專利名稱：噪聲檢測(cè)裝置及方法、噪聲降低裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于檢測(cè)出混入到在電視圖像接收機(jī)、顯示器裝置等圖像顯示裝置中顯示的圖像信號(hào)中的隨機(jī)噪聲的噪聲電平的噪聲檢測(cè)裝置及方法、以及根據(jù)檢測(cè)出的噪聲電平降低隨機(jī)噪聲的噪聲降低裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的噪聲降低裝置使用核化(coring)的方法、利用了巡回型濾波器的方法等。以下對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行說明。圖7表示現(xiàn)有的利用核化的噪聲降低裝置的一例的框圖。在圖7中，從輸入端子200輸入的圖像信號(hào)被提供到減法器201、高通濾波器(HPF)202及噪聲檢測(cè)器203。HPF 202提取圖像信號(hào)的高頻成分，提供到減法器201及核化電路204。減法器201通過從由輸入端子200輸入的圖像信號(hào)中減去由HPF 202輸出的高頻成分，來取出輸入圖像信號(hào)中的低頻成分，并提供到加法器205。
噪聲檢測(cè)器203，提取輸入圖像信號(hào)的垂直消隱期間或水平消隱期間的輸入信號(hào)的高頻成分信號(hào)，并檢測(cè)到該高頻成分信號(hào)電平越大則隨機(jī)噪聲越大。在垂直消隱期間、水平消隱期間沒有圖像，因此可正確地檢測(cè)出隨機(jī)噪聲的大小。噪聲檢測(cè)器203的檢測(cè)結(jié)果被提供到核化電路204。
核化電路204，根據(jù)其核化特性，從由HPF 202輸出的輸入圖像信號(hào)的高頻成分中，去除預(yù)定值以下的小電平成分，并提供到加法器205。噪聲通常是高頻成分，且為小電平，從而可降低噪聲。
圖8是用于說明核化特性的圖。在圖8中，橫軸表示輸入信號(hào)電平，縱軸表示輸出信號(hào)電平。但核化電路204的輸入信號(hào)的絕對(duì)值為閾值Th的絕對(duì)值以下時(shí)，輸出信號(hào)電平變?yōu)榱悖?dāng)輸入信號(hào)的絕對(duì)值大于閾值Th的絕對(duì)值時(shí)，輸出和輸入信號(hào)電平對(duì)應(yīng)的電平的輸出信號(hào)。這樣一來，當(dāng)增大閾值Th的絕對(duì)值時(shí)，噪聲降低效果也變強(qiáng)。
因此，在圖7的噪聲降低裝置中，根據(jù)噪聲檢測(cè)器203的噪聲檢測(cè)結(jié)果，對(duì)核化電路204的閾值Th的絕對(duì)值進(jìn)行可變控制，使得由噪聲檢測(cè)器203檢測(cè)出的隨機(jī)噪聲越大，閾值Th的絕對(duì)值越大。加法器205將從減法器201輸出的輸入圖像信號(hào)中的低頻成分、及從核化電路204輸出的降低了噪聲的高頻成分相加，獲得降低了噪聲的輸出圖像信號(hào)，并從輸出端子206輸出。
如上所述，在該現(xiàn)有的噪聲降低裝置中，由噪聲檢測(cè)器203檢測(cè)出的隨機(jī)噪聲越小，核化電路204的核化特性的閾值Th的絕對(duì)值就越小，從而可從核化電路204輸出小電平的圖像信號(hào)，因此當(dāng)輸入圖像信號(hào)中含有的噪聲較少時(shí)，可降低不僅去除噪聲成分而且去除了小電平的圖像信號(hào)成分的現(xiàn)象。
圖9表示現(xiàn)有的利用了巡回型濾波器的噪聲降低裝置的一例的框圖。在圖9中，從輸入端子210輸入的輸入圖像信號(hào)被提供到加法器211、減法器212、及噪聲檢測(cè)器213。加法器211的輸出信號(hào)作為輸出圖像信號(hào)從輸出端子214輸出，并且提供到幀延遲器215。幀延遲器215將輸出圖像信號(hào)延遲一幀并提供到減法器212。減法器212從幀延遲器215的輸出圖像信號(hào)中減去輸入圖像信號(hào)，將幀之間不相關(guān)的相減結(jié)果提供到衰減器216。加法器211向輸入圖像信號(hào)加上衰減器216的輸出信號(hào)，并輸出到輸出端子214。
噪聲檢測(cè)器213，和圖7的噪聲檢測(cè)器203一樣，提取圖像信號(hào)的垂直消隱期間或水平消隱期間的輸入信號(hào)的高頻成分信號(hào)，該高頻成分信號(hào)越大則隨機(jī)噪聲越大。在垂直消隱期間、水平消隱期間沒有圖像，因此可正確地檢測(cè)出隨機(jī)噪聲的大小。噪聲檢測(cè)器213的檢測(cè)結(jié)果被提供到衰減器216。
其中，當(dāng)圖像信號(hào)的圖像靜止時(shí)，或者圖像的運(yùn)動(dòng)非常少時(shí)，圖像信號(hào)在幀之間有非常強(qiáng)的相關(guān)性，但混入到圖像信號(hào)中的隨機(jī)噪聲沒有相關(guān)性，因此成為幀差分的減法器212的輸出信號(hào)被提取噪聲成分，電平也變小。此時(shí)如果衰減器216的衰減系數(shù)k不是零，則從減法器212輸出的噪聲成分經(jīng)過衰減器216→加法器211→幀延遲器215→減法器212→衰減器216→加法器211這樣的路徑，以衰減系數(shù)k加權(quán)，同時(shí)巡回相加。這樣進(jìn)行巡回型的噪聲降低動(dòng)作，從輸出端子214輸出降低了噪聲的輸出圖像信號(hào)。
另一方面，當(dāng)圖像信號(hào)的圖像運(yùn)動(dòng)時(shí)，成為幀差分的減法器212的輸出信號(hào)被提取圖像的運(yùn)動(dòng)成分，電平也變大。此時(shí)如果衰減器216的衰減系數(shù)k是零，則在加法器211中，來自衰減器216的零加入到來自輸入端子210的輸入圖像信號(hào)中，因此不進(jìn)行上述巡回型的噪聲降低動(dòng)作，輸入圖像信號(hào)穿過加法器211直接從輸出端子214輸出。
圖10表示上述衰減器216的一例的特性圖。在圖10中，橫軸表示輸入信號(hào)電平，縱軸表示輸出信號(hào)電平。衰減器216的衰減特性如圖10所示為非線性特性，輸入信號(hào)的絕對(duì)值如果是不滿Xn(絕對(duì)值)的較小的值，則視為噪聲成分，將衰減比k(k＝y(tǒng)/x)設(shè)為接近1的值，輸入信號(hào)的絕對(duì)值越大則衰減比k接近零，當(dāng)為閾值Xn以上時(shí)則視為運(yùn)動(dòng)成分，使衰減比k為零。
這種衰減器216的非線性特性，由圖9的噪聲檢測(cè)器213的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行可變控制，以使由噪聲檢測(cè)器213檢測(cè)出的隨機(jī)噪聲越大，則閾值Xn的絕對(duì)值越大，以進(jìn)行巡回型的噪聲降低動(dòng)作。
