TW201401857A - 雜訊降低裝置以及雜訊降低方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種雜訊降低裝置以及雜訊降低方法，該雜訊降低裝置，包括一直流移除單元移除一亮度訊號之一直流成分、一第一小波轉換單元對該直流移除單元的一輸出執行一小波轉換以輸出一第一低頻帶及一高頻帶訊號、一第一低頻帶及一高頻帶雜訊估測單元估測一第一低頻帶及一高頻帶雜訊值、一第一低頻帶及一高頻帶軟臨界值處理單元根據第一低頻帶及高頻帶雜訊值形成一第一低頻帶及一高頻帶雜訊降低訊號、以及一第一反小波轉換單元對該第一低頻帶及高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換。本發明能降低或移除亮度訊號中的雜訊。

Description

雜訊降低裝置以及雜訊降低方法

本發明係關於一種雜訊降低裝置及方法，特別是有關一種用於一亮度訊號的雜訊降低裝置及方法。

類比電視中，一複合影像訊號(composite video signal)包括一亮度訊號(Y)以及一色度訊號(C)。梳形濾波器通常用於將該複合影像訊號分離出亮度訊號以及色度訊號，分離出亮度訊號以及色度訊號的過程稱為Y/C分離(Y/C separation)。

在類比電視中，降低亮度訊號中的雜訊是很重要的課題，一般來說，是利用濾波器降低或移除亮度訊號中的雜訊，然而，濾波器並不能適應性地降低雜訊，更明確地說，當降低或移除雜訊的效果很強時，亮度訊號也會被破壞，也就是說，包括該亮度訊號的影像或模糊不清(blurred)；相對地，當降低或移除雜訊的效果很弱時，雜訊仍會存在並影響亮度訊號。簡言之，濾波器不能根據雜訊強度來降低或移除雜訊。

因此，需要提出解決方法來避免上述不能根據雜訊強度來降低或移除雜訊的問題。

本發明之一目的係提供一種雜訊降低裝置及方法。

本發明之一種雜訊降低裝置包括一直流移除單元、一第一小波轉換單元、一第一低頻帶雜訊估測單元、一第一低頻帶軟臨界值處理單元、一第一高頻帶雜訊估測單元、一第一高頻帶軟臨界值處理單元以及一第一反小波轉換單元。在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有一亮度訊號。該直流移除單元接收該亮度訊號並移除該亮度訊號之一直流成分。該第一小波轉 換單元對該直流移除單元的一輸出執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號以及一第一高頻帶訊號。該第一低頻帶雜訊估測單元估測並輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值。當該第一低頻帶訊號之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值時，該第一低頻帶軟臨界值處理單元將該第一低頻帶訊號之一正成分減去該第一低頻帶雜訊值並將該第一低頻帶雜訊值加至該第一低頻帶訊號之一負成分以形成一第一低頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一低頻帶訊號之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值時，該第一低頻帶軟臨界值處理單元將該第一低頻帶訊號設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號。該第一高頻帶雜訊估測單元估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值。當該第一高頻帶訊號之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值時，該第一高頻帶軟臨界值處理單元將該第一高頻帶訊號之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值並將該第一高頻帶雜訊值加至該第一高頻帶訊號之一負成分以形成一第一高頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一高頻帶訊號之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值時，該第一高頻帶軟臨界值處理單元將該第一高頻帶訊號設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號。該第一反小波轉換單元對該第一低頻帶雜訊降低訊號與該第一高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號。

於本發明之一種雜訊降低方法中，在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有一亮度訊號。該雜訊降低方法包括：接收該亮度訊號；移除該亮度訊號之一直流成分；對該已移除直流成分的亮度訊號執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號以及一第一高頻帶訊號；估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值；估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值；當該第一 低頻帶訊號之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號之一正成分減去該第一低頻帶雜訊值並將該第一低頻帶雜訊值加至該第一低頻帶訊號之一負成分以形成一第一低頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一低頻帶訊號之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號；當該第一高頻帶訊號之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值並將該第一高頻帶雜訊值加至該第一高頻帶訊號之一負成分以形成一第一高頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一高頻帶訊號之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號；以及對該第一低頻帶雜訊降低訊號與該第一高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號。

根據本發明之雜訊降低裝置及雜訊降低方法能夠根據雜訊強度來降低或移除雜訊。更明確地說，本發明之雜訊降低裝置及雜訊降低方法能藉由適應性地估測雜訊來達成降低或移除雜訊的目的。

