CN102957843B - 杂讯消除电路 - Google Patents

Abstract

本发明系有关于一种杂讯消除电路，系由至少一边缘侦测单元用以比较一输入影像数据的一输入像素和输入影像数据的至少一相邻像素而产生至少一差异数据；至少一滤波器耦接边缘侦测单元，并过滤差异数据而产生一过滤数据；至少一调整单元对应耦接滤波器，并依据一调整参数而调整过滤数据以产生一抑制数据；以及第一加法器相加抑制数据与输入数据，以消除输入影像数据的杂讯，如此，本发明藉由至少一滤波器消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

Description

杂讯消除电路

技术领域

本发明系有关于一种消除电路，其系尤指一种可以消除影像杂讯的杂讯消除电路。

背景技术

随着多媒体技术的发展，人们对于高画质影像的要求越益提高。然而，影响影像质量的重要因素之一，便是影像撷取、信号转换以及信号传输过程中所伴随产生的杂讯，因此必须透过影像处理的技术，消除影响人眼视觉感受的杂讯。最常见的去杂讯的影像处理有空间域去杂讯处理及时域去杂讯处理。

空间域去杂讯处理为采用具有局部窗口区块(localwindowbloack)的滤波器，将目前影像中各像素进行空间域滤波处理，使影像变得平滑及柔和，进而降低人眼对杂讯的视觉感受。但是，这种方式通常会造成影像模糊化(blur)，反而影响了影像中细节的呈现，例如：边缘(edge)及纹理(texture)。

时域去杂讯处理为参考先前影像的信息，来对目前影像中各像素进行时域滤波处理。基于目前影像与先前影像具有高度相关的特性，时域去杂讯处理与空间域去杂讯处理相较之下，较能维持及保留影像中的细节。然而，在对影像中移动对象进行时域滤波处理时，很容易产生移动残影，造成人眼感受不适。因此，便有人提出采用移动估测算法来评估目前影像整体的移动向量趋势，并据以调整时域滤波的强度，以消除移动残影。

然而，移动估算算法的复杂度高且运算量大，以硬件实现时较难对目前影像进行实时处理。而且，人眼所能忍受影像的失真程度受到环境光源以及影像变化而有所不同，是故在去杂讯过程中，除了要避免移动残影的发生，也须考虑环境光源以及影像特征等因素的影响。

综上所述，在影像处理的领域中，一般用来消除杂讯的方法多半是直接处理影像中的像素，目前，最常使用的滤波器不外乎是平均滤波器以及排序统计滤波器，因应不同原因所形成的杂讯，其所采用的滤波器也随之不同。

习知用来滤除飞纹杂讯(mosquitonoise)及高斯杂讯(Gaussiannoise)的方法是使用低通滤波器(lowpassfilter)，低通滤波器的操作原理是对滤波器屏蔽所定义的区域的全部像素值取得一算术平均值，并以此算术平均值来取代原本的像素值，然而低通滤波器是针对整张画面进行调整像素值的动作，对于非杂讯的部分也同样地会更改其像素值，因此在消除杂讯的过程中，往往会模糊影像的边缘部分而造成失真的现象，以习知技术显然无法辨识出杂讯所在的位置。

再者，一般进行影像锐利度强化中，高通滤波器对于含有杂讯的影像较为敏感，容易造成影像边缘的误判，使得影像经过影像锐利度强化后，杂讯亦被同步加强，所以，在影像锐利度强化之前，先进行杂讯消除以减少杂讯的干扰。然而，一般消除杂讯是使用低通滤波器作杂讯去除的动作，但上述可知，使用低通滤波器会造成影像画面模糊化，反而减少其锐利度。

因此，如何针对上述问题而提出一种新颖杂讯消除电路，其可有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化，使可解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种杂讯消除电路，其藉由至少一滤波器消除一输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

本发明的杂讯消除电路包含至少一边缘侦测单元、至少一滤波器、至少一调整单元与一第一加法器。至少一边缘侦测单元用以比较一输入影像数据的一输入像素和输入影像数据的至少一相邻像素而产生至少一差异数据；至少一滤波器耦接边缘侦测单元，并过滤差异数据而产生一过滤数据；至少一调整单元对应耦接滤波器，并依据一调整参数而调整过滤数据以产生一抑制数据；以及第一加法器相加抑制数据与输入数据，以消除输入影像数据的杂讯，如此，本发明藉由至少一滤波器消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

