KR0171155B1 - 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치에 관한 것으로, 고주파 성분인 랜덤 노이즈(Random Noise)를 영상 신호에서 제거하여 정정하는 장치로서, 웨이브렛 변환하여 얻어지는 고주파의 대각선 엣지 성분(D)과, 수평 신호 엣지 성분(H), 수직 신호 엣지 성분(V) 및 저주파 신호 성분(L)을 각각 출력하는 웨이브렛 변환기(100)와 : 상기 고주파의 대각선 엣지 성분(D)에서 랜덤 노이즈로 판단되어 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 1 보간부(201)와 : 상기 고주파의 수평 신호 엣지 성분(H)에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 2 보간부(202)와 : 상기 고주파의 수직파의 수직 신호 엣지 성분(V)에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 3 보간부(203)를 포함하고 상기 저주파 신호 성분(L)은 그대로 통과시키도록 한 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치를 제공하여, 엣지(edge)부분의 열화 현상을 방지하여 보다 선명한 화질을 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치 (APPARATUS FOR CORRECTING RANDOM NOISE USING WAVELET TRANSFORM)
제 1 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 에러 정정 장치를 도시한 블럭도.
제 2 도는 웨이브렛 변환에 의하여 대역 분할된 영상을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 웨이브렛변환부 201-203 : 보간부
본 발명은 고화질 영상 시스템에 관한 것으로서 특히, 전송시 또는 기록 매체에 의하여 발생되는 랜덤 노이즈(Random Noise)를 제거하기 위하여 웨이브렛 변환을 이용하여 대역 분활된 영상의 고주파성분 영역의 랜덤 노이즈를 정정할 수 있도록 한 웨이브렛 변환을 이용한 랜던 노이즈 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이브렛 변환은 디지탈 시스템에서 영상을 부호화하는 과정에 이용되고 있는데, 이는 시간과 주파수에 대한 국부성을 가지고 신호를 표현할 수 있어서 비정상 과정을 가지는 영상 신호를 해석하기에 유리하고 이를 이용하여 표현된 영상은 인간의 시각특성과 비슷하여 최근 영상 처리 분야에 많이 사용되고 있다.
즉, 웨이브렛 변환은 수신되는 영상 신호를 주파수 특성에 따라 다수개의 대역으로 분할함으로써, 주파수 특성에 따라 구분하여 신호 처리를 보다 효율적으로 할 수 있게 한다.
한편, 영상 신호에서 랜덤 노이즈는 화면상에 흰점으로 랜덤하게 나타나는 것으로 고주파 성분을 갖는다.
따라서, 종래에는 상술한 랜덤 노이즈를 제거하기 위하여 통상적으로 영상 신호와 노이즈가 섞여 있는 정상 입력에 대한 필터 출력과 평활, 또는 예측된 희망 출력과의 평균 제곱 오차를 최소로 하는 규준으로 설계된 최적 필터인 위너 필터(Wiener Filter)를 이용하여 제거하였다.
그러나, 랜덤 노이즈가 포함된 영상 신호 전체를 필터링함으로써, 고주파 성분 즉, 에지(Edge)의 열화 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 바와 같은 주파수 대역별로 분할하는 웨이브렛 변환을 이용하여 랜덤 노이즈가 대부분 존재하게 되는 고주파 성분에서 랜덤 노이즈를 제거 및 정정하는 방안을 모색하게 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 랜덤 노이즈가 포함된 영상 신호 전체를 필터링하는 것이 아니라 연상 신호를 웨이브렛 변환을 이용하여 주파수 대역별로 분할한 후, 고주파 성분 영역에서 랜덤 노이스를 제거할 수 있도록 한 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 고주파 성분인 랜덤 노이즈(Random Noise)를 영상 신호에서 제거하여 정정하는 장치로서, 웨이브렛 변환하여 얻어지는 고주파의 대각선 엣지 성분과, 수평 신호 엣지 성분, 수직 신호 엣지 성분 및 저주파 신호 성분을 각각 출력하는 웨이르렛 변환기와 : 상기 고주파의 대각선 엣지 성분에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 1 보간부와 : 상기 고주파의 수평 신호 엣지 성분에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 2 보간부와 : 상기 고주파의 수직 신호 엣지 성분에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 3 보간부를 포함하고 상기 저주파 신호 성분은 그대로 통과시키도록 한 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치에 대한 블럭도이고, 제 2 도는 웨이브렛 변환에 의하여 대역 분할된 영상을 도시한 도면이다.
제 1 도에서, 참조 부호 (101,103,113)은 입력되는 영상 신호중 고주파를 필터링하는 하이 패스 필터이고, (111,105,115)는 영상 신호중 저주파 성분을 필터링하는 로우 패스 필터이며, (102,104,106,112,114,116)은 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터로부터 각각 필터링된 데이터를 2:1로 감축하는 감축부이며, (201,202,203)은 고주파 성분인 랜덤 노이즈를 제거하기 위한 보간부이다.
제 2 도에서, 참조부호 D 영역은 영상 신호중 즉, 고주파의 대각선 엣지(edge) 성분을, H영역은 고주파의 수평 신호 엣지 성분을, V영역은 고주파의 수직 신호 엣지 성분을 나타낸다.
