JPH0832839A - 雑音除去装置 - Google Patents
雑音除去装置Info
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- JPH0832839A JPH0832839A JP6167187A JP16718794A JPH0832839A JP H0832839 A JPH0832839 A JP H0832839A JP 6167187 A JP6167187 A JP 6167187A JP 16718794 A JP16718794 A JP 16718794A JP H0832839 A JPH0832839 A JP H0832839A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フレーム間の相関を利用し、直交変換上で雑
音除去する方法に加え、フレーム内の直交変換成分を利
用して雑音除去する方法も持ち合わせることにより、画
像の動きに依らずに雑音除去を効率良く行なう。 【構成】 再帰型のフレームメモリ（１２）と、現入力
フレームを複数個のブロックに分割する手段（１）と、
該ブロックに直交変換を作用させ、直交変換成分を得る
手段（２）と、該直交変換成分と、前記フレームメモリ
に記憶された１フレーム前の直交変換成分との差分を構
成する手段（４）と、該ブロックと差分ブロックの直交
変換成分から各々の分散を検出する手段（３、５）と、
前記ブロックと差分ブロックの内、いずれのブロックを
雑音量推定の対象とするかを判定する手段（６）と、該
対象ブロックの直交変換成分から雑音量を推定し、除去
する手段（８−１１）とを含み、ビデオ信号に混在する
雑音成分を除去することを特徴とする。
音除去する方法に加え、フレーム内の直交変換成分を利
用して雑音除去する方法も持ち合わせることにより、画
像の動きに依らずに雑音除去を効率良く行なう。 【構成】 再帰型のフレームメモリ（１２）と、現入力
フレームを複数個のブロックに分割する手段（１）と、
該ブロックに直交変換を作用させ、直交変換成分を得る
手段（２）と、該直交変換成分と、前記フレームメモリ
に記憶された１フレーム前の直交変換成分との差分を構
成する手段（４）と、該ブロックと差分ブロックの直交
変換成分から各々の分散を検出する手段（３、５）と、
前記ブロックと差分ブロックの内、いずれのブロックを
雑音量推定の対象とするかを判定する手段（６）と、該
対象ブロックの直交変換成分から雑音量を推定し、除去
する手段（８−１１）とを含み、ビデオ信号に混在する
雑音成分を除去することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は雑音除去装置に関し、詳
細にはビデオ信号に混在する雑音成分を除去する雑音除
去装置に関する。
細にはビデオ信号に混在する雑音成分を除去する雑音除
去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、映像信号はフレーム間の相関は
高く、雑音成分はフレーム間の相関が低い。
高く、雑音成分はフレーム間の相関が低い。
【０００３】一方、相関の高い信号は直交変換を作用さ
せることにより、低周波成分に電力が偏り、逆に、相関
の低い信号は全周波数に渡り電力が分散することが知ら
れている。
せることにより、低周波成分に電力が偏り、逆に、相関
の低い信号は全周波数に渡り電力が分散することが知ら
れている。
【０００４】そこで、雑音成分の混在した映像信号に直
交変換を作用させることにより、原信号と雑音成分の分
離を容易にし、雑音除去効果を高める雑音除去装置が特
願平６ー３９５１８号公報に本願出願人により提案され
ている。
交変換を作用させることにより、原信号と雑音成分の分
離を容易にし、雑音除去効果を高める雑音除去装置が特
願平６ー３９５１８号公報に本願出願人により提案され
ている。
【０００５】従来の雑音除去装置を図６のブロックを参
照して説明する。
照して説明する。
【０００６】図６の入力はデジタル化された映像信号で
ある。
ある。
【０００７】従来の雑音除去装置は、入力フレームと１
フレーム前の出力信号の差分画像を生成する第１減算器
２１と、第１減算器で得た差分フレーム画像を例えば、
８画素×８ラインに分割するブロック化器２２と、ブロ
ック化器２２で得られたブロックにアダマール変換や離
散コサイン変換等の２次元直交変換を作用させる直交変
換器２３と、直交変換器２３で得られる直交変換成分の
内、原信号の電力寄与が少ない高周波成分から雑音成分
の振幅を算出する雑音量推定器２４と、雑音成分を抽出
するノイズ抽出フィルタ２５と、ノイズ抽出フィルタ２
５で出力される雑音成分に逆直交変換を作用させる逆直
交変換器２６と、雑音が混在した現入力フレームから逆
直交変換器２６で出力される雑音成分を差し引くことに
より、雑音を除去する第２減算器２７と、第２減算器２
７の出力ブロックを蓄えるフレームメモリ２８とを具備
する。
フレーム前の出力信号の差分画像を生成する第１減算器
２１と、第１減算器で得た差分フレーム画像を例えば、
８画素×８ラインに分割するブロック化器２２と、ブロ
ック化器２２で得られたブロックにアダマール変換や離
散コサイン変換等の２次元直交変換を作用させる直交変
換器２３と、直交変換器２３で得られる直交変換成分の
内、原信号の電力寄与が少ない高周波成分から雑音成分
の振幅を算出する雑音量推定器２４と、雑音成分を抽出
するノイズ抽出フィルタ２５と、ノイズ抽出フィルタ２
５で出力される雑音成分に逆直交変換を作用させる逆直
交変換器２６と、雑音が混在した現入力フレームから逆
直交変換器２６で出力される雑音成分を差し引くことに
より、雑音を除去する第２減算器２７と、第２減算器２
７の出力ブロックを蓄えるフレームメモリ２８とを具備
する。
【０００８】次に、上記従来の雑音除去装置の動作を説
明する。第１減算器２１は、入力フレームと１フレーム
前の出力信号の差分画像を生成する。ブロック化器２２
は、第１減算器で得た差分フレーム画像を例えば、８画
素×８ライン等に分割する。直交変換器２３は、ブロッ
ク化器２２で得られたブロックにアダマール変換や離散
