JPH0636602B2 - 雑音低減回路 - Google Patents
雑音低減回路Info
- Publication number
- JPH0636602B2 JPH0636602B2 JP59196648A JP19664884A JPH0636602B2 JP H0636602 B2 JPH0636602 B2 JP H0636602B2 JP 59196648 A JP59196648 A JP 59196648A JP 19664884 A JP19664884 A JP 19664884A JP H0636602 B2 JPH0636602 B2 JP H0636602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- video signal
- circuit
- signal
- output
- input video
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/21—Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明上の利用分野〕 本発明は、映像信号中の雑音を低減する回路に関するも
のである。
のである。
従来より、映像信号のライン相関が非常に強いことを利
用し、平滑化処理によって雑音を低減しようとする回路
が知られている。しかし、特開昭57−211885号公報に記
載のように、SN比改善度を大幅に上げようとすると、再
生画像が著しくぼけてしまったり、また、ライン相関だ
けで処理すると、雑音のうちライン相関を有する成分の
みが強調されて、画面上において縦方向に尾を引く雑音
が著しく目立つようになったりして、全体としての画質
向上が得られない。
用し、平滑化処理によって雑音を低減しようとする回路
が知られている。しかし、特開昭57−211885号公報に記
載のように、SN比改善度を大幅に上げようとすると、再
生画像が著しくぼけてしまったり、また、ライン相関だ
けで処理すると、雑音のうちライン相関を有する成分の
みが強調されて、画面上において縦方向に尾を引く雑音
が著しく目立つようになったりして、全体としての画質
向上が得られない。
本発明の目的は、映像信号の空間的に強い相関を有する
ことを利用し、映像信号中の雑音を確実に低減し、か
つ、解像度の劣化を最小限におさえて全体として大幅な
画質の向上を達成することにある。
ことを利用し、映像信号中の雑音を確実に低減し、か
つ、解像度の劣化を最小限におさえて全体として大幅な
画質の向上を達成することにある。
本発明では、信号処理に用いる映像信号を、処理しよう
とする映像信号の近傍から、複数個同時に、かつ適切に
選ぶことにより、映像信号の平滑化の方向性を低減し、
特定方向に尾をひく雑音を低減させている。また、画像
の輪郭検出回路を設け、信号減衰回路における減衰係数
を適応的に制御することにより、解像度をほぼ完全に保
存しつつ、十分な雑音低減を実現したものである。
とする映像信号の近傍から、複数個同時に、かつ適切に
選ぶことにより、映像信号の平滑化の方向性を低減し、
特定方向に尾をひく雑音を低減させている。また、画像
の輪郭検出回路を設け、信号減衰回路における減衰係数
を適応的に制御することにより、解像度をほぼ完全に保
存しつつ、十分な雑音低減を実現したものである。
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第1図は本発明雑音低減回路の一実施例を示すブロック
図である。図示の構成において、1は映像信号入力端
子、2は減算回路、3は信号減衰回路、4は加算回路、
5,6は遅延回路、7は平均値回路、8は輪郭検出回路、
9は映像信号出力端子である。
図である。図示の構成において、1は映像信号入力端
子、2は減算回路、3は信号減衰回路、4は加算回路、
5,6は遅延回路、7は平均値回路、8は輪郭検出回路、
9は映像信号出力端子である。
第2図は、映像信号入力端子1より入力した入力映像信
号11と、該入力映像信号に対し、それぞれ2S,H−S
(Hは一水平走査周期で、63.556μsecを、Sは色副搬
送波の1/2周期で0.140μsecを表す)だけ過去の出力映
像信号12,13との画面上での位置関係を図示したもの
で、21,22は水平走査線を、水平走査線21,22の矢印は走
査方向を示す。前述した過去の出力映像信号12,13はそ
れぞれ、第1図における遅延回路5,6の出力と対応して
いて、本実施例では、前述の3つの映像信号11,12,13を
同時に使用して信号処理を行う。
号11と、該入力映像信号に対し、それぞれ2S,H−S
(Hは一水平走査周期で、63.556μsecを、Sは色副搬
送波の1/2周期で0.140μsecを表す)だけ過去の出力映
像信号12,13との画面上での位置関係を図示したもの
で、21,22は水平走査線を、水平走査線21,22の矢印は走
査方向を示す。前述した過去の出力映像信号12,13はそ
れぞれ、第1図における遅延回路5,6の出力と対応して
いて、本実施例では、前述の3つの映像信号11,12,13を
同時に使用して信号処理を行う。
本実施例の動作について説明する。遅延回路5,6におい
て、それぞれ2S,H−Sだけ遅延させられた出力映像信
号12,13の平均値信号を、平均値回路7より出力する。
