專利名稱：視頻處理設(shè)備及視頻處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻處理設(shè)備及視頻處理方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠減少噪聲影響并增強圖像的細節(jié)的視頻處理設(shè)備及視頻處理方法。
背景技術(shù)：
諸如電視的視頻處理設(shè)備根據(jù)數(shù)字電視廣播信號、電纜電視廣播信號等從廣播站接收包含特定視頻的視頻信號。該視頻處理設(shè)備對接收的視頻信號執(zhí)行視頻處理，然后輸出圖像。該視頻處理設(shè)備還從諸如盒式錄像機(VCR)、數(shù)字通用盤播放器(DVD)等的多種視頻裝備接收視頻信號。然后，該視頻處理設(shè)備對接收的視頻信號執(zhí)行視頻處理。
由該視頻處理設(shè)備接收的視頻信號是相應于圖像的特性的頻率信號。例如，在其中圖像沒有被改變的區(qū)域相應于低頻，在其中圖像被快速改變的區(qū)域(例如邊角)相應于高頻。另一方面，為了提高頻率資源的效率，限制可由視頻處理設(shè)備接收的視頻信號使用的頻帶。例如，在美國國家電視系統(tǒng)委員會的電視系統(tǒng)中，分配給一個信道的頻帶寬度為6MHz。在該頻帶寬度中，所給的用于表示圖像的頻率為4.2MHz。
然而，原始圖像具有多種頻率分量，例如由4.2MHz或更高頻率的高頻表示的圖像。這時，一旦具有4.2MHz或更高頻率的頻率分量的原始圖像被轉(zhuǎn)換為視頻信號，則這些頻率分量被丟失。結(jié)果，存在諸如圖像邊角的區(qū)域不能被清楚地顯示的問題，以及產(chǎn)生諸如在其中圖像被振蕩的振鈴(ringing)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
為了解決諸如振鈴等的現(xiàn)象，傳統(tǒng)上建議對視頻信號進行核化降噪(coring)處理。
圖1是示意性示出了傳統(tǒng)視頻處理設(shè)備1的核化降噪單元的結(jié)構(gòu)的框圖。圖1的視頻處理設(shè)備1具有高通濾波器11，用于生成輸入的視頻信號的輸入高頻分量；第一混頻器12，用于從輸入的視頻信號消除通過高通濾波器11的高頻分量以及輸出低頻分量；核化降噪單元13，用于對通過高通濾波器11并輸入到其中的高頻分量執(zhí)行核化降噪處理；以及第二混頻器14，用于將從核化降噪單元13輸出的信號加到從第一混頻器12輸出的低頻分量，然后輸出相加后的信號。
核化降噪單元13消除高頻分量中的不必要的分量(即，噪聲分量)。圖2是示出了表示核化降噪單元13的輸出信號電平與輸入信號電平的比率的增益15的圖形。如圖2所示，核化降噪單元13將具有特定范圍內(nèi)的電平(-a～a)的輸入信號的增益設(shè)置為0(零)，然后消除不必要的分量并輸出該信號。核化降噪單元13從高頻分量中消除導致視頻信號中的振鈴現(xiàn)象的具有低信號電平的部分，使得振鈴現(xiàn)象減弱。
然而，因為在核化降噪單元13中消除的信號包括噪聲和圖像信息，所以用于防止振鈴的閥值電平(-a或a)越高，則丟失的圖像信息就越多。因此，盡管改善了振鈴現(xiàn)象，但是產(chǎn)生了圖像細節(jié)降低的問題。
因此，需要一種能夠減少視頻信號中的噪聲而不降低圖像的細節(jié)的改進視頻處理設(shè)備及視頻處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的一個方面解決上述問題和/或缺陷，并至少提供下面所述的優(yōu)點。因此，本發(fā)明實施例的一方面提供一種能夠減少噪聲影響并提高圖像的細節(jié)的視頻處理設(shè)備及視頻處理方法。
通過提供下述視頻信號處理設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明示例性實施例的前述和/或其它方面，該視頻信號處理設(shè)備包括信號劃分單元，將視頻信號劃分為低頻分量和高頻分量；信號消除單元，用于從信號劃分單元輸出的視頻信號的高頻分量消除噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量；信號組合單元，用于組合從信號劃分單元輸出的視頻信號的低頻分量和已經(jīng)從其消除了噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量的視頻信號的高頻分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，信號劃分單元包括使視頻信號的高頻分量通過的高通濾波器；混頻器，從視頻信號減去通過高通濾波器的高頻分量，并輸出視頻信號的低頻分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，信號消除單元包括信號分類單元，將從信號劃分單元輸出的視頻信號的高頻分量分類為噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量和下限值之下的分量；第一核化降噪單元，從噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量消除噪聲的幅度范圍的上限值之下的分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，信號消除單元還包括第二核化降噪單元，從噪聲的幅度范圍的下限值之下的分量消除噪聲的特定幅度之下的分量。
