專利名稱：動(dòng)適應(yīng)視頻降噪系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瞬態(tài)視頻降噪系統(tǒng)，一般地和尤其是涉及利用動(dòng)適應(yīng)處理的這種類型的視頻降噪系統(tǒng)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幀遞歸濾波器在改善只有很小或沒有幀間移動(dòng)的視頻信號(hào)的信噪比上很有效。這種濾波器是依據(jù)對(duì)于靜止圖象或只有很少移動(dòng)圖象的原理，來自幀間的象元值有很高相關(guān)性，而噪聲(對(duì)于靜止圖象)是相對(duì)非相干的，對(duì)于幀間幾乎沒有相關(guān)性。因此，通過將若干幀延遲信號(hào)組合，其和的信號(hào)功率就會(huì)比噪聲功率更快地增加，該信噪比就會(huì)增加。
通過所謂“遞歸”降噪系統(tǒng)的反饋可以達(dá)到獲得多幀延遲視頻信號(hào)。在此

圖1即為這種系統(tǒng)的一個(gè)例子。圖1的降噪系統(tǒng)100包括用于接收待降噪的視頻輸入信號(hào)的輸入端102和用于提供已降噪的視頻輸出信號(hào)的輸出端104。輸入端102通過減法器106，限輻器108，衰減器110和加法器112與輸出端104相耦合。輸入端102也加至加法器112同時(shí)加法器輸出通過幀延遲單元114反饋回減法器106。
在運(yùn)行時(shí)，有噪聲的視頻輸入信號(hào)S1(在端102)和來自單元114的幀延遲的已降噪的視頻輸出信號(hào)S3在減法器106中被組合，以產(chǎn)生幀差(frame difference)信號(hào)S4。幀差信號(hào)S4提供對(duì)于靜止圖象的輸入信號(hào)S1中的噪聲量的估計(jì)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖象，它表示幀間運(yùn)動(dòng)加噪聲。為了將對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖象產(chǎn)生的可視假象(artifact)減至一種“可接收”的最低程度，差信號(hào)S4在限幅器108中被限制在較低的電平(例如幾個(gè)IRE單位)。在較大限幅閾值條件下將增強(qiáng)有效的降噪，但增加了由景物移動(dòng)引起的假象。因此，一般將限幅值選擇為在所要求的降噪和可接收的運(yùn)動(dòng)假象程度之間的折衷。
然后限幅器108的輸出在衰減器110中減小(衰減)某個(gè)小量(減少1/8或傳輸7/8)，以使系統(tǒng)的瞬變現(xiàn)象最后衰減至零。優(yōu)點(diǎn)在于，衰減確保會(huì)聚和反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后，限幅器的經(jīng)減小的輸出S5在衰減器110中被衰減，再作為信號(hào)S6在加法器112與返回的現(xiàn)行輸入信號(hào)S1相加，于是抵消輸入信號(hào)S1中一部分噪聲量。所形成的“已降噪”信號(hào)S2被反饋以用于下一幀的幀延遲，和從而完成遞歸信號(hào)路徑。
如上所述，遞歸降噪的一般形式對(duì)于靜止(或接近靜止)的圖象提供極佳的效果，因?yàn)閷?duì)于幀間，象元值有很高的相關(guān)性(相干)而在幀間基礎(chǔ)上，噪聲則是相對(duì)非相干的。然而，對(duì)于運(yùn)動(dòng)畫面，差信號(hào)S4表示運(yùn)動(dòng)以及噪聲和為了將差信號(hào)的運(yùn)動(dòng)分量引起的可視假象減至最小，需要限幅在較低電平。然而，一般說，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，在幀遞歸降噪系統(tǒng)中限制差信號(hào)可能不足以將運(yùn)動(dòng)假象抑制到可接收的最小程度，和可能要求附加的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，和已經(jīng)提出對(duì)這問題的各種處理方案。