コサイン変換等の２次元直交変換を行う。
明する。第１減算器２１は、入力フレームと１フレーム
前の出力信号の差分画像を生成する。ブロック化器２２
は、第１減算器で得た差分フレーム画像を例えば、８画
素×８ライン等に分割する。直交変換器２３は、ブロッ
ク化器２２で得られたブロックにアダマール変換や離散
コサイン変換等の２次元直交変換を行う。
【０００９】この直交変換器２３による直交変換操作に
より、原信号と雑音成分の識別が実空間より容易にな
る。
より、原信号と雑音成分の識別が実空間より容易にな
る。
【００１０】すなわち、原信号はフレーム間の相関が高
いことから図２の様に直交変換上で低周波領域に電力が
偏り（電力が斜線部分に集中する）、一方雑音成分には
フレーム間の相関が無いことから、図３の様に全域に
（斜線部分）に電力がほぼ均一に分散する。従って、原
信号の電力分布が少ない高周波領域（第２図の斜線以外
の領域）で雑音成分の振幅を推定することが出来、各ブ
ロック毎に最適な雑音除去が行なえることになる。
いことから図２の様に直交変換上で低周波領域に電力が
偏り（電力が斜線部分に集中する）、一方雑音成分には
フレーム間の相関が無いことから、図３の様に全域に
（斜線部分）に電力がほぼ均一に分散する。従って、原
信号の電力分布が少ない高周波領域（第２図の斜線以外
の領域）で雑音成分の振幅を推定することが出来、各ブ
ロック毎に最適な雑音除去が行なえることになる。
【００１１】雑音量推定器２４は、直交変換器２３で得
られる直交変換成分の内、原信号の電力寄与が少ない高
周波成分から雑音成分の振幅を算出し、図４の様に直交
変換成分の最高周波成分からジグザグ状にスキャンする
ことにより平均雑音振幅Ｎを算出する。
られる直交変換成分の内、原信号の電力寄与が少ない高
周波成分から雑音成分の振幅を算出し、図４の様に直交
変換成分の最高周波成分からジグザグ状にスキャンする
ことにより平均雑音振幅Ｎを算出する。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここで、
【００１４】
【数２】
【００１５】であり、ｍは図４のスキャン番号を表し、
ｆmはそのスキャン番号に対応した直交変換成分であ
る。また、Ｍはスキャン番号の最大値を表し、図４では
Ｍ＝１０である。
ｆmはそのスキャン番号に対応した直交変換成分であ
る。また、Ｍはスキャン番号の最大値を表し、図４では
Ｍ＝１０である。
【００１６】ノイズ抽出フィルタ２５は雑音成分を抽出
し、フィルタ入出力特性は図５に示すように
し、フィルタ入出力特性は図５に示すように
【００１７】
【数３】
【００１８】である。ｆu,vは水平周波数がｕ、垂直周
波数がｖに対応した直交変換成分を示し、Ｎｆu,vはこ
の直交変換成分から抽出された雑音成分である。
波数がｖに対応した直交変換成分を示し、Ｎｆu,vはこ
の直交変換成分から抽出された雑音成分である。
【００１９】逆直交変換器２６は、ノイズ抽出フィルタ
２５で出力される雑音成分に逆直交変換を施すことによ
り実空間の雑音成分へ戻す。
２５で出力される雑音成分に逆直交変換を施すことによ
り実空間の雑音成分へ戻す。
【００２０】第２減算器２７は、雑音が混在した現入力
フレームから逆直交変換器２６で出力される雑音成分を
差し引くことにより、雑音を除去する。
フレームから逆直交変換器２６で出力される雑音成分を
差し引くことにより、雑音を除去する。
【００２１】フレームメモリ２８は、第２減算器２７の
出力ブロックを蓄える。フレームメモリの出力は、次の
フレームの雑音除去のために第１減算器２１に再帰され
る。
出力ブロックを蓄える。フレームメモリの出力は、次の
フレームの雑音除去のために第１減算器２１に再帰され
る。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では動きが緩慢な画像では雑音除去効果は優れ
るものの、フレーム間の動きが激しい画像、例えばズー
ムアップや水平パンニング等の画像ではフレーム間の相
関が低下するので、原信号の直交変換上での電力分布が
高周波領域にまで分布する。従って、雑音量の推定にお
いて、原信号の一部が雑音成分として誤検出されてしま
う。
うな方法では動きが緩慢な画像では雑音除去効果は優れ
るものの、フレーム間の動きが激しい画像、例えばズー
ムアップや水平パンニング等の画像ではフレーム間の相
関が低下するので、原信号の直交変換上での電力分布が
高周波領域にまで分布する。従って、雑音量の推定にお
いて、原信号の一部が雑音成分として誤検出されてしま
う。
【００２３】この誤検出は画面上で残像やモザイク状の
歪みとして現れ、視覚上非常に問題となっていた。
歪みとして現れ、視覚上非常に問題となっていた。
【００２４】本発明は、このような点に鑑み、動きが激
しい画像でも、雑音量の推定をより正確に行い、雑音除
去効果が低下しない雑音除去装置を提供することを目的
とする。
しい画像でも、雑音量の推定をより正確に行い、雑音除
去効果が低下しない雑音除去装置を提供することを目的
とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、フレームメモリを用いた巡回型フィルタによっ
て構成され、ビデオ信号に混在する雑音成分を除去する
雑音除去装置であって、入力した入力フレームを複数個
のブロックに分割する分割手段と、該ブロックに直交変
換を作用させ、直交変換成分を生成する変換手段と、該
直交変換成分と、前記フレームメモリに記憶された１フ
レーム前の直交変換成分の内、該ブロックと空間的に同
位置にある直交変換成分との差分からなる差分ブロック
を出力する差分ブロック出力手段と、該ブロックと前記
差分ブロックの各々の直交変換成分の統計的値に基づい
て、当該ブロックあるいは差分ブロックの内、いずれの
ブロックを雑音量推定の対象とするかを判定する判定手
段と、該対象とされたブロックの直交変換成分に基づ
き、ブロック毎に雑音量を推定する推定手段と、前記推
定手段から得られる雑音量の推定値に応じて、該対象ブ
ロックの直交変換成分から雑音成分を抽出する抽出手段
と、前記直交変換手段から出力される直交変換成分か
ら、前記抽出手段の出力である雑音成分を減算して、雑
