專利名稱：移動檢測裝置及其利用該裝置的噪聲消除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及電視接收機(jī)中的圖像信號處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為從混入了噪聲的圖像輸入信號除去噪聲的方法，有幀循環(huán)型的噪聲消除。例如，有這樣的方法求得將圖像輸出信號(被消除了噪聲的)幀延遲過的信號與圖像輸入信號之差，將該差值乘以所希望的循環(huán)系數(shù)(0以上不足1)，從原來的圖像輸入信號加、減該值，由此，來除去噪聲。
除此而外，對于移動檢測和噪聲消除的傳統(tǒng)技術(shù)，在特開2002-93834號公報(bào)和“晶體管技術(shù)?？?松井俊也、No.52、1999年、CQ出版株式會社、89-92頁)等中也進(jìn)行了記述。
下面，舉例說明傳統(tǒng)的技術(shù)。
圖18A和圖18B表示傳統(tǒng)的幀循環(huán)型噪聲消除裝置的一個(gè)例子。在圖18A中，幀存儲器1801對圖像輸出信號(被消除了噪聲的)1807進(jìn)行幀延遲。減法器1802，求得幀存儲器1801的輸出和圖像輸入信號1806的幀差值。將這個(gè)差值輸入到進(jìn)行移動檢測和循環(huán)系數(shù)生成的移動檢測和循環(huán)系數(shù)生成電路1803。移動檢測和循環(huán)系數(shù)生成電路1803，根據(jù)差值生成循環(huán)系數(shù)。
圖18B示出了這個(gè)差值和循環(huán)系數(shù)的關(guān)系的一個(gè)例子。
在圖18B中，橫軸1810表示差值，縱軸1811表示循環(huán)系數(shù)，曲線1812表示出了差值和循環(huán)系數(shù)的關(guān)系。如曲線1812所示，移動檢測和循環(huán)系數(shù)生成電路1803具有隨著差值的增大使循環(huán)系數(shù)非線性地變小的特性。這是利用移動變大與差值變大之間的相關(guān)性來進(jìn)行移動檢測。將這樣獲得的循環(huán)系數(shù)和幀差值在乘法器1804中相乘。進(jìn)而，加減運(yùn)算器1805根據(jù)幀差值的符號由圖像輸入信號1806加、減乘法器1804的輸出，由此，獲得消除了噪聲的圖像輸出信號1807。
在上述的傳統(tǒng)方式中，通過加大循環(huán)系數(shù)來增大噪聲消除的效果，但是，這種場合對于有移動的部分，會發(fā)生起由幀差值引起的衰減尾部的弊病。于是，有根據(jù)幀差值進(jìn)行非線性處理，或進(jìn)行移動檢測后根據(jù)其結(jié)果改變循環(huán)系數(shù)的方法。但是，由于傳統(tǒng)的運(yùn)動檢測或是照原樣利用幀差值，或是利用水平和垂直的邊緣檢測，所以，對于與噪聲電平同程度或其以下水平的移動部分，不能進(jìn)行噪聲和移動的區(qū)別。在這種狀態(tài)下要除去噪聲，就會發(fā)生衰減尾部的現(xiàn)象。因而，在這樣的狀態(tài)下，從防止衰減尾部的弊病的觀點(diǎn)，會限止噪聲消除效果。
另外，有或者根據(jù)幀差值進(jìn)行非線性處理、或者進(jìn)行移動檢測后根據(jù)其結(jié)果改變循環(huán)系數(shù)的方法。這個(gè)方法，被記載于上述的非專利文獻(xiàn)中。但是，傳統(tǒng)的移動檢測，是照原樣地利用幀或半幀差值。這種場合，對于與噪聲電平同程度或其以下的移動部分，不能進(jìn)行噪聲和移動的區(qū)別。在這種狀態(tài)下，若要消除噪聲，就會發(fā)生余像的現(xiàn)象。因而，在這樣的狀態(tài)下，從防止余像的弊病的觀點(diǎn)，會限止噪聲消除效果。
在上述的構(gòu)成中，在幀差值中由移動引起的差值、在與由噪聲引起的差值同程度或在其以下水平的場合，由于不能對兩者進(jìn)行區(qū)別，從防止衰減尾部的發(fā)生的目的來看，不能加大循環(huán)系數(shù)會限制噪聲消除效果。
另外，為了對于噪聲量容易變多的暗的部分適當(dāng)?shù)靥岣咴肼曄Ч?，也可以考慮依據(jù)來自AGC的信息和輸入信號電平來控制噪聲消除水平的方法。但是，為與AGC電路聯(lián)合動作需要附加新的控制電路，另外，在使用輸入信號電平本身的方法中，由于噪聲的影響在空間方向容易引起控制水平的變動。
再者，在依據(jù)移動檢測結(jié)果適當(dāng)?shù)夭⒂醚h(huán)型噪聲消除和使用了空間方向的濾波器的非循環(huán)型噪聲消除的場合，當(dāng)使用傳統(tǒng)的不連續(xù)的移動檢測結(jié)果時(shí)，伴隨空間方向的不連續(xù)的處理，容易產(chǎn)生表面上看起來的不自然狀態(tài)，而且對于包含輪廓的動畫，由于加空間方向的濾波器，在動畫時(shí)容易產(chǎn)生輪廓的模糊，所以需要附加輪廓修整電路。
另外，一般在圖像中靜止圖像部分和動態(tài)圖像部分是以一定的一致出現(xiàn)的。因而，在該領(lǐng)域中，很有可能由移動檢測結(jié)果在相鄰的像素間利用相同的循環(huán)系數(shù)，特別是在加大了循環(huán)系數(shù)的場合中、由此容易產(chǎn)生諸如感到似乎是貼上了圖像等表面上看起來的不自然狀態(tài)。另外，在弱電場時(shí)在移動檢測中的閾值變大，循環(huán)系數(shù)一加大容易產(chǎn)生在整個(gè)圖像上結(jié)了一層薄膜的不自然的感覺。

發(fā)明內(nèi)容
移動檢測裝置，至少配備有對圖像輸入信號進(jìn)行幀延遲的幀存儲器；求得圖像輸入信號和從幀存儲器所讀出的幀延遲信號之差的減法器；將減法器的輸出和任意的閾值進(jìn)行比較的比較部；對由比較部所輸出的信號進(jìn)行延遲的第1行存儲器；對第1行存儲器的信號再次進(jìn)行延遲的第2行存儲器；以圖像信號的各像素為中心將在水平方向和垂直方向上相鄰的多個(gè)像素作為一個(gè)塊、對于來自比較部的輸出和來自第1行存儲器的輸出和來自第2行存儲器的輸出、求得塊內(nèi)的各像素的總和，并對該和與任意的閾值進(jìn)行比較的塊判別部。
消除裝置，至少配備有上述的移動檢測裝置；對于減法器的輸出乘以系數(shù)、與圖像輸入信號進(jìn)行加減運(yùn)算，由此，來去除噪聲的噪聲消除處理部；將來自噪聲消除處理部的輸出只延遲比較部和奇異點(diǎn)去除部的行延遲量的第3行存儲器；將圖像輸入信號只延遲比較部和奇異點(diǎn)去除部的行延遲量的第4行存儲器；根據(jù)移動檢測結(jié)果選擇第3行存儲器的輸出和第4行存儲器的輸出后、輸出圖像輸出信號的選擇器。
將由選擇器所選擇的圖像輸出信號輸入到幀存儲器。


圖1，表示本發(fā)明實(shí)施方式1中的使用了塊判別的移動檢測裝置。
圖2，表示本發(fā)明實(shí)施方式2中的噪聲消除裝置。
圖3，表示本發(fā)明實(shí)施方式3中的噪聲消除裝置。
圖4A～圖4C，是依據(jù)塊判別的移動檢測的說明圖。
圖5，表示本發(fā)明實(shí)施方式5中的移動檢測裝置。
圖6A～圖6E，是本發(fā)明實(shí)施方式4中的移動檢測的說明圖。
圖7，表示本發(fā)明實(shí)施方式5中的移動檢測裝置。
圖8，是本發(fā)明實(shí)施方式5中的奇異點(diǎn)除去的說明圖。
圖9，表示本發(fā)明實(shí)施方式6中的噪聲消除裝置。
圖10，表示本發(fā)明實(shí)施方式7中的噪聲消除裝置。
圖11A和圖11B，是本發(fā)明實(shí)施方式7中的增益控制的說明圖。
圖12，表示本發(fā)明實(shí)施方式8中的噪聲消除裝置。
圖13，是本發(fā)明實(shí)施方式8中的電平調(diào)整的說明圖。
圖14，表示本發(fā)明實(shí)施方式9中的噪聲消除裝置。
圖15A和圖15B，是本發(fā)明實(shí)施方式9中的增益控制的說明圖。
圖16，表示本發(fā)明實(shí)施方式10中的噪聲消除裝置。
圖17，是本發(fā)明實(shí)施方式10中的混合系數(shù)的計(jì)算方法的說明圖。
圖18A和圖18B，表示傳統(tǒng)例子中的幀循環(huán)型噪聲消除裝置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明，提供解決在傳統(tǒng)的移動檢測裝置和噪聲消除裝置中的課題的移動檢測裝置及其利用該裝置的噪聲消除裝置。
下面，就本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)首先，就其(實(shí)施方式1)，說明其細(xì)節(jié)。
圖1，是本發(fā)明(實(shí)施方式1)中的移動檢測裝置構(gòu)成圖。
