專利名稱：用于處理信號(hào)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理信號(hào)的設(shè)備和方法。更具體地說，其涉及一種用于處理數(shù)字圖像信號(hào)等的設(shè)備和方法，以降低來自數(shù)字圖像信號(hào)等等的噪聲影響。
背景技術(shù)：
作為用于處理數(shù)字圖像信號(hào)的信號(hào)處理裝置，例如，用于降低來自數(shù)字圖像信號(hào)的噪聲影響的信號(hào)處理裝置，已經(jīng)采用了一種循環(huán)類型噪聲降低設(shè)備，其中使用場存儲(chǔ)器(field memory)或者幀存儲(chǔ)器。
這種類型的噪聲降低設(shè)備通過利用運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的先前幀的圖像信號(hào)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從在作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)南惹皫膱D像信號(hào)和當(dāng)前幀的圖像信號(hào)之間的差值中提取噪聲分量，和從當(dāng)前幀的圖像信號(hào)中減去所提取的噪聲分量，從而降低噪聲。
但是，在上述的噪聲降低設(shè)備中，運(yùn)動(dòng)矢量必須在一個(gè)幀和另一個(gè)幀之間檢測，從而，使它的運(yùn)動(dòng)距離大于在一個(gè)場和另一個(gè)場之間檢測運(yùn)動(dòng)矢量的情況下的運(yùn)動(dòng)距離。因此，搜索范圍必須變大，從而增加了電路尺寸。
此外，在另一噪聲降低設(shè)備中，代替這樣的幀間運(yùn)動(dòng)矢量檢測，運(yùn)動(dòng)矢量被在一個(gè)場和另一個(gè)場之間檢測。使用這個(gè)檢測的運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)一個(gè)先前場的圖像信號(hào)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。通過從在作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)南惹皥龅膱D像信號(hào)和當(dāng)前場的圖像信號(hào)之間的差值中提取噪聲分量，和從當(dāng)前場的圖像信號(hào)中減去這個(gè)提取的噪聲分量，噪聲被降低。
但是，按照噪聲降低設(shè)備，存在一種情況，其中在s信號(hào)電平上噪聲的影響可以具有垂直傳播(vertical spread)。此外，在分界線上的信號(hào)電平波動(dòng)可能引起閃爍顯示的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于處理信號(hào)的設(shè)備和方法，它很好地降低噪聲而不導(dǎo)致任何故障和增加電路尺寸。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，運(yùn)動(dòng)矢量檢測器使用一個(gè)輸入圖像信號(hào)和一個(gè)先前場的圖像信號(hào)來檢測運(yùn)動(dòng)矢量，該先前場是一個(gè)在輸入圖像信號(hào)之前的場。然后，該運(yùn)動(dòng)矢量在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器中被使用，以對(duì)先前場的圖像信號(hào)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從而產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)。
基準(zhǔn)圖像設(shè)置裝置或者把先前幀的圖像信號(hào)或者把運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)選擇為基準(zhǔn)圖像信號(hào)，其中該先前幀是在輸入圖像信號(hào)之前的一個(gè)幀。選擇控制器控制由所述基準(zhǔn)圖像設(shè)置裝置執(zhí)行的選擇。
在控制器中，例如，使用輸入圖像信號(hào)和先前幀的圖像信號(hào)執(zhí)行對(duì)每個(gè)像素的運(yùn)動(dòng)檢測。在存在基于一個(gè)像素或者多個(gè)像素所形成的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)被選擇為基準(zhǔn)圖像信號(hào)。
此外，在其中不存在基于一個(gè)像素或者多個(gè)像素所形成的運(yùn)動(dòng)的靜止區(qū)域中，先前幀的圖像信號(hào)被選擇為基準(zhǔn)圖像信號(hào)。
校正處理器獲得在輸入圖像信號(hào)和基準(zhǔn)圖像信號(hào)之間的差值，從差值檢測出噪聲分量，并且對(duì)應(yīng)于噪聲分量校正輸入圖像信號(hào)的信號(hào)電平，從而降低噪聲。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，除了以上所述的之外，輸出處理器使用先前場的圖像信號(hào)、運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果和具有降低了噪聲的圖像信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)體制，例如推移體制(progressive system)不同于輸入圖像信號(hào)的輸出圖像信號(hào)。
