KR100742798B1 - 화상 데이터 처리 장치 - Google Patents

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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

화상 처리 장치는 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성된 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출한다. 화상 처리 장치는, 화상 데이터내 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서 움직임을 검출하기 위한 움직임 검출 유닛, 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 화상 움직임의 편차를 검출하기 위한 편차 검출 유닛, 및 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하기 위한 노이즈 검출 유닛을 포함한다.
화상 데이터, 화상 움직임, 노이즈 영역, 움직임 벡터, 화상 움직임 검출, 화상 움직임의 편차 검출, 노이즈 검출

Description

화상 데이터 처리 장치{IMAGE-DATA PROCESSING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 검출 방법을 나타내는 순서도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 검출 장치의 구성을 나타내는 블럭도;
도 3a 내지 3c는 노이즈 검출 방법의 주요부를 나타내는 도면;
도 4a 및 4b는 노이즈 검출 방법을 사용하여 얻어진 처리 결과를 나타내는 도면;
도 5a 및 5b는 노이즈 검출 방법을 사용하여 얻어진 처리 결과를 나타내는 도면;
도 6a 및 6b는 노이즈 검출 방법을 사용하여 얻어진 처리 결과를 나타내는 도면;
도 7a 및 7b는 노이즈 검출 방법을 사용하여 얻어진 처리 결과를 나타내는 도면;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화상 데이터 처리 장치의 구성을 나타내는 블럭도;
도 9a 및 9b는 종래의 화상 데이터 처리 장치에서 노이즈가 발생하는 부분을 나타내는 도면;
도 10a 및 10b는 종래의 화상 데이터 처리 장치에서 노이즈가 발생하는 부분을 나타내는 도면;
도 11은 종래의 화상 데이터 처리 장치의 일 예의 구성을 나타내는 블럭도; 및
도 12는 종래의 화상 데이터 처리 장치의 다른 예의 구성을 나타내는 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
10 : 컴퓨터
11 : CPU
12 : 시스템 버스
13 : ROM
14 : RAM
15 : HDD 드라이브
16 : 외부 매체 드라이브
17 : 통신 인터페이스
18 : I/O 포트
21 : 기록 매체
22 : MPEG 디코더
23 : 화상 데이터 입력 단자
본 발명은 예를 들어 MPEG(Moving Picture Expert Group) 방법을 이용하여 주파수 변환 및 비가역 압축을 수행함으로써 생성된 화상 데이터를 디코드하여 취득된 디코드된 화상 데이터에서 노이즈가 발생되는 부분을 검출하는 화상 데이터 처리 장치에 관한 것이다.
화상 데이터가 판독되거나 또는 전송선을 통해 전송될 때, 기억 용량 또는 전송선 용량을 절감하기 위해 화상 데이터는 데이터 압축 코드된다. 압축 코드된 화상 데이터는 판독되거나 또는 수신단에서 수신될 때 원래 화상 데이터로 복구되기 위해서 데이터 압축해제 디코드된다.
화상 데이터가 압축 코드될 때, 화상 데이터에 포함된 잉여 정보는 화상 데이터의 통계적 특성에 기초하여 제거되므로, 데이터 양의 감소가 달성된다. 일반적으로, 사람의 시각은 저대역 필터 특성을 나타내기 때문에, 화상의 고주파 성분은 개략적으로 정량화되어, 높은 압축 코딩 효율이 얻어진다.
이러한 형태의 고효율 압축 코딩 방법으로서는, 편차 코사인 변환을 수행하고 고주파 성분들을 억제함으로써 데이터 압축 코딩이 수행되는 MPEG 방법이 종종 사용된다. 데이터 압축은 고주파 성분이 억제되는 비가역 압축 및 주파수 변환을 이용하여 수행되기 때문에, 콘트라스트가 높은 엣지 또는 이동체의 근처에 존재하는 휘도 성분 및 착색 성분의 레벨 변화인 소위 "모스키토 노이즈(mosquito noise)"가 발생한다. 모스키토 노이즈는 복구된 화상의 품질을 저해한다.
도 9a 및 9B는 스크린의 동일 위치에 표시되는 문자 "A"의 모스키토 노이즈를 나타낸다. 도 9a에서는, MPEG 압축 이전의 문자 "A"의 원래 화상에 노이즈가 발생하지 않는다. 화상이 MPEG 압축되고 나서 압축해제 디코드될 때, 도 9b에 도시된 바와 같이, 문자 "A"의 외주부, 즉 콘트라스트가 높은 엣지부에 미세한 레벨 변동에 기인한 모스키토 노이즈 N이 발생한다.