音成分を除去する除去手段と、前記除去手段から得られ
る雑音成分の除去された直交変換成分に前記直交変換手
段に対応した逆直交変換を行い、直交変換成分を実空間
に戻す手段と、前記除去手段によって得られる雑音成分
の除去された直交変換成分を前記フレームメモリに記憶
し、次のフレームの雑音除去のため、前記差分構成手段
に再帰させる手段とを具備する請求項１の雑音除去装置
によって達成される。
目的は、フレームメモリを用いた巡回型フィルタによっ
て構成され、ビデオ信号に混在する雑音成分を除去する
雑音除去装置であって、入力した入力フレームを複数個
のブロックに分割する分割手段と、該ブロックに直交変
換を作用させ、直交変換成分を生成する変換手段と、該
直交変換成分と、前記フレームメモリに記憶された１フ
レーム前の直交変換成分の内、該ブロックと空間的に同
位置にある直交変換成分との差分からなる差分ブロック
を出力する差分ブロック出力手段と、該ブロックと前記
差分ブロックの各々の直交変換成分の統計的値に基づい
て、当該ブロックあるいは差分ブロックの内、いずれの
ブロックを雑音量推定の対象とするかを判定する判定手
段と、該対象とされたブロックの直交変換成分に基づ
き、ブロック毎に雑音量を推定する推定手段と、前記推
定手段から得られる雑音量の推定値に応じて、該対象ブ
ロックの直交変換成分から雑音成分を抽出する抽出手段
と、前記直交変換手段から出力される直交変換成分か
ら、前記抽出手段の出力である雑音成分を減算して、雑
音成分を除去する除去手段と、前記除去手段から得られ
る雑音成分の除去された直交変換成分に前記直交変換手
段に対応した逆直交変換を行い、直交変換成分を実空間
に戻す手段と、前記除去手段によって得られる雑音成分
の除去された直交変換成分を前記フレームメモリに記憶
し、次のフレームの雑音除去のため、前記差分構成手段
に再帰させる手段とを具備する請求項１の雑音除去装置
によって達成される。
【００２６】本発明によれば、前述の目的は、前記判定
手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分散
と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される分
散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とする
請求項２の雑音除去装置によって達成される。
手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分散
と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される分
散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とする
請求項２の雑音除去装置によって達成される。
【００２７】本発明によれば、前述の目的は、前記推定
手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波成
分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする請求項３の雑音除去
装置によって達成される。
手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波成
分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする請求項３の雑音除去
装置によって達成される。
【００２８】本発明によれば、前述の目的は、前記抽出
手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変換
手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、該
雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする請求項４の雑音除去装置に
よって達成される。
手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変換
手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、該
雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする請求項４の雑音除去装置に
よって達成される。
【００２９】
【作用】請求項１の雑音除去装置によれば、分割手段
は、入力した入力フレームを複数個のブロックに分割
し、変換手段は、該ブロックに直交変換を作用させ、直
交変換成分を生成し、差分ブロック出力手段は、該直交
変換成分と前記フレームメモリに記憶された１フレーム
前の直交変換成分との内、該ブロックと空間的に同位置
にある直交変換成分との差分からなる差分ブロックを出
力し、判定手段は、該ブロックと前記差分ブロックの各
々の直交変換成分から統計的値を算出して、当該ブロッ
クあるいは差分ブロックの内、いずれのブロックを雑音
量推定の対象とするかを判定し、推定手段は、該対象ブ
ロックの直交変換成分に基づき、ブロック毎に雑音量を
推定し、抽出手段は、前記推定手段から得られる雑音量
の推定値に応じて、該対象ブロックの直交変換成分から
雑音成分を抽出し、除去手段は、前記直交変換手段から
出力される直交変換成分から、前記抽出手段の出力であ
る雑音成分を減算して、雑音成分を除去する。従って、
動きの緩慢な画像についてはフレーム間相関を利用して
従来法と同等の雑音除去効果を有し、動きの激しい画像
についてはフレーム間相関よりも相関の高いフレーム内
相関を利用して雑音成分を除去するので、画像の動きに
依らずに、雑音を効果的に除去することが可能である。
は、入力した入力フレームを複数個のブロックに分割
し、変換手段は、該ブロックに直交変換を作用させ、直
交変換成分を生成し、差分ブロック出力手段は、該直交
変換成分と前記フレームメモリに記憶された１フレーム
前の直交変換成分との内、該ブロックと空間的に同位置
にある直交変換成分との差分からなる差分ブロックを出
