噪声降低装置和噪声降低方法.pdf

检测当前帧的图像信息与先于当前帧一个、两个或三个帧的帧的图像信息之间的图像运动。基于检测结果，执行噪声降低处理。而且，检测作为当前处理目标的像素的当前帧的像素信息与位于目标像素附近的多个像素的当前帧或先于当前帧一个、两个或三个帧的帧的像素信息之间的一致性。基于检测结果，执行噪声降低处理。

1.  一种噪声降低装置，包括：
第一存储设备，用于将先于当前帧一个帧的帧的图像信息存储于其中；
第二存储设备，用于将先于当前帧n个帧的帧的图像信息存储于其中，n是2或更大的整数；
比率设置设备，用于设置先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息之间的比率，包括一个是0和另一个是1的情况；
组合信息产生设备，用于根据所述比率，来产生通过相互组合先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息而获得的组合信息；以及
噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对当前帧的图像信息执行噪声降低处理。

2.  根据权利要求1的噪声降低装置，其中
所述的噪声降低装置进一步包括运动检测设备，其用于检测先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动，以及先于当前帧n个帧的帧与当前帧之间的图像运动，并且
所述比率设置设备基于所述运动检测设备的检测结果来设置比率。

3.  根据权利要求1的噪声降低装置，其中所述噪声降低设备包括用于将组合信息和当前帧的图像信息进行相加的加法设备。

4.  一种噪声降低装置，包括：
比率设置设备，用于设置与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

5.  一种噪声降低装置，包括：
存储设备，用于将先于当前帧一个帧的帧的图像信息存储于其中；
比率设置设备，用于设置包括在先于当前帧一个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

6.  一种噪声降低装置，包括：
存储设备，用于将先于当前帧n个帧的帧的图像信息存储于其中，n是2和更大的整数；
比率设置设备，用于设置包括在先于当前帧n个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

7.  根据权利要求4的噪声降低装置，其中
所述噪声降低装置进一步包括一致性检测设备，其用于检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性；并且
所述比率设置设备基于所述一致性检测设备的检测结果来设置比率。

8.  根据权利要求7的噪声降低装置，其中所述一致性检测设备对与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性的过去历史进行参考，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性。

9.  根据权利要求7的噪声降低装置，其中所述一致性检测设备参考第三像素的像素信息与位于第三像素附近的第四像素的像素信息之间的一致性检测结果，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性，其中所述第三像素不同于第一像素。

10.  根据权利要求7的噪声降低装置，其中所述一致性检测设备参考与包括与第一像素相对应的像素信息或与第二像素相对应的像素信息的图像信息相对应的图像的运动轨迹，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性。

11.  根据权利要求4的噪声降低装置，其中所述噪声降低设备包括对组合信息和与第一像素相对应的当前帧的像素信息进行相加的加法设备。

12.  一种噪声降低方法，包括：
比率设置处理，用于设置先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息之间的比率，包括一个是0和另一个是1的情况；
组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息而获得的组合信息；以及
噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的图像信息执行噪声降低处理。

13.  一种噪声降低方法，包括：
比率设置处理，用于设置与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

14.  一种噪声降低方法，包括：
比率设置处理，用于设置包括在先于当前帧一个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

15.  一种噪声降低方法，包括：
比率设置处理，用于设置包括在先于当前帧n个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率，包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况，m是2或更大的整数；
组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及
噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。

