JPH1066028A - ノイズリデューサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帰還形ノイズリデューサのノイズ抽出用の非
線形リミッタの特性を自動的に最適なものに調整するこ
とを可能とする。 【解決手段】 ＭＰＥＧ１のデコーダからノイズリデュ
ーサ内のリミッタコントローラ３２に対して符号化のパ
ラメータＰＡＲＡ（ピクチャタイプ、量子化スケール、
動きベクトル）が供給される。マイクロコンピュータ
は、予め複数の画面の量子化スケールの平均値を検出
し、リミッタカーブの中心値を選択する制御信号ＣＴＬ
ＳＩＧを平均値から生成し、非線形リミッタに供給す
る。実際にビデオＣＤを再生する時に、画面内の量子化
スケールの平均値によって、中心値に対して微調整を加
えた制御信号を生成する。さらに、制御信号のゲインを
動きベクトルに基づいた判別結果によって、レベルゲイ
ンコントローラ４４により可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直交変換符号化
例えばＤＣＴ符号化を復号した画像信号に対して適用し
て好適な巡回型のノイズリデューサに関する。

【０００２】

【従来の技術】フレームメモリを使用した巡回型ノイズ
リデューサは、デジタル画像信号処理の分野で知られて
いる。これは、入力画像信号とフレームメモリからの１
フレーム前の映像信号との差の内の小レベルの部分をノ
イズとして抽出し、抽出したノイズ成分を入力画像信号
から減算することによって、ノイズを低減し、また、ノ
イズが低減された信号をフレームメモリに書込むもので
ある。フレームメモリの代わりにフィールドメモリを使
用すれば、メモリの容量を少なくすることが可能であ
る。

【０００３】上述のように、入力画像信号と１フレーム
前の映像信号との差のうちの小レベルの部分をノイズと
して抽出する場合、フレーム間差信号を非線形リミッタ
に供給し、非線形リミッタの出力をノイズ成分として得
ている。ノイズリダクションの効果の強弱は、この非線
形リミッタの特性に依存している。従来の非線形リミッ
タの一つは、その特性が固定化されているものである。
しかしながら、入力画像信号によって、Ｓ／Ｎが変動す
るので、固定の特性は、好ましくない。このため、非線
形リミッタの特性をマニュアルで調整、設定するように
したものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】非線形リミッタの特性
を調整、設定することは、面倒であり、操作性の低下を
招く。しかも、非線形リミッタの特性の調整、設定は、
実際的には困難であった。すなわち、ノイズの少ない映
像に対して適切なように、非線形リミッタの特性を調整
すると、ノイズの多い映像では、ノイズリダクションの
効果が不足したり、また、ノイズリダクションの効果を
大きくすると、動きの多いシーンや、シーンチェンジの
時に、残像が見える問題が生じる。

【０００５】従って、この発明の目的は、非線形リミッ
タの特性を適切なものに自動的に調整、設定することが
可能とされたノイズリデューサを提供するものである。

【０００６】この発明は、入力映像信号に対して非線形
リミッタの特性の中心的なものを設定することができる
のみならず、入力画像信号に対応してダイナミックに非
線形リミッタの特性を調整することを可能とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、この発明は、直交変換符号化を用いた符号化デ
ータを復号した画像データが供給されるノイズリデュー
サにおいて、ノイズ成分を抽出するためのノイズ抽出手
段と、抽出されたノイズ成分を入力画像データからキャ
ンセルするためのノイズキャンセル手段と、ノイズキャ
ンセル手段からの画像データを１フィールドまたは１フ
レーム遅延してノイズ抽出手段に供給するためのメモリ
とからなり、ＤＣＴ符号化の時に発生するパラメータを
用いて、ノイズリダクションの強弱を制御することを特
徴とするノイズリデューサである。

【０００８】直交変換符号化を復号するために必要なパ
ラメータが符号化データとともに、発生する。このパラ
メータは、ノイズの状態を示す量子化スケール、マクロ
ブロック毎の動きを示す動きベクトルが含まれる。巡回
形のノイズリデューサでは、１フィールド間または１フ
レーム間の差信号を非線形リミッタに供給し、非線形リ
ミッタからノイズ成分を得るようにしている。従って、
パラメータで示されるノイズの状態、または動きベクト
ルに基づいて、非線形リミッタの特性を自動的且つ適切
に制御することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。この一実施例は、ビデオＣ
Ｄプレーヤのノイズリデューサに対して、この発明を適
用したものである。ビデオＣＤは、ＭＰＥＧ１準拠のデ
ジタル動画を再生するためのものである。ビデオＣＤ
は、ＣＤ−ＲＯＭのデータフォーマットをベースとして
おり、ＣＤ−ＲＯＭの１セクタのユーザデータ領域（２
３２４バイト）に所定のデータフォーマットで、ＭＰＥ
Ｇビデオデータ、ＭＰＥＧオーディオデータが配置され
たデータ構造を有している。ディスク上では、ＭＰＥＧ
ビデオデータとＭＰＥＧオーディオデータとがインター
リーブして記録されている。ＭＰＥＧビデオデータは、
ＭＰＥＧ１で符号化されたデジタルビデオ信号であり、
ＭＰＥＧオーディオデータは、ＭＰＥＧ１のレイヤIIを
使用したフォーマットのデジタルオーディオ信号であ
る。ビデオＣＤのプレーヤは、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤが
備える構成に対して、ＭＰＥＧビデオデータのデコー
ダ、ＭＰＥＧオーディオデータのデコーダ、Ｄ／Ａ変換
器等を付加した構成を有する。