力し、判定手段は、該ブロックと前記差分ブロックの各
々の直交変換成分から統計的値を算出して、当該ブロッ
クあるいは差分ブロックの内、いずれのブロックを雑音
量推定の対象とするかを判定し、推定手段は、該対象ブ
ロックの直交変換成分に基づき、ブロック毎に雑音量を
推定し、抽出手段は、前記推定手段から得られる雑音量
の推定値に応じて、該対象ブロックの直交変換成分から
雑音成分を抽出し、除去手段は、前記直交変換手段から
出力される直交変換成分から、前記抽出手段の出力であ
る雑音成分を減算して、雑音成分を除去する。従って、
動きの緩慢な画像についてはフレーム間相関を利用して
従来法と同等の雑音除去効果を有し、動きの激しい画像
についてはフレーム間相関よりも相関の高いフレーム内
相関を利用して雑音成分を除去するので、画像の動きに
依らずに、雑音を効果的に除去することが可能である。
【００３０】請求項２の雑音除去装置によれば、前記判
定手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分
散と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される
分散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とす
る。従って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相
関を利用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動き
の激しい画像についてはフレーム間相関よりも相関の高
いフレーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、
画像の動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが
可能である。
定手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分
散と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される
分散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とす
る。従って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相
関を利用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動き
の激しい画像についてはフレーム間相関よりも相関の高
いフレーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、
画像の動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが
可能である。
【００３１】請求項３の雑音除去装置によれば、前記推
定手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波
成分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする。従って、雑音量の
推定がより精度良く行える。
定手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波
成分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする。従って、雑音量の
推定がより精度良く行える。
【００３２】請求項４の雑音除去装置によれば、前記抽
出手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変
換手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、
該雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする。従って、雑音量の抽出が
より精度良く行える。
出手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変
換手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、
該雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする。従って、雑音量の抽出が
より精度良く行える。
【００３３】
【実施例】以下、請求項１の雑音除去装置の実施例を図
１を参照しながら説明する。本実施例は、動きが激しい
画像でも、雑音量の推定をより正確に行い、雑音除去効
果が低下しない雑音除去装置を提供することを課題とす
る。
１を参照しながら説明する。本実施例は、動きが激しい
画像でも、雑音量の推定をより正確に行い、雑音除去効
果が低下しない雑音除去装置を提供することを課題とす
る。
【００３４】図１の入力はデジタル化された映像信号で
ある。本実施例は、入力された入力フレームを例えば、
８画素×８ライン等のブロックに分割するブロック化器
１と、該ブロックに例えばアダマール変換や離散コサイ
ン変換等の２次元直交変換を行う直交変換器２と、直交
変換器２で得られる直交変換成分Ｆ（以降、フレーム内
変換成分と呼ぶ）から分散σ2 intraを求める第１分散検
出器３と、直交変換器２で得られる直交変換成分Ｆとフ
レームメモリ１２に記憶された前フレームの直交変換成
分のうち、当該ブロックと同位置に存在する直交変換成
分Ｇとの差分ΔＦを生成する第１減算器４と、第１減算
器４で得られた差分ブロックΔＦ（以降、フレーム間変
換成分と呼ぶ）から分散σ2 interを求める第２分散検出
器５と、雑音推定器８における推定の精度を向上させる
ために、フレーム内変換成分Ｆとフレーム間変換成分Δ
Ｆの内、いずれを雑音量推定器８の入力とするかを判断
する判定器６と、判定器６の判定結果に応じて、フレー
ム内変換成分Ｆとフレーム間変換成分ΔＦのうちのいず
れかを雑音量推定器８に供給するスイッチ７と、スイッ
