JPH03293870A - ノイズリデューサ - 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〕 本発明はノイズリデューサに係り、特にＴＶ（テレビジ
ョン）受像器、ゴースト除去装置、ＶＴＲ，画像処理装
置等映像信号を取板う各種装置に採用して好適なノイズ
リデューサに関する。

ご従来の技術〕 従来の代表的なノイズリデューサについて、第２図のブ
ロック構成図を参照して説明する。この図において、ラ
イン１１はＡ／Ｄ　（アナログ・ディジタル）変換を施
されたディジタル入力映像信号が入来する入力信号線、
ライン１２はノイズ除去処理を施されたディジタル映像
信号が出力される出力信号線、１１〜１３は減算器、１
９は加算器、２１及び２２は１フレーム（１／３０秒）
の遅延を与える遅延回路、１５及び１６は夫々ＢＥＦ（
帯域制限ｒ波器）及びＢＰＦ　（帯域ｒ波器）であり、
これらは互いに相補関係にあるｒ波器（双方のｒ波器出
力を合成するとｒ波器入力信号が再生されるような関係
を持つＰ波器）である、また、１７及び１８は非線形特
性を有する振幅制限器て・ある。

各回路ブロックの動作に必要なりロックなどグ〕タイミ
ング信号はＡ　２’　Ｄ変換前の入力＠画信号より分離
１発生して与えられるものとし、図中ではその構成を省
略している。

ライン１１にはＮＴＳＣ方式の入力映像信号が与えられ
る。減算器１１ではラインＩＩの入力信号ど加算器１９
からの・帰還ループ信号との減算を行ない、その結果を
ライン１２に出力映像信号として送り出す働きをしてい
る。

ラインｉ２の映像信号は、外部に出力されると同時に、
遅延回路２１で１フレーム（１／３０秒）の遅延を与え
られる。この出力は、減算器１２に与えられると同時に
、遅延回路２２でさらに１フレーム（１／３０秒）の遅
延を与えられる。

減算器１２では、ラインｉ１からの入力映像信号と、遅
延回路２１からの出力映像信号を、１フレーム遅延させ
た信号との間で減算を行なっている。これを時間軸方向
の周波数特性で表わすと第３図（Ｃ）のようになる、同
様に減算器１３では、ラインｊ＋からの入力映像信号と
、遅延回＃Ｉ２２からの出力映像信号を２フレーム遅延
させた信号との間で減算を行なっている。同様に、これ
を時間方向の周波数特性で表わすと第３図（Ｄ）のよう
になる、第３図（Ｃ）が周期６０Ｈｚで３０Ｈｚ毎に０
となる正弦波状の振幅特性になるのに対し、第３図ｆＤ
）は周期が３０Ｈｚでｊ５Ｈｚ毎にＯとなる正弦波状の
振幅特性になっている。減算器１２からの信号はＢＥＦ
１５に供給され、減算器１３からの信号はＢＰＦ１６に
供給される。第３図（Ａ）及び（８）は、夫々ＢＥＦ１
５及びＢＰＦ１６の特性を表わしたものである。即ち、
第３図（Ａ）は色副搬送波周波数ｆ　ｓｃ　（”＝　３
．５８８Ｈ２）でゲインが０になるＢＥＦ１５の特性図
であり、同図（Ｂ）は逆に周波数ｆｓｃに中心周波数を
持つＢＰＦ１６の特性図である。この２つを合成すると
所要帯域内（映像信号のスペクトル存在領域内）でゲイ
ンが１となり、入力信号が再合成されるような関係、即
ち相補関係になっている。

Ｐ波器１５及び１６の出力信号は夫々次段の非線形振幅
制限器（以下単に［振幅制限器、とも記す）１７及び１
８に与えられる。第３図（Ｅ）及び（［）は夫々振幅制
限器１７及び１８の入出力特性の一例を表わしたらので
ある。双方とも入力信号の絶対値か夫々の所定の値以下
の時、予め設定されたフィードバック係数ｋｌ、　ｋ２
を乗じて出力し、それ以外ではに１、ｋ２はＯとなる非
線形特性になっている。ｋｌとに２の特性は一般には同
じものではなく、系全体の動作が！＆適になるように設
定される。

