JPS592227B2 - 雑音除去方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 フ 本発明は雑音除去方式、特にテレビジョン信号の雑
音をフレームメモリを用いて除去する方式の改良に係る
。

テレビジョン信号の中に含まれている雑音を除去するた
めに、フレームメモリを用いて、入カテノ レビジヨン
信号とフレームメモリに格納されている１フレーム前の
テレビジョン信号との差信号を算出し、その差信号の大
小により、入力テレビジョン信号とフレームメモリから
得られた信号の混合比を変化させて、その１部は雑音を
除去されたフ信号として取り出し他の１部はフレームメ
モリに記憶させることにより入力信号に含まれている雑
音を除去する方式が提案されている。

（ＳＭＰＴＥＪｏｕｒｎａｌＶｏｌ、８７Ｎｏ、３Ｍａ
ｒｃｈ’７８゛ＡＤｉｇｉｔａ１ＮｏｉｓｅＲｅｄｕｃ
ｅｒｆｏｒＥｎ−５ｃｏｄｅｄＮＴＳＣＳｉｇｎａｌ″
Ｒ、Ｈ、ＭｃＭａｎｎ、Ｓ、Ｋｒｅ−ｉｎｉｋ、Ｊ、Ｅ
、Ｍｏｏｒｅ、Ａ、ＫａｉｓｅにおよびＪ、Ｒｏｓｓｉ
著）。

この従来の提案による雑音方式は、後で説明する如く、
動きの少ない画像に関しては大きな雑音抑圧効果を有す
るが、動きが大きな画面では雑音抑圧効果は少なく信号
対雑音比すなわちＳ／Ｎが悪く、動きの多い画像、少な
い画像を含む一連の画像の場合、再生画質において不自
然さを生じ、あまり大きな雑音抑圧効果を発揮できない
面があつた。

したがつて、本発明の目的は、上記フレームメモリを用
いて、テレビジヨン信号の雑音を除去する方式において
、被写体が動いた場合にも、動きが少ない場合と同様な
雑音抑圧効果を持つ雑音除去方式を提供することである
。本発明は上記目的を達成するため、フレームメモリに
記憶されている雑音の除去された１フレーム前の信号と
入カテレビジヨン信号とから被写体の動きを検出し、１
フレームあたりの移動量を算出し、この移動量を補償し
た信号（入カテレビジヨン信号と同一被写体部分に相当
する信号）を得て、これと入カテレビジヨン信号との差
信号により雑音抑圧のための係数制御回路、即ち、入カ
テレビジヨン信号とフレームメモリからの１フレーム前
のテレビジヨン信号の混合比を制御する回路の係数を制
御することを特徴とするものである。

すなわち、本発明は画像が移動した場合（動きのある場
合）その移動の量を検出して、その移動量だけ、１フレ
ーム前の画像信号を移動させ、その両者の差εから雑音
抑圧のための係数を制御するようにしたものであるから
、上記係数を静止画の場合と同様に小さく設定でき、画
像に動きが有る場合にも雑音抑圧の効果を上げることが
できる〇上記および他の本発明の目的、特徴は下述する
従来方式ならび本発明の実施例の説明によつて更に明ら
かになると思う。本発明の理解のため、先に提案されて
いるテレビジヨン信号の雑音除去方式の原理を第１図を
用いて説明する。

入力端子１から入力されたテレビジヨン信号はフレーム
メモリ６に記憶されている１フレーム前の信号（入カテ
レビジヨン信号と同一位置の１フレーム前信号）と減算
回路７で差ε１がとられ、その差信号ε１の大小により
係数値ｋ（０くｋく１）が変化する係数回路２でｋ倍さ
れ、また、フレームメモリ出力信号は係数回路３で（１
−ｋ）倍さわ、その両者の和が加算回路４で加算されて
、雑音の除去された信号となつて出力端子５に出力され
ると共にフレームメモリ６に記憶される。

この方式において、係数ｋはフレーム間差信号ε１が小
さい場合はＯに近くし、複数フレームの積算値が出力さ
れるため、大きな雑音抑圧が可能である。すなわち、画
像の動きが少ないときはフレーム間差信号ε１が小さく
なり、係数回路２のｋが小さくなるので出力端５にはフ
レームメモリ６、係数回路３（係数（１−ｋ）は１に近
くなる）加算回路４のループの信号が主体となつて取出
され、この巡環ループをくり返している間に画像信号は
各フレーム共相関があり、平均されるが、雑音は各フレ
ーム相関性がないので、平均化されると小さくなる。一
方、被写体（画像）が動いて、フレーム差信号ε１が大
きくなつた場合ｋを小さいままにしておくと入カテレビ
ジヨン信号とフレームメモリからの信号は相関がなく異
なつた画像が混合され大きな画質劣化をひき起すため、
ε，が大きくなるに従つてｋを大きくし１に近ずける。

