KR20010038014A - 영상 노이즈 검출방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 노이즈 검출방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 방법은 현재 필드의 동기신호 상에 설정된 복수의 영역들에 대한 평균 레벨과 복수의 이전 필드들의 동기신호의 평균레벨을 평균하여 기준레벨를 구하는 단계와, 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀들과 기준레벨의 차이에 의해 구해진 노이즈 레벨과 이전 필드의 노이즈 레벨을 평균하여 현재 노이즈 레벨을 구하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명에서는 텔레비젼 신호 내에 분포한 노이즈를 독립적, 정량적으로 검출할 수 있고 검출된 노이즈를 영상신호처리회로에 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 영상 노이즈 검출방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 텔레비젼 신호에 분포된 노이즈를 독립적 및 정량적으로 검출하여 각 신호처리회로에 제공할 수 있는 영상 노이즈 검출방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에 텔레비젼 수신장치의 신호처리회로들이 다기능화 및 디지털화가 되고 있다. 이와 같은 영상신호처리호로들의 다기능화 및 디지털화에서는 여러 가지 기능들을 구현함에 있어서 신호 내에 분포한 노이즈에 관한 정보가 필요하다.
텔레비젼 신호는 방송국으로부터 송출되어 공중을 통하여 텔레비젼 수신기에 수신되게 되는 바, 방송국의 송출회로, 공중, 안테나, 수신회로 등에서 각종 노이즈가 신호상에 혼입되게 된다. 그러므로, 수신장치에서 보다 정확하고 고정세한 영상신호를 재현하기 위해서는 신호로부터 노이즈를 분리해 내는 기술이 요구된다. 텔레비젼 수신장치의 고정세화, 대형화, 고급화 및 다기능화 추세에 비추어 노이즈 검출 기술은 더욱 더 중요하다.
최근의 텔레비젼 수신장치에서는 칩화된 각 신호처리회로마다 노이즈 검출기능을 별도로 구비하는 경향이 있고 이와 같은 구성은 한 시스템 내에 동일한 노이즈 검출회로를 중복하여 갖게 되므로 세트의 코스트 상승의 원인이 된다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 독립적으로 신호에 분포된 노이즈를 정량적으로 검출하고 검출된 노이즈를 각 신호처리회로에 제공하기 위한 영상 노이즈 검출방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 영상 노이즈 검출장치의 입출력 관계를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 영상 노이즈 검출장치의 바람직한 일 실시예의 회로 구성도.
도 3은 NTSC 방식의 텔레비젼 신호의 수직 동기신호의 구성을 나타낸 파형도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 노이즈 검출장치 110 : 기준레벨 발생수단
120 : 감산수단 130 : 절대값 산출수단
140 : 노이즈 레벨 발생수단 150 : 카운트 수단
160 : 임펄스 노이즈 발생수단
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 현재 필드의 동기신호 상에 설정된 복수의 영역들에 대한 평균 레벨과 복수의 이전 필드들의 동기신호의 평균레벨을 평균하여 기준레벨를 구하는 단계와, 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀들과 상기 기준레벨의 차이에 의해 구해진 노이즈 레벨과 이전 필드의 노이즈 레벨을 평균하여 현재 노이즈 레벨을 구하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 평균 레벨은 각 영역들의 픽셀들을 누산하고, 누산된 값을 각 영역의 총 픽셀 수로 나누어 각 영역의 평균값을 구하고, 각 영역들의 평균값을 누산하고, 누산된 평균값을 상기 설정된 영역 수로 나누어 구한다.
노이즈 레벨은 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀과 상기 기준레벨의 차의 절대값을 구하고, 각 영역에서 모든 절대값들을 누산하고, 누산된 값을 노이즈 게인으로 곱하고 소정 수로 나누어 각 영역의 노이즈 레벨을 구하고, 각 영역들의 노이즈 레벨을 누산하고, 누산된 노이즈 레벨을 상기 설정된 영역 수로 나누어 구한다.
영상 노이즈 검출방법은 임펄스 노이즈를 검출하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다. 임펄스 노이즈 검출단계는 설정된 각 영역에서 픽셀값이 설정된 노이즈 제한값 보다 더 큰 경우에 임펄스 노이즈를 카운트하고, 카운트된 값을 임펄스 게인으로 곱하고 소정 수로 나누어 각 영역의 임펄스 노이즈를 구하고, 구해진 각 영역들의 임펄스 노이즈를 누산하고, 각 영역들의 임펄스 노이즈를 누산하고, 누산된 임펄스 노이즈를 상기 설정된 영역 수로 나누고, 구해진 현재 필드의 임펄스 노이즈와 복수의 이전 필드들의 임펄스 노이즈를 평균하여 현재 임펄스 노이즈를 구한다.