도 10a에 도시된 바와 같이 회전 기어의 동화상이 MPEG 압축 코드 및 압축해제 디코드될 때, 회전 기어의 외주부에 미세한 레벨 변동에 기인한 모스키토 노이즈 N이 발생한다. 도 10b에서, 기어가 회전하기 때문에, 모스키토 노이즈를 갖는 부분이 기어의 엣지를 따라서 이동한다.
압축된 화상 데이터의 디코딩에 기인하여 발생하는 모스키토 노이즈를 감소시키기 위한 방법들이 제안되어 왔다. 예를 들어, 일본 특허 공개공보 7-212759호에는, 화상 신호의 모스키토 노이즈를 감소시키기 위한 방법이 아래와 같이 개시된다. 즉, 모스키토 노이즈는 콘트라스트가 높은 엣지에서 발생하기 때문에, 도 11에 도시된 바와 같이, 엣지부 추출 유닛(1)이 입력 화상 신호 Sv의 엣지부를 추출하고 나서, 노이즈 감소 필터(2)는 엣지부 추출 유닛(1)으로부터 출력된 화상 신호의 추출된 엣지부를 필터링함으로써, 모스키토 노이즈가 감소된 화상 신호가 얻어진다.
도 11에 도시된 이러한 종래의 방법에서는, 모스키토 노이즈를 배척하는 필터링 처리가 모스키토 노이즈의 존재 여부에 무관하게 화상 신호의 엣지부에서 수행된다. 따라서, 모스키토 노이즈가 발생하지 않는 곳에서는 화상의 품질이 저해된다. 더욱이, 고효율 압축 코드된 화상 데이터로부터 압축해제 디코드된 화상 신호 대신에, 모스키토 노이즈가 없는 고품질 화상 신호 Sv가 입력될 때, 화상 신호 Sv 의 엣지부에서 노이즈 감소 필터(2)의 동작은 오히려 화상 품질을 저해한다.
따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 엣지부 추출 유닛(1) 및 노이즈 감소 필터(2)로만 출력 신호 Sm을 출력하는 MPEG 디코딩 유닛(3)이 제공된다. 또한, MPEG 디코딩 유닛(3)에 의해 처리되지 않은 입력 화상 Ss는 노이즈 감소 필터(2)를 통과하지 않으며 엣지부 추출 유닛(1)에 의해 수행되는 엣지부 필터링을 경험하지 않도록 하는 스위칭 회로(4)가 제공된다. 사용자가 이 스위칭 회로(4)를 조작할 수 있다.
그러나, MPEG 디코드된 화상 데이터가 화상 신호 Ss로서 입력될 때, 입력 디코드된 화상 데이터는 노이즈 감소 필터(2)에 의해 모스키토 노이즈를 감소시키는 처리를 행하지 않기 때문에, 품질이 저해된 화상이 얻어진다.
상술한 문제점은, 모스키토 노이즈와 같은 노이즈를 갖는 부분을 검출하지 않고, 주파수 변환 및 비가역 압축을 경험하는 화상 데이터를 디코드하여 얻어진 디코드된 화상 신호의 엣지부가 노이즈를 갖는 부분이라고 가정되고 나서, 노이즈 감소 처리가 엣지부에 수행되기 때문에 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하여, 주파수 변환 및 비가역 압축을 경험하는 화상 데이터를 디코드하여 얻어진 디코드된 화상 데이터에 포함된 모스키토 노이즈와 같은 노이즈를 갖는 부분을 검출하도록 하는 것이다.
이러한 목적으로, 본 발명의 제1 국면에 따르면, 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성되는 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출하기 위한 화상 처리 장치가 제공된다. 이 화상 처리 장치는, 화상 데이터에서 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 움직임을 검출하기 위한 움직임 검출 유닛, 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 화상 움직임의 편차를 검출하기 위한 편차 검출 유닛, 및 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하기 위한 노이즈 검출 유닛을 포함한다.