本說明書的結(jié)論部分特別地指出和直接聲明本發(fā)明的主題。但是，通過參照附圖來閱讀說明書的其他部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方法以及其另外的優(yōu)點(diǎn)和目的，其中附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的單元。


圖1是用于示出噪聲降低設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是用于示出另一噪聲降低設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是用于說明基于噪聲降低處理的影響傳播的示意圖；圖4是用于說明在分界線上故障的示意圖；圖5是示出作為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、用于處理信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是用于說明內(nèi)插濾波器的操作的示意圖；和圖7是示出作為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的、用于處理信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一個(gè)相關(guān)噪聲降低設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在圖1中，數(shù)字輸入圖像信號(hào)DVin被提供給運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分12以及減法器14和16。幀存儲(chǔ)器11存儲(chǔ)先前幀的圖像信號(hào)DVr，所述先前幀是一個(gè)在輸入圖像信號(hào)DVin之前的幀。幀存儲(chǔ)器11將這個(gè)先前幀的圖像信號(hào)DVr提供給運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分12和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分13。
從輸入圖像信號(hào)DVin和先前幀的圖像信號(hào)DVr中，運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分12相對(duì)于基于先前幀的圖像信號(hào)DVr的圖像，檢測基于輸入圖像信號(hào)Dvin的圖像的運(yùn)動(dòng)矢量MVr。運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分12將其提供給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分13。
運(yùn)動(dòng)校正部分13使用從運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分12接收的運(yùn)動(dòng)矢量MVr來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并且將基于先前幀的圖像信號(hào)DVr的圖像移動(dòng)到基于輸入圖像信號(hào)DVin的圖像的位置。使用運(yùn)動(dòng)矢量MVr執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)被作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像信號(hào)DVrc提供給減法器14。
減法器14從輸入圖像信號(hào)DVin中減去運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVrc以獲得差信號(hào)DDr。然后，減法器14然后將如此獲得的差信號(hào)DDr提供給噪聲檢測部分15。噪聲檢測部分15從差信號(hào)DDr中檢測噪聲分量，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該噪聲分量的信號(hào)電平的校正信號(hào)NDr，并且將其提供給減法器16。減法器16從輸入圖像信號(hào)DVin中減去校正信號(hào)NDr，從而產(chǎn)生具有降低了噪聲的輸出圖像信號(hào)DVout，并且將其輸出。此外，其將這個(gè)輸出圖像信號(hào)DVout提供給幀存儲(chǔ)器11。注意到，在噪聲檢測部分15處，如果在減法器14處獲得的差信號(hào)DDr被作為校正信號(hào)NDr提供給減法器16，并且當(dāng)活動(dòng)圖像部分被判定為是噪聲的時(shí)候，執(zhí)行對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)圖像的信號(hào)電平的校正，以產(chǎn)生殘留圖像(after-image)。因此，通過以在減法器14獲得的差信號(hào)DDr乘以一個(gè)因子(例如，小于1)來產(chǎn)生校正信號(hào)NDr，以防止殘留圖像變得明顯。
通過這樣從在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVrc和輸入圖像信號(hào)DVin之間的差值中提取噪聲分量，并且從輸入圖像信號(hào)DVin中減去這個(gè)提取的噪聲分量，有可能獲得具有降低了噪聲的輸出圖像信號(hào)DVout。
但是，在如圖1所示的上述噪音降低設(shè)備中，必須在一個(gè)幀和另一個(gè)幀之間檢測運(yùn)動(dòng)矢量，因此使它的運(yùn)動(dòng)距離大于在一個(gè)場和另一個(gè)場之間檢測運(yùn)動(dòng)矢量的情況。因此，搜索范圍必須變大，從而增加了電路尺寸。
圖2顯示另一個(gè)相關(guān)噪聲降低設(shè)備的結(jié)構(gòu)，其中運(yùn)動(dòng)矢量在一個(gè)場和另一個(gè)場之間檢測，并且被用于通過使用該運(yùn)動(dòng)矢量來降低噪聲。