以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。

第1圖係繪示根據本發明第一實施例之雜訊降低裝置。該雜訊降低裝置包括一直流(direct current)移除單元100、一第一小波轉換(wavelet transform)單元102、一第一低頻帶雜訊估測單元104、一第一高頻帶雜訊估測單元106、一第一低頻帶軟臨界值(soft threshold)處理單元108、一第一高頻帶軟臨界值處理單元110以及一第一反小波轉換(inverse wavelet transform，或稱為逆小波轉換)單元112。

該直流移除單元100接收一亮度訊號LU並移除該亮度訊號LU之一直流成分。在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有該亮度訊號LU以及一色度訊號(未圖示)。該亮度訊號LU可以為一三維梳型濾波器(3D comb filter)產生的三維亮度訊號或一非三維梳型濾波器(non-3D comb filter)產生的非三維亮度訊號。三維與非三維梳型濾波器為本領域所屬技術人員所熟知，此不多加贅述。該直流移除單元100可以為一帶通濾波器或一高通濾波器。

該第一小波轉換單元102對該直流移除單元100的一輸出執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號L1以及一第一高頻帶訊號H1。請參閱第1圖以及第2圖，第2圖係繪示第1圖之第一小波轉換單元102的實施例。該第一小波轉換單元102包括兩第一分析濾波器(analysis filter)1020、1022以及兩第一降頻單元(downsampling unit)1024、1026。該等第一分析濾波器1020、1022如第4A圖所示彼此正交(orthogonal)。該第一分析濾波器1020通過該直流移除單元100之該輸出的低頻帶成分並濾除該直流移除單元100之該輸出的高頻帶成分。該第一分析濾波器1022通過該直流移除單元100之該輸出的高頻帶成分並濾除該直流移除單元100之該輸出的低頻帶成分。該第一降頻單元1024電性耦接至該第一分析濾波器1020，用於將該第一分析濾波器1020之一輸出的頻率減半並輸出該第一低頻帶訊號L1。該第一降頻單元1026電性耦接至該第一分析濾波器1022，用於將該第一分析濾波器1022之一輸出的頻率減半並輸出該第一高頻帶訊號H1。

請再參閱第1圖，該第一低頻帶雜訊估測單元104估測並輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值NL1，該第一高頻 帶雜訊估測單元106估測並輸出該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值NH1，更明確地說，該第一低頻帶雜訊值NL1為一訊號S的一低頻帶成分雜訊，該第一高頻帶雜訊值NH1為該訊號S的一高頻帶成分雜訊，該訊號S與該亮度訊號是在同圖框同圖場，該訊號S將於稍後詳述。

該第一低頻帶軟臨界值處理單元108電性耦接至該第一小波轉換單元102與該第一低頻帶雜訊估測單元104，用於根據該第一低頻帶雜訊值NL1對該第一低頻帶訊號L1執行一軟臨界值操作並輸出一第一低頻帶雜訊降低訊號RL1。軟臨界值操作是指當該第一低頻帶訊號L1之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值NL1時，將該第一低頻帶訊號L1之一正成分(positive component)減去該第一低頻帶雜訊值NL1並將該第一低頻帶雜訊值NL1加至該第一低頻帶訊號L1之一負成分(negative component)以形成該第一低頻帶雜訊降低訊號RL1；當該第一低頻帶訊號L1之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值NL1時，將該第一低頻帶訊號L1設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號RL1。

更明確地說，當該第一低頻帶訊號L1大於該第一低頻帶雜訊值NL1時，該第一低頻帶軟臨界值處理單元108藉由將該第一低頻帶訊號L1之該正成分減去該第一低頻帶雜訊值NL1並將該第一低頻帶雜訊值NL1加至該第一低頻帶訊號L1之該負成分來降低該第一低頻帶雜訊值NL1，當該第一低頻帶訊號L1小於該第一低頻帶雜訊值NL1時，該第一低頻帶軟臨界值處理單元108將該第一低頻帶訊號L1設為零來降低該第一低頻帶雜訊值NL1，也就是說，該第一低頻帶雜訊降低訊號RL1為零。