振幅制限器１７及び１８の出力信号は次段の加算器１９
で加算合成される。この加算器１９の出力信号は帰還ル
ープ信号として減算器１１に供給される。

これまでの説明でも明らかなように、第２図の従来例は
２つの非線形の帰還ループで構成されている。１つは減
算器１１．遅延回路２１．減算器１２、ＢＥＦ１５．振
幅制限器１７そして加算器１つからなる第１のループ構
成であり、もう１つは減算器１１．遅延回路２１．遅延
回＃１２２．鴻算器１３．ＢＰＦ１６．振幅制限器１８
．及び加算器１９からなる第２のループ構成である。

第１のループ構成では、入力映像信号の１フレーム差分
のうち色副搬送波を中心とする色信号成分を取り除いた
信号を振幅制限器１７に与え、振幅制限器１７ではこの
差分のうち小さい振幅の１８号にだけフィードパ・ツク
係数を乗じて出力する。

また、第２のループ構成では、入力映像信号の２フレ一
ム差分のうち色副搬送波を中心とする色信号成分を取り
出しな信号を振幅制限器１８に与え、振幅制限器１８で
はこの差分のうち小さい振幅の信号にだけフィードバッ
ク係数を乗じて出力する。

即ち、双方のループとも夫々１及び２フレ一ム差分のう
ち振幅の小さな信号は静止画に対する雑音であると判定
して原信号から減算を行なうようにし、振幅の大きな信
号は画像の動き成分であると判定して、動きボケがおき
ないように原信号には何も処理をしないようにしている
。ここで、第１のループ構成で１フレーム差分に対し色
信号の除去処理を行なうのはＮＴＳＣ信号の色信号はｌ
フレーム毎に搬送波の位相が反転しており、１フレーム
間で差分を取ると静止画で大きな差分がでてしまうため
である。

これら２つの帰還ループを時空間周波数領域でみると、
互いに興なる領域で雑音低減作用を受は持っている。第
３図（Ｇ）乃至（Ｊ）は夫々の動作領域を表わしたもの
であるが、第３図（Ｇ）及びｆＩ）は第１のループ構成
のらのであり、第３図（１１）及び（Ｊ）は第２のルー
プ構成のものである。図には、はぼ静止画状態における
輝度信号Ｙ及び色信号Ｃの存在領域を併記しである。斜
線領域は各ループが雑音低減作用を行なう領域である。

これかられかるように、水平垂直の空間周波数領域でみ
たときには第１のループ構成は、ｉｔ　’＝　　　　ｆ
　　ｓｃ／　２　〜　ｆ　　ｓｃ／　２（但し、μ−ｆ
ｓｃ／２及びｆｓｃ／２は相補Ｐ波器の周波数特性の交
差する点での周波数）で働き、第２のループ構成はそれ
以外の領域で働く。一方時間垂直の時空間周波数領域で
みたときには、第１のループ構成では、 ｆ′→　７，５〜２２．５　　Ｈ２ 第２のループ構成では、 ｆ”＝３．７５〜１１．２５　Ｈ２ 及び　ｆ　対１８．７５〜２６．２５　Ｈｚの領域で働
いている。

これハの斜線領域では、はぼ静止画に近い状態では輝度
信号Ｙ及び色信号Ｃなどの成分が存在しない領域であり
−なんらかの成分かあるとすればそれを雑音として削除
しても画像に対して何ら歪を与えることはない。しかし
、動きのある画像の場合にはこれらの斜線領域にも）′
及びＣの成分か動きの速さに応じて現われてくることに
なる。このような動きの情報を入力信号の振幅に応じて
振幅制限器１７．１８で識別し、雑音低減のためのルー
プ帰還量を制復している。

