KR0135863B1 - Noise canceller of digital image signal - Google Patents
Noise canceller of digital image signalInfo
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Abstract
Description
제1도는 종래의 디지탈 영상신호의 잡음 제거기를 도시한 블럭도이고,1 is a block diagram showing a noise canceller of a conventional digital video signal,
제2도는 본 발명에 의한 디지탈 영상신호의 잡음 제거기를 도시한 블럭도이고,2 is a block diagram showing a noise canceller of a digital video signal according to the present invention.
제3A도는 디지탈 비디오 입력 신호인 제1영상신호를 도시한 파형도이고,3A is a waveform diagram showing a first video signal which is a digital video input signal,
제3B도는 제3A도에 도시된 제1영상신호가 1H만큼 지연된 제2영상신호를 도시한 파형도이고,3B is a waveform diagram showing a second video signal in which the first video signal shown in FIG. 3A is delayed by 1H,
제3C도는 제3B도에 도시된 제2영상신호가 1H만큼 지연된 제3영상신호를 도시한 파형도이고,3C is a waveform diagram showing a third video signal in which the second video signal shown in FIG. 3B is delayed by 1H,
제3D도는 제3A도에 도시된 제1영상신호와 제3B도에 도시된 제2영상신호를 비교하여 구한 최소값을 도시한 파형도이고,FIG. 3D is a waveform diagram showing the minimum value obtained by comparing the first video signal shown in FIG. 3A with the second video signal shown in FIG. 3B.
제3E도는 제3B도에 도시된 제2영상신호와 제3C도에 도시된 제3영상신호를 비교하여 구한 최소값을 도시한 파형도이고,FIG. 3E is a waveform diagram showing the minimum value obtained by comparing the second video signal shown in FIG. 3B with the third video signal shown in FIG. 3C.
제3F도는 제3A도에 도시된 제1영상신호와 제3B도에 도시된 제2영상신호를 비교하여 구한 최대값을 도시한 파형도이고,FIG. 3F is a waveform diagram showing the maximum value obtained by comparing the first video signal shown in FIG. 3A with the second video signal shown in FIG. 3B.
제3G도는 제3B도에 도시된 제2영상신호와 제3C도에 도시된 제3영상신호를 비교하여 구한 최대값을 도시한 파형도이고,FIG. 3G is a waveform diagram showing the maximum value obtained by comparing the second video signal shown in FIG. 3B with the third video signal shown in FIG. 3C.
제4A도는 제3D도에 도시된 최소값과 제3E도에 도시된 최소값을 비교하여 구한 최대값을 도시한 파형도이고,4A is a waveform diagram showing the maximum value obtained by comparing the minimum value shown in FIG. 3D with the minimum value shown in FIG. 3E.
제4B도는 제3F도에 도시된 최대값과 제3G도에 도시된 최대값을 비교하여 구한 최소값을 도시한 파형도이고,4B is a waveform diagram showing the minimum value obtained by comparing the maximum value shown in FIG. 3F with the maximum value shown in FIG. 3G.
제4C도는 제4A도에 도시된 최소값중 최대값과 제4B도에 도시된 최소값중 최대값을 합산한 합산신호를 도시한 파형도이고,4C is a waveform diagram showing a summation signal obtained by summing the maximum value among the minimum values shown in FIG. 4A and the maximum value among the minimum values shown in FIG. 4B,
제4D도는 제3B도에 도시된 제2영상신호의 파형도를 비교를 위해 재도시한 파형도이고,FIG. 4D is a waveform diagram of the waveform diagram of the second image signal shown in FIG. 3B for comparison.
제4E도는 제4C도에서 도시된 합산신호에서 제4D의 제2영상신호를 감산한 차분을 도시한 파형도이고,4E is a waveform diagram showing the difference obtained by subtracting the second video signal of the 4D from the sum signal shown in FIG. 4C;
제5A∼5E도는 종래의 장치와 본 발명에 의한 장치의 효과를 비교하여 도시한 파형도이다.5A to 5E are waveform diagrams comparing the effects of the conventional apparatus and the apparatus according to the present invention.
