JPH07184225A

JPH07184225A - 雑音除去装置

Info

Publication number: JPH07184225A
Application number: JP5328232A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sasaki; 省吾佐々木; Masayuki Yoneyama; 匡幸米山; Yasutoshi Yamamoto; 靖利山本; Yukihiro Tanizoe; 幸広谷添
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3218828B2

Abstract

(57)【要約】【目的】映像信号の雑音除去を目的とした巡回型フィ
ルタの構成をとり、乗算器を用いず簡単な構成で、低照
度時でも色にじみ等の画質破綻を防止し、かつ十分な雑
音除去を行う雑音除去装置を提供する。【構成】第１減算手段１０２により、入力信号と１水
平走査期間遅延した出力信号との差分をとり、該差分信
号をそのレベルに応じて非線形処理手段１０３で非線形
処理し、第２減算手段１０４で入力信号と減算し出力す
ることにより、乗算器を用いずに画質破綻を防止し雑音
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ一体型ＶＴＲな
どの映像信号に含まれる雑音を低減する雑音除去装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、映像信号の雑音除去を目的と
して、巡回型フィルタが用いられている。特に、輪郭部
の保存のため輪郭部では、巡回型フィルタの帰還係数を
小さくすることは必須となっている。以下に従来の巡回
型フィルタで構成されている雑音除去装置について説明
する。

【０００３】図２は従来の雑音除去装置を示したブロッ
ク図である。図２において、２００は映像入力信号の入
力端子、２０１、２０２は乗算器、２０３は１水平走査
期間遅延させる遅延素子、２０４は加算器、２０５は減
算器、２０６は係数制御器、２０７は出力端子である。

【０００４】以上のように構成された従来の雑音除去装
置について、以下にその動作を説明する。まず入力端子
２００を経た映像入力信号は、乗算器２０１で１−ｋ
（０≦ｋ＜１）倍され、乗算器２０２の出力と加算器２
０４で加算され、出力端子２０７より出力される。この
出力信号は遅延素子２０３で１水平走査期間遅延され、
乗算器２０２でｋ（０≦ｋ＜１）倍された後、加算器２
０４で乗算器２０１の出力と加算される。このときｋの
値が大きいと（例えば０．８）、加算器２０４で加算す
る１水平走査期間遅延した出力信号の加算率を大きくす
る事になる。これは平滑化の度合いが大きくなり、平坦
部では雑音低減効果が大きいことを意味する。一方、輪
郭部でｋの値が大きいと、色にじみ等の画質破綻が生じ
る。

【０００５】そこで減算器２０５で映像入力信号と出力
信号の差分をとり輪郭部を検出し、その輪郭信号を係数
制御器２０６に入力し、係数制御器２０６で輪郭部では
帰還係数ｋの値を小さくすることにより、輪郭部での画
質破綻を抑える。以上のようにして、輪郭部における画
質破綻を起こさずに雑音除去を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、乗算器を２つ必要とし、また、入力信号を
色差信号とし色雑音の除去を行う場合、低照度で色差信
号成分が小さくＳ／Ｎが悪いとき、十分な雑音除去が行
われないか、または色にじみが生じるといった問題点を
有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、乗算器を必要としない簡単な構成で、低照度でも色
にじみ等の画質破綻を起こさずに、十分な雑音除去を行
う雑音除去装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の雑音除去装置は、出力信号を１水平走査期間
遅延する遅延素子と、前記遅延素子の出力と入力信号と
の間で減算を行う第１減算手段と、前記第１減算手段の
出力を非線形処理する非線形処理手段と、前記非線形処
理手段の出力と入力信号との間で減算を行い、その出力
を出力信号とする第２減算手段とを具備し、入力信号と
１水平走査期間遅延した出力信号の差分信号を非線形処
理し、入力信号と減算し出力する構成をとっている。

【０００９】

【作用】この構成において、第１減算手段で入力信号と
１水平走査期間遅延した出力信号の差分をとることによ
り輪郭成分が検出でき、この差分信号を非線形処理手段
においてビットシフトと減算により非線形処理し、第２
減算手段において入力信号と減算し、この出力を出力信
号とする事により、乗算器を必要とせず、また、色にじ
み等の画質破綻を抑えて雑音を除去できる。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例における雑音除去
装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本
発明の第１の実施例の雑音除去装置を示すブロック図で
ある。