16.  一种电视接收机，包括：根据权利要求1至11的任一项所述的噪声降低装置。

17.  一种视频记录/重放装置，包括：根据权利要求1至11的任一项所述的噪声降低装置。

18.  一种计算机程序，其包括根据权利要求1至11的任一项所述的噪声降低装置。

噪声降低装置和噪声降低方法
技术领域
本发明涉及用于降低包含于视频图像或图像中的噪声的噪声降低装置和噪声降低方法。
背景技术
作为用于降低包含于视频图像或图像中的噪声的噪声降低装置，通常存在一维噪声降低装置、二维噪声降低装置以及三维噪声降低装置，其中一维噪声降低装置使用同一行中相邻图片元素(在下文种称作像素)之间的相关性，二维噪声降低装置使用相邻行之间的相关性，三维噪声降低装置使用两个相邻帧之间的相关性。这些噪声降低装置具有以下特征。
三维噪声降低装置通过使用先于当前帧一个帧的帧的图像信息中同一坐标上像素的信息(亮度信息或色彩信息)来执行噪声降低处理。所以，如果(i)图像保持静止并且(ii)保持作为先于当前帧一个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间的一致性，那么三维噪声降低装置表现出极好的噪声去除效果。然而，如果图像是运动的(也就是图像发生改变)并且缺少作为先于当前帧一个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间的一致性，那么由三维噪声降低装置执行的噪声降低处理使得图像质量恶化，诸如视频图像的拖尾。
与此相反，一维噪声降低装置通过使用屏幕中水平方向上相邻像素的信息来执行噪声降低处理。而且，二维噪声降低装置通过使用屏幕垂直方向上相邻像素的信息来执行噪声降低处理。所以，根据一维噪声降低装置或二维噪声降低装置，不管图像是静止的或是运动的，只要存在相邻像素的信息之间的一致性，就会获得确定的噪声降低效果。然而，如果相邻像素的信息之间不存在任何一致性，那么视频图像的分辨率降低。
当今，考虑到每一种噪声降低装置的特性，在许多情况中组合并使用三维噪声降低装置和一维/二维噪声降低装置。也就是，通过运动电路来检测图像的运动，并且根据图像中是否存在运动，在三维噪声降低装置和一维/二维噪声降低装置彼此之间切换。通过这样，不是三维噪声降低装置而是一维/二维噪声降低装置为运动中的图像执行噪声降低处理，从而能够防止视频图像的拖尾。
发明内容
然而，即使三维噪声降低装置和一维/二维噪声降低装置组合，仍存在难以获得足够好的图像质量的问题。
例如，如果视频图像中存在瞬间且快速的运动，诸如当使用照相机闪光来照相时获得的视频图像和当汽车(或类似物)在照相机前瞬间通过时获得的视频图像，通过一维/二维噪声降低装置来执行噪声降低。然而，通用的一维/二维噪声降低装置总是通过使用某一方向上相邻像素的信息来执行噪声降低处理。所以，如果相邻像素的信息之间不存在一致性，那么视频图像的分辨率降低。结果，几乎不能够获得足够好的图像质量。
而且，如果图像的一部分中存在相对轻微的运动，那么通过使用高度精确的运动检测电路，能够灵敏地切换由三维噪声降低装置执行的噪声降低处理和由一维/二维噪声降低装置执行的噪声降低处理。而且，在这样的情况中，也通常使用以适当比率组合由三维噪声降低装置执行的噪声降低处理的效果和由一维/二维噪声降低装置执行的噪声降低处理的效果的技术。根据该技术，与始终由一维/二维噪声降低装置执行噪声降低处理的情况相比，期望提高图像质量。然而，通用的三维噪声降低装置始终通过使用作为先于当前帧一个帧的帧的图像信息中相同坐标上的像素的信息来执行噪声降低操作。所以，如果作为先于当前帧一个帧的帧的同一坐标上的像素的信息具有低的一致性，那么视频图像的分辨率会降低，或者有时候视频图像会具有拖尾。而且，通用一维/二维噪声降低装置始终通过使用某一方向上的相邻像素地信息来执行噪声降低处理。所以，如果相邻像素的信息之间不存在任何一致性，那么视频图像的分辨率降低。结果，即使由三维噪声降低装置执行的噪声降低处理和由一维/二维噪声降低装置执行的噪声降低处理灵敏地切换，或者即使两个处理的效果被组合，仍几乎不能够获得足够好的图像质量。
因此，本发明的目的是提供一种噪声降低装置、噪声降低方法、电视接收机、视频记录/重放装置以及计算机程序，它们能够防止由于噪声降低处理导致的视频分辨率降低或出现拖尾并且能够获得足够好的图像质量。
本发明上述目的能够通过第一噪声降低装置来实现，该第一噪声降低装置具有：第一存储设备，用于将先于当前帧一个帧的帧的图像信息存储于其中；第二存储设备，用于将先于当前帧n(n是2或更大的整数)个帧的帧的图像信息存储于其中；比率设置设备，用于设置先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息之间的比率(包括一个是0和另一个是1的情况)；组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息而获得的组合信息；以及噪声降低设备，通过使用组合信息来对当前帧的图像信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的能够通过第一噪声降低装置的一个方面来实现，其中第一噪声降低装置的一个方面进一步具有运动检测设备，其用于检测先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动，和先于当前帧n个帧的帧与当前帧之间的图像运动；并且比率设置设备基于运动检测设备的检测结果来设置比率。
本发明的上述目的能够通过第一噪声降低装置的另一个方面来实现，其中噪声降低设备具有用于将组合信息和当前帧的图像信息进行相加的加法设备。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置来实现，该第二噪声降低装置具有：比率设置设备，用于设置与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低设备，用于通过使用组合信息来对与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过第三噪声降低装置来实现，该第三噪声降低装置具有：存储设备，用于将先于当前帧一个帧的帧的图像信息存储于其中；比率设置设备，用于设置包含在先于当前信息一个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过第四噪声降低装置来实现，该第四噪声降低装置具有：存储设备，用于将先于当前帧n(n是2和更大的整数)个帧的帧的图像信息存储于其中；比率设置设备，用于设置包含在先于当前帧n个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生设备，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低设备，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置的一个方面来实现，其中第二噪声降低装置进一步具有一致性检测设备，其用于检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性；并且比率设置设备基于一致性检测设备的检测结果来设置比率。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置的另一方面实现，其中一致性检测设备对与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性的过去历史进行参考，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置的另一方面来实现，其中一致性检测设备参考第三像素的像素信息与位于第三像素附近的第四像素的像素信息之间的一致性检测结果，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性，其中所述第三像素不同于第一像素。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置的另一方面来实现，其中一致性检测设备参考与包括与第一像素相对应的像素信息或与第二像素相对应的像素信息的图像信息相对应的图像的运动轨迹，以便检测与第一像素相对应的像素信息和与第二像素相对应的像素信息之间的一致性。
本发明的上述目的也能够通过第二噪声降低装置的另一方面来实现，其中噪声降低设备具有对组合信息和与第一像素相对应的当前帧的像素信息进行相加的加法设备。
