KR100586996B1 - Noise Level Estimate Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 영상데이터를 지연시키는 지연부와, 입력되는 제1영상데이터와 상기 지연부로부터 출력되는 제2영상데이터의 저주파 성분만 통과시키는 저역통과필터와, 상기 제1영상데이터와 상기 제2영상데이터에 기초하여 영상의 잡음레벨을 계산하는 잡음레벨계산부를 구비한 잡음레벨 추정장치에 관한 것이다. 본 발명의 잡음레벨 추정장치는 상기 저역통과필터로부터 출력되는 제1영상데이터 및 제2영상데이터의 윈도우들을 비교하고, 복수의 각 제1윈도우에 대한 중심윈도우차이값과 주변윈도우최소차이값 및 주변윈도우평균차이값을 연산하여, 상기 각 제1윈도우의 가중치를 상기 잡음레벨계산부로 출력하는 움직임검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 입력되는 영상의 잡음레벨을 효과적으로 보다 정확하게 추정할 수 있는 잡음레벨 추정장치가 제공된다. The present invention provides a delay unit for delaying image data, a low pass filter for passing only low frequency components of input first image data and second image data output from the delay unit, and the first image data and the second image. The present invention relates to a noise level estimating apparatus including a noise level calculator for calculating a noise level of an image based on image data. The noise level estimating apparatus of the present invention compares the windows of the first image data and the second image data output from the low pass filter, and calculates a center window difference value and a peripheral window minimum difference value and a peripheral value of each of the plurality of first windows. And a motion detector for calculating a window average difference value and outputting weights of the first windows to the noise level calculator. As a result, a noise level estimating apparatus capable of effectively and accurately estimating a noise level of an input image is provided.
Description
도 1은 본 발명에 따른 잡음레벨 추정장치의 전체제어 블록도,1 is an overall control block diagram of a noise level estimation apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 잡음레벨 추정장치의 움직임검출부의 제어 흐름도,2 is a control flowchart of a motion detector of a noise level estimating apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 SAD기능부의 SAD(-1,-1)의 예시도,3 is an exemplary diagram of SAD (-1, -1) of a SAD function unit according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 가중치계산부의 가중치 계산 흐름도,4 is a flowchart for calculating a weight of a weight calculator according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 잡음레벨 계산부의 제어 블록도이다.5 is a control block diagram of a noise level calculator according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 지연부 20 : 저역통과 필터(LPF)10: delay unit 20: low pass filter (LPF)
30 : 움직임검출부 33 : 정렬회로부30: motion detection unit 33: alignment circuit unit
35 : 가중치계산부 40 : SAD기능부35: weight calculation unit 40: SAD function unit
50 : 잡음레벨계산부50: noise level calculator
본 발명은, 잡음레벨 추정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력되는 영상의 잡음레벨을 효과적으로 보다 정확하게 추정할 수 있는 잡음레벨 추정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a noise level estimating apparatus, and more particularly, to a noise level estimating apparatus capable of effectively and accurately estimating a noise level of an input image.
일반적으로, 디지털 디스플레이장치에 있어서, 영상처리기술은 제품의 경쟁력을 좌우하는 중요한 핵심기술이다. 이러한 디지털 디스플레이장치에서의 영상처리기술로는 대역폭이 제한된 디스플레이 이미지나 흐리게 디스플레이된 이미지의 계조차이를 크게 하여 이미지의 선명도를 높이거나, 이미지에 존재하는 잡음을 제거하는 기술 등이 대표적이다. In general, in a digital display device, image processing technology is an important core technology that determines the competitiveness of a product. The image processing technology of such a digital display device is a technique of increasing the sharpness of an image or removing noise present in an image by increasing a system of a limited bandwidth display image or a blurred display image.
그러나, 모든 영상처리기술에는 원하지 않는 부작용이 존재할 수 밖에 없고, 이러한 부작용을 최소화하면서 원하는 영상을 얻는 것이 영상처리기술이 지향하는 점이다. However, all image processing technologies have unwanted side effects, and the image processing technology aims to obtain a desired image while minimizing such side effects.
이러한 영상처리기술에서 부작용의 근본적인 원인은 공중파를 통한 전송이나 영상처리 회로상에서 원하지 않게 인가되는 잡음 때문이다. The fundamental cause of the side effects in the image processing technology is due to noise transmitted undesirably on the air transmission or image processing circuit.
