專利名稱：信號(hào)處理設(shè)備、信號(hào)處理方法以及噪聲降低設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可應(yīng)用于遞歸型濾波器設(shè)備或遞歸型噪聲降低設(shè)備等等的信號(hào)處理設(shè)備以及信號(hào)處理方法。
背景技術(shù)：
在多數(shù)情況下，幀遞歸型噪聲降低設(shè)備安裝在處理數(shù)字視頻信號(hào)的設(shè)備上，例如視頻記錄/重放設(shè)備和電視接收機(jī)。
幀遞歸型噪聲降低設(shè)備是一種用于通過利用視頻信號(hào)幀之間的相關(guān)性來降低包含在視頻信號(hào)中的噪聲的設(shè)備。幀遞歸型噪聲降低設(shè)備具有IIR(無限脈沖響應(yīng))濾波器結(jié)構(gòu)。幀遞歸型噪聲降低設(shè)備將前一幀(即在當(dāng)前幀之前的一幀)中的視頻信號(hào)存儲(chǔ)到幀緩沖器中；執(zhí)行從幀緩沖器獲得的前一幀中的視頻信號(hào)與當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)的減法；用噪聲降低系數(shù)乘以由所述減法獲得的差信號(hào)；以及將由所述乘法獲得的信號(hào)加到當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)。由這些處理獲得的當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)被存儲(chǔ)到幀緩沖器中，并被用于下一幀中的視頻信號(hào)的噪聲降低處理。噪聲降低系數(shù)是根據(jù)由運(yùn)動(dòng)檢測電路檢測到的視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量來設(shè)置的。
例如，如果當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)是Sn，前一幀中的視頻信號(hào)是Sn-1，且噪聲降低系數(shù)是k(k＜1)，那么幀遞歸型噪聲降低設(shè)備的輸出信號(hào)Sout由下面的等式(1)來表達(dá)。
Sout＝Sn+k·(Sn-1-Sn)＝(1-k)·Sn+k·Sn-1(1)順便提及，該幀遞歸型噪聲降低設(shè)備具有以下問題。
也就是，在該幀遞歸型噪聲降低設(shè)備中，為了盡可能增大噪聲降低效果和防止由噪聲降低處理導(dǎo)致的視頻分辨率的降低，希望忠實(shí)地將根據(jù)等式(1)的運(yùn)算或計(jì)算的結(jié)果反映到輸出信號(hào)中。但是，如果等式(1)的運(yùn)算是對當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)執(zhí)行的，并且運(yùn)算結(jié)果忠實(shí)地反映到了輸出信號(hào)中，那么輸出信號(hào)的數(shù)字位數(shù)(包括小數(shù)位的位數(shù))增加，因此，輸出信號(hào)的位的數(shù)量也增加了。因此，有必要增加噪聲降低設(shè)備中用于傳輸輸出信號(hào)的信號(hào)線(數(shù)據(jù)總線)的總線寬度。同時(shí)，也有必要增加組成該噪聲降低設(shè)備的幀緩沖器和運(yùn)算元件等的位結(jié)構(gòu)的規(guī)模。此外，也有必要擴(kuò)展用于接收噪聲降低設(shè)備的輸出信號(hào)的后續(xù)電路的位結(jié)構(gòu)或總線寬度。結(jié)果，噪聲降低設(shè)備和后續(xù)電路的規(guī)模增大了，這可能引起諸如處理速度降低、耗電增大、電路基板面積大小增大以及制造成本增加等問題。
為了防止電路規(guī)模增大，能夠考慮下面的方法。也就是，在用噪聲降低系數(shù)乘以前一幀中的視頻信號(hào)和當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)之間的差信號(hào)的運(yùn)算之后，對由該運(yùn)算獲得信號(hào)的低位進(jìn)行下舍入。然后，將低位被下舍入的信號(hào)加到當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)。例如，如果當(dāng)前幀中的視頻信號(hào)(輸入信號(hào))是n位的且由用噪聲降低系數(shù)乘以差信號(hào)的運(yùn)算獲得信號(hào)是(n+m)位的，那么，對該(n+m)位信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，從而將該信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位。根據(jù)該方法，可以使噪聲降低設(shè)備的輸出信號(hào)的位數(shù)與它的輸入信號(hào)的位數(shù)相等。因此，沒有必要增大用于傳輸輸出信號(hào)的信號(hào)線的總線寬度、幀緩沖器、運(yùn)算元件、后續(xù)電路等等，所以可以防止電路規(guī)模增大。
但是，根據(jù)該方法，由于低位的下舍入處理，根據(jù)等式(1)的運(yùn)算結(jié)果不再忠實(shí)地反映到輸出信號(hào)中。結(jié)果，難以充分增大幀遞歸型噪聲降低設(shè)備的噪聲降低效果，或充分防止由噪聲降低處理引起的視頻分辨率降低。
另一方面，如果視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量是由運(yùn)動(dòng)檢測電路非常精確地檢測的，并且檢測結(jié)果非常精確地反映到噪聲降低系數(shù)k中，作為等式(1)的運(yùn)算結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確地響應(yīng)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)的噪聲降低處理，所以可以增大噪聲降低效果和防止視頻分辨率降低的效果。但是，如果執(zhí)行了上述低位的下舍入處理，那么噪聲降低系數(shù)k基本上被下舍入了。結(jié)果，由運(yùn)動(dòng)檢測電路執(zhí)行的非常精確的運(yùn)動(dòng)檢測的效果沒有反映到噪聲降低處理中，并且?guī)缀醪豢赡茉龃笤肼暯档托Ч头乐挂曨l分辨率降低的效果。
這樣的問題不僅可能出現(xiàn)在幀遞歸型噪聲降低設(shè)備中，也可能出現(xiàn)在普通的IIR濾波器中。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的第一目的是提供一種信號(hào)處理設(shè)備、信號(hào)處理方法以及噪聲降低設(shè)備，它們在由信號(hào)處理獲得的信號(hào)的位數(shù)被降低的情況下，可以把由信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)的效果非常精確地反映到由信號(hào)處理獲得的信號(hào)中。
本發(fā)明的第二目的是提供一種信號(hào)處理設(shè)備、信號(hào)處理方法以及噪聲降低設(shè)備，它們可以增加噪聲降低效果和防止視頻分辨率降低的效果，同時(shí)降低用于執(zhí)行噪聲降低處理的電路或輸出信號(hào)所提供到的后續(xù)電路中的信號(hào)線的總線寬度。
