JPH02292968A - 適応型ノイズフイルタ - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は人力テレビジョン信号の輝度信号成分からノ
イズを除去する適応型ノイズフィルタに関するものであ
る． ［従来の技術］ 第２図は特開昭５８−２１５１７５号公報に示された従
来のノイズフィルタの構成を示すブロック図であり、同
図において、＜３ｇ）　．　（３ｈ）は１画素遅延回路
（以下、ＩＤ回路と称す）で、入力端子（１）から入力
された信号（２０１）が順次供給される。（８ｇ）　．
　（６ｈ）は最大値選択回路（以下、ＭＡＸと称す）で
、上記入力端子（１）からの信号（２０１）およびＩＤ
回路（３ｇ）の出力信号（２０２）が一方のＭ　Ａ　Ｘ
　（６ｇ）に供給されるとともに、ＩＤ回路（３ｇ）　
，　（３ｈ）の出力信号（２０２）　．　（２０３）が
他方のＭ　Ａ　Ｘ　（６ｈ）に供給される。

（７ｇ）は最小値選択回路（以下、ＭＩＮと称す）で、
上記Ｍ　Ａ　Ｘ　（６ｇ）　，　（８ｈ）の出力信号（
２０４）　，（２０５）が供給され、このＭ　Ｉ　Ｎ　
（７ｇ）の出力信号（２０８）がＩＤ回路（３ｉ）　．
　（３Ｊ）に順次供給される。

（７Ｊ）　，　（７ｋ）はＭＩＮ、（６ｊ）はＭＡＸで
あり、上記Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７ｇ）の出力信号（２０８）
およびＩＤ回路（３１）の出力信号（２０９）が一方の
Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７Ｊ）に供給されるとともに、ＩＤ回路
（３ｉ）．（月）の出力信号（２０９）　．　（２１０
）が他方のＭ　Ｉ　Ｎ　（７ｋ）に供給され、また、そ
れら両Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７Ｊ）．（７ｋ）の出力信号（２
１１）．（２１２）がＭ　Ａ　Ｘ　（６Ｊ）に供給され
る（７ｈ）　，　（７ｉ）はＭ　Ｉ　Ｎ，　（６ｉ）は
ＭＡＸであり、上記端子（１）から入力された入力信号
（２０！）および上記ＩＤ回路（３ｇ）の出力信号（２
Ｇ２）が一方のＭ　Ｉ　Ｎ　（７ｈ）に供給され、ＩＤ
回路Ｈｇ）　．　（３ｈ）の出力信号（２０２）　，　
（２０３）が他方のＭ　ｒ　Ｎ　（７ｉ）に供給され、
それら両Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７ｈ）．（７１）　ノ出力信号
（２０Ｂ），（２０７）がＭ　Ａ　Ｘ　（６ｉ）に供給
されるとともに、Ｍ　Ａ　Ｘ　（６ｉ）ノ出力信号（２
１４）がＩＤ回路（３ｋ），（３Ｌ）に順次供給される
。

（６ｋ）　．　（６ｆ！，）はＭＡＸ，（７Ａ）はＭＥ
Ｎであり、上記Ｍ　Ａ　Ｘ　（８１）の出力信号（２１
４）およびＩＤ回路（３ｋ）＜７）ＩＩ力信号（２１５
）　Ｍ一方のＭＡＸ（６ｋ）に供給サれるとともに、Ｉ
Ｄ回路（３ｋ）　．　（３Ｌ）の出力信号（２１５）　
，　（２１Ｂ）が他方のＭ　Ａ　Ｘ　（６Ｈに供給され
、また、それら両Ｍ　Ａ　Ｘ　（８ｋ），（６見）の出
力信号（２１７），（２１８）がＭ　Ｉ　Ｎ　（７Ｕニ
供給サレル。

（８ａ）は加算回路で、上記Ｍ　Ａ　Ｘ　（Ｊ）の出力
信号（２１３）およびＭ　Ｉ　Ｎ　（７１）の出力信号
（２１９）が供給され、この加算回路（８ａ）の出力信
号（２２０）が臼力端子（２）に供給されて出力される
。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

上記構成のノイズフィルタは画像信号をパターンの集合
とみなして、特定のパターンを分離、抽出する。ここで
扱うパターンは注目標本点と注目標本点に隣接する左右
の標本点により構成される振幅のパターンである。この
パターンは、第３図（ａ）　に示すようなダイレクトパ
ターン、第３図（ｂ）　に示すようなステップパターン
、第３図（Ｃ）に示すようなパルスパターンに大別でき
る。このとき、画像信号は強い相関性をもつので、ダイ
レクトパターン（ａ）　またはステップパターン（ｂ）
にほぼ集中していることが確認されている．したがって
、パルスパターン（Ｃ）の場合は、これをノイズと判断
し、他のパターンに変換することによりノイズを除去す
ることができる．以下、３つの標本点によるフィルタの
演算方法について述べる。

