KR960004135B1 - 영상신호의 노이즈 검출 제거회로 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

영상신호의 노이즈 검출 제거회로 및 방법

제 1 도는 노이즈의 주파수 성분 발생도.

제 2 도는 본 발명에 적용되는 장치도.

제 3 도는 제 1 도중 수직 상관 검출부(100)의 구체도.

제 4 도는 제 2 도중 제 1 수평 상관검출부(200)의 구체도.

제 5 도는 제 2 도중 제 2 수평 상관검출부(300)의 구체도.

제 6 도는 제 2 도중 수평확장부(400)의 구체도.

본 발명은 영상처리시스템의 노이즈 검출 제거하는 회로 및 방법에 관한 것으로, 특히 영상신호의 수직상관도 및 수평 상관도를 이용하여 노이즈를 검출 및 제거하기 위한 영상신호의 노이즈 검출 및 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼이나 비디오 테이프 레코더 테이프에 혼입되어 있는 노이즈(noise)중 심하게 보여지는 노이즈는 임펄스 노이즈(impulse noise)인데, 이는 백색 임펄스 노이즈와 흑색 임펄스 노이즈로 나누어진다.

통상적인 노이즈는 상, 하 라인의 상관이 없으며 수평 방향으로 2MHZ이상의 주파수 성분을 갖는다.

따라서 상기 텔레비젼의 영상신호 처리에 있어서, 4fsc=4x3,58MHZ의 샘플링 클럭을 사용할 경우에 제 1 도와 같이 주파수 성분별 노이즈가 있게 되는데, 제 1 도중(1A)도는 7MHZ, (1B)도는 3.58MHZ, (1C)도는 2.3MHZ의 노이즈를 각각 나타낸 것이다.

여기서 화소(CN)는 중심노이즈를 나타낸 것이고 화소(SN)는 중심밖의 노이즈를 나타낸다.

종래의 상기 임펄스 노이즈 제거방법은 일정한 윈도우를 취하여 입력신호를 단순히 산술 평균하거나 메디안 필터를 사용하여 상기 윈도우 내에서 중간치나 적당한 순위의 화소로 대치하는 방법이었다.

그러나 이 경우 상기 영상신호의 수직 방향 성분중 고주파 성분이 많은 손상을 입게 되어 매우 흐릿한 화상이 얻어진다.

상술한 종래의 노이즈 제거방법은 원래의 영상신호에도 손상을 주게 되어 에지부분의 화질을 떨어뜨리는 문제점을 유발하였다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 원래의 영상신호의 손상없이 임펄스 성분의 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 개선된 영상신호의 노이즈 검출 제거방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 노이즈 발생시 노이즈에 해당되는 화소만을 제거하여 화질의 향상을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 2 도는 본 발명에 적용된 노이즈 제거장치도로서, 입력단((IN)으로 입력되는 영상신호(예를 들어 휘도 입력신호)를 라인 단위로 지연시키기 위한 라인 지연기(17,19)와, 상기 라인 지연기(17,19)의 출력점(B,C) 및 상기 영상신호 출력점(A)에 연결되어 프로세싱 영상신호와 상하라인의 영상신호와의 수직상관도를 검출하기 위한 수직 상관검출부(100)와, 상기 출력점(B)에 연결되어 상기 프로세싱 영상신호 라인의 수평 상관을 검출하기 위한 제 1 수평 상관검출부(200)와, 상기 출력점(B)에 연결되어 노이즈 화소정보 및 노이즈 중심정보를 출력하기 위한 제 2 수평 상관검출부(300)와, 상기 수직 상관검출부(100) 및 상기 제 1 수평 상관검출부(200)의 출력을 논리게이팅하여 임펄스 노이즈의 중심을 검출하기 위한 논리수단과, 상기 논리수단의 출력을 수평으로 확장하여 노이즈의 중심주위의 화소를 판별하기 위한 수평확장부(400)와, 상기 수평확장부(400)의 판별출력과 상기 제 2 수평 상관검출부(300)의 노이즈 화소 정보를 앤드게이팅한 게이팅 정보와 상기 노이즈 중심 정보에 따라 선택적으로 노이즈를 제거하기 위한 멀티플렉서(500)로 이루어져 있다.

