JPH0951546A - 色信号ノイズ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の色信号ノイズ除去装置においては、動
き成分の検出を色信号のみで行うので、色信号の周波数
帯域が狭いことから、特に色のエッジ部分での動き成分
の検出洩れが発生するという欠点があり、また、根本的
に色信号のみによる動き成分の検出には限界があり、残
像や色にじみを完全に抑えることはできないという課題
を有していた。 【解決手段】 入力色信号と相関のある入力輝度信号か
ら非相関成分抽出回路101によりフレーム間の非相関成
分を抽出し、この非相関成分をフィルタ102において所
定閾値と比較してその結果を水平方向のフィルタリング
処理し、更にその結果を動き検出信号として色信号ノイ
ズ除去回路103に入力し、この動き検出信号に応じて入
力色信号から除去するノイズ量を適応制御するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
(以下ＶＴＲという)で再生された色信号のノイズ除去
(以下ＮＲという)を行う色信号ノイズ除去装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲはより一層の高画質化が求
められており、この高画質化技術の１つとして、映像信
号の時間方向の相関を利用したフィールドまたはフレー
ム巡回型ＮＲが知られている。このフィールドまたはフ
レーム巡回型ＮＲとしては、例えば雑誌「放送技術」19
91年２月号にも開示されており、以下図５を参照して従
来の色信号ノイズ除去装置について説明する。図５はこ
の従来の色信号ノイズ除去装置の概略構成を示すブロッ
ク図であり、図中、５aは色信号が入力される入力端
子、501は前記入力端子５aからの色信号と後述の非線形
処理回路504の出力が供給される第１減算器、502は前記
第１減算器501の減算出力信号を遅延させるフレームメ
モリ、503は前記入力端子５aからの色信号および前記フ
レームメモリ502の遅延出力信号が入力される第２減算
器で、前記色信号と前記遅延出力信号とからフレーム間
の非相関成分を演算してこれを減算出力信号として出力
し、非線形処理回路504に供給して非線形処理を施した
後、前記第１減算器501に減算入力として供給する。５b
は前記第１減算器501でノイズ成分の除去された減算出
力信号が導かれる出力端子である。

【０００３】次にその動作を説明するに、まず、入力端
子５aからの入力色信号と、フレームメモリ502から得ら
れるその１フレーム前のノイズ成分が除去された信号か
ら、第２減算器503により、フレーム差分信号を算出す
る。このフレーム差分信号は時間方向に相関のないもの
で、静止画の場合はノイズ成分だけが取り出され、この
ノイズ成分を除去すれば良いのであるが、動画の場合は
動き成分とノイズ成分からなるので、この動き成分をノ
イズとして除去してしまうと、残像や色にじみが発生す
る。そこでこの装置では非線形処理回路504の特性を図
６に示すような入出力特性とし、入力された非相関成分
のレベルが−ａ〜ａより大であれば非線形処理回路504
の出力＝０となり、その成分は動きと判断されてこの動
きが存在する部分でのノイズ除去は停止され、−ａ〜ａ
の範囲に入る静止画でのノイズ除去効果を維持しつつ、
動画処理時の残像や色にじみの発生を抑えているが、非
線形処理による動き成分とノイズ成分の分離には限界が
あり、動き成分のレベルが低レベルの場合は動きとして
認識できず、この従来の装置にあっては動画処理におけ
る残像や色にじみの発生を完全に抑えることが難しい。
この問題は輝度信号のＮＲおいてはより顕著に現れる。