如上所述，在圖9所示的現(xiàn)有的噪聲降低裝置中，通過使用幀巡回型濾波器，當(dāng)輸入圖像信號(hào)的圖像靜止時(shí)，或者圖像的運(yùn)動(dòng)非常少時(shí)，從減法器212提供到衰減器216的幀差分信號(hào)的絕對(duì)值小于圖10的非線性特性的閾值Xn的絕對(duì)值，因此以衰減系數(shù)k加權(quán)并且進(jìn)行巡回型噪聲降低動(dòng)作，所以可不損壞高頻成分而僅降低噪聲成分。
并且，作為現(xiàn)有的噪聲降低裝置的其他例子，公知的有幀巡回型噪聲降低裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)。該幀巡回型噪聲降低裝置，將輸入圖像信號(hào)乘以(1-K)，并使輸出圖像信號(hào)延遲一幀，再乘以K，并與上述乘以了(1-K)的輸入圖像信號(hào)相加，從而生成降低了和幀不相關(guān)的噪聲的上述輸出圖像信號(hào)。并且，在該幀巡回型噪聲降低裝置中，輸入圖像信號(hào)在靜止圖像部分不產(chǎn)生殘影，因此可增大上述系數(shù)K以提高噪聲降低效果。運(yùn)動(dòng)圖像部分中產(chǎn)生殘影，因此進(jìn)行減小上述系數(shù)K以盡量抑制殘影的巡回系數(shù)控制。并且，在該幀巡回型噪聲降低裝置中，設(shè)置運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路，從輸入圖像信號(hào)和前一幀的圖像信號(hào)中取幀差分，在該幀差分小于預(yù)先確定的閾值時(shí)判斷為靜止圖像，在幀差分大于閾值時(shí)判斷為運(yùn)動(dòng)圖像，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果可變控制上述系數(shù)K。
進(jìn)一步，在上述幀巡回型噪聲降低裝置中，在適用于電視圖像接收機(jī)的情況下，當(dāng)接收電場(chǎng)強(qiáng)度低、輸入圖像信號(hào)的S/N低時(shí)，噪聲分布在全體圖像中，因此即使是靜止圖像部分有時(shí)也會(huì)因噪聲而由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路誤判為運(yùn)動(dòng)圖像，為了防止這一現(xiàn)象，當(dāng)接收電場(chǎng)強(qiáng)度低于預(yù)先確定的基準(zhǔn)值時(shí)，進(jìn)行可變控制，使運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路的運(yùn)動(dòng)圖像/靜止圖像的判斷用的閾值高于基準(zhǔn)值以上的本來的強(qiáng)電場(chǎng)接收時(shí)的閾值，根據(jù)接收電場(chǎng)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)乜刂粕鲜鱿禂?shù)K。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-134510號(hào)公報(bào)但是，在圖7所示的現(xiàn)有的噪聲降低裝置中，由于利用了空間方向的濾波器，因此雖然可與圖像的運(yùn)動(dòng)無關(guān)地進(jìn)行噪聲降低，但如果為非巡回型、且核化特性的閾值Th的絕對(duì)值過大時(shí)，則輸入圖像信號(hào)的微小的高頻信號(hào)與噪聲一起被去除，只能獲得3dB左右的S/N改善度。
并且，在圖9所示的現(xiàn)有的噪聲降低裝置中，通過巡回型濾波器，可獲得比圖7的核化方式的噪聲降低裝置大的S/N改善度，但僅在圖像靜止時(shí)或運(yùn)動(dòng)非常少時(shí)具有噪聲降低效果，當(dāng)圖像運(yùn)動(dòng)時(shí)沒有噪聲降低效果。并且，需要根據(jù)噪聲檢測(cè)器213的檢測(cè)結(jié)果階段性地切換圖9中的衰減器216的非線性特性。但是由于衰減器216是非線性的，因此持有較多的非線性特性種類并使特性變化呈階段性是困難的，當(dāng)噪聲大小變化時(shí)，噪聲降低效果的變化也較大。
并且，在專利文獻(xiàn)1所述的現(xiàn)有的噪聲降低裝置中，根據(jù)幀差分值可變控制系數(shù)K的值，因此在圖像靜止時(shí)或運(yùn)非常少時(shí)有充分的噪聲降低效果，但當(dāng)圖像運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了盡量抑制殘影而使系數(shù)K的值設(shè)置得較小，所以噪聲降低效果不充分。
進(jìn)一步，圖7、圖9所示的現(xiàn)有的噪聲降低裝置內(nèi)的噪聲檢測(cè)器203、213，在垂直消隱期間或水平消隱期間檢測(cè)輸入圖像信號(hào)的噪聲大小，因此在該期間內(nèi)不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)中，無法檢測(cè)出噪聲。在垂直消隱期間或水平消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)是指，例如僅記錄圖像部分、在重放時(shí)附加消隱期間的圖像記錄重放裝置的輸出信號(hào)等。因此對(duì)于在垂直消隱期間或水平消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，即使混入到畫面的噪聲成分較大，也無法加大噪聲降低效果。
并且，專利文獻(xiàn)1所述的現(xiàn)有的噪聲降低裝置，利用垂直同步期間或均衡期間內(nèi)含有的信號(hào)，檢測(cè)出輸入圖像信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度，控制運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路，因此和上述同樣，對(duì)于在垂直消隱期間或水平消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，即使混入到畫面的噪聲成分較大，也無法加大噪聲降低效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于以上問題而提出的，其目的在于提供一種噪聲檢測(cè)裝置及方法，即使是在垂直消隱期間、水平消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，也可切實(shí)檢測(cè)出噪聲電平。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種噪聲降低裝置及方法，不僅對(duì)靜止圖像、而且對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像也可獲得較大的S/N改善度，即使噪聲大小變化時(shí)也可減小噪聲降低效果的變化。
