JPH04888A

JPH04888A - 画像信号の雑音低減装置

Info

Publication number: JPH04888A
Application number: JP2101417A
Authority: JP
Inventors: Koichi Oyama; 大山　公一; Giyoukou Son; 孫　暁虹
Original assignee: GRAPHICS COMMUN TECHNOL KK
Current assignee: GRAPHICS COMMUN TECHNOL KK
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1992-01-06
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2826886B2

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］本発明は画像信号の雑音低減装置に関する。具体的には
、画像信号の高能率符号化のための手段として用いられ
るフレーム間差分符号化において、画像信号の忠実な再
現性を高めつつ、画像劣化をもたらす雑音を低減するこ
とができる画像信号の雑音低減装置を提供せんとするも
のである。

［従来の技術］従来の画像信号の雑音低減装置の回路構成を第２Ａ図に
示し説明する。

第２Ａ図において、入力端子２１より入力された現在の
フレームの画像を示す信号４１と、フレーム・メモリ２
５Ｂからの１つ前のフレームの画像を示す信号４５Ｂと
の差分値を、画素ごとに減算器２２により求める。得ら
れた差分値を示す信号４２は、非線形回路２３Ｂに入力
されて所定の特性で変換される。変換された差分値を示
す信号４３Ｂは加算器２４に入力されて、フレーム・メ
モリ２５Ｂからの１つ前のフレームの画像を示す信号４
５Ｂと加算される。得られた加算値を示す信号４４は、
出力端子２６から出力されるとともに、フレーム・メモ
リ２５Ｂに送出されて格納される。

以上の回路動作において、非線形回路２３Ｂは、たとえ
ば、第２Ｂ図に示すように、差分を示す信号４２の振幅
の絶対値が設定された値ｖ１より小さなときは、その振
幅を非線形化して抑圧する特性を有している。すなわち
、信号４２中に重畳された雑音成分、たとえば、蛍光灯
による照明に起因するフリッカ・ノイズやカメラ雑音に
は、動画像におけるフレーム間の差分信号よりも多くの
場合振幅が小さいという性質があり、そのために、フレ
ーム間の差分値を示す信号４２を、第２Ｂ図に示したよ
うな特性を有する非線形回路２３Ｂを通すことによって
、振幅の絶対値が設定ｆｉｉＶ１より小さい信号は、雑
音成分として抑圧されることになる。したがって、通常
は、入力信号４１中に重畳された雑音成分の各波高値の
うちの最大値程度に相応する設定値■１を有する非線形
回路２３Ｂが用いられている。

ここで、このような非線形回路２３Ｂによる雑音抑圧の
様子について、第２Ｃ図を用いて具体的に説明する。第
２Ｃ図において、実線で示す信号４２は、破線で示す振
幅Ｐのフリッカ・ノイズの成分か重畳された減算器２２
（第２Ａ図）からの差分値を示す信号４２を表わしてお
り、Ａはランダムな雑音が発生している区間、Ｂは搬像
対象の動きによって変化する信号が発生している区間を
それぞれ示している。そこで、非線形回路２３Ｂに与え
る設定値ｖ１を、区間Ａ内に存在する雑音の最大値を取
込むように１点鎖線で示すレベルにとるならば、その振
幅の絶対値が設定値ｖ１より小さな信号は、区間Ｂのう
ちの区間８１に存在する有効な信号を含めて雑音として
扱われ抑圧されることになる。

［発明が解決しようとする課題］このように、第２Ａ図に示した従来例によると、減算器
２２からの差分値を示す信号４２の振幅が、非線形回路
２３Ｂｋ与えられた設定値ｖ１よりも小さなときは、雑
音として抑圧されるので、有効な動画像信号の忠実な再
現性を確保するためには、前記設定ｆｉｉＩＶ１は可能
な限り小さな方が望ましい。

しかし、一般に、室内で利用されるテレビ会議やテレビ
電話に用いられる廉価な画像符号化装置においては、照
明が蛍光灯により行われたり、テレビ・カメラも低価格
のものか用いられることから、これらに起因する雑音成
分も比較的大きくなることが多い。したがって、非線形
回路２３Ｂに与えられる設定値Ｖ１も大きめにとられる
ことになる。