通過提供如下視頻處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明示例性實施例的上述和/或其它方面，該視頻處理方法包括將視頻信號劃分為視頻信號的低頻分量和高頻分量；從視頻信號的高頻分量消除噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量；組合視頻信號的低頻分量和已經(jīng)從其消除了噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量的視頻信號的高頻分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，視頻信號的劃分包括使視頻信號的高頻分量通過，從視頻信號減去高頻分量并輸出視頻信號的低頻分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的另一方面，分量的消除包括將視頻信號的高頻分量分類為噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量和下限值之下的分量；從噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量消除噪聲的幅度范圍的上限值之下的分量。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，分量的消除還包括從噪聲的幅度范圍的下限值之下的分量消除噪聲的特定幅度之下的分量。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明示例性實施例的以上和其他目的、特征和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是示意性示出了傳統(tǒng)視頻信號處理設(shè)備的核化降噪單元的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出了表示核化降噪單元的輸出信號電平和輸入信號電平的比率的增益的圖形；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；
圖5是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備的操作的流程圖。
在整個附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
提供諸如詳細結(jié)構(gòu)和部件的在說明書中定義的內(nèi)容來幫助全面理解本發(fā)明的示例性實施例。因此，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對此處所描述的實施例可以作出多種改變和修改。此外，為了清楚和簡明起見，忽略對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的框圖。
視頻處理設(shè)備100從廣播站接收諸如數(shù)字電視廣播信號、有線電視廣播信號等的包含特定視頻信息的視頻信號，或者從諸如盒式錄像機(VCR)、數(shù)字通用盤播放器(DVD)等的多種視頻裝備接收視頻信號。然后，視頻處理設(shè)備100對接收的視頻信號執(zhí)行視頻處理。例如，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備100消除輸入的視頻信號中的相應于特定幅度范圍的頻率分量，然后將其輸出。結(jié)果，該視頻處理設(shè)備減少了噪聲影響并提高了圖像的細節(jié)。
視頻處理設(shè)備100包括信號劃分單元110、信號消除單元120和信號組合單元130。信號劃分單元110接收視頻信號并將視頻信號劃分為低頻分量和高頻分量以輸出兩個分量。根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的信號劃分單元110包括高通濾波器111和混頻器112。高通濾波器111接收視頻信號并將該信號轉(zhuǎn)換成視頻信號的高頻分量。高通濾波器111具有特定的截止頻率。因此，高通濾波器使截止頻率之上的視頻信號的分量通過，截斷截止頻率之下的分量。在典型實施方式中，根據(jù)被執(zhí)行核化降噪處理的視頻信號的頻帶確定截止頻率?；祛l器112接收視頻信號和通過高通濾波器111的視頻信號的高頻分量，并從視頻信號消除該高頻分量和輸出視頻信號的低頻分量。
