專利名稱：視頻處理設(shè)備、視頻處理方法和視頻處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于消除將復(fù)合信號轉(zhuǎn)換為分量信號時產(chǎn)生的噪聲的視頻處理設(shè)備、視頻處理方法和視頻處理程序。
背景技術(shù)：
可以按作為亮度信號與色彩信號的復(fù)合的復(fù)合信號來傳送視頻信號，或者可以按彼此獨(dú)立地傳送亮度信號和色彩信號的分量信號來傳送視頻信號。常規(guī)上，由于傳送的頻帶狹窄，所以對于常規(guī)的NTSC(美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會)使用復(fù)合信號。然而，對DVD(數(shù)字通用盤)和數(shù)字廣播使用分量信號。因此，當(dāng)將按復(fù)合信號記錄的視頻源記錄在DVD中或者進(jìn)行數(shù)字廣播時，應(yīng)該將復(fù)合信號轉(zhuǎn)換為分量信號。
如果當(dāng)將復(fù)合信號轉(zhuǎn)換為分量信號時將色彩信號與亮度信號分離開的精度變差，則產(chǎn)生稱為光點(diǎn)干擾(其中色彩信號分量殘留于亮度信號中)或者串色(其中亮度信號殘留于色彩信號中)的噪聲。
作為消除光點(diǎn)干擾和串色的設(shè)備，例如，日本特開2002-325262號公報(專利文獻(xiàn)1)公開的設(shè)備利用帶通濾波器提取色彩副載波頻帶，然后在時間軸上進(jìn)行濾波以檢測光點(diǎn)干擾。
專利文獻(xiàn)1的設(shè)備不是以像素單位進(jìn)行處理，因此存在問題，例如，當(dāng)輸入了其大小被從常規(guī)NTSC視頻大小轉(zhuǎn)換為用于例如HDTV(高清晰度電視)的另一視頻大小的分量信號時，鑒別諸如光點(diǎn)干擾和串色的噪聲分量變得非常困難。
由此，本發(fā)明的目的是提供一種視頻處理設(shè)備和視頻處理方法，其用于從分量信號中精確消除光點(diǎn)干擾和串色，即使該分量信號在被從復(fù)合信號轉(zhuǎn)換而來之后其視頻大小發(fā)生了改變。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種視頻處理設(shè)備，該視頻處理設(shè)備用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理設(shè)備包括噪聲檢測裝置，用于基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的噪聲；以及噪聲消除裝置，用于消除所述噪聲檢測裝置檢測到的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻處理方法，該視頻處理方法用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理方法包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測并消除該像素的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻處理程序，該視頻處理程序用于使視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)運(yùn)行以從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理程序包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的噪聲，以及消除所述噪聲檢測步驟檢測到的噪聲。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的視頻處理設(shè)備的框圖；圖2是圖1所示的視頻處理設(shè)備的光點(diǎn)干擾檢測裝置的框圖；圖3是與色彩副載波的特定像素對應(yīng)的時間方向上的改變的說明圖；圖4是圖1所示的視頻處理設(shè)備的光點(diǎn)干擾消除裝置的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的視頻處理設(shè)備的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的視頻處理設(shè)備的框圖；圖7是圖6所示的視頻處理單元的串色檢測裝置的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的視頻處理設(shè)備的框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)的框圖；圖10是由在圖9所示的視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的視頻處理程序進(jìn)行檢測并消除光點(diǎn)干擾的流程圖；以及圖11是由在圖9所示的視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的視頻處理程序進(jìn)行檢測并消除串色的流程圖具體實(shí)施方式