【００１１】図１において、１０１は出力信号を１水平
走査期間遅延する遅延素子、１０２は入力端子１００か
ら入力された入力信号、具体的には映像信号や色差信号
と、遅延素子１０１の出力の間で減算を行う第１減算手
段、１０３は第１減算手段１０２の出力を非線形処理す
る非線形処理手段、１０４は非線形処理手段１０３の出
力と、入力端子１００からの入力信号の間で減算を行う
減算手段、１０５は第２減算手段１０４の出力を出力す
る出力端子である。

【００１２】以上のように構成された雑音除去装置につ
いて図３を併用してその動作を説明する。図３（Ａ）は
非線形処理手段１０３の入力と出力の関係を表したもの
である。ｄは入力、ｆ（ｄ）は出力、ｔｈは閾値であ
る。今、入力ｄの絶対値がｔｈ／２より小さいとき
（ｉ）、ｔｈより小さくｔｈ／２以上のとき（ii）、ｔ
ｈ以上のとき（iii）の３通りに場合分けし、そのとき
の出力をビットシフトと減算により、それぞれｋｄ、ｋ
（ｔｈ−ｄ）、０（ｋは０＜ｋ＜１の範囲の値で例えば
０．７５）とする。このように入力ｄを非線形処理する
ことにより、図３（Ｂ）に示すｋを入力ｄに乗算したこ
とと同じ効果を得る。

【００１３】今、第１減算手段１０２に入力信号と、１
水平走査期間遅延された出力信号が入力され、その差分
出力の絶対値がｔｈより小さいとき、非線形処理手段１
０３によって、図３（Ｂ）に示すｋを上記差分出力に乗
じたのに相当する値が出力され、第２減算手段１０４に
よって入力信号と減算されることにより、平滑化が行わ
れ雑音が除去される。一方、上記差分出力の絶対値がｔ
ｈ以上のとき、非線形処理手段１０３から０が出力さ
れ、出力端子１０５からは入力信号がそのまま出力され
輪郭が保存されることになる。

【００１４】ここで図３（Ａ）に示す関数で非線形処理
を行う理由を説明する。本来、画像にはライン相関性が
あるので、ライン間の小さなレベル差は雑音と考える事
ができる。そこで、ライン間の差分値に閾値を設け、差
分値の絶対値が閾値より大きければ輪郭部とし、小さけ
れば雑音と判断する。ただし、図３（Ｃ）に示すような
関数で非線形処理を行うと、閾値の前後で平滑化された
りされなかったりするので不自然な画像になる。そこで
差分値がｔｈ／２を越えた時点で出力がだんだん小さく
なり、ｔｈの時０になるようにする事で処理画像の不自
然さを回避できる。

【００１５】以上のように本実施例によれば、平坦部で
は大きな雑音除去効果を示し、輪郭部では色にじみなど
の画質破綻を抑えることができる。

【００１６】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について、以下図面を参照しながら説明する。第２の実
施例の構成は、図４に示すように第１の実施例の構成
に、輝度入力を入力する輝度入力端子４０１、輝度入力
端子４０１から入力される輝度信号の垂直方向輪郭成分
を検出し、輪郭部なのか平坦部なのかを検出する輪郭検
出手段４０２、輪郭検出手段４０２の出力を受け、非線
形処理手段１０３を制御する非線形処理制御手段４０３
を加えたものになっている。

【００１７】今、輝度入力端子４０１から輝度信号が入
力され、輪郭検出手段４０２において輝度輪郭成分を検
出し、上記輝度輪郭成分が小さいなら平坦部と判断し、
非線形処理制御手段４０３に、例えば１ビット信号の０
を出力する。このとき非線形処理制御手段４０３は、非
線形処理手段１０３を実施例１で示した動作を行うよう
に制御する。一方、輪郭検出手段４０２は、上記輝度輪
郭成分が大きいなら輪郭部と判断し、非線形処理制御手
段４０３に１ビット信号の１を出力する。

【００１８】このとき、非線形処理制御手段４０３は、
非線形処理手段１０３から０が出力されるように非線形
処理手段１０３を制御する。ここで輝度輪郭信号を用い
て、非線形処理手段を制御する理由を説明する。本来、
色差信号は帯域が狭く輪郭がはっきりしていない。その
うえ、被写体照度が低いと輪郭部での信号レベル差が小
さくなり、非線形処理を行う最閾値にかからなくなり、
色にじみが発生してしまう。そこで、帯域の広い輝度輪
郭信号を用いて、輪郭部を検出し、非線形処理制御手段
４０３により非線形処理手段１０３を制御する事によ
り、色にじみを防止する。

