した補間画素Ｐ５３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させるようにして生成する。そして、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ６１を、画素Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ４１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。以降のフィールドにおいても、固定設定された係数によって補間フィルタ２，５が補間処理を行ったうえで、ノイズ低減動作が実行されていく。
【００７６】
続いて、非標準信号として偶数フィールドの映像信号（ＦＤ＝Ｌ）が入力されている場合の動作を、図８に示す。
図８の場合には、偶数フィールドの映像信号としての非標準信号が入力端子１から入力されているので、各フィールドタイミングにおいて、入力映像信号Ｄinとしてはフィールドｆ２（偶数フィールド）が入力され、前フィールド映像信号Ｄpreとしてはフィールドｆ１（奇数フィールド）が入力されているものとして扱っていることになる。また、この場合にはノイズの重畳された画素はＰ２であるとして●により示している。
そして、この場合にも、同一フィールド期間内におけるフィールドｆ１とフィールドｆ２の各画素は、垂直方向における空間位置が一致した状態にある。
【００７７】
そして、この場合の補間フィルタ２，５に対しては、次のように係数を設定する。
つまり、第ｎフィールドに示される補間処理を例とすれば、前フィールド映像信号Ｄpreであるフィールドｆ１では、画素Ｐ１−Ｐ２の間隔に対して、３：１の距離にある補間画素Ｐ３が得られるように係数を設定し、入力映像信号Ｄinであるフィールドｆ２についても、画素Ｐ１１−Ｐ１２の間隔に対して、３：１の距離にある補間画素Ｐ１３が得られるように係数を設定する。
即ち、補間フィルタ２，５の何れについても、上下に隣接する２つの画素を利用した補間処理として、３：１の距離にある補間画素が得られるように係数を設定する。そして、このように設定した係数を、非標準信号として偶数フィールドが入力されていると検出されている（ＦＤ＝Ｌ）かぎりは、固定的に設定する。
【００７８】
このように係数を設定することで、先の図７の場合と同様に、第ｎフィールドにおいて、フィールドｆ１の画素Ｐ１，Ｐ２を利用して得られる補間画素Ｐ３と、フィールドｆ２の画素Ｐ１１，Ｐ１２を利用して得られる補間画素Ｐ１３とは、垂直方向において同じ画素空間に位置する。また、これら補間画素Ｐ１１，Ｐ１３を利用してノイズ低減を行って得た画素Ｐ２２は、元のノイズが重畳された画素Ｐ２と同じ高さの水平画素ラインに位置することになる。
【００７９】
そして、以降続く第ｎ＋１フィールド、第ｎ＋２フィールドにおいても、補間フィルタ２，５は、先の第ｎフィールドと同じ係数により補間処理を実行する。
これにより、第ｎ＋１フィールドでは、フィールドｆ２の画素Ｐ２１，Ｐ２２を利用して生成した補間画素Ｐ２３と、フィールドｆ１の画素Ｐ３１，Ｐ３２を利用して生成した補間画素Ｐ３３とが同じ垂直画素空間に位置する。そして、これら補間画素Ｐ２３，Ｐ３３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ４２を、画素Ｐ１，Ｐ２１と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
また、第ｎ＋２フィールドでは、フィールドｆ２の画素Ｐ４１，Ｐ４２により生成した補間画素Ｐ４３と、フィールドｆ１の画素Ｐ５１，Ｐ５２により生成した補間画素Ｐ５３とを、垂直方向において同じ画素空間に位置させる。そして、これら補間画素Ｐ４３，Ｐ５３を利用してノイズ低減を行った画素Ｐ６２を、画素Ｐ２，Ｐ２２，Ｐ４２と同じ高さの水平画素ラインに位置させるようにして出力する。
【００８０】
上記図７及び図８に示したようにして、補間フィルタ２，５の係数を共通の所定値により固定したうえで、この係数設定による補間処理を含むノイズ低減動作が実行される結果、ノイズ低減された画素Ｐ１（Ｐ２），及びこの画素Ｐ１（Ｐ２）からノイズを低減していったとされる画素Ｐ２１（Ｐ２２），Ｐ４１（Ｐ４２），Ｐ６１（Ｐ６２）は、同じ水平画素ラインに位置していることになる。つまり、低減されていくノイズが上方、若しくは下方向に移動していく現象が生じないようにされる。
また、各フィールドタイミングにおいて、補間フィルタ２，５により補間処理される補間画素は、垂直方向において同じ空間位置に在るようにされるため、より有効なノイズ低減効果が得られることにもなる。
【００８１】
続いては、第２例としての非標準信号対応処理について説明する。
