ノイズ低減装置及びノイズ低減方法
【課題】映像信号のノイズを低減すると共に、テクスチャ部の平滑化を抑える。
【解決手段】第１映像信号の第１注目画素の画素値と複数の第１周辺画素との平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタ１２と、第１映像信号を所定量遅延して第３映像信号として出力する遅延部１３と、第２映像信号の第２注目画素と第２周辺画素を抽出する第１周辺画素取込部１４と、第２注目画素と同一位置にある第３映像信号の第３注目画素と第３周辺画素を抽出する第２周辺画素取込部１５と、第２周辺画素と第２注目画素の画素値による差分値が第１閾値未満であり、かつ、第２周辺画素と同一位置にある第３周辺画素と第３注目画素の画素値との差分値が第２閾値未満のとき、第３周辺画素の画素値を用いて第３注目画素の画素値を算出する相関画素加算部１６とを有する。
【解決手段】第１映像信号の第１注目画素の画素値と複数の第１周辺画素との平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタ１２と、第１映像信号を所定量遅延して第３映像信号として出力する遅延部１３と、第２映像信号の第２注目画素と第２周辺画素を抽出する第１周辺画素取込部１４と、第２注目画素と同一位置にある第３映像信号の第３注目画素と第３周辺画素を抽出する第２周辺画素取込部１５と、第２周辺画素と第２注目画素の画素値による差分値が第１閾値未満であり、かつ、第２周辺画素と同一位置にある第３周辺画素と第３注目画素の画素値との差分値が第２閾値未満のとき、第３周辺画素の画素値を用いて第３注目画素の画素値を算出する相関画素加算部１６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号に含まれるノイズ成分を低減する種々の装置が、従来から提案されている。例えば、ノイズ成分を低減する装置の一つにローパスフィルタ（ＬＰＦ:Low Pass Filter）がある。このＬＰＦは、映像信号を表示した場合の映像画面領域における注目画素の画素値と、その注目画素の周囲に存在する複数の周辺画素の画素値を加算して平均し、その平均値を注目画素の画素値とする装置である。
【０００３】
一方、特許文献１には映像信号のノイズ成分を低減する別の装置が記載されている。特許文献１記載のノイズ低減装置の構成では、映像信号を表示した場合の画面領域における注目画素と、その注目画素の周囲に存在する複数の周辺画素を取り込み、注目画素の画素値と各周辺画素の画素値との差分値を算出し、各差分値が所定の閾値以下であるか否かを判定して、相関関係の高い周辺画素を求める。そして、注目画素の画素値と、相関関係の高い周辺画素の画素値のみを加算して平均し、その平均値を注目画素の画素値とするものである。このようなノイズ低減装置は、ε―フィルタとも呼ばれる。
【０００４】
また、特許文献２には上記特許文献１記載のε―フィルタを改良したノイズ低減装置が記載されている。特許文献２記載のノイズ低減装置の構成は、特許文献１記載の注目画素の画素値と、その注目画素と相関関係の高い周辺画素の画素値を加算して平均する際に、注目画素の画素値に重み付けをして注目画素の画素値を制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−０８６１０４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的なＬＰＦによるノイズ低減装置は、映像信号における相関のないランダムなノイズ成分を低減することができるが、同時に画像のエッジ成分も低減するので、画像の輪郭にぼけを生じさせる。
【０００７】
上記特許文献１記載のノイズ低減装置は、上記のＬＰＦと比較すると、画像のエッジ成分のぼけを低減することができる。しかし、このようなノイズ低減装置では、相関関係の高い周辺画素を求める際に用いる閾値を小さくすると、ノイズ成分の低減が不十分となる。また、閾値を大きくすると、注目画素に対して、その注目画素の周囲に存在する周辺画素の画素値がある程度変化する部分、いわゆるテクスチャ部までも平滑化するので、画像全体にぼけを生じさせる。
【０００８】
さらに、上記特許文献２記載のノイズ低減装置は、注目画素に重み付けを行う構成であり、上記特許文献１記載のノイズ低減装置と比較すると、ノイズ低減効果は高くなる。しかし、注目画素の画素値とその注目画素と相関関係の高い周辺画素の画素値とを加算して平均する構成については特許文献１記載と同様の構成である。そのため、特許文献２記載のノイズ低減装置でも、相関関係の高い周辺画素を求めるときに用いる閾値を小さくすると、ノイズ成分の低減が不十分となる。また、閾値を大きくすると、テクスチャ部も平滑化するので、画像全体にぼけを生じさせる。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ランダムノイズを低減し、テクスチャ部の平滑化を抑えて画像の輪郭を明確にする映像信号のノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記した従来の技術の課題を解決するため、入力される第１の映像信号を記憶する記憶部（１１）と、第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、第１の注目画素の画素値と、第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタ（１２）と、第１の映像信号を所定量遅延し、ローパスフィルタより第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、所定量遅延した第１の映像信号を第３の映像信号として出力する遅延部（１３）と、第２の映像信号の第２の注目画素と、第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出する第１の周辺画素取込部（１４）と、第２の注目画素と同一の画素位置にある第３の映像信号の第３の注目画素と第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出する第２の周辺画素取込部（１５）と、第２の周辺画素のそれぞれに対して、第２の周辺画素の画素値と第２の注目画素の画素値との第１の差分値の絶対値を算出し、第２の周辺画素と同一の画素位置にある第３の周辺画素の画素値と第３の注目画素の画素値との第２の差分値の絶対値を算出し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関が高いと判定し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した第３の周辺画素の画素値を用いて第３の注目画素の画素値を算出する相関画素加算部（１６）とを有することを特徴とするノイズ低減装置（１）を提供する。
また、第１の映像信号の第４の注目画素の周囲に存在する複数の第４の周辺画素のそれぞれに対して、前記第４の周辺画素の画素値から第４の注目画素の画素値を減算し、所定数の前記減算した値が第３の閾値以上である場合に、第４の注目画素の画素値はインパルスノイズであると判定し、インパルスノイズと判定した第４の注目画素の画素値は、少なくとも１つの第４の周辺画素に基いて決定するインパルスノイズ低減部（６１）を有することが望ましい。
【００１１】
また、本発明は、入力される第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、第１の注目画素の画素値と、第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した平均値を第２の映像信号として出力し、第１の映像信号を所定量遅延し、ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、所定量遅延した第１の映像信号を第３の映像信号として出力し、第２の映像信号の第２の注目画素と、第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出し、第２の注目画素と同一の画素位置にある第３の映像信号の第３の注目画素と第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出し、第２の周辺画素のそれぞれに対して、第２の周辺画素の画素値と第２の注目画素の画素値との第１の差分値の絶対値を算出し、第２の周辺画素と同一の画素位置にある第３の周辺画素の画素値と第３の注目画素の画素値との第２の差分値の絶対値を算出し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関が高いと判定し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値が第２の閾値以上である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した第３の周辺画素の画素値に基いて第３の注目画素の画素値を算出することを特徴とするノイズ低減方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、映像信号のノイズを低減すると共に、テクスチャ部の平滑化を抑えることができるので、ぼけの少ない映像表示を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック構成図である。
【図２】ノイズ低減装置の記憶部の一例を示す構成図である。
【図３】ノイズ低減装置の記憶部の別の一例を示す構成図である。
【図４】注目画素と周辺画素の関係を説明するための説明図である。
【図５】遅延部とＬＰＦにおける映像信号のタイミングチャートである。
【図６】注目画素と周辺画素の画素位置を説明するための説明図である。
【図７】周辺画素取込部の一例を示す構成図である。
【図８】周辺画素取込部の一例を示す構成図である。
【図９】εフィルタの特性を説明する説明図である。
【図１０】従来のεフィルタにより出力される映像信号と、相関画素加算部より出力される映像信号を比較して説明するための説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態におけるノイズ低減方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。
【図１３】インパルスノイズを含む映像信号のインパルノイズ低減処理をする前と後の映像信号を比較して説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態におけるノイズ低減装置及びノイズ低減方法について、添付図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態におけるノイズ低減装置１のブロック構成図の一例である。ノイズ低減装置１は、記憶部１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２、遅延部１３、周辺画素取込部１４，１５、相関画素加算部１６、制御部２１、遅延制御部２２、ＬＰＦ制御部２３、閾値制御部２４を有する。
【００１５】
ノイズ低減装置１の記憶部１１には、例えば不図示のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で構成される撮像部、あるいは、外部の放送局、通信網（インターネットやＬＡＮ）などから、映像信号Ｆ０が入力される。映像信号Ｆ０は、所定の方式により圧縮された映像信号をデコード処理した信号である。
【００１６】
図２に示す記憶部１１Ａは、図１に示す記憶部１１の構成図の一例である。記憶部１１Ａは、複数のラインメモリ１１Ａ１〜１１Ａ６により構成される。ここで、記憶部１１から出力される映像信号Ｆ０は、ライン毎の映像信号Ｆ０jと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における垂直方向のライン番号を示す整数値である。
【００１７】
最初に、ラインメモリ１１Ａ１は、記憶部１１Ａに入力される１ライン分の映像信号Ｆ０1を記憶する。ラインメモリ１１Ａ２は、続いて記憶部１１Ａに入力される映像信号Ｆ０1の次の１ライン分の映像信号Ｆ０2を記憶する。同様にして、ラインメモリ１１Ａ３は映像信号Ｆ０2の次の１ライン分の映像信号Ｆ０3を、ラインメモリ１１Ａ４は映像信号Ｆ０3の次の１ライン分の映像信号Ｆ０4を、ラインメモリ１１Ａ５は映像信号Ｆ０4の次の１ライン分の映像信号Ｆ０5を、ラインメモリ１１Ａ６は映像信号Ｆ０5の次の１ライン分の映像信号Ｆ０6をそれぞれ記憶する。
【００１８】
記憶部１１Ａは、７ライン目の映像信号Ｆ０7が入力されると、記憶部１１Ａのラインメモリで記憶することなく、そのまま映像信号Ｆ０7として出力する。その際、映像信号Ｆ０7の出力タイミングと同一のタイミングで、ラインメモリ１１Ａ１〜１１Ａ６に記憶している各映像信号Ｆ０1〜Ｆ０6を出力する。すなわち、記憶部１１Ａは、垂直方向において同一の画素位置にある画素毎に映像信号Ｆ０1〜Ｆ０7を同時に出力する。
【００１９】
図３に示す記憶部１１Ｂは、図１に示す記憶部１１の構成図の別の一例である。記憶部１１Ｂは、６ライン分を記憶するメモリ１１Ｂ１と、ライトアドレス制御部１１Ｂ２と、リードアドレス制御部１１Ｂ３により構成される。最初に、ライトアドレス制御部１１Ｂ２は、メモリ１１Ｂ１のアドレスを制御して、入力される映像信号Ｆ０を順次、メモリ１１Ｂ１に記憶させる。
【００２０】
