JP5084755B2 - Noise reduction apparatus and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル映像信号に重畳されたノイズを低減するノイズ低減装置及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a noise reduction device that reduces noise superimposed on a digital video signal and a program thereof.
一般に、アナログ映像信号には本来の映像そのもの以外に、伝送路等で付加されたノイズが重畳されている。従来、このようなノイズを低減する技術として、ノイズリデューサと呼ばれる技術があり、これまで種々の方式が提案されてきた(例えば、特許文献1参照)。 In general, in addition to the original video itself, noise added via a transmission path or the like is superimposed on the analog video signal. Conventionally, as a technique for reducing such noise, there is a technique called a noise reducer, and various methods have been proposed so far (see, for example, Patent Document 1).
ここで、例えば、特許文献1に記載のノイズリデューサを動作させるためには、ノイズを低減させる基準として、画面内のノイズ成分のレベル(ノイズレベル)がどの程度であるかを検出する必要がある。例えば、特許文献1に記載されたノイズリデューサ(雑音低減回路)では、アナログ映像信号のブランキング期間の信号からノイズレベルを検出している。このブランキング期間は、信号が平坦(電圧レベルが一定)であるため、この期間に僅かでも信号成分が重畳されていれば、それをノイズとみなすことができる。そこで、従来は、このブランキング期間の信号に重畳されたノイズを映像信号全体に重畳されたノイズとみなすことで、ノイズ量に応じたノイズの低減処理を行っている。
Here, for example, in order to operate the noise reducer described in
一方、デジタル映像信号は、映像信号のデータが離散値であるため、伝送路上において、アナログ映像信号と比べて劣化しにくく、伝送ノイズが重畳した場合であっても、誤り訂正等によって、ノイズを低減させることができる。 On the other hand, digital video signals are discrete values of video signal data, so they are less likely to deteriorate than analog video signals on the transmission line. Even when transmission noise is superimposed, noise is corrected by error correction or the like. Can be reduced.
しかし、特許文献1に係る発明では、被写体の動きに起因してフレーム間で輝度が大きく変化するデジタル映像信号において、例えば、動きの大きい被写体がぼやける等の画質劣化が発生してしまう問題がある。例えば、図21に示すように、特許文献1に係る発明では、ノイズ低減処理を全画素に行ってしまうため、この映像で動きが大きい部分、例えば、被写体Hの左腕や右足等の様々な部分で画像劣化が発生する。
However, in the invention according to
そこで、本発明は、被写体の動きが大きいデジタル映像信号での画質劣化を抑制するノイズ低減装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a noise reduction apparatus and a program therefor that suppress image quality deterioration in a digital video signal with a large subject movement.
前記した課題を解決するため、請求項1に係るノイズ低減装置は、デジタル映像信号に重畳されたノイズを低減するノイズ低減装置であって、映像信号入力手段と、メディアンフィルタと、画素値検出手段と、画素設定値算出手段と、ノイズ低減手段と、シフト量算出手段とを備える構成とした。
In order to solve the above problem, a noise reduction device according to
かかる構成によれば、ノイズ低減装置は、映像信号入力手段によって、外部からデジタル映像信号を入力する。また、ノイズ低減装置は、メディアンフィルタと、映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームとこのフレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の対象画素における中央値を選択する。そして、ノイズ低減装置は、画素値検出手段によって、フレームの対象画素の画素値を検出する。 According to this configuration, the noise reduction device inputs a digital video signal from the outside by the video signal input means. In addition, the noise reduction device presets a pixel at the same screen position as a target pixel in a median filter, a frame constituting the digital video signal input by the video signal input means, and a frame before and after this frame. The median value in a plurality of target pixels is selected. And a noise reduction apparatus detects the pixel value of the object pixel of a flame | frame by a pixel value detection means.
また、ノイズ低減装置は、画素値検出手段が検出した画素値からメディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する。この閾値は、デジタル映像信号に重畳されたノイズレベルのレベル値に応じて予め設定されるものであり、例えば、レベル値が高いときは閾値を大きい値に設定し、レベル値が低いときは閾値を小さい値に設定する。 Further, the noise reduction device determines whether or not the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection unit is larger than a preset threshold value, and the absolute value is When it is not determined that the value is larger than the threshold value, a predetermined pixel setting value is calculated. This threshold value is preset according to the level value of the noise level superimposed on the digital video signal. For example, when the level value is high, the threshold value is set to a large value, and when the level value is low, the threshold value is set. Set to a smaller value.
また、ノイズ低減装置は、ノイズ低減手段によって、画素設定値算出手段において、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、画素値を出力信号とし、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、画素設定値を出力信号として出力する。ここで、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、つまり、対象画素が、画素値が急に変化するエッジ等の動きの大きい部分に設定された場合、ノイズ低減装置は、画素値を出力信号とする。これによって、ノイズ低減装置は、デジタル映像信号において、動きの少ない部分ではノイズ低減処理を行い、動きの大きい部分ではノイズ低減処理を行ってしまうことが少なくなる。
また、ノイズ低減装置は、シフト量算出手段によって、画素値検出手段が検出した画素値とシフト量との対応関係が予め設定され、この対応関係に基づいて、画素値検出手段が検出した画素値に応じたシフト量を算出する。そして、ノイズ低減装置は、画素設定値算出手段によって、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかったときは、画素値が中央値よりも大きいか否かを判定すると共に、画素値が中央値よりも大きいと判定された場合、画素値からシフト量を減算して画素設定値を算出し、画素値が中央値よりも大きいと判定されなかった場合、画素値とシフト量とを加算して画素設定値を算出する。
Further, the noise reduction device, when the pixel setting value calculation unit determines by the noise reduction unit that the absolute value is larger than the threshold value, the pixel value is used as an output signal, and the absolute value is not determined to be larger than the threshold value. In the case, the pixel set value is output as an output signal. Here, when it is determined that the absolute value is larger than the threshold value, that is, when the target pixel is set in a portion with a large movement such as an edge where the pixel value changes suddenly, the noise reduction device changes the pixel value. Output signal. As a result, the noise reduction apparatus performs a noise reduction process in a portion where the motion is small in the digital video signal, and reduces a noise reduction process in a portion where the motion is large.
Further, in the noise reduction device, a correspondence relationship between the pixel value detected by the pixel value detection unit and the shift amount is preset by the shift amount calculation unit, and the pixel value detected by the pixel value detection unit based on this correspondence relationship The shift amount corresponding to is calculated. When the absolute value is not determined to be greater than the threshold by the pixel setting value calculation means, the noise reduction device determines whether the pixel value is greater than the median value, and the pixel value is the median value. If the pixel value is not determined to be greater than the median value, the pixel value is added to the shift amount. A pixel set value is calculated.
また、前記した課題を解決するため、請求項2に係るノイズ低減装置は、デジタル映像信号に重畳されたノイズを低減するノイズ低減装置であって、映像信号入力手段と、ノイズレベル検出手段と、閾値設定手段と、メディアンフィルタと、画素値検出手段と、画素設定値算出手段と、ノイズ低減手段とを備える構成とした。
In order to solve the above-described problem, a noise reduction device according to
かかる構成によれば、ノイズ低減装置は、映像信号入力手段によって、外部からデジタル映像信号を入力する。また、ノイズ低減装置は、ノイズレベル検出手段によって、映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号に重畳されているノイズレベルを、当該ノイズレベルの大きさを示すレベル値として検出する。そして、ノイズ低減装置は、閾値設定手段によって、ノイズレベル検出手段が検出したレベル値に基づいて、閾値を設定する。さらに、ノイズ低減装置は、メディアンフィルタによって、映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームとこのフレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の対象画素における中央値を選択する。さらに、ノイズ低減装置は、画素値検出手段によって、フレームの対象画素の画素値を検出する。 According to this configuration, the noise reduction device inputs a digital video signal from the outside by the video signal input means. In the noise reduction device, the noise level detection means detects the noise level superimposed on the digital video signal input by the video signal input means as a level value indicating the magnitude of the noise level. Then, the noise reduction device sets the threshold value based on the level value detected by the noise level detection means by the threshold value setting means. Furthermore, the noise reduction device uses a median filter to preset a pixel at the same screen position as a target pixel in a frame constituting a digital video signal input by the video signal input means and in a frame before and after this frame. The median value in a plurality of target pixels is selected. Furthermore, the noise reduction device detects the pixel value of the target pixel of the frame by the pixel value detection means.
また、ノイズ低減装置は、画素値検出手段が検出した画素値からメディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する。この閾値は、デジタル映像信号に重畳されたノイズレベルのレベル値に応じて予め設定されるものであり、例えば、レベル値が高いときは閾値を大きい値に設定し、レベル値が低いときは閾値を小さい値に設定する。 The noise reduction device determines whether the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection unit is larger than a preset threshold value, and the absolute value is a threshold value. If it is not determined that the value is larger than the predetermined value, a predetermined pixel setting value is calculated. This threshold value is preset according to the level value of the noise level superimposed on the digital video signal. For example, when the level value is high, the threshold value is set to a large value, and when the level value is low, the threshold value is set. Set to a smaller value.
また、ノイズ低減装置は、ノイズ低減手段によって、画素設定値算出手段において、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、画素値を出力信号とし、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、画素設定値を出力信号として出力する。ここで、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、つまり、対象画素が、画素値が急に変化するエッジ等の動きの大きい部分に設定された場合、ノイズ低減装置は、画素値を出力信号とする。これによって、ノイズ低減装置は、デジタル映像信号において、動きの少ない部分ではノイズ低減処理を行い、動きの大きい領域ではノイズ低減処理を行ってしまうことが少なくなる。 Further, the noise reduction device, when the pixel setting value calculation unit determines by the noise reduction unit that the absolute value is larger than the threshold value, the pixel value is used as an output signal, and the absolute value is not determined to be larger than the threshold value. In the case, the pixel set value is output as an output signal. Here, when it is determined that the absolute value is larger than the threshold value, that is, when the target pixel is set in a portion with a large movement such as an edge where the pixel value changes suddenly, the noise reduction device changes the pixel value. Output signal. As a result, the noise reduction apparatus performs a noise reduction process in a portion where there is little movement in the digital video signal, and reduces a noise reduction process in a region where the movement is large.
また、請求項3に係るノイズ低減装置は、請求項2に記載のノイズ低減装置において、画素設定値算出手段は、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、中央値を画素設定値として出力することを特徴とする。
Moreover, the noise reducing device according to
かかる構成によれば、ノイズ低減装置は、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合にはデジタル映像信号に小さなノイズが含まれると考えられるので、中央値を画素設定値として出力し、この小さなノイズを低減する According to such a configuration, if the absolute value is not determined to be greater than the threshold value, the noise reduction device is considered to contain small noise in the digital video signal, so the median value is output as the pixel setting value, Reduce this small noise
また、請求項4に係るノイズ低減装置は、請求項2に記載のノイズ低減装置において、画素値検出手段が検出した画素値とシフト量との対応関係が予め設定され、この対応関係に基づいて、画素値検出手段が検出した画素値に応じたシフト量を算出するシフト量算出手段をさらに備え、画素設定値算出手段は、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかったときは、画素値が中央値よりも大きいか否かを判定すると共に、画素値が中央値よりも大きいと判定された場合、画素値からシフト量を減算して画素設定値を算出し、画素値が中央値よりも大きいと判定されなかった場合、画素値とシフト量とを加算して画素設定値を算出することを特徴とする。 The noise reducing device according to claim 4, in the noise reduction apparatus according to 請 Motomeko 2, correspondence between the pixel value and the amount of shift pixel value detecting unit detects is set in advance, based on the correspondence relationship The pixel value detecting means further includes a shift amount calculating means for calculating a shift amount according to the pixel value detected by the pixel value detecting means, and the pixel setting value calculating means determines that the pixel value is determined to be greater than the threshold value when the absolute value is not greater than the threshold value. It is determined whether or not the value is greater than the median value, and if it is determined that the pixel value is greater than the median value, the pixel setting value is calculated by subtracting the shift amount from the pixel value. If the pixel value is not determined to be larger than the pixel value, the pixel setting value is calculated by adding the pixel value and the shift amount.
