TWI387320B - 影像信號雜訊濾除裝置與方法 - Google Patents

Description

影像信號雜訊濾除裝置與方法

本發明是有關於一種信號雜訊濾除裝置，且特別是有關於一種可以濾除取樣脈衝雜訊(sample－based impulse noise)與線脈衝雜訊(line－based impulse noise)的信號雜訊濾除裝置。

一般來說，信號於視訊裝置中進行傳輸或轉換的過程，通常都會帶有一些雜訊，例如脈衝雜訊(impulse noise)。然而，這些雜訊會造成信號於傳遞或轉換時產生失真的現象，進而使得視訊裝置所輸出的影像也會跟著發生失真的問題。

為了濾除信號中的脈衝雜訊，傳統的方式通常有下述兩種，也就是利用零化(nullity)或是限制(limit)的方式。舉例來說，零化的方式為當偵測到信號中帶有脈衝雜訊時，則直接將此段信號降至為零，以便於降低脈衝雜訊所帶來的影響。另外，限制的方式為當偵測到信號中帶有脈衝雜訊時，則將此段信號限制在某一範圍之間，以便於限制脈衝雜訊所帶來的影響。

雖然以上述的方式可以有效濾除信號中的脈衝雜訊。但是，脈衝雜訊又包含短脈衝雜訊與長脈衝雜訊，由於長脈衝雜訊所產生的時間較長，若是以上述的濾波方式對長脈衝雜訊進行濾除，可能會使得信號本身的特性跟著被改 變(也就是包含長脈衝雜訊的信號跟著被零化或限制)，進而造成視訊裝置輸出影像時產生失真的問題。另外，如果這些脈衝雜訊影響到有關視訊影像的時序信號時，若在接收端不能有效地濾除大部分的脈衝雜訊，則整個視訊裝置所輸出的影像將會嚴重地錯亂。

本發明提供一種影像信號雜訊濾除裝置與方法，藉此可以有效地濾除數位信號中所包含的取樣脈衝雜訊(sample－based impulse noise)與線脈衝雜訊(line－based impulse noise)，以便於提升數位信號的品質。

本發明提出一種影像信號雜訊濾除裝置，包括類比數位轉換器、第一濾波器與第二濾波器。類比數位轉換器用來接收影像信號，並且對影像信號進行類比數位轉換，以產生數位信號。第一濾波器用以接收數位信號，並濾除數位信號的第一雜訊部份，以產生第一信號。第二濾波器耦接至第一濾波器，用以接收並濾除第一信號的第二雜訊部份，其中第一雜訊部份為取樣脈衝雜訊(sample－based impulse noise)，而第二雜訊部份為線脈衝雜訊(line－based impulse noise)。

根據本發明之實施例，上述之第一濾波器用以檢測數位信號以產生一第一檢測結果，根據數位信號產生補償信號，並根據檢測數位信號的結果決定第一信號為補償信號或數位信號。

根據本發明之實施例，上述之第二濾波器對第一信號進行檢測，以產生第二檢測結果，並根據第二檢測結果來決定所輸出的第一輸出信號為延遲的第一信號或第一信號的中位數。

本發明提出一種信號雜訊濾除方法，包括下列步驟：首先，接收接收一影像信號，並對此影像信號進行類比數位轉換，以產生一數位信號。接著，濾除數位信號的第一雜訊部份，並產生一第一信號。之後，濾除第一信號的第二雜訊部份，其中第一雜訊部份為取樣脈衝雜訊，第二雜訊部份為線脈衝雜訊。

根據本發明之實施例，上述之濾除數位信號的第一雜訊部份的步驟包括：首先，檢測數位信號，以產生第一檢測結果。接著，根據數位信號產生補償信號。之後，根據檢測第一檢測結果決定第一信號為補償信號或數位信號。

根據本發明之實施例，上述之濾除該第一信號的第二雜訊部份的步驟包括：首先，對第一信號進行檢測，以產生第二檢測結果。之後，根據對第二檢測結果來決定所輸出的第一輸出信號為延遲的第一信號或第一信號的中位數。

本發明藉由第一濾波器與第二濾波器分別濾除數位信號中的第一雜訊部份(取樣脈衝雜訊，sample－based impulse noise)以及第二雜訊部份(線脈衝雜訊，line－based impulse noise)。如此一來，可以有效地提升數位信號的品質，以 避免帶有雜訊部份的數位信號傳送至後級電路做後續的信號處理時，產生失真的問題。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1繪示為本發明一實施例之視訊裝置的方塊圖。請參照圖1，視訊裝置100包括類比數位轉換器110、信號雜訊濾除裝置120、視訊資料解碼器130與同步時序解碼器140。類比數位轉換器110用以接收一類比信號(例如類比視訊信號或類比射頻信號)，並將類比信號轉換為一數位信號DS。