在圖2中，數(shù)字輸入圖像信號(hào)DVin被提供給內(nèi)插濾波器22以及減法器26和28。場存儲(chǔ)器21存儲(chǔ)先前場的圖像信號(hào)DVe，所述先前場是一個(gè)在輸入圖像信號(hào)DVin之前的場。場存儲(chǔ)器21將這個(gè)先前場的圖像信號(hào)DVe提供給內(nèi)插濾波器23和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分25。
內(nèi)插濾波器22通過利用輸入圖像信號(hào)DVin執(zhí)行內(nèi)插處理，以產(chǎn)生第一內(nèi)插圖像信號(hào)DW1。內(nèi)插濾波器23通過利用先前場的圖像信號(hào)DVe來執(zhí)行內(nèi)插處理，以產(chǎn)生第二內(nèi)插圖像信號(hào)DW2，其垂直空間位置與內(nèi)插圖像信號(hào)DW1相同。
運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分24相對(duì)于基于在內(nèi)插濾波器23產(chǎn)生的第二內(nèi)插圖像信號(hào)DW2的圖像，來檢測基于在內(nèi)插濾波器22產(chǎn)生的第一內(nèi)插圖像信號(hào)DW1的圖像的運(yùn)動(dòng)矢量MVe。然后，運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分24將其提供給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分25。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分25使用從運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分24接收的運(yùn)動(dòng)矢量MVe執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并且將基于先前場的圖像信號(hào)DVe的圖像移動(dòng)到基于輸入圖像信號(hào)DVin的圖像的位置。使用該運(yùn)動(dòng)矢量MVe執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)被作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像信號(hào)DVec提供給減法器26。
減法器26從輸入圖像信號(hào)DVin中減去運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec以獲得差信號(hào)DDe。然后，減法器26將如此獲得的差信號(hào)DDe提供給噪聲檢測部分27。噪聲檢測部分27從差信號(hào)DDe中檢測噪聲分量，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該噪聲分量的校正信號(hào)NDe，并且將其提供給減法器28。減法器28從輸入圖像信號(hào)DVin中減去校正信號(hào)NDe，從而產(chǎn)生輸出圖像信號(hào)DVout。此外，其將該輸出圖像信號(hào)DVout提供給場存儲(chǔ)器21。
通過檢測在一個(gè)場和另一個(gè)場之間的運(yùn)動(dòng)矢量來執(zhí)行先前場的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從在作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)南惹皥龅膱D像信號(hào)和當(dāng)前場的圖像信號(hào)之間的差值提取噪聲分量，并且從當(dāng)前場的圖像信號(hào)中減去該提取的噪聲分量，噪聲可以被降低。
但是，在圖2所示的噪聲降低設(shè)備中，存在一種情況，即在s信號(hào)電平，噪聲的影響可以垂直傳播。例如，下面將描述一種情況，如圖3所示，在場f1中的像素P1的信號(hào)電平是“100”，并且當(dāng)噪聲分量“8”被添加給在場f2中的像素P2的信號(hào)時(shí)，在場f2中的像素P2的信號(hào)電平被轉(zhuǎn)變?yōu)椤?08”。
在這種情況下，假定“0.5”乘以在一個(gè)像素和另一個(gè)之間的信號(hào)電平差值被設(shè)置為校正量，即校正信號(hào)的信號(hào)電平，校正信號(hào)執(zhí)行校正，使得像素P2的信號(hào)電平被減去“4”，這是因?yàn)橄袼豍2相對(duì)于像素P1的信號(hào)電平差值是“8”。因此，在場f2中的像素P2的信號(hào)電平按照校正信號(hào)從“108”校正為“104”。接下來，由于在場f3中的像素P1相對(duì)于在場f2中的像素P2的信號(hào)電平差值是“ 100-104＝-4”，校正信號(hào)執(zhí)行校正，使得信號(hào)電平被增加“2”。因此，在場f3中的像素P1的信號(hào)電平被從“100”校正為“102”。對(duì)在場f4中的像素P2也執(zhí)行類似的校正，使得在場f4中的像素P2的信號(hào)電平被從“100”校正為“101”。以這樣的方式，噪聲的影響在信號(hào)電平中垂直傳播。
此外，在如圖4所示的靜止圖像中的分界線上，由于噪聲的降低導(dǎo)致發(fā)生故障。也就是說，在場f2中的像素P3的信號(hào)電平被從“132”校正為“116”，在場f3中的像素P4的信號(hào)電平被從“100”校正為“108”。此外，在場f4中的像素P3的信號(hào)電平被從“132”校正為“120”，在場f5中的像素P4的信號(hào)電平被從“100”校正為“110”。此外，在場f6中的像素P3的信號(hào)電平被從“132”校正為“121”。以這樣的方式，在分界線上的信號(hào)電平的波動(dòng)導(dǎo)致發(fā)生閃爍顯示。