記憶部１１Ｂは、さらに映像信号Ｆ０が入力されると、記憶部１１Ｂのメモリ１１Ｂ１で記憶することなく、そのまま映像信号Ｆ０7として出力する。その際、リードアドレス制御部１１Ｂ３は、メモリ１１Ｂ１の読み出すアドレスを制御して、７ライン目の映像信号Ｆ０7の出力タイミングと同じタイミングで、メモリ１１Ｂ１に記憶している６ライン分の各映像信号Ｆ０1〜Ｆ０6を同時に出力する。すなわち、記憶部１１Ｂは、垂直方向において同一の画素位置にある画素毎に映像信号Ｆ０1〜Ｆ０7を同時に出力する。記憶部１１Ａ，１１Ｂは７ライン分の映像信号を同時に出力する構成として説明したが、ライン数等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
記憶部１１（１１Ａ，１１Ｂ）から出力された７ライン分の映像信号Ｆ０は、ＬＰＦ１２と、遅延部１３に入力される。ＬＰＦ１２は、ＬＰＦ制御部２２により供給される制御信号Ｃ１と、記憶部１１より入力される映像信号Ｆ０のノイズ低減処理の対象とする注目画素の画素値をその注目画素の周囲に存在する周辺画素の画素値に基いて順次平滑化する。
【００２２】
制御部２１は、ＬＰＦ制御部２２、遅延制御部２３、閾値制御部２４を制御する。そして、制御部２１は、映像信号Ｆ０のノイズ成分は多いと判断するときは、ＬＰＦ制御部２２に対して、ＬＰＦ１２での平滑化処理を強くするように制御する。
【００２３】
図４は、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の関係を説明するための説明図である。図４に示すように、黒色表示で示す注目画素Ｐ０を中心として、注目画素Ｐ０の周囲に存在する白抜表示で示す画素を周辺画素Ｐ１とする。例えば、図４の場合、周辺画素Ｐ１は、注目画素Ｐ０を中心とする水平方向及び垂直方向にそれぞれ７画素分の画素である。すなわち、１つの注目画素Ｐ０に対して、周辺画素Ｐ１の画素数は７×７−１＝４８個である。なお、画像の左右あるいは上下の端部にある注目画素Ｐ０を対象とする場合は、周辺画素Ｐ１の画素数を少なくしてもよい。
【００２４】
ＬＰＦ制御部２２は、制御部２１より供給される制御信号Ｃ１に基いて、ＬＰＦ１２での平滑化処理に使用する周辺画素Ｐ１の個数を設定する。周辺画素Ｐ１の画素数は、注目画素Ｐ０を中心として水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、合計（Ｎ×Ｍ−１）個である。そして、ＬＰＦ制御部２２は、周辺画素Ｐ１の個数を示す制御信号Ｃ１をＬＰＦ１２に供給する。また、映像信号Ｆ０を表示した場合の画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態などにより、周辺画素Ｐ１の個数を設定してもよい。なお、画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態は、制御部２１が判別する構成としてもよい。
【００２５】
さらに、ＬＰＦ制御部２２は、ユーザにより入力される情報に基いて、周辺画素Ｐ１の個数を設定してもよい。ＬＰＦ制御部２２によって設定される周辺画素Ｐ１の個数を多くするほどノイズを低減することはできるが、画像のエッジ部分にぼけを生じさせることにもなるので、画像の絵柄あるいはノイズの状態に応じて適切に設定することが望ましい。なお、第１実施形態では、ＬＰＦ制御部２２は、周辺画素Ｐ１の個数を図４に示す４８画素分として設定するがこれに限定されるものではない。
【００２６】
ＬＰＦ１２は、映像信号Ｆ０における注目画素Ｐ０の画素値と、図４に示す４８画素分の周辺画素Ｐ１の各画素値とをすべて加算して平均値を算出する。そして、この平均値を注目画素Ｐ０の画素値とし、注目画素Ｐ０を順に変更して注目画素Ｐ０毎に画素値を算出する。なお、画素値とは、映像信号中の輝度情報、色差情報等を示す値である。
【００２７】
ＬＰＦ１２での処理は、一般に平滑化処理と呼ばれるものであり、平滑化処理によって得られる映像信号による画像は、画像全体にノイズが低減される。ＬＰＦ１２は、この平滑化処理によって得られる注目画素Ｐ０毎の画素値を映像信号ＦＬとして周辺画素取込部１４に出力する。
【００２８】
遅延制御部２３は、制御部２１の制御により、ＬＰＦ１２から周辺画素取込部１４に出力される映像信号ＦＬのタイミングに同期して、遅延部１３から周辺画素取込部１５に対して映像信号ＦＤを出力するように、遅延部１３で映像信号Ｆ０を遅延させる遅延量を決定する。そして、遅延制御部２３は、その遅延量を示す制御信号Ｃ２を遅延部１３に供給する。
【００２９】
遅延部１３は、遅延制御部２３より供給される制御信号Ｃ２に基いて、入力される映像信号Ｆ０を所定量遅延し、遅延した映像信号ＦＤを周辺画素取込部１５に出力する。
【００３０】
図５は、ＬＰＦ１２と遅延部１３に入力される映像信号Ｆ０、ＬＰＦ１２と遅延部１３よりそれぞれ出力される映像信号ＦＬ，ＦＤのタイミングチャートを示している。ＬＰＦ１２及び遅延部１３には、記憶部１１より図５（Ａ）に示す映像信号Ｆ０が入力される。ＬＰＦ１２は、制御信号Ｃ１に基いて、図５（Ａ）に示す入力映像信号Ｆ０を平滑化処理し、映像信号Ｆ０の入力タイミングから平滑化処理に要するｔ時間分遅延して、図５（Ｂ）に示す平滑化処理後の映像信号ＦＬを出力する。遅延部１３は、制御信号Ｃ２に基いて、ＬＰＦ１２からの映像信号ＦＬの出力と同じタイミングとなるように、図５（Ａ）に示す入力映像信号Ｆ０をｔ時間遅延して、図５（Ｃ）に示す映像信号ＦＤを出力する。
【００３１】
周辺画素取込部１４は、ＬＰＦ１２より供給される映像信号ＦＬのノイズ低減処理の対象とする注目画素Ｐ０を中心として、その注目画素Ｐ０の周囲の水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、すなわち注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１を合わせてＮ×Ｍ個の画素を抽出する。なお、第１実施形態では、周辺画素取込部１４は、図４で説明したＬＰＦ１２の場合と同様に、注目画素Ｐ０を中心として水平方向及び垂直方向にそれぞれ７画素分の周辺画素Ｐ１を抽出するものとして説明する。
【００３２】
図６は、周辺画素取込部１４で抽出される注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の画素位置の一例を説明するための説明図である。図６に示すように、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の画素位置（位置座標）はＰ(x,y)で示される。ここで、x，yは共に１〜７の整数値である。注目画素Ｐ０の画素位置は、４ライン目の中央の画素であり画素Ｐ（4,4）で示される。周辺画素Ｐ１は、画素Ｐ（4,4）を除く画素Ｐ（1,1）〜Ｐ（7,1）、Ｐ（1,2）〜（7,2）、Ｐ（1,3）〜Ｐ（7,3）、Ｐ（1,4）〜Ｐ（3,4）、Ｐ（5,4）〜Ｐ（7,4）、Ｐ（1,5）〜Ｐ（7,5）、Ｐ（1,6）〜Ｐ（7,6）、Ｐ（1,7）〜Ｐ（7,7）で示される。
【００３３】
図７は、周辺画素取込部１４の一例を示す構成図である。周辺画素取込部１４は、映像信号ＦＬの７ライン分に対応した入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０を有する。そして、入力端子１４Ａ０の後段には６個の遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６を有する。各遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６は、入力される１ライン目の映像信号ＦＬをそれぞれ１画素ずつ遅延する。図７の各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６の“Ｔ”は１画素の遅延を意味するものである。
【００３４】
入力端子１４Ａ０と同様に、入力端子１４Ｂ０の後段には６個の遅延器１４Ｂ１〜１４Ｂ６、入力端子１４Ｃ０の後段には６個の遅延器１４Ｃ１〜１４Ｃ６、入力端子１４Ｄ０の後段には６個の遅延器１４Ｄ１〜１４Ｄ６、入力端子１４Ｅ０の後段には６個の遅延器１４Ｅ１〜１４Ｅ６、入力端子１４Ｆ０の後段には６個の遅延器１４Ｆ１〜１４Ｆ６、入力端子１４Ｇ０の後段には６個の遅延器１４Ｇ１〜１４Ｇ６を有する。そして、各遅延器１４Ｂ１〜１４Ｂ６、１４Ｃ１〜１４Ｃ６、１４Ｄ１〜１４Ｄ６、１４Ｅ１〜１４Ｅ６、１４Ｆ１〜１４Ｆ６、１４Ｇ１〜１４Ｇ６は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６と同様に、それぞれ映像信号ＦＬを１画素ずつ遅延する。
【００３５】
ここで、周辺画素取込部１４に入力される映像信号ＦＬは、ライン毎の映像信号ＦＬjと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における水平方向のライン番号を示す整数値である。
【００３６】
１ライン目の映像信号ＦＬ1は、図７に示す周辺画素取込部１４の入力端子１４Ａ０に対して、画素毎に順次入力される。図６に示す１ライン目の画素Ｐ（1,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６によって６画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ６の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（2,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ５によって５画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ５の出力から抽出される。さらに、図６に示す画素Ｐ（3,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ４によって４画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ４の出力から抽出される。
【００３７】
また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（4,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ３の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（5,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１，１４Ａ２によって２画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ２の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（6,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１によって１画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ１の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（7,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延されることなく、入力端子１４Ａ０の出力から抽出される。
【００３８】
１ライン目の映像信号ＦＬ1と同様に、２ライン目〜７ライン目の映像信号ＦＬ2〜ＦＬ7についても、図７に示す周辺画素取込部１４の入力端子１４Ｂ０〜１４Ｇ０にそれぞれ入力される。そして、周辺画素取込部１４は、１ライン目の映像信号ＦＬ1と同様に、各入力端子１４Ｂ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ｂ１〜１４Ｇ６の出力から、図６に示す各画素Ｐ（x,y）の映像信号ＦＬを抽出する。例えば、図６に示す注目画素Ｐ０である４ライン目の画素Ｐ（4,4）の映像信号ＦＬ4は、遅延器１４Ｄ１〜１４Ｄ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ｄ３の出力から抽出されるものである。
【００３９】
そして、周辺画素取込部１４は、各入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ１から出力される画素毎の映像信号ＦＬを相関画素加算部１６に出力する。
【００４０】
一方、遅延部１３より出力される映像信号ＦＤは、周辺画素取込部１５に入力される。周辺画素取込部１５は、映像信号ＦＤにおいて、周辺画素取込部１４で映像信号ＦＬの注目画素Ｐ０とした同一の画素位置を注目画素Ｐ０とする。そして、周辺画素取込部１４と同様に、その注目画素Ｐ０を中心として、注目画素Ｐ０の周囲の水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、すなわち注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１を合わせてＮ×Ｍ個の画素を抽出する。
【００４１】
図８は、周辺画素取込部１５の一例を示す構成図である。周辺画素取込部１５は、映像信号ＦＤの７ライン分に対応した入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０を有する。そして、入力端子１５Ａ０の後段には６個の遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６を有する。各遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６は、入力される１ライン目の映像信号ＦＤをそれぞれ１画素ずつ遅延する。図８の各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６の“Ｔ”は、図７と同様に１画素の遅延を意味するものである。
