JPH03258170A - Noise reduction device - Google Patents

Noise reduction device

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JPH03258170A
JPH03258170A JP2057182A JP5718290A JPH03258170A JP H03258170 A JPH03258170 A JP H03258170A JP 2057182 A JP2057182 A JP 2057182A JP 5718290 A JP5718290 A JP 5718290A JP H03258170 A JPH03258170 A JP H03258170A
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frame
luminance
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Yukiko Nakajima
中島 由記子
Masaaki Nakayama
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Abstract

PURPOSE:To eliminate noise in a same processing system by delaying each input video signal by one frame, obtaining a difference signal between the input video signal and each delay signal and decomposing the result into a component signal representing the characteristic of the difference signal to extract a noise level signal. CONSTITUTION:When a luminance signal is inputted from a terminal 1, it is A/D-converted by an A/D converter 2, an output digital signal enters a luminance processing system, the signal is supplied to a subtractor 3, from which a signal not including noise component is obtained and stored in a frame memory 4, delayed by one frame and a 2-luminance frame difference signal is obtained from a subtractor 6. The difference is subject to D/A conversion 12 via a Hadamard transformation processing circuit group 21 and a luminance signal resulting from decreasing the noise component from the input signal is outputted. On the other hand, color difference signals B-Y, R-Y are selected by an analog switcher 24, given to the A/D converter 2 and the shared B-Y and R-Y signals are subject to similar processing to the luminance signal and the signal component subtracting the noise component from the input color difference signal is extracted.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ、ビデオ、ビデオカメラ等の映像信号
のフィールド、あるいはフレーム相関を利用することに
よって、動きのある画像においてもノイズを低減するも
ので、その場合、特に入力映像信号が輝度、色差信号の
コンポーネント信号であるときも、効果的にノイズの低
減を行うことができるノイズ低減装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention reduces noise even in moving images by using field or frame correlation of video signals from televisions, videos, video cameras, etc. In this case, the present invention relates to a noise reduction device that can effectively reduce noise even when the input video signal is a component signal of luminance and color difference signals.

従来の技術 従来のノイズ低減装置としては、例えば特開昭61−1
58574号公報に示されている。
2. Prior Art As a conventional noise reduction device, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 61-1
It is shown in Japanese Patent No. 58574.

第6図は、従来のノイズ低減装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional noise reduction device.

第6図において、1はコンポジット映像信号の入力端子
、2はコンポジット入力映像信号をアナログ信号からデ
ィジタル信号に変換するA/D変換器、3は2つの入力
信号があり、一方の入力信号から他方の入力信号を減算
する減算回路、4は入力映像信号からノイズを低減した
信号を、1フレーム遅延させるフレームメモリである。
In Fig. 6, 1 is an input terminal for a composite video signal, 2 is an A/D converter that converts the composite input video signal from an analog signal to a digital signal, and 3 is an input terminal that has two input signals, one input signal to the other. A subtraction circuit 4 subtracts the input signal from the input video signal, and 4 is a frame memory that delays a signal obtained by reducing noise from the input video signal by one frame.

