映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置
【課題】本発明は、映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置に関し、例えば映像信号中のノイズを除去するノイズフィルタに適用して、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測する。
【解決手段】本発明は、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７を計測する。
【解決手段】本発明は、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置に関し、例えば映像信号中のノイズを除去するノイズフィルタに適用することができる。本発明は、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルを計測することにより、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種映像信号処理装置では、入力映像信号のノイズレベルを計測し、この計測結果に基づいて入力映像信号のノイズを抑圧する方法等が採用されており、このノイズレベルの計測方法に関してヒストグラムを使用する種々の手法が提案されている。
【０００３】
すなわち特開平８−２０１４６４号公報には、ヒストグラムからピーク値、平均値等の統計値を複数求め、値の小さな統計量をノイズレベルに設定する方法が開示されている。また特開平１０−２６２１６０号公報には、画面内信号を計測対象とする２次元処理の計測値と、フィールド間又はフレーム間の差分信号を計測対象とする３次元処理の計測値とから値の小さな側を選択し、この選択した側の計測値を用いたヒストグラムのピーク値からノイズレベルを求める方法が提案されている。また特開２００５−２２９１６６号公報には、前後のフレームとの間で相関性の高い画像領域を検出し、この画像領域間の差分値の平均値、差分値の中央値、差分値より作成したヒストグラムのピーク値等によりノイズレベルを求める方法が提案されている。
【０００４】
しかしながらこれらに開示の手法においては、計測対象となる信号に含まれる動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の影響により、高精度にノイズレベルを計測できない問題がある。
【特許文献１】特開平８−２０１４６４号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２１６０号公報
【特許文献３】特開２００５−２２９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法に適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００７】
また請求項１７の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムに適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００８】
また請求項１８の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記プログラムは、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００９】
また請求項１９の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理装置に適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出部と、前記計測有効特徴量検出部によりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測部とを有するようにする。
【００１０】
請求項１、請求項１７、請求項１８、又は請求項１９の構成によれば、ノイズ計測に適した領域の特徴量のみを用いてノイズレベルを計測することができ、これにより従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１３】
（１）実施例の構成
図１は、本発明の映像信号処理装置に適用されるノイズフィルタを示すブロック図である。このノイズフィルタ１は、時間巡回型のノイズフィルタであり、連続するフィールド間又はフレーム間の相関を有効に利用して、入力映像信号Ｓ１のノイズを除去し、出力映像信号Ｓ２を出力する。
【００１４】
なおこの実施例において、ノイズフィルタ１は、所定のプログラムの実行により入力映像信号Ｓ１を処理するプロセッサにより構成され、この実施例ではこのプログラムが事前にインストールされて提供されるものの、これに代えて光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の記録媒体に記録して提供するようにしてもよく、インターネット等のネットワークを介したダウンロードにより提供するようにしてもよい。
【００１５】
ここで遅延信号生成部２は、出力映像信号Ｓ２を遅延してノイズ成分抽出用の遅延信号Ｓ３を出力する。なおここで遅延信号Ｓ３は、出力映像信号Ｓ２を動き補正して生成するようにしてもよい。減算回路３は、入力映像信号Ｓ１から遅延映像信号Ｓ３を減算してノイズ信号成分Ｓ４を生成する。信号レベル補正回路４は、このノイズ信号成分Ｓ４を所定の利得で増幅することにより、ノイズ信号成分Ｓ４の信号レベルを補正して補正用信号Ｓ５を生成する。減算回路５は、この補正用信号Ｓ５を入力映像信号Ｓ１から減算して出力映像信号Ｓ２を生成する。
【００１６】
計測部６は、入力映像信号Ｓ１からノイズ信号成分の信号レベルを計測して計測結果Ｓ７を出力し、またこの計測結果Ｓ７の信頼度を示す計測信頼度Ｄ７を出力する。信号レベル補正回路４は、この計測結果Ｓ７に応じて信号レベル補正回路４の利得を可変し、これにより補正用信号Ｓ５の信号レベルを補正する。計測部６は、直前フレームで設定した利得の値と、当該フィールドで計測結果Ｓ７から求められる利得の値との加重平均値により、信号レベル補正回路４の利得を設定し、この加重平均に供する重み付け係数を計測信頼度Ｄ７に応じて可変する。これによりノイズフィルタ１は、計測信頼度Ｄ７に応じて、計測結果Ｓ７の信頼性が低い場合には、従前の補正量を反映させるようにしてノイズレベルを補正する。
【００１７】
図２は、この計測部６を示すブロック図である。この計測部６において、参照映像信号生成部１１は、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて参照映像信号Ｓ１１を出力する。より具体的に、参照映像信号生成部１１は、入力映像信号Ｓ１を動き補正して参照映像信号Ｓ１１を生成する。
【００１８】
ここで図３は、参照映像信号生成部１１を示すブロック図である。この参照映像信号生成部１１において、遅延信号生成部１２は、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて遅延映像信号Ｓ１２を生成する。動きベクトル検出部１３は、この遅延映像信号Ｓ１２を基準にして入力映像信号Ｓ１から動きベクトルＭＶを検出する。なおここでこの動きベクトルＭＶの検出は、ブロックマッチング法、勾配法等、種々の動きベクトル検出手法を適用することができる。また動きベクトルＭＶの精度は、整数画素精度、小数画素精度のいずれでもよい。
【００１９】
動き補正映像信号生成部１４は、この動きベクトルＭＶを用いて遅延映像信号Ｓ１２を動き補正して参照映像信号Ｓ１１を出力する。なおここでこの参照映像信号Ｓ１１は、実用上十分な特性を確保できる場合には、図４に示すように、遅延信号生成部１２で、単に、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて生成してもよい。
【００２０】
差分信号生成部１６は（図２）、図５に示すように、減算回路１７で、入力映像信号Ｓ１から参照映像信号Ｓ１１を減算し、フィールド間差分又はフレーム間差分である差分信号Ｓ１６を出力する。
【００２１】
計測有効面内特徴量検出部１８（図２）は、入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定し、領域毎に、入力映像信号Ｓ１のノイズレベルの指標である特徴量を検出する。具体的に、計測有効面内特徴量検出部１８は、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６における画素値のばらつきを示す面内の特徴量（以下、アクティビティと呼ぶ）Ｓ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを求めて出力する。また計測有効面内特徴量検出部１８は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａがノイズ計測に適しているか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを領域毎に出力する。また後段のノイズレベル計測部１９におけるヒストグラムを使用した統計処理のために、このヒストグラムを作成する範囲を定義する下限閾値ＴＨＬ、上限閾値ＴＨＨを計算して出力する。なお実用上十分な精度によりノイズレベルを検出できる場合には、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６の何れか１つのみ、または２つのみでアクティビティを生成してもよい。
【００２２】
ここで図６は、計測有効面内特徴量検出部１８を示すブロック図である。この計測有効面内特徴量検出部１８において、部分領域信号分割部２０は、図７に示すように、入力映像信号Ｓ１の１画面を水平方向及び垂直方向に分割して入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定する。また各領域に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６をそれぞれ振り分け、領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６をそれぞれまとめて出力する。なおこのように各領域に振り分けられて、領域毎に出力される入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６を、適宜、部分入力映像信号Ｓ１Ｐ、部分参照映像信号Ｓ１１Ｐ、部分差分信号Ｓ１６Ｐと呼ぶ。なお図７との対比により図８に示すように、領域の設定は、隣接する領域が部分的に重なり合うようにしてもよい。
【００２３】
画素領域特徴量抽出部２１は、部分入力映像信号Ｓ１Ｐ、部分参照映像信号Ｓ１１Ｐ、部分差分信号Ｓ１６Ｐを入力して領域毎に処理し、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを検出する。なおこのアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａは、各領域における信号の分散値を適用してもよく、またこれに代えて画素値の２乗平均値、画素値の絶対値平均値、画素値の標準偏差値等を適用するようにしてもよい。また画素領域特徴量抽出部２１は、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを計算して出力する。
【００２４】
飽和領域検出部２２は、画素領域特徴量抽出部２１で計算した入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを所定の閾値S min Th、S max Thで判定することにより、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値がダイナミックレンジの影響を受けてクリッピングしている可能性のある領域（以下、飽和領域と呼ぶ）を検出し、検出した飽和領域で対応する飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。なおここでクリッピングは、いわゆる白つぶれ、黒つぶれである。また閾値S min Th、S max Thはそれぞれ黒レベル側及び白レベル側の閾値である。従って飽和領域検出部２２は、部分入力映像信号Ｓ１Ｐについて、次式の関係式が成立する場合、飽和領域と判定して入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。また部分参照映像信号Ｓ１１Ｐについて、次式の関係式が成立する場合、飽和領域と判定して参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。なおここで（１）式のＡｖｅは、それぞれ画素領域特徴量抽出部２１で計算した入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅである。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで映像信号の画素値がダイナミックレンジの影響を受けてクリッピングしている場合、この映像信号に重畳されたノイズもクリッピングされていることになる。従ってこのクリッピングされている領域では、ノイズレベルを正しく計測できないことになる。従って飽和領域検出部２２は、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを基準にしてノイズレベル検出に不適切な領域を検出し、検出結果を飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦにより出力する。
【００２７】
ノイズフリー領域検出部２３は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを入力し、それぞれノイズフリー領域を検出してノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを出力する。ここでノイズフリー領域は、当該領域が、テレビジョン受像機、光ディスクレコーダー等のグラフィカルユーザーインターフェースの領域、編集過程で挿入されたキャプション情報等を表示した領域であって、対象の信号にノイズがほとんど存在しないと見なすことができる領域である。
【００２８】
ノイズフリー領域検出部２３は、各領域における入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａの値Iactを、所定の閾値INF Thで判定し、次式の関係式が成立する場合、ノイズフリー領域であると判定してそれぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦを立ち上げる。
【００２９】
【数２】
【００３０】
またノイズフリー領域検出部２３は、各領域における差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａの値Pactを対応する閾値PNF Thで判定し、次式の関係式が成立する場合、ノイズフリー領域であると判定して差分信号Ｓ１６のノイズフリー領域検出フラグＳ１６ＮＦＦを立ち上げる。
【００３１】
【数３】
【００３２】
計測有効判定部２４は、飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを処理して、ノイズに適した領域であるか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを出力する。また下限閾値ＴＨＬ、上限閾値ＴＨＨを生成して出力する。
【００３３】
図９は、この計測有効判定部２４を示すブロック図である。計測有効判定部２４において、計測不能領域判定部２７は、飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを論理演算処理し、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６毎に、計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦを設定する。
【００３４】
具体的に、計測不能領域判定部２７は、入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域の入力映像信号Ｓ１は、ノイズの計測に適していないと判定し、入力映像信号Ｓ１の計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦを立ち上げる。また参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１１ＮＦＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域における参照映像信号Ｓ１１は、ノイズの計測に適していないと判定し、参照映像信号Ｓ１１の計測不能領域判定フラグＳ１１ＮＦを立ち上げる。また差分信号Ｓ１６のノイズフリー領域検出フラグＳ１６ＮＦＦ、入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域における差分信号Ｓ１６は、ノイズの計測に適していないと判定し、当該領域における差分信号Ｓ１６の計測不能領域判定フラグＳ１６ＮＦを立ち上げる。
【００３５】
増幅回路２８は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１１Ａに対応するように、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを利得ＤＫにより増幅して出力する。なおこの利得ＤＫによる増幅は、差分信号Ｓ１６のダイナミックレンジが入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１よりも大きくなる場合があることを考慮して、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを補正するためのものである。
【００３６】
代表特徴量設定部２９は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１１Ａ、増幅回路２８から出力される差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａから、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、１６ＮＦが立ち上がっていない場合、ノイズ検出に適していると判定されたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択する。また選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを統計的に処理し、検出した複数の特徴量を代表する代表特徴量Act を検出する。
【００３７】
ここでこの統計的処理は、図１０〜図１４に示す構成の何れかを適用することができる。ここで図１０は、最小値検出部２９Ａにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に最小値を検出して代表特徴量Act に設定する構成であり、動きの影響を受け難くして代表特徴量Act を設定することができるものの、安定性に欠ける欠点がある。また図１１は、平均値検出部２９Ｂにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に平均値を計算して代表特徴量Act に設定する構成である。また図１２は、中間値検出部２９Ｃにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に中間値のアクティビティを選択して代表特徴量Act に設定する構成である。図１１及び図１２の構成は、図１０の構成に比して安定性を優先した構成である。
【００３８】
これに対して図１３は、ソーティング部２９Ｄにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａをフィールド単位又はフレーム単位に昇順又は降順にソーティングして小アクティビティ代表値検出部２９Ｅに入力し、小アクティビティ代表値検出部２９Ｅにより値が小さい側から所定個数のアクティビティを平均値化して代表特徴量Act に設定する構成である。なおこの場合、値の小さい側から所定番目のアクティビティを選択して代表特徴量Act に設定するようにしてもよい。
【００３９】
また図１４は、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａから、フィールド単位又はフレーム単位に、最小値検出部２９Ｆ、平均値検出部２９Ｇ、中間値検出部２９Ｈにより、それぞれ最小値、平均値、中間値を検出し、特徴量統合部２９Ｉによりこれら最小値、平均値、中間値を加重平均して代表特徴量Act に設定する構成である。これら図１３、図１４は、安定性を向上しつつ、動きの影響を低減して代表特徴量Act を検出する構成である。なお代表特徴量には、分散値等を使用するようにしてもよい。
【００４０】
代表特徴量時間平滑化部３０は、代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act
を平滑化して時間平滑化代表特徴量RepActを出力する。なおここで代表特徴量時間平滑化部３０は、ＩＩＲフィルタ、ＦＩＲフィルタを適用することができる。またメディアンフィルタ等の順序統計フィルタを適用して、シーンチェンジによる突発的な時間変動、２−３プルダウン方式における同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動等の影響を回避するようにしてもよい。また代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act の変動を十分に許容できる場合、代表特徴量時間平滑化部３０を省略するようにしてもよい。またこの平滑化の処理は、代表特徴量に代えて、後述する上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬに対して実行するようにしてもよい。
【００４１】
閾値設定部３１は、代表特徴量時間平滑化部３０から出力される時間平滑化代表特徴量RepActを用いて、次式の演算処理を実行することにより、上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を設定する。但し、A sd、A meanは、図１０〜図１４について上述した代表特徴量設定部２９の構成に対応して、代表特徴量の性質に応じて決まる定数である。またActTh FactorS、 ActTh FactorLは、ノイズの分布を考慮した定数である。
【００４２】
【数４】
【００４３】
【数５】
【００４４】
【数６】
【００４５】
【数７】
【００４６】
閾値設定部３１は、求めた上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を統計処理対象選別部３２に出力し、またノイズレベル計測部１９に出力する。なおこの場合に、必要に応じて上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を遅延させて出力するようにして、メモリの容量を小容量化し、さらにはノイズ計測のリアルタイム性を確保するようにしてもよい。なお以下においては、図１０の構成により、最小値を代表特徴量に設定した場合について説明する。
【００４７】
統計処理対象選別部３２は、計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦ、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａに応じて、最終的に、各領域がノイズ計測に適しているか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６毎に設定する。
【００４８】
すなわち統計処理対象選別部３２は、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していないと判定される場合であって、かつアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっていない場合、当該領域の対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していないと判定し、対応する計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを立ち下げる。