將描述根據(jù)本發(fā)明的視頻處理設(shè)備的實(shí)施例。該視頻處理設(shè)備基于同一像素在多個不同時刻的分量信號中的多個信號，利用噪聲檢測裝置檢測噪聲，并利用噪聲消除裝置消除噪聲。因此，根據(jù)不同時刻的同一像素檢測噪聲，即，根據(jù)同一像素隨時間的變化來檢測噪聲。因此，噪聲檢測和消除不受像素大小變化的影響。
可以安裝延遲裝置來將分量信號延遲超過一幀。因此，噪聲檢測裝置可以基于同一像素從直接輸入的分量信號到經(jīng)由延遲裝置延遲的分量信號的變化來檢測噪聲。因此，噪聲檢測裝置可以根據(jù)在不同時刻的同一單個像素來檢測噪聲。
噪聲檢測裝置可以基于同一像素在由延遲裝置延遲了不同幀數(shù)的多個分量信號中的變化來檢測噪聲。因此，噪聲檢測裝置基于所述多個分量信號的變化來檢測噪聲，從而增加了噪聲檢測的精度。
由檢測裝置檢測到并由消除裝置消除的噪聲可以是光點(diǎn)干擾或者串色。消除這些噪聲提高了從復(fù)合信號轉(zhuǎn)換而來的分量信號的圖像質(zhì)量。
噪聲檢測裝置可以通過僅僅使用分量信號中的亮度信號來檢測光點(diǎn)干擾，從而噪聲消除裝置可以消除光點(diǎn)干擾。因此，僅僅通過亮度信號就可以檢測并消除光點(diǎn)干擾，從而可以減小視頻處理設(shè)備的電路規(guī)模。
噪聲檢測裝置可以通過使用分量信號中的亮度信號和色彩信號二者來檢測串色，從而噪聲消除裝置可以消除串色。由此，增加了檢測串色的精度。
在根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的視頻處理方法中，基于多個不同時刻的分量信號中的同一像素，檢測并消除該像素的噪聲。因此，由于根據(jù)不同時刻的單個像素(即，僅在時間方向上的變化)來檢測噪聲，所以在不受像素大小的變化的影響的情況下檢測并消除噪聲。
可以基于同一像素在直接輸入的分量信號與延遲了至少一幀的分量信號之間的變化來檢測噪聲。因此，基于不同時刻的單個像素來檢測噪聲。
根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的視頻處理程序具有噪聲檢測步驟，用于基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的噪聲；以及噪聲消除步驟，用于消除在噪聲檢測步驟中檢測到的噪聲。因此，通過不同時刻的單個像素來檢測噪聲，即，僅通過在時間方向上的變化來檢測噪聲，從而在不受像素大小的變化的影響的情況下檢測并消除噪聲。
第一實(shí)施例將參照圖1到4來說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1。如圖1所示，視頻處理設(shè)備1包括視頻輸入端子2、幀存儲器3a、3b、3c、3d，光點(diǎn)干擾檢測裝置4、光點(diǎn)干擾消除裝置5和視頻輸出端子6。
僅僅輸入亮度信號，該亮度信號是預(yù)先從復(fù)合信號分離出的亮度信號和色彩信號的分量信號之一。
作為延遲裝置，由RAM構(gòu)成的幀存儲器3a、3b、3c、3d分別存儲一幀的、從視頻輸入端子2輸入的分量信號中的亮度信號。幀存儲器3a、3b、3c、3d串聯(lián)連接，幀存儲器3a、3b、3c、3d的輸出被輸入到光點(diǎn)干擾檢測裝置4。幀存儲器3a、3b、3c、3d中的每一個都輸出被延遲了一幀的輸入亮度信號。此外，幀存儲器3a、3b的輸出被輸入到光點(diǎn)干擾消除裝置5。即，被幀存儲器3a、3b、3c、3d延遲了一至四幀的亮度信號被輸入到光點(diǎn)干擾檢測裝置4，被延遲了一至兩幀的亮度信號被輸入到光點(diǎn)干擾消除裝置5。
光點(diǎn)干擾檢測裝置4根據(jù)存儲在幀存儲器3a、3b、3c、3d中的亮度信號以及從視頻輸入端子2輸入的亮度信號，檢測作為待消除噪聲的光點(diǎn)干擾，并通知光點(diǎn)干擾消除裝置5。
如圖2所示，光點(diǎn)干擾檢測裝置4包括頻帶分離器41、振幅穩(wěn)定性檢測器42、相位穩(wěn)定性檢測器43、電平振幅檢測器44和光點(diǎn)干擾判斷部45。