상술한 내용을 근거로 웨이브렛 변환을 설명하면, 즉, 웨이브렛 변환부(100)를 설명하면 다음과 같다.
즉, 제 2 도의 D 영역은 대각선 엣지 성분으로 입력 영상 신호는 제 1 도에 도시된 바와 같이 하이 패스 필터(HF,101)와 2:1 감축부(102), 하이 패스 필터(HF, 103)및 2:1 감축부(104)를 경유한 후 출력된다.
그리고, H 영역은 영상 신호중 수평 신호의 엣지 성분으로 제 1 도에 도시된 바와 같이 하이 패스 필터(HF, 101)와 2:1 감축부(102), 로우 패스 필터(LF,105) 및 2:1 감축부(106)를 경유한 후 출력된다.
또한, V 영역은 영상 신호중 수직 신호의 엣지 성분으로 제 1 도에 도시된 바와 같이 로우 패스 필터(LF,111)와 2:1 감축부(112), 하이 패스 필터(HF,113) 및 2:1 감축부(114)를 경유한 후 출력된다.
그리고, L 영역은 영상 신호중 저주파 성분으로, 제 1 도에 도시된 바와 같이 로우 패스 필터(LF,111)와 2:1 감축부(112), 로우 패스 필터(LF,115) 및 2:1 감축부(116)를 경유한 후 출력된다.
따라서, 웨이브렛 변환부(100)를 거친 원영상은, 주파수 대역별로 즉, L, V, H, D 영역으로 그 성분이 분활되어 나타난다.
본 발명에서는, 제 2 도에 도시된 L, V, H, D 영역 중에서 고주파 성분인 랜덤 노이즈가 대부분 포함되어 있는 V, H, D 영역에서만 랜덤 노이즈 제거 및 정정 동작을 수행하고, L 영역은 저주파 성분이므로 랜덤 노이즈가 존재할 확율이 없으므로 노이즈 제거 및 정정 동작을 수행하지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치는, 고주파의 대각선 엣지 성분 영역(D)을 소정 임계값 이상인 픽셀을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 1 보간부(201)와, 고주파의 수평 신호 엣지 성분 영역(H)을 소정 임계값 이상인 픽셀을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 2 보간부(202)와, 고주파의 수직 신호 엣지 성분 영역(V)을 소정 임계값 이상인 픽셀을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 3 보간부(203)를 포함하여 구성된다.
제 1 보간부(201)는 고주파의 대각선 엣지 성분 즉, 제 2 도에 도시된 D 영역에서 각 픽셀값이 랜덤 노이즈로 판단하여 설정된 기설정된 소정 임계값 이상인지를 비교 판단하여 소정 임계값 이상인 픽셀은 근접한 픽셀들의 평균값을 계산하여 대체함으로써, 랜덤 노이즈를 제거 및 정정하여 출력한다.
제 2 보간부(202) 역시 동일한 방법으로 고주파의 수평 신호 엣지 성분 즉, 제 2 도에 도시된 H 영역에서 각 픽셀값이 랜덤 노이즈로 판단하여 설정된 기설정된 소정 임계값 이상인지를 비교 판단하여 소정 임계값 이상인 픽셀은 근접한 픽셀들의 평균값을 계산하여 대체함으로써, 랜덤 노이즈를 제거 및 정정하여 출력한다.
제 3 보간부(203)는 고주파의 수직 신호 엣지 성분, 즉 제 2 도에 도시된 V 영역에서 각 픽셀값이 랜덤 노이즈로 판단하여 설정된 기설정된 소정 임계값 이상인지를 비교 판단하여 소정 임계값 이상인 픽셀은 근접한 픽셀들의 평균값을 계산하여 대체함으로써, 랜덤 노이즈를 제거 및 정정하여 출력한다.
따라서, 본 발명은 웨이브렛 변환을 실행한후 영상의 고주파 성분 영역(D, H, V)에서만 각 픽셀값들이 랜덤 노이즈로 판단할 수 있는 기설정된 임계값 이상인지를 비교하여 임계값 이상인 픽셀들을 근접한 픽셀들의 평균값으로 대체함으로써, 엣지(edge)부분의 열화 현상을 방지하여 보다 선명한 화질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 고주파 성분인 랜덤 노이즈(Random Noise)를 영상 신호에서 제거하여 정정하는 장치로서, 웨이브렛 변환하여 얻어지는 고주파의 대각선 엣지 성분(D)과, 수평 신호 엣지 성분(H), 수직 신호 엣지 성분(V) 및 저주파 신호 성분(L)을 각각 출력하는 웨이브렛 변환기(100)와 : 상기 고주파의 대각선 엣지 성분(D)에서 랜덤 노이즈로 판단되어 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 1 보간부(201)와 : 상기 고주파의 수평 신호 엣지 성분(H)에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 2 보간부(202)와 : 상기 고주파의 수직 신호 엣지 성분(V)에서 랜덤 노이즈로 판단되는 기설정된 소정 임계값 이상의 픽셀값이 있는지를 검출하여 소정 임계값 이상의 픽셀값을 근접한 픽셀의 평균값으로 대체하여 출력하는 제 3 보간부(203)를 포함하고 상기 저주파 신호 성분(L)은 그대로 통과시키도록 한 웨이브렛 변환을 이용한 랜덤 노이즈 정정 장치.
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