次に、前記平均値信号と入力映像信号11との差信号を減
算回路2より出力する。前記差信号は、輪郭検出回路8
において、入力映像信号11と2Sだけ過去の出力映像信号
12との間、および、入力映像信号11とH−Sだけ過去の
出力映像信号13との間に検出された輪郭成分の大きさに
応じて、信号減衰回路3においてk(0≦k<1)倍さ
れた後、加算回路4において、前記入力映像信号11に加
算され、映像信号出力端子9より、雑音の少ない映像信
号として取出される。ここで輪郭信号とは、ベースバン
ド映像信号の高域成分を指し、輪郭検出回路8は、画像
情報中の輪郭成分を抽出する回路で最も単純には画素間
の信号レベルの差をとればよい。前記出力映像信号は同
時に遅延回路5および6に入力され、以下上記と同様の
動作が繰返される。ここで、前記出力映像信号が、第2
図において、前記入力映像信号11と同一の位置にあるこ
とは言うまでもない。
て、それぞれ2S,H−Sだけ遅延させられた出力映像信
号12,13の平均値信号を、平均値回路7より出力する。
次に、前記平均値信号と入力映像信号11との差信号を減
算回路2より出力する。前記差信号は、輪郭検出回路8
において、入力映像信号11と2Sだけ過去の出力映像信号
12との間、および、入力映像信号11とH−Sだけ過去の
出力映像信号13との間に検出された輪郭成分の大きさに
応じて、信号減衰回路3においてk(0≦k<1)倍さ
れた後、加算回路4において、前記入力映像信号11に加
算され、映像信号出力端子9より、雑音の少ない映像信
号として取出される。ここで輪郭信号とは、ベースバン
ド映像信号の高域成分を指し、輪郭検出回路8は、画像
情報中の輪郭成分を抽出する回路で最も単純には画素間
の信号レベルの差をとればよい。前記出力映像信号は同
時に遅延回路5および6に入力され、以下上記と同様の
動作が繰返される。ここで、前記出力映像信号が、第2
図において、前記入力映像信号11と同一の位置にあるこ
とは言うまでもない。
次に本雑音低減回路実施例の原理について以下に説明す
る。いま、ある時刻tに映像信号入力端子1より入力し
た入力映像信号をx(t),映像信号出力端子9より出力
した出力映像信号をy(t)とすると、(1)式が成立する。
る。いま、ある時刻tに映像信号入力端子1より入力し
た入力映像信号をx(t),映像信号出力端子9より出力
した出力映像信号をy(t)とすると、(1)式が成立する。
(1)式中、y(t−2s),y(t−H+S)は、それぞ
れ2S,H−Sだけ過去の出力映像信号を示している。こ
こで、2S,H−Sだけ遅延させる遅延演算子をZS,ZHと
おいて、(1)式の両辺のZ変換をとると Y(Z)=(1−k)X(Z)+k/2(Y(Z)ZS -1+Y(Z)
ZH -1)(2) となり、伝達関数H(Z)は、 で表されることになる。ZHとZSとの間には ZH=454ZS (4) なる関係があるが、ほとんど独立であると考えてよい。
そこで、(3)式の右辺を展開すると、 となる。(5)式において、映像信号はZS -jZH j-iの係数の
振幅和で表わせるので となる。ここで、 であり、 としている。
れ2S,H−Sだけ過去の出力映像信号を示している。こ
こで、2S,H−Sだけ遅延させる遅延演算子をZS,ZHと
おいて、(1)式の両辺のZ変換をとると Y(Z)=(1−k)X(Z)+k/2(Y(Z)ZS -1+Y(Z)
ZH -1)(2) となり、伝達関数H(Z)は、 で表されることになる。ZHとZSとの間には ZH=454ZS (4) なる関係があるが、ほとんど独立であると考えてよい。
そこで、(3)式の右辺を展開すると、 となる。(5)式において、映像信号はZS -jZH j-iの係数の
振幅和で表わせるので となる。ここで、 であり、 としている。
次に雑音については、ZS -jZH j-iの係数の電力和(2乗
の和)で表わせるので、(5)式より、 となる。ここで、 を用いている。
の和)で表わせるので、(5)式より、 となる。ここで、 を用いている。
したがって、S/N比改善度は、(6),(9)式より、 となる。たとえば、k=0.7とした場合には、9.0dBのS/
N比改善効果がある。第3図は、本発明雑音低減回路のS
/N比改善度を、減衰係数kに対して示したもので、横軸
に減衰係数kの値を、縦軸には、(11)式より計算したS/
N比改善度をとっている。
N比改善効果がある。第3図は、本発明雑音低減回路のS
/N比改善度を、減衰係数kに対して示したもので、横軸
に減衰係数kの値を、縦軸には、(11)式より計算したS/
N比改善度をとっている。
本発明雑音低減回路では、第2図よりわかる通り2Sだけ
過去の出力映像信号12と入力映像信号11との画面上での
距離は、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号11との画面上での距離にほぼ等しいといえるので、2S
だけ過去の出力映像信号12と入力映像信号11との相関の
強さと、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号12との相関の強さとは、ほぼ同程度であると考えてよ
い。逆に言うと前述の相関の強さが同等であることを前
提として、平均値回路7で単純平均を求めているため、
2Sだけ過去の出力映像信号12と入力映像信号11との間、