同樣的方式，該第一高頻帶軟臨界值處理單元110電性耦接至該第一小波轉換單元102與該第一高頻帶雜訊估測單元106，用於根據該第一高頻帶雜訊值NH1對該第一高頻帶訊號H1執行一軟臨界值操作並輸出一第一高頻帶雜訊降低訊號RH1。當該第一高頻帶訊號H1之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值NH1時，將該第一高頻帶訊號H1之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值NH1並將該第一高頻帶雜訊值NH1加至該第一高頻帶訊號H1之一負成分以形成該第一高頻帶雜訊降低訊號RH1；當該第一高頻帶訊號H1之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值NH1時，將該第一高頻帶訊號H1設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號RH1。

更明確地說，當該第一高頻帶訊號H1大於該第一高頻帶雜訊值NH1時，該第一高頻帶軟臨界值處理單元110藉由將該第一高頻帶訊號H1之該正成分減去該第一高頻帶雜訊值NH1並將該第一高頻帶雜訊值NH1加至該第一高頻帶訊號H1之該負成分來降低該第一高頻帶雜訊值NH1，當該第一高頻帶訊號H1小於該第一高頻帶雜訊值NH1時，該第一高頻帶軟臨界值處理單元110將該第一高頻帶訊號H1設為零來降低該第一高頻帶雜訊值NH1，也就是說，該第一高頻帶雜訊降低訊號RH1為零。

總而言之，該第一低頻帶與高頻帶軟臨界值處理單元108、110係分別用於迫使該第一低頻帶與高頻帶雜訊值NL1、NH1逼近為零來降低其值。

該第一反小波轉換單元112電性耦接至該第一低頻帶軟臨界值處理單元108與該第一高頻帶軟臨界值處理單元110。該第一反小波轉換單元112對該第一低頻帶雜訊降低訊號RL1與 該第一高頻帶雜訊降低訊號RH1執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號R1。

請參閱第1圖以及第3圖，第3圖係繪示第1圖之第一反小波轉換單元112的實施例。該第一反小波轉換單元112包括兩第一升頻單元(upsampling unit)1120、1122、兩第一合成濾波器(synthesis filter)1124、1126以及一第一加法單元1128。該等第一合成濾波器1124、1126如第4B圖所示彼此正交。該第一升頻單元1120電性耦接至該第一低頻帶軟臨界值處理單元108，用於將該第一低頻帶雜訊降低訊號RL1的頻率加倍(即2倍)。該第一升頻單元1122電性耦接至該第一高頻帶軟臨界值處理單元110，用於將該第一高頻帶雜訊降低訊號RH1的頻率加倍(即2倍)。該第一合成濾波器1124通過該第一升頻單元1120之一輸出的低頻帶成分並濾除該第一升頻單元1120之該輸出的高頻帶成分。該第一合成濾波器1126通過該第一升頻單元1122之一輸出的高頻帶成分並濾除該第一升頻單元1122之該輸出的低頻帶成分。最後，該第一加法單元1128將該第一合成濾波器1124之一輸出與該第一合成濾波器1126相加以輸出該結果亮度訊號R1。第1圖的亮度訊號LU經過本發明處理後，該結果亮度訊號R1中的雜訊已經移除或降低。

請參閱第5圖，第5圖係繪示美國國家電視標準協會(National Television System Committee；NTSC)標準之垂直空白時間(vertical blank timing)。根據美國國家電視標準協會標準，該圖框(frame)由兩個圖場(field)組成，且該兩個圖場分別包括262條與263條掃描線。此外，美國國家電視標準協會標準定義某些掃描線是未包含資料(資料包括第1圖之亮度訊號LU)的。舉例來說，在一空白線區域A中，某些掃描線是未包含資 料的，該等未包含資料的掃描線包括垂直同步(vertical-sync)、等化脈波(equalizing pulses)等等。為了便於描述，以下將未包含資料的掃描線稱為空白線(blank lines)。要說明的是，垂直遮沒期(Vertical Blanking Interval；VBI)訊號可能會出現在該空白線區域A的某些掃描線，而在某些掃描線的垂直遮沒期訊號不能用於本發明中。

請參閱第6A圖以及第6B圖，第6A圖係繪示一不具有雜訊的空白線(即空白線的理想情況)，第6B圖係繪示一具有雜訊N的空白線。當空白線不具有雜訊時，空白線應如第6A圖所示呈平坦狀，相反地，當空白線具有雜訊時，空白線應如第6B圖所示呈不平坦狀，也就是說，可以在空白線中發現其他訊號存在。本發明藉由觀測空白線是否呈平坦狀來估測第1圖之該第一低頻帶雜訊值NL1與該第一高頻帶雜訊值NH1。