【００１０】ＭＰＥＧ１は、動き補償フレーム間予測符
号化とＤＣＴとを組み合わせたものである。この発明
は、ＭＰＥＧ１に限らず、ＤＣＴ等の直交変換符号化
（ＭＰＥＧ，ＪＰＥＧＰ等）により圧縮された画像デー
タを復号した画像データの処理に対して適用することが
できる。また、ビデオＣＤプレーヤに限らず、ＤＶＤ、
デジタルテレビジョン等の装置に対しても適用可能であ
る。

【００１１】図１は、この発明を適用できるビデオＣＤ
プレーヤの一例を示す。図１において、１は、上述した
ビデオＣＤを示す。ビデオＣＤ１が光ピックアップ２に
より読み取られ、光ピックアップ２からの再生ＲＦ信号
がＲＦアンプ３に入力される。ここで増幅された再生Ｒ
Ｆ信号は、ＥＦＭ（８−１４変調）復調回路４により復
調される。ＥＦＭ復調回路４からの再生信号（シリア
ル）がＣＤ−ＲＯＭデコーダ５に供給される。

【００１２】ＲＦアンプ３、ＥＦＭ復調回路４、ＣＤ−
ＲＯＭデコーダ５は、既存のＣＤ−ＲＯＭプレーヤと同
様の機能を有する。なお、図１では、オーディオデータ
の処理については、簡単のため省略されている。ＣＤ−
ＲＯＭデコーダ５では、シリアル再生信号をＭＰＥＧ１
ビットストリーム信号に変換し、このビットストリーム
信号をＭＰＥＧ１デコーダ６に供給する。

【００１３】ＭＰＥＧ１デコーダ６は、ＭＰＥＧ１のフ
ォーマットに従いビットストリームを復号し、また、水
平および垂直方向で、復号信号を補間処理し、さらに、
同期信号を付加することによって、ＮＴＳＣのフォーマ
ットの信号を出力する。ＭＰＥＧ１デコーダ６からの復
号信号（輝度信号および色信号）と、符号化パラメータ
ＰＡＲＡがノイズリデューサ８に供給される。このパラ
メータＰＡＲＡは、ＭＰＥＧ１の符号化により発生し、
その復号のために必要なものである。具体的には、量子
化スケール、ピクチャタイプ、動きベクトル等である。

【００１４】ＭＰＥＧ１デコーダ６からの信号は、ＭＰ
ＥＧ１の符号化／復号による雑音が含まれているので、
ノイズリデューサ８によって、後述するように、ノイズ
が除去される。ブロックＤＣＴの符号化、復号の過程で
発生するノイズとしては、ブロック雑音、リンギング雑
音があるが、この一実施例におけるノイズリデューサ８
は、主として低域のフィールド間のブロック雑音を除去
する。

【００１５】ノイズリデューサ８からの輝度信号および
色信号がそれぞれＤ／Ａ変換器９、１０に供給され、ア
ナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器９、１０からの
アナログ輝度信号およびアナログ色信号がマトリクス回
路１１に供給され、マトリクス回路１１から三原色信号
Ｒ、Ｇ、Ｂが発生する。この三原色信号がディスプレイ
１２に対して出力される。ディスプレイ１２によって、
ビデオＣＤ２の再生画像信号が再生される。

【００１６】さらに、信号処理回路に対する制御用マイ
クロコンピュータ７がＭＰＥＧ１デコーダ６と、ノイズ
リデューサ８に関連して設けられている。より具体的に
は、マイクロコンピュータ７とこれらの信号処理回路
（６、８）がシリアルまたはパラレルＩ／Ｆによって結
合されている。後述するように、マイクロコンピュータ
７は、フィールドまたはフレーム単位でもってデータを
処理し、ノイズリデューサ８中の非線形リミッタの特性
の自動制御を行う。

【００１７】図２は、ノイズリデューサ８の一例を示
す。図２の構成では、入力端子２１Ｙからの再生輝度信
号に対してノイズ低減がなされ、出力端子２２Ｙには、
ノイズが低減された出力輝度信号が取り出される。入力
端子２１Ｃからの再生色信号は、遅延回路２３を介して
出力端子２２Ｃに取り出される。遅延回路２３は、ノイ
ズ低減処理により生じる輝度信号の遅れを補償するため
に設けられている。