幀存儲器101，對圖像輸入信號108進(jìn)行幀延遲，減法器102求得圖像輸入信號108和由幀存儲器101讀出的幀延遲信號的差。比較部103進(jìn)行來自減法器102的輸出和規(guī)定的閾值間的比較，根據(jù)其結(jié)果產(chǎn)生所希望的信號。第1行存儲器(在圖1中記為行存儲器)104將比較部103所輸出的信號延遲1行(1水平掃描間隔)，第2行存儲器(在圖1中記為行存儲器)105再將第1行存儲器104的輸出延遲1行。塊判別部106，求得塊內(nèi)的各像素總和，對該總和與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)其結(jié)果作為該塊的中心像素的值輸出所希望的信號。這個(gè)塊，是以各像素為中心、由該像素和水平與垂直方向的近旁的一些像素構(gòu)成的。構(gòu)成塊的像素，是由比較部103和第1行存儲器104以及第2行存儲器105得到的。奇異點(diǎn)除去部107，除去由在塊判別部106等的一系列處理中所發(fā)生的奇異點(diǎn)后，作為移動檢測結(jié)果輸出。在奇異點(diǎn)除去部107除去奇異點(diǎn)的處理，是通過或者將塊判別部106的結(jié)果在水平和垂直方向擴(kuò)大適用數(shù)個(gè)像素，或者將其擴(kuò)大適用到時(shí)間軸方向，或者在各像素中與在塊判別部106中的處理前的信號進(jìn)行比較，來執(zhí)行。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
減法器102，在在幀存儲器101將圖像輸入信號108延遲了1幀的信號和圖像輸入信號108之間求得幀差值，將該幀差值輸入比較部103。比較部103對幀差值和規(guī)定的閾值的電平進(jìn)行比較，根據(jù)其比較結(jié)果輸出所希望的信號。比較部103，求得幀差值的絕對值，比較它與閾值間的大小關(guān)系，如果幀差值的絕對值比閾值小，則輸出0信號；比閾值大，則輸出1的1比特信號。
圖4A，表示出了比較部103的特性例子。在圖4A中，橫軸411表示上述的幀差值；縱軸412表示幀差值的絕對值；直線413和414表示幀差值和幀差值的絕對值間的關(guān)系。另外，幀差值和幀差值的絕對值，以閾值415為界，被分割成區(qū)域416和區(qū)域417。比較部103，在區(qū)域416輸出0，在區(qū)域417輸出1。
這時(shí)，對于幀差值信號進(jìn)行低通濾波處理也可以除去一些噪聲。將這個(gè)1比特信號和由第1行存儲器104將它延遲了1行的信號以及由第2行存儲器105再將第1行存儲器104的輸出信號延遲了1行的信號輸入到塊判別部106。
用圖4B和圖4C來說明塊判別部106的動作。
在圖4B中，箭頭421表示畫面的水平方向，箭頭422表示畫面的垂直方向。以像素P6為中心作為1個(gè)塊來處理3像素、5像素、3像素總計(jì)11像素。這時(shí)比較部103的輸出是像素P9、像素P10、像素P11，第1行存儲器104的輸出是像素P4、像素P5、像素P6，像素P7、像素P8，第2行存儲器105的輸出是像素P1、像素P2、像素P3。
圖4C，表示針對圖4B的各像素的比較部103的輸出。畫斜線的像素表示0，未畫斜線的像素表示1。在塊判別部106中，對于這11個(gè)像素，求得從比較部103和行存儲器104和行存儲器105所輸出的1比特信號(1或0)的總和，在該總和與規(guī)定的閾值間比較其大小關(guān)系。這時(shí)總和的最小值為0，最大值為11。塊判別部106，如果它比閾值還小作為中心像素P6的值輸出0，如果比閾值大作為中心像素P6的值輸出1的1比特信號。此處，具有1值的像素被視之為有移動的像素。在圖4C中總和為7，因?yàn)殚撝凳?，所以，塊判別部106判斷為P6是移動部分而輸出1。這個(gè)處理，是利用了圖像的移動部分在多個(gè)相鄰像素是以某種程度的一致出現(xiàn)的、和噪聲在相鄰像素間散亂出現(xiàn)這樣的隨機(jī)性。塊判別部106在各像素中進(jìn)行依據(jù)這樣的塊的判別，將其判別結(jié)果輸入到奇異點(diǎn)除去部107。
在此，我們舉一個(gè)在水平或垂直方向?qū)K判別部106的結(jié)果擴(kuò)大適用數(shù)個(gè)像素，或者在時(shí)間軸的方向?qū)⑵鋽U(kuò)大適用的場合的例子。例如，所謂在水平方向擴(kuò)大適用1個(gè)像素，就是在圖4B中如果像素P6是1(移動)，將像素P5、像素P7也作為1、來當(dāng)作有移動的像素。這是由于在上述的塊判別中移動的部分和非移動的部分的疆界中容易引起誤判定(將本來是1的部分判定為0)，所以，要擴(kuò)大動畫部分來修正這個(gè)誤判定。這樣一來將對誤檢測進(jìn)行修正過的信號作為移動檢測的結(jié)果輸出信號輸出。通過利用依據(jù)這樣的塊的判別可以抑制輸入信號中所包含的噪聲的影響而只檢測圖像的移動部分。
(實(shí)施方式2)其次，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式2)，說明其細(xì)節(jié)。
圖2，是本發(fā)明(實(shí)施方式2)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成圖。圖2的幀存儲器201、減法器202、比較部203、第1行存儲器(在圖2中記為行存儲器)204、第2行存儲器(在圖2中記為行存儲器)205、塊判別部206、奇異點(diǎn)除去部207，和圖1的幀存儲器101、比較部103、第1行存儲器104、第2行存儲器105、塊判別部106、奇異點(diǎn)除去部107，分別具有同等的功能。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。但，幀存儲器201對這個(gè)噪聲消除裝置的圖像輸出信號進(jìn)行幀延遲。
噪聲消除處理部208對于減法器202的輸出乘以規(guī)定的系數(shù)，與圖像輸入信號212進(jìn)行加、減運(yùn)算，由此，來消除噪聲。第3行存儲器(在圖2中記為行存儲器)209，將來自噪聲消除處理部208的輸出只延遲比較部203和奇異點(diǎn)除去部207間的行延遲量。第4行存儲器(在圖2中記為行存儲器)210，將圖像輸入信號212只延遲比較部203和奇異點(diǎn)除去部207間的行延遲量。選擇器211，根據(jù)來自奇異點(diǎn)除去部207的移動檢測結(jié)果、選擇由第3行存儲器209所延遲過的來自噪聲除去處理部208的輸出和由第4行存儲器210所延遲過的圖像輸入信號212。而后，選擇器211將選擇的信號作為圖像輸出信號213輸出。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
減法器202，求得由幀存儲器201幀延遲過的圖像輸出信號213和圖像輸入信號212間的幀差值。用該幀差值用與上述的(實(shí)施方式1)同樣的方法進(jìn)行移動檢測，由奇異點(diǎn)除去部207作為移動檢測結(jié)果信號、對于各像素、若為移動部分則輸出1，否則則輸出0。另一方面，噪聲消除處理部208對于減法器202的輸出結(jié)果(幀差值)乘以對應(yīng)該差值量的規(guī)定系數(shù)(大于0小于1)，根據(jù)該差值量的符號從圖像輸入信號212加減該結(jié)果，由此，來進(jìn)行噪聲除去。第3行存儲器209，將來自噪聲消除處理部208的輸出只延遲比較部203和奇異點(diǎn)除去部207間的行延遲量。另外，第4行存儲器210，將圖像輸入信號212只延遲比較部203和奇異點(diǎn)除去部207間的行延遲量。即這種場合，如圖4B所示，進(jìn)行3行的塊判別且其中心像素相當(dāng)于1行延遲信號，所以，在第3行存儲器209和第4行存儲器210中執(zhí)行1行延遲。選擇器211，根據(jù)來自奇異點(diǎn)除去部207的移動檢測結(jié)果、選擇由第3行存儲器209所延遲過的來自噪聲消除處理部208的輸出和由第4行存儲器210所延遲過的圖像輸入信號212。具體地說，如果移動檢測結(jié)果為1(移動)，選擇由第4行存儲器210所延遲過的圖像輸入信號；如果為0選擇由第3行存儲器209所延遲過的來自噪聲消除處理部208的信號，作為圖像輸出信號213輸出。在這個(gè)噪聲消除裝置中，由于是依靠圖1所示的移動檢測裝置來完成抑制噪聲影響的移動檢測，所以，在噪聲消除處理部208中，可以得到比傳統(tǒng)更大的噪聲除去效果，同時(shí)還可以抑制由移動部分所引起的余像的弊病。
(實(shí)施方式3)
下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式3)，說明其細(xì)節(jié)。