請參閱第7圖，第7圖係繪示相位交互線(Phase Alternation by Line；PAL)標準之垂直空白時間。與美國國家電視標準協會標準相同，在一相位交互線標準的空白線區域B中，某些掃描線是未包含資料的，因此，本發明能藉由觀測相位交互線標準之該等某些掃描線的至少一者是否呈平坦狀來估測第1圖之該該第一低頻帶雜訊值NL1與該第一高頻帶雜訊值NH1。

請參閱第1圖以及第8圖，第8圖係繪示第1圖之第一低頻帶雜訊估測單元104的方塊圖。該第一低頻帶雜訊估測單元104包括一第一雜訊估測直流移除單元1040、一第一雜訊估測濾波器1042以及一第一雜訊估測處理單元1044。

該第一雜訊估測直流移除單元1040接收該圖場的至少一空白線中的該訊號S，如上所述，該空白線為不具有該亮度訊號LU的掃描線，更明確地說，該訊號S是位於第5圖空白線 區域A的空白線中或第7圖空白線區域B的空白線中。該第一雜訊估測直流移除單元1040移除該訊號S之一直流成分。

該第一雜訊估測濾波器1042電性耦接至該第一雜訊估測直流移除單元1040，該第一雜訊估測濾波器1042通過該第一雜訊估測直流移除單元1040之一輸出的低頻帶成分並濾除該第一雜訊估測直流移除單元1040之該輸出的高頻帶成分。

該第一雜訊估測處理單元1044電性耦接至該第一雜訊估測濾波器1042，該第一雜訊估測處理單元1044估測該第一雜訊估測濾波器1042之一輸出的雜訊以產生並輸出該第一低頻帶雜訊值NL1，亦即估測該空白線的雜訊。例如該第一雜訊估測處理單元1044產生複數個該第一雜訊估測濾波器1042之該輸出的絕對值，然後該第一雜訊估測處理單元1044找出該圖場一個N點循環(N-point cycle)中的一個最大值，並累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值，N為正整數，該亮度訊號LU的取樣頻率(sampling frequency)通常設定為N×Fsc，N點取決於N×Fsc的取樣頻率而定，Fsc為該亮度訊號LU的載波頻率。找出該圖場N點循環中的最大值的目的在於避免絕對值過小，當絕對值過小時，該第一雜訊估測處理單元1044所估測的第一低頻帶雜訊值NL1會不準確。於一實施例中，無限脈衝響應濾波器(infinite impulse response filter)可以用於累積該圖場的最大值。

第1圖之第一高頻帶雜訊估測單元106與第8圖之第一低頻帶雜訊估測單元104具有相同元件，此不多加贅述。該第一低頻帶雜訊估測單元104與該第一高頻帶雜訊估測單元106的差異在於該第一低頻帶雜訊估測單元104處理該訊號S的低頻帶成分，而該第一高頻帶雜訊估測單元106處理該訊號S的高 頻帶成分。

第8圖之第一低頻帶雜訊估測單元104的第一雜訊估測濾波器1042對應至第2圖之第一分析濾波器1020，也就是說，第8圖之第一雜訊估測濾波器1042與第2圖之第一分析濾波器1020操作在相同頻帶(即第一低頻帶)，同理，第1圖之第一高頻帶雜訊估測單元106的第一雜訊估測濾波器(未圖示)與第2圖之第一分析濾波器1022操作在相同頻帶(即第一高頻帶)。

請參閱第9A圖至第11B圖，第9A圖係繪示具有雜訊的亮度訊號的波形，第9B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號經過小波轉換與反小波轉換後的波形，第10A圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的低頻帶成分波形，第10B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的高頻帶成分波形，更明確地說，第10A圖與第10B圖分別顯示第1圖中，該直流移除單元100之該輸出經過該第一小波轉換單元102處理後的波形，第11A圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的低頻帶成分經過第1圖之第一低頻帶軟臨界值處理單元108處理後的波形，第11B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的高頻帶成分經過第1圖之第一高頻帶軟臨界值處理單元110處理後的波形。對於低頻帶成分而言，第11A圖部分取樣點的振幅小於第10A圖部分取樣點的振幅，表示該等部分取樣點的雜訊已降低。對於高頻帶成分而言，第11B圖部分取樣點的振幅小於第10B圖部分取樣點的振幅，表示該等部分取樣點的雜訊已降低。