信號雜訊濾除裝置120耦接至類比數位轉換器110，並包括短脈衝雜訊濾波器121與長脈衝雜訊濾波器122。短脈衝雜訊濾波器121用以接收數位信號DS，並濾除數位信號DS的第一雜訊部份，以產生信號S1。長脈衝雜訊濾波器122耦接至短脈衝雜訊濾波器121，用以接收並濾除信號S1的第二雜訊部份。在本實施例中，第一雜訊部份‘為取樣脈衝雜訊(sample－based impulse noise)，也就是所謂的短脈衝雜訊(short impulse noise)。而第二雜訊部份為線脈衝雜訊(line－based impulse noise)，也就是所謂的長脈衝雜訊(long impulse noise)。

為了使本領域的技術人員進一步了解短脈衝雜訊濾波器121與長脈衝雜訊濾波器122是如何分別濾除數位信號 DS中的第一雜訊部份與第二雜訊部份，以下，將分別針對短脈衝雜訊濾波器121與長脈衝雜訊濾波器122進行說明。

圖2繪示為圖1所示之短脈衝雜訊濾波器121之一實施例的方塊圖。請參照圖2，短脈衝雜訊濾波器121包括延遲單元210、雜訊檢測器220、運算單元230、選擇單元240、補償單元250與多工器260。

延遲單元210用以接收數位信號DS，用以將數位信號DS延遲，並產生信號S2(也就是前一個數位信號)。雜訊檢測器220耦接至延遲單元210，用以接收數位信號DS與信號S2，並對數位信號DS與信號S2進行檢測，以產生控制信號CS1。也就是說，若是數位信號DS與信號S2有差異時，亦即數位信號DS中有雜訊部份，則致能(assert)控制信號CS1，若是數位信號DS與信號S2無差異時，亦即數位信號DS中未有雜訊部份，則禁能(de－assert)控制信號CS1。

運算單元230耦接至雜訊檢測器220，用以接收控制信號CS1與CS2，並對控制信號CS1與CS2進行運算，以產生控制信號CS3。在本實施例中，運算單元230可以為及閘，並且其運作方式例如為：當控制信號CS1與CS2同時被致能時，運算單元230才會致能控制信號CS3。當控制信號CS1與CS2同時被禁能、或是控制信號CS1被禁能且控制信號CS2被致能，又或是控制信號CS1被致能且第二控號CS2被禁能，運算單元230會禁能控制信號CS3。

請繼續參照圖2，選擇單元240耦接至運算單元230，用以依據控制信號CS3的狀態，而決定是否致能控制信號CS2。補償單元250耦接至延遲單元210，用以對信號S2進行補償，以產生補償信號CS。於本實施例中，選擇單元240的功能在於設定一個區間(window)，以使短脈衝雜訊濾波器121能於這特定區間執行濾波(信號補償)功能。

多工器260耦接至補償單元250與運算單元230，並依據控制信號CS3的狀態，而選擇數位信號DS或補償信號CS其中之一作為信號S1。舉例來說，當控制信號CS3被致能時(此時，未偵測到數位信號DS中有取樣脈衝雜訊)，則多工器260會選擇數位信號DS作為信號S1，當控制信號CS3被禁能時(此時，偵測到數位信號DS中有取樣脈衝雜訊)，則多工器260會選擇補償信號CS作為信號S1。由前述的運作可知，若短脈衝雜訊濾波器121偵測到數位信號DS具有取樣脈衝雜訊時，會藉由內部的補償單元250進行補償，並送出補償後的信號CS；另一方面，若短脈衝雜訊濾波器121偵測到數位信號DS並無取樣雜訊時，短脈衝雜訊濾波器121會直接輸出(bypass)所接收到的數位信號DS，以避免對數位信號DS進行不正確的信號補償。