본 발명은 디지탈 영상신호에서 잡음을 제거하는 장치에 관한 것으로, 특히 상관성을 이용하여 디지탈 영상 신호에서 잡음을 제거하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing noise from a digital video signal, and more particularly, to an apparatus for removing noise from a digital video signal using correlation.
종래에 있어서 디지탈 영상신호 처리장치는 좋은 화질을 얻기 위하여 영상신호에 포함된 잡음을 제거하는 방법으로서 영상신호의 상관성을 이용하는 것이 일반적이었다. 이러한 종래의 방식에 의한 디지탈 영상신호의 잡음 제거기(noise canceller)는 제1도에 도시된 바와 같다. 제1도에 있어서, 현재 입력되는 디지탈 영상 데이타인 제1영상신호(100)는 제1지연기(10)에 입력된 후 1H만큼 지연되어 제2영상신호(101)가 된다. 제2지연기(11)는 제2영상신호(101)를 입력하여 1H만큼 지연시킨 후 제3영상신호(102)를 출력한다. 이러한 세가지 신호 즉, 제1영상신호(100), 제2영상신호(101), 제3영상신호(102)는 상호 비교하여 최소값과 최대값을 구하기 위한 기본 신호원이 된다. 제1최소값비교기(20)는 제1영상신호(100)와 제2영상신호(101)를 비교하여 제1최소값(110)을 출력하고, 제2최소값비교기(21)는 제2영상신호(101)와 제3영상신호(102)를 비교하여 제2최소값(111)을 출력한다. 제1최대값비교기(30)는 제1영상신호(100)와 제2영상신호(101)를 비교하여 제1최대값(120)을 출력하고, 제2최대값비교기(31)는 제2영상신호(101)와 제3영상신호(102)를 비교하여 제2최대값(121)을 출력한다. 제3최대값비교기(32)는 제1최소값(110)과 제2최소값(111)을 비교하여 제3최대값(130)을 출력한다. 제3최소값비교기(22)는 제1최대값(120)과 제2최대값(121)을 비교하여 제3최소값(131)을 출력한다. 합산기(40)는 제3최대값(130)과 제3최소값(131)을 합하여 합산신호(132)를 출력한다. 감산기(41)는 합산기(40)의 출력인 합산신호(132)에서 제2영상신호(101)를 감산하여 잡음이 제거된 신호(135)를 출력한다.In the related art, the digital image signal processing apparatus generally uses the correlation of the image signal as a method of removing noise included in the image signal in order to obtain good image quality. The noise canceller of the digital video signal according to the conventional method is shown in FIG. In FIG. 1, the first video signal 100, which is currently input digital video data, is delayed by 1H after being input to the first delay unit 10 to become the second video signal 101. The second delay unit 11 inputs the second video signal 101 and delays by 1H, and then outputs the third video signal 102. The three signals, that is, the first video signal 100, the second video signal 101, and the third video signal 102, compare with each other and serve as basic signal sources for obtaining the minimum and maximum values. The first minimum value comparator 20 compares the first image signal 100 and the second image signal 101 to output the first minimum value 110, and the second minimum value comparator 21 outputs the second image signal 101. ) And the third image signal 102 are compared to output a second minimum value 111. The first maximum value comparator 30 compares the first image signal 100 and the second image signal 101 to output the first maximum value 120, and the second maximum value comparator 31 is configured to display the second image. The second maximum value 121 is output by comparing the signal 101 with the third image signal 102. The third maximum value comparator 32 compares the first minimum value 110 and the second minimum value 111 and outputs a third maximum value 130. The third minimum value comparator 22 compares the first maximum value 120 with the second maximum value 121 and outputs a third minimum value 131. The summer 40 adds the third maximum value 130 and the third minimum value 131 to output the sum signal 132. The subtractor 41 subtracts the second video signal 101 from the sum signal 132, which is the output of the summer 40, and outputs a signal 135 from which the noise is removed.
