JPH03117274A - 雑音低減回路 - 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、ハイビジョン受信機やディジタルテレビジ
ョンなどに適用されるもので、テレビジョン映像信号に
おける雑音を低減する雑音低減回路に関するものである
。

［従来の技術］ 第１１図はフレーム相関を利用した従来の雑音低減回路
の構成を示すブロック図であり、同図において、（１）
は入力端子で、ディジタル化されたテレビジョン信号が
人力される。（２）は減り回路で、に記入力端子（１）
に到来するディジタルプレビジョン信号を一方の入力と
し、後述する１フレーム遅延回路（５）の出力信号を他
方の人力とする。

（３）はＬ２減算回路（２）の出力イａ号を人力とする
非線形回路、（４）は加算回路で、」−２非線形回路（
３）の出力信号を一方の人力とし、ト記入力端了ｉｌｌ
　に到来するディジタルテレビジョン信号を他方の入力
とする。（５）はｌ記加党回路（４）の出力信号を入力
とする１フレーム遅延回路、（６）はト、記加算回路（
４）の出力端子である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。５入力端子
（１）より入力された雑音を含んだプレビジョン信号は
減京回路（２）に人力され、ここで１フレーム遅延回路
（５）で遅延された菖フレーム１；１の（５号と減算さ
れたのち、その出力信号が非線形回路（３）に人力され
る。

この非線形回路（３）では入力信号のレベルによって変
化する可変係数（に）（０≦に〈１）を入力信号に乗じ
て加算回路（４）に出力する。

ついで、その加算回路（４）は、上記非線形回路の出力
信号と入力端子（１）より入力された現テレビジョン信
号とを加算し、その加算された１１３吋を菖フレーム遅
延回路（５）に出力するとともに、出力端ｒ（６）に出
力する。

以上のような雑音低減回路において、現テレビジョン信
号を（Ａ）　、　　ｌフレーム遅延回路（５）の出力（
ｉ’ｉ号を（Ｂ）　とすると、出力端ｒ（６）には、Ｋ
・　（Ｂ−Ａ）ＩＡ ＝　（１−Ｋ）Ａ＋ＫＢ　　（０≦Ｋ〈１）の信号が出
力される。

すなわち、この雑音低減回路は現プレビジョン信号を（
Ａ）をフレーム周期ごとに重み係数（に）で時間的に弔
均化する回路である。

一般にテレビジョン信号が静止画の場合、フレーム周期
で繰返す信号であり、そのフレーム間の自己相関性が非
常に強い。一方、テレビジョン信号に含まれている雑音
成分はその自己相関性がほとんど無い。そのため、テレ
ビジョンイ言号をフレーム周期ごとに時間的に平均化す
ると、信号成分のエネルギはほとんど変化しないで、雑
音成分のエネルギのみ低くなり、雑音を低減することが
できる。

しかし、テレビジョン信号が動画の場合、これをフレー
ム周期ごとに時間的に平均化すると、残像効果があられ
れる。そのため、非線形回路（３）の入出力特性を、た
とえば第９図のように設定し、入力信号（Ａ）と１フレ
ーム遅延回路（５）の出力信号ＣＢ）との差分の絶対値
、つまりＩＡ−Ｂｌが小さい部分（ＩＡ−Ｂｌ≦Ｐ）で
テレビジョン信号を静止画であると判定して、可変係数
（Ｋ）を１に近づけることで、雑音除去効果を大きくし
、ＩＡ−Ｂｌが大きい部分（ＩＡ−Ｂｌ＞Ｐ）でテレビ
ジョン信号を動画であると判定して、可変係数（Ｋ）を
Ｏとすることで、入力テレビジョン信号（Ａ）をそのま
ま出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の雑音低減回路は以上のように構成されているので
、動画であっても、ＩＡ−Ｂｌが小さい場合、雑音と判
定されて残像効果があられれる、たとえば、第１２図に
示すように、同図（ａ）が２フレームａ、（ｂ）が１フ
レーム前、　（ｃ）　カ現フレームのデータである場合
、そのデータを従来の雑音低減回路に通すと、同図（ａ
）の斜線を挿入した映像信号が雑音と判定され、その結
果、第１３図の（ｂ）、（Ｃ）に示すように、１フレー
ム前と現フレームに残像としてあられれて非常に見苦し
い画像となる問題があった。

