JPS6214583A - 雑音除去方式およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、動画像信号の雑音除去方式に関する。

（従来の技術） 第６図に示すような従来の画面間の相関を利用した雑音
除去方式においては、たとえば画面間における差分が微
小な場合には利得を１未満たとえば（１１４〜１１２）
、大きい場合に利得を１とする非線形特性を持つ非線形
回路が用いられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来の雑音除去方式では、動物体の陰から
新たに現われた部分に発生した微小画面間差分も雑音と
みなされて非線形回路における利得が１未満とされてい
る影響で一種の量子化雑音が発生し、これがある信号レ
ベルにおいて目につく画面の汚れとなって画質を劣化さ
れていた。すなわち動きにつれて、動物体の後ろに画面
の汚れが尾を引いて見えるような劣化として目に見えて
いた。本発明の目的は、動画像信号の動きの検出および
信号レベルの判定をし、その情報を用いて非線形特性の
程度を適応的に制御することにより画面の汚れを取り除
き画質劣化のない雑音除去方式を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、動画像信号の隣接フレーム間の変化を
抑圧することにより動画像信号の雑音を除去する雑音除
去方式において、前記動画像信号の動き部分の陰から現
われた部分を検出し、該部分の信号レベルが定められた
範囲にある場合には、前記抑圧の程度を弱めることを特
徴とする雑音除去方式が得られる。

また本発明によれば、動画像信号の画面間相関を用いた
雑音除去装置であって、入力の動画像信号に対してレベ
ルの判定をする手段、入力の動画像信号と予測信号との
差分信号を得る手段、該差分信号により動き部分の陰か
ら現われた部分を検出する手段、該検出手段の出力と前
記レベルの判定をする手段の出力により雑音除去の程度
を制御する信号を発生する手段、前記差分信号を非線形
変換する手段であり前記制御信号により、非線形特性の
程度を変化させることのできる変換手段、該変換手段の
出力と前記予測信号により局部復号を行なう手段、該局
部復号手段の出力により前記予測信号を発生する手段と
を備えた雑音除去装置が得られる。

（作用） 本発明においては、まず動画像信号を動き領域と静止領
域に分離する。この分離方法は既にいくつかしられてい
る。例えば特願昭５９−１９４１１０号明細書［動画像
信号の動静分離装置」にあるように、画面をある大きさ
のブロックに分割しブロック内の各画素のフレーム差分
値の絶対値をブロック内で加算し、この加算結果と定め
られた閾値との大小比較により、該ブロック判定を行な
う方法がある。あるいは、グラジェント法と呼ばれる方
法を用いて、フレーム内の輝度匂配とフレーム差分値か
ら、画素単位の動ベクトルを求め、この動ベクトルがゼ
ロでない画素の集合をもって、動領域とすることができ
る。本発明においては、動静分離の方法は、いずれの方
法でも構わない。動物体の後ろに尾を引くような劣化が
発生する原因は前述のように、動物体の陰から現われる
部分にも非線形特性を適用するからである。すなわち、
第１図Ｃの斜線部分（動物体の陰から現われた部分）に
も無差別的に雑音除去を実行したためである、この部分
の雑音除去にあたっては、非線形特性の影響により量子
化雑音が目立つレベルについては、雑音除去の程度を制
御することによりこの画質劣化が防止される。本方式に
おいては、第２図に示す動き検出器により入力の動画像
信号から動きを検出し、動き検出結果の時間変化を用い
て動き部分と動物体の陰から現われる部分を区別し、動
物体の陰から現われた部分については、動き検出器の出
力を０とし、その他の部分については出力を１とする。

動き検出器の出力はＯＲ（論理和）回路に与えられる。

つぎに第２図のレベル判定器は、非線形特性の影響によ
り動物体の後ろに尾を引くような劣化が発生して目に見
える信号レベルを予め統計的に調べておき、この劣化が
発生する信号レベルに対して第３図に示すような閾値を
定め、この閾値を記憶しておく。そして入力の動画像信
号の信号レベルと予め記憶しておいた閾値との比較判定
を行ない、閾値に当てはまる場合すなわち量子化雑音に
よる画質劣化が目立ちやすい信号レベルのときにはレベ
ル判定器の出力を０とする。閾値に当てはまらない場合
には出力を１とする。レベル判定器の判定結果は、ＯＲ
回路に与えられる。ＯＲ回路は動き検出器の出力とレベ
ル判定器の出力の論理和をとる。