이와 같은 방식에서는 잡음을 제거하는 과정에서 고주파영역의 신호성분도 제거되어 해상도에 열화를 가져온다. 즉, 제5D도에 도시된 바와 같이 잡음을 제거할 때 신호가 상관성이 없는 부분에서는 입력신호의 신호 또한 왜곡된다.In this way, the signal component in the high frequency region is also removed in the process of removing noise, resulting in degradation in resolution. That is, as shown in FIG. 5D, when the noise is removed, the signal of the input signal is also distorted at the portion where the signal is not correlated.
따라서 본 발명은 디지탈 영상신호의 잡음을 제거하는 과정에 있어서 신호성분의 왜곡을 방지하여 보다 충실히 원래의 신호를 얻을 수 있는 디지탈 영상신호의 잡음 제거기를 제공하는데 있다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a noise canceller of a digital video signal that can faithfully obtain an original signal by preventing distortion of signal components in a process of removing noise of a digital video signal.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 디지탈 영상신호의 잡음 제거기는 현재의 디지탈 비디오 입력 데이타인 제1영상신호를 입력하여 1H 만큼 지연시킨 제2영상신호를 출력하는 제1지연기와 제2영상신호를 입력하여 1H 만큼 지연시킨 제3영상신호를 출력하는 제2지연기와 상기 제1영상신호, 상기 제2영상신호, 상기 제3영상신호를 입력하여 상호 비교한 후 최소값을 구하고 상기 최소값들을 다시 비교하여 최소값중 최대값을 출력하는 최소/최대비교기와 상기 제1영상신호, 상기 제2영상신호, 상기 제3영상신호를 입력하여 상호 비교한 후 최대값을 구하고 상기 최대값중 최소값을 출력하는 최대/최소비교기와 상기 최소/최대비교기의 출력신호와 상기 최대/최소비교기의 출력신호를 더하여 합산신호를 출력하는 합산기와 상기 합산신호에서 상기 제2영상신호를 감산하여 잡음이 제거된 디지탈 영상신호를 출력하는 감산기를 구비한 잡음 제거기에 있어서, 상기 제1영상신호, 상기 제2영상신호, 상기 제3영상신호로부터 상관성을 검출하여 제어신호를 출력하는 상관성검출기와 상기 감산기의 출력신호와 상기 제2영상신호를 입력하여 상기 제어신호에 따라 상관성이 있으면 상기 감산기의 출력을 선택하고 상관성이 없으면 상기 제2영상신호를 선택하여 출력하는 출력선택기를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the noise canceller of the digital video signal of the present invention inputs a first delayer and a second video signal that input a first video signal which is current digital video input data and output a second video signal delayed by 1H. A second delay outputting a third video signal delayed by 1H, the first video signal, the second video signal, and the third video signal are inputted, compared with each other to obtain a minimum value, and the minimum values are compared again. A minimum / maximum comparator that outputs a maximum value among the first and second video signals, and the third and third video signals are compared with each other to obtain a maximum value, and output a minimum / maximum value among the maximum values. An adder for adding a comparator and an output signal of the minimum / maximum comparator and an output signal of the maximum / minimum comparator and outputting a summation signal; and the second signal in the summation signal A noise canceller having a subtractor for outputting a digital video signal from which noise is removed by subtracting a phase signal, wherein the correlation signal is detected from the first video signal, the second video signal, and the third video signal to output a control signal. Inputting the output signal of the correlation detector and the subtractor and the second image signal to select the output of the subtractor if the correlation is correlated according to the control signal, and selecting and outputting the second image signal if the correlation is not correlated. Characterized in that provided.
