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発明の名称 映像信号の雑音低減装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−38784
公開日 平成7年(1995)2月7日
出願番号 特願平5−181142
出願日 平成5年(1993)7月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 影山 敦久 / 野村 浩一郎
要約 目的
雑音除去を行った際の映像の鮮鋭度劣化が少なく、なおかつビート妨害等に対する雑音除去能力にすぐれた映像信号の雑音除去装置を提供する。

構成
アダマール変換回路(直交変換回路)1で映像信号を複数の周波数成分に分解し、分解されたそれぞれの周波数成分ごとに垂直同期期間のノイズ量を全波整流回路5と水平、垂直の平滑回路6、7で求めこの結果をメモリー回路8に蓄えこれを、各周波数成分毎のノイズ検出量とする。このノイズ検出量をゲインコントロール回路12でゲインコントロールしたものをノイズ除去量としてコアリング回路4に加え各周波数成分毎にノイズ除去を行った後、逆アダマール変換回路(逆直交変換回路)2にて映像信号に戻し出力する。
特許請求の範囲
【請求項1】 入力映像信号を水平方向へM点、垂直方向へNラインの領域に分割し、この領域の信号を周波数成分へ変換するM×N次の直交変換回路と、この変換信号のうち直流成分を除く各周波数成分毎について、各周波数成分を全波整流する全波整流回路と、全波整流された各信号を垂直ブランキング期間の間で平滑する水平平滑回路と、この水平平滑回路の出力信号を数フィールドにわたり平滑する垂直平滑回路と、この垂直平滑された結果を次のフィールドまで保持するメモリー回路と、このメモリー回路の出力信号を正負のクリップレベルとし、直交変換回路の出力信号の小振幅成分をクリップし除去するコアリング回路とを設け、各コアリング回路の出力信号と直流成分を入力とし、それらの周波数成分の信号から本来の映像信号に逆変換するM×N次の逆直交変換回路と、入力映像信号の同期信号を分離する同期分離回路と、この同期分離回路の出力に接続され、水平平滑及び垂直平滑のタイミングを発生するタイミング発生回路とを備えたことを特徴とする映像信号の雑音低減装置。
【請求項2】 入力映像信号を水平方向へM点、垂直方向へNラインの領域に分割し、この領域の信号を周波数成分へ変換するM×N次の直交変換回路と、この変換信号のうち直流成分を除く各周波数成分毎について、各周波数成分を全波整流する全波整流回路と、全波整流された各信号の小振幅成分を除去する第1のコアリング回路と、この第1のコアリング回路の出力信号を垂直ブランキング期間の間で平滑する水平平滑回路と、この水平平滑回路の出力信号を数フィールドにわたり平滑する垂直平滑回路と、この垂直平滑された結果を次のフィールドまで保持するメモリー回路と、このメモリー回路の出力を所望のノイズ除去効果に応じて予め設定したゲインに振幅調整するゲインコントロール回路と、このゲインコントロール回路の出力信号を正負のクリップレベルとし、各周波数成分の小振幅成分をクリップし除去する第2のコアリング回路とを設け、その各第2のコアリング回路の出力信号と直流成分を入力とし、それらの周波数成分の信号から本来の映像信号に逆変換するM×N次の逆直交変換回路と、入力映像信号の同期信号を分離する同期分離回路と、この同期分離回路の出力に接続され、水平平滑及び垂直平滑のタイミングを発生するタイミング発生回路とを備えたことを特徴とする映像信号の雑音低減装置。
【請求項3】 入力映像信号を水平方向へM点、垂直方向へNラインの領域に分割し、この領域の信号を周波数成分へ変換するM×N次の直交変換回路と、この変換信号のうち直流成分を除く各周波数成分毎について、各周波数成分を全波整流する全波整流回路と、全波整流された各信号を垂直ブランキング期間の間で平滑する水平平滑回路と、この水平平滑回路の出力信号を数フィールドにわたり平滑する垂直平滑回路と、この垂直平滑された結果を次のフィールドまで保持するメモリー回路と、このメモリー回路の出力信号から一定値を減算する減算回路と、減算出力の負の成分を零にクリップするクリップ回路と、このクリップ回路の出力を所望のノイズ除去効果に応じて予め設定したゲインに振幅調整するゲインコントロール回路と、このゲインコントロール回路の出力信号を正負のクリップレベルとし、直交変換回路の出力信号の小振幅成分をクリップし除去するコアリング回路とを設け、各コアリング回路の出力信号と直流成分を入力とし、それらの周波数成分の信号から本来の映像信号に逆変換するM×N次の逆直交変換回路と、入力映像信号の同