チ７を通過する直交変換成分において、原信号の電力寄
与が少ない高周波成分から雑音成分の振幅を算出する雑
音量推定器８と、雑音成分を抽出するフィルタ９と、直
交変換成分Ｆから雑音抽出フィルタ９で抽出された雑音
成分を差し引く第２減算器１０と、第２減算器１０で雑
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′に逆直交変換を施
すことにより実空間の信号Ｙへ戻す逆直交変換器１１
と、第２減算器１０で雑音成分を除去された直交変換成
分Ｆ′を記憶するためのフレームメモリ１２から構成さ
れる。
ある。本実施例は、入力された入力フレームを例えば、
８画素×８ライン等のブロックに分割するブロック化器
１と、該ブロックに例えばアダマール変換や離散コサイ
ン変換等の２次元直交変換を行う直交変換器２と、直交
変換器２で得られる直交変換成分Ｆ（以降、フレーム内
変換成分と呼ぶ）から分散σ2 intraを求める第１分散検
出器３と、直交変換器２で得られる直交変換成分Ｆとフ
レームメモリ１２に記憶された前フレームの直交変換成
分のうち、当該ブロックと同位置に存在する直交変換成
分Ｇとの差分ΔＦを生成する第１減算器４と、第１減算
器４で得られた差分ブロックΔＦ（以降、フレーム間変
換成分と呼ぶ）から分散σ2 interを求める第２分散検出
器５と、雑音推定器８における推定の精度を向上させる
ために、フレーム内変換成分Ｆとフレーム間変換成分Δ
Ｆの内、いずれを雑音量推定器８の入力とするかを判断
する判定器６と、判定器６の判定結果に応じて、フレー
ム内変換成分Ｆとフレーム間変換成分ΔＦのうちのいず
れかを雑音量推定器８に供給するスイッチ７と、スイッ
チ７を通過する直交変換成分において、原信号の電力寄
与が少ない高周波成分から雑音成分の振幅を算出する雑
音量推定器８と、雑音成分を抽出するフィルタ９と、直
交変換成分Ｆから雑音抽出フィルタ９で抽出された雑音
成分を差し引く第２減算器１０と、第２減算器１０で雑
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′に逆直交変換を施
すことにより実空間の信号Ｙへ戻す逆直交変換器１１
と、第２減算器１０で雑音成分を除去された直交変換成
分Ｆ′を記憶するためのフレームメモリ１２から構成さ
れる。
【００３５】次に、本実施例の動作を説明する。
【００３６】ブロック化器１は入力された入力フレーム
を例えば、８画素×８ライン等のブロックに分割する。
直交変換器２は該ブロックに例えばアダマール変換や離
散コサイン変換等の２次元直交変換を行う。
を例えば、８画素×８ライン等のブロックに分割する。
直交変換器２は該ブロックに例えばアダマール変換や離
散コサイン変換等の２次元直交変換を行う。
【００３７】以下、直交変換器として８画素×８ライン
の２次元アダマール変換を採用した場合を示す。
の２次元アダマール変換を採用した場合を示す。
【００３８】ブロック化器１で得られる該ブロックの画
素行列を、Ｘまた該ブロックに対して２次元アダマール
変換を行う時の出力変換成分をＦとすると、
素行列を、Ｘまた該ブロックに対して２次元アダマール
変換を行う時の出力変換成分をＦとすると、
【００３９】
【数４】
【００４０】で表される。
【００４１】ここで、Ｈは８画素×８ラインのアダマー
ル行列である：
ル行列である：
【００４２】
【数５】
【００４３】第１分散検出器３は直交変換器２で得られ
る直交変換成分Ｆ（以降、フレーム内変換成分と呼ぶ）
から分散σ2 intraを求める。ｆu,vをＦの行列要素とす
れば、
る直交変換成分Ｆ（以降、フレーム内変換成分と呼ぶ）
から分散σ2 intraを求める。ｆu,vをＦの行列要素とす
れば、
【００４４】
【数６】
【００４５】である。
【００４６】第１減算器４は直交変換器２で得られる直
交変換成分Ｆとフレームメモリ１２に記憶された前フレ
ームの直交変換成分のうち、当該ブロックと同位置に存
在する直交変換成分Ｇとの差分ΔＦを生成する。
交変換成分Ｆとフレームメモリ１２に記憶された前フレ
ームの直交変換成分のうち、当該ブロックと同位置に存
在する直交変換成分Ｇとの差分ΔＦを生成する。
【００４７】
【数７】
【００４８】第２分散検出器５は、第１減算器４で得ら
れた差分ブロックΔＦ（以降、フレーム間変換成分と呼
ぶ）から分散σ2 interを求める。
れた差分ブロックΔＦ（以降、フレーム間変換成分と呼
ぶ）から分散σ2 interを求める。
【００４９】
【数８】
【００５０】により算出する。
【００５１】判定器６は後述する雑音推定器８における
推定の精度を向上させるために、フレーム内変換成分Ｆ
とフレーム間変換成分ΔＦの内、いずれを雑音量推定器
８の入力とするかを判断する。より詳細には、判定器６
は上記のσ2 intraとσ2 interの大小関係に基づいて評価
する。すなわち、σ2 inter≧σ2 intraのときはフレーム
内相関がフレーム間相関よりも大きいと判定し、符号
“１”を後続するスイッチ７に伝送する。逆にσ2 inter
＜σ2 intraのときはフレーム間相関が大きいと判定し、
符号“０”をスイッチ７に伝送する。スイッチ７はこの
ような判定器６の判定結果に応じて、フレーム内変換成
分Ｆとフレーム間変換成分ΔＦのうちのいずれかを後続
する雑音量推定器８に供給する。判定器６の出力が
“１”のときにはＦを、“０”のときはΔＦを供給す
る。
推定の精度を向上させるために、フレーム内変換成分Ｆ
とフレーム間変換成分ΔＦの内、いずれを雑音量推定器
８の入力とするかを判断する。より詳細には、判定器６
は上記のσ2 intraとσ2 interの大小関係に基づいて評価
する。すなわち、σ2 inter≧σ2 intraのときはフレーム
内相関がフレーム間相関よりも大きいと判定し、符号
“１”を後続するスイッチ７に伝送する。逆にσ2 inter
＜σ2 intraのときはフレーム間相関が大きいと判定し、
符号“０”をスイッチ７に伝送する。スイッチ７はこの
ような判定器６の判定結果に応じて、フレーム内変換成
分Ｆとフレーム間変換成分ΔＦのうちのいずれかを後続
する雑音量推定器８に供給する。判定器６の出力が