３つの標本点において、注目標本点をｓ　（ｉ）左右の
隣接標本点をそれぞれＳ　（ｉ−１）　　Ｓ　（ｉ◆ｌ
）とする。パルスパターン（Ｃ）において、ｓ　（ｉ）
　＞ｓ　（ｉ−ｉ）で、かつＳ　（ｉ）　＞　Ｓ　（ｉ
＋１）のときを正パルスパターン、Ｓ　（ｉ）　＜　Ｓ
　（ｉ−１）で、かつＳ　（１）＜Ｓ（ｉ÷１）のとき
を負パルスパターンとする。

上記正パルスパターンを除去する演算式は、である。

負パルスパターンを除去する演算式は、上記■、■の演
算式において、ｍａｘは最大値選択、ｍｉｎは最小値選
択をそれぞれおこなう関数である。

第２図の構成において、Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７ｈ）　．　（
７ｉ）およびＭ　Ａ　Ｘ　（６ｉ）は、上記■式で示す
正パルスパターンの除去のための演算動作をおこない、
また、Ｍ　Ａ　Ｘ　（６ｋ）．（６　）およびＭ　Ｉ　
Ｎ　（７　）には上記■式で示す負パルスパターンの除
去のための演算動作をおこない、それぞれパルスパター
ンをダイレクトパターンまたはステップパターンに変換
する。

また、Ｍ　Ａ　Ｘ　（６ｇ）　．　（１３ｈ）およびＭ
　Ｉ　Ｎ　（７ｇ）において負パルスパターンの除去の
ための演算動作をおこなったのち、Ｍ　Ｉ　Ｎ　（７Ｊ
），（７ｋ）およびＭＡＸ（６ｊ）において正パルスパ
ターンの除去のための演算動作をおこなう． 上記２ルートの演算動作による出力結果を加算回路（８
ａ）において合成することにより、正および負のパルス
パターンの除去演算の順序の違いによる出力の変化を平
均化することができる。

以上のように、第２図で示す構成のノイズフィルタを用
いることにより、波形の立上がりを劣化することなく、
ノイズ成分を除去することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のノイズフィルタは以上のように構成されているの
で、人力信号が第４図（ａ）で示すようなパターンの映
像信号である場合、第３図（Ｃ）のパルスパターンに相
当する信号成分がノイズとして除去されて、第４図（ｂ
）のようなフィルタ出力となり、画質を劣化するという
問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、信号成分をノイズと誤ってフィルタ処理する
ことを防止して、画質の劣化を低減することができる適
応型ノイズフィルタを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る適応型ノイズフィルタは、時間方向の相
関を求めて、相関がない場合はノイズ除去処理をおこな
って出力し、相関がある場合はノイズ除去処理をおこな
わないで、入力信号に対して１フレーム遅延した信号を
出力するように構成したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、入力信号の時間方向の相関を求めて
、相関の有無によりノイズの除去処理された出力信号と
ノイズの除去処理されない出力信号とを選択して出力す
ることにより、人力信号成分の一部をノイズと誤って除
去処理することを防止し、画質の劣化を低減することが
できる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図はこの発明の一実施例による適応型ノイズフィル
タの構成を示すブロック図であり、同図において、（１
）　　　（２）　　　（３ｇ）〜（３）、（６ｇ）〜（
６）、（７ｇ）〜（ア）、（８ａ）　　（２０１）〜（
２２０）は第２図で示す従来例と同一であるため、該当
部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

第１図において、（４ａ）は入力端子（１）から入力さ
れた信号（１０１）を１フレーム遅延する１フレーム遅
延回路（以下、ＩＦ回路と称す）で、このＩＦ回路（４
ａ）の出力信号（２０１）がＩＤ回路（３ｇ）．（３ｈ
）に順次供給される． （１０ａ）はスイッチ回路で、このスイッチ回路（１０
ａ）には上記加算回路（８ａ）の出力信号（２２０）お
よび上記ＩＦ回路（４ａ）の出力信号（２０１）を補償
遅延回路（５ａ）に通した信号（１２８）が供給される
。

（９ａ）は減算回路で、上記ＩＦ回路（４ａ）の出力信
号（２０１）　　と入力信号（１０１）　　とを減算す
る。（１２ａ）は絶対値回路で、上記減算回路（９ａ）
の出力信号（１２２）を入力して、その絶対値信号（１
２３）を出力する。（１３ａ）は判定回路で、定数発生
回路（１　１　ａ）の出力信号（１２４）と上記絶対値
信号（１２３）とが供給される。この判定回路（１３ａ
）の出力信号（１２５）は補償遅延回路（５ｂ）を介し
て上記スイッチ回路（１０ａ）に制御信号（１２７）と
して供給される。

スイッチ回路（１０ａ）は上記制御信号（１２７）によ
って、入力された信号（２２０）　　と（１２８）　　
とを切換えて選択信号（１２８）を出力端子（２）に供
給し出力する。

なお、上記補償遅延回路（５ａ）　，　（５ｂ）は各回
路における遅延を補償する回路である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