【００４９】
またこの条件が成立しない場合、すなわち対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦが立ち下がっている場合、又はアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっている場合、当該領域の対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していると判定し、対応する計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを立ち上げる。
【００５０】
なおこれに代えて、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していないと判定される場合、又はアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっていない場合、対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していないと判定し、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していると判定され、かつアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっている場合、計測に適していると判定し、これにより一段とノイズレベルの計測精度を向上してもよい。
【００５１】
統計処理対象選別部３２は、領域毎に、これら計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを設定して出力し、また順次入力されるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを出力する。
【００５２】
ノイズレベル計測部１９（図２）は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆによりノイズレベルの計測に適しているとされたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択してヒストグラムを作成する。またこのヒストグラムを分析してノイズレベル計測結果Ｓ７、計測信頼度Ｄ７を検出し、これらノイズレベル計測結果Ｓ７、計測信頼度Ｄ７を出力する。
【００５３】
ここで図１５は、ノイズレベル計測部１９を示すブロック図である。このノイズレベル計測部１９において、面内特徴量統計処理部３５は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを用いてノイズレベルの計測に適しているとされたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択してヒストグラムを作成する。またこのヒストグラムの形状を特徴付ける各種パラメータを出力する。
【００５４】
すなわち面内特徴量統計処理部３５は、図１６に示すように、ヒストグラム階級幅境界値算出部３６に上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬを入力する。ヒストグラム階級幅境界値算出部３６は、予め設定されている階級数により、この上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬ間の値を分割してこれら上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬ間に境界を設け、ヒストグラムの階級幅、境界値を計算する。ヒストグラム階級幅境界値算出部３６は、この階級幅、境界値をヒストグラム生成部３７に通知する。また階級幅Ｄ１をノイズレベル算出部３９に通知する。これによりこの実施例では、特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａの変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように、特徴量に応じて階級幅を可変してヒストグラムを作成する。
【００５５】
ヒストグラム生成部３７は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆにより計測に適していると判定されているアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的にヒストグラム生成対象に設定し、このヒストグラム生成対象のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａをヒストグラム階級幅境界値算出部３６から通知された階級幅、境界値で分類してヒストグラムを作成する。ヒストグラム生成部３７は、フィールド単位又はフレーム単位でヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムの各階級の度数をヒストグラムの分布情報Ｄ１３によりノイズ分布特徴量算出部３８に通知する。
【００５６】
ノイズ分布特徴量算出部３８は、このヒストグラム生成部３７から通知される各階級の度数を分析してヒストグラム生成部３７で生成したヒストグラムを分析し、ヒストグラムの形状を特徴付ける各種のパラメータを出力する。
【００５７】
すなわち図１７に示すように、ノイズ分布特徴量算出部３８において、ピーク位置探索部４０は、図１８に示すように、ヒストグラム生成部３７から通知される各階級の度数を分析して度数が最大となる階級である分布ピーク位置を探索し、この分布ピーク位置の階級、分布ピーク位置の度数を検出する。ピーク位置探索部４０は、この分布ピーク位置の階級を分布ピーク位置Ｄ４により出力する。また分布ピーク位置の度数を、ピーク度数情報Ｄ１４として出力する。
【００５８】
ピーク近傍下側位置検出部４１は、ピーク位置探索部４０から出力されるピーク度数情報Ｄ１４に基づいて、分布ピーク位置の度数に、値１以下の正の係数を乗算して下側位置検出用閾値Ｄ１５を求める。また図１８において矢印により示すように、分布ピーク位置から順次階級が小さくなる側に順次各階級の度数を下側位置検出用閾値Ｄ１５で判定し、最初に度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出する。ピーク近傍下側位置検出部４１は、この検出した階級をピーク近傍下側位置Ｄ１６として、下側位置検出用閾値Ｄ１５と共に出力する。
【００５９】
ピーク近傍上側位置検出部４２は、図１９において矢印により示すように、ピーク近傍下側位置検出部４１とは逆に、分布ピーク位置から階級が大きくなる側に順次各階級の度数を下側位置検出用閾値Ｄ１５で判定し、最初に度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出する。ここで分布ピーク位置からピーク近傍下側位置までの階級数を値Ｌとすると、ピーク近傍上側位置検出部４２は、この階級が大きくなる側の検出処理を、分布ピーク位置から階級数Ｌの範囲で実行して、図２０に示すように、この階級数Ｌの範囲で、度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出できない場合、分布ピーク位置から階級数Ｌだけ階級が大きくなる側の階級を検出する。ピーク近傍上側位置検出部４２は、この検出した階級をピーク近傍上側位置Ｄ１７として出力する。以下、これらピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２で検出した階級をそれぞれピーク近傍下側位置及びピーク近傍上側位置と呼ぶ。
【００６０】
ピーク近傍重心位置算出部４３は、ヒストグラムの分布情報Ｄ１３、ピーク近傍下側位置Ｄ１６、ピーク近傍上側位置Ｄ１７により、図２１においてハッチングにより示すように、ピーク近傍下側位置とピーク近傍上側位置の間に存在する階級の値をそれぞれの度数で重み付け平均し、これらピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置間におけるヒストグラムの分布重心位置の階級を求める。ピーク近傍重心位置算出部４３は、この分布重心位置の階級をピーク近傍重心位置情報Ｄ１８として出力する。ここでピーク近傍重心位置情報Ｄ１８は、入力映像信号Ｓ１のノイズレベルを示していることになることから、以下、適宜、ノイズレベルを示す情報とも呼ぶ。
【００６１】
分布急峻度算出部４４は、ヒストグラムにおける分布の集中度を示す分布急峻度を検出する。すなわち分布急峻度算出部４４は、図２２に示すように、ピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２等の処理結果に基づいて、ピーク近傍下側位置とピーク近傍上側位置Ｄ１７との間に存在する階級の平均度数（以下、ピーク近傍平均度数と呼ぶ）を計算する。また分布急峻度算出部４４は、分布重心位置の階級位置とピーク近傍上側位置との間の階級数である上側近傍距離Ｌ１を求め、この上側近傍距離Ｌ１に所定の係数を乗じた階級数Ｌ２を求める。分布急峻度算出部４４は、ピーク近傍上側位置からこの階級数Ｌ２だけ階級の大きい側の位置を上側裾野上限位置に設定し、ピーク近傍上側位置から上側裾野上限位置までの範囲に存在する階級の平均度数（以下、上側裾野平均度数と呼ぶ）を計算する。
【００６２】
分布急峻度算出部４４は、ピーク近傍平均度数と上側裾野平均度数との比率を計算する。ここでヒストグラムのピークが急峻であればあるほど、上側裾野平均度数に対してピーク近傍平均度数が大きくなることから、ピーク近傍平均度数と上側裾野平均度数との比率は、ヒストグラムのピークの急峻度を表すことになる。分布急峻度算出部４４は、この比率を分布急峻度Ｄ５として出力する。
【００６３】
なお図２２との対比により図２３に示すように、分布重心位置の階級位置からピーク近傍上側位置との間の階級数Ｌ１に代えて、分布ピーク位置からピーク近傍上側位置までの階級数Ｌ１を適用して分布急峻度Ｄ５を計算してもよい。またピーク近傍平均度数に代えて分布ピーク位置の度数を適用して分布急峻度Ｄ５を計算してもよい。なおこの場合、図１７との対比により図２４に示すように、ピーク近傍平均度数を用いて分布急峻度Ｄ５を計算する分布急峻度算出部４４Ａを分布急峻度算出部４４に代えて適用してノイズ分布特徴量算出部３８Ａを構成することになる。なお急峻度には、いわゆる尖度を適用するようにしてもよい。
【００６４】
分布占有度算出部４５（図１７）は、図２５においてハッチングにより示すように、ピーク近傍上側位置以下の全ての階級の総度数をカウントし、カウント値が増大するに従って値が増大するように、分布占有度Ｄ６を設定する。ここで入力映像信号Ｓ１に動き差分成分、非平坦信号成分（エッジ、テクスチャ）、飽和領域成分等が含まれている場合、図２６に示すように、これらの成分は上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲外となってヒストグラムに含まれないことになる。しかしながらこれらの成分でも、上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲内となってヒストグラムを構成する場合があり、この場合このような成分は、ピーク近傍上側位置より外側の階級に分類されることが多く、これによりこの場合分布占有度Ｄ６が小さくなる。これにより分布占有度算出部４５は、ヒストグラムにおける度数の集中程度を検出して分布占有度Ｄ６を出力する。
【００６５】
ノイズ分布特徴量算出部３８（図１６）は、分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６をヒストグラムの形状を特徴付けるパラメータとして出力する。ノイズレベル算出部３９は、ピーク近傍重心位置情報Ｄ１８に基づいて、分布ピーク位置の近傍で把握される分布中心の階級をノイズ成分の標準偏差相当の値に変換してノイズレベルＤ３を算出し、このノイズレベルＤ３を出力する。この処理において、ノイズレベル算出部３９は、下限閾値ＴＨＬ、階級幅Ｄ１１、アクティビティとして使用した指標に応じて、ノイズレベルＤ３を補正して出力する
分布信頼度設定部５１（図１５）は、分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６により、ノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ８を計算する。図２７は、この分布信頼度設定部５１を示すブロック図である。この分布信頼度設定部５１において、ピーク位置信頼度設定部５２は、ヒストグラムの分布ピーク位置の階級が増大するに従って値が小さくなるように、分布ピーク位置によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ４１を生成する。すなわち分布ピーク位置が、過度に大きい階級側にずれている場合、そのピークは、動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の影響を大きく受けているものと判断することができる。これによりピーク位置信頼度設定部５２は、図２８に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値０及び値１となり、分布ピーク位置Ｄ４に応じて値が減少するように、信頼度Ｄ４１を生成する。
【００６６】
分布急峻信頼度設定部５３は、急峻度が増大してヒストグラムにおける分布が分布ピーク位置に集中するに従って値が大きくなるように、急峻度によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ５１を生成する。すなわちこの場合、図２９に示すように、分布急峻信頼度設定部５３は、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、急峻度Ｄ５に応じて値が増大するように、信頼度Ｄ５１を生成する。
【００６７】
分布占有信頼度設定部５４は、ピーク近傍上側位置以下の総度数により把握される分布占有度Ｄ６によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ６１を生成する。すなわちこの場合、図３０に示すように、分布占有信頼度設定部５４は、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、分布占有度Ｄ６に応じて値が増大するように、信頼度Ｄ６１を生成する。
【００６８】
乗算回路５５は、これらの信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１を乗算して総合の信頼度Ｄ８を出力する。なおこの総合の信頼度Ｄ８の算出方法は、信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１の加重平均、信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１を入力とする所定関数による演算等、種々の統合方法を適用することができる。なおこれによりこの実施例では、急峻度、分布占有度で表されるヒストグラムの形状、分布ピーク位置に応じて、ノイズレベルを示すノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ８を生成することになるが、信頼度にあっては、急峻度、分布占有度以外のヒストグラムの分布の形状を表す各種パラメータ、総度数、重心位置等に基づいても設定することができ、またこれらの何れか、又はこれらの組み合わせにより設定することもできる。
【００６９】
時間平滑化部５９は、面内特徴量統計処理部３５から出力されるノイズレベルＤ３を信頼度Ｄ８により処理して平滑化処理し、ノイズ計測結果Ｓ７を算出して出力する。また信頼度Ｄ８を平滑化処理して信頼度Ｄ７を算出し、この信頼度Ｄ７を出力する。この平滑化の処理において、時間平滑化部５９は、信頼度Ｄ７が低減するに従って通過帯域が低減するように、ノイズ計測結果Ｓ７、信頼度Ｄ７の平滑化処理に係るフィルタの特性を制御する。
【００７０】
ここで図３１は、ＦＩＲのローパスフィルタで構成した場合の時間平滑化部５９を示すブロック図である。この時間平滑化部５９は、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１によりノイズレベルＤ３を順次遅延させ、ノイズレベルＤ３、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１の出力を乗算回路Ｍ０１〜Ｍ４１、加算回路ＡＤ１１〜ＡＤ４１により重み付け加算してノイズレベルＤ３を平滑化処理する。またフィルタ係数設定部６０により、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１の重み付け係数を制御し、ノイズレベルＤ３を乗算する乗算回路Ｍ０１の重み付け係数を、他の乗算回路Ｍ１１〜Ｍ４１の重み付け係数に対して、信頼度Ｄ８が増大するに従って増大させる。
【００７１】
また遅延回路ＤＤ１２〜ＤＤ４２により信頼度Ｄ８を順次遅延させ、信頼度Ｄ８、遅延回路ＤＤ１２〜ＤＤ４２の出力を乗算回路Ｍ０２〜Ｍ４２、加算回路ＡＤ１２〜ＡＤ４２により重み付け加算して信頼度Ｄ８を平滑化する。またフィルタ係数設定部６０により、ノイズレベルＤ３の処理と同様に、乗算回路Ｍ０２〜Ｍ４２の重み付け係数を制御する。
【００７２】
これに対して図３２は、巡回型のＩＩＲのローパスフィルタで構成した場合の時間平滑化部５９を示すブロック図である。この時間平滑化部５９は、計測結果Ｓ７を遅延回路ＤＡ１で遅延させ、この遅延させた計測結果Ｓ７と順次入力されるノイズレベルＤ３とを、乗算回路ＭＡ１、ＭＢ１、加算回路ＡＤ１で重み付け加算する。また帰還率設定部６０Ａにより、信頼度Ｄ８が増大するに従って、ノイズレベルＤ３側の重み付け係数を増大させて帰還率を低減させる。
【００７３】
またこの時間平滑化部５９から出力する信頼度Ｄ７を遅延回路ＤＡ２で遅延させ、この遅延させた信頼度Ｄ７と順次入力される信頼度Ｄ８とを、乗算回路ＭＡ２、ＭＢ２、加算回路ＡＤ２で重み付け加算する。また帰還率設定部６０Ａにより、ノイズレベルＤ３の処理と同様に、信頼度Ｄ８が増大するに従って、信頼度Ｄ８側の重み付け係数を増大させる。
【００７４】
なおこれらによりこの実施例では、ヒストグラムの重心位置の階級をノイズレベル計測結果Ｓ７とすることになるが、必要に応じて、これに代えてヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等をノイズレベル計測結果Ｓ７としてもよい。
【００７５】
（２）実施例の動作
以上の構成において、入力映像信号Ｓ１（図１）は、出力映像信号Ｓ２の遅延信号Ｓ３との間で差分信号が生成されてノイズ信号成分Ｓ４が検出され、このノイズ信号成分Ｓ４の信号レベルが計測部６によるノイズ計測結果Ｓ７により補正されて補正用信号Ｓ５が生成される。入力映像信号Ｓ１は、この補正用信号Ｓ５が減算されてノイズレベルが抑圧され、出力映像信号Ｓ２により出力される。これによりこのノイズフィルタ１では、計測部６により精度良くノイズレベルを計測して、ノイズを抑圧することができ、計測部６によるノイズ計測結果Ｓ７の精度が低い場合には、十分にノイズを抑圧することが困難になる。
【００７６】
そこでこの実施例では（図２）、計測部６の計測有効面内特徴量検出部１８において、入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定し、領域毎に、ノイズレベルの指標である特徴量がアクティビティＳ１Ａにより検出される。またこのアクティビティＳ１Ａによりノイズレベル計測部１９において、ヒストグラムが作成され、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７が検出される。
【００７７】
しかしながらこのようにして検出される特徴量には、ノイズレベルの計測に適していない部位から検出されたものも含まれ、これによりノイズレベルＳ７の精度が劣化する。そこでこの実施例では、計測有効面内特徴量検出部１８において、検出した特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量が検出され、ノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成する。
【００７８】
これによりこのノイズフィルタ１では、入力映像信号に含まれる動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の計測結果への影響が低減され、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【００７９】
すなわち図３３に示すように、何ら制限することなく全ての特徴量を用いてヒストグラムを作成した場合、動き成分、非平坦信号成分等が混入することになり、これらの成分によりヒストグラムを分析して得られるノイズレベル計測結果の精度が劣化することになる。しかしながらノイズレベルの計測に適した特徴量を検出し、このノイズレベルの計測に適した特徴量を用いてヒストグラムを作成すれば、測定精度の劣化を来す成分については、ヒストグラムの範囲外としてヒストグラムの作成に使用しないようにすることができ、これにより動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分等の計測結果への影響を低減し、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【００８０】
これによりこのノイズフィルタ１において、入力映像信号Ｓ１は、参照映像信号生成部１１において、１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延されて参照映像信号Ｓ１１が生成され（図３、図４）、差分信号生成部１６において、この参照映像信号Ｓ１１との間で差分信号Ｓ１６が生成される（図５）。また計測有効面内特徴量検出部１８の部分領域信号分割部２０（図６）において、入力映像信号Ｓ１に設定された領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が分割された後（図７）、続く画素領域特徴量抽出部２１において、領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６の特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａがそれぞれ検出される。
【００８１】
これによりこのノイズフィルタ１では、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６を生成元とした３種類の特徴量が検出され、この３種類の特徴量からノイズ計測に適した特徴量が選択されてヒストグラムが作成され、面内方向と時間軸方向との双方についてのノイズレベルを総合的に検出して、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。またノイズの検出に適していない特徴量を除いてヒストグラムを作成する場合でも、ヒストグラムの作成に使用する特徴量数を十分に確保することができ、これによっても精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８２】
ノイズフィルタ１では、画素領域特徴量抽出部２１において、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１における画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅが求められ、飽和領域検出部２２において、この平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅが閾値S
min Th、S max Thで判定されて飽和領域が検出される。またこの検出結果により、飽和領域とされた特徴量をヒストグラムの作成対象から除外するように、計測有効判定部２４により計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、画素値の飽和によりノイズレベルを正しく計測困難となっている領域については、ヒストグラムの作成対象から除外して、精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８３】
