ノイズ低減回路
【課題】 画像のぼけを伴うことなく、大きなノイズ除去効果を得ることができる、ノイズ低減回路を提供する。
【解決手段】 入力端子１からの入力画像信号は、低域通過フィルタ２-1，２-2によって、８MHz付近の周波数成分が抑圧され、ノイズを除去するが、この時、ノイズと共に画像の高周波成分も影響を受け、画質劣化が起こってしまう。ここに、この低域通過フィルタは、振幅レベルを０まで落とさず、輪郭成分がレベル的に大きいので、輪郭がボケるだけで除去はされない。したがって、この後、ゲインが２倍の８MHzの高域通過フィルタ３により、低域通過フィルタで振幅を抑圧されきらずに残った成分を検出し、低域通過フィルタ出力に加算することにより、画像のボケを伴わずに画像の輪郭成分を復元することができる。
【解決手段】 入力端子１からの入力画像信号は、低域通過フィルタ２-1，２-2によって、８MHz付近の周波数成分が抑圧され、ノイズを除去するが、この時、ノイズと共に画像の高周波成分も影響を受け、画質劣化が起こってしまう。ここに、この低域通過フィルタは、振幅レベルを０まで落とさず、輪郭成分がレベル的に大きいので、輪郭がボケるだけで除去はされない。したがって、この後、ゲインが２倍の８MHzの高域通過フィルタ３により、低域通過フィルタで振幅を抑圧されきらずに残った成分を検出し、低域通過フィルタ出力に加算することにより、画像のボケを伴わずに画像の輪郭成分を復元することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号のノイズ低減回路に係わり、より詳細には、ＭＵＳＥ（Multiple sub Nyquist Sampling Encoding）方式の高精細度テレビジョン信号デコーダ，ＥＤＴＶ受像機等の画像のディジタル信号処理を行うテレビジョン受像機等におけるノイズ低減回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＵＳＥデコーダや、ＥＤＴＶ受像機のような、動画と静止画を区別して各々異なった信号処理を行った後、画像の動き情報を基にこれら動画信号と静止画信号を混合するところの、動き適応画像処理システムにおいては、静止画部においては、フレームメモリを用いた巡回型ノイズ除去方式が用いられている。しかしながら、動画部においては、このフレームメモリを用いた巡回型ノイズ除去方式は、画像が２重像になってしまう等の弊害が起こるため、用いることができない。ここで、図７に、従来の動画信号用ノイズ低減回路の構成を例示する。同図において、７１は、画像信号を入力する入力端子、７２は、低域通過フィルタ（以下「ＬＰＦ」と記載する）、７０は、減算回路、７３は、非線形処理回路、７４は、加算回路、７５は、出力端子をそれぞれ示す。入力端子７１より入力された信号は、ＬＰＦ７２，減算回路７０，及び、加算回路７４に分配される。ＬＰＦ７２は、入力信号から高域成分を除去し、低域成分のみ出力する。減算回路７０は、ＬＰＦ７２の出力信号から入力端子７１に入力された信号を減算する。これにより、減算回路７０の出力には、高域の信号成分が抽出される。これが非線形処理回路７３で処理された後、加算回路７４により元の入力信号と加算され、ノイズ低減された信号として出力端子７５から出力される。
【０００３】上記従来のノイズ低減回路に用いられている非線形処理回路７３の入出力特性例を図８に示す。図８から明らかなように、入力レベルの非常に小さい範囲（Ａの部分）においては、誤差として出力を「０」にする。次いで、入力レベルがある程度の大きさの範囲（Ｂの部分）では、ノイズとして、入力レベルに比例したレベルを出力する。さらに、入力レベルの大きい範囲（Ｃの部分）では、入力信号は、ノイズによるものと画像の輪郭成分によるものとが混合しており、かつ入力レベルが大きくなるほど、輪郭成分の割合が多くなるとして、入力レベルに反比例したレベルを出力する。この場合、入出力特性が異なるそれぞれの範囲Ａ,Ｂ,Ｃの設定は、経験的に決められており、又、入力信号のレベルだけでノイズ成分と輪郭成分とを区別しているため、画像の劣化を伴うことなくノイズを除去することは困難であった。
【０００４】また、従来の動画処理回路のノイズ低減技術については、例えば、特開平６−１１３３１５号公報に記載された「ノイズ低減回路」が知られている。この雑音低減回路は、画像の輪郭部を検出し、画像の平坦な部分では高域通過フィルタによりノイズ成分を抽出し、入力信号からこの抽出されたノイズ成分を除去し、画像の輪郭部では入力信号をそのまま出力する構成となっている。しかし、この方式の場合、画像の輪郭部のノイズは除去されないことになる。