【０００４】次にこの問題を解決することを目的とし
て、本件出願人が先に提案した輝度信号のノイズ除去装
置の色信号ＮＲへの応用について考察する。この輝度信
号のノイズ除去装置の基本構成のブロック図を図７に示
し、以下これについて説明する。図中、７aは輝度信号
が入力される入力端子、701と702は前記輝度信号が一方
の入力端に供給される第１，第２減算回路、703は前記
第１減算回路701の出力が印加されるフレーム遅延用の
フレームメモリで、その出力であるフレーム遅延信号は
前記第２減算回路702の他方の入力端に供給され、ここ
で前記輝度信号からこのフレーム遅延信号が減算されて
フレーム差分信号を得る。704は１Ｈ遅延用のラインメ
モリ、705は前記第２減算回路702の出力であるフレーム
差分信号と、ラインメモリ704の出力が供給されるアダ
マール変換回路、706はアダマール変換回路705の出力が
供給される非線形処理回路、707は非線形処理回路706の
出力が供給されるアダマール逆変換回路、708は係数回
路で、前記アダマール変換回路705の一方の出力(低域成
分)が動き検出回路709を介して供給され、その検出結果
によって制御された係数を前記アダマール逆変換回路70
7の出力に乗算する。この係数回路708の出力は前記第１
減算回路701の他方の入力端に供給され、これが前記入
力端子７aからの輝度信号から減算されて、一連の処理
が終了し、得られた信号は出力端子７bから出力され
る。

【０００５】以下その動作について説明する。この装置
においては、第２減算回路702の出力である動き成分と
ノイズ成分からなるフレーム差分信号をアダマール変換
回路705に供給してアダマール変換し、このフレーム差
分信号を複数の空間周波数成分に分解する。次にこれら
分解された成分の特徴に応じて非線形処理回路706によ
り、非線形処理を施すことにより動き成分とノイズ成分
を分離することができる。これは、アダマール変換を用
いるとノイズ成分は前記分解された複数の空間周波数成
分の各成分にほぼ均等に低レベルで分解されるのに対
し、輝度信号はその特徴に応じて前記複数の空間周波数
成分の内のある成分に集中するため、容易に分離するこ
とができるのである。

【０００６】従って、前記アダマール変換回路705の一
方の出力(低域成分)に前記動き成分が集中することを利
用し、これを動き検出回路709に導入して、高い検出精
度でこれを検出している。このようにして分離した動き
成分の検出結果に応じてノイズ除去量を適応制御するこ
とにより、動画処理の場合においても残像を発生するこ
となく、高いＳ／Ｎ改善効果を得ることができる。

【０００７】以上説明した輝度信号のノイズ除去装置を
色信号のＮＲに適用することは容易であり、入力端子７
aから色信号を入力して上記同様の信号処理を行えば、
動き適応処理の性能がさらに高められ、前記の図５で説
明した色信号ノイズ除去装置に比し、より高性能の色信
号ノイズ除去装置を構成することができると考えられ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の色信号ノイズ除去装置においては、動き成分の検出
を色信号のみで行うので、色信号の周波数帯域が狭いこ
とから、特に色のエッジ部分での動き成分の検出洩れが
発生するという欠点があり、また、根本的に色信号のみ
による動き成分の検出には限界があり、残像や色にじみ
を完全に抑えることはできないという問題点を有してい
た。更に、本件出願人が先に提案した輝度信号のノイズ
除去装置の色信号ＮＲへの適用は上記の問題に加えて回
路規模が大幅に増大するという問題も発生する。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、簡単な構成で動画における残像や色にじみを発生す
ることなく、従来装置以上のＳ／Ｎ改善効果を得ること
ができる色信号ノイズ除去装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、入力色信号と相関のある入力輝度信号の
フレーム間の非相関成分を抽出する輝度信号非相関成分
抽出手段と、前記輝度信号非相関成分を所定閾値と比較
し、その結果を水平方向のフィルタリング処理した動き
検出信号を出力するフィルタ手段と、前記入力色信号の
フィールドまたはフレーム間の非相関成分からノイズ信
号を抽出するノイズ抽出手段と、前記フィルタ手段で出
力された動き検出信号に応じて、前記ノイズ抽出手段か
ら出力されたノイズ信号を制御し、これを前記入力色信
号から減算するノイズ除去手段とを備えたものである。

