JP3991064B2

JP3991064B2 - 映像信号処理装置

Info

Publication number: JP3991064B2
Application number: JP2006540848A
Authority: JP
Inventors: 章文山名; 克己帆足
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2025-09-01
Also published as: EP1679882A1; EP1679882A4; WO2006040883A1; JPWO2006040883A1; US20080192146A1; CN1860778B; CN1860778A

Description

本発明は、映像信号のノイズ成分を除去すると共に、映像信号の拡大又は縮小処理を行う映像信号処理装置に関する。

従来、映像信号処理装置として、映像信号に含まれるノイズを除去するＮＲ（Noise Reduction ）回路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、このＮＲ回路を備えた映像信号処理装置のブロック構成を図１２に例示する。

同図に示すように、従来の映像信号処理装置では、符号化された映像データであるビデオビットストリームがビデオデコード部１１Ａ１に入力される。この復号化された映像信号は、デコードバッファ１１Ａ２に一時退避される。その後、ＮＲ部（ノイズ除去部）１１Ａ３は、前記デコードバッファ１１Ａ２から映像信号を取得し、その取得した映像信号のノイズ成分を除去して、ＮＲバッファ１１Ａ４に一時退避する。

前記ＮＲバッファ１１Ａ４は、フィールドメモリで構成されていて、１画面分（１フィールド分）の映像信号を一時退避する。拡大縮小部１１Ａ５は、前記ＮＲバッファ１１Ａ４に１画面分の映像信号が格納された後、このＮＲバッファ１１Ａ４から必要なライン分の映像信号を取得して、その取得した映像信号に基づいて映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小して、フィルタバッファ１１Ａ６に一時退避する。表示部１１Ａ７は、前記フィルタバッファ１１Ａ６から１画面分の映像信号を取得して、例えばＴＶ信号に同期して、テレビなどに映像を画面表示する。

前記ＮＲ部１１Ａ３の内部のブロック構成を図１３に示す。同図に示すように、従来の映像信号処理装置のＮＲ部１１Ａ３は、ノイズ成分を除去するためのノイズ除去パラメータをＮＲ初期化設定処理回路１１Ｂ１で指定し、その指定されたノイズ除去パラメータを基にＮＲ処理回路１１Ｂ２においてノイズ成分を除去処理する。

次に、前記拡大縮小部１１Ａ５の内部ブロック構成を図１４に示す。同図に示すように、従来の映像信号処理装置の拡大縮小部１１Ａ５は、垂直方向及び水平方向の拡大率又は縮小率と、フィルタ係数パラメータとを拡大縮小初期化設定処理回路１１Ｃ１において指定し、その指定された垂直方向及び水平方向の拡大率又は縮小率と、フィルタ係数パラメータとを基に、拡大縮小処理回路１１Ｃ２において映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理をする。

従来の映像信号処理装置の動作タイミングを図１５に示す。同図に示すように、従来の映像信号処理装置では、ノイズ成分を除去するＮＲ部１１Ａ３が、垂直同期信号に同期して、N 1st Field１２１２のタイミングで１画面分の映像信号についてノイズ除去処理をする。次いで、拡大縮小部１１Ａ５は、垂直同期信号に同期して、前記ＮＲ部１１Ａ３でのノイズ除去処理の次の垂直同期信号の期間であるN 1st Field１２２２のタイミングで、前記ノイズ除去された１画面分の映像信号のうち必要ライン分の映像信号を順次取得して、映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理して、フィルタバッファ１１Ａ６に退避する。次いで、表示部１１Ａ７は、垂直同期信号に同期して、前記拡大又は縮小処理の次の垂直同期信号の期間であるN 1st Field１２３１のタイミングで、前記フィルタバッファ１１Ａ６に退避された映像信号を、ＴＶ信号に同期して出力処理する。
特開２００１−１８６３７７号公報

しかしながら、前記従来の技術では、ＮＲバッファ１１Ａ４が１画面分（１フィールド分＝例えば５４０ライン分）の映像信号を格納するフィールドメモリで構成されるのに起因して、次の欠点がある。

すなわち、ＮＲ部１１Ａ３は、映像信号に含まれるノイズの多少に応じて、ノイズ除去処理を実行したり、停止するよう制御されるのが一般的である。このような制御を可能にするために、例えば、図１２では、ＮＲ部１１Ａ３の前段にセレクタ（図示せず）を配置して、ノイズ除去処理の必要時には、デコードバッファ１１Ａ２の出力をＮＲ部１１Ａ３に出力する一方、ノイズ除去処理の不要時には、デコードバッファ１１Ａ２の出力を直接に拡大縮小部１１Ａ５に出力する構成が採用される。

しかし、前記の構成の下では、拡大縮小部１１Ａ５での拡大又は縮小処理は、前記ＮＲ部１１Ａ３が停止する状況では、映像信号がＮＲ部１１Ａ３を介さずに拡大縮小部１１Ａ５に入力される関係上、ＮＲ部１１Ａ３が動作する場合に比して、映像信号の１画面分（１フィールド分）、すなわち、１垂直画素信号分（例えば１／６０秒）だけ早く拡大縮小処理される。その結果、テレビ等の映像表示器では、映像信号は、１垂直画素信号分だけ早く表示されて、正常な表示が行われなくなる。

そこで、前記の欠点を解消するように、例えば、第１に、ＮＲ部１１Ａ３が停止する場合には、デコードバッファ１１Ａ２からの映像信号を一旦コピーするハードウェアを追加し、そのコピー後の映像信号を拡大縮小部１１Ａ５に入力する構成を採用すること、第２に、ＮＲ部１１Ａ３が停止する場合には、映像表示器での映像信号の表示を１画面分遅らせて正常な映像表示とするためのハードウェアを追加する構成を採用することが考えられる。しかし、これ等の第１及び第２の何れの考えも、ハードウェアの追加を要する欠点がある。