すなわち動き検出器の出力が０で動物体の陰がら現われ
た部分であることを示していて、かつレベル判定器の出
力が０で雑音が目立ちやすい信号レベルであることを示
している時にのみ雑音除去の程度を軽くする制御信号を
非線形回路に与える。すなわち非線形回路はＯＲ回路か
ら与えられた制御信号が０であるときに利得を１または
１に近い値（たとえば３／４．７／８．１５／１６．・
・・など）とする。このようにすると、画質劣化は全く
なくなる。次に第１図を用いて動物体の陰から現われる
部分についての検出方法を説明する。第１図Ａは、ある
画面における動物体の位置を示す。動き検出器はこの画
面を一時的に記憶しておく。第１図Ｂは第１図Ａの次の
画面における動物体の位置を示す。動き検出器はＢの画
面が入力されたときに１画面前に記憶しておいたＡの画
面との画面間で画像信号の比較判定を行ない動物体有り
から無しへの変化のあった部分を検出する。この変化の
あった部分（第１図Ｃの斜線部分）が画面Ｂにおいて動
物体の陰から新たに現われた部分である。動き検出器は
第１図Ｃの斜線部分すなわち動物体の陰から現われた部
分を示す信号（信号値０）を雑音除去の程度を制御する
ための情報の一部としてＯＲ回路に与える。ＯＲ回路は
動物体の陰から現われた部分でかつ量子化雑音の目立つ
信号レベルにおいては、非線形回路の特性の制御を行な
う制御信号を非線形回路に与える。このようにして量子
化雑音の発生を抑え画質の劣化を防ぐ。このようにして
画質劣化の無い雑音除去方式が得られる。

（実施例） 第４図を用いて、本発明の実施例について詳細に説明す
る。入力の動画像信号は、線１０１を介して減算器１お
よびレベル判定器２に供給される。レベル判定器２は、
非線形量子化による量子化雑音が目立つ信号レベルを予
め統計的に調べておき、量子化雑音が目立つ信号レベル
に対しである閾値を定めてＲＯＭに記憶しておく。そし
て入力の動画像信号を予めＲＯＭに記憶しておいた閾値
によりレベルの判定をし、閾値に当てはまっている時、
すなわち量子化雑音が目立ちやすい信号レベルの時には
、レベル判定器２の出力をＯとする。入力の動画像信号
の信号レベルが閾値に当てはまらない場合にはレベル判
定Ｇ２の出力を１とする。レベル判定器２の出力は非線
形量子化の程度の制御を行なうための情報の一部として
ＯＲ回路４に供給される。レベル判定器　　　　　　：
２については、後で詳しく説明する。減算器１は、入力
の動画像信号とフレームメモリー７から供給される予測
信号との減算を行ない、出力の差分信号を線１０２を介
して動き検出器３および非線形回路５に供給する。動き
検出器３は、減算Ｓ１から供給された差分信号から動き
を検出し、この動きを示す信号を用いて動物体の陰から
現われた部分を判定し、動物体の陰から現われた部分す
なわち非線形特性の影響により量子化雑音が発生する部
分に対しては０を出力し、その他の部分については１を
出力する。動き検出器３の出力は、雑音除去の程度を制
御するための情報の一部としてＯＲ回路４に供給される
。動き検出Ｓ３については、後で詳細に説明する。ＯＲ
回路４は、レベル判定器２から供給されたレベル判定信
号と、動き検出Ｓ３から供給された動物体の陰から現わ
れた部分を示す信号とのＯＲ（論理和）をとり、雑音除
去の程度を制御する制御信号として非線形量子化器５に
供給する。すなわち、動き検出Ｓ３の出力が０で、動物
体の陰から現われた部分であることを示していて、かつ
レベル判定器の出力が０で非線形特性の影響により量子
化雑音が目立つ信号レベルであることを示している時に
のみ雑音除去の程度を制御する制御信号を非線形回路５
に与える。非線形回路５には、減算８１から供給された
差分信号に対して利得を与えるが、ＯＲ回路４から供給
された制御信号の有無および入力信号の振幅により、こ
の利得を１あるいは１未満とする動作を行なう。非線形
回路５は、通常は微小入力振幅に対しては１未満の、大
振幅に対しては１なる利得を与えるが、ＯＲ回路４から
制御信号が与えられたときには、入力振幅の大小にかか
わらず利得を１または１に近い値とし信号歪の発生を抑
える。非線形回路５の出力は、加算器６に供給される。

加算器６は、非線形量子化回路５の出力信号と、フレー
ムメモリー７から供給される予測信号との加算を行なう
。加算器６の出力はフレームメモリー７に供給されると
ともに、雑音除去された動画像信号として出力される。