【００１１】

【作用】本発明の上記した構成によれば、色信号と相関
のある輝度信号の時間方向の非相関成分に色信号に適し
たフィルタリング処理を施すことにより得た動き検出信
号に応じて、色信号ノイズ除去量を適応制御することに
より残像や色にじみの発生を抑えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の色信号ノイズ除去装
置の一実施例の概略構成を示すブロック図であり、図
中、１aは輝度信号が入力される輝度信号入力端子、101
は前記輝度信号が供給される非相関成分抽出回路、102
は前記非相関成分抽出回路101が抽出した非相関成分が
供給されるフィルタ、103は色信号ノイズ除去回路で色
信号が入力される色信号入力端子１bよりの色信号と前
記フィルタ102の出力である検出信号が供給され、その
出力は出力端子１cへ導かれる。このフィルタ102の具体
的構成は図２に示すようになっており、前記非相関成分
抽出回路101が抽出した非相関成分を端子２aから入力
し、別途設けられた閾値Ｓと比較回路201において比較
して、その比較結果を２個のディレイラインとＯＲ回路
からなるフィルタリング回路202に供給し、水平方向の
フィルタリング処理を行い端子２bより前記の検出信号
を得ている。

【００１３】また、色信号ノイズ除去回路103の具体的
構成は図３に示すようになっており、端子３aより入力
される前記色信号入力端子１bよりの色信号は第１減算
回路301と第２減算回路303の一方の入力端に供給され
る。第１減算回路301の出力信号はフレーム遅延用のフ
レームメモリ302に供給され、その出力信号は第２減算
回路303の他方の入力端に供給されて入力色信号と減算
が行われ、その出力は非線形処理回路304に供給され
る。非線形処理回路304では端子３bより入力される前記
フィルタ102からの検出信号に応じて後述の非線形処理
特性を選択し、そこで選択した特性に基づく信号は第１
減算回路301の他方の入力端に供給されて入力色信号と
減算が行われ、その出力は端子３cに導かれる。なお、
これらフィルタ102，色信号ノイズ除去回路103の構成に
ついてはこれに限定されるものではなく、適宜変更する
ことができる。

【００１４】以下その動作について説明する。この実施
例の色信号ノイズ除去装置はフレーム巡回型ＮＲの構成
を有するものであり、図１において、輝度信号入力端子
１aより入力されるＶＴＲより再生された輝度信号は非
相関成分抽出回路101に入力される。この実施例では前
記非相関成分抽出回路101として前記従来の技術の項で
説明した図６に示す輝度信号のノイズ除去装置をそのま
ま適用し、輝度信号の動き検出を行うために用いたアダ
マール変換成分を、この非相関成分抽出回路101から出
力される非相関成分として用いているが、これに限定さ
れるものではなく、他の手段を用いても良い。このよう
にして得られた時間方向非相関成分に対してフィルタ10
2において色信号の特性に適した次のようなフィルタリ
ング処理が施される。

【００１５】即ち、図２の端子２aから入力された前記
非相関成分を比較回路201で所定閾値Ｓと比較し、その
結果を水平方向に３点連続して分布させたフィルタリン
グ回路202においてフィルタリング処理を行う。ここで
は、非相関成分のレベルが閾値以上の点が前記の連続し
た３点中に１点でも存在すれば、これを注目点として動
きと判断する。このフィルタリングによれば、動画のエ
ッジ部分とその周辺画素を含むエリアが検出でき、その
検出条件は輝度信号の動き検出を行う場合よりも動きと
判断されるエリアが拡大している。これは帯域の狭い色
信号の場合、特に色のエッジ部分で広い範囲に色にじみ
が生じ、エッジ部分を含む周辺画素が動きエリアとして
検出されるためである。