本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種噪聲檢測(cè)裝置(103)，用于對(duì)圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，具有第一高頻成分提取器(123)，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取器(125)，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；第三高頻成分提取器(126)，利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一行的行延遲圖像信號(hào)提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取器(127)，利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一幀的幀延遲圖像信號(hào)提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理部(128)，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲判斷部(124)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理部的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，僅根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
并且，本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種噪聲檢測(cè)方法，對(duì)圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，具有以下步驟提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一行的行延遲圖像信號(hào)提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一幀的幀延遲圖像信號(hào)提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及當(dāng)上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
進(jìn)一步，本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種噪聲降低裝置，用于降低圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，其特征在于，具有行巡回型濾波器(102、104、105、108)，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)第一衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；幀巡回型濾波器(105、107)，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)第二衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；和噪聲檢測(cè)器(103)，檢測(cè)出上述圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平，生成用于使上述第一及第二衰減系數(shù)可變的噪聲檢測(cè)信號(hào)，其中，上述噪聲檢測(cè)器具有第一高頻成分提取器(123)，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取器(125)，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；第三高頻成分提取器(126)，提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取器(127)，提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理電路(128)，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲判斷電路(124)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理電路的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，僅根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
并且，本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種噪聲降低方法，降低圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，其特征在于，具有以下步驟噪聲檢測(cè)步驟，檢測(cè)出上述圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，生成噪聲檢測(cè)信號(hào)；行巡回步驟，利用行巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)根據(jù)上述噪聲檢測(cè)信號(hào)設(shè)定的第一衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；幀巡回步驟，利用幀巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)根據(jù)上述噪聲檢測(cè)信號(hào)設(shè)定的第二衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；其中，上述噪聲檢測(cè)步驟包括以下步驟第一高頻成分提取步驟，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取步驟，