頻帶分離器41從視頻輸入端子2并從幀存儲器3a、3b、3c、3d中讀出同一位置的像素。然后，頻帶分離器41分離出色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t的頻率分量，以及輸入的亮度信號的直流分量。
參照圖3來描述色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t。圖3包括橫軸H、縱軸V和時間軸t。在圖3中，掃描線sl1至sl12平行于橫軸H，垂直于縱軸V，并且相對于時間軸t以場單位(field unit)來排布。這里，sl1和sl12；sl3、sl4和sl5；sl6和sl7；sl8、sl9和sl10；sl11和sl12分別位于相同場中。在縱軸方向V和時間方向t上彼此相鄰的掃描線(例如，sl1和sl2，sl3和sl8)上，色彩副載波的相位是反轉(zhuǎn)的。這里，例如，sl3和sl8是畫面上不同時刻的同一位置的掃描線。因此，掃描線sl3的右端和掃描線sl8的右端是在不同時刻的同一位置處的像素。連接這兩個像素的色彩副載波的基準(zhǔn)信號sc而得到的波形是色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t。即，時間變化量sc_t表示在多個不同幀(分量信號)中同一像素的信號變化。
因?yàn)閷⒘炼刃盘枏纳市盘柗蛛x出，所以色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t的頻率分量(fsc_t)中的振幅變化量自然很小。然而，當(dāng)振幅的變化量大于特定值時，可以認(rèn)為這是在將色彩信號從亮度信號分離出時殘留的色彩信號分量，即光點(diǎn)干擾分量。即，可以通過分離出色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t的頻率分量(fsc_t)、并檢測諸如振幅的變化量，來判斷光點(diǎn)干擾的存在。
振幅穩(wěn)定性檢測器42判斷由頻帶分離器41分離出的fsc_t分量的振幅是否大于預(yù)定值。如果該振幅大于預(yù)定值，則振幅穩(wěn)定性檢測器42通知光點(diǎn)干擾判斷部45。
相位穩(wěn)定性檢測器43判斷由頻帶分離器41分離出的fsc_t分量的相位的變化是否大于預(yù)定值。如果該變化不大于預(yù)定值，則相位穩(wěn)定性檢測器43通知光點(diǎn)干擾判斷部45。
電平振幅檢測器44判斷由頻帶分離器41分離出的直流分量的電平的變化是否大于預(yù)定值。如果該變化不大于預(yù)定值，則電平振幅檢測器44通知光點(diǎn)干擾判斷部45。
當(dāng)振幅穩(wěn)定性檢測器42、相位穩(wěn)定性檢測器43和電平振幅檢測器44全都通知光點(diǎn)干擾判斷部45時，光點(diǎn)干擾判斷部45輸出光點(diǎn)干擾檢測信號作為檢測到光點(diǎn)干擾。
光點(diǎn)干擾消除裝置5基于來自光點(diǎn)干擾檢測裝置4的檢測信號，從視頻輸入端子2以及幀存儲器3a、3b輸入的亮度信號中消除光點(diǎn)干擾，并輸出給視頻輸出端子6。
如圖4所示，光點(diǎn)干擾消除裝置5包括頻帶分離器51和選擇器52。
頻帶分離器51輸出通過從視頻輸入端子2以及幀存儲器3a、3b輸入的亮度信號中減去fsc_t，即光點(diǎn)干擾分量，而得到的頻帶。更確切地說，頻帶分離器51輸出從視頻輸入端子2和幀存儲器3a、3b讀出的畫面上同一位置處的像素的頻帶的均值。
當(dāng)從光點(diǎn)干擾檢測裝置4輸入了光點(diǎn)干擾檢測信號時，選擇器52輸出來自頻帶分離器51的輸入，并且，當(dāng)從光點(diǎn)干擾檢測裝置4沒有輸入光點(diǎn)干擾檢測信號時，選擇器52輸出來自視頻輸入端子2的輸入。
接下來，將說明根據(jù)本發(fā)明的視頻處理設(shè)備1的操作。視頻輸入端子2向視頻處理設(shè)備1輸入亮度信號，該亮度信號是從復(fù)合信號轉(zhuǎn)換而來的分量信號中的一個分量。將從視頻輸入端子2輸入的亮度信號存儲在幀存儲器3a中，并將其輸入到光點(diǎn)干擾檢測裝置4和光點(diǎn)干擾消除裝置5。當(dāng)向幀存儲器3a輸入下一幀時，將存儲在幀存儲器3a中的一幀的亮度信號輸出到幀存儲器3b、光點(diǎn)干擾檢測裝置4和光點(diǎn)干擾消除裝置5。當(dāng)向幀存儲器3b輸入下一幀時，將存儲在幀存儲器3b中的一幀的亮度信號輸出到幀存儲器3c、光點(diǎn)干擾檢測裝置4和光點(diǎn)干擾消除裝置5。當(dāng)向幀存儲器3c輸入下一幀時，將存儲在幀存儲器3c中的一幀的亮度信號輸出到幀存儲器3d和光點(diǎn)干擾檢測裝置4。當(dāng)向幀存儲器3d輸入下一幀時，將存儲在幀存儲器3d中的一幀的亮度信號輸出到光點(diǎn)干擾檢測裝置4。因此，幀存儲器3a、3b、3c、3d分別向光點(diǎn)干擾檢測裝置4輸出延遲了一幀、兩幀、三幀和四幀的亮度信號。