しかも、ＮＲバッファ１１Ａ３はフィールドメモリであって、大容量であるため、実際の映像の表示までには１画面分の遅延時間が存在する。

本発明の目的は、映像信号処理装置において、ＮＲバッファの容量を小さく制限し、且つハードウェアの追加を要することなく、ＮＲ部の動作時や停止時の何れも場合であっても、映像信号を常に正常に表示させるようにすることにある。

前記の目的を達成するため、本発明では、ＮＲバッファを数個のラインメモリで構成して、ＮＲ部でノイズ除去した映像信号の１ライン分を１個のラインメモリに格納しながら、他のラインメモリに既に格納した映像信号の数ライン分を拡大縮小部での処理用に供するように、ＮＲ部でのノイズ除去処理と拡大縮小部での拡大又は縮小処理とを並列に実行するよう制御する。

具体的に、請求項１記載の発明の映像信号処理装置は、映像信号のノイズ成分を除去するノイズ除去部と、前記ノイズ除去部によりノイズ成分が除去された映像信号を格納し且つ複数個のラインメモリで構成されたＮＲバッファと、前記ＮＲバッファからの映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理する拡大縮小部と、前記ノイズ除去部及び拡大縮小部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ノイズ除去された映像信号の１ライン分を前記ノイズ除去部から前記ＮＲバッファの任意の１つのラインメモリに出力させながら、前記ノイズ除去部から映像信号の１ライン分が入力されているラインメモリを除く前記ＮＲバッファの複数のラインメモリに格納された複数ラインの映像信号を前記ＮＲバッファから前記拡大縮小部に入力させるように、前記ノイズ除去部及び前記拡大縮小部を制御し、前記ノイズ除去部は、水平同期信号に同期して、前記映像信号の１ライン分のノイズ成分を除去し、前記拡大縮小部は、前記水平同期信号に同期して、前記ノイズ除去部が前記１ライン分の映像信号のノイズ成分を除去処理する水平同期信号の次の水平同期信号で、前記１ライン分の映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の映像信号処理装置において、前記映像信号のノイズ成分を除去するための初期値を前記ノイズ除去部に指示すると共に、前記映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小するための初期値を前記拡大縮小部に指示する初期化設定部を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記請求項２記載の映像信号処理装置において、前記初期化設定部は、前記ノイズ成分を除去するノイズ除去パラメータを前記ノイズ除去部に指示するノイズ除去初期化設定処理回路と、映像信号を指定拡大率で拡大するフィルタパラメータを前記拡大縮小部に指示する拡大縮小初期化設定処理回路とを備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記請求項２記載の映像信号処理装置において、前記拡大縮小初期化設定処理回路は、前記ノイズ除去初期化設定処理回路が指示処理を終了した後に指示処理を開始し、且つ、前記ノイズ除去部が映像信号の所定の１ライン分のノイズ除去処理を垂直同期信号に同期して開始する1つ前の垂直同期信号又は１／６０秒前に、前記所定の１ラインを含む複数のライン分を用いて映像信号を拡大又は縮小するための初期値の指示処理を開始することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記請求項２記載の映像信号処理装置において、前記ノイズ除去初期化設定処理回路は、前記拡大縮小初期化設定処理回路が指示処理を終了した後に指示処理を開始し、且つ、前記ノイズ除去部が映像信号の所定の１ライン分のノイズ除去処理を垂直同期信号に同期して開始する1つ前の垂直同期信号又は１／６０秒前に、前記所定の１ライン分についてノイズ成分を除去するための初期値の指示処理を開始することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記請求項１記載の映像信号処理装置において、前記拡大縮小部の後段に配置され、前記拡大縮小部によって拡大又は縮小処理された映像信号を、前記映像信号に同期して出力する表示部を備えたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載の映像信号処理装置において、前記表示部は、前記拡大縮小部が映像信号の１ライン分の拡大又は縮小処理をした所定の水平同期信号と同一の水平同期信号において、前記１ライン分の映像信号を映像表示器に出力することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、前記ノイズ除去部は、１／６０秒又は１／６０秒のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の時間以上の間、ノイズ成分の除去処理を停止することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、前記ノイズ除去部は、前記拡大縮小部で拡大又は縮小処理する映像信号の各ライン分について、ノイズ成分の除去処理を行わないことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、符号化されたビデオビットストリームを復号化した映像信号又は非圧縮のデジタル映像信号を保持するデコードバッファを備え、前記ノイズ除去部は、前記デコードバッファで保持された前記ビデオビットストリームを復号化した映像信号又は前記非圧縮のデジタル映像信号のノイズ成分を除去することを特徴とする。

以上により、本発明の映像信号処理装置では、ノイズ除去部でノイズ除去された１ライン分の映像信号はＮＲバッファ内の１個のラインメモリに記憶されながら、前記ＮＲバッファ内の他の複数のラインメモリに既に格納された複数ラインの映像信号が拡大縮小部に入力されて、映像信号の拡大又は縮小処理が行われる。従って、ノイズ除去部と拡大縮小部とが並列動作して、これ等のノイズ除去処理と拡大縮小処理とが、映像信号の垂直同期信号の同一サイクル内で行われるので、ノイズ除去部が動作を停止した場合であっても、拡大縮小部での処理は、ノイズ除去部が動作を継続している場合と同様のタイミングで行われる。その結果、テレビ等の映像表示器への映像の表示タイミングが１垂直同期信号分（１サイクル分、例えば1／６０秒）早くなることがなく、映像表示器への映像の表示は、新たなハードウェアを追加することなく、正常に行われる。