이어서 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Next will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 의한 잡음 제거기를 도시한 블럭도로서 제1지연기(10)와 제2지연기(11)와 최소/최대비교기(45)와 최대/최소비교기(46)와 합산기(40)와 감산기(41)와 상관성검출기(50)와 출력선택기(51)로 구성된다. 또한 최소/최대비교기(45)는 제1최소값비교기(20)와 제2최소값비교기(21)와 제3최대값비교기(32)로 구성되고, 최대/최소비교기(46)는 제1최대값비교기(30)와 제2최대값비교기(31)와 제3최소값비교기(22)로 구성된다. 현재의 디지탈 영상 입력 데이타인 제1영상신호(100)는 제1지연기(10)에 입력된 후 1H만큼 지연되어 제2영상신호(101)가 된다. 제2지연기(11)는 제2영상신호(101)를 입력하여 1H만큼 지연시킨 후 제3영상신호(102)를 출력한다. 따라서, 제2영상신호(101)를 기준으로 할 때, 제3영상신호(102)는 제2영상신호(101) 이전의 영상신호이고, 제1영상신호(100)는 제2영상신호(101) 다음의 영상신호이다. 이러한 세가지 신호 즉, 제1영상신호(100), 제2영상신호(101), 제3영상신호(102)는 상호 비교하여 최소값과 최대값을 구하기 위한 기본 신호원이 된다. 제1최소값비교기(20)는 제1영상신호(100)와 제2영상신호(101)를 비교하여 제1최소값과(110)을 출력하고, 제2최소값비교기(21)는 제2영상신호(101)와 제3영상신호(102)를 비교하여 제2최소값(111)을 출력한다. 제1최대값비교기(30)는 제1영상신호(100)와 제2영상신호(101)를 비교하여 제1최대값(120)을 출력하고, 제2최대값비교기(31)는 제2영상신호(101)와 제3영상신호(102)를 비교하여 제2최대값(121)을 출력한다. 제3최대값비교기(32)는 제1최소값(110)과 제2최소값(111)을 비교하여 제3최대값(130)을 출력한다. 제3최소값비교기(22)는 제1최대값(120)과 제2최대값(121)을 비교하여 제3최소값(131)을 출력한다. 합산기(40)는 제3최대값(130)과 제3최소값(131)을 합하여 합산신호(132)를 출력한다. 감산기(41)는 합산기(40)의 출력인 합산신호(132)에서 제2영상신호(101)를 감산하여 잡음이 제거된 신호(135)를 출력한다. 상관성검출기(50)는 세 신호, 즉 제1영상신호(100), 제2영상신호(101), 제3영상신호(102)를 상호 비교하여 상관성 여부를 판단한다. 만약 제2영상신호(101)가 다른 신호와 상관성이 있을 경우에는 위와 같이 신호처리한 감산기(101)의 출력신호(135)를 선택하도록 출력선택기(51)를 제어하고, 상관성이 없을 경우에는 제2영상신호(101)를 선택하도록 출력선택기(51)를 제어한다. 출력선택기(51)는 상관성검출기(50)의 제어신호(140)에 따라 감산기(41)의 출력과 제2영상신호(101)중 하나를 선택하여 출력한다.2 is a block diagram illustrating a noise canceller according to the present invention, in which a first delayer 10, a second delayer 11, a minimum / maximum comparator 45, a maximum / minimum comparator 46, and a summer ( 40), a subtractor 41, a correlation detector 50, and an output selector 51. The minimum / maximum comparator 45 includes a first minimum comparator 20, a second minimum comparator 21, and a third maximum comparator 32, and the maximum / minimum comparator 46 is a first maximum comparator. 30, a second maximum value comparator 31, and a third minimum value comparator 22. The first video signal 100 which is the current digital video input data is delayed by 1H after being input to the first delay unit 10 to become the second video signal 101. The second delay unit 11 inputs the second video signal 101 and delays by 1H, and then outputs the third video signal 102. Accordingly, when the second video signal 101 is used as a reference, the third video signal 102 is a video signal before the second video signal 101, and the first video signal 100 is the second video signal 101. ) The following video signal. The three signals, that is, the first video signal 100, the second video signal 101, and the third video signal 102, compare with each other and serve as basic signal sources for obtaining the minimum and maximum values. The first minimum value comparator 20 compares the first image signal 100 with the second image signal 101 to output the first minimum value 110 and the second minimum value comparator 21 is configured to display the second image signal ( 101 and the third image signal 102 are compared to output a second minimum value 111. The first maximum value comparator 30 compares the first image signal 100 and the second image signal 101 to output the first maximum value 120, and the second maximum value comparator 31 is configured to display the second image. The second maximum value 121 is output by comparing the signal 101 with the third image signal 102. The third maximum value comparator 32 compares the first minimum value 110 and the second minimum value 111 and outputs a third maximum value 130. The third minimum value comparator 22 compares the first maximum value 120 with the second maximum value 121 and outputs a third minimum value 131. The summer 40 adds the third maximum value 130 and the third minimum value 131 to output the sum signal 132. The subtractor 41 subtracts the second video signal 101 from the sum signal 132, which is the output of the summer 40, and outputs a signal 135 from which the noise is removed. The correlation detector 50 compares three signals, that is, the first image signal 100, the second image signal 101, and the third image signal 102, and determines whether there is correlation. If the second image signal 101 has a correlation with another signal, the output selector 51 is controlled to select the output signal 135 of the subtractor 101 subjected to the signal processing as described above. The output selector 51 is controlled to select two video signals 101. The output selector 51 selects and outputs one of the subtractor 41 and the second image signal 101 according to the control signal 140 of the correlation detector 50.