然后，光點(diǎn)干擾檢測裝置4讀出畫面上同一位置處的像素的多個亮度信號，這些亮度信號被延遲了不同幀并且是從視頻輸入端子2和幀存儲器3a、3b、3c、3d輸入的。當(dāng)檢測到光點(diǎn)干擾時，光點(diǎn)干擾檢測裝置4向光點(diǎn)干擾消除裝置5輸出光點(diǎn)干擾檢測信號。當(dāng)從光點(diǎn)干擾檢測裝置4輸入了光點(diǎn)干擾檢測信號時，光點(diǎn)干擾消除裝置5基于從視頻輸入端子2和幀存儲器3a、3b、3c、3d輸入的亮度信號來消除光點(diǎn)干擾，并從視頻輸出端子6輸出。
根據(jù)第一實(shí)施例，僅僅使用輸入分量信號中的亮度信號，通過在利用多個幀存儲器延遲數(shù)幀而具有不同時刻的多幀中的畫面上同一位置處的像素的信號的時間變化量來檢測并消除光點(diǎn)干擾。即，通過沿時間軸方向的單個像素來檢測并消除光點(diǎn)干擾，以使得當(dāng)在轉(zhuǎn)換成分量信號之后改變了圖像大小時，對光點(diǎn)干擾的檢測和消除的精度也不會變低。
此外，在第一實(shí)施例中，輸入到光點(diǎn)干擾消除裝置5中的信號是來自視頻輸入端子2和幀存儲器3a、3b的信號。然而，也可以輸入來自幀存儲器3c、3d的信號。即，用于消除光點(diǎn)干擾的多個信號是必要的。
第二實(shí)施例接下來，將參照圖5來說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1。
如圖5所示，在第二實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1中，類似于第一實(shí)施例，幀存儲器3a、3b、3c、3d串聯(lián)連接，并且它們的輸出被輸入到光點(diǎn)干擾檢測裝置4以檢測光點(diǎn)干擾。然而，使用三維噪聲降低部7代替光點(diǎn)干擾消除裝置5來消除光點(diǎn)干擾。
三維噪聲降低部7是通過檢測畫面的時間變化量而進(jìn)行操作的噪聲消除裝置，當(dāng)時間變化量小時判斷為靜止圖像，當(dāng)時間變化量大時判斷為運(yùn)動圖像。幀存儲器8是用于使三維噪聲降低部7消除除了光點(diǎn)干擾之外的噪聲的視頻數(shù)據(jù)存儲器，由RAM組成。
當(dāng)單獨(dú)使用三維噪聲降低部7時，三維噪聲降低部7當(dāng)判斷出圖像為靜止圖像時加強(qiáng)消除噪聲的效果，當(dāng)判斷出圖像是運(yùn)動圖像時減弱消除噪聲的效果。通常，三維噪聲降低部7通過對多幀的像素進(jìn)行平均來消除噪聲。因此，當(dāng)圖像迅速改變(幀間的變化很大)時，畫面上可能出現(xiàn)模糊或者拖尾，從而常常降低了三維噪聲降低部7的效果。
然而，當(dāng)噪聲是光點(diǎn)干擾時，由于光點(diǎn)干擾分量，即使輸入圖像是靜止圖像，三維噪聲降低部7也可能將圖像誤認(rèn)為是運(yùn)動圖像。在此情況下，噪聲降低不充分。
在第二實(shí)施例中，視頻處理設(shè)備1與第一實(shí)施例相似地檢測光點(diǎn)干擾。三維噪聲降低部7消除噪聲。即，當(dāng)光點(diǎn)干擾檢測裝置4檢測到光點(diǎn)干擾時，光點(diǎn)干擾檢測裝置4輸出信號以使得三維噪聲降低部7加強(qiáng)消除噪聲的效果。當(dāng)光點(diǎn)干擾檢測裝置4沒有檢測到光點(diǎn)干擾時，三維噪聲降低部7用作常規(guī)的三維噪聲降低部7。
根據(jù)第二實(shí)施例，通過利用幀存儲器延遲了數(shù)幀的不同時刻的多幀中的畫面上同一位置處的像素的輸入分量信號中的亮度信號的時間變化量來檢測光點(diǎn)干擾。三維噪聲降低部7消除光點(diǎn)干擾。因此，視頻處理設(shè)備1可以消除常規(guī)的三維噪聲降低部7難以消除的光點(diǎn)干擾。此外，利用時間軸方向上的單個像素來檢測并消除光點(diǎn)干擾，即使在轉(zhuǎn)換為分量信號之后圖像大小發(fā)生了變化，檢測并消除光點(diǎn)干擾的精度也不會降低。此外，因?yàn)槭褂萌S噪聲降低部7，所以可以消除除了光點(diǎn)干擾之外的噪聲，從而與第一實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1相比，提高了視頻處理設(shè)備1的靈活性。
第三實(shí)施例接下來，參照圖6和7來說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1。