【００１８】入力端子２１Ｙより入力された輝度信号Ｓ
ａがノイズキャンセル部としての減算器２４と間引き回
路２５に供給される。間引き回路２５は、プリフィルタ
と間引き回路で構成され、入力輝度信号Ｓａの間引きを
行なう。間引きとしては、低域雑音の除去の目的から、
１／４、１／８の間引きが可能である。第１の実施例で
は、間引き回路２５が水平方向に関しての間引きを行
う。例えば、水平方向で１／４の間引きがなされる。間
引き回路２５によって画素数が減少された輝度信号Ｓｂ
が減算器２６および２７にそれぞれ供給される。減算器
２７もノイズキャンセル部を構成する。

【００１９】減算器２６では、間引き回路２５の出力信
号Ｓｂからフィールドメモリ２８から読出された１フィ
ールド前の信号Ｓｃとの引き算を行なう。減算器２６の
出力信号（Ｓｂ−Ｓｃ）が非線形リミッタ２９に供給さ
れる。信号（Ｓｂ−Ｓｃ）は、フィールド間差分であ
り、この信号の低レベルが雑音成分であり、その高レベ
ルが動き部であると推測される。従って、非線形リミッ
タ２９が減算器２６の出力信号の低レベルのみを通過さ
せる。減算器２６および非線形リミッタ２９によってノ
イズ抽出部が構成される。

【００２０】非線形リミッタ２９は、複数のリミッタカ
ーブ（特性）を有し、その一つがリミッタコントローラ
３２の出力端子３６からのリミッタ制御信号ＣＴＬ Ｓ
ＩＧによって選択される。図３から図６は、リミッタカ
ーブの一例である。図３に No.０〜 No.２のリミッタカ
ーブを示し、図４に No.３〜 No.５のリミッタカーブを
示し、図５に No.６および No.７のリミッタカーブを示
し、図６に No.８のリミッタカーブを示す。これらのリ
ミッタカーブは、入力対出力のカーブの傾斜と、出力を
発生する入力の範囲とで、基本的に特徴付けられてい
る。

【００２１】すなわち、入力対出力のカーブの傾斜が１
に近ければ帰還が増え、また、出力が入力軸方向に長い
ほど（すなわち、入力が大きくても出力が発生する）、
大きなノイズに対して強くなる。但し、傾きを１に近く
し、出力が発生する入力の範囲を拡げ、ノイズリダクシ
ョンの作用を強くすると、のっぺりして品位のない映像
になったり、動きに対して残像が発生する等のデメリッ
トも生じる。 No.０から No.８のリミッタカーブの例で
は、番号が増加するに従って、より強いノイズリダクシ
ョンが働くものとされている。

【００２２】この発明の一実施例では、非線形リミッタ
２９と関連してリミッタコントローラ３２を設け、リミ
ッタコントローラ３２が出力するリミッタ制御信号ＣＴ
ＬＳＩＧによって、 No.０〜 No.８でそれぞれ示すリミ
ッタカーブを最小で画素単位で変更することを可能とし
ている。ＭＰＥＧ１デコーダ６からのパラメータＰＡＲ
Ａが入力端子３３からリミッタコントローラ３２に対し
て供給される。また、マイクロコンピュータ７からのコ
マンド（ＣＭＤ）入力が入力端子３４からリミッタコン
トローラ３２に対して供給される。さらに、リミッタコ
ントローラ３２からマイクロコンピュータ７に対するコ
マンド出力が出力端子３５に取り出される。リミッタコ
ントローラ３２による制御の詳細については後述する。

【００２３】非線形リミッタ２９にて抽出された雑音成
分Ｓｄは、補間回路３０と減算器２７に供給される。減
算器２７には、間引き回路２５の出力信号Ｓｂが供給さ
れており、減算器２７が（Ｓｂ−Ｓｄ）の演算を行な
う。その結果、雑音が除去された、１／４レートの輝度
信号が減算器２７からフィールドメモリ２８に供給され
る。フィールドメモリ２８は、現在のフィールドに対し
て時間的に前のフィールドのデータを蓄えるものであ
り、その容量は、間引きの結果、復号信号の１フィール
ドの全画素を蓄えるフィールドメモリの容量の１／４
（１／４間引きの場合）、１／８（１／８間引きの場
合）に低減されたものである。

【００２４】一方、補間回路３０では、非線形リミッタ
２９にて抽出された雑音成分Ｓｄの線形補間を行なう。
上述したように、ループ内の輝度信号のレートが本線系
の入力信号Ｓａの１／４になっているため、補間回路３
０に入力される雑音成分も１／４のレートである。補間
回路３０において、本線系のレートに合うように補間を
行なう。補間回路３０によって元のレートに戻された雑
音成分Ｓｅが減算器２４に入力される。一方、減算器２
４には、入力輝度信号Ｓａが入力されており、Ｓａ−Ｓ
ｅの演算を行なうことにより、本線系の雑音が除去され
る。このようにしてして、雑音が除去された輝度信号が
出力端子２２Ｙに取り出される。