本發(fā)明的上述目的可以由第一信號(hào)處理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備具有信號(hào)處理裝置，用于對n位輸出信號(hào)(n是整數(shù))執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)(m是整數(shù))；隨機(jī)數(shù)加法裝置，用于將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)加到從信號(hào)處理裝置輸出的中間信號(hào)；下舍入裝置，用于通過對被隨機(jī)數(shù)加法裝置加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置，用于將具有經(jīng)下舍入裝置轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
本發(fā)明的上述目的也可以由第二信號(hào)處理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備具有信號(hào)處理裝置，用于對n位輸出信號(hào)(n是整數(shù))執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)(m是整數(shù))；位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用于通過根據(jù)執(zhí)行模式，對從信號(hào)處理裝置輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置，用于將具有經(jīng)位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置具有用于生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成裝置，該執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，執(zhí)行模式生成裝置確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由從信號(hào)處理裝置輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
本發(fā)明的上述目的也可以通過第一信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)，該方法具有信號(hào)處理過程，對n位輸出信號(hào)(n是整數(shù))執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)(m是整數(shù))；隨機(jī)數(shù)加法處理，將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)加到在信號(hào)處理過程中輸出的中間信號(hào)；下舍入處理，通過對在隨機(jī)數(shù)加法處理中加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法處理，將具有在下舍入處理中轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
本發(fā)明的上述目的也可以由第二信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)，該方法具有信號(hào)處理過程，對n位輸出信號(hào)(n是整數(shù))執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)(m是整數(shù))；位數(shù)轉(zhuǎn)換處理，通過根據(jù)執(zhí)行模式，對在信號(hào)處理過程中輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法處理，將具有在位數(shù)轉(zhuǎn)換處理中轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，位數(shù)轉(zhuǎn)換處理具有用于生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成處理，執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，執(zhí)行模式生成處理確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由在信號(hào)處理中輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
本發(fā)明的上述目的也可以由計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)用于確實(shí)地具體化可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令程序，以使計(jì)算機(jī)起本發(fā)明(包括它的不同方面)的上述第一或第二信號(hào)處理設(shè)備的作用。
本發(fā)明還可以由噪聲降低設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其具有上述第一或第二信號(hào)處理設(shè)備(包括其各個(gè)方面)并通過使用信號(hào)處理設(shè)備來執(zhí)行噪聲降低處理。


圖1是示出了噪聲降低設(shè)備的電路圖，該噪聲降低設(shè)備是本發(fā)明的第一實(shí)施例；圖2是示出了圖1中的噪聲降低設(shè)備的信號(hào)處理的說明圖；圖3是示出了緊接在對一幀的輸入視頻信號(hào)執(zhí)行噪聲降低處理之后，下舍入處理之前的返回信號(hào)和下舍入處理之后的返回信號(hào)之間的關(guān)系的圖；圖4是示出了在對幾幀的輸入視頻信號(hào)重復(fù)噪聲降低處理之后，下舍入處理之前的返回信號(hào)和下舍入處理之后的返回信號(hào)之間的關(guān)系的圖；圖5是示出了噪聲降低強(qiáng)度和實(shí)際噪聲降低效果的程度之間的關(guān)系的圖；圖6是示出了噪聲降低設(shè)備的電路圖，該噪聲降低設(shè)備是本發(fā)明的第二實(shí)施例；圖7是示出了圖6中的噪聲降低設(shè)備的信號(hào)處理的說明圖；圖8是示出了執(zhí)行模式表的一個(gè)實(shí)例的說明圖；圖9是示出了濾波器設(shè)備的電路圖，該濾波器設(shè)備是本發(fā)明的另一實(shí)施例；以及圖10是示出了濾波器設(shè)備的電路圖，該濾波器設(shè)備是本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖來討論本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1示出了一個(gè)噪聲降低設(shè)備，其是本發(fā)明的信號(hào)處理設(shè)備和信號(hào)處理方法的第一實(shí)施例。圖1中的噪聲降低設(shè)備10是幀遞歸型噪聲降低設(shè)備和用于通過使用視頻信號(hào)幀之間的相關(guān)性來降低包含在視頻信號(hào)中的噪聲的設(shè)備。噪聲降低設(shè)備10具有幀緩沖器11；運(yùn)算裝置12和17；運(yùn)動(dòng)檢測裝置13；信號(hào)處理裝置14；隨機(jī)數(shù)加法裝置15；以及下舍入裝置16。幀緩沖器11由諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)元件構(gòu)成，并且能在其中以一幀來存儲(chǔ)視頻信號(hào)。運(yùn)動(dòng)檢測裝置13和信號(hào)處理裝置14中的每一個(gè)由處理單元和諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器元件構(gòu)成。隨機(jī)數(shù)加法裝置15由隨機(jī)數(shù)生成電路和處理單元等等構(gòu)成。下舍入裝置16由處理單元等等構(gòu)成。
