KR100213009B1 - Noise-mitigating device using interpolation - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 영상처리장치에 있어서 보간법(Interpolation)을 이용한 잡음경감장치에 관한 것으로, 특히 1차적으로 잡음경감된 신호를 2차적으로 보간시켜 잡음을 더욱 경감시키는 보간법을 이용한 잡음경감장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device using interpolation in a digital image processing device, and more particularly, to a noise reduction device using an interpolation method to further reduce noise by performing secondary interpolation on a signal that is primarily noise-reduced. .

이를 위하여 필드 차신호를 출력하는 제1감산기와, 프레임 차신호를 출력하는 제2감산기와, 설정된 기준에 따라 잡음여부를 판별하는 잡음판별부와, 1차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제1 가산기와, 잡음이 발생한 화소의 주위 화소들간의 보간처리하는 보간부와, 2차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제2 가산기를 구비한다.To this end, a first subtractor for outputting a field difference signal, a second subtractor for outputting a frame difference signal, a noise discriminator for discriminating noise according to a set reference, and a first output for a noise-reduced signal primarily An adder, an interpolation unit for interpolating between surrounding pixels of the noisy pixel, and a second adder for outputting a second noise-reduced signal are provided.

따라서 잡음이 발생한 신호를 보간처리함으로써 잡음을 효율적으로 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라 성능과 가격을 고려하여 시스템모드를 적절하게 선택할 수 있는 효과가 있다.Therefore, by interpolating the noisy signal, the noise can be effectively reduced, and the system mode can be appropriately selected in consideration of performance and price.

Description

보간법을 이용한 잡음경감장치Noise reduction device using interpolation method

제1도는 종래의 잡음경감장치의 블럭도.1 is a block diagram of a conventional noise reduction device.

제2도는 본 발명에 따른 잡음경감장치의 블럭도.2 is a block diagram of a noise reduction apparatus according to the present invention.

제3도는 제2도의 보간부의 상세 블럭도.3 is a detailed block diagram of the interpolation part of FIG.

제4도는 잡음판별 설정기준을 도시한 도표.4 is a chart showing the noise discrimination setting criteria.

제5도는 화소의 위치를 도시한 도면.5 is a diagram showing positions of pixels.

본 발명은 디지탈 영상처리장치에 있어서 보간법(Interpolation)을 이용한 잡음경감장치에 관한 것으로, 특히 1차적으로 잡음경감된 신호를 2차적으로 보간시켜 잡음을 더욱 경감시키는 보간법을 이용한 잡음경감장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device using interpolation in a digital image processing device, and more particularly, to a noise reduction device using an interpolation method to further reduce noise by performing secondary interpolation on a signal that is primarily noise-reduced. .

일반적으로 디지탈 영상처리장치에 있어서 잡음경감장치는 영상신호와 잡음성분을 분리하고, 분리된 잡음을 이용하여 영상신호에 포함된 잡음을 경감시키는 장치이다. 그리고 영상신호는 화면 내에서 피일드 또는 프레임간의 상관성을 가질뿐만 아니라 시간축 방향으로 상관성을 가지므로 주어진 상관성을 이용하여 잡음여부를 예측할 수 있다.In general, in a digital image processing apparatus, a noise reduction apparatus is a device that separates an image signal and a noise component and reduces noise included in the image signal by using the separated noise. In addition, since image signals have correlations between the feeds or the frames in the screen and have correlations in the direction of the time axis, noise may be predicted using a given correlation.

잡음경감장치는 영상신호와 잡음성분을 분리하여 처리하는 방법에 따라 진폭축상의 처리, 1차원 주파수축상의 처리, 2차원 주파수축상의 처리, 3차원 주파수축상의 처리등으로 분류될 수 있다.The noise reduction apparatus may be classified into a process on an amplitude axis, a process on a 1D frequency axis, a process on a 2D frequency axis, and a process on a 3D frequency axis according to a method of separately processing a video signal and a noise component.

제1도는 종래의 잡음경감장치의 블럭도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a block diagram of a conventional noise reduction device.

제1도에 있어서, 종래의 잡음경감장치는 래치(10)와, 필드(Field)내의 차신호를 구하는 제1감산기(20)와, 프레임(Frame)의 차신호를 구하는 제2감산기(30)와, 잡음여부를 결정하는 잡음 판별부(40)와, 프레임 메모리(50)와, 제1가산기(60)로 구성된다.In FIG. 1, the conventional noise reduction apparatus includes a latch 10, a first subtractor 20 for obtaining a difference signal in a field, and a second subtractor 30 for obtaining a difference signal of a frame. And a noise discriminating unit 40 for determining whether or not noise is present, a frame memory 50 and a first adder 60.

입력되어지는 영상신호는 각각 래치(10)와 제1감산기(20)로 입력된다. 래치(10)에서는 영상신호를 소정의 구간만큼 지연하여 각각 제1감산기(20)와 제2감산기(30)로 입력한다. 제1감산기(20)는 입력 영상신호와 래치(10)의 출력신호의 필드 차신호를 구한다. 제2감산기(30)는 래치(10)의 출력신호와 프레임 메모리(50)로부터 입력되는 신호의 프레임 차신호를 구한다.The input image signal is input to the latch 10 and the first subtractor 20, respectively. In the latch 10, the image signal is delayed by a predetermined period and input to the first subtractor 20 and the second subtractor 30, respectively. The first subtractor 20 obtains a field difference signal between the input video signal and the output signal of the latch 10. The second subtractor 30 obtains a frame difference signal between the output signal of the latch 10 and the signal input from the frame memory 50.