본 발명의 영상 노이즈 검출장치는 현재 필드의 동기신호 상에 설정된 복수의 영역들에 대한 평균 레벨과 복수의 이전 필드들의 동기신호의 평균 레벨을 평균하여 기준 레벨을 구하는 기준레벨 발생기와, 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀들과 상기 기준 레벨의 차를 구하는 감산기와, 차값의 절대값을 구하는 절대값 산출기와, 절대값 산출기에 의해 구해진 노이즈 레벨과 복수의 이전 필드들의 노이즈 레벨을 평균하여 현재 노이즈 레벨을 구하는 노이즈 레벨 발생기를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 의한 노이즈 및 임펄스 노이즈 검출방법은 다음과 같다.
먼저 현재 영상신호의 싱크 블랙 레벨의 평균 레벨을 다음 수식들에 의거하여 기준 레벨(avsync)로 검출한다.
여기서, Np는 검출영역의 픽셀수이고, P(i)는 검출 영역내의 픽셀 레벨이고, avRSH는 검출영역의 싱크 하이구간의 평균 레벨이다.
여기서, NR은 검출영역의 수이고, avCF는 현재 필드의 싱크 하이구간의 평균 레벨이다.
여기서, avPF이전 필드들의 평균 레벨이다.
구해진 기준 레벨을 기준으로 하여 현재 영상신호의 노이즈 레벨을 다음 수식에 의해 구한다.
여기서, GNs는 노이즈 게인이고, 연산자 clip는 하한치와 상한치 사이의 값을 유효처리하고 그 외의 값들은 버린다. 연산자 lim은 상한치 이상은 버린다.
여기서, NsRegion은 영역 노이즈 레벨이고, NsCF는 현재 필드의 노이즈 레벨이다.
여기서, NsPF는 이전 필드의 노이즈 레벨이다.
임펄스 노이즈(INsfactor)는 다음 수식들에 의해 구해진다.
여기서, Gimplse는 임펄스 노이즈 게인이고, INspixel는 픽셀 인펄스 노이즈이다. CTRegion은 검출영역에서의 임펄스 노이즈의 카운트값이다.
여기서, INsCF는 현재 필드의 임펄스 노이즈이다.
여기서, INsPF는 이전 필드의 노이즈 레벨이다.
도 1은 본 발명에 의한 영상 노이즈 검출장치의 입출력 관계를 나타낸다.
도 1에서, 본 발명의 영상 노이즈 검출장치(100)는 텔레비젼 수신장치의 세트에 독립적으로 제공되기 위하여 원 칩으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 영상 노이즈 검출장치(100)는 리세트 입력단자, 클럭신호 입력단자, 8비트 복합영상 데이터 입력단자들, 복합영상신호 동기기준신호 입력단자, 노이즈 검출 인에이블신호 입력단자, 8비트 노이즈 제한 데이터 입력단자들, 8비트 노이즈 게인 데이터 입력단자들, 8비트 임펄스 게인 데이터 입력단자들을 포함한다. 또한, 노이즈 검출장치(100)는 검출된 노이즈 레벨을 출력하기 위한 8비트 노이즈 레벨 데이터 출력단자들과 8비트 임펄스 노이즈 데이터 출력단자를 포함한다.
리세트신호는 로우상태에서 액티브된다. 클럭신호는 시스템 클럭신호로 27MHz의 주파수를 갖는다. 복합영상 데이터는 복합영상신호를 샘플링한 데이터이다. 복합영상신호 동기기준신호는 하이상태에서 액티브되고, 복합영상 데이터의 입력을 위한 동기기준신호이다. 노이즈 제한 데이터는 7비트 데이터로 평균동기블랙레벨값 근처의 픽셀값을 위한 제한값이다. 노이즈 게인 데이터는 각 등화펄스영역에서 측정된 노이즈에 인가되는 게인 팩터이다. 임펄스 게인 데이터는 각 등화펄스영역에서 측정된 임펄스 노이즈 카운트에 인가되는 게인 팩터이다.
노이즈 레벨 데이터는 매 필드에 대해 검출된 노이즈 레벨 데이터이고, 임펄스 노이즈 데이터는 매 필드에 대해 검출된 임펄스 노이즈 데이터이다.
도 2는 본 발명에 의한 영상 노이즈 검출장치의 바람직한 일 실시예의 회로 구성을 나타낸다.