圖3繪示為圖2所示之短脈衝雜訊濾波器121的詳細電路方塊圖。請參照圖3，雜訊檢測器220包括差值計算器300與比較器306。差值計算器300耦接至延遲單元210，且用以接收數位信號DS與信號S2，並對數位信號 DS與信號S2進行差值計算，以產生變動量。也就是說，藉由差值計算器300所產生的變動量，可以得知數位信號DS中是否有取樣脈衝雜訊。於本實施例中，差值計算器300還包括運算單元302與絕對值產生器304。運算單元302耦接至延遲單元210，用以接收數位信號DS與信號S2，並對數位信號DS與信號S2進行運算，以產生信號S3。在本實施例中，運算單元302為一減法器，用以進行數位信號DS減去信號S2的運算，以產生信號S3。

絕對值產生器304耦接至運算單元302，用以對信號S3取絕對值，以產生變動量。比較器306耦接至絕對值產生器304，用以接收並比較變動量與預設值PS1，而產生控制信號CS1。舉例來說，當變動量大於預設值PS1時，比較器306會致能控制信號CS1，當變動量小於預設值PS1時，比較器306會禁能控制信號CS1。在本實施例中，預設值PS1可依使用者視需求自行調整。

請繼續參照圖3，選擇單元240包括多工器308、累加器310與比較器312。如前所述，選擇單元240的功能在於設定一個區間(window)，以使短脈衝雜訊濾波器121能於這特定區間執行濾波(信號補償)功能。

其中，累加器310耦接至多工器308，用以對輸出值進行累加，以產生計數值。在本實施例中，累加器310是利用上數的方式對輸入值進行累加。

多工器308耦接至運算單元230之輸出，用以接收預設值PS2、計數值與控制信號CS3，並依據控制信號CS3 的狀態，而選擇預設值PS2與計數值其中之一作為輸出值。舉例來說，當控制信號CS3被禁能時，多工器308會選擇預設值PS2作為輸出值，當控制信號CS3被致能時，多工器308會選擇計數值作為輸出值。在本實施例中，預設值PS2可依使用者視需求自行調整。

比較器312耦接至暫存器314，用以接收輸出值與預設值PS3，並比較輸出值與預設值PS3，而決定是否致能控制信號CS2。舉例來說，當輸出值小於預設值PS3時，比較器312會致能控制信號CS2，當輸出值大於預設值PS3時，比較器312會禁能控制信號CS2。在本實施例中，預設值PS3可依使用者視需求自行調整，並且藉由調整預設值PS3可以控制控制信號CS2的致能期間。

在此請注意，預設值PS3便是用來設定前述的區間(window)。在此假設預設值PS2為0，而預設值PS3為5，這代表短脈衝雜訊濾波器121的運作區間為5個數位信號DS(其對應五個像素)。

在此請重新檢視圖3，當短脈衝雜訊濾波器121初始時，控制信號CS2為0，因此控制信號CS2會藉由多工器308選擇預設值PS2(假設為0)，並將其傳遞至比較器312進行比較。此時由於預設值PS3的數值較大，因此控制信號CS2便會為1。

這樣的初始狀態，在控制信號CS1變為1之後就會開始改變。如前所述，控制信號CS1為1代表雜訊檢測器220偵測到有短脈衝雜訊的發生；因此，控制信號CS3亦變為 1，此時，控制信號CS3便會選擇累加器310所輸出的計數值。而隨著計數值越來愈高，到達預設值PS3＝5時，控制信號CS2變為0，而使控制信號CS3為0，因而停止短脈衝雜訊濾波器121的信號補償，並且亦重設(reset)選擇單元240。

在此請注意，如前所述，選擇單元240的功能在於設定一特定區間，而設定該特定區間的目的在於使短脈衝雜訊濾波器121能夠針對短脈衝雜訊進行濾除；亦即，由於設定了一特定區間(特定的線段長度)，譬如前述的五個像素，那麼短脈衝雜訊濾波器121便只會針對此五個像素進行濾波操作，以將短脈衝雜訊濾除。

請繼續參照圖3，補償單元250包括延遲單元316、運算單元318、320與多工器322。延遲單元316耦接至延遲單元210，用以接收信號S2，並將信號S2延遲而產生信號S4。

運算單元318耦接至延遲單元210與316，用以對信號S2與信號S4進行運算，以產生信號S5。在本實施例中，運算單元318為一加法器，也就是說，運算單元318會對信號S2與信號S4進行加法的運算，以產生信號S5。

運算單元320耦接至運算單元318，用以將信號S5與預設值PS4進行運算，以產生信號S6。在本實施例中，運算單元320為一乘法器，也就是說，運算單元320會將信號S5與預設值PS4進行乘法的運算，以產生信號S6。另外，預設值PS4可依使用者視需求自行調整。於本實施例 中，預設值PS4為0.5，以使信號S6是前兩個數位信號的平均值。

