JP5167956B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像に表示される粒状ノイズを目立たちにくいように処理する映像信号処理装置に関する。

テレビ、ＤＶＤ、カメラなどの映像を表示する際に、カーナビゲーション装置では、液晶ディスプレイの設定が据え置き型のＴＶのように映像を中心にした設定に出来なかったり、妨害の多い環境下で映像信号を伝送するためノイズが載りやすい環境にある。そのため本来の視覚特性カーブにマッチさせられず、特に暗所において本来の色ではないように見え、数ピクセル単位で色相がランダムな粒状ノイズが目立ち易い。
特開２００７−１５８４４５号公報

従来では、自動利得制御回路を経た映像信号を、フィールドメモリに記憶された現在の映像信号と、１フレーム遅延された映像信号との差分からノイズか否かを判断し、ノイズ成分を除去するノイズリダクション回路を用いて処理している。
しかしながら、このような構成では、フィールドメモリを用いることで、回路規模が大きくなり、巡回型フィルタの構成のため時間方向にぼけるという欠点がある。また、小振幅のノイズ除去には向かない処理になっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成でリアルタイムな処理が可能であると共に小振幅のノイズを除去することが可能となる映像信号処理装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、粒状ノイズを検出した場合は、粒状ノイズの色相を周囲の色相に近づけるように各手段が協調して補正処理するので、リアルタイムでの処理が可能であると共に小振幅な粒状ノイズを目立たなくすることができる。
請求項２の発明によれば、ノイズレベルが大きいほど、色相値を周囲の色相値に変換する割合を増大するので、ノイズレベルに応じた補正処理を行うことが可能となる。
請求項３の発明によれば、粒状ノイズである色粒ノイズを簡単に目立たなくすることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を車両のディスプレイに適用した第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
車両にバックガイドカメラが設けられていると共に車室内にはディスプレイ（いずれも図示せず）が設置されており、シフトポジションがリバースに切換えられると、バックガイドカメラからの映像信号がディスプレイに入力される。

図１は、ディスプレイの映像信号処理装置を示すブロック図である。映像信号処理装置１は、明度抽出部（明度抽出手段に相当）２、彩度抽出部（彩度抽出手段に相当）３、色相抽出部（色相抽出手段に相当）４、絵柄抽出部（ノイズ判定手段に相当）５、色変化抽出部（ノイズ判定手段に相当）６、ノイズ判定部（ノイズ判定手段に相当）７、色相分布判定部（色相分布判定手段に相当）８、彩度補正部（補正手段に相当）９、色相補正部（補正手段に相当）１０、マトリクス（ＭＴＸ）部（出力手段に相当）１１から構成されている。

バックドアカメラからの入力映像信号は、明度抽出部２、彩度抽出部３、色相抽出部４の３ブロックに入力されることにより、映像信号のそれぞれの特徴が抽出される。つまり、明度抽出部２は明るさである明度、彩度抽出部３は色の濃さである彩度、色相抽出部４は色合いである色相を抽出する。

彩度補正部９は、明度抽出部２の出力と彩度抽出部３の出力を入力し、任意の明度値（明るさ）以下では、その明度値を低くする。すなわち、暗くなるにつれて彩度を任意の変化特性でレベルを低下させる補正を行う。このような補正処理としては、以下の演算式を用いる。尚、任意の明るさ以上の場合には彩度の補正はせずにそのまま出力する。

Ｓ’：Ｓ−ｋ×（RegＡ−Ｌ）（但し、（RegＡ−Ｌ）＜０の場合には０とする）
Ｓ：入力彩度値
Ｓ’：出力彩度値
ｋ：補正ゲイン設定値
RegＡ：補正開始明度レベル設定値
Ｌ：入力明度値

絵柄抽出部５は、明度抽出部２からの出力を入力し、注目画素（判定対象画素）の左右方向における所定の複数画素の範囲から変動量の大きい部位をＨＰＦ（High-pass filter）にて絵柄の変化点として抽出する。その抽出した差分情報から任意に設定した値を引き算することで任意レベル以下の細かい変動量を引き算し、その後、絶対値をとった後に絵柄の変化量として出力する。このような処理により、明るさが大きく変化する部分の変化量を抽出することができる。