NTSCカラー映像信号の色信号はエフレーム毎に位相
反転しているため5はこれを補償するための色信号位相
シフト回路であり、フレームメモリ4で遅延されたコン
ポジット映像信号の色信号のみを位相反転する。8は入
力フンポジット映像信号と1フレーム遅延したフンポジ
ット映像信号とを減算してフレーム差信号を得る減算回
路、7は減算回路6の出力であるフレーム差信号を直列
ディジタル信号から並列ディジタル信号に変換する直列
−並列変換回路、8は直列−並列変換回路7からの出力
の並列ディジタル信号に直行変換であるアダマール変換
を施し、フレーム差信号から縦方向成分、横方向成分、
斜め方向成分を取り出すアダマール変換回路である。ア
ダマール変換回路8の出力はノイズ成分と動き成分の分
布が異なるので、9はそのことを利用してノイズ成分を
抽出する非線形処理回路である。10はアダマール逆変
換回路であり、非線形処理回路9から抽出されたノイズ
信号はアダマール変換されて得られたものであるから、
アダマール逆変換することにより元の時間軸に戻す。1
1は並列ディジタル信号を元の直列ディジタル信号に戻
す並列−直列変換回路、12はディジタル信号をアナロ
グ信号に変換するD/A変換器である。第1表は4fs
cサンプリング、2×4次入力でアダマール変換を行っ
た場合のエネルギー分布の最も高いところを・印を付し
て示したものである。第1表の各左側は各成分のパター
ンを示したもの、各右側はエネルギー分布であり、横軸
は2次元水平周波数(単位は(Hz)である。)縦軸は
2次元垂直周波数(単位はCHz/画面高〕であり、画
面高とはTV画面の垂直方向の高さを正規化して表した
単位である。)以下、余白 第1表 以上のように構成された従来のノイズ低減装置に□おい
て、入力端子1からコンポジット映像信号が入力すると
A/D変換器2でディジタル信号に変換され、このディ
ジタル信号は、減算器3を通ることにより後述の非相関
成分が減算され、理想的にはノイズ成分を含まないコン
ポジット映像信号成分となり、フレームメモリ4にスト
アされ、1フレームの間遅延される。この1フレ一ム分
遅延した映像信号は、1フレ一ム信号とは色信号の位相
が反転しているため、クロマインバート回路5によって
位相補償され色信号の位相のみが反転させられた後、減
算器6によりクロマ位相が等しい2つのコンポジット映
像信号のフレーム差信号が得られる。本来、入力映像信
号が静止画であるとき、このフレーム差信号はノイズ成
分そのものとなり、以下に説明する回路を必要とせずノ
イズ抽出ができる。しかし、入力映像信号が動きのある
画像であるとこのフレーム差信号は、フレーム相関のな
い信号成分とノイズ成分とが合わさった信号となる。
Since the phase of the color signal of the NTSC color video signal is inverted for each frame, 5 is a color signal phase shift circuit to compensate for this, and the color signal of the composite video signal delayed in the frame memory 4 is phase shifted. Invert. 8 is a subtraction circuit that obtains a frame difference signal by subtracting the input frame-posit video signal and the frame-posit video signal delayed by one frame; 7 is a subtraction circuit that converts the frame difference signal output from the subtraction circuit 6 from a serial digital signal to a parallel digital signal. A serial-parallel conversion circuit 8 performs Hadamard transform, which is orthogonal conversion, on the parallel digital signal output from the serial-parallel conversion circuit 7, and converts the frame difference signal into vertical components, horizontal components,
This is a Hadamard transform circuit that extracts diagonal components. Since the output of the Hadamard transform circuit 8 has a different distribution of noise components and motion components, 9 is a nonlinear processing circuit that extracts the noise components by utilizing this fact. 10 is a Hadamard inverse transform circuit, and the noise signal extracted from the nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform.
Return to the original time axis by inverse Hadamard transformation. 1
Reference numeral 1 designates a parallel-to-serial conversion circuit that returns a parallel digital signal to the original serial digital signal, and 12 a D/A converter that converts the digital signal into an analog signal. Table 1 is 4fs
The highest point of the energy distribution when Hadamard transform is performed with c sampling and 2×4-order input is indicated with a mark. Each left side of Table 1 shows the pattern of each component, each right side shows the energy distribution, the horizontal axis is the two-dimensional horizontal frequency (unit is (Hz)), and the vertical axis is the two-dimensional vertical frequency (unit is (Hz)). is CHHz/screen height], and screen height is a unit that normalizes the vertical height of a TV screen.) Below is a conventional noise reduction device configured as shown in Table 1 and above. In □, when a composite video signal is input from the input terminal 1, it is converted into a digital signal by the A/D converter 2, and this digital signal passes through the subtracter 3 to subtract the uncorrelated components described below, and the ideal Specifically, it becomes a composite video signal component that does not contain noise components, is stored in the frame memory 4, and is delayed for one frame. Since this video signal delayed by one frame has a color signal phase inverted from that of the one frame signal, the phase is compensated by the chroma invert circuit 5 and only the phase of the color signal is inverted. A subtracter 6 obtains a frame difference signal between two composite video signals having the same chroma phase. Originally, when the input video signal is a still image, this frame difference signal becomes a noise component itself, and noise can be extracted without the need for the circuit described below. However, if the input video signal is a moving image, this frame difference signal will be a signal that is a combination of a signal component with no frame correlation and a noise component.

以下、このフレーム差信号からノイズ成分のみヲ得る方
法について述べる。このフレーム差信号は、直列−並列
変換器7により直列ディジタル信号から並列ディジタル
信号に変換され、アダマール変換回路8でフレーム差信
号を低域成分、縦方向成分、横方向成分など、TV信号
の帯域上で4f soでサンプリングしたとし、いま、
アダマール変換の変換次数は4×2次の2次元アダマー
ル変換がなされているとすと、第1表に示ナスベクトル
成分を中心にエネルギー分布が現れる。この場合、入力
の1パターン絵素は第7図に示すようになり、入力は、 Xaa=l□::粥:: ン: X:I  01.(1
)となる。2×4次のアダマール変換の変換出力をF2
4とすると、 F2−=H2・X2a・H4・・・(3)上式により、
4×2次の入力絵素X 24からアダマール変換の出力
F24が得られる。ここで、(2)式のFss”Fsa
およびF+s”F+aは第1表のF■〜FII3及びF
lll”F1aに対応している。また、H2゜H4は下
記の通りである。
A method for obtaining only the noise component from this frame difference signal will be described below. This frame difference signal is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by a serial-parallel converter 7, and a Hadamard transform circuit 8 converts the frame difference signal into a low frequency component, a vertical component, a horizontal component, etc. in the TV signal band. Assuming that we sampled with 4f so above, now,
Assuming that a two-dimensional Hadamard transformation with a transformation order of 4×2 is performed, an energy distribution appears centered on the Nass vector component as shown in Table 1. In this case, one pattern of input picture elements is as shown in FIG. 7, and the input is as follows: Xaa=l□::Porridge::N:X:I 01. (1
). The conversion output of the 2×4 Hadamard transform is F2
4, then F2-=H2・X2a・H4...(3) According to the above formula,
The Hadamard transform output F24 is obtained from the 4×2-order input picture element X24. Here, Fss”Fsa of equation (2)
and F+s"F+a are F■ to FII3 and F in Table 1.
ll”F1a. Also, H2°H4 is as follows.