および、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号11との間のどちらか一方にでも輪郭が検出された場合
には、 k=0 (11) として平滑化を行わず、解像度の劣化を生じないように
する。また、これ以上のとき、すなわち、どちらの間に
も輪郭が検出されなかったときには、kの値を十分大き
くして、k=0.5〜0.9程度として、十分な雑音低減を行
う。これを前述した式を用いて表わすと、例えば輪郭検
出の部分を、 u=MAX{|x(t)−x(t−2S)|,|x(t)−x(t−H+S)|} (1
2) とおいて、このuに対してu→大ならk→0となり、u
→小ならk→1となるような関数fを用いて、 k=f(u) (13) と表わすことができる。
過去の出力映像信号12と入力映像信号11との画面上での
距離は、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号11との画面上での距離にほぼ等しいといえるので、2S
だけ過去の出力映像信号12と入力映像信号11との相関の
強さと、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号12との相関の強さとは、ほぼ同程度であると考えてよ
い。逆に言うと前述の相関の強さが同等であることを前
提として、平均値回路7で単純平均を求めているため、
2Sだけ過去の出力映像信号12と入力映像信号11との間、
および、H−Sだけ過去の出力映像信号13と入力映像信
号11との間のどちらか一方にでも輪郭が検出された場合
には、 k=0 (11) として平滑化を行わず、解像度の劣化を生じないように
する。また、これ以上のとき、すなわち、どちらの間に
も輪郭が検出されなかったときには、kの値を十分大き
くして、k=0.5〜0.9程度として、十分な雑音低減を行
う。これを前述した式を用いて表わすと、例えば輪郭検
出の部分を、 u=MAX{|x(t)−x(t−2S)|,|x(t)−x(t−H+S)|} (1
2) とおいて、このuに対してu→大ならk→0となり、u
→小ならk→1となるような関数fを用いて、 k=f(u) (13) と表わすことができる。
ここで を意味するものとする。上述のようにすると、輪郭部に
は平坦部に比較して多くの雑音成分が残ってしまうこと
となるが、輪郭部においては、平坦部に比較して視聴者
の視覚特性が劣化しているので、雑音が特に気になるこ
とはなく、視覚特性に適合した雑音低減法であるといえ
る。
は平坦部に比較して多くの雑音成分が残ってしまうこと
となるが、輪郭部においては、平坦部に比較して視聴者
の視覚特性が劣化しているので、雑音が特に気になるこ
とはなく、視覚特性に適合した雑音低減法であるといえ
る。
本発明において、輝度信号だけを処理する場合には、信
号処理に利用する映像信号は、画面上での近傍点のうち
から任意に選ぶことができるが、コンポジット信号を、
コンポジット信号のままで処理する場合には、色信号副
搬送波の位相が同相となる様に、信号処理に使用する信
号を選ぶ必要がある。そこで本実施例では入力映像信号
11に対して色副搬送波の位相が同相となるH−Sだけ過
去の出力映像信号13と、2Sだけ過去の出力映像信号12と
を信号処理に利用し、色信号を打消してしまわないよう
にしている。このとき、入力映像信号11に対して、H−
Sだけ過去の出力映像信号13のかわりに、第4図に示す
ように、H+Sだけ過去の出力映像信号14を使用しても
コンポジット信号のままで処理できる。しかしながら、
本実施例のようにH−Sだけ過去の出力映像信号13を使
用する方が尾を引いたような見苦しい雑音が生じづら
く、良好な結果が得られる。これは、入力映像信号11の
信号処理に使用される出力映像信号は、入力映像信号11
とは強い相関性をもつほど良いが入力映像信号11の信号
処理に使用される出力映像信号間(映像信号12と13,12
と14との間)については、できるだけ相関性の弱い方が
十分な効果が得られるためである。この点を考慮する
と、入力映像信号11の信号処理に使用される過去の出力
映像信号は、画面上互いにできるだけ離れている方がよ
く、第2図と第4図を比較すればすぐわかる通り本実施
例のように選ぶ場合の方が良好な結果が得られる。他に
第5図に示すように、入力映像信号11に対し、H−S,
H+Sだけ過去の出力映像信号14,15を利用して信号処
理することも可能だが、先に述べたのと同じ理由によ
り、本実施例の方が良好な結果が得られ、本実施例のよ
うに選ぶのが最適である。
号処理に利用する映像信号は、画面上での近傍点のうち
から任意に選ぶことができるが、コンポジット信号を、
コンポジット信号のままで処理する場合には、色信号副
搬送波の位相が同相となる様に、信号処理に使用する信
号を選ぶ必要がある。そこで本実施例では入力映像信号
11に対して色副搬送波の位相が同相となるH−Sだけ過
去の出力映像信号13と、2Sだけ過去の出力映像信号12と
を信号処理に利用し、色信号を打消してしまわないよう
にしている。このとき、入力映像信号11に対して、H−
Sだけ過去の出力映像信号13のかわりに、第4図に示す
ように、H+Sだけ過去の出力映像信号14を使用しても
コンポジット信号のままで処理できる。しかしながら、
本実施例のようにH−Sだけ過去の出力映像信号13を使
用する方が尾を引いたような見苦しい雑音が生じづら