減少在幀遞歸降噪系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)假象效應(yīng)的一個(gè)方法是將視頻帶分為二部分，將幀遞歸降噪應(yīng)用于較低頻部和將另一種形式的降噪應(yīng)用于較高頻部。這樣一種系統(tǒng)已由Christopher在1992年7月14日發(fā)表的題為《具有降噪功能的雙頻帶循序電視系統(tǒng)(DUAL BAND PROGRESSIVETELEVISION SYSTEM)》的美國專利5,130,789中描述。其優(yōu)點(diǎn)為，“雙頻帶”處理方案既降低了對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)器的要求又僅僅將瞬變現(xiàn)象假象限制在低頻亮度信號(hào)。另一方面，則為進(jìn)行頻帶分割和獨(dú)立的降噪處理功能需要相對(duì)復(fù)雜電路。
減少幀遞歸降噪系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)假象效應(yīng)的另一處理方案是由Takahashi在1981年1月20日題為《用于彩色電視信號(hào)的降噪系統(tǒng)》的美國專利4246610中描述的。Takahashi處理方案包括對(duì)于含有高運(yùn)動(dòng)的景物使幀遞歸濾波器旁路。為此提出與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的開關(guān)(一般稱為“軟開關(guān)”)，它隨運(yùn)動(dòng)指示信號(hào)的變化混合輸入的視頻信號(hào)和已降噪視頻信號(hào)。對(duì)于靜止圖象，該開關(guān)選擇降噪信號(hào)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖象，該開關(guān)選擇原始信號(hào)(無降噪)，和對(duì)于具有較低運(yùn)動(dòng)的圖象，這二信號(hào)隨運(yùn)動(dòng)(幀差)信號(hào)變化按比例地混合。盡管這種處理在減小運(yùn)動(dòng)圖象情況下的運(yùn)動(dòng)假象方面是有效的，但它也排除了降噪作用。
“混合”型“動(dòng)適應(yīng)”降噪系統(tǒng)的還有一個(gè)問題是軟開關(guān)本身的動(dòng)作可能由于例如運(yùn)動(dòng)檢測(cè)誤差產(chǎn)生某些景物的可視假象。例如，在靜止圖象中大量噪聲可能被錯(cuò)誤地判斷為景物中的運(yùn)動(dòng)。假如這樣，軟開關(guān)就會(huì)錯(cuò)誤地減少幀遞歸濾波分量，因而降低降噪作用，事實(shí)上沒有理由這樣做。
現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，需要有具有減少的與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的可視假象的動(dòng)適應(yīng)幀遞歸視頻降噪系統(tǒng)。另外需要有不要求降噪帶寬限制的動(dòng)適應(yīng)降噪系統(tǒng)。此外還需要有不依賴于如上述討論的與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的“混合”的動(dòng)適應(yīng)降噪系統(tǒng)。本發(fā)明旨在滿足所有這些要求。
實(shí)施本發(fā)明的用于提供視頻降噪作用的裝置包括用于從視頻輸入信號(hào)和加在其上的第一信號(hào)形成差信號(hào)的減法器。差信號(hào)被限幅和衰減，由此形成的信號(hào)與視頻輸入信號(hào)組合，以提供降噪的視頻輸出信號(hào)。延遲電路對(duì)視頻輸出信號(hào)作出響應(yīng)，提供場(chǎng)和幀延遲視頻信號(hào)。選擇電路選擇場(chǎng)延遲視頻信號(hào)，幀延遲視頻信號(hào)和視頻輸入信號(hào)其中的一個(gè)作為加在減法器上的另一信號(hào)，從而既便于降噪同時(shí)又抑制了潛在的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的假象。