圖5示出了參考按照本發(fā)明實(shí)施例的、用于處理信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)。數(shù)字輸入圖像信號(hào)DVin被分別提供給內(nèi)插濾波器31、校正處理部分36和選擇控制部分43。
場存儲(chǔ)器41存儲(chǔ)從校正處理部分36接收的圖像信號(hào)DVcr，校正處理部分36將在稍后描述。通過從在時(shí)間上為輸入圖像信號(hào)DVin之前的一個(gè)場的圖像信號(hào)降低噪聲來獲得如此存儲(chǔ)的圖像信號(hào)DVcr。場存儲(chǔ)器41將存儲(chǔ)在其中(以下簡稱為“先前場的圖像信號(hào)”)的圖像信號(hào)DVe提供給內(nèi)插濾波器32、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分34和場存儲(chǔ)器42。
內(nèi)插濾波器31通過利用輸入圖像信號(hào)DVin執(zhí)行內(nèi)插處理，而內(nèi)插濾波器32通過利用先前場的圖像信號(hào)DVe執(zhí)行內(nèi)插處理。在上述的內(nèi)插處理中，使用在一個(gè)場中垂直相鄰的像素，即二條連續(xù)的線，產(chǎn)生在二個(gè)場中，其垂面空間位置相同的插入圖像信號(hào)。
圖6是用于說明內(nèi)插濾波器31和32的操作的示意圖。在第一場f1中的像素和在第二場f2中的像素彼此距離“(1/2)L”，這里L(fēng)定義為在像素之間的垂直距離(線性距離)。
內(nèi)插濾波器31產(chǎn)生像素Pa1-2的信號(hào)，所述像素在第一場f1中到像素Pa1和pa2的垂直距離之比例如為3∶1。也就是說，像素Pa1-2分別到像素Pa1和Pa2的垂直距離分別為“(3/4)L”和“(1/4)L”。因此，設(shè)置內(nèi)插因子以便相應(yīng)像素Pa1和Pa2的信號(hào)可以以對(duì)應(yīng)于這些距離的比值進(jìn)行相加。因此，內(nèi)插因子“1/4”被設(shè)置給像素Pa1，而內(nèi)插因子“3/4”被設(shè)置給像素Pa2。然后，像素Pa1和Pa2的信號(hào)乘以相應(yīng)的內(nèi)插因子，并且相加從而獲得像素Pa1-2的信號(hào)。
另一方面，內(nèi)插濾波器32產(chǎn)生像素Pb1-2的信號(hào)，所述像素在第二個(gè)場f2中到像素Pb1和Pb2的垂直距離之比例如為3∶1。也就是說，像素Pb1-2到像素Pb1和Pb2的垂直距離分別為“(1/4)L”和“(3/4)L”。因此，設(shè)置內(nèi)插因子以便相應(yīng)像素Pb1和Pb2的信號(hào)可以以對(duì)應(yīng)于這些距離的比值進(jìn)行相加。因此，內(nèi)插因子“3/4”被設(shè)置給像素Pb1，內(nèi)插因子“1/4”被設(shè)置給像素Pb2。然后，像素Pb1和Pb2的信號(hào)乘以相應(yīng)的內(nèi)插因子，并且相加從而獲得像素Pb1-2的信號(hào)。
通過這樣使用內(nèi)插濾波器31和32來加權(quán)像素的信號(hào)并且將它們相加起來，對(duì)于每個(gè)場產(chǎn)生在二個(gè)場中，其垂直空間位置相同的內(nèi)插信號(hào)。在內(nèi)插濾波器31上產(chǎn)生的第一插入圖像信號(hào)DW1被提供給運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分33。另一方面，在內(nèi)插濾波器32上產(chǎn)生的第二插入圖像信號(hào)DW2被提供給運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分33。
運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分33相對(duì)于基于先前場的圖像信號(hào)DVe的圖像，從第一插入圖像信號(hào)DW1和第二插入圖像信號(hào)DW2中檢測基于輸入圖像信號(hào)Dvin的圖像的運(yùn)動(dòng)矢量MVe。運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分33然后將運(yùn)動(dòng)矢量MVe提供給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分34。為了檢測運(yùn)動(dòng)矢量MVe，諸如模塊相配方法(block matchingmethod)和空間梯度方法(spatial gradient method)等的各種方法都是有效的，所述模塊相配方法用于判定具有最高相關(guān)性的位置作為移動(dòng)搜索目標(biāo)模塊，從而檢測運(yùn)動(dòng)矢量，而所述空間梯度方法用于基于梯度方程(gradient equation)逼近運(yùn)動(dòng)矢量，所述梯度方程表示亮度的空間性梯度(spatial gradient)，從而獲得給出對(duì)每個(gè)像素的成功匹配的運(yùn)動(dòng)矢量。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分34通過利用從運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分33接收的運(yùn)動(dòng)矢量MVe，對(duì)先前場的圖像信號(hào)DVe執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以獲得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec。然后，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分34然后將這樣在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec提供給基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35。