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、動画でありながら入力信号と１フレ一ム遅延
信号との差分の絶対値が小さい場合でも、正しく動画と
判定して残像効果を低下することができる雑音低減回路
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］ この発明にかかる雑音低減回路は、雑音を低減した出力
信号を自然数フレーム遅延した信号と入力テレビジョン
信号との差分が小さいときで、減算回路の出力の絶対値
に所定の値以上の画素が集中してあられれた場合を動画
、それ以外の場合を雑音と判定する動画判定回路を設け
、この動画判定回路が動画と判定した結果に応じて係数
を可変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、上記動画判定回路において雑音と判
定された場合は従来どおりに雑音を低減し、動画と判定
された場合は残像効果を下げて雑音低減効果を抑えるこ
とになり、これによって、動画の場合で入力信号と１フ
レーム遅延回路の差分の絶対値が小さい場合でも、鮮明
で自然な画像を得ることができる。

［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雑音低減回路の構成
を示すブロック図で、同図において。

（１）は入力端子で、ディジタル化されたテレビジョン
信号が入力される。（２）は上記入力端子（１）に到来
するディジタルテレビジョン信号を一方の入力とし、後
述するｌフレーム遅延回路（５）の出力信号を他方の入
力とする減算回路、（３）は非線形回路で、上記減算回
路（２）の出力信号を入力とする。

（７）は上記入力端子（１）に到来するテレビジョン信
号を入力とする第１の遅延回路、（８）は上記非線形回
路（３）の出力信号を入力とする第２の遅延回路、（８
）は上記減算回路（２）の出力信号を入力とする動画判
定回路、（ｌＯ）は係数可変回路の一例で、上記第２の
遅延回路（８）の出力信号を入力とし、上記動画判定回
路（３）の出力信号によって制御されるスイッチ回路、
（４）は上記第１の遅延回路（７）の出力信号を一方の
入力とし、上記スイッチ回路（ｌＯ）の出力信号を他方
の入力とする加算回路、（５）は上記加算回路（４）の
出力信号を入力とするｌフレーム遅延回路、（６）は上
記加算回路（４）の出力端子である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

入力端子（１）により入力されたテレビジョン信号は第
１１図の従来例と同様に、減算回路（２）においてｌフ
レーム遅延回路（５）で遅延されたｌフレーム前の信号
と減算されたのち、その出力信号が非線形回路（３）に
入力される。

この非線形回路（３）の入出力特性は従来例と同じ第９
図に示すものであり、入力端子（１）に到来するテレビ
ジョン信号（Ａ）と１フレーム遅延回路（５）の出力信
号（Ｂ）の差分の絶対値ＩＡ−Ｂｌが大きい場合（ＩＡ
−Ｂｌ＞Ｐ）に、動画と判定して係数（Ｋ）を０にする
ことによって、入力テレビジョン信号（Ａ）がそのまま
出力端子（８）に出力される。

一方、上記差分の絶対値ＩＡ−Ｂｌが小さい場合（ＩＡ
−Ｂｌ≦Ｐ）は次の二つの場合に分けられる。つまり、
動画判定回路（９）でその信号が動画と判定されたとき
、スイッチ回路（ｌＯ）を「開放」にすることで、出力
端子（６）に入力信号（Ａ）がそのまま出力される。

また、動画判定回路（８）でその信号が雑音と判定され
たとき、スイッチ回路（１０）を「短絡」にすることで
、出力端子（８）に従来例と同様に雑音を除去した信号
、すなわち。

（１−Ｋ）Ａ＋ＫＢ　　　（Ｋ＃０） が出力される。

ここで、上記第１および第２の遅延回路（７）。

（８）は動画判定回路（９）による遅延を補償するもの
である。

つぎに、上記動画判定回路（３）について詳細に説明す
る。

一般にテレビジョン信号でフレーム差分をとった場合、
映像の動きによって生じる差分は何画素か集中してあら
れれ、雑音によって生じる差分は中独画素にあられれる
。このような性質を利用して動画判定回路（９）におい
て、非線形回路（３）の出力信号が動画によるものか雑
音によるものかを判定している。

第２図は上記動画判定回路（８）の具体的な構成例を示
すブロック図で、同図において、　（１１）は減算回路
（２）の出力信号（Ｂ　−Ａ）を入力とする入力端子、
　（１２）は上記入力端子（１１）に到来する信号を入
力とする絶対値回路、（１３）は定数（Ｑ）を発生する
定数発生回路、（１４）は上記絶対値１り路（１２）の
出力信号を一方の入力とし、定数発生回路（１３）の出
力信号を他方の入力とする比較回路である。