多工器322耦接至延遲單元210與運算單元320，並依據預設值PS5的狀態，而選擇信號S2或信號S6其中之一作為補償信號CS。舉例來說，當預設值PS5被致能時，多工器322會選擇信號S2作為補償信號CS，而當預設值PS5被禁能時，多工器322會選擇信號S6作為補償信號CS。在本實施例中，預設值PSS可依使用者視需求自行設定。

圖4繪示為本發明一實施例之長脈衝雜訊濾波器122的電路方塊圖。請參照圖4，長脈衝雜訊濾波器122包括濾波器402、延遲單元404、410、412、差異值產生器406、雜訊檢測器408、與多工器414。

濾波器402用以接收信號S1，並對信號S1進行濾波，以產生信號S7，其中濾波器402為中位數濾波器(median filter)，此中位數濾波器便是用來進行長脈衝雜訊的濾除，亦即，若信號S1本身具有長脈衝雜訊的時候，那麼中位數濾波器便會將此長脈衝雜訊濾除。

延遲單元404用以接收信號S1，並將信號S1延遲，以產生信號S8。差異值產生器406耦接至濾波器402與延遲單元404，用以接收信號S7與S8，並將信號S7與S8進行運算，以產生第一差異值。

雜訊檢測器408耦接至差異值產生器406，用以對第一差異值進行檢測，並產生檢測結果。延遲單元410耦接 至濾波器402，用以接收並延遲信號S7，以產生信號S9(也就是信號S1的中位數)。延遲單元412耦接至延遲單元404，用以接收並延遲信號S8，以產生信號S10(也就是延遲的信號S1)。

多工器414耦接至延遲單元410、412與雜訊檢測器408，並依據檢測結果，而選擇信號S9與S10其中之一作為輸出信號OS1。舉例來說，當檢測結果被致能時(此時，偵測到信號S1中有線脈衝雜訊)，多工器414會選擇已濾除線脈衝雜訊的信號S9作為輸出信號OS1，當檢測結果被禁能時(此時，偵測到信號S1中未有線脈衝雜訊)，多工器414會選擇沒有經過信號處理的信號S10作為輸出信號OS1。

另外，長脈衝雜訊濾波器122更包括多工器416。多工器416耦接至多工器414與延遲單元412，用以依據預設值PS6，而選擇信號S10與輸出信號OS1其中之一作為輸出信號OS2。在本實施例中，預設值PS6可依使用者視需求自行調整。

另外，圖4所示輸出信號OS1係傳送至圖1的同步時序解碼器140，以提供視訊資料解碼器130與後級電路(未繪示)作為處理視訊資料的時序依據。圖4所示輸出信號OS2可以傳送至圖1的視訊資料解碼器130，以將視訊資料提供給視訊資料解碼器130與後級電路(未繪示)。

差異值產生器406包括運算單元418與絕對值產生器420。運算單元418用以對信號S7與S8進行運算，以產 生第一運算結果。在本實施例中，運算單元418為一減法器，也就是說，運算單元418會進行信號S7減去信號S8的運算，以產生第一運算結果。絕對值產生器420用以將第一運算結果取絕對值，以產生第一差異值。

另外，差異值產生器406更包括低通濾波器422。低通濾波器422耦接於絕對值產生器420與雜訊檢測器408之間，用以平均數個第一差異值。

由前述可知，長脈衝雜訊濾波器122會對信號S1進行檢測，並根據對信號S1進行檢測的結果來決定所輸出的輸出信號OS1為延遲的信號S1或信號S1的中位數，藉以濾除信號S1的第二雜訊部份(線脈衝雜訊)。另外，於此實施例中，長脈衝雜訊濾波器122另根據預設值(如圖4的預設值PS6)來決定輸出信號OS2為輸出信號OS1或信號S1。

在此請注意，長脈衝雜訊濾波器122所產生的輸出信號OS1會傳送至同步時序解碼器140，而輸出信號OS2會傳送至視訊資料解碼器130。使得視訊資料解碼器130可以對輸出信號OS2進行解碼的動作，以產生所需要的影像資料，而同步時序解碼器140可以對輸出信號OS1進行解碼的動作，以產生所需要的時序信號。由於數位信號DS中的雜訊部份已經於信號雜訊濾除裝置120中進行濾除，如此一來，可以有效地提升數位信號DS的品質，以避免數位信號DS受到脈衝雜訊的干擾，而造成視訊裝置100所輸出的影像產生失真現象。