圖3，是(實(shí)施方式3)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。圖3的幀存儲器301、減法器302、比較部303、第1行存儲器(在圖3中記為行存儲器)304、第2行存儲器(在圖3中記為行存儲器)305、塊判別部306、奇異點(diǎn)除去部307、噪聲消除處理部308、第3行存儲器(在圖3中記為行存儲器)309、第4行存儲器(在圖3中記為行存儲器)310、選擇器311，和圖2的幀存儲器201、減法器202、比較部203、第1行存儲器204、第2行存儲器205、塊判別部206、奇異點(diǎn)除去部207、噪聲消除處理部208、第3行存儲器209、第4行存儲器210、選擇器211，分別具有同等的功能。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。濾波器312(在圖3中記為LPE)對于混入噪聲的圖像輸入信號313依靠低通濾波處理來減輕噪聲成分。在圖2記載的噪聲消除裝置中，有時(shí)會發(fā)生由于照原樣輸出作為移動部分所檢測的且含有大量噪聲的圖像輸入信號212的部分和由噪聲消除處理部208除去噪聲的部分間的噪聲量的差、造成的表面上看起來的不自然狀態(tài)。對此，通過采用圖3的結(jié)構(gòu)，可以減輕由上述的噪聲量的差造成的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
再者，在噪聲量不是那么多的場合，為了避免由濾波處理所造成的畫質(zhì)下降，也可以控制使其不進(jìn)行這個(gè)濾波處理。
(實(shí)施方式4)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式4)，說明其細(xì)節(jié)。
圖5，是(實(shí)施方式4)中的移動檢測裝置的構(gòu)成圖。圖5的圖像輸入信號551、減法器502、第1行存儲器(在圖5中記為行存儲器)504、第2行存儲器(在圖5中記為行存儲器)505、塊判別部508，是和圖1的圖像輸入信號108、減法器102、第1行存儲器104、第2行存儲器105、塊判別部106一樣的。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
存儲器501對應(yīng)圖1的幀存儲器101。加權(quán)處理部503對應(yīng)圖1的比較器103。加權(quán)處理部503比圖1的比較器103有更多的閾值，輸出模式的數(shù)目也多。即，加權(quán)處理部503，根據(jù)減法器502的輸出由規(guī)定的閾值對其進(jìn)行多級別地加權(quán)。第1加法器(在圖5中記為加法器)506和移動系數(shù)生成部507構(gòu)成塊判別部508。
第1加法器506以圖像信號的各像素為中心將在水平和垂直方向相鄰的多個(gè)像素作為1個(gè)塊來處理，對于加權(quán)處理部503的輸出和第1行存儲器504的輸出和第2行存儲器505的輸出求得塊內(nèi)的各像素的總和。移動系數(shù)生成部507根據(jù)第1加法器506的加法運(yùn)算結(jié)果用非線性連續(xù)函數(shù)生成針對塊的中心像素的移動動系數(shù)532，并輸出該移動系數(shù)532。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
加權(quán)處理部503，根據(jù)減法器502的輸出由規(guī)定的閾值對其進(jìn)行多級別地加權(quán)。在此，舉出進(jìn)行4個(gè)級別地加權(quán)的例子進(jìn)行說明。
圖6A，表示進(jìn)行4個(gè)級別地加權(quán)的加權(quán)處理部503的輸入輸出關(guān)系。在圖6A中，橫軸611表示上述的幀差值；縱軸612表示幀差值的絕對值；直線613和614表示幀差值和幀差值的絕對值間的關(guān)系。另外，幀差值和幀差值的絕對值，以閾值615、616、617為界，被分割成區(qū)域618和區(qū)域619和區(qū)域620和區(qū)域621。加權(quán)處理部503求得幀差值的絕對值，根據(jù)其大小用3個(gè)閾值(th1、th2、th3)對它進(jìn)行從0到3的4個(gè)級別地加權(quán)。若過該絕對值小于th1相當(dāng)區(qū)域618所以輸出0，如果是大于th1而小于th2相當(dāng)區(qū)域619所以輸出1，如果是大于th2而小于th3相當(dāng)區(qū)域620所以輸出2，如果是大于th3相當(dāng)區(qū)域621所以輸出3。這樣，加權(quán)處理部503輸出表示從0到3中之一的2比特信號。這時(shí)，對于幀差值信號進(jìn)行低通濾波處理等也可以除去一些噪聲。
將這個(gè)2bit信號、和由第1行存儲器504將該信號延遲1行的信號、和由第2行存儲器505將第1行存儲器504的輸出再延遲1行的信號，輸入到第1加法器506。第1加法器506，例如如圖6B所示將以像素P6的像素為中心的總計(jì)11個(gè)像素作為1個(gè)塊來進(jìn)行加法運(yùn)算處理。加權(quán)處理部503的輸出是像素P9、像素P10、像素P11，第1行存儲器504的輸出是像素P4、像素P5、像素P6、像素P7、像素P8，第2行存儲器505的輸出是像素P1、像素P2、像素P3。箭頭631和箭頭632，分別和圖4B的箭頭421和箭頭422是一樣的。第1加法器506對這些從像素P1到像素P11的11個(gè)像素被加權(quán)過的2比特的值進(jìn)行加法運(yùn)算處理作為中心像素P6的值輸出。即加法運(yùn)算結(jié)果的最小值是0，最大值是33，這個(gè)值越大這個(gè)區(qū)域是移動部分的可能性越大。移動系數(shù)生成部507根據(jù)該加法運(yùn)算結(jié)果用非線性連續(xù)函數(shù)生成針對中心像素P6的移動系數(shù)532并輸出圖6C，表示移動系數(shù)生成部507的特性例子。在圖6C中，橫軸651表示第1加法器506的加法運(yùn)算結(jié)果；縱軸652表示由移動系數(shù)生成部507所輸出的移動系數(shù)；線653表示所輸入的加法運(yùn)算結(jié)果和所輸出的移動系數(shù)間的關(guān)系。如圖6C所示，加法運(yùn)算結(jié)果越小移動系數(shù)越接近于1；而加法運(yùn)算結(jié)果越大移動系數(shù)越接近于0。即作為移動系數(shù)計(jì)算出近似靜畫接近于1、近似加法運(yùn)算結(jié)果大的動畫接近于0的值。在實(shí)際進(jìn)行數(shù)字處理的場合，例如輸出從32到0的整數(shù)值，在處理的最后要用32除。這時(shí)對于加法運(yùn)算結(jié)果接近0的部分(加法運(yùn)算結(jié)果在a以下)，是由噪聲引起的值的可能性大，所以，是靜畫即移動系數(shù)作為1。另外，當(dāng)加法運(yùn)算結(jié)果變大時(shí)(加法運(yùn)算結(jié)果比b大的部分)，是動畫的可能性大，所以，是動畫即移動系數(shù)作為0。對于其余部分由高階函數(shù)來計(jì)算非線性的移動系數(shù)。這時(shí)，加法運(yùn)算結(jié)果，做成使其在a和b的位置分別為1和0。
用圖6D和圖6E來說明這個(gè)例子。在圖6D中，橫軸661表示加法運(yùn)算結(jié)果；縱軸662表示運(yùn)算結(jié)果；線663表示所輸入的加法運(yùn)算結(jié)果和運(yùn)算結(jié)果間的關(guān)系。另外，在圖6E中，橫軸671表示加法運(yùn)算結(jié)果；縱軸672表示移動系數(shù)；線673表示所輸入的加法運(yùn)算結(jié)果和所輸出的移動系數(shù)間的關(guān)系。首先，從加法運(yùn)算結(jié)果減去a(1以上的整數(shù))，結(jié)果為大于(-a)小于(33-a)。其次從32減去這個(gè)結(jié)果，變?yōu)榇笥?a-1)小于(32+a)，若用32將其限幅，就變成為線663那樣。若令這個(gè)運(yùn)算結(jié)果為x、a為3對x求取(x4)/(323)的4次函數(shù)，則得到圖6E所示的移動系數(shù)。
