DE19636952C2 - Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals - Google Patents

Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals

Info

Publication number
DE19636952C2
DE19636952C2 DE1996136952 DE19636952A DE19636952C2 DE 19636952 C2 DE19636952 C2 DE 19636952C2 DE 1996136952 DE1996136952 DE 1996136952 DE 19636952 A DE19636952 A DE 19636952A DE 19636952 C2 DE19636952 C2 DE 19636952C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image signal
signal
input
delayed
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1996136952
Other languages
English (en)
Other versions
DE19636952A1 (de
Inventor
Aishy Amer
Udo Bremer
Hartmut Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Germany Holding GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1996136952 priority Critical patent/DE19636952C2/de
Priority to PCT/DE1997/001859 priority patent/WO1998011718A1/de
Publication of DE19636952A1 publication Critical patent/DE19636952A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19636952C2 publication Critical patent/DE19636952C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/21Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauschreduktion ei­ nes Bildsignals, das eine Folge von Bildern umfaßt.
Bei herkömmlichen Rauschreduktionsverfahren für Videosignale wie beispielsweise in der EP 0581059 A2 beschrieben, wird eine zeitliche, rekursive Filterung des Bildsignals durchge­ führt. Hierzu wird das ausgangsseitige rauschreduzierte Bild­ signal in einem Bildspeicher verzögert und nach Gewichtung mit einem Faktor 1-k dem eingangsseitigen Bildsignal additiv überlagert, wobei letzteres mit dem Faktor k gewichtet ist. Das Filter hat Tiefpaßeigenschaft. Die Filterung wirkt nicht nur auf den im Videosignal enthaltenen Rauschanteil, sondern auch auf die Bildpunktinformation. Die zeitliche Tiefpaßfil­ terung führt somit zu einer Bewegungsverschleifung. Zur Ab­ hilfe wird vorgeschlagen, den Gewichtungsfaktor k abhängig von der Bewegung zu beeinflussen. Üblicherweise erfolgt dies derart, daß der Rückkopplungsanteil verringert und dadurch der Anteil des Eingangssignals im Ausgangssignal erhöht wird. Dadurch wird aber auch die Rauschreduktion mit zunehmender Bewegung verringert. Ist die Bewegung hinreichend großflächig und langsam, so daß das Auge dem bewegten Objekt folgen kann, bleibt die innerhalb der bewegten Fläche vorhandene Rausch­ störung wahrnehmbar.
Aus der GB 2030027 A ist ein Verfahren zur Rauschreduktion ei­ nes Bildsignals bekannt, bei dem das rauschreduzierte Aus­ gangsbildsignal um die Dauer eines Bildes verzögert mit dem Eingangsbildsignal verknüpft wird und dazu der Bildinhalt des rückgekoppelten Bildsignals abhängig von einer dedektierten Bewegung innerhalb des Bildrahmens verschoben wird.
In dem Artikel von Peihong Hou: Bewegungsschätzung mit erhöh­ ter Zuverlässigkeit; in: Rundfunktechnische Mitteilungen, Jahrgang 37, 1993, Heft 4, S. 153-161, ist die Behandlung von Auf- und Verdeckungen bei Objektbewegung in der vektorge­ stützten Bildsignalverarbeitung beschrieben.
Die EP 0592196 A2 offenbart einen Schaltkreis zur Rauschre­ duktion mit Bewegungserfassung, bei dem abhängig vom Grad der erfaßten Bewegung im Bildsignal zwischen zwei verschiedenen Rauschreduktionsverfahren umgeschaltet wird.
