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JPH0636602B2 - 雑音低減回路 - Google Patents

雑音低減回路

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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
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JP
Japan
Prior art keywords
video signal
circuit
signal
output
input video
Prior art date
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JP59196648A
Other languages
English (en)
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JPS6175674A (ja
Inventor
一洋 海▲崎▼
定雄 窪田
博司 原田
重雄 松浦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to EP85111866A priority patent/EP0175367A3/en
Priority to CA000491347A priority patent/CA1228671A/en
Publication of JPS6175674A publication Critical patent/JPS6175674A/ja
Publication of JPH0636602B2 publication Critical patent/JPH0636602B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/21Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo

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  • 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。
〔発明の背景〕
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。
〔発明の目的〕
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。
〔発明の概要〕
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。
〔発明の実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
(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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP59196648A 1984-09-21 1984-09-21 雑音低減回路 Expired - Lifetime JPH0636602B2 (ja)

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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
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