【０００５】このように、上記従来のノイズ低減回路の場合、いずれにおいても、高域の周波数成分を除去するという手段をとっているために、高周波のノイズの低減化はなされるが、一方で、映像信号の高周波成分も除去してしまい、その結果、動画の画質劣化（ぼけ）が起こるという問題点があった。すなわち、ノイズの低減効果を得る代わりに、動画の画質が劣化するというトレードオフの関係にあった。また、静止画用ノイズ除去方式に用いられているフレーム巡回方式に比べると、ノイズ除去効果が少なく、動き適応処理をされた後の画像において、動画部と静止画部におけるＳ／Ｎの差が目につき、画質劣化を招いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のような従来における問題点に鑑みてなされたもので、動画のぼけを伴うことなく、また、フレーム巡回型ノイズ除去方式と同等、又は、それ以上のノイズ除去効果を得るようにしたＭＵＳＥ方式による画像信号等の処理を必要とする当該テレビジョン受像機等におけるノイズ低減回路を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、画像信号の入力端子と、該入力端子に入力される入力画像信号の特定の周波数成分のゲインを低下させる低域通過フィルタと、該低域通過フィルタからの出力信号に高域通過フィルタと加算回路を用いることによってゲインの低下した該成分の信号を復元する回路手段と、該回路手段の出力端子を具備し、画質劣化を起こさずにノイズを除去するようにしたことを特徴とする画像信号のノイズ低減回路をなす。そして、この発明において、動画と静止画を区別して各々異なった信号処理を行った後、画像の動き情報を基にこれら動画信号と静止画信号を混合するところの動き適応画像処理システムにおいて、低域通過フィルタと、高域通過フィルタと、加算回路とを具備える構成とし、低域通過フィルタで、特定の周波数成分のゲインを低下させ、低レベルのノイズ成分の除去を行う。しかし、この時、ノイズ成分と共に画像の高周波成分も抑圧されてしまうので、上記高域通過フィルタと加算回路を用い、ゲインを低下された信号成分を復元する。このことにより、画像の輪郭部分のノイズも除去することができるので、画像のボケを起こさずにノイズを除去することができる。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記画像信号がＭＵＳＥ方式による画像信号であり、かつ前記特定の周波数を８MHz付近としたことを特徴とするノイズ低減回路をなし、ＭＵＳＥ方式において避け難い８MHz付近のノイズを除去することにより、ＭＵＳＥ方式による画像をより良好な画質にすることができる。
【０００９】また、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２記載の発明において、前記低域通過フィルタを多段としたことを特徴とするノイズ低減回路をなし、ゲインを低下させるべき所期の周波数成分によっては、一段のフィルタでは実現の難しい回路構成を多段にすることによって、より実現し易くする。
【００１０】また、請求項４記載の発明は、前記請求項３記載の発明において、前記多段のフィルタとして２段のフィルタを用いたことを特徴とするものをなしており、ＭＵＳＥ方式において避け難い８MHz付近のノイズを除去するための低域通過フィルタを２段のフィルタによる回路構成としたことによって、各フィルタを単純な要素で構成できるので実用化し易く、当該方式の画像信号のノイズ低減フィルタとして適した手段を提供することになる。
【００１１】また、請求項５記載の発明は、上記請求項１ないし４各項のいずれかに記載の発明において、前記入力端子と前記低域通過フィルタの間の信号切替え回路と、前記入力画像信号の輪郭検出回路と、該入力画像信号と前記出力端子に生じる信号間の差の絶対値を求める回路と、付加的な低域通過フィルタを具備し、前記輪郭検出回路における輪郭無検出信号によって前記入力画像信号を付加的な低域通過フィルタを介して前記低域通過フィルタに入力するように、また、輪郭有検出信号によって前記入力画像信号を直接に前記低域通過フィルタに入力するように前記信号切替え回路が動作され、さらに、前記絶対値を求める回路の出力が所定の大きさ以上になると、前記出力端子に前記入力画像信号をそのまま出力するようにしたことを特徴とするノイズ低減回路をなす。そして、この発明において、輪郭検出回路からの信号を基に、信号切り替え回路を動作させて、輪郭部では入力信号を選択することで、画像のボケを伴うこと無しにノイズの低減を行うことができ、又、輪郭部以外では、付加的な低域通過フィルタからの出力信号を請求項１ないし４記載のノイズ低減回路に入力することにより、ノイズ除去効果を大きくすることができる。更に、請求項１ないし４記載のノイズ低減回路からの出力と、入力画像信号との差の絶対値を求め、その信号により、請求項１ないし４記載のノイズ低減回路からの出力と入力画像信号とを切り替えて出力する。