噪聲降低設(shè)備10的噪聲降低處理的流程如下。也就是，將前一幀(即，在當(dāng)前幀之前的一幀)中的視頻信號(hào)Sn-1存儲(chǔ)在幀緩沖器11中。該視頻信號(hào)Sn-1是n位數(shù)字信號(hào)。現(xiàn)在，如果當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn輸入到輸入端18，其中輸入視頻信號(hào)Sn是n位數(shù)字信號(hào)，那么運(yùn)算裝置12就執(zhí)行輸入視頻信號(hào)Sn和視頻信號(hào)Sn-1的減法，并將由該減法獲得的n位差信號(hào)Sd輸出到信號(hào)處理裝置14。另一方面，運(yùn)動(dòng)檢測裝置13檢測與該視頻信號(hào)相對應(yīng)的視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量，并將指示該運(yùn)動(dòng)量的控制信號(hào)輸出到信號(hào)處理裝置14。信號(hào)處理裝置14基于從運(yùn)動(dòng)檢測裝置13輸出的控制信號(hào)，根據(jù)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量來設(shè)置噪聲降低系數(shù)k。此外，信號(hào)處理裝置14用噪聲降低系數(shù)k乘以差信號(hào)Sd，并將由該乘法獲得的返回信號(hào)(k·Sd)輸出到隨機(jī)數(shù)加法裝置15。在信號(hào)處理裝置14中執(zhí)行的差信號(hào)Sd和噪聲降低系數(shù)k的乘法，將返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)增大至(n+m)位。然后，隨機(jī)數(shù)加法裝置15生成m位隨機(jī)數(shù)Srn，并將隨機(jī)數(shù)Srn加到返回信號(hào)(k·Sd)。然后，下舍入裝置16對加了的隨機(jī)數(shù)Srn的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位進(jìn)行下舍入。結(jié)果，返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)變成n位。然后，運(yùn)算裝置17將從下舍入裝置16輸出的n位返回信號(hào)(k·Sd)和n位輸入視頻信號(hào)Sn相加，并將由該加法獲得的n位信號(hào)作為輸出視頻信號(hào)Sout輸出至輸出端19和幀緩沖器11。幀緩沖器11在其中存儲(chǔ)n位輸出視頻信號(hào)Sout。上述噪聲降低處理是用上述等式(1)來表達(dá)的。
對于每一像素，噪聲降低設(shè)備10對當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn重復(fù)噪聲降低處理。如果當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn的信號(hào)處理結(jié)束了，那么，噪聲降低設(shè)備10對下一幀中的輸入視頻信號(hào)執(zhí)行相同的噪聲降低處理。以此方式，噪聲降低設(shè)備10對組成輸入信號(hào)Sn的多個(gè)幀重復(fù)該噪聲降低處理。通過重復(fù)這樣的噪聲降低處理，對多個(gè)幀重復(fù)將返回信號(hào)(k·Sd)加到輸入視頻信號(hào)Sn的加法(反饋)，從而降低包含在輸入信號(hào)Sn中的噪聲。
圖2示出了隨機(jī)數(shù)加法裝置15和下舍入裝置16的處理。如圖2中所示，隨機(jī)數(shù)加法裝置15將m位隨機(jī)數(shù)Srn加到(n+m)位返回信號(hào)(k·Sd)。此時(shí)，進(jìn)位取決于返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值和隨機(jī)數(shù)Srn的值。進(jìn)位的頻率隨返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值改變。于是，進(jìn)位的頻率與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比。也就是，如果返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值小，那么進(jìn)位的頻率就低。那是因?yàn)槿绻S機(jī)數(shù)的值不大，那么就不會(huì)發(fā)生進(jìn)位，因此，引起進(jìn)位的隨機(jī)數(shù)的范圍窄。換句話說，引起進(jìn)位的隨機(jī)數(shù)的出現(xiàn)概率低。另一方面，如果返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值大，那么進(jìn)位的頻率就高。那是因?yàn)榧词闺S機(jī)數(shù)的值小，進(jìn)位也發(fā)生，因此，引起進(jìn)位的隨機(jī)數(shù)的范圍寬。換句話說，引起進(jìn)位的隨機(jī)數(shù)的出現(xiàn)概率高。
如果對組成輸入視頻信號(hào)Sn的多個(gè)幀重復(fù)執(zhí)行該噪聲降低處理，那么對相同的像素重復(fù)了該噪聲降低處理。也就是，對相同的像素重復(fù)了返回信號(hào)(k·Sd)與輸入視頻信號(hào)Sn的加法(即，反饋)。隨該加法一起，對相同的像素，由隨機(jī)數(shù)加法裝置15重復(fù)隨機(jī)數(shù)加法處理。在對相同的像素重復(fù)隨機(jī)數(shù)加法處理的時(shí)候，由隨機(jī)數(shù)加法引起的進(jìn)位以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率發(fā)生。也就是，如圖2所示，以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率，將1加到B0位，該B0位是在對低m位進(jìn)行下舍入之后，所獲得的返回信號(hào)(k·Sd)的最低位。通過這樣，對相同的像素，返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息在時(shí)間方向上被劃分割，并被加(反饋)到輸入視頻信號(hào)Sn。因此，在對相同的像素重復(fù)返回信號(hào)(k·Sd)與輸入視頻信號(hào)Sn的加法(反饋)之后，把已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息包含在輸出視頻信號(hào)Sout中。結(jié)果，已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息被反映到噪聲降低處理中。因此，盡管返回信號(hào)(k·Sd)已被下舍入至n位并被加到輸入視頻信號(hào)Sn，還是可以獲得具有與(n+m)位返回信號(hào)(k·Sd)沒有下舍入地被加到輸入視頻信號(hào)Sn的情況下基本相同的精確度的噪聲降低效果。