在本發(fā)明的原理的可取應(yīng)用中，選擇電路包括一中值濾波器，在中值濾波器上加有場(chǎng)延遲視頻信號(hào)，幀延遲視頻信號(hào)和視頻輸入信號(hào)，該濾波器的輸出提供另一信號(hào)。
依照本發(fā)明的提供降噪的一種方法包括從視頻輸入信號(hào)和另一信號(hào)形成差信號(hào)；對(duì)該差信號(hào)進(jìn)行限幅和衰減；將經(jīng)限幅和衰減的差信號(hào)和視頻輸入信號(hào)加以組合形成視頻輸出信號(hào)，延遲視頻輸出信號(hào)一場(chǎng)和一幀；和在(i)場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)，(ii)幀延遲視頻輸出信號(hào)和(iii)視頻輸入信號(hào)中選擇另一信號(hào)。
依照本發(fā)明的方法的另一特征，選擇另一信號(hào)的步驟包括使視頻輸入信號(hào)，場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)和幀延遲視頻信號(hào)經(jīng)受中值濾波，其中間值用作為用于形成差信號(hào)的另一信號(hào)。
在附圖中表示出本發(fā)明的以上和另外一些特征，其中相同元件標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)，和附圖中圖1是已知的遞歸視頻降噪系統(tǒng)的方塊圖；圖2是實(shí)施本發(fā)明的動(dòng)適應(yīng)遞歸視頻降噪系統(tǒng)的方塊圖；圖3是適用于圖2的動(dòng)適應(yīng)遞歸視頻降噪系統(tǒng)的三輸入中值濾波器的方塊圖；以及圖4是說明圖2系統(tǒng)的降噪部分的運(yùn)動(dòng)假象抑制的時(shí)空?qǐng)D。
圖2的動(dòng)適應(yīng)視頻降噪系統(tǒng)200包括用于接收待降噪的視頻輸入信號(hào)“C”的輸入端102和用于提供已降噪的視頻輸出信號(hào)“H”的輸出端104。減法器106從視頻輸入信號(hào)“C”和加在其上的另一信號(hào)“M”形成表示噪聲的差信號(hào)D。差信號(hào)“D”受限幅器108限制和經(jīng)衰減器110衰減，和由此合成的經(jīng)限幅和衰減的差信號(hào)“F”在加法器112中與視頻輸入信號(hào)“C”組合，以有效地“抵消”信號(hào)“C”中的噪聲分量，從而產(chǎn)生已降噪的視頻輸出信號(hào)“H”。順便提及，要注意限幅和衰減的次序無關(guān)緊要?？梢韵燃酉薹?如圖示)，可以先加衰減，或以公共電路結(jié)構(gòu)形式可以同時(shí)施加限幅和衰減兩者。
依照本發(fā)明，信號(hào)“M”是從系統(tǒng)200的輸入和輸出信號(hào)“C”和“H”獲得的，從而提供降噪和減小運(yùn)動(dòng)假象兩者。在本發(fā)明的這實(shí)施例中，信號(hào)“M”的形成由響應(yīng)視頻輸出信號(hào)“H”的延遲單元202提供的，延遲單元提供幀延遲視頻信號(hào)“A”和場(chǎng)延遲視頻信號(hào)“B”。選擇電路220(圖示為中值濾波器)選擇幀延遲視頻信號(hào)“A”，場(chǎng)延遲視頻信號(hào)“B”和視頻輸入信號(hào)“C”中的一個(gè)作為用于加在減法器106上的另一信號(hào)“M”。
更確切地說，中值濾波器220選擇信號(hào)“A”，“B”和“C”的中間值作為減法器106的另一信號(hào)“M”。如本文所用的“中值”一詞具有通常的數(shù)學(xué)含義，區(qū)別于“平均”含義。例如，“1，2，9”一組值的中間值等于2，而其平均值是4。作為另一例，“1，4，4”這組的中間值等于4，而其平均值會(huì)是3。對(duì)于三輸入中值濾波器，中間值是位于由三個(gè)輸入信號(hào)的最大和最小值所限定的范圍內(nèi)的值。