在此請注意，輸出信號OS1所代表的是時序信號，如果時序信號解錯，視訊畫面所產生的錯誤會比解錯影像資料時產生的錯誤還來得嚴重。雖然本發明實施例中的視訊資料解碼器130是接收長脈衝雜訊濾波器122所輸出的輪出信號OS2，但此實施例並非用以限定本發明。在實際應用中，長脈衝雜訊濾波器122可以僅產生輸出信號OS1，而視訊資料解碼器130直接接收數位類比轉換器110所輪出的數位信號DS與同步時序解碼器140所輪出的時序信號，如此的相對應變化，亦屬本發明的範疇。

以下，將舉一例來說明濾波器402如何產生信號S7的方式，但不因此侷限本發明的形式。圖5繪示為本發明一實施例之濾波器402產生信號S7的實施範例。請參照圖5，首先，假設濾波器402包括三級(three stage)中間(middle)濾波器，並且濾波器402所接收到的信號S1會經過75個延遲器510_1~510_75進行延遲，以分別產生75個延遲信號DS1~DS75。之後，將延遲信號DS1~DS75依序傳送至15個第一級中間濾波器520_1~520_15中，且順序例如為延遲信號DS1傳送至第1個第一級中間濾波器520_1、延遲信號DS2傳送至第2個第一級中間濾波器520_2、…、延遲信號DS15傳送至第15個第一級中間濾波器520_15、延遲信號DS16則傳送至第1個第一級中間濾波器520_1、延遲信號DS17傳送至第2個第一級中間濾波器520_2、…、延遲信號DS30則傳送至第15個第一級 中間濾波器520_15、…、延遲信號DS75則傳送至第15個第一級中間濾波器520_15。

接著，第一級中間濾波器520_1~520_15會分別對其所接收到的延遲信號DS1~DS75進行中間值的擷取，並且產生15個不同的中間值T1~T15。接著，將中間值T1~T15依序傳送至3個第二級中間濾波器530_1~530_3，且順序為中間值T1傳送至第1個第二級中間濾波器530_1、中間值T2傳送至第2個第二級中間濾波器530_2、中間值T3傳送至第3個第二級中間濾波器530_3、中間值T4則傳送至第1個第二級中間濾波器530_1、…、中間值T6則傳送至第3個第二級中間濾波器530_3、…、中間值T15則傳送至第3個第二級中間濾波器530_3。之後，第二級中間濾波器530_1~530_3會分別對其所接收到的中間值Tl~T15進行中間值的擷取，並且產生3個不同的中間值U1~U3。

最後，將中間值U1~U3傳送至第三級中間濾波器540，並且第三級中間濾波器540會對中間值U1~U3進行中間值的擷取，以產生輸出結果，也就是圖4所示之第七信號S7。藉由濾波器402進行中位數的計算，可以有效地濾除信號S1中的第二雜訊部份(線脈衝雜訊)，如此一來，可以使得輸出信號OS1的信號更為準確，以避免視訊裝置100所輸出的影像產生失真。

圖6繪示為圖4所示之雜訊檢測器408的方塊圖。請參照圖4，雜訊檢測器408包括平均單元610、減法器620、絕對值產生器630、乘法器640、加法器650與比較器660。

平均單元610用以接收第一差異值，並對第一差異值進行平均，以產生平均值AS。減法器620用以接收第一差異值與平均值AS，用以對第一差異值與平均值AS進行減法運算，以獲得第二運算結果。絕對值產生器630耦接至減法器620，用以將第二運算結果取絕對值，以產生第二差異值。

低通濾波器670耦接於絕對值產生器630，用以將數個第二差異值進行平均，以產生一信號S12。乘法器640耦接至低通濾波器670，用以將信號S12與預設值PS7進行乘法運算，以產生信號S13。

而其後的加法器650接著將信號S13、平均單元610所輸出的平均值AS與預設值PS8進行加法運算，以產生信號S11。

在此請注意，預設值PS7與PS8可依使用者視需求自行設定。換言之，信號S11係為一使用者自訂之動態閥值(dynamic threshold)，其數值大小係藉由各參數(前述的PS7、PS8)的設定而得；而低通濾波器670、乘法器640、加法器650可視為一動態閥值產生器。

最後，比較器660比較第二差異值與動態閥值S11，以產生檢測結果。舉例來說，當第二差異值大於動態閥值S11時，比較器660會致能檢測結果，以表示有線脈衝雜 訊。當第二差異值小於動態閥值S11時，比較器660會禁能檢測結果。