色変化抽出部６は、色相抽出部４からの出力を入力し、注目画素の左右方向における所定の複数画素の範囲から変動量をＨＰＦにて抽出し、その変化量を出力する。このような処理により、色相が大きく変化する部分を抽出することができる。
ノイズ判定部７は、絵柄抽出部５からの変化量、色変化抽出部６からの変化量を入力し、絵柄抽出部５からの変化量が任意の所定レベルを上回った場合は、その部分は絵柄と判断し、ノイズではないと判断する。これに対して、絵柄抽出部５からの変化量が任意の所定レベル以下の場合は、そのレベルに応じて色変化抽出部６からの変化量を可変させ、そのレベルをノイズレベルとして出力する。

出力ノイズレベル：Ａ−RegＤ×（RegＣ−Ｂ）（但し、（RegＣ−Ｂ）＜０の場合は０とする）
Ａ：色変化抽出部６からの変化量
Ｂ：絵柄抽出部５からの変化量
RegＣ：任意の値
RegＤ：任意の値
即ち、ノイズ判定部７は、絵柄抽出部５からの変化量が大きくなるほど、色変化抽出部６からの変化量が小さくなるように抑制するのである。これは、色変化が大きい部位としては、絵柄とノイズとによることから、色変化から絵柄による変化量を除くことによりノイズ成分を抽出するためである。

色相分布判定部８は、色相抽出部４の出力を入力し、注目画素の周囲における所定の複数画素の情報を、色相軸を６分割したエリアで個数の大小比較を行い、一番多い分布エリアを決定する。その中で一番多い色相の分布を抽出し、その色相エリア内に属する対象画素の値のみを対象に平均し、色相値として出力する。

色相補正部１０は、色相抽出部４からの出力とノイズ判定部７の出力と色相分布判定部８からの出力とを入力し、ノイズ判定部７からの出力であるノイズレベルが任意の所定レベル以上の場合に、そのレベルに応じて色相分布判定部８からの色相値に対して近づける以下のような補正処理を行い、色相補正部１０の出力とする。

出力色相値：Ｅ＋（１−Ｆ／RegＧ）×Ｅ
Ｅ：色相分布判定部８からの色相値
Ｆ：ノイズ判定部７からの出力であるノイズレベル
RegＧ：Ｆの取りうる最大値
また、ノイズ判定部７からの出力が任意の値より小さい場合には、注目画素はノイズとは判定されず入力の色相をそのまま出力する。
即ち、出力色相値は、ノイズレベルが大きくなるほど、色相抽出部４からの色相値を所定割合で色相分布判定部８からの色相値に変換する割合を大きくするので、目立ちやすいノイズを周囲の色相値に効果的に近づけることができる。

ＭＴＸ部１１は、明度抽出部２の出力、彩度補正部９の出力、色相補正部１０の出力を入力し、ディスプレイに適したフォーマットとして、例えばＲＧＢであれば通常のマトリックス行列演算にて出力データを作成する。
以上の動作により、バックガイドカメラからの映像信号に含まれる図２に示すような粒状ノイズは、映像信号処理装置１による補正処理の結果、色相が周囲の色相に近づくように補正されるので、画像全体が暗い場合であっても、粒状ノイズによるちらつきを防止できる。

このような実施形態によれば、ノイズ判定部７は、絵柄抽出部５からの変化量が任意の所定レベル以下の場合に、そのレベルに応じて色変化抽出部６からの変化量を可変させたレベルをノイズレベルとして出力し、色相補正部１０は、ノイズ判定部７からのノイズレベルが任意の所定レベル以上の場合にそのレベルに応じて色相分布判定部８からの色相値に対して近づけるような補正処理を行うので、フィールドメモリを用いることによりノイズを低減する従来例のものと違って、簡単な構成によりリアルタイムで処理が可能であると共に小振幅のノイズを除去することが可能となる。