도 2에서 영상 노이즈 검출장치(100)는 기준레벨 발생수단(110), 감산수단(120), 절대값 산출기(130), 노이즈 레벨 발생수단(140), 카운트수단(150), 임펄스 노이즈 발생수단(160)을 포함한다.
기준레벨 발생수단(110)은 현재 필드의 동기신호 상에 설정된 복수의 영역들에 대한 평균 레벨과 복수의 이전 필드들의 동기신호의 평균 레벨을 평균하여 기준 레벨을 구한다. 기준레벨 발생수단(110)은 제 1 누산기(111), 제 1 제산기(112), 제 2 누산기(113), 제 2 제산기(114), 제 3 누산기(115), 승산기(116), 제 3 제산기(117)를 포함한다. 제 1 및 제 3 누산기들(111, 113, 115)은 각각 가산기와 레지스터를 포함한다.
제 1 누산기(111)는 각 영역들의 시작 시점에서 리세트되어 각 영역 내의 픽셀값들을 누산한다. 여기서, 각 영역들은 텔레비젼 신호의 수직동기신호를 구성하는 등화펄스의 액티브 구간을 말한다. 도 3에 도시한 바와 같이, NTSC 방식 텔레비젼 신호에서는 라인 5를 구성하는 두 개의 등화펄스들(202, 204)과 라인 6을 구성하는 두 개의 등화펄스들(206, 208)을 검출영역으로 설정한다.
따라서, 제 1 누산기(111)의 레지스터는 등화펄스(202)의 선단에서 리세트되어 각 등화펄스의 액티브 구간에서 샘플링된 1~256번째의 256개의 픽셀값들을 누산하게 된다. 또한, 등화펄스(204)의 액티브 구간에서 샘플링된 384~639번째의 256개의 픽셀값들을 누산하게 된다.
제 1 제산기(112)는 누산기(111)의 레지스터로부터 제공된 누산된 값을 입력하여 우측으로 8비트 시프팅시킴으로써, 256으로 나누는 결과를 발생한다. 즉, 제 1 제산기(112)를 구성하는 시프트 레지스터는 256번째 픽셀이 누산된 직후에 누산값을 입력하여 8비트 시프팅동작을 수행하게 된다. 그러므로, 시프트 레지스터의 출력값은 각 검출영역의 총 픽셀 값을 모두 더한 후 총 픽셀 수, 265로 나눈 결과를 발생하게 되므로, 각 검출영역의 평균 레벨을 발생한다.
제 2 누산기(113)는 매 필드의 시작 시점에서 리세트되어 제 1 제산기(112)로부터 제공된 각 영역들의 평균값을 누산한다. 즉, 4개의 검출영역의 평균값을 누산한다.
제 2 제산기(114)는 상기 누산된 평균값을 상기 설정된 영역 수, 즉 4로 나누어 현재 필드의 평균 레벨을 구한다.
제 3 누산기(115)는 제 2 제산기(114)로부터 제공된 현재 필드의 평균 레벨과 이전 필드들의 평균값들을 누산한다. 여기서, 승산기(116)는 누산값에 가중치 15/16을 승산하여 제 3 누산기의 일측 입력으로 제공한다. 제 3 누산기(115)는 채널 전환시에 리세트되어 초기값 "72"를 출력한다.
제 3 제산기(117)는 상기 누산기(115)의 출력을 소정 수, 즉 16으로 나누어 현재 영상신호의 싱크 블랙 레벨의 기준 레벨로 발생한다.
감산수단(120)은 상기 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀들과 상기 기준 레벨의 차를 구한다. 이 차신호의 레벨은 싱크 블랙 레벨로부터 소정 레벨을 가진 노이즈 레벨이다.
절대값 산출기(130)는 시스템 제어부로부터 제공된 6비트의 노이즈 제한값에 응답하여 차신호의 레벨이 너무 작거나 너무 큰 경우는 제거하고 적정 범위의 레벨을 갖는 차신호만을 통과시킨다. 통과된 차신호는 절대값으로 출력된다.
노이즈 레벨 발생수단(140)은 절대값으로 제공된 노이즈 레벨과 복수의 이전 필드들의 노이즈 레벨을 평균하여 현재 영상신호의 노이즈 레벨을 구한다. 노이즈 레벨 발생수단(140)은 제 1 누산기(141), 제 1 승산기(142), 제 1 제산기(143), 제한기(144), 제 2 누산기(145), 제 2 제산기(146), 제 3 누산기(147), 제 2 승산기(148), 제 3 제산기(149)를 포함한다. 제 1 및 제 3 누산기들(141, 145, 147)은 각각 가산기와 레지스터를 포함한다.