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分第三高頻成分提取步驟，提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取步驟，提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理步驟，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲檢測(cè)信號(hào)生成步驟，當(dāng)在上述第一高頻成分提取步驟中提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理步驟的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)在上述第一高頻成分提取步驟中提取的上述第一高頻成分為預(yù)定閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的噪聲檢測(cè)裝置及方法，即使是在消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，也可切實(shí)檢測(cè)出噪聲電平。
根據(jù)本發(fā)明的噪聲降低裝置及方法，即使是在消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，也可切實(shí)檢測(cè)出噪聲電平，不僅對(duì)靜止圖像、而且對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像也可獲得較大的S/N改善度，即使噪聲大小變化時(shí)也可減小噪聲降低效果的變化。


圖1是表示本發(fā)明的噪聲降低裝置的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。
圖2是表示圖1中的混合器的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。
圖3是表示圖2中的系數(shù)器的系數(shù)生成特性的一例的圖。
圖4是表示作為本發(fā)明的噪聲檢測(cè)裝置的圖1中的噪聲檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。
圖5是用于說明輸入圖像信號(hào)的相鄰像素間差分值對(duì)頻度(個(gè)數(shù))特性和噪聲的關(guān)系的圖。
圖6是表示本發(fā)明的噪聲降低裝置的一個(gè)實(shí)施方式的變形例的框圖。
圖7是表示現(xiàn)有的噪聲降低裝置的一例的框圖。
圖8是表示圖7中的核化電路的特性的一例的圖。
圖9是現(xiàn)有的噪聲降低裝置的其他例子的框圖。
圖10是用于說明圖9的噪聲降低裝置的特性圖。
具體實(shí)施例方式
接著參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示作為本發(fā)明的噪聲降低裝置的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。圖1所示的實(shí)施方式的構(gòu)成具有使從輸入端子100輸入的輸入圖像信號(hào)延遲一行的行延遲器101；將輸入圖像信號(hào)和行延遲器108的輸出延遲信號(hào)相加的加法器102；根據(jù)輸入圖像信號(hào)、來自行延遲器101的一行延遲圖像信號(hào)、和來自幀延遲器107的一幀延遲圖像信號(hào)，進(jìn)行噪聲檢測(cè)動(dòng)作的噪聲檢測(cè)器103；二段縱向連接的混合器104及105；以及提供從混合器105輸出到輸出端子106的輸出圖像信號(hào)的幀延遲器107及行延遲器108。
混合器104，通過下述方法適當(dāng)?shù)鼗旌蠌男醒舆t器101輸出的一行延遲圖像信號(hào)和加法器102的輸出信號(hào)，并將該輸出混合信號(hào)提供到混合器105。并且，混合器104中的適當(dāng)混合的比例，通過從噪聲檢測(cè)器103提供的控制信號(hào)切換。
混合器105，與混合器104以同樣的方式動(dòng)作，適當(dāng)?shù)貙?duì)混合器104的輸出混合信號(hào)和由幀延遲器107輸出的一幀延遲圖像信號(hào)進(jìn)行混合。并且，混合器105中的適當(dāng)混合的比例，也是通過由噪聲檢測(cè)器103提供的控制信號(hào)切換，這一點(diǎn)和混合器104相同。幀延遲器107將輸出圖像信號(hào)延遲一幀并提供到混合器105。并且，行延遲器108將輸出圖像信號(hào)延遲一行并提供到加法器102。加法器102，將在行延遲器108延遲了一行的輸出圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)相加，并將獲得的相加信號(hào)提供到混合器104。
圖2是表示圖1中的混合器104及混合器105的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。在圖2中，從輸入端子110輸入的第一輸入信號(hào)A、及從輸入端子111輸入的第二輸入信號(hào)B被提供到減法器112。減法器112從第一輸入信號(hào)A減去第二輸入信號(hào)B，并將獲得的作為相減結(jié)果的差分信號(hào)分別提供到絕對(duì)值化電路113和乘法器114。
絕對(duì)值化電路113將輸入的差分信號(hào)絕對(duì)值化并提供到系數(shù)器115。系數(shù)器115，根據(jù)從絕對(duì)值化電路113提供的絕對(duì)值化信號(hào)的大小、及由輸入端子116提供的信號(hào)的大小，決定乘法器114的乘法系數(shù)α。加法器117，將從輸入端子111輸入的第二輸入信號(hào)B、及通過乘法器114使減法器112的輸出差分信號(hào)α倍后所獲得的信號(hào)相加，并從輸出端子118輸出。其結(jié)果是，從加法器117輸出到輸出端子118的輸出信號(hào)Y由下式表示Y＝B+α(A-B)＝αA+(1-α)B……(1)。
因此，由上式可知，通過使在系數(shù)器115產(chǎn)生的乘法系數(shù)α為0以上、1以下范圍的值，可適當(dāng)?shù)鼗旌系谝惠斎胄盘?hào)A和第二輸入信號(hào)B。第一輸入信號(hào)A，在圖1中的混合器104中變?yōu)樾醒舆t器101的輸出信號(hào)，在圖1中的混合器105中變?yōu)榛旌掀?04的輸出信號(hào)。并且，第二輸入信號(hào)B，在圖1中的混合器104中變?yōu)榧臃ㄆ?02的輸出信號(hào)，在圖1中的混合器105中變?yōu)閹舆t器107的輸出信號(hào)。