期信号を分離する同期分離回路と、この同期分離回路の出力に接続され、水平平滑及び垂直平滑のタイミングを発生するタイミング発生回路とを備えたことを特徴とする映像信号の雑音低減装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機、ビデオテープレコーダ、ビデオカメラ、ビデオディスク、映像信号伝送装置等の、映像信号の雑音を低減させる場合に用いる映像信号の雑音低減装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、映像信号の雑音低減装置は、カラーテレビジョン受像機の大型化、高画質化、またビデオテープレコーダの高画質化にともない、テレビジョン放送の弱電界地域や一部ビデオソフトでの不十分な録画状態、保存状態により発生する雑音を低減し、より見やすい映像を再生するため重要視されている。
【0003】従来、映像信号の雑音低減装置は、映像信号の垂直ブランキング期間の高域周波数成分の量に応じてノイズ抑圧量や、輪郭補正量を自動的にコントロールするものが用いられてきた。以下、図面を参照しながら、上述した従来の映像信号の雑音低減装置の一例 について説明を行う。
【0004】図7は、従来の映像信号の雑音低減装置のブロック図を示すものである。図7において21は高域ろ波回路であり、入力映像信号aのノイズや細部情報信号が含まれている高域周波数成分を取り出し、高域輝度信号bとして出力する。22は全波整流回路であり、高域輝度信号bを全波整流し整流高域輝度信号cを出力する。23はサンプルホールド回路であり、ノイズ検出パルスeが入力されたときに、その部分の整流輝度信号cを平滑するとともに次のノイズ検出パルスeが入力されるまでその平滑した電圧をホールドし、それをノイズ検出電圧dとして出力する。24はノイズ検出パルス発生回路であり、垂直同期信号mのうちから映像信号や文字多重信号等に使われている部分を除くように波形成形し、それをノイズ検出パルスeとして出力する。 以上のように構成された輝度信号ノイズ抑圧装置について、その動作を説明する。
【0005】まず、入力輝度信号aは高域ろ波回路1に入力されその高域周波数成分が分離され高域輝度信号bとして出力され、これが全波整流回路2に入力される。全波整流回路2により、高域輝度信号bは全波整流され整流高域輝度信号cが得られる。つぎに、整流高域輝度信号cはサンプル・ホールド回路3に入力され、ノイズ検出パルス発生回路4より入力されるノイズ検出パルスeにより、そのパルスが入力されている期間の整流高域輝度信号cを平滑し、そのパルスがなくなると同時にその平滑した電圧をホールドし、これをノイズ検出電圧dとして出力する。ノイズ検出電圧dは従来例と同様のノイズ抑圧回路5に入力され、この回路に入力されている入力輝度信号aのノイズ抑圧量をコントロールする。つまり、ノイズ検出電圧dが大きい(ノイズが多い)場合はノイズ抑圧量を大きくし、その逆の場合では、抑圧量を小さくし、または零にするように自動的に制御できることとなり、その結果、出力映像信号fが得られる。なお、ノイズ検出パルスは、有効映像信号の影響を受けない垂直同期期間に設けるようにすることで、正確なノイズ量検出ができるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のような構成では、映像信号の全体の高域成分からノイズ抑圧量を決めており、例えば、映像へのビート妨害等の、単一周波数の高域成分がある場合では、その妨害を除去するために、その他の高域成分全体が抑圧されてしまい、その結果、出力映像の鮮鋭度が低下するという問題点を有していた。を最低限に抑えることのできる映像信号の雑音低減装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために本発明の映像信号の雑音低減装置は、映像信号を複数の周波数成分に分解する直交変換回路(アダマール変換回路)、分解された複数の周波数成分を映像信号に戻すための逆直交変換回路(逆アダマール変換回路)、映像信号の遅延回路、ノイズ除去を行うコアリング回路、垂直同期期間のノイズ量を求めるための全波整流回路、水平平滑回路、垂直平滑回路、メモリー回路、ノイズ量検出のタイミングを制御するための同期分離回路、タイミング発生回路、ノイズ抑圧量を制御するゲインコントロール回路、減算回路、クリップ回路という構成を備えたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成によって、まず、直交変換回路で映像信号を複数の周波数成分に分解し、分解されたそれぞれの周波数成分ごとに垂直同期期間のノイズ量を全波整流回路と水平、垂直の平滑回路で求めこの結果をメモリー回路に蓄えこれを、各周波数成分毎のノイズ検出量とする。