これによつて信号は入力端子、係数回路２、加算回路４
を径た成分が主体となり被写体の動きによる画質劣化は
避けられる。しかし、上記６〜３〜４のループの信号成
分が少なくなるので雑音抑圧効果はなくなつてしまう。
第２図は本発明による雑音除去方式を実現するための回
路の原理的構成を示すものである。

同図において、８は入力端子、９，１０は係数回路、１
１（オ加算回路、１２は出力端子、１６は減算回路でこ
れらの部分は第１図の１，２，３，４，５，７の構成、
動作と同じであるので詳細な説明は省略する。本発明の
特徴とするところ（オ、フレームメモリ１３の入出力信
号から移動量算出回路１４において、１フレーム周期に
おける被写体の移動量を算出し、移動量補償回路１５で
被写体の移動量を補償しすなわち、１フレーム前の画像
を入力テレビジヨン信号の画像の位置に移動し、入カテ
レビジヨン信号と同じ被写体部分に対応する１フレーム
前の信号を得、これと入力信号との差をε２を減算回路
１６で得て、その差信号ε２で係数ｋを制御することに
ある。第３図は画像の移動についての説明のために移動
部分の画面を概念的に示したもので、相続く２フレーム
の画像を重複して示している。

図において、２つの正方形２７および２８は移動した画
像の部分を表わすもので、２８は現フレームの画像、２
７は１フレーム前の画像で他の部分は現フレーム、１フ
レーム前共に画像が変化していないものとする。

図では右上に向つてＬだけ１フレーム周期の間に移動し
たことを示す。したがつて、第２図の移動量検出回路１
４では、現フレームおよび１フレーム前の走査信号の相
関を調べ、移動量を表わすＬ１その水平本向成分ＬＸｌ
垂直方向成分Ｌｙを検出し、移動量補償回路１５では、
１フレーム前の絵素のうち現在比較しようとしている絵
素の位置から水平、垂直にそれぞれ一Ｌｘ，−Ｌｙずれ
た絵素の取出す。このことによつて画像が移動してもあ
たかも静止画の２フレームの比較を行なつたことと同じ
になる。もちろん、画像の動きが、移動でなく、内容が
変るような場合は相関がなく上記係数ｋが大きくなるよ
うに動作するされる。第４図は本発明による雑音除去方
式の一実施例の構成を示す回路図である。

同図において、人力端子８、係数制御回路９および１０
、加算回路１１、減算回路１６および出力端子１２の構
成動作は前記第１図および第２図に示したものと同じで
ある。加算機１１の出力として得られた雑音を除去され
た信号ＸＯの一部は容量ＮＴＨ（ここにＮは１フレーム
間に画像が移動する垂直方向の最大移動ライン数、ＴＨ
は１ラインの走査周期を示す）のバツフアメモリ１９を
経由してアドレスカウンタ１８の出力であるアドレス信
号Ｗで指定されたフレームメモリ１３の所定の位置に格
納される。

フレームメモリ１３に書込まれた信号は一定時間（ト）
フレーム−２Ｎ．，ＴＨ）後にアドレス信号Ｒにより読
出される。フレームメモリ１３の出力信号は遅延時間Ｔ
Ｈを有する継続接続された複数個のライン遅延線２０−
１，２０−２，・・・２０−Ｎ，・・・，２０−（２Ｎ
−１），２０−２Ｎに加えられる０又上記各ライン遅延
線の入出力部に絵素遅延線２１−０，・・・，２１−Ｎ
，・・・，２１（２Ｎ−１），２１−２Ｎが接続されて
いる。

絵素遅延線は上記ライン遅延線の出力（又は入力）を絵
素走査時間単位で遅延させた複数の信号る得るもので、
その絵素数の最大値は、１フレーム間に画像が水平刀フ
向に移動することが考えられる最大移動量Ｍｔ（Ｍは水
平最大絵素数、ｔは１絵素の走査時間）に対応して決定
される。