更詳細(xì)地說，對(duì)于所示的三輸入中值濾波器，當(dāng)視頻輸入信號(hào)位于由場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)“B”和幀延遲視頻輸出信號(hào)“A”所界定的范圍內(nèi)時(shí)濾波器選擇視頻輸入信號(hào)“C”作為另一信號(hào)“M”。換言之，假如“C”不大于“A”和“B”的最大值，也不小于“A”和“B”的較小值，則取“C”為中間值。假如“C”這樣超過由“A”和“B”所限定的最小值和最大值，那末“C”不可能為中間值和另二值中視個(gè)一定為中間值。按此繼續(xù)，當(dāng)場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)“B”位于由視頻輸入信號(hào)“C”和幀延遲視頻輸出信號(hào)“A”所界定的范圍內(nèi)時(shí)中值濾波器220選擇場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)“B”作為另一信號(hào)“M”。最后，當(dāng)幀延遲視頻輸出信號(hào)“A”位于由視頻輸入信號(hào)“C”和場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)“B”所界定的范圍內(nèi)時(shí)，濾波器220選擇幀延遲視頻輸出信號(hào)“A”作為另一信號(hào)“M”。最后，在信號(hào)值的任何二值是相同或等值例如為“X”IRE單位的情況下，那末，中間值(對(duì)于三輸入中值濾波器)將等于“X”，而與第三信號(hào)的值無關(guān)。下面要討論的圖3提供中值濾波器220的適當(dāng)實(shí)施的詳細(xì)方塊圖。
如上所提及的，延遲單元202將幀和場(chǎng)延遲信號(hào)“A”和“B”供至中值濾波器220的二個(gè)輸入端。為本發(fā)明目的起見，要求場(chǎng)延遲視頻信號(hào)“B”要與幀延遲視頻信號(hào)空間對(duì)準(zhǔn)。然而，由于隔行掃描，因?yàn)閳?chǎng)與場(chǎng)間有半行移動(dòng)，前一場(chǎng)中沒有象素與現(xiàn)行場(chǎng)中一象素對(duì)準(zhǔn)的。由于在前一場(chǎng)中不存在空間對(duì)準(zhǔn)的象素，延遲單元220從視頻輸出信號(hào)“H”運(yùn)用內(nèi)插法獲得所要求的信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明的另一特征，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了產(chǎn)生場(chǎng)延遲信號(hào)“B”使用線性二點(diǎn)內(nèi)插法在既提供降噪又提供運(yùn)動(dòng)假象減小的二個(gè)目的要求方面提供了滿意的結(jié)果。假如使用例如線性一點(diǎn)內(nèi)插法的較低階內(nèi)插法，其象素是通過重復(fù)前場(chǎng)一個(gè)象素值估計(jì)的，則性能可能受損失。這種插入技術(shù)形成的場(chǎng)延遲象素與現(xiàn)行象素垂直偏移，而不是如本發(fā)明的目的所要求的空間對(duì)準(zhǔn)的。作為一種選擇，需要時(shí)，人們可以通過采用二點(diǎn)以上而提供更高階的內(nèi)插法，和估計(jì)可以用“直線”計(jì)算法以外的方法來完成(例如，拋物線或其他曲線估計(jì)函數(shù)可能是適合的)。
現(xiàn)在考慮延遲單元202的細(xì)節(jié)和上述討論的二點(diǎn)線性內(nèi)插法，單元202含有將視頻信號(hào)“H”延遲一場(chǎng)少1/2行的第一延遲元件204的級(jí)聯(lián)連接。這延遲在525行NTSC制中對(duì)應(yīng)262行或在PAL625行制中對(duì)應(yīng)312行。該延遲信號(hào)“J”在延遲元件206中延遲一附加行(1-H)和所形成的延遲信號(hào)“K”在延遲元件208中再被延遲一場(chǎng)少1/2行(如上所提的262行或312行)，從而提供幀延遲視頻信號(hào)“A”。場(chǎng)延遲視頻信號(hào)“B”通過由形成延遲信號(hào)“J”和“K”的平均值的平均器210提供的二點(diǎn)線性內(nèi)插法獲得的。