本发明的上述目的也能够通过噪声降低方法来实现，该方法具有：比率设置处理，用于设置先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息之间的比率(包括一个是0和另一个是1的情况)；组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合先于当前帧一个帧的帧的图像信息与先于当前帧n个帧的帧的图像信息而获得的组合信息；以及噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的图像信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过噪声降低方法来实现，该方法具有：比率设置处理，用于设置与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过噪声降低方法来实现，该方法具有：比率设置处理，用于设置包括在先于当前帧一个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过噪声降低方法来实现，该方法具有：比率设置处理，用于设置包括在先于当前帧n个帧的帧的图像信息中且与位于第一像素附近的m(m是2或更大的整数)个第二像素相对应的m个像素信息之间的比率(包括一个像素信息的比率为1的情况以及1到(m-1)个像素信息的比率为0的情况)；组合信息产生处理，用于根据所述比率来产生通过相互组合m个像素信息而获得的组合信息；以及噪声降低处理，用于通过使用组合信息，对当前帧的且与第一像素相对应的像素信息执行噪声降低处理。
本发明的上述目的也能够通过一种电视接收机来实现，该电视接收机具有：本发明的上述噪声降低装置(包括其各个方面)。
本发明的上述目的也能够通过一种视频记录/重放装置来实现，该视频记录/重放装置具有：本发明的上述噪声降低装置(包括其各个方面)。
本发明的上述目的也能够通过一种使得计算机起到本发明的上述噪声降低装置(包括其各个方面)的计算机程序来实现。
本发明的上述目的也能够通过将可由计算机执行的指令程序确实地具体化的计算机可读介质中的计算机程序产品来实现，其使得计算机起到本发明的上述噪声降低装置(包括其各个方面)的作用。
当结合以下简要描述的附图进行阅读时，参考本发明的优选实施例的以下详细描述使得本发明的性质、效果以及其他的特征变得更加显而易见。
附图说明
图1示出了本发明的噪声降低装置的第一实施例的电路图；
图2示出了由图1中噪声降低装置执行的噪声降低处理的说明图；
图3示出了本发明的噪声降低装置的第二实施例的电路图；
图4示出了作为三维噪声降低处理的目标的与像素信息相对应的像素的说明图；
图5示出了作为一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的目标的与像素信息相对应的像素的说明图；
图6示出了由图3中噪声降低装置执行的噪声降低处理的说明图；
图7示出了由图3中噪声降低装置执行的噪声降低处理的说明图；
图8示出了由图3中噪声降低装置执行的噪声降低处理的说明图；
图9示出了由图3中噪声降低装置执行的噪声降低处理的说明图；
图10示出了本发明的噪声降低装置的第三实施例的电路图；
图11示出了本发明的噪声降低装置的第四实施例的电路图；以及
图12示出了电视接收系统的说明图。
具体实施方式
以下，将参考附图来讨论本发明的实施例。
(第一实施例)
图1示出了本发明的噪声降低装置和噪声降低方法的第一实施例。图1中的噪声降低装置10是用于执行噪声降低处理以便降低视频图像或图像中包含的噪声的装置。噪声降低装置10具有使用同一行中两个相邻像素之间的相关性的一维噪声降低功能、使用两个相邻行之间的相关性的二维噪声降低功能以及使用多个相邻帧之间相关性的三维噪声降低功能。噪声降低装置10具备：帧缓冲器11A、11B以及11C；运动检测设备12；组合设备13；三维噪声降低设备14；一维/二维噪声降低设备15；以及组合设备16。在这些构成元件之中，帧缓冲器11A-11C、运动检测设备12、组合设备13以及三维噪声降低设备14主要用于实现三维噪声降低功能。另一方面，一维/二维噪声降低设备15主要用于实现一维噪声降低功能和二维噪声降低功能。
每一个帧缓冲器11A-11C存储一个帧的图像信息。也就是，如果将作为当前处理的目标的帧被称为“当前帧”，那么帧缓冲器11A存储先于当前帧一个帧的帧的图像信息。帧缓冲器11B存储先于当前帧两个帧的帧的图像信息。帧缓冲器11C存储先于当前帧三个帧的帧的图像信息。能够由诸如半导体存储器那样的存储元件来构建每一个帧缓冲器11A-11C。
运动检测设备12检测图像的运动和多个帧。具体地，运动检测设备12检测先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像的运动、先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间的图像的运动、以及先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像的运动中的每一个。通过将由帧缓冲器11A、11B或11C存储的先于当前帧一个帧、两个帧或三个帧的帧的图像信息(亮度信息或者色彩信息等)与通过输入端17输入到运动检测设备12的当前帧的图像信息进行比较，能够执行图像的运动检测。例如，通过计算先于当前帧一个帧、两个帧或三个帧的帧的图像信息(亮度信息或者色彩信息等)与当前帧的图像信息之间的差异而能够执行图像的运动检测。换句话说，如果先于当前帧一个帧、两个帧或三个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间不存在任何差异，那么能够判断该图像保持静止。另一方面，如果先于当前帧一个帧、两个帧或三个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间存在差异，那么能够判断图像中存在运动。而且，为每一像素执行先于当前帧一个帧、两个帧或三个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间的比较。通过这样，能够精确地检测图像的运动。而且，运动检测设备12为组合设备13和16提供指示以下内容的运动信息，即指示(i)先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间、(ii)先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间、以及(iii)先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像的运动的存在或不存在、量、方向等等。
组合设备13具有两个功能。一个功能是为先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息的每一个设置比率。例如，组合设备13为先于当前帧一个帧的帧的图像信息设置0.7的比率、为先于当前帧两个帧的帧的图像信息设置0.2的比率以及为先于当前帧三个帧的帧的图像信息设置0.1的比率。而且，组合设备13能够为先于当前帧一个帧的帧的图像信息设置0的比率、为先于当前帧两个帧的帧的图像信息设置1的比率以及为先于当前帧三个帧的帧的图像信息设置0的比率。基于运动检测设备12提供的运动信息来执行比率的设置。例如，如果先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像的运动量大，那么为先于当前帧一个帧的帧的图像信息设置的比率是0或接近0。
组合设备13的另一功能是根据设置比率相互组合先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息。由该功能组合的图像信息作为组合信息被提供到三维噪声降低设备14。顺便提及，当通过组合设备13分别设置先于当前帧一个帧的帧的图像信息的比率为0、先于当前帧两个帧的帧的图像信息的比率为1以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息的比率0时，仅将先于当前帧两个帧的帧的图像信息作为组合信息提供到三维噪声降低设备14。这意味着从先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息中选择先于当前帧两个帧的帧的图像信息。
三维噪声降低设备14通过使用组合设备13提供的组合信息，来对当前帧的图像信息执行三维噪声降低处理。例如，三维噪声降低设备14根据噪声降低强度来为当前帧的图像信息以及组合信息设置比率，并且根据该比率将当前帧的图像信息和组合信息相加。顺便提及，作为三维噪声降低设备14的三维噪声降低处理中的操作方法，能够采用三维噪声降低处理中已知的操作方法。
