KR0139782B1

KR0139782B1 - 노이즈 제거회로

Info

Publication number: KR0139782B1
Application number: KR1019920020206A
Authority: KR
Inventors: 황덕원
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR940010686A

Abstract

디지탈 영상신호 처리장치에서의 영상신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거회로로서, 이는 입력 영상신호(0H)를 지연하여 1수평라인 및 2수평라인 지연된 제1지연 영상신호(1H)와 제2지연 영상신호(2H)를 출력하는 지연 영상신호 출력수단과, 상기 영상신호(0H) 및 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제2지연 영상신호(2H)를 각각 비교하여 두값중 레벨이 작은 제1, 제2최소값을 각각 출력하는 수평라인의 최소값 검출수단과, 상기 검출된 제1, 제2최소값들 중에서 최대값을 선택 출력하는 최대값 선택수단과, 상기 영상신호(0H) 및 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제2지연 영상신호(2H)를 각각 비교하여 두값중 레벨이 큰 제1, 제2최대값을 각각 출력하는 수평라인의 최대값 검출수단과, 상기 검출된 제1, 제2최대값들 중에서 최소값을 선택 출력하는 최소값 선택수단과, 상기 최대값 선택수단으로 부터 출력되는 최대값과 상기 최소값 선택수단으로 부터 출력되는 최소값을 가산하여 영상신호의 수평라인의 상관성 노이즈가 포함된 가산신호를 출력하는 가산수단과, 상기 상기 가산수단으로 부터 출력되는 가산신호에서 상기 제1지연 영상신호를 감산하여 노이즈가 제거된 영상신호를 출력하는 감산수단으로 구성되어 있다.

본 발명은, 영상신호의 상관성을 이용하여 영상신호에 포함된 노이즈만을 효율적으로 추출하여 제거함으로써 재생시의 해상도의 열화를 방지할 수 있다.

Description

노이즈 제거회로

제1도는 통상적인 노이즈 제거 회로도,

제2도는 제1도의 각부분의 동작파형도,

제3도는 본 발명에 따른 노이즈 제거 회로도,

제4도는 제3도의 각부분의 동작파형도.

본 발명은 영상신호의 노이즈 제거회로(Noise canceller system)에 관한 것으로서, 특히 디지탈 영상신호 처리장치에서의 영상신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거회로에 관한 것이다.

일반적으로 영상신호를 처리하는 시스템, 예를들면, 디지탈 텔레비젼, 디지탈 VTR등의 영상신호 처리장치에는 좋은 화질을 얻기 위한 수단으로서, 영상신호에 포함된 노이즈를 제거하는 회로를 구비하고 있다.

제1도는 종래의 노이즈 제거 시스템의 회로도로서,

영상신호(10)를 고역통과 필터링하여 출력하는 고역 통과필터(High Pass Filter: HPF)(12)와, 상기 HPF(12)의 출력으로 부터 레벨이 낮은 노이즈성분을 추출하여 출력하는 리미터(14)와, 상기 영상신호(10)로 부터 상기 상기 리미터(14)의 출력을 감산하여 출력하는 감산기(18)로 구성되어 있다.

제2도는 제1도에 도시된 종래의 노이즈 제거 시스템의 동작 파형도로서,

a1은 노이즈가 포함된 영상신호(10)이며,

b1는 HPF(12)를 통과한 신호로서 대부분의 노이즈가 포함된 신호이고,

c1은 상기 하이 패스 필터링되어진 b1의 신호중에서 미소 레벨의 신호만을 추출한 신호로서 노이즈 신호이다.

따라서 상기 제도에서 보는 바와 같이 원 신호 a1으로 부터 c1의 노이즈 신호를 감산하면 노이즈가 제거된 d1의 신호를 얻을 수 있다.

상기 제1도와 같은 통상적인 노이즈 제거회로에 있어서는, 제2도 a1과 같이 입력되는 영상신호(10)를 HPF(12)로서 필터링하여 제2도 b1과 같은 고주파 성분을 추출한 후, 이를 리미터(14)로 출력한다. 이때 상기 리미터(14)는 제2도 b1과 같이 입력되는 고역필터링된 신호에서 레벨이 낮은 노이즈성분을 추출하여 제2도 c1과 같은 노이즈 신호를 감산기(16)로 공급한다. 상기 감산기(16)는 제2도 a1과 같은 영상신호(10)에서 제2도 c1과 같이 입력되는 노이즈신호를 감산함으로써 노이즈를 제거하였다.

