JPH0613271U - Ｔｖ画像画質改善方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線カメラの出力の如く雑音成分の大きい画
像信号の雑音を効果的に抑圧し、静止画像について輪郭
のぼけがなく、しかも移動画像について尾引きの少ない
ＴＶ画像画質改善方式の提供。 【構成】 リカーシブフィルタ２で時系列画質改善信号
ｇ_t を生成し、平滑フィルタ３で空間領域画質改善信号
１０３を生成し、フレームメモリ４でタイミングを調整
して信号ｇ_s を生成し、減算器５で輝度差信号１０５を
生成し、フレームメモリ６でタイミングを調整して信号
ｖを生成する。重み係数テーブル７で信号ｖに応じた重
み係数ａ，ｂを生成し、乗算器８及び９でａｇ_t 及びｂ
ｇ_s をそれぞれ生成し、加算器１０でｇ_o ＝ａｇ_t ＋ｂ
ｇ_s を生じ、ｇ_o を画質改善テレビジョン信号として出
力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、Ｘ線ＴＶカメラや暗視ＴＶカメラ等で得られるテレビジョン信号 の雑音を低減し、雑音の少ない即ち画質に優れたテレビジョン信号を生成するＴ Ｖ画像画質改善方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】

Ｘ線ＴＶカメラや暗視ＴＶカメラで得られるテレビジョン信号には雑音が多く 、明るい環境で使う通常の光学ＴＶカメラで得られるテレビジョン信号に比べて ＳＮ比が極めて悪い。ＳＮ比が悪いテレビジョン信号の画質を改善するための手 段が従来から使われている。その手段には、時系列方向で信号を処理して雑音を 抑制し画質を改善する手段と、空間領域で信号を処理して雑音を抑圧し画質を改 善する手段とがある。

【０００３】 時系列で画質を改善する手段には、リカーシブフィルタ（平均値フィルタとも 称される）や積分器がある。リカーシブフィルタは、あるフレームの像と次のフ レームの像とを加算して両者の和の像を生成し、その和の像を２で除して画質改 善画像を得る。積分器は、あるフレームの像と次のフレームの像とを加算して両 者の和の像を生成し、その和の像を予め定めた数で除して画質改善画像を得る。

【０００４】 空間領域で画質を改善する手段には、平滑フィルタ、ランクフィルタ等がある 。平滑フィルタでは、ある着目した画素について画質を改善するために、その着 目画素および周辺の所定範囲の画素のテレビジョン信号を加算し、その所定範囲 の全画素の輝度の和を生成し、その所定範囲内の全画素数で該輝度の和を除すと いう処理により、該範囲内の平均の輝度を生成し、その平均輝度をもって該着目 画素の輝度とする。図６は画素マトリクスの一部を示す概念図である。平滑フィ ルタでは、図６のマトリクスにおいて（ｉ，ｊ）を着目画素とするとき、前記所 定範囲を画素（ｉ−１，ｊ−１）、（ｉ，ｊ−１）・・・・・（ｉ＋１，ｊ＋１ ）でなる９つの画素の範囲とし、これら９つの画素の輝度を加算し、９で除すこ とにより、画素（ｉ，ｊ）の輝度を得る。

【０００５】 ランクフィルタでは、図６の画素マトリクスにおいて着目画素を（ｉ，ｊ）と すると、その着目画素及び周辺の画素、例えば図６の例では９つの画素（ｉ−１ ，ｊ−１），（ｉ，ｊ−１），（ｉ＋１，ｊ−１），（ｉ−１，ｊ），（ｉ，ｊ ），（ｉ＋１，ｊ），（ｉ−１，ｊ＋１），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ＋１ ）について輝度を調べ、輝度を大きさの順に並べ換えて、真中の輝度を着目画素 の輝度とみなす。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

リカーシブフィルタや積分器等の時系列の画質改善手段には、移動体の画像（ 移動画像）にいわゆる尾引きが生じるという本質的に避け難い欠点がある。他方 、空間領域の画質改善手段のうちの１つの方式である平滑フィルタには静止画像 であっても画像の輪郭がぼけるという欠点がある。また、空間領域の画質改善手 段のうちの別の方式であるランクフィルタを用いると、図５（ａ）に示す如き縦 に長い１本の棒が対象物であり、その対象物が矢印の方向に移動していると、図 ５（ｂ）に示すようにその棒の画像は２本の破線状の縦線に分れてしまう。