しかも、前記ＮＲバッファは、前記拡大縮小部が映像信号を拡大又は縮小処理するのに必要な数ライン分に１ライン分を加えた複数個のラインメモリで構成することができるので、従来のようにフィールドメモリで構成する必要がなく、小型化される。

特に、本発明では、ノイズ除去部及び拡大縮小部の初期化設定処理が、その映像信号のノイズ除去や映像信号の拡大又は縮小処理が行われる垂直同期信号の１つ前の垂直同期信号で行われるので、ノイズ除去部や拡大縮小部の動作周波数を低く設定することができて、それ等のノイズ除去部や拡大縮小部の回路構成が一部削減される。

また、本発明では、拡大縮小部において映像信号の拡大又は縮小処理が水平同期信号に基づいて行われると、その映像信号の１ライン分の拡大又は縮小処理が行われた水平同期信号に同期して、映像表示器に対してその拡大又は縮小処理が行われた１ライン分の映像信号がテレビなどの映像表示器に出力されるので、従来のように拡大又は縮小処理した映像信号を格納するフィールドメモリが不要になる。

以上説明したように、本発明の映像信号処理装置によれば、ＮＲバッファを数個のラインメモリで構成することができるので、ノイズ除去部の動作の停止や継続に拘わらず、テレビ等の映像表示器への映像の表示を常に正常に確保することができると共に、ＮＲバッファをフィールドメモリで構成する必要がなく、ＮＲバッファの小型化を図ることができる。

特に、本発明によれば、ノイズ除去部及び拡大縮小部の初期化設定処理が各々余裕を持って行い得て、ノイズ除去部や拡大縮小部の動作周波数を低く設定できるので、それ等のノイズ除去部や拡大縮小部の回路構成を簡易にできる。

また、本発明によれば、拡大縮小部において１ライン分の映像信号の拡大又は縮小処理を水平同期信号に基づいて行いつつ、その拡大又は縮小処理を行った水平同期信号のサイクルと同一サイクルでその拡大又は縮小処理が行われた１ライン分の映像信号をテレビ等の映像表示器に出力したので、従来のように拡大又は縮小処理した映像信号を格納するためのフィールドメモリを不要にできる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理装置を示すブロック構成図である。

同図に示した本実施形態の映像信号処理装置は、ＭＰＥＧ等で圧縮されたビデオビットストリームを復号化し、その復号化した映像信号のノイズ成分を除去すると共に、その映像信号を拡大又は縮小処理する装置である。

本映像信号処理装置は、ビデオデコード部１０１と、デコードバッファ１０２と、ＮＲ部（ノイズ除去部）１０３と、ＮＲバッファ１０４と、拡大縮小部１０５と、フィルタバッファ１０６と、表示部１０７と、制御部１０８とを備えている。

前記ビデオデコード部１０１は、ビデオビットストリームを復号化し、その復号化した映像信号をデコードバッファ１０２へ退避する。前記デコードバッファ１０２は、ビデオデコード部１０１で復号化された映像信号を一時退避するバッファである。一時退避された映像信号は、垂直同期信号（図示せず）に同期して、ＮＲ部１０３へ出力される。

前記ＮＲ部１０３は、前記デコードバッファ１０２に退避された映像信号ＳＩＧ１０３を取得すると共に、水平同期信号を受け、前記受けた映像信号のノイズ成分を前記水平同期信号に同期して映像信号の１ラインづつ順次除去処理し、そのノイズ除去された映像信号ＳＩＧ１０４をＮＲバッファ１０４へ出力する。ＮＲ部１０３がノイズ除去後の映像信号ＳＩＧ１０４をＮＲバッファ１０４内のどのメモリアドレスに出力するかを特定するために、ＮＲ部１０３は、制御部１０８からメモリアドレスＳＩＧ１０９を取得して、そのメモリアドレスにノイズ成分除去後の映像信号を出力して、退避させる（詳細は後述）。尚、ＮＲ部１０３は、既述したように、ビデオビットストリームを復号化した映像信号に代えて、アナログＴＶ、ＤＶＤプレーヤ、又はネットワークなどからデジタル映像信号が入力される非圧縮のデジタル映像信号を入力して、その入力した映像信号又はデジタル映像信号のノイズ成分を除去処理しても良いのは勿論である。

前記ＮＲバッファ１０４は、ＮＲ部１０３で映像信号のノイズ成分を除去した映像信号を一時退避するバッファであって、その一時退避された映像信号は、その後、拡大縮小部１０５へ出力される。具体的に、ＮＲバッファ１０４は、水平同期信号に同期して、前記ＮＲ部１０３で処理された１ライン分の映像データを退避し、その前の水平同期信号で処理された１ラインのデータを拡大縮小部１０５へ出力する。

ここで、前記ＮＲバッファ１０４は、図２に示したように、５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅにより構成される。各ラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅは、ＮＲ部１０３からのノイズ除去後の映像信号の１ライン分を退避する。尚、ＮＲバッファ１０４を構成するラインメモリの個数は、本実施形態では５個であるが、本発明はこれに限定されず、少なくとも３個あれば良い。

拡大縮小部１０５は、前記ＮＲバッファ１０４で退避された映像信号の数ライン分ＳＩＧ１０５を取得すると共に、水平同期信号を受け、この水平同期信号に同期して、前記取得した映像信号に基づいて映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理し、その処理後の映像信号ＳＩＧ１０６をフィルタバッファ１０６へ出力する。拡大縮小部１０５は、ＮＲバッファ１０４から何れのラインの映像信号ＳＩＧ１０５を入力するかを特定するために、制御部１０８からＮＲバッファ１０４のメモリアドレスＳＩＧ１１０を取得して、その取得したメモリアドレスに退避された映像信号を取り込む。