アダマール変換回路8からの出力は8成分の変換出力と
なり、これら8成分出力は前述した通り各々の周波数近
傍に現れ、先に述べた第1表に示すスペクトル成分を中
心にエネルギー分布する。
The output from the Hadamard transform circuit 8 is a converted output of eight components, and as described above, these eight component outputs appear in the vicinity of each frequency, and the energy is distributed around the spectral components shown in Table 1 described above.

一方、ノイズは相関性を持たないので、アダマール変換
回路8の出力の8成分の周波数にほぼ均等に分散する。
On the other hand, since noise has no correlation, it is almost equally distributed among the eight component frequencies of the output of the Hadamard transform circuit 8.

このアダマール変換回路8の出力におけるノイズレベル
は、周知の如く入力信号のノイズレベルに対応するもの
であるから、非線形処理回路9を通して、これらの各成
分から小レベルのノイズ成分のみを取り出すことができ
る。この非線形処理回路9により抽出された各成分はア
ダマール変換により得られたものであるから、アダマー
ル逆変換回路10を通すことにより元の時間軸に戻され
、ここで並列ディジタルノイズ信号を得ることになる。
As is well known, the noise level at the output of the Hadamard transform circuit 8 corresponds to the noise level of the input signal, so only small-level noise components can be extracted from each of these components through the nonlinear processing circuit 9. . Since each component extracted by this nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained here. Become.

並列−直列変換回路11では、並列ディジタルノイズ信
号を入力形態と同様の直列ディジタル信号にする。ここ
で得た信号は、フレーム相関をもたないフレーム差信号
からノイズ成分だけを抽出したもので、前述したように
減算回路3に供給され、入力映像信号からノイズ成分を
引くことによりノイズのないディジタル映像信号が得ら
れることになる。そして、A/D変換器12でディジタ
ル映像信号が元のアナログ信号に変換されて出力される
The parallel-to-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is one in which only the noise component is extracted from the frame difference signal that has no frame correlation, and is supplied to the subtraction circuit 3 as described above, and is removed from the input video signal by subtracting the noise component from the input video signal. A digital video signal will be obtained. The digital video signal is then converted into the original analog signal by the A/D converter 12 and output.

このような方法によるノイズ低減装置は、コンポジット
映像信号入力における静止画ではもちろん、動画におい
ても残像を出さずにノイズ低減することができる。
A noise reduction device using such a method can reduce noise without producing afterimages not only in still images but also in moving images when inputting a composite video signal.

発明が解決しようとする課題 従来例で述べたノイズ低減装置は、コンポジット映像信
号入力、静止画ではもちろん動画においても残像を出さ
ずにノイズ低減することができる。
Problems to be Solved by the Invention The noise reduction device described in the conventional example can reduce noise without producing an afterimage even when inputting a composite video signal and not only in still images but also in moving images.

しかしながら上記のような装置では、入力映像信号がコ
ンポジット信号のみに限られるという問題点を有してい
た。
However, the above-mentioned apparatus has a problem in that the input video signal is limited to only a composite signal.

本発明はかかる点に鑑み、コンポーネント入力映像信号
場合もコンポジット映像信号と同様ノイズ低減するノイ
ズ低減装置を提供することを目的とする。
In view of this, an object of the present invention is to provide a noise reduction device that reduces noise in component input video signals as well as in composite video signals.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、輝度信号。Means to solve problems In order to achieve the above object, the present invention provides a luminance signal.

色差信号を独立にA/D変換してサンプリングする場合
、色差信号を輝度信号のサンプリング周波数と異なった
周波数でサンプリングする。このようにサンプリング周
波数を入力信号によって変えることで、アダマール変換
の周波数依存部分を輝度信号の帯域幅9色差信号の帯域
幅にそれぞれ合わせ、輝度信号と同様のノイズ低減回路
を用いて色差信号のノイズ除去を行う。
When the color difference signal is independently A/D converted and sampled, the color difference signal is sampled at a frequency different from the sampling frequency of the luminance signal. By changing the sampling frequency depending on the input signal in this way, the frequency-dependent part of the Hadamard transform is adjusted to the bandwidth of the luminance signal and the bandwidth of the chrominance signal, and the noise of the chrominance signal is reduced using the same noise reduction circuit as that for the luminance signal. Perform removal.

作用 上記の構成により、コンポジット入力映像のフレーム差
信号をアダマール変換し、非線形処理を施すことでフレ
ーム相関を持たない信号成分からノイズ成分を抽出する
ことができるが、コンポーネント信号のように複数の入
力信号を持ち、輝度信号と色差信号のように元々周波数
の帯域幅が異なる入力信号の場合輝度信号と色信号を別
々の周波数帯域でサンプリングすることでアダマール変
換した場合の各成分の周波数帯域を変えることができ、
輝度信号と色信号を同様の処理回路でノイズ低減を行う
ことができる。
Effect With the above configuration, noise components can be extracted from signal components that have no frame correlation by Hadamard transform of the frame difference signal of composite input video and nonlinear processing. In the case of input signals that originally have different frequency bandwidths, such as a luminance signal and a chrominance signal, the frequency band of each component when subjected to Hadamard transform can be changed by sampling the luminance signal and chrominance signal in separate frequency bands. It is possible,
Noise reduction can be performed on the luminance signal and color signal using the same processing circuit.