본 발명의 제2 국면에 따르면, 화상 처리 방법은, 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성되는 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출한다. 이 화상 처리 방법은, 화상 데이터에서 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 움직임을 검출하는 단계, 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 화상 움직임의 편차를 검출하는 단계, 및 화상 움짐임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 국면에 따르면, 기록 매체는, 주파수 변환 방볍 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성되는 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출하기 위한 컴퓨터 제어가능 프로그램을 저장한다. 이 컴퓨터 프로그램은, 화상 데이터에서 적어도 하나의 화소를 갖는 영역상에서의 움직임을 검출하는 단계, 적어도 하나의 화소를 갖는 영역상에서의 화상 움직임의 편차를 검출하는 단계, 및 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 검출 방법을 설명하는 순서도를 나타낸다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 검출 장치의 블럭도를 나타낸다. 도 2에 도시된 노이즈 검출 장치는 도 1에 설명된 노이즈 검출 방법을 이용한다.
본 실시예에서, 노이즈 검출 장치는 MPEG 압축 코드된 화상 데이터를 압축해제 디코드하여 얻어진 디코드된 데이터에 포함된 모스키토 노이즈를 검출한다. MPEG 압축에서, 화상 데이터는 화상 데이터상에 편차 콘사인 변환을 수행하고 그 고주파 성분들을 억제함으로써 압축된다. 이것은 콘트라스트가 높은 엣지 또는 이동체의 근처에서 화상 데이터의 휘도 성분 및 착색 성분에서의 레벨 변동인 모스키토 노이즈를 산출한다.
예를 들어, 본 발명은 노이즈 검출을 경험할 화상 신호가 MPEG 압축된 화상 데이터를 압축해제 디코드하여 얻어지는 화상 데이터인 경우를 이용하여 설명된다. 본 실시예에서, 노이즈 검출은 휘도 신호 데이터 상에서 수행된다. 그러나, 노이즈 검출은 착색 신호 데이터 상에서 동일한 방식으로 수행될 수 있고, 그 설명은 생략된다.
노이즈 검출 장치의 하드웨어 구성
노이즈 검출 장치는, 시스템 버스(12)를 통해서 CPU(11; 중앙 처리 장치)가 프로그램 ROM(13; 판독 전용 메모리), 작업 영역 RAM(14; 랜덤 액세스 메모리), HDD(15; 하드 디스크 드라이브), 외부 매체 드라이브(16), 통신 인터페이스(17), 및 I/O 포트(18; 입/출력 포트)에 접속된다.
외부 매체 드라이브는 디스크 기록 매체(CD-ROM, DVD-ROM 등) 또는 반도체 메모리와 같은 외부 기록 매체(21)에 저장된 어플리케이션 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능을 한다. 통신 인터페이스(17)는 인터넷과 같은 통신 네트워크를 통해 어플리케이션 프로그램 또는 데이터를 교환하는 기능을 한다.
MPEG 디코더(22)는 화상 데이터를 압축해제 디코드하고, I/O 포트(18)를 통해서 디코드된 화상 데이터를 시스템 버스(12)로 출력한다. I/O 포트(18)에 입력되는 화상 데이터는 압축된 화상 데이터 또는 압축되지 않은 화상 데이터이다.
기록 매체(21)는 노이즈 검출을 수행하기 위한 어플리케이션 소프트웨어를 포함한다. 어플리케이션 소프트웨어는 외부 매체 드라이브(16)에 로드(load)된 기록 매체(21)로부터 RAM(14) 또는 HDD(15)로 시스템 버스(12)를 통해서 실행을 위해 판독된다.
대안적으로는, 노이즈 검출을 수행하기 위해 판독 및 실행될 어플리케이션 소프트웨어가 ROM(13) 또는 HDD(15)에 미리 저장되기도 한다. 더욱이, 판독 및 실행될 어플리케이션 소프트웨어는 인터넷과 같은 네트워크의 서버로부터 RAM(14) 또는 HDD(15)로 통신 인터페이스(17)를 통해서 다운로드되기도 한다.
노이즈 검출을 수행하기 위한 어플리케이션 소프트웨어
본 실시예에서, 움직임 벡터는 화소별로 검출된다. 또한, 주목(observed) 화소 및 이 주위의 복수의 화소들을 포함하는 노이즈 판정 영역은 노이즈 판정 영역에서의 화소들의 움직임 벡터 VC의 변동을 검출하도록 설정된다. 움직임 벡터 VC의 변동은 노이즈 판정 영역의 움직임 벡터 VC의 편차로서 계산된다. 편차값 σ가 소정의 임계값보다 클 때, 주목 화소가 노이즈를 갖는 화소로서 판정된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 노이즈 판정 영역은 주목 화소 및 그 주변의 8개 화소들을 포함하여, 3 화소 X 3 화소(총 9 화소) 영역을 구성한다. 이 노이즈 판정 영역내 화소들의 움직임 벡터들의 편차값 σ가 계산된다. 노이즈 판정 영역으로서의 이러한 소 블럭 영역에서, 모스키토 노이즈가 발생하지 않을 때, 9 화소들의 움직임 벡터 VCs는 도 3b에 도시된 바와 같이 실질적으로 동일하다. 한편, 모스키토 노이즈가 발생할 때, 움직임 벡터 VC는 도 3c에 도시된 바와 같이 그 크기에서 뿐만 아니라 방향에서도 크게 변동한다. 그러므로, 화소들의 움직임 벡터 VC의 편차를 검출함으로써, 주목 화소가 모스키토 노이즈를 갖는지 여부를 판정할 수 있다.