また入力映像信号Ｓ１は、ノイズフリー領域検出部２３において、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが所定の閾値INF Th、PNF Thで判定され、これによりテレビジョン受像機、光ディスクレコーダー等のグラフィカルユーザーインターフェースの領域、編集過程で挿入されたキャプション情報等を表示した領域であって、対象の信号にノイズがほとんど存在しないと見なすことができるノイズフリー領域が検出される。またこの検出結果により、ノイズフリー領域とされた特徴量をヒストグラムの作成対象から除外するように、計測有効判定部２４により計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、キャプション情報等の挿入によりノイズレベルを正しく計測困難となっている領域については、ヒストグラムの作成対象から除外して、これによっても精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８４】
またさらにノイズフィルタ１では、計測有効判定部２４の計測不能領域判定部２７（図９）において、飽和領域、ノイズフリー領域以外を除くように計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦが設定され、代表特徴量設定部２９において、この計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦに基づいて、飽和領域、ノイズフリー領域以外のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが領域毎に統計処理されて、各領域を代表する代表特徴量Act が検出される。
【００８５】
また閾値設定部３１において、この代表特徴量Act により上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬが設定され、統計処理対象選別部３２において、この閾値ＴＨＨ及びＴＨＬによりアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが判定されて、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを、ヒストグラム作成対象から除外するように計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００８６】
また代表特徴量時間平滑化部３０は、代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act を平滑化して閾値ＴＨＨ及びＴＨＬを設定することにより、又は閾値ＴＨＨ及びＴＨＬを平滑化してアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを判定することにより、閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの変動による検出精度の劣化を防止することができる。これにより映像信号処理装置は、シーンチェンジによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。特に、この平滑化処理を、メディアンフィルタ等の順序統計フィルタを適用することにより、例えば最小値を出力しないようにして、２−３プルダウン方式における入力映像信号Ｓ１の処理において、同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００８７】
このノイズフィルタ１では、この代表特徴量Act が、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６による複数種類の特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａのフィールド単位又はフレーム単位の最小値（図１０）、平均値（図１１）、中間値（図１２）、又は分散値、若しくはこれらの合成値（図１３）により生成され、これにより必要に応じて所望の特性によりノイズレベルを検出することができる。
【００８８】
ノイズフィルタ１では、ノイズレベル計測部１９の面内特徴量統計処理部３５において（図２、図１５）、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆに基づいて、ノイズフリー領域、飽和領域、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを除くようにして、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからヒストグラムが作成され、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７が計測される。
【００８９】
すなわち面内特徴量統計処理部３５のヒストグラム生成部３７において（図２、図１６）、ノイズフリー領域、飽和領域、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを除くようにして、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからヒストグラムが作成され、続くノイズ分布特徴量算出部３８において、このヒストグラムが分析されてノイズレベルを示すピーク近傍重心位置情報Ｄ１８が検出される。このノイズフィルタ１では、このノイズレベルを示す情報Ｄ１８が、ヒストグラムの重心値により検出され、又はヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等により検出され、これによりノイズレベルの検出精度を従来に比して向上することができる。
【００９０】
特に、ヒストグラムの重心値によりノイズレベルを示す情報Ｄ１８を検出する場合には、ピークの時間変動によるノイズレベル計測結果の変動を防止しつつ、動き成分の検出結果への影響を有効に回避することができ、これにより安定にノイズレベルを検出して精度を向上することができる。
【００９１】
このノイズレベルを示す情報Ｄ１８の検出においては（図１７）、始めにピーク位置探索部４０において、ヒストグラムのピーク位置が検出される（図１８）。またピーク近傍下側位置検出部４１において、このピーク位置の度数を基準にして下側位置検出用閾値Ｄ１５が設定され、ヒストグラムのピーク位置より階級が低下する方向に、この下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる最初の階級が検出されてピーク近傍下側位置Ｄ１６が検出される（図１８）。またピーク近傍上側位置検出部４２において、分布ピーク位置からピーク近傍下側位置Ｄ１６までの階級の距離Ｌと等しい範囲で、分布ピーク位置から階級が増加する方向に、この下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる最初の階級が検出されてピーク近傍上側位置Ｄ１７が検出される（図１９及び図２０）。
【００９２】
ノイズフィルタ１では、このピーク近傍下側位置Ｄ１６からピーク近傍上側位置Ｄ１７までの範囲の、ピーク位置近傍の分布より、ノイズレベルを示す情報Ｄ１８が検出される（図２１）。これによりノイズフィルタ１では、ヒストグラムの形状により検出範囲を設定してノイズレベルを示す情報Ｄ１８が検出され、さらに一段と動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００９３】
またこのようにしてヒストグラムを作成してノイズレベルを検出するにつき、入力映像信号Ｓ１は、ヒストグラム階級幅境界値算出部３６において、上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲を予め設定されている階級数で等分割するようにして階級幅、境界値が設定される。これによりこのノイズフィルタ１では、図３４及び図３５に示すように、特徴量のダイナミックレンジである特徴量の変動幅が大きくなるに従って、階級幅が大きくなるようにしてヒストグラムが作成される。これによりこの映像信号処理装置では、人間の視覚特性に対応するように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変してノイズレベルを計測して、簡易な構成により検出精度を向上することができる。
【００９４】
すなわち人間のノイズの知覚特性は、Ｓ／Ｎ比のｄＢ表示に適用されるＬｏｇスケールの特性に近い。これによりこの実施例のように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変すれば、図３４に示すようにノイズレベルが小さいほど、階級幅を小さくして、ノイズ計測結果の特性をＬｏｇスケールの特性に近づけることができる。従って人間が画面を見て知覚するノイズレベルを適切に反映するようにしてノイズレベル計測結果を検出することができる。
【００９５】
またこのようなヒストグラムの分析によるノイズレベルの検出では、ヒストグラムの階級幅の大きさで計測精度が決定される。従って検出精度の向上のために階級幅を小さくすると、階級数が著しく増大し、これにより処理が煩雑になり、さらには構成が複雑になる問題がある。またこれとは逆に、構成、処理を簡略化するために、階級幅を大きくしたり、処理対象データの範囲を小さくすると、ノイズレベルの検出精度が劣化する。しかしながらこの実施例のように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変すれば、簡易な構成により検出精度を確保することができる。
【００９６】
入力映像信号Ｓ１は、ピーク位置信頼度設定部５２（図２７）において、分布ピーク位置の階級が増大するに従って値が減少する信頼度Ｄ４１が検出される（図２８）。また分布急峻度算出部４４、分布占有度算出部４５において、ヒストグラムの急峻度、占有度が検出され（図１７、図２２、図２３、図２５、図２６）、分布急峻信頼度設定部５３、分布占有度信頼度設定部５４において（図２７）、それぞれ急峻度、占有度が増大するに従って値が増大する信頼度Ｄ５１、Ｄ６１が検出される（図２９、図３０）。またこれら信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１が乗算回路５５で統合されて総合の信頼度Ｄ８が検出される。
【００９７】
入力映像信号Ｓ１は、ノイズレベル算出部３９において、ノイズレベルを示す情報Ｄ１８がノイズレベルＤ３に変換される（図１６）。これによりこのノイズフィルタ１では、ノイズレベルＤ３と共に、このノイズレベルＤ３の信頼度Ｄ７を検出することができ、ノイズレベルＤ３によりノイズ抑圧処理等の各種映像信号処理を実行する場合に、この信頼度Ｄ７の情報により信頼度の高い場合と低い場合とで処理を切り換えて、誤ったノイズレベル測定結果による誤った映像信号処理を有効に回避することができ、適切に映像信号を処理することができる。
【００９８】
すなわちこのノイズフィルタ１では、このノイズレベルＤ３が時間平滑化部５９により平滑化されてノイズレベルの測定結果Ｓ７が得られ（図１５）、この測定結果Ｓ７に応じてノイズ抑圧処理における帰還率が可変される。この処理において、ノイズレベルＤ３を時間平滑化部５９により平滑化して出力することにより、測定結果Ｓ７の変動を防止して安定に入力映像信号Ｓ１を処理することができる。
【００９９】
またこの平滑化の処理においては、信頼度Ｄ７に応じて、信頼度が低い場合程、従前のノイズレベルＤ３又は測定結果Ｓ７を測定結果Ｓ７に反映させるようにして平滑度を増大させ（図３１、図３２）、これにより安定にノイズレベルを計測しつつ、十分にノイズレベルの変動を検出することができ、信頼度の高い計測結果を得ることができる。
【０１００】
またノイズフィルタ１では、このノイズレベルの平滑化処理を連動して、信頼度Ｄ７についても平滑化して出力し、これにより信頼度Ｄ８に応じて信頼度の高い場合と低い場合とでノイズ抑圧処理等を実行する場合に、誤った映像信号処理を有効に回避することができる。
【０１０１】
具体的に、ノイズフィルタ１では（図１）、ノイズレベルの測定結果Ｓ７に応じてノイズ抑圧処理における帰還率を可変するようにして、信頼度Ｄ８に応じて、この帰還率を可変し、これにより誤った映像信号処理を有効に回避することができ、適切に映像信号を処理することができる。
【０１０２】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析によりノイズレベルを計測することにより、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【０１０３】
また入力映像信号、入力映像信号の遅延信号、入力映像信号及び遅延信号の差分信号の少なくとも１つから特徴量を検出することにより、具体的に入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を検出することができる。
【０１０４】
また入力映像信号の信号レベルの判定により、ノイズレベルの計測に適していない飽和領域を検出し、特徴量の判定により、ノイズレベルの計測に適していないノイズフリー領域を検出し、これら飽和領域の特徴量、ノイズフリー領域の特徴量を除外してノイズレベルの計測に適した特徴量を検出することにより、ノイズレベルの計測に適していない特徴量による検出精度の低下を防止することができる。
【０１０５】
また検出した複数の特徴量から各領域を代表する代表特徴量を設定し、この代表特徴量を基準にして上限及び又は下限の閾値を設定するようにして、この上限の閾値以上の値の特徴量及び又は下限の閾値以下の値の特徴量を除外して、ノイズレベルの計測に適した特徴量を検出することにより、動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１０６】
またこの代表特徴量、若しくは上限、下限の閾値を平滑化することにより、閾値の変動による検出精度の劣化を防止して、安定にノイズレベルを検出することができる。
【０１０７】
またこの平滑化処理を、メディアンフィルタ等の順序統計フィルタにより実行することにより、２−３プルダウン方式による入力映像信号の処理等において、同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１０８】
またこの代表特徴量を、最小値、平均値、中間値又は分散値、若しくはこれらのうちの２つ以上の合成値により設定することにより、具体的に代表特徴量を検出して検出精度を向上することができる。
【０１０９】
またヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値、又は重心値を検出して前記ノイズレベルに設定することにより、具体的にヒストグラムを分析してノイズレベルを計測することができる。
【０１１０】
またヒストグラムの形状により検出範囲を設定することにより、一段と確実に動き差分成分、非平坦信号成分の混入を防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１１１】
また特徴量の変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように設定してヒストグラムを作成することにより、簡易な構成により検出精度を向上することができる。また人間の知覚特性に対応するようにノイズレベルを計測することができる。
【０１１２】
またヒストグラムを解析して、ノイズレベルの信頼度を検出することにより、ノイズレベルの計測結果を用いて各種の映像信号処理を実行する場合に、この信頼度により映像信号処理を切り換えて、適切に映像信号処理を実行することができる。
【０１１３】
具体的に、ヒストグラムの分布の形状、総度数、分布ピーク位置、及び又は重心位置に基づいてノイズレベルの信頼度を検出することができる。
【０１１４】
また信頼度に応じて平滑度を可変して、ノイズレベルを平滑化することにより、信頼度の高い計測結果を得ることができる。
【実施例２】
【０１１５】
図３６は、本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用されるノイズ分布特徴量算出部の構成を示すブロック図である。この実施例２の映像信号処理装置は、ノイズ分布特徴量算出部３８（図１６及び図２４）に代えてこのノイズ分布特徴量算出部６８が適用される点、分布信頼度設定部５１（図１５及び図２７）に代えて後述する分布信頼度設定部８１が適用される点を除いて、実施例１のノイズフィルタ１と同一に構成される。
【０１１６】
ここでこのノイズ分布特徴量算出部６８において、ピーク近傍範囲設定部７１は、ピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２に代えて設けられ、ピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置を設定する。具体的にピーク近傍範囲設定部７１は、図３７に示すように、分布ピーク位置の上下に、所定階級数Ｌだけ分布ピーク位置から変位した階級をピーク近傍下側位置Ｄ１６、ピーク近傍上側位置Ｄ１７に設定する。
【０１１７】
分布対称度算出部７２は、ピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置の範囲で、分布ピーク位置の上下の分布の対称性を計算して分布対称度Ｄ３１により出力する。具体的に、分布対称度算出部７２は、ピーク近傍下側位置Ｄ１６から分布ピーク位置Ｄ４までの度数の和と分布ピーク位置Ｄ４から近傍上側位置Ｄ１７までの度数の和を求める。分布対称度算出部７２は、これら度数の和の差分値の絶対値が小さくなるに従って値が増大するように分布対称度Ｄ３１を設定する。なおこれに代えて、これらの和の比を求め、比が値１に近づくに従って値が増大するように分布対称度Ｄ３１を設定してもよい。なお分布の歪度等、他の指標を用いて分布対称度Ｄ３１を設定してもよい。
【０１１８】
ピーク重心一致度算出部７３は、ピーク近傍重心位置情報Ｄ１８と分布ピーク位置Ｄ４との差分の階級数を計算し、この差分の階級数が大きくなるに従って値が低下するように、ピーク重心一致度Ｄ３２を設定する。
【０１１９】
この実施例のノイズ分布特徴量算出部６８は、ヒストグラムの形状を特徴付けるパラメータとして分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６に加えて、分布対称度Ｄ３１、ピーク重心一致度Ｄ３２を出力する。
【０１２０】
図３８は、この実施例２の映像信号処理装置に適用される分布信頼度設定部８１を示すブロック図である。この分布信頼度設定部８１において、図２７について上述した実施例１の分布信頼度設定部５１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。この分布信頼度設定部８１において、分布対称信頼度設定部８２は、図３９に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、分布対称度Ｄ３１に応じて値が増大するように、分布対称度信頼度Ｄ３３を生成する。ピーク重心一致信頼度設定部８３は、図４０に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、ピーク重心一致度Ｄ３２に応じて値が増大するように、ピーク重心一致信頼度Ｄ３４を生成する。
【０１２１】
信頼度統合部８４は、これら信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１、Ｄ３３、Ｄ３４を統合して総合の信頼度Ｄ８を検出する。なおこの統合は、全ての信頼度を乗算して信頼度Ｄ８としてもよく、また全ての信頼度の加重平均、全ての信頼度を入力とする所定関数による演算結果等を適用することができる。
【０１２２】
この実施例では、分布ピーク位置の上下に、所定階級数だけ分布ピーク位置から変位した階級をピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置に設定することにより、実施例１の構成に比して簡易な構成により実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
またピーク重心一致度、分布対称度を加味して総合の信頼度を計算することにより、一段と測定精度、信頼度を向上することができる。
【実施例３】
【０１２４】
図４１は、本発明の実施例３の映像信号処理装置に適用される計測部９６を示すブロック図である。この実施例の映像信号処理装置は、計測ノイズレベル遅延部９９が設けられた点、計測有効面内特徴量検出部１８に代えて、計測有効面内特徴量検出部９８が設けられた点を除いて、実施例１のノイズフィルタ１と同一に構成される。
【０１２５】
ここで計測ノイズレベル遅延部９９は、ノイズレベル計測部１９から出力される計測結果Ｓ７を１フィールド又は１フレームの期間、遅延させて出力する。
【０１２６】
計測有効面内特徴量検出部９８は、計測有効判定部２４に代えて、図４２に示す計測有効判定部１０４が設けられた点を除いて、図６について上述した計測有効面内特徴量検出部１８と同一に構成される。また計測有効判定部１０４は、代表特徴量設定部２９及び代表特徴量時間平滑化部３０に代えて、代表特徴量設定部１０９が設けられた点を除いて、図９について上述した計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１２７】
ここで代表特徴量設定部１０９は、計測不能領域判定部２７から出力される計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦとアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａに代えて、計測ノイズレベル遅延部９９から出力される１フィールド又は１フレーム前のノイズレベル計測結果Ｓ７１に基づいて、代表特徴量RepActを計算して出力する。なおこれによりこのノイズフィルタ１では、動作開始時、標準的な設定値により代表特徴量RepActを出力する。
【０１２８】
以上の構成によれば、それまでのノイズ計測結果に基づいて代表特徴量を設定することにより、代表特徴量の検出に係る構成を簡略化することができる。
【実施例４】
【０１２９】
図４３は、本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。この実施例の映像信号処理装置は、計測有効判定部２４に代えて（図６及び図９）、この図４３に示す計測有効判定部１１４が設けられる点、ノイズレベル計測部１９に代えて後述するノイズレベル計測部１２９が設けられる点を除いて、上述の実施例と同一に構成される。
【０１３０】
この計測有効判定部１１４は、代表特徴量設定部２９及び代表特徴量時間平滑化部３０に代えて、代表特徴量設定部１１９が設けられ、この代表特徴量設定部１１９より代表特徴量Act を生成して直接、閾値設定部３１に入力する。この計測有効判定部１１４は、この代表特徴量Act に関する構成が異なる点を除いて、上述の計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１３１】
ここで代表特徴量設定部１１９は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａによりヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析により代表特徴量Act を生成する。またこのヒストグラムから分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を検出してノイズレベル計測部１２９に出力する。
【０１３２】
すなわち図４４に示すように、代表特徴量設定部１１９において、ヒストグラム生成部１２０は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆにより計測に適していると判定されているアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的にヒストグラム生成対象に設定し、このヒストグラム生成対象のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを用いてヒストグラムを作成する。ヒストグラム生成部１２０は、フィールド単位又はフレーム単位でヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムの各階級の度数をノイズ分布特徴量算出部１２１に通知する。