【００１６】次に、このような処理を経て得られた動き
検出結果に応じてノイズ除去量を適応制御する図３に示
す色信号ノイズ除去回路について説明する。図３におい
て、端子３aから入力される色信号からフレームメモリ3
02でフレーム遅延されたフレーム遅延信号を第２減算回
路303により減算し、フレーム差分信号を算出する。こ
のフレーム差分信号は色信号の動き成分とノイズ成分で
あり、これらを図４に示すような２つの入出力特性lim
１(−ａ〜ａ)，lim２(−ｂ〜ｂ)を持つ非線形処理回路3
04に供給する。ここで入力されたフレーム差分信号のレ
ベルが−ａ〜ａより大であれば非線形処理回路304の出
力＝０となり、その成分は動きと判断されて動きが存在
する部分でのノイズ除去は停止され、残像や色にじみの
発生は抑えられる。しかしながら、この処理のみでは動
きの小さいエリアでは十分な残像や色にじみの発生抑圧
効果を得ることは困難である。

【００１７】そこで本実施例においては端子３bから受
けた前記の動き検出結果に基づく検出信号に応じて前記
非線形処理回路304の２つの入出力特性lim１，lim２を
適応的に切り換えるようにしてあり、動きがないと判断
されれば、図４のlim１の特性を選択し、動きがあると
判断されれば、図４のlim２の特性を選択する。このよ
うにすれば、動きがあると判断された場合でも完全にノ
イズ除去を停止するのではなく、動画処理でも劣化がほ
とんどないレベルにまで抑えられているこのlim２の特
性に応じてノイズ除去が行われ、またそのリミット値は
通常に比べて弱く設定しされている。このようにして選
択された前記の特性に従って出力された成分をノイズ成
分として入力色信号から除去することにより、Ｓ／Ｎの
改善された色信号を得ることができる。

【００１８】本実施例によれば、ノイズ除去量を動きに
対応して適応制御することにより、動画の場合の画面の
劣化を最小限に抑えたノイズ除去が行えると共に、ノイ
ズ成分が動き成分と誤認識されたような場合でもノイズ
成分を低減することができる。なお、一般的に行われて
いるように、輝度信号と色信号をそれぞれ独立してノイ
ズ除去処理をする場合、輝度信号のノイズ除去処理につ
いては前記図７において説明した本件出願人が先に提案
したノイズ除去装置を用い、色信号のノイズ除去処理に
ついては本発明を適用すれば、非常に合理的な構成で本
発明を実現することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明は、色信号と相関
のある輝度信号のフレーム間の非相関成分に、色信号の
特性に適したフィルタリング処理を施すことにより得た
動き検出結果に応じて、色信号のノイズ除去回路におけ
るノイズ除去量を適応制御することにより、動画におい
て残像や色にじみを発生することなく従来以上のＳ／Ｎ
改善効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の色信号ノイズ除去装置の一実施例の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の色信号ノイズ除去装置におけるフィル
タの回路例を示すブロック図である。

【図３】本発明の色信号ノイズ除去装置における色信号
ノイズ除去回路の一例を示すブロック図である。

【図４】本発明の色信号ノイズ除去装置における非線形
処理回路の入出力特性を示す特性図である。

【図５】従来の色信号ノイズ除去装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図６】従来の色信号ノイズ除去装置における非線形処
理回路の入出力特性を示す特性図である。

【図７】輝度信号のノイズ除去装置の基本構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

101…非相関成分抽出回路、 102…フィルタ、 103…
色信号ノイズ除去回路、１a…輝度信号入力端子、 １b
…色信号入力端子、 １c…出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力色信号と相関のある入力輝度信号の
   フレーム間の非相関成分を抽出する輝度信号非相関成分
   抽出手段と、前記輝度信号非相関成分を所定閾値と比較
   し、その結果を水平方向のフィルタリング処理した動き
   検出信号を出力するフィルタ手段と、前記入力色信号の
   フィールドまたはフレーム間の非相関成分からノイズ信
   号を抽出するノイズ抽出手段と、前記フィルタ手段で出
   力された動き検出信号に応じて、前記ノイズ抽出手段か
   ら出力されたノイズ信号を制御し、これを前記入力色信
   号から減算するノイズ除去手段とを備えたことを特徴と
   する色信号ノイズ除去装置。