如圖6所示，第三實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1與第二實(shí)施例的視頻處理設(shè)備1的不同點(diǎn)在于，色彩信號也與亮度信號一起從視頻輸入端子2輸入，并且將光點(diǎn)干擾檢測裝置4變?yōu)榇珯z測裝置9。即，第三實(shí)施例的該視頻處理設(shè)備1檢測并消除串色。
如圖7所示，串色檢測裝置9包括頻帶分離器91、亮度振幅穩(wěn)定性檢測器92、亮度相位穩(wěn)定性檢測器93、色彩振幅穩(wěn)定性檢測器94、色彩相位穩(wěn)定性檢測器95和串色判斷部96。
頻帶分離器91從各個幀存儲器讀出畫面上同一位置處的像素。然后，頻帶分離器91針對亮度信號和色彩信號兩者，分離色彩副載波的基準(zhǔn)信號中的特定像素的時間變化量sc_t的頻率分量。
亮度振幅穩(wěn)定性檢測器92判斷由頻帶分離器91分離出的亮度信號的fsc_t分量的振幅是否大于預(yù)定值。如果該振幅不大于預(yù)定值，則亮度振幅穩(wěn)定性檢測器92通知串色判斷部96。
亮度相位穩(wěn)定性檢測器93判斷由頻帶分離器91分離出的亮度信號的fsc_t分量的相位的變化是否大于預(yù)定值。如果該變化大于預(yù)定值，則亮度相位振幅檢測器93通知串色判斷部96。
色彩振幅穩(wěn)定性檢測器94判斷由頻帶分離器91分離出的色彩信號的fsc_t分量的振幅是否大于預(yù)定值。如果該變化大于預(yù)定值，則色彩振幅穩(wěn)定性檢測器94通知串色判斷部96。
色彩相位穩(wěn)定性檢測器95判斷由頻帶分離器91分離的色彩信號的fsc_t分量的相位的變化是否大于預(yù)定值。如果該變化大于預(yù)定值，則色彩相位穩(wěn)定性檢測器95通知串色判斷部96。
當(dāng)亮度振幅穩(wěn)定性檢測器92、亮度相位穩(wěn)定性檢測器93和色彩振幅穩(wěn)定性檢測器94全都通知串色判斷部96時，串色判斷部96向三維噪聲降低部7輸出串色檢測信號作為檢測到串色。
即，根據(jù)亮度振幅穩(wěn)定性檢測器92、亮度相位振幅檢測器93、色彩振幅穩(wěn)定性檢測器94和色彩相位穩(wěn)定性檢測器95的結(jié)果，當(dāng)亮度信號的像素的變化很小并且色彩信號的像素的變化很大時，判斷該信號為串色。
在串色的情況下，由于串色分量，三維噪聲降低部7也可能將輸入的靜止圖像誤認(rèn)為運(yùn)動圖像。在此情況下，沒有充分消除噪聲。
在第三實(shí)施例中，串色檢測裝置9檢測串色，但是三維噪聲降低部7與第二實(shí)施例類似地消除串色。即，當(dāng)串色檢測裝置9檢測到串色時，串色檢測裝置9向三維噪聲降低部7輸出信號以加強(qiáng)噪聲降低的效果。當(dāng)沒有檢測到串色時，三維噪聲降低部7用作常規(guī)的三維噪聲降低部。
根據(jù)第三實(shí)施例，通過利用幀存儲器對于輸入分量信號的亮度信號和色彩信號二者都延遲了數(shù)幀的多個不同時刻的幀中的畫面上同一位置處的像素的時間變化量來檢測串色，并通過三維噪聲降低部來消除串色。因此，可以消除常規(guī)上難以通過三維噪聲降低部消除的串色。此外，由于利用僅沿時間軸方向的單個像素來檢測并消除串色，因此，即使在轉(zhuǎn)換分量信號之后圖像大小發(fā)生了變化，檢測并消除串色的精度也不會變差。此外，因?yàn)槭褂萌S噪聲降低部，所以可以消除除了串色之外的噪聲，從而提高了視頻處理設(shè)備的靈活性。
第四實(shí)施例將參照圖8來說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的視頻處理設(shè)備10。
如圖8所示，視頻處理設(shè)備10可以通過加入三維噪聲降低電路的功能來檢測并消除串色，并且包括三維噪聲降低部7’和幀存儲器8。
三維噪聲降低部7’包括亮度運(yùn)動檢測器71、色彩運(yùn)動檢測器72、串色檢測器73和三維噪聲降低處理器74。
亮度運(yùn)動檢測器71基于從分量亮度信號輸入端子2a輸入的亮度信號和存儲在幀存儲器8中的經(jīng)過幀延遲的亮度信號來檢測亮度信號的運(yùn)動，并將檢測到的信號輸入到串色檢測器73和三維噪聲降低處理器74。亮度運(yùn)動檢測器71還將從分量亮度信號輸入端子2a輸入的亮度信號輸出到三維噪聲降低處理器74和幀存儲器8。
色彩運(yùn)動檢測器72基于從分量色彩信號輸入端子2b輸入的色彩信號和存儲在幀存儲器8中的經(jīng)過幀延遲的色彩信號來檢測色彩信號的運(yùn)動，并將檢測到的信號輸入到串色檢測器73和三維噪聲降低處理器74。色彩運(yùn)動檢測器72還將從分量色彩信號輸入端子2b輸入的色彩信號輸出到三維噪聲降低處理器74和幀存儲器8。