一维/二维噪声降低设备15对当前帧的图像信息执行一维噪声降低处理或二维噪声降低处理。也就是，一维/二维噪声降低设备15通过使用与每一像素相邻的一个像素或多个像素(相关像素)的信息，来对当前帧的每一行中的每一像素的信息执行一维噪声降低处理。而且，一维/二维噪声降低设备15通过使用每一行之前的一行(相关行)的信息，来对当前帧的每一行的信息执行二维噪声降低处理。顺便提及，作为一维/二维噪声降低设备15的一维噪声降低处理和二维噪声降低处理，能够采用已知的一维噪声降低处理和已知的二维噪声降低处理。而且，能够采用已知的技术进行如下判断和确定：(i)对一个像素信息执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理中的哪一个处理，以及(ii)如何设置执行一维噪声降低处理的比率和执行二维噪声降低处理的比率。
组合设备16为如下图像信息的每一个设置比率：(i)由三维噪声降低设备14执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息，以及(ii)由一维/二维噪声降低设备15执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息。组合设备16根据所述比率组合两个图像信息。当前帧的组合图像信息被输出到输出端18和帧缓冲器11A。根据运动检测设备12提供的运动信息执行比率的设置。例如，如果各帧之间的图像运动量大，那么为执行三维噪声降低处理的图像信息设置的比率是0或接近0。顺便提及，组合设备16能够为执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置1的比率，并且为执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0的比率。在该情况下，只有执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息被输出到输出端18和帧缓冲器11A。这意味着从执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息以及执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息中选择执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息。
能够由运算电路和诸如半导体存储器那样的存储元件来构建运动检测设备12、组合设备13和16、以及噪声降低设备14和15。
噪声降低装置10的操作如下。在当前帧的图像信息被输入到输入端17时，当前帧的图像信息被输入到运动检测设备12、三维噪声降低设备14、以及一维/二维噪声降低设备15。运动检测设备12检测如下每一个：(i)先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动、(ii)先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间的图像运动以及(iii)先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像运动。然后，运动检测设备12产生指示图像运动存在或不存在、量、方向等等的每一个的运动信息，并且将该运动信息输出到组合设备13和16。然后，组合设备13基于运动信息，来对(i)先于当前帧一个帧的帧的图像信息、(ii)先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及(iii)先于当前帧三个帧的帧的图像信息的每一个，设置比率。而且，组合设备13根据设置的比率，对先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息进行相互组合。组合设备13将由此获得的图像信息作为组合信息输出到三维噪声降低设备14。然后，三维噪声降低设备14通过使用从组合设备13输出的组合信息，对当前帧的图像信息执行三维噪声降低处理。
另一方面，一维/二维噪声降低设备15对当前帧的图像信息执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理。
然后，组合设备16基于运动信息，对(i)由三维噪声降低设备14执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息和(ii)由一维/二维噪声降低设备15执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息的每一个设置比率。组合设备16根据所述比率组合两个图像信息。由组合设备16组合的当前帧的图像信息被输出到输出端18和帧缓冲器11A。然后，对帧缓冲器11A-11C执行图像信息的移位处理。换句话说，存储于帧缓冲器11B中的先于当前帧两个帧的帧的图像信息被存储到帧缓冲器11C中。然后，存储于帧缓冲器11A中的先于当前帧一个帧的帧的图像信息被存储到帧缓冲器11B中。然后，从组合设备16输出的当前帧的图像信息被存储到帧缓冲器11A中。
图2示出了由噪声降低装置10执行的噪声降低处理。图2中小圆形图形表示像素。最低层处的六个像素是构成当前帧的图像信息的一部分的像素。第二较低层处的六个像素是构成先于当前帧一个帧的帧的图像信息的一部分的像素。第三较低层处的六个像素是构成先于当前帧两个帧的帧的图像信息的一部分的像素。最高层处的六个像素是构成先于当前帧三个帧的帧的图像信息的一部分的像素。而且，某一像素以及恰好在所述某一像素之上或之下的像素在屏幕上具有相同的坐标。而且，黑色图形、阴影线图形以及白色图形之间具有彼此不同的像素信息。例如，各黑色图形具有相同的像素信息，而黑色图形和阴影线图像具有不同的像素信息。
根据图2，图像在先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间稍微地运动。图像在先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间保持静止。然而，图像在先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间显著地运动。如果视频图像中存在瞬间快速的运动，诸如使用照相机闪光来拍照的情况中，有这样的视频图像。例如，先于当前帧一个帧的帧的图像是由于照相机的闪光而使得整个屏幕变白情况下的图像。
在图2所示的情况中，噪声降低装置10的运动检测设备12产生如下运动信息：指示先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间图像的小量运动的运动信息、指示先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间图像没有运动的运动信息、以及指示先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间图像的极大量运动的运动信息。组合设备13例如根据运动信息，为先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像信息设置0的比率、为先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间的图像信息设置1的比率、为先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像信息设置0的比率。组合设备13基于这些比率来组合图像信息。结果，仅将先于当前帧两个帧的帧的图像信息作为组合信息提供给三维噪声降低设备14。通过这样，三维噪声降低设备14通过使用先于当前帧两个帧的帧的图像信息，来对当前帧的图像信息执行噪声降低处理。而且，组合设备16例如根据运动信息，来为执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置1的比率，并且对执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0的比率。然后，组合设备16基于所述比率，将两个图像信息进行组合并且输出当前帧的组合信息到输出端18等等。结果，如图2所示那样，只有执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息作为当前帧的图像信息被输出到输出端18等等。
如上所述，如果视频图像中存在瞬间快速的运动，那么噪声降低装置10通过使用快速运动之前的图像(也就是先于当前帧两个帧的帧的图像)而不使用快速动作中的图像(也就是先于当前帧一个帧的帧的图像)，能够执行三维噪声降低处理。这样，通过噪声降低处理，能够去除噪声并且能够防止视频图像的拖尾。
而且，甚至在视频图像中存在瞬间快速运动的情况中，如果图像在瞬间快速运动之前或之后保持静止，那么噪声降低装置10既不执行一维噪声降低处理也不执行二维噪声降低处理，而是执行三维噪声降低处理。通过这样，能够防止由一维噪声降低处理或二维噪声降低处理导致的坏的效果，也就是视频图像的分辨率的降低。