フィルタバッファ１０６は、前記拡大縮小部１０５で映像信号の垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小した映像信号を一時退避するバッファであって、その一時退避された映像信号は表示部１０７へ出力される。具体的に、このフィルタバッファ１０６は、拡大縮小部１０５で処理された１画面分の映像信号を退避し、次の垂直同期信号において、前記退避された１画面分の映像信号は、水平同期信号に同期して表示部１０７へ順次出力される。

表示部１０７は、前記フィルタバッファ１０６で一時退避された映像信号を、次の垂直同期信号において、水平同期信号に同期して映像信号を１ラインづつ取得して、テレビＴＶ等への映像表示器に出力する。

そして、前記制御部１０８は、水平同期信号を受け、この水平同期信号に基づいて、前記ＮＲ部１０３でノイズ成分が除去された１ライン分の映像信号を、ＮＲバッファ１０４内の何れのラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅに退避するかを指示するためのＮＲバッファラインアドレスＳＩＧ１０９をＮＲ部１０３に指示すると共に、前記ＮＲバッファ１０４に退避された５ライン分の映像信号のうち、何れのラインの映像信号を拡大縮小部１０５に取り込むかを指示するためのＮＲバッファラインアドレスＳＩＧ１１０を拡大縮小部１０５に指示する。以下、この制御部１０８の内部構成を図３に基づいて説明する。

図３に示すように、制御部１０８は、前記ＮＲバッファ１０４内の５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅと同数の５個のＮＲラインバッファアドレス保持部１〜５（２０２〜２０６）と、バッファ管理制御部２０８と、入力切替部２０１と、出力切替部２０７とを有している。

前記ＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２は、ＮＲバッファ１０４の１つ目のラインメモリ１０４ａの開始アドレスを保持する。ＮＲラインバッファアドレス保持部２２０３は、ＮＲバッファ１０４の２つ目のラインメモリ１０４ｂの開始アドレスを保持する。同様に、ＮＲラインバッファアドレス保持部３２０４は、ＮＲバッファ１０４の３つ目のラインメモリ１０４ｃの開始アドレスを、ＮＲラインバッファアドレス保持部４２０５は４つ目のラインメモリ１０４ｄの開始アドレスを、ＮＲラインバッファアドレス保持部５２０６は５つ目のラインメモリ１０４ｅの開始アドレスを保持する。

図３に示した制御部１０８の構成は、ＮＲ部１０３からのノイズ除去後の１ライン分の映像信号を退避する１つのラインメモリを特定するために１つのＮＲラインバッファアドレス保持部を対応させ、一方、拡大縮小部１０５での垂直方向の拡大又は縮小処理を垂直方向の４画素を用いて１画素の映像信号を出力するために、残りの４つラインメモリを特定するために残る４つのＮＲラインバッファアドレス保持部を対応させている。尚、拡大縮小部１０５での処理について、垂直方向の拡大又は縮小処理を垂直方向に２画素のみ用いて処理する場合には、そのためのＮＲバッファ１０４内のラインメモリの個数及び制御部１０８内のＮＲラインバッファアドレス保持部の個数は、各々、２個となる。

更に、図３の制御部１０８において、入力切替部２０１は、バッファ管理制御部２０８からの指示信号ＳＩＧ２２１を受けて、前記５個のＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２〜２０６に各々保持されている開始アドレスＳＩＧ２０２〜ＳＩＧ２０６のうち、前記信号信号ＳＩＧ２２１に従った１つの開始アドレスを選択して、指示信号ＳＩＧ２０１としてＮＲ部１０３に指示、出力する。

また、出力切替部２０７は、バッファ管理制御部２０８からの指示信号ＳＩＧ２２２を受けて、前記５個のＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２〜２０６に各々保持されている開始アドレスＳＩＧ２０７〜ＳＩＧ２１１のうち、前記指示信号ＳＩＧ２２２に従った４つの開始アドレスを選択して、指示信号ＳＩＧ２１２〜ＳＩＧ２１５として拡大縮小部１０５に指示、出力する。

加えて、バッファ管理制御部２０８は、前記デコードバッファ１０２から映像信号がＮＲ部１０３へ入力された際に、入力切替部２０１に対し指示信号ＳＩＧ２２１を出力すると共に、出力切替部２０７に対し指示信号ＳＩＧ２２２を出力する。入力切替部２０１への指示信号ＳＩＧ２２１は、ＮＲ部１０３がノイズ除去した１ライン分の映像信号を、ＮＲバッファ１０４内の５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅのうち何れに退避するか指示する。また、出力切替部２０７への指示信号ＳＩＧ２２２は、前記入力切替部２０１への指示信号ＳＩＧ２２１が指示するアドレスのラインメモリを除く他の４個のラインメモリのアドレスを選択するよう指示する。従って、入力切替部２０１への指示信号ＳＩＧ２２１と出力切替部２０７への指示信号ＳＩＧ２２２とは、相互に、重なるアドレスを指示することはない。

前記制御部１０８内のバッファ管理制御部２０８は、前記ＮＲバッファ１０４内の５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅと、制御部１０８内の５個のＮＲラインバッファアドレス保持部２０２〜２０６とを、各々、リングバッファとして管理するよう制御する。すなわち、バッファ管理制御部２０８は、ＮＲ部１０３から映像信号の１ライン分が出力される毎に、ＮＲバッファ１０４内の５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅが順番にその１ライン分の映像信号を保持して、その５個のラインメモリ間で映像信号の１ライン分の保持を巡回させるように制御する。従って、バッファ管理制御部２０８は、前記５個のＮＲラインバッファアドレス保持部２０２〜２０６を順番に選択するように入力切替部２０１を制御する。以下、この制御の様子を具体的に説明する。