如上所提，從所示的延遲信號(hào)內(nèi)插過程產(chǎn)生被內(nèi)插(被平均)信號(hào)“B”的象素(即象元)與現(xiàn)行和幀延遲視頻信號(hào)的象素在空間上對(duì)準(zhǔn)，但時(shí)間上移位一場(chǎng)。換言之，信號(hào)“B”表示前一場(chǎng)中垂直相鄰象素，也就是現(xiàn)行給定場(chǎng)的給定象素位置的正好上一個(gè)和正好下一個(gè)象素的平均或插入值。使用不到二點(diǎn)的內(nèi)插法重復(fù)以上的(Caveat)可能造成不能獲得最佳性能。在內(nèi)插法中可以使用更多點(diǎn)，但復(fù)雜性增加成本上升。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)上述的理由從成本和性能兩者來看二點(diǎn)線性內(nèi)插法是最佳的。
在圖2整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行中，選擇電路(即中值濾波器)220以現(xiàn)行場(chǎng)(C)選擇一象素，從前一場(chǎng)(B)的上一個(gè)和下一個(gè)象素平均的具有相同空間位置的一象素和從前一幀(A)取的一象素的，中間值。通過取這三個(gè)信號(hào)的中間值，用于減法器106的該“反饋”或“基準(zhǔn)”信號(hào)(M)在某種意義上已對(duì)運(yùn)動(dòng)畫面“預(yù)校正”，明顯地減小了上述討論的運(yùn)動(dòng)假象。在圖4的時(shí)-空?qǐng)D中說明運(yùn)動(dòng)假象的奇跡般的減小。
圖4中水平軸表示從左到右的水平位置，和垂直軸以三場(chǎng)表示時(shí)間，其中第三場(chǎng)為現(xiàn)行場(chǎng)，第二場(chǎng)為前一場(chǎng)和第一場(chǎng)為發(fā)生前一幀的一場(chǎng)。在圖示情況中暗框402在三場(chǎng)期間在亮背景下從左向右運(yùn)動(dòng)。在第一場(chǎng)，暗框402位于水平位置軸的左邊。在第二場(chǎng)，暗框402＇已移到中央和在第三場(chǎng)暗框(402＇)已移到右邊。
現(xiàn)在考慮注視現(xiàn)行場(chǎng)(第三場(chǎng))的觀察者會(huì)感覺到的視覺效應(yīng)。假如該視頻由傳統(tǒng)的幀遞歸IIR(無限脈沖響應(yīng))濾波器處理，所顯示的信號(hào)將包括在位置404的視覺假象。該結(jié)果是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的IIR降噪系統(tǒng)中，當(dāng)存在運(yùn)動(dòng)時(shí)，幀差信號(hào)(即減法器輸出)主要表示在前一幀的暗框402和位置404之間的運(yùn)動(dòng)(即，差)。從白本底404減去黑框402會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常大的差信號(hào)值。這樣一個(gè)差值顯然會(huì)激發(fā)限幅器，和限幅器輸出仍會(huì)包括很大的與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的假象。而且，由于降噪的瞬時(shí)遞歸，運(yùn)動(dòng)假象在幾幀內(nèi)慢慢地消逝，和該效應(yīng)會(huì)在移動(dòng)方框之后留下拖尾或重影。
在上述的同一情況下在圖2的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)在于由于運(yùn)動(dòng)引起的大幀差的潛在假象在顯示的現(xiàn)行場(chǎng)的位置404和406二個(gè)位置上被完全取消。這是為什么?；叵肴齻€(gè)信號(hào)A，B和C經(jīng)中值濾波加至減法器106。如圖4所示，二場(chǎng)之前的框402具有較低的亮度值(例如，黑)，前一場(chǎng)的亮度是本底值(例如，白)也是現(xiàn)行場(chǎng)區(qū)域404的亮度，因此，對(duì)于現(xiàn)行場(chǎng)的顯示位置404，第一場(chǎng)的黑框402，第二場(chǎng)的白本底和第三場(chǎng)的白本底(在位置404)的中間值是白色。換言之，對(duì)此情況，中值濾波器輸入包括黑，白和白，因而中間值等于白。因?yàn)橐曨l輸入信號(hào)在位置404的現(xiàn)行值也是白，在中間值和現(xiàn)行值之間的差“D”或是等于零，或是等于第二場(chǎng)和第三場(chǎng)之差——取決于這二個(gè)信號(hào)的噪聲含量。這樣，減法器106的輸出被迫為零，從而避免了運(yùn)動(dòng)方框402在位置404產(chǎn)生視覺假象。