かかる構成によれば、ノイズ低減装置は、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合には対象画素に小さなノイズが含まれると考えられるので、画素値にシフト量を加減算して、画素値に応じた適切な画素設定値を算出し、このノイズを低減する。 According to such a configuration, the noise reduction device is considered to include small noise in the target pixel when the absolute value is not determined to be larger than the threshold value. An appropriate pixel setting value corresponding to the value is calculated, and this noise is reduced.
また、請求項5に記載のノイズ低減装置は、請求項2から請求項4の何れか一項に記載のノイズ低減装置において、ノイズレベル検出手段が、ブロック分割手段と、直交変換手段と、高周波成分検出手段と、高周波成分累計手段と、ノイズレベル判定手段と、を備えることを特徴とする。
A noise reduction device according to claim 5 is the noise reduction device according to any one of
かかる構成によれば、ノイズレベル検出手段は、ブロック分割手段によって、デジタル映像信号を画面ごとに予め定めた大きさのブロックに分割する。この画面を分割したブロックには、画面内において、少なくとも画素値の変化が少ない平坦な部分が含まれている。また、ノイズレベル検出手段は、直交変換手段によって、ブロック分割手段で分割されたブロックを、ブロックごとに直交変換する。これによって、ブロックの画素値が周波数成分の係数に変換されることになる。 According to such a configuration, the noise level detecting means divides the digital video signal into blocks having a predetermined size for each screen by the block dividing means. The block obtained by dividing the screen includes at least a flat portion with little change in pixel value in the screen. Further, the noise level detecting means orthogonally transforms the blocks divided by the block dividing means by the orthogonal transform means for each block. As a result, the pixel value of the block is converted into the coefficient of the frequency component.
また、ノイズレベル検出手段は、高周波成分検出手段によって、直交変換手段で変換されたブロックの直流成分と予め定めた当該直流成分近傍とを除く高周波成分の係数を当該ブロック内で平均化し、当該ブロックの高周波成分のレベルとして検出する。 The noise level detecting means averages the coefficients of the high frequency components excluding the DC component of the block transformed by the orthogonal transform means and the vicinity of the predetermined DC component in the block by the high frequency component detecting means, It is detected as the level of the high frequency component.
また、ノイズレベル検出手段は、高周波成分累計手段によって、高周波成分検出手段で検出された高周波成分のレベルに対応するブロック数を当該レベルごとに累計する。なお、画素値の変化が少ない平坦な部分からなるブロックの高周波成分は、ノイズがなければ、ほとんど“0”となるため、平坦なブロックの高周波成分は、ノイズとみなすことができる。 The noise level detection means accumulates the number of blocks corresponding to the level of the high frequency component detected by the high frequency component detection means for each level by the high frequency component accumulation means. Note that the high-frequency component of a block composed of a flat portion with little change in pixel value is almost “0” if there is no noise, so the high-frequency component of the flat block can be regarded as noise.
また、ノイズレベル検出手段は、ノイズレベル判定手段によって、高周波成分累計手段で累計された高周波成分のレベルの低レベル値から所定数分のブロック数に応じた平均値を、ノイズレベルと判定し出力する。なお、この低レベル値は、高周波成分のレベルの最小値としてもよいし、最小値から予め定めたレベル分大きな値を用いても構わない。これによって、平坦なブロックの高周波成分を精度よく検出することができ、ノイズレベルを判定することができる。 The noise level detection means determines the noise level as an average value corresponding to a predetermined number of blocks from the low level value of the high frequency component level accumulated by the high frequency component accumulation means and outputs the noise level. To do. The low level value may be the minimum value of the high-frequency component level, or a value that is larger than the minimum value by a predetermined level may be used. Thereby, the high-frequency component of the flat block can be detected with high accuracy, and the noise level can be determined.
さらに、請求項6に記載のノイズ低減装置は、請求項2から請求項4の何れか一項に記載のノイズ低減装置において、ノイズレベル検出手段が、ライン抽出手段と、ライン間ノイズレベル検出手段と、レベル累計手段と、ノイズレベル判定手段と、を備えることを特徴とする。
Furthermore, the noise reduction device according to claim 6 is the noise reduction device according to any one of
かかる構成によれば、ノイズレベル検出手段は、ライン抽出手段によって、デジタル映像信号から画面を構成するラインである対象ラインと当該対象ラインに隣接する隣接ラインとを相関ライン群として順次抽出する。なお、この相関ライン群(対象ライン、隣接ライン)は、画面に対し水平方向のラインとしてもよいし、垂直方向のラインとしてもよい。 According to this configuration, the noise level detection unit sequentially extracts the target line that is a line constituting the screen and the adjacent line adjacent to the target line as a correlation line group from the digital video signal by the line extraction unit. The correlation line group (target line and adjacent line) may be a horizontal line or a vertical line with respect to the screen.
また、ノイズレベル検出手段は、ライン間ノイズレベル検出手段によって、ライン抽出手段で抽出された相関ライン群において、対象ラインと隣接ラインとの対応する画素の画素値の差分を平均化する。ここで、対応する画素とは、ラインを水平に選択した場合は、同一の水平位置の画素をいい、ラインを垂直に選択した場合は、同一の垂直位置の画素をいう。 The noise level detection means averages the pixel value differences of the corresponding pixels between the target line and the adjacent line in the correlation line group extracted by the line extraction means by the inter-line noise level detection means. Here, the corresponding pixel means a pixel at the same horizontal position when the line is selected horizontally, and a pixel at the same vertical position when the line is selected vertically.
なお、隣接ラインの画素値の差分は、画像成分が小さくなり、無相関ノイズの成分が大きくなる。この場合、通常、無相関ノイズは、画像成分よりも2倍(3dB)程度高くなる。そこで、ライン間ノイズレベル検出手段は、対象ラインと隣接ラインとの画素値の差分の平均値を、対象ラインの相関ライン群におけるライン間ノイズレベルとして検出する。ここで、隣接ラインは、画面上において、対象ラインのいずれか一方(水平方向のラインの場合は上または下、垂直方向のラインの場合は右または左)の1ライン、あるいは、その両方であってもよい。 Note that the difference between the pixel values of adjacent lines has a smaller image component and a larger uncorrelated noise component. In this case, the uncorrelated noise is usually about twice (3 dB) higher than the image component. Therefore, the inter-line noise level detection means detects the average value of the pixel value difference between the target line and the adjacent line as the inter-line noise level in the correlation line group of the target line. Here, the adjacent line is one of the target lines on the screen (up or down for a horizontal line, right or left for a vertical line), or both. May be.
また、ノイズレベル検出手段は、レベル累計手段によって、ライン間ノイズレベル検出手段で検出されたライン間ノイズレベルに対応するライン数を当該ライン間ノイズレベルごとに累計する。このように累計されたライン間ノイズレベルのうち、当該レベルが小さいものほど、無相関ノイズによって発生したノイズであるとみなすことができる。 The noise level detection means accumulates the number of lines corresponding to the inter-line noise level detected by the inter-line noise level detection means for each inter-line noise level. Of the accumulated inter-line noise levels, the smaller the level is, the more noise can be regarded as noise generated by uncorrelated noise.
また、ノイズレベル検出手段は、ノイズレベル判定手段によって、レベル累計手段で累計されたライン間ノイズレベルの低レベル値から所定数分のライン数に応じた平均値を、ノイズレベルと判定し出力する。なお、この低レベル値は、ライン間ノイズレベルの最小値としてもよいし、最小値から予め定めたレベル分大きな値を用いても構わない。これによって、無相関ノイズの成分を精度よく検出することができ、ノイズレベルを判定することができる。 The noise level detection means determines and outputs an average value corresponding to a predetermined number of lines as a noise level from the low level value of the inter-line noise level accumulated by the level accumulation means by the noise level determination means. . The low level value may be the minimum value of the noise level between lines, or a value that is larger than the minimum value by a predetermined level may be used. As a result, the uncorrelated noise component can be detected with high accuracy, and the noise level can be determined.
また、前記した課題を解決するため、請求項7に係るノイズ低減プログラムは、デジタル映像信号に重畳されたノイズを低減するために、コンピュータを、映像信号入力手段、ノイズレベル検出手段、閾値設定手段、メディアンフィルタ、画素値検出手段、画素設定値算出手段、ノイズ低減手段として機能させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a noise reduction program according to a seventh aspect includes a computer, a video signal input unit, a noise level detection unit, and a threshold setting unit in order to reduce noise superimposed on a digital video signal. , Median filter, pixel value detection means, pixel set value calculation means, and noise reduction means.
かかる構成によれば、ノイズ低減プログラムは、映像信号入力手段によって、デジタル映像信号を入力する。また、ノイズ低減プログラムは、ノイズレベル検出手段によって、映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号に重畳されているノイズレベルを、ノイズレベルの大きさを示すレベル値として検出する。また、ノイズ低減プログラムは、閾値設定手段によって、ノイズレベル検出手段が検出したレベル値に基づいて、閾値を設定する。また、ノイズ低減プログラムは、メディアンフィルタによって、映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームとこのフレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の対象画素における中央値を選択する。そして、ノイズ低減プログラムは、画素値検出手段によって、フレームの対象画素の画素値を検出する。 According to such a configuration, the noise reduction program inputs a digital video signal by the video signal input means. The noise reduction program detects the noise level superimposed on the digital video signal input by the video signal input unit as a level value indicating the magnitude of the noise level by the noise level detection unit. The noise reduction program sets the threshold value based on the level value detected by the noise level detection means by the threshold value setting means. In addition, the noise reduction program uses a median filter to preset a pixel at the same screen position as a target pixel in a frame constituting a digital video signal input by the video signal input means and in a frame before and after this frame. The median value in a plurality of target pixels is selected. And a noise reduction program detects the pixel value of the object pixel of a flame | frame by a pixel value detection means.
また、ノイズ低減プログラムは、画素設定値算出手段によって、画素値検出手段が検出した画素値からメディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が閾値設定手段で設定した閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する。この閾値は、デジタル映像信号に重畳されたノイズレベルのレベル値に応じて予め設定されるものであり、例えば、レベル値が高いときは閾値を大きい値に設定し、レベル値が低いときは閾値を小さい値に設定する。 The noise reduction program determines whether the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection means by the pixel setting value calculation means is greater than the threshold value set by the threshold setting means . When the absolute value is not determined to be larger than the threshold value, a predetermined pixel setting value is calculated. This threshold value is preset according to the level value of the noise level superimposed on the digital video signal. For example, when the level value is high, the threshold value is set to a large value, and when the level value is low, the threshold value is set. Set to a smaller value.
また、ノイズ低減プログラムは、ノイズ低減手段によって、画素設定値算出手段において、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、画素値を出力信号とし、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、画素設定値を出力信号として出力する。ここで、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、対象画素が、例えば、エッジ等の画素値が急に変化、つまり、動きの大きい領域に設定されていると考えられるため、ノイズ低減プログラムは、画素値を出力信号とする。これによって、ノイズ低減プログラムは、デジタル映像信号において、動きの少ない領域ではノイズ低減処理を行いつつ、動きの大きい領域にノイズ低減処理を行ってしまうことが少なくなる。 Further, the noise reduction program, when the pixel setting value calculation unit determines that the absolute value is larger than the threshold value by the noise reduction unit, uses the pixel value as an output signal, and does not determine that the absolute value is larger than the threshold value. In the case, the pixel set value is output as an output signal. Here, when it is determined that the absolute value is larger than the threshold value, it is considered that the target pixel is set to a region where the pixel value of an edge or the like suddenly changes, that is, a large movement, for example. The program uses the pixel value as an output signal. As a result, the noise reduction program performs noise reduction processing in a region with little motion while reducing noise in a region with large motion in the digital video signal.
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
請求項1,2,7に係る発明では、デジタル映像信号における動きの少ない部分ではノイズ低減処理を行い、動きの大きい部分ではノイズ低減処理を行うことが少なくなるため、被写体の動きが大きいデジタル映像信号での画質劣化を抑制することができる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
According to the first, second, and seventh aspects of the present invention, noise reduction processing is performed in a portion with little motion in the digital video signal, and noise reduction processing is performed less in a portion with large motion. It is possible to suppress image quality deterioration in the signal.