【００４２】
入力端子１５Ａ０と同様に、入力端子１５Ｂ０の後段には６個の遅延器１５Ｂ１〜１５Ｂ６、入力端子１５Ｃ０の後段には６個の遅延器１５Ｃ１〜１５Ｃ６、入力端子１５Ｄ０の後段には６個の遅延器１５Ｄ１〜１５Ｄ６、入力端子１５Ｅ０の後段には６個の遅延器１５Ｅ１〜１５Ｅ６、入力端子１５Ｆ０の後段には６個の遅延器１５Ｆ１〜１５Ｆ６、入力端子１５Ｇ０の後段には６個の遅延器１５Ｇ１〜１５Ｇ６を有する。そして、各遅延器１５Ｂ１〜１５Ｂ６、１５Ｃ１〜１５Ｃ６、１５Ｄ１〜１５Ｄ６、１５Ｅ１〜１５Ｅ６は、１５Ｆ１〜１５Ｆ６、１５Ｇ１〜１５Ｇ６は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６と同様に、それぞれ映像信号ＦＤを１画素ずつ遅延する。
【００４３】
ここで、周辺画素取込部１５に入力される映像信号ＦＤは、ライン毎の映像信号ＦＤjと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における水平方向のライン番号を示す整数値である。
【００４４】
１ライン目の映像信号ＦＤ1は、図８に示す周辺画素取込部１５の入力端子１５Ａ０に対して、画素毎に順次入力される。図６に示す１ライン目の画素Ｐ（1,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６によって６画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ６の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（2,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ５によって５画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ５の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（3,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ４によって４画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ４の出力から抽出される。
【００４５】
また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（4,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ３の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（5,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ２によって２画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ２の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（6,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１によって１画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ１の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（7,1）の映像信号ＦＤは、遅延されることなく、入力端子１５Ａ０の出力から抽出される。
【００４６】
１ライン目の映像信号ＦＤ1と同様に、２ライン目〜７ライン目の映像信号ＦＤ2〜ＦＤ7についても、図８に示す周辺画素取込部１５の入力端子１５Ｂ０〜１５Ｇ０にそれぞれ入力される。そして、周辺画素取込部１５は、１ライン目の映像信号ＦＤ1と同様に、各入力端子１５Ｂ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ｂ１〜１５Ｇ６の出力から、図６に示す各画素Ｐ（i,j）の映像信号ＦＤを抽出する。例えば、図６に示す注目画素Ｐ０である４ライン目の画素Ｐ（4,4）の映像信号ＦＤ4は、遅延器１５Ｄ１〜１５Ｄ３によって３画素分遅延され、遅延器１５Ｄ３の出力から抽出されるものである。
【００４７】
そして、周辺画素取込部１５は、各入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ａ１〜１５Ｇ６から出力される画素毎の映像信号ＦＤを相関画素加算部１６に出力する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では図８に示す周辺画素取込部１５と図７に示す周辺画素取込部１４は同一の構成である。また、図８に示す周辺画素取込部１５の各入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ａ１〜１５Ｇ６のそれぞれから相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、図７に示す周辺画素取込部１４の各入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６のそれぞれから相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ同一の画素位置の映像信号に対応している。
【００４９】
例えば、入力端子１５Ａ０から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、入力端子１４Ａ０から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ画素Ｐ（7,1）の映像信号であり、遅延器１５Ａ１から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、入力端子１４Ａ１から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ画素Ｐ（6,1）の映像信号である。なお、本実施形態では、周辺画素取込部１４と周辺画素取込部１５とが同一の構成として説明したが、別の構成とすることも可能である。
【００５０】
閾値制御部２４は、制御部２１より供給される不図示の自動利得制御部（ＡＧＣ：Auto Gain Control）で用いるゲインの値に基いて、後述する相関画素加算部１６で用いる閾値ε１，ε２を設定する。なお、制御部２１が判別する画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態によって、閾値ε１，ε２を設定してもよい。また、ユーザにより入力される情報に基いて、閾値ε１，ε２を設定してもよい。そして、閾値制御部２４は、相関画素加算部１６に閾値ε１，ε２を示す制御信号Ｃ３を供給する。
【００５１】
相関画素加算部１６は、ＬＰＦ１２によって平滑化処理され周辺画素取込部１４により取り込まれた周辺画素Ｐ１毎に、映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ１の画素値から注目画素Ｐ０の画素値を減算して差分値Ｄ１を算出する。
【００５２】
また、相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１５により抽出された映像信号ＦＤについて、前述の差分値Ｄ１を算出した周辺画素Ｐ１と同一の画素位置にある周辺画素Ｐ１の画素値から注目画素Ｐ０の画素値を減算して差分値Ｄ２を算出する。
【００５３】
そして、相関画素加算部１６は、閾値制御部２３より供給される制御信号Ｃ３に基いて、差分値Ｄ１の絶対値が予め定められる閾値ε１未満であるか否か、及び差分値Ｄ２の絶対値が予め定められる閾値ε２未満であるか否かを判定する。
【００５４】
相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１４，１５のそれぞれの同一の画素位置にある周辺画素Ｐ１について、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満である場合、その周辺画素Ｐ１は注目画素Ｐ０と相関関係が高いと判定する。一方、相関画素加算部１６は、上記条件に当てはまらない場合、すなわち、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１以上、または、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２以上である場合、その周辺画素Ｐ１は注目画素Ｐ０と相関関係がないと判定する。相関画素加算部１６は、この差分値Ｄ１，Ｄ２の算出と相関関係の判定を周辺画素Ｐ１毎に繰り返し行う。
【００５５】
相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１５より入力されるすべての映像信号ＦＤにおいて、相関関係の高いと判定した周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値を加算して合計値Ｖを算出する。その合計値Ｖを算出する際に加算した注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の合計の画素数で除算して平均値を算出し、その平均値を注目画素Ｐ０の画素値とする。なお、相関画素加算部１６は、相関関係の高いと判定した周辺画素Ｐ１について算出した差分値Ｄ２を加算して平均値を算出する構成でもよい。
【００５６】
ここで、各画素Ｐの画素位置をＰ（i,j）、注目画素Ｐ０の画素位置をＰ（cx,cy）、相関画素換算部１６で算出する注目画素Ｐ０の画素値をＶ（cx,cy）とする。上記説明した相関画素加算部１６における注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値Ｖ（cx,cy）の算出は、以下の数１式を用いて表すこともできる。
【００５７】
【数１】
ただし、ａ（i,j）はＰ（i,j）毎に設定する係数、ＦＤ（i,j）は映像信号ＦＤにおける画素Ｐ（i,j）の画素値、ＦＬ（i,j）は映像信号ＦＬにおける画素Ｐ（i,j）の画素値、Ｎは水平方向の周辺画素Ｐ１の画素数、Ｍは垂直方向の周辺画素Ｐ１の画素数である。また、関数Ｇ[ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）]は、以下の数２式を用いて表される。
【数２】
第１実施形態では、係数ａ（i,j）はすべてのＰ（i,j）に対してすべて１とするが、例えば、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１で値を変えるなど種々の変更が可能である。
【００５８】
図９は、εフィルタの特性を説明する説明図である。図９に示すように、εフィルタは、入力信号（ＦＤ（i,j）−ＦＤ（cx,cy））の絶対値が閾値ε未満の場合に出力信号をＧ［ＦＤ（i,j）−ＦＤ（ｃｘ、ｃｙ）］、入力信号（ＦＤ（i,j）−ＦＤ（cx,cy））の絶対値が閾値ε以上の場合に、出力信号を０とするものである。
【００５９】
数１，数２式に示す関数Ｇ［ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）］は、図９に示すεフィルタを２種類の映像信号ＦＤ，ＦＬと２種類の閾値ε１、ε２に適用したものである。よって、関数Ｇ［ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）］の基本的な特性は
、図９に示すεフィルタの特性と同様である。
【００６０】
数１，数２式によれば、映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＬ（i,j）と注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＬ（cx,cy）差分値の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）と注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）との差分値の絶対値が閾値ε２未満のときに、注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）に周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）を周辺画素Ｐ（cx,cy）毎に順次加算する。
【００６１】
さらに、注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）と数１，数２式を満たす周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）の合計値Ｖ（cx,cy）を算出する。合計値Ｖ（cx,cy）をその合計値Ｖを算出する際に加算した注目画素Ｐ（cx,cy）と周辺画素Ｐ（cx,cy）の合計の画素数で除算して平均値を算出し、その平均値を注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）とする。
【００６２】
相関画素加算部１６は、以上説明したように注目画素Ｐ（cx,cy）毎に算出した画素値を映像信号Ｆ１として出力する。この映像信号Ｆ１が第１実施形態においてノイズ低減した映像信号となる。
【００６３】
図１０は、従来のεフィルタにより出力される映像信号と、相関画素加算部１６より出力される映像信号Ｆ１を比較して説明するための説明図である。図１０