此處是將移動系數(shù)擴(kuò)大了32倍(在乘這個(gè)移動系數(shù)的場合在乘過之后要用32除)。若考慮數(shù)字處理，實(shí)際上小數(shù)點(diǎn)以下是被舍掉的，所以，加法運(yùn)算結(jié)果在22以上移動系數(shù)就變?yōu)?。由此，只用在加權(quán)處理中使用的閾值就可以求取更多的移動系數(shù)，所以可以進(jìn)行使用了更連續(xù)的移動系數(shù)的處理。在由閾值判別移動系數(shù)的方法中，會產(chǎn)生這樣的問題為了獲得連續(xù)的系數(shù)就需要更多的閾值所以控制變得復(fù)雜。本實(shí)施方式，是進(jìn)行加權(quán)處理并以規(guī)定的塊單位進(jìn)行該加權(quán)值的相加、而后由非線性函數(shù)來求取移動系數(shù)的方法。在這個(gè)方法中，通過加權(quán)處理可以用較小規(guī)模的電路來獲得非線性特性的連續(xù)的移動系數(shù)。當(dāng)然，不進(jìn)行加權(quán)處理照原樣以塊單位對幀差值進(jìn)行加法運(yùn)算，從該結(jié)果也可以求得具有非線性特性的移動系數(shù)(相當(dāng)于增加了加權(quán)的閾值)。另外以塊單位進(jìn)行加法運(yùn)算處理的目的，是利用了圖像的移動部分在多個(gè)相鄰的像素是以一定程度的一致出現(xiàn)的、以及噪聲在相鄰像素間具有分散出現(xiàn)的隨機(jī)性的事實(shí)。由此，可以區(qū)別噪聲和移動來抑制包含在輸入信號中的噪聲的影響而只檢測圖像的移動部分。
(實(shí)施方式5)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式5)，說明其細(xì)節(jié)。
圖7，是(實(shí)施方式5)中的移動檢測裝置的構(gòu)成圖。在圖7中，圖像輸入信號732、存儲器701、減法器702、加權(quán)處理部703、第1行存儲器(在圖7中記為行存儲器)704、第2行存儲器(在圖7中記為行存儲器)705、塊判別部731、第1加法器(在圖7中記為加法器)706、移動系數(shù)生成部707、移動系數(shù)733分別是和圖5的圖像輸入信號551、存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、塊判別部508、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507、移動系數(shù)532是同樣的。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
第2加法器(在圖7中記為加法器)708對于來自加權(quán)處理部703的輸出、求得處于作為處理單位的上述的塊內(nèi)的同一行的像素之和。第3加法器(在圖7中記為加法器)709對于來自第2行存儲器705的輸出、求得處于塊內(nèi)的同一行的像素的和。奇異點(diǎn)除去部710根據(jù)第2加法器708的相加結(jié)果和第3加法器709的相加即如果，修正由移動系數(shù)生成部707所輸出的移動系數(shù)。即，奇異點(diǎn)除去部710，或?qū)τ谟梢苿酉禂?shù)生成部707所輸出的移動系數(shù)在垂直方向擴(kuò)大移動部分，或?qū)τ趤碜砸苿酉禂?shù)生成部707的移動系數(shù)在水平方向擴(kuò)大移動部分，由此，來除去在以塊單位的處理中容易發(fā)生的奇異點(diǎn)。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
用與(實(shí)施方式4)同樣的方法由移動系數(shù)生成部707輸出針對圖像輸入信號732的移動系數(shù)。第2加法器708，相加對于圖6B的像素P9、像素P10、像素P11等3個(gè)像素的由加權(quán)處理部703加權(quán)過的2比特的值。另外，第3加法器709，相加由第2行存儲器705所輸出的對于圖6B的像素P1、像素P2、像素P3等3個(gè)像素的被加權(quán)過的2比特的值。將各自的相加結(jié)果輸入到奇異點(diǎn)除去部710。
奇異點(diǎn)除去部710，根據(jù)其相加的結(jié)果修正來自移動系數(shù)生成部707的移動系數(shù)或者在垂直方向擴(kuò)大移動部分，或者對于來自移動系數(shù)生成部707的移動系數(shù)在水平方向擴(kuò)大移動部分，來除去在以塊單位的處理中容易發(fā)生的奇異點(diǎn)。
其次，示出了在奇異點(diǎn)除去部710中的處理的一個(gè)例子。首先，針對各像素對于由移動系數(shù)生成部707所輸出的在(實(shí)施方式4)所示出的圖6E那樣的移動系數(shù)，將左右1像素到2像素的最小值作為該中心像素的移動系數(shù)，由此，可以在水平方向擴(kuò)大移動部分。另外在垂直方向的移動部分的擴(kuò)大中，如圖8所示，由第2加法器708或第3加法器709加法運(yùn)算結(jié)果(最小值為0，最大值為9)修正處理塊單位的中心像素P6的移動系數(shù)。圖8的箭頭801、箭頭802、從像素P1到像素P11，對應(yīng)于圖6的箭頭601、箭頭602、從像素P1到像素P11。奇異點(diǎn)去除部710，譬如加法運(yùn)輸結(jié)果如果是7以上，做成使像素P6的移動系數(shù)為0修正來自移動系數(shù)生成部707的移動系數(shù)擴(kuò)大移動部分。通過這樣的處理，可以除去在以塊單位的處理中容易發(fā)生的奇異點(diǎn)。
(實(shí)施方式6)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式6)，說明其細(xì)節(jié)。
圖9，是(實(shí)施方式6)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。在圖9中的圖像輸入信號951、存儲器901、減法器902、加權(quán)處理部903、第1行存儲器(在圖9中記為行存儲器)904、第2行存儲器(在圖9中記為行存儲器)905、塊判別部931、第1加法器(在圖9中記為加法器)906、移動系數(shù)生成部907的各方框與圖5的圖像輸入信號551、存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、塊判別部508、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507的各方框具有同樣的功能。另外，第2加法器(在圖9中記為加法器)908、第3加法器(在圖9中記為加法器)909、奇異點(diǎn)去除部910的各方框與圖7的第2加法器708、第3加法器709、奇異點(diǎn)去除部710的各方框具有同樣的功能。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
第5行存儲器(在圖9中記為行存儲器)911將圖像輸入信號951延遲1行。第6行存儲器(在圖5中記為行存儲器)912，將由存儲器901讀出的信號延遲1行。第2減法器913求得來自第5行存儲器911的信號和來自第6行存儲器912的信號的差值。第1乘法器914將第2減法器913的輸出乘上規(guī)定的增益(大于0小于1)。第2乘法器915將第1乘法器914的結(jié)果乘上由移動系數(shù)生成部907和奇異點(diǎn)除去部910所決定的移動系數(shù)。加減法器916，根據(jù)第2減法器913中的減法運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)符號，將第2乘法器915的輸出與第5行存儲器911的信號進(jìn)行加減運(yùn)算。存儲器901輸出將來自加減法器916的圖像輸出信號952延遲了(1幀-1行)的信號。這是采用了在(實(shí)施方式4)或(實(shí)施方式5)所示的移動檢測裝置的循環(huán)型噪聲消除裝置。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
減法器902，求得在存儲器901中將圖像輸出信號952(被除去了噪聲的信號)延遲了(1幀-1行)的信號和圖像輸入信號951的差值。在存儲器901中的延遲量比1幀還少1行的理由，是由于在(實(shí)施方式4)或(實(shí)施方式5)所示的移動檢測裝置中移動系數(shù)的輸出對于圖像輸入信號951落后1行。對于這個(gè)差值，依據(jù)在(實(shí)施方式4)或(實(shí)施方式5)說明過的方法，經(jīng)過移動系數(shù)生成部907和奇異點(diǎn)除去部910來決定移動系數(shù)。另一方面，第2減法器913，求得在第5行存儲器911中將圖像輸入信號951延遲了1行的信號、和在第6行存儲器912中將來自存儲器911的信號延遲了1行的信號間的差值。第1乘法器914對于該差值乘上任意的增益(大于0小于1)917。該增益917是和移動系數(shù)獨(dú)立地乘的系數(shù)、是決定循環(huán)量的要素之一。若加大增益917，噪聲除去效果則變大。當(dāng)假定是數(shù)字處理的場合，第1乘法器914實(shí)際上例如是擴(kuò)大了32倍裝置，即在將差值乘以大于0小于32的整數(shù)值后要將其結(jié)果除以32。第2乘法器915對于該第1乘法器914的結(jié)果乘上由移動系數(shù)生成部907和奇異點(diǎn)除去部910所決定的移動系數(shù)。作為這個(gè)移動系數(shù)例如乘以在(實(shí)施方式4)所示的圖6E那樣的系數(shù)。即第2乘法器915根據(jù)移動乘以從0到32的整數(shù)值，而后用32除。由此，根據(jù)該像素的移動量來調(diào)整由第1乘法器914所乘的所有像素一樣的增益(循環(huán)量)。對于第5行存儲器911的信號、根據(jù)第2減法器913中的減法運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)符號、在加減法器916中加減運(yùn)算第2乘法器915的結(jié)果，由此，可以除去噪聲。