第２例においては、非標準信号検出回路２２において非標準信号が入力されていると検出されているときには、補間フィルタ２，５の補間処理をオフとするように構成される。ここで、補間フィルタ２，５の補間処理を「オフする」ということは、補間処理を行うことなく、入力された画素単位の映像信号データをそのままパスするようにして出力することをいう。また、第２例においては、非標準信号が、奇数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｈ）されている場合と、偶数フィールドの映像信号が入力（ＦＤ＝Ｌ）されている場合とで区別することなく、補間フィルタ２，５をオフするようにされる。
なお、第２例においても、非標準信号検出回路２２により標準信号が入力されていると検出されている場合には、第１例の場合と同様に「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
【００８２】
この第２例としての非標準信号対応処理は、図９に示される。
この場合には、非標準信号の例として、奇数フィールドの映像信号が入力されている例が示されている。つまり、入力映像信号Ｄinをフィールドｆ１として扱い、前フィールド映像信号Ｄpreをフィールドｆ２として扱っている。
そして、上記もしたように、第２例では、補間フィルタ２，５の動作はオフとされている。このため、先ず第ｎフィールドでは、フィールドｆ２においてノイズが重畳しているとされる画素Ｐ１と、フィールドｆ１において、この画素Ｐ１と同じ垂直空間位置に在る画素Ｐ１１は、共に補間処理されることなくそのままスルーされるようにして出力されることになる。そして、補間フィルタ２，５以降の回路（減算器７、非線形処理回路８、減算器９）によるノイズ低減動作が実行されることで、画素Ｐ１，Ｐ１１を利用してノイズ低減処理された画素画素Ｐ２１が得られることになる。
この画素Ｐ２１は、次の第ｎ＋１フィールドのフィールドｆ２（前フィールド映像信号Ｄpre）に含まれる画素となり、画素Ｐ１，Ｐ１１と同じ垂直空間位置に在ることになる。
【００８３】
そして、続く第ｎ＋１フィールドにおいても同様の動作が実行されることで、フィールドｆ２の画素Ｐ２１とフィールドｆ１の画素Ｐ３１を用いてノイズ低減処理が行われることで、次の第ｎ＋２フィールドにおいて、フィールドｆ２に含まれる画素Ｐ４１を得るようにされる。
さらに、次の第ｎ＋２フィールドにおいても同様の動作が実行され、フィールドｆ２の画素Ｐ４１とフィールドｆ１の画素Ｐ５１を用いたノイズ低減処理により、次の第ｎ＋３フィールドにおいて、フィールドｆ２に含まれる画素Ｐ６１を得る。
そして、このようにして、画素Ｐ１をノイズ低減したとされる画素Ｐ２１，Ｐ４１，Ｐ６１は、全て画素Ｐ１と同じ水平画素ラインに位置することとなる。
【００８４】
従って、第２例のようにして補間フィルタ２，５の補間処理を共にオフさせても、低減されるノイズが上下に移動していく現象は生じないようにされる。また、この場合には、補間処理自体を実行させていないのであるから、同じフィールド期間において得られる２つの補間画素の垂直空間位置がずれることにはならないものである。
【００８５】
続いて第３例の非標準信号対応処理について説明する。
第３例としては、非標準信号検出回路２２の検出信号は、非線形処理回路８に対して供給するようにされる。そして、非線形処理回路８においては、非標準信号検出回路２２から供給される検出信号に基づいて、入力信号が非標準信号であるとされるときには、当該非線形処理回路８から減算器９に対して非線形処理信号（ノイズ成分信号）を出力しないようにされる。このためには、例えば非線形処理回路８において出力レベルを強制的に０レベルとして設定すればよい。
このようにして非線形処理回路８からの出力が停止されることで、減算器９において、入力映像信号Ｄinに対するノイズ成分信号の減算は行われないことになる。つまり、ノイズ低減動作そのものが停止されることになる。なお、この場合にも標準信号入力時においては、「標準信号対応のノイズ低減動作」が実行される。
このようにしても、例えば図５及び図６に示したように、ノイズが上下方向に移動していくような現象は生じさせないことができる。但し、この場合には入力映像信号Ｄinがそのまま出力映像信号として出力端子から出力され、ノイズ低減効果は得られないことになる。
しかしながら、非標準信号としての入力映像信号Ｄinの信号状態によっては、先の第１例若しくは第２例にて説明したノイズ低減動作（補間フィルタの動作）が適正に実行されずに、かえって乱れた画像となってしまうような可能性も有している。このような場合に、第３例にあるようなノイズ低減動作を停止させるという動作を、より有効な手段として選択する余地が生じてくることもあると考えられる。
そこで、本実施の形態としては、例えば非標準信号入力時において、その非標準信号としての品質を判定して、その判定結果として所定以上の品質であれば、第１例若しくは第２例としての非標準信号対応処理を実行させることで、非標準信号に対応してのノイズ低減動作が行われるようにし、所定以下の品質であれば第３例による非標準信号対応処理を実行させ、ノイズ低減動作を停止させるように構成することも可能とされる。