【００１９】以上のように本実施例によれば、低照度時
において色差信号の信号成分が小さくても、輪郭部での
画質破綻を抑えた雑音除去が行える。

【００２０】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について、以下図面を参照しながら説明する。第３の実
施例の構成は、図５に示すように第１の実施例の構成
に、輝度入力を入力する輝度入力端子４０１、輝度入力
端子４０１の出力から垂直方向輪郭成分を検出し、輪郭
部なのか平坦部なのかを検出する輪郭検出手段４０２、
輪郭検出手段４０２の出力を加工し、その情報を少なく
とも１水平走査期間記憶する記憶手段５０１、輪郭検出
手段４０２の出力と記憶手段５０１の出力から、非線形
処理手段１０３を制御する非線形処理制御手段５０２を
加えたものになっている。

【００２１】図６は記憶手段５０１の構成を示したもの
で、5010は１水平走査期間遅延する遅延素子、5011は論
理演算器である。以下図７を用いて、３ライン分の輝度
輪郭情報を記憶する場合の記憶手段５０１の動作につい
て説明する。

【００２２】ａは遅延素子5010の出力で前３ライン分の
輝度輪郭情報を表し、ビット長を２ビットとし１ライン
前に輝度輪郭部があったのならａは０１、２ライン前な
ら１０、３ライン前なら１１となっている。ｂは論理演
算器5011の出力で、ｂを１水平走査期間遅延したものが
ａになる。ｃは輪郭検出手段４０２からの出力で現ライ
ンの輝度輪郭情報を表し、輪郭部なら１、輪郭部でない
なら０となっている。

【００２３】今、ｃ＝０かつａ＝００のとき、現ライン
及び前３ラインに輪郭部は存在しないのでｂ＝００と
し、これを遅延素子5010に出力する。また、ｃ＝０かつ
ａ≠００の時、現ラインには輪郭部は存在せず、前３ラ
インの何れかに輪郭部が存在するのでｂ＝ａ＋１とし、
遅延素子5010に出力する。

【００２４】一方ｃ＝１のとき、現ラインに輪郭部が存
在するのでｂ＝０１とし、これを遅延素子5010に出力す
る。このｂを１水平走査期間遅延することにより、前３
ライン内に輝度輪郭部が存在したかどうか、及び存在し
た場合、それが現ラインからみて１番近いのは何番目な
のかを記憶することができる。

【００２５】上記の方法で記憶した３ライン前までの輝
度輪郭情報ａ，及び現ラインの輝度輪郭情報ｃを用い、
非線形処理制御手段４０３を制御することにより、輝度
輪郭部が存在すれば４ライン分非線形処理手段１０３の
出力を０にし、平滑化を行わずより確実に色にじみを防
止する。

【００２６】以上のように本実施例によれば、低照度時
において色差信号の信号成分が小さくても、輪郭部での
画質破綻を抑えた雑音除去が行える。

【００２７】（実施例４）次に、本発明の第４の実施例
について以下図面を参照しながら説明する。第４の実施
例の構成は、図８に示すように、出力信号及び輝度輪郭
情報生成手段８０２の出力を１水平走査期間遅延する遅
延素子８０１、輝度輪郭検出手段４０２の出力及び遅延
素子８０１の輝度輪郭情報出力から、新たに輝度輪郭情
報を生成する輝度輪郭情報生成手段８０２、及び実施例
３に示す入力端子１００、第１減算手段１０２、１０
４、非線形処理手段１０３、輝度入力端子４０１、輪郭
検出手段４０２、非線形処理制御手段５０２、出力端子
１０５から成っている。

【００２８】以上のように構成された雑音除去装置につ
いてその動作を説明する。図９は遅延素子８０１で遅延
される信号を示したもので、映像信号の例えばＭＳＢ側
に、少なくとも何ライン前に輝度輪郭部が存在したかを
示す輝度輪郭情報が挿入されている。この遅延素子８０
１から映像信号のみが第１減算手段１０２に出力され、
輝度輪郭情報は非線形処理制御手段５０２及び輝度輪郭
情報生成手段８０２に出力される。輝度輪郭情報生成手
段８０２は、実施例３における論理演算器5011と同じ動
作を行い、新たに輝度輪郭情報を生成し遅延素子８０１
に出力する。他の動作は実施例３と同様である。

