FR2594281A1 - Appareil d'estimation du bruit dans des signaux ayant des intervalles redondants - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un circuit d'estimation du bruit comprenant une borne d'entrée pour l'application d'un signal d'entrée. Selon l'invention, des moyens 10, 12 couplés à la borne d'entrée, produisent des échantillons de différence correspondant aux différences entre des intervalles sensiblement redondants du signal d'entrée ; des moyens 16 couplés aux moyens 10, 12, produisent une moyenne d'un nombre prédéterminé des échantillons de différence ; un moyen 18 couplé aux moyens 12 et 16 produit des valeurs de grandeur des différences entre la moyenne et certains des échantillons de différence contribuant à la moyenne et des moyens 62 reliés au moyen 18, produisent un signal d'estimation de bruit correspondant à une moyenne d'un nombre prédéterminé de valeurs de grandeur. L'invention s'applique notamment au traitement des signaux de télévision. (CF DESSIN DANS BOPI)
Description
La présente invention se rapporte à un appareil pour estimer la grandeur
d'un bruit électrique dans des
signaux ayant des intervalles redondants.
L'invention sera décriteen termes du traitement de signaux vidéo,bien que l'on puisse comprendre qu'elle est applicable à d'autres environnements de traitement de signaux o le signal à traiter contient une information
récurrente ou redondante.
De nombreux systèmes de traitement de signaux vidéo sont conçus pour varier fonctionnellement selon-le rapport signal-bruit du signal qui est traité. Des exemples de tels systèmes sont des filtres de chrominance à largeur de bande programmable, des circuits d'accentuation horizontale et des filtres récursifs réducteurs du bruit, pour n'en nommer que quelquesuns. Ces systèmes ont typiquement un paramètre contrôlé par un signal correspondant au niveau
du bruit dans le signal traité.
La conception d'un appareil relativement précis de mesure du bruit pour contrôler de tels systèmes pour une utilisation dans des instruments du commerce tels qu'un
récepteur de télévision est une entreprise difficile.
D'abord et avant tout, il n'est pas possible de faire la discrimination entre le bruit et le signal réel dans le signal vidéo moyen en temps réel. Deuxièmement, comme le bruit est statistique, la mesure du bruit doit être la moyenne quadratique du bruit. Tandis que l'on connait des algorithmes pour effectuer des mesures de bruit en moyenne quadratique, les appareils requis pour rialiser de tels algorithmes sont généralement prohibitivement complexes ou coûteux pour une utilisation en tant que produits du commerce. Du fait de ces difficultés, les projeteurs de systèmes vidéo ont recouru à des valeurs de bruit d'estimation. Le procédé le plus courant pour effectuer des estimations de bruit pour des signaux vidéo consiste à déterminer l'amplitude moyenne en courant alternatif de parties du signal vidéo qui ne contiennent pas l'information vidéo,comme l'intervalle d'effacement vertical. On suppose que toutes les variations de courant alternatif dans ces parties du signal proviennent du bruit. Les valeurs d'amplitude moyenne de mesures respectives sont intégrées en fonction du temps pour obtenir des résultats plus précis.
Les mesures de bruit ont tendance à être relative-
ment statiques même si le temps d'intégration est court, par exemple plusieurs périodes de trames. Comme lebruit se produit souvent en courtes salves, qui peuvent former, par exemple, % de l'image reproduite, des systèmes de traitement adaptifs au bruit, commandés par ces mesures statiques, ne peuvent réagir aux salves de bruit. De plus, les parties du signal vidéo accompagnant le bruit, qui ne contiennent pas d'information vidéo, peuvent ne pas être
représentatives du bruit contenu dans l'information vidéo.
Cette situation peut se présenter lorsque la source du signal vidéo est un support de stockage qui ne stocke que le signal vidéo actif et reconstruit les parties non actives du signal comme les intervalles d'effacement
vertical et horizontal.
Storey et autres, dans le brevet US N 4 249 210, révèlent un procédé pour mesurer des valeurs de bruit, de parties actives de signaux vidéo. L'appareil du brevet de Storey et autres forme les différences d'éléments correspondants d'image de trames successives. S'il n'y a pas de mouvement entre images, les différences d'éléments d'image ne contiennent que l'information de bruit. S'il y a un mouvement entre images, les différences d'éléments d'image contiennent à la fois l'information de mouvement et de bruit. Dans le système de Storey et autres, on suppose que les différences d'élémentsd'image ayant la plus petite grandeur ne contiennent que l'information de bruit. Le bruit est distingué du mouvement en choisissant les plus faibles valeurs de différences d'élémentsd'image de chaque ligne horizontale de différencesd'éléments d'image et en faisant la moyenne de ces plus faibles différences d'éléments d'image sur une période d'une trame. La moyenne de la valeur de différence est utilisée en tant qu'estimation de bruit pour l'intervalle suivant
d'une trame.
