JPH0221780A - 映像信号雑音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、映像信号の雑音低減装置に関する。

（従来の技術） テレビジョン映像信号に含まれる雑音をデジタル処理に
より低減する回路が開発されている。

この雑音低減回路は、フィールド間またはフレ−ム間の
映像信号の相関性と、雑音が含まれることによる非相関
性とを利用して雑音を検出し、原信号から雑音成分に相
当する信号を減じることにより雑音低減を行なっている
。

第７図は従来の雑音低減装置を示すブロック図である。

入力端子１の映像信号は、輝度信号と色信号を分離する
輝度色分離回路（以下Ｙ／Ｃ分離回路と記す）２に導か
れる。Ｙ／Ｃ分離回路２で分離された輝度信号Ｙは、ア
ナログデジタル（以下Ａ／Ｄと記す）変換器３に供給さ
れデジタル輝度信号に変換される。またＹ／Ｃ分離回路
２で分離された色信号Ｃは、カラーデコーダ４に入力さ
れ１色差信号つまり（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号と
にデコードされる。（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号と
は、カラーマルチプレクサ５に入力され、交互に選択さ
れて時系列の色信号に変換され、続いてＡ／Ｄ変換器６
に入力される。

Ｙ／Ｃマルチプレクサ７は、Ａ／Ｄ変換器３からのデジ
タル輝度信号とＡ／Ｄ変換器６からのデジタル色信号と
を、Ｍサンプル対Ｎサンプルの比率で選択して多重化す
る。Ｍは例えば１０サンプルであり、Ｎは１サンプルで
、かつ交互に（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）成分が選択される
。これによりＹ／Ｃマルチプレクサ７からは多重化信号
が得られ、次段の雑音除去回路に供給される。

雑音除去回路は、減算器８．フィールドメモリ９、減算
器１０．非線形特性回路１１により構成されている。フ
ィールドメモリ９の出力と多重化信号との減算処理を行
なうと、減算器１０からはフィールド間の相関の程度を
示す差分信号が得られる。相関が強いと差分信号のレベ
ルは低く、相関が弱いと差分信号のレベルは高い。非線
形特性回路１１は、例えばＲＯＭにより構成され差分信
号に対して係数Ｋ　（０＜Ｋ＜１）を乗算して出力する
。このようにして得られた雑音除去信号は、減算器８に
おいて原多重信号に含まれる雑音信号とフィールド周期
で減衰加算され、フィールド間に相関のない雑音信号を
減衰させることになる。

一方、静止画映像信号は、フィールド間の相関が大きい
ので、減衰されず、結局その出力のＳ／Ｎが改善される
ことになる。改善効果は、Ｓ／Ｎ改善度−１０ｌｏｇ　
　（（１＋Ｋ）／（１−Ｋ）ｌ　　（ｄＢ）である。非
線形特性回路１１の特性において、差分信号がある範囲
を越えて大きい場合に出力が零となっているが、これは
動き画像が入力したためにフィールド間相関が低くなっ
た時に、フィールド遅延信号との加算を行なわず残像な
どの影響を除くようにしたからである。

上記のようにＳ／Ｎが改善された多重化信号は、Ｙ／Ｃ
デマルチプレクサ１２に入力され、再度サンプリングさ
れデジタル輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離される。デジ
タル輝度信号Ｙは、デジタルアナログ（以下Ｄ／Ａと記
す）変換器１３に供給されアナログ輝度信号に変換され
る。またデジタル色信号Ｃは、カラーデマルチプレクサ
１４に入力され（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号とに分
離され、それぞれはＤ／Ａｉ換器１５．１６に供給され
アナログ信号に変換される。そして、アナログ（Ｒ−Ｙ
）信号と（Ｂ−Ｙ）信号とはカラーエンコーダ１７に入
力され、クロマ信号となる。クロマ信号は、Ｙ／Ｃ混合
器１８においてアナログ輝度信号と混合される。これに
より出力端子１９からは雑音低減処理が施されたカラー
映像信号を得ることができる。