如上所解释的那样，噪声降低装置10不仅使用先于当前帧一个帧的帧的图像信息，而且使用先于当前帧两个帧的帧的图像信息以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息，从而执行三维噪声降低处理。通过这样，能够防止由噪声降低处理导致的视频图像的分辨率的降低或视频图像的拖尾。所以，能够获得足够好的图像质量。
顺便提及，帧缓冲器11A是本发明第一存储设备的具体实例，帧缓冲器11B和11C是本发明第二存储设备的具体实例，并且运动检测设备12是本发明运动检测设备的具体实例。而且，组合设备13是本发明的比率设置设备、组合信息产生设备、比率设置处理以及组合信息产生处理的具体实例。而且，三维噪声降低设备14是本发明的噪声降低设备、加法设备以及噪声降低处理的具体实例。
而且，在噪声降低装置10中，举例说明了基于先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息、以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息来执行三维噪声降低处理的情况。然而，本发明并不限于此。例如，可以基于先于当前帧一个帧的帧的图像信息和先于当前帧两个帧的帧的图像信息来执行三维噪声降低处理。作为选择，除了基于先于当前帧一个帧的帧的图像信息、先于当前帧两个帧的帧的图像信息、以及先于当前帧三个帧的帧的图像信息之外，还可以基于先于当前帧四个帧或更多帧的帧的多个图像信息来执行三维噪声降低处理。
而且，运动检测设备12也可以参考与检测目标像素不同的像素的像素信息和位于该不同像素附近的另一像素的像素信息之间的一致性的检测结果，以便检测图像运动。运动检测设备12也可以参考与检测目标像素的像素信息和位于检测目标像素附近的另一像素的像素信息相对应的图像运动轨迹，以便检测图像运动。通过追踪运动检测结果的过去历史、或运动向量的操作和计算，能够知道图像运动的轨迹。
而且，噪声降低设备10具有三维噪声降低功能和一维/二维噪声降低功能；然而，本发明并不限于此。例如，噪声降低装置仅具有应用了本发明的三维噪声降低功能。
(第二实施例)
图3示出了本发明的噪声降低装置和噪声降低方法的第二实施例。图3中的噪声降低装置20是用于执行噪声降低处理以便降低视频图像或图像中包含的噪声的装置。噪声降低装置20具有一维噪声降低功能、二维噪声降低功能、以及三维噪声降低功能。噪声降低装置20具有：帧缓冲器21；运动和一致性检测设备22；组合设备23；三维噪声降低设备24；一致性检测设备25；组合设备26；一维/二维噪声降低设备27；以及组合设备28。在这些构成元件之中，帧缓冲器21、运动和一致性检测设备22、组合设备23以及三维噪声降低设备24主要用于实现三维噪声降低功能。另一方面，一致性检测设备25、组合设备26以及一维/二维噪声降低设备27主要用于实现一维噪声降低功能和二维噪声降低功能。
帧缓冲器21存储先于当前帧一个帧的帧的图像信息。能够由诸如半导体设备那样的存储元件来构造帧缓冲器21。
运动和一致性检测装置22具有两个功能。一个功能是检测先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动。通过比较帧缓冲器21中存储的先于当前帧一个帧的帧的图像信息与经由输入端29输入到运动和一致性检测设备22的当前帧的图像信息，能够执行图像的运动检测。例如，通过计算先于当前帧一个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间的差异，能够执行图像的运动检测。而且，对每一像素，执行先于当前帧一个帧的帧的图像信息与当前帧的图像信息之间的比较。此外，运动和一致性检测设备22把指示先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动的存在或不存在、量、方向等等的每一个的运动信息提供给组合设备28。
运动和一致性检测设备22的另一功能是检测当前帧的每一像素信息与先于当前帧一个帧的帧的每一像素信息之间的一致性。通过比较帧缓冲器21中存储的先于当前帧一个帧的帧的图像信息中包含的像素信息(亮度信息和色彩信息等等)与经由输入端29输入到运动和一致性检测设备22的当前帧的像素信息，能够执两个像素信息之间的一致性检测。如图4所示，关于在视频显示区域中具有相同坐标的像素P1，运动和一致性检测设备22检测当前帧的像素信息与先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性。而且，对像素P2-P25中的每一像素，运动和一致性检测设备22检测像素P1的当前帧的像素信息与位于像素P1附近的多个像素P2-P25的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性。下文中，作为处理的目标的像素称为“目标像素”，并且位于目标像素附近的像素是“邻近像素”。而且，运动和一致性检测设备22把第一一致性信息提供给组合设备23，对于每一目标像素和多个邻近像素，第一一致性信息指示目标像素的当前帧的像素信息与多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性的存在或不存在、程度等等。
组合设备23具有两个功能。一个功能是为(i)目标像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息以及(ii)多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息的每一个，设定比率。例如，如图4所示那样，组合设备23为目标像素P1的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置0的比率，为邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置1的比率，以及为剩余邻近像素P3-P25的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置0的比率。基于从运动和一致性检测设备22提供的第一一致性信息来执行比率的设置。例如，如果目标像素P1的当前帧的像素信息与邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性高，那么为邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置大的比率。
组合设备23的另一功能是根据设置的比率，相互组合(i)目标像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息和(ii)邻近像素或多个像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息。由该功能组合的像素信息作为第一组合信息被提供给三维噪声降低设备24。顺便提及，当通过组合设备23分别为目标像素P1的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置比率为0，为邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置比率为1，以及为剩余邻近像素P3-P25的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置比率为0时，仅将邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息作为第一组合信息提供到三维噪声降低设备24。这意味着：从目标像素P1的先于当前帧一个帧的帧的像素信息和邻近像素P2-P25的先于当前帧一个帧的帧的像素信息中选择邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息。
三维噪声降低设备24通过使用从组合设备23提供的第一组合信息，对当前帧的图像信息中包含的每一像素信息执行三维噪声降低处理。作为三维噪声降低设备24的三维噪声降低处理中的操作方法，能够采用三维噪声降低处理中的已知操作方法。
一致性检测设备25检测当前帧中每一目标像素的像素信息与每一邻近像素的像素信息之间的一致性。例如，如图5所示，对于邻近像素P2-P25中的每一个邻近像素，一致性检测设备25检测当前帧中目标像素P1的像素信息与多个邻近像素P2-P25的像素信息之间的一致性。通过相互比较多个邻近像素P2-P25的每一像素信息(亮度信息和色彩信息等等)与目标像素P1的像素信息，能够执行像素信息之间的一致性检测。一致性检测设备25向组合设备26提供第二一致性信息，对于多个邻近像素的每一邻近像素，该第二一致性信息指示当前帧中目标像素的像素信息与多个邻近像素的像素信息之间的一致性的存在或不存在、程度等等。