L'appareil de mesure du bruit de Storey et autres aura tendance à produire, au moins pour des images stationnaires,une valeur d'estimation de bruit plus faible que la valeur réelle moyenne de bruit. Deuxièmement, tandis que ce système remet au point l'estimation de bruit à chaque période d'une trame, il n'est pas suffisamment dynamique pour répondre à une salve de bruit dans une image. Ito et autres, dans la divulgation de la demande de brevet britannique GB 2 102 651 A, révèlent un système o les différences d'éléments d'image entre images sont mises au carré et ensuite on fait la moyenne sur une
période approximative d'une trame. Les différences d'élé-
ments d'image d'une amplitude plus grande qu'une valeur prédéterminée de seuil ne sont pas incorporées dans les moyennes à la supposition que ces différences contiennent une information de mouvement. La précision de ce système
de mesure du bruit dépend du choix de la valeur prédéter-
minée de seuil. En réalité, cette valeur doit être diffé-
rente pour un contraste différent de l'image. Les estima-
tions de bruit obtenues par ce système ne sont pas suffi-
samment dynamiques pour répondre à de courtes salves de bruit. La tentative de la présente invention consiste à
offrir la capacité de déterminer des estimations relative-
ment précises de bruit, de parties du signal contenant celles qui représentent un relativement faible pourcentage de l'information disponible du signal et celles o
peuvent se produire des salves localisées de bruit.
Selon la présente invention, on prévoit un appareil d'estimation du bruit ayant une borne d'entrée pour l'application d'un signal d'entrée. Des moyens sont prévus qui répondent au signal d'entrée pour produire des échantillons de différence correspondant aux différences entre des intervalles sensiblement redondants du signal d'entrée. Un moyen faisant la moyenne, produit une moyenne
d'un nombre prédéterminé des échantillons de différence.
Des moyens sont prévus pour produire des valeurs de grandeur de différences entre la moyenne et certains des échantillons de différence contribuant à la moyenne. Et des moyens sont reliés aux moyens pour produire des valeurs de grandeur pour produire un signal d'estimation de bruit correspondant à une moyenne d'un nombre prédéterminé de
valeurs de grandeur.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - les figures 1 et 3 sont des vues partiellement schématiques et partiellement sous forme de blocs de deux circuits d'estimation de bruit selon la présente invention, lesquels circuits développent des estimations de bruit à partir de sériesà une dimension de différences de signaux; - les figures 2 et 4 donnent des schéma-blocs de circuits d'estimation du bruit selon la présente invention, lesquels circuits développent des estimations de bruit à partir de séries bidimensionnelles de différences de signaux; et - la figure 5 donne un schéma-bloc d'un circuit d'estimation du bruit avec possibilité de réduire les effets néfastes des présences d'un signal non répétitif Sur les différentes figures, des éléments désignés par des chiffres identiques accomplissent des fonctions identiques. Le signal à traiter pour la détection du bruit
sera supposé être sous forme de signaux à données échan-
tillonnées et, si nécessaire, les éléments de traitement
sont déclenchés en synchronisme à la fréquence d'échantil-
lonnage. Le signal peut être sous forme analogique ou numérique, ainsi les éléments de circuit sont représentés en termes fonctionnels. Les éléments fonctionnels sont des éléments conventionnels et sont diponibles sous forme analogique ou numérique, et ainsi ne seront pas décrits en détail. Selon le choix des éléments fonctionnels choisis pour réaliser l'exemple de circuit décrit, des retards de compensation peuvent être requis entre certains éléments de traitement pour maintenir l'alignement temporel souhaité des signaux dans divers trajets de signaux. Toute personne compétente en la technique de conception des circuits comprendra et prévoira facilement de tels retards de compensation. En se référant à la figure 1, elle illustre un estimateur de bruit qui développe une estimation de bruit
à partir de différences de signaux entre des parties sensi-
blement redondantes d'un signal d'entrée. Sur la figure 1, le signal d'entrée est appliqué à la borne 5, d'o il est couplé à la connexion d'entrée d'un élément retardateur 10 et à une connexion d'entrée d'un soustracteur 12. La connexion de sortie de l'élément retardateur 10 est
couplée à une seconde connexion d'entrée du soustracteur 12.