上記した従来の雑音低減装置によると、雑音低減回路部
を輝度信号と色信号とを１系統の信号として処理する点
に利点がある。輝度信号と色信号とのそれぞれを別々の
雑音低減回路を用いて行なうとハードウェアの規模が大
きくコストも高くなる。

しかし次のような短所もある。輝度信号と色信号との雑
音低減回路が共通化されているために。

各々の信号に対するノイズリダクションの最適レベルを
得ることができず、妥協した雑音低減特性にせざるを得
ない。また入力信号の特性により輝度信号と色信号との
ノイズリダクションレベルの組合わせを変えることがで
きない。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来の雑音低減回路は、輝度信号と色信
号とのノイズリダクションレベルを各々の信号に適した
最適レベルにしたり、独立に変更設定することができな
い。このために雑音低減特性を輝度信号と色信号とのＳ
／Ｎを見て妥協できる特性までしか改善できない。

そこでこの発明はミわずかな付加回路により輝度信号と
色信号とのノイズリダクションレベルを各々の信号に対
して最適なレベルにすることができ、かつ各々の信号に
対して独立して設定または変更できる映像信号の雑音低
減装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、映像信号から分離されたデジタル輝度信号
とデジタル色信号とを用いてデジタル輝度信号のＭサン
プルに対してデジタル色信号をＮサンプルの比率で多重
化し、１系統の多重化信号を得る手段と、前記多重化信
号が供給される雑音低減部と、この雑音低減部の出力多
重化信号を上記比率でサンプリングしてデジタル輝度信
号とデジタル色信号との２系統の信号に分離する手段と
を具備した映像信号雑音低減装置において、上記雑音低
減部を、その入力多重化信号が一方の入力部に供給され
る第１の減算器と、この第１の減算器の出力が供給され
るフィールドメモリと、このフィールドメモリの出力と
前記入力多重化信号との差分信号を得る第２の減算器と
、この第２の減算器の出力差分信号が供給され、該差分
信号に応じてそれぞれ異なった非線形特性の複数の非線
形特性出力を得ることができる非線形特性回路と、前記
入力多重化信号に含まれるデジタル輝度信号及び色信号
が前記第１の減算器に入力するタイミングに応答して、
前記複数の非線形特性出力のうち予め取決めた所定の非
線形特性出力を選択して前記第１の減算器の他方の入力
部に供給して入力多重化信号の内容に応じて適応的に雑
音を低減せしめる手段とで構成するものである。

（作用） 上記ら手段により、輝度信号と色信号のそれぞれに適し
たノイズリダクションレベルを時分割で与えることがで
き、入力特性に応じても独立してそれぞれの信号に最適
なノイズリダクションレベルを設定することができる。

（実施例） 以丁、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。第６図に示した従
来の雑音低減装置と異なる部分は、Ｙ／Ｃ混合器７から
得られた多重化信号が供給される雑音低減回路において
、減算器１０の差分信号出力が供給される非線形特性回
路が少なくとも２つ設けられている点と、この複数の非
線形特性回路の出力のうちいずれか１つをスイッチによ
り選択して減算器８に供給するように構成している点で
ある。他の部分は、第６図の装置と同じであるから第６
図と同じ符号を付して示している。

即ち、Ｙ／Ｃ混合器７からの多重化信号は、減算器８の
一方の入力部及び減算器１０の一方の入力部に供給され
る。減算器８の出力はフィールドメモリ９に入力される
。フィールドメモリ９の出力は、減算器１０の他方の入
力部に供給される。

したがって、減算器１０からは、フィールド間で対応す
る信号の差分信号が得られる。差分信号は、フィールド
間の相関の程度を表わすことになる。

差分信号は、非線形特性回路１１１と１１２に供給され
る。非線形特性回路１１１は例えば輝度信号用、非線形
回路１１２は色信号用として用意されたものであり、そ
れぞれ入力出力特性は輝度信号の雑音を低減するのに最
適な特性と１色信号の雑音を低減するのに最適な特性と
に設定されている。差分信号には各非線形回路１１１と
１１２とで異なる適当な係数が掛けられ、それぞれの演
算出力は、スイッチ１１３の端子ａとｂに供給される。