即，在圖1及圖2所示的實(shí)施方式中，混合器104→混合器105→行延遲器108→加法器102→混合器104的路徑，成為對(duì)圖像信號(hào)加權(quán)衰減系數(shù)(1-α)以進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作的行巡回型濾波器；并且，混合器105→幀延遲器107→混合器105的路徑，成為對(duì)圖像信號(hào)加權(quán)衰減系數(shù)(1-α)以進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作的幀巡回型濾波器。在此為了簡(jiǎn)單化，將行巡回型濾波器的衰減系數(shù)和幀巡回型濾波器的衰減系數(shù)均設(shè)為(1-α)，但混合器104和混合器105中的各自的系數(shù)器115產(chǎn)生的乘法系數(shù)α不限為相同的值，是和各混合器104、105適應(yīng)的值。
圖2中的作為減法器112的減法結(jié)果的輸出差分信號(hào)，在圖1中的混合器104中變?yōu)樾胁罘?，在混合?05中變?yōu)閹罘?。?dāng)圖像中邊沿成分較少、空間上較平坦時(shí)，或者圖像靜止時(shí)，圖像信號(hào)在空間或時(shí)間上有較強(qiáng)的相關(guān)性，但混入到圖像信號(hào)中的隨機(jī)噪聲沒有相關(guān)性。因此，作為行差分或幀差分的減法器112的輸出差分信號(hào)被提取噪聲成分，電平也較小。此時(shí)，混合器104或混合器105進(jìn)行動(dòng)作，使得在由下述噪聲檢測(cè)器103提取的噪聲成分越大時(shí)衰減系數(shù)(1-α)系數(shù)越大，以進(jìn)行巡回型的噪聲降低動(dòng)作。
另一方面，當(dāng)圖像中邊沿成分多時(shí)，或圖像運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為行差分或幀差分的減法器112的輸出差分信號(hào)，被提取圖像的邊沿成分或運(yùn)動(dòng)成分，電平也較大。此時(shí)，混合器104或混合器105使衰減系數(shù)(1-α)為零，不進(jìn)行巡回型的噪聲降低動(dòng)作。
為了進(jìn)行上述動(dòng)作，系數(shù)器115只要生成和表示行差分大小或幀差分大小的來自絕對(duì)值化電路113的輸出信號(hào)成比例的乘法系數(shù)α即可。圖3表示系數(shù)器115的輸入信號(hào)對(duì)輸出信號(hào)特性的一例。在圖3中，橫軸表示輸入信號(hào)x的電平，縱軸表示輸出信號(hào)y的電平(即乘法系數(shù)α的值)。如圖3所示，系數(shù)器115的系數(shù)生成特性由下述簡(jiǎn)單的一次式表示y＝ax+b ……(2)，因此通過使上式的參數(shù)a(＝Δy/Δx)和參數(shù)b可變，可簡(jiǎn)單地改變?cè)肼暯档蛣?dòng)作的特性。
該參數(shù)切換通過提供到圖2的輸入端子116的信號(hào)進(jìn)行，例如使參數(shù)a增大時(shí)，只要輸入信號(hào)x、即行差分或幀差分不足夠大，衰減系數(shù)(1-α)就不會(huì)為零。此外，如果增大參數(shù)b，則即使減小行差分或幀差分，衰減系數(shù)(1-α)也容易變?yōu)榱恪?br> 通過使提供到圖2的輸入端子116的信號(hào)為來自圖1中的噪聲檢測(cè)器103的控制信號(hào)，對(duì)于由噪聲檢測(cè)器103檢測(cè)的噪聲變化，可階段性地控制噪聲降低效果的特性。例如，使得隨機(jī)噪聲越大參數(shù)a越小、或參數(shù)b越小。這樣一來，隨機(jī)噪聲越大，上述幀巡回型濾波器或行巡回型濾波器巡回的比率、即衰減系數(shù)(1-α)變大，其結(jié)果，從公式(1)可知，噪聲降低量變大。
接著，對(duì)圖1中的噪聲檢測(cè)器103的構(gòu)成及動(dòng)作進(jìn)行更詳細(xì)的說明。噪聲檢測(cè)器103是本發(fā)明的噪聲檢測(cè)裝置及方法的一個(gè)實(shí)施方式。圖4表示噪聲檢測(cè)器103的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。在該圖中，輸入端子120、121、122，分別提供來自圖1中的輸入端子100的輸入圖像信號(hào)、由行延遲器101延遲了一行的圖像信號(hào)、由幀延遲器107延遲了一幀的圖像信號(hào)。
并且，噪聲檢測(cè)器103具有經(jīng)由輸入端子120提供來自輸入端子100的輸入圖像信號(hào)的高通濾波器(HPF)123及125、減法器126及127；提供HPF 125、減法器126及127的輸出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)處理電路128；提供HPF 123及統(tǒng)計(jì)處理電路128的各輸出信號(hào)并進(jìn)行噪聲判斷動(dòng)作的噪聲判斷電路124；和輸出來自噪聲判斷電路124的噪聲判斷結(jié)果的輸出端子129。HPF 123、125及減法器126、127分別成為高頻成分提取器。
HPF 123提取來自輸入端子100及120的輸入圖像信號(hào)的垂直消隱期間或水平消隱期間的高頻成分，并提供到噪聲判斷電路124。噪聲判斷電路124，如下所述，進(jìn)行和圖8、圖10的現(xiàn)有的噪聲檢測(cè)器相同的動(dòng)作。HPF 125提取來自輸入端子100及120的輸入圖像信號(hào)的圖像期間的水平高頻成分。
減法器126，通過從來自輸入端子100及120的輸入圖像信號(hào)中減去由圖1的行延遲器101延遲了一行的輸入圖像信號(hào)，提取輸入圖像信號(hào)的圖像期間的垂直高頻成分。減法器127，通過從來自輸入端子100及120的輸入圖像信號(hào)中減去由圖1的幀延遲器107延遲了一幀的圖像信號(hào)，提取輸入圖像信號(hào)的圖像期間的時(shí)間高頻成分。
任意的一個(gè)像素具有和水平高頻成分、垂直高頻成分及時(shí)間高頻成分三種高頻成分相關(guān)的各值。各個(gè)像素的三種高頻成分如上所述被提取。另外，在本實(shí)施方式中，作為求得水平高頻成分、垂直高頻成分及時(shí)間高頻成分三種高頻成分的方法，采用取水平方向、垂直方向、時(shí)間方向的各相鄰像素間的差分值這樣簡(jiǎn)單的方法，也可利用濾波器根據(jù)多個(gè)像素提取各自的高頻成分。提取各自的高頻成分的方法是任意的。