(第２実施形態)
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して説明するに、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この第２実施形態は、粒状ノイズとして色粒ノイズを抑制したことを特徴とする。
図３は、システムの全体構成を示すブロック図である。色粒ノイズ判定部２１は、色相抽出部４からの出力を入力し、注目画素の周囲における複数画素の範囲から注目点を基準に任意の所定レベル変動以内であるものを注目画素を含む粒状ノイズの構成因子とみなし、注目画素の周囲で上下と左右への連続性をＨＰＦにて検出する。その結果から、上下と左右任意の範囲以内で連続した場合に粒状ノイズとして判断し、その判断結果を出力する。

色相補正部１０は、色粒ノイズ判定部２１からの出力と色相分布判定部８からの出力とを入力し、色粒ノイズ判定部２１からの出力で注目画素がノイズと判定される場合に色相分布判定部８からの色相値に対して近づける以下のような補正処理を行い、色相補正部１０の出力とする。

出力色相値：RegＨ×入力色相値＋（１−RegＨ）×Ｅ
Ｅ：色相分布判定部からの色相値
RegＨ：任意の値（０〜１までの範囲）
また、ノイズと判定されない場合には注目画素はノイズとは判定されず入力の色相をそのまま出力する。
即ち、出力色相値は、ノイズが任意の所定割合でもって色相分布判定部８からの色相値に変換されるので、ノイズの色相値を周囲の色相値に近づけることができ、粒状ノイズを目立たなくすることができる。

このような実施形態によれば、色粒ノイズ判定部２１により色粒ノイズを抽出し、その色粒ノイズの色相値を周囲の色相値に近づけるようにしたので、ディスプレイに発生する粒状ノイズとしての色粒ノイズを目立たせなくすることができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
粒状ノイズの色相値を、周囲の色相値と平均化することにより目立たなくするようにしてもよい。
本発明を、カーナビゲーション装置のディスプレイ以外に適用するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態における全体構成を示すブロック図 バックガイドカメラが撮影した映像を示す図 本発明の第２実施形態を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１は映像信号処理装置、２は明度抽出部（明度抽出手段）、３は彩度抽出部（彩度抽出手段）、４は色相抽出部（色相抽出手段）、５は絵柄抽出部（ノイズ判定手段）、６は色変化抽出部（ノイズ判定手段）、７はノイズ判定部（ノイズ判定手段）、８は色相分布判定部（色相分布判定手段）、９は彩度補正部（補正手段）、１０は色相補正部（補正手段）、１１はＭＴＸ部（出力手段）である。

Claims (3)

1. 入力映像信号から明度情報を抽出する明度抽出手段と、
   入力映像信号から色相情報を抽出する色相抽出手段と、
   前記各抽出手段が抽出した各情報に基づいて当該情報を補正する補正手段と、
   前記各抽出手段が抽出した情報に基づいて粒状ノイズを判定するノイズ判定手段と、
   前記色相抽出手段が抽出した色相情報に基づいて色相の分布を判定する色相分布判定手段と、
   前記抽出手段からの情報、或いは前記補正手段が補正した情報から映像信号を合成して出力する出力手段と、
   を備え、
   前記補正手段は、前記ノイズ判定手段が判定した粒状ノイズの色相を前記色相分布判定手段が判定した色相分布に基づいて当該粒状ノイズの周囲の色相に近づけるように補正処理することを特徴とする映像信号処理装置。
   
2. 前記ノイズ判定手段は、
   前記明度抽出手段が抽出した明度情報から明るさが大きく変化する部位の変化量を抽出する絵柄抽出部と、
   前記色相抽出手段が抽出した色相情報から色相が大きく変化する部位の変化量を抽出する色変化抽出部と、
   前記色変化抽出部からの変化量を前記絵柄抽出部からの変化量による影響を除いたノイズレベルを出力するノイズ判定部とから構成され、
   前記補正手段は、前記ノイズ判定部からのノイズレベルが大きいほど、前記色相抽出部からの色相値を前記色相分布判定手段からの色相値に変換する割合を増大することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
3. 前記ノイズ判定手段は、前記色相抽出手段が抽出した色相情報から色相が大きく変動する部位が所定範囲内で連続した色粒ノイズを判定する色粒ノイズ判定部から構成され、
   前記補正手段は、前記色粒ノイズ判定部が色粒ノイズであると判定した前記色相抽出部からの色相値を前記色相分布判定手段からの色相値に所定割合で変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。

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