여기서, 상기와 같이 원하지 않은 잡음이 인가된 영상에 대해 영상처리기술을 적용하면, 잡음성분 역시 계조차이가 커짐에 따라 더욱 두드러지게 되고, 오히려 영상처리기술을 적용하지 않은 원 영상보다 좋지 못한 결과를 가져오는 경우가 있다. In this case, if the image processing technique is applied to an image to which unwanted noise is applied as described above, the noise component also becomes more prominent as the system becomes larger, rather than the original image without the image processing technique. You may get it.
따라서, 입력되는 영상의 잡음레벨을 파악하여 잡음성분이 많은 영상인지 여부를 판단하고, 선택적으로 잡음성분이 적은 영상에만 영상처리기술을 적용하면 상기와 같은 부작용을 최소화시키면서 최대한의 영상처리 효과를 얻을 수 있다. Therefore, by determining the noise level of the input image to determine whether the image has a lot of noise components, and selectively applying the image processing technology only to the image having a small noise component, the maximum image processing effect can be obtained while minimizing the side effects as described above. Can be.
따라서, 본 발명의 목적은, 입력되는 영상의 잡음레벨을 효과적으로 보다 정확하게 추정할 수 있는 잡음레벨 추정장치를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a noise level estimating apparatus that can effectively and accurately estimate the noise level of an input image.
상기 목적은, 영상데이터를 지연시키는 지연부와, 입력되는 제1영상데이터와 상기 지연부로부터 출력되는 제2영상데이터의 저주파 성분만 통과시키는 저역통과필터와, 상기 제1영상데이터와 상기 제2영상데이터에 기초하여 영상의 잡음레벨을 계산하는 잡음레벨계산부를 구비한 잡음레벨 추정장치에 있어서, 상기 저역통과필터로부터 출력되는 제1영상데이터 및 제2영상데이터의 윈도우들을 비교하고, 복수의 각 제1윈도우에 대한 중심윈도우차이값과 주변윈도우최소차이값 및 주변윈도우평균차이값을 연산하여, 상기 각 제1윈도우의 가중치를 상기 잡음레벨계산부로 출력하는 움직임검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음레벨 추정장치에 의해 달성된다. The object is a delay unit for delaying the image data, a low pass filter for passing only low frequency components of the first image data input and the second image data output from the delay unit, and the first image data and the second image. A noise level estimating apparatus including a noise level calculating unit for calculating a noise level of an image based on image data, the noise level estimating unit comprising: comparing windows of first image data and second image data output from the low pass filter, And a motion detector configured to calculate a center window difference value, a peripheral window minimum difference value, and a peripheral window average difference value for the first window, and output the weights of the first windows to the noise level calculator. Achieved by a level estimator.
여기서, 상기 움직임검출부는, 저역 통과된 제1영상데이터의 각 제1윈도우와 저역 통과된 제2영상데이터의 윈도우들을 비교하고, 상기 각 제1윈도우의 중심픽셀에 대한 중심윈도우차이값 및 주변윈도우차이값들을 출력하는 SAD기능부와, 상기 SAD기능부로부터의 주변윈도우차이값들을 연산하여 상기 각 중심픽셀에 대한 주변윈도우최소차이값과 주변윈도우평균차이값을 출력하는 정렬회로부와, 기 설정된 배경영역기준값을 입력받고, 상기 SAD기능부와 상기 정렬회로부로부터 출력되는 상기 각 중심픽셀의 중심윈도우차이값, 주변윈도우최소차이값, 주변윈도우평균차이값 및 상기 배경영역기준값에 기초하여 상기 각 중심픽셀에 해당하는 가중치를 출력하는 가중치계산부를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the motion detector compares the first window of the low pass first image data and the windows of the low pass second image data, and compares the center window difference value and the peripheral window with respect to the center pixel of each first window. A SAD function unit for outputting difference values, an alignment circuit unit for calculating peripheral window difference values from the SAD function unit, and outputting a peripheral window minimum difference value and a peripheral window average difference value for each center pixel, and a preset background Receiving a center reference value and outputting each center pixel based on a center window difference value, a peripheral window minimum difference value, a peripheral window average difference value, and the background area reference value of each center pixel output from the SAD function unit and the alignment circuit unit; It is preferable to include a weight calculator for outputting a weight corresponding to the.