例えば、Ｍ番目（Ｍは任意の整数）の水平同期信号では、ＮＲ部１０３に対してＮライン目のＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２を指示すると、拡大縮小部１０５に対しては、Ｎ−４ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部２２０３と指示し、Ｎ−３ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部３２０４と指示し、Ｎ−２ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部４２０５と指示し、Ｎ−１ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部５２０６と指示する。

次に、Ｍ＋１番目の水平同期信号では、ＮＲ部１０３に対してＮ＋１ライン目のＮＲラインバッファアドレス保持部２２０３を指示すると、拡大縮小部１０５に対しては、Ｎ−３ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部３２０４と指示し、Ｎ−２ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部４２０５と指示し、Ｎ−１ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部５２０６と指示し、Ｎライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２と指示する。

更に、次のＭ＋２番目の水平同期信号では、ＮＲ部１０３に対してＮ＋２ライン目のＮＲラインバッファアドレス保持部３２０４を指示すると、拡大縮小部１０５に対しては、Ｎ−２ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部４２０５と指示し、Ｎ−１ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部５２０６と指示し、Ｎライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部１２０２と指示し、Ｎ＋１ライン目をＮＲラインバッファアドレス保持部２２０３と指示する。このように、ＮＲラインバッファアドレス保持部２０２〜２０６をリングバッファとして管理する。

次に、図１に示した映像信号処理装置の要部の動作の一例を説明する。図４は、本実施形態の映像信号処理装置における各部の動作の一例を示すタイミングチャートである。

図４に示すタイミングチャートでは、映像信号の処理の対象を例えば“Ｎ 1st Field”のように表記している。以下では、各処理の表記において、“Ｎ”、“Ｎ＋１”等は処理対象のフレーム番号を示している（Ｎは整数）。また、“１st Field”又は“２nd Field”は、それぞれ第１フィールド、第２フィールドについての処理であることを示している。尚、図４に示すタイミングチャートにおいて、１フィールドの期間、すなわち垂直同期期間は１／６０秒である。

図４に示すように、本実施形態の映像信号処理装置では、ビデオデコード部１０１が、垂直同期信号に同期して、Ｎ番目のビデオビットストリーム３０１の復号化を第１フィールドから処理を開始する。

次に、ＮＲ部１０３は、前記Ｎ番目のビデオビットストリームの復号化を開始した期間の２つ後の垂直同期信号の垂直アクティブ期間に同期して、第１フィールド３１２及び第２フィールド３１４のノイズ成分を除去し、そのノイズ除去後の映像信号を出力する。拡大縮小部１０５は、前記ＮＲ部１０３と同一の垂直同期信号の垂直アクティブ期間に同期して、Ｎ番目のノイズ成分を除去した映像信号である第１フィールド３２２及び第２フィールド３２４を順次垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理し、その処理後の映像信号を出力する。

前記ＮＲ部１０３でのノイズ除去処理及び拡大縮小部１０５での拡大縮小処理の１垂直同期信号内での詳細動作を図５に基づいて説明する。すなわち、図５において、ＮＲ部１０３は、水平同期信号の１サイクル毎に第１ライン目から第２、第３ラインと順次映像信号の１ライン分についてノイズ除去処理を行う。このノイズ除去処理は次の水平同期信号までの間に完了し、早期に終了する場合もある。一方、拡大縮小部１０５は、前記ＮＲ部１０３が任意のＭライン目の映像信号をノイズ除去処理した次の水平同期信号でそのＭライン目の映像信号の拡大又は縮小処理を行う。即ち、ＮＲ部１０３と拡大縮小部１０５とは、パイプライン処理を行う。

このように、１垂直同期信号毎に１フィールド分の映像信号のノイズ除去及び拡大縮小処理が行われると、図４に示すように、表示部１０７は、Ｎ番目のフィールド３２２、３２４の垂直方向及び水平方向の拡大又は縮小処理を開始した期間の次の垂直同期信号に同期して、Ｎ番目の垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理した映像信号である第１フィールド３３１と第２フィールド３３２とを順次出力する。

尚、ＮＲ部１０３の第１フィールドの処理についてのＮＲ初期化設定処理３１１については、Ｎ番目のビデオビットストリームの復号化を開始した期間の２つ次の垂直同期信号の垂直ブランキング期間に同期して開始され、そのＮＲ初期化設定処理後にＮＲ処理３１２が開始される。また、その第２フィールドの処理については、そのＮＲ初期化設定処理３１３が、Ｎ番目のビデオビットストリームの復号化を開始した期間の３つ次の垂直同期信号の垂直ブランキング期間に同期して開始され、そのＮＲ初期化設定処理後にＮＲ処理３１４が開始される。

また、拡大縮小部１０５での第１フィールドの処理についての拡大縮小初期化設定処理３２１については、ＮＲ部１０３によるＮ番目の第１フィールドのノイズ除去処理３１２を開始した垂直同期信号と同一の垂直同期信号の垂直ブランキング期間に同期して開始され、その拡大縮小初期化設定処理の後に拡大縮小処理３２２が開始される。また、拡大縮小部１０５での第２フィールドの処理については、その拡大縮小初期化処理３２３が、ＮＲ部１０３によるＮ番目の第２フィールドのノイズ除去処理３１４が開始した垂直同期信号と同一の垂直同期信号の垂直ブランキング期間に同期して開始され、その拡大縮小初期化設定処理後に拡大縮小処理３２４が開始される。