Eine Schaltung zur Bestimmung von Bewegungsvektoren ist in der EP 0720356 A1 beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals für einen großen Rauschleistungsbereich anzugeben, das die im Bildsi­ gnal enthaltene Bewegung berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen an­ gegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Bildinhalt von Bil­ dern des rückgekoppelten Bildsignals unter Verwendung von Be­ wegungsvektoren auf die Bewegungsphase der Bilder des ein­ gangsseitigen Bildsignals umgesetzt. Die durch die Bewegung entstandenen Aufdeckungsbereiche werden im Rückkopplungspfad durch Bildanteile des eingangsseitigen Bilds ersetzt, die ei­ ner örtlichen Rauschreduktion unterzogen werden. Zur Verände­ rung des Gewichtungsfaktors k bzw. 1-k wird neben einer feh­ lerhaften Bewegungsermittlung die Rauschleistung des ein­ gangsseitigen Bildsignals berücksichtigt. Vorteilhafterweise führen kleinere Fehler zu einem überproportional größeren Ge­ wichtungsfaktor k, also einer überproportional höheren Ge­ wichtung des Eingangspfads im Vergleich zum Rückkopplungs­ pfad. Für große Fehler im bewegungskompensierten rückgekop­ pelten Bild ist ein Rückfallmodus vorgesehen, bei dem nur das eingangsseitige Bild örtlich rauschreduziert wird. Das Ver­ fahren arbeitet insgesamt bewegungsvektorfehlertolerant mit nichtlinearer Filtersteuerung und einem nichtlinearen, schwellwertbeeinflußten Rückfallmodus. Zur Korrektur des Be­ wegungsvektorfeldes ist es vorteilhaft, innerhalb des beweg­ ten Objektes eine Homogenisierung der Bewegungsvektoren durchzuführen. Bei paralleler Verwendung des ursprünglichen und homogenisierten Bewegungsvektors stehen wahlweise zwei Vektoren zur Verfügung, von denen derjenige, der den geringe­ ren Fehler liefert, zur Bewegungskompensation ausgewählt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens,
Fig. 2 Bewertungskennlinien für den Reduktionsfaktor k und
Fig. 3 ein Schaltbild zur Berücksichtigung eines homogeni­ sierten Bewegungsvektors.
Das Prinzipschaltbild der Fig. 1 weist einen Eingangsan­ schluß 1 auf, dem ein Bildsignal S zugeführt wird, dessen Rauschen zu reduzieren ist. An einem Ausgangsanschluß 2 liegt das rauschreduzierte Bildsignal G vor. Die Bildsignale S, G enthalten eine Folge von Bildern, beispielsweise zeilenver­ kämmten Halbbildern oder Vollbilder. Zur Rauschreduktion wird eine rekursive Filterung durchgeführt. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal G - wie weiter unten noch ausführlicher be­ schrieben - bildweise verzögert wird und mittels eines Addie­ rers 3 mit dem Eingangskanal verknüpft wird. Das rückgekop­ pelte Bildsignal wird in einem Multiplizierer 4 mit dem Fak­ tor 1-k gewichtet, das Signal S im Eingangskanal wird in ei­ nem Multiplizierer 5 mit dem Faktor k gewichtet. Durch Verän­ derung von k wird die Relation von Eingangspfad zu Rückkopp­ lungspfad eingestellt. Am Rand des Wertebereichs von k bei k = 1 wird die Rückkopplung unterbunden, so daß nur das ein­ gangsseitige Bildsignal S weitergeleitet wird. Zur bildweisen Verzögerung des ausgangsseitigen rauschreduzierten Bildsi­ gnals G innerhalb der Rückkoppelschleife ist eine Spei­ chereinrichtung 20 vorgesehen. Die dargestellte Ausführung bezieht sich auf Bildsignale S, G mit zeilenverkämmten Halb­ bildern. Die Einrichtung 20 weist dann zwei Halbbildspeicher 21, 22 auf, die in Reihe hintereinander geschaltet sind. Der Bildspeicher 22 enthält dann ein zweimal um eine Halbbilddau­ er verzögertes Halbbild, das als Bildsignal G* über einen An­ schluß 23 dem Multiplizierer 4 des Rückkopplungspfads zuge­ führt wird. Die an Addierer 3 zur Verknüpfung rückgekoppelten Halbbilder weisen im Vergleich zum eingangsseitigen Halbbild S die gleiche Rasterlage auf.
Die rückgekoppelten Halbbilder werden in Abhängigkeit von der vorliegenden Bewegung bewegungskompensiert. Dies bedeutet, daß der Bildinhalt der jeweiligen Halbbilder auf diejenige Bewegungsphase umgesetzt wird, die das entsprechende Halbbild des Eingangssignals S zum Zeitpunkt der Verknüpfung im Addie­ rer 3 aufweist. Hierzu wird die Bewegungsinformation an einem Anschluß 7 eingespeist. Am Anschluß 7 liegt ein Signal D an, das ein Bewegungsvektorfeld für das Eingangshalbbild enthält. Dies bedeutet, daß für jeden Bildpunkt die Verschiebung rela­ tiv zur Position des entsprechenden Bildpunkts im vorherge­ henden Halbbild angegeben ist. Bewegungsvektorfelder können auf verschiedene herkömmliche Weisen erhalten werden. Bei­ spielsweise kann ein Bewegungsvektorfeld durch Ortsdifferenz­ bildung der Bildpunkte zweier Halbbilder empfängerseitig er­ mittelt werden. Das Bewegungsvektorfeld kann aber auch sen­ derseitig übertragen werden, was insbesondere bei bewegungs­ gestützten Kodierungsverfahren mittels Prädiktion, z. B. nach dem MPEG-Standard, der Fall ist. Das Bewegungsvektorfeld kann ein Bewegungsvektor für jeden Bildpunkt enthalten oder für blockweise zusammengesetzte Bildblöcke. Im Ausführungsbei­ spiel wird erstere Variante angewandt.