そのために、設定値ｖ１よりも振幅の小さい差分値を示
す信号４２は、第２Ｃ図に示した区分Ｂ１における信号
のように、本来雑音ではなく有効であるべき信号であっ
ても雑音として抑圧されることになる。

このように、第２Ａ図に示した構成の従来例では、有効
な信号の歪む度合が増大するために、動画像信号の差分
値が微小である動き部分の信号が忠実に再現され難く、
画像が不自然さを伴うという解決されるべき課題があっ
た。

［課題を解決するための手段］上記解決課題に照し、本発明はなされたものであり、画
像信号に含まれる雑音成分のうち、フリッカ・ノイズは
、たとえば蛍光灯の照明に起因するものであり、この蛍
光灯は一般に交流電源（５ＯＨ２または６０）１ｚ）で
点灯されているから、そのフリッカ・ノイズの主成分も
低周波成分（１００Ｈ２または１２０）−１ｚ）である
。そのために、走査される同一ライン内では、その強度
が変化しないほぼ一定の直流成分であることに着目し、
現在のフレームと１つ前のフレームとの画素ごとに差分
値について、１ラインまたは複数ライン分の平均値を求
めた。これをフリッカ・ノイズと認識して前記差分値よ
り減じ、これにより得られた、より小さい差分値に対応
して、非線形回路における抑圧レベルの設定値も小さく
とれるようにした。

［作用］このような手段を用いたことにより、フリッカ・ノイズ
分の振幅を差し引いたランダムな雑音自体の波高値のみ
に相応した小さな設定値を非線形回路に与えることがで
きるので、有効な信号までも抑圧し信号が歪む度合も減
少し、差分値が微小な値となる動き部分の信号も雑音と
して抑圧されることが少なくなり、画像信号の忠実な再
現性を高めることができるようになった。

Ｆ実施例］本発明の一実施例の回路構成を第１Ａ図に示し説明する
。ここで、第２Ａ図における構成要素に対応するものに
ついては同じ記号を付した。

第１Ａ図において、入力端子２１より入力された現在の
フレームの画像を示す信号４１と、フレーム・メモリ２
５からの１つ前のフレームの画像を示す信号４５との第
１の差分値が、画素ごとに減算器２２により求められる
。得られた第１の差分値を示す信号４２は、ライン・メ
モリ１１および平均値算出回路１２に入力される。平均
値算出回路１２は、第１の差分値を示す信号４２の１ラ
インまたは複数ライン分に対する平均値を算出して求め
られる。ここで、平均値算出回路１２は、第１の差分値
の絶対値が所定の閾値以下である画素についてのみ平均
値を求める。また、１ラインまたは複数ラインの画素に
おいて第１の差分値の絶対値が前記閾値以下である画素
数が所定数より小さいときは、平均値は“０９１とする
。これは、本発明では、平均値算出回路１２により、得
られる平均値をフリッカ・ノイズとして扱うことから、
搬像対象の動きなどによって大きな値を示す差分信号４
２は平均値算出の対象から除外し、これをフリッカ・ノ
イズとして扱わないようにするためである。

このようにして平均値算出回路１２により１う′インま
たは複数ライン分の第１の差分値の絶対値が所定の閾値
以下である差分値を示す信号４２の平均値が求められる
と、減算器１３はこれをライン・メモリ１１からの信号
３１より減じ、得られた第２の差分値を示す信号３３は
非線形回路２３に入力されて所定の特性で変換される。

変換された第２の差分値を示す信号４３は加算器２４に
入力される。同時に、フレーム・メモリ２５からの１つ
前のフレームの画像を示す信号４５をライン・メモリ１
４を介することにより遅延せしめ、その出力信号３４が
加算器２４に入力される。ここで、ライン・メモリ１４
の遅延時間は、減算器１３および非線形回路２３におけ
る遅延時間は一般には無視することができるので、ライ
ン・メモリ１１の遅延時間に相応するものであり、フレ
ーム・メモリ２５の遅延時間は従来のフレーム・メモリ
２５Ｂ（第２Ａ図）の遅延時間よりライン・メモリ１１
あるいはライン・メモリ１４の遅延時間を減じたもので
ある。そこで、加算器２４は、同一画素について非線形
回路２３からの信号４３とライン・メモリ１４からの信
号３４とを加算する。