Le soustracteur 12 produit les différences entre le signal d'entrée et le signal retardé à la sortie de l'élément
retardateur 10.
La période du retard du signal produit par l'élé-
ment retardateur 10 est choisie pour se conformer aux
périodes de récurrence ou de redondance du signal d'entrée.
Si le signal d'entrée est un signal vidéo, tel qu'un signal vidéo composite ou l'une de ses composantes vidéo, il se produit une redondance sensible du signal aux intervalles de balayage horizontal et aux intervalles de balayage vertical et aux multiples entiers des intervalles de balayage horizontal et de balayage vertical. Ainsi, l'élément retardateur 10 peut par exemple être un élément retardateur d'une ou de deux lignes ou un élément retardateur d'une ou de deux trames simples, etc. Le pourcentage de redondance est plus important (au moins pour les images non mobiles) sur un intervalle d'une trame double (deux trames simples du signal vidéo NTSC) et ainsi on préfère un élément retardateur d'une trame. Pour une redondance du signal de 100%, les échantillons de différence produits par le soustracteur 12 se composent totalement des contributions de bruit. Le pourcentage de redondance des signaux entre trames doubles diminue avec le mouvement de l'objet de l'image entre trames. Lorsqu'il se produit un mouvement de l'image entre trames, les échantillons de différence produits par le soustracteur 12 se composent à la fois des contributions de bruit et de l'information du mouvement de l'image. Des estimations de bruit sont effectuées en déterminant la moyenne des échantillons de différence sur un intervalle de temps puis en déterminant la grandeur moyenne des différences entre les échantillons moyens de différence et
certains des échantillons particuliers de différence.
Les contributions du mouvement aux différences d'échantil-
lons ont tendance à être mises en corrélation sur les intervalles pendant lesquels les moyennes sont prises et ont tendance à s'annuler des estimations de bruit. Les
contributions de bruit ne sont généralement pas en corre-
lation et leurs contributions aux différences de grandeur s'ajoutent de manière constructive. Des transitions entre des contributions du mouvement en corrélation ont tendance
à influencer de manière néfaste les estimations de bruit.
L'influence de ces transitions peut être minimisée par un circuit supplémentaire décrit ci-dessous en se référant
à la figure 5.
En se référant de nouveau à la figure 1, les échantillons de différence de signaux produits par le soustracteur 12 sont appliqués à un filtre 14. Si le signal
d'entrée est un signal vidéo composite et que les sous-
porteuses des composantes courantes etretardée de chrominance sont en opposition de phase, les différences de signaux
produites par le soustracteur 12 contiennent une compo-
sante de chrominance au double de l'amplitude d'origine.
Le filtre 14 est conçu pour éliminer la composante de
chrominance des échantillons de différence et peut être-
un filtre à encoches qui atténue le signal centré sur la fréquence de sous-porteuse de chrominance ou bien cela peut être un filtre passe-bas qui atténue les fréquences du signal normalement occupées par toute la bande des
fréquences de chrominance. Cependant, même si les sous-
porteuses de chrominance retardée et courante sont en phase, il peut encore être souhaitable d'incorporer un filtre 14 qui atténue les composantes de chrominance du signal. Si le signal d'entrée se compose uniquement de la composante de luminance du signal vidéo, le filtre 14 peut être exclu. De même, si le signal d'entrée se compose uniquement de la composante de chrominance du signal vidéo et que les signaux retardé et courant ont une phase identique de sous-porteuse, le filtre 14 peut être exclu
Il faut noter que si le signal d'entrée se compose unique-
ment de la composante de chrominance et que les signaux
courant et retardé ont des phases opposées de sous-
porteuse, un additionneur remplacera le soustracteur 12
et le filtre 14 peut de nouveau être exclus.
Les échantillons de différence ayant traversé le filtre 14 sont appliqués à un circuit 16 formant la moyenne qui produit la moyenne de N échantillons se produisant pendant un intervalle (N-1)t. La période C est un nombre entier, qui peut comprendre un, de périodes d'échantillons. Ainsi, le moyen 16 formant la moyenne peut être construit pour faire la moyenne de N échantillons successifs de différence ou de N échantillons choisis par exemple de tous les deux ou trois échantillons sur l'intervalle des périodes d'échantillons NZ. Les valeurs pour le nombre N seront de manière souhaitable supérieures
à quatre.