從亮度運(yùn)動檢測器71和色彩運(yùn)動檢測器72向串色檢測器73輸入運(yùn)動檢測信號。當(dāng)沒有從亮度信號檢測到運(yùn)動并且從色彩信號檢測到運(yùn)動時，串色檢測器73加強(qiáng)三維噪聲降低處理器74的消除噪聲的效果。
作為噪聲消除裝置的三維噪聲降低處理器74消除與來自亮度運(yùn)動檢測器71、色彩運(yùn)動檢測器72和串色檢測器73的檢測信號對應(yīng)的、輸入亮度信號和色彩信號的噪聲。
作為延遲裝置的幀存儲器8存儲從分量亮度信號輸入端子2a和分量色彩信號輸入端子2b輸入的一幀的亮度和色彩信號。
根據(jù)第四實(shí)施例，向常規(guī)的三維噪聲降低電路添加串色檢測器73，從而可以通過視頻處理設(shè)備的小改動來檢測并消除串色。此外，因?yàn)閮H僅利用時間軸方向上的單個像素來檢測并消除串色，所以，即使在轉(zhuǎn)換為分量信號之后改變了圖像大小，檢測并消除串色的精度也不會變差。
此外，在第四實(shí)施例中，消除了串色。然而，通過將串色檢測器73替換為用于檢測光點(diǎn)干擾的電路，可以檢測光點(diǎn)干擾。
此外，在第四實(shí)施例中，幀存儲器8存儲一幀視頻。然而，如果幀存儲器8存儲多幀視頻，那么，由于增加了不同時刻的像素?cái)?shù)量，所以提高了消除串色的精度。
第五實(shí)施例接下來，將參照圖9至11來描述根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的視頻處理程序。
第一到第四實(shí)施例是由硬件構(gòu)成的。第五實(shí)施例是由計(jì)算機(jī)運(yùn)行的軟件。圖9示出了該計(jì)算機(jī)的框圖。圖10示出了消除光點(diǎn)干擾時的流程圖。
在用于視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)100中，將從視頻輸入端子2輸入的分量信號寫在作為延遲裝置的RAM 103上。通過利用作為噪聲檢測和消除裝置的CPU 101運(yùn)行存儲在ROM 102中的視頻處理程序，來消除諸如光點(diǎn)干擾的噪聲。從視頻輸出端子6輸出消除了噪聲的視頻。
將參照圖10來描述根據(jù)第五實(shí)施例的光點(diǎn)消除操作。
首先，在步驟S1中，將從視頻輸入端子2輸入的分量信號寫在RAM 103上。
接著，在步驟S2中，判斷在RAM 103上是否寫入了預(yù)定數(shù)量的視頻信號幀，所述預(yù)定數(shù)量存儲在ROM 102中。如果存儲了預(yù)定數(shù)量的視頻信號幀(步驟S2為“是”)，則程序進(jìn)行到步驟S3，否則(步驟S2為“否”)程序進(jìn)行到步驟S1。
接著，在步驟S3中，讀出寫在RAM 103上的各幀中畫面上同一位置處的像素的亮度數(shù)據(jù)。即，讀出同一像素在不同時刻的多個信號。
接著，在作為噪聲檢測步驟的步驟S4中，如果各個像素處的亮度信號的變化大于存儲在ROM 102中的特定值(步驟S4為“是”)，則CPU 101判斷該信號為光點(diǎn)干擾，程序進(jìn)行到步驟S5，否則(步驟S4為“否”)程序進(jìn)行到步驟S6。
接著，在作為噪聲消除步驟的步驟S5中，通過對各個像素的亮度信號進(jìn)行平均，得到消除了光點(diǎn)干擾的像素值，并從視頻輸出端子6輸出該像素值。隨后程序進(jìn)行到步驟S7。
在步驟S6中，因?yàn)槲礄z測到光點(diǎn)干擾，所以將輸入視頻(像素值)從視頻輸出端子6直接輸出，并且程序進(jìn)行到步驟S7。
接著，在步驟S7中，判斷在步驟S5或者S6中是否處理了一幀的全部像素。如果處理了全部像素(步驟S7為“是”)，則程序進(jìn)行到步驟S8，否則(步驟S7為“否”)程序進(jìn)行到步驟S3。
接著，在步驟S8中，判斷視頻輸入信號是否結(jié)束。如果視頻輸入信號結(jié)束(步驟S8為“是”)，則程序結(jié)束，否則(步驟S8為“否”)，程序進(jìn)行到步驟S1。
接著，將參照圖11來描述消除串色的操作。
針對串色的流程圖與針對光點(diǎn)干擾的流程圖基本相同。區(qū)別在于步驟S3成了步驟S3’；步驟S4成了步驟S4’；并且步驟S5成了步驟S5’。
在步驟S3’中，讀出存儲在RAM 103中的各幀中畫面上同一位置處的像素的亮度和色彩信號。即，讀出同一像素在不同時刻的多個信號。