実施例Φ− 第1図は本発明の第1の実施例におけるノイズ低減装置
の回路図を示すものである。第1図において、1から6
までは第6図に示す1から6と同様であり、同一の働き
をする。21は第2図に示す7直・並列変換回路 8は
アダマール変換回路、9は非線形処理回路、10はアダ
マール変換回路である。11は並・直列変換回路の一連
の処理を含む回路構成であり、7から11までは第6図
に示す7から11までと同様の回路で、同一の働きをす
る。22は色差信号B−Yの入力端子、23は色差信号
R−Yの入力端子、24は色差信号B−Y、R−Yを順
次に入力するアナログスイチャ25はA/D変換か2ら
の出力を入力信号と同様のB−Y、R−Yに分けるセレ
クタである。
Embodiment Φ- FIG. 1 shows a circuit diagram of a noise reduction device according to a first embodiment of the present invention. In Figure 1, 1 to 6
The steps up to 1 are the same as 1 to 6 shown in FIG. 6, and have the same function. Reference numeral 21 is a seven-series/parallel conversion circuit shown in FIG. 2; 8 is a Hadamard transform circuit; 9 is a nonlinear processing circuit; and 10 is a Hadamard transform circuit. 11 is a circuit configuration including a series of processing of a parallel/serial conversion circuit, and 7 to 11 are similar circuits to 7 to 11 shown in FIG. 6, and have the same function. 22 is an input terminal for the color difference signal B-Y, 23 is an input terminal for the color difference signal RY, and 24 is an analog switcher 25 which sequentially inputs the color difference signals B-Y and RY. This is a selector that divides the output of the input signal into B-Y and RY similar to the input signal.

第2表は2fscサンプリング、2×4次入力のアダマ
ール変換を行った場合のエネルギー分布の最も高いとこ
ろを・印で示したものである。第2表の各左側は各成分
の入カバターンを示したものである。各右側はエネルギ
ー分布を示したもので、横軸は2次元水平周波数)縦軸
は2次元垂直周波数である。
Table 2 shows the highest points of the energy distribution when 2fsc sampling and Hadamard transformation of 2×4-order input are performed. The left side of Table 2 shows the input pattern of each component. Each right side shows the energy distribution, where the horizontal axis is the two-dimensional horizontal frequency and the vertical axis is the two-dimensional vertical frequency.

以上のように構成された本実施例のノイズ低減装置につ
いて、以下その動作を説明する。入力端子1からコンポ
ーネント信号として輝度信号が入力されるとA/D変換
器2により4 f、、 (3f、。
The operation of the noise reduction device of this embodiment configured as described above will be described below. When a luminance signal is input as a component signal from the input terminal 1, the A/D converter 2 outputs 4 f,, (3f,).

の場合も考えられる)でサンプリングされ、アナログ信
号からディジタル信号に変換される。この信号は輝度信
号処理系に入り、減算器3を通ることにより後述の非相
関成分が減算され、理想的にはノイズ成分を含まない輝
度信号成分となる。
), and the analog signal is converted to a digital signal. This signal enters a luminance signal processing system, and passes through a subtracter 3 to subtract non-correlated components, which will be described later, and ideally becomes a luminance signal component that does not contain noise components.

第2表 この輝度信号成分はフレームメモリ4にストアされ、1
フレームの間遅延され、減算器6により2つの輝度信号
のフレーム差信号が得られる。このフレーム差信号は、
フレーム相関のない信号成分とノイズ成分とが合わさっ
た信号となる。このフレーム差信号は、アダマール変換
処理回路群21に入り、直列−並列変換器7により直列
ディジタル信号から並列ディジタル信号に変換され、ア
ダマール変換回路8でフレーム差信号を低域周波数成分
、縦方向周波数成分、横方向周波数成分などに分けられ
る。いま、4f、。(3f、。)でサンプリングし、ア
ダマール変換の変換次数は従来例と同様に第7図に示す
ように4×2次の2次元アダマール変換がなされている
ため、輝度信号の帯域上で第1表に示すスペクトル成分
を中心にエネルギー分布が現れる。アダマール変換回路
8からの出力は8種類の周波数特性をもつ8成分の変換
出力となり、これら8成分出力は前述した通り4f3゜
でサンプリングされているため、各々の周波数近傍にエ
ネルギー分布が現れる。一方、ノイズは相関性を持たな
いので、アダマール変換回路8の出力の8成分の周波数
分布の中ににほぼ均等に分散する。このアダマール変換
回路8の出力におけるノイズレベルは、周知の如く入力
信号のノイズレベルに対応するものであるから、非線形
処理回路9を通して、これらの各成分から小レベルのノ
イズ成分のみを取り出すことができる。この非線形処理
回路9により抽出された各成分はアダマール変換により
得られたものであるから、アダマール逆変換回路10を
通すことにより元の時間軸に戻され、ここで並列ディジ
タルノイズ信号を得ることになる。並列−直列変換回路
11では、並列ディジタルノイズ信号を入力形態と同様
の直列ディジタル信号にする。ここで得た信号は、フレ
ーム相関を持たないフレーム差信号からノイズ成分だけ
を抽出したもので、前述したように減算回路3に供給さ
れ、入力輝度信号からノイズ成分を弓くことによりノイ
ズのないディジタル輝度信号が得られることになる。そ
して、A/D変換器12でディジタル映像信号が元のア
ナログ信号に変換されて出力される。
Table 2 This luminance signal component is stored in frame memory 4 and 1
After being delayed for a frame, a subtracter 6 obtains a frame difference signal between the two luminance signals. This frame difference signal is
The signal is a combination of a signal component with no frame correlation and a noise component. This frame difference signal enters the Hadamard transform processing circuit group 21, is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by a serial-parallel converter 7, and is converted into a frame difference signal by a Hadamard transform circuit 8 into a low frequency component, a longitudinal frequency component, and a vertical frequency component. component, horizontal frequency component, etc. Now, 4f. (3f, .), and the transform order of the Hadamard transform is a 4×2 two-dimensional Hadamard transform as shown in FIG. 7, as in the conventional example. An energy distribution appears centered around the spectral components shown in the table. The output from the Hadamard transform circuit 8 is a converted output of 8 components having 8 types of frequency characteristics, and since these 8 component outputs are sampled at 4f3° as described above, an energy distribution appears in the vicinity of each frequency. On the other hand, since noise has no correlation, it is almost evenly distributed within the frequency distribution of the eight components output from the Hadamard transform circuit 8. As is well known, the noise level at the output of the Hadamard transform circuit 8 corresponds to the noise level of the input signal, so only small-level noise components can be extracted from each of these components through the nonlinear processing circuit 9. . Since each component extracted by this nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained here. Become. The parallel-to-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is one in which only the noise component is extracted from the frame difference signal that has no frame correlation, and is supplied to the subtraction circuit 3 as described above, and is removed from the input luminance signal by subtracting the noise component from the input luminance signal. A digital luminance signal will be obtained. The digital video signal is then converted into the original analog signal by the A/D converter 12 and output.