請求項3に係る発明では、デジタル映像信号に含まれる小さなノイズを低減することができ、画質をより向上させることができる。
請求項1,4に係る発明では、適切な画素設定値を算出して、デジタル映像信号に含まれる小さなノイズをこの画素設定値に基づいて低減するため、画質をより向上させると共に、ノイズを低減しすぎることがない。
In the invention according to
According to the first and fourth aspects of the invention, an appropriate pixel setting value is calculated, and small noise included in the digital video signal is reduced based on the pixel setting value, so that the image quality is further improved and the noise is reduced. Don't do too much.
請求項5,6に記載の発明によれば、ブランキング期間が存在しないデジタル映像信号であっても、デジタル映像信号に重畳されたノイズレベルを検出することができ、デジタル映像信号から精度よくノイズを除去することができる。 According to the fifth and sixth aspects of the present invention, it is possible to detect the noise level superimposed on the digital video signal even if the digital video signal has no blanking period, and to accurately detect noise from the digital video signal. Can be removed.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, means having the same function and the same member are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(第1実施形態)
[ノイズ低減装置の構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係るノイズ低減装置の構成を示すブロック図である。このノイズ低減装置1は、ノイズが重畳されたデジタル映像信号(以下、単に映像信号と略記する場合もある)から、ノイズを低減させるものである。ここでは、ノイズ低減装置1は、ノイズレベル検出装置2を接続している。
(First embodiment)
[Configuration of noise reduction device]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a noise reduction apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
ノイズレベル検出装置(ノイズレベル検出手段)2は、映像信号に重畳されているノイズレベルを、このノイズレベルの大きさを示すレベル値として検出するものである。ここでは、ノイズレベル検出装置2は、デジタル映像信号に重畳されているノイズレベルのレベル値をフレーム単位で検出するものとする。このノイズレベル検出装置2については、後で詳細に説明を行うことにする。なお、ノイズレベル検出装置2が、請求項に記載のノイズレベル検出手段に相当する。
The noise level detection device (noise level detection means) 2 detects the noise level superimposed on the video signal as a level value indicating the magnitude of the noise level. Here, it is assumed that the noise
以下、ノイズ低減装置1の構成を詳細に説明する。
ノイズ低減装置1は、図1に示すように、デジタル映像信号に重畳されたノイズを低減するものであって、入力端子(映像信号入力手段)TIN1と、入力端子TIN2と、メディアンフィルタ11と、画素値検出手段12と、閾値設定手段13と、画素設定値算出手段14と、ノイズ低減手段15と、出力端子(映像信号出力手段)TOUTとを備える。
Hereinafter, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
入力端子(映像信号入力手段)TIN1は、デジタル映像信号を入力するものである。そして、入力端子TIN1は、入力されたデジタル映像信号を、メディアンフィルタ11と画素値検出手段12とに出力する。なお、入力端子TIN1が、請求項に記載の映像信号入力手段に相当する。
The input terminal (video signal input means) TIN1 is for inputting a digital video signal. The input terminal T IN1 outputs the input digital video signal to the
メディアンフィルタ11は、入力端子TIN1で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームとこのフレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の対象画素における中央値(メディアン値)を選択するものである。
The
画素値検出手段12は、入力端子TIN1で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームの対象画素の画素値を検出するものである。なお、画素値とは、例えば、対象画素の輝度値である。 The pixel value detection means 12 detects the pixel value of the target pixel of the frame constituting the digital video signal input at the input terminal TIN1 . The pixel value is, for example, the luminance value of the target pixel.
<中央値の選択及び画素値の検出>
以下、図2を参照し、メディアンフィルタ11による中央値の選択、及び、画素値検出手段12による画素値の検出について、詳細に説明する(適宜図1参照)。図2は、本発明における中央値の選択及び画素値の検出を説明する図である。
<Selection of median value and detection of pixel value>
Hereinafter, the selection of the median value by the
ここで、図2では、フレーム#N−1、フレーム#N、フレーム#N+1という3枚の連続したフレームを示した。この例では、フレーム#N−1及びフレーム#N+1が、フレーム#Nの前後フレームとなる。そして、フレーム#N−1、フレーム#N、フレーム#N+1のそれぞれには、同一の画面位置に対象画素pが設定されている。なお、この対象画素pは、その画面位置が特に制限されず、画面の端又は中央といった任意の画面位置に設定することができる。 Here, FIG. 2 shows three consecutive frames, frame # N−1, frame #N, and frame # N + 1. In this example, frame # N−1 and frame # N + 1 are the frames before and after frame #N. The target pixel p is set at the same screen position in each of the frame # N−1, the frame #N, and the frame # N + 1. Note that the screen position of the target pixel p is not particularly limited, and can be set to any screen position such as the edge or center of the screen.
まず、メディアンフィルタ11は、フレーム#Nの対象画素pにおける画素値(例えば、100)を取得する。また、メディアンフィルタ11は、フレーム#N−1の対象画素pにおける画素値(例えば、105)を取得する。そして、メディアンフィルタ11は、フレーム#N+1の対象画素pにおける画素値(例えば、150)を取得する。
First, the
また、メディアンフィルタ11は、フレーム#N−1、フレーム#N、フレーム#N+1の対象画素pにおける3個の画素値から中央値を選択する。この例では、フレーム#N−1、フレーム#N、フレーム#N+1の画素値がそれぞれ100、105及び150なので、メディアンフィルタ11は、これらの中から105を中央値として選択し、この中央値を、画素設定値算出手段14に出力する。なお、図2では、3のフレームから中央値を選択する例を説明したが、メディアンフィルタ11は、5以上の奇数のフレームから中央値を選択しても良い。
The
次に、画素値検出手段12は、フレーム#Nの対象画素pの画素値(例えば、100)を検出する。また、画素値検出手段12は、検出したこの画素値を画素設定値算出手段14に出力する。そして、後記する画素設定値算出手段14が、予め設定された閾値と、メディアンフィルタ11が出力する中央値と、画素値検出手段12が検出した画素値とを用いて、画素設定値を算出する。
Next, the pixel
以下、図1に戻り、ノイズ低減装置1の構成の説明を続ける。
入力端子(ノイズレベル入力手段)TIN2は、ノイズレベル検出装置2が検出したノイズレベルのレベル値を入力するものである。そして、入力端子TIN2は、入力されたレベル値を閾値設定手段13に出力する。
Hereinafter, returning to FIG. 1, the description of the configuration of the
The input terminal (noise level input means) TIN2 is used to input the level value of the noise level detected by the noise
閾値設定手段13は、入力端子TIN2から入力されたレベル値に基づいて、後記する閾値を設定するものである。本実施形態では、閾値設定手段13は、このレベル値が高くなるほど閾値が大きくなり、かつ、レベル値が低くなるほど閾値が小さくなる対応付けを定義したテーブル又は関数を、図示を省略したROM(Read Only Memory)等の記憶手段に予め記憶しておく。そして、閾値設定手段13は、このテーブル又は関数を参照し、入力されたレベル値に基づいた閾値を設定し、この閾値を画素設定値算出手段14に出力しても良い。
The threshold value setting means 13 sets a threshold value to be described later based on the level value input from the input terminal TIN2 . In the present embodiment, the threshold setting means 13 stores a table or function defining an association in which the threshold value increases as the level value increases and the threshold value decreases as the level value decreases. It is stored in advance in storage means such as “Only Memory”. Then, the
画素設定値算出手段14は、画素値検出手段12が検出した画素値からメディアンフィルタ11が選択した中央値の差の絶対値が、閾値設定手段13が出力した閾値よりも大きいか否かを判定するものである。本実施形態では、画素設定値算出手段14は、下記式(1)を用いて、前記した判定を行うこととした。なお、(1)式において、xは画素値検出手段12が検出した画素値、βはメディアンフィルタ11が選択した中央値、及び、αは閾値設定手段13が出力した閾値である。また、(1)式では、「||」は、絶対値を示す。
The pixel setting value calculation means 14 determines whether or not the absolute value of the difference between the median values selected by the
ここで、(1)式によって、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、画素設定値算出手段14は、絶対値が閾値よりも大きいことを示す判定結果と、画素値とをノイズ低減手段15に出力する。一方、(1)式によって、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、画素設定値算出手段14は、後記する方法で画素設定値を算出する。そして、画素設定値算出手段14は、絶対値が閾値よりも大きくないことを示す判定結果と、算出した画素設定値とをノイズ低減手段15に出力する。
Here, when it is determined by the expression (1) that the absolute value is larger than the threshold value, the pixel setting
<画素設定値の算出の第1例>
以下、画素設定値の算出について、具体的に説明する。
第1例としては、画素設定値算出手段14は、下記(2)式の計算、つまり、メディアンフィルタ11が選択した中央値を画素設定値として出力する。この第1例は、非常に簡素な計算であり、ノイズ低減装置1は、ノイズ低減処理をより高速に行うことができる。なお、(2)式において、x´は画素設定値である。
<First Example of Calculation of Pixel Setting Value>
Hereinafter, the calculation of the pixel setting value will be specifically described.
As a first example, the pixel setting value calculation means 14 outputs the calculation of the following equation (2), that is, the median value selected by the
<画素設定値の算出の第2例>
第2例としては、画素設定値算出手段14は、下記(3)式の計算結果を設定値として出力する。なお、(3)式において、signは、引数が正であれば「1」、引数が負であれば「−1」、及び、引数が「0」であれば「0」を返す関数である。また、(3)式において、sftは、後記するシフト量である。
<Second Example of Calculation of Pixel Setting Value>
As a second example, the pixel set value calculation means 14 outputs the calculation result of the following formula (3) as a set value. In the expression (3), sign is a function that returns “1” if the argument is positive, “−1” if the argument is negative, and “0” if the argument is “0”. . In the equation (3), sft is a shift amount described later.
このように、前記した(3)式にて、画素設定値算出手段14は、画素値が中央値よりも大きいか否かを判定する。そして、画素設定値算出手段14は、画素値が中央値よりも大きいと判定された場合、画素値からシフト量を減算して画素設定値を算出する。一方で、画素設定値算出手段14は、画素値が中央値よりも大きいと判定されなかった場合、画素値とシフト量とを加算して画素設定値を算出する。なお、画素値と中央値とが等しい場合、式(3)の計算結果では、画素値と画素設定値とが等しくなるため、画素設定値算出手段14は、画素設定値を算出しないこととしても良い。
Thus, in the above-described equation (3), the pixel setting
なお、(3)式を用いるためには、シフト量を算出する必要があるため、画素設定値算出手段14は、シフト量算出手段14aを備える。
シフト量算出手段14aは、画素値検出手段12が検出した画素値とシフト量との対応関係が予め設定され、対応関係に基づいて、画素値検出手段11が検出した画素値に応じたシフト量を算出するものである。
Since the shift amount needs to be calculated in order to use equation (3), the pixel set
The shift
ここで、画素値とシフト量との対応関係としては、図3(a)で示すように、連続する画素値を一定間隔で区切った画素区間に対し、この画素区間毎に異なる値のシフト量を対応付けたものがある。ここでは、例えば、画素値が0以上16未満の画素区間ではシフト量が10、画素値が16以上64未満の画素区間ではシフト量が20、画素値が64以上128未満の画素区間ではシフト量が30、及び、画素値が128以上255未満の画素区間ではシフト量が40といったように、画素区間の画素値が大きくなる程にシフト量が大きくなる対応関係を有する。 Here, as a correspondence relationship between the pixel value and the shift amount, as shown in FIG. 3A, a shift amount having a different value for each pixel section with respect to a pixel section obtained by dividing continuous pixel values at a constant interval. Are associated with each other. Here, for example, the shift amount is 10 in the pixel interval where the pixel value is 0 or more and less than 16, the shift amount is 20 in the pixel interval where the pixel value is 16 or more and less than 64, and the shift amount is in the pixel interval where the pixel value is 64 or more and less than 128. Is 30 and the pixel value of 128 or more and less than 255 is such that the shift amount is 40, such that the shift amount increases as the pixel value of the pixel interval increases.