Darüber hinaus werden im erfindungsgemäßen Verfahren Aufdec­ kungsbereiche berücksichtigt, die sich durch die unterschied­ liche Bewegung von Objekten in einem Bild ergeben. Wenn ein Aufdeckungsbereich vorliegt, wird dies durch ein entsprechen­ des Kennzeichen für jeden Bildpunkt bzw. für jeden Block durch ein Signal F am Anschluß 6 angezeigt.
Die Bewegungskompensation, d. h. die Umsetzung des rückzukop­ pelnden Bildsignals G auf die eingangsseitige Bewegungsphase mittels der im Bewegungsvektorfeld vorliegenden Bewegungsvek­ toren wird mittels der Bildspeicher 21, 22 ausgeführt. Diese ermöglichen eine bewegungskompensative Bildspeicherung von Bildpunkten in Abhängigkeit von den Verschiebungsvektoren im Vektorfeld D. Der Bildspeicher wird nichtlinear mit den zu kompensierenden Bildpunkten des rauschreduzierten Ausgangs­ signals G in Abhängigkeit von den jeweiligen Verschiebungs­ vektoren des Vektorfelds D beschrieben. Die Bildpunkte werden an diejenige Stelle des Bildspeichers geschrieben, die ihnen vom Bewegungsvektor zugewiesen wird. Die bewegungskompensier­ ten Bildpunkte werden linear ausgelesen. Der Bildspeicher weist deshalb einen Teilbildspeicher 21a auf, der als Bildspeicher mit wahlfreiem Zugriff ausgebildet ist. Die Grö­ ße dieses Abschnitts richtet sich nach der maximal möglichen Vektorverschiebung. Ausgangsseitig ist ein Speicherteil 21b vorgesehen, der linear adressierbar ist. Der Bildspeicher 22 ist entsprechend organisiert.
Ausgangsseitig an den Bildspeichern 21, 22 ist je ein Multi­ plexer 24 bzw. 25 vorgesehen. Dem Multiplexer werden der Aus­ gang des jeweils zugeordneten Bildspeichers sowie entspre­ chend aufbereitete Bildpunkte des Eingangsbildsignals S zuge­ führt. Die Umschaltsteuerung der Multiplexer 24, 25 erfolgt durch das Signal F in Abhängigkeit von den Aufdeckungsberei­ chen. Wenn ein Aufdeckungsbereich vorliegt, werden die Bild­ punkte dieses Aufdeckungsbereichs mit Bildpunkten aus dem vorzugsweise örtlich rauschreduzierten Eingangsbild S aufge­ füllt. Die am Anschluß 26 dem Multiplexer 25 zugeführten Bildpunkte liegen bereits rasterrichtig vor. Die am Anschluß 27 dem Multiplexer 24 zugeführten Bildpunkte sind durch eine lineare Rasteruminterpolation 28 auf das Raster des aus dem Bildspeicher 21 ausgelesenen Halbbilds umzusetzen. Zur Ra­ steruminterpolation eignet sich zweckmäßigerweise eine Mit­ telwertbildung der der zu erzeugenden Bildzeile unmittelbar benachbart liegenden Bildzeilen.