このことにより、画質劣化をより少なくすることができる。そして、上記各発明は、動き適応処理により静止画と動画が混合された後に、静止画と動画のＳ／Ｎの差が無くなるように、静止画に用いられているフレーム巡回型ノイズ除去方式と同等もしくはそれ以上のノイズ低減効果を動画に対して得るようになるノイズ低減手段を提供することになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係るノイズ低減回路の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を説明するためのブロック図である。同図において、１は、画像信号を入力する入力端子、２-1，２-2は、低域通過フィルタ、３は、高域通過フィルタ、４は、加算回路、５は、出力端子である。低域通過フィルタ２-1，２-2は、入力端子１から入力された信号の８MHz付近の周波数成分を抑圧するように構成される。この実施の形態においては、同図に示されるように、同一の低域通過フィルタ２-1及び２-2を２段に接続して構成され、各フィルタは、縦続する２Ｒの遅延回路の各端子に接続した１／８，３／４及び１／８の各係数器とその係数器の各出力の加算回路からなる。このように、各フィルタにおける係数器は、２のｎ乗分の１の単位の係数となるために容易に装置化でき、延いては、当該ノイズ低減回路を容易に実施し得るものとする。同図におけるＡ点の周波数特性が図２に示されるが、図示のように、８MHz付近では、振幅レベルが抑圧されているが、０まで落とさないようになされている。このフィルタによりノイズが除去されるが、しかし、この時、ノイズと共に画像の高周波成分も除去されてしまい、画質劣化が起こってしまう。しかし、この低域通過フィルタは、振幅レベルを０まで落としていないので、高域通過フィルタ３と加算回路４によって、画像の輪郭成分を復元することができる。
【００１３】この様子を図４を使って説明する。同図において、入力画像信号にノイズが示されているが、ノイズは、レベル的には小さいので、低域通過フィルタ２-1と２-2によって除去されてしまうが、輪郭成分はレベル的に大きいので、低域通過フィルタ２-1と２-2で輪郭がボケるだけで除去はされない（同図中、Ａ点の信号に示される）。したがって、この後、ゲインが２倍の８MHzの高域通過フィルタ３により、低域通過フィルタ２-1および２-2で振幅を抑圧されきらずに残った成分を検出し、低域通過フィルタ出力に加算する。この結果の周波数特性を図３に示す。このように、低域通過フィルタ２-1および２-2で８MHz付近の周波数を０まで抑圧しないことによって、後に８MHz付近の成分は復元することができ、その結果、画像のボケを伴わずにノイズの除去を行うことができる（図４中の出力信号に示される）。
【００１４】図５は、本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を説明するためのブロック図である。同図において、１は、画像信号を入力する入力端子、２は、低域通過フィルタ、５は、出力端子、６は、輪郭検出回路、７，９は、信号切り替え回路、８は、請求項１ないし４記載の発明の実施の形態におけると同じノイズ除去フィルタ、１０は、減算回路、１１は、絶対値回路である。入力端子１から入力された信号は、輪郭検出回路６と低域通過フィルタ２とに入力される。輪郭検出回路６からの信号により、信号切り替え回路７において、輪郭部分は、入力信号を選択し、輪郭以外の部分は、低域通過フィルタ２の出力を選択する。信号切り替え回路７で選択された信号は、請求項１ないし４記載の発明の実施の形態に示したノイズフィルタ８に入力される。ここで用いられる低域通過フィルタ２の構成は、図６に例示されるものである。このように、異なるタイプのノイズ除去フィルタを縦続接続し、入力画像信号によってフィルタを選択することによって、より効果的にノイズの除去を行うことができる。つまり、１段目のノイズ除去フィルタでは、画像のボケを起こさずにノイズを除去するために、輪郭部に関してはノイズ除去操作を行わず、その代わり平坦な部分では低域通過フィルタ２によりノイズ除去を行う。このような信号を請求項１ないし４記載の発明の実施の形態で示したノイズ除去フィルタ８に入力すると、平坦な部分では更にノイズが除去され、又、輪郭部についてもノイズを除去することができる。
【００１５】また、本来、輪郭検出回路６で完全に輪郭を検出することが望ましいが、実際には、あらゆる画像に対して輪郭を完全に検出することは困難である。また、画像には輪郭部とも平坦部ともつかない部分も存在し、輪郭信号によって画像を２値的に切り分けるだけでは不十分である。このため、減算回路１０と絶対値回路１１により入力画像信号とノイズ除去フィルタ８の出力信号との差の絶対値を求め、これを誤差信号とし、この値が大きいときには、画像の劣化が起こっているとして、信号切り替え回路９にて入力信号を選択し出力する。このことにより、画質劣化を少なくすることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下のような効果がある。