上述內(nèi)插濾波器32和場存儲(chǔ)器42從場存儲(chǔ)器41接收先前場的圖像信號(hào)DVe。注意到，圖像信號(hào)(以下簡稱為“先前幀的圖像信號(hào)”)被存儲(chǔ)在場存儲(chǔ)器42中，其是在輸入圖像信號(hào)DVin之前的一個(gè)幀周期。這個(gè)先前幀的圖像信號(hào)DVr被提供給基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35和選擇控制部分43。
基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35基于從選擇控制部分43接收的控制信號(hào)SC，把或者先前幀的圖像信號(hào)DVr或者運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec選擇為基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf。然后，它將基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf提供給在校正處理部分36中的減法器361。
選擇控制部分43產(chǎn)生控制信號(hào)SC，控制信號(hào)SC被要求選擇或者先前幀的圖像信號(hào)DVr或者運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf。然后，它將所產(chǎn)生的控制信號(hào)SC提供給基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35。例如，選擇控制部分43使用輸入圖像信號(hào)DVin和先前幀的圖像信號(hào)DVr執(zhí)行運(yùn)動(dòng)檢測?；谠撨\(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果，選擇控制部分43辨別存在運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和不存在運(yùn)動(dòng)的靜止圖像區(qū)域。此外，基于該區(qū)域辨別的結(jié)果，選擇控制部分43產(chǎn)生控制信號(hào)SC，以便基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35選擇運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec，以將其設(shè)置為用于運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域的基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf，并且選擇先前幀的圖像信號(hào)DVr，將其設(shè)置為用于靜止圖像區(qū)域的基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf。然后，選擇控制部分43將控制信號(hào)SC提供給基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35。
注意到，針對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行檢測運(yùn)動(dòng)，以便基于一個(gè)像素或者多個(gè)像素，彼此區(qū)分運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和靜止圖像區(qū)域。例如，對(duì)于每個(gè)像素的運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果被用來選擇已運(yùn)動(dòng)的像素作為運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域，和沒有運(yùn)動(dòng)的像素作為靜止圖像區(qū)域。這樣的處理允許對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)檢測結(jié)果的信號(hào)將被選擇。也可能按照是否已經(jīng)對(duì)預(yù)定數(shù)量的像素延續(xù)相同的運(yùn)動(dòng)檢測結(jié)果，或者是否選擇作為運(yùn)動(dòng)部分的像素被至少以預(yù)定的比值包含在具有預(yù)定像素尺寸的區(qū)域中，來選擇或者先前幀的圖像信號(hào)或者運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)。這防止了將被選擇的信號(hào)被頻繁切換。
注意到，可以提供為對(duì)于每個(gè)場確定輸入圖像信號(hào)DVin的噪聲量的噪聲量確定裝置或者設(shè)備，以便選擇控制部分43可以基于由噪聲量確定裝置或者設(shè)備確定的結(jié)果，在基準(zhǔn)圖像設(shè)置部分35中為每個(gè)場控制信號(hào)選擇。在這種情況下，對(duì)于具有噪聲量超過預(yù)定量的場，先前幀的圖像信號(hào)被選擇。通過如此選擇信號(hào)，可以通過選擇先前幀的圖像信號(hào)作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)，獲得降低靜止場的噪聲的足夠效果，即使發(fā)生上述情況，因?yàn)樵肼暳刻螅荒塬@得恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