各絵素遅延線の出力端子を図示の如く、０−０，゜゜゛
０−Ｍ′゜゛゜′Ｎ−］′゜゛゜Ｎ−Ｍｃ゜゜ラ２Ｎ−
０？・・・２Ｎ−Ｍ１とする。

したがつて、各端子からは（１フレーム−ＮＴＨ＋ＰＴ
Ｈ＋Ｑｔ）時間前の絵素の信号が得られる。ここでＰ，
ＱはＩＰ！〈Ｎ，ＭＱＩ＜！の任意整数とする。

各絵素遅延線の複数個の出力は切換スイツチ回路２６の
複数の入力端子と相関回路２２に加えられる。

相関回路２２は上記絵素遅延線の全出力端子数に相当す
る数の相関器２３と各相関器２３に直列に接続された積
分器２４と上記複数の積分器２４の中で最大の出力を出
す積分器の位置を検出するセレクタ２５とで構成されて
いる。

上記セレクタの出力はスイツチ回路２６の駆動信号とし
て働き、上記最大の出力を出す積分器の位置に対応する
絵素遅延線の端子に出力線を接続する。上記相関演算回
路２２は回路構成を簡単にするため、相関器、積分器の
代りに継続接続された減算回路、しきい値回路、累算回
路等で構成される場合もある。上記構成における各プロ
ツクの構成、動作は当業者によく知られているのでその
詳細な説明は省略する。上記構成においても、もし、画
像が静止している場合、ライン遅延線と絵素遅延線の遅
延時間の総和がＮＴＨとなる絵素遅延線の出力端子Ｎ−
０に対応する積分器２４−Ｎ−０が最大となり、それに
対応するスイツチ２６の入力線Ｎ−０に接続する制御信
号をセレクタ２５からスイツチ２６に送る。

又、第３図の場合は水平方向に６絵素、垂直方向に２ラ
イン画像が移動しているので、最大出力を出す端子はラ
イン遅延線２０−Ｎの２つ前（図示せず）の遅延線に接
続された絵素遅延線の下から５番目の端子（Ｎ−２）−
５（図示せず）となる。したがつて、減算回路１６の入
カテレビジヨン信号の絵素の位置が第３図の（Ｈｌｌ，
Ｖ６）の場合は、移動量を補償された１フレーム前の絵
素の位置は第３図の（Ｈ５，Ｖ８）であり、これらの絵
素間で減算が行なわれるので、画像が一致し、従来装置
（第１図）における静止画像の場合と同一となり、係数
をｋを小さくでき、画像の動き（移動）があるにも係ら
ず、雑音抑圧効果を高めることができる。なお、上記実
施例においては、画像の移動の最大範囲を特定して、移
動検出回路を構成する遅延線２０，２１相関器２３、積
分器２４などの回路構成素子を少なくした場合について
説明したが、移動範囲を限定せずバツフアメモリ１９と
して１フレームメモリを用いて構成することもできる。

第５図は本発明による雑音除去回路の他の実施例を示す
回路図である。上記第４図に示した実施例の場合、動き
の早い画像に適用する場合、遅延線、相関器の量が多く
なることがある。本実施例は回路の構成を簡単にして、
かつ激しい動きの画像に対しても正しく追従して移動補
償機能を有するようにしたものである。同図において、
入力端子８、係数制御回路９および１０、加算回路１１
減算回路１６および出力端子１２の構成は上記第２、第
４図の同一番号を付す回路と同じである。

加算器１１からの雑音を除去された信号ＸＯは一部は出
力端子１２から所定の回路に取り出されると共に、一部
は、アドレスカウンタ１８の出力信号である書き込み用
アドレス信号Ｗで指定されたフレームメモリ１３の所定
の格納場所に遅延回路１７を経て順次記録される。

フレームメモリ１３の内容は書き込みアドレス信号Ｗと
は独立の読み出しのアドレス信号Ｒによつて指定された
場所から読み出される。後述する理由によつて上記読み
出された信号は移動を補償された信号すなわち、入カテ
レビジヨン信号信号に対して、１フレーム前の同一被写
体に対応する信号となる。上記動きによる移動量を補償
された信号を読み出すための読み出しアドレス信号Ｒは
書き込みアドレス信号Ｗと１フレームあたりの移動量を
記録するレジスタ２９の出力とを加算器３０で加算する
ことによつて得られる。フレームメモリ１３から読み出
された移動を補償された１フレーム前の信号は、１絵素
の走査時間に相当する遅延時間を有する２個の遅延素子
３２−１と３２−２とからなる遅延回路３２に入力され
、入力信号ＸＯに対応する１フレーム前の動きを補償さ
れた信号ＹＮおよびその前後の信号ＹＮ＋１を得る。