Die der Rasteruminterpolation 28 bzw. dem Anschluß 26 zuge­ führten Bildpunktsignale werden aus dem Eingangssignal S vor­ zugsweise durch eine örtliche Rauschreduktion 29 erzeugt. Diese Rauschreduktion wirkt im Unterschied zu einer zeitli­ chen Rückkopplung nur örtlich innerhalb eines einzigen Halb­ bilds des Eingangssignals S. Zweckmäßigerweise wird eine zen­ tral gewichtete Mittelwertbildung mit solchen Bildpunkten ei­ ner Nachbarschaft einschließlich des aktuell betrachteten Bildpunktes berechnet, die zum Eingangsbildpunkt homogen sind. Die Nachbarschaftsbildpunkte sind diejenigen, die in horizontaler, vertikaler und in zwei diagonalen Richtungen verteilt liegen. Wenn die absolute Differenz eines Nachbar­ bildpunktes einer Nachbarschaft zum zentralen Mittenbildpunkt innerhalb eines vorbestimmten Wertbereichs liegt, bedeutet dies, daß dieser Nachbarbildpunkt nicht jenseits einer Kante liegt. Er wird als homogen bezeichnet. Aus den vier möglichen Richtungen wird diejenige ermittelt, deren zwei Nachbarbild­ punkte homogen sind und die bezüglich der Homogenität das Op­ timum aller vier Richtungen darstellt. Ist diese Richtung ge­ funden, so wird die Nachbarschaft in eben diese Richtung ex­ pandiert, bis entweder eine maximal definierte Größe der Nachbarschaft oder eine Inhomogenität erreicht wird. Diejeni­ gen Bildpunkte, die in der gefundenen Richtung innerhalb des Expansionsbereichs liegen, werden zentrumgewichtet gemittelt. Wenn keine Richtung als homogen gefunden wird, wird in der Nachbarschaft nach einer möglichst großen Anzahl ähnlicher Punkte gesucht und diese mit dem gewichteten aktuellen Punkt gemittelt. Wird kein homogener Nachbarpunkt gefunden, wird der aktuelle Eingangsbildpunkt aus der Einrichtung 29 unver­ ändert ausgegeben, damit die Bildschärfe nicht verringert wird. Die zentrale Gewichtung der Bildpunkte erfolgt zweckmä­ ßigerweise abhängig von einer weiter unten beschriebenen ge­ schätzten Rauschleistung.
Problematisch an den Verschiebungsvektoren ist die Genauig­ keit. Praktischerweise sind die Bewegungsvektoren mit einem Fehler in Betrag und/oder Richtung versehen. Eine Einrichtung 30 sorgt für eine Berücksichtigung fehlerhafter Bewegungsvek­ toren, um deren negative Auswirkungen auf die Bildqualität zu verringern. Es wird eine Fehlermessung durchgeführt, indem in einem Subtrahierglied 31 die Differenz zwischen dem eingangs­ seitigen Halbbild und dem rückgekoppelten, bewegungskompen­ sierten Halbbild G* am Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 ermittelt wird. Das Differenzsignal wird in einer Einrichtung 32 gleichgerichtet und in einem Tiefpaß 33 geglättet, an dem ausgangsseitig das weiter zu verarbeitende Fehlersignal V vorliegt. Da das Eingangsbildsignal als Referenzsignal der zu reduzierenden Rauschstörung unterliegt, wird die Abweichung zweckmäßigerweise nicht für jeden Bildpunkt gesondert, son­ dern bildbereichsweise ermittelt. Der Bereich ist zentral um denjenigen Bildpunkt anzuordnen, der gerade rauschreduziert wird. Die Messung der Abweichung erfolgt als lineare Mitte­ lung der Beträge der Differenzen zwischen den Referenzbild­ punkten und den ortsgleichen kompensierten Bildpunkten. Das Fehlersignal V wird in einer Einrichtung 34 mit einer Kennli­ nie bewertet. Es ergeben sich daraus die Gewichtungsfaktoren k und 1-k. Da die gemessene Abweichung nur von den Bildsigna­ len an sich abhängt, werden Bewegungsvektorfehler nur dann korrigiert, wenn ein Bildpunktfehler vorliegt. Bewegungsvek­ torfehler, die keinen Bildpunktfehler erzeugen, haben keine sichtbare Auswirkung.