請參閱第12圖，第12圖係繪示根據本發明第二實施例之雜訊降低裝置。與第1圖之第一實施例的雜訊降低裝置相比，第二實施例之雜訊降低裝置進一步包括一第二小波轉換單元122、一第二低頻帶雜訊估測單元124、一第二高頻帶雜訊估測 單元126、一第二低頻帶軟臨界值處理單元128、一第二高頻帶軟臨界值處理單元130以及一第二反小波轉換單元132。

於本實施例中，該第二小波轉換單元122對該第一低頻帶軟臨界值處理單元108的輸出(即第1圖的第一低頻帶雜訊降低訊號RL1)執行一小波轉換，以輸出一第二低頻帶訊號以及一第二高頻帶訊號。更明確地說，該第一小波轉換單元102將該亮度訊號LU分成第1圖的第一低頻帶訊號L1與第一高頻帶訊號H1，該第二小波轉換單元122進一步將該第一低頻帶軟臨界值處理單元108的輸出(即第1圖的第一低頻帶雜訊降低訊號RL1)分成第二低頻帶訊號及第二高頻帶訊號。

該第二低頻帶雜訊估測單元124、該第二高頻帶雜訊估測單元126與該第一低頻帶雜訊估測單元104、該第一高頻帶雜訊估測單元106具有相同功能。該第二低頻帶軟臨界值處理單元128、該第二高頻帶軟臨界值處理單元130與該第一低頻帶軟臨界值處理單元108、該第一高頻帶軟臨界值處理單元110具有相同功能。詳細描述可以參考第1圖之第一實施例，此不多加贅述。

該第二反小波轉換單元132對該第二低頻帶軟臨界值處理單元128之一輸出與該第二高頻帶軟臨界值處理單元130之一輸出執行一反小波轉換。該第一反小波轉換單元112電性耦接至該第二反小波轉換單元132與該第一高頻帶軟臨界值處理單元110。該第一反小波轉換單元112對該第二反小波轉換單元132之一輸出與該第一高頻帶軟臨界值處理單元110之該輸出執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號R1’。

於第12圖之第二實施例中，該第一低頻帶軟臨界值處理單元108的輸出(即該亮度訊號LU的低頻帶成分)進一步分成 低頻帶成分與高頻帶成分。於另一實施例中，該第一高頻帶軟臨界值處理單元110的輸出(即該亮度訊號LU的高頻帶成分)可以進一步分成低頻帶成分與高頻帶成分。於又一實施例中，該第一低頻帶軟臨界值處理單元108的輸出與該第一高頻帶軟臨界值處理單元110的輸出可以分別分成低頻帶成分與高頻帶成分。

第1圖之第一實施例的亮度訊號LU分成一階(stage)子頻帶，第12圖之第二實施例的亮度訊號LU分成兩階子頻帶，簡言之，本發明能根據需要將亮度訊號LU分成複數階子頻帶。

請參閱第13圖，第13圖係繪示根據本發明實施例之雜訊降低方法的流程圖。

於該雜訊降低方法中，在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有一亮度訊號以及一色度訊號。本發明之雜訊降低方法包括下列步驟。

於步驟S1300中，接收該亮度訊號。該亮度訊號可以為一三維梳型濾波器產生的三維亮度訊號或一非三維梳型濾波器產生的非三維亮度訊號。

於步驟S1310中，移除該亮度訊號之一直流成分。

於步驟S1320中，對該已移除直流成分的亮度訊號執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號以及一第一高頻帶訊號。該步驟包括：通過該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分的頻率減半；以及通過該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分的頻率減半。

於步驟S1330中，估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值。該步驟包括：接收該圖場的至少一空白線中的一訊號並移除該訊號之一直流成分，其中該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；通過該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分並濾除該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的雜訊以產生該第一低頻帶雜訊值。

上述估測該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的雜訊以產生該第一低頻帶雜訊值的步驟包括：產生複數個該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環中的一個最大值；以及累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值，N為正整數，N點取決於該亮度訊號的取樣頻率而定。

於步驟S1340中，估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值。該步驟包括：接收該圖場的該至少一空白線中的該訊號並移除該訊號之直流成分，其中該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；通過該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分並濾除該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的雜訊以產生該第一高頻帶雜訊值。

上述估測該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的雜訊以產生該第一高頻帶雜訊值的步驟包括：產生複數個該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環中的一個最大值；以及累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值，N為正整數，N點取決於該亮度訊號的取樣頻率而定。