信號消除單元120接收從高通濾波器111輸出的視頻信號的高頻分量，并從該視頻信號消除噪聲的特定幅度范圍內(nèi)的分量。視頻信號的高頻分量具有導致振鈴音的噪聲，該噪聲的幅度位于特定幅度范圍之內(nèi)。信號消除單元120從輸入的視頻信號的高頻分量消除相應于所述幅度范圍內(nèi)的噪聲分量。
信號消除單元120包括信號分類單元121和第一核化降噪單元122。信號分類單元121將從高通濾波器111輸出的視頻信號的高頻分量分類為相應于噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量和下限值之下的分量。例如，信號分類單元121確定輸入的視頻信號的高頻分量是否大于噪聲的幅度范圍的下限值。然后，信號分類單元121參照該下限值將該視頻信號分類為兩個信號。
第一核化降噪單元122從信號分類單元121接收噪聲的幅度范圍的下限值之上的信號。第一核化降噪單元122對輸入的信號執(zhí)行核化降噪處理并消除噪聲位于其中的幅度范圍的上限值之下的分量。如圖2所示，第一核化降噪單元122可以具有利用輸出信號電平和輸入信號電平的比率的增益。噪聲位于其中的幅度范圍的上限值可以被設(shè)置為圖2中的電平(-a或a)。所述增益還可以被設(shè)置為第一核化降噪單元121中的防止振鈴音的電平。
即，當視頻信號的高頻信號的幅度相應于噪聲位于其中的幅度范圍時，信號消除單元120執(zhí)行核化降噪處理以消除噪聲。然而，當高頻信號的幅度和噪聲位于其中的幅度范圍不相對應時，信號消除單元120不執(zhí)行核化降噪處理，并以信號的當前狀態(tài)輸出信號以保持信號的原始分量。在絕大多數(shù)情況下，當信號電平高時，在射頻信號中生成的振鈴由高頻分量導致。因此，只選擇性地消除與噪聲位于其中的幅度范圍相對應的高頻分量，其它分量被完整地保持。結(jié)果，能夠防止噪聲并且能夠保持圖像的細節(jié)。
信號組合單元130接收從混頻器112輸出的視頻信號的低頻分量、以及從第一核化降噪單元122輸出的已經(jīng)從其消除了噪聲的信號或從信號分類單元121輸出的噪聲的幅度范圍的下限值之下的信號。然后，該信號組合單元組合低頻分量(或從信號分類單元121輸出的信號)和從第一核化降噪單元122輸出的信號，并輸出組合的信號。
下面將描述本發(fā)明的另一示例性實施方式。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的視頻處理設(shè)備100的主要結(jié)構(gòu)的框圖。為了清楚和簡明起見，對圖4中的與圖3中示出的視頻處理設(shè)備100的結(jié)構(gòu)相同或相似的結(jié)構(gòu)的描述被忽略。除了信號分類單元121和第一核化降噪單元122之外，信號消除單元120還包括第二核化降噪單元123。
第二核化降噪單元123從信號分類單元121接收噪聲位于其中的幅度范圍的下限值之下的信號。然后，第二核化降噪單元123對輸入的信號執(zhí)行核化降噪處理。為了調(diào)整圖像的細節(jié)，所述核化降噪處理從具有噪聲位于其中的幅度范圍的信號消除特定幅度之下的分量。和第一核化降噪單元122相同，第二核化降噪單元123具有預定的增益，該增益為輸出信號電平與輸入信號電平的比率。第二核化降噪單元123將對具有特定幅度之下的幅度的輸入信號的分量的增益設(shè)置為零(0)并輸出該分量。因此，根據(jù)圖像的細節(jié)確定第二核化降噪單元123的增益。
信號組合單元130接收從混頻器112輸出的視頻信號的低頻分量以及從第一核化降噪單元122輸出的已經(jīng)消除了噪聲的信號，或從第二核化降噪單元123輸出的已經(jīng)調(diào)整了圖像的細節(jié)的信號。信號組合單元130組合低頻分量和從第二核化降噪單元123輸出的信號(或從第一核化降噪單元122輸出的信號)，并輸出組合的信號。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備100的操作。圖5是示意性說明根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備100的操作的流程圖。
在操作S100，將經(jīng)過視頻處理的視頻信號輸入到信號劃分單元100。在操作S110，高通濾波器111根據(jù)特定的截止頻率截斷視頻信號的低頻分量，并輸出高頻分量。在操作S140，為了生成及輸出低頻分量，混頻器112從視頻信號消除輸出的高頻分量。
在操作S120，信號消除單元120的信號分類單元121確定輸入的視頻信號的高頻分量的信號幅度是否大于相應于特定噪聲的幅度范圍的下限值。
如果高頻分量的信號幅度大于下限值，則在操作S130，第一核化降噪單元122以噪聲的幅度范圍的上限值作為截止電平，從被確定為具有下限值之上的幅度的信號消除具有噪聲的幅度范圍的上限值之下的幅度的信號。
如果視頻信號的高頻分量的信號幅度小于下限值，則信號分類單元121以視頻信號的當前狀態(tài)將該信號輸出到信號組合單元130。另外，在操作S150，為了調(diào)整圖像的細節(jié)，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第二核化降噪單元123以特定幅度作為截止電平，從具有下限值之下的幅度的信號消除特定幅度之下的信號。