圖3示出了緊接在對一幀的輸入視頻信號(hào)Sn執(zhí)行噪聲降低處理之后，在下舍入處理之前的返回信號(hào)(k·Sd)和在下舍入處理之后的返回信號(hào)(k·Sd)之間的關(guān)系。緊接在對一幀的輸入視頻信號(hào)Sn執(zhí)行噪聲降低處理之后，對于每一像素，隨機(jī)數(shù)加法裝置15僅執(zhí)行一次隨機(jī)數(shù)加法。因此，如果由于隨機(jī)數(shù)加法而發(fā)生進(jìn)位，在下舍入處理之后的返回信號(hào)(k·Sd)增加1。但是，如果沒有由于隨機(jī)數(shù)加法而發(fā)生進(jìn)位，在下舍入處理之后的返回信號(hào)(k·Sd)就沒有增加。結(jié)果，如圖3中所示，位數(shù)改變之前的返回信號(hào)(k·Sd)和位數(shù)改變之后的返回信號(hào)(k·Sd)之間可以看到顯著的差異。
另一方面，圖4示出了在對幾幀的對輸入視頻信號(hào)Sn重復(fù)噪聲降低處理之后，下舍入處理之前返回信號(hào)(k·Sd)和下舍入處理之后返回信號(hào)(k·Sd)之間的基本關(guān)系。在對幾幀的輸入視頻信號(hào)Sn重復(fù)噪聲降低處理之后，由隨機(jī)數(shù)加法裝置15對每一像素執(zhí)行幾次隨機(jī)數(shù)加法。因此，以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值相對應(yīng)的頻率發(fā)生由隨機(jī)數(shù)加法引起的進(jìn)位。結(jié)果，當(dāng)在時(shí)間方向上觀察輸出視頻信號(hào)Sout時(shí)，已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息在時(shí)間方向上被分割，并被加到輸出視頻信號(hào)Sout。因此，如圖4中所示，在位數(shù)改變之前的返回信號(hào)(k·Sd)具有與位數(shù)改變之后的返回信號(hào)(k·Sd)基本相同的值。
如上所說明的，噪聲降低設(shè)備10將m位隨機(jī)數(shù)Srm加到返回信號(hào)(k·Sd)的低m位，然后，對返回信號(hào)(k·Sd)的低m位進(jìn)行下舍入。通過這樣，盡管返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)從(n+m)位縮減至n位，但還是可以在時(shí)間方向上分割已經(jīng)被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息，并將該信息包括在輸出視頻信號(hào)Sout中。因此，根據(jù)噪聲降低設(shè)備10，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)下面兩個(gè)效果。
首先，通過對返回信號(hào)(k·Sd)的低m位進(jìn)行下舍入及減少返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)，可以使噪聲降低設(shè)備10中大部分總線寬度變窄。具體地，如圖1中所示，可以將用于連接運(yùn)算裝置17和幀緩沖器11的信號(hào)線的總線寬度、用于連接幀緩沖器11和運(yùn)算裝置12的信號(hào)線的總線寬度以及從運(yùn)算裝置17到輸出端19的信號(hào)線的總線寬度等等，設(shè)置為與n位相對應(yīng)的總線寬度。通過這樣，可以降低組成噪聲降低設(shè)備10的幀緩沖器11以及運(yùn)算裝置12和17等等的位結(jié)構(gòu)的規(guī)模。此外，也可以降低用于接收噪聲降低設(shè)備10的輸出視頻信號(hào)Sout的后續(xù)電路的位結(jié)構(gòu)或總線寬度。因此，可以降低噪聲降低設(shè)備10和后續(xù)電路的規(guī)模，這可以實(shí)現(xiàn)處理速度的增加、耗電的控制、電路基板面積大小的降低、制造成本的控制等等。
然后，在隨機(jī)數(shù)加法中，通過分割已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息并將該信息包括在輸出視頻信號(hào)Sout中，可以將返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息反映到噪聲降低處理中。通過這樣，可以獲得具有與(n+m)位返回信號(hào)(k·Sd)沒有下舍入地加到輸入視頻信號(hào)Sn的處理的情況下基本相同的精確度的噪聲降低效果。因此，如果由運(yùn)動(dòng)檢測裝置14非常精確地檢測視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量，并且該檢測結(jié)果非常精確地反映到噪聲降低系數(shù)k中，就可以將該檢測結(jié)果反映到視頻信號(hào)Sn中。因此，可以實(shí)現(xiàn)非常精確地響應(yīng)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)的噪聲降低處理，并增加噪聲降低效果及防止視頻分辨率降低的效果。
圖5示出了噪聲降低強(qiáng)度和實(shí)際噪聲降低效果的程度之間的關(guān)系。圖5中的實(shí)線示出了由噪聲降低設(shè)備10引起的噪聲降低強(qiáng)度和實(shí)際降低效果的程度之間的關(guān)系。另一方面，圖5中的雙點(diǎn)劃線示出了如果返回信號(hào)(k·Sd)的低m位被簡單地下舍入而沒有向其加入隨機(jī)數(shù)時(shí)，噪聲降低強(qiáng)度和實(shí)際噪聲降低效果的程度之間的關(guān)系。如圖5中所示，如果返回信號(hào)(k·Sd)的低m位是簡單地下舍入的，那么實(shí)際噪聲降低效果根據(jù)噪聲降低強(qiáng)度的改變而較粗糙地改變。在如此粗糙或大的改變中，幾乎不能在噪聲降低和由噪聲降低處理引起的視頻分辨率降低的控制之間達(dá)到平衡。例如，即使噪聲降低強(qiáng)度在從L1至小于L3的范圍內(nèi)變化，實(shí)際噪聲降低效果還是維持在E1上。但是，在E1中，噪聲不能被充分降低。然后，如果噪聲降低強(qiáng)度改變成L3，實(shí)際噪聲降低效果就變成E3。但是，在E3中，視頻分辨率降低。為了在噪聲的降低和由噪聲降低處理引起的視頻分辨率降低的控制之間達(dá)到平衡，希望設(shè)置噪聲降低強(qiáng)度使得噪聲降低效果是E2；但是，這是不可能的。
與此相反，根據(jù)噪聲降低設(shè)備10，實(shí)際噪聲降低效果根據(jù)噪聲降低強(qiáng)度微小地改變。在如此微小或小的改變中，可以在噪聲的降低與視頻分辨率降低的控制之間達(dá)到平衡。例如，如果噪聲降低強(qiáng)度設(shè)置至L2，實(shí)際噪聲降低效果就變成E2。通過這樣，可以充分地降低噪聲，及控制視頻分辨率的降低。
順便提及，幀緩沖器11、運(yùn)算裝置12以及信號(hào)處理裝置13是信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法的具體實(shí)例。隨機(jī)數(shù)加法裝置15是隨機(jī)數(shù)加法裝置和隨機(jī)數(shù)加法處理的具體實(shí)例。下舍入裝置16是下舍入裝置和下舍入處理的具體實(shí)例。運(yùn)動(dòng)檢測裝置14是運(yùn)動(dòng)檢測裝置的具體實(shí)例。返回信號(hào)是中間信號(hào)的具體實(shí)例。
(第二實(shí)施例)圖6示出了一個(gè)噪聲降低設(shè)備，該設(shè)備是本發(fā)明的第二實(shí)施例。噪聲降低30是幀遞歸型噪聲降低設(shè)備和用于通過使用視頻信號(hào)幀之間的相關(guān)性來降低包含在視頻信號(hào)中的噪聲的設(shè)備。噪聲降低設(shè)備30具有幀緩沖器11；運(yùn)算裝置12和17；運(yùn)動(dòng)檢測裝置13；信號(hào)處理裝置14；執(zhí)行模式生成裝置31；執(zhí)行控制裝置32；以及下舍入/上舍入裝置33。執(zhí)行模式生成裝置31、執(zhí)行控制裝置32以及下舍入/上舍入裝置33中的每一個(gè)是由處理單元和存儲(chǔ)元件等等構(gòu)成的。