このノイズ検出量をゲインコントロール回路でゲインコントロールしたものをノイズ除去量としてコアリング回路に加え各周波数成分毎にノイズ除去を行った後、逆直交変換回路にて映像信号に戻し出力する。この動作により、従来問題となっていた、ビート妨害等がある映像信号が入力された場合では、そのビート妨害の周波数が含まれる周波数成分のみノイズ除去動作が行われ、その他の周波数成分のノイズ除去操作は行われないため、従来のような鮮鋭度の劣化はかなり軽減する事ができるとともに、より効果的にノイズの低減が行えることとなる。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例の映像信号の雑音低減装置について、図面を参照しながら説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施例における映像信号の雑音低減装置のブロック図を示すものである。図1において、1はアダマール変換回路であり、入力映像信号を複数の周波数成分に分解する。2は逆アダマール変換回路であり、複数の周波数成分を合成し、映像信号に戻す働きをする。3は遅延回路であり、アダマール変換回路の出力のうち直流成分を遅延し、他の周波数成分とタイミングを合わせる。4はコアリング回路であり、アダマール変換回路出力の各周波数成分のうちノイズの含まれる小振幅成分を除去しノイズを低減する。この回路のコアリング量はメモリー回路8より与えられる。5は全波整流回路であり、アダマール変換回路の出力信号の負の部分を正に折り返す。6は水平平滑回路であり、垂直同期期間の連続する一定の水平期間について、全波整流後の各周波数成分を平滑し、その量を求める。7は垂直平滑回路であり、過去数フィールドの期間について水平平滑回路の出力を平滑する。8はメモリー回路であり、垂直平滑回路の出力を垂直有効期間の間一定値に保つ働きをする。9は同期分離回路であり、入力映像信号の水平、垂直の同期を分離する。10はタイミング発生回路であり、水平、垂直の各同期信号から、垂直同期期間の水平平滑を行うタイミングを決める。また、垂直平滑回路、メモリー回路のタイミングも決める。
【0011】上記4〜8の各構成は直流成分を除く各周波数成分にそれぞれ設けられる。4を用いてその動作を説明する。
【0012】まず、入力映像信号aはアダマール変換回路1に入力されアダマール変換により周波数成分に分解される。図2はアダマール変換の具体的な回路図を示すものであり、図2の例は4つの周波数成分への分割を行う場合を示している。F(0)は直流成分であり、F(1)〜F(3)は高域の周波数成分を表している。全波整流を行った後、水平平滑回路6により、垂直同期期間の水平同期を除く部分について、全波整流回路の出力信号eを平滑する。本来ノイズのない場合、この平滑した結果はほぼ0となるが、ノイズがある場合(弱電界の放送信号等)はそれに応じたノイズ量を示すことになる。水平平滑回路出力fは、動作の安定化のため、垂直平滑回路7にて、数フィールド前からのノイズ量と平滑化する。
【0013】この平滑化した信号gはメモリー回路8に入力され垂直有効期間の間一定値を保つようにする。このメモリー回路8の出力信号hをコアリング回路4に入力し、出力信号hをコアリング量として、各アダマール変換回路の出力信号dをコアリングし、雑音を除去する。この動作は各周波数成分毎に行う。つまり、垂直同期期間で求めた各周波数成分毎のノイズ量をその後の1フィールドの間のコアリング回路のコアリング量(ノイズ除去量)とし、動作させる。その後、コアリング回路の出力信号iと、直流成分bを遅延回路3で遅延した信号cを逆アダマール変換回路に入力し、逆アダマール変換により、雑音の除去された出力映像信号mに戻す。図3は逆アダマール変換の具体的な回路図を示すものであり、各周波数成分について加減算を行うことで出力映像信号を得ることができる。図4には、各部分の垂直同期期間の動作についてその波形図を示している。垂直同期期間のノイズ量検出のタイミングは、同期分離回路9とタイミング発生回路10で決定され、検出パルスlにより行われる。
【0014】以上のように本実施例によれば、映像信号を複数の周波数成分に分解する直交変換回路、分解された複数の周波数成分を映像信号に戻すための逆直交変換回路、映像信号の遅延回路、ノイズ除去を行うコアリング回路、垂直同期期間のノイズ量を求めるための全波整流回路、水平平滑回路、垂直平滑回路、メモリー回路、ノイズ量検出のタイミングを制御するための同期分離回路、タイミング発生回路を設けることにより、従来問題となっていた、ビート妨害等がある映像信号が入力された場合では、そのビート妨害の周波数が含まれる周波数成分のみノイズ除去動作が行われ、その他の周波数成分のノイズ除去操作は行われないため、従来のような鮮鋭度の劣化はかなり軽減する事ができるとともに、より効果的にノイズの低減が行えることとなる。