（１５）は上記比較回路（１４）の出力信号を入力とす
る１画素遅延回路、（１Ｂ）はこの１画素遅延回路（１
５）の出力信号を入力とする１画素遅延回路、（１７）
は上記比較回路（１４）の出力信号を一方の入力とし、
上記１画素遅延回路（＋５）の出力信号を他方の入力と
する第１のＯＲ回路である。

（１８）は上記１画素遅延回路（１５）の出力信号を一
方の入力とし、上記１画素遅延回路（１Ｂ）の出力信号
を他方の入力とする第２のＯＲ回路、（１９）は上記第
１のＯＲ回路（１７）の出力信号を一方の入力とし、上
記第２のＯＲ回路（１８）の出力信号を他方の入力とす
るＡＮＤ回路、　（２０）はこのＡＮＤ回路（１８）の
出力信号をＳｔ図で示すスイッチ回路（１０）へ出力す
る出力端子である。

つぎに、上記第２図の構成の動作について説明する。

減算回路（２）の出力信号（Ｂ　−Ａ）はまず絶対６６
１ｕｌＪ路（１２）に入力され、ここで絶対値化された
（２号ＩＡ−ｒ３１が次段の比較回路（１４）に人力さ
れ、ここで定数発生回路（＋３）から入力される定数（
Ｑ）と比較される。ここで、定数（Ｑ）はトシＬｉの絶
対植信”；ＩＡＢＩ（７）最大値をＭＡＸＩＡ−Ｂｌと
した場合。

０≦Ｑ＜ＭＡＸ　Ｉ　Ａ−Ｂ　１ となる値である。

この比較回路（１４）は、 ＋Ａ−Ｂｌ≧Ｑのとき、論理値ｒｌ］ を出力し、 ＋Ａ−Ｂｌ＜Ｑのとき、論理値「０」 を出力する。

ついで、この出力信号が１画素遅延回路（１５）および
（１６）によって３並列にされ、ＯＲ回路（＋７１゜（
１８）およびＡＮＤ回路（１９）によって、次に示す表
１の論理に従って出力される。

表 ついで、上記ＡＮＤ回路（１９）の出力信号がスイッチ
回路（１０）の制御入力端子に出力され、ＡＮＤ回路（
１９）の出力信号がｒＯＪのときスイッチ回路（ｌＯ）
は「短絡」となり、「１」のとき「開放」となる。

つまり、第３図に示すように、縦軸に絶対値回路（１２
）の出力信号Ｉ　Ａ−Ｂ　ｌを、また横軸にサンプル点
をとると、第３図中に動画と記されたサンプルに関して
ＡＮＤ回路（１９）の出力信号はｒｌＪとなり、スイッ
チ回路（ｌＯ）を「開放」にして入力信号（Ａ）がその
まま出力端子（８）から出力される。

また、第３図中に雑音と記されたサンプルに関してＡＮ
Ｄ回路（１９）の出力信号は「０」となりスイッチ回路
（ｌＯ）を「短絡」にして出力端子（６）に （１−Ｋ）Ａ＋ＫＢ　　　　（ＫζＯ）が出力される。

なお、上記実施例では、第１の減算回路（２）が１フレ
ーム遅延回路（５）の出力信号から入力テレビジョン信
号を減算するように構成されているもので示したが、第
４図のように、第１の減算回路（２）を入力テレビジョ
ン信号から１フレーム遅延回路（５）の出力信号を減算
するように構成して、加算回路（０の代わりに第２の減
算回路（２５）を設けても、上記実施例と同様の効果を
奏する。

また、ｈ記実施例では、非線形回路（３）の入出力特性
を第９図のごとく固定のものとした場合を示したが、新
たに雑音検出回路を設けて雑音の量に応じて非線形回路
（３）の特性を変化させるように構成してもよい。

第５図はこの発明の他の実施例による雑音低減回路の構
成を示すブロック図で、同図において、（２１）は入力
端子（１）に到来するテレビジョン信号を一方の入力と
し、減算回路（２）の出力信号を他方の入力とする雑音
検出回路であり、この雑音検出回路（２１）の出力信号
を非線形回路（３）と動画判定回路（９）に出力してい
る。その他の構成は第１図と同様であるため、同一の符
号を付して、それらの説明を省略する。

上記第５図の雑音低減回路において、上記雑音検出回路
（２１）は、たとえばテレビジョン信号の同期信号部分
の雑音を平均し、ある所定の定数以上のとき、すなわち
、雑音の大きいとき、論理値「１」をとり、定数以下の
とき、すなわち、雑音の小さいとき、論理値「０」を出
力するような回路に構成されている。