く、良好な結果が得られる。これは、入力映像信号11の
信号処理に使用される出力映像信号は、入力映像信号11
とは強い相関性をもつほど良いが入力映像信号11の信号
処理に使用される出力映像信号間(映像信号12と13,12
と14との間)については、できるだけ相関性の弱い方が
十分な効果が得られるためである。この点を考慮する
と、入力映像信号11の信号処理に使用される過去の出力
映像信号は、画面上互いにできるだけ離れている方がよ
く、第2図と第4図を比較すればすぐわかる通り本実施
例のように選ぶ場合の方が良好な結果が得られる。他に
第5図に示すように、入力映像信号11に対し、H−S,
H+Sだけ過去の出力映像信号14,15を利用して信号処
理することも可能だが、先に述べたのと同じ理由によ
り、本実施例の方が良好な結果が得られ、本実施例のよ
うに選ぶのが最適である。
以上、信号が処理される間の遅延時間はないものとして
説明してきたが、信号が処理される間の遅延時間がある
場合、第6図に示すように遅延回路10を追加し、信号が
処理される間の遅延時間分を、遅延回路5,6,10で補
正すれば、まったく同様に扱うことができる。
説明してきたが、信号が処理される間の遅延時間がある
場合、第6図に示すように遅延回路10を追加し、信号が
処理される間の遅延時間分を、遅延回路5,6,10で補
正すれば、まったく同様に扱うことができる。
本実施例によれば、原理的に解像度の劣化を生ずること
なく、十分な雑音低減ができ、背景部分のような輪郭の
ない完全に平坦な部分では一例としてk=0.875なる係
数を用いれば、15dB程度の雑音低減を行うことが可能で
ある。
なく、十分な雑音低減ができ、背景部分のような輪郭の
ない完全に平坦な部分では一例としてk=0.875なる係
数を用いれば、15dB程度の雑音低減を行うことが可能で
ある。
〔発明の効果〕 本発明によれば、輪郭部とそれ以外の平坦部とで信号減
衰回路における減衰係数を適応的に制御することができ
るので、解像度をほぼ完全に保存しつつ、雑音を確実に
低減し、画面全体として、6dB相当以上の画質改善効果
が得られる。
衰回路における減衰係数を適応的に制御することができ
るので、解像度をほぼ完全に保存しつつ、雑音を確実に
低減し、画面全体として、6dB相当以上の画質改善効果
が得られる。
さらに色副搬送波が同一位相となる信号間で信号処理す
ることができるため、クロマインバータ等の回路を使用
せずに、コンポジット信号のままで雑音の低減ができる
ので、回路規模を小さくすることができるうえに、廉価
で構成することができる。
ることができるため、クロマインバータ等の回路を使用
せずに、コンポジット信号のままで雑音の低減ができる
ので、回路規模を小さくすることができるうえに、廉価
で構成することができる。
第1図は、本発明による雑音低減回路の一実施例を示す
ブロック図である。第2図,第4図第5図は、映像信号
の画面上での位置関係を示すための略図である。第3図
は、減衰係数に対するS/N比改善度を示す特性図、第6
図は、信号処理による遅延時間を考慮した場合の本発明
による雑音低減回路の他の実施例を示すブロック図であ
る。 1……映像信号入力端子 2……減算回路 3……信号減衰回路 4……加算回路 5,6,10…遅延回路 7……平均値回路 8……輪郭検出回路 9……映像信号出力端子 11……入力映像信号 12……2Sだけ過去の出力映像信号 13……H−Sだけ過去の出力映像信号 14……H+Sだけ過去の出力映像信号 21……1本だけ過去の走査線 22……現在の走査線
ブロック図である。第2図,第4図第5図は、映像信号
の画面上での位置関係を示すための略図である。第3図
は、減衰係数に対するS/N比改善度を示す特性図、第6
図は、信号処理による遅延時間を考慮した場合の本発明
による雑音低減回路の他の実施例を示すブロック図であ
る。 1……映像信号入力端子 2……減算回路 3……信号減衰回路 4……加算回路 5,6,10…遅延回路 7……平均値回路 8……輪郭検出回路 9……映像信号出力端子 11……入力映像信号 12……2Sだけ過去の出力映像信号 13……H−Sだけ過去の出力映像信号 14……H+Sだけ過去の出力映像信号 21……1本だけ過去の走査線 22……現在の走査線
Claims (1)
- 【請求項1】出力映像信号を遅延し、入力映像信号と演
算することにより入力映像信号に含まれる雑音を低減す
る雑音低減装置において、 前記出力信号を遅延時間を異にして遅延させる複数個の
遅延回路と、 前記複数個の遅延回路の出力の平均をとる平均値回路
と、 前記平均値回路の出力と入力映像信号との差をとる減算
回路と、 前記減算回路の出力を減衰させる信号減衰回路と、 前記減衰回路の出力と前記入力映像信号とを加える加算
回路と、 前記入力映像信号から映像の輪郭成分を抽出する輪郭検
出回路とから構成し、前記加算回路の出力を前記出力信
号とするものであって、 前記遅延回路を2個とし、前記入力映像信号に対し、各
々H−S,2S(Hは、1水平走査周期でNTSC方式
テレビジョン信号では、63.556μsecを、S
は、色副搬送波の1/2周期で、NTSC方式テレビジ
ョン信号では、0.14μsecを表す)、またはH−
S、H+Sだけ遅延時間を与えるようにしたことを特徴
