KR960005481B1 - 잡음감소 시스템 - Google Patents

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KR960005481B1
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페터스 하르트무트
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도이체톰손-브란트 게엠베하
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Abstract

내용 없음.

Description

잡음감소 시스템
제1도는 통신전송 시스템의 블록도.
제2a도-제2c도는 이동에지에 대한 그래프.
제3a도 및 제3b도는 평균 이동에지에 대한 그래프.
제4도는 잡음제거 및 인핸스먼트 회로에 대한 블록 회로도.
제5도는 필터의 개략도.
제6도는 가중인자 K을 사용하는 좌표 시스템.
제7도는 스크린상의 화소에 대한 좌표.
본 발명은 적어도 하나의 메모리, 필터, 보정회로 및 가산기 또는 감산기를 가지고 디지털 비디오 신호의 이동을 인지하여 잡음을 감소시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
독일 공개공보 제 33 09 715호에는 프레임 메모리에서 텔레비전 신호를 지연시키는 잡음감소 시스템이 공지되어 있다. 이 경우는 하나의 프레임 크기를 기억시키기 위한 디지털 메모리가 설치되어야 한다는 단점이 있다. 독일 공개공보 제 31 21 599호에는 대응하는 저역필터(이하 필터라 칭한다)가 기술되어 있다. 이 필터에서는 교란된 화소가 주위의 모든 주변 및 인접화소로 가중된다. 모든 주변 및 인접화소들은 실제 주사선의 근접화소와 앞선 주사선 및 후속 주사선으로부터의 근접한 화소이다.
본 발명의 목적은 디지털 비디오 신호에 대한 이동을 인지하여 잡음을 감소시키기 위한 단순화된 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적은 휘도신호 및 색신호중의 적어도 하나를 포함하는 디지털 비디오 신호를 위해 보정회로를 사용하는 본 발명에 의해 실현되며, 잡음 감소 시스템은 강화된(또는 향상된) 비디오 신호를 기억 및 출력하는 적어도 하나의 메모리와, 상기 적어도 하나의 메모리의 출력을 수신하여 필터링된 출력 신호를 발생시키는 필터와, 상기 필터링된 출력신호를 수신하는 보정회로와, 강화된 비디오 신호를 발생시키기 위해 상기 보정회로에 의해 발생된 보정값을 입력 비디오 신호에 가산하는 대수 가산기를 포함한다.
한 화소의 휘도를 가중(weighting)하기 위해서 인접화소가 이용된다. 인접화소는 동일 주사선에 배열된 화소이며, 하나 이상의 인접화소는 실제화소의 앞쪽에 위치하며, 실제화소의 뒤쪽에 위치한다. 앞선 필드에 속하는 화소가 또한 인접해 있다. 앞선 필드의 화소는 필드 메모리에 기억된다. 실제화소와, 동일한 주사선상의 상기 실제화소에 인접한 화소의 휘도값 및 색값이 주파수 보정회로에 직접 공급되기 때문에 프레임 메모리를 이용할 필요가 없다. 필드 메모리로부터 독출하는 동안, 각각의 제1값이 하나 의 주사선 지속시간만큼 지연되면, 서로 일정한 간격을 두고 위치한 필드의 화소가 서로 비교된다. 이런 식으로, 제1필드의 화소 사이에 배열된 제2필드의 화소의 휘도값 또는 색값에 대한 추정값이 계산될 수 있는데, 이것은 일차원 수직 필터링에 해당한다. 이 계산된 추정값은 실제필드의 화소에 대한 휘도값 또는 색값과 비교된다. 2차원 필터는 2개의 일차원 필터로 한정된다. 이동을 인지하기 위해, 실제필드와 앞선 필드의 휘도값 및 색값 사이의 비교치가 수평필터에 공급된다. 이 수평필터는 이제 하나의 주사선내에 위치한 화소의 휘도값 또는 색값만을 고려한다. 따라서, 2차원 필터는 생략될 수 있다. 일차원 필터, 즉 수평필터는 색값 또는 휘도값을 2화소만큼 지연시켜서 실제화소를 앞선 화소 및 후속화소와 비교하여, 이 비교치를 룩-업 테이블에 전송한다. 이때, 룩-업 테이블은 입력값에 따라 바람직한 출력위치를 인지하고, 가중인자 K에 따라 입력값에 출력값을 할당한다. 그러나, 이 테이블은 잡음 및 이동에 따른 판정을 형성하는 동시에 신호에지의 급경사화도 이루어지게 한다. 본 발명은 송신측 외에 수신측에서도 이용될 수 있다. 물론 송신측에서는 신호에지가 급경사화될 필요가 없다. 신호에지는 룩-업 테이블로부터의 인자는 음이 된다.