得られた加算値を示す信号４４は、出力端子２６から出
力されるとともに、フレーム・メモリ２５に送出されて
格納される。以上の動作が繰り返される。

つぎに、以上の回路動作による雑音抑圧の様子について
、第１Ｂ図を用いて説明する。ここで、第１Ｂ図におけ
る実線で示す信号３３は第２Ｃ図の信号４２に対応し、
区間Ａ、Ｂは第２Ｃ図に示した区間Ａ、Ｂに対応してい
る。

第１Ｂ図において、非線形回路２３（第１Ａ図）に入力
される第２の差分値を示す信号３３の振幅は、第１の差
分値を示す信号３１よりその平均値を示す信号３２を入
力信号４１中に重畳されたフリッ力・ノイズとして減じ
ているので、第２０図に示した信号４２の振幅と比較す
ると、フリッカ・ノイズの振幅Ｐ（第２Ｃ図）分だけ小
さくなっている。そのために、雑音の波高値の最大値に
対応して非線形回路２３に与える設定値Ｖ２（２点鎖線
）は破線で示す従来の設定値■１よりも小さくすること
ができる。したがって、有効な信号成分が存在する区間
Ｂのうち区間Ｂ２に含まれる信号のみが雑音と区別でき
ずに抑圧されることになり、従来の雑音として扱われる
区間８１（第２Ｃ図）と比べると、有効な信号が歪む度
合を減少せしめることが可能となる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によるならば、
現在のフレームの画像信号と１つ前のフレームの画像信
号との第１の差分値の平均値を入力画像信号中に重畳さ
れたフリッカ・ノイズとして認識してあらかじめ減じ、
その分振幅が、小さくなった第２の差分値を示す信号に
含まれるランダムな雑音成分のみを抑圧するように非線
形回路を動作させることができるので、本来有効となる
べき信号が雑音として抑圧されることにより歪む度合が
減少し、微小な動き部分の信号の忠実な再現性が高めら
れて自然な画像が雑音無く得られる。

したがって本発明の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】第１Ａ図は本発明の一実施例の回路構成図、第１Ｂ図は
第１Ａ図に示した非線形回路による雑音抑圧の様子を説
明するための波形図、第２Ａ図は従来の回路構成図、第２Ｂ図は第２Ａ図に示した非線形回路の入出力特性の
一例を表わした特性図、第２Ｃ図は第２Ａ図に示した非線形回路による雑音抑圧
の様子を説明するための波形図である。１１・・・ライン・メモリ　１２・・・平均値算出回路
１３・・・減算器　　　　　１４・・・ライン・メモリ
２１・・・入力端子　　　　２２・・・減算器２３．２
３８・・・非線形回路２４・・・加算器２５．２５８・・・フレーム・メモリ２６・・・出力端子３１〜３４．４１〜４３，４３８，４４．４５゜４５８
・・・信号。

Claims

【特許請求の範囲】入力された現在のフレームの画像信号と１つ前のフレー
ムの画像信号との画素ごとの差分値を得るための第１の
減算手段（２２）と、前記第１の減算手段により得られた前記画素ごとの差分
値を少なくとも１ライン分遅延して出力するための第１
のライン・メモリ手段（１１）と、前記第１の減算手段
により得られた前記画素ごとの所定値内の値を示した差
分値の少なくとも１ライン分についての平均値を算出す
るための平均値算出手段（１２）と、前記第１のライン・メモリ手段からの出力と前記平均値
算出手段からの出力との画素ごとの差分値を得るための
第２の減算手段（１３）と、前記第２の減算手段により
得られた前記画素ごとの差分値において、所定の値以下
の差分値を抑圧するための非線形手段（２３）と、前記非線形手段の出力に対応する前記１つ前のフレーム
の画像信号を前記非線形手段の出力と時間的に一致する
ように遅延するための第２のライン・メモリ手段（１４
）と、前記非線形手段からの出力と前記第２のライン・メモリ
手段からの出力との画素ごとの加算値を得るための加算
手段（２４）と、前記加算手段からの出力を格納し、前記第１の減算手段
および前記第２のライン・メモリ手段に対して前記１つ
前のフレームの画像信号を出力するためのフレーム・メ
モリ手段（２５）とを含む画像信号の雑音低減装置。