統(tǒng)計(jì)處理電路128，對(duì)通過HPF 125、減法器126、減法器127分別提取的輸入圖像信號(hào)的水平高頻成分、垂直高頻成分、時(shí)間高頻成分，分別按照構(gòu)成各畫面的各個(gè)像素計(jì)算出電平，并將其分別絕對(duì)值化。并且，將計(jì)算出的絕對(duì)值為同一值的像素的個(gè)數(shù)按照各個(gè)絕對(duì)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由此計(jì)算出對(duì)三種高頻成分計(jì)算出的各絕對(duì)值大小的一個(gè)畫面內(nèi)的個(gè)數(shù)(像素?cái)?shù))。這里的一個(gè)畫面可以是輸入圖像信號(hào)為交錯(cuò)信號(hào)時(shí)的半幀(field)，也可以是非交錯(cuò)信號(hào)(漸進(jìn)信號(hào))時(shí)的幀。計(jì)算出的一個(gè)畫面內(nèi)的各絕對(duì)值的像素?cái)?shù)被提供到噪聲判斷電路124。
此時(shí)，對(duì)于電平足夠大、而稱不上是噪聲的大小，也可不計(jì)算出上述個(gè)數(shù)。舉例而言，設(shè)輸入圖像信號(hào)為8比特的數(shù)字信號(hào)時(shí)，輸入圖像信號(hào)的水平高頻成分、垂直高頻成分、時(shí)間高頻成分分別在電平0到電平255的范圍內(nèi)分布。此時(shí)，當(dāng)超過電平10左右時(shí)，變?yōu)椴荒芊Q為噪聲的大小。在本實(shí)施方式中，計(jì)算出從電平0到電平9這10個(gè)電平各自的個(gè)數(shù)。考慮到一定的誤差，也可計(jì)算出電平0到電平11這12個(gè)電平各自的個(gè)數(shù)，適當(dāng)設(shè)定即可。即，在絕對(duì)值的電平從0到最大電平以內(nèi)，至少在電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)按照各絕對(duì)值電平計(jì)算出一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)即可。
例如，對(duì)于水平高頻成分，假定可獲得以下要素(A，B)(其中A為電平，B為個(gè)數(shù)(像素?cái)?shù)))(-9，0)、(-8，0)、(-7，0)、(-6，1)、(-5，2)、(-4，4)、(-3，5)、(-2，6)、(-1，7)、(0，9)、(1，8)、(2，6)、(3，5)、(4，3)、(5，0)、(6，0)、(7，0)、(8，0)、(9，0)。
這種情況下，按照水平高頻成分的絕對(duì)值的各電平求個(gè)數(shù)(像素?cái)?shù))，則為(|0|，9)、(|1|，15)、(|2|，12)、(|3|，10)、(|4|，7)、(|5|，2)、(|6|，1)、(|7|，0)、(|8|，0)、(|9|，0)。
如上所述，圖像信號(hào)在統(tǒng)計(jì)上在相鄰像素間相關(guān)性較強(qiáng)，因此當(dāng)對(duì)靜止的圖像或邊沿少的平坦的圖像的一個(gè)幀，按照相鄰像素之間的差分值、即高頻成分的大小調(diào)查其個(gè)數(shù)時(shí)，如圖5(a)所示，是在差分值為0的附近具有陡峭的正的峰值的分布。當(dāng)對(duì)這樣的圖像重疊隨機(jī)噪聲時(shí)，隨著隨機(jī)噪聲較多的混入，相鄰像素之間的相關(guān)性變?nèi)?，相鄰像素間的差分值(高頻成分)對(duì)頻度(個(gè)數(shù))特性，從圖5(b)所示的下擺較寬的山型變?yōu)閳D5(c)所示的凸型，即峰值的高度逐漸降低。
在噪聲判斷電路124中，根據(jù)分別來自HPF 123及統(tǒng)計(jì)處理電路128的輸出信號(hào)，判斷輸入圖像信號(hào)中混入了什么程度的噪聲，并將獲得的判斷結(jié)果的噪聲檢測(cè)信號(hào)輸出到輸出端子129。即，在噪聲判斷電路124中，在不存在從HPF123提供的輸入圖像信號(hào)的圖像的垂直消隱期間或水平消隱期間內(nèi)的高頻成分正確地表示隨機(jī)噪聲的大小，因此當(dāng)該高頻成分的電平大于預(yù)先確定的閾值(例如0)時(shí)，與來自統(tǒng)計(jì)處理電路128的信號(hào)無關(guān)，根據(jù)來自HPF 123的高頻成分的電平判斷噪聲的大小，生成每個(gè)畫面的噪聲檢測(cè)信號(hào)。具體而言，將來自HPF 123的高頻成分的電平作為噪聲電平。
另一方面，噪聲判斷電路124，在來自HPF 123的高頻成分的電平為上述閾值以下(例如0)時(shí)，根據(jù)從表示由統(tǒng)計(jì)處理電路128提供的輸入圖像信號(hào)的圖像期間內(nèi)上述三種高頻成分各自的每個(gè)圖像的分布的處理結(jié)果中選擇的滿足預(yù)定條件的一個(gè)處理結(jié)果，判斷噪聲的大小，生成每個(gè)畫面的噪聲檢測(cè)信號(hào)。
噪聲判斷電路124，對(duì)水平高頻成分、垂直高頻成分、時(shí)間高頻成分三種高頻成分，分別比較獲得的上述絕對(duì)值電平0的個(gè)數(shù)(一個(gè)畫面內(nèi)的像素?cái)?shù))、及0以外的絕對(duì)值的每個(gè)電平的個(gè)數(shù)，當(dāng)絕對(duì)值電平0的個(gè)數(shù)大于0以外的絕對(duì)值電平的個(gè)數(shù)時(shí)，會(huì)顯示出圖5(a)所示的特性，判斷為平坦的圖像，存在比絕對(duì)值電平0的個(gè)數(shù)多的0以外的絕對(duì)值電平，并且當(dāng)其中表示個(gè)數(shù)最小的值的絕對(duì)值電平較小時(shí)，是圖5(b)所示的特性，判斷噪聲較小，當(dāng)其中表示個(gè)數(shù)最小的值的絕對(duì)值電平為較大的值時(shí)，是圖5(c)所示的下擺寬廣的特性，判斷噪聲較大。
在上述按照水平高頻成分的絕對(duì)值的各個(gè)電平求得個(gè)數(shù)(像素?cái)?shù))的例子中，絕對(duì)值電平0的個(gè)數(shù)(像素?cái)?shù))為“9”，存在個(gè)數(shù)比絕對(duì)值電平0的個(gè)數(shù)“9”大的0以外的絕對(duì)值電平，并且其中表示個(gè)數(shù)最小的值的絕對(duì)值電平為|3|，其個(gè)數(shù)為“10”，因此判斷電平3為水平區(qū)域成分的噪聲電平。并且，在個(gè)數(shù)比絕對(duì)值電平0的像素?cái)?shù)多的絕對(duì)值電平內(nèi)，當(dāng)存在多個(gè)表示個(gè)數(shù)最小的值的絕對(duì)值電平時(shí)，優(yōu)選將較大的電平作為噪聲電平。