즉, 제1도와 같은 노이즈 제거회로는 대부분의 노이즈 성분이 고주파 영역에 포함되어 있으므로, 하이 패스 필터를 사용하여 노이즈 성분이 포함된 주파수 영역만을 추출하여 그 중의 미소 레벨의 노이즈를 추출하여 입력신호로부터 노이즈를 제거하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 노이즈 제거 시스템은 노이즈를 제거하는 과정에서 고주파영역의 신호성분도 제거되어 해상도의 열화를 초래하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 영상신호에 포함된 노이즈만을 추출하여 영상신호에 포함된 노이즈만을 제거함으로써 해상도의 열화가 없이 좋은 화질의 영상신호를 얻을 수 있도록 한 노이즈 제거 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 디지탈 처리되어진 디지탈 영상신호의 상관성을 이용하여 영상신호의 노이즈신호를 추출하고, 상기 추출된 노이즈 신호와 노이즈가 포함된 영상신호와의 연산에 의해 노이즈를 제거 함으로써 해상도의 열화가 없는 노이즈 제거 회로를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 영상신호에 포함된 노이즈를 추출하여, 영상신호로부터 노이즈를 제거하여 화질을 개선하는 장치에 있어서, 입력수단과, 상기 입력수단의 출력단자에 직렬 접속되어 영상신호를 1 수평라인 동안 각각 지연하여 1수평라인 및 2수평라인 지연된 영상신호를 출력하는 지연소자들과, 상기 영상신호와 1수평라인 지연된 지연 영상신호 및 상기 1수평라인 지연된 영상신호와 이 수평라인 지연된 지연 영상신호를 각각 비교하여 최소값을 각각 출력하는 수평라인의 최소값 검출수단과, 상기 최소값들 중에서 최대값을 선택 출력하는 최대값 선택수단과, 상기 영상신호와 1수평라인 지연된 지연 영상신호 및 상기 1수평라인 지연된 영상신호와 2수평라인 지연된 영상신호를 각각 비교하여 최대값을 각각 출력하는 수평라인의 최대값 검출수단과, 상기 검출된 최대값들 중에서 최소값을 선택 출력하는 최소값 선택수단과,

상기 최대값 선택수단으로 부터 출력되는 최대값과 상기 최소값 선택수단으로 부터 출력되는 최소값을 가산하여 영산신호의 수평라인의 상관성 노이즈가 포함된 가산신호를 출력하는 가산수단과, 상기 가산수단으로 부터 출력되는 가산신호에서 상기 제1지연 영상신호를 감산하여 노이즈가 제거된 영상신호를 출력하는 감산수단으로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 노이즈 제거회로의 회로도로서,

입력되는 영상신호(0H)를 1수평라인 지연하여된 지연신호(1H)를 출력하는 제1지연기(22)와,

상기 제1지연기(22)의 출력에 직렬 접속되어 상기 지연신호(1H)를 1수평라인 지연하여 된 지연신호(2H)를 출력하는 제2지연기(24)와,

상기 영상신호(0H)와 상기 제1지연기(22)로 부터 출력되는 지연신호(1H) 및 상기 지연된 지연신호(1H)(2H)를 각각 입력하며 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 최소값을 각각 검출하여 출력하는 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)와,

상기 영상신호(0H)와 상기 제1지연기(22)로 부터 출력되는 지연신호(1H) 및 상기 지연된 지연신호(1H)(2H)를 각각 입력하며 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 최대값을 각각 검출하여 출력하는 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)와,

상기 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)로 부터 각각 출력되는 최소값으로 부터 절대값의 최대치를 선택 출력하는 최대값 선택기(34)와,

상기 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)로 부터 각각 출력되는 최대값으로 부터 절대값의 최소치를 선택 출력하는 최소값 선택기(36)와,

상기 최대값 선택기(34)로 부터 출력되는 최대값과 상기 최소값 선택기(36)로 부터 출력되는 최소값을 가산하여 영상신호의 수평라인의 상관성 노이즈가 포함된 가산신호를 출력하는 가산기(38)와,

상기 상기 가산기(38)로 부터 출력되는 가산신호에서 상기 제1지연 영상신호(1H)를 감산하여 노이즈가 제거된 영상신호를 출력하는 감산기(40)로 구성되어진다.