は、横軸に１ラインの一部分の画素、縦軸に各画素の画素値を示し、各画素値を丸印で示したものである。縦軸の画素値は、図１０に示す画素ＰＢの画素値からのレベル差で示している。
【００６４】
図１０（Ａ）は、ノイズ低減装置１に入力される映像信号Ｆ０である。図１０（Ａ）の右側に示すテクスチャ部は、周辺の他の画素と比べて画素値の高い画像の絵柄（模様）に相当する。
【００６５】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す映像信号Ｆ０をＬＰＦにより周辺画素Ｐ１をすべて加算して平均した映像信号、すなわち平滑化処理した映像信号である。図１０（Ｂ）に示すように、ＬＰＦより出力された映像信号では、テクスチャ部の左側に示すエッジ成分が低減され、この映像信号による画像のエッジはぼけてしまう。
【００６６】
また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示すε２を閾値とする場合における従来のεフィルタによる映像信号でもある。図１０（Ａ）に示すように、画素ＰＢを注目画素Ｐ０とする場合、画素ＰＢと周辺画素Ｐ１の画素値のレベル差の絶対値がすべて閾値ε２未満である。そのため、注目画素Ｐ０を順次変えて映像信号Ｆ０のノイズ低減処理を行うと、図１０（Ｂ）に示す映像信号となる。
【００６７】
さらに、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）に示す映像信号Ｆ０を本実施形態のノイズ低減装置１によりノイズ低減処理した映像信号Ｆ１である。ここで、図１０（Ａ）に示す映像信号が遅延部１３により所定量遅延されて周辺画素取込部１５より出力される映像信号ＦＤ、図１０（Ｂ）に示す映像信号がＬＰＦ１２で平滑化処理されて周辺画素取込部１４より出力される映像信号ＦＬと考えることができる。そして、注目画素Ｐ０毎に、図１０（Ａ）に示す映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値の差分値Ｄ２の絶対値が図１０（Ａ）に示す閾値ε２未満であり、図１０（Ｂ）に示す映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値の差分値Ｄ１の絶対値が図１０（Ｂ）に示す閾値ε１未満である場合に、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係が高いと判定してノイズ低減処理を行うと、図１０（Ｃ）に示す映像信号となる。
【００６８】
図１０（Ｃ）に示すように、第１実施形態のノイズ低減装置１によれば、図１０（Ａ）の左側に示すノイズ成分を低減して平坦部となり、かつ右側のテクスチャ部と平坦部の境界のエッジが明確になる。
【００６９】
次に、ノイズ低減装置１を用いたノイズ低減方法について説明する。図１１は、ノイズ低減方法を説明するフローチャートである。
【００７０】
ノイズ低減装置１の記憶部１１は、入力される複数ライン分の映像信号を記憶し、複数ライン分の映像信号Ｆ０をライン毎に同時に出力する（ステップＳ０１）。ＬＰＦ１２は、映像信号Ｆ０を平滑化処理して映像信号ＦＬを出力する。また、遅延部１３は、映像信号Ｆ０を所定量遅延して、ＬＰＦ１２より出力される映像信号に同期して出力する（ステップＳ０２）。
【００７１】
そして、周辺画素取込部１４は、ＬＰＦ１２より出力された映像信号ＦＬにおける注目画素Ｐ０と所定数の周辺画素Ｐ１を抽出する。また、周辺画素取込部１５は、遅延部１３より出力された映像信号ＦＤにおける注目画素Ｐ０と所定数の周辺画素Ｐ１を抽出する（ステップＳ０３）。
【００７２】
続いて、相関画素加算部１６は、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１があるか否かを判定する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４で差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がある場合（ステップＳ０４，Ｙ）、周辺画素取込部１４より出力される映像信号ＦＬの周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値Ｄ１を算出する。また、周辺画素取込部１５より出力される映像信号ＦＤの周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値Ｄ２を算出する（ステップＳ０５）。
【００７３】
そして、相関画素加算部１６は、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満であるかを判定する（ステップＳ０６）。ステップＳ０６で、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満である場合（ステップＳ０６，Ｙ）、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係が高いと判定し、合計値Ｖに現在対象としている映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ１の画素値を加算して（ステップＳ０７）、ステップＳ０４に戻る。合計値Ｖの初期値は、映像信号ＦＤにおける注目画素Ｐ０の画素値である。また、ステップＳ０６で、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１以上、または、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２以上である場合（ステップＳ０６，Ｎ）、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係はないと判定し、ステップＳ０４に戻る。ステップＳ０４で、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がある場合には、以降ステップＳ０５〜Ｓ０７の処理を繰り返す。
【００７４】
一方、ステップＳ０４で、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がない場合（ステップＳ０４，Ｎ）、合計値ＶをステップＳ０７で加算した回数に１を加えた数で除算して周辺画素Ｐ１の平均値を求め、その平均値を注目画素Ｐ０の画素値とする（ステップＳ０８）。なお、注目画素Ｐ０の画素値は、相関関係の高い周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値を加算することによって算出してよい。
【００７５】
以上説明したように、ノイズ低減装置１を用いたノイズ低減方法によっても、図１０（Ｃ）に示すように、映像信号のノイズを低減すると共に、平坦部とテクスチャ部の境界のエッジを明確にすることができる。
【００７６】
（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。図１２において、インパルスノイズ低減部６１が図１と異なる構成であり、その他の図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
インパルスノイズ低減部６１は、記憶部１１より入力される映像信号Ｆ０における注目画素Ｐ０の画素値から、注目画素Ｐ０の周囲に存在する各周辺画素Ｐ１の画素値を減算する。そして、周辺画素Ｐ１毎に周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０との減算値を算出する。所定数の減算値が予め定められる閾値ε３以上である場合に、注目画素Ｐ０の画素値はインパルスノイズであると判定する。なお、閾値ε３以上となる１つの減算値が得られた段階でインパルスノイズと判定する構成でもよい。また、周辺画素Ｐ１の個数は、例えば注目画素を中心として垂直方向に３画素分、水平方向に３画素分、注目画素Ｐ０を含めて合計９個とする。
【００７８】
インパルノイズ低減部６１は、インパルスノイズと判定した注目画素Ｐ０の画素値を複数の周辺画素Ｐ１の平均値で置き換える。図１３はインパルスノイズを含む映像信号Ｆ０のインパルノイズ低減処理をする前と後の映像信号Ｆ０を説明するための説明図である。
【００７９】
図１３（Ａ）は、インパルスノイズ低減部６１に入力される映像信号Ｆ０を示している。図１３は、横軸に１ラインの一部分の画素、縦軸に各画素の画素値を示し、各画素値を丸印で示したものである。縦軸の画素値は、画素ＰＢの画素値からのレベル差で示している。また、図１３（Ａ）に示す画素ＰＩがインパルスノイズに相当する画素である。
【００８０】
図１３（Ａ）に示すように、画素ＰＩの画素値と画素ＰＢの画素値とのレベル差の絶対値がεフィルタで用いる閾値εより大きい場合、従来のεフィルタや第１実施形態のノイズ低減装置では、画素ＰＩのインパルスノイズを低減することができない。
【００８１】
図１３（Ｂ）は、インパルスノイズ低減部６１にてインパルスノイズ低減処理がされて出力される映像信号Ｆ０を示している。図１３（Ｂ）に示すように、上記のインパルスノイズ低減処理によれば、画素ＰＩのインパルスノイズを低減し、画素ＰＩの画素値と画素ＰＢの画素値のレベル差の絶対値を閾値ε１以下にすることができる。そして、インパルスノイズ低減部６１は、インパルスノイズ低減処理を行った映像信号Ｆ０を第１実施形態で説明したＬＰＦ１２及び遅延部１３に出力する。本実施形態のノイズ低減装置５１のその後の処理は、第１実施形態で説明したノイズ低減装置１と同一である。よって、ノイズ低減装置５１によれば、第１実施形態の図１０（Ｃ）に示すように、左側に示すノイズ成分を低減して平坦部となり、かつ右側のテクスチャ部と平坦部の境界のエッジが明確になる。
【００８２】
以上説明したように、映像信号をＬＰＦにより平滑化処理した映像信号と、平滑化処理しない映像信号を用いてノイズ低減処理を行う構成により、映像信号のノイズを低減すると共に、テクスチャ部の平滑化を抑え、映像信号を表示した場合の平坦部とテクスチャ部の境界におけるエッジを明確にすることができる。なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１，５１ ノイズ低減装置
１１ 記憶部
１２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１３ 遅延部
１４，１５ 周辺画素取込部
１６ 相関画素加算部
６１ インパルスノイズ低減部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号に含まれるノイズ成分を低減する種々の装置が、従来から提案されている。例えば、ノイズ成分を低減する装置の一つにローパスフィルタ（ＬＰＦ:Low Pass Filter）がある。このＬＰＦは、映像信号を表示した場合の映像画面領域における注目画素の画素値と、その注目画素の周囲に存在する複数の周辺画素の画素値を加算して平均し、その平均値を注目画素の画素値とする装置である。
【０００３】
一方、特許文献１には映像信号のノイズ成分を低減する別の装置が記載されている。特許文献１記載のノイズ低減装置の構成では、映像信号を表示した場合の画面領域における注目画素と、その注目画素の周囲に存在する複数の周辺画素を取り込み、注目画素の画素値と各周辺画素の画素値との差分値を算出し、各差分値が所定の閾値以下であるか否かを判定して、相関関係の高い周辺画素を求める。そして、注目画素の画素値と、相関関係の高い周辺画素の画素値のみを加算して平均し、その平均値を注目画素の画素値とするものである。このようなノイズ低減装置は、ε―フィルタとも呼ばれる。
【０００４】
また、特許文献２には上記特許文献１記載のε―フィルタを改良したノイズ低減装置が記載されている。特許文献２記載のノイズ低減装置の構成は、特許文献１記載の注目画素の画素値と、その注目画素と相関関係の高い周辺画素の画素値を加算して平均する際に、注目画素の画素値に重み付けをして注目画素の画素値を制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−０８６１０４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的なＬＰＦによるノイズ低減装置は、映像信号における相関のないランダムなノイズ成分を低減することができるが、同時に画像のエッジ成分も低減するので、画像の輪郭にぼけを生じさせる。
【０００７】
上記特許文献１記載のノイズ低減装置は、上記のＬＰＦと比較すると、画像のエッジ成分のぼけを低減することができる。しかし、このようなノイズ低減装置では、相関関係の高い周辺画素を求める際に用いる閾値を小さくすると、ノイズ成分の低減が不十分となる。また、閾値を大きくすると、注目画素に対して、その注目画素の周囲に存在する周辺画素の画素値がある程度変化する部分、いわゆるテクスチャ部までも平滑化するので、画像全体にぼけを生じさせる。
【０００８】