ここで、例えばN＋1 1st Field３１６、及びN＋1 2nd Field３１８以降のノイズ除去処理が不要な状況となって、ＮＲ部１０３が停止した場合（図４には、これ等のField ３１６、３１８のノイズ除去処理の停止状態を破線で示している）においては、拡大縮小部１０５の拡大縮小処理及び表示部１０７での出力処理のタイミングは、ＮＲ部１０３が動作している場合の垂直同期信号と同一タイミングであって、何ら異なることがない。従って、ＮＲ部１０３が停止する場合に備えてデコードバッファ１０２からの映像信号を一旦コピーするハードウェアを追加したり、テレビなどでの映像信号の表示を１画面分遅らせるためのハードウェアを追加する構成が不要であり、常にテレビなどの映像表示器での映像表示は正常の映像表示を確保できる。

しかも、本実施形態では、制御部１０８によりＮＲ部１０３と拡大縮小部１０５とを制御して、ＮＲ部１０３での１ライン分の映像信号のノイズ除去及びその映像信号のＮＲバッファ１０４への退避処理と、拡大縮小部１０５による映像信号の拡大又は縮小処理とを衝突することなく並列処理するので、ＮＲバッファ１０４を５個のラインメモリ１０４ａ〜１０４ｅのみで構成することができる。従って、従来のようにＮＲバッファをフィールドメモリで構成する場合に比して、ＮＲバッファの構成を簡易且つ小規模にできる。

尚、本実施形態の映像信号処理装置に含まれる各部の動作は、ソフトウェアによって中央演算装置（ＣＰＵ）を動作させることによっても、実現可能である。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理装置を示すブロック構成図である。

同図に示す映像信号処理装置は、ビデオデコード部４０１と、デコードバッファ４０２と、ＮＲ部４０４と、ＮＲバッファ４０５と、拡大縮小部４０６と、フィルタバッファ４０７と、表示部４０８と、制御部４０９とを備えている。これ等の構成については、前記第１の実施形態で説明下図１と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、特に、ＮＲ・拡大縮小初期化設定部（初期化設定部）４０３が配置されている点に特徴を有する。前記ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３は、ＮＲ部４０４に対して、ノイズ成分除去のための初期化設定信号（ノイズ除去パラメータ）ＳＩＧ４０４を指示すると共に、拡大縮小部４０６に対して、垂直方向及び水平方向の拡大又は縮小のための初期化設定信号（フィルタパラメータ）ＳＩＧ４１２を指示する。

前記ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３の内部構成を図７に示す。同図に示すように、ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３は、初期化切替部ＳＩＧ５０３と、ＮＲ初期化設定処理回路５０１と、拡大縮小初期化設定処理回路５０２とを有している。

前記初期化切替部ＳＩＧ５０３は、ＮＲ初期化設定処理回路５０１と、拡大縮小初期化設定処理回路５０２とを切替える。この初期化切替部ＳＩＧ５０３は、図６に示したデコードバッファ４０２に退避された復号後の映像信号（又はビデオデコード部４０１で復号された映像信号）を受け、この受けた映像信号の頭部に含まれるシーケンスヘッダ情報ＳＨ及びピクチャヘッダ情報ＰＨをＮＲ初期化設定処理回路５０１と拡大縮小初期化設定処理回路５０２とに送る。初期化切替部ＳＩＧ５０３は、当初はＮＲ初期化設定処理回路５０１側に切り替わり、そのＮＲ初期化設定処理が完了した後に、拡大縮小初期化設定処理回路５０２側に切替わる。

前記ＮＲ初期化設定処理５０１は、受けた情報に基づいて、ＮＲ部４０４で必要となる映像信号のノイズ成分を除去するためのノイズ除去パラメータを作成し、これを信号ＳＩＧ５０６としてＮＲ部４０４へ指示する。また、拡大縮小初期化設定処理５０２は、受けた情報に基づいて、拡大縮小部４０６で必要となる映像信号の垂直方向及び水平方向の拡大又は縮小処理のためのフィルタパラメータを作成し、これを信号ＳＩＧ５０７として拡大縮小部４０６へ指示する。

前記ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３は、図８に示すように、ビデオデコード部４０１でのデコード処理が開始した次の垂直同期信号において（換言すると、ＮＲ部４０４及び拡大縮小部４０６での処理を行う垂直同期信号の１つ前の垂直同期信号において）、初期化信号の作成及び指示を行う。更に、ＮＲ初期化設定処理回路５０１での処理は、垂直同期信号の前半分の時間（即ち、１／１２０秒）までに完了し、その後半分の時間（１／１２０秒）で拡大縮小初期化設定処理回路５０２での処理を行う。

次に、本実施形態の映像信号処理装置の要部の動作の一例を図８に示したタイミングチャートに基づいて説明する。

同図において、ビデオデコード部４０１は、垂直同期信号に同期して、Ｎ番目のビデオビットストリーム６０１の復号化を第１フィールドから開始する。次に、ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３は、前記Ｎ番目のビデオビットストリームの復号化を開始した期間の次の垂直同期信号に同期して、第１フィールド６１１と第２フィールド６１２とのＮ番目のビデオビットストリームに対するノイズ除去パラメータを作成してＮＲ部４０４に指示し、その後、このＮ番目のビデオビットストリームに対する垂直方向及び水平方向の拡大縮小処理のためのフィルタパラメータを作成して拡大縮小部４０６に指示する。

ＮＲ部４０４は、前記Ｎ番目のビデオビットストリームの復号化を開始した期間の２つ次の垂直同期信号に同期して、前記指示されたノイズ除去パラメータに基づいて、第１フィールド６２１と第２フィールド６２２のノイズ成分を除去する。拡大縮小部４０６は、前記ＮＲ部４０４と同一の垂直同期信号に同期して、前記指示されたフィルタパラメータに基づいて、Ｎ番目のノイズ成分を除去した映像信号である第１フィールド６３１及び第２フィールド６３２を垂直方向及び水平方向の拡大縮小処理する。