於步驟S1350中，當該第一低頻帶訊號之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號之一正成分減去該第一低頻帶雜訊值並將該第一低頻帶雜訊值加至該第一低頻帶訊號之一負成分以形成一第一低頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一低頻帶訊號之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號。

於步驟S1360中，當該第一高頻帶訊號之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值並將該第一高頻帶雜訊值加至該第一高頻帶訊號之一負成分以形成一第一高頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一高頻帶訊號之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號。

於步驟S1370中，對該第一低頻帶雜訊降低訊號與該第一高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號。該步驟包括：將該第一低頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍(即2倍)，通過該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分並濾除該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分；將該第一高頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍(即2倍)，通過該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分並濾除該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分；以及將該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分與該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分相加以輸出該結果亮度訊號。

根據本發明之雜訊降低裝置及雜訊降低方法能夠根據雜訊強度來降低或移除雜訊。當雜訊較強時，本發明能強力地降低雜訊，當雜訊較弱時，本發明能輕微地降低雜訊，因此能藉 由適應性地估測雜訊來達成降低或移除雜訊的目的。

本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧直流移除單元

102‧‧‧第一小波轉換單元

104‧‧‧第一低頻帶雜訊估測單元

106‧‧‧第一高頻帶雜訊估測單元

108‧‧‧第一低頻帶軟臨界值處理單元

110‧‧‧第一高頻帶軟臨界值處理單元

112‧‧‧第一反小波轉換單元

122‧‧‧第二小波轉換單元

124‧‧‧第二低頻帶雜訊估測單元

126‧‧‧第二高頻帶雜訊估測單元

128‧‧‧第二低頻帶軟臨界值處理單元

130‧‧‧第二高頻帶軟臨界值處理單元

132‧‧‧第二反小波轉換單元

1020、1022‧‧‧第一分析濾波器

1024、1026‧‧‧第一降頻單元

1120、1122‧‧‧第一升頻單元

1124、1126‧‧‧第一合成濾波器

1128‧‧‧第一加法單元

1040‧‧‧第一雜訊估測直流移除單元

1042‧‧‧第一雜訊估測濾波器

1044‧‧‧第一雜訊估測處理單元

A、B‧‧‧空白線區域

H1‧‧‧第一高頻帶訊號

L1‧‧‧第一低頻帶訊號

LU‧‧‧亮度訊號

N‧‧‧雜訊

NL1‧‧‧第一低頻帶雜訊值

NH1‧‧‧第一高頻帶雜訊值

R1、R1’‧‧‧結果亮度訊號

RL1‧‧‧第一低頻帶雜訊降低訊號

RH1‧‧‧第一高頻帶雜訊降低訊號

S‧‧‧訊號

S1300~S1370‧‧‧步驟

第1圖係繪示根據本發明第一實施例之雜訊降低裝置；第2圖係繪示第1圖之第一小波轉換單元的實施例；第3圖係繪示第1圖之第一反小波轉換單元的實施例；第4A圖係繪示第2圖之第一分析濾波器彼此正交；第4B圖係繪示第3圖之第一合成濾波器彼此正交；第5圖係繪示美國國家電視標準協會標準之垂直空白時間；第6A圖係繪示一不具有雜訊的空白線；第6B圖係繪示一具有雜訊的空白線；第7圖係繪示相位交互線標準之垂直空白時間；第8圖係繪示第1圖之第一低頻帶雜訊估測單元的方塊圖；第9A圖係繪示具有雜訊的亮度訊號的波形；第9B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號經過小波轉換與反小波轉換後的波形；第10A圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的低頻帶成分波形；第10B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的高頻帶成分波形；第11A圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的低頻帶成分經過第1圖之第一低頻帶軟臨界值處理單元處理後的波形； 第11B圖係繪示該具有雜訊的亮度訊號的高頻帶成分經過第1圖之第一高頻帶軟臨界值處理單元處理後的波形；第12圖係繪示根據本發明第二實施例之雜訊降低裝置；以及第13圖係繪示根據本發明實施例之雜訊降低方法的流程圖。