“１”のときにはＦを、“０”のときはΔＦを供給す
る。
【００５２】以上のように、雑音量推定器８に２つの直
交変換成分のうち、画素間の相関が高い方を入力とする
ので、換言すれば、動きが緩慢でフレーム間相関が高い
画像についてはフレーム間変換成分ΔＦを用いて雑音量
の推定を行ない、動きが激しくフレーム間相関が低下す
る画像に対してはフレーム内変換成分Ｆを利用して、雑
音量の推定を行うので、画像の動きに依らずに、雑音量
の推定がより精度良く行なえる。
交変換成分のうち、画素間の相関が高い方を入力とする
ので、換言すれば、動きが緩慢でフレーム間相関が高い
画像についてはフレーム間変換成分ΔＦを用いて雑音量
の推定を行ない、動きが激しくフレーム間相関が低下す
る画像に対してはフレーム内変換成分Ｆを利用して、雑
音量の推定を行うので、画像の動きに依らずに、雑音量
の推定がより精度良く行なえる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
【数１０】
【００５５】ここで、ｕ，ｖは各々、直交変換上での水
平周波数、垂直周波数を示している。ａは雑音レベルに
依存しない固定定数であるが、周波数毎に人間の視覚感
度が異なることを考慮して、低周波ではａの値を小さく
し、高周波では逆に大きくする様にしても良い。
平周波数、垂直周波数を示している。ａは雑音レベルに
依存しない固定定数であるが、周波数毎に人間の視覚感
度が異なることを考慮して、低周波ではａの値を小さく
し、高周波では逆に大きくする様にしても良い。
【００５６】
【数１１】
【００５７】逆直交変換器１１は、第２減算器１０で雑
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′に逆直交変換を施
すことにより実空間の信号Ｙへ戻す。
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′に逆直交変換を施
すことにより実空間の信号Ｙへ戻す。
【００５８】
【数１２】
【００５９】ここで、Ｈは（数５）で定義されたアダマ
ール行列である。
ール行列である。
【００６０】フレームメモリ１２は第２減算器１０で雑
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′を記憶し、次のフ
レームの雑音除去のために第１減算器４に再帰される。
音成分を除去された直交変換成分Ｆ′を記憶し、次のフ
レームの雑音除去のために第１減算器４に再帰される。
【００６１】
【発明の効果】請求項１の雑音除去装置によれば、分割
手段は、入力した入力フレームを複数個のブロックに分
割し、変換手段は、該ブロックに直交変換を作用させ
て、直交変換成分を生成し、差分ブロック出力手段は、
該直交変換成分と、前記フレームメモリに記憶された１
フレーム前の直交変換成分の内、該ブロックと空間的に
同位置にある直交変換成分との差分からなる差分ブロッ
クを出力し、判定手段は、該ブロックと前記差分ブロッ
クの各々の直交変換成分から統計的値を算出して、当該
ブロックあるいは差分ブロックの内、いずれのブロック
を雑音量推定の対象とするかを判定し、推定手段は、該
対象ブロックの直交変換成分に基づき、ブロック毎に雑
音量を推定し、抽出手段は、前記推定手段から得られる
雑音量の推定値に応じて、該対象ブロックの直交変換成
分から雑音成分を抽出し、除去手段は、前記直交変換手
段から出力される直交変換成分から、前記抽出手段の出
力である雑音成分を減算して、雑音成分を除去する。従
って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相関を利
用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動きの激し
い画像についてはフレーム間相関よりも相関の高いフレ
ーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、画像の
動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが可能で
ある。
手段は、入力した入力フレームを複数個のブロックに分
割し、変換手段は、該ブロックに直交変換を作用させ
て、直交変換成分を生成し、差分ブロック出力手段は、
該直交変換成分と、前記フレームメモリに記憶された１
フレーム前の直交変換成分の内、該ブロックと空間的に
同位置にある直交変換成分との差分からなる差分ブロッ
クを出力し、判定手段は、該ブロックと前記差分ブロッ
クの各々の直交変換成分から統計的値を算出して、当該
ブロックあるいは差分ブロックの内、いずれのブロック
を雑音量推定の対象とするかを判定し、推定手段は、該
対象ブロックの直交変換成分に基づき、ブロック毎に雑
音量を推定し、抽出手段は、前記推定手段から得られる
雑音量の推定値に応じて、該対象ブロックの直交変換成
分から雑音成分を抽出し、除去手段は、前記直交変換手
段から出力される直交変換成分から、前記抽出手段の出
力である雑音成分を減算して、雑音成分を除去する。従
って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相関を利
用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動きの激し
い画像についてはフレーム間相関よりも相関の高いフレ
ーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、画像の
動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが可能で
ある。
【００６２】請求項２の雑音除去装置によれば、前記判
定手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分
散と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される
分散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とす