在作為噪聲檢測步驟的步驟S4’中，如果各個像素的亮度信號的變化小于預(yù)先存儲在ROM 102中的預(yù)定值，并且色彩信號大于預(yù)先存儲在ROM 102中的預(yù)定值(步驟S4’為“是”)，則將該信號判斷為串色，程序進(jìn)行到步驟S5’，否則(步驟S4’為“否”)程序進(jìn)行到步驟S6。
在作為噪聲消除步驟的步驟S5’中，程序計(jì)算讀出像素的色彩信號的平均值，然后向視頻輸出端子6輸出該平均值以消除串色，程序進(jìn)行到步驟S7。
根據(jù)第五實(shí)施例，通過軟件完成第一到第四實(shí)施例的視頻處理，從而不需要特定硬件，并提高了靈活性。此外，如果將光點(diǎn)干擾和串色的流程圖相混合，則該軟件既可消除光點(diǎn)干擾又可消除串色，從而進(jìn)一步提高了靈活性。另選地，可以由軟件進(jìn)行光點(diǎn)干擾和串色之一，可以由硬件進(jìn)行另一個。
此外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)楦鶕?jù)單個像素在多幀中的變化來檢測噪聲，所以靜止圖像是被精確地檢測并消除噪聲的最佳輸入圖像。然而，即使對于電影圖像，也可以應(yīng)用于諸如字幕的局部靜止圖像。
可以將第一和第二實(shí)施例中描述的光點(diǎn)干擾消除裝置與第三和第四實(shí)施例中描述的串色消除裝置相結(jié)合。例如，當(dāng)將第二和第三實(shí)施例相結(jié)合時，幀存儲器和三維噪聲降低部是共用的，可以安裝光點(diǎn)干擾檢測器和串色檢測器。在此情況下，可以檢測并消除光點(diǎn)干擾和串色二者。
此外，如果在分量信號中包括串色分量，則該串色分量可能泄漏到亮度信號，從而可能檢測到光點(diǎn)干擾，反之亦然(在串色干擾檢測中檢測到光點(diǎn)干擾)。因此，當(dāng)可以檢測并消除光點(diǎn)干擾和串色二者，并且檢測到光點(diǎn)干擾和串色之一時，可以消除光點(diǎn)干擾和串色二者。此外，如果只能檢測到光點(diǎn)干擾和串色之一，并且安裝有用于消除光點(diǎn)干擾和串色二者的噪聲消除裝置(例如三維噪聲降低部)，那么，當(dāng)檢測到光點(diǎn)干擾和串色之一時，可以消除光點(diǎn)干擾和串色二者。因此，可以預(yù)期高效地消除噪聲。
此外，根據(jù)上述實(shí)施例，使用了幀存儲器，然而，可以使用場存儲器。幀存儲器或者場存儲器的數(shù)量不限于以上實(shí)施例中所述的四個。
此外，在上述實(shí)施例中，使用幀存儲器作為延遲裝置。然而，可以使用能夠檢測同一像素在不同時刻的變化的任何裝置。
此外，在上述實(shí)施例中，使用了為復(fù)合信號與亮度分量之間的差的信號作為色彩信號，然而，可以使用色差信號(Cb，Cr)。
根據(jù)上述實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了下列視頻處理設(shè)備、視頻處理方法和視頻處理程序。
附記1提供了一種視頻處理設(shè)備1，該視頻處理設(shè)備1用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除光點(diǎn)干擾，所述視頻處理設(shè)備1包括光點(diǎn)干擾檢測裝置4，用于基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的光點(diǎn)干擾；以及光點(diǎn)干擾消除裝置5，用于消除光點(diǎn)干擾檢測裝置4檢測到的光點(diǎn)干擾。
根據(jù)該視頻處理設(shè)備1，根據(jù)不同時刻的同一像素來檢測光點(diǎn)干擾，即，根據(jù)同一像素取決于時間的變化來檢測光點(diǎn)干擾。因此，光點(diǎn)干擾檢測和消除不受像素大小的變化的影響。
附記2提供了一種視頻處理方法，該視頻處理方法用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除光點(diǎn)干擾，所述視頻處理方法包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測并消除該像素的光點(diǎn)干擾。
根據(jù)該視頻處理方法，根據(jù)不同時刻的同一像素來檢測光點(diǎn)干擾，即，根據(jù)同一像素隨時間的變化來檢測光點(diǎn)干擾。因此，光點(diǎn)干擾檢測和消除不受像素大小的變化的影響。
附記3提供了一種視頻處理程序，該視頻處理程序用于使視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)100運(yùn)行以從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除光點(diǎn)干擾，所述視頻處理程序包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的光點(diǎn)干擾的步驟S4，以及消除步驟S4檢測到的光點(diǎn)干擾的步驟S5。