次に、コンポーネント信号である色差信号の処理につい
て述べる。B−Y、R−Yはそれぞれ入力端子22.2
3から入力され、アナログスイッチャ−で1/4f、。
Next, processing of color difference signals, which are component signals, will be described. B-Y and R-Y are input terminals 22.2, respectively.
Input from 3, 1/4f with analog switcher.

[s e c1間隔で色差信号B−Y、R−Yが順次セ
レクトされる。A/D変換器2ではアナログスイッチャ
からの出力が4f、。
[The color difference signals B-Y and RY are sequentially selected at sec1 intervals. In the A/D converter 2, the output from the analog switcher is 4f.

(3f3゜の場合も考えられる)のサンプリング周波数
でサンプリングされ、アナログ信号がディジタル信号に
変換される。A/D変換器からの出力のディジタル信号
は、セレクタ25を1/4 f、。
(a case of 3f3° is also considered) is sampled, and the analog signal is converted into a digital signal. The digital signal output from the A/D converter is passed through the selector 25 to 1/4 f.

[secコのタイミングでA/D変換器2からの出力を
2種類の出力に振り分けることにより、B−Y、R−Y
のディジタル信号に分ける。振り分けられたB−Y、R
−Yは輝度信号処理系と同一の処理をする別々の回路系
であるB−Y信号処理系、R−Y信号処理系に入力され
る。B−Y信号処理系、R−Y信号処理系ではさきに述
べた輝度信号処理系と同じディジタル信号処理を行う。
[By distributing the output from the A/D converter 2 into two types of output at the timing of sec, B-Y, R-Y
into digital signals. Assigned B-Y, R
-Y is input to a B-Y signal processing system and a R-Y signal processing system, which are separate circuit systems that perform the same processing as the luminance signal processing system. The BY signal processing system and the RY signal processing system perform the same digital signal processing as the previously described luminance signal processing system.

B−Y処理系、R−Y処理系に入力された2つの色差信
号は、減算器3を通ることにより後述の非相関成分が減
算され、理想的にはノイズ成分を含まない色差信号成分
となる。この色差信号はフレームメモリ4にストアされ
1フレームの間遅延され、減算器6により色差信号のフ
レーム差信号が得られる。このフレーム差信号は、フレ
ーム相関のない信号成分とノイズ成分とが合わさった信
号となる。このフレーム差信号は、アダマール変換処理
回路群21に入り直列−並列変換器7により直列ディジ
タル信号から、並列ディジタル信号に変換され、アダマ
ール変換回路8でフレーム差信号を低域周波数成分、縦
方向周波数成分、横方向周波数成分などの成分に分けら
れる。これら色差信号は4f、。(3f3゜も考えられ
る)でサンプリングするA/D変換器を通しているがセ
レクタでデータ数が172にされているため、B−Y、
  R−Yの色差信号は2f、。(A/D変換器のサン
プリング周波数が3f、。の場合は1.5f、、となる
。)でサンプリングされていることになる。いま、アダ
マール変換の変換次数は従来例と同様に4×2次の2次
元アダマール変換がなされているとすると、アダマール
変換回路の出力はB−Y、R−Y色差信号の帯域上で第
2表に示すスペクトル成分を中心にエネルギー分布が現
れる。この場合、入力の1パターン絵素は第3図に示す
通りである。アダマール変換回路8からの出力は8種類
の周波数特性をもつ8成分の変換出力となり、これら8
成分出力は前述した通り入力色差信号を2f、。でサン
プリングされているため、各々の周波数近傍にエネルギ
ー分布が現れる。一方、ノイズは相関性を持たないので
、アダマール変換回路8の出力の8成分の周波数分布の
中ににほぼ均等に分散する。
The two color difference signals input to the B-Y processing system and the R-Y processing system pass through a subtracter 3 to subtract non-correlated components, which will be described later, and ideally become color difference signal components that do not contain noise components. Become. This color difference signal is stored in a frame memory 4 and delayed for one frame, and a subtracter 6 obtains a frame difference signal of the color difference signal. This frame difference signal is a signal that is a combination of a signal component with no frame correlation and a noise component. This frame difference signal enters the Hadamard transform processing circuit group 21, and is converted from a serial digital signal to a parallel digital signal by the serial-parallel converter 7.The frame difference signal is converted into a low frequency component, a longitudinal frequency component, and a vertical frequency component by the Hadamard transform circuit 8. component, horizontal frequency component, etc. These color difference signals are 4f. (3f3° is also considered), but the number of data is set to 172 by the selector, so B-Y,
The RY color difference signal is 2f. (If the sampling frequency of the A/D converter is 3f, then the sampling frequency is 1.5f.). Now, assuming that the Hadamard transform has a two-dimensional Hadamard transform of 4×2 order as in the conventional example, the output of the Hadamard transform circuit is the second one on the B-Y, R-Y color difference signal band. An energy distribution appears centered around the spectral components shown in the table. In this case, one pattern of input picture elements is as shown in FIG. The output from the Hadamard transform circuit 8 is a converted output of eight components with eight types of frequency characteristics.
As mentioned above, the component output is the input color difference signal of 2f. Since it is sampled at , an energy distribution appears near each frequency. On the other hand, since noise has no correlation, it is almost evenly distributed within the frequency distribution of the eight components output from the Hadamard transform circuit 8.