【００２５】上述したノイズリデューサ８の一例につい
てより詳細に説明する。まず、ノイズリデューサ８に対
して入力される信号は、ＭＰＥＧ１デコーダ６の補間処
理によってＮＴＳＣフォーマットの信号に変換された信
号である。図７は、この補間処理の動作を表すものであ
る。補間前のＭＰＥＧ１の復号映像信号は、画素数が３
５２（Ｈ）×２４０（Ｖ）（有効部分）、ノンインター
レース信号である。また、ＭＰＥＧ１デコーダ６が出力
するＮＴＳＣフォーマットの信号（ディスプレイ信号と
称する）は、画素数が７０４（Ｈ）×２４０（Ｖ）（有
効部分）、インターレース信号である。

【００２６】従って、ＭＰＥＧ１デコーダ６では、図７
に示すように、水平方向、垂直方向でそれぞれデコーダ
出力を補間してディスプレイ信号として出力する。水平
方向では、ディスプレイ出力のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、・
・・の画素を形成する場合、画素ａ、ｃ、ｅ、・・・と
して、デコーダ出力中の同一位置の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、・
・・の値が用いられ、画素ｂ、ｄ、ｆ、・・・として、
デコーダ出力の２画素の平均値（Ａ＋Ｂ）／２、（Ｂ＋
Ｃ）／２、（Ｃ＋Ｄ）／２、・・・が用いられる。従っ
て、補間によって生成した画素ｂ，ｄ，ｆ，・・・を間
引いても信号の帯域が変化しない。

【００２７】垂直方向では、ディスプレイ信号の奇数フ
ィールドのラインａＨ、ｂＨ、ｃＨ、・・・として、デ
コーダ出力のラインＡＨ、ＢＨ、ＣＨ、・・・が用いら
れ、偶数フィールドのラインａ’Ｈ、ｂ’Ｈ、ｃ’Ｈ、
・・・として、２ラインの平均値（ＡＨ＋ＢＨ）／２、
（ＢＨ＋ＣＨ）／２、（ＣＨ＋ＤＨ）／２、・・・が用
いられる。

【００２８】図８を参照して、間引き回路２５による間
引き動作について説明する。図８に示す画素配列におい
て、間引き回路２５は、黒い円で示す画素を選択し、白
い円の画素を間引く。それによって、１／４の間引きが
なされる。この場合は、信号帯域がデコーダ出力の１／
２となる。

【００２９】１／４間引きに対し、さらに１／２間引き
を施すことによって、トータルで１／８間引きが可能で
ある。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、１／８間引きの場合
の間引きの方法をそれぞれ示す。図９Ａの間引き方法
は、水平方向のみ、１／８間引き処理を行なう方法であ
る。図９Ｂの方法は、図９Ａと同様に、１／８間引き処
理を行なうが、２ラインに１回、サンプル点をサンプリ
ング間隔の１／２ずらす方法（オフセットサンプリン
グ）である。図９Ｃの方法は、水平方向に１／４間引き
を行い、垂直方向に１／２の間引きを行ない、トータル
で１／８間引きを行う方法である。１／８間引きの場合
は、信号帯域がデコーダ出力の１／４となる。

【００３０】間引き処理を行なった場合、通常レートに
戻すため、補間回路３０において、補間処理を行なって
いる。この処理の一般的な方法として、線形補間が挙げ
られる。すなわち、線形補間は、間引きデータ（間引き
後に存在している画素データを意味する）と補間データ
（補間すべき画素データを意味する）との空間的な距離
に応じて、間引きデータに係数を乗算し、補間データを
作る。

【００３１】図１０は、１／４間引きの場合の線形補間
を示す。間引きデータＡおよびＥ間にある補間データｘ
は、間引きデータＥからの距離をＫとすると、間引きデ
ータＡからの距離は１−Ｋとなる。但し、ＡおよびＥ間
の距離を１とする。この空間的な距離と反比例した係数
を乗算し、ｘを得る。つまり、下式によって補間データ
ｘが演算される。 ｘ＝Ｋ×Ａ＋（１−Ｋ）×Ｅ 例えば図１０Ａ中の補間データｂは、Ｋ＝３／４である
ので、（ｂ＝３／４×Ａ＋１／４×Ｂ）により計算され
る。

【００３２】図１１は、１／８間引きの場合の線形補間
を示す。間引きデータＡ’とＩ’との間に８個の補間デ
ータａ’、ｂ’、・・・、ｉ’が形成される。図１０Ａ
の１／４間引きの補間の処理と同様に、補間データと間
引きデータＩ’との空間的な距離Ｋに基づいて補間デー
タが計算される。