Die im Block 34 gebildete Kennlinie wird auch von der in der Eingangsbildfolge S enthaltenen Rau­ schleistung abhängig gemacht. Um einen möglichst großen Rau­ schleistungsbereich von beispielsweise 25 dB bis zu 50 dB Si­ gnal-zu-Rauschverhältnis bearbeiten zu können, ist eine An­ passung der Amplitude der Bewertungskennlinie des Blocks 34 erforderlich. In einer Einrichtung 35 wird deshalb bezüglich des Eingangsbildsignals S eine Rauschpegelschätzung durchge­ führt. Es werden Homogenitätsbetrachtungen durchgeführt, wo­ bei die innerhalb einer Nachbarschaft liegenden Bildpunkte als um so homogener gelten, je weniger die Nachbarbildpunkte vom Mittenbildpunkt in ihrer Amplitude abweichen. Die derart ermittelten Homogenitätsmaße für eine Vielzahl von kleineren Nachbarschaften werden dann innerhalb einer größeren Nachbar­ schaft summiert und normiert. Diejenige größere Nachbar­ schaft, die als am homogensten ermittelt wurde, wird zur Be­ rechnung der enthaltenen Rauschleistung verwendet. Die Kenn­ linie wird von der derart ermittelten Rauschpegelschätzung abhängig gemacht.
Die Kennlinie weist grundsätzlich einen negativ quadratischen Verlauf auf gemäß der Abbildungsvorschrift k(V) = 2V - V2. Zur Berücksichtigung der Rauschleistung wird sowohl die Amplitude als auch das Fehlersignal V in Abhängigkeit von der ermittel­ ten Rauschleistung verzerrt. In der Fig. 2 sind neben dem grundsätzlichen Verlauf 34a zwei in Abhängigkeit von der Rauschpegelschätzung unterschiedliche Kurvenverläufe 34b und 34c angegeben. Der Block 34 führt die in der Fig. 2 angege­ bene Kennlinie aus, wobei einem Eingangswert des Fehlersi­ gnals V mittels der rauschabhängigen Kennlinien 34a, b, c ein Reduktionsfaktor k unmittelbar entnommen wird.
Vorteilhafterweise ist ein Rückfallmodus vorgesehen. Dieser wird aktiviert, wenn das Fehlersignal V einen Schwellwert überschreitet. Dann wird anstelle des vom Addierer 3 ausgege­ benen zeitlich rauschgefilterten Signals das von der Einrich­ tung 29 abgegebene örtlich rauschgefilterte Signal auf das rauschreduzierte Bildsignal G am Ausgang 2 durchgeschaltet. Hierzu ist ein Multiplexer 40 vorgesehen, dem alternativ der Ausgang des Addierers 3 oder der Ausgang der Einrichtung 29 zugeführt wird und der ausgangsseitig mit dem Anschluß 2 ver­ bunden ist. Der Multiplexer 40 wird von einem Schwellwertde­ tektor 41 gesteuert, dem das Fehlersignal V zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Schwellwertdetektor 41 auch vom Aufdec­ kungssignal F angesteuert. Wenn das Fehlersignal V den Schwellwert innerhalb eines Aufdeckungsbereichs überschrei­ tet, wird trotzdem das zeitlich rauschreduzierte Signal vor­ gezogen und der Ausgang des Addierers 3 im Multiplexer 40 durchgeschaltet. Dadurch wird berücksichtigt, daß der durch das Fehlersignal V angezeigte hohe Fehler im wesentlichen auf die örtliche Rauschreduktion im Aufdeckungsbereich zurückzu­ führen ist.
Die bewegungskompensative Bildspeichereinrichtung 20 kann auch zur Zwischenspeicherung und Bewegungskompensation pro­ gressiver Bilder ausgelegt werden. Hierzu werden die Bildspeicher 21, 22 parallel geschaltet, indem der Bildspei­ cher 21 die obere Hälfte des progressiven Bildes aufnimmt, der Bildspeicher 22 die untere Hälfte des progressiven Bil­ des. Eine Rasteruminterpolation 28 ist dabei nicht erforder­ lich.
Da fehlerhafte Bewegungsvektoren Kompensationsfehler in der Bildspeichereinrichtung 20 erzeugen und somit ein hohes Feh­ lersignal V und eine durch den Reduktionsfaktor k entspre­ chend verringerte Rauschreduktion, ist es vorteilhaft, eine Homogenisierung der Bewegungsvektoren innerhalb von Objekten durchzuführen. Hierzu wird das gerade bearbeitete Bild des Eingangsbildsignals S binarisiert, das heißt die Helligkeits­ bildpunktwerte des entsprechenden Eingangsbilds werden mit einem Schwellwert verglichen, so daß ein Binärbild erzeugt wird. Die Binarisierung ist rauschunempfindlich. Durch eine formerhaltenden Kantendetektion werden aus dem Binärbild Kan­ ten ermittelt. Die Kanten werden anschließend durch eine Ver­ kettung zu geschlossenen Konturen zusammengefügt. Daraus kön­ nen Objekte rekonstruiert werden. Ein durch die Rekonstrukti­ on erzeugtes Ausgangssignal gibt die Objektzugehörigkeit der Bildpunkte einer Nachbarschaft des aktuellen Bildpunkts zu dem Objekt an, zu dem dieser aktuelle Bildpunkt gehört. Die Objektzugehörigkeit trifft auch auf die entsprechenden Ver­ schiebungsvektoren zu.