る。従って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相
関を利用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動き
の激しい画像についてはフレーム間相関よりも相関の高
いフレーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、
画像の動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが
可能である。
定手段は前記ブロックの直交変換成分から算出される分
散と、前記差分ブロックの直交変換成分から算出される
分散の内、小さな値を与える方を雑音量推定の対象とす
る。従って、動きの緩慢な画像についてはフレーム間相
関を利用して従来法と同等の雑音除去効果を有し、動き
の激しい画像についてはフレーム間相関よりも相関の高
いフレーム内相関を利用して雑音成分を除去するので、
画像の動きに依らずに、雑音を効果的に除去することが
可能である。
【００６３】請求項３の雑音除去装置によれば、前記推
定手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波
成分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする。従って、雑音量の
推定がより精度良く行える。
定手段は該ブロックの直交変換成分の内、複数の高周波
成分から電力和を算出することにより平均雑音振幅を求
め、該平均雑音振幅を推定量とする。従って、雑音量の
推定がより精度良く行える。
【００６４】請求項４の雑音除去装置によれば、前記抽
出手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変
換手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、
該雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする。従って、雑音量の抽出が
より精度良く行える。
出手段は前記推定手段から得られる雑音量が前記直交変
換手段から得られる直交変換成分よりも大きい時には、
該雑音量に所定の比率を乗算した量を抽出した雑音量と
し、逆に小さい時には、直交変換成分に該比率を乗算し
た値を抽出した雑音量とする。従って、雑音量の抽出が
より精度良く行える。
【図１】請求項１の雑音除去装置の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】フレーム間またはフレーム内の相関が強い映像
信号に対して直交変換を作用させたときの電力分布を模
式的に描いた図である。
信号に対して直交変換を作用させたときの電力分布を模
式的に描いた図である。
【図３】雑音信号のみに対して直交変換を作用させたと
きの電力分布を模式的に描いた図である。
きの電力分布を模式的に描いた図である。
【図４】本発明および従来法の雑音量推定器で雑音量を
推定するため、直交変換上でのスキャン方法を示した図
である。
推定するため、直交変換上でのスキャン方法を示した図
である。
【図５】本発明および従来法の実施例で用いている雑音
抽出フィルターの入出力特性を示す図である。
抽出フィルターの入出力特性を示す図である。
【図６】従来の雑音除去装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １ ブロック化器 ２ 直交変換器 ３ 第１分散検出器 ４ 第１減算器 ５ 第２分散検出器 ６ 判定器 ７ スイッチ ８ 雑音量推定器 ９ 雑音抽出フィルタ １０ 第２減算器 １１ 逆直交変換器 １２ フレームメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０３Ｍ 7/30 Ａ 9382−5Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】 フレームメモリを用いた巡回型フィルタ
によって構成され、ビデオ信号に混在する雑音成分を除
去する雑音除去装置であって、 入力した入力フレームを複数個のブロックに分割する分
割手段と、 該ブロックに直交変換を作用させ、直交変換成分を生成
する変換手段と、 該直交変換成分と、前記フレームメモリに記憶された１
フレーム前の直交変換成分の内、該ブロックと空間的に
同位置にある直交変換成分との差分からなる差分ブロッ
クを出力する差分ブロック出力手段と、 該ブロックと前記差分ブロックの各々の直交変換成分の
統計的値に基づいて、当該ブロックあるいは差分ブロッ
クの内、いずれのブロックを雑音量推定の対象とするか
を判定する判定手段と、 該対象とされたブロックの直交変換成分に基づき、ブロ
ック毎に雑音量を推定する推定手段と、 前記推定手段から得られる雑音量の推定値に応じて、該
対象ブロックの直交変換成分から雑音成分を抽出する抽
出手段と、 前記直交変換手段から出力される直交変換成分から、前
記抽出手段の出力である雑音成分を減算して、雑音成分
を除去する除去手段と、 前記除去手段から得られる雑音成分の除去された直交変
換成分に前記直交変換手段に対応した逆直交変換を行
い、直交変換成分を実空間に戻す手段と、 前記除去手段によって得られる雑音成分の除去された直
交変換成分を前記フレームメモリに記憶し、次のフレー
ムの雑音除去のため、前記差分構成手段に再帰させる手
段とを具備することを特徴とする雑音除去装置。 - 【請求項２】 前記判定手段は前記ブロックの直交変換
成分から算出される分散と、前記差分ブロックの直交変
換成分から算出される分散の内、小さな値を与える方を
雑音量推定の対象とする請求項１に記載の雑音除去装
置。 - 【請求項３】 前記推定手段は該ブロックの直交変換成
分の内、複数の高周波成分から電力和を算出することに
より平均雑音振幅を求め、該平均雑音振幅を推定量とす
る請求項１に記載の雑音除去装置。 - 【請求項４】 前記抽出手段は前記推定手段から得られ
る雑音量が前記直交変換手段から得られる直交変換成分
よりも大きい時には、該雑音量に所定の比率を乗算した