【０１３３】
ノイズ分布特徴量算出部１２１は、このヒストグラム生成部１２０で生成されたヒストグラムを分析して、代表特徴量Act 、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を設定する。ここで図４５は、ノイズ分布特徴量算出部１２１の構成を示すブロック図である。このノイズ分布特徴量算出部１２１は、処理対象のヒストグラムが異なる点、ピーク近傍重心位置算出部４３が省略されている点を除いて、実施例１のノイズレベル計測部１９に設けられるノイズ分布特徴量算出部３８Ａ（図１５、図１６、図２４）と同一に構成される。従ってこの図４５では、図２４に示すノイズ分布特徴量算出部３８Ａに対応する構成に、同一の符号を付して示す。
【０１３４】
これによりノイズ分布特徴量算出部１２１は、このヒストグラムのピーク近傍上側位置を検出して代表特徴量Act を設定する。なおこれにより実施例１について上述したように、ピーク近傍上側位置に代えて、ヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等を代表特徴量に設定してもよい。
【０１３５】
図４６は、実施例４の映像信号処理装置のノイズ計測部を示すブロック図である。このノイズレベル計測部１２９において、ノイズレベル計測部１９（図１５）と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このノイズレベル計測部１２９において、面内特徴量統計処理部１３０は、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を生成、出力しない点を除いて、ノイズレベル計測部１９の面内特徴量統計処理部３５と同一に構成され、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆに基づいてアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＤ３を出力する。また、もちろん、面内特徴量統計処理部１３０でヒストグラムを生成しないで、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆから計測有効と判定されたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａの平均値、中間値などの統計値から直接にノイズレベルＤ３を求めて出力する構成でもよい。
【０１３６】
分布信頼度設定部１３１は、分布信頼度設定部５１と同様に、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を処理してそれぞれ信頼度を生成し、この信頼度を統合して総合の信頼度Ｄ８を出力する。
【０１３７】
この実施例によれば、ヒストグラムを作成して代表特徴量を算出するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【０１３８】
図４７は、図２との対比により本発明の実施例５の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。この計測部１４６は、差分信号Ｓ１６のみからアクティビティＳ１６Ａを生成し、このアクティビティＳ１６Ａを処理してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。これによりこの計測部１４６は、アクティビティの処理に関する構成である計測有効面内特徴量検出部１８、ノイズレベル計測部１９に代えて、計測有効面内特徴量検出部１４８、ノイズレベル計測部１４９が設けられる。
【０１３９】
ここで図４８は、計測有効面内特徴量検出部１４８の構成を示すブロック図である。この計測有効面内特徴量検出部１４８は、画素領域特徴量抽出部２１、ノイズフリー領域検出部２３、計測有効判定部２４に代えて、画素領域特徴量抽出部１５３、ノイズフリー領域検出部１５０、計測有効判定部１５１が設けられる点を除いて、計測有効面内特徴量検出部１８（図６）と同一に構成される。ここでノイズフリー領域検出部１５０、計測有効判定部１５１は、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａの処理に関する構成が省略されている点を除いて、画素領域特徴量抽出部２１、ノイズフリー領域検出部２３、計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１４０】
これにより計測有効面内特徴量検出部１４８は、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａのみから代表特徴量を設定して閾値ＴＨＨ、ＴＨＬを設定し、また差分信号Ｓ１６についてのみ計測有効識別フラグＳ１６Ｆを生成して出力する。
【０１４１】
ノイズレベル計測部１４９は、これにより差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを計測有効識別フラグＳ１６Ｆにより選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。
【０１４２】
この実施例のように、差分信号についての１種類だけ特徴量を検出してノイズレベルを計測する場合でも、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。またこの場合、原理的に連続するフィールド間、フレーム間で時間変動するノイズ成分のみを計測することができる。従って時間変動しない固定パターンノイズは、ノイズレベルとしては小さく計測される。これにより図１に示す構成により時間巡回型３Ｄ−ＮＲと組み合わせて使用して、過大に帰還率を増大させることなく固定パターンノイズを除去することができ、その結果コントラストの低い動物体境界部で尾引きと呼ばれるボケの発生を防止することができる。
【実施例６】
【０１４３】
図４９は、図２との対比により本発明の実施例６の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。この計測部１６６は、入力映像信号Ｓ１のみからアクティビティＳ１Ａを生成し、このアクティビティＳ１Ａを処理してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。これによりこの計測部１６６は、参照映像信号Ｓ１１、差分映像信号Ｓ１６を生成する構成である参照映像信号生成部１１、差分信号生成部１６が省略される。また計測有効面内特徴量検出部１８、ノイズレベル計測部１９に代えて、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａのみを処理する差分計測有効面内特徴量検出部１６８、ノイズレベル計測部１６９が設けられる。
【０１４４】
ここで計測有効面内特徴量検出部１６８は、図５０に示すように、部分領域信号分割部１７０において、入力映像信号Ｓ１を領域毎に分割して出力し、画素領域特徴量抽出部１７１は、部分領域信号分割部１７０の出力信号を処理して、領域毎に、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、平均値Ｓ１ＰＡｖｅを出力する。飽和領域検出部１７２は、この平均値Ｓ１ＰＡｖｅを検出して入力映像信号Ｓ１の飽和領域を検出し、ノイズフリー領域検出部１７３は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａを処理して入力映像信号Ｓ１のノイズフリー領域を検出する。計測有効判定部１７４は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａより代表値に設定して閾値ＴＨＨ、ＴＨＬ等を設定する。
【０１４５】
ノイズレベル計測部１６９は、これにより入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａを計測有効識別フラグＳ１Ｆにより選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。
【０１４６】
この実施例のように、入力映像信号についての１種類だけ特徴量を検出してノイズレベルを計測する場合でも、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。またこの場合、参照映像信号、差分信号の生成に係る構成を省略することができることにより、全体構成を簡略化することができる。
【実施例７】
【０１４７】
なお上述の実施例においては、参照映像信号生成部で参照映像信号を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、遅延信号生成部２（図１）で生成した遅延信号を参照映像信号として使用するようにしてもよい。このようにすれば、参照映像信号生成部の構成を省略して全体構成を簡略化することができる。
【０１４８】
また上述の実施例においては、ノイズ計測結果をノイズ抑圧処理に利用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の映像信号の処理、さらにはノイズ量の計測等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、映像信号中のノイズを除去するノイズフィルタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施例１の映像信号処理装置に適用されるノイズフィルタを示すブロック図である。
【図２】図１のノイズフィルタの計測部を示すブロック図である。
【図３】図２の計測部の参照映像信号生成部を示すブロック図である。
【図４】図３の参照映像信号生成部の他の例を示すブロック図である。
【図５】図１のノイズフィルタの差分信号生成部を示すブロック図である。
【図６】図２の計測部の計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【図７】図６の計測有効面内特徴量検出部における部分領域信号分割部の動作の説明に供する平面図である。
【図８】図６の計測有効面内特徴量検出部における部分領域信号分割部の他の例による動作の説明に供する平面図である。
【図９】図６の計測有効面内特徴量検出部における計測有効判定部を示すブロック図である。
【図１０】図９の計測有効判定部の代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１１】図１０とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１２】図１０及び図１１とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１３】図１０〜図１２とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１４】図１０〜図１３とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１５】図２の計測部のノイズレベル計測部を示すブロック図である。
【図１６】図１５のノイズレベル計測部の面内特徴量統計処理部を示すブロック図である。
【図１７】図１６の面内特徴量統計処理部のノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図１８】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク位置探索部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図１９】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク近傍上側位置検出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２０】ピーク近傍上側位置の説明に供する特性曲線図である。
【図２１】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク近傍重心位置算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２２】図１７のノイズ分布特徴量算出部における分布急峻度算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２３】分布急峻度の他の検出手法の説明に供する特性曲線図である。
【図２４】図１７のノイズ分布特徴量算出部の他の例を示すブロック図である。
【図２５】図１７のノイズ分布特徴量算出部における分布占有度算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２６】ヒストグラムに含まれない特徴量の説明に供する特性曲線図である。
【図２７】図１５のノイズレベル計測部の分布信頼度設定処理部の説明に供する特性曲線図である。
【図２８】図２７の分布信頼度設定処理部におけるピーク位置信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２９】図２７の分布信頼度設定処理部における分布急峻信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３０】図２７の分布信頼度設定処理部における分布占有信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３１】図１５のノイズレベル計測部の時間平滑化部を示すブロック図である。
【図３２】図３１とは異なる例による時間平滑化部を示すブロック図である。
【図３３】図２のノイズ計測部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３４】特徴量の変動量が小さい場合のヒストグラムを示す特性曲線図である。
【図３５】特徴量の変動量が大きい場合のヒストグラムを示す特性曲線図である。
【図３６】本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用されるノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図３７】図３６のノイズ分布特徴量算出部のピーク近傍範囲設定の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３８】本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用される分布信頼度設定部を示すブロック図である。
【図３９】図３８の分布信頼度設定部における分布対称信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図４０】図３８の分布信頼度設定部におけるピーク重心一致信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図４１】本発明の実施例３の映像信号処理装置に適用される計測部を示すブロック図である。
【図４２】図４１の計測部に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。
【図４３】本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。
【図４４】図４３の計測有効判定部における代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図４５】図４３の代表特徴量設定部におけるノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図４６】本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用されるノイズ計測部を示すブロック図である。
【図４７】本発明の実施例５の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。
【図４８】図４７の計測部に適用される計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【図４９】本発明の実施例６の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。
【図５０】図４９の計測部に適用される計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１……ノイズフィルタ、６、９６、１４６、１６６……計測部、１１……参照映像信号生成部、１６……差分信号生成部、１８、９８、１４８、１６８……計測有効面内特徴量検出部、１９、１２９、１４９、１６９……ノイズレベル計測部、２０、１７０……部分領域信号分割部、２１、１５３、１７１……画素領域特徴量抽出部、２２、１７１……飽和領域検出部、２３、１５０、１７３……ノイズフリー領域検出部、２４、１０４、１１４、１５１、１７４……計測有効判定部、２７……計測不能領域判定部、２９、１０９、１１９……代表特徴量設定部、３０……代表特徴量時間平滑化部、３１……閾値設定部、３２……統計処理対対称選別部、３５、１３０……面内特徴量統計処理部、３６……ヒストグラム階級幅境界値算出部、３７、１２０……ヒストグラム生成部、３８、６８、１２１……ノイズ分布特徴量算出部、３９……ノイズレベル算出部、４０……ピーク位置検索部、４１……ピーク近傍下側位置検出部、４２……ピーク近傍上側位置検出部、４３……ピーク近傍重心位置算出部、４４、４４Ａ……分布急峻度算出部、４５……分布占有度算出部、５１、８１、１３１……分布信頼度設定部、５９、５０Ａ……時間平滑化部、７３……ピーク重心一致度算出部、９９……計測ノイズレベル遅延部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置に関し、例えば映像信号中のノイズを除去するノイズフィルタに適用することができる。本発明は、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルを計測することにより、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種映像信号処理装置では、入力映像信号のノイズレベルを計測し、この計測結果に基づいて入力映像信号のノイズを抑圧する方法等が採用されており、このノイズレベルの計測方法に関してヒストグラムを使用する種々の手法が提案されている。
【０００３】
すなわち特開平８−２０１４６４号公報には、ヒストグラムからピーク値、平均値等の統計値を複数求め、値の小さな統計量をノイズレベルに設定する方法が開示されている。また特開平１０−２６２１６０号公報には、画面内信号を計測対象とする２次元処理の計測値と、フィールド間又はフレーム間の差分信号を計測対象とする３次元処理の計測値とから値の小さな側を選択し、この選択した側の計測値を用いたヒストグラムのピーク値からノイズレベルを求める方法が提案されている。また特開２００５−２２９１６６号公報には、前後のフレームとの間で相関性の高い画像領域を検出し、この画像領域間の差分値の平均値、差分値の中央値、差分値より作成したヒストグラムのピーク値等によりノイズレベルを求める方法が提案されている。
【０００４】
しかしながらこれらに開示の手法においては、計測対象となる信号に含まれる動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の影響により、高精度にノイズレベルを計測できない問題がある。
【特許文献１】特開平８−２０１４６４号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２１６０号公報
【特許文献３】特開２００５−２２９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる映像信号処理方法、映像信号処理方法のプログラム、映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体及び映像信号処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法に適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００７】
また請求項１７の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムに適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００８】
また請求項１８の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記プログラムは、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有するようにする。
【０００９】
また請求項１９の発明は、入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理装置に適用して、前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出部と、前記計測有効特徴量検出部によりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測部とを有するようにする。
【００１０】
請求項１、請求項１７、請求項１８、又は請求項１９の構成によれば、ノイズ計測に適した領域の特徴量のみを用いてノイズレベルを計測することができ、これにより従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１３】
（１）実施例の構成
図１は、本発明の映像信号処理装置に適用されるノイズフィルタを示すブロック図である。このノイズフィルタ１は、時間巡回型のノイズフィルタであり、連続するフィールド間又はフレーム間の相関を有効に利用して、入力映像信号Ｓ１のノイズを除去し、出力映像信号Ｓ２を出力する。
【００１４】
なおこの実施例において、ノイズフィルタ１は、所定のプログラムの実行により入力映像信号Ｓ１を処理するプロセッサにより構成され、この実施例ではこのプログラムが事前にインストールされて提供されるものの、これに代えて光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の記録媒体に記録して提供するようにしてもよく、インターネット等のネットワークを介したダウンロードにより提供するようにしてもよい。
【００１５】
ここで遅延信号生成部２は、出力映像信号Ｓ２を遅延してノイズ成分抽出用の遅延信号Ｓ３を出力する。なおここで遅延信号Ｓ３は、出力映像信号Ｓ２を動き補正して生成するようにしてもよい。減算回路３は、入力映像信号Ｓ１から遅延映像信号Ｓ３を減算してノイズ信号成分Ｓ４を生成する。信号レベル補正回路４は、このノイズ信号成分Ｓ４を所定の利得で増幅することにより、ノイズ信号成分Ｓ４の信号レベルを補正して補正用信号Ｓ５を生成する。減算回路５は、この補正用信号Ｓ５を入力映像信号Ｓ１から減算して出力映像信号Ｓ２を生成する。
【００１６】
計測部６は、入力映像信号Ｓ１からノイズ信号成分の信号レベルを計測して計測結果Ｓ７を出力し、またこの計測結果Ｓ７の信頼度を示す計測信頼度Ｄ７を出力する。信号レベル補正回路４は、この計測結果Ｓ７に応じて信号レベル補正回路４の利得を可変し、これにより補正用信号Ｓ５の信号レベルを補正する。計測部６は、直前フレームで設定した利得の値と、当該フィールドで計測結果Ｓ７から求められる利得の値との加重平均値により、信号レベル補正回路４の利得を設定し、この加重平均に供する重み付け係数を計測信頼度Ｄ７に応じて可変する。これによりノイズフィルタ１は、計測信頼度Ｄ７に応じて、計測結果Ｓ７の信頼性が低い場合には、従前の補正量を反映させるようにしてノイズレベルを補正する。
【００１７】
図２は、この計測部６を示すブロック図である。この計測部６において、参照映像信号生成部１１は、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて参照映像信号Ｓ１１を出力する。より具体的に、参照映像信号生成部１１は、入力映像信号Ｓ１を動き補正して参照映像信号Ｓ１１を生成する。
【００１８】