여기서, 상기 가중치계산부는, 상기 중심픽셀에 해당하는 상기 중심윈도우차 이값이 해당 주변윈도우최소차이값보다 소정 크기이상 작은 경우에 소정의 α값의 가중치를 출력하고, 해당 주변윈도우최소차이값보다 소정 크기이상 작지 않은 경우 상기 중심픽셀이 배경영역에 속하는지를 판단하고, 배경영역에 속하지 않는 경우 상기 α값보다 작은 β값의 가중치를 출력하며, 상기 중심픽셀이 배경영역에 속하는 경우에는 상기 중심윈도우차이값이 클수록 상기 α값에서 상기 β값에 근접한 소정의 가중치를 출력하는 것이 바람직하다. Here, the weight calculation unit outputs a weight of a predetermined α value when the central window difference value corresponding to the center pixel is smaller than the corresponding peripheral window minimum difference value by a predetermined size or more, and is smaller than the peripheral window minimum difference value. If it is not smaller than the size, it is determined whether the center pixel belongs to the background area, and if it does not belong to the background area, the weight of the β value smaller than the α value is output. If the center pixel belongs to the background area, the difference of the center window is different. As the value increases, it is preferable to output a predetermined weight closer to the β value in the α value.
여기서, 상기 잡음레벨계산부는, 상기 제1영상데이터와 상기 지연부로부터 출력되는 제2영상데이터를 비교하여 잡음표준편차값을 연산하고, 상기 잡음표준편차값과 상기 움직임검출부로부터 출력되는 상기 각 중심픽셀에 해당하는 가중치에 기초하여 잡음레벨을 계산하는 것이 바람직하다.Here, the noise level calculator calculates a noise standard deviation value by comparing the first image data with the second image data output from the delay unit, and outputs the noise standard deviation value and the respective centers output from the motion detector. It is preferable to calculate the noise level based on the weight corresponding to the pixel.
여기서, 상기 α값은 1이고, 상기 β값은 0인 것이 바람직하다.Here, the α value is 1, and the β value is preferably 0.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 잡음레벨 추정장치의 전체제어 블록도이다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잡음레벨 추정장치는 입력되는 영상데이터를 한 프레임 지연시켜 제2영상데이터(Y-1)를 출력하는 지연부(10)와, 현재 입력되는 제1영상데이터(Y0)와 상기 제2영상데이터(Y-1)의 고주파 성분을 제거하고 저주파 성분만 통과시키는 저역통과 필터(이하 LPF)(20)와, LPF(20)로부터 출력되는 제1영상데이터(LPY0)와 지연된 이전의 제2영상데이터(LPY-1)의 픽셀정보를 비교하여 해당 픽셀의 움직임 여부를 검출하여 해당 픽셀의 가중치를 출력하는 움직임검출부(30)와, 상기 제1영상데이터(Y0)와 상기 제2영상데이터(Y-1)를 비교하여 잡음표준편차값을 연산하고, 상기 잡음표준편차값과 움직임검출부로부(30)터 출력되는 해당 픽셀의 가중치에 기초하여 잡음레벨을 계산하는 잡음레벨 계산부(50)를 포함한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an overall control block diagram of a noise level estimation apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the noise level estimating apparatus according to the present invention includes a
여기서, 지연부(10)와 LPF(20) 및 움직임검출부(30)는 영상데이터를 픽셀단위로 처리하고 픽셀단위로 출력하며, 잡음레벨계산부(50)는 픽셀단위로 처리하여 프레임 단위로 출력한다. Here, the
지연부(10)는, 입력되는 영상데이터의 이전 프레임의 데이터를 현재 입력되는 제1영상데이터(Y0)의 프레임 데이터와 비교하기 위해, 입력되는 영상데이터를 저장하여 한 프레임 지연시킴 후에 제2영상데이터(Y-1)를 출력한다. 여기서 제2영상데이터(Y-1)는 한 프레임 지연되었을 뿐 프레임 데이터는 상기 영상데이터와 동일하다. The
LPF(20)는, 현재 입력되는 제1영상데이터(Y0)의 고주파 성분을 제거하고 저주파 성분만 통과시키는 LPF(22)와, 지연된 제2영상데이터(Y-1)의 고주파 성분을 제거하고 저주파 성분만 통과시키는 LPF(24)를 포함한다.The