次に、表示部４０８は、前記Ｎ番目の垂直方向及び水平方向の拡大縮小処理を開始した期間の次の垂直同期信号に同期して、Ｎ番目の垂直方向及び水平方向の拡大縮小処理した映像信号である第１フィールド６４１と第２フィールド６４２とを出力する。

ここに、本実施形態では、ＮＲ・拡大縮小初期化設定処理部４０３が、ＮＲ部４０４に対するノイズ除去パラメータの作成及び指示と、拡大縮小部４０６に対するフィルタパラメータの作成及び指示を、実際のノイズ除去処理や拡大縮小処理の１つ前の垂直同期信号で（１／６０秒の時間で）行うので、従来のようにこれ等の作成及び指示を垂直同期信号の垂直ブランキング期間という短時間で行う場合に比して、ＮＲ・拡大縮小初期化設定処理部４０３の動作周波数を低くすることができる。更に、ＮＲ部４０４及び拡大縮小部４０６も垂直同期信号から次の垂直同期信号までの時間（１／６０秒の時間）で処理できるので、これ等のＮＲ部４０４及び拡大縮小部４０６の動作周波数をも低くでき、それ等の回路規模を削減できる。

尚、本実施形態においても、ＮＲ・拡大縮小初期化設定部４０３の動作は、ソフトウェアによって中央演算装置（ＣＰＵ）を動作させることによっても実現可能である。

また、本実施形態では、最初にノイズ除去パラメータを作成し、その後にフィルタパラメータを作成したが、逆に、最初にフィルタパラメータを作成し、その後にノイズ除去パラメータを作成しても良いのは勿論である。

（実施の形態３）
続いて、本発明の第３の実施形態に係る映像信号処理装置を図９に基づいて説明する。

図９に示した映像信号処理装置は、ビデオデコード部８０１と、デコードバッファ８０２と、ＮＲ部８０３と、ＮＲバッファ８０４と、拡大縮小部８０５と、表示部８０６と、制御部８０７とを備えている。これ等の構成については、前記第１の実施形態で説明した図１と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の特徴点は、図１や図６に示したフィルタバッファ１０６、４０７を削除した構成にある。

すなわち、本実施形態では、図１１に示す１垂直同期信号内において、ＮＲ部８０３が水平同期信号に同期して映像信号を１ラインづつ第１ラインから第Ｎラインまで順次ノイズ除去処理を行うと共に、拡大縮小部８０５が、前記ＮＲ部８０３のノイズ除去処理よりも１水平同期信号遅れて映像信号を１ラインづつ第１ラインから第Ｎラインまで順次拡大又は縮小処理することは、前記第１の実施形態と同様であるが、表示部８０６は、前記拡大縮小部８０５で処理された各ラインの映像信号を、その拡大又は縮小処理された水平同期信号と同一の水平同期信号で、テレビなどの映像表示器に出力する。従って、拡大縮小部８０５と表示部８０６とは、同期し且つ同一水平同期信号（の同一サイクル）で並列に処理動作する。

従って、表示部８０６は、前述のように拡大縮小部８０５の処理している映像信号のラインと同期して、そのラインの映像信号をテレビなどの映像表示器に出力し、その結果、図１０のタイミングチャートに示すように、表示部８０６は拡大縮小部８０５と同期して、拡大縮小部８０５が各垂直同期信号で順次Ｎ番目、Ｎ＋１番目…のフィールド９２２、９２４、９２６、９２８の拡大又は縮小処理を行うと、その各垂直同期信号と同一の垂直同期信号の期間で、順次Ｎ番目、Ｎ＋１番目…のフィールド９３１〜９３４を出力する。

このように、拡大縮小部８０５が、水平同期信号に同期して映像信号を１ラインづつ拡大又は縮小処理するのに合わせて、表示部８０６が、その水平同期信号に同期して映像信号を１ラインづつ順次テレビなどに出力するので、テレビなどの映像表示器での映像表示は正常の映像表示となる。

従って、本実施形態では、拡大縮小部８０５からの拡大又は縮小された映像信号を格納するフィルタバッファ（フィールドメモリ）（図１２の従来例に示したフィルタバッファ１１Ａ６）を配置する必要がない。しかも、本実施形態では、図１０から判るように、ビデオデコード部８０１での映像信号のデコードの開始から表示部８０６での映像信号の処理までの期間は２垂直同期信号分であるのに対し、図１５に示した従来例では、同図から判るように、４垂直同期信号分であるので、本実施形態では、前記従来例と比較して、２垂直同期信号分だけ早期に映像表示を行うことができる。その結果、映像信号に通常付随する音声信号についても、その音声信号のデコード後は２垂直同期信号分のみを格納すれば良く、音声信号の格納用バッファの容量を半減できる。

以上説明したように、本発明は、ノイズ除去された映像信号を格納するＮＲバッファを数個のラインメモリで構成できて、ノイズ除去部での処理と拡大縮小部での処理とを並列に実行できるので、デジタルテレビ、ＤＶＤ等のノイズ除去処理や、テレビの出力信号の処理などの映像信号処理装置等として有用である。