このアダマール変換回路8の出力におけるノイズレベル
は、周知の如く入力信号のノイズレベルに対応するもの
であるから、非線形処理回路9を通して、これらの各成
分から小レベルのノイズ成分のみを取り出すことができ
る。この非線形処理回路9により抽出された各成分はア
ダマール変換により得られたものであるから、アダマー
ル逆変換回路10を通すことにより元の時間軸に戻され
、ここで並列ディジタルノイズ信号を得ることになる。
As is well known, the noise level at the output of the Hadamard transform circuit 8 corresponds to the noise level of the input signal, so only small-level noise components can be extracted from each of these components through the nonlinear processing circuit 9. . Since each component extracted by this nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained here. Become.

並列−直列変換回路11では、並列ディジタルノイズ信
号を入力形態と同様の直列ディジタル信号にする。ここ
で得た信号は、フレーム相関を持たないフレーム差信号
からノイズ成分だけを抽出したもので、前述したように
減算回路3に供給され、入力色差信号からノイズ成分を
引くことによりノイズのないR−Y、  B −Yディ
ジタル色差信号が得られることになる。そして、A/D
変換器12でディジタル色差信号が元のアナログ信号に
変換されて出力される。
The parallel-to-serial conversion circuit 11 converts the parallel digital noise signal into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is one in which only the noise component is extracted from the frame difference signal that has no frame correlation, and is supplied to the subtraction circuit 3 as described above, and by subtracting the noise component from the input color difference signal, a noise-free R -Y, B -Y digital color difference signals are obtained. And A/D
A converter 12 converts the digital color difference signal into the original analog signal and outputs it.

本実施例では色差信号B−Y、R−Yを同じA/D変換
器でサンプリングする実施例にって述べたが、第4図に
示すようにA/D変換器をそれぞれの入力端子に持ち、
独立にサンリングする方法を考えることもできる。
In this embodiment, the color difference signals B-Y and RY are sampled using the same A/D converter, but as shown in FIG. 4, the A/D converter is connected to each input terminal. have,
You can also think of ways to sample independently.

項箋者念 第5図は本発明の第2の実施例におけるノイズ低減装置
の回路図を示すものである。第5図において、1から6
までは第6図に示す1から6と同様であり、同一の働き
をする。21は第2図に示す7は直・並列変換回路、8
はアダマール変換回路、9は非線形処理回路、10は逆
アダマール変換回路である。11は並・直列変換回路の
一連の処理を行う回路構成であり、7から11までは第
6図に示す7から11までと同様の回路で、同一の働き
をする。22はG信号の入力端子、23はB信号の入力
端子、28.27はそれぞれG信号。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a noise reduction device according to a second embodiment of the present invention. In Figure 5, 1 to 6
The steps up to 1 are the same as 1 to 6 shown in FIG. 6, and have the same function. 21 is a serial/parallel conversion circuit shown in Fig. 2, and 8 is a serial/parallel conversion circuit.
is a Hadamard transform circuit, 9 is a nonlinear processing circuit, and 10 is an inverse Hadamard transform circuit. Reference numeral 11 denotes a circuit configuration that performs a series of processes in the parallel/serial conversion circuit, and circuits 7 to 11 are similar to circuits 7 to 11 shown in FIG. 6, and have the same functions. 22 is a G signal input terminal, 23 is a B signal input terminal, and 28.27 is a G signal.

B信号の出力端子である。This is the output terminal for the B signal.