量を抽出した雑音量とし、逆に小さい時には、直交変換
成分に該比率を乗算した値を抽出した雑音量とする請求
項１に記載の雑音除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6167187A JPH0832839A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 雑音除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6167187A JPH0832839A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 雑音除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832839A true JPH0832839A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15845047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6167187A Pending JPH0832839A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 雑音除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832839A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468858B1 (ko) * | 2002-11-26 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | 영상의 잡음 수준 추정 장치 및 방법 |
| WO2005025235A1 (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-17 | Sony Corporation | 画像処理方法、および画像処理装置、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2010148014A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズレベル検出装置 |
| JP2010148015A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置およびそのプログラム |
| JP2010148017A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置及びそのプログラム |
| JP2010166351A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 動画像ノイズ除去装置および動画像ノイズ除去プログラム |
| JP2010166349A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置及びそのプログラム |
| JP2010171615A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置及びノイズ低減プログラム |
| JP2010171614A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 領域判別装置、ノイズ低減装置及びノイズ低減プログラム |
| WO2010076945A3 (ko) * | 2008-12-31 | 2010-08-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 이미지의 블러 제거 방법 및 이미지의 블러 제거 방법이 기록된 기록매체 |
| JP2011014955A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Hitachi Ltd | 映像記録システム |
| US9637638B2 (en) | 2012-01-23 | 2017-05-02 | Topy Kogyo Kabushiki Kaisha | Iron oxide-coated layered silicate pigment |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP6167187A patent/JPH0832839A/ja active Pending
Cited By (15)
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| JP2010148015A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置およびそのプログラム |
| JP2010148017A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置及びそのプログラム |
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| US8380000B2 (en) | 2008-12-31 | 2013-02-19 | Postech Academy—Industry Foundation | Methods of deblurring image and recording mediums having the same recorded thereon |
| JP2010166349A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ノイズ低減装置及びそのプログラム |
| JP2010166351A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 動画像ノイズ除去装置および動画像ノイズ除去プログラム |
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