본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도에는 전기신호를 A/D 변환기(2)에 전송하는 데이터 송신장치(1)가 도시되어 있다. 디지털 신호는 A/D 변환기(2)로부터 잡음제거회로(11)를 통해 소오스 코더(3)로 전송되며, 소오스 코더(3)는 잡음이 제거된 신호를 코딩한다. 코딩된 신호는 신호에 용장성을 제공하는 채널 코더(4)로부터 전송채널(5)를 통해 채널 디코더(7)로 전송된다. 전송채널(5)은 잡음(6)에 영향을 받는다. 채널 디코더(7)는 잡음이 포함된 신호를 소오스 디코더(8)에 전송하며, 이 신호는 소오스 디코더(8)에서 디코딩된다. 디코딩된 신호는 잡음 제거 및 인핸스먼트 회로(12)를 통해 D/A 변환기(9)로 전달되어 아날로그화된다. 아날로그 신호는 데이터 싱크(10)에 공급된다. 그러나, 잡음제거회로(11)와 잡음제거 및 인핸스먼트 회로(12)가 없는 시스템이, 예를 들면 TH Aachen 기술 대학, W. Mauersberger 저 "Adaptive Transformationscodierung von digitalisierten Bildsignalen" 제하의 논문에 기술되어 있다. 상기 시스템은 데이터를 자기테이프의 불록마다 기억시키고, 영상 및/또는 음성 재생을 위해 이 데이터를 채널 및 소오스 디코딩하는 비디오 레코더에도 또한 응용 가능하다. 이 경우에, 채널(5)은 자기테이프로 대체되어진다. 채널 코더(4)에서는 전송될 디지털 신호 또는 자기테이프에 기억될 신호가 채널 코딩된다. 즉, 자기테이프에 기억될 2진 신호는 이중위상(biphase) 신호로 변환되고, 패리티 비트가 제공되어 자기테이프에 기억된다. 채널 디코더(7)에서는 이중위상 신호가 디코딩된 후 제1에러보정이 패리티 비트에 의해 이루어질 수 있다. 그러나, 데이터 송신장치(1), A/D 변환기(2), 소오스 코더(3) 및 채널 코더(4)로 구성된 데이터 시스템은 송신기를 대신할 수 있고, 채널(5)은 고주파 전송경로를 대신할 수 있으며, 채널 디코더(7), 소오스 디코더(8), D/A 변환기(9) 및 데이터 싱크(10)는 수신기, 예를 들면 텔레비전 수신기를 대신할 수 있다.
제2도는 위치 n-2, n 및 n+2에서 하나의 비디오 주사선에 있는 휘도 Hl 및 H3를 좌표계로 도시한다. 위치 n-2 내지 n+2는 화소의 위치를 표시한다. 2필드 사이에서, 예를 들면 밝은색의 자동차가 어두운 배경을 왼쪽에서 오른쪽으로 지나갈 때 자동차의 뒷면을 고려하면, 점 n-2 내지 n+2는 각각 순차적으로 밝음에서 어두움으로 변화한다. 제2b도는 제2필드를 그리고 제2c도는 제3필드를 나타낸다.
잡음 억압을 위해, 실제필드의 휘도는 앞선 필드의 휘도에 가산되어 2로 나누어진다. 여기서 발생된 몫은 실제필드와 비교된다. 즉, 차이가 형성된다. 이 차이는 잡음성분에 대한 척도이다. 이 차이가 0에 근접한다면, 잡음, 즉 원하지 않는 교란효과는 무시될 수 있다. 이 차이가 매우 크다면, 예를 들어 하얀 자동차가 어두운 배경을 지나가는 경우, 소위 루우프 효과(looping effect)가 발생한다. 이 루우프 효과는 제3도에 도시되어 있다. 제3a도는 위치 n- 1에서 다른 두 개의 최대 휘도 Hl 및 H3 사이의 평균 휘도값 H2를 도시한다. 간단한 몫의 형성에 의해 작동되는 간단한 잡음제거 회로는 위 치 n-2 및 n을 평균한 위치 n- 1를 형성하여 화소 n- 1에 대한 가상의 휘도를 지시한다. 이러한 루우프 효과는 잡음제거치료에 의해 인지되고 보정되어야 한다. 제3b도는 n+1에서 전술한 도면과 동일한 효과를 도시한다 제3a도 및 제3b도는 왼쪽에서 오른쪽으로 경사진 루우프 에지(13)를 도시한다.