【００８６】
以上、本実施の形態としての非標準信号対応処理として３例を挙げたが、ここで、入力信号状態に応じた、本実施の形態のノイズ低減回路の動作の流れについて、図１０のフローチャートを参照して説明する。
この図に示す動作としては、上記したように、非標準信号入力時においても、その信号状態に応じて、第１例又は第２例の非標準信号対応処理と、第３例の非標準信号対応処理との何れかを実行するように構成した場合を例に挙げている。また、この図に示す動作は、非標準信号検出回路２２の検出出力に基づいて、補間フィルタ２，５及び非線形処理回路８がその動作を切り換えることによって実現される。
【００８７】
図１１においては、先ずステップＳ１０１において映像信号が入力される。つまり、入力映像信号Ｄinを得る。そして、次のステップＳ１０２においては、この入力映像信号Ｄinが標準信号であるか否かについて検出する。このステップＳ１０２の動作は、非標準信号検出回路２２が行う。そして、検出結果として、標準信号であるとの肯定結果が得られた場合には、ステップＳ１０３の処理として、通常の動作モードを設定する。これにより、先に図１、図２，図３、及び図４により説明したとおりの標準信号に対応したノイズ低減動作が得られる。
【００８８】
これに対して、ステップＳ１０２の検出結果として、非標準信号であるとして否定結果が得られた場合には、ステップＳ１０４に進み、ここでさらに、ノイズ低減動作をオフとするか否かについての判断を行う。このためには、例えば、非標準信号検出回路２２が、非標準信号に関しての所定のパラメータを検出して、非標準信号としての品質についての判定が可能なようにし、この品質の判定結果に基づいて判断結果が下せるように構成すればよい。
そして、例えばノイズ低減動作をオフとはしないとの判断を行った場合には、ステップＳ１０５として示すように、補間フィルタの係数を固定する、又は補間フィルタをオフとするように制御する。つまり、第１例又は第２例としての非標準信号対応処理の動作が実行されるようにする。
これに対して、ノイズ低減動作をオフすべきとの判断を行った場合には、ステップＳ１０６に示すように、非線形処理回路８の出力を０レベルとして、ノイズ低減動作を停止させる。つまり、第３例としての非標準信号対応処理の動作を実行させる。
【００８９】
なお、例えば非標準信号としての品質に応じて、第１例としての非標準信号対応処理と、第２例としての非標準信号対応処理の動作が使い分けられるようにしても良いものである。
【００９０】
また、先に説明した図７及び図８に示される補間フィルタ２，５に対するフィルタ係数の設定例も一例であって、補間処理の結果として、補間画素が同じ垂直画素空間位置に在るようにされ、かつ、２つの補間画素を利用してノイズ低減されたとする画素が、ノイズ低減前の画素と同じ垂直空間位置に在るようにされる限りは、任意に設定されて構わないものである。
さらに、本発明が適用されるノイズ低減装置としては、図１に示した構成に限定されることなく、必要に応じて、変更されて構わないものである。一例として、図１に示す回路構成では、動きベクトル検出回路１０による動き検出にワークメモリ３，６から読み出した映像信号データを利用しているが、補間フィルタ２，５から出力された映像信号データを利用して動き検出を行うように構成することも可能である。また、非標準信号を検出する構成としても、必ずしも図１に示したフレームパルス発生回路２１及び非標準信号検出回路２２とから成る回路系を備えることに限定されるものではない。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、入力映像信号として非標準信号が入力されている場合には、標準信号に対応した補間処理（標準信号対応補間処理）を伴わない、他の信号処理であるところの非標準信号対応処理を実行するようにされる。
例えば、従来のようにして非標準信号入力時においても標準信号対応補間処理を伴うノイズ低減動作が実行されることによっては、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象をはじめとして、適切なノイズ低減結果を有効に得ることができない場合があったが、本発明のようにして、非標準信号の入力に対応して、標準信号対応補間処理を伴わない非標準信号対応処理とすることで、このような不都合を回避することが可能となるものである。
【００９２】
このような非標準信号対応処理として、１つには、補間のためのフィルタ係数を所定値に固定するようにされる。或いは、補間処理を停止して入力信号をそのまま出力するようにされるが、これらの処理によっては、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象を回避しながらも、ノイズを有効に低減させることができる。
【００９３】