ここで図３は、参照映像信号生成部１１を示すブロック図である。この参照映像信号生成部１１において、遅延信号生成部１２は、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて遅延映像信号Ｓ１２を生成する。動きベクトル検出部１３は、この遅延映像信号Ｓ１２を基準にして入力映像信号Ｓ１から動きベクトルＭＶを検出する。なおここでこの動きベクトルＭＶの検出は、ブロックマッチング法、勾配法等、種々の動きベクトル検出手法を適用することができる。また動きベクトルＭＶの精度は、整数画素精度、小数画素精度のいずれでもよい。
【００１９】
動き補正映像信号生成部１４は、この動きベクトルＭＶを用いて遅延映像信号Ｓ１２を動き補正して参照映像信号Ｓ１１を出力する。なおここでこの参照映像信号Ｓ１１は、実用上十分な特性を確保できる場合には、図４に示すように、遅延信号生成部１２で、単に、入力映像信号Ｓ１を１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延させて生成してもよい。
【００２０】
差分信号生成部１６は（図２）、図５に示すように、減算回路１７で、入力映像信号Ｓ１から参照映像信号Ｓ１１を減算し、フィールド間差分又はフレーム間差分である差分信号Ｓ１６を出力する。
【００２１】
計測有効面内特徴量検出部１８（図２）は、入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定し、領域毎に、入力映像信号Ｓ１のノイズレベルの指標である特徴量を検出する。具体的に、計測有効面内特徴量検出部１８は、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６における画素値のばらつきを示す面内の特徴量（以下、アクティビティと呼ぶ）Ｓ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを求めて出力する。また計測有効面内特徴量検出部１８は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａがノイズ計測に適しているか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを領域毎に出力する。また後段のノイズレベル計測部１９におけるヒストグラムを使用した統計処理のために、このヒストグラムを作成する範囲を定義する下限閾値ＴＨＬ、上限閾値ＴＨＨを計算して出力する。なお実用上十分な精度によりノイズレベルを検出できる場合には、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６の何れか１つのみ、または２つのみでアクティビティを生成してもよい。
【００２２】
ここで図６は、計測有効面内特徴量検出部１８を示すブロック図である。この計測有効面内特徴量検出部１８において、部分領域信号分割部２０は、図７に示すように、入力映像信号Ｓ１の１画面を水平方向及び垂直方向に分割して入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定する。また各領域に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６をそれぞれ振り分け、領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６をそれぞれまとめて出力する。なおこのように各領域に振り分けられて、領域毎に出力される入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６を、適宜、部分入力映像信号Ｓ１Ｐ、部分参照映像信号Ｓ１１Ｐ、部分差分信号Ｓ１６Ｐと呼ぶ。なお図７との対比により図８に示すように、領域の設定は、隣接する領域が部分的に重なり合うようにしてもよい。
【００２３】
画素領域特徴量抽出部２１は、部分入力映像信号Ｓ１Ｐ、部分参照映像信号Ｓ１１Ｐ、部分差分信号Ｓ１６Ｐを入力して領域毎に処理し、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを検出する。なおこのアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａは、各領域における信号の分散値を適用してもよく、またこれに代えて画素値の２乗平均値、画素値の絶対値平均値、画素値の標準偏差値等を適用するようにしてもよい。また画素領域特徴量抽出部２１は、領域毎に、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを計算して出力する。
【００２４】
飽和領域検出部２２は、画素領域特徴量抽出部２１で計算した入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを所定の閾値S min Th、S max Thで判定することにより、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値がダイナミックレンジの影響を受けてクリッピングしている可能性のある領域（以下、飽和領域と呼ぶ）を検出し、検出した飽和領域で対応する飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。なおここでクリッピングは、いわゆる白つぶれ、黒つぶれである。また閾値S min Th、S max Thはそれぞれ黒レベル側及び白レベル側の閾値である。従って飽和領域検出部２２は、部分入力映像信号Ｓ１Ｐについて、次式の関係式が成立する場合、飽和領域と判定して入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。また部分参照映像信号Ｓ１１Ｐについて、次式の関係式が成立する場合、飽和領域と判定して参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦを立ち上げる。なおここで（１）式のＡｖｅは、それぞれ画素領域特徴量抽出部２１で計算した入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅである。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで映像信号の画素値がダイナミックレンジの影響を受けてクリッピングしている場合、この映像信号に重畳されたノイズもクリッピングされていることになる。従ってこのクリッピングされている領域では、ノイズレベルを正しく計測できないことになる。従って飽和領域検出部２２は、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅを基準にしてノイズレベル検出に不適切な領域を検出し、検出結果を飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦにより出力する。
【００２７】
ノイズフリー領域検出部２３は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを入力し、それぞれノイズフリー領域を検出してノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを出力する。ここでノイズフリー領域は、当該領域が、テレビジョン受像機、光ディスクレコーダー等のグラフィカルユーザーインターフェースの領域、編集過程で挿入されたキャプション情報等を表示した領域であって、対象の信号にノイズがほとんど存在しないと見なすことができる領域である。
【００２８】
ノイズフリー領域検出部２３は、各領域における入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａの値Iactを、所定の閾値INF Thで判定し、次式の関係式が成立する場合、ノイズフリー領域であると判定してそれぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦを立ち上げる。
【００２９】
【数２】
【００３０】
またノイズフリー領域検出部２３は、各領域における差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａの値Pactを対応する閾値PNF Thで判定し、次式の関係式が成立する場合、ノイズフリー領域であると判定して差分信号Ｓ１６のノイズフリー領域検出フラグＳ１６ＮＦＦを立ち上げる。
【００３１】
【数３】
【００３２】
計測有効判定部２４は、飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを処理して、ノイズに適した領域であるか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを出力する。また下限閾値ＴＨＬ、上限閾値ＴＨＨを生成して出力する。
【００３３】
図９は、この計測有効判定部２４を示すブロック図である。計測有効判定部２４において、計測不能領域判定部２７は、飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、Ｓ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦ、Ｓ１１ＮＦＦ、Ｓ１６ＮＦＦを論理演算処理し、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６毎に、計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦを設定する。
【００３４】
具体的に、計測不能領域判定部２７は、入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１ＮＦＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域の入力映像信号Ｓ１は、ノイズの計測に適していないと判定し、入力映像信号Ｓ１の計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦを立ち上げる。また参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦ、ノイズフリー領域検出フラグＳ１１ＮＦＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域における参照映像信号Ｓ１１は、ノイズの計測に適していないと判定し、参照映像信号Ｓ１１の計測不能領域判定フラグＳ１１ＮＦを立ち上げる。また差分信号Ｓ１６のノイズフリー領域検出フラグＳ１６ＮＦＦ、入力映像信号Ｓ１の飽和領域検出フラグＳ１ＰＡｖｅＦ、参照映像信号Ｓ１１の飽和領域検出フラグＳ１１ＰＡｖｅＦの何れかが立ち上がっている場合、当該領域における差分信号Ｓ１６は、ノイズの計測に適していないと判定し、当該領域における差分信号Ｓ１６の計測不能領域判定フラグＳ１６ＮＦを立ち上げる。
【００３５】
増幅回路２８は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１１Ａに対応するように、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを利得ＤＫにより増幅して出力する。なおこの利得ＤＫによる増幅は、差分信号Ｓ１６のダイナミックレンジが入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１よりも大きくなる場合があることを考慮して、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを補正するためのものである。
【００３６】
代表特徴量設定部２９は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１１Ａ、増幅回路２８から出力される差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａから、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、１６ＮＦが立ち上がっていない場合、ノイズ検出に適していると判定されたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択する。また選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを統計的に処理し、検出した複数の特徴量を代表する代表特徴量Act を検出する。
【００３７】
ここでこの統計的処理は、図１０〜図１４に示す構成の何れかを適用することができる。ここで図１０は、最小値検出部２９Ａにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に最小値を検出して代表特徴量Act に設定する構成であり、動きの影響を受け難くして代表特徴量Act を設定することができるものの、安定性に欠ける欠点がある。また図１１は、平均値検出部２９Ｂにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に平均値を計算して代表特徴量Act に設定する構成である。また図１２は、中間値検出部２９Ｃにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからフィールド単位又はフレーム単位に中間値のアクティビティを選択して代表特徴量Act に設定する構成である。図１１及び図１２の構成は、図１０の構成に比して安定性を優先した構成である。
【００３８】
これに対して図１３は、ソーティング部２９Ｄにより、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａをフィールド単位又はフレーム単位に昇順又は降順にソーティングして小アクティビティ代表値検出部２９Ｅに入力し、小アクティビティ代表値検出部２９Ｅにより値が小さい側から所定個数のアクティビティを平均値化して代表特徴量Act に設定する構成である。なおこの場合、値の小さい側から所定番目のアクティビティを選択して代表特徴量Act に設定するようにしてもよい。
【００３９】
また図１４は、選択したアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａから、フィールド単位又はフレーム単位に、最小値検出部２９Ｆ、平均値検出部２９Ｇ、中間値検出部２９Ｈにより、それぞれ最小値、平均値、中間値を検出し、特徴量統合部２９Ｉによりこれら最小値、平均値、中間値を加重平均して代表特徴量Act に設定する構成である。これら図１３、図１４は、安定性を向上しつつ、動きの影響を低減して代表特徴量Act を検出する構成である。なお代表特徴量には、分散値等を使用するようにしてもよい。
【００４０】
代表特徴量時間平滑化部３０は、代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act
を平滑化して時間平滑化代表特徴量RepActを出力する。なおここで代表特徴量時間平滑化部３０は、ＩＩＲフィルタ、ＦＩＲフィルタを適用することができる。またメディアンフィルタ等の順序統計フィルタを適用して、シーンチェンジによる突発的な時間変動、２−３プルダウン方式における同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動等の影響を回避するようにしてもよい。また代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act の変動を十分に許容できる場合、代表特徴量時間平滑化部３０を省略するようにしてもよい。またこの平滑化の処理は、代表特徴量に代えて、後述する上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬに対して実行するようにしてもよい。
【００４１】
閾値設定部３１は、代表特徴量時間平滑化部３０から出力される時間平滑化代表特徴量RepActを用いて、次式の演算処理を実行することにより、上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を設定する。但し、A sd、A meanは、図１０〜図１４について上述した代表特徴量設定部２９の構成に対応して、代表特徴量の性質に応じて決まる定数である。またActTh FactorS、 ActTh FactorLは、ノイズの分布を考慮した定数である。
【００４２】
【数４】
【００４３】
【数５】
【００４４】
【数６】
【００４５】
【数７】
【００４６】
閾値設定部３１は、求めた上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を統計処理対象選別部３２に出力し、またノイズレベル計測部１９に出力する。なおこの場合に、必要に応じて上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）を遅延させて出力するようにして、メモリの容量を小容量化し、さらにはノイズ計測のリアルタイム性を確保するようにしてもよい。なお以下においては、図１０の構成により、最小値を代表特徴量に設定した場合について説明する。
【００４７】
統計処理対象選別部３２は、計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦ、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａに応じて、最終的に、各領域がノイズ計測に適しているか否かを示す計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６毎に設定する。
【００４８】
すなわち統計処理対象選別部３２は、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していないと判定される場合であって、かつアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっていない場合、当該領域の対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していないと判定し、対応する計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを立ち下げる。
【００４９】
またこの条件が成立しない場合、すなわち対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦが立ち下がっている場合、又はアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっている場合、当該領域の対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していると判定し、対応する計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを立ち上げる。
【００５０】
なおこれに代えて、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していないと判定される場合、又はアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっていない場合、対応する入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が計測に適していないと判定し、対応する計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦにより計測に適していると判定され、かつアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが上限閾値ＴＨＨ（ActMaxTh）、下限閾値ＴＨＬ（ActMinTh）の範囲に納まっている場合、計測に適していると判定し、これにより一段とノイズレベルの計測精度を向上してもよい。
【００５１】
統計処理対象選別部３２は、領域毎に、これら計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを設定して出力し、また順次入力されるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを出力する。
【００５２】
ノイズレベル計測部１９（図２）は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆによりノイズレベルの計測に適しているとされたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択してヒストグラムを作成する。またこのヒストグラムを分析してノイズレベル計測結果Ｓ７、計測信頼度Ｄ７を検出し、これらノイズレベル計測結果Ｓ７、計測信頼度Ｄ７を出力する。
【００５３】
ここで図１５は、ノイズレベル計測部１９を示すブロック図である。このノイズレベル計測部１９において、面内特徴量統計処理部３５は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆを用いてノイズレベルの計測に適しているとされたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択してヒストグラムを作成する。またこのヒストグラムの形状を特徴付ける各種パラメータを出力する。
【００５４】
すなわち面内特徴量統計処理部３５は、図１６に示すように、ヒストグラム階級幅境界値算出部３６に上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬを入力する。ヒストグラム階級幅境界値算出部３６は、予め設定されている階級数により、この上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬ間の値を分割してこれら上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬ間に境界を設け、ヒストグラムの階級幅、境界値を計算する。ヒストグラム階級幅境界値算出部３６は、この階級幅、境界値をヒストグラム生成部３７に通知する。また階級幅Ｄ１をノイズレベル算出部３９に通知する。これによりこの実施例では、特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａの変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように、特徴量に応じて階級幅を可変してヒストグラムを作成する。
【００５５】
ヒストグラム生成部３７は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆにより計測に適していると判定されているアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的にヒストグラム生成対象に設定し、このヒストグラム生成対象のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａをヒストグラム階級幅境界値算出部３６から通知された階級幅、境界値で分類してヒストグラムを作成する。ヒストグラム生成部３７は、フィールド単位又はフレーム単位でヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムの各階級の度数をヒストグラムの分布情報Ｄ１３によりノイズ分布特徴量算出部３８に通知する。
【００５６】
ノイズ分布特徴量算出部３８は、このヒストグラム生成部３７から通知される各階級の度数を分析してヒストグラム生成部３７で生成したヒストグラムを分析し、ヒストグラムの形状を特徴付ける各種のパラメータを出力する。
【００５７】
すなわち図１７に示すように、ノイズ分布特徴量算出部３８において、ピーク位置探索部４０は、図１８に示すように、ヒストグラム生成部３７から通知される各階級の度数を分析して度数が最大となる階級である分布ピーク位置を探索し、この分布ピーク位置の階級、分布ピーク位置の度数を検出する。ピーク位置探索部４０は、この分布ピーク位置の階級を分布ピーク位置Ｄ４により出力する。また分布ピーク位置の度数を、ピーク度数情報Ｄ１４として出力する。
【００５８】
ピーク近傍下側位置検出部４１は、ピーク位置探索部４０から出力されるピーク度数情報Ｄ１４に基づいて、分布ピーク位置の度数に、値１以下の正の係数を乗算して下側位置検出用閾値Ｄ１５を求める。また図１８において矢印により示すように、分布ピーク位置から順次階級が小さくなる側に順次各階級の度数を下側位置検出用閾値Ｄ１５で判定し、最初に度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出する。ピーク近傍下側位置検出部４１は、この検出した階級をピーク近傍下側位置Ｄ１６として、下側位置検出用閾値Ｄ１５と共に出力する。
