静止シーンでは一般的な画像フィルタリングアルゴリズムでノイズを効果的に抑制できるが、動いている状態では既存のフィルタリングアルゴリズムはノイズ除去の有効性を保証できず、ゴーストイメージが発生する。運動補償を用いたフィルタリングアルゴリズムもノイズを効果的に抑制できない。これらの問題に対処するため、時空間領域フィルタリングに基づく動画ノイズ除去アルゴリズムを提案し、現場プログラマブルゲートアレイ（FPGA）プラットフォーム上で実装した。このアルゴリズムは主にガウス差分フィルタを用いて画像特徴を抽出し、その後空間フィルタリングで高周波ノイズを抑制し、フィードバック方式で分割された画像領域に異なるノイズ除去戦略を適用する。ハードウェア実装の鍵は、高位合成（HLS）ツールを利用してプログラミングを簡素化し、DDR3制御モジュールで各モジュール間のビデオストリームの入出力を制御することである。実験結果から、このアルゴリズムは効果的にノイズを除去でき、異なるシーンにおいて非下サンプリング輪郭波変換に基づくノイズ除去アルゴリズムと比較してピーク信号対雑音比を最大15 dB向上できる。FPGAへ移植後は、MATLABソフトウェアシミュレーションとの差異が約0.3 dBで、実行時間は71.5％以上短縮され、リアルタイム性能を保ちながら優れた可視光動画のノイズ除去効果を達成した。

画像処理;動画ノイズ除去;可視光;現場プログラマブルゲートアレイ;運動補償;ガウス差分フィルタ