제4도는 잡음제거 및/또는 인핸스먼트를 위한 회로(11) 또는 제2회로(12)의 블록 회로도를 도시한다. 인핸스먼트는 "크리스페닝(crispening)" 또는 "에지 급경사화(edge steepening)"의 기념으로도 공지되어 있다. 입력단(14)은 가산기(16)에 접속되는 8비트 데이터 라인(15)를 갖는다. 가산기(16)의 전단에 지연소자(도시안됨)가 놓여 있는데, 이 지연소자는 나머지 회로의 처리시간만큼 입력신호를 지연시킨다. 가산기(16)에서 리미터(17)로 8비트 데이터 라인이 접속된다. 리미터(17)는 디지털 신호 또는 2진 값을 0 및 255사이의 범위로 제한한다. 리미터(17)에서 메모리(18)로 8비트 데이터 라인이 접속된다. 메모리(18)는 자유롭게 어드레스될 수 있으며, 바람직하게 Electronic Inc.사에 의해 제조된 nRAM 모듈 EDH 84 H 64 C-5-55로 구성될 수 있으며, 이것은 64k×4비트의 기억용량을 가지며, 여기서 n은 거의 7의 크기를 가진다. 하나의 화상크기는 라인당 720개의 화소와 필드당 288 라인을 기초로 하고 있다. 메모리(18)에서 출력단(19)으로 8비트 데이터 라인이 접속된다. 동시에, 상기 8비트 데이터라인이 라인 메모리(20)(이하 라인버퍼라 칭한다)에 접속된다. 이 라인버퍼(20)는 바람직하게 2k×8비트 용량을 가진 RAM으로도 구성될 수 있다. 이 메모리는 바람직하게 Harris사에 의해 제조된 모듈 HM 65162로 구성될 수도 있다. 더욱이, 필드 메모리(18)의 8비트 데이터 라인은 가산기(21)에 접속되며, 이 가산기(21)에는 라인버퍼(20)의 출력으로부터의 추가 8비트 데이터 라인이 접속된다. 따라서, 필드 메모리(18) 및 라인버퍼(20)로부터의 2진 값은 가산기(21)에서 가산되며, 상기 2진 값은 하나의 필드에서 서로 일정한 간격을 두고 위치하는 2개의 라인의 휘도에 대한 척도이다. 따라서, 라인버퍼(20), 가산기(21) 및 제산기(22)는 수직필터링을 실행한다. 가산기(21)에서 제산기(22)로 9비트 데이터 라인이 접속된다. 제산기(22)에 도시된 바와 같이, 제산은 최하위 비트가 고려되지 않으며, 제9라인이 감산기(23)에 접속되지 않고 개방되는 2진 신호로 실현될 수 있다. 입력단(14)으로부터의 8비트 데이터 라인(15)은 감산기(23)에 직접 접속된다. 감산기(23)에서, 입력단(14)에 존재하는 실제필드의 값은 가산기(21)로부터의 입력되는 값으로 감산된다. 따라서, 감산기(23)는 이들의 차이, 즉 8비트 및 시그넘 비트에 대한 9비트 데이터 라인은 감산기(23)에서 수평필터(24)로 접속된다. 9비트 데이터 라인을 통해 도달되는 9비트에서 시그넘 비트인 제1비트는 절대값 형성기(25)에 의해 무시된다. 나머지 8비트를 2로 나눔으로써 최종 비트인 최하위 비트는 또한 무시될 수 있다. 두 개의 최상위 비트가 무시된다면, 0 및 31 사이의 값으로 제한될 수 있다. 리미터 및 절대값 형성기(25)로부터 보정회로(26)(이하 룩-업 테이블이라 칭한다)에 5비트 데이터 라인이 접속된다. 또한, 8비트 및 시그넘 비트에 대한 9비트 데이터 라인은 감산기(24)에서 제2리미터 및 절대값 형성기(27)에 접속된다. 제2리미터 및 절대값 형성기의 전단에 지연소자(도시안됨)가 설치되어 필터(24)에서의 지연을 보정한다. 제2리미터 및 절대값 형성기(27)는 8비트 데이터 라인에 도달된 비트를 2로 나눈다. 즉, 최하위 비트를 무시하고 절대값을 형성한다. 즉, 시그넘을 무시한다. 시그넘을 가진 데이터 라인은 모듈(28)로 계속 접속된다. 제2리미터 및 절대값 형성기(27)에서 룩-업 테이불(26)로 6비트 데이터 라인이 접속된다. 이때, 시그넘 비트, 최하위 비트 및 최상위 비트는 고려되지 않는다. 룩-업 테이블(26)은 2k×8비트를 가진 PROM 메모리 모듈을 가지며, National사에 의해 제조된 모듈 87S191로 형성된다. 룩-업 테이블의 내용은 다음 컴퓨터 프로그램으로 기술될 수 있다.