제4도는 제3도의 동작 파형도로서,

이는 상관성이 있는 영상신호 신호를 더하면 그 신호 레벨은 두 배가 되지만 노이즈는 상관성이 없어 랜덤(Random)하게 발생하므로 신호 레벨은 증가하지 않는 것을 도시하고 있으며, 가산기(38)의 출력인 가산신호(MAX+MIN)가 이러한 특성을 잘 나타내고 있다. 따라서 상기와 같은 가산기(38)의 가산신호(MAX+MIN)에서 1수평라인 지연된 지연신호(1H)를 감산하면 영상신호는 원래의 레벨이 되고 노이즈는 제거된다.

상기 제4도중 N1~N15는 영상신호에 랜덤하게 포함된 노이즈 신호이다.

이하 본 발명에 따른 제3도의 동작예를 제4도의 동작 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.

지금 제2도의 회로에 영상신호(0H)가 입력되면, 상기 영상신호(0H)는 제1지연기(22)와 제1최소값 검출기(26), 제1최대값 검출기(30)에 입력된다. 이때 상기 제1지연기(22)는 상기 영상신호(0H)을 1수평라인(1H) 지연하여 제1, 제2최소값 검출기(26)(28), 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)로 각각 출력함과 동시에 제2지연기(24)로 출력한다. 상기 제2지연기(24)는 1수평라인 지연된 지연신호(1H)를 또 다시 1수평라인 지연하여 출력함으로써 상기 제2지연기(24)로 부터는 2수평라인 지연된 지연신호(2H)가 출력되어 지며, 이는 상기 제2최소값 검출기(28), 제2최대값 검출기(32)로 각각 입력된다.

따라서 영상신호(0H)가 계속적으로 입력되면, 제4도에 도시된 바와 같이 현재 입력되는 영상신호(0H)와 1수평라인 지연된 지연신호(1H) 및 2수평라인 지연된 지연신호(2H)가 상기 제1, 제2지연기(22, 24)로 부터 각각 출력되며, 상기 출력되는 각 영상신호들에는 노이즈(N1~N15)가 공히 포함되어 있다.

이때 상기 제1최소값 검출기(26)는상기 입력되는 현재의 영상신호(0H)와 1수평라인 지연된 지연신호(1H)를 비교하여 제4도에 도시된 바와 같이 두 입력신호들의 최소레벨인 N6, N7, N9, N3의 노이즈를 제1최소값(MI01)으로 검출하고, 상기 검출된 제1최소값(MI01)를 최대값 선택기(34)로 출력한다. 상기와 같은 상태에서 제2최소값 검출기(26)는 상기 1수평라인 지연되어 입력되는 지연신호(1H)와 2수평라인 지연된 지연신호(2H)를 비교하여 제4도에 도시된 바와 같이 상기 두 입력신호들의 최소 레벨인 N11, N6, N7, N9, N14의 노이즈를 제2최소값(MI12)으로 검출하고, 이를 최대값 선택기(34)로 출력한다.

상기 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)로 부터 각각 출력되는 최소값을 입력하는 최대값 선택기(34)는 입력된 제1, 제2최소값(MI01)(MI12)를 비교하여 상기 제1, 제2최소값(MI01)(MI12)중 제4도와 같이 레벨이 큰 최대값(MAX)만을 검출하여 가산기(38)의 입력으로 출력한다. 예를들면, 제2최소값(MI12)의 현재의 출력이 노이즈 N11의 최소값이 출력되는 상태에서는 제1최소값(MI01)의 영상신호 레벨이 더 큼으로 제1최소값(MI01)의 신호를 선택 출력하고, 제1최소값(MI01)의 현재의 출력이 노이즈 N6의 최소값으로 출력되는 상태에서는 제2최소값(MI12)의 현재의 출력이 노이즈 N6를 출력하는 상태 임으로 상기 최대값 선택기(34)는 두 최소값을 그대로 출력하게 된다.

따라서 상기 최대값 선택기(34)는 제4도와 같은 제1, 제2최소값(MI01)(MI12)중 최대값만을 선택하여 출력함으로써 제4도에 도시된 바와 같이 상기 제1, 제2최소값(MI01)(MI12)의 값이 같을때 같은 값을 출력하며, 두값중 하나의 값이 클 때에는 큰 값을 선택하여 가산기(38)로 출력한다.