组合设备26具有两个功能。一个功能是为多个邻近像素的当前帧的每一像素信息设置比率。例如，如图5所示，组合设备26为多个邻近像素P2-P25的当前帧的每一像素信息设置比率。顺便提及，组合设备26能够为邻近像素P2的当前帧的像素信息设置1的比率并且为剩余邻近像素P3-P25的当前帧的像素信息设置0的比率。基于从一致性检测设备25提供的一致性信息来执行比率的设置。例如，如果目标像素P1的当前帧的像素信息与邻近像素P2的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性高，那么为邻近像素P2的当前帧的像素信息设置大的比率。
组合设备26的另一功能是根据设置比率，相互组合当前帧的邻近像素的像素信息。由该功能组合的邻近像素的当前帧的像素信息作为第二组合信息被提供到一维/二维噪声降低设备27。顺便提及，当通过组合设备26分别为邻近像素P2的当前帧的像素信息设置比率为1并且为剩余邻近像素P3-P25的当前帧的像素信息设置比率为0时，仅将邻近像素P2的当前帧的像素信息作为第二组合信息提供到一维/二维噪声降低设备27。这意味着：从邻近像素P2-P25的当前帧的像素信息中选择邻近像素P2的当前帧像素信息。
一维/二维噪声降低设备27通过使用从组合设备26提供的第二组合信息，对当前帧的每一像素信息执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理。顺便提及，作为一维/二维噪声降低设备27的一维噪声降低处理和二维噪声降低处理，能够采用已知的一维噪声降低处理和已知的二维噪声降低处理。
组合设备28为(i)由三维噪声降低设备24执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息和(ii)由一维/二维噪声降低设备27执行一维/二维噪声降低处理的当前帧的图像信息的每一个，设置比率。组合设备28根据该比率，组合(i)由三维噪声降低设备24执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息与(ii)由一维/二维噪声降低设备27执行一维/二维噪声降低处理的当前帧的图像信息。当前帧的组合图像信息被输出到输出端30和帧缓冲器21。基于从运动和一致性检测设备22提供的运动信息执行比率的设置。例如，如果各帧之间图像运动的量大，那么为执行三维噪声降低处理的图像信息设置0或接近0的比率。顺便提及，组合设备28能够为执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置1的比率，并且为执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0的比率。在该情况中，只有把执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息输出到输出端30和帧缓冲器21。这意味着：从执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息和执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息中，选择执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息。
能够由运算电路和诸如半导体存储器那样的存储元件来构建运动和一致性检测设备22，组合设备23、26和28，噪声降低设备24和27，以及一致性检测设备25。
噪声降低装置20的操作如下。如果当前帧的图像信息被输入到输入端29，那么当前帧的图像信息被输入到运动和一致性检测设备22、三维噪声降低设备24、组合设备26、一致性检测设备25、以及一维/二维噪声降低设备27。运动和一致性检测设备22检测先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动。然后，运动和一致性检测设备22产生指示图像运动存在和不存在、量、方向等等的运动信息，并且将该运动信息输出到组合设备28。而且，运动和一致性检测设备22检测目标像素的当前帧的像素信息与多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性，并且把指示两个像素信息之间的一致性的存在或不存在、程度等等的第一一致性信息输出给组合设备23。然后，组合设备23基于第一一致性信息，目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的每一像素信息设置比率。然后，组合设备23根据设置的比率对目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息进行相互组合。组合设备23把如此获得的图像信息作为第一组合信息输出到三维噪声降低设备24。然后，通过使用第一组合信息，三维噪声降低设备24对当前帧的图像信息执行三维噪声降低处理。
另一方面，一致性检测设备25检测目标像素的像素信息与多个邻近像素的像素信息之间的一致性，并且把指示两个像素信息之间的一致性的存在或不存在、程度等等的第二一致性信息输出到组合设备26。组合设备26基于第二一致性信息，为多个邻近像素的当前帧的每一像素信息设置比率。然后，组合设备26根据设置比率组合多个邻近像素的当前帧的像素信息。组合设备26把由此获得的图像信息作为第二组合信息输出到一维/二维噪声降低设备27。然后，一维/二维噪声降低设备27通过使用第二组合信息来为当前帧的图像信息执行一维/二维噪声降低处理。
然后，组合设备28基于运动信息，为由三维噪声降低设备24执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置比率，并且为由一维/二维噪声降低设备27执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置比率。并且，组合设备28根据该比率来组合两个图像信息。由组合设备28组合的当前帧的图像信息被输出到输出端30和帧缓冲器21。然后，帧缓冲器21将当前帧的图像信息存储于其中。
图6-图9的每一个都示出了由噪声降低装置20执行的噪声降低处理。图中的小圆形图形表示像素。最低层的六个像素是构成当前帧的图像信息的一部分的像素。第二低层的六个像素是构成先于当前帧一个帧的帧的图像信息的一部分的像素。最高层的六个像素是构成先于当前帧两个帧的帧的图像信息的一部分的像素。而且，某一像素和恰好在该某一像素之上或之下的像素在屏幕中具有相同的坐标。而且，黑色图形、阴影线图形和白色图形具有彼此不同的像素信息。例如，各黑色图形具有相同的像素信息，而黑色图形和阴影线图像具有不同的像素信息。而且，在每一层的六个像素从图的左边开始是P22、P8、P1、P4和P14。像素的布置对应于图4和图4中像素的布置。
根据图6和图7，图像在先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间保持静止。然而，图像在先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间显著地运动。如果视频图像中存在瞬间快速运动，诸如使用照相机闪光来照相的情况，那么具有这样的视频图像。
在图6所示的情况中，噪声降低装置20的运动和一致性检测设备22产生用于指示先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间图像的极大量运动的运动信息。而且，一致性检测设备25产生用于表示当前帧中目标像素P1的像素信息与邻近像素P4的像素信息之间的极高一致性的第二一致性信息，和表示目标像素P1的像素信息与除了邻近像素P4之外的邻近像素的像素信息之间的低一致性的第二一致性信息。组合设备26例如根据第二一致性信息，为邻近像素P4的当前帧的像素信息设置1的比率，并且为除了邻近像素P4之外的邻近像素的当前帧的像素信息设置0的比率，并且基于各比率来组合图像信息。结果，当对目标像素P1执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理时，仅将邻近像素P4的当前帧的像素信息提供给一维/二维噪声降低设备27。通过这样，一维/二维噪声降低设备27仅使用邻近像素P4的当前帧的像素信息，并且对目标像素P1的当前帧的像素信息执行一维噪声降低处理。而且，组合设备28例如根据运动信息，为执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0的比率，以及为执行一维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置1的比率。然后，组合设备28基于各比率来组合两个图像信息，并且将当前帧的组合信息输出到输出端30等等。结果，如图6所示，只有执行一维噪声降低处理的当前帧的图像信息作为当前帧的图像信息被输出到输出端30等等。