さらに、上記特許文献２記載のノイズ低減装置は、注目画素に重み付けを行う構成であり、上記特許文献１記載のノイズ低減装置と比較すると、ノイズ低減効果は高くなる。しかし、注目画素の画素値とその注目画素と相関関係の高い周辺画素の画素値とを加算して平均する構成については特許文献１記載と同様の構成である。そのため、特許文献２記載のノイズ低減装置でも、相関関係の高い周辺画素を求めるときに用いる閾値を小さくすると、ノイズ成分の低減が不十分となる。また、閾値を大きくすると、テクスチャ部も平滑化するので、画像全体にぼけを生じさせる。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ランダムノイズを低減し、テクスチャ部の平滑化を抑えて画像の輪郭を明確にする映像信号のノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記した従来の技術の課題を解決するため、入力される第１の映像信号を記憶する記憶部（１１）と、第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、第１の注目画素の画素値と、第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタ（１２）と、第１の映像信号を所定量遅延し、ローパスフィルタより第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、所定量遅延した第１の映像信号を第３の映像信号として出力する遅延部（１３）と、第２の映像信号の第２の注目画素と、第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出する第１の周辺画素取込部（１４）と、第２の注目画素と同一の画素位置にある第３の映像信号の第３の注目画素と第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出する第２の周辺画素取込部（１５）と、第２の周辺画素のそれぞれに対して、第２の周辺画素の画素値と第２の注目画素の画素値との第１の差分値の絶対値を算出し、第２の周辺画素と同一の画素位置にある第３の周辺画素の画素値と第３の注目画素の画素値との第２の差分値の絶対値を算出し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関が高いと判定し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した第３の周辺画素の画素値を用いて第３の注目画素の画素値を算出する相関画素加算部（１６）とを有することを特徴とするノイズ低減装置（１）を提供する。
また、第１の映像信号の第４の注目画素の周囲に存在する複数の第４の周辺画素のそれぞれに対して、前記第４の周辺画素の画素値から第４の注目画素の画素値を減算し、所定数の前記減算した値が第３の閾値以上である場合に、第４の注目画素の画素値はインパルスノイズであると判定し、インパルスノイズと判定した第４の注目画素の画素値は、少なくとも１つの第４の周辺画素に基いて決定するインパルスノイズ低減部（６１）を有することが望ましい。
【００１１】
また、本発明は、入力される第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、第１の注目画素の画素値と、第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した平均値を第２の映像信号として出力し、第１の映像信号を所定量遅延し、ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、所定量遅延した第１の映像信号を第３の映像信号として出力し、第２の映像信号の第２の注目画素と、第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出し、第２の注目画素と同一の画素位置にある第３の映像信号の第３の注目画素と第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出し、第２の周辺画素のそれぞれに対して、第２の周辺画素の画素値と第２の注目画素の画素値との第１の差分値の絶対値を算出し、第２の周辺画素と同一の画素位置にある第３の周辺画素の画素値と第３の注目画素の画素値との第２の差分値の絶対値を算出し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関が高いと判定し、第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値が第２の閾値以上である場合に、第３の周辺画素と第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した第３の周辺画素の画素値に基いて第３の注目画素の画素値を算出することを特徴とするノイズ低減方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、映像信号のノイズを低減すると共に、テクスチャ部の平滑化を抑えることができるので、ぼけの少ない映像表示を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック構成図である。
【図２】ノイズ低減装置の記憶部の一例を示す構成図である。
【図３】ノイズ低減装置の記憶部の別の一例を示す構成図である。
【図４】注目画素と周辺画素の関係を説明するための説明図である。
【図５】遅延部とＬＰＦにおける映像信号のタイミングチャートである。
【図６】注目画素と周辺画素の画素位置を説明するための説明図である。
【図７】周辺画素取込部の一例を示す構成図である。
【図８】周辺画素取込部の一例を示す構成図である。
【図９】εフィルタの特性を説明する説明図である。
【図１０】従来のεフィルタにより出力される映像信号と、相関画素加算部より出力される映像信号を比較して説明するための説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態におけるノイズ低減方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。
【図１３】インパルスノイズを含む映像信号のインパルノイズ低減処理をする前と後の映像信号を比較して説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態におけるノイズ低減装置及びノイズ低減方法について、添付図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態におけるノイズ低減装置１のブロック構成図の一例である。ノイズ低減装置１は、記憶部１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２、遅延部１３、周辺画素取込部１４，１５、相関画素加算部１６、制御部２１、遅延制御部２２、ＬＰＦ制御部２３、閾値制御部２４を有する。
【００１５】
ノイズ低減装置１の記憶部１１には、例えば不図示のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で構成される撮像部、あるいは、外部の放送局、通信網（インターネットやＬＡＮ）などから、映像信号Ｆ０が入力される。映像信号Ｆ０は、所定の方式により圧縮された映像信号をデコード処理した信号である。
【００１６】
図２に示す記憶部１１Ａは、図１に示す記憶部１１の構成図の一例である。記憶部１１Ａは、複数のラインメモリ１１Ａ１〜１１Ａ６により構成される。ここで、記憶部１１から出力される映像信号Ｆ０は、ライン毎の映像信号Ｆ０jと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における垂直方向のライン番号を示す整数値である。
【００１７】
最初に、ラインメモリ１１Ａ１は、記憶部１１Ａに入力される１ライン分の映像信号Ｆ０1を記憶する。ラインメモリ１１Ａ２は、続いて記憶部１１Ａに入力される映像信号Ｆ０1の次の１ライン分の映像信号Ｆ０2を記憶する。同様にして、ラインメモリ１１Ａ３は映像信号Ｆ０2の次の１ライン分の映像信号Ｆ０3を、ラインメモリ１１Ａ４は映像信号Ｆ０3の次の１ライン分の映像信号Ｆ０4を、ラインメモリ１１Ａ５は映像信号Ｆ０4の次の１ライン分の映像信号Ｆ０5を、ラインメモリ１１Ａ６は映像信号Ｆ０5の次の１ライン分の映像信号Ｆ０6をそれぞれ記憶する。
【００１８】
記憶部１１Ａは、７ライン目の映像信号Ｆ０7が入力されると、記憶部１１Ａのラインメモリで記憶することなく、そのまま映像信号Ｆ０7として出力する。その際、映像信号Ｆ０7の出力タイミングと同一のタイミングで、ラインメモリ１１Ａ１〜１１Ａ６に記憶している各映像信号Ｆ０1〜Ｆ０6を出力する。すなわち、記憶部１１Ａは、垂直方向において同一の画素位置にある画素毎に映像信号Ｆ０1〜Ｆ０7を同時に出力する。
【００１９】
図３に示す記憶部１１Ｂは、図１に示す記憶部１１の構成図の別の一例である。記憶部１１Ｂは、６ライン分を記憶するメモリ１１Ｂ１と、ライトアドレス制御部１１Ｂ２と、リードアドレス制御部１１Ｂ３により構成される。最初に、ライトアドレス制御部１１Ｂ２は、メモリ１１Ｂ１のアドレスを制御して、入力される映像信号Ｆ０を順次、メモリ１１Ｂ１に記憶させる。
【００２０】
記憶部１１Ｂは、さらに映像信号Ｆ０が入力されると、記憶部１１Ｂのメモリ１１Ｂ１で記憶することなく、そのまま映像信号Ｆ０7として出力する。その際、リードアドレス制御部１１Ｂ３は、メモリ１１Ｂ１の読み出すアドレスを制御して、７ライン目の映像信号Ｆ０7の出力タイミングと同じタイミングで、メモリ１１Ｂ１に記憶している６ライン分の各映像信号Ｆ０1〜Ｆ０6を同時に出力する。すなわち、記憶部１１Ｂは、垂直方向において同一の画素位置にある画素毎に映像信号Ｆ０1〜Ｆ０7を同時に出力する。記憶部１１Ａ，１１Ｂは７ライン分の映像信号を同時に出力する構成として説明したが、ライン数等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
記憶部１１（１１Ａ，１１Ｂ）から出力された７ライン分の映像信号Ｆ０は、ＬＰＦ１２と、遅延部１３に入力される。ＬＰＦ１２は、ＬＰＦ制御部２２により供給される制御信号Ｃ１と、記憶部１１より入力される映像信号Ｆ０のノイズ低減処理の対象とする注目画素の画素値をその注目画素の周囲に存在する周辺画素の画素値に基いて順次平滑化する。
【００２２】
制御部２１は、ＬＰＦ制御部２２、遅延制御部２３、閾値制御部２４を制御する。そして、制御部２１は、映像信号Ｆ０のノイズ成分は多いと判断するときは、ＬＰＦ制御部２２に対して、ＬＰＦ１２での平滑化処理を強くするように制御する。
【００２３】
図４は、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の関係を説明するための説明図である。図４に示すように、黒色表示で示す注目画素Ｐ０を中心として、注目画素Ｐ０の周囲に存在する白抜表示で示す画素を周辺画素Ｐ１とする。例えば、図４の場合、周辺画素Ｐ１は、注目画素Ｐ０を中心とする水平方向及び垂直方向にそれぞれ７画素分の画素である。すなわち、１つの注目画素Ｐ０に対して、周辺画素Ｐ１の画素数は７×７−１＝４８個である。なお、画像の左右あるいは上下の端部にある注目画素Ｐ０を対象とする場合は、周辺画素Ｐ１の画素数を少なくしてもよい。
【００２４】
ＬＰＦ制御部２２は、制御部２１より供給される制御信号Ｃ１に基いて、ＬＰＦ１２での平滑化処理に使用する周辺画素Ｐ１の個数を設定する。周辺画素Ｐ１の画素数は、注目画素Ｐ０を中心として水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、合計（Ｎ×Ｍ−１）個である。そして、ＬＰＦ制御部２２は、周辺画素Ｐ１の個数を示す制御信号Ｃ１をＬＰＦ１２に供給する。また、映像信号Ｆ０を表示した場合の画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態などにより、周辺画素Ｐ１の個数を設定してもよい。なお、画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態は、制御部２１が判別する構成としてもよい。
【００２５】
さらに、ＬＰＦ制御部２２は、ユーザにより入力される情報に基いて、周辺画素Ｐ１の個数を設定してもよい。ＬＰＦ制御部２２によって設定される周辺画素Ｐ１の個数を多くするほどノイズを低減することはできるが、画像のエッジ部分にぼけを生じさせることにもなるので、画像の絵柄あるいはノイズの状態に応じて適切に設定することが望ましい。なお、第１実施形態では、ＬＰＦ制御部２２は、周辺画素Ｐ１の個数を図４に示す４８画素分として設定するがこれに限定されるものではない。
【００２６】
ＬＰＦ１２は、映像信号Ｆ０における注目画素Ｐ０の画素値と、図４に示す４８画素分の周辺画素Ｐ１の各画素値とをすべて加算して平均値を算出する。そして、この平均値を注目画素Ｐ０の画素値とし、注目画素Ｐ０を順に変更して注目画素Ｐ０毎に画素値を算出する。なお、画素値とは、映像信号中の輝度情報、色差情報等を示す値である。
【００２７】
ＬＰＦ１２での処理は、一般に平滑化処理と呼ばれるものであり、平滑化処理によって得られる映像信号による画像は、画像全体にノイズが低減される。ＬＰＦ１２は、この平滑化処理によって得られる注目画素Ｐ０毎の画素値を映像信号ＦＬとして周辺画素取込部１４に出力する。
【００２８】
遅延制御部２３は、制御部２１の制御により、ＬＰＦ１２から周辺画素取込部１４に出力される映像信号ＦＬのタイミングに同期して、遅延部１３から周辺画素取込部１５に対して映像信号ＦＤを出力するように、遅延部１３で映像信号Ｆ０を遅延させる遅延量を決定する。そして、遅延制御部２３は、その遅延量を示す制御信号Ｃ２を遅延部１３に供給する。
【００２９】
遅延部１３は、遅延制御部２３より供給される制御信号Ｃ２に基いて、入力される映像信号Ｆ０を所定量遅延し、遅延した映像信号ＦＤを周辺画素取込部１５に出力する。
【００３０】
図５は、ＬＰＦ１２と遅延部１３に入力される映像信号Ｆ０、ＬＰＦ１２と遅延部１３よりそれぞれ出力される映像信号ＦＬ，ＦＤのタイミングチャートを示している。ＬＰＦ１２及び遅延部１３には、記憶部１１より図５（Ａ）に示す映像信号Ｆ０が入力される。ＬＰＦ１２は、制御信号Ｃ１に基いて、図５（Ａ）に示す入力映像信号Ｆ０を平滑化処理し、映像信号Ｆ０の入力タイミングから平滑化処理に要するｔ時間分遅延して、図５（Ｂ）に示す平滑化処理後の映像信号ＦＬを出力する。遅延部１３は、制御信号Ｃ２に基いて、ＬＰＦ１２からの映像信号ＦＬの出力と同じタイミングとなるように、図５（Ａ）に示す入力映像信号Ｆ０をｔ時間遅延して、図５（Ｃ）に示す映像信号ＦＤを出力する。