움직임 벡터 VC는 방향 및 크기인 2개의 값을 갖는다. 통상적으로, 움직임 벡터 VC는 스크린의 수평 성분 Vx 및 수직 성분 Vy를 나타낸다. 움직임 벡터들의 편차가 움직임 벡터들 VC를 이용하여 계산될 때, 이들 두 성분 Vx 및 Vy를 이용하여 계산이 수행되어야 하는데, 이는 계산을 복잡하게 하고 처리 시간을 길게 한다.
본 실시예에서는, 움직임 벡터 VC를 1 차원 값으로 변환하여, 1 차원 변환된 값들 V를 이용하여 움직임 벡터들 VC가 계산되므로, 계산량이 감소된다.
도 2에 도시되고 상술한 특징을 제공하는 노이즈 검출 장치에 의해 노이즈 검출 처리가 실행된다. 이 노이즈 검출 처리는 도 1에 도시된 순서도를 참조하여 설명된다.
도 1에 도시된 순서도에 따라 MPEG 디코더(22) 또는 입력 단자(23)로부터 I/O 포트를 통해서 입력되는 화상 데이터의 각 프레임에 대하여 단계들이 실행된다. 초기에, 프레임의 최초 화소 데이터가 판독된다(단계 S101). 단계 S101에서 얻어진 화소 데이터의 움직임 벡터 VC가 현재 프레임 직전에 판독된 프레임의 화상 데이터를 이용하여 계산된다(단계 S102). 화소 데이터 P의 움직임 벡터 VC는 VC(Vx, Vy)로서 표현될 수 있는데, 여기서 화소 데이터 P(x, y)는 스크린의 수평 방향에서 x번째 화소 및 스크린의 수직 방향에서 y번째 화소이고, 화소 데이터 P의 움직임 벡터의 수평 성분이 Vx이며, 수직 성분이 Vy이다.
계산된 움직임 벡터 VC(Vx, Vy)는 1 차원 값 V로 변환된다(단계 S103). 1 차원 변환 방법에는 여러가지가 있다. 본 실시예에서는, 아래의 식(1)과 같은 변환 표현이 채택된다.
V = m x Vx + Vy
위 식(1)에서, Vx 및 Vy는 각각 -m/2 < Vx < m/2 및 -m/2 < Vy < m/2의 범위에 있고, 수평 방향에서 좌측은 + 부호로 표현되고 우측은 - 부호로 표현되며, 수직 방향에서 상측은 + 부호로 하측은 - 부호로 표현된다. Vx 및 Vy 각각의 절대값이 m/2보다 클 때, 이 값은 m/2으로 억제된다. 즉, 'm/2 > |Vx|의 최대값' 및 'm/2 > |Vy|의 최대값'이 만족되도록 m이 설정된다.
Vx 및 Vy의 값들이 상술된 바와 같이 억제되는 이유는, 변환 표현(1)이 채택될 때 변환을 용이하게 하기 위해서이다.
움직임 벡터 검출 및 1 차원 변환이 프레임의 모든 화소에 대해서 수행된다(단계 S104 및 S105).
모든 움직임 벡터의 1 차원 변환된 값 V를 얻기 위해서 프레임의 모든 화소의 움직임 벡터에 대해서 1 차원 변환이 수행될 때, 노이즈를 갖고 있는지를 판정하기 위해 주목 화소가 최초 화소로부터 순차로 할당된다(단계 S106).
상술된 바와 같이, 1 차원 변환값 V를 사용하여 노이즈 판정 영역내 화소들의 움직임 벡터들의 편차를 검출하기 위해, 주목 화소 및 그 주변의 8 화소들이 노이즈 판정 영역으로서 설정된다(단계 S107). 본 실시예에서, 노이즈 판정 영역내 화소들의 움직임 벡터들의 편차은 1 차원 변환값들 V의 편차 σ로서 계산된다(단계 S107).