また、画素値とシフト量との対応関係としては、画素値が大きくなる程に大きいシフト量を返す関数がある。図3(b)は、この関数の出力をプロットしたものであり、この関数によれば、画素値が大きくなる程にシフト量も大きくなることがわかる。つまり、シフト量算出手段14aは、図3(a)で示す対応関係又は図3(b)で示す対応関係(関数)を用いて、シフト量を算出する。なお、図3(a)及び図3(b)は、対応関係の一例であり、これらに限定されないことは言うまでもない。
In addition, as a correspondence relationship between the pixel value and the shift amount, there is a function that returns a larger shift amount as the pixel value increases. FIG. 3B is a plot of the output of this function. According to this function, it can be seen that the shift amount increases as the pixel value increases. That is, the shift
以下、図1に戻り、ノイズ低減装置1の構成の説明を続ける。
ノイズ低減手段15は、画素設定値算出手段14において、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合、画素値を出力信号とし、絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合、画素設定値を出力信号として出力するものである。本実施形態では、ノイズ低減手段15は、画素設定値算出手段14から、絶対値が閾値よりも大きいことを示す判定結果が入力された場合、画素値を出力信号とする。一方、ノイズ低減手段15は、画素設定値算出手段14から、絶対値が閾値よりも大きくないことを示す判定結果が入力された場合、算出した画素設定値を出力信号とする。
Hereinafter, returning to FIG. 1, the description of the configuration of the
The
出力端子(映像信号出力手段)TOUTは、ノイズ低減手段15からの出力信号を出力するものである。 The output terminal (video signal output means) T OUT outputs an output signal from the noise reduction means 15.
[ノイズ低減装置の動作]
以下、図4を参照し、図1のノイズ低減装置の動作について説明する(適宜図1参照)。図4は、図1のノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。なお、図4では、ノイズ低減装置1に予めデジタル映像信号が入力されており、かつ、閾値が設定されているものとする。
[Operation of noise reduction device]
Hereinafter, the operation of the noise reduction device of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 4 (see FIG. 1 as appropriate). FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the noise reduction apparatus of FIG. In FIG. 4, it is assumed that a digital video signal is input to the
まず、ノイズ低減装置1は、メディアンフィルタ11によって、入力端子TIN1で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームとこのフレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の対象画素における中央値を選択する(ステップS1)。
First, the
ステップS1の処理に続いて、ノイズ低減装置1は、画素値検出手段12によって、入力端子TIN1で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームの対象画素の画素値を検出する(ステップS2)。なお、ステップS1の処理及びステップS2は、その順番を問わず、ステップS2の処理の後にステップS1の処理を行っても良い。
Following the processing of step S1, the
ステップS2の処理に続いて、ノイズ低減装置1は、画素設定値算出手段14によって、前記した式(1)により、画素値検出手段12が検出した画素値からメディアンフィルタ11が選択した中央値の差の絶対値が、閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS3)。
Subsequent to the processing in step S2, the
絶対値が閾値よりも大きいと判定されなかった場合(ステップS3でYes)、ノイズ低減装置1は、画素設定値算出手段14によって、例えば、前記した第1例又は前記した第2例の方法で、画素設定値を算出する(ステップS4)。そして、ノイズ低減装置1は、ノイズ低減手段15は、画素設定値算出手段14が算出した画素設定値を出力信号として出力する(ステップS5)。
When it is not determined that the absolute value is larger than the threshold value (Yes in step S3), the
一方、絶対値が閾値よりも大きいと判定された場合(ステップS3でNo)、ノイズ低減装置1は、ノイズ低減手段15によって、画素値を出力信号として出力する(ステップS6)。なお、ノイズ低減装置1は、ある対象画素について前記したノイズ低減処理を実行したら、対象画素の画面位置を異なる場所に再設定して、前記したノイズ低減処理を行っても良い。さらに、ノイズ低減装置1は、対象画素の再設定を繰り返して、フレームの全画素についてノイズ低減処理を行っても良い。
On the other hand, when it is determined that the absolute value is larger than the threshold value (No in step S3), the
以上のように、本実施形態に係るノイズ低減装置1によれば、動きの少ない部分ではノイズ低減処理を行い、動きの大きい部分ではノイズ低減処理を行うことが少なくなるため、被写体の動きが大きいデジタル映像信号での画質劣化を抑制することができる。例えば、左腕や右足等の動きが大きい部分がデジタル映像信号に含まれる場合でも、図5に示すように、ノイズ低減装置1は、この動きの大きい部分にノイズ低減処理を行うことが少ないため、図21と比べて、画像劣化の発生を抑制することができる。
As described above, according to the
なお、本発明に係るノイズ低減装置は、一般的なコンピュータの演算装置及び記憶装置といったハードウェア資源を、図1のノイズ低減装置1の各手段として協調動作させるプログラムで実現することもできる。このプログラムは、CD−ROM等で配布することができ、インターネットを介してダウンロード可能としても良い。
Note that the noise reduction apparatus according to the present invention can also be realized by a program that causes hardware resources such as a general computer arithmetic unit and a storage device to operate cooperatively as each unit of the
なお、本発明に係るノイズ低減装置の構成は、図1に限定されない。例えば、オペレータ等が閾値を手動で計算して設定する場合、図1のノイズ低減装置1から入力端子TIN2と閾値設定手段13とを除いて、より簡素な構成にできる。一方、図1のノイズ低減装置1の内部にノイズレベル検出装置2を備える構成としても良い。以下、本構成について、第2実施形態として説明する。
The configuration of the noise reduction device according to the present invention is not limited to FIG. For example, when an operator or the like manually calculates and sets the threshold value, the input terminal TIN2 and the threshold
(第2実施形態)
[ノイズ低減装置]
図6を参照して、本発明の第2実施形態に係るノイズ低減装置の構成について説明する。図6は、本発明の第2実施形態に係るノイズ低減装置の構成を示すブロック構成図である。ここでは、ノイズ低減装置1Cは、入力端子(映像信号入力手段)TIN1と、メディアンフィルタ11と、画素値検出手段12と、閾値設定手段13と、画素設定値算出手段14と、ノイズ低減手段15と、ノイズレベル検出装置2と、出力端子(映像信号出力手段)TOUTとを備える。
(Second Embodiment)
[Noise reduction device]
With reference to FIG. 6, the structure of the noise reduction apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the noise reduction apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, the noise reduction apparatus 1C includes an input terminal (video signal input means) TIN1 , a
ノイズレベル検出装置2は、入力端子(映像信号入力手段)TIN1を介して、映像信号を入力し、ノイズレベルを検出した後、そのノイズレベル(レベル値)を閾値設定手段13に出力する。
また、ノイズ低減装置1Cの動作は、基本的に図4で説明したノイズ低減装置1(図1参照)の動作と同一であるため説明を省略する。
The noise
The operation of the noise reduction device 1C is basically the same as the operation of the noise reduction device 1 (see FIG. 1) described in FIG.
これによって、ノイズ低減装置1Cは、1入力1出力の構成で映像信号からノイズを軽減した映像信号を生成することができる。 Accordingly, the noise reduction device 1C can generate a video signal in which noise is reduced from the video signal with a configuration of one input and one output.
[ノイズレベル検出装置(手段)の構成]
次に、図1、図6で説明したノイズレベル検出装置2、ノイズレベル検出装置2の構成について、詳細に説明を行う。
このノイズレベル検出装置2は、ノイズが重畳された映像信号から、ノイズのレベルを検出するものである。ここでは、ノイズレベル検出装置(手段)2の例として、2つの構成を例として説明する。
[Configuration of Noise Level Detection Device (Means)]
Next, the configuration of the noise
The noise
第1の例は、ノイズレベル検出装置2が、映像を構成するフレーム(画面)内において、所定のブロックごとに、少なくとも画素値の変化が少ない平坦な部分を探索し、その部分に重畳されている信号成分をノイズのレベルとして検出するものである。
第2の例は、ノイズレベル検出装置2が、映像を構成するフレーム(画面)内のラインの相関によって、映像信号内に重畳されているノイズレベルを検出するものである。
In the first example, the noise
In the second example, the noise
(第1の例:ノイズレベル検出装置〔ブロック型ノイズレベル検出〕の構成)
まず、図7を参照して、第1の例に係るノイズレベル検出装置2の構成について説明する。図7は、第1の例に係るノイズレベル検出装置の構成を示すブロック構成図である。
通常、映像の画面(画像)には、画素値の変化が少ない平坦な部分、例えば、空のような無限遠の領域や、カメラのピントが合っていない領域等が存在する。これらの領域は、画像の周波数成分において、高周波成分の少ない領域である。一方、ノイズは、粒子が細かい高周波成分である。すなわち、画面内において、高周波成分の少ない領域における高周波成分は、ノイズによって重畳されたものとみなすことができる。
(First example: configuration of noise level detection device [block type noise level detection])
First, the configuration of the noise
Usually, a video screen (image) has a flat portion with little change in pixel value, for example, an infinite region such as the sky, a region where the camera is not in focus, or the like. These areas are areas where the frequency components of the image have few high frequency components. On the other hand, noise is a high-frequency component with fine particles. That is, in the screen, the high frequency component in the region with a low high frequency component can be regarded as being superimposed by noise.
そこで、ノイズレベル検出装置2は、画面内において、高周波成分の少ない領域における高周波成分から、ノイズレベルを検出する。
ここでは、ノイズレベル検出装置2は、ブロック化手段21と、直交変換手段22と、高周波成分検出手段23と、高周波成分累計手段24と、ノイズレベル判定手段25と、を備えている。
Therefore, the noise
Here, the noise
ブロック化手段21は、映像信号を所定の大きさのブロックごとのデータに変換するものである。このブロック化手段21は、外部から映像信号を入力し、分割したブロックを直交変換手段22に出力する。ここでは、ブロック化手段21は、ブロック分割手段21aと、ブロック選択手段21bと、を備えている。
The blocking
ブロック分割手段21aは、画面ごと、すなわち、画面を構成するフィールドまたはフレームごとに、映像信号を予め定めた大きさのブロックに分割するものである。このブロックの大きさは、特に限定するものではないが、例えば、4×4画素〜128×128画素程度の大きさに分割する。 The block dividing means 21a divides the video signal into blocks of a predetermined size for each screen, that is, for each field or frame constituting the screen. Although the size of this block is not particularly limited, for example, the block is divided into sizes of about 4 × 4 pixels to 128 × 128 pixels.
ブロック選択手段21bは、ブロック分割手段21aで分割されたブロックを、画面内において画面全体に対して予め定めた割合以上となるように部分的に選択するものである。このブロック選択手段21bで選択されたブロックは、直交変換手段22に出力される。例えば、ブロック選択手段21bは、図8(a)に示すように、画面D内において、ブロックBごとに隙間を設け、画面全体の50%以上(より好ましくは70%以上)の領域をカバーするように複数のブロックB,B,…を選択する。これによって、画面内において、画素値の変化が少ない平坦な部分の候補となる領域を含んだブロックが選択されることになる。
The block selection means 21b is for partially selecting the blocks divided by the block dividing means 21a so that the ratio is equal to or higher than a predetermined ratio with respect to the entire screen in the screen. The block selected by the
なお、ここでは、ブロック選択手段21bが、画面内から予め定めた割合以上となるように部分的にブロックを選択することとしたが、図8(b)に示すように、画面D全体のブロックを選択することとしてもよい。この場合、ブロック選択手段21bを構成から省き、ブロック分割手段21aで分割されたブロックのすべてが、直交変換手段22に出力されることになる。
Here, the block selection means 21b partially selects the blocks so that the ratio is equal to or higher than a predetermined ratio from the screen. However, as shown in FIG. It is good also as selecting. In this case, the
直交変換手段22は、ブロック化手段21から出力されるブロックを、ブロックごとに直交変換するものである。この直交変換手段22は、各ブロックを直交変換することで、ブロックを周波数成分に変換する。この周波数成分は、高周波成分検出手段23に出力される。例えば、直交変換手段22は、直交変換の一種である離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)により、ブロックを周波数成分に変換する。これによって、図9に示すように、例えば、4×4画素のブロックBの画素値(p11〜p14,p21〜p24,p31〜p34,p41〜p44)は、画素数と同数の周波数成分の大きさを示す値(DCT係数;x11〜x14,x21〜x24,x31〜x34,x41〜x44)に変換される。このDCT係数は、図中、左上の係数x11が直流成分を表し、右下、左下方向に向かって周波数が高くなっていく。
The
なお、この直交変換は、ブロックの離散信号を周波数領域に変換するものであれば、DCT変換以外の変換を用いてもよい。例えば、離散サイン変換(DST:Discrete Sine Transform)、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)、アダマール変換等を用いることができる。このように、ブロックの離散信号を周波数領域に変換することで、各ブロックがどの周波数成分を有しているのかを解析することが可能になる。 In addition, as long as this orthogonal transformation transforms the discrete signal of a block into a frequency domain, you may use transformations other than DCT transformation. For example, discrete sine transform (DST), fast Fourier transform (FFT), Hadamard transform, or the like can be used. Thus, by converting the discrete signal of a block into the frequency domain, it becomes possible to analyze which frequency component each block has.