【００３１】
周辺画素取込部１４は、ＬＰＦ１２より供給される映像信号ＦＬのノイズ低減処理の対象とする注目画素Ｐ０を中心として、その注目画素Ｐ０の周囲の水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、すなわち注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１を合わせてＮ×Ｍ個の画素を抽出する。なお、第１実施形態では、周辺画素取込部１４は、図４で説明したＬＰＦ１２の場合と同様に、注目画素Ｐ０を中心として水平方向及び垂直方向にそれぞれ７画素分の周辺画素Ｐ１を抽出するものとして説明する。
【００３２】
図６は、周辺画素取込部１４で抽出される注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の画素位置の一例を説明するための説明図である。図６に示すように、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の画素位置（位置座標）はＰ(x,y)で示される。ここで、x，yは共に１〜７の整数値である。注目画素Ｐ０の画素位置は、４ライン目の中央の画素であり画素Ｐ（4,4）で示される。周辺画素Ｐ１は、画素Ｐ（4,4）を除く画素Ｐ（1,1）〜Ｐ（7,1）、Ｐ（1,2）〜（7,2）、Ｐ（1,3）〜Ｐ（7,3）、Ｐ（1,4）〜Ｐ（3,4）、Ｐ（5,4）〜Ｐ（7,4）、Ｐ（1,5）〜Ｐ（7,5）、Ｐ（1,6）〜Ｐ（7,6）、Ｐ（1,7）〜Ｐ（7,7）で示される。
【００３３】
図７は、周辺画素取込部１４の一例を示す構成図である。周辺画素取込部１４は、映像信号ＦＬの７ライン分に対応した入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０を有する。そして、入力端子１４Ａ０の後段には６個の遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６を有する。各遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６は、入力される１ライン目の映像信号ＦＬをそれぞれ１画素ずつ遅延する。図７の各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６の“Ｔ”は１画素の遅延を意味するものである。
【００３４】
入力端子１４Ａ０と同様に、入力端子１４Ｂ０の後段には６個の遅延器１４Ｂ１〜１４Ｂ６、入力端子１４Ｃ０の後段には６個の遅延器１４Ｃ１〜１４Ｃ６、入力端子１４Ｄ０の後段には６個の遅延器１４Ｄ１〜１４Ｄ６、入力端子１４Ｅ０の後段には６個の遅延器１４Ｅ１〜１４Ｅ６、入力端子１４Ｆ０の後段には６個の遅延器１４Ｆ１〜１４Ｆ６、入力端子１４Ｇ０の後段には６個の遅延器１４Ｇ１〜１４Ｇ６を有する。そして、各遅延器１４Ｂ１〜１４Ｂ６、１４Ｃ１〜１４Ｃ６、１４Ｄ１〜１４Ｄ６、１４Ｅ１〜１４Ｅ６、１４Ｆ１〜１４Ｆ６、１４Ｇ１〜１４Ｇ６は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６と同様に、それぞれ映像信号ＦＬを１画素ずつ遅延する。
【００３５】
ここで、周辺画素取込部１４に入力される映像信号ＦＬは、ライン毎の映像信号ＦＬjと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における水平方向のライン番号を示す整数値である。
【００３６】
１ライン目の映像信号ＦＬ1は、図７に示す周辺画素取込部１４の入力端子１４Ａ０に対して、画素毎に順次入力される。図６に示す１ライン目の画素Ｐ（1,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ６によって６画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ６の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（2,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ５によって５画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ５の出力から抽出される。さらに、図６に示す画素Ｐ（3,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ４によって４画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ４の出力から抽出される。
【００３７】
また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（4,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１〜１４Ａ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ３の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（5,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１，１４Ａ２によって２画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ２の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（6,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延器１４Ａ１によって１画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ａ１の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（7,1）の映像信号ＦＬ1は、遅延されることなく、入力端子１４Ａ０の出力から抽出される。
【００３８】
１ライン目の映像信号ＦＬ1と同様に、２ライン目〜７ライン目の映像信号ＦＬ2〜ＦＬ7についても、図７に示す周辺画素取込部１４の入力端子１４Ｂ０〜１４Ｇ０にそれぞれ入力される。そして、周辺画素取込部１４は、１ライン目の映像信号ＦＬ1と同様に、各入力端子１４Ｂ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ｂ１〜１４Ｇ６の出力から、図６に示す各画素Ｐ（x,y）の映像信号ＦＬを抽出する。例えば、図６に示す注目画素Ｐ０である４ライン目の画素Ｐ（4,4）の映像信号ＦＬ4は、遅延器１４Ｄ１〜１４Ｄ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１４Ｄ３の出力から抽出されるものである。
【００３９】
そして、周辺画素取込部１４は、各入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ１から出力される画素毎の映像信号ＦＬを相関画素加算部１６に出力する。
【００４０】
一方、遅延部１３より出力される映像信号ＦＤは、周辺画素取込部１５に入力される。周辺画素取込部１５は、映像信号ＦＤにおいて、周辺画素取込部１４で映像信号ＦＬの注目画素Ｐ０とした同一の画素位置を注目画素Ｐ０とする。そして、周辺画素取込部１４と同様に、その注目画素Ｐ０を中心として、注目画素Ｐ０の周囲の水平方向にＮ画素分、垂直方向にＭ画素分、すなわち注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１を合わせてＮ×Ｍ個の画素を抽出する。
【００４１】
図８は、周辺画素取込部１５の一例を示す構成図である。周辺画素取込部１５は、映像信号ＦＤの７ライン分に対応した入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０を有する。そして、入力端子１５Ａ０の後段には６個の遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６を有する。各遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６は、入力される１ライン目の映像信号ＦＤをそれぞれ１画素ずつ遅延する。図８の各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６の“Ｔ”は、図７と同様に１画素の遅延を意味するものである。
【００４２】
入力端子１５Ａ０と同様に、入力端子１５Ｂ０の後段には６個の遅延器１５Ｂ１〜１５Ｂ６、入力端子１５Ｃ０の後段には６個の遅延器１５Ｃ１〜１５Ｃ６、入力端子１５Ｄ０の後段には６個の遅延器１５Ｄ１〜１５Ｄ６、入力端子１５Ｅ０の後段には６個の遅延器１５Ｅ１〜１５Ｅ６、入力端子１５Ｆ０の後段には６個の遅延器１５Ｆ１〜１５Ｆ６、入力端子１５Ｇ０の後段には６個の遅延器１５Ｇ１〜１５Ｇ６を有する。そして、各遅延器１５Ｂ１〜１５Ｂ６、１５Ｃ１〜１５Ｃ６、１５Ｄ１〜１５Ｄ６、１５Ｅ１〜１５Ｅ６は、１５Ｆ１〜１５Ｆ６、１５Ｇ１〜１５Ｇ６は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６と同様に、それぞれ映像信号ＦＤを１画素ずつ遅延する。
【００４３】
ここで、周辺画素取込部１５に入力される映像信号ＦＤは、ライン毎の映像信号ＦＤjと表記する場合もある。ｊは同一フレームの映像信号を表示した場合の画像領域における水平方向のライン番号を示す整数値である。
【００４４】
１ライン目の映像信号ＦＤ1は、図８に示す周辺画素取込部１５の入力端子１５Ａ０に対して、画素毎に順次入力される。図６に示す１ライン目の画素Ｐ（1,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ６によって６画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ６の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（2,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ５によって５画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ５の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（3,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ４によって４画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ４の出力から抽出される。
【００４５】
また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（4,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ３によって３画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ３の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（5,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１〜１５Ａ２によって２画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ２の出力から抽出される。また、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（6,1）の映像信号ＦＤ1は、遅延器１５Ａ１によって１画素分遅延された信号であり、遅延器１５Ａ１の出力から抽出される。さらに、図６に示す１ライン目の画素Ｐ（7,1）の映像信号ＦＤは、遅延されることなく、入力端子１５Ａ０の出力から抽出される。
【００４６】
１ライン目の映像信号ＦＤ1と同様に、２ライン目〜７ライン目の映像信号ＦＤ2〜ＦＤ7についても、図８に示す周辺画素取込部１５の入力端子１５Ｂ０〜１５Ｇ０にそれぞれ入力される。そして、周辺画素取込部１５は、１ライン目の映像信号ＦＤ1と同様に、各入力端子１５Ｂ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ｂ１〜１５Ｇ６の出力から、図６に示す各画素Ｐ（i,j）の映像信号ＦＤを抽出する。例えば、図６に示す注目画素Ｐ０である４ライン目の画素Ｐ（4,4）の映像信号ＦＤ4は、遅延器１５Ｄ１〜１５Ｄ３によって３画素分遅延され、遅延器１５Ｄ３の出力から抽出されるものである。
【００４７】
そして、周辺画素取込部１５は、各入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ａ１〜１５Ｇ６から出力される画素毎の映像信号ＦＤを相関画素加算部１６に出力する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では図８に示す周辺画素取込部１５と図７に示す周辺画素取込部１４は同一の構成である。また、図８に示す周辺画素取込部１５の各入力端子１５Ａ０〜１５Ｇ０及び各遅延器１５Ａ１〜１５Ｇ６のそれぞれから相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、図７に示す周辺画素取込部１４の各入力端子１４Ａ０〜１４Ｇ０及び各遅延器１４Ａ１〜１４Ｇ６のそれぞれから相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ同一の画素位置の映像信号に対応している。