這個(gè)噪聲消除裝置采用了(實(shí)施方式4)或(實(shí)施方式5)中所記載的移動檢測裝置。通過采用這些移動檢測裝置，可以完成從強(qiáng)電場到弱電場抑制噪聲影響的移動檢測，同時(shí)，在相鄰像素間根據(jù)圖像的移動量可以獲得更連續(xù)的移動系數(shù)。因此，本實(shí)施方式中的噪聲消除裝置，可以加大噪聲除去效果，同時(shí)，還可以減輕伴隨余像和使用了不連續(xù)的系數(shù)的處理而產(chǎn)生的圖像的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
(實(shí)施方式7)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式7)，說明其細(xì)節(jié)。
圖10，是(實(shí)施方式7)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。在圖10中的圖像輸入信號1051、存儲器1001、減法器1002、加權(quán)處理部1003、第1行存儲器(在圖10中記為行存儲器)1004、第2行存儲器(在圖10中記為行存儲器)1005、塊判別部1031、第1加法器(在圖10中記為加法器)1006、移動系數(shù)生成部1007的各方框，與圖5的圖像輸入信號551、存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、塊判別部508、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507的各方框具有同樣的功能。另外，第2加法器(在圖10中記為加法器)1008、第3加法器(在圖10中記為加法器)1009、奇異點(diǎn)去除部1010的各方框與圖7的第2加法器708、第3加法器709、奇異點(diǎn)去除部710的各方框具有同樣的功能。另外，第5行存儲器(在圖10中記為行存儲器)1011、第6行存儲器(在圖10中記為行存儲器)1012、第2減法器1013、第1乘法器1014、第2乘法器1015、加減法器1016各方框，與圖9的第5行存儲器911、第6行存儲器912、第2減法器913、第1乘法器914、第2乘法器915、加減法器916的各方框具有同樣的功能。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
第1選擇器1017，由控制信號1043控制，選擇第1增益1041和第2增益1042其中之一。第1選擇器1017，依據(jù)在水平和垂直方向以及幀或半幀方向在每個(gè)像素所決定的控制信號1043來切換多個(gè)增益。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
在依據(jù)(實(shí)施方式6)所示的方法除去噪聲的噪聲消除裝置中，對于圖像輸入信號951在第1乘法器914對于在第2減法器913的差值結(jié)果乘以增益。在本實(shí)施方式中的噪聲消除裝置中，是用多個(gè)增益并在水平和垂直方向以及幀或半幀方向在每個(gè)像素來切換它們。
圖11A和圖11B示出了上述的切換的例子。兩圖表示出了在幀內(nèi)或半幀內(nèi)的各像素中的增益。G1表示第1增益1041、G2表示第2增益1042。畫面1101和畫面1102是相鄰的幀或半幀。在畫面1101和畫面1102中，在水平方向和垂直方向G1和G2是交互地切換的。并且，對于畫面內(nèi)的同一位置的像素，在畫面1101和畫面1102之間G1和G2也是交互地切換的。
如上所述，發(fā)生在水平和垂直方向以及幀或半幀方向在互鄰的像素之間切換兩個(gè)增益的控制信號1403，并被輸入到選擇器1017。第1選擇器1017，依據(jù)這個(gè)控制信號1043切換兩個(gè)增益。這種場合，對于一個(gè)增益、將另一個(gè)增益設(shè)計(jì)的比它小，由此，來有意地附加微小的噪聲，可以減輕伴隨增益變大而產(chǎn)生的諸如余像和感到空間方向上的圖像似乎是貼上的等表面上看起來的不自然狀態(tài)。再者，通過切換增益，比用一個(gè)增益進(jìn)行處理的場合由于還可以將另一個(gè)增益設(shè)定的更大，所以可以獲得更大的噪聲除去效果。因而，在強(qiáng)電場時(shí)如果要設(shè)定成使其沒有貼上去的感覺，也可以將另一個(gè)增益設(shè)置為1。在噪聲去除的過程中一般具有相同循環(huán)系數(shù)的像素容易聚集(特別是對于接近靜止畫面的區(qū)域)，所以，容易引起感到圖像似乎是貼上的等表面上看起來的不自然狀態(tài)。但是，通過這樣地以像素單位控制增益，可以抑制這個(gè)現(xiàn)象。這個(gè)方法當(dāng)然在其他的在噪聲去除裝置中也可以適用。
(實(shí)施方式8)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式8)，說明其細(xì)節(jié)。
圖12，是(實(shí)施方式8)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。在圖12中的圖像輸入信號1251、存儲器1201、減法器1202、加權(quán)處理部1203、第1行存儲器(在圖12中記為行存儲器)1204、第2行存儲器(在圖12中記為行存儲器)1205、塊判別部1231、第1加法器(在圖12中記為加法器)1206、移動系數(shù)生成部1207的各方框，與圖5的圖像輸入信號551、存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、塊判別部508、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507的各方框具有同樣的功能。另外，第2加法器(在圖12中記為加法器)1208、第3加法器(在圖12中記為加法器)1209、奇異點(diǎn)去除部1210的各方框，與圖7的第2加法器708、第3加法器709、奇異點(diǎn)去除部710的各方框具有同樣的功能。另外，第5行存儲器(在圖12中記為行存儲器)1211、第6行存儲器(在圖12中記為行存儲器)1212、第2減法器1213、第1乘法器1214、第2乘法器1215、加減法器1216各方框，與圖9的第5行存儲器911、第6行存儲器912、第2減法器913、第1乘法器914、第2乘法器915、加減法器916各方框具有同樣的功能。另外，第1選擇器1217，與圖10的第1選擇器1017具有同樣的功能。第1增益1241、第2增益1242、控制信號1243，相當(dāng)于圖10的第1增益1041、第2增益1042、控制信號1043。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
電平調(diào)整部1218，若從第2減法器1213所輸出的信號的絕對值電平為規(guī)定的電平以下，將其連續(xù)地調(diào)整到比原來的絕對值小的值。將其調(diào)整后的值輸入到第1乘法器1214。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
在(實(shí)施方式6)和(實(shí)施方式7)所示的噪聲消除裝置中，對于圖像輸入信號1251在第1乘法器1214對在第2減法器1213中的差值結(jié)果乘以增益。在本實(shí)施方式中，如果該差值的絕對值為規(guī)定值以下，電平調(diào)整部1218進(jìn)行將其差值的絕對值連續(xù)地調(diào)整到比原來的絕對值小的值。