高周波成分検出手段23は、直交変換手段22で変換されたブロックの直流成分と予め定めた当該直流成分近傍とを除く高周波成分の係数を当該ブロック内で平均化し、当該ブロックの高周波成分のレベルとして検出するものである。 The high frequency component detection means 23 averages the coefficients of the high frequency components excluding the DC component of the block converted by the orthogonal transform means 22 and the predetermined vicinity of the DC component in the block, and obtains the level of the high frequency component of the block. It is to detect.
なお、直交変換された周波数成分において、直流成分を含む低周波成分は、画像信号の周波数成分を多く含む成分である。そこで、ここでは、高周波成分検出手段23は、その低周波数成分の係数を“0”とし、他の領域の高周波数成分の係数をブロック内で平均化することで、当該ブロックの高周波成分のレベルとみなすこととする。なお、この平均化は、各高周波成分の係数の二乗平均和の平方根、絶対値平均等により算出することができる。 In the orthogonally transformed frequency component, the low frequency component including the direct current component is a component including a large amount of the frequency component of the image signal. Therefore, here, the high frequency component detection means 23 sets the coefficient of the low frequency component to “0” and averages the coefficient of the high frequency component in the other region within the block, thereby obtaining the level of the high frequency component of the block. Will be considered. This averaging can be calculated by the square root of the mean square sum of the coefficients of each high-frequency component, the absolute value average, or the like.
ここで、図10を参照(適宜図7参照)して、高周波成分検出手段23が、ブロックの周波数成分から高周波成分のレベルを検出する手法について説明する。図10は、ブロックの周波数成分から高周波成分のレベルを検出する手法を説明するための模式的な説明図である。図10(a)は、直交変換手段22によって求められたあるブロックの周波数係数(図9(b)相当)を示し、図10(b)は、その周波数成分から高周波成分のみを抽出した状態を示している。なお、ここでは、説明を簡略化するため、ブロックの大きさを4×4画素の大きさとする。 Here, with reference to FIG. 10 (refer to FIG. 7 as appropriate), a method in which the high frequency component detection means 23 detects the level of the high frequency component from the frequency component of the block will be described. FIG. 10 is a schematic explanatory diagram for explaining a method of detecting the level of the high frequency component from the frequency component of the block. FIG. 10 (a) shows a frequency coefficient (corresponding to FIG. 9 (b)) of a certain block obtained by the orthogonal transform means 22, and FIG. 10 (b) shows a state in which only a high frequency component is extracted from the frequency component. Show. Here, in order to simplify the description, the block size is assumed to be 4 × 4 pixels.
図10(a)に示すように、直交変換手段22によって、あるブロックを直交変換し、ブロックの画素数と同数(ここでは、4×4個)の係数が求められているとする。
このとき、高周波成分検出手段23は、直流成分および直流成分の近傍の係数として、直流成分と直流成分を含んだ水平周波数成分および垂直周波数成分との係数を“0”とみなし(図10(b)参照)、他の係数を高周波成分の係数として抽出する。すなわち、係数x11,x12,x13,x14,x21,x31,x41を“0”とみなし、他の係数x22,x23,x24,x32,x33,x34,x42,x43,x44を高周波成分の係数として抽出する。
As shown in FIG. 10A, it is assumed that a certain block is orthogonally transformed by the orthogonal transformation means 22 and the same number of coefficients as the number of pixels of the block (here, 4 × 4) are obtained.
At this time, the high frequency component detecting means 23 regards the DC component and the coefficient of the horizontal frequency component including the DC component and the coefficient of the vertical frequency component as “0” as the coefficients in the vicinity of the DC component (FIG. 10B). )), And extract other coefficients as high-frequency component coefficients. That is, the coefficients x 11 , x 12 , x 13 , x 14 , x 21 , x 31 , x 41 are regarded as “0”, and the other coefficients x 22 , x 23 , x 24 , x 32 , x 33 , x 34 are considered. , X 42 , x 43 , x 44 are extracted as high frequency component coefficients.
そして、高周波成分検出手段23は、高周波成分の係数として抽出した各係数を、ブロック内で平均化することで、当該ブロックの高周波成分のレベルとする。ここで、二乗平均和の平方根により平均化を行う場合、高周波成分検出手段23は、以下の(4)式により、高周波成分のレベルLを算出する。
Then, the high frequency component detection means 23 averages each coefficient extracted as a high frequency component coefficient within the block, thereby obtaining the level of the high frequency component of the block. Here, when averaging is performed using the square root of the mean square sum, the high frequency
あるいは、絶対値平均により平均化を行う場合、高周波成分検出手段23は、以下の(5)式により、高周波成分のレベルLを算出する。
Alternatively, in the case of averaging by absolute value averaging, the high frequency
前記した(4)式、(5)式において、係数16/9は、正規化係数であって、9個の高周波成分の係数を、ブロック全体の16個分の係数に正規化するための係数である。このように正規化することで、ブロック全体に対する高周波成分のレベルを求めることができる。
In the above equations (4) and (5), the
なお、ここでは、直流成分および直流成分近傍の係数として、直流成分を含んだ水平および垂直周波数成分を“0”とみなして、ブロックの高周波成分のレベルを算出したが、“0”とみなす係数は、直流成分を含んでいれば種々のパターンを用いることができる。例えば、高周波成分検出手段23は、図11(a)のパターンAに示すように、最小垂直周波成分かつ最大水平周波数成分の係数の位置と、最大垂直周波数成分かつ最小水平周波数成分の係数の位置とを対角線として2つの領域R1,R2にブロックを区分し、直流成分を含んだ領域R1の係数を“0”とみなし、他方の領域R2の係数により、高周波成分のレベルを算出する。 Here, as the DC component and the coefficient in the vicinity of the DC component, the horizontal and vertical frequency components including the DC component are regarded as “0”, and the level of the high frequency component of the block is calculated, but the coefficient regarded as “0” Various patterns can be used as long as they contain a DC component. For example, as shown in pattern A of FIG. 11A, the high frequency component detection means 23 positions the coefficient of the minimum vertical frequency component and the maximum horizontal frequency component and the position of the coefficient of the maximum vertical frequency component and the minimum horizontal frequency component. Are divided into two regions R 1 and R 2 , the coefficient of the region R 1 including the DC component is regarded as “0”, and the level of the high frequency component is calculated by the coefficient of the other region R 2 To do.
また、例えば、図11(b)に示すように、図11(a)で示した対角線を、高周波成分をより多く含むように曲線化して2つの領域R1,R2に区分してもよい。これによって、画像内における高周波成分をより多く抽出することができる。また、例えば、図11(c)に示すように、直流成分を含んだ水平周波数成分と垂直周波数分を除く高周波成分側の領域に対し、直流成分側の係数を一部含んだ領域R1と、それ以外の領域R2とにブロックを区分してもよい。これによって、画像内における高周波成分のうちで、直流成分に近い成分を除去して高周波成分を抽出することができる。
図7に戻って、ノイズレベル検出装置の構成について説明を続ける。
Further, for example, as shown in FIG. 11B, the diagonal line shown in FIG. 11A may be curved to include more high-frequency components and divided into two regions R 1 and R 2. . As a result, more high-frequency components in the image can be extracted. Also, for example, as shown in FIG. 11C, a region R 1 partially including a coefficient on the DC component side is compared to a region on the high frequency component side excluding the horizontal frequency component including the DC component and the vertical frequency component. it may be classified blocks in the region R 2 otherwise. As a result, among the high frequency components in the image, it is possible to remove the components close to the DC component and extract the high frequency components.
Returning to FIG. 7, the description of the configuration of the noise level detection apparatus will be continued.
高周波成分累計手段24は、高周波成分検出手段23で検出された高周波成分のレベルに対応するブロック数を当該レベルごとに累計するものである。なお、高周波成分累計手段24は、画面を構成するフィールドまたはフレーム単位で、高周波成分のレベルに対応するブロック数を当該レベルごとに累計(ヒストグラム化)する(図12参照)。これによって、画面内において、どの高周波成分のレベルがどれだけ分布しているのかが解析されることになる。この高周波成分累計手段24で累計されたレベルごとの累計値は、ノイズレベル判定手段25に出力される。
The high frequency
ノイズレベル判定手段25は、高周波成分累計手段24で累計された高周波成分のレベルの低レベル値または当該低レベル値から所定数分のブロック数に応じた平均値を、ノイズレベルと判定するものである。なお、図10で説明したように、高周波成分検出手段23が高周波成分として検出する係数(例えば、図10(b)の係数x22,x23,x24,x32,x33,x34,x42,x43,x44)は、画面の画素値の変化が少ない平坦な部分であれば、その値は、ほぼ“0”となるため、当該平坦な部分にノイズが重畳されていれば、その高周波数成分は、ノイズであるといえる。そこで、ノイズレベル判定手段25は、高周波成分累計手段24が累計した高周波成分を有するブロックの累計において、高周波成分のレベルの低レベル値または当該低レベル値から所定数分(例えば、2〜5個)のブロック数に応じた平均値(加重平均値)を、ノイズレベルと判定する。
The noise
ここでは、高周波成分のレベルの低レベル値として、高周波成分累計手段24で累計された高周波成分のレベルの最小値を用いることとする。なお、画面の明るさによって、CCD等で撮像した画像のノイズレベルが異なる場合があり、高周波成分のレベルの最小値を用いた場合では、ノイズレベルを低いレベルで判定してしまう場合もある。そこで、この低レベル値は、必ずしも最小値に限定する必要はなく、最小値から、予め定めた範囲で最小値よりも大きい値を用いてもよい。
Here, the minimum value of the high frequency component level accumulated by the high frequency
ここで、図12を参照(適宜図7参照)して、ノイズレベル判定手段25のノイズレベル判定手法について説明する。図12は、高周波成分のレベルごとのブロックの累計値(度数)をヒストグラムとして表したグラフである。なお、このグラフは、ブロックの累計値を視覚的に説明するための図であって、高周波成分累計手段24が、当該グラフを生成することを意味しているものではない。
Here, the noise level determination method of the noise level determination means 25 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a graph showing a cumulative value (frequency) of blocks for each level of high-frequency components as a histogram. Note that this graph is a diagram for visually explaining the accumulated value of the block, and does not mean that the high-frequency
通常、高周波成分は、映像の高周波成分とノイズを同時に含んでいる。このとき、図12のグラフにおいて、高周波成分の大きいグラフ中央から右のヒストグラムは、映像(ノイズを含む)の高周波成分と考えられる。一方、グラフ左側端の数本のヒストグラムは、映像の高周波成分を含まない、ほぼノイズのみの成分であると考えられる。
そこで、ノイズレベル判定手段25は、グラフ左側端の数本のヒストグラムに対応する累計値から平均値を算出し、ノイズレベルとして決定する。
Usually, the high frequency component includes the high frequency component of the image and noise at the same time. At this time, in the graph of FIG. 12, the histogram on the right from the center of the graph having a large high-frequency component is considered to be the high-frequency component of the video (including noise). On the other hand, several histograms at the left end of the graph are considered to be almost noise-only components that do not include high-frequency components of video.
Therefore, the noise level determination means 25 calculates an average value from cumulative values corresponding to several histograms on the left end of the graph and determines it as a noise level.
例えば、図12に示したように、3本のヒストグラムからノイズレベルを決定する場合、ノイズレベル判定手段25は、高周波成分のレベルの低いL1,L2,L3を選択し、それぞれの度数C1,C2,C3により、以下の(6)式により平均値(加重平均値)を求め、ノイズレベルNLとする。 For example, as shown in FIG. 12, when determining the noise level from three histograms, the noise level determination means 25 selects L 1 , L 2 , L 3 with low levels of high frequency components, and the respective frequencies. An average value (weighted average value) is obtained from C 1 , C 2 , and C 3 by the following equation (6), and set as a noise level N L.