본 실시예에서, 편차 σ는 아래와 같이 계산된다. 주목 화소를 중심으로 하는 9 화소들의 움직임 벡터들의 1차원 변환값들 V가 V0, V1, V2, ..., 및 V8 일때, Vm은 9 화소들의 평균으로
Figure 112006005666441-pat00001
을 이용하여 얻어지고, 편차 σ는 아래의 근사 표현을 계산하여 얻어진다.
Figure 112001002276158-pat00002
본 어플리케이션에서,
Figure 112001002276158-pat00003
은 A(0) 내지 A(8)의 총합을 나타내 고, A(i)는 i에 대한 변수이다.
이러한 방식으로 얻어진 편차 σ는 소정의 임계값과 비교된다(단계 S108). 편차 σ가 임계값보다 작을때, 처리는 주목 화소가 모스키토 노이즈를 갖지 않는다고 판정한다(단계 S109). 편차 σ가 임계값보다 클때, 처리는 주목 화소가 모스키토 노이즈를 갖는다고 판정한다(단계 S110).
위 판정 단계들은 프레임의 모든 화소에 대해서 실행된다. 모든 화소에 대한 위 판정 단계의 실행이 완료되면, 도 1에 도시된 하나의 프레임에 대한 처리가 완료된다. 도 1에 도시된 처리는 다음 프레임에 대해서 수행을 재개한다.
모든 화소에 대하여, 프로세스는 그 화소가 모스키토 노이즈를 갖는지 여부를 판정한다. 판정의 결과는 도 4a 내지 7B에 도시된다.
도 4a 및 4B에서는, 문자 "A"가 스크린의 동일 위치에 표시되는 실질적으로 정지 화상과 같은 화상을 참조하여, 각 화소의 움직임 벡터가 계산되고 계산된 움직임 벡터는 1 차원 값 V로 변환되어, 그 1 차원 변환값 V로 각 화소를 대체하여 얻어진 화상이 표시된다.
도 4a는 전송을 위해 MPEG 압축되고 모스키토 노이즈를 갖는 1 차원 변환된 화상 데이터를 나타낸다. 문자의 외주를 제외한 화상 데이터는 정지 화상 영역에 있기 때문에, 그 영역내 화소들의 움직임 벡터들은 동일하여, 화소들이 중간 휘도(회색)를 갖게 된다. 그러나, 문자 외주의 움직임 벡터들은 모스키토 노이즈의 영향으로 인해 랜덤하기 때문에, 화소들은 중간 휘도를 갖지 않고, 예를 들어 도 4a에 도시된 바와 같이 표시된다.
도 4b는 압축되지 않고 화상 데이터가 전송되고 모스키토 노이즈를 갖지 않는 1 차원 변환된 화상 데이터를 나타낸다. 모스키토 노이즈가 발생하지 않기 때문에, 문자 및 그 배경을 포함하는 전체 영역에 대하여, 움직임 벡터가 랜덤인 부분이 존재하지 않는다. 따라서, 프로세스는 실질적으로 화상 데이터가 전체적으로 정지 화상 부분(움직임이 없슴)으로 구성된다고 판정하기 때문에, 중간 휘도(회색)를 갖는 화상이 표시된다.
따라서, 도 4a에 도시된 화상 데이터가 표시되어, 편차 σ를 사용한 판정 결과에 기초하여, 노이즈를 갖는다고 판정된 화소들이 백색으로 표시되고, 노이즈를 갖지 않는다고 판정된 화소들이 흑색으로 표시되어, 도 5a에 도시된 화상이 얻어진다. 이것은 모스키토 노이즈가 발생하는 부분이 정확히 검출될 수 있다는 것을 보여준다.
도 4b 에 도시된 화상 데이터가 상술한 방식으로 표시될 때, 도 5b에 도시된 화상이 얻어진다. 이것은 실질적으로 모스키토 노이즈의 발생이 존재하지 않는다는 것을 보여준다.
도 6a는 회전 기어의 동화상의 각 화소를 각 화소의 움직임 벡터의 1 차원 변환값 V로 대체하여 얻어진 화상을 나타낸다. 도 6a에 도시된 화상에서, 화소들은 아래와 같이 표시된다: 상측으로 이동하는 화소들은 그 색조(gradations)가 그 이동 방향의 크기에 따르는 백색으로 표시되고; 하측으로 이동하는 화소들은 그 색조가 그 이동 방향의 크기에 따르는 흑색으로 표시되며; 이동하지 않는 화소들은 중간 휘도(회색)로 표시된다. 따라서, 기어가 회전하기 때문에, 이 기어의 휘도는 서서히 반전된다. 기어의 배경에는 움직임이 존재하지 않기 때문에, 배경은 중간 휘도(회색)로 나타난다. 움직임 벡터들은 모스키토 노이즈의 영향으로 인해 기어의 외주에서 랜덤하고, 이에 의해 흑색-백색 패턴이 도 6a에 도시된 바와 같이 표시된다.