藉由上述實施例的說明，可以歸納出一種信號雜訊濾除方法。圖7繪示為本發明一實施例之信號雜訊濾除方法的流程圖。請參照圖7，首先，在步驟S701中，接收影像信號，並對影像信號進行類比數位轉換，以產生數位信號。接著，在步驟S702中，濾除數位信號的第一雜訊部份，並產生第一信號。在此步驟S702中，濾除數位信號的第一雜訊部份的方式為：首先，檢測數位信號，以產生一第一檢測結果。接著，根據數位信號產生補償信號。之後，根據第一檢測結果決定第一信號為補償信號或數位信號。

之後，在步驟S703中，濾除第一信號的第二雜訊部份，其中第一雜訊部份為取樣脈衝雜訊，第二雜訊部份為線脈衝雜訊。在此步驟S703中，濾除第一信號的第二雜訊部份的方式為：首先，對第一信號進行檢測，以產生一第二檢測結果。接著，根據對第二檢測結果來決定所輸出的第一輸出信號為延遲的第一信號或第一信號的中位數。

綜上所述，本發明藉由第一濾波器與第二濾波器分別濾除數位信號中的第一雜訊部份(取樣脈衝雜訊，sample－based impulse noise)以及第二雜訊部份(線脈衝雜訊，line－based impulse noise)。如此一來，可以有效地提升數位信號的品質，以避免帶有雜訊部份的數位信號傳送至後級電路做後續的信號處理時，產生失真的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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，當可作些許之更動與潤飾，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‧‧‧視訊裝置

110‧‧‧類比數位轉換器

120‧‧‧信號雜訊濾除裝置

121‧‧‧短脈衝雜訊濾波器

122‧‧‧長脈衝雜訊濾波器

130‧‧‧視訊資料解碼器

140‧‧‧同步時序解碼器

DS‧‧‧數位信號

OS1、OS2‧‧‧輸出信號

210、316、404、410、412‧‧‧延遲單元

220、408‧‧‧雜訊檢測器

230、302、318、320、418‧‧‧運算單元

240‧‧‧選擇單元

250‧‧‧補償單元

260、308、322、414、416‧‧‧多工器

S1~S13‧‧‧信號

CS1~CS3‧‧‧控制信號

CS‧‧‧補償信號

300‧‧‧差值計算器

304、420、630‧‧‧絕對值產生器

306、312、660‧‧‧比較器

310‧‧‧累加器

402‧‧‧濾波器

406‧‧‧差異值產生器

422、670‧‧‧低通濾波器

510_1~510_75‧‧‧延遲器

DS1~DS75‧‧‧延遲信號

520_1~520_15‧‧‧第一級中間濾波器

530_1~530_3‧‧‧第二級中間濾波器

540‧‧‧第三級中間濾波器

T1~T15、U1~U3‧‧‧中間值

610‧‧‧平均單元

620‧‧‧減法器

640‧‧‧乘法器

650‧‧‧加法器

PS1~PS8‧‧‧預設值

AS‧‧‧平均值

S701~S703‧‧‧本發明實施例之信號雜訊濾除方法的各步驟

圖1繪示為本發明一實施例之視訊裝置的方塊圖。

圖2繪示為圖1所示之短脈衝雜訊濾波器121之一實施例的方塊圖。

圖3繪示為圖2所示之短脈衝雜訊濾波器121的詳細電路方塊圖。

圖4繪示為本發明一實施例之長脈衝雜訊濾波器122的電路方塊圖。

圖5繪示為本發明一實施例之濾波器402產生信號S7的實施範例。

圖6繪示為圖4所示之雜訊檢測器408的方塊圖。

圖7繪示為本發明一實施例之信號雜訊濾除方法的流程圖。

100‧‧‧視訊裝置

110‧‧‧類比數位轉換器

120‧‧‧信號雜訊濾除裝置

121‧‧‧短脈衝雜訊濾波器

122‧‧‧長脈衝雜訊濾波器

130‧‧‧視訊資料解碼器

140‧‧‧同步時序解碼器

Claims (23)