100‧‧‧直流移除單元

102‧‧‧第一小波轉換單元

104‧‧‧第一低頻帶雜訊估測單元

106‧‧‧第一高頻帶雜訊估測單元

108‧‧‧第一低頻帶軟臨界值處理單元

110‧‧‧第一高頻帶軟臨界值處理單元

112‧‧‧第一反小波轉換單元

H1‧‧‧第一高頻帶訊號

L1‧‧‧第一低頻帶訊號

LU‧‧‧亮度訊號

NL1‧‧‧第一低頻帶雜訊值

NH1‧‧‧第一高頻帶雜訊值

R1‧‧‧結果亮度訊號

RL1‧‧‧第一低頻帶雜訊降低訊號

RH1‧‧‧第一高頻帶雜訊降低訊號

S‧‧‧訊號

Claims (19)

1. 一種雜訊降低裝置，在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有一亮度訊號，該雜訊降低裝置包括：一直流移除單元，接收該亮度訊號並移除該亮度訊號之一直流成分；一第一小波轉換單元，對該直流移除單元的一輸出執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號以及一第一高頻帶訊號；一第一低頻帶雜訊估測單元，估測並輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值；一第一低頻帶軟臨界值處理單元，當該第一低頻帶訊號之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號之一正成分減去該第一低頻帶雜訊值並將該第一低頻帶雜訊值加至該第一低頻帶訊號之一負成分以形成一第一低頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一低頻帶訊號之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號；一第一高頻帶雜訊估測單元，估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值；一第一高頻帶軟臨界值處理單元，當該第一高頻帶訊號之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值並將該第一高頻帶雜訊值加至該第一高頻帶訊號之一負成分以形成一第一高頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一高頻帶訊號之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號；以及一第一反小波轉換單元，對該第一低頻帶雜訊降低訊號與 該第一高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雜訊降低裝置，其中該直流移除單元為一帶通濾波器或一高通濾波器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雜訊降低裝置，其中該第一小波轉換單元包括：兩第一分析濾波器；以及兩第一降頻單元，其中該兩第一分析濾波器的其中一者通過該直流移除單元之該輸出的低頻帶成分並濾除該直流移除單元之該輸出的高頻帶成分，該兩第一分析濾波器的另外一者通過該直流移除單元之該輸出的高頻帶成分並濾除該直流移除單元之該輸出的低頻帶成分，該兩第一降頻單元的其中一者將該兩第一分析濾波器的其中一者之一輸出的頻率減半並輸出該第一低頻帶訊號，該兩第一降頻單元的另外一者將該兩第一分析濾波器的另外一者之一輸出的頻率減半並輸出該第一高頻帶訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雜訊降低裝置，其中該第一低頻帶雜訊估測單元包括：一第一雜訊估測直流移除單元，接收該圖場的至少一空白線中的一訊號並移除該訊號之一直流成分，其中該圖場的該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；一第一雜訊估測濾波器，通過該第一雜訊估測直流移除單元之一輸出的低頻帶成分並濾除該第一雜訊估測直流移除單元之該輸出的高頻帶成分；以及一第一雜訊估測處理單元，估測該第一雜訊估測濾波器之一輸出的雜訊以產生該第一低頻帶雜訊值。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雜訊降低裝置，其中該第一雜訊估測處理單元藉由產生複數個該第一雜訊估測濾波器之該輸出的絕對值，找出該圖場一個N點循環中的一個最大值，並累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值來估測該第一雜訊估測濾波器之該輸出的雜訊，N為正整數。
6. 如申請專利範圍第5項所述之雜訊降低裝置，其中該N點係取決於該亮度訊號之一取樣頻率。
7. 如申請專利範圍第1項所述之雜訊降低裝置，其中該第一高頻帶雜訊估測單元包括：一第一雜訊估測直流移除單元，接收該圖場的至少一空白線中的一訊號並移除該訊號之一直流成分，其中該圖場的該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；一第一雜訊估測濾波器，通過該第一雜訊估測直流移除單元之一輸出的高頻帶成分並濾除該第一雜訊估測直流移除單元之該輸出的低頻帶成分；以及一第一雜訊估測處理單元，估測該第一雜訊估測濾波器之一輸出的雜訊以產生該第一高頻帶雜訊值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之雜訊降低裝置，其中該第一雜訊估測處理單元藉由產生複數個該第一雜訊估測濾波器之該輸出的絕對值，找出該圖場一個N點循環中的一個最大值，並累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值來估測該第一雜訊估測濾波器之該輸出的雜訊，N為正整數。
9. 如申請專利範圍第8項所述之雜訊降低裝置，其中該N點係取決於該亮度訊號之一取樣頻率。