【００３３】次に、この発明の特徴とする非線形リミッ
タ２９の制御について説明する。この制御のためのリミ
ッタコントローラ３２の一例を図１２に示す。このリミ
ッタコントローラ３２による制御は、パラメータＰＡＲ
Ａを用いてノイズリダクションの強弱を制御するもので
あり、具体的には、非線形リミッタ２９のリミッタカー
ブを制御するものである。パラメータの一つである量子
化スケールを使用した制御としては、第１のアルゴリズ
ム、第２のアルゴリズム、第３のアルゴリズムの３種類
が可能とされている。第１のアルゴリズムは、再生しよ
うとするメディアのノイズの平均的な状態を予め検出
し、リミッタカーブの中心値を決定する。第２および第
３のアルゴリズムは、実際の再生動作中に、ダイナミッ
クにリミッタカーブを選択する。さらに、パラメータの
他のものである動きベクトルＭＶを使用した制御も可能
とされている。

【００３４】第１のアルゴリズムについて図１２および
図１３を参照して説明する。第１のアルゴリズムは、Ｍ
ＰＥＧメディア（ビデオＣＤ１）の通常再生に先立っ
て、メディアに記録されているビデオ信号の平均的なノ
イズの状態を検出し、この検出結果に基づいて、リミッ
タカーブ（ No.０〜 No.８）の中の中心的なものを決定
する。図１３のフローチャートのステップＳ１に示すよ
うに、高速サーチが開始され、イントラピクチャを検出
する（ステップＳ２）。ｎは、イントラピクチャの枚数
である。

【００３５】イントラピクチャが検出されると、その画
面内の平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑが求められ
る。ＭＰＥＧ１デコーダ６からは、入力端子３３を通じ
てＤＣＴブロック毎の量子化スケールＱ ＳＣＡＬＥが
平均化回路４１に供給され、イントラピクチャの平均量
子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑを平均化回路４１が計算
する。この平均量子化スケールが出力端子３５からマイ
クロコンピュータ７に供給される（ステップＳ３）。マ
イクロコンピュータ７は、平均量子化スケールを積分す
る（ステップＳ４）。

【００３６】ステップＳ５において、高速サーチの終了
が検出されるまで、上述したイントラピクチャ毎の平均
量子化スケールの積分がなされる。高速サーチは、メデ
ィア上の再生を希望する情報を短時間に読み取るために
なされる。好ましくは、１回の高速サーチ（すなわち、
図１３に示される１回の処理）によって、再生を希望す
る情報中の数枚程度のイントラピクチャが再生される。
高速サーチの終了が検出されると、マイクロコンピュー
タ７によって、高速サーチで再生された数枚のイントラ
ピクチャに関して量子化スケールの平均値が検出され
る。ステップＳ６で示すように、検出された平均値ａｖ
ｅ Ｑは、複数のイントラピクチャの平均量子化スケー
ルの積分出力ｓｕｍ Ｑをｎで割ることで求められる。

【００３７】この量子化スケールの平均値ａｖｅ Ｑが
マイクロコンピュータ７からリミッタコントローラ３２
の入力端子３４およびその出力端子３６を介してリミッ
タ制御信号ＣＴＬ ＳＩＧとして非線形リミッタ２９に
供給される。非線形リミッタ２９では、このリミッタ制
御信号ＣＴＬ ＳＩＧのレベルに基づいてリミッタカー
ブの中心値が選択される。

【００３８】ステップＳ７に示すように、平均値ａｖｅ
Ｑが大きいほど、リミッタカーブの No.が増加するよ
うに、中心値ｃｅｎｔｅｒ ＬＩＭが選択される。非線
形リミッタ２９内には、 No.０〜 No.８のリミッタカー
ブ（具体的にはデータ変換テーブル）を記憶するメモリ
と、リミッタ制御信号ＣＴＬ ＳＩＧのレベルをしきい
値と比較することによって、リミッタカーブの番号を決
定する回路と、決定された番号のリミッタカーブをメモ
リから読出す回路とが設けられている。なお、平均値ａ
ｖｅ Ｑをマイクロコンピュータ７がその内部のレジス
タまたはメモリに記憶する。

【００３９】一般的に量子化スケールが大きい画像は、
ブロック歪みのようなノイズが多かったり、あまり細か
い模様のない画像であることが多い。従って、量子化ス
ケールが大きいほど、ノイズリダクションを強くかけた
ほうが良く、画質劣化が少ない。そこで、量子化スケー
ルの平均値ａｖｅ Ｑと比例して、リミッタカーブの番
号が増加する評価関数ｆ（ｘ）に基づいて、リミッタカ
ーブの中心値を決定する。

【００４０】第１のアルゴリズムによって上述したよう
に、リミッタカーブの中心値が決定されてから、実際の
再生動作がなされる。図１４のステップＳ８に示すよう
に、通常再生動作が開始されると、マイクロコンピュー
タ７は、記憶している平均値ａｖｅ Ｑをレジスタまた
はメモリから読出し、この値をリミッタコントローラ３
２の入力端子３４に供給する。この平均値ａｖｅ Ｑ
は、制御信号ＣＴＬ ＳＩＧとして、出力端子３６を介
してリミッタ２９に供給され、リミッタ２９のリミッタ
カーブが中心値に設定される（ステップＳ９）。