제 1 누산기(141)는 각 영역들의 시작 시점에서 리세트되어 각 영역 내의 픽셀값들을 누산한다.
제 1 누산기(141)의 결과는 제 1 승산기(142)에서 8비트의 노이즈 게인과 승산되어 증폭된다. 증폭된 신호는 제 2 제산기(143)에서 64로 나누어진다. 제산된 결과는 제한기(144)에서 0 내지 255 사이의 값만 통과되고 나머지 너무 큰 신호들은 차단된다.
따라서, 각 영역에서의 노이즈 레벨이 구해진다.
제 2 누산기(145)는 매 필드의 시작 시점에서 리세트되어 제한기(144)로부터 제공된 각 영역들의 노이즈 레벨을 누산한다. 즉, 4개의 검출영역의 노이즈 레벨을 누산한다.
제 2 제산기(146)는 상기 누산된 값을 상기 설정된 영역 수, 즉 4로 나누어 현재 필드의 평균 노이즈 레벨을 구한다.
제 3 누산기(147)는 제 2 제산기(146)로부터 제공된 현재 필드의 평균 노이즈 레벨과 이전 필드들의 평균 노이즈 레벨들을 누산한다. 여기서, 승산기(148)는 누산값에 가중치 15/16을 승산하여 제 3 누산기(147)의 일측 입력으로 제공한다. 제 3 누산기(147)는 채널 전환시에 리세트된다.
제 3 제산기(149)는 상기 누산기(147)의 출력을 소정 수, 즉 16으로 나누어 현재 영상신호의 싱크 블랙 레벨로부터의 노이즈 레벨을 발생한다.
이와 같이 검출된 현재 영상의 노이즈 레벨은 다른 영상신호처리회로에 제공된다.
카운트 수단(150)에서는 복합영상신호를 입력하고, 설정된 각 영역에서 픽셀값이 8비트 노이즈 제한값 보다 더 큰 경우에 임펄스 노이즈로 간주하여 카운트한다. 카운트수단(150)에서 제공된 카운트값은 임펄스 검출수단(160)에 입력된다.
임펄스 검출수단(160)은 제 1 승산기(161), 제 1 제산기(162), 레벨 제한기(163), 제 2 누산기(164), 제 2 제산기(165), 제 3 누산기(166), 제 2 승산기(167), 제 3 제산기(168)를 포함한다.
제 1 승산기(161)은 제공된 카운트값을 시스템 제어부로부터 제공되는 임펄스 노이즈 게인으로 승산하여 증폭시킨다. 제 1 제산기(162)에서는 증폭된 값을 4로 나우어 레벨 제한기(163)으로 제공한다. 레벨 제한기(163)에서는 입력된 값들 중 0 내지 255의 범위를 벗어나는 값은 버리고 범위 내의 값들만 통과시킨다. 통과된 값은 영역 임펄스 노이즈 값으로 제공된다.
제 1 누산기(164)는 매 필드의 시작 시점에서 리세트되어 레벨 제한기(163)로부터 제공된 각 영역들의 임펄스 노이즈를 누산한다. 즉, 4개의 검출영역의 임펄스 노이즈를 누산한다.
제 2 제산기(165)는 상기 누산된 값을 상기 설정된 영역 수, 즉 4로 나누어 현재 필드의 평균 임펄스 노이즈를 구한다.
제 3 누산기(166)는 제 2 제산기(165)로부터 제공된 현재 필드의 평균 임펄스 노이즈와 이전 필드들의 평균 임펄스 노이즈들을 누산한다. 여기서, 승산기(167)는 누산값에 가중치 15/16을 승산하여 제 3 누산기(166)의 일측 입력으로 제공한다. 제 3 누산기(166)는 채널 전환시에 리세트된다.
제 3 제산기(168)는 상기 누산기(166)의 출력을 소정 수, 즉 16으로 나누어 현재 영상신호의 임펄스 노이즈를 발생한다.