圖13示出了電平調(diào)整部1218的輸入輸出特性的一個(gè)例子。在圖13中，橫軸1301表示被輸入到電平調(diào)整部1218的差值；縱軸1302表示由電平調(diào)整部1218輸出的值；折線1303表示電平調(diào)整部1218的輸入輸出關(guān)系。令被輸入到電平調(diào)整部1218的差值為D，閾值為th。電平調(diào)整部1218，若所輸入的差值D為th/2以下則輸出D/2，若大于th/2小于th則輸出3D/2-th/2，大于th則輸出D。依據(jù)這個(gè)輸入輸出特性，在閾值th以下的差值中噪聲除去效果變小。這是有意地一定程度地限制低電平的噪聲除去量。然而，在弱電場時(shí)的噪聲除去處理中容易產(chǎn)生感到整個(gè)畫面似乎是結(jié)了一層薄膜等表面上看起來的不自然狀態(tài)。做成本實(shí)施方式那樣一定程度地殘留低電平的噪聲，由此，就可以減輕表面上看起來的不自然狀態(tài)。根據(jù)電場的強(qiáng)弱等級控制閾值，可以在強(qiáng)電場做成使其電平調(diào)整無效，而隨著變?yōu)槿蹼妶鲎龀墒蛊湎拗频碗娖降脑肼暢チ?。由于在弱電場時(shí)加大加權(quán)處理部1203的閾值，所以，伴隨噪聲除去處理整個(gè)圖像似乎貼了一層膜的感覺有增加的傾向。但是，通過進(jìn)行這樣的電平調(diào)整既可以抑制表面上看起來的不自然狀態(tài)，又可以重點(diǎn)地除去更容易引人注目的電平大的噪聲。代替調(diào)整差值可以考慮幾個(gè)減小閾值以下的增益等這種電平調(diào)整方法，但在抑制低差值電平的噪聲除去效果這點(diǎn)上是同樣的。
(實(shí)施方式9)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式9)，說明其細(xì)節(jié)。
圖14，是(實(shí)施方式9)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。圖14的存儲器1401、減法器1402、加權(quán)處理部1403、第1行存儲器(在圖14中記為行存儲器)1404、第2行存儲器(在圖14中記為行存儲器)1405、第1加法器(在圖14中記為加法器)1406、移動系數(shù)生成部1407、塊判別部1431的各方框，與圖5的存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507、塊判別部508的各方框具有同樣的功能。另外，第2加法器(在圖14中記為加法器)1408、第3加法器(在圖14中記為加法器)1409、奇異點(diǎn)去除部1410的各方框，與圖7的第2加法器708、第3加法器709、奇異點(diǎn)去除部710的各方框具有同樣的功能。另外，第5行存儲器(在圖14中記為行存儲器)1411、第6行存儲器(在圖14中記為行存儲器)1412、第2減法器1413、第1乘法器1414、第2乘法器1415、加減法器1416各方框，與圖9的第5行存儲器911、第6行存儲器912、第2減法器913、第1乘法器914、第2乘法器915、加減法器916的各方框具有同等的功能。另外，第1選擇器1417，與圖10的第1選擇器1017具有同樣的功能。另外，電平調(diào)整部1418與圖12的電平調(diào)整部1218具有同等的功能。另外，第1增益1441、第2增益1442、控制信號1443，對應(yīng)于圖10的第1增益1041、第2增益1042、控制信號1043。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
平均值電路1419，對于圖像輸入信號1451和第5行存儲器1411的信號求得在(實(shí)施方式4)所示的對應(yīng)處理塊內(nèi)的像素的總和，計(jì)算其平均信號電平。增益調(diào)整部1420根據(jù)由平均值電路1419所計(jì)算出的平均值調(diào)整在第1乘法器1414中乘的增益。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
在依據(jù)(實(shí)施方式8)所示的方法除去噪聲的噪聲消除裝置中，第1乘法器1414，對于電平調(diào)整部1418的輸出乘以由第1選擇器1417所輸出的增益。在本實(shí)施方式中，根據(jù)處理對象的像素和其周圍圖像的平均信號電平來控制這個(gè)增益。
圖15A和圖15B表示該控制的一個(gè)例子。如圖15A所示，平均值電路1419計(jì)算在圖像輸入信號1451的數(shù)據(jù)1502和來自第5行存儲器1411的數(shù)據(jù)1501中、在(實(shí)施方式4)所示的對應(yīng)處理塊內(nèi)的像素、即相當(dāng)于圖6B中的從像素P4到像素P11的8個(gè)像素的平均信號電平。而后，增益調(diào)整部1420，根據(jù)這個(gè)平均信號電平來調(diào)整增益。增益調(diào)整部1420，對于該信號電平大的即亮的部分相對地減小增益，對于灰度電平小即暗的部分將增益設(shè)大。
圖15B，示出了增益調(diào)整部1420的特性的一個(gè)例子。在圖15B中，橫軸1524表示來自平均值電路1419的平均信號電平；縱軸1521表示在增益調(diào)整部1420的增益調(diào)整量；折線1523表示出了該平均信號電平與該增益調(diào)整量的關(guān)系的一個(gè)例子。在此，增益調(diào)整部1420對于來自第1選擇器1417的增益例如如圖15B所示按折線進(jìn)行調(diào)整，在某個(gè)平均信號電平th以上將增益設(shè)定為90％左右。即起初的增益設(shè)定是以平均信號電平小的場合為基準(zhǔn)來設(shè)定。通過由平均信號電平這樣調(diào)整增益，即使在同一幀內(nèi)和同一半幀內(nèi)對于噪聲量容易變多的信號電平小的區(qū)域、在每個(gè)像素中也可以提高噪聲除去效果。另外，也沒有必要進(jìn)行與AGC電路的連動。再者，在此是從電路和計(jì)算量的角度將這樣的畸變的8個(gè)像素作為一個(gè)塊來求取平均信號電平，但可以任意地決定這個(gè)塊。關(guān)鍵是在于求得多個(gè)像素的平均信號電平后，由此來調(diào)整增益。在使用輸入信號電平本身的方法中、由于噪聲的影響在空間方向容易引起控制電平的變動。本實(shí)施方式，為了減輕這個(gè)變動由依據(jù)周圍的像素進(jìn)行平均化后的值來控制。
(實(shí)施方式10)下面，就其本發(fā)明的(實(shí)施方式10)，說明其細(xì)節(jié)。
圖16，是(實(shí)施方式10)中的噪聲消除裝置的構(gòu)成例子。圖16的存儲器1601、減法器1602、加權(quán)處理部1603、第1行存儲器(在圖16中記為行存儲器)1604、第2行存儲器(在圖16中記為行存儲器)1605、第1加法器(在圖16中記為加法器)1606、移動系數(shù)生成部1607、塊判別部1631的各方框，與圖5中的存儲器501、減法器502、加權(quán)處理部503、第1行存儲器504、第2行存儲器505、第1加法器506、移動系數(shù)生成部507、塊判別部508的各方框具有同樣的功能。另外，第2加法器(在圖16中記為加法器)1608、第3加法器(在圖16中記為加法器)1609、奇異點(diǎn)去除部1610的各方框，與圖7的第2加法器708、第3加法器709、奇異點(diǎn)去除部710的各方框具有同樣的功能。另外，第5行存儲器(在圖16中記為行存儲器)1611、第6行存儲器(在圖16中記為行存儲器)1612、第2減法器1613、第1乘法器1614、第2乘法器1615、加減法器1616的各方框，與圖9的第5行存儲器911、第6行存儲器912、第2減法器913、第1乘法器914、第2乘法器915、加減法器916的各方框具有同樣的功能。另外，第1選擇器1617，與圖10的第1選擇器1017具有同樣的功能。另外，電平調(diào)整部1618，與圖12的電平調(diào)整部1218同等的功能。另外，平均值電路1619、增益調(diào)整部1620，與圖14的平均值電路1419、增益調(diào)整部1420具有同等的功能。因而，對于這些部分省略詳細(xì)說明。
濾波處理部1621，對于加減法器1616的輸出進(jìn)行空間方向的低通濾波處理?；旌舷禂?shù)運(yùn)算部1622，根據(jù)由移動系數(shù)生成部1607和奇異點(diǎn)除去部1610所得到的連續(xù)的移動系數(shù)的值，來決定濾波處理部1621的輸出和加減法器1616的輸出信號間的混合比。混合處理部1623根據(jù)在混合系數(shù)運(yùn)算部1622所決定的混合系數(shù)來混合濾波處理部1621的輸出和加減法器1616的輸出信號。輪廓檢測部1624從加減法器1616的輸出信號抽出圖像的輪廓部分。第2選擇器1625，依據(jù)來自輪廓檢測部1624的輸出，來切換混合處理部1623的輸出和加減法器1616的輸出信號。
下面，舉個(gè)具體例子來說明其動作。