Les échantillons de différence sont appliqués à une connexion d'entrée d'un additionneur 20 et à la connexion d'entrée d'un élément retardateur 28. L'élément
retardateur 28 produit un retard de Ne périodes d'échan-
tillons, dont la sortie est couplée à la connexion d'entrée
de diminuteur du soustracteur 26. La sortie du soustrac-
teur 26 est couplée à la seconde connexion d'entrée de
l'additionneur 20. Le signal de sortie produit par l'addi-
tionneur 20 correspond à la somme de N différences d'échantillons et est appliqué à la connexion d'entrée de l'élément retardateur 22. L'élément 22 retarde les échantillons de somme de À périodes d'échantillons et les échantillons retardés de somme sont appliqués à
la connexion d'entrée de diminuende du soustracteur 26.
Les échantillons de sortie, SA, produits par l'additionneur 20 peuvent être exprimés par l'équation N SA = Sn + ( 1 Sn- i n-N (1) i=l Sn-/,i o l'indice n indique l'échantillon courant et le facteur / en indice est égal au nombre entier de
périodes d'échantillons dans la période de retard t.
Le premier terme, Sn, du côté droit de l'équation, est la contribution appliquée par le filtre 14 à l'additionneur 20. Le terme entre parenthèses est la contribution appliquée du soustracteur 26 à l'additionneur 20. L'équation (1) peut être réduite à N-1
ICSI(2)
SA = /à Sn-_Ii (2) i=O qui indique que chaque somme d'échantillons SA est égale à la somme de l'échantillon courant de différence et des
N-1 échantillons précédents de différence.
Les sommes d'échantillons, SA,de l'additionneur 20, sont appliquées à un circuit diviseur ou de calibrage 24
qui divise les sommes par N et émet les moyennes d'échan-
tillons à la borne AO.
Selon la longueur de l'intervalle pendant lequel on fait la moyenne des différences d'échantillons, il peut être souhaitable d'exclure, des moyennes, certaines parties des différences de signaux. Un exemple peut comprendre des parties des intervalles d'effacement horizontal qui peuvent contenir une information numérique auxiliaire non répétitive. Dans ce cas, les éléments retardateurs 22 et 28 peuvent être établis à zéro par action d'une impulsion de remise à l'état initial qui peut être développée à partir des signaux de synchronisation horizontale. Alternativement, comme le système est un système à horloge, l'horloge peut être inhibée pendant ces intervalles. Sur la figure 1, des signaux d'horloge sont produits dans un générateur d'horloge 61 qui, comme cela est montré, est couplé au moyen 16 formant la moyenne. Dans le moyen 16, les éléments retardateurs seront typiquement déclenchés en synchronisme à la fréquence des échantillons d'entrée. Les éléments restants du circuit dans le moyen formant la moyenne 16 peuvent être ou non déclenchés selon le choix du projeteur des éléments de circuit pour accomplir les fonctions indiquées. Les moyennes d'échantillons de différence à la sortie du diviseur 24 et les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués au circuit 18 qui produit des sommes des valeurs de grandeur des différences des moyennes des échantillons de différence et de ceux des échantillons de différence contribuant aux moyennes des échantillons de différence. Les échantillons de différence sont appliqués à une connexion en cascade de (M-1) éléments retardateurs 30-36. Les éléments retardateurs 30-36 retardent respectivement les échantillons de différence d'une période t1 qui est égale à un nombre entier (comprenant un) de périodes d'échantillons et peut être égale à la période de retard t. Le nombre (M-1) est de préférence plus faible que N parce qu'un nombre (M-1) plus important que N affectera de manière néfaste l'annulation
des contributions du mouvement aux estimations de bruit.
Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 et à la sortie des éléments retardateurs respectifs 30-36 sont appliqués aux premières connexions respectives d'entrée de soustracteurs 40-48. Les moyennes d'échantillons de différence à la sortie du diviseur 24 sont appliquées aux secondes connexions respectives d'entrée des soustracteurs 40-48. Chacun des soustracteurs produit une sortie correspondant à la différence entre la moyenne des échantillons de différence et un échantillon de différence contribuant à la moyenne. Les différences respectives produites par les soustracteurs 40-48 sont appliquées à des circuits de valeur absolue 50-58, respectivement, qui produisent les valeurs de grandeur des différences respectives qui leur sont appliquées. Les valeurs respectives de grandeur sont appliquées au circuit de combinaison 60 qui produit, à la connexion SO, les sommes des valeurs de grandeur. Les sommes des valeurs de grandeur sont appliquées au circuit diviseur 62 qui divise les sommes par la valeur M pour produire la valeur moyenne de grandeur. La valeur moyenne de grandeur correspond à l'estimation souhaitée de bruit. L'estimation de bruit SSOR peut être exprimée par l'équation
M-1 N-1
S 1 YIl (Z S (3) SSOR =0 i =0
SOR = ONi -0 Sn- j -
Il faut noter que,dans une réalisation pratique, l'élément retardateur 28 peut être éliminé et que les échantillons retardés de différence peuvent être appliqués au soustracteur 26 par les éléments retardateurs 30-36 couplés par l'élément retardateur 38 montré en tracé fantôme. L'élément retardateur 38 produit un retard r2 qui compense la différence desretardsproduitspar l'élément retardateur 28 et la connexion en cascade des éléments
retardateurs 30-36.
Le moyen d'estimation du bruit de la figure 1 fonctionne sur des échantillons d'une série à une dimension des différences d'échantillons. Dans un environnement de il traitement de signaux vidéo, cette série à une dimension correspond aux échantillons de différence se produisant le long d'une seule ligne horizontale. L'estimateur peut être étendu pour fonctionner sur une série bidimensionnelle d'échantillons de différence d'un certain nombre de lignes horizontales comme le montre la figure 2. Sur la figure 2,
chacun des éléments de circuit 16a', 16b' et 16c' corres-
pond au moyen 16 de formation de la moyenne de la figure 1 et chacun des éléments de circuit 18a', 18b' et 18c' correspond à l'élément 18 formant la différence de la
moyenne de la figure 1.
Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués à la connexion d'entrée du moyen formant la moyenne 16a' et à la connexion d'entrée des éléments retardateurs d'une ligne horizontale connectés
en cascade 65 et 67. Les échantillons retardés de diffé-
rence à la sortie des éléments retardateurs 65 et 67 sont appliqués aux connexions d'entrée de moyens formant la moyenne 16b' et 16c', respectivement. Les échantillons de différence appliqués aux moyens formant la moyenne 16a',
16b' et 16c' sont ainsi dérivés de différences corres-
pondantes de signaux de trois lignes horizontales succes-
sives de l'image. Les moyens formant la moyenne 16a', 16b' et 16c' développent des moyennes respectives d'échantillons
de différence des lignes horizontales respectives d'échan-
tillons de différence. Ces moyennes sontappliquées à l'élément de circuit 69 qui additionne les trois moyennes et divise les sommes par trois pour développer une moyenne spatiale d'échantillons de différence. La moyenne spatiale d'échantillons de différence est appliquée aux connexions d'entrée de moyenne d'échantillons,AI, des élémients faisant la différence de la moyenne 18a', 18b'
et 18c'.
Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 et les échantillons retardés de différence à la sortie des éléments retardateurs 65 et 67 sont appliqués aux connexions d'entrée d'échantillons de différence, DI, des éléments faisant la différence de la moyenne 18a', 18b' et 18c', respectivement. Les éléments 18a', 18b' et 18c' forment les sommes des valeurs de grandeur des différences entre la moyenne spatiale et des échantillons choisis de différence (M en nombre) de leurs lignes horizontales correspondantes. Les sommes des valeurs de grandeur à la sortie des éléments 18a', 18b' et 18c' sont appliquées à l'élément de circuit 70 qui ajoute les trois sommes et divise le résultat par 3M pour produire
l'estimation de bruit.
Un autre agencement (non représenté) pour assurer une estimation spatiale du bruit consiste à appliquer l'estimation de bruit de l'appareil de la figure 1 à la connexion en cascade de deux éléments retardateurs d'une ligne horizontale et à faire la moyenne des estimations obtenues par l'appareil de la figure 1 avec les estimations
de bruit retardées à la sortie des deux éléments retarda-
teurs d'une ligne horizontale.