減法器361從輸入圖像信號(hào)DVin中減去基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf以獲得差信號(hào)DDs，所述基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf在噪聲檢測過程中提供了基準(zhǔn)。然后，減法器361將如此獲得的差信號(hào)DDs提供給噪聲檢測器362。噪聲檢測器362從差信號(hào)DDr中檢測噪聲分量，產(chǎn)生被要求用來降低所檢測的噪聲分量的校正信號(hào)NDs，并且將其提供給減法器363。減法器363從輸入圖像信號(hào)DVin中減去校正信號(hào)NDs，以產(chǎn)生具有降低了噪聲的圖像信號(hào)DVcr，輸出該圖像信號(hào)DVcr，并且將其提供給場存儲(chǔ)器41。
因此，基于輸入圖像信號(hào)DVin，或者運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec或者先前幀的圖像信號(hào)DVr被選擇和被用作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf，基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf在噪聲檢測過程中提供基準(zhǔn)。在一個(gè)圖像的靜止圖像部分中，選擇先前幀的圖像信號(hào)DVr作為用于噪聲降低的基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf，防止由于噪聲和其影響的垂直傳播而導(dǎo)致的在分界線上的故障的發(fā)生，并且允許噪聲被適當(dāng)?shù)亟档?。此外，在一個(gè)圖像的活動(dòng)圖像部分中，選擇運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVec作為用于噪聲降低的基準(zhǔn)圖像信號(hào)DVrf，允許對(duì)于更好響應(yīng)的、將被執(zhí)行的噪聲降低處理。也可以正確地降低噪聲而沒有在圖像中的運(yùn)動(dòng)被錯(cuò)判為噪聲。
在輸入圖像信號(hào)DVin的信號(hào)處理中，使用運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果、輸入圖像信號(hào)、先前場的圖像信號(hào)等執(zhí)行各種各樣的處理項(xiàng)。因此，利用形成噪聲降低設(shè)備的場存儲(chǔ)器和/或用于檢測運(yùn)動(dòng)的選擇控制部分，當(dāng)執(zhí)行多個(gè)包括噪聲處理的信號(hào)處理項(xiàng)的時(shí)候，也在其他的信號(hào)處理方面防止電路尺寸變得很大。
圖7示出一個(gè)作為按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于處理信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)，其能夠執(zhí)行噪聲降低和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換處理(例如，交織順序的轉(zhuǎn)換處理(interlaceprogressinve conversion processing))。在圖7中注意到，由一點(diǎn)和短劃線(one-dot-and-dash line)包圍的部分用于這個(gè)噪聲降低處理，并且其解釋被省略。另一方面，由兩個(gè)點(diǎn)和短劃線(two-dot-and-dash line)包圍的部分適用于交織順序的轉(zhuǎn)換處理。
從場存儲(chǔ)器41傳送的先前場的圖像信號(hào)DVe被提供給在輸出處理部分44中的自適應(yīng)混合器442。選擇控制部分43使用輸入圖像信號(hào)DVin和先前幀的圖像信號(hào)DVr執(zhí)行運(yùn)動(dòng)檢測，并且將該運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果MC提供給自適應(yīng)混合器442。
從校正處理部分36傳送的圖像信號(hào)DVcr被提供給內(nèi)插濾波器441和線性雙速轉(zhuǎn)換器443。在內(nèi)插濾波器441處，由在一個(gè)場中的相鄰兩條線的圖像信號(hào)，使用圖像信號(hào)DVcr產(chǎn)生在另一個(gè)場中的在線位置上的圖像信號(hào)DVce。例如，垂直連續(xù)的兩個(gè)像素的平均值被計(jì)算，以提供一個(gè)新信號(hào)，從而在另一場中的線位置上產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)。通過在內(nèi)插濾波器441中執(zhí)行上述的內(nèi)插處理，最新產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVce被提供給自適應(yīng)混合器442。