以上のノイズリデュース動作を行なう上で、ノイズの低
減量を決定するのは振幅制限器１７及び１８の入出力特
性である。即ち、第３図ｆＥ）及び（「）において、あ
る入力値に対する入出力特性線上の点と原点とを結んだ
直線の傾きがフィードバック係数ｋｌ、　ｋ２というこ
とになるか、この係数が１に近いほどその入力値に対す
る雑音低減量が増し、また、ｋｌ及びに２が０以外の値
を持つ範囲が広いほど大きな振、幅の肇音に対してもフ
ィードパ・・ｌりをかけることになる。たたし、フィー
ドバック量、フィードバンク転回とも大きく取りすぎる
と画像の動きに対してもフィードパ・ツクをかけること
になり、出力画像に動きボケが生じてしまう。

従って、振幅制限器１７及び１８の入出力特性は、入力
映像信号のＳ／Ｎを想定した適当な特性に設定する必要
がある。

丁発明が解決しようとする課題〕 従来技術による構成で、ノイズの低減特性は２つの非線
形振門制限制限器１７及び１８の入出力特性により決ま
る。この特性は入力信号のＳ／′Ｎを想定して適当に設
定するが、例えば入力のＳ／Ｎが悪い場合、１又は２フ
レ一ム差分値は大きくなり、振幅制限器１７．１８によ
り画像の動きと判定するため、原信号へのフィードバッ
クが行なわれず、雑音低減効果は小さくなってしまう。

そこで、本発明では、ＴＶ放送信号に重畳されているＧ
　ＣＲ（Ｇｈｏｓｔ　Ｃａｎｃｅｌ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃ
ｅ）信号を用いて、これから計算される評価関数によっ
て入力信号のノイズの状態を判定し、非線形振幅制限器
の入出力特性を切り替えて、入力信号のＳ／Ｎに応じた
雑音低減特性を得ることを目的としている。

こ課題を解決するための手段〕 本発明のノイズリデューサは、従来例における非線形振
幅制限器を、入出力特性を変えたものを複数個用意し、
更に、入力映像信号中のＧＣＲ信号と装置内部に予め記
憶しである理想ＧＣＲ信号との誤差を取り、誤差の絶対
値和もしくは自乗和に応じて非線形振幅制限器を切り替
えるよう構成している。

〔作　用〕

受信ＧＣＲの誤差の絶対値和または自乗和は、受信信号
のＳ／Ｈに応じてＳ／Ｎが悪いほど増大する。従って、
この値に応じて非線形振幅利＠器のフィードバック量や
フィードバック範囲を変化させることは、Ｓ／Ｎに応じ
て雑音低減効果を変化（調整）させることになる。

〔実施例〕

本発明のノイズリデューサについて、第１図の構成例を
参照し乍ら説明する。なお、この図において、第２図に
示した従来例と同一構成要素には同一番号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。

即ち、ラインＩＢ、ｆｉ２及び減算器１１乃至遅延回路
２２までの構成及び動作は、従来例で説明した同番号の
ものと同じである。ただし、非線形振幅制限器１７．１
８は、夫々内部に異なった特性のものを複数個用意して
あり、切替え設定回路２７からの信号により、いずれか
１つを選択して使用するようになっている。

ライン１１よりの入力映像信号は、波形取込み回路２４
によってＧＣＲ信号期間だけ抜き取られる。この処理は
、例えば波形取込み回路２４内にメモリなどを用意して
おき、ＧＣＲ期間だけメモリに書き込むことにより行な
われる。

ＧＣＲ信号について第４図を用いて説明する。

ＧＣＲ信号は第４図（Ａ）のバー波形と同図（Ｂ）のペ
デスタル波形が、８フイールドシーゲンスで送られるこ
とにより構成される。この２つの波形は４フイールド毎
に見ると必ず対で構成されるようになっており、従って
４フイールド差を取ると、第４図（Ｃ）に示すようにバ
ーストと水平同期信号が相殺される。また、４　ｆｓｃ
　（ｆｓｃ＝３．５８８Ｈ２，４ｆ　ｓｃ　＝　１ｔ３
ＨＨ２）で標本化されたＧＣＲ波形を、隣りの標本値と
の差分を取る１タップ差分処理を行なっていくと、第４
図（Ｄ）のようなパルス波形となる。このパルス波形は
映像帯域内（４゜２８Ｈ２以下）で平坦な周波数特性を
持つ信号となっている。波形取込み回ＦＩ！？！２４内
では、ここまでの８フイールドシーゲンス処理や１タッ
プ差分処理も行なう。