【００２９】以上のように本実施例によれば、低照度時
において色差信号の信号成分が小さくても、輪郭部での
画質破綻を抑えた雑音除去が行える。

【００３０】なお、第１の実施例において、ｋ＝0.75と
したがそれ以外の値を選んでも良い（ただし、ビットシ
フトと減算により得られる値）。また、第３の実施例に
おいて記憶ラインを３ラインとしたが、それ以外のライ
ン数を選んでも良い。ただしその場合、輝度輪郭情報の
ビット数は、記憶ライン数に応じたビット数となる。ま
た、第４の実施例において輝度輪郭情報を映像信号のＭ
ＳＢ側に挿入したが、これに限らず他の場所に挿入して
も良い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、１水平走査期間
遅延した出力信号と、入力信号との差分信号を、ビット
シフトと減算により非線形処理した後、入力信号と減算
し出力することにより、乗算器を用いず、また、色にじ
み等の画質劣化を抑えて、雑音を除去できる雑音除去装
置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における雑音除去装置の
ブロック図

【図２】従来の雑音除去装置のブロック図

【図３】（Ａ）は第１実施例における非線形処理手段の
入力と出力の関係を示す図（Ｂ）は同じくその入力と見かけ上の帰還係数ｋの関係
を示す図（Ｃ）は第１実施例と比較するための非線形処理手段の
入出力関係を示す図

【図４】本発明の第２の実施例における雑音除去装置の
ブロック図

【図５】本発明の第３の実施例における雑音除去装置の
ブロック図

【図６】本発明の第３の実施例における記憶手段のブロ
ック図

【図７】同じくその論理演算器の動作を示すフローチャ
ート

【図８】本発明の第４の実施例における雑音除去装置の
ブロック図

【図９】同じくその遅延手段によって遅延される信号を
示す図

【符号の説明】

１００入力端子１０１遅延素子１０２第１減算手段１０３非線形処理手段１０４第２減算手段１０５出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷添幸広大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号を入力する入力端子と、出力信号
を１水平走査期間遅延させる遅延素子と、前記映像信号
と前記遅延素子の出力との間で減算を行う第１減算手段
と、前記第１減算手段の出力を非線形処理する非線形処
理手段と、前記非線形処理手段の出力と入力された映像
信号との間で減算を行い、その出力信号を出力端子及び
前記遅延素子に出力する第２減算手段とを具備し、入力された映像信号と１水平走査期間遅延した出力信号
との差分信号を非線形処理し前記映像信号と減算するこ
とにより、前記差分信号に応じて前記映像信号の周波数
特性を可変とし、雑音を除去することを特徴とする雑音
除去装置。
【請求項２】映像信号が色差信号であって、前記映像信
号にともない輝度信号を入力する輝度信号入力端子と、
前記輝度信号から垂直方向輪郭を検出する輪郭検出手段
と、前記輪郭検出手段の出力により前記非線形処理手段
を制御する非線形処理制御手段とをさらに具備し、前記
輪郭検出手段からの輝度輪郭信号に応じて前記非線形処
理手段を制御することを特徴とする請求項１記載の雑音
除去装置。
【請求項３】映像信号が色差信号で、前記映像信号にと
もない輝度信号を入力する輝度信号入力端子と、前記輝
度信号から垂直方向輪郭を検出する輪郭検出手段と、前
記輪郭検出手段の信号を少なくとも１水平走査期間分記
憶する記憶手段と、前記輪郭検出手段の出力および前記
記憶手段の出力に基づいて、前記非線形処理手段を制御
する非線形処理制御手段とをさらに具備し、現ラインお
よび少なくとも１ライン前の輝度輪郭信号に応じて前記
非線形処理手段を制御することを特徴とする請求項１記
載の雑音除去装置。
【請求項４】映像信号が色差信号であって、前記映像信
号にともない輝度信号を入力する輝度信号入力端子と、
前記輝度信号から垂直方向輪郭を検出する輪郭検出手段
と、前記輪郭検出手段の出力及び遅延素子の出力により
輝度輪郭情報を生成する輝度輪郭情報生成手段と、出力
信号及び輝度輪郭情報生成手段の出力を１水平走査期間
遅延させる前記遅延素子と、前記輪郭検出手段及び遅延
素子の出力に基づいて、前記非線形処理手段を制御する
非線形処理制御手段とをさらに具備し、現ラインおよび少なくとも１ライン前の輝度輪郭信号に
応じて前記非線形処理手段を制御することを特徴とする
雑音除去装置。