ここでスイッチ１１３は、タイミング発生器１１４から
の切換え信号により制御されるもので、減算器８に輝度
信号が入力されるときは非線形回路１１１の出力が選択
されて減算器８に入力され、また色信号が入力されると
きは非線形回路１１２の出力が選択されて減算器８に入
力されるように制御される。タイミング発生器１１４は
、Ｙ／Ｃ混合器７に於ける多重化タイミング信号と同期
しており、たとえばシフトレジスタやカウンタ出力のデ
コード値を用いて切換え信号を発生１．ている。

第２図は多重化信号の時系列成分（同図（ａ））の例と
、切換え信号（同図（ｂ））と、スイッチ１１３の出力
（同図（Ｃ））との位相関係を示している。この例は、
輝度信号の第６番目のサンプル位置を色信号のサンプル
データに置換え、かっ色信号に関してはサンプルタイミ
ングで交互に（Ｒ−Ｙ）成分と（Ｂ−Ｙ）成分とを多重
化した例を示している。

上記の実施例では、非線形回路１１１と１１２の２種類
であるが、更に異なる特性のものを用意し、適切な非線
形特性を自由に選択できるようにしても良い。非線形特
性回路としては上記の他に、例えばリミッタ特性のもの
でもよい。

第３図は、シト線形特性回路の特性例を示している。

入力が小レベルにあるときは、 出力ＯＵＴ　−に−１（０＜Ｋ＜　１）、入力が大レベ
ルにあるときは 出力０ＵＴ＝０とし、その途中は直線で連続化している
。ここで、小レベルの範囲のＫの値を切換えると、先に
説明したＳ／Ｎの改善度が変化する。

この改善度が各輝度信号と色信号に対して最適となるよ
うに、前述した非線形特性回路１１１゜１１２が設定さ
れている。

上記のようにそれぞれの特性が予め設定された複数の非
線形特性回路を用意しても良いが、実際には１つのＲＯ
Ｍから多種類の特性が得られるように該ＲＯＭのデータ
を用意しておいても良い。

つまり、Ｓ／Ｎの改善度を変更するしたり切換えｆこり
するには、いくつかのＲＯＭを用意しておき、任意に選
定する方法がある。しか【７切換えの種類が多いと、Ｒ
ＯＭのビット数が増大する。そこで、第４図に示すよう
な手段により複数の特性を自由に作ることができる非線
形特性回路を用いてもよい。

第４図において、２００はＲＯＭであり非線形特性の出
力データを読み出すことができる。非線形特性の種類と
しては１種類でも良く、切換え信号により切換えられる
種類よりは少なくて良い。

ＲＯＭ２００の出力は、乗算器２０１に供給される。乗
算器２０１の乗数としては、複数種類が用意されている
。図示の例ではＬＹ　　（輝度信号用）（Ｏ≦ＬＹ≦１
）とＬｃ　　（色信号用＞（０≦Ｌｃ≦１）である。こ
のような非線形特性回路によると、乗数を切換えること
により全体の入力出力特性を変更することができる。輝
度信号が減算器８に入力するタイミングでは乗数ＬＹを
選択し、色信号が減算器８に入力するときは乗数Ｌｃを
選択することにより適応的に各信号に対する最適な雑音
除去信号を与えることができる。この場合、乗数ＬＹと
ＬｅＯ値は、Ｓ／Ｎ改善効果を生かしながら、残像等の
悪影響が目立たないようにする値を選ぶことは当然であ
る。

例えば、５−ＶＨ５方式のＶＴＲに採用するかＶＨＳ方
式のＶ　Ｔ　Ｒに採用するかによって乗数を選定したり
、またＶＴＲが通常再生モードであるのかあるいは倍速
再生モードであるのかにより該乗数を切換えできるよう
に成されている。例えば、５−ＶＨＳ方式のＶＴＲで通
常再生モードのときは、 ノイズリダクションレベル１でＬＹ−〇、ＬＣ−〇、７ ノイズリダクションレベル２でＬＹ−０，７、Ｌｃ　　
−０，８５ ノイズリダクションレベル３でＬＹ−０，９、Ｌｃ　　
−０，９５ というふうに、予め係数の紐を設定しておき条件に従っ
て選択するようにしても良い。このようにすると、第５
図に示すように各種の特性を得ることができる。