상관성검출기(50)가 상관성을 검출하는 방법은 여러 가지가 있을 것이나, 예를 들면 다음과 같다. 제1영상신호(100) 및 제3영상신호(102)를 평균한 신호와 제2영상신호(101)의 차성분을 구하고, 그 절대값을 취할 때, 소정의 값 이상의 신호구간이 상관성이 있는 신호구간이 된다.There are many ways for the correlation detector 50 to detect correlation, but it is as follows. When a difference component between a signal obtained by averaging the first video signal 100 and the third video signal 102 and the second video signal 101 is obtained and its absolute value is taken, a signal section having a predetermined value or more is correlated. It is a signal section.
제3A도는 디지탈 영상 입력 신호인 제1영상신호 제2도의 100를 도시한 파형도이다. 제3A도에 있어서, 디지탈 데이타인 구형파 입력은 신호위에 잡음이 실린것을 예시한 것이다.FIG. 3A is a waveform diagram showing 100 of FIG. 2 of the first video signal which is a digital video input signal. In FIG. 3A, a square wave input, which is digital data, illustrates noise on a signal.
제3B도는 제3A도에 도시된 제1영상신호(100)가 1H만큼 지연된 제2영상신호(101)를 도시한 파형도이다.3B is a waveform diagram illustrating the second video signal 101 in which the first video signal 100 shown in FIG. 3A is delayed by 1H.
제3C도는 제3B도에 도시된 제2영상신호(101)가 1H만큼 지연된 제3영상신호(102)를 도시한 파형도이다.FIG. 3C is a waveform diagram showing the third video signal 102 in which the second video signal 101 shown in FIG. 3B is delayed by 1H.
제3D도는 제3A도에 도시된 제1영상신호(100)와 제3B도에 도시된 제2영상신호(101)를 상호 비교하여 구한 최소값(110)을 도시한 파형도이다.FIG. 3D is a waveform diagram illustrating the minimum value 110 obtained by comparing the first image signal 100 shown in FIG. 3A with the second image signal 101 shown in FIG. 3B.
제3E도는 제3B도에 도시된 제2영상신호(101)와 제3C도에 도시된 제3영상신호(102)를 상호 비교하여 구한 최소값(111)을 도시한 파형도이다.FIG. 3E is a waveform diagram showing the minimum value 111 obtained by comparing the second video signal 101 shown in FIG. 3B with the third video signal 102 shown in FIG. 3C.
제3F도는 제3A도에 도시된 제1영상신호(100)와 제3B도에 제2영상신호(101)를 비교하여 구한 최대값(120)을 도시한 파형도이다.FIG. 3F is a waveform diagram showing the maximum value 120 obtained by comparing the first video signal 100 shown in FIG. 3A with the second video signal 101 in FIG. 3B.
제3G도는 제3B도에 도시된 제2영상신호(101)와 제3C도에 제3영상신호(102)를 비교하여 구한 최대값(121)을 도시한 파형도이다.FIG. 3G is a waveform diagram showing a maximum value 121 obtained by comparing the second video signal 101 shown in FIG. 3B with the third video signal 102 in FIG. 3C.