（１）請求項１に対応する効果：当該画像信号が入力されるテレビジョン受像機等において、入力画像信号に対して本発明の手段を適用することにより、低域通過フィルタでノイズを除去した後、高域通過フィルタと加算回路を用い、信号を復号することで、画像の輪郭部分のノイズも除くことによって、画質劣化を起こさずに、ノイズを除去できる。
（２）請求項２に対応する効果：上記（１）の効果に加えて、８MHz付近のノイズが除去されることになり、ＭＵＳＥ方式による画像信号において避け難いノイズが除かれて、該方式による画像をより良好にすることができる。
（３）請求項３に対応する効果：上記（１）又は（２）の効果に加えて、当該フィルタを多段とすることによって、一段のフィルタでは実現の困難な回路をより実現し易くすることができる。
（４）請求項４に対応する効果：上記（３）の効果に加えて、当該フィルタを２段の回路構成としたことによって、ＭＵＳＥ方式による画像信号において、避け難い８MHz付近のノイズフィルタの各フィルタ単位を単純な要素で構成できるので、実用化し易い。
（５）請求項５に対応する効果：入力画像信号に対して、画像の輪郭信号により画像の平坦な部分のみにノイズ除去のフィルタをかけ、更に、請求項１ないし４のノイズフィルタを接続することで、画質劣化を起こさずにノイズ除去効果を上げることができる。又、入力画像信号とノイズを除去された信号との差の絶対値を取った信号にて、入力画像信号とノイズ除去された信号とを切り替えることで、請求項１ないし４の発明におけるより、さらに、画質劣化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態に用いられる低域通過フィルタの特性を示すグラフである。
【図３】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態における動作原理を説明する図である。
【図４】本願請求項１ないし４記載の発明の実施の形態におけるノイズ低減回路の各段階における波形変化を示すグラフである。
【図５】本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態に用いられる低域通過フィルタの構成を示すブロック図である。
【図７】従来例のノイズ低減回路の構成を示すブロック図である。
【図８】従来のノイズ低減回路に用いられる非線形回路の入出力特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１，７１…入力画像信号入力端子、２-1，２-2，１２，７２…低域通過フィルタ、３…高域通過フィルタ、４，７４…加算回路、５，７５…出力端子、６…輪郭検出回路、７，９…信号切り替え回路、８…請求項１のノイズフィルタ、１０，７０…減算回路、１１…絶対値回路、７３…非線形処理回路。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号のノイズ低減回路に係わり、より詳細には、ＭＵＳＥ（Multiple sub Nyquist Sampling Encoding）方式の高精細度テレビジョン信号デコーダ，ＥＤＴＶ受像機等の画像のディジタル信号処理を行うテレビジョン受像機等におけるノイズ低減回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＵＳＥデコーダや、ＥＤＴＶ受像機のような、動画と静止画を区別して各々異なった信号処理を行った後、画像の動き情報を基にこれら動画信号と静止画信号を混合するところの、動き適応画像処理システムにおいては、静止画部においては、フレームメモリを用いた巡回型ノイズ除去方式が用いられている。しかしながら、動画部においては、このフレームメモリを用いた巡回型ノイズ除去方式は、画像が２重像になってしまう等の弊害が起こるため、用いることができない。ここで、図７に、従来の動画信号用ノイズ低減回路の構成を例示する。同図において、７１は、画像信号を入力する入力端子、７２は、低域通過フィルタ（以下「ＬＰＦ」と記載する）、７０は、減算回路、７３は、非線形処理回路、７４は、加算回路、７５は、出力端子をそれぞれ示す。入力端子７１より入力された信号は、ＬＰＦ７２，減算回路７０，及び、加算回路７４に分配される。ＬＰＦ７２は、入力信号から高域成分を除去し、低域成分のみ出力する。減算回路７０は、ＬＰＦ７２の出力信号から入力端子７１に入力された信号を減算する。これにより、減算回路７０の出力には、高域の信号成分が抽出される。これが非線形処理回路７３で処理された後、加算回路７４により元の入力信号と加算され、ノイズ低減された信号として出力端子７５から出力される。