上記の多重化信号において輝度信号（ｙｔ、Ｙ２・・・
）を８ビツト、色信号ＣＲＩ、ＣＲ２・・・）や（Ｃ８
１％ＣＢ２・・・）を６ビツトとすると、減算器８にお
いては、色信号の入力データに関し７てはその下位に“
０′を２ビツト付加したものとして処理される（第６図
参照）。すると、全ダイナミックレンジに対して、非線
形処理対称となる輝度信号及び色信号の振幅比率が同じ
になり、良好な処理を得ることができる。このとき色信
号の下位の桁に情報か得られた場合、出力としては切捨
てても良い。

しかし輝度信号のビット数に対応してフィ−ルメモリの
ビット容量が構成されていると、メモリ内部においても
色信号格納部分は下位２ビット分が余るから、この部分
を有効活用しても良い。例えば、入力は６ビツトでも演
算部及びメモリ部では８ビツトで扱うと、６ビツトの分
解能で制限されたいた小振幅時のＫの値の誤差を等価的
に小さくできるから、小振幅時に問題となるノイズリデ
ュースが掛かりすぎて残像が長く残るかあるいはノイズ
リデュースが得られないかのどちらかになってしまうよ
うな現象を無くすことができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、わずかな付加回
路により輝度信号ど色信号とのノイズリダクションレベ
ルを各々の信号に対して最適なレベルにすることができ
、かつ各々の信号に対して独立して設定または変更でき
、出力映像信号のＳ／Ｎを一層良好なものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の回路の動作例を説明するために示【またタイミン
グチャート、第３図は非線形特性の説明図、第４図は非
線形特性回路の他の例を示す図、第５図は第４図の回路
で得られる非線形特性の説明図、第６図は雑音低減回路
に於けるデータビットの例を説明するために示したデー
タ説明図、第７図は従来の雑音低減装置の構成説明図で
ある。 ２・・・Ｙ／Ｃ分離回路、３．６・・・Ａ／Ｄ変換器、
４・・・カラーデコーダ、５・・・カラーマルチプレク
サ、７・・・Ｙ／Ｃ混合器、８，１０・・・減算器、９
・・・フィールドメモリ、１２・・・Ｙ／Ｃデマルチプ
レクサ、１３．１５．１６・・・Ｄ／Ａ変換器、１７・
・・カラーエンコーダ、１８・・・Ｙ／Ｃ混合器、１１
１゜１１２・・・非線形特性回路、１１３・・・スイッ
チ、１１４・・・タイミング発生器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 映像信号から分離されたデジタル輝度信号とデジタル色
   信号とを用いてデジタル輝度信号のＭサンプルに対して
   デジタル色信号をＮサンプルの比率で多重化し、１系統
   の多重化信号を得る手段と、前記多重化信号が供給され
   る雑音低減部と、この雑音低減部の出力多重化信号を上
   記比率でサンプリングしてデジタル輝度信号とデジタル
   色信号との２系統の信号に分離する手段とを具備した映
   像信号雑音低減装置において、 上記雑音低減部は、その入力多重化信号が一方の入力部
   に供給される第１の減算器と、 この第１の減算器の出力が供給されるフィールドメモリ
   と、 このフィールドメモリの出力と前記入力多重化信号との
   差分信号を得る第２の減算器と、 この第２の減算器の出力差分信号が供給され、該差分信
   号に応じてそれぞれ異なった非線形特性の複数の非線形
   特性出力を得ることができる非線形特性回路と、 前記入力多重化信号に含まれるデジタル輝度信号及び色
   信号が前記第１の減算器に入力するタイミングに応答し
   て、前記複数の非線形特性出力のうち予め取決めた所定
   の非線形特性出力を選択して前記第１の減算器の他方の
   入力部に供給して入力多重化信号の内容に応じて適応的
   に雑音を低減せしめる手段とを具備したことを特徴とす
   る映像信号雑音低減装置。