1. 一種影像信號雜訊濾除裝置，包括：一類比數位轉換器，用來接收一影像信號，並且對該影像信號進行類比數位轉換，以產生一數位信號；一第一濾波器，用以接收該數位信號，並濾除該數位信號的一第一雜訊部份，其中該第一濾波器將該將該數位信號延遲，並產生一第二信號，該第一濾波器接收該數位信號與該第二信號，並對該數位信號與該第二信號進行檢測，以產生一第一控制信號，該第一濾波器接收該第一控制信號與一第二控制信號，並對該第一控制信號與該第二控制信號進行運算，以產生一第三控制信號，該第一濾波器依據該第三控制信號的狀態，而決定是否致能該第二控制信號，該第一濾波器對該第二信號進行補償，以產生該補償信號，以及該依據該第三控制信號的狀態，而選擇該數位信號或該補償信號其中之一作為該第一信號；以及一第二濾波器，耦接至該第一濾波器，用以接收並濾除該第一信號的一第二雜訊部份；其中該第一雜訊部份為一取樣脈衝雜訊，該第二雜訊部份為一線脈衝雜訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第一濾波器檢測該數位信號以產生一第一檢測結果，根據該數位信號產生一補償信號，並根據該第一檢測結果決定該第一信號為該補償信號或該數位信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第一濾波器包括：一第一延遲單元，用以接收該數位信號，用以將該數位信號延遲，並產生一第二信號；一第一雜訊檢測器，耦接至該第一延遲單元，用以接收該數位信號與該第二信號，並對該數位信號與該第二信號進行檢測，以產生一第一控制信號；一第一運算單元，耦接至該第一雜訊檢測器，用以接收該第一控制信號與一第二控制信號，並對該第一控制信號與該第二控制信號進行運算，以產生一第三控制信號；一選擇單元，耦接至該第一運算單元，用以依據該第三控制信號的狀態，而決定是否致能該第二控制信號；一補償單元，耦接至該第一延遲單元，用以對該第二信號進行補償，以產生該補償信號；以及一第一多工器，耦接至該補償單元與該第一運算單元，並依據該第三控制信號的狀態，而選擇該數位信號或該補償信號其中之一作為該第一信號；其中該第三控制信號係對應該第一檢測結果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第一雜訊檢測器包括：一差值計算器，耦接至該第一延遲單元，用以接收該數位信號與該第二信號，並對該數位信號與該第二信號進行一差值計算，以產生一變動量；以及 一第一比較器，耦接至該第一絕對值產生器，用以接收並比較該變動量與該第一預設值，而產生該第一控制信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該差值計算器包括：一第二運算單元，耦接至該第一延遲單元，用以接收該數位信號與該第二信號，並對該數位信號與該第二信號進行運算，以產生一第三信號；以及一第一絕對值產生器，耦接至該第二運算單元，用以對該第三信號取絕對值，以產生一變動量。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第二運算單元為一減法器。
7. 如申請專利範圍第3項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該選擇單元會設定一區間，以使該第一濾波器於該區間執行濾波。
8. 如申請專利範圍第3項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該選擇單元包括：一第二多工器，耦接至該第一運算單元之輸出，用以接收一第二預設值、一計數值與該第三控制信號，並依據該第三控制信號的狀態，選擇該第三預設值與該計數值其中之一作為一輸出值；一累加器，耦接至該第二多工器，用以對該輸出值進行累加，以產生該計數值；以及 一第二比較器，耦接至該第二多工器，用以接收該輸出值與一第四預設值，並比較該輸出值與該第三預設值，而決定是否致能該第二控制信號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該選擇單元更包括：一暫存器，耦接於該第二多工器與該第二比較器之間，用以栓鎖該第二多工器所輸出之該輸出值。
10. 如申請專利範圍第3項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該補償單元包括：一第二延遲單元，耦接至該第一延遲單元，用以接收該第二信號，並將該第二信號延遲而產生一第四信號；一第三運算單元，耦接至該第一延遲單元與該第二延遲單元，用以對該第二信號與該第四信號進行運算，以產生一第五信號；一第四運算單元，耦接至該第三運算單元，用以將該第五信號與一第四預設值進行運算，以產生該第六信號；以及一第三多工器，耦接至該第一延遲單元與該第四運算單元，並依據一第五預設值的狀態，而選擇該第二信號或該第六信號其中之一作為該補償信號。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第三運算單元為一加法器，而該第四運算單元為一乘法器。