Da innerhalb eines Objekts die Mehrzahl der Bewegungsvektoren als korrekt angenommen werden kann und zu erwarten ist, daß nur ein Teil der Bewegungsvektoren fehlerhaft vorliegt, ins­ besondere in Randbereichen von Objekten, läßt sich die Min­ dermenge der falschen Vektoren fehlerfrei korrigieren, wenn sie an den Majoritätsbewegungsvektor innerhalb der Objekt­ grenzen angepaßt, z. B. ersetzt wird. Mit der Abnahme der Grö­ ße eines Objekts nimmt die Verläßlichkeit der Ermittlung ei­ nes korrekten Majoritätsbewegungsvektors ab. Durch die ob­ jektbasierte Vektorhomogenisierung können fehlerhafte Vekto­ ren ermittelt werden, weil z. B. aufgrund einer zu geringen Objektgröße eine fehlerhafter Majoritätsvektor berechnet wird. Es ist deshalb zweckmäßig, ein Fehlersignal sowohl für ein mit den tatsächlich eingespeisten Bewegungsvektoren bewe­ gungskompensiertes Bild und für ein mit dem Majoritätsbewe­ gungsvektor bewegungskompensiertes Bild durchzuführen. Dasje­ nige bewegungskompensierte Bildsignal, welches das minimale Fehlersignal liefert, wird bei der zeitlichen Filterung zur Rückkopplung verwendet.
Ein die Verwendung eines homogenisierten Bewegungsvektors be­ rücksichtigender Schaltungsausschnitt ist in Fig. 3 gezeigt. Der bewegungskompensative Speicher 40, der dem Speicher 20 in Fig. 1 entspricht, erzeugt zwei bewegungskompensierte Aus­ gangsbildsignale G*1, G*2, von denen eines entsprechend der Fig. 1 durch das Bewegungsvektorfeld D bewegungskompensiert ist, das andere durch den homogenisierten Bewegungsvektor DH. In Einrichtungen 41, 42, die den Elementen 31, 32, 33 der Fig. 1 entsprechen, wird durch Differenzbildung mit dem ein­ gangsseitigen Bildsignal S je ein Fehlersignal V1 bzw. V2 be­ rechnet. In einer Einrichtung 43 wird aus den Fehlersignalen V1, V2 das minimale Fehlersignal ermittelt, welches dem Feh­ lersignal V der Fig. 1 entspricht und der Bewegungseinrich­ tung 34 zugeführt wird. Abhängig vom minimalen Fehlersignal - wird ein Schalter 44 gesteuert, der dasjenige der Bildsignale G*1, G*2 als Signal G* an das rekursive Filter 3, 4, 5 wei­ terleitet, welches das minimale der Fehlersignale V1 bzw. V2 geliefert hat.