その各出力信号ｙト，，ＹＮ，およびＹＮ＋１は相関演
算回路３１に入力される。相関演算回路は上記それぞれ
の信号と加算器１１の出力信号ＸＯの相関を調べる３つ
の相関器とその３つの相関器の出力のうち最大の出力を
出す相関器を識別する回路を有して構成される。そして
、信号ＸＯと最大の相関を示す信号（ＹＮ，ｙＮ−１，
ｙＮ＋１のいずれか）を選択し、選択された信号に対応
した移動補償誤差信号（０，＋１，−１）を発生する。
この移動補償誤差信号を移動量を記憶するレジスタ２９
に加えて、レジスタの内容を信正し、次の絵素の処理に
そなえる。すなわち、移動補償誤差信号をフイードバツ
クループによつて極力小さくするようにしたものである
。上述の如く、本実施例では画像の移動速度情報がレジ
スタ２９に記憶されており、それと入力信号ＸＯの移動
量の誤差のみが誤差検出回路３１で算出され、その誤差
量が負帰還されているため、たとえ画像の動きが激しく
なつても、回路構成素子を増大させることなく画像の動
きに追従させることができる。なお、上記遅延回路１７
は画像が画面の下方向に移動したときに前フレームの信
号が消失することを防止するためのもので、第４図の実
施例１９に示すものと実質的に同じ働きをする。

その記憶容量は１フレーム当りの最大垂直移動量に対応
した信号を記憶できるものであればよく、シフトレジス
タ、バツフアメモリ等で構成される０又遅延回路の遅延
素子は２個の場合について述べたが更に増加して、誤差
検出回路の出力の種類を増してもよい。更に上記実施例
では説明の簡明のため、水平方向の移動の場合の補償回
路のみについて説明したが、垂直の場合についても全く
同様に構成される。上述する如く本発明は従来知られて
いるフレームメモリを用いたテレビジヨン信号の雑音除
去方式において画像移動量補償を行なうことによつて画
像が移動するような動きの場合も画質の劣化をきたすこ
となく雑音抑圧効果を発揮できることに特徴を有するも
ので、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の雑音除去方式の構成を示すプロツク図、
第２図は本発明による雑音除去方式の原理的構成を示す
プロツク図、第３図は本発明の原理説明のための画像を
部分図第４図および第５図は本発明による雑音除去方式
の実施例の回路図である。 ８：入力端子、９，１０：係数制御回路、１１，３０：
加算器、１２：出力端子、１３：フレームメモリ、１４
：１５：移動量補償回路、１６：減算器、１７，１９，
２０，２１，３２遅延回路、１８：カウンタ、２２，３
１：相関演算回路、２３：相関器、２４：積分器、２５
：セレクタ、２６：切換スイツチ、２７，２８：画像の
移動部分、２９：レジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレームメモリに記憶された雑音を除去された１フ
   レーム前のテレビジョン信号と、入力テレビジョン信号
   との差信号の大小により、上記入力テレビジョン信号と
   上記フレームメモリから得られたテレビジョン信号の混
   合比を変化させて、上記フレームメモリに記憶させるこ
   とにより上記入力テレビジョン信号に含まれている雑音
   を除去する方式において、上記フレームメモリから得ら
   れた１フレーム前のテレビジョン信号から、フレーム周
   期における画像の移動量を補償した信号を得、この補正
   された信号と入力テレビジョン信号の大小により、上記
   入力テレビジョン信号と上記移動量を補正された１フレ
   ーム前の信号との混合比を変化させて上記フレームメモ
   リに記憶することを特徴とする雑音除去方式。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の雑音除去方式において
   、画像の移動量を補償した信号を得る回路がフレームメ
   モリと上記フレームメモリの出力を遅延させる複数の遅
   延手段と、上記複数の遅延手段の出力と上記フレームメ
   モリの入力信号との相関をとる相関演算回路と上記相関
   演算回路の出力によつて駆動され上記複数の遅延手段の
   出力のうち最大の相関を有する出力信号を補償した信号
   を補償した信号として取り出す回路とから構成されたこ
   とを特徴とする雑音除去方式。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の雑音除去方式において
   、画像の移動量を補償した信号を得る回路が、フレーム
   メモリと、上記フレームメモリの出力と上記フレームメ
   モリの入力信号とから移動量補償誤差を検出する演算手
   段と、上記移動量補償誤差により補正されたフレームあ
   たりの移動量を記憶するとレジスタと、上記レジスタの
   内容と上記フレームメモリの書き込み場所のアドレス信
   号とを加算することによつて上記フレームメモリに格納
   された信号を読み出すためのアドレス信号を発生する手
   段とを有してなることを特徴とする雑音除去方式。