움직임검출부(30)는, LPF(20)으로부터 출력되는 현재 입력되는 제1영상데이터(LPY0)와 지연된 이전의 제2영상데이터(LPY-1)의 픽셀정보를 비교하여 해당 픽셀의 움직임 여부를 검출하여 해당 픽셀의 가중치를 출력하는 역할을 한다.The
여기서, 움직임검출부(30)를 도2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 움직임검출부(30)는, 제1영상데이터(LPY0)에서 소정 개수의 각 중심픽셀을 중심으로 주변픽셀들을 포함하는 복수의 각 제1윈도우의 픽셀들과 제2영상데이터(LPY-1)에서 상기 복수의 각 제1윈도우에 대응하는 각 중심윈도우의 픽셀들을 비교한 중심윈도우차이값(SC)과, 상기 복수의 각 제1윈도우의 픽셀들과 상기 각 제1윈도우에 해당하는 각 주변픽셀들을 중심으로 하고 상기 제1윈도우와 크기가 같은 주변윈도우들 중 각각의 제1윈도우에 해당하는 주변윈도우들의 픽셀들을 비교하여 각각의 중심픽셀에 해당하는 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1)을 출력하는 SAD기능부(40)와, SAD기능부(40)로부터 출력되는 각 중심픽셀에 해당하는 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1)을 연산하여 상기 각 중심픽셀에 해당하는 주변윈도우최소차이값(SMIN)과 주변윈도우최대차이값(SMAX) 및 주변윈도우평균차이값(SAVE)을 출력하는 정렬회로부(33)와, 기 설정된 배경영역기준값(ThresM)을 입력받고, SAD기능부(40)로부터 출력되는 각 중심픽셀에 해당하는 중심윈도우차이값(SC)을 정렬회로부(33)로부터 출력되는 해당 중심픽셀의 주변윈도우최소차이값(SMIN)과 주변윈도우평균차이값(SAVE) 및 배경영역기준값(ThresM)에 기초하여, 각 중심픽셀에 해당하는 가중치를 연산하여 출력하는 가중치계산부(35)를 포함한다. Here, the
여기서 SAD기능부(40)는 다음과 같은 수식1을 통해 각각의 중심픽셀에 해당 하는 중심윈도우차이값(SC)과 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1)을 출력한다.
Here, the SAD function unit 40 calculates the center window difference value S C and the peripheral window difference values S -1, -1 to S 1,1 corresponding to each center pixel through
(수식 1)(Formula 1)
여기서, f'C(x,y)=현재 프레임의 (x,y)위치에서 LPF(22)를 통과한 픽셀 값,Where f ' C (x, y) = the pixel value passing through the
f'P(x,y)=이전 프레임의 (x,y)위치에서 LPF(22)를 통과한 픽셀 값,f ' P (x, y) = pixel value passed through
wx=x축 방향으로의 윈도우 크기wx = window size in the x-axis direction
wy=y축 방향으로의 윈도우 크기이다. wy = window size in the y-axis direction.
이러한, SAD기능부(40)에서 중심픽셀이(x,y)인 제1윈도우의 중심윈도우차이값(SC)과 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1) 중 (S-1,-1)값을 출력하는 경우를 도3을 참조하여 살펴본다. In the SAD function unit 40, the center window difference value S C and the peripheral window difference values S -1, -1 to S 1,1 of the first window having the center pixel (x, y). A case of outputting the (S -1, -1 ) value will be described with reference to FIG. 3.
도3의 3a는 제1영상데이터(LPY0)에서 중심픽셀이 (x,y)이고, 크기가 3×3로써 x축 방향으로 wx이고 y축 방향으로 wy인 제1윈도우(w0)를 나타낸다. 또한 도3의 3b는 제2영상데이터(LPY-1)에서 중심픽셀이 (x,y)이고, 크기가 3×3로써 x축 방향으로 wx이고 y축 방향으로 wy인 중심윈도우(w1)와, 제1윈도우(w0)에 해당하는 각 주변픽셀을 중심으로 하는 주변윈도우들 중 주변윈도우(w-1,-1)를 나타낸다. 여기서, 제1 윈도우(w0)와 중심윈도우(w1)는 동일 위치의 동일크기 윈도우를 나타낸다. 3a of Figure 3 is the first central pixel in the image data (LPY 0) (x, y ) , and the first window size, wx in the x-axis direction as a 3 × 3 and wy in the y-axis direction (w 0) Indicates. In addition, 3b of FIG. 3 shows a center window (w 1 ) having a center pixel of (x, y) in the second image data LPY -1 , a size of 3 × 3, wx in the x-axis direction and wy in the y-axis direction. And a peripheral window (w -1, -1 ) among the peripheral windows centering on each peripheral pixel corresponding to the first window (w 0 ). Here, the first window w 0 and the center window w 1 represent the same size window at the same position.