实施本发明产生的有益效果是：本发明的杂讯消除电路由至少一边缘侦测单元用以比较一输入影像数据的一输入像素和输入影像数据的至少一相邻像素而产生至少一差异数据；至少一滤波器耦接边缘侦测单元，并过滤差异数据而产生一过滤数据；至少一调整单元对应耦接滤波器，并依据一调整参数而调整过滤数据以产生一抑制数据；以及第一加法器相加抑制数据与输入数据，以消除输入影像数据的杂讯，如此，本发明藉由至少一滤波器消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

附图说明

图1为本发明的一实施例的杂讯消除电路的方块图；

图2为本发明的一实施例的输入影像数据的输入像素与相邻像素排列的示意图；以及

图3为本发明的一实施例的滤波器的过滤曲线图。

【图号对照说明】

1杂讯消除电路

10边缘侦测单元

20滤波器

30调整单元

40第一加法器

50第二加法器

60除法器

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1，系为本发明的一实施例的杂讯消除电路的方块图。如图所示，本发明的杂讯消除电路1包含至少一边缘侦测单元10、至少一滤波器20、至少一调整单元30与一第一加法器40。边缘侦测单元10接收一输入影像数据，于本实施例中，输入影像数据为YCbCr格式，但本发明并不局限输入影像数据为YCbCr格式，亦可以为其它影像数据的格式，例如RGB格式，边缘侦测单元10用以比较输入影像数据的一输入像素和输入影像数据的相邻像素而产生一差异数据Di。

滤波器20耦接边缘侦测单元10，并过滤差异数据Di而产生一过滤数据Ei，其中，本发明的滤波器为一Epsilon滤波器。调整单元30耦接滤波器20，并依据一调整参数Wi而调整过滤数据Ei而产生一第一抑制数据rli，其中，调整单元30为一乘法器，第一加法器40相加第一抑制数据rli与输入影像数据，以消除输入影像数据的杂讯，如此，本发明藉由滤波器20消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

另外，上述杂讯消除电路1仅包含一个边缘侦测单元10、一个滤波器20与一个调整单元30，而为了增加杂讯消除电路1消除输入影像数据的杂讯的能力，所以，杂讯消除电路1包含多个边缘侦测单元10、多个滤波器20、多个调整单元30。

如图2所示，该多个边缘侦测单元10会先接收一个输入像素P，再接收相邻于输入像素P的相邻像素Pi，i＝0，1，2，3…，也就是说，多个边缘侦测单元10皆会同时接收到相同的输入像素P，的后，该多个边缘侦测单元10会分别接收不同的相邻像素Pi，而比较输入影像数据的输入像素P和输入影像数据的相邻像素Pi而产生差异数据Di，i＝0，1，2，3…，其公式如下所示：

Di＝P-Pi，i＝0，1，2，3……………………(1)

由上述公式并配合图2可知，当该多个边缘侦测单元10中的第0个边缘侦测单元10接收第0个相邻像素P0与输入像素P，而比较第0个相邻像素P0与输入像素P，产生第0个差异数据D0，同理，第1个边缘侦测单元10接收第1个相邻像素P1与输入像素P，而比较第1个相邻像素P1与输入像素P，产生第1个差异数据D1，以此类推，此本实施例为例，该多个边缘侦测单元10总共产生14个差异数据D0～D13。

承上所述，滤波器20耦于边缘侦测单元10，于本实施例中，系采用多个滤波器20，所以，该多个滤波器20分别耦接该多个边缘侦测单元10，并该多个滤波器20分别过滤该差异数据而产生一过滤数据Ei，其中，由于本发明的滤波器20是使用Epsilon滤波器进行滤波，所以，本发明的滤波器20产生过滤数据Ei的公式如下：

Ei＝EpsilonFilter(Di)…………………(2)

调整单元30耦接滤波器20，于本实施例中，系采用多个调整单元30，所以，该多个调整单元30分别耦接该多个滤波器20，并该多个调整单元30分别依据一调整参数Wi而调整过滤数据而产生第一抑制数据rli。

由于杂讯消除电路1包含多个边缘侦测单元10、多个滤波器20、多个调整单元30，所以，本实施例的杂讯消除电路1更包含一第二加法器50与一除法器60。第二加法器50相加该多个调整单元30输出的第一抑制数据rli，而产生一累加数据sum，除法器60耦接第二加法器50，并平均累加数据sum，而产生一第二抑制数据r2，且传送第二抑制数据r2至第一加法器40，第一加法器40耦接除法器60，而相加第二抑制数据r2与输入影像数据而产生并输出一输出影像数据P_NR，以除该输入影像数据的杂讯，其中，第一加法器40产生输出影像数据P_NR的公式如下所示：