【００５９】
ピーク近傍上側位置検出部４２は、図１９において矢印により示すように、ピーク近傍下側位置検出部４１とは逆に、分布ピーク位置から階級が大きくなる側に順次各階級の度数を下側位置検出用閾値Ｄ１５で判定し、最初に度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出する。ここで分布ピーク位置からピーク近傍下側位置までの階級数を値Ｌとすると、ピーク近傍上側位置検出部４２は、この階級が大きくなる側の検出処理を、分布ピーク位置から階級数Ｌの範囲で実行して、図２０に示すように、この階級数Ｌの範囲で、度数が下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる階級を検出できない場合、分布ピーク位置から階級数Ｌだけ階級が大きくなる側の階級を検出する。ピーク近傍上側位置検出部４２は、この検出した階級をピーク近傍上側位置Ｄ１７として出力する。以下、これらピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２で検出した階級をそれぞれピーク近傍下側位置及びピーク近傍上側位置と呼ぶ。
【００６０】
ピーク近傍重心位置算出部４３は、ヒストグラムの分布情報Ｄ１３、ピーク近傍下側位置Ｄ１６、ピーク近傍上側位置Ｄ１７により、図２１においてハッチングにより示すように、ピーク近傍下側位置とピーク近傍上側位置の間に存在する階級の値をそれぞれの度数で重み付け平均し、これらピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置間におけるヒストグラムの分布重心位置の階級を求める。ピーク近傍重心位置算出部４３は、この分布重心位置の階級をピーク近傍重心位置情報Ｄ１８として出力する。ここでピーク近傍重心位置情報Ｄ１８は、入力映像信号Ｓ１のノイズレベルを示していることになることから、以下、適宜、ノイズレベルを示す情報とも呼ぶ。
【００６１】
分布急峻度算出部４４は、ヒストグラムにおける分布の集中度を示す分布急峻度を検出する。すなわち分布急峻度算出部４４は、図２２に示すように、ピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２等の処理結果に基づいて、ピーク近傍下側位置とピーク近傍上側位置Ｄ１７との間に存在する階級の平均度数（以下、ピーク近傍平均度数と呼ぶ）を計算する。また分布急峻度算出部４４は、分布重心位置の階級位置とピーク近傍上側位置との間の階級数である上側近傍距離Ｌ１を求め、この上側近傍距離Ｌ１に所定の係数を乗じた階級数Ｌ２を求める。分布急峻度算出部４４は、ピーク近傍上側位置からこの階級数Ｌ２だけ階級の大きい側の位置を上側裾野上限位置に設定し、ピーク近傍上側位置から上側裾野上限位置までの範囲に存在する階級の平均度数（以下、上側裾野平均度数と呼ぶ）を計算する。
【００６２】
分布急峻度算出部４４は、ピーク近傍平均度数と上側裾野平均度数との比率を計算する。ここでヒストグラムのピークが急峻であればあるほど、上側裾野平均度数に対してピーク近傍平均度数が大きくなることから、ピーク近傍平均度数と上側裾野平均度数との比率は、ヒストグラムのピークの急峻度を表すことになる。分布急峻度算出部４４は、この比率を分布急峻度Ｄ５として出力する。
【００６３】
なお図２２との対比により図２３に示すように、分布重心位置の階級位置からピーク近傍上側位置との間の階級数Ｌ１に代えて、分布ピーク位置からピーク近傍上側位置までの階級数Ｌ１を適用して分布急峻度Ｄ５を計算してもよい。またピーク近傍平均度数に代えて分布ピーク位置の度数を適用して分布急峻度Ｄ５を計算してもよい。なおこの場合、図１７との対比により図２４に示すように、ピーク近傍平均度数を用いて分布急峻度Ｄ５を計算する分布急峻度算出部４４Ａを分布急峻度算出部４４に代えて適用してノイズ分布特徴量算出部３８Ａを構成することになる。なお急峻度には、いわゆる尖度を適用するようにしてもよい。
【００６４】
分布占有度算出部４５（図１７）は、図２５においてハッチングにより示すように、ピーク近傍上側位置以下の全ての階級の総度数をカウントし、カウント値が増大するに従って値が増大するように、分布占有度Ｄ６を設定する。ここで入力映像信号Ｓ１に動き差分成分、非平坦信号成分（エッジ、テクスチャ）、飽和領域成分等が含まれている場合、図２６に示すように、これらの成分は上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲外となってヒストグラムに含まれないことになる。しかしながらこれらの成分でも、上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲内となってヒストグラムを構成する場合があり、この場合このような成分は、ピーク近傍上側位置より外側の階級に分類されることが多く、これによりこの場合分布占有度Ｄ６が小さくなる。これにより分布占有度算出部４５は、ヒストグラムにおける度数の集中程度を検出して分布占有度Ｄ６を出力する。
【００６５】
ノイズ分布特徴量算出部３８（図１６）は、分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６をヒストグラムの形状を特徴付けるパラメータとして出力する。ノイズレベル算出部３９は、ピーク近傍重心位置情報Ｄ１８に基づいて、分布ピーク位置の近傍で把握される分布中心の階級をノイズ成分の標準偏差相当の値に変換してノイズレベルＤ３を算出し、このノイズレベルＤ３を出力する。この処理において、ノイズレベル算出部３９は、下限閾値ＴＨＬ、階級幅Ｄ１１、アクティビティとして使用した指標に応じて、ノイズレベルＤ３を補正して出力する
分布信頼度設定部５１（図１５）は、分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６により、ノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ８を計算する。図２７は、この分布信頼度設定部５１を示すブロック図である。この分布信頼度設定部５１において、ピーク位置信頼度設定部５２は、ヒストグラムの分布ピーク位置の階級が増大するに従って値が小さくなるように、分布ピーク位置によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ４１を生成する。すなわち分布ピーク位置が、過度に大きい階級側にずれている場合、そのピークは、動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の影響を大きく受けているものと判断することができる。これによりピーク位置信頼度設定部５２は、図２８に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値０及び値１となり、分布ピーク位置Ｄ４に応じて値が減少するように、信頼度Ｄ４１を生成する。
【００６６】
分布急峻信頼度設定部５３は、急峻度が増大してヒストグラムにおける分布が分布ピーク位置に集中するに従って値が大きくなるように、急峻度によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ５１を生成する。すなわちこの場合、図２９に示すように、分布急峻信頼度設定部５３は、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、急峻度Ｄ５に応じて値が増大するように、信頼度Ｄ５１を生成する。
【００６７】
分布占有信頼度設定部５４は、ピーク近傍上側位置以下の総度数により把握される分布占有度Ｄ６によりノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ６１を生成する。すなわちこの場合、図３０に示すように、分布占有信頼度設定部５４は、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、分布占有度Ｄ６に応じて値が増大するように、信頼度Ｄ６１を生成する。
【００６８】
乗算回路５５は、これらの信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１を乗算して総合の信頼度Ｄ８を出力する。なおこの総合の信頼度Ｄ８の算出方法は、信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１の加重平均、信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１を入力とする所定関数による演算等、種々の統合方法を適用することができる。なおこれによりこの実施例では、急峻度、分布占有度で表されるヒストグラムの形状、分布ピーク位置に応じて、ノイズレベルを示すノイズレベルＤ３の確からしさを示す信頼度Ｄ８を生成することになるが、信頼度にあっては、急峻度、分布占有度以外のヒストグラムの分布の形状を表す各種パラメータ、総度数、重心位置等に基づいても設定することができ、またこれらの何れか、又はこれらの組み合わせにより設定することもできる。
【００６９】
時間平滑化部５９は、面内特徴量統計処理部３５から出力されるノイズレベルＤ３を信頼度Ｄ８により処理して平滑化処理し、ノイズ計測結果Ｓ７を算出して出力する。また信頼度Ｄ８を平滑化処理して信頼度Ｄ７を算出し、この信頼度Ｄ７を出力する。この平滑化の処理において、時間平滑化部５９は、信頼度Ｄ７が低減するに従って通過帯域が低減するように、ノイズ計測結果Ｓ７、信頼度Ｄ７の平滑化処理に係るフィルタの特性を制御する。
【００７０】
ここで図３１は、ＦＩＲのローパスフィルタで構成した場合の時間平滑化部５９を示すブロック図である。この時間平滑化部５９は、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１によりノイズレベルＤ３を順次遅延させ、ノイズレベルＤ３、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１の出力を乗算回路Ｍ０１〜Ｍ４１、加算回路ＡＤ１１〜ＡＤ４１により重み付け加算してノイズレベルＤ３を平滑化処理する。またフィルタ係数設定部６０により、遅延回路ＤＤ１１〜ＤＤ４１の重み付け係数を制御し、ノイズレベルＤ３を乗算する乗算回路Ｍ０１の重み付け係数を、他の乗算回路Ｍ１１〜Ｍ４１の重み付け係数に対して、信頼度Ｄ８が増大するに従って増大させる。
【００７１】
また遅延回路ＤＤ１２〜ＤＤ４２により信頼度Ｄ８を順次遅延させ、信頼度Ｄ８、遅延回路ＤＤ１２〜ＤＤ４２の出力を乗算回路Ｍ０２〜Ｍ４２、加算回路ＡＤ１２〜ＡＤ４２により重み付け加算して信頼度Ｄ８を平滑化する。またフィルタ係数設定部６０により、ノイズレベルＤ３の処理と同様に、乗算回路Ｍ０２〜Ｍ４２の重み付け係数を制御する。
【００７２】
これに対して図３２は、巡回型のＩＩＲのローパスフィルタで構成した場合の時間平滑化部５９を示すブロック図である。この時間平滑化部５９は、計測結果Ｓ７を遅延回路ＤＡ１で遅延させ、この遅延させた計測結果Ｓ７と順次入力されるノイズレベルＤ３とを、乗算回路ＭＡ１、ＭＢ１、加算回路ＡＤ１で重み付け加算する。また帰還率設定部６０Ａにより、信頼度Ｄ８が増大するに従って、ノイズレベルＤ３側の重み付け係数を増大させて帰還率を低減させる。
【００７３】
またこの時間平滑化部５９から出力する信頼度Ｄ７を遅延回路ＤＡ２で遅延させ、この遅延させた信頼度Ｄ７と順次入力される信頼度Ｄ８とを、乗算回路ＭＡ２、ＭＢ２、加算回路ＡＤ２で重み付け加算する。また帰還率設定部６０Ａにより、ノイズレベルＤ３の処理と同様に、信頼度Ｄ８が増大するに従って、信頼度Ｄ８側の重み付け係数を増大させる。
【００７４】
なおこれらによりこの実施例では、ヒストグラムの重心位置の階級をノイズレベル計測結果Ｓ７とすることになるが、必要に応じて、これに代えてヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等をノイズレベル計測結果Ｓ７としてもよい。
【００７５】
（２）実施例の動作
以上の構成において、入力映像信号Ｓ１（図１）は、出力映像信号Ｓ２の遅延信号Ｓ３との間で差分信号が生成されてノイズ信号成分Ｓ４が検出され、このノイズ信号成分Ｓ４の信号レベルが計測部６によるノイズ計測結果Ｓ７により補正されて補正用信号Ｓ５が生成される。入力映像信号Ｓ１は、この補正用信号Ｓ５が減算されてノイズレベルが抑圧され、出力映像信号Ｓ２により出力される。これによりこのノイズフィルタ１では、計測部６により精度良くノイズレベルを計測して、ノイズを抑圧することができ、計測部６によるノイズ計測結果Ｓ７の精度が低い場合には、十分にノイズを抑圧することが困難になる。
【００７６】
そこでこの実施例では（図２）、計測部６の計測有効面内特徴量検出部１８において、入力映像信号Ｓ１の１画面に複数の領域を設定し、領域毎に、ノイズレベルの指標である特徴量がアクティビティＳ１Ａにより検出される。またこのアクティビティＳ１Ａによりノイズレベル計測部１９において、ヒストグラムが作成され、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７が検出される。
【００７７】
しかしながらこのようにして検出される特徴量には、ノイズレベルの計測に適していない部位から検出されたものも含まれ、これによりノイズレベルＳ７の精度が劣化する。そこでこの実施例では、計測有効面内特徴量検出部１８において、検出した特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量が検出され、ノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成する。
【００７８】
これによりこのノイズフィルタ１では、入力映像信号に含まれる動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分の計測結果への影響が低減され、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【００７９】
すなわち図３３に示すように、何ら制限することなく全ての特徴量を用いてヒストグラムを作成した場合、動き成分、非平坦信号成分等が混入することになり、これらの成分によりヒストグラムを分析して得られるノイズレベル計測結果の精度が劣化することになる。しかしながらノイズレベルの計測に適した特徴量を検出し、このノイズレベルの計測に適した特徴量を用いてヒストグラムを作成すれば、測定精度の劣化を来す成分については、ヒストグラムの範囲外としてヒストグラムの作成に使用しないようにすることができ、これにより動き差分成分、エッジ、テクスチャ等の非平坦信号成分等の計測結果への影響を低減し、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【００８０】
これによりこのノイズフィルタ１において、入力映像信号Ｓ１は、参照映像信号生成部１１において、１フィールド又は１フレームの期間だけ遅延されて参照映像信号Ｓ１１が生成され（図３、図４）、差分信号生成部１６において、この参照映像信号Ｓ１１との間で差分信号Ｓ１６が生成される（図５）。また計測有効面内特徴量検出部１８の部分領域信号分割部２０（図６）において、入力映像信号Ｓ１に設定された領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６が分割された後（図７）、続く画素領域特徴量抽出部２１において、領域毎に、これら入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６の特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａがそれぞれ検出される。
【００８１】
これによりこのノイズフィルタ１では、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６を生成元とした３種類の特徴量が検出され、この３種類の特徴量からノイズ計測に適した特徴量が選択されてヒストグラムが作成され、面内方向と時間軸方向との双方についてのノイズレベルを総合的に検出して、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。またノイズの検出に適していない特徴量を除いてヒストグラムを作成する場合でも、ヒストグラムの作成に使用する特徴量数を十分に確保することができ、これによっても精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８２】
ノイズフィルタ１では、画素領域特徴量抽出部２１において、領域毎に、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１における画素値の平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅが求められ、飽和領域検出部２２において、この平均値Ｓ１ＰＡｖｅ、Ｓ１１ＰＡｖｅが閾値S
min Th、S max Thで判定されて飽和領域が検出される。またこの検出結果により、飽和領域とされた特徴量をヒストグラムの作成対象から除外するように、計測有効判定部２４により計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、画素値の飽和によりノイズレベルを正しく計測困難となっている領域については、ヒストグラムの作成対象から除外して、精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８３】
また入力映像信号Ｓ１は、ノイズフリー領域検出部２３において、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが所定の閾値INF Th、PNF Thで判定され、これによりテレビジョン受像機、光ディスクレコーダー等のグラフィカルユーザーインターフェースの領域、編集過程で挿入されたキャプション情報等を表示した領域であって、対象の信号にノイズがほとんど存在しないと見なすことができるノイズフリー領域が検出される。またこの検出結果により、ノイズフリー領域とされた特徴量をヒストグラムの作成対象から除外するように、計測有効判定部２４により計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、キャプション情報等の挿入によりノイズレベルを正しく計測困難となっている領域については、ヒストグラムの作成対象から除外して、これによっても精度良くノイズレベルを検出することができる。
【００８４】
またさらにノイズフィルタ１では、計測有効判定部２４の計測不能領域判定部２７（図９）において、飽和領域、ノイズフリー領域以外を除くように計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦが設定され、代表特徴量設定部２９において、この計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦに基づいて、飽和領域、ノイズフリー領域以外のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが領域毎に統計処理されて、各領域を代表する代表特徴量Act が検出される。
【００８５】
また閾値設定部３１において、この代表特徴量Act により上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬが設定され、統計処理対象選別部３２において、この閾値ＴＨＨ及びＴＨＬによりアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａが判定されて、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを、ヒストグラム作成対象から除外するように計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆが設定される。これによりノイズフィルタ１では、動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００８６】
また代表特徴量時間平滑化部３０は、代表特徴量設定部２９から出力される代表特徴量Act を平滑化して閾値ＴＨＨ及びＴＨＬを設定することにより、又は閾値ＴＨＨ及びＴＨＬを平滑化してアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを判定することにより、閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの変動による検出精度の劣化を防止することができる。これにより映像信号処理装置は、シーンチェンジによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。特に、この平滑化処理を、メディアンフィルタ等の順序統計フィルタを適用することにより、例えば最小値を出力しないようにして、２−３プルダウン方式における入力映像信号Ｓ１の処理において、同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００８７】
このノイズフィルタ１では、この代表特徴量Act が、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６による複数種類の特徴量であるアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａのフィールド単位又はフレーム単位の最小値（図１０）、平均値（図１１）、中間値（図１２）、又は分散値、若しくはこれらの合成値（図１３）により生成され、これにより必要に応じて所望の特性によりノイズレベルを検出することができる。
【００８８】
ノイズフィルタ１では、ノイズレベル計測部１９の面内特徴量統計処理部３５において（図２、図１５）、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆに基づいて、ノイズフリー領域、飽和領域、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを除くようにして、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからヒストグラムが作成され、このヒストグラムの分析によりノイズレベルＳ７が計測される。
【００８９】
すなわち面内特徴量統計処理部３５のヒストグラム生成部３７において（図２、図１６）、ノイズフリー領域、飽和領域、上限及び下限の閾値ＴＨＨ及びＴＨＬの範囲外のものを除くようにして、アクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａからヒストグラムが作成され、続くノイズ分布特徴量算出部３８において、このヒストグラムが分析されてノイズレベルを示すピーク近傍重心位置情報Ｄ１８が検出される。このノイズフィルタ１では、このノイズレベルを示す情報Ｄ１８が、ヒストグラムの重心値により検出され、又はヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等により検出され、これによりノイズレベルの検出精度を従来に比して向上することができる。
【００９０】
特に、ヒストグラムの重心値によりノイズレベルを示す情報Ｄ１８を検出する場合には、ピークの時間変動によるノイズレベル計測結果の変動を防止しつつ、動き成分の検出結果への影響を有効に回避することができ、これにより安定にノイズレベルを検出して精度を向上することができる。
【００９１】
このノイズレベルを示す情報Ｄ１８の検出においては（図１７）、始めにピーク位置探索部４０において、ヒストグラムのピーク位置が検出される（図１８）。またピーク近傍下側位置検出部４１において、このピーク位置の度数を基準にして下側位置検出用閾値Ｄ１５が設定され、ヒストグラムのピーク位置より階級が低下する方向に、この下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる最初の階級が検出されてピーク近傍下側位置Ｄ１６が検出される（図１８）。またピーク近傍上側位置検出部４２において、分布ピーク位置からピーク近傍下側位置Ｄ１６までの階級の距離Ｌと等しい範囲で、分布ピーク位置から階級が増加する方向に、この下側位置検出用閾値Ｄ１５以下となる最初の階級が検出されてピーク近傍上側位置Ｄ１７が検出される（図１９及び図２０）。