噪聲判斷電路124，比較這樣獲得的水平、垂直及時(shí)間相關(guān)的三個(gè)噪聲判斷結(jié)果，選擇最小的值作為噪聲檢測(cè)信號(hào)。例如用和上述水平高頻成分的噪聲電平判斷相同的方法求得的垂直高頻成分的噪聲電平為電平6、時(shí)間高頻成分的噪聲電平為電平4時(shí)，噪聲判斷電路124判斷水平高頻成分的電平3為最終的噪聲電平。
這樣一來，噪聲判斷電路124，通過上述比較來解析輸入圖像信號(hào)的圖像期間的相鄰像素之間的差分值(高頻成分)對(duì)頻率特性是圖5(a)～(c)的哪個(gè)特性，根據(jù)該解析結(jié)果(判斷結(jié)果)判斷噪聲的大小，生成與該判斷結(jié)果對(duì)應(yīng)的值的噪聲檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)由輸出端子129輸出到混合器104及105的圖2的輸入端子116，進(jìn)行可變控制，使得檢測(cè)出的噪聲成分越多，系數(shù)α的值越小(衰減系數(shù)(1-α)越大)。即，根據(jù)噪聲電平控制上述參數(shù)a和b，噪聲電平的值越大，參數(shù)a越小，或參數(shù)b越小。這樣一來系數(shù)α易于變小。
并且，在上述說明中，針對(duì)水平高頻成分、垂直高頻成分及時(shí)間高頻成分三種高頻成分而各自獲得的噪聲判斷結(jié)果(噪聲電平)中，通過最小的值的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，但也可根據(jù)第二個(gè)小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。在水平高頻成分的噪聲電平為電平3、垂直高頻成分的噪聲電平為電平6、時(shí)間高頻成分的噪聲電平為電平4的上述例子中，可將時(shí)間高頻成分的電平4作為最終的噪聲電平。即，由于噪聲是隨機(jī)發(fā)生的，因此三種高頻成分中不會(huì)僅有其中一個(gè)噪聲變大，所以只要滿足以下條件即可在對(duì)三種高頻成分而分別獲得的噪聲判斷結(jié)果中，不根據(jù)最大的值進(jìn)行噪聲判斷。并且在進(jìn)行噪聲判斷時(shí)，也可以不比較絕對(duì)值0的個(gè)數(shù)和0以外的絕對(duì)值的個(gè)數(shù)，而比較高頻成分的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差。
這樣一來，在本實(shí)施方式中，通過消隱部分和圖像部分這二個(gè)部分進(jìn)行噪聲的檢測(cè)，因此即使是在垂直消隱期間、水平消隱期間不存在噪聲而僅在圖像部分混入了噪聲的圖像信號(hào)，也可切實(shí)進(jìn)行噪聲檢測(cè)，并可據(jù)此降低噪聲。
并且，在本實(shí)施方式中，通過圖1中的行延遲器101、行延遲器108、加法器102及混合器104構(gòu)成行巡回型濾波器，并且通過幀延遲器107、混合器105構(gòu)成幀巡回型濾波器，因此可在時(shí)間空間上進(jìn)行噪聲降低，不僅對(duì)靜止圖像而且對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像也可獲得較大的S/N改善度。
并且，本發(fā)明不限定為以上實(shí)施方式，例如圖1的框圖所示的構(gòu)成可以由硬件構(gòu)成，也可包含由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖1的構(gòu)成的計(jì)算機(jī)程序。這種情況下，計(jì)算機(jī)程序可以預(yù)先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的專用存儲(chǔ)器中，也可記錄在記錄介質(zhì)中由計(jì)算機(jī)讀取，還可以通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送并由計(jì)算機(jī)讀取。
并且，在圖1的實(shí)施方式中，其構(gòu)成是在行巡回型濾波器的輸出一側(cè)連接幀巡回型濾波器，也可以如圖6所示的變形例那樣，將加法器102的輸出提供到混合器105，并且將幀延遲器107的輸出提供到混合器104，從而使上述二種巡回型濾波器的連接順序相反。并且，混合器104、105內(nèi)的圖2所示的系數(shù)器115的系數(shù)生成特性不限于圖3所示的特性，也可是根據(jù)行差分值、幀差分值、進(jìn)行圖3的特性以外的線性變化的特性或非線性變化的特性。
權(quán)利要求
1.一種噪聲檢測(cè)裝置，用于對(duì)圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，具有第一高頻成分提取器，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取器，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；第三高頻成分提取器，利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一行的行延遲圖像信號(hào)提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取器，利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一幀的幀延遲圖像信號(hào)提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理部，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲判斷部，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理部的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，僅根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
2.一種噪聲檢測(cè)方法，對(duì)圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，具有以下步驟提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一行的行延遲圖像信號(hào)提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；利用上述圖像信號(hào)和使上述圖像信號(hào)延遲了一幀的幀延遲圖像信號(hào)提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及當(dāng)上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