이와 같이, SAD기능부(40)는 SAD(0,0)(41)에서 현재 프레임의 제1윈도우(w0)와 이전 프레임에서 제1윈도우(w0)에 대응하는 중심윈도우(w1)의 비교값인 중심윈도우차이값(SC)을 출력한다. 또한, SAD(-1,-1)(42)에서 현재 프레임의 제1윈도우(w0)와 이전 프레임에서 제1윈도우(w0)에 해당하는 주변픽셀(x-wx/a, y-wy/b)을 중심으로 하는 주변윈도우(w-1,-1)의 비교값인 주변윈도우차이값(S-1,-1)을 출력한다. 여기서, 도3에는 중심윈도우(w1)와 주변윈도우(w-1,-1)만 도시되었지만, 동일한 방식으로 제1윈도우(w0)에 해당하는 각각의 주변윈도우의 나머지 주변윈도우차이값들(S0,-1~S1,1)을 출력한다. Thus, SAD function unit 40 includes a central window (w 1) corresponding to the first window (w 0) in the present first window (w 0) and a previous frame of the frame in the SAD (0,0), (41) Outputs the center window difference (S C ), which is a comparison value of. In addition, the peripheral pixels (x-wx / a, y-wy) corresponding to the first window (w 0 ) of the current frame and the first window (w 0 ) of the previous frame in the SAD (-1, -1) 42. / b) Outputs the peripheral window difference value (S -1, -1 ) , which is a comparison value of the peripheral window (w -1, -1 ) with respect to the center. Here, in FIG. 3, only the center window w 1 and the peripheral windows w -1, -1 are shown, but the remaining peripheral window difference values of each peripheral window corresponding to the first window w 0 are similarly. Outputs (S 0, -1 to S 1,1 ).
이에, 중심픽셀(x,y)의 제1윈도우(w0)가 움직이지 않았다면 중심윈도우차이값(SC)은 작은 값이 출력된다. Therefore, if the first window w 0 of the center pixel (x, y) is not moved, a small value of the center window difference value S C is output.
이와 같은 방식으로, SAD기능부(40)는 제1영상데이터(LPY0)와 제2영상데이터(LPY-1)의 각 중심픽셀에 해당하는 각 중심윈도우차이값(SC)과 각 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1)을 출력한다. In this manner, the SAD function unit 40 has respective center window difference values S C corresponding to each center pixel of the first image data LPY 0 and the second image data LPY −1 and each peripheral window. The difference values S -1, -1 to S 1,1 are output.
정렬회로부(33)는 SAD기능부(40)로부터 출력되는 각 중심픽셀에 해당하는 주변윈도우차이값들(S-1,-1~S1,1)을 연산하여 각 중심픽셀에 해당하는 주변윈도우최소차 이값(SMIN)과 주변윈도우최대차이값(SMAX) 및 주변윈도우평균차이값(SAVE)을 출력한다.The alignment circuit unit 33 calculates peripheral window difference values S -1, -1 to S 1 , 1 corresponding to each center pixel output from the SAD function unit 40, and then surrounds the peripheral window corresponding to each center pixel. Outputs the minimum difference value (S MIN ), the maximum difference value of the surrounding window (S MAX ), and the average difference value of the surrounding window (S AVE ).
가중치계산부(35)는, 기 설정되어 배경영역과 비배경영역을 구별하는 배경영역기준값(ThresM)을 입력받고, SAD기능부(40)로부터 출력되는 각 중심픽셀에 해당하는 중심윈도우차이값(SC)을 정렬회로부(33)로부터 출력되는 해당 중심픽셀의 주변윈도우최소차이값(SMIN)과 주변윈도우평균차이값(SAVE) 및 배경영역기준값(ThresM )에 기초하여, 각 중심픽셀의 움직임여부를 판단하고 이에 해당하는 가중치를 출력한다.The weight calculator 35 receives a preset background region reference value Thr M that distinguishes the background region from the non-background region, and the center window difference value corresponding to each center pixel output from the SAD function unit 40. (S C ) based on the peripheral window minimum difference value S MIN , the peripheral window average difference value S AVE , and the background area reference value Thres M of the corresponding center pixel outputted from the alignment circuit unit 33. It determines whether the pixel moves and outputs the weight corresponding thereto.