【００４９】
例えば、入力端子１５Ａ０から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、入力端子１４Ａ０から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ画素Ｐ（7,1）の映像信号であり、遅延器１５Ａ１から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＤと、入力端子１４Ａ１から相関画素加算部１６に出力する映像信号ＦＬは、それぞれ画素Ｐ（6,1）の映像信号である。なお、本実施形態では、周辺画素取込部１４と周辺画素取込部１５とが同一の構成として説明したが、別の構成とすることも可能である。
【００５０】
閾値制御部２４は、制御部２１より供給される不図示の自動利得制御部（ＡＧＣ：Auto Gain Control）で用いるゲインの値に基いて、後述する相関画素加算部１６で用いる閾値ε１，ε２を設定する。なお、制御部２１が判別する画像の絵柄、あるいは画像のノイズ状態によって、閾値ε１，ε２を設定してもよい。また、ユーザにより入力される情報に基いて、閾値ε１，ε２を設定してもよい。そして、閾値制御部２４は、相関画素加算部１６に閾値ε１，ε２を示す制御信号Ｃ３を供給する。
【００５１】
相関画素加算部１６は、ＬＰＦ１２によって平滑化処理され周辺画素取込部１４により取り込まれた周辺画素Ｐ１毎に、映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ１の画素値から注目画素Ｐ０の画素値を減算して差分値Ｄ１を算出する。
【００５２】
また、相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１５により抽出された映像信号ＦＤについて、前述の差分値Ｄ１を算出した周辺画素Ｐ１と同一の画素位置にある周辺画素Ｐ１の画素値から注目画素Ｐ０の画素値を減算して差分値Ｄ２を算出する。
【００５３】
そして、相関画素加算部１６は、閾値制御部２３より供給される制御信号Ｃ３に基いて、差分値Ｄ１の絶対値が予め定められる閾値ε１未満であるか否か、及び差分値Ｄ２の絶対値が予め定められる閾値ε２未満であるか否かを判定する。
【００５４】
相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１４，１５のそれぞれの同一の画素位置にある周辺画素Ｐ１について、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満である場合、その周辺画素Ｐ１は注目画素Ｐ０と相関関係が高いと判定する。一方、相関画素加算部１６は、上記条件に当てはまらない場合、すなわち、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１以上、または、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２以上である場合、その周辺画素Ｐ１は注目画素Ｐ０と相関関係がないと判定する。相関画素加算部１６は、この差分値Ｄ１，Ｄ２の算出と相関関係の判定を周辺画素Ｐ１毎に繰り返し行う。
【００５５】
相関画素加算部１６は、周辺画素取込部１５より入力されるすべての映像信号ＦＤにおいて、相関関係の高いと判定した周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値を加算して合計値Ｖを算出する。その合計値Ｖを算出する際に加算した注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の合計の画素数で除算して平均値を算出し、その平均値を注目画素Ｐ０の画素値とする。なお、相関画素加算部１６は、相関関係の高いと判定した周辺画素Ｐ１について算出した差分値Ｄ２を加算して平均値を算出する構成でもよい。
【００５６】
ここで、各画素Ｐの画素位置をＰ（i,j）、注目画素Ｐ０の画素位置をＰ（cx,cy）、相関画素換算部１６で算出する注目画素Ｐ０の画素値をＶ（cx,cy）とする。上記説明した相関画素加算部１６における注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値Ｖ（cx,cy）の算出は、以下の数１式を用いて表すこともできる。
【００５７】
【数１】
ただし、ａ（i,j）はＰ（i,j）毎に設定する係数、ＦＤ（i,j）は映像信号ＦＤにおける画素Ｐ（i,j）の画素値、ＦＬ（i,j）は映像信号ＦＬにおける画素Ｐ（i,j）の画素値、Ｎは水平方向の周辺画素Ｐ１の画素数、Ｍは垂直方向の周辺画素Ｐ１の画素数である。また、関数Ｇ[ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）]は、以下の数２式を用いて表される。
【数２】
第１実施形態では、係数ａ（i,j）はすべてのＰ（i,j）に対してすべて１とするが、例えば、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１で値を変えるなど種々の変更が可能である。
【００５８】
図９は、εフィルタの特性を説明する説明図である。図９に示すように、εフィルタは、入力信号（ＦＤ（i,j）−ＦＤ（cx,cy））の絶対値が閾値ε未満の場合に出力信号をＧ［ＦＤ（i,j）−ＦＤ（ｃｘ、ｃｙ）］、入力信号（ＦＤ（i,j）−ＦＤ（cx,cy））の絶対値が閾値ε以上の場合に、出力信号を０とするものである。
【００５９】
数１，数２式に示す関数Ｇ［ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）］は、図９に示すεフィルタを２種類の映像信号ＦＤ，ＦＬと２種類の閾値ε１、ε２に適用したものである。よって、関数Ｇ［ＦＤ（i,j），ＦＬ（i,j）］の基本的な特性は
、図９に示すεフィルタの特性と同様である。
【００６０】
数１，数２式によれば、映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＬ（i,j）と注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＬ（cx,cy）差分値の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）と注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）との差分値の絶対値が閾値ε２未満のときに、注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）に周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）を周辺画素Ｐ（cx,cy）毎に順次加算する。
【００６１】
さらに、注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）と数１，数２式を満たす周辺画素Ｐ（i,j）の画素値ＦＤ（i,j）の合計値Ｖ（cx,cy）を算出する。合計値Ｖ（cx,cy）をその合計値Ｖを算出する際に加算した注目画素Ｐ（cx,cy）と周辺画素Ｐ（cx,cy）の合計の画素数で除算して平均値を算出し、その平均値を注目画素Ｐ（cx,cy）の画素値ＦＤ（cx,cy）とする。
【００６２】
相関画素加算部１６は、以上説明したように注目画素Ｐ（cx,cy）毎に算出した画素値を映像信号Ｆ１として出力する。この映像信号Ｆ１が第１実施形態においてノイズ低減した映像信号となる。
【００６３】
図１０は、従来のεフィルタにより出力される映像信号と、相関画素加算部１６より出力される映像信号Ｆ１を比較して説明するための説明図である。図１０
は、横軸に１ラインの一部分の画素、縦軸に各画素の画素値を示し、各画素値を丸印で示したものである。縦軸の画素値は、図１０に示す画素ＰＢの画素値からのレベル差で示している。
【００６４】
図１０（Ａ）は、ノイズ低減装置１に入力される映像信号Ｆ０である。図１０（Ａ）の右側に示すテクスチャ部は、周辺の他の画素と比べて画素値の高い画像の絵柄（模様）に相当する。
【００６５】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す映像信号Ｆ０をＬＰＦにより周辺画素Ｐ１をすべて加算して平均した映像信号、すなわち平滑化処理した映像信号である。図１０（Ｂ）に示すように、ＬＰＦより出力された映像信号では、テクスチャ部の左側に示すエッジ成分が低減され、この映像信号による画像のエッジはぼけてしまう。
【００６６】
また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示すε２を閾値とする場合における従来のεフィルタによる映像信号でもある。図１０（Ａ）に示すように、画素ＰＢを注目画素Ｐ０とする場合、画素ＰＢと周辺画素Ｐ１の画素値のレベル差の絶対値がすべて閾値ε２未満である。そのため、注目画素Ｐ０を順次変えて映像信号Ｆ０のノイズ低減処理を行うと、図１０（Ｂ）に示す映像信号となる。
【００６７】
さらに、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）に示す映像信号Ｆ０を本実施形態のノイズ低減装置１によりノイズ低減処理した映像信号Ｆ１である。ここで、図１０（Ａ）に示す映像信号が遅延部１３により所定量遅延されて周辺画素取込部１５より出力される映像信号ＦＤ、図１０（Ｂ）に示す映像信号がＬＰＦ１２で平滑化処理されて周辺画素取込部１４より出力される映像信号ＦＬと考えることができる。そして、注目画素Ｐ０毎に、図１０（Ａ）に示す映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値の差分値Ｄ２の絶対値が図１０（Ａ）に示す閾値ε２未満であり、図１０（Ｂ）に示す映像信号ＦＬにおける周辺画素Ｐ１の画素値と注目画素Ｐ０の画素値の差分値Ｄ１の絶対値が図１０（Ｂ）に示す閾値ε１未満である場合に、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係が高いと判定してノイズ低減処理を行うと、図１０（Ｃ）に示す映像信号となる。
【００６８】
図１０（Ｃ）に示すように、第１実施形態のノイズ低減装置１によれば、図１０（Ａ）の左側に示すノイズ成分を低減して平坦部となり、かつ右側のテクスチャ部と平坦部の境界のエッジが明確になる。
【００６９】
次に、ノイズ低減装置１を用いたノイズ低減方法について説明する。図１１は、ノイズ低減方法を説明するフローチャートである。
【００７０】
ノイズ低減装置１の記憶部１１は、入力される複数ライン分の映像信号を記憶し、複数ライン分の映像信号Ｆ０をライン毎に同時に出力する（ステップＳ０１）。ＬＰＦ１２は、映像信号Ｆ０を平滑化処理して映像信号ＦＬを出力する。また、遅延部１３は、映像信号Ｆ０を所定量遅延して、ＬＰＦ１２より出力される映像信号に同期して出力する（ステップＳ０２）。
【００７１】
そして、周辺画素取込部１４は、ＬＰＦ１２より出力された映像信号ＦＬにおける注目画素Ｐ０と所定数の周辺画素Ｐ１を抽出する。また、周辺画素取込部１５は、遅延部１３より出力された映像信号ＦＤにおける注目画素Ｐ０と所定数の周辺画素Ｐ１を抽出する（ステップＳ０３）。
【００７２】
続いて、相関画素加算部１６は、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１があるか否かを判定する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４で差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がある場合（ステップＳ０４，Ｙ）、周辺画素取込部１４より出力される映像信号ＦＬの周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値Ｄ１を算出する。また、周辺画素取込部１５より出力される映像信号ＦＤの周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値Ｄ２を算出する（ステップＳ０５）。
【００７３】
そして、相関画素加算部１６は、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満であるかを判定する（ステップＳ０６）。ステップＳ０６で、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１未満であり、かつ、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２未満である場合（ステップＳ０６，Ｙ）、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係が高いと判定し、合計値Ｖに現在対象としている映像信号ＦＤにおける周辺画素Ｐ１の画素値を加算して（ステップＳ０７）、ステップＳ０４に戻る。合計値Ｖの初期値は、映像信号ＦＤにおける注目画素Ｐ０の画素値である。また、ステップＳ０６で、差分値Ｄ１の絶対値が閾値ε１以上、または、差分値Ｄ２の絶対値が閾値ε２以上である場合（ステップＳ０６，Ｎ）、注目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１の相関関係はないと判定し、ステップＳ０４に戻る。ステップＳ０４で、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がある場合には、以降ステップＳ０５〜Ｓ０７の処理を繰り返す。