한편, 상기 제1최대값 검출기(30)는 상기 입력되는 현재의 영상신호(0H)와 1수평라인 지연된 지연신호(1H)를 비교하여 제4도에 도시된 바와 같이 상기 두 입력신호들의 최대레벨인 N1, N5, N2, N8, N10의 노이즈를 최대값(MA01)으로 검출하고, 상기 검출된 최대값(MA01)를 최소값 선택기(36)로 출력한다. 상기와 같은 상태에서 제2최대값 검출기(32)는 상기 1수평라인 지연되어 입력되는 지연신호(1H)와 2수평라인 지연된 지연신호(2H)를 비교하여 제4도에 도시된 바와 같이 상기 두 입력신호들의 최대 레벨인 N5, N12, N13, N8, N15, N10의 노이즈를 최대값(MA12)으로 검출하고, 상기 검출된 최대값(MA12)를 최소값 선택기(36)로 출력한다.

상기 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)로 부터 각각 출력되는 최대값을 입력하는 최소값 선택기(36)는 입력된 제1, 제2최대값(MA01)(MA12)를 비교하여 상기 제1, 제2최대값(MA01)(MA12)중 제4도와 같이 레벨이 적은 최소값(MIN)만을 검출하여 가산기(38)의 가산 입력으로 출력된다. 예를들면, 제1 최대값(MA01)의 현재의 출력이 노이즈 N1의 최대값이 출력되는 상태에서는 제2최대값(MA12)의 영상신호 레벨이 더 적음으로 제2최대값(MA12)의 신호를 선택 출력하고, 제1최대값(MA01)의 현재의 출력이 노이즈 N5의 최대값으로 출력되는 상태에서는 제2최대값(MA12)의 현재의 출력이 노이즈 N5를 출력하는 상태 임으로 상기 최소값 선택기(36)는 두 최대값을 그대로 출력하게 된다.

이때 상기 최소값 선택기(36)는 제4도와 같은 제1, 제2최대값(MA01)(MA12)중 최소값만을 선택하여 출력함으로써 제4도에 도시된 바와 같이 상기 제1, 제2최대값(MI01)(MI12)의 두 값이 같을때 이를 그대로 출력하며, 두값중 하나의 값이 적을때에는 적은 값을 선택하여 가산기(38)의 가산신호로 출력한다.

따라서 상기 가산기(38)는 상기 최대값 선택기(34)와 최소값 선택기(36)으로 부터 제4도와 같이 출력되는 최대값(MAX)와 최소값(MIN)을 제4도와 같이 가산하여 된 가산신호(MAX+MIN)를 감산기(40)의 신호원으로 공급한다. 이때 상기 가산기(40)로부터 출력되는 가산신호(MAX+MIN)의 레벨은 전술한 바와 같이 두 배가 되지만 노이즈는 상관성이 없어 랜덤(Random)하게 발생하므로 노이즈신호의 레벨은 증가하지 않는다.

상기 가산기(38)로 부터 출력되는 가산신호(MAX+MIN)를 입력하는 상기 감산기(40)의 감산단자로는 전술한 제1지연기(22)로 부터 1수평라인 지연출력되는 지연신호(1H)가 입력된다. 따라서 상기 감산기(40)는 제4도와 같이 영상신호의 레벨이 두배로 되어진 상기 가산신호(MAX+MIN)에서 제4도와 같이 1수평라인 지연된 지연신호(1H)를 감산함으로써 그 차분의 신호를 영상신호로 출력한다. 이때 상기 감산기(4)로 부터 출력되는 영상신호는 노이즈가 제거된 신호가 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 영상신호의 상관성을 이용하여 영상신호에 포함된 노이즈만을 효율적으로 추출하여 제거함으로써 재생시의 해상도의 열화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