상기 제 2 도에서 미설명된 제1-3지연(11,13,15)는 노이즈 제거처리 시간동안 상기 영상신호를 소정 지연시키기 위한 지연기이며, 가산기(21) 및 곱셈기(23)는 상하라인 화소의 평균값을 산출하기 위한 것이며, 가산기(25) 및 곱셈기(27)는 상하라인 화소의 평균값과 프로세싱 화소와의 평균값의 반을 산출하기 위한 것이다.

또한 상기 논리 수단은 앤드게이트(29,31) 및 오아게이트(33)에 대응된다.

제 3 도는 제 2 도중 수직 상관검출부(100)의 일실시예를 보여주는 구체도이다.

제 4 도는 제 2 도중 제 1 수평 상관검출부(200)의 일실시예를 보여주는 구체도이다.

제 5 도는 제 2 도중 제 2 수평 상관검출부(300)의 일실시예를 보여주는 구체도이다.

제 6 도는 제 2 도중 수평확장부(400)의 일실시예를 보여주는 구체도이다.

이하 본 발명을 상술한 구성에 의거하여 제 1 도 - 제 6 도를 참조 동작의 일실시예를 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명의 주된 요지는 입력영상신호가 제 1 도에 나타낸 것과 같은 중심 노이즈(CN)일 경우에는 상하라인 화소의 평균값을 출력하고, 중심밖의 노이즈(SN)일 경우에는 프로세싱 화소와 상하라인 화소의 평균값을 가산시켜 반으로 나눈값을 출력하고, 노이즈가 아닐 경우 즉 원래의 영상신호라고 판단될 경우에는 아무런 처리없이 자기의 화소를 그대로 출력하는 것이다.

상기 노이즈 유무의 판단은 상기 제 2 도의 선택 출력라인(M,L)에 존재하는 노이즈 중심정보 및 게이팅 정보에 의해 판단되어진다.

제 2 도에서 수직 상관검출부(100)는 출력점(A,B,C)로부터 현재의 입력 영상신호, 1수평라인 지연된 영상신호, 2수평라인 지연된 영상신호를 각각 입력하여 수직 상관을 검출한다.

여기서 상기 출력점(B)을 프로세싱 포인트로 정하면 상기 1수평라인 지연된 영상신호는 프로세싱 영상신호가 되며, 현재의 입력 영상신호와 2수평라인 지연된 영상신호는 상하라인의 영상신호가 된다.

상기 수직 상관검출부(100)를 구체적으로 설명하기 위해 제 3도를 참조하면, 입력 영상신호가 노이즈일 경우에는 수직으로 서로 상관이 없음을 근거로 하여 상기 프로세싱 영상신호의 화소와 윗라인의 화소, 아랫라인의 화소와의 차를 검출한다. 계속하여 상기 검출값을 미리 설정된 기준값(Th1)과 비교하여 백색노이즈, 흑색노이즈의 발생 유무를 판단한다.

따라서 앤드게이트(109)는 흑색노이즈의 여부를 판단하여 출력라인(G')으로 출력하며, 앤드게이트(110)는 백색노이즈의 여부를 판단하여 출력라인(G)으로 출력한다.

여기서 비교기(105,106)는 상기 기준값(Th1)보다 감산기(101,102)의 출력이 클 경우에 "하이"를 출력하며, 상기 비교기(107,108)는 상기 기준값(Th1)보다 상기 감산기(101,102)의 출력을 곱셈기(103,104)로써 곱한 값이 클 경우에 "하이"를 출력하는 것을 이해하여야 한다.

또한 상기 제 1 수평 상관검출부(200)의 상세 구성은 제 4 도에 나타나 있다.

상기 제 4 도는 입력 영상신호가 노이즈일 경우 수평으로 서로 상관이 없음을 근거로 하여 상기 프로세싱 영상신호의 화소와 전후 2화소의 차를 검출하고 이를 미리설정된 기준값(Th2)와 비교한다.