La figure 3 montre un autre mode de réalisation d'un circuit d'estimation de bruit. Dans ce mode de réalisation, la moyenne d'un certain nombre d'échantillons est déterminée et la valeur de la grandeur de la différence
entre la moyenne et un échantillon de différence contri-
buant à la moyenne est développée. On fait la moyenne d'un certain nombre (M+I) de ces valeurs de grandeur, pour
produire l'estimation de bruit.
Sur la figure 3, les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués au circuit 16' formant la moyenne qui correspond au circuit 16 de la
figure 1. Les moyennes d'échantillons de différence pro-
duites par le circuit 16' sont appliquéesau circuit de différentiation 76. Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués à une seconde connexion d'entrée du circuit de différenciation 76 par un élément retardateur 75. Le circuit 76 produit la valeur de grandeur de la différence entre la moyenne des échantillons de différence et l'échantillon particulier de différence
appliqués à ses connexions respectives d'entrée.
L'élément retardateur 75 produit un retard approprié de manière que l'échantillon de différence soustrait de la moyenne corresponde à un échantillon de différence qui se produit (dans le temps) à proximité du centre de la séquence des échantillons de différence
contribuant à la moyenne.
Les échantillons de valeursde grandeur produits par le circuit de différenciation 76 sont appliqués au circuit d'addition 78 de valeurs de grandeur. Dans le circuit 78, les échantillons de valeurs de grandeur sont
appliqués à une connexion en cascade d'éléments retarda-
teurs 80-84, dont chacun retarde les échantillons de valeurs de grandeur d'un nombre entier de périodes d'échantillons. Les échantillons de valeurs de grandeur et les échantillons retardés de valeurs de grandeur à la sortie des éléments retardateurs 80-84 respectifs sont
appliqués à l'élément de combinaison d'échantillons 86.
L'élément 86 forme les sommes des échantillons de valeurs de grandeur et des échantillons retardés de valeus de grandeur. Ces sommes sont appliquées à un diviseur 88 qui divise les sommes pour produire une valeur moyenne de grandeur de différence correspondant à l'estimation de bruit. L'estimation de bruit, SsOR, développée par le circuit de la figure 3, peut être exprimée par l'équation
M N-1
! [ (E Sn- i) k SSOR = M+lN i=O n- i) Sn-k0 o la valeur k dans l'indice (n-k) correspond au nombre de périodes de retard d'échantillons produites par
l'élément retardateur 75.
L'appareil de la figure 3 développe des estimations
de bruit à partir d'une série à une dimension des échan-
tillons de différence. Le système peut être étendu pour former des estimations de bruit d'une série bidimensionnelle
d'échantillons de différence comme le montre la figure 4.
Sur la figure 4, les éléments 16'd, 16'e et 16'f correspondent au circuit 16 formant la moyenne de la figure 1 et l'élément 78' correspond au circuit d'addition
des valeurs de grandeur 78 de la figure 3.
Des échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués à la connexion en cascade de deux
éléments retardateurs 102 et 104 d'une ligne horizontale.
Les échantillons de différence et les échantillons
retardés de différence à la sortie des éléments retarda-
teurs 102 et 104 sont appliqués aux circuits 16'd, 16'e et 16'f formant la moyenne, respectivement, qui développent des moyennes de parties de trois lignes d'échantillons de différence Ces moyennes sont additionnées et leur moyenne est faite dans l'élément de circuit 116 pour développer une moyenne spatiale d'échantillons de différence. La moyenne spatiale est appliquée aux premières connexions respectives d'entrée des circuits de différenciation 110, 112 et 114. Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués à une seconde connexion d'entrée du circuit de différenciation 110 par l'élément retardateur 100. Les échantillons retardés de différence à la sortie des éléments retardateurs 102 et 104 sont appliqués aux
secondes connexions d'entrée des circuits de différencia-
tion 112 et 114 par des éléments retardateurs 106 et 108, respectivement. Les circuits de différenciation 110; 112 et 114 produisent les valeurs de grandeur de la différence entre la moyenne spatiale et les échantillons de différence de chacune des trois lignes horizontales. Les valeurs de grandeur des circuits 110, 112 et 114 sont appliquées au circuit 118 qui produit la moyenne des trois valeurs de grandeur. Ces valeurs moyennes degrandeur correspondent aux moyennes verticales et sont appliquées au circuit 78' d'addition de valeurs de grandeur qui forme les sommes des M+ 1 échantillons séquentiels de moyenne verticale. Ces sommes sont divisées par (M+1) dans le diviseur 120 pour produire une moyenne spatiale des valeurs de grandeur de
différence correspondant à l'estimation de bruit.