【0015】以下本発明の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。図5は本発明の第2の実施例における映像信号の雑音低減装置のブロック図を示すものである。図5において、11は第1のコアリング回路であり、全波整流回路の出力信号の小振幅成分を除去する。12はゲインコントロール回路であり、メモリー回路の出力信号であるノイズ量hのゲインを任意に設定できるものである。その他の構成は第1の実施例と同様である。本実施例の第2のコアリング回路は第1の実施例のコアリング回路に相当するものである。
【0016】以上のように構成された映像信号の雑音低減装置について、以下図5を用いてその動作を説明する。
【0017】まず、垂直同期期間のノイズ量検出を行うとき、きれいな信号でも多少のノイズがあり、水平平滑回路の出力は何等かの値をもってしまうこの不具合を解決するために、本実施例では、全波整流回路5の出力信号eに第1のコアリング回路を挿入し、このノイズ成分の除去を行っている。また、垂直同期期間のノイズ量検出値そのものを第2のコアリング回路4のコアリング値とするとノイズ除去効果が十分でないため、メモリー回路8の出力hを数倍したものをコアリング値h'とすることでより効果の高い雑音低減が行えることがわかった。このため、ゲインコントロール回路12を設け、ゲイン設定値に応じた雑音低減量を実現している。
【0018】以上のように本実施例によれば、第1のコアリング回路11により、垂直期間のノイズ量検出をより正確に行うことと、ゲインコントロール回路12により、所望のノイズ低減量を選択できるようにした事で、より、効果の高い雑音低減装置を提供することができる。
【0019】以下本発明の第3の実施例について図面を参照しながら説明する。図6は本発明の第3の実施例における映像信号の雑音低減装置のブロック図を示すものである。図6において、13は減算回路であり、メモリー回路の出力値から一定の減算値を減算する。14は負クリップ回路であり、13の減算回路の出力値が負になった場合その部分をクリップし零にする。つまり、13と14によりメモリー回路の出力値のうち、減算値より小さい値を除去したことになる。12はゲインコントロール回路であり、負クリップ回路の出力信号のゲインを任意に設定することができ、それをコアリング量をしてコアリング回路4に送る。
【0020】その他の構成は第1の実施例と同様である。以上のように構成された映像信号の雑音低減装置について、以下図6を用いてその動作を説明する。
【0021】第2の実施例で述べた通り、きれいな信号でも水平平滑回路の出力値が0にならないことから、本実施例ではメモリー回路の出力においてきれいな信号で出力値が0になるように、減算回路13と負クリップ回路14で調整している。その後、ゲインコントロール回路12により、所望のノイズ低減量になるようにゲインコントロールを行い、コアリング回路4のコアリング量を決定している。
【0022】以上のように本実施例によれば、減算回路13と負クリップ回路14により、垂直期間のノイズ量検出をより正確に行うことと、ゲインコントロール回路12により、所望のノイズ低減量を選択できるようにした事で、より、効果の高い雑音低減装置を提供することができる。
【0023】なお、以上の実施例において直交変換回路はアダマール変換回路としたが、離散コサイン変換、フーリエ変換等でもよい。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明は、映像信号を複数の周波数成分に分解する直交変換回路、分解された複数の周波数成分を映像信号に戻すための逆直交変換回路、映像信号の遅延回路、ノイズ除去を行うコアリング回路、垂直同期期間のノイズ量を求めるための全波整流回路、水平平滑回路、垂直平滑回路、メモリー回路、ノイズ量検出のタイミングを制御するための同期分離回路、タイミング発生回路、ノイズ抑圧量を制御するゲインコントロール回路、減算回路、クリップ回路を設けることにより、従来問題となっていた、ビート妨害等がある映像信号が入力された場合では、そのビート妨害の周波数が含まれる周波数成分のみノイズ除去動作が行われ、その他の周波数成分のノイズ除去操作は行われないため、従来のような鮮鋭度の劣化はかなり軽減する事ができるとともに、より効果的にノイズの低減を行うことができる。




 

 


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