제4A도는 제3D도에 도시된 최소값(110)과 제3E도에 도시된 최소값(11)을 비교하여 구한 최소값중 최대값(130)을 도시한 파형도이다.4A is a waveform diagram showing the maximum value 130 of the minimum values obtained by comparing the minimum value 110 shown in FIG. 3D with the minimum value 11 shown in FIG. 3E.
제4B도는 제3F도에 도시된 최대값(120)과 제3G도에 도시된 최대값(121)을 비교하여 구한 최대값중 최소값(131)의 파형도이다.4B is a waveform diagram of the minimum value 131 of the maximum value obtained by comparing the maximum value 120 shown in FIG. 3F with the maximum value 121 shown in FIG. 3G.
제4C도는 제4A도에 도시된 최소값중 최대값(130)과 제4B도에 도시된 최대값중 최소값(131)을 합산한 합산신호(132)를 도시한 파형도이다.FIG. 4C is a waveform diagram showing the summation signal 132 obtained by summing the maximum value 130 of the minimum value shown in FIG. 4A and the minimum value 131 of the maximum value shown in FIG. 4B.
제4D도는 제3B도의 제2영상신호(101)를 비교하기 위해 재도시한 파형도이다.4D is a waveform diagram again shown for comparing the second image signal 101 of FIG. 3B.
제4E도는 제4C도에서 도시된 합산신호(132)에서 제4D도에 도시된 제2영상신호(101)를 감산한 차분신호(135)를 도시한 것으로 잡음이 제거된 디지탈 영상신호 출력이다.4E illustrates the difference signal 135 obtained by subtracting the second video signal 101 shown in FIG. 4D from the sum signal 132 shown in FIG. 4C. The digital video signal output is noise-free.
제5A∼5E도는 종래의 장치와 본 발명에 의한 장치의 효과를 비교한 파형도이다. 제5A도는 잡음이 포함된 디지탈 영상신호 입력이고, 제5B도는 영상입력신호가 1H 만큼 지연된 영상신호이고, 제5C도는 영상입력신호가 2H만큼 지연된 영상신호이다. 제5D도는 위에 예시한 제5A, 제5B, 제5C도를 종래의 장치로 잡음을 제거한 경우로 구형파 신호의 비상관 부분인 상승 에지(edge)와 하강 에지(edge) 부근에서 신호 왜곡이 발생하는 것을 알 수 있다. 제5E도는 위에서 예시한 제5A, 제5B, 제5C도를 본 발명에 의한 장치로 잡음을 제거한 경우로 상관성검출기를 이용하여 비상관 부분에서는 제5B도의 영상신호를 선택함으로써 신호의 왜곡이 없이 잡음이 제거된 것을 알 수 있다.5A to 5E are waveform diagrams comparing the effects of the conventional apparatus and the apparatus according to the present invention. 5A is a digital video signal input including noise, FIG. 5B is a video signal delayed by 1H, and FIG. 5C is a video signal delayed by 2H. 5D is a case where noise is removed from the above-described examples 5A, 5B, and 5C by a conventional apparatus, in which signal distortion occurs near rising edges and falling edges, which are uncorrelated portions of a square wave signal. It can be seen that. 5E is a case in which the noises are removed by the apparatus according to the present invention as illustrated in FIGS. 5A, 5B, and 5C, which are illustrated in FIG. 5E, by selecting a video signal of FIG. 5B in the uncorrelated portion using a correlation detector. It can be seen that this has been removed.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 디지탈 영상신호처리분야에 사용되어 잡음을 제거하면서도 원래의 신호는 왜곡이 없이 충실히 전달할 수 있다. 즉 종래의 잡음 제거기에서 잡음을 제거할 때 신호성분까지도 왜곡되었던 것을 본 발명에 의하면 에지(edge)부분과 같은 비상관 부분의 신호처리시에도 에지(edge)에 영향을 주지않고 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, the present invention can be used in the field of digital video signal processing to faithfully transmit the original signal without distortion while removing noise. That is, according to the present invention, even when the noise is removed in the conventional noise canceller, even the signal component is distorted. According to the present invention, even when the signal processing of the uncorrelated portion such as the edge, the noise can be effectively removed without affecting the edge. Can be.
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