とする雑音低減装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196648A JPH0636602B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 雑音低減回路 |
US06/776,876 US4636863A (en) | 1984-09-21 | 1985-09-17 | Noise reduction circuit |
EP85111866A EP0175367A3 (en) | 1984-09-21 | 1985-09-19 | Noise reduction circuit |
CA000491347A CA1228671A (en) | 1984-09-21 | 1985-09-23 | Noise reduction circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196648A JPH0636602B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 雑音低減回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6175674A JPS6175674A (ja) | 1986-04-18 |
JPH0636602B2 true JPH0636602B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=16361267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59196648A Expired - Lifetime JPH0636602B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 雑音低減回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4636863A (ja) |
EP (1) | EP0175367A3 (ja) |
JP (1) | JPH0636602B2 (ja) |
CA (1) | CA1228671A (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR900009063B1 (ko) * | 1985-09-09 | 1990-12-17 | 니뽕 빅터 가부시끼가이샤 | 반송 색 신호 처리 회로 |
US4833722A (en) * | 1987-07-24 | 1989-05-23 | Eastman Kodak Company | Apparatus and methods for locating edges and document boundaries in video scan lines |
US4982294A (en) * | 1987-07-24 | 1991-01-01 | Eastman Kodak Company | Apparatus for enhancing and thresholding scanned microfilm images and methods for use therein |
US4774569A (en) * | 1987-07-24 | 1988-09-27 | Eastman Kodak Company | Method for adaptively masking off a video window in an overscanned image |
US4853795A (en) * | 1987-07-24 | 1989-08-01 | Eastman Kodak Company | Forward look ahead techniques for tracking background and noise levels in scanned video images |
US5144434A (en) * | 1989-07-13 | 1992-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Video signal processing device using look-up table |
JPH0370372A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Ikegami Tsushinki Co Ltd | 雑音抑圧回路 |
JPH0372778A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像処理装置の領域識別方式 |
DE3927101A1 (de) * | 1989-08-17 | 1991-02-21 | Nokia Unterhaltungselektronik | Verfahren und schaltung zum bearbeiten von luminanzsignalen |
US5204920A (en) * | 1990-01-12 | 1993-04-20 | U.S. Philips Corporation | Method and apparatus for region and texture coding |
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