영상신호의 노이즈 제거회로에 있어서, 입력 영상신호(0H)를 지연하여 1수평라인 및 2수평라인 지연된 제1지연 영상신호(1H)와 제2지연 영상신호(2H)를 출력하는 지연 영상신호 출력수단과, 상기 영상신호(0H) 및 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제2지연 영상신호(2H)를 각각 비교하여 두값중 레벨이 작은 제1, 제2 최소값을 각각 출력하는 수평라인의 최소값 검출수단과, 상기 검출된 제1, 제2최소값들 중에서 최대값을 선택 출력하는 최대값 선택수단과, 상기 영상신호(0H) 및 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제2지연 영상신호(2H)를 각각 비교하여 두값중 레벨이 큰 제1, 제2최대값을 각각 출력하는 수평라인의 최대값 검출수단과, 상기 검출된 제1, 제2최대값들 중에서 최소값을 선택 출력하는 최소값 선택수단과, 상기 최대값 선택수단으로 부터 출력되는 최대값과 상기 최소값 선택수단으로 부터 출력되는 최소값을 가산하여 영상신호의 수평라인의 상관성 노이즈가 포함된 가산신호를 출력하는가산수단과, 상기 상기 가산수단으로 부터 출력되는 가산신호에서 상기 제1지연 영상신호를 감산하여 노이즈가 제거된 영상신호를 출력하는 감산수단으로 구성함을 특징으로 하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 수평라인의 최소값 검출수단은, 상기 영상신호(0H)와 상기 제1지연 영상신호(1H)를 입력하며, 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 두입력중 레벨이 최소인 값을 검출하여 출력하는 제1최소값 검출기(26)와, 상기 제1지연 영상신호(1H)와 상기 제2지연 영상신호(2H)를 입력하며, 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 두입력중 레벨이 최소인 값을 검출하여 출력하는 제2최소값 검출기(28)로 구성되어 이웃하는 수평영상신호에 포함된 최소레벨의 노이즈를 각각 출력함을 특징으로하는 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수평라인의 최대값 검출수단은, 상기 영상신호(0H)와 상기 제1지연 영상신호(1H)를 입력하며, 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 두입력중 레벨이 최대인 값을 검출하여 출력하는 제1최대값 검출기(30)와, 상기 제1지연 영상신호(1H)와 상기 제2지연 영상신호(2H)를 입력하며, 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 두입력중 레벨이 최대인 값을 검출하여 출력하는 제2최대값 검출기(32)로 구성되어 이웃하는 수평영상신호에 포함된 최대레벨의 노이즈를 각각 출력함을 특징으로 하는 회로.
영상신호의 노이즈 제거회로에 있어서, 영상신호(0H)을 입력하는 입력수단과, 상기 입력수단의 출력단자에 접속되어 상기 영상신호(0H)를 제1, 제2수평라인 동안 각각 지연하여 제1지연 영상신호(1H) 및 제2지연 영상신호(2H)를 각각 출력하는 지연출력수단과, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 영상신호(0H) 및 제2지연 영상신호(2H)를 각각 입력하며 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 최소값을 각각 검출 출력하는 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)와, 상기 영상신호(0H) 및 상기 제1지연 영상신호(1H)와, 상기 제1, 제2지연 영상신호(1H)(2H)를 각각 입력하며 상기 입력된 영상신호들을 비교하여 최대값을 각각 검출 출력하는 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)와, 상기 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)로 부터 각각 출력되는 최소값으로 부터 최대치를 선택 출력하는 최대값 선택기(34)와, 상기 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)로 부터 각각 출력되는 최대값으로 부터 최소치를 선택 출력하는 최소값 선택기(36)와, 상기 최대값 선택기(34)로 부터 출력되는 최대값과 상기 최소값 선택기(36)로 부터 출력되는 최소값을 가산하여 영상신호의 수평라인의 상관성 노이즈가 포함된 가산신호를 출력하는 가산기(38)와, 상기 상기 가산기(38)로 부터 출력되는 가산신호에서 상기 제1지연 영상신호(1H)를 감산하여 노이즈가 제거된 영상신호를 출력하는 감산기(40)로 구성함을 특징으로 하는 회로.
제4항에 있어서, 상기 지연출력수단은, 상기 입력수단으로 부터 출력되는 영상신호(0H)를 1수평라인 지연하여 된 제1지연 영상신호(1H)를 상기 제1, 제2최소값 검출기(26)(28)와 상기 제1, 제2최대값 검출기(30)(32)로 공급하는 제1지연기(22)와, 상기 제1지연기(22)의 출력에 직렬 접속되어 상기 지연신호(1H)를 1수평라인 지연하여 된 제2지연 영상신호(2H)를 상기 제2최소값 검출기(28)와 상기 제2최대값 검출기(32)로 공급하는 제2지연기(24)로 구성함을 특징으로 하는 회로.