【０００７】 このように従来の画質改善方式には解決すべき課題があった。そこで、本考案 の目的は、Ｘ線カメラや暗視カメラの出力である雑音成分の大きい画像信号に対 して顕著に雑音を抑制できるとともに、静止画像の輪郭がぼけず、移動対象物の 画像にも尾引きが少ないＴＶ画像画質改善方式の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前述の課題を解決するために本考案が提供する手段は、 入力されたテレビジョン信号に雑音低減の処理を施し、画質の改善されたテレ ビジョン信号を生成するＴＶ画像画質改善方式であって、 前記入力テレビジョン信号について時系列の画質改善を施し時系列画質改善信 号ｇ_t を生成する手段と、前記入力テレビジョン信号について空間領域の画質改 善を施し空間領域画質改善信号ｇ_s を生成する手段と、前記入力テレビジョン信 号の各画素についてフレーム間の輝度の差ｖを検出する手段と、前記輝度差ｖに 応じて予め定められた重み係数ａ及びｂを出力する手段と、共通の画素に関する 前記ｇ_t ，ｇ_s ，ａ及びｂを受け ａｇ_t ＋ｂｇ_s ＝ｇ_o （１） を計算により生成し、前記ｇ_o を画質改善テレビジョン信号として出力する手段 とを有することを特徴とするＴＶ画像画質改善方式 である。

【０００９】

【作用】

本考案においては、入力されるテレビジョン信号で現わされる画面における各 画素がどの程度前の画素と輝度において異なるかによって、その画素で現す画像 がどの程度の速さで移動しているかの推定をし、その推定に基づき時系列と空間 領域との画質改善を最適に組み合わせている。より詳しく述べればフレーム間で 輝度の変化がどの程度であるかによって重み係数ａ及びｂを決める。そして、時 系列画質改善信号ｇ_t および空間領域画質改善信号ｇ_s にａ及びｂをそれぞれ掛 けてａｇ_t 及びｂｇ_s を生成し、式（１）により両者の和の信号ｇ_o を生成し、 ｇ_o を画質改善テレビジョン信号として出力している。このような本考案の信号 処理により、像の輪郭をぼかすことなく雑音を効果的に抑圧でき、しかも移動物 体の像にも尾引きを生じない優れた画質改善ができる。

【００１０】

【実施例】

次に実施例を挙げ本考案を一層詳しく説明する。 図１は本考案の一実施例の構成を示すブロック図である。図において、１はフ レームメモリ、２はリカーシブフィルタ、３は平滑フィルタ、４はフレームメモ リ、５は減算器、６はフレームメモリ、７は重み係数テーブル、８，９は乗算器 、１０は加算器である。

【００１１】 デジタルのテレビジョン信号１００はフレームメモリ１で１フレーム分だけの 時間遅延を受けて、遅延テレビジョン信号１０１としてリカーシブフィルタ２、 平滑フィルタ３、減算器５へ送られる。リカーシブフィルタ２は加算器２１及び フレームメモリ２２からなり、時系列の画質改善処理をして時系列画質改善信号 ｇ_t を生成する。平滑フィルタ３は遅延テレビジョン信号１０１に空間領域の平 滑化を施し、空間領域画質改善信号１０３を生成する。フレームメモリ４は、リ カーシブフィルタ２におけるフレームメモリ２２と同じ時間の遅延を信号１０３ に与えて、信号ｇ_t とタイミングの揃った空間領域画質改善信号ｇ_s 生成する。

【００１２】 減算器５は、入力テレビジョン信号１００から遅延テレビジョン信号１０１を 引き算し、各画素ごとにフレーム間で輝度の変化がどの程度であるかを調べ、輝 度の変化を現す輝度差信号１０５を生成する。フレームメモリ６は、フレームメ モリ４と同様にタイミングを調整するために設けてあり、信号１０５に１フレー ム分の時間遅延を与えた輝度差信ｖを生成する。重み係数テーブル７は、輝度差 信号ｖに応じて、予め記憶されている重み係数ａ，ｂを読み出す。重み係数テー ブル７は、ＲＡＭ（又はＲＯＭ）からなり、図２に実線Ｐで示す関係で定まる重 み係数ａ及びｂを輝度差ｖで示される番地に記憶している。輝度差ｖは８ビット のデータで２５６階調で表現されている。重み係数テーブル７は、図２の実線Ｐ に代えて、破線Ｑで定まる重み係数、その他の関係で定まる重み係数を記憶して おいても本考案は実施できる。どのような関係で輝度差ｖと重み係数ａ，ｂとを 定めるかはＴＶ画像画質改善方式の用途に応じて選択する。重み係数ａ，ｂは、 ０≦ａ，ｂ≦１，ａ＋ｂ＝１なる関係に設定し、輝度を正規化している。即ち、 式（１）におけるｇ_o がｇ_t 又はｇ_s より大きくならないようにしている。