根據(jù)使用從場存儲(chǔ)器41接收的先前場的圖像信號(hào)DVe和從內(nèi)插濾波器441接收的圖像信號(hào)DVce的運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果，自適應(yīng)混合器442在不同于圖像信號(hào)DVcr的場的線位置上產(chǎn)生一個(gè)插入圖像信號(hào)DVf，其中所述圖像信號(hào)DVcr具有降低的噪聲。例如，如果由運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果，則在指示為靜止的一部分上，使用圖像信號(hào)Dvce本身提供內(nèi)插信號(hào)DVf，當(dāng)使用該插入圖像信號(hào)DVf產(chǎn)生改進(jìn)的體制的輸出圖像信號(hào)DVout時(shí)，垂直分辨率降低。因此，使用先前場的圖像信號(hào)DVe作為插入的圖像信號(hào)DVf，防止垂直分辨率降低。另一方面，如果在檢測到運(yùn)動(dòng)的一部分上，使用先前場的圖像信號(hào)Dve本身提供插入圖像信號(hào)DVf，當(dāng)使用該插入圖像信號(hào)DVf產(chǎn)生改進(jìn)的體制的輸出圖像信號(hào)DVout時(shí)，則可能出現(xiàn)重影干擾。因此，輸出從內(nèi)插濾波器441接收的圖像信號(hào)DVce作為插入的圖像信號(hào)DVf，防止出現(xiàn)重影干擾的產(chǎn)生。此外，自適應(yīng)混合器442可以不僅在圖像信號(hào)DVce和先前場的圖像信號(hào)Dve之間轉(zhuǎn)換并且輸出它，而且也可以以對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)檢測結(jié)果的混合比把二個(gè)信號(hào)加起來，從而隨著其被用于運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果而產(chǎn)生插入的圖像信號(hào)DVf。由該自適應(yīng)混合器442產(chǎn)生的插入的圖像信號(hào)DVf被提供給線性雙速變換器443。
線性雙速變換器443以雙速交替地讀取從校正處理部分36接收的圖像信號(hào)DVcr和從自適應(yīng)混合器442接收的插入圖像信號(hào)DVf，從而產(chǎn)生和輸出改進(jìn)的體制的圖像信號(hào)DVout。
因此，通過在噪聲減低處理和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換處理中共同使用用于運(yùn)動(dòng)檢測的場存儲(chǔ)器和選擇控制部分，可以消除必需為每個(gè)處理提供電路的情況，從而使電路尺寸小于為每個(gè)處理提供電路尺寸的情況。
因此，已經(jīng)描述了一種用于處理圖像信號(hào)的設(shè)備和方法，以降低來自圖像信號(hào)的噪聲影響。雖然上述說明書已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的寬廣的范圍情況下，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行許多的改進(jìn)。因此，附加的權(quán)利要求意圖是覆蓋落在本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神之內(nèi)的所有這樣的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于處理信號(hào)的設(shè)備，包括運(yùn)動(dòng)矢量檢測器，用于使用一個(gè)輸入圖像信號(hào)和一個(gè)先前場的圖像信號(hào)來檢測運(yùn)動(dòng)矢量，其中所述先前場是在時(shí)間上處于所述輸入圖像信號(hào)之前的一個(gè)場；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器，用于使用所述運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)先前場的圖像信號(hào)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)；基準(zhǔn)圖像設(shè)置裝置，用于選擇先前幀圖像信號(hào)和所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)中的任何一個(gè)，并且用于設(shè)置所選擇的圖像信號(hào)作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)，其中所述先前幀是在所述輸入圖像信號(hào)之前的一個(gè)幀；選擇控制器，用于控制由所述基準(zhǔn)圖像設(shè)置裝置執(zhí)行的選擇；和校正處理器，用于獲得在所述輸入圖像信號(hào)和所述基準(zhǔn)圖像信號(hào)之間的差值，從所述差值檢測噪聲分量，并且對(duì)應(yīng)于所述噪聲分量校正所述輸入圖像信號(hào)的信號(hào)電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述選擇控制器使用所述輸入圖像信號(hào)和所述先前幀的圖像信號(hào)來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)檢測，基于所述運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果，區(qū)分在其中存在運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和其中不存在運(yùn)動(dòng)的靜止圖像區(qū)域，并且在所述基準(zhǔn)圖像設(shè)置裝置中控制所述基準(zhǔn)圖像信號(hào)的選擇，以在所述運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域中選擇所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)和在所述靜止圖像區(qū)域中選擇所述先前幀的圖像信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述選擇控制器執(zhí)行對(duì)于每個(gè)像素的運(yùn)動(dòng)檢測，并且基于像素的任何一個(gè)和多個(gè)像素，區(qū)分所述運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和所述靜止圖像區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，還包括輸出處理器，用于使用所述先前場的圖像信號(hào)、所述運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果和從所述校正處理器輸出的圖像信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)體制不同于所述輸入圖像信號(hào)的輸出圖像信號(hào)。