【０００３】上記従来のノイズ低減回路に用いられている非線形処理回路７３の入出力特性例を図８に示す。図８から明らかなように、入力レベルの非常に小さい範囲（Ａの部分）においては、誤差として出力を「０」にする。次いで、入力レベルがある程度の大きさの範囲（Ｂの部分）では、ノイズとして、入力レベルに比例したレベルを出力する。さらに、入力レベルの大きい範囲（Ｃの部分）では、入力信号は、ノイズによるものと画像の輪郭成分によるものとが混合しており、かつ入力レベルが大きくなるほど、輪郭成分の割合が多くなるとして、入力レベルに反比例したレベルを出力する。この場合、入出力特性が異なるそれぞれの範囲Ａ,Ｂ,Ｃの設定は、経験的に決められており、又、入力信号のレベルだけでノイズ成分と輪郭成分とを区別しているため、画像の劣化を伴うことなくノイズを除去することは困難であった。
【０００４】また、従来の動画処理回路のノイズ低減技術については、例えば、特開平６−１１３３１５号公報に記載された「ノイズ低減回路」が知られている。この雑音低減回路は、画像の輪郭部を検出し、画像の平坦な部分では高域通過フィルタによりノイズ成分を抽出し、入力信号からこの抽出されたノイズ成分を除去し、画像の輪郭部では入力信号をそのまま出力する構成となっている。しかし、この方式の場合、画像の輪郭部のノイズは除去されないことになる。
【０００５】このように、上記従来のノイズ低減回路の場合、いずれにおいても、高域の周波数成分を除去するという手段をとっているために、高周波のノイズの低減化はなされるが、一方で、映像信号の高周波成分も除去してしまい、その結果、動画の画質劣化（ぼけ）が起こるという問題点があった。すなわち、ノイズの低減効果を得る代わりに、動画の画質が劣化するというトレードオフの関係にあった。また、静止画用ノイズ除去方式に用いられているフレーム巡回方式に比べると、ノイズ除去効果が少なく、動き適応処理をされた後の画像において、動画部と静止画部におけるＳ／Ｎの差が目につき、画質劣化を招いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のような従来における問題点に鑑みてなされたもので、動画のぼけを伴うことなく、また、フレーム巡回型ノイズ除去方式と同等、又は、それ以上のノイズ除去効果を得るようにしたＭＵＳＥ方式による画像信号等の処理を必要とする当該テレビジョン受像機等におけるノイズ低減回路を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、画像信号の入力端子と、該入力端子に入力される入力画像信号の特定の周波数成分のゲインを低下させる低域通過フィルタと、該低域通過フィルタからの出力信号に高域通過フィルタと加算回路を用いることによってゲインの低下した該成分の信号を復元する回路手段と、該回路手段の出力端子を具備し、画質劣化を起こさずにノイズを除去するようにしたことを特徴とする画像信号のノイズ低減回路をなす。そして、この発明において、動画と静止画を区別して各々異なった信号処理を行った後、画像の動き情報を基にこれら動画信号と静止画信号を混合するところの動き適応画像処理システムにおいて、低域通過フィルタと、高域通過フィルタと、加算回路とを具備える構成とし、低域通過フィルタで、特定の周波数成分のゲインを低下させ、低レベルのノイズ成分の除去を行う。しかし、この時、ノイズ成分と共に画像の高周波成分も抑圧されてしまうので、上記高域通過フィルタと加算回路を用い、ゲインを低下された信号成分を復元する。このことにより、画像の輪郭部分のノイズも除去することができるので、画像のボケを起こさずにノイズを除去することができる。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記画像信号がＭＵＳＥ方式による画像信号であり、かつ前記特定の周波数を８MHz付近としたことを特徴とするノイズ低減回路をなし、ＭＵＳＥ方式において避け難い８MHz付近のノイズを除去することにより、ＭＵＳＥ方式による画像をより良好な画質にすることができる。
【０００９】また、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２記載の発明において、前記低域通過フィルタを多段としたことを特徴とするノイズ低減回路をなし、ゲインを低下させるべき所期の周波数成分によっては、一段のフィルタでは実現の難しい回路構成を多段にすることによって、より実現し易くする。