噪聲降低設(shè)備30的噪聲降低處理的流程如下。也就是，前一幀(即，在當(dāng)前幀之前的一幀)中的視頻信號(hào)Sn-1存儲(chǔ)在幀緩沖器11中。視頻信號(hào)Sn-1是n位數(shù)字信號(hào)。現(xiàn)在，如果n位數(shù)字信號(hào)的當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn被輸入到輸入端18，運(yùn)算裝置12執(zhí)行輸入視頻信號(hào)Sn和視頻信號(hào)Sn-1的減法，并將由該減法獲得的n位差信號(hào)Sd輸出到信號(hào)處理裝置14。另一方面，運(yùn)動(dòng)檢測裝置13檢測與該視頻信號(hào)相對應(yīng)的視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量，并將指示該運(yùn)動(dòng)量的控制信號(hào)輸出到信號(hào)處理裝置14。信號(hào)處理裝置14基于從運(yùn)動(dòng)檢測裝置13輸出的控制信號(hào)，根據(jù)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)量設(shè)置噪聲降低系數(shù)k。此外，信號(hào)處理裝置14用噪聲降低系數(shù)k乘以差信號(hào)Sd，并將由該乘法獲得的返回信號(hào)(k·Sd)輸出到執(zhí)行模式生成裝置31和上舍入/下舍入裝置33。在信號(hào)處理裝置14中執(zhí)行的差信號(hào)Sd和噪聲降低系數(shù)k的乘法，將返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)增加至(m+n)位。然后，執(zhí)行模式生成裝置31基于返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值，生成上舍入處理和下舍入處理的執(zhí)行模式。然后，執(zhí)行控制裝置32將選擇命令信號(hào)，輸出到上舍入/下舍入裝置33，其中選擇命令信號(hào)用于指示根據(jù)執(zhí)行模式要執(zhí)行上舍入處理和下舍入處理中的哪個(gè)。上舍入/下舍入裝置33根據(jù)選擇命令信號(hào)，對從信號(hào)處理裝置14輸出的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位，有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理。通過這樣，返回信號(hào)(k·Sd)信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)變?yōu)閚位。然后，運(yùn)算裝置17將從上舍入/下舍入裝置33輸出的n位返回信號(hào)(k·Sd)和n位輸入視頻信號(hào)Sn相加，并將由該加法獲得的n位信號(hào)作為輸出視頻信號(hào)Sout輸出到輸出端19和幀緩沖器11。幀緩沖器11在其中存儲(chǔ)n位輸出視頻信號(hào)Sout。上述噪聲降低處理是由上述等式(1)來表達(dá)的。
對于每一像素，噪聲降低設(shè)備30對當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn重復(fù)噪聲降低處理。如果當(dāng)前幀中的輸入視頻信號(hào)Sn的噪聲降低處理結(jié)束了，那么，噪聲降低設(shè)備30對下一幀中的輸入視頻信號(hào)執(zhí)行相同的噪聲降低處理。以此方式，噪聲降低設(shè)備30對組成輸入視頻信號(hào)Sn的多個(gè)幀重復(fù)噪聲降低處理。通過重復(fù)這樣的噪聲降低處理，對多個(gè)幀重復(fù)返回信號(hào)(k·Sd)與輸入視頻信號(hào)Sn的加法(反饋)，從而降低包含在輸入視頻信號(hào)Sn中的噪聲。
圖7示出了執(zhí)行模式生成裝置31、執(zhí)行控制裝置32以及下舍入/上舍入裝置33的處理。如果對組成輸入視頻信號(hào)Sn的多個(gè)幀重復(fù)地執(zhí)行噪聲降低處理，那么就對相同像素重復(fù)地執(zhí)行了噪聲降低處理。也就是，該噪聲降低處理是對相同像素重復(fù)地執(zhí)行的。每次對相同像素執(zhí)行噪聲降低處理，下舍入/上舍入裝置33有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理。下舍入/上舍入裝置33根據(jù)由執(zhí)行模式生成裝置31生成的執(zhí)行模式，選擇上舍入處理或下舍入處理。執(zhí)行模式是用于在每次對相同像素執(zhí)行噪聲降低處理時(shí)，確定是要執(zhí)行上舍入處理還是要執(zhí)行下舍入處理的模式。也就是，執(zhí)行模式用于對每一像素確定上舍入處理的次數(shù)、下舍入處理的次數(shù)以及上舍入處理和下舍入處理的執(zhí)行順序。
執(zhí)行模式由執(zhí)行模式生成裝置31生成。在生成執(zhí)行模式中，執(zhí)行模式生成裝置31確定在該執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)和下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由(m+n)位返回信號(hào)(k·Sd)的低m位表示的數(shù)值而變化。具體地，對于相同的像素，執(zhí)行模式生成裝置31確定在該執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)和下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率來執(zhí)行上舍入處理。例如，執(zhí)行模式生成裝置31通過訪問圖8中所示的執(zhí)行模式表34來生成執(zhí)行模式。圖8示出了作為上舍入處理和下舍入處理的目標(biāo)的返回信號(hào)(k·Sd)的低位是三位的情況的一1個(gè)實(shí)例。執(zhí)行模式中的“0”代表下舍入處理，“1”代表上舍入處理。例如，返回信號(hào)(k·Sd)的低三位是“000”，則生成執(zhí)行模式“00000000”。這意味著對相同的像素連續(xù)執(zhí)行八次下舍入處理。此外，如果返回信號(hào)(k·Sd)的低三位是“001”，則生成執(zhí)行模式“00000001”。這意味著對同一像素在執(zhí)行一次上舍入處理之前執(zhí)行七次下舍入處理。此外，如果返回信號(hào)(k·Sd)的低三位是“111”，則生成執(zhí)行模式“01111111”。這意味著對同一像素在執(zhí)行七次上舍入處理之前執(zhí)行一次下舍入處理。