Les éléments retardateurs 100, 106 et 108 sont choisis de manière que les échantillons de différence de lignes respectives qui sont soustraits de la moyenne spatiale, correspondent aux échantillons de différence se produisant à proximité du centre des séquences des
échantillons de différence par rapport aux lignes respec-
tives qui contribuent à la moyenne spatiale. Les périodes de retard d'échantillons produites par les éléments retardateurs 100, 106 et 108 peuvent être semblables de manière que les grandeurs de différence développées par
les éléments 110, 112 et 114 soient verticalement alignées.
Alternativement, les éléments retardateurs 100, 106 et 108 peuvent produire des périodes différentes de retard de manière que les grandeurs de différence soient développées, par exemplede points de l'image qui sont verticalement
de travers.
La figure 5 illustre un système d'estimation du bruit qui est sensiblementinsensible aux transitions de changement du signal, par exemple des contributions du mouvement aux échantillons de différence. Le système illustré applique les estimations de bruit prises d'une série à une dimension de différences d'échantillons et
peut facilement s'étendre à des systèmes bidimensionnels.
Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont appliqués à un moyen d'estimation de bruit 140 qui correspond aux éléments combinés 16, 18 et 62 de la
figure 1 ou aux éléments 16', 75, 76, 78 et 88 de la figure 3.
Les échantillons de différence à la sortie du filtre 14 sont également appliqués à un élément retardateur 142 et
à une connexion d'entrée du circuit de différenciation 144.
Les échantillons retardés de différence à la sortie de l'élément retardateur 142 sont appliqués à une seconde
connexion d'entrée du circuit de différenciation 144.
L'élément retardateur 142 produit un retard d'une ou d'un petit nombre entier de périodes d'échantillons. La sortie produite par le circuit de différenciation 144 correspond à la grandeur du changement d'échantillons très peu espacés de différence. Les grandeurs de changement sont comparées à une valeur de seuil dans le comparateur 146 qui produit un signal impuisionnel de sortie si le changement dépasse la valeur de seuil. La connexion de sortie du comparateur 146 est couplée à un générateur d'impulsions 147 qui peut
être un multivibrateur monostable ou un circuit compteur.
Le générateur d'impuisions 147, répondant aux impulsions à la sortie du comparateur, développe une impulsion de sortie d'une durée égale à NV périodes d'échantillons, laquelle durée est égale au temps pendant lequel la transition détectée de mouvement traverse le circuit formant la moyenne 16. Les impulsions produites par le générateur 147 sont appliquées à la connexion d'entrée de commande d'un verrouillage 148. Le verrouillage 148 peut être du type désigné par 74S373 et vendu par Texas Instruments Inc., Dallas, Texas, E.U.A. Des estimations de bruit produites par l'estimateur 140 sont appliquées aux connexions d'entrée de - données du verrouillage 148. En l'absence d'impulsions produites par le générateur d'impuisions 147, les estimations de bruit SSOR passent continuellement de l'estimateur 140 à la connexion de sortie S'SOR par le
verrouillage 148. Cependant, lorsqu'une transition d'échan-
tillons de différence est détectée par le comparateur 146, le générateur d'impulsions 147 développe une impulsion qui conditionne le verrouillage 148 pour stocker l'estimation de bruit qui a précédé la transition et à émettre cette
estimation pendant la durée de la période de l'impulsion.
Les valeurs de seuil auxquelles le comparateur 146 compare les changements des échantillons de différence sont produites par une mémoire morte 149. La valeur de seuil peut être une constante fixe supérieure à l'estimation moyenne de bruit attendue. Alternativement, les valeurs de seuil peuvent être rendues variables en fonction des estimations de bruit. Dans ce cas, les estimations de bruit S'SOR sont appliquées à la connexion d'entrée d'adresse de la ROM 149. La ROM 143 est programmé pour produire des valeurs de seuil correspondant à des gammes d'estimation de bruit appliquées en tant que codes d'adresse. Pour chaque gamme des estimations de bruit, la valeur de seuil sera choisie pour dépasser la gamme d'une faible quantité, telle que 8 IRE pour des signaux vidéo.