【００４１】第１のアルゴリズムにより決定されたリミ
ッタカーブは、入力（再生）画像信号と対応している
が、本質的には、固定のものである。第２および第３の
アルゴリズムは、再生動作中にリミッタカーブをダイナ
ミックを制御するためのものである。図１５を参照して
第２のアルゴリズムについて説明する。なお、第２およ
び第３のアルゴリズムにおいても、再生に先立って第１
のアルゴリズムによってリミッタカーブの中心値が決定
されている。

【００４２】再生動作がステップＳ８において開始され
ると、ステップＳ１１では、垂直同期信号の検出がなさ
れる。垂直同期信号が検出されると、その画像がイント
ラピクチャかどうかが決定される（ステップＳ１２）。
イントラピクチャでない場合は、処理がステップＳ１１
に戻る。イントラピクチャの場合には、処理がステップ
Ｓ１３に移り、マイクロコンピュータ７がリミッタコン
トローラ３２の平均化回路４１により生成された画面内
平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑを読み出す。

【００４３】そして、ステップＳ１４において、マイク
ロコンピュータ７は、リミッタカーブの中心値を決定し
た時に参照した量子化スケールの平均値ａｖｅ Ｑと、
上述の画面内平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑに基
づいて、微調整レベルを決定する。すなわち、リミッタ
カーブの中心値を決定した時に参照した量子化スケール
の平均値ａｖｅ Ｑにおいて０となり、正の傾きを有す
る評価関数ｇ（ｘ）に従って調整レベルａｄｊ ＬＩＭ
が求められる。この処理は、〔ａｄｊ ＬＩＭ＝ｇ（ｓ
ａｍｐｌｅ Ｑ）で表される。

【００４４】次のステップＳ１５では、微調整レベルを
加味してリミッタカーブが選択される。すなわち、リミ
ッタカーブの中心値を選択した時に参照された平均値に
対して、微調整レベルが加算されたレベルのリミッタ制
御信号ＣＴＬ ＳＩＧが生成され、このリミッタ制御信
号ＣＴＬ ＳＩＧが非線形リミッタ２９に供給され、リ
ミッタ制御信号ＣＴＬ ＳＩＧのレベルと対応する番号
のリミッタカーブが選択される。選択されるリミッタカ
ーブの番号をＬＩＭ Ｎｏ、中心値をｃｅｎｔｅｒ Ｌ
ＩＭとすると、〔ＬＩＭ Ｎｏ＝ｃｅｎｔｅｒ ＬＩＭ
＋ａｄｊ ＬＩＭ〕で、選択処理が表される。そして、
ステップＳ１６では、再生終了が決定され、再生動作が
終了するまで、上述のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が
繰り返される。

【００４５】このように第２のアルゴリズムでは、再生
動作中にイントラピクチャ毎にその画面内の平均量子化
スケールに基づいて、予め決定されているリミッタカー
ブの中心値に対して微調整を行うことができる。従っ
て、リミッタカーブを固定するのと比較して、より的確
にリミッタカーブを制御することができる。

【００４６】第３のアルゴリズムについて図１６を参照
して説明する。ステップＳ８で再生動作が開始し、ステ
ップＳ１１で垂直同期信号を検出することは、第２のア
ルゴリズムと同様である。そして、ステップＳ２１にお
いて、リミッタコントローラの平均化回路４１から画面
内の平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑをマイクロコ
ンピュータ７が読出す。

【００４７】次のステップＳ２２において、平均量子化
スケールｓａｍｐｌｅ Ｑと評価関数によって、微調整
レベルが決定される。第３のアルゴリズムでは、イント
ラピクチャ（Ｉピクチャ）に限定されず、Ｐピクチャ
（順方向予測画像）およびＢピクチャ（双方向予測画
像）についても、平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑ
を検出している。ピクチャタイプの情報は、ＭＰＥＧ１
のデコーダ６からリミッタコントローラ３２に対して供
給されるパラメータデータＰＡＲＡ中に含まれるので、
マイクロコンピュータ７が平均量子化スケールと一緒に
読出すことができる。

【００４８】一般的に、Ｉピクチャに比較してＰピクチ
ャの方が同じ量子化スケールに対するノイズの量が少な
く、Ｐピクチャに比較してＢピクチャの方が同じ量子化
スケールに対するノイズの量が少ない。従って、ステッ
プＳ２２のブロック内に示すように、評価関数ｇ（ｘ）
をＩ、Ｐ、Ｂの各ピクチャタイプに応じて異ならせる。
具体的には、Ｉピクチャ用の関数の傾きを最大とし、Ｐ
ピクチャ用の関数の傾きを２番目の大きさとし、Ｂピク
チャ用の関数の傾きを最小とする。さらに、Ｉピクチャ
用の評価関数は、平均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑ
が量子化スケールの平均値ａｖｅ Ｑと等しい時に、０
の微調整値を発生する。Ｐピクチャ用の評価関数は、平
均量子化スケールｓａｍｐｌｅ Ｑが平均値ａｖｅ Ｑ
よりやや大きな値の時に、０の微調整値を発生する。こ
のＰピクチャに関して微調整値が０となる値より大きな
値において、Ｂピクチャ用の評価関数は、０の微調整値
を発生する。