【００１０】また、請求項４記載の発明は、前記請求項３記載の発明において、前記多段のフィルタとして２段のフィルタを用いたことを特徴とするものをなしており、ＭＵＳＥ方式において避け難い８MHz付近のノイズを除去するための低域通過フィルタを２段のフィルタによる回路構成としたことによって、各フィルタを単純な要素で構成できるので実用化し易く、当該方式の画像信号のノイズ低減フィルタとして適した手段を提供することになる。
【００１１】また、請求項５記載の発明は、上記請求項１ないし４各項のいずれかに記載の発明において、前記入力端子と前記低域通過フィルタの間の信号切替え回路と、前記入力画像信号の輪郭検出回路と、該入力画像信号と前記出力端子に生じる信号間の差の絶対値を求める回路と、付加的な低域通過フィルタを具備し、前記輪郭検出回路における輪郭無検出信号によって前記入力画像信号を付加的な低域通過フィルタを介して前記低域通過フィルタに入力するように、また、輪郭有検出信号によって前記入力画像信号を直接に前記低域通過フィルタに入力するように前記信号切替え回路が動作され、さらに、前記絶対値を求める回路の出力が所定の大きさ以上になると、前記出力端子に前記入力画像信号をそのまま出力するようにしたことを特徴とするノイズ低減回路をなす。そして、この発明において、輪郭検出回路からの信号を基に、信号切り替え回路を動作させて、輪郭部では入力信号を選択することで、画像のボケを伴うこと無しにノイズの低減を行うことができ、又、輪郭部以外では、付加的な低域通過フィルタからの出力信号を請求項１ないし４記載のノイズ低減回路に入力することにより、ノイズ除去効果を大きくすることができる。更に、請求項１ないし４記載のノイズ低減回路からの出力と、入力画像信号との差の絶対値を求め、その信号により、請求項１ないし４記載のノイズ低減回路からの出力と入力画像信号とを切り替えて出力する。このことにより、画質劣化をより少なくすることができる。そして、上記各発明は、動き適応処理により静止画と動画が混合された後に、静止画と動画のＳ／Ｎの差が無くなるように、静止画に用いられているフレーム巡回型ノイズ除去方式と同等もしくはそれ以上のノイズ低減効果を動画に対して得るようになるノイズ低減手段を提供することになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係るノイズ低減回路の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を説明するためのブロック図である。同図において、１は、画像信号を入力する入力端子、２-1，２-2は、低域通過フィルタ、３は、高域通過フィルタ、４は、加算回路、５は、出力端子である。低域通過フィルタ２-1，２-2は、入力端子１から入力された信号の８MHz付近の周波数成分を抑圧するように構成される。この実施の形態においては、同図に示されるように、同一の低域通過フィルタ２-1及び２-2を２段に接続して構成され、各フィルタは、縦続する２Ｒの遅延回路の各端子に接続した１／８，３／４及び１／８の各係数器とその係数器の各出力の加算回路からなる。このように、各フィルタにおける係数器は、２のｎ乗分の１の単位の係数となるために容易に装置化でき、延いては、当該ノイズ低減回路を容易に実施し得るものとする。同図におけるＡ点の周波数特性が図２に示されるが、図示のように、８MHz付近では、振幅レベルが抑圧されているが、０まで落とさないようになされている。このフィルタによりノイズが除去されるが、しかし、この時、ノイズと共に画像の高周波成分も除去されてしまい、画質劣化が起こってしまう。しかし、この低域通過フィルタは、振幅レベルを０まで落としていないので、高域通過フィルタ３と加算回路４によって、画像の輪郭成分を復元することができる。
【００１３】この様子を図４を使って説明する。同図において、入力画像信号にノイズが示されているが、ノイズは、レベル的には小さいので、低域通過フィルタ２-1と２-2によって除去されてしまうが、輪郭成分はレベル的に大きいので、低域通過フィルタ２-1と２-2で輪郭がボケるだけで除去はされない（同図中、Ａ点の信号に示される）。したがって、この後、ゲインが２倍の８MHzの高域通過フィルタ３により、低域通過フィルタ２-1および２-2で振幅を抑圧されきらずに残った成分を検出し、低域通過フィルタ出力に加算する。この結果の周波数特性を図３に示す。このように、低域通過フィルタ２-1および２-2で８MHz付近の周波数を０まで抑圧しないことによって、後に８MHz付近の成分は復元することができ、その結果、画像のボケを伴わずにノイズの除去を行うことができる（図４中の出力信号に示される）。