根據(jù)執(zhí)行模式的上舍入處理和下舍入處理的有選擇執(zhí)行是由執(zhí)行控制裝置32控制的。執(zhí)行控制裝置32根據(jù)由執(zhí)行模式生成裝置31生成的執(zhí)行模式，生成用于指示要執(zhí)行上舍入處理和下舍入處理中的哪一個(gè)處理的選擇命令信號(hào)，并將選擇命令信號(hào)輸出到上舍入/下舍入裝置33。例如，對于相同的像素，當(dāng)返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值維持在定值時(shí)，執(zhí)行控制裝置32保存由執(zhí)行模式生成裝置31生成的執(zhí)行模式。然后，執(zhí)行控制裝置32對在返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值維持在定值時(shí)執(zhí)行的噪聲降低處理的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，對相同的像素，執(zhí)行控制裝置32將執(zhí)行模式與計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，確定執(zhí)行上舍入處理和下舍入處理中的哪一個(gè)處理，并生成用于指示確定結(jié)果的選擇命令信號(hào)。然后，在每次對相同的像素執(zhí)行噪聲降低處理時(shí)，執(zhí)行控制裝置32將選擇命令信號(hào)輸出到上舍入/下舍入裝置33。
在每次對相同的像素執(zhí)行噪聲降低處理時(shí)，上舍入/下舍入裝置33根據(jù)選擇命令信號(hào)，選擇并執(zhí)行上舍入處理和下舍入處理中的一個(gè)。通過這樣，對相同的像素，以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率執(zhí)行上舍入處理。也就是，如圖7中所示，以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率，將1加到位B0，其是低m位被下舍入之后獲得的返回信號(hào)(k·Sd)的最低位。通過這樣，對于相同的像素，返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息在時(shí)間方向上被分割，并被加(反饋)到輸入視頻信號(hào)Sn。因此，在對相同的像素重復(fù)返回信號(hào)(k·Sd)與輸入視頻信號(hào)Sn的加法之后，已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息被包含在輸出視頻信號(hào)Sout中。結(jié)果，已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息反映到噪聲降低處理中。因此，盡管返回信號(hào)(k·Sd)被下舍入為n位，并被加到輸入視頻信號(hào)Sn，但還是可以獲得具有與(n+m)位返回信號(hào)(k·Sd)沒有舍入地被加到輸入視頻信號(hào)Sn的情況下基本相同的精確度的噪聲降低效果。
順便提及，為了在時(shí)間方向上分割返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息并加入該信息，希望對相同的像素以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值基本成正比的頻率來執(zhí)行上舍入處理。為了這樣做，希望對相同的像素根據(jù)執(zhí)行模式來執(zhí)行一系列上舍入處理和下舍入處理。為此，在對相同的像素執(zhí)行根據(jù)執(zhí)行模式的一系列上舍入處理和下舍入處理時(shí)，希望對相同的像素將返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值維持在定值。但是，即使在對相同的像素執(zhí)行根據(jù)執(zhí)行模式的一系列上舍入處理和下舍入處理之前，相同像素的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值改變了，返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的一部分信息被加到輸入視頻信號(hào)Sn，從而可以將返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的該部分信息反映到噪聲降低處理中。
如上所說明的，噪聲降低設(shè)備30根據(jù)返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值，對返回信號(hào)(k·Sd)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理。也就是，噪聲降低設(shè)備30以與返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的值相對應(yīng)的頻率，對返回信號(hào)(k·Sd)的低m位執(zhí)行上舍入處理。通過這樣，盡管返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)從(n+m)位縮減為n位，還是可以在時(shí)間方向上分割已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息，并將該信息包括在輸出視頻信號(hào)Sout中。因此，根據(jù)噪聲降低設(shè)備30，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)下列兩個(gè)效果。首先，通過對返回信號(hào)(k·Sd)的低m位進(jìn)行下舍入和降低返回信號(hào)(k·Sd)的位數(shù)，可以使噪聲降低設(shè)備30中的大部分總線寬度變窄。通過這樣，可以降低噪聲降低設(shè)備30和后續(xù)電路的規(guī)模，這可以實(shí)現(xiàn)處理速度的增加、耗電的控制、電路基板面積大小的降低、制造成本的控制等等。然后，通過分割已被下舍入的返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息并將該信息包括在輸出視頻信號(hào)Sout中，可以將返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息反映到噪聲降低處理中。通過這樣，可以實(shí)現(xiàn)非常精確地響應(yīng)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)的噪聲降低處理，并增大噪聲降低效果及防止視頻分辨率降低的效果。
順便提及，執(zhí)行模式生成裝置31、執(zhí)行控制裝置32以及下舍入/上舍入裝置33是位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的具體實(shí)例，而執(zhí)行模式生成裝置31是執(zhí)行模式生成裝置的具體實(shí)例。
此外，在噪聲降低設(shè)備30中，圖8中的執(zhí)行模式34所示的執(zhí)行模式是舉例說明的。但是，執(zhí)行模式理想地是基于偽多灰度(pseudo-multiple-gradation)表示方法生成的。例如，理想的是通過使用組成雙灰度抖動(dòng)矩陣的分量來生成執(zhí)行模式。引用一個(gè)實(shí)例，執(zhí)行模式是通過對齊組成雙灰度設(shè)計(jì)矩陣的分量來生成的。作為選擇，理想的是通過在誤差擴(kuò)散法中使用濾波系數(shù)來生成執(zhí)行模式。通過基于這樣的偽多灰度表示方法生成執(zhí)行模式，可以精確地將返回信號(hào)(k·Sd)的低m位的信息包括到輸出視頻信號(hào)Sout中。