以上のように構成された本実施例のノイズ低減装置につ
いて、以下その動作を説明する。入力端子1.22.2
3からコンポーネント信号としてRGB信号が入力され
る。RGB信号の各々の帯域は同じであるとして各々の
A/D変換器2により、4f、。(3f、。の場合も考
えられる)でサンプリングされアナログ信号からディジ
タル信号に変換される。この信号は輝度信号処理系に入
り、減算器3を通ることにより後述の非相関成分が減算
され、理想的にはノイズ成分を含まないRGB信号成分
となる。この各々のRGB信号成分はフレームメモリ4
にストアされ、1フレームの間遅延され、減算器6によ
り2つの各々のRGB信号のフレーム差信号が得られる
。このフレーム差信号は、フレーム相関のない信号成分
とノイズ成分とが合わさった信号となる。このフレーム
差信号はアダマール変換処理回路群2工に入り、直列−
並列変換器7により直列ディジタル信号から並列ディジ
タル信号に変換され、アダマール変換回路8でフレーム
差信号を低域周波数酸分、縦方向周波数成分、横方向周
波数成分などに分けられる。
The operation of the noise reduction device of this embodiment configured as described above will be described below. Input terminal 1.22.2
3, RGB signals are input as component signals. 4f, by each A/D converter 2 assuming that each band of the RGB signals is the same. (3f, .) is sampled and converted from an analog signal to a digital signal. This signal enters a luminance signal processing system, and passes through a subtracter 3 to subtract non-correlation components, which will be described later, and ideally becomes RGB signal components that do not contain noise components. Each of these RGB signal components is stored in the frame memory 4.
The subtracter 6 obtains a frame difference signal between the two RGB signals. This frame difference signal is a signal that is a combination of a signal component with no frame correlation and a noise component. This frame difference signal enters the Hadamard transform processing circuit group 2, and is serially connected to
A parallel converter 7 converts the serial digital signal into a parallel digital signal, and a Hadamard transform circuit 8 separates the frame difference signal into a low frequency component, a vertical frequency component, a horizontal frequency component, etc.

いま、4f、、(3f、。)でサンプリングし、アダマ
ール変換の変換次数は従来例と同様に第6図に示すよう
に4×2次の2次元アダマール変換がなされているため
、RGB信号の帯域上で第2表に示すスペクトル成分を
中心にエネルギー分布が現れる。アダマール変換回路8
からの出力は8種類の周波数特性をもつ8成分の変換出
力となり、これら8成分出力は前述した通り4f、。で
サンプリングされているため、各々の周波数近傍にエネ
ルギー分布が現れる。一方、ノイズは相関性を持たない
ので、アダマール変換回路8の出力の8成分の周波数分
布の中ににほぼ均等に分散する。このアダマール変換回
路8の出力におけるノイズレベルは、周知の如く入力信
号のノイズレベルに対応するものであるから、非線形処
理回路9を通して、これらの各成分から小レベルのノイ
ズ成分のみを取り出すことができる。この非線形処理回
路9により抽出された各成分はアダマール変換により得
られたものであるから、アダマール逆変換回路10を通
すことにより元の時間軸に戻され、ここで並列ディジタ
ルノイズ信号を得ることになる。並列−直列変換回路1
1では、並列ディジタルノイズ信号を入力形態と同様の
直列ディジタル信号にする。ここで得た信号は、フレー
ム相関を持たないフレーム差信号からノイズ成分だけを
抽出したもので、前述したように減算回路3に供給され
、各々の入力RGB信号からノイズ成分を引くことによ
りノイズのないディジタル輝度信号が得られることにな
る。そして、A/D変換器12でディジタル映像信号が
元のアナログ信号に変換されて出力される。
Now, sampling is performed at 4f, , (3f, .), and the transformation order of the Hadamard transform is a 4×2 two-dimensional Hadamard transform as shown in Figure 6, as in the conventional example, so the RGB signal is An energy distribution appears on the band centered around the spectral components shown in Table 2. Hadamard conversion circuit 8
The output from is a converted output of 8 components having 8 types of frequency characteristics, and these 8 component outputs are 4f, as described above. Since it is sampled at , an energy distribution appears near each frequency. On the other hand, since noise has no correlation, it is almost evenly distributed within the frequency distribution of the eight components output from the Hadamard transform circuit 8. As is well known, the noise level at the output of the Hadamard transform circuit 8 corresponds to the noise level of the input signal, so only small-level noise components can be extracted from each of these components through the nonlinear processing circuit 9. . Since each component extracted by this nonlinear processing circuit 9 is obtained by Hadamard transform, it is returned to the original time axis by passing through Hadamard inverse transform circuit 10, and a parallel digital noise signal is obtained here. Become. Parallel-serial conversion circuit 1
1, the parallel digital noise signal is converted into a serial digital signal similar to the input form. The signal obtained here is one in which only the noise component is extracted from the frame difference signal having no frame correlation, and as mentioned above, it is supplied to the subtraction circuit 3, and the noise is removed by subtracting the noise component from each input RGB signal. This results in a digital luminance signal that is different from the original one. The digital video signal is then converted into the original analog signal by the A/D converter 12 and output.

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、入力映像信号が複数
のコンポーネント信号であるときも各々の入力信号のサ
ンプリング周波数を変えるだけでアダマール変換で扱う
周波数帯域が変わり、周波数に対するエネルギー分布も
異なる。従って、コンポーネント信号のそれぞれの信号
成分において、ディジタル信号をアナログ信号に変換す
るサンプリング周波数を変化させることで、同じ処理系
でノイズ除去の効果を生むことができる。
As described in detail, according to the present invention, even when the input video signal is a plurality of component signals, simply changing the sampling frequency of each input signal changes the frequency band handled by Hadamard transform, and the energy distribution with respect to frequency can be changed. are also different. Therefore, by changing the sampling frequency for converting a digital signal into an analog signal for each signal component of the component signal, it is possible to produce the effect of noise removal using the same processing system.