Claims (9)
1.- Circuit d'estimation de bruit du type comprenant une borne d'entrée pour l'application d'un signal d'entrée; caractérisé par un moyen (10, 12) relié à ladite borne d'entrée, pour produire des échantillons de différence
correspondant à la différence entre des intervalles sensi-
blement redondants dudit signal d'entrée; un moyen (16) de formation de la moyenne couplé audit moyen pour produire des échantillons de différence, pour former une moyenne d'un nombre prédéterminé des échantillons de différence; un moyen (18) couplé audit moyen pour produire des échantillons de différence et audit moyen formant la moyenne, pour former des valeurs de grandeur desdites
différences entre ladite moyenne et certains des échantil-
lons de différence contribuant à ladite moyenne; et un moyen (62) couplé audit moyen pour former des valeurs de grandeur, pour produire un signal d'estimation
de bruit correspondant à une moyenne d'un nombre pré-
déterminé des valeurs de grandeur.
2.- Circuit selon la revendication 1 du type o le signal d'entrée se compose d'un signal vidéo structuré en intervalles de trames doubles, verticaux et horizontaux de l'information, caractérisé en ce que le moyen précité pour produire des échantillons de différence comprend: un moyen retardateur (10) couplé à la borne d'entrée pour produire le signal d'entrée retardé d'un intervalle d'une image; et un moyen (12) couplé à ladite borne d'entrée et audit moyen retardateur pour produire les échantillons de différence correspondant aux différences entre le
signal d'entrée et le signal retardé d'entrée.
3.- Circuit d'estimation de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité formant la moyenne comprend: un moyen (20) couplé au moyen précité pour produire des échantillons de différence, pour produire des sommes de N échantillons successifs de différence, o N est un nombre entier prédétermine; et un moyen diviseur (24) relié audit moyen pour produire des sommes, pour diviser lesdites sommes par le nombre entier N.
4.- circuitd'estimation de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour produire des valeurs de grandeur comprend: un moyen (30, 32, 34, 36) couplé audit moyen pour produire des échantillons de différence, ayant un certain nombre de connexions de sortie pour produire un certain nombre d'échantillons retardés de différence>respectivement retardés de nombres entiers différents de périodes d'échantillons; un certain nombre de circuits soustracteurs (40, 42, 44, 48_) ayant des premières connexions respectives d'entrée qui sont couplées au moyen formant la moyenne, et ayant des secondes connexions respectives d'entrée, respectivement couplées à certaines des connexions de sortie, chacun desdits circuits de soustraction produisant à ses connexions respectives de sortie, des valeurs de grandeur de différence entre ladite moyenne et certains
desdits signaux retardés de différence.
5.- Moyen d'estimation de bruit selon la -
revendication 4, caractérisé en ce que le moyen précité (62) pour produire un signal d'estimation de bruit comprend: un moyen de combinaison de signaux ayant des connexions d'entrée respectivement couplées aux connexions de sortie des circuits soustracteurs, pour produire des sommes des valeurs de grandeur produites par lesdits circuits soustracteurs; et un moyen de division,couplé audit moyen de combinaison de signaux pour diviser lesdites sommes par
une valeur correspondant en nombre aux soustracteurs.
6.-Circuit d'estimation du bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour produire des valeurs de grandeur comprend: un moyen retardateur (75) couplé audit moyen pour produire des échantillons de différence, pour produire un échantillon retardé de différence; un circuit soustracteur (76) couplé audit moyen formant la moyenne et audit moyen retardateur, pour produire une valeur de grandeur de la différence entre
ladite moyenne et ledit échantillon retardé de différence.
7.- Moyen d'estimation du bruit selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen précité pour produire un signal d'estimation de bruit comprend: un autre moyen retardateur (80, 82, 84), couplé audit circuit soustracteur pour produire un certain nombre de valeurs de grandeur relativement retardées les unes par rapport aux autres; un moyen (86) couplé audit autre moyen retardateur pour additionner les valeurs de grandeur et produire un signal de somme; et un moyen diviseur (88) couplé audit moyen pour additionner, pour diviser ladite somme par un nombre correspondant au nombre de valeurs de grandeur contribuant
audit signal de somme.
8.- Moyen d'estimation du bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal d'entrée précité est un signal vidéo et les échantillons précités de différence contribuant au signal d'estimation de bruit sont choisis parmi une série à une dimension desdits
échantillons de différence.
9.- Moyen d'estimation du bruit selon la revendication 1 o le signal d'entrée est un signal vidéo, caractérisé en ce que les échantillons de différence contribuant audit signal d'estimation de bruit sont choisis parmi une série bidimensionnelle des échantillons de différence.
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