10. 如申請專利範圍第1項所述之雜訊降低裝置，其中該第一反小波轉換單元包括： 兩第一升頻單元；兩第一合成濾波器；以及一第一加法單元，其中該兩第一升頻單元的其中一者將該第一低頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍，該兩第一升頻單元的另外一者將該第一高頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍，該兩第一合成濾波器的其中一者通過該兩升頻單元之其中一者之一輸出的低頻帶成分並濾除該兩升頻單元之該其中一者之該輸出的高頻帶成分，該兩第一合成濾波器的另外一者通過該兩升頻單元之另外一者之一輸出的高頻帶成分並濾除該兩升頻單元之該另外一者之該輸出的低頻帶成分，該第一加法單元將該兩第一合成濾波器的輸出相加以輸出該結果亮度訊號。
11. 一種雜訊降低方法，在一圖框之一圖場中之一複合影像訊號具有一亮度訊號，該雜訊降低方法包括：接收該亮度訊號；移除該亮度訊號之一直流成分；對該已移除直流成分的亮度訊號執行一小波轉換，以輸出一第一低頻帶訊號以及一第一高頻帶訊號；估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶雜訊值；估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶雜訊值；當該第一低頻帶訊號之一絕對值大於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號之一正成分減去該第一低頻帶雜訊值並將該第一低頻帶雜訊值加至該第一低頻帶訊號之一負成分以形成一第一低頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一低頻帶訊號之該絕對值小於該第一低頻帶雜訊值時，將該第一低頻帶訊號設為零作為該第一低頻帶雜訊降低訊號； 當該第一高頻帶訊號之一絕對值大於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號之一正成分減去該第一高頻帶雜訊值並將該第一高頻帶雜訊值加至該第一高頻帶訊號之一負成分以形成一第一高頻帶雜訊降低訊號，或者當該第一高頻帶訊號之該絕對值小於該第一高頻帶雜訊值時，將該第一高頻帶訊號設為零作為該第一高頻帶雜訊降低訊號；以及對該第一低頻帶雜訊降低訊號與該第一高頻帶雜訊降低訊號執行一反小波轉換，以輸出一結果亮度訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之雜訊降低方法，其中對該已移除直流成分的亮度訊號執行該小波轉換的步驟包括：通過該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分的頻率減半；以及通過該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度訊號的低頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度訊號的高頻帶成分的頻率減半。
13. 如申請專利範圍第11項所述之雜訊降低方法，其中估測該圖框之該圖場的第一低頻帶雜訊值的步驟包括：接收該圖場的至少一空白線中的一訊號並移除該訊號之一直流成分，其中該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；通過該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分並濾除該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的雜訊以產生該第一低頻帶雜訊值。
14. 如申請專利範圍第12項所述之雜訊降低方法，其中估測該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的雜訊以產生該第 一低頻帶雜訊值的步驟包括：產生複數個該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環中的一個最大值；以及累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值，N為正整數。
15. 如申請專利範圍第14項所述之雜訊降低方法，其中該N點取決於該亮度訊號的取樣頻率而定。
16. 如申請專利範圍第11項所述之雜訊降低方法，其中估測該圖框之該圖場的該第一高頻帶雜訊值的步驟包括：接收該圖場的該至少一空白線中的該訊號並移除該訊號之直流成分，其中該空白線為不具有該亮度訊號的掃描線；通過該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分並濾除該已移除直流成分的訊號的低頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的雜訊以產生該第一高頻帶雜訊值。
17. 如申請專利範圍第16項所述之雜訊降低方法，其中估測該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的雜訊以產生該第一高頻帶雜訊值的步驟包括：產生複數個該已移除直流成分的訊號的高頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環中的一個最大值；以及累積該圖場複數個N點循環的複數個最大值，N為正整數。
18. 如申請專利範圍第17項所述之雜訊降低方法，其中該N點取決於該亮度訊號的取樣頻率而定。
19. 如申請專利範圍第11項所述之雜訊降低方法，其中對該第一低頻帶雜訊降低訊號與該第一高頻帶雜訊降低訊號執 行該反小波轉換，以輸出該結果亮度訊號的步驟包括：將該第一低頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍，通過該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分並濾除該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分；將該第一高頻帶雜訊降低訊號的頻率加倍，通過該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分並濾除該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分；以及將該頻率已加倍的第一低頻帶雜訊降低訊號的低頻帶成分與該頻率已加倍的第一高頻帶雜訊降低訊號的高頻帶成分相加以輸出該結果亮度訊號。