如上所述，如果视频图像中存在瞬间快速的运动，那么噪声降低装置20输出执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理(顺便提及，如图6所示那样，在一些情况中，仅执行一维噪声降低处理或二维噪声降低处理)的当前帧的像素信息。然后，在一维噪声降低处理和二维噪声降低处理中，从多个邻近像素的当前帧的像素信息中选择和使用与目标像素的像素信息具有高度一致性的像素信息。也就是，不是如传统技术那样始终使用邻近像素或某一方向上像素的像素信息。例如，如图6所示那样，如果位于目标像素P1右边的邻近像素P4的像素信息的一致性高，那么噪声降低处理使用邻近像素P4的像素信息。另一方面，如图7所示，如果位于目标像素P1左边的邻近像素P8的像素信息的一致性高，那么噪声降低处理使用邻近像素P8的像素信息。通过这样，能够去除噪声，并且还能够防止视频图像的分辨率的降低。
另一方面，根据图8，每一像素的像素信息改变，以至于随着帧继续(也就是随着时间的逝去)时，其从右侧向左侧运动。而且，根据图9，每一像素的像素信息改变，以至于随着帧继续(也就是随着时间的逝去)时，其从左侧向右侧运动。如果在屏幕的一部分中存在相对轻微的运动，那么存在这样的视频。
在图8所示的情况中，噪声降低装置20的运动和一致性检测设备22产生用于指示先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间图像的小量运动的运动信息。而且，运动和一致性检测设备22产生(i)表示目标像素P1的当前帧的像素信息与邻近像素P4的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的极高一致性的第一一致性信息，(ii)表示目标像素P1的当前帧的像素信息与邻近像素P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的极高一致性的第一一致性信息，以及(iii)表示目标像素P1的当前帧的像素信息与除了邻近像素P4和P14之外的邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的低一致性的第一一致性信息。组合设备23例如根据第一一致性信息，为邻近像素P4的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置0.5的比率，为邻近像素P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置0.5的比率，为除了邻近像素P4和P14之外的邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息设置0的比率，并且基于各比率来组合像素信息。结果，当对目标像素P1执行三维噪声降低处理时，仅将邻近像素P4和P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息提供到三维噪声降低设备24。通过这样，三维噪声降低设备24仅使用邻近像素P4和P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息，并且对目标像素P1的当前帧的像素信息执行三维噪声降低处理。
而且，一致性检测设备25产生(i)表示当前帧中目标像素P1的像素信息与邻近像素P4的像素信息之间的极高一致性的第二一致性信息，和(ii)表示当前帧中目标像素P1的像素信息与除了邻近像素P4之外的邻近像素的像素信息之间的低一致性的第二一致性信息。组合设备26例如根据第二一致性信息，为邻近像素P4的当前帧的像素信息设置1的比率，并且为除了邻近像素P4之外的邻近像素的当前帧的像素信息设置0的比率，并且基于各比率来组合像素信息。结果，当对目标像素P1执行一维噪声降低处理和二维噪声降低处理时，仅将邻近像素P4的当前帧的像素信息提供给一维/二维噪声降低设备27。通过这样，一维/二维噪声降低设备27仅使用邻近像素P4的当前帧的像素信息，并且对目标像素P1的当前帧的像素信息执行一维噪声降低处理。而且，组合设备28例如根据运动信息，为执行三维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0.5的比率，并为执行一维噪声降低处理的当前帧的图像信息设置0.5的比率。然后，组合设备28基于各比率来组合两个图像信息，并且将当前帧的组合图像信息输出到输出端30等等。结果，如图8所示，执行三维噪声降低处理和一维噪声降低处理的当前帧的图像信息作为当前帧的图像信息被输出到输出端30等等。
如上所述，如果屏幕的一部分中存在相对轻微的运动，那么噪声降低装置20必要时基于目标像素和多个邻近像素中的每一邻近像素之间一致性的存在或不存在、或程度，来输出执行了一维噪声降低处理、二维噪声降低处理和三维噪声降低处理的当前帧的图像信息。在三维噪声降低处理中，从多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息中选择和使用与目标像素的像素信息具有高度一致性的像素信息。也就是，不是如传统技术那样始终使用同一坐标上的像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息。例如，如图8所示，如果位于目标像素P1右边的邻近像素P4和P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息的一致性高，那么噪声降低处理使用邻近像素P4和P14的先于当前帧一个帧的帧的像素信息。另一方面，如图9所示，如果位于目标像素P1左边的邻近像素P8和P22的先于当前帧一个帧的帧的像素信息的一致性高，那么噪声降低处理使用邻近像素P8和P22的像素信息。
如以上解释的那样，噪声降低装置20基于当前帧中目标像素的像素信息与多个邻近像素的像素信息之间的一致性，来执行一维/二维噪声降低处理。通过这样，能够防止由噪声降低处理导致的视频图像的分辨率降低。所以，能够获得足够好的图像质量。
而且，噪声降低装置20基于目标像素的当前帧的像素信息与多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性，来执行三维噪声降低处理。通过这样，能够防止由噪声降低处理导致的视频图像的拖尾。所以，能够获得足够好的图像质量。
顺便提及，帧缓冲器21是本发明的存储设备的具体实例，并且运动和一致性检测设备22是本发明的运动检测设备和一致性检测设备的具体实例。而且，组合设备23和26是本发明的比率设置设备、组合信息产生设备的具体实例。而且，三维噪声降低设备24和27是本发明的噪声降低设备、加法设备的具体实例。而且，一致性检测设备25是本发明的一致性检测设备的具体实例。
此外，在噪声降低装置20中，如图4和图5所示那样，举例说明了检测目标像素P1的图像信息与多个邻近像素P2-P25的图像信息之间的一致性的情况。然而，本发明并不限于此。在检测一致性中使用的邻近像素的范围可以变窄。例如，在检测一致性中可以仅使用邻近像素P2-P9。相反，在检测一致性中使用的邻近像素的范围可以变宽，并且在检测一致性不仅可以使用邻近像素P2-P25而且可以使用包围邻近像素P2-P25的其他邻近像素。
此外，噪声降低装置20的运动和一致性检测设备22或一致性检测设备25也可以参考目标像素的像素信息与邻近像素的像素信息之间的一致性的过去历史，以便检测目标像素的像素信息与邻近像素的像素信息之间的一致性。而且，运动和一致性检测设备22或一致性检测设备25也可以参考不同于目标像素的不同像素的像素信息与位于该不同像素附近的另一像素的像素信息之间的一致性检测结果，以便检测目标像素的像素信息与邻近像素的像素信息之间的一致性。而且，运动和一致性检测设备22或一致性检测设备25也可以参考与包括目标的像素信息或邻近像素的像素信息的图像信息相对应的图像的运动轨迹，以便检测目标像素的像素信息与邻近像素的像素信息之间的一致性。通过追踪运动检测结果的过去历史或运动向量的操作或计算，能够知道图像的运动轨迹。通过上述参考而获得的信息能够用于增加运动和一致性检测设备22或一致性检测设备25的检测精确度。而且，通过上述参考而获得的信息可以作为参考信息提供给组合设备23或26。在该情况下，组合设备23或26基于参考信息和一致性信息来设置像素信息的比率。例如，通过使用由用于一致性检测或比率设置的上述参考获得的信息，能够有效地去除局部地产生的显著噪声。作为选择，能够防止局部地产生的显著噪声引起一致性检测或比率设置中的误差。