【００１４】図５は、本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を説明するためのブロック図である。同図において、１は、画像信号を入力する入力端子、２は、低域通過フィルタ、５は、出力端子、６は、輪郭検出回路、７，９は、信号切り替え回路、８は、請求項１ないし４記載の発明の実施の形態におけると同じノイズ除去フィルタ、１０は、減算回路、１１は、絶対値回路である。入力端子１から入力された信号は、輪郭検出回路６と低域通過フィルタ２とに入力される。輪郭検出回路６からの信号により、信号切り替え回路７において、輪郭部分は、入力信号を選択し、輪郭以外の部分は、低域通過フィルタ２の出力を選択する。信号切り替え回路７で選択された信号は、請求項１ないし４記載の発明の実施の形態に示したノイズフィルタ８に入力される。ここで用いられる低域通過フィルタ２の構成は、図６に例示されるものである。このように、異なるタイプのノイズ除去フィルタを縦続接続し、入力画像信号によってフィルタを選択することによって、より効果的にノイズの除去を行うことができる。つまり、１段目のノイズ除去フィルタでは、画像のボケを起こさずにノイズを除去するために、輪郭部に関してはノイズ除去操作を行わず、その代わり平坦な部分では低域通過フィルタ２によりノイズ除去を行う。このような信号を請求項１ないし４記載の発明の実施の形態で示したノイズ除去フィルタ８に入力すると、平坦な部分では更にノイズが除去され、又、輪郭部についてもノイズを除去することができる。
【００１５】また、本来、輪郭検出回路６で完全に輪郭を検出することが望ましいが、実際には、あらゆる画像に対して輪郭を完全に検出することは困難である。また、画像には輪郭部とも平坦部ともつかない部分も存在し、輪郭信号によって画像を２値的に切り分けるだけでは不十分である。このため、減算回路１０と絶対値回路１１により入力画像信号とノイズ除去フィルタ８の出力信号との差の絶対値を求め、これを誤差信号とし、この値が大きいときには、画像の劣化が起こっているとして、信号切り替え回路９にて入力信号を選択し出力する。このことにより、画質劣化を少なくすることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下のような効果がある。
（１）請求項１に対応する効果：当該画像信号が入力されるテレビジョン受像機等において、入力画像信号に対して本発明の手段を適用することにより、低域通過フィルタでノイズを除去した後、高域通過フィルタと加算回路を用い、信号を復号することで、画像の輪郭部分のノイズも除くことによって、画質劣化を起こさずに、ノイズを除去できる。
（２）請求項２に対応する効果：上記（１）の効果に加えて、８MHz付近のノイズが除去されることになり、ＭＵＳＥ方式による画像信号において避け難いノイズが除かれて、該方式による画像をより良好にすることができる。
（３）請求項３に対応する効果：上記（１）又は（２）の効果に加えて、当該フィルタを多段とすることによって、一段のフィルタでは実現の困難な回路をより実現し易くすることができる。
（４）請求項４に対応する効果：上記（３）の効果に加えて、当該フィルタを２段の回路構成としたことによって、ＭＵＳＥ方式による画像信号において、避け難い８MHz付近のノイズフィルタの各フィルタ単位を単純な要素で構成できるので、実用化し易い。
（５）請求項５に対応する効果：入力画像信号に対して、画像の輪郭信号により画像の平坦な部分のみにノイズ除去のフィルタをかけ、更に、請求項１ないし４のノイズフィルタを接続することで、画質劣化を起こさずにノイズ除去効果を上げることができる。又、入力画像信号とノイズを除去された信号との差の絶対値を取った信号にて、入力画像信号とノイズ除去された信号とを切り替えることで、請求項１ないし４の発明におけるより、さらに、画質劣化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態に用いられる低域通過フィルタの特性を示すグラフである。
【図３】本願請求項１ないし４記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態における動作原理を説明する図である。
【図４】本願請求項１ないし４記載の発明の実施の形態におけるノイズ低減回路の各段階における波形変化を示すグラフである。
【図５】本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】本願請求項５記載の発明に係わるノイズ低減回路の実施の形態に用いられる低域通過フィルタの構成を示すブロック図である。
【図７】従来例のノイズ低減回路の構成を示すブロック図である。