なお、ここでは、ノイズレベル判定手段25は、複数の高周波成分のレベルの加重平均によりノイズレベルを求めたが、度数を考慮せず、高周波成分のレベルの相加平均によりノイズレベルを求めてもよい。また、ノイズレベル判定手段25は、単に最小の高周波成分のレベル(図12の場合、L1)をノイズレベルとすることとしてもよい。 Here, the noise level determination means 25 calculates the noise level by the weighted average of the levels of a plurality of high frequency components, but the noise level may be determined by the arithmetic average of the levels of the high frequency components without considering the frequency. Good. Further, the noise level determination means 25 may simply set the minimum high frequency component level (L 1 in the case of FIG. 12) as the noise level.
そして、ノイズレベル判定手段25は、判定したノイズレベル(レベル値)をノイズ低減装置1(図1)に出力する。なお、ノイズレベル検出装置2が、ノイズ低減装置1に組み込まれている場合は、ノイズレベル判定手段25は、判定したノイズレベル(レベル値)をノイズ低減装置1C(図6)の閾値設定手段13に出力する。
And the noise level determination means 25 outputs the determined noise level (level value) to the noise reduction apparatus 1 (FIG. 1). When the noise
なお、ここでは、ノイズレベル検出装置2が、映像信号のノイズレベルを、画面単位(空間方向)で検出する例で説明したが、図13に示すように、複数の画面(複数のフィールドまたはフレーム)ごと(空間+時間方向)で検出することとしてもよい。すなわち、ノイズレベル検出装置2は、高周波成分累計手段24において、予め定めた時間分(複数フィールド、複数フレームに相当する時間)だけ高周波成分のレベルに対応するブロックを累計し、ノイズレベル判定手段25によって、その累計結果によりノイズレベルを判定することとしてもよい。
Here, the example in which the noise
また、ここでは、ノイズレベル検出装置2が、ノイズレベル判定手段25によって、高周波成分累計手段24で累計された高周波成分のレベルごとのブロックのヒストグラムにおいて、レベルの低レベル値または当該低レベル値から所定数分のブロック数に応じた平均値(加重平均等)を、ノイズレベルと判定することとした。しかし、ノイズレベル判定手段25は、ブロック数に関係なく、単に、高周波成分検出手段23で検出された高周波成分のレベルのうち、低レベル値(最小値)または当該低レベル値から所定数分のレベル値の平均値をノイズレベルと判定することとしてもよい。この場合、ノイズレベル検出装置2は、構成から高周波成分累計手段24を省いて構成することができる。
Further, here, the noise
(第1の例:ノイズレベル検出装置の動作)
次に、図14を参照(構成については適宜図7参照)して、第1の例に係るノイズレベル検出装置2の動作について説明する。図14は、第1の例に係るノイズレベル検出装置の動作を示すフローチャートである。
(First Example: Operation of Noise Level Detection Device)
Next, the operation of the noise
まず、ノイズレベル検出装置2は、ブロック化手段21のブロック分割手段21aによって、映像信号を予め定めた大きさ(例えば、4×4画素〜128×128画素)のブロックに分割する(ステップS11)。
さらに、ノイズレベル検出装置2は、ブロック化手段21のブロック選択手段21bによって、ステップS11で分割されたブロックを、画面内において画面全体に対して予め定めた割合(例えば、70%)以上となるように部分的に選択する(ステップS12)。このように選択されたブロックには、画面内で画素値の変化が少ない平坦な部分を含んだブロックが含まれている。
First, the noise
Furthermore, the noise
そして、ノイズレベル検出装置2は、直交変換手段22によって、ステップS12で選択されたブロックごとに、直交変換により各ブロックを周波数成分に変換する(ステップS13)。その後、ノイズレベル検出装置2は、高周波成分検出手段23によって、ステップS13で求められた周波数成分において、直流成分と予め定めた当該直流成分近傍とを除く高周波成分の係数を当該ブロック内で平均化し、当該ブロックの高周波成分のレベルとして検出する(ステップS14)。これによって、ノイズレベル検出装置2は、ノイズが重畳された映像の高周波成分のレベルと、ノイズのみで発生している高周波成分のレベルとを混在して検出する。
And the noise
そして、ノイズレベル検出装置2は、高周波成分累計手段24によって、ステップS14で検出された高周波成分のレベルに対応するブロック数を当該レベルごとに画面単位で累計する(ステップS15)。これによって、ノイズレベル検出装置2は、各ブロックの高周波成分のレベルの分布を解析することができる。このとき、高周波成分のレベルが低いブロックは、ほぼノイズのみによって高周波成分が発生しているものといえる。
Then, the noise
そこで、ノイズレベル検出装置2は、ノイズレベル判定手段25によって、ステップS15で累計された高周波成分のレベルの最小値(低レベル値)または最小値から所定数分(例えば、2〜5個)のブロック数に応じた平均値を、画面内のノイズレベルと判定する(ステップS16)。
これによって、ノイズレベル検出装置2は、映像信号に重畳されたノイズレベルを映像そのものから検出することができる。
Therefore, the noise
Thereby, the noise
(第2の例:ノイズレベル検出装置〔ライン相関ノイズ検出〕の構成)
次に、図15を参照して、第2の例に係るノイズレベル検出装置2の構成について説明する。図15は、第2の例に係るノイズレベル検出装置の構成を示すブロック構成図である。
通常、映像の画面(画像)において、隣接するラインの画素値の差分は、画像成分が小さくなり、無相関ノイズの成分が大きくなる。よって、画素値の差分がより小さいものほど、その差分は、無相関ノイズによって発生したノイズであるとみなすことができる。
(Second Example: Configuration of Noise Level Detection Device [Line Correlation Noise Detection])
Next, the configuration of the noise
Normally, in a video screen (image), the difference between pixel values of adjacent lines has a small image component and a large uncorrelated noise component. Therefore, the smaller the pixel value difference is, the more the difference can be regarded as noise generated by uncorrelated noise.
そこで、ノイズレベル検出装置2は、画面内において、隣接するラインの画素値の差分から、ノイズレベルを検出する。ここでは、ノイズレベル検出装置2は、ライン抽出手段26と、ライン間ノイズレベル検出手段27と、レベル累計手段28と、ノイズレベル判定手段29と、を備えている。
Therefore, the noise
ライン抽出手段26は、走査線に沿って、映像信号から画面を構成するラインである対象ラインと当該対象ラインに隣接する隣接ラインとを相関ライン群(より具体的には、相関ライン群ごとの画素)として抽出するものである。なお、ここでは、ライン抽出手段26は、画面内において画面全体に対して予め定めた割合以上となるように部分的にラインを抽出することとする。このライン抽出手段26で抽出されたラインの各画素の画素値は、ライン間ノイズレベル検出手段27に出力される。
The
ここで、図16を参照(適宜図15参照)して、ライン抽出手段26が抽出するライン(相関ライン群)について説明する。図16は、ライン抽出手段における2ラインの相関ライン群の抽出手法を説明するための説明図である。
図16(a)に示すように、ライン抽出手段26は、画面D(2次元画像)の主走査単位で、N番目のライン(対象ライン)と、(N+1)番目のライン(隣接ライン)の2つの隣接するラインを順次相関ライン群として抽出する。このとき、ライン抽出手段26は、隣接する相関ライン群ごとに隙間を設け、画面D全体の50%以上(より好ましくは70%以上)の領域をカバーするように複数の相関ライン群を抽出する。これによって、ライン抽出手段26は、画面D内において、少なくともライン間の画素値の変化が少ない相関ライン群を抽出することができる。
Here, with reference to FIG. 16 (refer to FIG. 15 as appropriate), the lines (correlation line group) extracted by the line extraction means 26 will be described. FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a method of extracting a correlation line group of two lines in the line extraction unit.
As shown in FIG. 16 (a), the line extraction means 26 is an Nth line (target line) and an (N + 1) th line (adjacent line) in the main scanning unit of the screen D (two-dimensional image). Two adjacent lines are sequentially extracted as a correlation line group. At this time, the
なお、図16(a)では、ライン抽出手段26は、ラインとして、画面の水平幅分のラインを抽出する例を示したが、図16(b)に示すように、画面の水平幅よりも短いラインの一部を部分的に抽出することとしてもよい。
さらに、ライン抽出手段26は、図16(c)に示すように、時間方向に連続する画面(フレーム)において、同一の水平位置におけるラインである、時刻tにおける画面のNt番目のラインと、時刻(t+1)における画面のNt+1番目のラインとを相関ライン群として抽出することとしてもよい。なお、この場合も、図16(b)と同様に、必ずしもラインは、画面の水平方向の幅分を用いる必要はなく、部分的に抽出することとしてもよい。
16A shows an example in which the
Furthermore, as shown in FIG. 16C, the
また、ここでは、走査線に沿った水平方向にラインを抽出した例を示したが、垂直方向にラインを抽出することとしてもよい。
また、ここでは、ライン抽出手段26が、画面内から予め定めた割合以上となるように部分的に相関ライン群を抽出することとしたが、画面D全体の相関ライン群を抽出することとしてもよい。図15に戻って、ノイズレベル検出装置2の構成について説明を続ける。
In addition, here, an example is shown in which lines are extracted in the horizontal direction along the scanning lines, but lines may be extracted in the vertical direction.
Here, the line extraction means 26 partially extracts the correlation line group from the screen so that the ratio is equal to or higher than the predetermined ratio. However, the
ライン間ノイズレベル検出手段27は、ライン抽出手段26で抽出されたラインにおいて、隣接する相関ライン群ごとに、それぞれ対応する画素(ここでは、同一水平位置における画素)の画素値の差分を平均化し、対象ラインの相関ライン群におけるライン間ノイズレベルとして検出するものである。なお、この平均化は、各相関ライン群における画素値の差分の二乗平均和の平方根、絶対値平均等により算出することができる。 The inter-line noise level detection means 27 averages the pixel value differences of the corresponding pixels (here, the pixels at the same horizontal position) for each adjacent correlation line group in the line extracted by the line extraction means 26. The noise level is detected as the inter-line noise level in the correlation line group of the target line. This averaging can be calculated by the square root of the mean square sum of pixel value differences in each correlation line group, the absolute value average, or the like.
ここで、図17を参照(適宜図15参照)して、ライン間ノイズレベル検出手段27が、隣接するラインの画素値からライン間ノイズレベルを検出する手法について説明する。図17は、隣接するラインの画素値からライン間ノイズレベルを検出する手法を説明するための模式的な説明図である。 Here, with reference to FIG. 17 (refer to FIG. 15 as appropriate), a method in which the inter-line noise level detection means 27 detects the inter-line noise level from the pixel values of adjacent lines will be described. FIG. 17 is a schematic explanatory diagram for explaining a method of detecting an inter-line noise level from pixel values of adjacent lines.
図17に示すように、ライン抽出手段26によって、あるN番目のラインの画素と、それに隣接する(N+1)番目のラインの画素が抽出されていることとする。また、各ラインは、水平方向にM画素存在することとする。ここで、N番目のラインの画素の画素値を、pN,1、pN,2、pN,3、…、pN,Mとし、(N+1)番目のラインの画素の画素値を、pN+1,1、pN+1,2、pN+1,3、…、pN+1,Mとする。
As shown in FIG. 17, it is assumed that a pixel of a certain Nth line and a pixel of the (N + 1) th line adjacent thereto are extracted by the
そして、ライン間ノイズレベル検出手段27は、N番目のラインと(N+1)番目のラインとで、同一水平位置における各画素の画素値の差分を平均化することで、当該相関ライン群におけるライン間ノイズレベルとする。ここで、二乗平均和の平方根により平均化を行う場合、ライン間ノイズレベル検出手段27は、以下の(7)式により、ライン間ノイズレベルLを算出する。 The inter-line noise level detection means 27 averages the pixel value difference of each pixel at the same horizontal position between the N-th line and the (N + 1) -th line, so that the inter-line noise level in the correlation line group Use noise level. Here, when averaging is performed using the square root of the mean square sum, the line-to-line noise level detection means 27 calculates the line-to-line noise level L using the following equation (7).
あるいは、絶対値平均により平均化を行う場合、ライン間ノイズレベル検出手段27は、以下の(8)式により、ライン間ノイズレベルLを算出する。 Alternatively, in the case of averaging by absolute value averaging, the inter-line noise level detection means 27 calculates the inter-line noise level L by the following equation (8).