Claims (7)

1. Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals, bei dem das eingangsseitige Bildsignal (S) eine Folge von Bildern um­ faßt, mit folgenden Merkmalen:
  • 1. ein rauschreduziertes ausgangsseitiges Bildsignal (G) wird um die Dauer mindestens eines Bildes verzögert,
  • 2. mittels Differenzbildung (31) zwischen dem eingangsseitigen Bildsignal (S) und dem verzögerten Bildsignal (G*) wird ein Fehlersignal (V) erzeugt,
  • 3. innerhalb eines der Bilder des eingangsseitigen Bildsignals (S) wird die Rauschleistung (35) ermittelt,
  • 4. eine Gewichtung des eingangsseitigen Bildsignals (S) mit einem ersten Faktor (k) und eine Gewichtung des verzögerten rauschreduzierten Bildsignals (G*) mit einem vom ersten li­ near abhängigen zweiten Faktor (1-k) wird durchgeführt, wobei die Faktoren (k, 1-k) in Abhängigkeit des Fehlersi­ gnals (V) und in Abhängigkeit der ermittelten Rauschlei­ stung (35) gesteuert werden,
  • 5. das mit dem zweiten Faktor (1-k) gewichtete verzögerte rauschreduzierte Bildsignal (G*) wird mit dem mit dem er­ sten Faktor (k) gewichteten eingangsseitigen Bildsignal (S) verknüpft (3),
  • 6. der Bildinhalt von Bildern des mit dem zweiten Faktor (1-k) gewichteten verzögerten rauschreduzierten Bildsignals (G*) wird auf die Bewegungsphase derjenigen Bilder des eingangs­ seitigen Bildsignals (S), mit denen die Bilder des mit dem zweiten Faktor (1-k) gewichteten verzögerten Bildsignals (G*) verknüpft werden, in Abhängigkeit von zwischen Bildern des eingangsseitigen Bildsignals vorliegender Bewegungsin­ formation (D) umgesetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Faktor (k) in Abhängigkeit vom Fehlersignal (V) für kleinere Werte des Fehlersignals (V) überproportional größer gesteuert wird als für größere Werte des Fehlersignals (V).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bildpunkte in Aufdeckungsbereichen (F) ermittelt werden, die durch die zwischen den Bildern vorliegende Bewegung erzeugt werden, daß diese Bildpunkte zur bewegungsabhängigen Korrek­ tur im verzögerten Bildsignal (G*) durch eine in den Bildern des eingangsseitigen Bildsignals durchgeführte örtliche Rauschreduktion (29) ersetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von einem Vergleich des Fehlersignals (V) mit einem Schwellwert (41) die Verknüpfung des eingangsseitigen Bildsi­ gnals (S) mit dem verzögerten Bildsignal (G*) abgeschaltet wird und daß das rauschreduzierte Ausgangssignal (G) durch ein Signal gebildet wird, das durch eine nur in einem einzi­ gen der Bilder des eingangsseitigen Bildsignals durchgeführte örtliche Rauschreduktion (29) erhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennung von Objekten in den Bildern des eingangsseiti­ gen Bildsignals (S) durchgeführt wird, daß für Bewegungsvek­ toren von Bildpunkten innerhalb eines der Objekte ein Majori­ tätsbewegungsvektor ermittelt wird und daß diese Bewegungs­ vektoren in Abhängigkeit vom Majoritätsbewegungsvektor durch einen homogenisierten Bewegungsvektor (DH) ersetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Objekterkennung eine Binarisierung des jeweiligen Bildes durch Vergleich der Luminanzwerte jedes Bildpunktes mit einem Schwellwert durchgeführt wird, daß im binarisierten Bild Hel­ ligkeitskanten ermittelt werden und daß durch Verkettung der Kanten Objekte ermittelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres verzögertes Bildsignal (G*2) erzeugt wird, das mittels des homogenisierten Bewegungsvektors (DH) bewegungs­ kompensiert ist, daß das Fehlersignal (V) als Minimum aus weiteren Fehlersignalen (V1, V2) ermittelt wird, die durch Differenzbildung zwischen dem eingangsseitigen Bildsignal (S) und dem verzögerten Bildsignal (G*1) bzw. dem weiteren verzö­ gerten Bildsignal (G*2) gebildet werden, und daß das das mi­ nimale Fehlersignal (V) liefernde verzögerte Bildsignal (G*1 oder G*2) mit dem eingangsseitigen Bildsignal (S) verknüpft wird.