도 6b는 전송될 동화상이 압축 등을 경험하지 않고 모스키토 노이즈를 갖지 않는 1 차원 변환된 회전 기어의 동화상을 나타낸다. 도 6b에는, 회전 기어의 외주에 모스키토 노이즈의 영향으로 인한 랜덤 움직임 벡터들의 발생을 나타내는 패턴이 존재하지 않는다.
따라서, 도 6a에 도시된 화상 데이터가 표시되어, 편차 σ를 사용한 판정 결과에 기초하여, 노이즈를 갖는다고 판정된 화소들은 백색으로 표시되고 노이즈를 갖지 않는다고 판정된 화소들은 흑색으로 표시되어, 도 7a에 도시된 화상이 얻어진다. 이것은 모스키토 노이즈가 발생하는 부분이 정확히 검출될 수 있다는 것을 나타낸다.
도 6b에 도시된 화상 데이터가 상술한 방식으로 표시될 때, 도 7b에 도시된 화상이 얻어진다. 이것은 실질적으로 모스키토 노이즈의 발생이 존재하지 않는다는 것을 나타낸다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 노이즈 검출 장치는 모스키토 노이즈가 발생하는 부분을 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같은 배열을 갖고 모스키토 노이즈를 감소시키는 화상 데이터 처리 장치가 구성될 수 있다.
MPEG 디코딩 유닛(33)은 입력 단자(32)를 통해서 MPEG 압축된 화상 데이터를 수신하고, 압축 코드된 화상 데이터를 압축해제 디코드한다. 스위칭 회로(34)는 그것의 한 입력 단자에서 압축해제 디코드된 화상 데이터를 수신하고, 나머지 입력 단자에서 화상 데이터 SD를 수신하는데, 화상 데이터 SD는 MPEG 디코딩 유닛(33)의 출력에서와 동일한 포맷을 갖고, 압축 인코딩을 경험하지 않는다.
이 스위칭 회로(34)는 사용자에 의한 입력 조작에 응답하는 스위칭 신호 SW에 따라서 스위칭된다. 대안적으로는, 스위칭 회로(34)가 입력 화상 데이터의 유형에 따라서 스위칭되어도 좋다. 스위칭 회로(34)의 출력은 노이즈 감소 필터(36) 뿐만 아니라 노이즈 검출 유닛(35)으로 공급된다.
노이즈 검출 유닛(35)은 도 2에 도시된 노이즈 검출 장치를 채택한다. 모스키토 노이즈를 갖는 화소부를 검출하면, 노이즈 검출 유닛(35)은 검출된 노이즈 화소부 만을 노이즈 검출 출력으로서 표시하는 신호를 노이즈 감소 필터(36)로 출력한다.
노이즈 감소 필터(36)는 노이즈 검출 유닛(35)의 출력에 의해 표시된 모스키토 노이즈를 갖는 부분의 데이터에만 기초하여 노이즈 감소 필터링 처리를 수행한다. 따라서, 출력 단자(37)는 모스키토 노이즈가 감소 또는 제거된 화상 데이터를 수신한다.
도 8에 도시된 구성을 갖는 화상 데이터 처리 장치는, 노이즈 검출 유닛(35)이 모스키토 노이즈를 갖는 부분을 정확하게 검출하도록 하고, 노이즈 감소 필터(36)가 검출 결과에 기초하여 모스키토 노이즈를 갖는 부분만에 대하여 필터링 처리를 하도록 한다. 따라서, 모스키토 노이즈를 갖지 않는 화상 데이터가 입력 단자(31)로부터 입력될 때, 노이즈 감소 필터(36)는 필터링 처리를 수행하지 않아, 화상 데이터의 품질을 저해하지 않는다.
MPEG 압축 코드된 화상 데이터를 압축해제 디코딩하여 얻어진 화상 데이터가 입력 단자(31)에 입력될 때, 노이즈 검출 유닛(35)은 모스키토 노이즈를 갖는 부분을 정확히 검출하고, 노이즈 감소 필터(36)는 검출 결과에 기초하여 모스키토 노이즈를 갖는 부분에 대한 필터링 처리를 수행하여, 노이즈 감소가 달성될 수 있다.