即使對(duì)于這種運(yùn)行條件，最好也施加一些降噪作用。就觀看者的喜好而言，已發(fā)現(xiàn)在位置404的潛在運(yùn)動(dòng)假象的消除已極大地改善了系統(tǒng)性能。而且，它也抑制了運(yùn)動(dòng)方框402在位置406的運(yùn)動(dòng)假象。
更詳細(xì)地說，對(duì)于現(xiàn)行場(chǎng)(第三場(chǎng))的顯示位置406，至中值濾波器220的輸入將是白(即第一場(chǎng)的本底)，黑(即在第二場(chǎng)中方框402＇本身)和白(即在第三場(chǎng)的中央位置406的本底值)。白/黑/白的中間值是白，和因此中值濾波器的輸出將對(duì)應(yīng)于白本底值。但這值也加至減法器106，和因此迫使差信號(hào)“D”為零。的確，只要前一場(chǎng)的方框的值不同于在它之前和在它之后的本底的值，就與其以IRE單位的實(shí)際值無關(guān)。因此，在現(xiàn)行第三場(chǎng)的左邊位置404和中央位置406兩處消除潛在的運(yùn)動(dòng)假象，第三場(chǎng)正被顯示連續(xù)運(yùn)動(dòng)的方框。
在方框位置402″，至中值濾波器的輸入是來自第一場(chǎng)，第二場(chǎng)和第三場(chǎng)相應(yīng)位置的白，白和黑，它們產(chǎn)生中間值白，但現(xiàn)行視頻輸入信號(hào)是黑。因此，減法器106產(chǎn)生差信號(hào)“D”的最大值。信號(hào)“D”幅度由限幅器108限幅，當(dāng)在加法器112中被加時(shí)，將降低運(yùn)動(dòng)方框的對(duì)比度。此處要認(rèn)識(shí)到在實(shí)際應(yīng)用時(shí)與傳統(tǒng)的降噪技術(shù)有關(guān)的施尾被認(rèn)為比在運(yùn)動(dòng)物體本身上的假象有害得多。這是由于在分辨運(yùn)動(dòng)物體細(xì)節(jié)時(shí)存在的固有心理——視覺困難造成的。
優(yōu)點(diǎn)在于，以上討論的圖2系統(tǒng)的與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的假象的減小并不是依靠先前討論的傳統(tǒng)的“混合”或“頻帶分割”處理方案達(dá)到的，因而避免了它們的共同不足。
圖3表示用于圖2的動(dòng)適應(yīng)視頻降噪系統(tǒng)的中值濾波器220的適當(dāng)裝置。該濾波器可或以模擬形式或以數(shù)字形式構(gòu)造。濾波器包括分別比較信號(hào)Ab，BC和CA的三個(gè)幅度比較器302，304和306。對(duì)于模擬實(shí)施方案，幅度比較器可以由差分放大器或模擬電壓比較器組成。對(duì)于數(shù)字實(shí)施方案，比較器可由傳統(tǒng)的多位二進(jìn)制幅度比較器(對(duì)于并行處理)或單一位比較器(對(duì)于串行運(yùn)算)組成。門308提供幅度比較器302和304輸出的邏輯“異—或”，用于控制多路復(fù)用開關(guān)312，選擇信號(hào)“A”或“B”。傳統(tǒng)的“異—或”門可以為此目的用于或者模擬或者數(shù)字實(shí)施方案。另一門310提供比較器304和306的輸出的“異—或”，用于控制多路復(fù)用開關(guān)314，選擇開關(guān)312的輸出或信號(hào)“C”，并產(chǎn)生信號(hào)“A”，“B”和“C”的中間值“M”。對(duì)于模擬實(shí)施，多路復(fù)用開關(guān)可以由傳輸門電路等組成，而對(duì)于數(shù)字實(shí)施方案，它們可以或者由傳輸門開關(guān)或者由與/或選擇(二進(jìn)制)門之類組成。