本實(shí)施方式，對于圖像輸入信號1651，對于由在(實(shí)施方式6)和(實(shí)施方式7)和(實(shí)施方式8)以及(實(shí)施方式9)所示的方法除去噪聲的噪聲消除裝置的輸出信號，在濾波處理部1621進(jìn)行空間方向的低通濾波處理。例如圖16的濾波處理部1621不追加行存儲器而利用只是水平方向的濾波器。通過混合該濾波處理部1621的輸出信號和濾波處理部1621的輸入信號，來調(diào)整空間濾波器的效果。這時(shí)，混合系數(shù)運(yùn)算部1622，用由移動系數(shù)生成部1607和奇異點(diǎn)除去部1610所得到的移動系數(shù)的值，來決定混合系數(shù)。即，在(實(shí)施方式6)和(實(shí)施方式7)和(實(shí)施方式8)以及(實(shí)施方式9)所示的噪聲消除裝置中，由于兼顧到余像等的影響在難以除去噪聲的動畫部分有時(shí)會發(fā)生殘留噪聲。由此，有時(shí)會發(fā)生表面上看起來的不自然狀態(tài)。本實(shí)施方式，要減輕這個(gè)不自然狀態(tài)。為此，例如對于(實(shí)施方式4)所示的圖6E那樣的移動系數(shù)，設(shè)定圖17所示的混合之比。
結(jié)合圖17來說明這個(gè)混合比。圖17的橫軸1701、縱軸1702、曲線1703分別相當(dāng)于圖6E的橫軸671、縱軸672、曲線673。因而，省略這些部分的詳細(xì)說明。如圖17所示，越接近動畫即移動系數(shù)越小的像素，空間方向的濾波的混合比例則越大。設(shè)定某個(gè)閾值th1704，若移動系數(shù)1702為th以上(接近靜止)的區(qū)域1709，則將濾波處理部1621的輸出的混合比例設(shè)定為0(即在(實(shí)施方式9)以前所示的噪聲消除裝置的輸出本身)；如為3th/4以上th以下的區(qū)域1708，則將其比例設(shè)定為1/4；如為th/2以上3th/4以下的區(qū)域1707，則將其比例設(shè)定為1/2；如為th/4以上th/2以下的區(qū)域1706，則將其比例設(shè)定為3/4；如為th/4以下的區(qū)域1705，則將其比例設(shè)定為1(即濾波處理部1621的輸出本身)。通過改變這個(gè)閾值th1704，可以控制空間方向的濾波的效果，所以，隨著變?yōu)槿蹼妶黾哟筮@個(gè)閾值即可。再者，也可以考慮用函數(shù)來計(jì)算這個(gè)混合系數(shù)(上述的混合比例)的幾個(gè)計(jì)算方法。根據(jù)這樣決定的混合系數(shù)，在混合處理部1623混合未被濾波處理的信號和已被濾波處理的信號，由此，根據(jù)移動量來調(diào)整空間方向的濾波處理的效果。再者，為了防止由于加空間方向的濾波所造成的圖像的模糊，在輪廓檢測部1624檢測輪廓部分。例如，在只是水平方向加濾波的場合，求得水平差值，若這個(gè)差值在某個(gè)電平以上判斷為是輪廓，對于其左右1、2個(gè)像素控制第2選擇器1625使其不加空間方向的濾波。結(jié)果，輸出未被濾波處理的信號。通過這樣的處理，就可以減輕由伴隨循環(huán)型的噪聲除去處理而容易發(fā)生的殘留噪聲所造成的動畫部分的表面看上去的不自然狀態(tài)。同時(shí)，無需附加輪廓修正電路、就可以一定程度地抑制伴隨空間方向的濾波處理而產(chǎn)生的輪廓部分的模糊。
如以上敘述過的，在本發(fā)明中，利用噪聲的隨機(jī)性，求得將圖像輸入信號幀延遲后的信號和圖像輸入信號間的幀差值，對于這個(gè)差值進(jìn)行與規(guī)定閾值的比較。對于該結(jié)果所輸出的信號，以各像素為中心求得在水平和垂直方向上相鄰的數(shù)個(gè)像素的塊的總和，將這個(gè)總和與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來作為塊的中心像素的值輸出所希望的信號。再者，將這個(gè)輸出或在水平和垂直方向上擴(kuò)大適用數(shù)個(gè)像素、或擴(kuò)大適用到時(shí)間軸方向、或在各像素中與在塊判別部的處理前的信號進(jìn)行比較，來除去在以塊單位的處理中容易發(fā)生的奇異點(diǎn)。這樣一來，就可以抑制圖像輸入信號中所包含的噪聲的影響而只檢測圖像的移動部分。再者，通過對幀差值乘以所希望的系數(shù)并與圖像輸入信號進(jìn)行加減運(yùn)算，根據(jù)這個(gè)移動檢測結(jié)果在每個(gè)像素中選擇除去了噪聲的信號和圖像輸入信號來形成圖像輸出信號。這樣一來，就可以加大噪聲除去效果，同時(shí)，還可以抑制由圖像的移動所引起的衰減尾部的弊病。
另外，本發(fā)明，對于混入了噪聲的圖像輸入信號，除了檢測幀差值大的移動部分外，還區(qū)別具有與噪聲電平同等或在其以下的幀差值的圖像的移動部分和噪聲、來進(jìn)行抑制了噪聲影響的移動檢測，進(jìn)而構(gòu)筑采用了該移動檢測裝置的噪聲除去裝置。這樣一來，與傳統(tǒng)的相比，在加大了噪聲除去效果的同時(shí)，還可以抑制伴隨噪聲除去效果的增大而產(chǎn)生的移動部分的衰減尾部的發(fā)生。
另外，依據(jù)本發(fā)明，在噪聲多的場合可以減輕由與除去噪聲部分間的噪聲量的差所引起的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
另外，本發(fā)明提供利用噪聲的隨機(jī)性由空間方向的幾個(gè)像素信息進(jìn)行移動檢測，不用查找表格等而用控制了電路規(guī)模的方法、根據(jù)圖像的移動量在相鄰像素間輸出更連續(xù)的移動系數(shù)的移動檢測裝置。進(jìn)而，構(gòu)筑利用了該移動檢測裝置的噪聲消除裝置，由此，在提高噪聲除去效果的同時(shí)，還可以抑制伴隨余像和采用了不連續(xù)的系數(shù)的處理而產(chǎn)生的圖像的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
再者，本發(fā)明，在對于周圍噪聲量容易變多的暗的部分，不用AGC電路等信息來抑制噪聲的影響適當(dāng)?shù)靥岣咴肼暢バЧ?。另外，減輕了由伴隨噪聲除去而產(chǎn)生的殘留噪聲所引起的表面上看起來的不自然狀態(tài)，使之同時(shí)兼有從弱電場到強(qiáng)電場對于動畫和靜畫提高噪聲除去效果和防止與其伴隨發(fā)生的余像和表面上看起來的不自然狀態(tài)。
若依據(jù)本發(fā)明，可以提供對于被加權(quán)后的幀或半幀差值將相鄰的多個(gè)像素作為一個(gè)處理單位進(jìn)行加法運(yùn)算處理，由此，不用閾值而依據(jù)非線性函數(shù)來輸出連續(xù)的移動系數(shù)的移動檢測裝置。這樣一來，由利用了噪聲的隨機(jī)性的噪聲和移動的區(qū)別，抑制輸入信號中所包含的噪聲的影響并根據(jù)圖像的移動可以提供連續(xù)的移動系數(shù)。進(jìn)而，構(gòu)筑利用了該移動檢測裝置的噪聲消除裝置，由此，在加大噪聲除去效果的同時(shí)，還可以減輕伴隨余像和采用了不連續(xù)的系數(shù)的處理而產(chǎn)生的圖像的表面上看起來的不自然狀態(tài)。再者，通過在每個(gè)像素中切換多個(gè)增益，可有意地附加微小的噪聲，可以減輕伴隨增益變大而產(chǎn)生的諸如余像和感到在空間方向的圖像似乎是貼上的等表面上看起來的不自然狀態(tài)。加之，可以實(shí)現(xiàn)由加大增益而帶來的噪聲除去效果的提高。另外，在弱電場時(shí)調(diào)整低電平的差值來有意地限制低差值電平的噪聲除去效果，由此，減輕感到似乎是結(jié)了一層薄膜等表面上看起來的不自然狀態(tài)，同時(shí)，可以重點(diǎn)地除去容易引人注目的大電平的噪聲。另外，根據(jù)針對相鄰的多個(gè)像素的平均信號電平來調(diào)整增益，由此，即使在同一畫面內(nèi)、對于噪聲量容易變多的信號電平小的區(qū)域、在每個(gè)像素也可以提高噪聲除去效果。再者，依據(jù)來自移動檢測裝置的移動系數(shù)和來自輪廓檢測部的輪廓信息、適當(dāng)并用空間方向的濾波器，由此，在不使移動部分的輪廓模糊的情況下、可以減輕由伴隨循環(huán)型的噪聲除去處理容易發(fā)生的殘留噪聲引起的動畫部分的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
通過利用這樣的循環(huán)型噪聲消除裝置，從弱電場到強(qiáng)電場、對于動畫和靜畫、可以同時(shí)兼有提高噪聲除去效果和減輕與其伴隨發(fā)生的余像和感到似乎圖像是貼上去的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