DE1996136952 1996-09-11 1996-09-11 Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals Expired - Fee Related DE19636952C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996136952 DE19636952C2 (de) 1996-09-11 1996-09-11 Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals
PCT/DE1997/001859 WO1998011718A1 (de) 1996-09-11 1997-08-27 Verfahren zur rauschreduktion eines bildsignals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996136952 DE19636952C2 (de) 1996-09-11 1996-09-11 Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19636952A1 DE19636952A1 (de) 1998-03-12
DE19636952C2 true DE19636952C2 (de) 1999-11-04

Family

ID=7805289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996136952 Expired - Fee Related DE19636952C2 (de) 1996-09-11 1996-09-11 Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19636952C2 (de)
WO (1) WO1998011718A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903179B2 (en) 2002-06-25 2011-03-08 Panasonic Corporation Motion detection device and noise reduction device using that
DE102004060829B4 (de) * 2004-12-17 2013-02-28 Entropic Communications, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Rauschen in einem Bildsignal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2030027A (en) * 1978-08-21 1980-03-26 Hitachi Ltd Television signal noise reducing system
EP0581059A2 (de) * 1992-07-31 1994-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Rauschreduktion bei Fernseh-oder Videosignalen
EP0592196A2 (de) * 1992-10-08 1994-04-13 Sony Corporation Schaltungen zur Rauschunterdrückung
EP0720356A1 (de) * 1994-12-30 1996-07-03 Daewoo Electronics Co., Ltd Vorrichtung zur Bestimmung von Bewegungsvektoren

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5917579B2 (ja) * 1978-09-08 1984-04-21 日本放送協会 動補正ノイズ低減方式
US4500911A (en) * 1981-05-25 1985-02-19 Nippon Hoso Kyokai Noise reduction apparatus
DE4221236C2 (de) * 1992-06-27 2002-01-03 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur Rauschreduktion für Videosignale
JP3266416B2 (ja) * 1994-04-18 2002-03-18 ケイディーディーアイ株式会社 動き補償フレーム間符号化復号装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2030027A (en) * 1978-08-21 1980-03-26 Hitachi Ltd Television signal noise reducing system
EP0581059A2 (de) * 1992-07-31 1994-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Rauschreduktion bei Fernseh-oder Videosignalen
EP0592196A2 (de) * 1992-10-08 1994-04-13 Sony Corporation Schaltungen zur Rauschunterdrückung
EP0720356A1 (de) * 1994-12-30 1996-07-03 Daewoo Electronics Co., Ltd Vorrichtung zur Bestimmung von Bewegungsvektoren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOU, P.: Bewegungsschätzung mit erhöhter Zuverlässigkeit, in: Rundfunktechnische Mit- teilungen, Jahrg.37, 1993, H.4, S.153-161 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998011718A1 (de) 1998-03-19
DE19636952A1 (de) 1998-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69434467T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bilden eines Videosignals durch Bewegungsschätzung und Signalwege mit verschiedenen Interpolationsverarbeitungen
EP0472239B1 (de) Verfahren zur Ermittlung horizontaler Bewegungen in den Bildinhalten eines Fernsehsignals
DE3121597C3 (de) System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernseh-Bildsignal
DE69611113T3 (de) Vorrichtung zur Videorauschreduktion
DE4411179A1 (de) Bildeinfangvorrichtung
EP0658056B1 (de) Verfahren zur hierarchischen Bewegungsschätzung in einem Fernsehsignal
EP0259562A1 (de) Verfahren zur bewegungskompensierten Bild-zu-Bild-Prädiktionscodierung
DE102011056975A1 (de) Digitale Bildstabilisierung
EP0925682B1 (de) Verfahren zur detektion von kanten in einem bildsignal
EP0154125A2 (de) Verfahren zur bewegungsadaptiven Interpolation von Fernsehbildsequenzen sowie Anordnung und Anwendungen hierzu
DE60209773T2 (de) Vorrichtung und verfahren zum erkennen von verdeckung
EP0468279A2 (de) Verfahren zum Bestimmen von Bewegungsvektoren für Teilbildbereiche einer Quellbildsequenz
DE4343095C2 (de) Verfahren und Schaltung zur Störsignalbefreiung von Videosignalen
DE4332753A1 (de) Verfahren zur Erkennung bewegter Objekte
DE69635259T2 (de) Verdeckung von Flecken in Videosignalen
EP1125428B1 (de) Schaltung zur wandlung einer bildrate
EP0897247A2 (de) Verfahren zur Berechnung von Bewegungsvektoren
DE60031559T2 (de) Verfahren und gerät zur lernfähigen klassenauswahl nach mehreren klassifikationen
DE19636952C2 (de) Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildsignals
EP2105883A1 (de) Verfahren zum Testen eines Bewegungsvektors
EP0414017A2 (de) Verfahren zur objektorientierten Bewegungskompensation von Bildinformation für die verbesserte Wiedergabe codierter Bewegtbildsequenzen
DE3617827C2 (de)
EP0333069B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bewegungsdetektion in einem Videosignal
DE3126713C2 (de)
EP0727904B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Flimmerreduktion für ein Gerät zur Videosignalverarbeitung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LANTIQ DEUTSCHLAND GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: LANTIQ DEUTSCHLAND GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE

Effective date: 20110325

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130403