此外，本發(fā)明的信號(hào)處理設(shè)備不限于上述噪聲降低設(shè)備。也就是，本發(fā)明也可以被廣泛地應(yīng)用，甚至應(yīng)用于IIR濾波器。例如，如圖9中所示，濾波器設(shè)備40可以具有延遲裝置41，諸如延遲元件，用于延遲輸出信號(hào)；乘法裝置42，用于用預(yù)定系數(shù)乘以從延遲裝置41輸出的延遲的輸出信號(hào)；以及加法裝置43，用于將從乘法裝置42輸出的信號(hào)和輸入信號(hào)相加。在該濾波器設(shè)備中，可以提供隨機(jī)數(shù)加法裝置44；以及在乘法裝置42和加法裝置43之間的下舍入裝置45。通過這樣，在由信號(hào)處理獲得的信號(hào)的位數(shù)被降低時(shí)，可以非常精確地把由信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)的效果反映到由信號(hào)處理獲得的信號(hào)中。作為選擇的是如圖10中所示的濾波器設(shè)備50那樣，可以提供執(zhí)行模式生成裝置51；執(zhí)行控制裝置52；以及在乘法裝置42和加法裝置43之間的下舍入/上舍入裝置53。甚至通過這樣的結(jié)構(gòu)，在由信號(hào)處理獲得的信號(hào)的位數(shù)被降低時(shí)，也可以非常精確地把由信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)的效果反映到由信號(hào)處理獲得的信號(hào)中。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理設(shè)備(10)，其特征在于該信號(hào)處理設(shè)備(10)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)，用于將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)與從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)相加；下舍入裝置(16)，用于通過對被所述隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述下舍入裝置(16)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
2.一種信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于該信號(hào)處理設(shè)備(30)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)，用于通過根據(jù)執(zhí)行模式對從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)包括用于生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成裝置(31)，該執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，并且執(zhí)行模式生成裝置(31)確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
3.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理設(shè)備(10)，其特征在于所述信號(hào)處理裝置(14)包括用于延遲輸出信號(hào)的延遲裝置(11)；以及用于用預(yù)定系數(shù)乘以從延遲裝置(11)輸出的延遲的輸出信號(hào)的乘法裝置(14)，并且所述信號(hào)處理裝置(14)和所述加法裝置(17)形成濾波器。
4.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于所述信號(hào)處理裝置(14)包括用于延遲輸出信號(hào)的延遲裝置(11)；以及用于用預(yù)定系數(shù)乘以從延遲裝置(11)輸出的延遲的輸出信號(hào)的乘法裝置(14)，并且所述信號(hào)處理裝置(14)和所述加法裝置(17)形成濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理設(shè)備(10)，其特征在于輸出信號(hào)是輸出視頻信號(hào)，并且輸入信號(hào)是輸入視頻信號(hào)，所述信號(hào)處理裝置(14)包括存儲(chǔ)裝置(11)，用于在其中存儲(chǔ)先于當(dāng)前幀一幀的幀中的輸出視頻信號(hào)；減法裝置(12)，用于執(zhí)行從存儲(chǔ)裝置輸出的輸出視頻信號(hào)和輸入視頻信號(hào)的減法，從而輸出差信號(hào)；以及乘法裝置(14)，用于用噪聲降低系數(shù)乘以該差信號(hào)，并且所述信號(hào)處理裝置(14)和所述加法裝置(17)形成用于對輸入視頻信號(hào)執(zhí)行噪聲降低的噪聲降低裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于輸出信號(hào)是輸出視頻信號(hào)，并且輸入信號(hào)是輸入視頻信號(hào)，所述信號(hào)處理裝置(14)包括存儲(chǔ)裝置(11)，用于在其中存儲(chǔ)先于當(dāng)前幀一幀的幀中的輸出視頻信號(hào)；減法裝置(12)，用于執(zhí)行從存儲(chǔ)裝置輸出的輸出視頻信號(hào)和輸入視頻信號(hào)的減法，從而輸出差信號(hào)；以及乘法裝置(14)，用于用噪聲降低系數(shù)乘以該差信號(hào)，并且所述信號(hào)處理裝置(14)和所述加法裝置(17)形成用于對輸入視頻信號(hào)執(zhí)行噪聲降低的噪聲降低裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理設(shè)備(10)，其特征在于所述信號(hào)處理裝置(14)包括運(yùn)動(dòng)檢測裝置(13)，其用于檢測與輸入視頻信號(hào)相對應(yīng)的視頻圖像的運(yùn)動(dòng)并根據(jù)視頻信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量來設(shè)置噪聲降低系數(shù)。
8.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于所述信號(hào)處理裝置(14)包括運(yùn)動(dòng)檢測裝置(13)，其用于檢測與輸入視頻信號(hào)相對應(yīng)的視頻圖像的運(yùn)動(dòng)并根據(jù)視頻信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量來設(shè)置噪聲降低系數(shù)。
9.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于執(zhí)行模式生成裝置(31)根據(jù)偽多灰度表示法來生成執(zhí)行模式。
10.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于執(zhí)行模式生成裝置(31)通過使用構(gòu)成雙灰度抖動(dòng)矩陣的分量來生成執(zhí)行模式。
11.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備(30)，其特征在于執(zhí)行模式生成裝置(31)通過使用誤差擴(kuò)散法中的濾波系數(shù)來生成執(zhí)行模式。
12.一種信號(hào)處理方法，其特征在于該信號(hào)處理方法包括信號(hào)處理過程，對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；隨機(jī)數(shù)加法處理，將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)與在所述信號(hào)處理過程中輸出的中間信號(hào)相加；下舍入處理，通過對在所述隨機(jī)數(shù)加法處理中加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法處理，將具有在所述下舍入處理中轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