在操作S160，信號組合單元130將從第一核化降噪單元122輸出的已經(jīng)從其消除了噪聲的信號或從信號分類單元121輸出的噪聲位于其中的幅度范圍的下限值之下的信號，添加到從混頻器112輸出的視頻信號的低頻分量，并輸出這些信號。
在示例性實施方式中，在操作S160，信號組合單元130可以將從第一核化降噪單元122輸出的已經(jīng)從其消除了噪聲的信號或從第二核化降噪單元123輸出的調(diào)整了圖像的細節(jié)的信號添加到從混頻器112輸出的視頻信號的低頻分量。
本發(fā)明示例性實施例的視頻處理設(shè)備100可以包括電視系統(tǒng)等。此外，視頻處理設(shè)備100可以在電視系統(tǒng)中包括用于提高通過對亮度信號解碼得到的圖像的質(zhì)量的解交錯器(deinterlacer)、分級器等。
上面描述的本發(fā)明的示例性實施例能夠提供一種能夠減少噪聲影響并提高圖像細節(jié)的視頻處理設(shè)備和視頻處理方法。
盡管已參照其特定實施例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種形式和細節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號處理設(shè)備，包括信號劃分單元，用于將視頻信號劃分為視頻信號的低頻分量和高頻分量；信號消除單元，用于從所述信號劃分單元輸出的視頻信號的高頻分量消除噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量；信號組合單元，用于組合從所述信號劃分單元輸出的視頻信號的低頻分量和已經(jīng)從其消除了噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量的視頻信號的高頻分量。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述信號劃分單元包括高通濾波器，用于使視頻信號的高頻分量通過；以及混頻器，用于從視頻信號減去通過所述高通濾波器的高頻分量并輸出視頻信號的低頻分量。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述信號消除單元包括信號分類單元，用于將從所述信號劃分單元輸出的視頻信號的高頻分量分類為噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量和下限值之下的分量；以及第一核化降噪單元，用于從噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量消除噪聲的幅度范圍的上限值之下的分量。
4.如權(quán)利要求3所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述信號消除單元還包括第二核化降噪單元，用于從噪聲的幅度范圍的下限值之下的分量消除噪聲的特定幅度之下的分量。
5.一種視頻處理方法，包括將視頻信號劃分為低頻分量和高頻分量；從視頻信號的高頻分量消除噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量；和組合視頻信號的低頻分量和已經(jīng)從其消除了噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量的視頻信號的高頻分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻處理方法，其中，劃分視頻信號的步驟包括使視頻信號的高頻分量通過；從視頻信號減去高頻分量；和輸出視頻信號的低頻分量。
7.如權(quán)利要求5所述的視頻處理方法，其中，消除分量的步驟包括將視頻信號的高頻分量分類為噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量和下限值之下的分量；和從噪聲的幅度范圍的下限值之上的分量消除噪聲的幅度范圍的上限值之下的分量。
8.如權(quán)利要求7所述的視頻處理方法，其中，分量的消除還包括從噪聲的幅度范圍的下限值之下的分量消除噪聲的特定幅度之下的分量。
全文摘要
提供一種能夠減少噪聲影響并提高圖像細節(jié)的視頻信號處理設(shè)備及視頻處理方法。所述視頻信號處理設(shè)備包括信號劃分單元，將視頻信號劃分為視頻信號的低頻分量和高頻分量；信號消除單元，從信號劃分單元輸出的視頻信號的高頻分量消除噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量；信號組合單元，組合從信號劃分單元輸出的視頻信號的低頻分量和已經(jīng)從其消除了噪聲的幅度范圍內(nèi)的分量的視頻信號的高頻分量。
文檔編號H04N5/213GK1893552SQ200610093130
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者車泰煥, 全炳朝 申請人:三星電子株式會社