【図８】従来のノイズ低減回路に用いられる非線形回路の入出力特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１，７１…入力画像信号入力端子、２-1，２-2，１２，７２…低域通過フィルタ、３…高域通過フィルタ、４，７４…加算回路、５，７５…出力端子、６…輪郭検出回路、７，９…信号切り替え回路、８…請求項１のノイズフィルタ、１０，７０…減算回路、１１…絶対値回路、７３…非線形処理回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 画像信号の入力端子と、該入力端子に入力される入力画像信号の特定の周波数成分のゲインを低下させる低域通過フィルタと、該低域通過フィルタからの出力信号に高域通過フィルタと加算回路を用いることによってゲインの低下した該成分の信号を復元する回路手段と、該回路手段の出力端子を具備し、画質劣化を起こさずにノイズを除去するようにしたことを特徴とする画像信号のノイズ低減回路。
【請求項２】 前記画像信号がＭＵＳＥ（Multiple sub Nyquist SamplingEncoding）方式による画像信号であり、かつ、前記特定の周波数を８MHz付近としたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減回路。
【請求項３】 前記低域通過フィルタを多段のフィルタとしたことを特徴とする請求項１又は２記載のノイズ低減回路。
【請求項４】 前記多段のフィルタとして２段のフィルタを用いたことを特徴とする請求項３記載のノイズ低減回路。
【請求項５】 前記入力端子と前記低域通過フィルタの間の信号切替え回路と、前記入力画像信号の輪郭検出回路と、該入力画像信号と前記出力端子に生じる信号間の差の絶対値を求める回路と、付加的な低域通過フィルタを具備し、前記輪郭検出回路における輪郭無検出信号によって前記入力画像信号を付加的な低域通過フィルタを介して前記低域通過フィルタに入力するように、また、輪郭有検出信号によって前記入力画像信号を直接に前記低域通過フィルタに入力するように前記信号切替え回路が動作され、さらに、前記絶対値を求める回路の出力が所定の大きさ以上になると、前記出力端子に前記入力画像信号をそのまま出力するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４の各項のいずれかに記載のノイズ低減回路。
【請求項１】 画像信号の入力端子と、該入力端子に入力される入力画像信号の特定の周波数成分のゲインを低下させる低域通過フィルタと、該低域通過フィルタからの出力信号に高域通過フィルタと加算回路を用いることによってゲインの低下した該成分の信号を復元する回路手段と、該回路手段の出力端子を具備し、画質劣化を起こさずにノイズを除去するようにしたことを特徴とする画像信号のノイズ低減回路。
【請求項２】 前記画像信号がＭＵＳＥ（Multiple sub Nyquist SamplingEncoding）方式による画像信号であり、かつ、前記特定の周波数を８MHz付近としたことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減回路。
【請求項３】 前記低域通過フィルタを多段のフィルタとしたことを特徴とする請求項１又は２記載のノイズ低減回路。
【請求項４】 前記多段のフィルタとして２段のフィルタを用いたことを特徴とする請求項３記載のノイズ低減回路。
【請求項５】 前記入力端子と前記低域通過フィルタの間の信号切替え回路と、前記入力画像信号の輪郭検出回路と、該入力画像信号と前記出力端子に生じる信号間の差の絶対値を求める回路と、付加的な低域通過フィルタを具備し、前記輪郭検出回路における輪郭無検出信号によって前記入力画像信号を付加的な低域通過フィルタを介して前記低域通過フィルタに入力するように、また、輪郭有検出信号によって前記入力画像信号を直接に前記低域通過フィルタに入力するように前記信号切替え回路が動作され、さらに、前記絶対値を求める回路の出力が所定の大きさ以上になると、前記出力端子に前記入力画像信号をそのまま出力するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４の各項のいずれかに記載のノイズ低減回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開平９−２３３３７１
【公開日】平成９年（１９９７）９月５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−３６２８１
【出願日】平成８年（１９９６）２月２３日
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【公開日】平成９年（１９９７）９月５日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）２月２３日
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
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