【００４９】画面内の平均量子化スケールとピクチャタ
イプから決定された微調整レベルを使用してステップＳ
２３において、リミッタカーブが決定される。この処理
は、第２のアルゴリズムのステップＳ２３と同様であ
る。そして、上述した微調整は、再生動作の終了がステ
ップＳ２４において検出されるまで、繰り返される。

【００５０】第３のアルゴリズムは、第２のアルゴリズ
ムと同様に、再生される各画面のノイズの状態に応じて
ダイナミックにリミッタカーブを選択することができ
る。さらに、第３のアルゴリズムでは、ピクチャタイプ
を考慮しているので、Ｉピクチャのみからノイズの状態
を検出する第２のアルゴリズムと比較して、より細かい
制御を行うことができる。第１のアルゴリズムと第２お
よび第３のアルゴリズムの一方とが組み合わされる。

【００５１】上述した第１〜第３のアルゴリズムは、量
子化スケール（すなわち、再生信号のノイズの状態）に
応じて適切なリミッタカーブを選択するものである。さ
らに、リミッタカーブを動きベクトルを利用して選択す
るようにしても良い。図１２に示すリミッタコントロー
ラ３２に設けられた判別回路４２に対して動きベクトル
ＭＶが供給される。ＭＰＥＧの場合では、マクロブロッ
ク毎に動きベクトルが付随している。各動きベクトル
は、水平方向の成分と垂直方向の成分とからなる。

【００５２】判別回路４２は、動きベクトルをしきい値
と比較することによって、そのマクロブロックに関し
て、動きと静止とを判別する。判別結果は、１ビットで
表される。判別結果がバッファメモリ４３を介してレベ
ルゲインコントローラ４４に供給される。レベルゲイン
コントローラ４４は、入力端子３４を介してマイクロコ
ンピュータ７から供給されるコマンド入力ＣＭＤ ＬＥ
ＶＥＬを判別結果に基づいて制御する。レベルゲインコ
ントローラ４４は、前述した第１〜第３のアルゴリズム
によるリミッタ制御信号の生成と、動きベクトルを利用
した動き検出とを組み合わせる場合に必要とされる。

【００５３】より具体的には、上述した第１〜第３のア
ルゴリズムによって生成されたリミッタ制御信号ＣＴＬ
ＳＩＧのゲインが判別結果により制御される。判別結
果が動きの場合では、ノイズリダクションを弱くするの
で、レベルゲインコントローラ４４によって制御信号の
レベルに対して、１より小さい係数が乗算される。一
方、判別結果が静止の場合では、ノイズリダクションを
弱くする必要がないので、１に等しいか、または１より
大きい係数が乗算される。さらに、マクロブロック単位
の制御により発生する不連続部分は、ローパスフィルタ
４５によって緩和される。ローパスフィルタ４５の出力
がリミッタ制御信号ＣＴＬ ＳＩＧとして出力端子３６
に取り出される。

【００５４】バッファメモリ４３は、ＭＰＥＧ１コーダ
６から入力されるパラメータがビデオ信号の実時間と合
っていないために、時間合わせ用に設けられている。例
えばビデオＣＤ（ＭＰＥＧ１）の場合では、１フレーム
が３３０個のマクロブロックにより構成されるので、判
別結果は、１フレームで３３０ビット発生する。従っ
て、数フレーム分の判別結果を蓄えるようにしても、数
ｋビットの容量を持つものとされる。この容量は、それ
ほど大きい容量ではなく、ハードウエアの増加分が少な
くて良い。

【００５５】なお、量子化スケールに基づくリミッタカ
ーブの制御と、動きベクトルに基づくリミッタカーブの
制御の一方のみでも良い。さらに、複数のリミッタカー
ブを用意し、その一つを選択する例について説明した
が、リミッタカーブ自身の傾きと応答する入力範囲とを
可変する構成も可能である。さらに、上述したノイズリ
デューサ８は、復号信号の輝度信号のみに対してノイズ
低減を行っているが、色信号に対してもノイズ低減を行
うようにしても良い。また、間引きを行わない構成に対
してもこの発明を適用でき、さらに、フィールドメモリ
２８に代えてフレームメモリを使用しても良い。