而且，噪声降低设备20具有三维噪声降低功能和一维/二维噪声降低功能；然而，本发明并不限于此。例如，噪声降低装置可以仅具有应用了本发明的三维噪声降低功能。作为选择，噪声降低装置可以仅具有应用了本发明的一维噪声降低功能或二维噪声降低功能。
(第三实施例)
图10示出了本发明的噪声降低装置和噪声降低方法的第三实施例。顺便提及，在图10的噪声降低装置中，与图3所示噪声降低装置20的构成元件相同的构成元件带有相同的参考数字，并且忽略它们的解释。
图10中的噪声降低装置40具有图3所示的噪声降低装置20的功能和图1所示噪声降低装置10的功能。具体地，噪声降低装置40具有：(i)通过使用邻近像素的当前帧的像素信息来执行一维/二维噪声降低处理的功能，其中所述邻近像素的当前帧的像素信息与目标像素的当前帧的像素信息具有高度一致性；(ii)通过使用目标像素和邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息来执行三维噪声降低处理的功能，其中所述像素信息与目标像素的当前帧的像素信息具有高度一致性；(iii)通过使用目标像素和邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息来执行三维噪声降低处理的功能，其中所述像素信息与目标像素的当前帧的像素信息具有高度一致性；以及(4)通过使用目标像素和邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息来执行三维噪声降低处理的功能，其中所述像素信息与目标像素的当前帧的像素信息具有高度一致性。
换句话说，运动和一致性检测设备43检测如下每一个图像运动：先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间的图像运动、先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间的图像运动、以及先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像运动。通过将帧缓冲器21、41或42中存储的先于当前帧一个、两个或三个帧的帧的图像信息与经由输入端29输入到运动和一致性检测设备43的当前帧的图像信息进行比较，能够执行图像的运动检测。然后，运动和一致性检测设备43向组合设备44和28提供运动信息，该运动信息指示：先于当前帧一个帧的帧与当前帧之间、先于当前帧两个帧的帧与当前帧之间、先于当前帧三个帧的帧与当前帧之间的图像运动的存在或不存在、量、方向等等的每一个。
而且，运动和一致性检测设备43检测：(i)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性；(ii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息之间的一致性；以及(iii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息之间的一致性。通过将帧缓冲器21、41或42中存储的先于当前帧一个、两个或三个帧的帧的目标像素和邻近像素的像素信息与经由输入端29输入到运动和一致性检测设备43的目标像素的当前帧内的像素信息进行比较，能够执行一致性的检测。然后，运动和一致性检测设备43向组合设备44提供第一一致性信息，该第一一致性指示：(i)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间、(ii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息之间、(iii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息之间一致性存在或不存在、程度等等。
组合设备44根据从运动和一致性检测设备43提供的运动信息和第一一致性信息，为目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息、目标像素和多个邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息、以及目标像素和多个邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息的每一个设定比率。然后，组合设备44根据各设置比率来组合像素信息，并且将由此获得的像素信息作为第一组合信息提供到三维噪声降低设备24。
根据具有如此结构的噪声降低装置40，能够高精确度地防止由噪声降低处理导致的视频分辨率降低或出现拖尾，并且能够获得非常好的图像质量。
顺便提及，帧缓冲器21是本发明的第一存储设备的具体实例，并且帧缓冲器41和42是本发明的第二存储设备的具体实例。而且，运动和一致性检测设备43是本发明的运动检测设备和一致性检测设备的具体实例。而且，组合设备44是本发明的比率设置设备和组合信息产生设备的具体实例。
(第四实施例)
图11示出了本发明的噪声降低装置和噪声降低方法的第四实施例。顺便提及，在图11的噪声降低装置中，与图10所示噪声降低设备40的构成元件相同的构成元件带有相同的数字参考，并且忽略它们的解释。
在图11的噪声降低装置50中，通过合并图10所示噪声降低装置40的运动和一致性检测设备43和一致性检测设备25而获得一致性检测设备51。而且，通过合并噪声降低装置40的组合设备26、28和44而获得组合设备52。而且，通过合并噪声降低装置40的噪声降低设备24和27而获得噪声降低设备53。
也就是，一致性检测设备51检测：(i)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息之间的一致性；(ii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息之间的一致性；(iii)目标像素的当前帧的像素信息与目标像素和多个邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息之间的一致性；(iv)当前帧中目标像素的像素信息与多个邻近像素的像素信息之间的一致性。然后，一致性检测设备向组合设备52提供一致性信息，该一致性信息指示上述一致性的存在或不存在、程度等等。
组合设备52根据从一致性检测设备51提供的一致性信息，为目标像素和多个邻近像素的先于当前帧一个帧的帧的像素信息、目标像素和多个邻近像素的先于当前帧两个帧的帧的像素信息、目标像素和多个邻近像素的先于当前帧三个帧的帧的像素信息、以及多个邻近像素的当前帧的像素信息的每一个设置比率。然后，组合设备52根据设置比率来组合像素信息，并且将由此获得的像素信息作为组合信息提供到噪声降低设备53。
噪声降低设备53通过使用从组合设备52提供的组合信息来对当前帧的像素信息执行噪声降低处理。例如，噪声降低设备53根据噪声降低强度，为当前帧的像素信息和组合信息的每一个设置比率，并且根据该比率对两者相加。
甚至借助于具有该结构的噪声降低装置50，能够高精确度地防止由噪声降低处理引起的视频分辨率降低或出现拖尾，并且能够获得非常好的图像质量。
顺便提及，一致性检测设备51是本发明的一致性检测设备的具体实例。组合设备52是本发明的比率设置设备和组合信息产生设备的具体实例。而且，噪声降低设备53是本发明的噪声降低设备的具体实例。
上述噪声降低装置10、20、40、或50能够用于电视接收机或视频记录/重放装置。例如，图12示出了使用噪声降低装置10的电视接收系统。图12中的电视接收系统1具有：调谐器内置型视频记录/重放装置2；和显示装置3。视频记录/重放装置2具有：TV调谐器；硬盘驱动器；光盘驱动器；等等。视频记录/重放装置2能够接收视频信号并且能够记录和重放视频图像。显示装置3例如是等离子显示装置，并且显示与由视频记录/重放装置2的调谐器接收到的视频信号相对应的视频图像。噪声降低装置10被布置在视频记录/重放装置2内，并且对包含在由调谐器接收到的视频信号中的图像信息和像素信息执行噪声降低处理。根据具有噪声降低装置10的电视接收系统1，能够高度精确地防止由噪声降低处理引起的视频分辨率的降低或出现拖尾，并且能够获得十分好的图像质量。顺便提及，电视接收系统1是本发明的电视接收装置和视频记录/重放装置的具体实例。
而且，本发明的噪声降低装置和噪声降低方法也能够通过计算机程序或计算机可读介质中的计算机程序产品来实现。例如，通过准备用于实现上述运动检测、一致性检测、组合处理以及噪声降低处理等等的计算机程序，并且通过使得计算机读取该计算机程序，能够使得计算机起到噪声降低装置的作用。在该情况中，也能够使得预先安装在计算机上的半导体存储器起到帧缓冲器的作用。
在不脱离发明的精神或本质特征的情况下，发明可以具体化为其他的特殊形式。因此在所有方面上，所述实施例被认为是说明性的而不是限制性的，通过权利要求而不是先前的描述来指示本发明的范围，因此权利要求等效的意义和范围内的所有改变被包含于其中。