【００９２】
ノイズフィルタ１では、このピーク近傍下側位置Ｄ１６からピーク近傍上側位置Ｄ１７までの範囲の、ピーク位置近傍の分布より、ノイズレベルを示す情報Ｄ１８が検出される（図２１）。これによりノイズフィルタ１では、ヒストグラムの形状により検出範囲を設定してノイズレベルを示す情報Ｄ１８が検出され、さらに一段と動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【００９３】
またこのようにしてヒストグラムを作成してノイズレベルを検出するにつき、入力映像信号Ｓ１は、ヒストグラム階級幅境界値算出部３６において、上限閾値ＴＨＨ、下限閾値ＴＨＬの範囲を予め設定されている階級数で等分割するようにして階級幅、境界値が設定される。これによりこのノイズフィルタ１では、図３４及び図３５に示すように、特徴量のダイナミックレンジである特徴量の変動幅が大きくなるに従って、階級幅が大きくなるようにしてヒストグラムが作成される。これによりこの映像信号処理装置では、人間の視覚特性に対応するように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変してノイズレベルを計測して、簡易な構成により検出精度を向上することができる。
【００９４】
すなわち人間のノイズの知覚特性は、Ｓ／Ｎ比のｄＢ表示に適用されるＬｏｇスケールの特性に近い。これによりこの実施例のように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変すれば、図３４に示すようにノイズレベルが小さいほど、階級幅を小さくして、ノイズ計測結果の特性をＬｏｇスケールの特性に近づけることができる。従って人間が画面を見て知覚するノイズレベルを適切に反映するようにしてノイズレベル計測結果を検出することができる。
【００９５】
またこのようなヒストグラムの分析によるノイズレベルの検出では、ヒストグラムの階級幅の大きさで計測精度が決定される。従って検出精度の向上のために階級幅を小さくすると、階級数が著しく増大し、これにより処理が煩雑になり、さらには構成が複雑になる問題がある。またこれとは逆に、構成、処理を簡略化するために、階級幅を大きくしたり、処理対象データの範囲を小さくすると、ノイズレベルの検出精度が劣化する。しかしながらこの実施例のように、ノイズレベルに応じて階級幅を可変すれば、簡易な構成により検出精度を確保することができる。
【００９６】
入力映像信号Ｓ１は、ピーク位置信頼度設定部５２（図２７）において、分布ピーク位置の階級が増大するに従って値が減少する信頼度Ｄ４１が検出される（図２８）。また分布急峻度算出部４４、分布占有度算出部４５において、ヒストグラムの急峻度、占有度が検出され（図１７、図２２、図２３、図２５、図２６）、分布急峻信頼度設定部５３、分布占有度信頼度設定部５４において（図２７）、それぞれ急峻度、占有度が増大するに従って値が増大する信頼度Ｄ５１、Ｄ６１が検出される（図２９、図３０）。またこれら信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１が乗算回路５５で統合されて総合の信頼度Ｄ８が検出される。
【００９７】
入力映像信号Ｓ１は、ノイズレベル算出部３９において、ノイズレベルを示す情報Ｄ１８がノイズレベルＤ３に変換される（図１６）。これによりこのノイズフィルタ１では、ノイズレベルＤ３と共に、このノイズレベルＤ３の信頼度Ｄ７を検出することができ、ノイズレベルＤ３によりノイズ抑圧処理等の各種映像信号処理を実行する場合に、この信頼度Ｄ７の情報により信頼度の高い場合と低い場合とで処理を切り換えて、誤ったノイズレベル測定結果による誤った映像信号処理を有効に回避することができ、適切に映像信号を処理することができる。
【００９８】
すなわちこのノイズフィルタ１では、このノイズレベルＤ３が時間平滑化部５９により平滑化されてノイズレベルの測定結果Ｓ７が得られ（図１５）、この測定結果Ｓ７に応じてノイズ抑圧処理における帰還率が可変される。この処理において、ノイズレベルＤ３を時間平滑化部５９により平滑化して出力することにより、測定結果Ｓ７の変動を防止して安定に入力映像信号Ｓ１を処理することができる。
【００９９】
またこの平滑化の処理においては、信頼度Ｄ７に応じて、信頼度が低い場合程、従前のノイズレベルＤ３又は測定結果Ｓ７を測定結果Ｓ７に反映させるようにして平滑度を増大させ（図３１、図３２）、これにより安定にノイズレベルを計測しつつ、十分にノイズレベルの変動を検出することができ、信頼度の高い計測結果を得ることができる。
【０１００】
またノイズフィルタ１では、このノイズレベルの平滑化処理を連動して、信頼度Ｄ７についても平滑化して出力し、これにより信頼度Ｄ８に応じて信頼度の高い場合と低い場合とでノイズ抑圧処理等を実行する場合に、誤った映像信号処理を有効に回避することができる。
【０１０１】
具体的に、ノイズフィルタ１では（図１）、ノイズレベルの測定結果Ｓ７に応じてノイズ抑圧処理における帰還率を可変するようにして、信頼度Ｄ８に応じて、この帰還率を可変し、これにより誤った映像信号処理を有効に回避することができ、適切に映像信号を処理することができる。
【０１０２】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、ノイズレベルの計測に適していない特徴量を除外してヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析によりノイズレベルを計測することにより、従来に比して一段と精度良くノイズレベルを計測することができる。
【０１０３】
また入力映像信号、入力映像信号の遅延信号、入力映像信号及び遅延信号の差分信号の少なくとも１つから特徴量を検出することにより、具体的に入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を検出することができる。
【０１０４】
また入力映像信号の信号レベルの判定により、ノイズレベルの計測に適していない飽和領域を検出し、特徴量の判定により、ノイズレベルの計測に適していないノイズフリー領域を検出し、これら飽和領域の特徴量、ノイズフリー領域の特徴量を除外してノイズレベルの計測に適した特徴量を検出することにより、ノイズレベルの計測に適していない特徴量による検出精度の低下を防止することができる。
【０１０５】
また検出した複数の特徴量から各領域を代表する代表特徴量を設定し、この代表特徴量を基準にして上限及び又は下限の閾値を設定するようにして、この上限の閾値以上の値の特徴量及び又は下限の閾値以下の値の特徴量を除外して、ノイズレベルの計測に適した特徴量を検出することにより、動き差分成分、非平坦信号成分の混入を極力防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１０６】
またこの代表特徴量、若しくは上限、下限の閾値を平滑化することにより、閾値の変動による検出精度の劣化を防止して、安定にノイズレベルを検出することができる。
【０１０７】
またこの平滑化処理を、メディアンフィルタ等の順序統計フィルタにより実行することにより、２−３プルダウン方式による入力映像信号の処理等において、同一コマの繰り返しによる突発的な時間変動を有効に回避してノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１０８】
またこの代表特徴量を、最小値、平均値、中間値又は分散値、若しくはこれらのうちの２つ以上の合成値により設定することにより、具体的に代表特徴量を検出して検出精度を向上することができる。
【０１０９】
またヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値、又は重心値を検出して前記ノイズレベルに設定することにより、具体的にヒストグラムを分析してノイズレベルを計測することができる。
【０１１０】
またヒストグラムの形状により検出範囲を設定することにより、一段と確実に動き差分成分、非平坦信号成分の混入を防止してヒストグラムを作成することができ、ノイズレベルの検出精度を向上することができる。
【０１１１】
また特徴量の変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように設定してヒストグラムを作成することにより、簡易な構成により検出精度を向上することができる。また人間の知覚特性に対応するようにノイズレベルを計測することができる。
【０１１２】
またヒストグラムを解析して、ノイズレベルの信頼度を検出することにより、ノイズレベルの計測結果を用いて各種の映像信号処理を実行する場合に、この信頼度により映像信号処理を切り換えて、適切に映像信号処理を実行することができる。
【０１１３】
具体的に、ヒストグラムの分布の形状、総度数、分布ピーク位置、及び又は重心位置に基づいてノイズレベルの信頼度を検出することができる。
【０１１４】
また信頼度に応じて平滑度を可変して、ノイズレベルを平滑化することにより、信頼度の高い計測結果を得ることができる。
【実施例２】
【０１１５】
図３６は、本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用されるノイズ分布特徴量算出部の構成を示すブロック図である。この実施例２の映像信号処理装置は、ノイズ分布特徴量算出部３８（図１６及び図２４）に代えてこのノイズ分布特徴量算出部６８が適用される点、分布信頼度設定部５１（図１５及び図２７）に代えて後述する分布信頼度設定部８１が適用される点を除いて、実施例１のノイズフィルタ１と同一に構成される。
【０１１６】
ここでこのノイズ分布特徴量算出部６８において、ピーク近傍範囲設定部７１は、ピーク近傍下側位置検出部４１、ピーク近傍上側位置検出部４２に代えて設けられ、ピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置を設定する。具体的にピーク近傍範囲設定部７１は、図３７に示すように、分布ピーク位置の上下に、所定階級数Ｌだけ分布ピーク位置から変位した階級をピーク近傍下側位置Ｄ１６、ピーク近傍上側位置Ｄ１７に設定する。
【０１１７】
分布対称度算出部７２は、ピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置の範囲で、分布ピーク位置の上下の分布の対称性を計算して分布対称度Ｄ３１により出力する。具体的に、分布対称度算出部７２は、ピーク近傍下側位置Ｄ１６から分布ピーク位置Ｄ４までの度数の和と分布ピーク位置Ｄ４から近傍上側位置Ｄ１７までの度数の和を求める。分布対称度算出部７２は、これら度数の和の差分値の絶対値が小さくなるに従って値が増大するように分布対称度Ｄ３１を設定する。なおこれに代えて、これらの和の比を求め、比が値１に近づくに従って値が増大するように分布対称度Ｄ３１を設定してもよい。なお分布の歪度等、他の指標を用いて分布対称度Ｄ３１を設定してもよい。
【０１１８】
ピーク重心一致度算出部７３は、ピーク近傍重心位置情報Ｄ１８と分布ピーク位置Ｄ４との差分の階級数を計算し、この差分の階級数が大きくなるに従って値が低下するように、ピーク重心一致度Ｄ３２を設定する。
【０１１９】
この実施例のノイズ分布特徴量算出部６８は、ヒストグラムの形状を特徴付けるパラメータとして分布ピーク位置Ｄ４、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６に加えて、分布対称度Ｄ３１、ピーク重心一致度Ｄ３２を出力する。
【０１２０】
図３８は、この実施例２の映像信号処理装置に適用される分布信頼度設定部８１を示すブロック図である。この分布信頼度設定部８１において、図２７について上述した実施例１の分布信頼度設定部５１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。この分布信頼度設定部８１において、分布対称信頼度設定部８２は、図３９に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、分布対称度Ｄ３１に応じて値が増大するように、分布対称度信頼度Ｄ３３を生成する。ピーク重心一致信頼度設定部８３は、図４０に示すように、値の大きい側及び小さい側でそれぞれ飽和した特性となって値１及び値０となり、ピーク重心一致度Ｄ３２に応じて値が増大するように、ピーク重心一致信頼度Ｄ３４を生成する。
【０１２１】
信頼度統合部８４は、これら信頼度Ｄ４１、Ｄ５１、Ｄ６１、Ｄ３３、Ｄ３４を統合して総合の信頼度Ｄ８を検出する。なおこの統合は、全ての信頼度を乗算して信頼度Ｄ８としてもよく、また全ての信頼度の加重平均、全ての信頼度を入力とする所定関数による演算結果等を適用することができる。
【０１２２】
この実施例では、分布ピーク位置の上下に、所定階級数だけ分布ピーク位置から変位した階級をピーク近傍下側位置、ピーク近傍上側位置に設定することにより、実施例１の構成に比して簡易な構成により実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
またピーク重心一致度、分布対称度を加味して総合の信頼度を計算することにより、一段と測定精度、信頼度を向上することができる。
【実施例３】
【０１２４】
図４１は、本発明の実施例３の映像信号処理装置に適用される計測部９６を示すブロック図である。この実施例の映像信号処理装置は、計測ノイズレベル遅延部９９が設けられた点、計測有効面内特徴量検出部１８に代えて、計測有効面内特徴量検出部９８が設けられた点を除いて、実施例１のノイズフィルタ１と同一に構成される。
【０１２５】
ここで計測ノイズレベル遅延部９９は、ノイズレベル計測部１９から出力される計測結果Ｓ７を１フィールド又は１フレームの期間、遅延させて出力する。
【０１２６】
計測有効面内特徴量検出部９８は、計測有効判定部２４に代えて、図４２に示す計測有効判定部１０４が設けられた点を除いて、図６について上述した計測有効面内特徴量検出部１８と同一に構成される。また計測有効判定部１０４は、代表特徴量設定部２９及び代表特徴量時間平滑化部３０に代えて、代表特徴量設定部１０９が設けられた点を除いて、図９について上述した計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１２７】
ここで代表特徴量設定部１０９は、計測不能領域判定部２７から出力される計測不能領域判定フラグＳ１ＮＦ、Ｓ１１ＮＦ、Ｓ１６ＮＦとアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａに代えて、計測ノイズレベル遅延部９９から出力される１フィールド又は１フレーム前のノイズレベル計測結果Ｓ７１に基づいて、代表特徴量RepActを計算して出力する。なおこれによりこのノイズフィルタ１では、動作開始時、標準的な設定値により代表特徴量RepActを出力する。
【０１２８】
以上の構成によれば、それまでのノイズ計測結果に基づいて代表特徴量を設定することにより、代表特徴量の検出に係る構成を簡略化することができる。
【実施例４】
【０１２９】
図４３は、本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。この実施例の映像信号処理装置は、計測有効判定部２４に代えて（図６及び図９）、この図４３に示す計測有効判定部１１４が設けられる点、ノイズレベル計測部１９に代えて後述するノイズレベル計測部１２９が設けられる点を除いて、上述の実施例と同一に構成される。
【０１３０】
この計測有効判定部１１４は、代表特徴量設定部２９及び代表特徴量時間平滑化部３０に代えて、代表特徴量設定部１１９が設けられ、この代表特徴量設定部１１９より代表特徴量Act を生成して直接、閾値設定部３１に入力する。この計測有効判定部１１４は、この代表特徴量Act に関する構成が異なる点を除いて、上述の計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１３１】
ここで代表特徴量設定部１１９は、入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａによりヒストグラムを作成し、このヒストグラムの分析により代表特徴量Act を生成する。またこのヒストグラムから分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を検出してノイズレベル計測部１２９に出力する。
【０１３２】
すなわち図４４に示すように、代表特徴量設定部１１９において、ヒストグラム生成部１２０は、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆにより計測に適していると判定されているアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的にヒストグラム生成対象に設定し、このヒストグラム生成対象のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを用いてヒストグラムを作成する。ヒストグラム生成部１２０は、フィールド単位又はフレーム単位でヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムの各階級の度数をノイズ分布特徴量算出部１２１に通知する。
【０１３３】
ノイズ分布特徴量算出部１２１は、このヒストグラム生成部１２０で生成されたヒストグラムを分析して、代表特徴量Act 、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を設定する。ここで図４５は、ノイズ分布特徴量算出部１２１の構成を示すブロック図である。このノイズ分布特徴量算出部１２１は、処理対象のヒストグラムが異なる点、ピーク近傍重心位置算出部４３が省略されている点を除いて、実施例１のノイズレベル計測部１９に設けられるノイズ分布特徴量算出部３８Ａ（図１５、図１６、図２４）と同一に構成される。従ってこの図４５では、図２４に示すノイズ分布特徴量算出部３８Ａに対応する構成に、同一の符号を付して示す。
【０１３４】
これによりノイズ分布特徴量算出部１２１は、このヒストグラムのピーク近傍上側位置を検出して代表特徴量Act を設定する。なおこれにより実施例１について上述したように、ピーク近傍上側位置に代えて、ヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値等を代表特徴量に設定してもよい。
【０１３５】
図４６は、実施例４の映像信号処理装置のノイズ計測部を示すブロック図である。このノイズレベル計測部１２９において、ノイズレベル計測部１９（図１５）と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このノイズレベル計測部１２９において、面内特徴量統計処理部１３０は、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を生成、出力しない点を除いて、ノイズレベル計測部１９の面内特徴量統計処理部３５と同一に構成され、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆに基づいてアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａを選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＤ３を出力する。また、もちろん、面内特徴量統計処理部１３０でヒストグラムを生成しないで、計測有効識別フラグＳ１Ｆ、Ｓ１１Ｆ、Ｓ１６Ｆから計測有効と判定されたアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａ、Ｓ１６Ａの平均値、中間値などの統計値から直接にノイズレベルＤ３を求めて出力する構成でもよい。
【０１３６】
分布信頼度設定部１３１は、分布信頼度設定部５１と同様に、分布急峻度Ｄ５、分布占有度Ｄ６を処理してそれぞれ信頼度を生成し、この信頼度を統合して総合の信頼度Ｄ８を出力する。
【０１３７】
この実施例によれば、ヒストグラムを作成して代表特徴量を算出するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【０１３８】
図４７は、図２との対比により本発明の実施例５の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。この計測部１４６は、差分信号Ｓ１６のみからアクティビティＳ１６Ａを生成し、このアクティビティＳ１６Ａを処理してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。これによりこの計測部１４６は、アクティビティの処理に関する構成である計測有効面内特徴量検出部１８、ノイズレベル計測部１９に代えて、計測有効面内特徴量検出部１４８、ノイズレベル計測部１４９が設けられる。
【０１３９】
ここで図４８は、計測有効面内特徴量検出部１４８の構成を示すブロック図である。この計測有効面内特徴量検出部１４８は、画素領域特徴量抽出部２１、ノイズフリー領域検出部２３、計測有効判定部２４に代えて、画素領域特徴量抽出部１５３、ノイズフリー領域検出部１５０、計測有効判定部１５１が設けられる点を除いて、計測有効面内特徴量検出部１８（図６）と同一に構成される。ここでノイズフリー領域検出部１５０、計測有効判定部１５１は、それぞれ入力映像信号Ｓ１、参照映像信号Ｓ１１のアクティビティＳ１Ａ、Ｓ１１Ａの処理に関する構成が省略されている点を除いて、画素領域特徴量抽出部２１、ノイズフリー領域検出部２３、計測有効判定部２４と同一に構成される。
【０１４０】
これにより計測有効面内特徴量検出部１４８は、差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａのみから代表特徴量を設定して閾値ＴＨＨ、ＴＨＬを設定し、また差分信号Ｓ１６についてのみ計測有効識別フラグＳ１６Ｆを生成して出力する。
【０１４１】
ノイズレベル計測部１４９は、これにより差分信号Ｓ１６のアクティビティＳ１６Ａを計測有効識別フラグＳ１６Ｆにより選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。
【０１４２】
この実施例のように、差分信号についての１種類だけ特徴量を検出してノイズレベルを計測する場合でも、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。またこの場合、原理的に連続するフィールド間、フレーム間で時間変動するノイズ成分のみを計測することができる。従って時間変動しない固定パターンノイズは、ノイズレベルとしては小さく計測される。これにより図１に示す構成により時間巡回型３Ｄ−ＮＲと組み合わせて使用して、過大に帰還率を増大させることなく固定パターンノイズを除去することができ、その結果コントラストの低い動物体境界部で尾引きと呼ばれるボケの発生を防止することができる。
【実施例６】
【０１４３】
図４９は、図２との対比により本発明の実施例６の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。この計測部１６６は、入力映像信号Ｓ１のみからアクティビティＳ１Ａを生成し、このアクティビティＳ１Ａを処理してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。これによりこの計測部１６６は、参照映像信号Ｓ１１、差分映像信号Ｓ１６を生成する構成である参照映像信号生成部１１、差分信号生成部１６が省略される。また計測有効面内特徴量検出部１８、ノイズレベル計測部１９に代えて、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａのみを処理する差分計測有効面内特徴量検出部１６８、ノイズレベル計測部１６９が設けられる。
【０１４４】
ここで計測有効面内特徴量検出部１６８は、図５０に示すように、部分領域信号分割部１７０において、入力映像信号Ｓ１を領域毎に分割して出力し、画素領域特徴量抽出部１７１は、部分領域信号分割部１７０の出力信号を処理して、領域毎に、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａ、平均値Ｓ１ＰＡｖｅを出力する。飽和領域検出部１７２は、この平均値Ｓ１ＰＡｖｅを検出して入力映像信号Ｓ１の飽和領域を検出し、ノイズフリー領域検出部１７３は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａを処理して入力映像信号Ｓ１のノイズフリー領域を検出する。計測有効判定部１７４は、入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａより代表値に設定して閾値ＴＨＨ、ＴＨＬ等を設定する。