이와 같이 검출된 현재 영상의 임펄스 노이즈는 다른 영상신호처리회로에 제공된다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에서는 영상신호에 혼재된 노이즈 레벨과 임펄스 노이즈를 독립된 회로블록에 의해 통합적으로 검출함으로써 시스템을 구성하는 다수의 신호처리블록들에 각각 노이즈 검출기능을 구현할 필요가 없으므로 구성이 간단해지고, 세트의 코스트를 다운시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (4)
- 현재 필드의 동기신호 상에 설정된 복수의 영역들에 대한 평균 레벨과 복수의 이전 필드들의 동기신호의 평균 레벨을 평균하여 기준 레벨을 구하는 기준레벨 발생수단;상기 설정된 복수의 영역들의 각 픽셀들과 상기 기준 레벨의 차를 구하는 감산수단;상기 차값의 절대값을 구하는 절대값수단; 및상기 절대값에 의해 구해진 노이즈 레벨과 복수의 이전 필드들의 노이즈 레벨을 평균하여 현재 노이즈 레벨을 구하는 노이즈 레벨 발생수단을 구비한 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 검출장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기준레벨 발생수단은각 영역들의 시작 시점에서 리세트되어 픽셀들을 누산하는 누산기;상기 누산기의 누산된 값을 각 영역의 총 픽셀 수로 나누어 각 영역의 평균값을 구하는 제 1 제산기;매 필드의 시작 시점에서 리세트되어 제 1 시프트 레지스터로부터 제공된 각 영역들의 평균값을 누산하는 제 2 누산기;상기 누산된 평균값을 상기 설정된 영역 수로 나누어 현재 필드의 평균 레벨을 구하는 제 2 제산기;상기 제 2 제산기로부터 제공된 현재 필드의 평균 레벨들을 누산하는 제 3 누산기;제 3 누산기의 출력에 소정 수를 곱하여 제 3 누산기의 입력에 제공하는 승산기;상기 제 3 누산기의 출력을 소정 수로 나누어 기준 레벨로 발생하는 제 3 제산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 검출장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 노이즈 레벨 발생수단은각 영역에서 상기 절대값들을 누산하는 제 1 누산기;상기 제 1 누산기로부터 제공된 누산된 값을 설정된 노이즈 게인으로 곱하는 승산기;상기 승산기로부터 제공된 승산값을 소정 수로 나누어 각 영역의 노이즈 레벨을 출력하는 제 1 제산기;상기 제 1 제산기로부터 제공된 노이즈 레벨 중 소정 레벨 이내의 값만 출력하는 레벨 제한기;상기 레벨 제한기를 통하여 레벨 제한된 각 영역들의 노이즈 레벨을 누산하는 제 2 누산기;상기 제 2 누산기로부터 제공된 누산된 노이즈 레벨을 상기 설정된 영역 수로 나누어 현재 필드의 노이즈 레벨을 구하는 제 2 제산기;상기 제 2 제산기로부터 제공된 현재 필드의 노이즈 레벨들을 누산하는 제 3 누산기;제 3 누산기의 출력에 소정 수를 곱하여 제 3 누산기의 입력에 제공하는 승산기; 및상기 제 3 누산기의 출력을 소정 수로 나누어 기준 레벨로 발생하는 제 3 제산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 검출장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 영상 노이즈 검출장치는임펄스 노이즈를 검출하는 임펄스 검출수단을 더 구비하고, 상기 임펄스 검출수단은상기 설정된 각 영역에서 픽셀값이 설정된 노이즈 제한값 보다 더 큰 경우에 임펄스 노이즈를 카운트하는 카운트수단;상기 카운트된 값을 임펄스 게인으로 곱하고 제 1 승산기;상기 제 1 승산기로부터 제공된 승산값을 소정 수로 나누어 각 영역의 임펄스 노이즈를 출력하는 제 1 제산기;상기 제 1 제산기로부터 제공된 임펄스 노이즈 중 소정 레벨 이내의 값만 출력하는 레벨 제한기;상기 레벨 제한기를 통하여 레벨 제한된 각 영역들의 임펄스 노이즈를 누산하는 제 2 누산기;상기 제 2 누산기로부터 제공된 누산된 임펄스 노이즈를 상기 설정된 영역 수로 나누어 현재 필드의 임펄스 노이즈를 구하는 제 2 제산기;상기 제 2 제산기로부터 제공된 현재 필드의 임펄스 노이즈를 누산하는 제 3 누산기;제 3 누산기의 출력에 소정 수를 곱하여 제 3 누산기의 입력에 제공하는 제 3 승산기; 및상기 제 3 누산기의 출력을 소정 수로 나누어 임펄스 노이즈로 발생하는 제 3 제산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 검출장치.
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| CN100380922C (zh) * | 2003-04-28 | 2008-04-09 | 索尼株式会社 | 用于处理信号的设备和方法 |
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| KR100332340B1 (ko) | 2002-04-12 |
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