在運(yùn)行中，異—或門310決定C是否是中間值，假如或者B＞C和C＞A，或者B＜C和C＜A，使開關(guān)314能選擇C。反之，開關(guān)314選擇開關(guān)312的輸出。假如或者A＞B和B＞C，或者A＜B和B＜C，因而識(shí)別B為中間值，則異-或門308控制開關(guān)312去選擇B作為它的輸出。反之，開關(guān)312選擇信號(hào)A為中間值。簡(jiǎn)言之，假如C在A和B所界定的范圍內(nèi)則選C為中間值，假如B在A和C所界定的范圍內(nèi)則選B，，和假如A在C和B所界定的范圍內(nèi)則選A。假如二個(gè)或更多信號(hào)具有相同值，那末該值作為中間值“M”被輸出。
權(quán)利要求
1.用于提供視頻降噪的裝置，包括減法器(106)，用于從視頻輸入信號(hào)(C)和加在其上的另一信號(hào)(M)形成差信號(hào)(D)；用于限幅(108)和衰減(110)所述差信號(hào)(D)從而形成合成信號(hào)(F)的電路；組合器，用于組合輸入(C)和合成(F)信號(hào)從而形成降噪視頻輸出信號(hào)(H)；其特征為延遲電路(202)，響應(yīng)所述視頻輸出信號(hào)(H)，用于提供場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)和幀延遲視頻信號(hào)(A)；以及選擇電路(220)，用于選擇所述場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)，所述幀延遲視頻信號(hào)(A)和所述視頻輸入信號(hào)(C)之一作為加到所述減法器(106)上的所述另一信號(hào)(M)。
2.依照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于選擇電路(220)包含一中值濾波器(220)，場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)，幀延遲視頻信號(hào)(A)和視頻輸入信號(hào)(C)便加在所述中值濾波器上，其輸出端連接至減法器以供給另一信號(hào)。
3.依照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于選擇電路(220)包括開關(guān)(312，314)；和控制電路(302，304，306，308，310)，用于當(dāng)視頻輸入信號(hào)(C)位于由兩個(gè)延遲信號(hào)(A，B)所界定的范圍內(nèi)時(shí)使開關(guān)選擇視頻輸入信號(hào)(C)作為另一信號(hào)(M)；所述控制電路用于當(dāng)場(chǎng)延遲視頻信號(hào)位于由視頻輸入信號(hào)(C)和幀延遲視頻信號(hào)(A)所界定的范圍內(nèi)時(shí)使開關(guān)選擇場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)；和所述控制電路有于當(dāng)幀延遲視頻信號(hào)(A)位于由視頻輸入信號(hào)(C)和場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)所界定的范圍內(nèi)時(shí)使開關(guān)選擇幀延遲視頻信號(hào)。
4.依照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于延遲電路(202)包括用于將場(chǎng)延遲視頻信號(hào)的象素與視頻輸入信號(hào)的象素空間對(duì)準(zhǔn)的內(nèi)插器。
5.依照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于延遲電路(202)包括二點(diǎn)線性內(nèi)插器，用于將延遲一場(chǎng)減1/2行的象素與延遲一場(chǎng)加1/2行的象素進(jìn)行平均，從而產(chǎn)生所述場(chǎng)延遲視頻信號(hào)。