Figure kpo00001
11비트로 이루어진 어드레스하에서, 절대값 형성기 및 리미터(25,27)에 의해 한 번은 5비트, 그리고 한 번은 6비트가 공급되어 8비트 출력값이 출력되며, 이 출력값은 가산기(16)에 계속 공급된다. 모듈(28)에서는 감산기(23)의 시그넘 비트가 다시 가산된다. 가산기 및 감산기(16,21,23)는 각각 2개의 모듈 74F382로 형성된다. 절대값 형성기 및 리미터(25,27)는 실제적인 면에서 회로가 아니라, 데이터 라인이 접속되어 있지 않거나 또는 사용되지 않는다는 것을 나타낸다. 모듈(18, 20-22 및 23-27)은 2차원 필터를 대신한다. 모듈(16 및 28)은 가산기/감산기(F382)로 결합될 수 있으며, 이 가산기/감산기에서는 시그넘 라인이 산술연산을 제어한다.
제5도는 필터(24)의 구조를 도시한다. 입력단(33)으로부터의 8비트 및 시그넘 비트에 대한 9비트 데이터 라인(30)은 입력단(33)에서 지연소자(32) 및 가산기(31)로 접속된다. 지연소자(32)는 휘도 및 색의 차이에 대한 척도인 2진 데이터를 2화소만큼 지연시킨다. 이것을 위해 LS 374형의 3개의 8진 지연플립플롭이 사용된다. 가산기(31)는 모듈 74F382로 구성된다. 3개의 연속적인 화소(42,43,44)에 속하는 3개의 연속적인 값에서, 수평필터는 3개중의 2개의 외부값(43,44)을 가중하며, 중간값(42)은 고려하지 않는다. 따라서, 중간화소 n에 대해서는 FILTEROUT 값이 주어지는데, 이 FILTEROUT값은 다음 방정식에 따라 계산된다.
실제 화소번호 N
FILTEROUT= INT(화소차이 (N-1) +화소차이 (n+1) )
가산은 가산기(31)에서 이루어진다. 따라서, 출력단(34)에서는 합계가 9비트 데이터 라인으로 출력된다.
제6도는 좌표계의 곡선으로 잡음제거회로(11)와 잡음제거 및 인핸스먼트 회로(12) 사이의 차이를 나타낸다. 절대값 형성기 및 리미터(25)로부터 얻어진 차이는 횡좌표상에 표시되어 있다. 이러한 차이는 가중인자 k로 나타난다. 인자 k는 룩-업 테이블(26)에 기억되어 있고 상술된 프로그램에 따라 계산될 수 있다. 잡음제거회로(11)에서, 21보다 큰 차이에 대한 곡선(35)은 횡좌표상의 곡선(36)으로 연장되며, 음의 영역으로 하강하지 않는다. 에지 경사화 또는 크리스페빙 또는 인핸스먼트를 가진 잡음제거 및/또는 인핸스먼트회로(12)에서, 곡선(35)은 21보다 큰 차이에서 음이 되어 음의 값을 출력한다. 인자 k에 따라 차이는 입력신호에 가중되거나 또는 곱해지며 가산된다.
제7도는 전자빔이 제1필드(Tb1)와 제2필드(Tb2)에 속하는 비디오 라인(38)상에서 스위프되는 텔레비전 스크린을 도시한다. 제1필드의 2개의 다른 라인에서 서로 일정한 간격을 두고 위치하는 2개의 화소(39) 및 (40)에 속하는 2개의 최도값 및/또는 색값으로부터, 두 개의 화소(39) 및 (40) 사이에 놓인 제2필드(Tb2)의 화소(41)의 휘도값 및/또는 색값에 대한 추정값이 계산된다. 이러한 계산은 블록(20-22)에서 이루어진다. 화소(42)는 앞선 화소(43) 및 후속 화소(44)의 휘도값 또는 색치를 기초로 하여 구해진 인자 k로 가중된다. 회로소자(24내지 25)에서 상기 가중이 실현된다.