13.一種信號(hào)處理方法，其特征在于該信號(hào)處理方法包括信號(hào)處理過程，對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；位數(shù)轉(zhuǎn)換處理，通過根據(jù)執(zhí)行模式對在所述信號(hào)處理過程中輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法處理，將具有在所述位數(shù)轉(zhuǎn)換處理中轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，所述位數(shù)轉(zhuǎn)換處理包括生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成處理，該執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，并且在執(zhí)行模式生成處理中確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由在所述信號(hào)處理過程中輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)用于確實(shí)地具體化可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令程序，以使計(jì)算機(jī)起信號(hào)處理設(shè)備(10)的作用，其特征在于信號(hào)處理設(shè)備(10)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)，用于將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)與從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)相加；下舍入裝置(16)，用于通過對被所述隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述下舍入裝置(16)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)用于確實(shí)地具體化可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令程序，以使計(jì)算機(jī)起信號(hào)處理設(shè)備(30)的作用，其特征在于信號(hào)處理設(shè)備(30)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)，用于通過根據(jù)執(zhí)行模式對從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)包括用于生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成裝置(31)，該執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，并且執(zhí)行模式生成裝置(31)確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
16.一種噪聲降低設(shè)備，其包括信號(hào)處理設(shè)備(10)并通過使用所述信號(hào)處理設(shè)備(10)來執(zhí)行噪聲降低處理，其特征在于該信號(hào)處理設(shè)備(10)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)，用于將m位或更少的位的隨機(jī)數(shù)與從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)相加；下舍入裝置(16)，用于通過對被所述隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)加了隨機(jī)數(shù)的中間信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述下舍入裝置(16)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)和n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)。
17.一種噪聲降低設(shè)備，其包括信號(hào)處理設(shè)備(30)并通過使用所述信號(hào)處理設(shè)備(30)來執(zhí)行噪聲降低處理，其特征在于該信號(hào)處理設(shè)備(30)包括信號(hào)處理裝置(14)，用于對n位輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并輸出(n+m)位中間信號(hào)，n和m是整數(shù)；位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)，用于通過根據(jù)執(zhí)行模式對從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位有選擇地執(zhí)行上舍入處理或下舍入處理，來將中間信號(hào)的位數(shù)從(n+m)位轉(zhuǎn)換成n位；以及加法裝置(17)，用于將具有經(jīng)所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)轉(zhuǎn)換的位數(shù)的中間信號(hào)與n位輸入信號(hào)相加，并輸出n位輸出信號(hào)，所述位數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(31、32、33)包括用于生成執(zhí)行模式的執(zhí)行模式生成裝置(31)，該執(zhí)行模式用于確定是執(zhí)行上舍入處理還是執(zhí)行下舍入處理，并且執(zhí)行模式生成裝置(31)確定執(zhí)行模式中上舍入處理的執(zhí)行次數(shù)與下舍入處理的執(zhí)行次數(shù)的比率，使得該比率隨著由從所述信號(hào)處理裝置(14)輸出的中間信號(hào)的低m位表示的數(shù)值而變化。
全文摘要
信號(hào)處理裝置(14)輸出(n+m)位返回信號(hào)。隨機(jī)數(shù)加法裝置(15)生成m位隨機(jī)數(shù)，并將這個(gè)數(shù)加到返回信號(hào)。下舍入裝置(16)對已經(jīng)加了隨機(jī)數(shù)的返回信號(hào)的低m位進(jìn)行下舍入。在對幾幀的視頻圖像中的相同像素重復(fù)該處理的同時(shí)，由隨機(jī)數(shù)加法引起的進(jìn)位的頻率與由被下舍入的低m位表示的數(shù)值相對應(yīng)。結(jié)果，返回信號(hào)的位數(shù)被下舍入處理改為n位。但是，被下舍入的低m位的信息在時(shí)間方向上被分割并加到視頻輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/911GK1856015SQ200610073860
公開日2006年11月1日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者奧道賢司, 川口裕史, 本田廣史 申請人:日本先鋒公司