[发明专利]动适应视频降噪系统无效

专利信息
申请号: 95115107.X 申请日: 1995-08-14
公开(公告)号: CN1076927C 公开(公告)日: 2001-12-26
发明(设计)人: T·W·西格 申请(专利权)人: 汤姆森消费电子有限公司
主分类号: H04N5/911 分类号: H04N5/911
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 吴增勇,马铁良
地址: 美国印*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 适应 视频 系统
【说明书】:

本发明涉及瞬态视频降噪系统,一般地和尤其是涉及利用动适应处理的这种类型的视频降噪系统。

现已发现帧递归滤波器在改善只有很小或没有帧间移动的视频信号的信噪比上很有效。这种滤波器是依据对于静止图象或只有很少移动图象的原理,来自帧间的象元值有很高相关性,而噪声(对于静止图象)是相对非相干的,对于帧间几乎没有相关性。因此,通过将若干帧延迟信号组合,其和的信号功率就会比噪声功率更快地增加,该信噪比就会增加。

通过所谓“递归”降噪系统的反馈可以达到获得多帧延迟视频信号。在此图1即为这种系统的一个例子。图1的降噪系统100包括用于接收待降噪的视频输入信号的输入端102和用于提供已降噪的视频输出信号的输出端104。输入端102通过减法器106,限辐器108,衰减器110和加法器112与输出端104相耦合。输入端102也加至加法器112同时加法器输出通过帧延迟单元114反馈回减法器106。

在运行时,有噪声的视频输入信号S1(在端102)和来自单元114的帧延迟的已降噪的视频输出信号S3在减法器106中被组合,以产生帧差(frame difference)信号S4。帧差信号S4提供对于静止图象的输入信号S1中的噪声量的估计。对于运动图象,它表示帧间运动加噪声。为了将对于运动图象产生的可视假象(artifact)减至一种“可接收”的最低程度,差信号S4在限幅器108中被限制在较低的电平(例如几个IRE单位)。在较大限幅阈值条件下将增强有效的降噪,但增加了由景物移动引起的假象。因此,一般将限幅值选择为在所要求的降噪和可接收的运动假象程度之间的折衷。

然后限幅器108的输出在衰减器110中减小(衰减)某个小量(减少1/8或传输7/8),以使系统的瞬变现象最后衰减至零。优点在于,衰减确保会聚和反馈系统的稳定性。最后,限幅器的经减小的输出S5在衰减器110中被衰减,再作为信号S6在加法器112与返回的现行输入信号S1相加,于是抵消输入信号S1中一部分噪声量。所形成的“已降噪”信号S2被反馈以用于下一帧的帧延迟,和从而完成递归信号路径。

如上所述,递归降噪的一般形式对于静止(或接近静止)的图象提供极佳的效果,因为对于帧间,象元值有很高的相关性(相干)而在帧间基础上,噪声则是相对非相干的。然而,对于运动画面,差信号S4表示运动以及噪声和为了将差信号的运动分量引起的可视假象减至最小,需要限幅在较低电平。然而,一般说,在某些应用场合,在帧递归降噪系统中限制差信号可能不足以将运动假象抑制到可接收的最小程度,和可能要求附加的运动补偿,和已经提出对这问题的各种处理方案。

减少在帧递归降噪系统中运动假象效应的一个方法是将视频带分为二部分,将帧递归降噪应用于较低频部和将另一种形式的降噪应用于较高频部。这样一种系统已由Christopher在1992年7月14日发表的题为《具有降噪功能的双频带循序电视系统(DUAL BAND PROGRESSIVETELEVISION SYSTEM)》的美国专利5,130,789中描述。其优点为,“双频带”处理方案既降低了对系统存储器的要求又仅仅将瞬变现象假象限制在低频亮度信号。另一方面,则为进行频带分割和独立的降噪处理功能需要相对复杂电路。

减少帧递归降噪系统中运动假象效应的另一处理方案是由Takahashi在1981年1月20日题为《用于彩色电视信号的降噪系统》的美国专利4246610中描述的。Takahashi处理方案包括对于含有高运动的景物使帧递归滤波器旁路。为此提出与运动有关的开关(一般称为“软开关”),它随运动指示信号的变化混合输入的视频信号和已降噪视频信号。对于静止图象,该开关选择降噪信号,对于运动图象,该开关选择原始信号(无降噪),和对于具有较低运动的图象,这二信号随运动(帧差)信号变化按比例地混合。尽管这种处理在减小运动图象情况下的运动假象方面是有效的,但它也排除了降噪作用。

“混合”型“动适应”降噪系统的还有一个问题是软开关本身的动作可能由于例如运动检测误差产生某些景物的可视假象。例如,在静止图象中大量噪声可能被错误地判断为景物中的运动。假如这样,软开关就会错误地减少帧递归滤波分量,因而降低降噪作用,事实上没有理由这样做。

现已认识到,需要有具有减少的与运动有关的可视假象的动适应帧递归视频降噪系统。另外需要有不要求降噪带宽限制的动适应降噪系统。此外还需要有不依赖于如上述讨论的与运动有关的“混合”的动适应降噪系统。本发明旨在满足所有这些要求。

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