위 실시예에서, 모든 주목 화소에 대해서, 노이즈 판정 영역내 화소들의 움직임 벡터들의 편차에 기초하여 그 화소가 노이즈를 갖는지 여부가 판정된다. 대안적으로는, 모든 주목 화소에 대해서가 아니라 복수의 화소들 단위에 대해서, 그 단위가 노이즈를 갖는지 여부가 판정된다.
위 실시예에서, 움직임 벡터들은 화소별로 검출된다. 대안적으로는, 움직임 벡터들이 복수의 화소들을 각각 포함하는 블럭들 단위로 검출되어, 노이즈 검출이 상술된 바와 같은 방식으로 블럭들 단위로 수행되어도 좋다. 이 경우에, 노이즈 판정 영역은 주목 블럭 및 그 주변의 복수의 블럭들을 포함하고, 노이즈 판정 영역내 블럭들의 움직임 벡터들의 편차에 기초하여, 그 블럭이 노이즈를 갖는지 여부가 판정된다. 이 경우에, 주목 블럭 뿐만 아니라 노이즈 판정 영역도 노이즈를 갖는지 여부가 판정되어도 좋다.
화상 데이터가 그에 부합하는 움직임 벡터와 함께 입력될 때, 이들 부합하는 움직임 벡터들은 디코드된 화상 데이터로부터 움직임 벡터들을 계산하는 대신에 노이즈를 검출하기 위해 사용될 수 있다.
위 실시예에서, 움직임 벡터는 식(1)을 사용하여 1 차원 값으로 변환되고, 이렇게 얻어진 1 차원 값을 사용하여 움직임에서의 변동이 계산된다. 그러나, 이 변동은 움직임 벡터를 사용하여 계산되어도 좋다.
한 화소의 움직임 또는 복수의 화소의 움직임의 변동을 간단하게 계산하기 위해서는, 1 차원 값을 사용하는 대신에 움직임 벡터의 크기 성분만이 사용되어도 좋다. 대안적으로는, 움직임 벡터의 방향 성분만이 사용되어도 좋다.
주파수 변환 및 비가역 압축 코딩을 수행하기 위한 고효율 데이터 코딩 방법이 MPEG 방법에 제한되는 것은 아니다. 또한, 생성된 노이즈가 모스키토 노이즈로 제한되는 것도 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화상 데이터에 포함되고 비가역 방식으로 고효율 인코드된 노이즈의 발생 부분이 정확히 검출된다. 또한, 이 노이즈 검출 출력에 기초하여, 노이즈 발생 부분에 대하여만, 노이즈 감소 처리를 시행할 수 있다.

Claims (38)

  1. 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성된 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출하는 화상 처리 장치에 있어서,
    상기 화상 데이터내 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 움직임을 검출하는 움직임 검출 수단;
    상기 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 화상 움직임의 편차를 검출하는 편차 검출 수단; 및
    상기 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하는 노이즈 검출 수단
    을 포함하는 화상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편차 검출 수단은 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편차 검출 수단은 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 검출 수단은 움직임 벡터를 상기 움직임으로서 검출하고;
    상기 편차 검출 수단은 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 검출 수단은 움직임 벡터를 움직임으로서 검출하고, 상기 움직임 벡터를 상기 움직임에 따른 1 차원 값으로서 변환하여, 상기 1 차원 값을 출력하고, 상기 편차 검출 수단은 상기 1차원 값의 편차에 따라, 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 수단은 상기 1 차원 값을 소정의 임계값과 비교하여 상기 노이즈 영역을 검출하는 화상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하는 디코드 수단;
    상기 노이즈 검출 수단에 의해 검출된 상기 노이즈 영역의 노이즈 양을 감소시키기 위한 노이즈 감소 수단; 및
    제어 신호에 따라서 상기 디코딩 수단으로부터 상기 디코드된 화상 데이터 및 상기 화상 데이터 중 하나를 상기 노이즈 검출 수단 및 상기 노이즈 감소 수단으로 선택적으로 출력하는 선택적 출력 수단
    을 더 포함하는 화상 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 편차 검출 수단은 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 편차 검출 수단은 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 움직임 검출 수단은 움직임 벡터를 상기 움직임으로서 검출하고;
    상기 편차 검출 수단은 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 움직임 검출 수단은 움직임 벡터를 상기 움직임으로서 검출하고, 상기 움직임 벡터를 상기 움직임에 따른 1차원 값으로 변환하여, 상기 1 차원 값을 출력하고;
    상기 편차 검출 수단은 상기 1 차원 값의 편차에 따라서 상기 화상 움직임의 편차를 검출하는 화상 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 수단은 상기 1 차원 값의 편차값을 소정의 임계값과 비교하여 상기 노이즈 영역을 검출하는 화상 처리 장치.