5.一種用于處理信號(hào)的方法，該方法包括運(yùn)動(dòng)矢量檢測步驟，使用一個(gè)輸入圖像信號(hào)和一個(gè)先前場的圖像信號(hào)來檢測運(yùn)動(dòng)矢量，所述先前場是在時(shí)間上處于所述輸入圖像信號(hào)之前的場；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟，使用所述運(yùn)動(dòng)矢量執(zhí)行對(duì)所述先前場的圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)；基準(zhǔn)圖像設(shè)置步驟，選擇先前幀的圖像信號(hào)和所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)的任何一個(gè)，并且用于設(shè)置所述選擇的圖像信號(hào)作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)，其中所述先前幀是在所述輸入圖像信號(hào)之前的一個(gè)幀；選擇控制步驟，控制在所述基準(zhǔn)圖像設(shè)置步驟中的選擇；和校正處理步驟，獲得在所述輸入圖像信號(hào)和所述基準(zhǔn)圖像信號(hào)之間的差值，從所述差值檢測噪聲分量，并且對(duì)應(yīng)于所述噪聲分量來校正所述輸入圖像信號(hào)的信號(hào)電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述選擇控制步驟中，使用所述輸入圖像信號(hào)和所述先前幀的圖像信號(hào)來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)檢測；基于所述運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果來區(qū)分其中存在運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和其中不存在運(yùn)動(dòng)的靜止圖像區(qū)域；并且其中在所述基準(zhǔn)圖像設(shè)置步驟中控制所述基準(zhǔn)圖像信號(hào)的選擇，以在該運(yùn)動(dòng)區(qū)域的情況下選擇該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)和在該靜止的區(qū)域的情況下選擇該先前幀的圖像信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述選擇控制步驟中，執(zhí)行對(duì)每個(gè)像素的運(yùn)動(dòng)檢測，并且基于像素的任何一個(gè)和多個(gè)像素區(qū)分所述運(yùn)動(dòng)圖像區(qū)域和所述靜止圖像區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括輸出處理步驟，用于使用先前場的圖像信號(hào)、運(yùn)動(dòng)檢測的結(jié)果和在所述校正處理步驟期間校正的圖像信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)體制不同于所述輸入圖像信號(hào)的圖像信號(hào)。
全文摘要
運(yùn)動(dòng)矢量檢測部分基于一個(gè)輸入圖像信號(hào)和一個(gè)先前場的圖像信號(hào)檢測運(yùn)動(dòng)矢量，該先前場是一個(gè)在該輸入信號(hào)之前的場。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分使用該運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)該先前場的圖像信號(hào)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)?；鶞?zhǔn)圖像設(shè)置部分或者把該先前幀的圖像信號(hào)或者把該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)選擇為基準(zhǔn)圖像信號(hào)。選擇控制部分執(zhí)行運(yùn)動(dòng)檢測，并且在運(yùn)動(dòng)區(qū)域中選擇該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)，以及在靜止區(qū)域中選擇先前幀的圖像信號(hào)作為該基準(zhǔn)圖像信號(hào)。校正處理部分從在該輸入信號(hào)和該基準(zhǔn)信號(hào)之間的差值中檢測噪聲分量，并且對(duì)應(yīng)于這個(gè)噪聲分量校正該輸入信號(hào)的信號(hào)電平。
文檔編號(hào)G06T5/00GK1571473SQ20041005505
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者近藤真 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社