１タップ差分処理は本提案の目的であるＳ／′Ｎ検出に
は必ずしも不可欠なものではないが、ＧＣＲ信号の本来
の目的であるゴーストの検出のために行なわれる。

ここで映像信号から取り込んだ受信ＧＣＲ波形に雑音か
混入している場合を考える。この場合、取り込んだ波形
は第４図（Ｄのように雑音による歪を受けている。同じ
ように１タップ差分によりパルスに変換された波形も第
４図（Ｆ）のように雑音による歪を受けている。

波形取込み回路２４の出力は減算器１４に送られる。波
形取込み回路２４からの受信ＧＣＲと理想波形発生回路
２５からの理想波形との各標本値毎の減算が行なわれる
。理想波形発生回路２５からの理想波形はノイズやゴー
ストの無い第４図ｆｃ）のような波形になっている。こ
の理想波形は、予めＲＯＭ等に記憶された理想波形の標
本値列を、波形取込み回路２４から波形か送られるタイ
ミングに合せて減算器１４に供給されるものである。

減算器１４の出力信号は、映像信号中の受信ＧＣＲ波形
と理想波形発生回路２５からの理想波形との差分（誤差
信号）であり、これが絶対値和（又は自乗和）回ｎ＜以
下単に「絶対値和回路」とも記す）２６に与えられる。

この誤差信号には、ゴーストによる誤差分と雑音による
誤差分が含まれている。従って、ゴーストが無いと仮定
すると、Ｍ音による理想波形との誤差が現われることに
なる、絶対値和回路２６では、誤差信号の絶対値和また
は自乗和を計算する。絶対値和回路２６の具体的な構成
は、絶対値回路または自乗回路と加算器、及びクリア付
きレジスタなどにより構成される。この出力はＧＣＲ信
号期間が終わった時点で、絶対値和または自乗和（連続
信号ではなく１つの値）となる、この値は、やはりゴー
ストが無いと仮定すると、入力信号のＳｉｘに応じてＳ
ｉｘが良いときには小さい値が出力され、Ｓｉｘが悪い
ときには大きな値が出力される。

絶対値和回路２６の出力は切替え設定回路２７に与えら
れ、ここで予め設定されている特性に基づいて、非線形
回路１７．１８に対する切替え信号を出力する。即ち、
切替え設定回路２７の中にスレッショルドをいくつか設
け、絶対値和回路２６からの値が太きく　Ｓ　／　Ｎが
悪いと判定できるときは、非線形回路１７．１８のフィ
ードバック量やフィードバック範囲を大きく取るように
切替え、逆に絶対値和回路２６からの値が小さく　Ｓｉ
ｘが良いと判定できるときは、フィードバック量、フィ
ードバック範囲を小さくするように切替える。

切替え設定回路２７の具体的構成は、予め切替えテーブ
ルを記憶させたＲ　ＯＭ　１個等で構成できる。

非線形回路１７．１８では切替え設定回路２７からの切
替え信号に応じて各々の非線形特性を切替える。第５図
に非線形特性の切替えの例を示す。

第５図の横軸は非線形振幅制限器の入力（１又は２フレ
ーム差）、縦軸は出力である。切替え設定回路２７から
の第５図のような特性の切替え信号に応じ、Ｓｉｘが悪
いときはフィードバック量やフィードバック範囲を増や
し、良いときは減らすようにする。

このようにすることにより、Ｓｉｘの悪いときはノイズ
低減効果を増すようにし、Ｓｉｘが良いときは小さいノ
イズ成分だけをフィードバックすることにより除去し、
動きボゲを生じないように構成できる。