$P_{\mathrm{NR}}=p+\frac{E_0\×W_0+E_1\×W_1+E_2\×W_2+\mathrm{\Λ}}{N}\·\·\·\left(3\right)$

如此，本发明藉由滤波器消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

请参阅图3，系为本发明的一实施例的滤波器的过滤曲线图。如图所示，本发明的滤波器20是使用Epsilon滤波器，该滤波器20具有一第一正门槛值ep_th1与一第二正门槛值ep_th2。当边缘侦测单元10所产生的差异数据Di大于零并小于第一正门槛值ep_th1时，滤波器20系将差异数据Di乘上一第一斜率参数，而产生过滤数据Ei；当差异数据Di大于第一正门槛值ep_th1并小于第二正门槛值ep_th2时，滤波器20系将差异数据Di乘上一第二斜率参数，而产生过滤数据Ei。

此外，本发明的滤波器20可藉由调整一正门槛参数ep_th与第一正门槛值ep_th1与第二正门槛值ep_th2而分别决定第一斜率参数与第二斜率参数，所以，本发明可藉由调整正门槛参数ep_th与第一正门槛值ep_th1而调整第一斜率参数，或是调整正门槛参数ep_th与第二正门槛值ep_th2而调整第二斜率参数。

再者，本发明的滤波器20更具有一第一负门槛值-ep_th1与一第二负门槛值-ep_th2。当差异数据Di小于零并大于第一负门槛值-ep_th1时，滤波器20系将差异数据Di乘上一第三斜率参数，而产生过滤数据Ei；当差异数据Di小于第一负门槛值-ep_th1并大于该第二负门槛值-ep_th2时，滤波器20系将差异数据Di乘上一第四斜率参数，而产生过滤数据。如此，本发明藉由上述的滤波器的滤波方式而消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

另外，本发明的滤波器20可藉由调整一负门槛参数-ep_th与第一负门槛值-ep_th1与第二负门槛值-ep_th2而分别决定第三斜率参数与第四斜率参数，所以，本发明可藉由调整负门槛参数-ep_th与第一负门槛值-ep_th1而调整第三斜率参数，或是调整负门槛参数-ep_th与第二负正门槛值-ep_th2而调整第四斜率参数。

综上所述，本发明的杂讯消除电路由至少一边缘侦测单元用以比较一输入影像数据的一输入像素和输入影像数据的至少一相邻像素而产生至少一差异数据；至少一滤波器耦接边缘侦测单元，并过滤差异数据而产生一过滤数据；至少一调整单元对应耦接滤波器，并依据一调整参数而调整过滤数据以产生一抑制数据；以及第一加法器相加抑制数据与输入数据，以消除输入影像数据的杂讯，如此，本发明藉由至少一滤波器消除输入影像数据的杂讯，以达到有效消除影像杂讯并可以避免造成影像画面模糊化。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种杂讯消除电路，其特征在于，其包含：

至少一边缘侦测单元，用以比较一输入影像数据的一输入像素和该输入影像数据的至少一相邻像素而产生至少一差异数据；

至少一滤波器，耦接该边缘侦测单元，并将该差异数据乘上一斜率参数，而产生一过滤数据；

至少一调整单元，耦接该滤波器，并依据一调整参数而调整该过滤数据，以产生一抑制数据；以及

一第一加法器，相加该抑制数据与该输入影像数据，以消除该输入影像数据的杂讯。

2.如权利要求1所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中杂讯消除电路包含多个边缘侦测单元、多个滤波器、多个调整单元时，该杂讯消除电路更包含：

一第二加法器，相加该多个调整单元调整后的过滤数据，而产生一累加数据；以及

一除法器，耦接该第二加法器，并平均该累加数据，以产生该抑制数据，且传送该抑制数据至该第一加法器。

3.如权利要求1所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该滤波器为一Epsilon滤波器。

4.如权利要求1所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该调整单元为一乘法器。

5.如权利要求1所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该滤波器具有一第一正门槛值，当该差异数据大于零并小于该第一正门槛值时，该斜率参数为一第一斜率参数。

6.如权利要求5所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该滤波器更具有一第二正门槛值，当该差异数据大于该第一正门槛值并小于该第二正门槛值时，该斜率参数为一第二斜率参数。

7.如权利要求6所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该滤波器具有一第一负门槛值，该第一负门槛值小于该第一正门槛值与该第二正门槛值，当该差异数据小于零并大于该第一负门槛值时，该斜率参数为一第三斜率参数。

8.如权利要求7所述的杂讯消除电路，其特征在于，其中该滤波器更具有一第二负门槛值，当该差异数据小于该第一负门槛值并大于该第二负门槛值时，该斜率参数为一第四斜率参数。