なお、ここでは、同一画面(フレーム)上でライン間ノイズレベルを検出する手法について説明したが、図16(c)に示したように、隣接するフレーム間でライン間ノイズレベルを検出してもよい。この場合、前記した(4)式、(5)式において、画素値pN,i、pN+1,iが、それぞれ時刻tに応じた画素値pNt,i、pNt+1,iとなるだけで、同様にライン間ノイズレベルを算出することができる。
図15に戻って、ノイズレベル検出装置の構成について説明を続ける。
Here, the method for detecting the noise level between lines on the same screen (frame) has been described. However, as shown in FIG. 16C, the noise level between lines may be detected between adjacent frames. Good. In this case, in the above-described equations (4) and (5), the pixel values p N, i , p N + 1, i only become the pixel values p Nt, i , p Nt + 1, i corresponding to the time t, respectively. Similarly, the noise level between lines can be calculated.
Returning to FIG. 15, the description of the configuration of the noise level detection apparatus will be continued.
レベル累計手段28は、ライン間ノイズレベル検出手段27で検出されたライン間ノイズレベルに対応するライン数を当該レベルごとに累計するものである。なお、レベル累計手段28は、画面単位で、ライン間ノイズレベルに対応するライン数を当該レベルごとに累計(ヒストグラム化)する(図18参照)。これによって、画面内において、どのライン間ノイズレベルがどれだけ分布しているのかが解析されることになる。このレベル累計手段28で累計されたレベルごとの累計値は、ノイズレベル判定手段29に出力される。
The
ノイズレベル判定手段29は、レベル累計手段28で累計されたライン間ノイズレベルの低レベル値または当該低レベル値から所定数分のライン数に応じた平均値を、ノイズレベルと判定するものである。なお、ライン間ノイズレベル検出手段27が検出するライン間ノイズレベルは、隣接するライン間では画像成分が小さくなるため、その値が小さいほど、ノイズレベルに近似した値となる。そこで、ノイズレベル判定手段29は、レベル累計手段28が累計したライン間ノイズレベルごとのライン数の累計において、ライン間ノイズレベルの最小値または最小値から所定数分(例えば、2〜5個)のライン数に応じた平均値(加重平均値)を、ノイズレベルと判定する。
The noise
ここでは、ライン間ノイズレベルの低レベル値として、レベル累計手段28で累計されたライン間ノイズレベルの最小値を用いることとする。なお、ライン間ノイズレベルは、画像によっては、偶然、ノイズに関係なく最小値が検出される場合があるため、この低レベル値は、必ずしも最小値に限定する必要はなく、最小値から、予め定めた範囲で最小値よりも大きい値を用いてもよい。
Here, the minimum value of the inter-line noise level accumulated by the
ここで、図18を参照(適宜図15参照)して、ノイズレベル判定手段29のノイズレベル判定手法について説明する。図18は、ライン間ノイズレベルごとのライン数の累計値(度数)をヒストグラムとして表したグラフである。なお、このグラフは、ライン数の累計値を視覚的に説明するための図であって、レベル累計手段28が、当該グラフを生成することを意味しているものではない。
Here, the noise level determination method of the noise level determination means 29 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a graph showing a cumulative value (frequency) of the number of lines for each inter-line noise level as a histogram. This graph is a diagram for visually explaining the cumulative value of the number of lines, and does not mean that the level
ライン間の画素値の差分は、画像成分の差分とノイズ成分とを同時に含んでいる。このとき、図18のグラフにおいて、ライン間ノイズレベルの大きいグラフ中央から右のヒストグラムは、映像(ノイズを含む)の画像成分の差分が多く含まれていると考えられる。一方、グラフ左側端の数本のヒストグラムは、映像の画像成分の差分を含まない、ほぼノイズのみの成分であると考えられる。
そこで、ノイズレベル判定手段29は、グラフ左側端の数本のヒストグラムに対応する累計値から平均値を算出し、ノイズレベルとして決定する。
The pixel value difference between the lines includes the image component difference and the noise component at the same time. At this time, in the graph of FIG. 18, it is considered that the right histogram from the center of the graph having a large inter-line noise level includes a large difference in image components of video (including noise). On the other hand, several histograms at the left end of the graph are considered to be almost noise-only components that do not include differences in image components of the video.
Therefore, the noise level determination means 29 calculates an average value from the cumulative values corresponding to several histograms on the left end of the graph and determines it as the noise level.
例えば、図18に示したように、3本のヒストグラムからノイズレベルを決定する場合、ノイズレベル判定手段29は、ライン間ノイズレベルの低いL1,L2,L3を選択し、それぞれの度数C1,C2,C3により、以下の(9)式により平均値(加重平均値)を求め、ノイズレベルNLとする。 For example, as shown in FIG. 18, when determining the noise level from three histograms, the noise level determination means 29 selects L 1 , L 2 , L 3 with low inter-line noise levels, and the respective frequencies. An average value (weighted average value) is obtained from C 1 , C 2 , and C 3 by the following equation (9), and set as a noise level N L.
なお、ここでは、ノイズレベル判定手段29は、複数のライン間ノイズレベルの加重平均によりノイズレベルを求めたが、度数を考慮せず、ライン間ノイズレベルの相加平均によりノイズレベルを求めてもよい。また、ノイズレベル判定手段29は、単に最小のライン間ノイズレベル(図18の場合、L1)をノイズレベルとすることとしてもよい。 Here, the noise level determination means 29 calculates the noise level by weighted average of a plurality of inter-line noise levels. However, the noise level may be determined by arithmetic average of the inter-line noise levels without considering the frequency. Good. Further, the noise level determination means 29 may simply set the minimum inter-line noise level (L 1 in the case of FIG. 18) as the noise level.
そして、ノイズレベル判定手段29は、判定したノイズレベル(レベル値)をノイズ低減装置1(図1)に出力する。なお、ノイズレベル検出装置2が、ノイズ低減装置1に組み込まれている場合は、ノイズレベル判定手段29は、判定したノイズレベル(レベル値)をノイズ低減装置1C(図6)の閾値設定手段13に出力する。
And the noise level determination means 29 outputs the determined noise level (level value) to the noise reduction apparatus 1 (FIG. 1). When the noise
なお、ここでは、ノイズレベル検出装置2が、ライン抽出手段26によって、相関ライン群として、対象ラインと1つの隣接ラインの計2ラインを順次抽出し、ライン間ノイズレベル検出手段27によって、2つのラインの画素値からライン間ノイズレベルを検出することとした。しかし、相関ライン群は2ラインに限定されるものではない。例えば、対象ラインと2つの隣接ラインの計3ラインでライン間ノイズレベルを検出することとしてもよい。
Here, the noise
ここで、図19を参照(適宜図15参照)して、3つのラインでライン間ノイズレベルを検出する手法について説明する。図19は、ライン抽出手段における3ラインの相関ライン群の抽出手法を説明するための説明図である。 Here, with reference to FIG. 19 (refer to FIG. 15 as appropriate), a method of detecting the inter-line noise level with three lines will be described. FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining a method of extracting a three-line correlation line group in the line extraction unit.
図19(a)に示すように、例えば、ライン抽出手段26は、画面D(2次元画像)の主走査単位で、N番目のライン(対象ライン)と、(N−1)および(N+1)番目のライン(隣接ライン)の3つの隣接するラインを順次相関ライン群として抽出する。このとき、ライン抽出手段26は、隣接する相関ライン群ごとに隙間を設け、画面D全体の50%以上(より好ましくは70%以上)の領域をカバーするように複数の相関ライン群を抽出する。
As shown in FIG. 19A, for example, the line extraction means 26 is the main scanning unit of the screen D (two-dimensional image), the Nth line (target line), (N−1) and (N + 1). Three adjacent lines of the first line (adjacent line) are sequentially extracted as a correlation line group. At this time, the
また、図19(b)に示すように、画面の水平幅よりも短いラインの一部を部分的に3ライン抽出することとしてもよい。
さらに、ライン抽出手段26は、図19(c)に示すように、時間方向に連続する画面(フレーム)において、同一の水平位置におけるラインである、時刻tにおける画面のNt番目のライン(対象ライン)と、時刻(t−1)および(t+1)における画面のNt−1およびNt+1番目の2ライン(隣接ライン)とを相関ライン群として抽出することとしてもよい。なお、この場合も、図16(b)と同様に、必ずしもラインは、画面の水平方向の幅分を用いる必要はなく、部分的に抽出することとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 19B, a part of lines shorter than the horizontal width of the screen may be partially extracted as three lines.
Further, as shown in FIG. 19 (c), the
このように、ライン抽出手段26が順次3ラインの相関ライン群を抽出した場合、ノイズレベル検出装置2は、ライン間ノイズレベル検出手段27によって、相関ライン群の対応する画素ごとに対象ラインの一方に隣接するライン(第1隣接ライン)および他方に隣接するライン(第2隣接ライン)の画素値の和の1/2と、対象ラインの画素値との差分を求め、当該相関ライン群において差分を平均化した値をライン間ノイズレベルとする。
As described above, when the
すなわち、ライン間ノイズレベル検出手段27は、3ラインのそれぞれ対応する画素の画素値に(−1/2,1,−1/2)または(1/2,−1,1/2)を乗算し加算することで、対象ラインと隣接ラインとの差分を求める。そして、ライン間ノイズレベル検出手段27は、この差分から、前記した(7)式または(7)式により、相関ライン群におけるライン間ノイズレベルを算出する。
このように、3ラインによって、ノイズレベルを検出することで、2ラインでノイズレベルを検出する場合に比べて、画像成分が分散され、より精度よくノイズレベルを検出することができる。
That is, the inter-line noise level detection means 27 multiplies the pixel values of the corresponding pixels of the three lines by (−1/2, 1, −1/2) or (1/2, −1, 1/2). Then, the difference between the target line and the adjacent line is obtained. Then, the inter-line noise level detection means 27 calculates the inter-line noise level in the correlation line group from the difference by the above-described equation (7) or (7).
In this way, by detecting the noise level with three lines, the image components are dispersed and the noise level can be detected with higher accuracy than when the noise level is detected with two lines.