비교기(407,408)는 상기 기준값(Th2)보다 감산기(403,404)의 출력이 클 경우에 "하이"를 출력하며, 비교기(409,410)는 상기 기준값(Th2)보다 상기 감산기(403,404)의 출력을 곱셈기(405,406)로써 곱한 값이 클 경우에 "하이"를 출력한다.

상기 "하이"는 노이즈가 존재한다는 것을 의미하며, 앤드게이트(412)는 백색 노이즈의 발생유무를 출력라인(H)으로 출력하고 앤드게이트(412)는 흑색 노이즈의 발생유무를 출력라인(H')으로 출력한다.

한편 상기 제 2 수평 상관검출부(300)는 노이즈 화소정보 및 노이즈 중심정보를 출력하는데 이에 대한 상세구성은 제 5 도에 나타나 있다.

제 5 도에서 상기 노이즈 중심정보를 구하기 위해서는 프로세싱 화소와 전후 화소의 차를 감산기(503,504)로써 구한후 배타적 논리합게이트(507)로써 베어링시킨다.

따라서 상기 배타적 논리합게이트(507)의 출력라인(M)에는 노이즈 중심정보가 출력되어 상기 멀티플렉서의 선택단(CO)으로 입력된다. 상기 노이즈 중심정보는 입력 영상신호가 제 1 도의 (1C)도와 같이 중심노이즈(CN)인가의 유무를 나타내는 정보이다

상기 노이즈 화소 정보는 노이즈 폭내의 화소인가를 검출하기 위한 것으로, 상기 감산기(503,504)의 출력을 제1-2절대치부(506,506) 및 비교기(508,509) 그리고 앤드게이트(510)로써 처리한다. 따라서 출력라인(K)에 "하이"가 존재하면 노이즈 폭내의 화소임을 판단한다.

제 2 도에서 상기 논리수단 즉 앤드게이트(29,31) 및 오아게이트(33)는 상기 수직 상관검출부(100) 및 상기 제 1 수평 상관검출부(200)의 출력을 논리게이팅하여 임펄스 노이즈의 중심을 검출한 값을 출력라인(I)으로 출력한다.

즉 상기 수직 상관검출부(100)의 출력라인(G)과 상기 제 1 수평 상관검출부(200)의 출력라인(H)의 출력을 상기 앤드게이트(29)로써 게이팅하여 "하이"이면 백색 노이즈임을 판단하고, 상기 수직 상관검출부(100)의 출력라인(G')과 상기 제 1 수평 상관검출부(200)의 출력라인(H')의 출력을 앤드게이트(31)로써 게이팅하여 "하이"이면 흑색 노이즈임을 판단한다.

상기 앤드게이트(29,31)의 출력을 오아게이트(33)로써 게이팅하여 출력라인(I)에 "하이"가 존재하면 백색노이즈 혹은 흑색 노이즈가 발생한 것이 된다.

상기 출력라인(I)의 출력은 수평확장부(400)로 입력되는데, 상기 수평확장부(400)는 상기 논리수단의 출력을 수평으로 확장하여 노이즈의 중심 주위의 화소를 판별한다

상기 수평확장부(400)의 일실시예에 대한 상세 구성은 제 6 도에 나타나 있다.

제 6 도의 화소지연기(601-604) 및 오아게이트(605)는 상기 논리 수단의 출력을 수평으로 확장하여 노이즈의 중심 주위의 화소를 판별한다.

상기 수평확장부(400)의 출력라인(J)은 제 2 도의 앤드게이트(35)의 일측입력에 연결되어 있다.

상기 앤드게이트(35)는 상기 수평확장부(400) 및 상기 제 2 수평 상곤검출부(300)의 출력라인(K)의 출력을 게이팅하여 출력라인(L)을 통해 상기 멀티플렉서(500)의 선택단(C1)으로 출력한다.

상기 앤드게이트(35)의 게이팅 정보는 상기 노이즈 화소정보와 상기 수평확장부(400)의 판별 출력에 대한 정보이다.

따라서 상기 멀티플렉서(500)의 선택단(C1)이 "하이"이고 선택단(C0)이 "로우"이면 상하라인 화소의 평균값을 산출한 출력점(D)을 선택하여 출력단(OUT)으로 출력한다.