12. 如申請專利範圍第3項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第一運算單元為一及閘。
13. 如申請專利範圍第1項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第二濾波器對該第一信號進行檢測，以產生一第二檢測結果，並根據該第二檢測結果來決定所輸出的一第一輸出信號為延遲的該第一信號或該第一信號的中位數。
14. 如申請專利範圍第13項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第二濾波器包括：一第三濾波器，用以接收該第一信號，並對該第一信號進行濾波，以產生一第七信號，其中該第三濾波器為一中位數濾波器；一第三延遲單元，用以接收該第一信號，並將該第一信號延遲，以產生一第八信號；一差異值產生器，耦接至該第三濾波器與該第三延遲單元，用以接收該第七信號與該第八信號，並將該第七信號與該第八信號進行運算，以產生一第一差異值；一第二雜訊檢測器，耦接至該差異值產生器，用以對該第一差異值進行檢測，並產生一檢測結果；一第四延遲單元，耦接至該第三濾波器，用以接收並延遲該第七信號，以產生一第九信號；一第五延遲單元，耦接至該第三延遲單元，用以接收並延遲該第八信號，以產生一第十信號；以及一第四多工器，耦接至該第四延遲單元、該第五延遲單元與該第二雜訊檢測器，並依據該檢測結果，而選擇該第九信號與該第十信號其中之一作為該第一輸出信號。
15. 如申請專利範圍第14項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第二濾波器更包括：一第五多工器，耦接至該第四多工器與該第五延遲單元，用以依據一第六預設值，選擇該第十信號與該第一輸出信號其中之一作為一第二輸出信號。
16. 如申請專利範圍第14項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該差異值產生器包括：一第五運算單元，用以對該第七信號與該第八信號進行運算，以產生一第一運算結果；以及一第二絕對值產生器，用以將該第一運算結果取絕對值，以產生該第一差異值。
17. 如申請專利範圍第16項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第五運算單元為一減法器。
18. 如申請專利範圍第16項所述之影像信號雜訊濾除裝置，更包括：一第一低通濾波器，耦接於該第二絕對值產生器與該第二雜訊檢測器之間，用以平均該第一差異值。
19. 如申請專利範圍第14項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該第二雜訊檢測器包括：一平均單元，用以接收該第一差異值，並對該第一差異值進行平均，以產生一平均值；一減法器，用以接收該第一差異值與該平均值，用以對該第一差異值與該平均值進行減法運算，以獲得一第二運算結果； 一第三絕對值產生器，耦接至該減法器，用以將該第二運算結果取絕對值，以產生一第二差異值；一動態閥值產生器，耦接至該三絕對值產生器，用以對該第二差異值進行處理，以產生一第十一信號；以及一第三比較器，耦接至該第三絕對值產生器與該第八運算單元，用以比較該第二差異值與該第十二信號，以產生該檢測結果。
20. 如申請專利範圍第19項所述之影像信號雜訊濾除裝置，其中該動態閥值產生器包括：一第二低通濾波器，耦接於該第三絕對值產生器，用以將該第二差異值進行平均，以產生一第十二信號；一乘法器，耦接至該第二低通濾波器，用以將該第十二信號與一第七預設值進行乘法運算，以產生一第十三信號；以及一加法器，耦接至該乘法器，用以將該第十三信號、一第八預設值與該平均值進行加法運算，以產生該第十一信號。
21. 一種影像信號雜訊濾除方法，包括下列步驟：接收一影像信號，並對該影像信號進行一類比數位轉換，以產生一數位信號；濾除該數位信號的一第一雜訊部份，並將該數位信號延遲，並產生一第二信號；依據該數位信號與該第二信號產生一第一控制信號； 接收該第一控制信號與一第二控制信號，並對該第一控制信號與該第二控制信號進行運算，以產生一第三控制信號；依據該第三控制信號的狀態，決定是否致能該第二控制信號；對該第二信號進行補償，以產生該補償信號；該依據該第三控制信號的狀態，選擇該數位信號或該補償信號其中之一作為該第一信號；以及濾除該第一信號的一第二雜訊部份；其中該第一雜訊部份為一取樣脈衝雜訊，該第二雜訊部份為一線脈衝雜訊。
22. 如申請專利範圍第21項所述之影像信號雜訊濾除方法，其中濾除該數位信號的該第一雜訊部份的步驟包括：檢測該數位信號，以產生一第一檢測結果；根據該數位信號產生一補償信號；以及根據該第一檢測結果決定該第一信號為該補償信號或該數位信號。
23. 如申請專利範圍第21項所述之影像信號雜訊濾除方法，其中濾除該第一信號的該第二雜訊部份的步驟包括：對該第一信號進行檢測，以產生一第二檢測結果；以及根據該第二檢測結果來決定所輸出的一第一輸出信號為延遲的該第一信號或該第一信號的中位數。