【００７４】
一方、ステップＳ０４で、差分値Ｄ１，Ｄ２を算出していない周辺画素Ｐ１がない場合（ステップＳ０４，Ｎ）、合計値ＶをステップＳ０７で加算した回数に１を加えた数で除算して周辺画素Ｐ１の平均値を求め、その平均値を注目画素Ｐ０の画素値とする（ステップＳ０８）。なお、注目画素Ｐ０の画素値は、相関関係の高い周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０の差分値を加算することによって算出してよい。
【００７５】
以上説明したように、ノイズ低減装置１を用いたノイズ低減方法によっても、図１０（Ｃ）に示すように、映像信号のノイズを低減すると共に、平坦部とテクスチャ部の境界のエッジを明確にすることができる。
【００７６】
（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態におけるノイズ低減装置の一例を示すブロック図である。図１２において、インパルスノイズ低減部６１が図１と異なる構成であり、その他の図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
インパルスノイズ低減部６１は、記憶部１１より入力される映像信号Ｆ０における注目画素Ｐ０の画素値から、注目画素Ｐ０の周囲に存在する各周辺画素Ｐ１の画素値を減算する。そして、周辺画素Ｐ１毎に周辺画素Ｐ１と注目画素Ｐ０との減算値を算出する。所定数の減算値が予め定められる閾値ε３以上である場合に、注目画素Ｐ０の画素値はインパルスノイズであると判定する。なお、閾値ε３以上となる１つの減算値が得られた段階でインパルスノイズと判定する構成でもよい。また、周辺画素Ｐ１の個数は、例えば注目画素を中心として垂直方向に３画素分、水平方向に３画素分、注目画素Ｐ０を含めて合計９個とする。
【００７８】
インパルノイズ低減部６１は、インパルスノイズと判定した注目画素Ｐ０の画素値を複数の周辺画素Ｐ１の平均値で置き換える。図１３はインパルスノイズを含む映像信号Ｆ０のインパルノイズ低減処理をする前と後の映像信号Ｆ０を説明するための説明図である。
【００７９】
図１３（Ａ）は、インパルスノイズ低減部６１に入力される映像信号Ｆ０を示している。図１３は、横軸に１ラインの一部分の画素、縦軸に各画素の画素値を示し、各画素値を丸印で示したものである。縦軸の画素値は、画素ＰＢの画素値からのレベル差で示している。また、図１３（Ａ）に示す画素ＰＩがインパルスノイズに相当する画素である。
【００８０】
図１３（Ａ）に示すように、画素ＰＩの画素値と画素ＰＢの画素値とのレベル差の絶対値がεフィルタで用いる閾値εより大きい場合、従来のεフィルタや第１実施形態のノイズ低減装置では、画素ＰＩのインパルスノイズを低減することができない。
【００８１】
図１３（Ｂ）は、インパルスノイズ低減部６１にてインパルスノイズ低減処理がされて出力される映像信号Ｆ０を示している。図１３（Ｂ）に示すように、上記のインパルスノイズ低減処理によれば、画素ＰＩのインパルスノイズを低減し、画素ＰＩの画素値と画素ＰＢの画素値のレベル差の絶対値を閾値ε１以下にすることができる。そして、インパルスノイズ低減部６１は、インパルスノイズ低減処理を行った映像信号Ｆ０を第１実施形態で説明したＬＰＦ１２及び遅延部１３に出力する。本実施形態のノイズ低減装置５１のその後の処理は、第１実施形態で説明したノイズ低減装置１と同一である。よって、ノイズ低減装置５１によれば、第１実施形態の図１０（Ｃ）に示すように、左側に示すノイズ成分を低減して平坦部となり、かつ右側のテクスチャ部と平坦部の境界のエッジが明確になる。
【００８２】
以上説明したように、映像信号をＬＰＦにより平滑化処理した映像信号と、平滑化処理しない映像信号を用いてノイズ低減処理を行う構成により、映像信号のノイズを低減すると共に、テクスチャ部の平滑化を抑え、映像信号を表示した場合の平坦部とテクスチャ部の境界におけるエッジを明確にすることができる。なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１，５１ ノイズ低減装置
１１ 記憶部
１２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１３ 遅延部
１４，１５ 周辺画素取込部
１６ 相関画素加算部
６１ インパルスノイズ低減部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される第１の映像信号を記憶する記憶部と、
前記第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、前記第１の注目画素の画素値と、前記第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した前記平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタと、
前記第１の映像信号を所定量遅延し、前記ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、前記所定量遅延した前記第１の映像信号を第３の映像信号として出力する遅延部と、
前記第２の映像信号の第２の注目画素と、前記第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出する第１の周辺画素取込部と、
前記第２の注目画素と同一の画素位置にある前記第３の映像信号の第３の注目画素と前記第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出する第２の周辺画素取込部と、
前記第２の周辺画素のそれぞれに対して、前記第２の周辺画素の画素値と前記第２の注目画素の画素値との第１の差分値を算出し、前記第２の周辺画素と同一の画素位置にある前記第３の周辺画素の画素値と前記第３の注目画素の画素値との第２の差分値を算出し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関が高いと判定し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した前記第３の周辺画素の画素値を用いて前記第３の注目画素の画素値を算出する相関画素加算部と
を有することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
前記第１の映像信号の第４の注目画素の周囲に存在する複数の第４の周辺画素のそれぞれに対して、前記第４の周辺画素の画素値から前記第４の注目画素の画素値を減算し、所定数の前記減算した値が第３の閾値以上である場合に、前記第４の注目画素の画素値はインパルスノイズであると判定し、前記インパルスノイズと判定した前記第４の注目画素の画素値は、少なくとも１つの前記第４の周辺画素に基いて決定するインパルスノイズ低減部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
入力される第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、前記第１の注目画素の画素値と、前記第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した前記平均値を第２の映像信号として出力し、
前記第１の映像信号を所定量遅延し、前記ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、前記所定量遅延した前記第１の映像信号を第３の映像信号として出力し、
前記第２の映像信号の第２の注目画素と、前記第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出し、
前記第２の注目画素と同一の画素位置にある前記第３の映像信号の第３の注目画素と前記第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出し、
前記第２の周辺画素のそれぞれに対して、前記第２の周辺画素の画素値と前記第２の注目画素の画素値との第１の差分値を算出し、前記第２の周辺画素と同一の画素位置にある前記第３の周辺画素の画素値と前記第３の注目画素の画素値との第２の差分値を算出し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関が高いと判定し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した前記第３の周辺画素の画素値に基いて前記第３の注目画素の画素値を算出する
ことを特徴とするノイズ低減方法。
【請求項１】
入力される第１の映像信号を記憶する記憶部と、
前記第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、前記第１の注目画素の画素値と、前記第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した前記平均値を第２の映像信号として出力するローパスフィルタと、
前記第１の映像信号を所定量遅延し、前記ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、前記所定量遅延した前記第１の映像信号を第３の映像信号として出力する遅延部と、
前記第２の映像信号の第２の注目画素と、前記第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出する第１の周辺画素取込部と、
前記第２の注目画素と同一の画素位置にある前記第３の映像信号の第３の注目画素と前記第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出する第２の周辺画素取込部と、
前記第２の周辺画素のそれぞれに対して、前記第２の周辺画素の画素値と前記第２の注目画素の画素値との第１の差分値を算出し、前記第２の周辺画素と同一の画素位置にある前記第３の周辺画素の画素値と前記第３の注目画素の画素値との第２の差分値を算出し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関が高いと判定し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した前記第３の周辺画素の画素値を用いて前記第３の注目画素の画素値を算出する相関画素加算部と
を有することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
前記第１の映像信号の第４の注目画素の周囲に存在する複数の第４の周辺画素のそれぞれに対して、前記第４の周辺画素の画素値から前記第４の注目画素の画素値を減算し、所定数の前記減算した値が第３の閾値以上である場合に、前記第４の注目画素の画素値はインパルスノイズであると判定し、前記インパルスノイズと判定した前記第４の注目画素の画素値は、少なくとも１つの前記第４の周辺画素に基いて決定するインパルスノイズ低減部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
入力される第１の映像信号のノイズ低減処理の対象とする第１の注目画素のそれぞれに対して、前記第１の注目画素の画素値と、前記第１の注目画素の周囲に存在する複数の第１の周辺画素の画素値を加算して平均値を算出し、算出した前記平均値を第２の映像信号として出力し、
前記第１の映像信号を所定量遅延し、前記ローパスフィルタより前記第２の映像信号が出力されるタイミングに同期して、前記所定量遅延した前記第１の映像信号を第３の映像信号として出力し、
前記第２の映像信号の第２の注目画素と、前記第２の注目画素の周囲に存在する複数の第２の周辺画素を抽出し、
前記第２の注目画素と同一の画素位置にある前記第３の映像信号の第３の注目画素と前記第３の注目画素の周囲に存在する複数の第３の周辺画素を抽出し、
前記第２の周辺画素のそれぞれに対して、前記第２の周辺画素の画素値と前記第２の注目画素の画素値との第１の差分値を算出し、前記第２の周辺画素と同一の画素位置にある前記第３の周辺画素の画素値と前記第３の注目画素の画素値との第２の差分値を算出し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値未満であり、かつ、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値未満である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関が高いと判定し、前記第１の差分値の絶対値が第１の閾値以上、または、前記第２の差分値の絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記第３の周辺画素と前記第３の注目画素の相関がないと判定し、相関が高いと判定した前記第３の周辺画素の画素値に基いて前記第３の注目画素の画素値を算出する
ことを特徴とするノイズ低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２３２３５（Ｐ２０１１−２２３２３５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９３０１（Ｐ２０１０−８９３０１）
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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