また、取込み信号の誤差成分には、実際には雑音による
誤差の他にゴーストによる誤差も含まれているが、ＧＣ
Ｒ信号を用いるゴースト除去装置をラインｊＭの前段に
おくことにより、ゴーストを除去した後に波形を取込み
、誤差信号に含まれる誤差を雑音によるものだけにして
５７　Ｎを判定するようにすれば、正確にｌ’Ｎが判定
できる。

さらに、波形取込みブロツクや、理想波形との減算を行
なって誤差信号を求める部分をゴースト除去装置と具申
することにより、回路の合理化１節約が図れる。

〔効　果〕

ノイズリデューサのノイズ低減効果を、入力信号のＳｉ
ｘに応じて切替えるので、低３　／’　Ｎ状態でのノイ
ズ低減効果の不足や高Ｓ、、’Ｎ状態での画像の動きボ
ゲを防止して、効果的に雑音を低減することかできる。

また、従来技術に対して回路規模か増加した部分は、ゴ
ースト除去装置との共用が図れる部分が多く、また、Ｌ
ＳＩ化も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のノイズリデューサの一実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は従来技術による構成例を示すブ
ロック図、第３図は従来例の各構成部分の動作説明図、
第４図は本発明によるＳ７・Ｎ検出動作説明図、第５図
は非線形振幅制限器の非線形特性切替え動作説明用の特
性図である。 １１〜１４・・・減算器、１５・・・ＢＥＦ　（帯域制
限Ｐ波器）　、１６＝−Ｂ　Ｐ　Ｆ　（％Ｆ域Ｆ波ｉ）
　、　１７１８・・・非線形振幅制限器、１つ・・・加
算器、２１２２・・・遅延回路、２４・・・波形取込み
回路、２５・・・理想波形発生回路、２６・・・絶対値
和（又は自乗和）回路、２７・・・切替え設定回路、１
１・・・入力信号線、１２　・・出力信号線。 特許出即人　　日本ビクター株式会社 代表者　　埋木　邦夫 ｌヨ ；」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 テレビジョン信号を標本化してＡ／Ｄ変換を施された入
   力映像信号に対し、該入力映像信号と、該入力映像信号
   から１フレーム時間遅れの出力映像信号との差を取って
   第１の差信号を得る第１の減算器と、 上記入力映像信号と、該入力映像信号から２フレーム時
   間遅れの出力映像信号との差を取って第２の差信号を得
   る第２の減算器と、 上記第１の差信号を色副搬送波周波数を中心周波数とす
   る帯域を除去して第３の信号を得る帯域制限ろ波器と、 上記第２の差信号を該帯域制限ろ波器と互いに相補関係
   にあり、かつ色副搬送波周波数を中心周波数とする帯域
   を通過させて第４の信号を得る帯域ろ波器と、 該第３の信号と該第４の信号を夫々非線形特性を持たせ
   た第１、第２の振幅制限器を介して合成することにより
   第５の信号を得る加算器と、上記入力信号から該第５の
   信号を減算することにより出力映像信号を得る第３の減
   算器とよりなるノイズリデューサにおいて、 上記第１、第２の振幅制限器を、異なる非線形特性を持
   たせた複数の振幅制限器で夫々構成すると共に、 上記入力映像信号の中からＧＣＲ信号期間を抜き取つて
   第６の信号を得る波形取込み回路と、該第６の信号と予
   め記憶された理想ＧＣＲ信号との差分を各標本値毎に取
   ることにより、該第６の信号と理想ＧＣＲ信号との誤差
   に相当する誤差信号を得る第４の減算器と、 該誤差信号の各標本値の絶対値又は自乗和の信号を取る
   絶対値和（自乗和）回路と、 該絶対値和（自乗和）回路の出力信号の値に応じて上記
   第１、第２の非線形振幅制限器の特性を切替える切替え
   設定回路とを、更に備えたことを特徴とするノイズリデ
   ューサ。