  13. 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성된 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출하는 화상 처리 방법에 있어서,
    상기 화상 데이터내 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 움직임을 검출하는 단계;
    상기 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에서의 화상 움직임의 편차를 검출하는 단계; 및
    상기 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하는 단계
    를 포함하는 화상 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    움직임 벡터가 상기 움직임으로서 검출되고;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    움직임 벡터가 상기 움직임으로서 검출되어 상기 움직임으로서의 1 차원 값으로 변환되고, 상기 1 차원 값이 출력되고;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 1 차원 값의 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 노이즈 영역은 상기 1 차원 값을 소정의 임계값과 비교하여 검출되는 화상 처리 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 화상 데이터를 디코드된 화상 데이터로 출력하는 디코딩 단계;
    제어 신호에 따라서 상기 디코드된 화상 데이터 및 상기 화상 데이터 중 하나를 상기 노이즈 감소 수단에 선택적으로 출력하는 단계; 및
    상기 노이즈 검출 단계에서 검출된 상기 노이즈 영역의 노이즈 량을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 화상 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    움직임 벡터가 상기 움직임으로서 검출되고;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    움직임 벡터는 상기 움직임으로서 검출되어 상기 움직임으로서의 1 차원 값으로 변환되고, 상기 1 차원 값이 출력되며;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 1 차원 값의 편차에 따라서 검출되는 화상 처리 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 노이즈 영역은 상기 1 차원 값의 편차값을 소정의 임계값과 비교하여 검출되는 화상 처리 방법.
  25. 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 데이터를 디코드하여 생성된 화상 데이터에서 노이즈 영역을 검출하는 컴퓨터 제어 가능한 프로그램을 저장하는 기록 매체에 있어서,
    상기 프로그램은,
    상기 화상 데이터내 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에 대한 움직임을 검출하는 단계;
    상기 적어도 하나의 화소를 갖는 영역에 대한 화상 움직임의 편차를 검출하는 단계; 및
    상기 화상 움직임의 편차에 따라서 노이즈 영역을 검출하는 단계
    를 포함하는 기록 매체.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 움직임 검출 단계에서의 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  28. 제25항에 있어서,
    움직임 벡터는 상기 움직임 검출 단계에서의 움직임으로서 검출되고;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    상기 움직임 검출 단계에서 검출된 움직임 벡터를 상기 움직임으로서의 1 차원 값으로 변환하는 단계; 및
    상기 움직임으로서의 상기 1 차원 값을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 1 차원 값의 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 노이즈 영역은 상기 1 차원 값의 편차 값을 상기 노이즈 검출 단계에서의 소정의 임계값과 비교하여 검출되는 기록 매체.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    상기 주파수 변환 방법 및 비가역 압축 방법에 의해 인코드된 화상 데이터를 디코드하여 디코드된 화상 데이터를 출력하는 디코딩 단계;
    제어 신호에 따라서 상기 디코딩 단계로부터의 상기 디코드된 화상 데이터 및 상기 화상 데이터 중 하나를 상기 노이즈 감소 수단에 선택적으로 출력하는 단계; 및
    상기 노이즈 검출 단계에서 검출된 상기 노이즈 영역의 노이즈를 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 움직임 검출 단계에서의 상기 화상 움직임의 표준 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 화상 움직임의 방향 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  35. 제32항에 있어서,
    움직임 벡터가 상기 움직임 검출 단계에서의 움직임으로서 검출되고;
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 움직임 벡터의 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    상기 움직임 검출 단계에서 검출된 움직임 벡터를 상기 움직임으로서의 1 차원 값으로 변환하는 단계; 및
    상기 움직임으로서의 상기 1 차원 값을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 기록 매체.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 화상 움직임의 편차은 상기 편차 검출 단계에서의 상기 1 차원 값의 편차에 따라서 검출되는 기록 매체.
  38. 제32항에 있어서,
    상기 노이즈 영역은 상기 1 차원 값의 편차값을 상기 노이즈 검출 단계에서의 소정의 임계값과 비교하여 검출되는 기록 매체.
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