여기서 가중치계산부(35)가 각 중심픽셀의 가중치를 계산하는 과정을 도4를 참조하여 설명한다.Here, the process of calculating the weight of each center pixel by the weight calculator 35 will be described with reference to FIG. 4.
먼저, 가중치계산부(35)에서는 각 중심픽셀에 해당하는 중심윈도우차이값(SC)이 해당 중심픽셀의 주변윈도우최소차이값(SMIN)보다 소정 크기이상 작은지를 판단한다. 여기서, 중심윈도우차이값(SC)이 해당 중심픽셀의 주변윈도우최소차이값(SMIN)보다 충분히 작은지 여부를 판단기준의 한 실시예로, 중심윈도우차이값(SC)이 주변윈도우최소차이값(SMINn)×n과 해당 중심픽셀의 주변윈도우평균차이값(SAVE)의 차이보다 작은 경우(SC<SMIN×n-SAVE)에, 해당하는 상기 중심픽셀의 제1윈도우에 움직임이 없다고 판단하고 해당 중심픽셀의 가중치로 소정의 α(=1)값을 출력한다(S10). 여기서, 해당하는 상기 제1윈도우에 움직임이 있다고 판단되는 경우(SC≥SMIN×n- SAVE), 해당하는 상기 제1윈도우가 배경영역에 속하는지를 판단하여 배경영역에 속하지 않는 경우(│SMIN-SAVE│≥배경영역기준값(ThresM)) 가중치로 상기 α(=1)값보다 작은 β(=0)값을 출력한다(S20). 여기서 해당하는 상기 제1윈도우가 배경영역에 속하는 경우(│SMIN-SAVE│<배경영역기준값(ThresM))에는 해당 중심픽셀의 중심윈도우차이값(SC)이 클수록 움직임 판단에 대한 위험도가 점차 증가함으로 α(=1)값에서 β(=0)값에 근접한 가중치를 출력한다. 즉, 해당하는 상기 제1윈도우가 배경영역에 속하는 경우에 SC<SMIN+ThresM이면, 해당 중심픽셀의 가중치로 α(=1)를 출력하고(S30), SC≥SMIN+p×ThresM이면 해당 중심픽셀의 가중치로 γ를 출력하고(S40), SC<SMIN+q×ThresM이면 해당 중심픽셀의 가중치로 δ를 출력한다(S50). 또한 해당하는 상기 제1윈도우가 배경영역에 속하는 경우에 SC<SMIN+r×ThresM이면, 해당 중심픽셀의 가중치로 ε를 출력한다(S60).First, the weight calculator 35 determines whether the center window difference value S C corresponding to each center pixel is smaller than the minimum window difference value S MIN of the corresponding center pixel by a predetermined size or more. Here, the center window difference value (S C) is close to the window at least the difference value of the center pixel (S MIN) to a sufficiently small not whether more in one embodiment of the determination criterion, the center window difference value (S C) is close to the window at least If the difference value (S MIN n) x n is smaller than the difference between the peripheral window average difference values (S AVE ) of the corresponding center pixel (S C <S MIN × nS AVE ), the first window of the corresponding center pixel After determining that there is no motion, a predetermined value of α (= 1) is output as a weight of the corresponding center pixel (S10). Here, when it is determined that there is a movement in the corresponding first window (S C ≥ S MIN x n-S AVE ), it is determined whether the corresponding first window belongs to the background area and does not belong to the background area (│ S MIN -S AVE | ≥ The background area reference value Thr M is outputted with a β (= 0) value smaller than the α (= 1) value by weight (S20). If the corresponding first window belongs to the background area (│ S MIN -S AVE │ <background area reference value (Thres M )), the greater the central window difference value (S C ) of the corresponding center pixel, the greater the risk of motion determination. Is gradually increased to output a weight close to the β (= 0) value from the α (= 1) value. That is, when S C <S MIN + Thres M when the corresponding first window belongs to the background area, α (= 1) is output as a weight of the corresponding center pixel (S30), and S C ≥S MIN + p If x Thres M , γ is output as a weight of the corresponding center pixel (S40), and if S C <S MIN + q x Thres M , δ is output as a weight of the corresponding center pixel (S50). In addition, if S C <S MIN + r × Thres M when the corresponding first window belongs to the background area, ε is output as a weight of the corresponding center pixel (S60).