第1図は本発明の実施例1のノイズ徐妻装置のブロック
図、第2図は第1図内のアダマール変換処理回路群21
のブロック図、第3図は実施例1装置のブロック図、第
7図は従来例および実施例1の輝度信号の入カバターン
図である。
FIG. 1 is a block diagram of a noise reduction device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a Hadamard transform processing circuit group 21 in FIG.
3 is a block diagram of the apparatus of the first embodiment, and FIG. 7 is an input pattern diagram of the luminance signal of the conventional example and the first embodiment.

1・・・信号入力端子、  2.31・・・A/D変換
器、3,6・・・減算器、  4・・・フレームメモリ
、  5・・・色信号位相シフト回路、  7・・・直
列−並列変換回路、  8・・・アダマール変換回路、
  9・・・非線形処理回路、  10・・・アダマー
ル逆変換回路、11・・・並列−直列変換回路、  1
2,32・・・D/A変換器、  13・・・出力端子
、  21・・・アダマール変換処理回路群、  22
・・・B−Y信号入力端子、23・・・R−Y信号入力
端子、  24・・・アナログスイチャ−25・・・セ
レクタ、  26・・・B−Y出力端子、  27・・
・R−Y出力端子。
1... Signal input terminal, 2.31... A/D converter, 3, 6... Subtractor, 4... Frame memory, 5... Color signal phase shift circuit, 7... Series-parallel conversion circuit, 8... Hadamard conversion circuit,
9... Nonlinear processing circuit, 10... Hadamard inverse conversion circuit, 11... Parallel-serial conversion circuit, 1
2, 32... D/A converter, 13... Output terminal, 21... Hadamard transform processing circuit group, 22
...B-Y signal input terminal, 23...R-Y signal input terminal, 24...Analog switcher-25...Selector, 26...B-Y output terminal, 27...
・RY output terminal.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数のコンポーネント映像信号を独立した雑音除
去手段を介するノイズ低減装置であって、この雑音除去
手段はそれぞれの入力映像信号を1フレーム遅延させる
手段と、 前記入力映像信号と前記遅延させた映像信号との差信号
を得る減算回路と、 この差信号の特徴を表す信号成分に分解する信号特徴抽
出手段と、 この信号特徴抽出手段の出力からノイズレベルの信号を
抽出する手段とからなり、かつ、前記各々の雑音除去手
段での処理が同一であることを特徴とするノイズ低減装
置。
(1) A noise reduction device that processes a plurality of component video signals through independent noise removal means, the noise removal means including means for delaying each input video signal by one frame, and a means for delaying each input video signal by one frame; It consists of a subtraction circuit for obtaining a difference signal from a video signal, a signal feature extraction means for decomposing the difference signal into signal components representing the characteristics, and a means for extracting a noise level signal from the output of the signal feature extraction means, A noise reduction device characterized in that each of the noise removal means performs the same processing.
(2)複数のコンポーネント映像信号を独立な周波数で
量子化した後に、それぞれ独立の雑音除去手段を介する
ノイズ低減装置であって、 この雑音除去手段は入力映像信号を1フレーム遅延させ
る手段と、 前記入力映像信号と前記遅延させた映像信号との差信号
を得る減算回路と、 この差信号の特徴を表す信号成分に分解する信号特徴抽
出手段と、 この信号特徴抽出手段の出力からノイズレベルの信号を
抽出する手段とからなり、かつ、前記各々の雑音除去手
段での処理が処理する周波数を除いて同一であることを
特徴とするノイズ低減装置。
(2) A noise reduction device that quantizes a plurality of component video signals at independent frequencies and then passes them through independent noise removal means, the noise removal means delaying the input video signal by one frame; a subtraction circuit that obtains a difference signal between the input video signal and the delayed video signal; a signal feature extractor that decomposes the difference signal into signal components representing features; and a noise level signal from the output of the signal feature extractor. 1. A noise reduction device comprising: means for extracting a noise, and wherein the processing by each of the noise removal means is the same except for the processing frequency.
(3)複数のコンポーネント入力映像信号が輝度信号と
2つの色差信号であることを特徴とする請求項2記載の
ノイズ低減装置。
(3) The noise reduction device according to claim 2, wherein the plurality of component input video signals are a luminance signal and two color difference signals.
(4)複数のコンポーネント入力映像信号が輝度信号と
2つの色差信号であり、2つの色差信号を処理する周波
数が輝度信号を処理する周波数より低いことを特徴とす
る請求項2記載のノイズ低減装置。
(4) The noise reduction device according to claim 2, wherein the plurality of component input video signals are a luminance signal and two color difference signals, and the frequency for processing the two color difference signals is lower than the frequency for processing the luminance signal. .
(5)複数のコンポーネント入力映像信号が輝度信号と
2つの色差信号であり、2つの色差信号を処理する周波
数が輝度信号を処理する周波数の整数分の1としたこと
を特徴とする請求項2記載のノイズ低減装置。
(5) Claim 2 characterized in that the plurality of component input video signals are a luminance signal and two color difference signals, and the frequency at which the two color difference signals are processed is an integer fraction of the frequency at which the luminance signal is processed. Noise reduction device as described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404179A (en) * 1991-09-13 1995-04-04 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Noise reduction apparatus for video image

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