另外，本發(fā)明，即使在同一畫面內(nèi)對于噪聲量容易變多的信號電平小的區(qū)域，在每個(gè)像素可以提高噪聲除去效果。
另外，依據(jù)本發(fā)明，在不使移動部分的輪廓模糊的情況下、可以減輕由伴隨循環(huán)型的噪聲除去處理而容易發(fā)生的殘留噪聲引起的動畫部分的表面上看起來的不自然狀態(tài)。
通過利用這樣的循環(huán)型噪聲消除裝置，因此，從弱電場到強(qiáng)電場對于動畫和靜畫、可以同時(shí)兼有提高噪聲除去效果和防止與其伴隨發(fā)生的余像和表面上看起來的不自然狀態(tài)。
本發(fā)明的移動檢測裝置和使用了該裝置的噪聲消除裝置，可以加大噪聲除去效果，同時(shí)，可以抑制伴隨噪聲除去效果的增大而產(chǎn)生的移動部分的衰減尾部的發(fā)生。進(jìn)而，從弱電場到強(qiáng)電場可以加大噪聲除去效果，同時(shí)，還可以取消與其伴隨發(fā)生的諸如余像和感到似乎是貼上的等表面上看起來的不自然狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種移動檢測裝置，其特征為配備有對圖像輸入信號進(jìn)行幀延遲的幀存儲器，和求得上述圖像輸入信號和從上述幀存儲器所讀出的幀延遲信號的差值的減法器，和進(jìn)行上述減法器的輸出和任意的閾值的比較的比較部，和對由上述比較部所輸出的信號進(jìn)行延遲的第1行存儲器，和對上述第1行存儲器的信號再次進(jìn)行延遲的第2行存儲器，和以圖像信號的各像素為中心將在水平方向和垂直方向上相鄰的多個(gè)像素作為一個(gè)塊、對于來自上述比較部的輸出和來自上述第1行存儲器的輸出和來自上述第2行存儲器的輸出、求得上述塊內(nèi)的各像素的總和、并對該和與任意的閾值進(jìn)行比較的塊判別部。
2.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)1中記載的移動檢測裝置還配備有將上述判別部的輸出在水平或垂直方向擴(kuò)大適用數(shù)個(gè)像素、或擴(kuò)大適用到時(shí)間軸方向、或在各像素中與在上述塊判別部的處理前的信號進(jìn)行比較，去除上述塊判別部在塊單位的處理中發(fā)生的奇異點(diǎn)后輸出移動檢測結(jié)果信號的奇異點(diǎn)除去部。
3.一種噪聲消除裝置，其特征為配備有權(quán)利要求項(xiàng)1或2中記載的移動檢測裝置，和通過對于上述減法器的輸出乘以系數(shù)、與上述圖像輸入信號進(jìn)行加減運(yùn)算，來除去噪聲的噪聲消除處理部，和將來自上述噪聲消除處理部的輸出只延遲上述比較部和上述奇異點(diǎn)除去部的行延遲量的第3行存儲器，和將上述圖像輸入信號只延遲上述比較部和上述奇異點(diǎn)除去部的行延遲量的第4行存儲器，和根據(jù)上述移動檢測結(jié)果信號、選擇上述第3行存儲器的輸出和上述第4行存儲器的輸出來輸出圖像輸出信號的選擇器；將由上述選擇器所選擇的圖像輸出信號輸入到上述幀存儲器。
4.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)3中記載的噪聲消除裝置還配備有被插入在上述第4行存儲器和上述選擇器之間的、對上述第4行存儲器輸出進(jìn)行濾波處理的濾波器。
5.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)1或2中記載的移動檢測裝置上述比較部由對上述減法器的輸出根據(jù)其值用任意的閾值進(jìn)行多級加權(quán)處理的加權(quán)處理部構(gòu)成；上述塊判別部，由對于來自上述第1行存儲器的輸出和第2行存儲器的輸出、求得上述塊內(nèi)的各像素的總和的第1加法器，和根據(jù)上述加法器中的加法運(yùn)算結(jié)果、用非線性連續(xù)函數(shù)做成針對上述塊的中心像素的移動系數(shù)而輸出的移動系數(shù)生成部構(gòu)成。
6.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)5中記載的移動檢測裝置配備有對于來自上述加權(quán)處理部的輸出、求得處于上述塊內(nèi)的同一行的像素的和的第2加法器，和在來自上述第2行存儲器的輸出中、求得處于上述塊內(nèi)的同一行的像素的和的第3加法器；上述奇異點(diǎn)除去部，根據(jù)上述第2加法器結(jié)果和上述第3加法器的結(jié)果、修正上述移動系數(shù)，在垂直方向擴(kuò)大移動部分或者對于來自上述移動系數(shù)生成部的移動系數(shù)在水平方向擴(kuò)大移動部分來除去在以塊單位的處理中容易發(fā)生的奇異點(diǎn)。
7.一種噪聲消除裝置，其特征為配備有權(quán)利要求項(xiàng)5或權(quán)利要求項(xiàng)6中記載的移動檢測裝置，和將上述圖像輸入信號延遲1行的第5行存儲器，和將從上述存儲器所讀出的幀或半幀延遲信號延遲1行的第6行存儲器，和求得來自上述第5行存儲器的信號和來自上述第6行存儲器的信號的差值的第2減法器，和將上述第2減法器的輸出乘以任意增益的第1乘法器，和將第1乘法器的結(jié)果乘以由在權(quán)利要求項(xiàng)5或權(quán)利要求項(xiàng)6中記載的移動檢測裝置所輸出的移動系數(shù)的第2乘法器，和對上述第2乘法器的輸出根據(jù)上述第2減法器中的減法運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)符號與上述第5行存儲器的信號進(jìn)行加減運(yùn)算的加減法器；將上述加減法器的圖像輸出信號輸入到上述存儲器，上述存儲器輸出(1半幀-1行)或(1幀-1行)的延遲信號。
8.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)7中記載的噪聲消除裝置還配備有在水平和垂直方向和幀或半幀方向?qū)γ總€(gè)像素切換多個(gè)增益的選擇器；上述第1乘法器對于上述第2減法器的輸出乘以來自上述選擇器的增益。
9.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)7或8中記載的噪聲消除裝置還配備有若上述第2減法器輸出信號的絕對值為規(guī)定的電平以下、進(jìn)行將上述第2減法器輸出信號的絕對值連續(xù)地調(diào)整到比原來的值小的值、并輸出到第1乘法器的電平調(diào)整部。
10.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)9中記載的噪聲消除裝置還配備有在上述圖像輸入信號和上述第5行存儲器的信號中求得對應(yīng)上述塊內(nèi)的像素的總和、并計(jì)算其平均信號電平的平均值電路，和根據(jù)上述平均值電路的值調(diào)整由上述第1乘法器乘的增益的增益調(diào)整部。
11.具有下述特征的權(quán)利要求項(xiàng)10中記載的噪聲消除裝置配備有對于在權(quán)利要求項(xiàng)10中記載的噪聲消除裝置的輸出、進(jìn)行空間方向的低通濾波處理的濾波處理部，和依據(jù)從權(quán)利要求項(xiàng)10中記載的噪聲消除裝置所得到的連續(xù)的移動系數(shù)的值、決定上述濾波處理部的輸出和上述噪聲消除裝置的輸出信號的比的混合系數(shù)運(yùn)算部，和依據(jù)在上述混合系數(shù)運(yùn)算部所決定的混合系數(shù)、混合上述濾波處理部的輸出和上述噪聲消除裝置的輸出信號的混合處理部，和依據(jù)上述噪聲消除裝置的輸出信號抽出圖像的輪廓部分的輪廓檢測部，由來自上述輪廓檢測部的輸出來切換上述混合處理部的輸出和來自上述噪聲消除裝置的輸出信號的第2選擇器；將由上述第2選擇器所選擇的信號輸入到上述存儲器。
全文摘要
提供這樣的移動檢測裝置和使用了該裝置的噪聲消除裝置能加大噪聲除去效果，同時(shí)，可以抑制伴隨噪聲除去效果的增大而產(chǎn)生的移動部分的拖尾的發(fā)生，并從弱電場到強(qiáng)電場可以加大噪聲除去效果，同時(shí)，可以取消與其伴隨發(fā)生的諸如余像和感到似乎是貼上的等表面上看起來的不自然狀態(tài)。這個(gè)移動檢測裝置將幀差值與閾值進(jìn)行比較，對于多個(gè)像素的塊求得該結(jié)果的總和并與閾值比較輸出所希望的信號，進(jìn)而在水平或垂直方向?qū)⒃撦敵鰯U(kuò)大適用數(shù)個(gè)像素來執(zhí)行移動檢測。這個(gè)噪聲消除裝置使用該移動檢測裝置。
文檔編號H04N5/21GK1663239SQ03814960
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者森野英樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社