여기서, 상기 α, β, γ, δ, ε의 관계는 α(=1)>γ>δ>ε…>β(=0)이고, p, q, r의 관계는 1<p<q<r…이다.Herein, the relationship between α, β, γ, δ, ε is α (= 1)> γ> δ> ε. > (beta) = 0, and the relationship of p, q, and r is 1 <p <q <r ... to be.
잡음레벨 계산부(50)는 제1영상데이터(Y0)와 제2영상데이터(Y-1)를 비교하여 잡음표준편차값을 연산하고, 상기 잡음표준편차값과 움직임검출부로부(30)터 출력되는 해당 중심픽셀의 가중치에 기초하여 잡음레벨을 계산하는 역할을 한다. 이러한 잡음레벨 계산부(50)를 도5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. The
잡음레벨 계산부(50)는 가중치계산부(35)로부터 출력되는 각 중심픽셀에 해당하는 가중치를 한 프레임단위로 누적하는 가중치누적부(51)와, 제1영상데이터(Y0)에서 상기 복수의 각 중심픽셀을 중심으로 하는 소정 크기의 각 윈도우와 제2영상데이터(Y-1)에서 상기 각 윈도우에 대응하는 각 해당 윈도우의 픽셀들의 차이값(Ydiff)을 출력하는 연산부(52)와, 연산부(52)로부터 출력되는 차이값(Ydiff)을 이용하여 상기 복수의 각 중심픽셀에 해당하는 잡음표준편차값(σN)을 계산하는 표준편차계산부(53)를 포함한다. 여기서 연산부(52)에서 연산하는 제1영상데이터(Y0)의 각 윈도우는 제1윈도우보다 큰 것이 바람직하며, 제2영상데이터(Y-1)에서 상기 각 윈도우에 대응하는 각 해당 윈도우는 제1영상데이터(Y0)의 각 윈도우와 동일 위치에 동일크기인 것이 바람직하다. The
여기서, 표준편차계산부(53)의 동작을 수식2로 표현하면 다음과 같다. Here, the operation of the
(수식2) (Formula 2)
여기서, Ydiff(x,y)=(x,y)위치에서의 현재 프레임과 이전 프레임의 픽셀 차이값,Where Y diff (x, y) = pixel difference between the current frame and the previous frame at (x, y),
wx'=x축 방향으로의 윈도우 크기,wx '= window size in the x-axis direction,
wy'=y축 방향으로의 윈도우 크기이다. wy '= window size in the y-axis direction.
또한, 잡음레벨 계산부(50)는 표준편차계산부(53)로부터 출력되는 상기 각 중심픽셀에 해당하는 잡음표준편차값(σN)과 가중치계산부(35)로부터 출력되는 해당 중심픽셀의 가중치를 곱하는 곱셈부(55)와, 곱셈부(55)로부터 출력되는 각 중심픽셀들의 표준편차곱셈값을 한 프레임단위로 누적하는 잡음누적부(57)와, 잡음누적부(57)로부터 출력되는 잡음누적값을 가중치누적부(51)로부터 출력되는 가중치누적값으로 나누어 잡음레벨값을 출력하는 나눗셈부(59)를 포함한다. In addition, the
이러한 구성을 통해, 본 발명에 잡음레벨 추정장치는, 입력되는 영상의 각 중심픽셀의 움직임을 보다 세밀하게 판단하고, 이에 따라 각 중심픽셀의 움직임에 따른 가중치를 단계별로 출력하여, 입력되는 영상의 잡음레벨을 단계별로 출력되는 가중치에 기초하여 효과적으로 보다 정확하게 추정할 수 있다.Through such a configuration, the apparatus for estimating noise level according to the present invention further determines the movement of each center pixel of the input image in detail, and accordingly outputs a weighted value corresponding to the movement of each center pixel in stages, The noise level can be estimated more accurately based on the weights output in stages.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력되는 영상의 잡음레벨을 효과적으로 보다 정확하게 추정할 수 있는 잡음레벨 추정장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a noise level estimating apparatus capable of more effectively estimating a noise level of an input image.
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