また、ここでは、ノイズレベル検出装置2が、ノイズレベル判定手段29によって、レベル累計手段28で累計されたライン間ノイズレベルごとのライン数のヒストグラムにおいて、レベルの低レベル値または当該低レベル値から所定数分のライン数に応じた平均値(加重平均等)を、ノイズレベルと判定することとした。しかし、ノイズレベル判定手段29は、ライン数に関係なく、単に、ライン間ノイズレベル検出手段27で検出されたライン間ノイズレベルのうち、低レベル値(最小値)または当該低レベル値から所定数分のレベル値の平均値をノイズレベルと判定することとしてもよい。この場合、ノイズレベル検出装置2は、構成からレベル累計手段28を省いて構成することができる。
Also, here, in the histogram of the number of lines for each inter-line noise level accumulated by the level accumulation means 28 by the noise level determination means 29, the noise
(第2の例:ノイズレベル検出装置の動作)
次に、図20を参照(構成については適宜図15参照)して、第2の例に係るノイズレベル検出装置2の動作について説明する。図20は、第2の例に係るノイズレベル検出装置の動作を示すフローチャートである。
(Second Example: Operation of Noise Level Detection Device)
Next, the operation of the noise
まず、ノイズレベル検出装置2は、ライン抽出手段26によって、走査線に沿って、映像信号からライン(相関ライン群)を抽出する(ステップS21)。なお、このライン抽出手段26は、画面全体のラインを抽出することとしてもよいし、画面内において画面全体に対して予め定めた割合(例えば、70%)以上となるように部分的にラインを選択することとしてもよい。
First, the noise
そして、ノイズレベル検出装置2は、ライン間ノイズレベル検出手段27によって、ステップS21で選択されたラインにおいて、隣接するライン(相関ライン群)ごとに、同一水平位置における画素値の差分を平均化し、相関ライン群におけるライン間ノイズレベルとして検出する(ステップS22)。なお、このライン間ノイズレベルは、映像のライン間における画像成分の差分とノイズ成分とが混在したレベルとなっている。
And the noise
そして、ノイズレベル検出装置2は、レベル累計手段28によって、ステップS22で検出されたライン間ノイズレベルに対応するライン数を当該レベルごとに画面単位で累計する(ステップS23)。これによって、ノイズレベル検出装置2は、画面内におけるライン間ノイズレベルの分布を解析することができる。このとき、レベルが低いライン間ノイズレベルは、ほぼノイズのみの成分であるといえる。
Then, the noise
そこで、ノイズレベル検出装置2は、ノイズレベル判定手段29によって、ステップS23で累計されたライン間ノイズレベルの最小値(低レベル値)または最小値から所定数分(例えば、2〜5個)のライン数に応じた平均値を、画面内のノイズレベルと判定する(ステップS24)。
これによって、ノイズレベル検出装置2は、映像信号に重畳されたノイズレベルを映像そのものから検出することができる。
Therefore, the noise
Thereby, the noise
1 ノイズ低減装置
1C ノイズ低減装置
11 メディアンフィルタ
12 画素値検出手段
13 閾値設定手段
14 画素設定値算出手段
15 ノイズ低減手段15
2 ノイズレベル検出装置(ノイズレベル検出手段)
21 ブロック化手段
22 直交変換手段
23 高周波成分検出手段
24 高周波成分累計手段
25 ノイズレベル判定手段
26 ライン抽出手段
27 ライン間ノイズレベル検出手段
28 レベル累計手段
29 ノイズレベル判定手段
3 遅延装置
TIN1 映像入力手段
TIN2 ノイズレベル入力手段
TOUT 映像信号出力手段
DESCRIPTION OF
2 Noise level detection device (noise level detection means)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記デジタル映像信号を入力する映像信号入力手段と、
前記映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームと当該フレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の前記対象画素における中央値を選択するメディアンフィルタと、
前記フレームの前記対象画素の画素値を検出する画素値検出手段と、
前記画素値検出手段が検出した画素値から前記メディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、当該絶対値が当該閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する画素設定値算出手段と、
前記画素設定値算出手段において、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定された場合、前記画素値を出力信号とし、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定されなかった場合、前記画素設定値を出力信号として出力するノイズ低減手段と、
前記画素値検出手段が検出した画素値とシフト量との対応関係が予め設定され、当該対応関係に基づいて、前記画素値検出手段が検出した画素値に応じたシフト量を算出するシフト量算出手段と、を備え、
前記画素設定値算出手段は、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定されなかったときは、前記画素値が前記中央値よりも大きいか否かを判定すると共に、前記画素値が前記中央値よりも大きいと判定された場合、前記画素値から前記シフト量を減算して前記画素設定値を算出し、前記画素値が前記中央値よりも大きいと判定されなかった場合、前記画素値と前記シフト量とを加算して前記画素設定値を算出することを特徴とするノイズ低減装置。 A noise reduction device for reducing noise superimposed on a digital video signal,
Video signal input means for inputting the digital video signal;
In a frame constituting the digital video signal input by the video signal input means and a frame before and after the frame, a pixel at the same screen position is set in advance as a target pixel, and a median value in the plurality of target pixels is set. A median filter to select,
Pixel value detecting means for detecting a pixel value of the target pixel of the frame;
It is determined whether or not the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection means is greater than a preset threshold value, and the absolute value is greater than the threshold value. A pixel setting value calculating means for calculating a predetermined pixel setting value if it is not determined to be large;
In the pixel setting value calculation means, when the absolute value is determined to be larger than the threshold, the pixel value is used as an output signal, and when the absolute value is not determined to be larger than the threshold, the pixel setting Noise reduction means for outputting a value as an output signal;
A shift amount calculation is performed in which a correspondence relationship between the pixel value detected by the pixel value detection unit and the shift amount is set in advance, and a shift amount corresponding to the pixel value detected by the pixel value detection unit is calculated based on the correspondence relationship. Means, and
When the absolute value is not determined to be greater than the threshold value, the pixel setting value calculation unit determines whether the pixel value is greater than the median value, and the pixel value is the median value. The pixel setting value is calculated by subtracting the shift amount from the pixel value, and when the pixel value is not determined to be greater than the median value, A noise reduction apparatus that calculates the pixel setting value by adding a shift amount .
前記デジタル映像信号を入力する映像信号入力手段と、
前記映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号に重畳されているノイズレベルを、当該ノイズレベルの大きさを示すレベル値として検出するノイズレベル検出手段と、
前記ノイズレベル検出手段が検出したレベル値に基づいて、閾値を設定する閾値設定手段と、
前記映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームと当該フレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を対象画素として予め設定し、複数の前記対象画素における中央値を選択するメディアンフィルタと、
前記フレームの前記対象画素の画素値を検出する画素値検出手段と、
前記画素値検出手段が検出した画素値から前記メディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が、前記閾値設定手段で設定した閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、当該絶対値が当該閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する画素設定値算出手段と、
前記画素設定値算出手段において、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定された場合、前記画素値を出力信号とし、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定されなかった場合、前記画素設定値を出力信号として出力するノイズ低減手段と、
を備えることを特徴とするノイズ低減装置。 A noise reduction device for reducing noise superimposed on a digital video signal,
Video signal input means for inputting the digital video signal;
Noise level detection means for detecting a noise level superimposed on the digital video signal input by the video signal input means as a level value indicating the magnitude of the noise level;
Threshold setting means for setting a threshold based on the level value detected by the noise level detecting means;
In a frame constituting the digital video signal input by the video signal input means and a frame before and after the frame, a pixel at the same screen position is set in advance as a target pixel, and a median value in the plurality of target pixels is set. A median filter to select,
Pixel value detecting means for detecting a pixel value of the target pixel of the frame;
It is determined whether the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection unit is larger than the threshold value set by the threshold value setting unit, and the absolute value is A pixel setting value calculating means for calculating a predetermined pixel setting value when it is not determined that the threshold value is greater than the threshold;
In the pixel setting value calculation means, when the absolute value is determined to be larger than the threshold, the pixel value is used as an output signal, and when the absolute value is not determined to be larger than the threshold, the pixel setting Noise reduction means for outputting a value as an output signal;
A noise reduction device comprising:
前記画素設定値算出手段は、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定されなかったときは、前記画素値が前記中央値よりも大きいか否かを判定すると共に、前記画素値が前記中央値よりも大きいと判定された場合、前記画素値から前記シフト量を減算して前記画素設定値を算出し、前記画素値が前記中央値よりも大きいと判定されなかった場合、前記画素値と前記シフト量とを加算して前記画素設定値を算出することを特徴とする請求項2に記載のノイズ低減装置。 A shift amount calculation is performed in which a correspondence relationship between the pixel value detected by the pixel value detection unit and the shift amount is set in advance, and a shift amount corresponding to the pixel value detected by the pixel value detection unit is calculated based on the correspondence relationship. Further comprising means,
When the absolute value is not determined to be greater than the threshold value, the pixel setting value calculation unit determines whether the pixel value is greater than the median value, and the pixel value is the median value. The pixel setting value is calculated by subtracting the shift amount from the pixel value, and when the pixel value is not determined to be greater than the median value, by adding the shift amount noise reduction device according to 請 Motomeko 2 you and calculates the pixel value.
前記デジタル映像信号を画面ごとに予め定めた大きさのブロックに分割するブロック分割手段と、
このブロック分割手段で分割されたブロックを、ブロックごとに直交変換する直交変換手段と、
この直交変換手段で変換されたブロックの直流成分と予め定めた当該直流成分近傍とを除く高周波成分の係数を当該ブロック内で平均化し、当該ブロックの高周波成分のレベルとして検出する高周波成分検出手段と、
この高周波成分検出手段で検出された高周波成分のレベルに対応するブロック数を当該レベルごとに累計する高周波成分累計手段と、
この高周波成分累計手段で累計された高周波成分のレベルの低レベル値から所定数分のブロック数に応じた平均値を、前記レベル値と判定するノイズレベル判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載のノイズ低減装置。 The noise level detection means includes
Block dividing means for dividing the digital video signal into blocks of a predetermined size for each screen;
Orthogonal transform means for orthogonally transforming the blocks divided by the block dividing means for each block;
High-frequency component detection means for averaging the coefficient of the high-frequency component excluding the DC component of the block transformed by the orthogonal transform means and the predetermined vicinity of the DC component in the block and detecting it as the level of the high-frequency component of the block; ,
High-frequency component accumulating means for accumulating the number of blocks corresponding to the level of the high-frequency component detected by the high-frequency component detecting means for each level;
Noise level determination means for determining an average value corresponding to a predetermined number of blocks from the low level value of the level of the high frequency component accumulated by the high frequency component accumulation means as the level value;
The noise reduction device according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記デジタル映像信号から、画面を構成するラインである対象ラインと当該対象ラインに隣接する隣接ラインとを相関ライン群として順次抽出するライン抽出手段と、
このライン抽出手段で抽出された相関ライン群において、前記対象ラインと前記隣接ラインとの対応する画素の画素値の差分を平均化し、前記対象ラインの前記相関ライン群におけるライン間ノイズレベルとして検出するライン間ノイズレベル検出手段と、
このライン間ノイズレベル検出手段で検出されたライン間ノイズレベルに対応する前記対象ラインのライン数を当該ライン間ノイズレベルごとに累計するレベル累計手段と、
このレベル累計手段で累計されたライン間ノイズレベルの低レベル値から所定数分のライン数に応じた平均値を、前記レベル値と判定するノイズレベル判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載のノイズ低減装置。 The noise level detection means includes
Line extraction means for sequentially extracting a target line which is a line constituting the screen and an adjacent line adjacent to the target line as a correlation line group from the digital video signal;
In the correlation line group extracted by the line extraction means, the difference between the pixel values of the corresponding pixels of the target line and the adjacent line is averaged and detected as an inter-line noise level in the correlation line group of the target line. Noise level detection means between lines;
Level accumulation means for accumulating the number of lines of the target line corresponding to the noise level between lines detected by the noise level between lines for each noise level between the lines;
Noise level determination means for determining, as the level value, an average value corresponding to a predetermined number of lines from a low level value of the inter-line noise level accumulated by the level accumulation means;
The noise reduction device according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記デジタル映像信号を入力する映像信号入力手段、
前記映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号に重畳されているノイズレベルを、当該ノイズレベルの大きさを示すレベル値として検出するノイズレベル検出手段、
前記ノイズレベル検出手段が検出したレベル値に基づいて、閾値を設定する閾値設定手段、
前記映像信号入力手段で入力されたデジタル映像信号を構成するフレームと当該フレームに前後する前後フレームとにおいて、同一の画面位置の画素を前記対象画素として予め設定し、複数の前記対象画素における中央値を選択するメディアンフィルタ、
前記フレームの前記対象画素の画素値を検出する画素値検出手段、
前記画素値検出手段が検出した画素値から前記メディアンフィルタが選択した中央値の差の絶対値が、前記閾値設定手段で設定した閾値よりも大きいか否かを判定すると共に、当該絶対値が当該閾値よりも大きいと判定されなかった場合、所定の画素設定値を算出する画素設定値算出手段、
前記画素設定値算出手段において、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定された場合、前記画素値を出力信号とし、前記絶対値が前記閾値よりも大きいと判定されなかった場合、前記画素設定値を出力信号として出力するノイズ低減手段、
として機能させるためのノイズ低減プログラム。 In order to reduce the noise superimposed on the digital video signal,
Video signal input means for inputting the digital video signal;
Noise level detection means for detecting a noise level superimposed on the digital video signal input by the video signal input means as a level value indicating the magnitude of the noise level;
Threshold setting means for setting a threshold based on the level value detected by the noise level detecting means;
A pixel at the same screen position is set in advance as the target pixel in a frame constituting the digital video signal input by the video signal input means and a frame before and after the frame, and a median value among the plurality of target pixels Select median filter,
Pixel value detection means for detecting a pixel value of the target pixel of the frame;
It is determined whether the absolute value of the difference between the median values selected by the median filter from the pixel values detected by the pixel value detection unit is larger than the threshold value set by the threshold value setting unit, and the absolute value is A pixel setting value calculating means for calculating a predetermined pixel setting value when it is not determined that the threshold value is larger than the threshold value;
In the pixel setting value calculation means, when the absolute value is determined to be larger than the threshold, the pixel value is used as an output signal, and when the absolute value is not determined to be larger than the threshold, the pixel setting Noise reduction means for outputting a value as an output signal,
Noise reduction program to function as
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JPH0832839A (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Sharp Corp | Noise elimination device |
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