3.一種噪聲降低裝置，用于降低圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，其特征在于，具有行巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)第一衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；幀巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)第二衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；和噪聲檢測(cè)器，檢測(cè)出上述圖像信號(hào)中含有的噪聲成分的電平，生成用于使上述第一及第二衰減系數(shù)可變的噪聲檢測(cè)信號(hào)，其中，上述噪聲檢測(cè)器具有第一高頻成分提取器，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取器，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；第三高頻成分提取器，提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取器，提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理電路，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在從電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲判斷電路，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理電路的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，僅根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)由上述第一高頻成分提取器提取的上述第一高頻成分為預(yù)定的閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
4.一種噪聲降低方法，降低圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，其特征在于，具有以下步驟噪聲檢測(cè)步驟，檢測(cè)出上述圖像信號(hào)中含有的噪聲成分，生成噪聲檢測(cè)信號(hào)；行巡回步驟，利用行巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)根據(jù)上述噪聲檢測(cè)信號(hào)設(shè)定的第一衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；幀巡回步驟，利用幀巡回型濾波器，對(duì)上述圖像信號(hào)加權(quán)根據(jù)上述噪聲檢測(cè)信號(hào)設(shè)定的第二衰減系數(shù)，并且進(jìn)行噪聲降低動(dòng)作；其中，上述噪聲檢測(cè)步驟包括以下步驟第一高頻成分提取步驟，提取第一高頻成分，該第一高頻成分是上述圖像信號(hào)的消隱期間的高頻成分；第二高頻成分提取步驟，提取第二高頻成分，該第二高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在水平方向的高頻成分；第三高頻成分提取步驟，提取第三高頻成分，該第三高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在垂直方向的高頻成分；第四高頻成分提取步驟，提取第四高頻成分，該第四高頻成分是上述圖像信號(hào)的圖像期間中構(gòu)成一個(gè)畫面的各個(gè)像素在時(shí)間方向的高頻成分；統(tǒng)計(jì)處理步驟，計(jì)算出各個(gè)像素具有的上述第二高頻成分、上述第三高頻成分和上述第四高頻成分各自的電平的絕對(duì)值，并且在上述第二～第四高頻成分可取的從絕對(duì)值電平0到最大電平內(nèi)，至少在電平0到預(yù)定電平為止的范圍內(nèi)計(jì)算出各個(gè)絕對(duì)值電平的在一個(gè)畫面中的像素的個(gè)數(shù)；以及噪聲檢測(cè)信號(hào)生成步驟，當(dāng)在上述第一高頻成分提取步驟中提取的上述第一高頻成分比預(yù)定的閾值大時(shí)，與上述統(tǒng)計(jì)處理步驟的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果無關(guān)，根據(jù)上述第一高頻成分的電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)在上述第一高頻成分提取步驟中提取的上述第一高頻成分為預(yù)定閾值以下時(shí)，在各個(gè)上述第二～第四高頻成分中，將具有比電平0的個(gè)數(shù)多的個(gè)數(shù)的電平0以外的電平中個(gè)數(shù)最少的電平作為噪聲電平求出，并且根據(jù)上述第二～第四高頻成分的噪聲電平內(nèi)最小的噪聲電平或第二小的噪聲電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。
全文摘要
提供一種噪聲降低裝置，其不僅對(duì)靜止圖像、而且對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像也可獲得較大的S/N改善度，即使噪聲大小變化也可減小噪聲降低效果的變化。噪聲檢測(cè)器(103)，在圖像信號(hào)的消隱期間存在高頻成分時(shí)，根據(jù)該高頻成分電平生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。在消隱期間不存在高頻信號(hào)時(shí)，提取圖像信號(hào)在水平方向、垂直方向、及時(shí)間方向的三種高頻成分，分別解析這些高頻成分的電平分布，判斷噪聲的大小并生成噪聲檢測(cè)信號(hào)。噪聲檢測(cè)信號(hào)對(duì)行巡回型濾波器及幀巡回型濾波器中的衰減系數(shù)進(jìn)行可變控制。
文檔編號(hào)H04N5/21GK1905627SQ200610108668
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者久保田賢治 申請(qǐng)人:日本勝利株式會(huì)社