本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理装置を示すブロック図である。同映像信号処理装置に備えるＮＲバッファの内部構成を示す図である。同映像信号処理装置に備える制御部の内部構成を示すブロック図である。本発明の映像信号処理装置の要部の動作の一例を示すタイミングチャート図である。同映像信号処理装置に備えるＮＲ部及び拡大縮小部の水平同期信号に対する動作の一例を示すタイミングチャート図である。本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理装置を示すブロック図である。同映像信号処理装置に備えるＮＲ・拡大縮小初期化設定部の内部構成を示すブロック図である。同映像信号処理装置の要部の動作の一例を示すタイミングチャート図である。本発明の第３の実施形態に係る映像信号処理装置を示すブロック図である。同映像信号処理装置の要部の動作の一例を示すタイミングチャート図である。同映像信号処理装置のに備えるＮＲ部、拡大縮小部及び表示部の水平同期信号に対する動作の一例を示すタイミングチャート図である。従来の映像信号処理装置を示すブロック図である。同従来の映像信号処理装置に備えるＮＲ部の内部構成を示す図である。同従来の映像信号処理装置に備える拡大縮小部の内部構成を示す図である。同従来の映像信号処理装置の動作を示すタイミングチャート図である。

符号の説明

１０１、４０１、８０１ビデオデコード部
１０２、４０２、８０２デコードバッファ
１０３、４０４、８０３ＮＲ部（ノイズ除去部）
１０４、４０５、８０４ＮＲバッファ
１０４ａ〜１０４ｅラインメモリ
１０５、４０６、８０５拡大縮小部
１０６、４０７フィルタバッファ
１０７、４０８、８０６表示部
１０８、４０９、８０７制御部
４０３ＮＲ・拡大縮小初期化設定部
２０１入力切替部
２０２〜２０６ＮＲラインバッファアドレス保持部
２０７出力切替部
２０８バッファ管理制御部
４０３ＮＲ・拡大縮小初期化設定部（初期化設定部）
５０１ノイズ除去初期化設定処理回路
５０２拡大縮小初期化設定処理回路

Claims

映像信号のノイズ成分を除去するノイズ除去部と、
前記ノイズ除去部によりノイズ成分が除去された映像信号を格納し且つ複数個のラインメモリで構成されたＮＲバッファと、
前記ＮＲバッファからの映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理する拡大縮小部と、
前記ノイズ除去部及び拡大縮小部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ノイズ除去された映像信号の１ライン分を前記ノイズ除去部から前記ＮＲバッファの任意の１つのラインメモリに出力させながら、前記ノイズ除去部から映像信号の１ライン分が入力されているラインメモリを除く前記ＮＲバッファの複数のラインメモリに格納された複数ラインの映像信号を前記ＮＲバッファから前記拡大縮小部に入力させるように、前記ノイズ除去部及び前記拡大縮小部を制御し、
前記ノイズ除去部は、水平同期信号に同期して、前記映像信号の１ライン分のノイズ成分を除去し、
前記拡大縮小部は、前記水平同期信号に同期して、前記ノイズ除去部が前記１ライン分の映像信号のノイズ成分を除去処理する水平同期信号の次の水平同期信号で、前記１ライン分の映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小処理する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項１記載の映像信号処理装置において、
前記映像信号のノイズ成分を除去するための初期値を前記ノイズ除去部に指示すると共に、前記映像信号を垂直方向及び水平方向に拡大又は縮小するための初期値を前記拡大縮小部に指示する初期化設定部を備えた
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項２記載の映像信号処理装置において、
前記初期化設定部は、
前記ノイズ成分を除去するノイズ除去パラメータを前記ノイズ除去部に指示するノイズ除去初期化設定処理回路と、
映像信号を指定拡大率で拡大するフィルタパラメータを前記拡大縮小部に指示する拡大縮小初期化設定処理回路とを備えた
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項２記載の映像信号処理装置において、
前記拡大縮小初期化設定処理回路は、
前記ノイズ除去初期化設定処理回路が指示処理を終了した後に指示処理を開始し、且つ、前記ノイズ除去部が映像信号の所定の１ライン分のノイズ除去処理を垂直同期信号に同期して開始する1つ前の垂直同期信号又は１／６０秒前に、前記所定の１ラインを含む複数のライン分を用いて映像信号を拡大又は縮小するための初期値の指示処理を開始する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項２記載の映像信号処理装置において、
前記ノイズ除去初期化設定処理回路は、
前記拡大縮小初期化設定処理回路が指示処理を終了した後に指示処理を開始し、且つ、前記ノイズ除去部が映像信号の所定の１ライン分のノイズ除去処理を垂直同期信号に同期して開始する1つ前の垂直同期信号又は１／６０秒前に、前記所定の１ライン分についてノイズ成分を除去するための初期値の指示処理を開始する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項１記載の映像信号処理装置において、
前記拡大縮小部の後段に配置され、前記拡大縮小部によって拡大又は縮小処理された映像信号を、前記映像信号に同期して出力する表示部を備えた
ことを特徴とする映像信号処理装置。
請求項６に記載の映像信号処理装置において、
前記表示部は、
前記拡大縮小部が映像信号の１ライン分の拡大又は縮小処理をした所定の水平同期信号と同一の水平同期信号において、前記１ライン分の映像信号を映像表示器に出力する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、
前記ノイズ除去部は、
１／６０秒又は１／６０秒のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の時間以上の間、ノイズ成分の除去処理を停止する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、
前記ノイズ除去部は、
前記拡大縮小部で拡大又は縮小処理する映像信号の各ライン分について、ノイズ成分の除去処理を行わない
ことを特徴とする映像信号処理装置。
前記請求項１に記載の映像信号処理装置において、
符号化されたビデオビットストリームを復号化した映像信号又は非圧縮のデジタル映像信号を保持するデコードバッファを備え、
前記ノイズ除去部は、
前記デコードバッファで保持された前記ビデオビットストリームを復号化した映像信号又は前記非圧縮のデジタル映像信号のノイズ成分を除去する
ことを特徴とする映像信号処理装置。