フレームメモリー７は雑音除去された動画像信号を１フ
レ一ム時間遅延し、予測信号として減算器１および加算
器６に供給する。

つぎにレベル判定器２について説明する。レベル判定器
２は、減算器１の出力に、微小画面間差分が発生し非線
形量子化の影響により利得が１未満とされるために発生
する量子化雑音において、量子化雑音が非常に目立つ信
号レベルを予め統計的に調べておき、この量子化雑音が
目立つ信号レベルに対して閾値を定め、ＲＯＭに記憶し
ておく。入力の動画像信号を、このＲＯＭの入力に与え
、予め記憶しておいた値により比較判定をし、例えば閾
値にあてはまる信号レベルであるとき、すなわち量子化
雑音が目立ちやすい信号レベルのときには、ＲＯＭの出
力に０を出す。入力の信号レベルが閾値にあてはまらな
い、量子化雑音が目立たない信号レベルのときには、Ｒ
ＯＭの出力に１を出す。第３図に示すように、量子化雑
音が目立つ信号レベルが同図内に斜線で示した値である
ときは、斜線内に信号が来た場合には０を、そうでない
場合には１を出力する。このように予め統計的に調べて
おいた量子化雑音の目立つ信号レベルに対して閾値を定
め、この閾値に当てはまる信号レベルに対してはＯを、
それ以外の信号レベルに対しては１をＲＯＭに記憶さレ
ベルの判定を行なうことができる。つぎに第５図を用い
て動き検出Ｓ３の動作について説明する。減算器１から
線１０２を介して差分信号は閾値回路３０１に供給され
る。閾値回路３０１は、差分信号の有意差判定を行ない
有意差の集合を動き部分とみなす。閾値回路３０１で判
定された有意差信号はメモリー３０２および判定器３０
３に供給される。メモリー３０シは有意差信号すなわち
動き部分を表わす情報を記憶しておく１ビツトのフレー
ムメモリーである。ある画面Ａにおいて閾値回路３０１
から供給された動き部分を示す信号を一時的に記憶して
おき、次の画面Ｂにおける動き部分を示す信号が与えら
れた時に、記憶しておいた画面Ａの動き部分を示す信号
を判定器３０３に与えるとともに画面Ｂにおける動きを
示す信号を記憶する。判定器３０３は、メモリー３０２
から与えられた画面Ａの動き部分を示す信号と介入力さ
れた画面Ｂの動きを示す信号との比較を行なうが、前の
画面で動き、次の画面で静止となった時、そこが新たに
現われた陰（背景）の部分として判定する。

判定５３０３で判定された動物体の陰から新たに現われ
た部分を示す信号は、非線形特性の制御を行なうための
情報の一部として線３０４を介してＯＲ回路４に与える
。この方法として動き部分のみ非線形特性の制御を行な
う方法があるが、その場合の制御信号は動き検出器の閾
値回路３０１の出力をそのまま用いる。なお以上の説明
においては、動き検出方法としてはフレーム差分のみを
用いた動き検出方法を用いた場合についてのみ述べたが
、動き検出方法としてグラジェント法を用いる場合は、
閾値回路３０１を、グラジェント法を用いた動き検出回
路におきかえればよい。またブロック単位に制御を行な
う場合には、閾値回路３０１の出力をブロック毎に累算
する回路を設け、この回路の出力をメモリー３０２、判
定器３０３に供給するように構成すればよい。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、動物体の陰から現われる部
分において従来問題となっていた画面の汚れが尾を引く
ように見える画質の劣化を無くし、それ以外の部分の雑
音を画質の劣化なく除去する雑音除去方式が実現される
。このように本発明を実用に供するとその効果はきわめ
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明の詳細な説明する
図、第４図、第５図は本発明に係わる雑音除去回路の実
施例を説明する図、第６図は従来方式を説明する図であ
る。 図において

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）動画像信号の隣接フレーム間の変化を抑圧するこ
   とにより動画像信号の雑音を除去する雑音除去方式にお
   いて、前記動画像信号の動き部分の陰から現われた部分
   を検出し、該部分の信号レベルが定められた範囲にある
   場合には、前記抑圧の程度を弱めることを特徴とする雑
   音除去方式。
2. （２）動画像信号の画面間相関を用いた雑音除去装置で
   あって、入力の動画像信号に対してレベルの判定をする
   手段、入力の動画像信号と予測信号との差分信号を得る
   手段、該差分信号により動き部分の陰から現われた部分
   を検出する手段、該検出手段の出力と前記レベルの判定
   をする手段の出力により雑音除去の程度を制御する信号
   を発生する手段、前記差分信号を非線形変換する手段で
   あり前記制御信号により、非線形特性の程度を変化させ
   ることのできる変換手段、該変換手段の出力と前記予測
   信号により局部復号を行なう手段、該局部復号手段の出
   力により前記予測信号を発生する手段とを備えた雑音除
   去装置。