【０１４５】
ノイズレベル計測部１６９は、これにより入力映像信号Ｓ１のアクティビティＳ１Ａを計測有効識別フラグＳ１Ｆにより選択的に取得してヒストグラムを生成し、このヒストグラムを分析してノイズレベルＳ７、信頼度Ｄ７を検出する。
【０１４６】
この実施例のように、入力映像信号についての１種類だけ特徴量を検出してノイズレベルを計測する場合でも、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。またこの場合、参照映像信号、差分信号の生成に係る構成を省略することができることにより、全体構成を簡略化することができる。
【実施例７】
【０１４７】
なお上述の実施例においては、参照映像信号生成部で参照映像信号を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、遅延信号生成部２（図１）で生成した遅延信号を参照映像信号として使用するようにしてもよい。このようにすれば、参照映像信号生成部の構成を省略して全体構成を簡略化することができる。
【０１４８】
また上述の実施例においては、ノイズ計測結果をノイズ抑圧処理に利用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の映像信号の処理、さらにはノイズ量の計測等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、映像信号中のノイズを除去するノイズフィルタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施例１の映像信号処理装置に適用されるノイズフィルタを示すブロック図である。
【図２】図１のノイズフィルタの計測部を示すブロック図である。
【図３】図２の計測部の参照映像信号生成部を示すブロック図である。
【図４】図３の参照映像信号生成部の他の例を示すブロック図である。
【図５】図１のノイズフィルタの差分信号生成部を示すブロック図である。
【図６】図２の計測部の計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【図７】図６の計測有効面内特徴量検出部における部分領域信号分割部の動作の説明に供する平面図である。
【図８】図６の計測有効面内特徴量検出部における部分領域信号分割部の他の例による動作の説明に供する平面図である。
【図９】図６の計測有効面内特徴量検出部における計測有効判定部を示すブロック図である。
【図１０】図９の計測有効判定部の代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１１】図１０とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１２】図１０及び図１１とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１３】図１０〜図１２とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１４】図１０〜図１３とは異なる例による代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図１５】図２の計測部のノイズレベル計測部を示すブロック図である。
【図１６】図１５のノイズレベル計測部の面内特徴量統計処理部を示すブロック図である。
【図１７】図１６の面内特徴量統計処理部のノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図１８】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク位置探索部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図１９】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク近傍上側位置検出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２０】ピーク近傍上側位置の説明に供する特性曲線図である。
【図２１】図１７のノイズ分布特徴量算出部におけるピーク近傍重心位置算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２２】図１７のノイズ分布特徴量算出部における分布急峻度算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２３】分布急峻度の他の検出手法の説明に供する特性曲線図である。
【図２４】図１７のノイズ分布特徴量算出部の他の例を示すブロック図である。
【図２５】図１７のノイズ分布特徴量算出部における分布占有度算出部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２６】ヒストグラムに含まれない特徴量の説明に供する特性曲線図である。
【図２７】図１５のノイズレベル計測部の分布信頼度設定処理部の説明に供する特性曲線図である。
【図２８】図２７の分布信頼度設定処理部におけるピーク位置信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２９】図２７の分布信頼度設定処理部における分布急峻信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３０】図２７の分布信頼度設定処理部における分布占有信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３１】図１５のノイズレベル計測部の時間平滑化部を示すブロック図である。
【図３２】図３１とは異なる例による時間平滑化部を示すブロック図である。
【図３３】図２のノイズ計測部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３４】特徴量の変動量が小さい場合のヒストグラムを示す特性曲線図である。
【図３５】特徴量の変動量が大きい場合のヒストグラムを示す特性曲線図である。
【図３６】本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用されるノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図３７】図３６のノイズ分布特徴量算出部のピーク近傍範囲設定の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図３８】本発明の実施例２の映像信号処理装置に適用される分布信頼度設定部を示すブロック図である。
【図３９】図３８の分布信頼度設定部における分布対称信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図４０】図３８の分布信頼度設定部におけるピーク重心一致信頼度設定部の動作の説明に供する特性曲線図である。
【図４１】本発明の実施例３の映像信号処理装置に適用される計測部を示すブロック図である。
【図４２】図４１の計測部に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。
【図４３】本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用される計測有効判定部を示すブロック図である。
【図４４】図４３の計測有効判定部における代表特徴量設定部を示すブロック図である。
【図４５】図４３の代表特徴量設定部におけるノイズ分布特徴量算出部を示すブロック図である。
【図４６】本発明の実施例４の映像信号処理装置に適用されるノイズ計測部を示すブロック図である。
【図４７】本発明の実施例５の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。
【図４８】図４７の計測部に適用される計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【図４９】本発明の実施例６の映像信号処理装置に係る計測部を示すブロック図である。
【図５０】図４９の計測部に適用される計測有効面内特徴量検出部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１……ノイズフィルタ、６、９６、１４６、１６６……計測部、１１……参照映像信号生成部、１６……差分信号生成部、１８、９８、１４８、１６８……計測有効面内特徴量検出部、１９、１２９、１４９、１６９……ノイズレベル計測部、２０、１７０……部分領域信号分割部、２１、１５３、１７１……画素領域特徴量抽出部、２２、１７１……飽和領域検出部、２３、１５０、１７３……ノイズフリー領域検出部、２４、１０４、１１４、１５１、１７４……計測有効判定部、２７……計測不能領域判定部、２９、１０９、１１９……代表特徴量設定部、３０……代表特徴量時間平滑化部、３１……閾値設定部、３２……統計処理対対称選別部、３５、１３０……面内特徴量統計処理部、３６……ヒストグラム階級幅境界値算出部、３７、１２０……ヒストグラム生成部、３８、６８、１２１……ノイズ分布特徴量算出部、３９……ノイズレベル算出部、４０……ピーク位置検索部、４１……ピーク近傍下側位置検出部、４２……ピーク近傍上側位置検出部、４３……ピーク近傍重心位置算出部、４４、４４Ａ……分布急峻度算出部、４５……分布占有度算出部、５１、８１、１３１……分布信頼度設定部、５９、５０Ａ……時間平滑化部、７３……ピーク重心一致度算出部、９９……計測ノイズレベル遅延部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法において、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法。
【請求項２】
前記特徴量抽出ステップは、
前記入力映像信号、前記入力映像信号の遅延信号、前記入力映像信号及び前記遅延信号の差分信号の少なくとも１つから前記特徴量を抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項３】
前記遅延信号の遅延時間が、前記入力映像信号の１フィールド又は１フレームの期間である
ことを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理方法。
【請求項４】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
前記入力映像信号の信号レベルの判定により、ノイズレベルの計測に適していない飽和領域を検出する飽和領域検出ステップと、
前記特徴量の判定により、ノイズレベルの計測に適していないノイズフリー領域を検出するノイズフリー領域検出ステップとを有し、
前記飽和領域の特徴量及び前記ノイズフリー領域の特徴量以外の特徴量を前記ノイズレベルの計測に適した特徴量に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項５】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
検出した複数の前記特徴量を代表する代表特徴量を設定する代表特徴量設定ステップと、
前記代表特徴量を基準にして、前記特徴量の上限及び又は下限の閾値を設定する閾値設定ステップとを有し、
前記閾値設定ステップで設定された前記上限の閾値以上の値の前記特徴量及び又は前記閾値設定ステップで設定された前記下限の閾値以下の値の前記特徴量を除外して、前記ノイズレベルの計測に適した特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項６】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
前記代表特徴量、若しくは前記上限の閾値及び又は下限の閾値を平滑化する平滑化ステップを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項７】
前記平滑化ステップによる平滑化の処理が、順序統計フィルタによる処理である
ことを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理方法。
【請求項８】
前記代表特徴量設定ステップは、
複数の前記特徴量の最小値、平均値、中間値又は分散値、若しくはこれらのうちの２つ以上の合成値を前記代表特徴量に設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項９】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値、又は重心値を検出して前記ノイズレベルに設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１０】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムの形状により、前記中間値、前記平均値、前記ピーク値、又は前記重心値の検出範囲を設定して、前記中間値、前記平均値、前記ピーク値、又は前記重心値を検出する
ことを特徴とする請求項９に記載の映像信号処理方法。
【請求項１１】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記特徴量の変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように、前記特徴量に応じて前記階級幅を可変して前記ヒストグラムを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１２】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムを分析して、前記ノイズレベルの信頼度を検出する信頼度検出のステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１３】
前記信頼度検出のステップは、
前記ヒストグラムの分布の形状、総度数、ピーク位置、及び又は重心位置に基づいて、前記信頼度を検出する
ことを特徴とする請求項１２に記載の映像信号処理方法。
【請求項１４】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記信頼度に応じて平滑度を可変して、前記ノイズレベルを平滑化する平滑化ステップを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の映像信号処理方法。
【請求項１５】
前記代表特徴量設定ステップは、
前記ノイズレベル計測ステップで検出した前記ノイズレベルに基づいて、続いてノイズレベルを検出する期間の前記代表特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項１６】
前記代表特徴量設定ステップは、
所定期間の前記特徴量を用いてヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムを分析して前記代表特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項１７】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムにおいて、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法のプログラム。
【請求項１８】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体において、
前記プログラムは、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラム作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１９】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理装置において、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出部と、
前記計測有効特徴量検出部によりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラム作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測部とを有する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項１】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法において、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法。
【請求項２】
前記特徴量抽出ステップは、
前記入力映像信号、前記入力映像信号の遅延信号、前記入力映像信号及び前記遅延信号の差分信号の少なくとも１つから前記特徴量を抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項３】
前記遅延信号の遅延時間が、前記入力映像信号の１フィールド又は１フレームの期間である
ことを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理方法。
【請求項４】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
前記入力映像信号の信号レベルの判定により、ノイズレベルの計測に適していない飽和領域を検出する飽和領域検出ステップと、
前記特徴量の判定により、ノイズレベルの計測に適していないノイズフリー領域を検出するノイズフリー領域検出ステップとを有し、
前記飽和領域の特徴量及び前記ノイズフリー領域の特徴量以外の特徴量を前記ノイズレベルの計測に適した特徴量に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項５】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
検出した複数の前記特徴量を代表する代表特徴量を設定する代表特徴量設定ステップと、
前記代表特徴量を基準にして、前記特徴量の上限及び又は下限の閾値を設定する閾値設定ステップとを有し、
前記閾値設定ステップで設定された前記上限の閾値以上の値の前記特徴量及び又は前記閾値設定ステップで設定された前記下限の閾値以下の値の前記特徴量を除外して、前記ノイズレベルの計測に適した特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項６】
前記計測有効特徴量検出ステップは、
前記代表特徴量、若しくは前記上限の閾値及び又は下限の閾値を平滑化する平滑化ステップを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項７】
前記平滑化ステップによる平滑化の処理が、順序統計フィルタによる処理である
ことを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理方法。
【請求項８】
前記代表特徴量設定ステップは、
複数の前記特徴量の最小値、平均値、中間値又は分散値、若しくはこれらのうちの２つ以上の合成値を前記代表特徴量に設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項９】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムの中間値、平均値、ピーク値、又は重心値を検出して前記ノイズレベルに設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１０】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムの形状により、前記中間値、前記平均値、前記ピーク値、又は前記重心値の検出範囲を設定して、前記中間値、前記平均値、前記ピーク値、又は前記重心値を検出する
ことを特徴とする請求項９に記載の映像信号処理方法。
【請求項１１】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記特徴量の変動幅が大きくなるに従って階級幅が大きくなるように、前記特徴量に応じて前記階級幅を可変して前記ヒストグラムを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１２】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記ヒストグラムを分析して、前記ノイズレベルの信頼度を検出する信頼度検出のステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項１３】
前記信頼度検出のステップは、
前記ヒストグラムの分布の形状、総度数、ピーク位置、及び又は重心位置に基づいて、前記信頼度を検出する
ことを特徴とする請求項１２に記載の映像信号処理方法。
【請求項１４】
前記ノイズレベル計測ステップは、
前記信頼度に応じて平滑度を可変して、前記ノイズレベルを平滑化する平滑化ステップを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の映像信号処理方法。
【請求項１５】
前記代表特徴量設定ステップは、
前記ノイズレベル計測ステップで検出した前記ノイズレベルに基づいて、続いてノイズレベルを検出する期間の前記代表特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項１６】
前記代表特徴量設定ステップは、
所定期間の前記特徴量を用いてヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムを分析して前記代表特徴量を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理方法。
【請求項１７】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムにおいて、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法のプログラム。
【請求項１８】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体において、
前記プログラムは、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出ステップと、
前記計測有効特徴量検出ステップによりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラム作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測ステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１９】
入力映像信号のノイズレベルを計測する映像信号処理装置において、
前記入力映像信号に複数の領域を設定し、前記領域毎に、前記入力映像信号のノイズレベルの指標である特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記複数の領域の前記特徴量からノイズレベルの計測に適した特徴量を検出する計測有効特徴量検出部と、
前記計測有効特徴量検出部によりノイズレベルの計測に適しているとされた特徴量を用いてヒストグラム作成し、前記ヒストグラムを分析して前記ノイズレベルを検出するノイズレベル計測部とを有する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【公開番号】特開２００８−２９４６９６（Ｐ２００８−２９４６９６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３７４７０（Ｐ２００７−１３７４７０）
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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