【００１３】 乗算器８はｇ_t とａとを受けて両者の積ａｇ_t を生成する。乗算器９はｇ_s と ｂとを受けて両者の積ｂｇ_s を生成する。加算器１０はａｇ_t とｂｇ_s とを受け 、両者の和ａｇ_t ＋ｂｇ_s ＝ｇ_o を生成し、ｇ_o を画質改善テレビジョン信号と して出力する。

【００１４】 以上に述べた如くに入力テレビジョン信号１００に信号処理を施し得られる画 質改善信号ｇ_o では、移動画像のない領域、即ち静止画領域においては重み係数 ａ＝１，Ｂ＝０、従ってｇ_o ＝ｇ_t であり、リカーシブフィルタ２で得られた時 系列画質改善信号ｇ_t がそのままｇ_o として出力される。したがって、ｇ_o にお いては画像の輪郭がぼけることなく雑音が抑圧されている。他方、画像が予め定 められた相当な速度（図２において輝度差ｖが２５６以上のとき）で移動する領 域ではａ＝０，ｂ＝１となり、平滑フィルタ３で得られた空間領域画質改善信号 ｇ_s がそのままｇ_o として出力される。

【００１５】 図３は静止画において雑音が多い入力テレビジョン信号をそのまま表示したと きにおける画面を摸式的に示す図である。本図では、いわゆるゴマシオ雑音が画 面全面に現われている。ゴマシオ雑音のある画素では、図１の実施例においては 輝度素ｖは大きいから、平滑フィルタ３の出力ｇ_s がｇ_o として出力される。ゴ マシオ雑音は平滑処理により消滅するから、図３の如く雑音が多いときでも本実 施例では顕著な画質改善効果が得られる。

【００１６】 図４は黒いボールが矢印の方向へ移動しているときの画面を摸式的に示す図で ある。画像が移動している領域では、移動の速度に応じてｇ_t 及びｇ_s に重みａ 及びｂがそれぞれ掛けられて、ｇ_o が得られる。移動速度が大きいほど平滑フィ ルタ３の出力である空間領域画質改善信号ｇ_s の重みｂが大きくなるから、移動 速度が大きくてもいわゆる尾引きは生じない。平滑フィルタ３の出力を用いるこ とによって移動体の輪郭は多少ぼけるが、移動体については画面上で輪郭が多少 ぼけても気にならない。

【００１７】

【考案の効果】

以上に実施例を挙げて詳しく説明したように、本考案によれば、Ｘ線カメラや 暗視カメラの出力の如く雑音成分の大きい画像信号に対して顕著な雑音抑圧効果 を示すとともに、静止画像について輪郭のぼけを伴うことなく、また移動画像に ついて尾引きを伴うことも少ないＴＶ画像画質改善方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１の実施例における重み係数テーブル７にお
ける記憶内容を示す図。

【図３】ゴマシオ雑音の現われた画面を示す摸式図。

【図４】移動するボールの画像を含む画面を示す摸式
図。

【図５】ランクフィルタにより画質改善をする方式にお
いて、縦に細長い物体が横に移動するときに現われる画
像を説明する図。

【図６】テレビジョン画面における画素マトリクスを示
す図。

【符号の説明】

１，４，６，２２ フレームメモリ ２ リカーシブフィルタ ３ 平滑フィルタ ５ 減算器 ７ 重み係数テーブル ８，９ 乗算器 １０ 加算器 ｇ_t 時系列画質改善信号 ｇ_s 空間領域画質改善信号 ｖ 輝度差信号

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたテレビジョン信号に雑音低減
   の処理を施し、画質の改善されたテレビジョン信号を生
   成するＴＶ画像画質改善方式において、前記入力テレビ
   ジョン信号について時系列の画質改善を施し時系列画質
   改善信号ｇ_tを生成する手段と、前記入力テレビジョン
   信号について空間領域の画質改善を施し空間領域画質改
   善信号ｇ_s を生成する手段と、前記入力テレビジョン信
   号の各画素についてフレーム間の輝度の差ｖを検出する
   手段と、前記輝度差ｖに応じて予め定められた重み係数
   ａ及びｂを出力する手段と、共通の画素に関する前記ｇ
   _t ，ｇ_s ，ａ及びｂを受け ａｇ_t ＋ｂｇ_s ＝ｇ_o を計算により生成し、前記ｇ_o を画質改善テレビジョン
   信号として出力する手段とを有することを特徴とするＴ
   Ｖ画像画質改善方式。
2. 【請求項２】 前記時系列画質改善手段がリカーシブフ
   ィルタであり、前記空間領域画質改善手段が平滑フィル
   タであることを特徴とする請求項１に記載のＴＶ画像画
   質改善方式。