또한 상기 선택단(C1,C0)이 모두 하이이면 상하라인 화소의 평균값과 프로세싱 화소와의 평균값의 반을 산출한 출력라인(F)을 선택하여 출력단(OUT)으로 출력하여 노이즈를 제거하는 것이다.

그리고 상기 선택단(C1,C0)의 선택입력이 상기 경우 이외일 때에는 프로세싱 화소의 출력점(E)을 선택하여 출력단(OUT)으로 출력한다.

따라서 입력 영상신호가 노이즈임이 분명할 경우에는 제거되지만, 에지부분의 천이 영상신호는 상기 검출결과에 의해 원래의 입력 영상신호가 그대로 출력됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 영상신호의 수직 상관도 및 수평 상관도를 이용하여 노이즈를 검출할 수 있으며, 또한 그 검출된 값에 따라 노이즈가 발생되었을 경우에만 이를 제거함으로 화질이 개선되어지는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 영상신호의 노이즈 검출 및 제거방법에 있어서, 입력 영상신호를 라인 단위로 지연시키기 위한 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 프로세싱 영상신호와 상하라인의 영상신호와의 수직 상관을 검출하기 위한 제 2 과정과, 상기 제 1 과정에서 상기 프로세싱 영상신호 라인의 수평 상관을 검출하기 위한 제 3 과정과, 상기 제 1 과정에서 노이즈 화소정보 및 노이즈 중심정보를 검출하기 위한 제 4 과정과, 상기 제2 및 제 3 과정의 검출값을 논리게이팅하여 임펄스 노이즈의 중심을 검출하기 위한 제 5 과정과, 상기 제 5 과정의 검출값을 수평으로 확장하여 노이즈의 중심주위의 화소를 판별하기 위한 제 6 과정과, 상기 제 6 과정 및 상기 제 4 과정의 출력에 따라 선택적으로 노이즈를 제거하기 위한 제 7 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 영상신호의 노이즈 검출 및 제거방법.
2. 영상신호의 노이즈 검출 및 제거 회로에 있어서, 입력 영상신호를 일정 라인단위를 지연시키는 지연수단과, 상기 지연수단의 라인단위 중심의 프로세싱 영상신호와 상, 하라인의 영상신호를 설정된 기준치와 비교하여 수직 상관의 임펄스성 노이즈 중심을 검출하는 수직 상관검출수단과, 상기 지연수단에서 상기 프로세싱 영상신호의 중심라인중 중심화소의 전, 후화소와 비교하여 수평 상관의 노이즈 중심과, 노이즈가 중심내 또는 밖의 존재상태 여부를 검출하는 수평 상관검출수단, 상기 수직 상관검출수단과 상기 수평 상관검출수단에서의 노이즈 상태 검출값을 논리게이팅하고 상기 임펄스성 노이즈 중심을 수평으로 확장하여 노이즈 중심에서 안팎의 존재여부를 판별하기 위한 수평 확장수단과, 상기 수평 확장수단 또는 상기 수평 검출수단의 출력신호상태에 대응하는 해당화소 노이즈를 적응적으로 제거하는 제어수단으로 구성함을 특징으로 하는 영상신호의 노이즈 검출 및 제거회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 수평 확장수단 또는 상기 수평 검출수단의 노이즈 존재상태 신호에 의해 상기 지연소자의 일정라인 단위의 영상신호를 적응적으로 처리하여 해당 노이즈 화소만 선별적으로 제거하는 제어회로로 구성함을 특징으로 하는 노이즈 검출 및 제거회로.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 수평 상관검출수단은 상기 지연수단에서 상기 프로세싱 영상신호의 중심라인중 중심화소와 중심전 및 후의 화소차를 미리 설정된 기준치와 비교하여 중심노이즈의 존재상태를 출력하는 제 1 수평 상관검출부와, 상기 영상신호 중심라인중 중심화소와, 중심전 및 후의 화소차를 논리게이팅 또는 그 신호의 절대치를 미리 설정된 기준치와 비교하여 노이즈가 중심내 또는 밖의 존재상태 여부를 검출하는 제 2 수평 상관검출수단으로 구성함을 특징으로 하는 영상신호의 노이즈 검출 및 제거회로.