【００５６】

【発明の効果】この発明は、帰還形ノイズリデューサに
おいて、非線形リミッタのカーブを直交変換符号化のパ
ラメータを使用して制御するので、入力ディジタル画像
信号に対して最適なカーブに自動的に調整することがで
きる。また、画面毎の量子化スケール、またはマクロブ
ロック毎の動きベクトルに基づいて、ダイナミックにリ
ミッタカーブを制御することができ、入力画像信号に良
く適合したリミッタカーブを実現することができる。従
って、画像の変化が失われたり、動きのために残像が発
生する等の問題を生じることなく、ノイズを除去するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用することができるビデオＣＤプ
レーヤの一例を示すブロック図である。

【図２】この発明によるノイズリデューサの第１の実施
例のブロック図である。

【図３】この発明の一実施例における非線形リミッタの
リミッタカーブの例を示す略線図である。

【図４】この発明の一実施例における非線形リミッタの
リミッタカーブの例を示す略線図である。

【図５】この発明の一実施例における非線形リミッタの
リミッタカーブの例を示す略線図である。

【図６】この発明の一実施例における非線形リミッタの
リミッタカーブの例を示す略線図である。

【図７】ＭＰＥＧ１のデコーダ出力をＮＴＳＣフォーマ
ットへ変換する処理を説明するための略線図である。

【図８】水平方向の１／４間引きを説明するための略線
図である。

【図９】１／８間引きの幾つかの方法を示す略線図であ
る。

【図１０】１／４間引きされたデータの補間方法の一例
を示す略線図である。

【図１１】１／８間引きされたデータの補間方法の一例
を示す略線図である。

【図１２】この発明の一実施例におけるリミッタコント
ローラのブロック図である。

【図１３】この発明の一実施例における非線形リミッタ
の制御方法の第１のアルゴリズムを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１４】この発明の一実施例における非線形リミッタ
の制御方法の第１のアルゴリズムを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１５】この発明の一実施例における非線形リミッタ
の制御方法の第２のアルゴリズムを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１６】この発明の一実施例における非線形リミッタ
の制御方法の第３のアルゴリズムを説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

７・・・マイクロコンピュータ、８・・・ノイズリデュ
ーサ、２１Ｙ、２１Ｃ・・・入力端子、２２Ｃ、２２Ｙ
・・・出力端子、２４、２６、２７・・・減算器、２５
・・・間引き回路、２８・・・フィールドメモリ、２９
・・・非線形リミッタ、３０、３３・・・補間回路、３
２・・・リミッタコントローラ、４１・・・平均化回
路、４２・・・動き／静止判別回路、４５・・・ローパ
スフィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交変換符号化を用いた符号化データを
   復号した画像データが供給されるノイズリデューサにお
   いて、 ノイズ成分を抽出するためのノイズ抽出手段と、 上記抽出されたノイズ成分を入力画像データからキャン
   セルするためのノイズキャンセル手段と、 上記ノイズキャンセル手段からの画像データを１フィー
   ルドまたは１フレーム遅延して上記ノイズ抽出手段に供
   給するためのメモリとからなり、 上記直交変換符号化の時に発生するパラメータを用い
   て、ノイズリダクションの強弱を制御することを特徴と
   するノイズリデューサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のノイズリデューサにお
   いて、 上記ノイズ抽出手段は、フィールド間またはフレーム間
   の差を検出する減算手段と、検出された差の低いレベル
   の成分をノイズ成分として抽出する非線形リミッタと、
   上記非線形リミッタの特性を上記パラメータによって制
   御するリミッタ制御手段とを含むことを特徴とするノイ
   ズリデューサ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のノイズリデューサにお
   いて、 上記パラメータが量子化スケールであって、予め入力画
   像データの複数の画面に関して上記量子化スケールの平
   均的な値を検出し、検出された平均的な量子化スケール
   を参照して、ノイズリダクションの強弱の中心値を設定
   することを特徴とするノイズリデューサ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のノイズリデューサにお
   いて、 上記パラメータが量子化スケールであって、予め入力画
   像データの複数の画面に関して上記量子化スケールの平
   均的な値を検出し、検出された平均的な量子化スケール
   を参照して、ノイズリダクションの強弱の中心値を設定
   し、 入力画像データの各画面の平均的な量子化スケールによ
   って、上記中心値を微調整することを特徴とするノイズ
   リデューサ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のノイズリデューサにお
   いて、 上記パラメータが量子化スケールであって、予め入力画
   像データの複数の画面に関して上記量子化スケールの平
   均的な値を検出し、検出された平均的な量子化スケール
   を参照して、ノイズリダクションの強弱の中心値を設定
   し、 入力画像データの各画面の平均的な量子化スケールと上
   記各画面のピクチャタイプによって、上記中心値を微調
   整することを特徴とするノイズリデューサ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のノイズリデューサにお
   いて、 上記パラメータがマクロブロック毎に付随する動きベク
   トルであって、上記動きベクトルによって上記マクロブ
   ロック毎にノイズリダクションの強弱を制御することを
   特徴とするノイズリデューサ。