Claims (11)

  1. 강화된 비디오 신호를 기억 및 출력하는 적어도 하나의 메모리(18)와, 상기 적어도 하나의 메모리 수단의 출력을 수신하여 필터링된 출력신호를 발생시키는 필터(20-22)와, 필터링된 출력신호 및 입력 신호 사이에 차이신호를 형성하기 위한 신호차이 형성수단(23)과, 상기 차이신호를 수신하는 보정회로(26)와, 강화된 비디오신호를 발생시키기 위해 상기 보정회로에 의해 발생된 보정신호를 입력 비디오신호에 가산하는 대수 가산기(16)를 포함하는, 적어도 하나의 휘도 및 색신호를 가진 디지털 영상신호를 위한 잡음감소 시스템에 있어서, 상기 보정회로(26)는 상기 차이신호에 인자 k를 가중하며, 상기 인자 k는 양 및 음의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정회로(26)는 휘도값 또는 색값의 차이 또는 합계를 인자 k로 승산하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보정회로(26)는 실제화소(42) 앞의 하나 또는 다수의 화소(43) 및 실제화소(42) 뒤의 하나 또는 다수의 화소(44)의 휘도값 또는 색값(H1,H2,H3)의 차이 또는 합계를 가중하는 수평필터(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터(20-22)는 제1필드(Tb1)의 두 개 또는 다수의 연속하는 라인에 있는 2개 또는 다수의 서로 일정한 간격을 두고 위치하는 화소(39,40)의 색값 또는 휘도값(H1,H2,H3)을 가중하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수직필터(20-22)는 제1필드의 휘도값 또는 색값(H1.H2,H3)을 제1필드의 화소(39,40) 사이에 놓인 제2필드의 화소(41)의 휘도값 또는 색값에 대한 추정값으로 가중하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  6. 제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 메모리(18)는 필드(Tb1,Tb2)의 화소(39-41)의 휘도값 또는 색값(H1,H2,H3)을 기억하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  7. 강화된 비디오신호를 기억 및 출력하는 적어도 하나의 메모리(18)와, 상기 적어도 하나의 메모리의 출력을 수신하여 필터링된 출력신호를 발생시키는 필터(20-22)와, 필터링된 출력신호 및 입력신호 사이에 차이를 형성하는 신호차이 형성수단과, 상기 차이신호를 수신하는 보정회로(26) 및 강화된 비디오신호를 발생시키기 위해 상기 보정회로에 의해 발생된 보정신호를 입력 비디오신호에 가산하는 대수가산기(16)를 포함하는, 휘도신호 및 색신호중의 적어도 하나를 가진 디지털 비디오신호를 위한 잡음감소 시스템에 있어서, 상기 보정회로(26)는 실제화소 전의 적어도 하나의 화소(43) 및 실제화소 후의 적어도 하나의 화소(44)에 대한 비디오신호의 값을 가중하는 수평필터(24)를 포함하고 있고, 비디오신호 값의 대수합에 인자 k를 가중하며, 상기 인자 k는 양 및 음의 값을 가지는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 필터(20-22)는 제1필드(Tb1)의 2개 또는 다수의 연속하는 라인에 있는 2개 또는 가수의 서로 일정한 간격을 두고 위치한 화소(39.40)의 색값 또는 휘도값(H1,H2,H3)을 가중하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수직필터(20-22)는 제1필드의 휘도값 또는 색값(H1,H2,H3)을 제1필드의 화소(39,40) 사이에 놓인 제2필드의 화소(41)의 휘도값 또는 색값에 대한 추정값으로 가중하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 메모리(18)는 필드(Tb1,Tb2)의 화소(39-41)의 휘도값 또는 색값을 기억하는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
  11. 제7항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정 회로(26)는 휘도값 또는 색값의 차이 또는 합계를 인자 k로 가중하거나 승산하고, 상기 인자 k는 양의 값 및 음의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 잡음감소 시스템.
KR1019880700137A 1986-06-07 1987-05-30 잡음감소 시스템 KR960005481B1 (ko)

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DEP3619222.8 1986-06-07
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