根據(jù)該視頻處理程序，根據(jù)不同時刻的同一像素來檢測光點(diǎn)干擾，即，根據(jù)同一像素的取決于時間的變化來檢測光點(diǎn)干擾。因此，光點(diǎn)干擾檢測和消除不受像素大小的變化的影響。
雖然已經(jīng)參照附圖通過示例充分描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，多種變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。因此，除非這些變化和修改脫離了以下限定的本發(fā)明的范圍，否則就應(yīng)該認(rèn)為這些變化和修改包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種視頻處理設(shè)備，該視頻處理設(shè)備用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理設(shè)備包括噪聲檢測裝置，用于基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的噪聲；以及噪聲消除裝置，用于消除所述噪聲檢測裝置檢測到的噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻處理設(shè)備，該視頻處理設(shè)備進(jìn)一步包括用于使分量信號延遲至少一幀的延遲裝置，其中，所述噪聲檢測裝置基于同一像素在直接輸入的分量信號與經(jīng)由所述延遲裝置延遲的分量信號之間的變化來檢測噪聲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述噪聲檢測裝置基于由所述延遲裝置延遲了不同幀的同一像素處的多個分量信號的變化來檢測噪聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻處理設(shè)備，其中，由所述噪聲檢測裝置檢測并由所述噪聲消除裝置消除的噪聲是因從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而產(chǎn)生的光點(diǎn)干擾或者串色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述噪聲檢測裝置僅僅使用分量信號的亮度信號來檢測光點(diǎn)干擾，所述噪聲消除裝置消除該光點(diǎn)干擾。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻處理設(shè)備，其中，所述噪聲檢測裝置使用分量信號的亮度信號和色彩信號二者來檢測串色，所述噪聲消除裝置消除該串色。
7.一種視頻處理方法，該視頻處理方法用于從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理方法包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測并消除該像素的噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻處理方法，該視頻處理方法進(jìn)一步包括以下步驟使分量信號延遲至少一幀；以及基于同一像素在直接輸入的分量信號與經(jīng)由延遲裝置延遲的分量信號之間的變化來檢測噪聲。
9.一種視頻處理程序，該視頻處理程序用于使視頻處理設(shè)備的計(jì)算機(jī)運(yùn)行以從通過從復(fù)合信號中分離出亮度信號和色彩信號而得到的分量信號中消除噪聲，所述視頻處理程序包括以下步驟基于同一像素在不同時刻的分量信號中的多個信號來檢測該像素的噪聲；以及消除所述噪聲檢測步驟檢測到的噪聲。
全文摘要
視頻處理設(shè)備、視頻處理方法和視頻處理程序。用于將輸入視頻信號分別延遲一幀的多個幀存儲器串聯(lián)連接。光點(diǎn)干擾檢測裝置檢測畫面上同一位置的像素在輸入視頻信號與被延遲了不同幀的延遲信號之間的變化。當(dāng)檢測到光點(diǎn)干擾時，光點(diǎn)消除裝置消除該光點(diǎn)干擾。
文檔編號H04N5/213GK101026688SQ200710084920
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者甲斐紀(jì)行, 細(xì)井研一郎, 落合和德, 鈴木雅博 申請人:日本先鋒公司