6.用于產(chǎn)生降噪作用的一種方法，包括如下步驟從視頻輸入信號(hào)(C)和另一信號(hào)(M)形成差信號(hào)(D)；限幅(108)和衰減(110)差信號(hào)(D)，以形成合成信號(hào)(F)；組合合成信號(hào)(F)與視頻輸入信號(hào)(C)以形成視頻輸出信號(hào)(H)；其特征在于將視頻輸出信號(hào)(H)延遲一場(chǎng)和延遲一幀；和從(i)場(chǎng)延遲視頻輸出信號(hào)(B)，(ii)幀延遲視頻輸出信號(hào)(A)和(iii)視頻輸入信號(hào)(C)中選擇另一信號(hào)。
7.依照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于選擇另一信號(hào)的步驟包括使視頻輸入信號(hào)(c)，場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)和幀延遲視頻信號(hào)(A)經(jīng)過中值濾波，而提供中間值信號(hào)(M)；和選擇中間值信號(hào)(M)作為另一信號(hào)，用于形成差信號(hào)。
8.依照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述選擇步驟包括當(dāng)視頻輸入信號(hào)(C)位于由兩個(gè)延遲視頻信號(hào)(A，B)所界定的范圍內(nèi)時(shí)選擇視頻輸入信號(hào)(C)作為另一信號(hào)(M)；當(dāng)場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)位于由視頻輸入信號(hào)(C)和幀延遲視頻信號(hào)(A)所界定的范圍內(nèi)時(shí)選擇場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)作為另一信號(hào)(M)；以及當(dāng)幀延遲視頻信號(hào)(A)位于由視頻輸入信號(hào)(C)和場(chǎng)延遲視頻信號(hào)(B)所界定的范圍內(nèi)時(shí)選擇幀延遲視頻信號(hào)(A)作為另一信號(hào)(M)。
9.依照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于延遲視頻輸出信號(hào)的步驟還包括對(duì)場(chǎng)延遲視頻信號(hào)的象素與視頻輸入信號(hào)的象素空間對(duì)準(zhǔn)的場(chǎng)延遲視頻信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插。
10.依照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于延遲視頻輸出信號(hào)的步驟還包括運(yùn)用二點(diǎn)線性內(nèi)插法內(nèi)插場(chǎng)延遲視頻信號(hào)，它包括將延遲一場(chǎng)減1/2行的象素與延遲一場(chǎng)加1/2行的象素平均，從而產(chǎn)生所述場(chǎng)延遲視頻信號(hào)。
全文摘要
減法器(106)從視頻輸入信號(hào)(C)和加在其上的另一信號(hào)(M)形成差信號(hào)(D)。差信號(hào)經(jīng)限幅(108)和衰減(110)，和所合成信號(hào)(F)與視頻輸入信號(hào)組合(112)，以提供降噪的視頻輸出信號(hào)(H)。延遲電路(202)響應(yīng)視頻輸出信號(hào)提供場(chǎng)(A)和幀(B)延遲視頻信號(hào)。選擇電路(220)選擇場(chǎng)延遲視頻信號(hào)，幀延遲視頻信號(hào)和視頻輸入信號(hào)的中間值(M)作為加至減法器的另一信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)為，另一信號(hào)提供雙重功能既便于輸出信號(hào)降噪又同時(shí)將運(yùn)動(dòng)假象的出現(xiàn)率減至極低程度。
文檔編號(hào)H04N5/21GK1123987SQ9511510
公開日1996年6月5日 申請(qǐng)日期1995年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月15日
發(fā)明者T·W·西格 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司