また、同期信号部分は映像信号部分と異なり。

被写体の動きに関係なく、減算回路（２）の出力信号が
雑音のみの出力とされるために、入力テレビジョン信号
の雑音の程度を知ることができる。この雑音検出回路（
２１）の出力信号を受けて非線形回路（３）は雑音の小
さいとき、第９図の入出力特性を選択し、雑音が大きい
とき、第１０図の入出力特性を選択して雑音除去効果を
上げている。

また、雑音が大きいときの動画判定回路（３）における
定数（Ｑ）の値と雑音が小さいときの値が同じであると
、雑音を動画と判定してしまうので、Ｌ記定数（Ｑ）を
大きくする必要がある。

第６図はそのような誤判定をなくするために構成された
動画判定回路（８）の具体的な別の構成例を示すブロッ
ク図で、同図において、第２図と相違するのは、動画判
定回路（８）に入力端子（２２）を設けて、雑音検出回
路（２１）の出力信号によって定数発生回路（１３）の
出力を制御するようにした点である。

このように構成された動画判定回路（８）によれば、第
８図のように雑音が大きいときでも、動画と雑音を正し
く区別できる効果を有する。

また、上記実施例では、動画判定回路（８）で動画と判
定された場合、スイッチ回路（１０）によって非線形回
路（３）の出力信号に乗じる係数を可変して雑音低減効
果を「０」にしたが、スイッチ回路（ｌＯ）のかわりに
、雑音と判定された場合、係数「１」を乗じ、動画と判
定された場合、係数Ｌ（０≦Ｌ＜１）を乗じる係数回路
を使用して、動画の場合の雑音低減効果を抑えるように
構成してもよい。

さらに、上記実施例では、動画判定回路（８）における
雑音と動画の判定をテレビジョン信号の一走査線上でお
こなっているが、第７図のごとく。

ｌラインｉｌ！！延回路（２３）　、（２４）を使って
注目の画素の上下の走査線でおこなっても、上記実施例
と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、雑音と動画とを動画
判定回路により正しく判定するように構成したので、雑
音を十分に低減できると同時に。

動画の場合は残像効果を下げて、雑音低減効果を抑え、
クリアで自然な画像が得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による雑音低減回路の構成
を示すブロック図、第２図は動画判定回路の具体的な構
成例を示すブロック図、第３図は第２図の動作を説明す
るための絶対値出力信号とサンプル点の相関グラフ、第
４図および第５図はこの発明の他の実施例による雑音低
減回路の構成を示すブロック図、第６図および第７図は
動画判定回路の他の構成例を示すブロック図、第８図は
第６図の動作を説明するための絶対値出力信号とサンプ
ル点の相関グラフ、第９図および第１０図は非線形回路
の入出力特性図、第１１図は従来の雑音低減回路の構成
を示すブロック図、第１２図および第１３図はそれぞれ
従来例の動作を説明するための信号図である。 （２）・・・第１の減り回路、（３１−・・非線形回路
、＋４）　・・・加算回路、（５）−１フレーム遅延回
路、（９）・・・動画判定回路、＋１０１−・・スイッ
チ回路、（２５）・・・第２の減算回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示−４６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレビジョン信号のフレーム相関を利用して雑音
   を低減するように構成された雑音低減回路において、雑
   音が低減された信号を自然数フレーム遅延するフレーム
   遅延回路と、上記フレーム遅延回路の出力信号と入力テ
   レビジョン信号との差分を演算する第１の減算回路と、
   この第１の減算回路の出力信号の絶対値が所定の値以上
   に画面上に集中してあられれた場合に動画と判定する動
   画判定回路と、上記第１の減算回路の出力信号のレベル
   によつて変化する可変係数を上記第１の減算回路の出力
   信号に乗じる非線形回路と、上記動画判定回路の出力信
   号に応じて上記非線形回路の出力信号に乗じる係数を可
   変する係数可変回路と、上記第１の減算回路が上記フレ
   ーム遅延回路の出力信号から上記入力テレビジョン信号
   を減算するように構成されている場合に上記係数可変回
   路の出力信号と上記入力テレビジョン信号とを加算する
   加算回路もしくは上記第１の減算回路が上記入力テレビ
   ジョン信号から上記フレーム遅延回路の出力信号を減算
   するように構成された場合に上記入力テレビジョン信号
   から上記係数可変回路の出力信号を減算する第２の減算
   回路とを備え、上記動画判定回路が動画と判定した場合
   、上記係数可変回路の出力係数をそれ以外の場合の出力
   係数よりも小に可変するように構成したことを特徴とす
   る雑音低減回路。