また、非標準信号対応処理として、非線形処理による出力を停止させれば、ノイズ低減動作そのものが停止されることとなり、これによっても、ノイズが上方向又は下方向に移動していくような現象は回避される。このようにして非線形処理による出力を停止させた場合には、ノイズ低減効果は得られないこととなるが、例えば、非標準信号の状態等によっては、敢えてノイズ低減動作を実行させることが好ましくないような場合に有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態としてのノイズ低減回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】補間フィルタの補間処理を示す説明図である。
【図３】補間フィルタの補間処理を示す説明図である。
【図４】標準信号入力時に対応した、標準信号対応補間処理を含むノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図５】非標準信号入力時において、標準信号対応補間処理を実行した場合のノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図６】非標準信号入力時において、標準信号対応補間処理を実行した場合のノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図７】本実施の形態において、第１例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図８】本実施の形態において、第１例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図９】本実施の形態において、第２例としての非標準信号対応処理によるノイズ低減動作を模式的に示す説明図である。
【図１０】本実施の形態のノイズ低減回路の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】従来例としてのノイズ低減回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端子、２，５ 補間フィルタ、３，６ ワークメモリ、４ フィールドメモリ、７ 減算器、８ 非線形処理回路、９ 減算器、１０ 動きベクトル検出回路、１１ ベクトル有効／無効判定回路、１２ メモリコントローラ、１３ 出力端子、２１ フレームパルス発生回路、２２ 非標準信号検出回路
Claims (2)
- インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手段と、
上記補間手段により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手段と、
上記差分手段により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手段と、
上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手段と、
上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手段と
を備え、
上記入力映像信号が標準信号であると判別されると、上記判別手段は、上記補間係数設定を実行させるよう制御し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間係数を所定値に固定させるよう制御するか、補間することなくそのまま出力するよう制御するか、またはノイズ成分信号抽出手段のノイズ成分信号抽出動作を停止させるように制御することを特徴とする映像信号処理装置。 - インターレース映像信号の互いに異なるフィールドにおける画素の空間的位置関係を一致させる補間係数設定を行なう補間手順と、
上記補間手順により補間処理が施された互い異なるフィールドの映像信号についての差分信号を得る差分手順と、
上記差分手順により得た差分信号からノイズ成分信号を抽出するノイズ成分信号抽出手順と、
上記入力映像信号に対して上記ノイズ成分信号を減算する減算手順と、
上記入力映像信号が標準信号であるか非標準信号であるのかについて判別する判別手順と
を実行すると共に、
上記判別手順により上記入力映像信号が標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として、上記補間係数設定処理を実行し、上記入力映像信号が非標準信号であると判別された場合には、上記補間手順として上記補間係数を所定値に固定させる処理を実行するか、補間することなくそのまま出力する処理を実行するか、又は上記ノイズ成分信号抽出動作を停止させる処理を実行するように構成されている、ことを特徴とする映像信号処理方法。
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