上記構成のノイズフィルタにおていは、時間方向の相関
を求め、その相関の有無により映像信号とノイズとを判
別して、ノイズと判別した場合のみノイズ除去処理をお
こなう。ここで、ノイズ除去処理は、既述した従来例と
同一の処理であるため、ここでは詳しい説明を省略し、
相関検出方法および映像信号とノイズとの判別動作につ
いて説明する。

所定の周波数で標本化された輝度信号成分の標本点列に
対し、注目標本点をＳ　（１，ｋ）　とし、１フレーム
離れた位置にある標本点をＳ　（１，ｋ＋２）とする。

ここで、ｉ．ｋは標本点の水平および時間方向の配列番
号で、ｌ−１．２．３・・・　ｋ−１．２．３・・・で
ある。

まず、時間方向の標本点の差分Ｔｔを算出する。

Ｔ　ｔ　−　Ｓ　（ｉ，ｋ÷２）　　−　Ｓ　（ｉ，ｋ
）この差分信号Ｔｔは絶対値回路（１２ａ）によって絶
対値信号Ｉ　Ｔ　ｔ　Ｉ　（１２３）に変換される。

ついで、その絶対値信号Ｉ　Ｔ　ｔ　ｌ　（１２３）は
定数発生回路（ｌｌａ）より出力された時間方向相関し
きい定数Ｋ　ｔ　（１２４）とともに判定回路（１３ａ
）に入力される。この判定回路（１３ａ）の出力信号（
１２５）は補償遅延回路（５ｂ）介し制御信号としてス
イッチ回路（１０ａ）　に与えられる． このスイッチ回路（１０ａ）には、注目標本点に対し従
来と同様にノイズの除去処理された信号（２２０）　　
と、処理されない信号（１２５）が入力されており、制
御信号（１２７）により以下の条件にもとづいて、入力
信号（２２０）　，　（１２５）の選択をおこなって出
力する。

ｌＴｔｌ≦Ｋｔのとき　信号（１２５）を選択ＩＴｔｌ
＞Ｋｔのとき　信号（２２０）を選択すなわち、注目標
本点に対し、時間方向の差分絶対値により相関を求め、
相関がある場合、つまりｌＴｔｌ≦Ｋｔのときは映像信
号であると判断して、ノイズの除去処理しない信号（２
２０）を選択することにより、画質の劣化を防止する。

また、相関がない場合、つまりＩＴｔｌ＞Ｋｔのときは
ノイズの除去処理をおこなった信号（２２０）を選択す
ることにより、ノイズを除去させるように適応制御され
る． 以上のようにして、選択された信号（１２Ｂ）は出力端
子（２）に与えられ、ノイズ除去信号として出力される
。

なお、上記実施例では、ノイズ除去処理回路および時間
方向の相関を求める回路として、最も構成の簡単なもの
を示したが、ノイズ除去処理回路および時間方向の標本
点の差分絶対値を求める回路の次数を上げることによっ
て適応型ノイズフィルタの特性をさらに向上させること
ができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、入力信号の時間方向
の相関の有無によりノイズ成分であるかないかを判別し
て、ノイズ成分と判別されたときのみノイズの除去処理
をおこなうように構成したので、信号成分をノイズと誤
って除去することが防止でき、画質の劣化を低減するこ
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による適応型ノイズフィル
タの構成を示すブロック図、第２図は従来のノイズフィ
ルタの構成を示すブロック図、第３図は標本化された信
号の連続する標本点列のパターン図、第４図は従来のノ
イズフィルタを用いた場合の信号の劣化を示す特性図で
ある．（１）・・・入力端子、（２）・・・出力端子、
（３ｇ）〜（３Ｌ）・・・１画素遅延回路、（４ａ）”
・１フレーム遅延回路、（５ａ）　，　（ｓｂ）−・・
補償遅延回路、（６ｇ）　〜（６１−・・最大値選択回
路、（７ｇ）〜（了見）・・・最小値選択回路、（８ａ
）・・・加算回路、（９ａ）・・・減算回路、（１０ａ
）・・・スイッチ回路、（ｌｌａ）・・・定数発生回路
、（１２ａ）・・・絶対値回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第 図 第 図 第 図 ２．発明の名称 ３．補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の周波数で標本化されたテレビジョン映像信
   号の輝度信号成分を入力とし、この輝度信号からノイズ
   を除去する適応型ノイズフィルタであつて、上記入力信
   号に対して１フレーム遅延させる手段と、この１フレー
   ム遅延信号に対して画面上、水平方向に隣接する標本点
   の最小値を順次得るとともにそれらの最大値を得る手段
   と、画面上、水平方向に隣接する標本点の最大値を順次
   得るとともにそれらの最小値を得る手段と、これら手段
   を直列に設けたノイズ除去手段と、上記入力信号と上記
   １フレーム遅延信号との差分絶対値を算出する手段とを
   具備し、上記差分絶対値算出手段により算出された差分
   絶対値と外部より付与された設定値の大小を比較して、
   差分絶対値が設定値より小さい場合に１フレーム遅延信
   号を選択し、また差分絶対値が設定値より大きい場合に
   ノイズ除去手段の出力信号を選択して出力するように構
   成したことを特徴とする適応型ノイズフィルタ。