잡음 판별부(40)에서는 제1감산기(20)의 필드내 차신호와 제2감산기(30)의 프레임 차신호를 정보로 하여 주어진 판별기준에 따라 잡음 유무를 판별한다.The noise discriminating unit 40 uses the intra-field difference signal of the first subtracter 20 and the frame difference signal of the second subtractor 30 as information to determine whether there is noise according to a given discrimination criterion.

이때, 잡음으로 판별된 화소(Pixel)에 대해서는 현 프레임내의 잡음으로 판별된 화소의 값과 이전의 프레임내의 동일한 위치의 화소값을 제1가산기(60)에서 가산한 다음, 소정의 계수값(K)으로 곱하여 최종값으로 출력환다. 여기서, 소정의 계수값(K)은 0≤K1 범위를 갖으며 잡음경감을 위하여 설정되는 계수이다.At this time, for the pixel Pixel determined as noise, the first adder 60 adds the pixel value determined as the noise in the current frame and the pixel value at the same position in the previous frame, and then applies a predetermined coefficient value (K). Multiply by) to get the final value. Here, the predetermined coefficient value K is a coefficient having a range of 0 ≦ K1 and set for noise reduction.

그런데 종래의 잡음경감장치는 계수 K값에 따라 감소하지만, 그래도 잡음이 발생한다는 문제점이 있으며 발생한 잡음은 잡음값과 계수 K값에 종속적이다.However, the conventional noise reduction apparatus decreases according to the coefficient K value, but there is a problem that noise is generated, and the generated noise is dependent on the noise value and the coefficient K value.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 주어진 화면내의 상관성을 이용하여 발생한 잡음을 보간시키는 보간법을 이용한 잡음경감장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a noise reduction apparatus using an interpolation method that interpolates noise generated by using a correlation within a given screen in order to solve the above problems.

상기 목적을 달성하기 위하여 디지탈 영상처리장치에 있어서, 입력 영상신호와 소정의 구간만큼 지연된 신호간의 필드 차신호를 출력하는 제1감산기; 상기 소정의 구간만큼 지연된 신호와 1프레임 지연된 신호간의 프레임 차신호를 출력하는 제2감산기; 상기 제1감산기에서 출력하는 필드 차신호와 상기 제2감산기에서 출력하는 프레임 차신호를 입력하여 설정된 기준에 따라 잡음여부를 판별하는 잡음판별부; 현 프레임내의 잡음이 발생한 화소와 이전 프레임의 동일한 위치에 해당되는 화소를 가산한 다음, 소정의 계수를 곱하여 1차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제1가산기; 상기 제1가산기에서 출력하는 신호를 잡음이 발생한 화소의 주위 화소들간의 보간처리하는 보간부; 상기 제1가산기에서 출력하는 화소와 상기 보간부에서 출력하는 화소를 가산한 다음, 소정의 계수를 곱하여 2차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제2가산기를 구비함을 특징으로 한다.A digital image processing apparatus comprising: a first subtractor for outputting a field difference signal between an input video signal and a signal delayed by a predetermined section; A second subtractor configured to output a frame difference signal between the signal delayed by the predetermined interval and the signal delayed by one frame; A noise discrimination unit configured to input a field difference signal output from the first subtractor and a frame difference signal output from the second subtractor to determine whether noise is generated according to a set reference; A first adder for adding a pixel having a noise in the current frame and a pixel corresponding to the same position of a previous frame, and then multiplying a predetermined coefficient to output a signal primarily reduced in noise; An interpolation unit for interpolating the signals output from the first adder between neighboring pixels of the noisy pixel; And a second adder configured to add a pixel output from the first adder and a pixel output from the interpolator, and then multiply a predetermined coefficient to output a second noise-reduced signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 잡음경감장치의 블럭도를 도시한 것이다.2 shows a block diagram of a noise reduction apparatus according to the present invention.

제2도에 있어서, 본 발명에 따른 잡음경감장치는 입력 영상신호를 지연하는 래치(10)와, 입력되는 신호간의 차를 구하는 제1감산기(20)와 제2감산기(30)와, 잡음을 판단하는 잡음 판별부(40)와, 1프레임만큼 지연하는 프레임 메모리(50)와, 가산과 쉬프트(Shift)연산기능을 갖는 제1가산기(60)와 제2가산기(100)와, 잡음이 발생한 화소를 보간처리하는 보간부(90)와, 잡음경감장치의 모드를 선택하는 선택수단(80, 110, 120)으로 구성한다.2, the noise reduction apparatus according to the present invention includes a latch 10 for delaying an input video signal, a first subtractor 20 and a second subtractor 30 for obtaining a difference between input signals, and noise. The noise discriminating unit 40 to judge, the frame memory 50 delayed by one frame, the first adder 60 and the second adder 100 having an addition and shift operation, and the noise are generated. An interpolation section 90 for interpolating pixels, and selection means 80, 110, and 120 for selecting a mode of the noise reduction device.

다음은 본 발명에 따른 잡음경감장치의 동작에 대하여 설명하기로 한다.Next, the operation of the noise reduction apparatus according to the present invention will be described.

휘도신호(Luminance) 또는 색신호(Chrominance)를 갖는 영상신호가 입력이 되면 래치(10)는 소정의 구간만큼 지연하여 출력한다. 제1감산기(20)에서 일측입력단자에는 원래의 입력 영상신호가 입력이 되고 타측입력단자에는 지연된 영상신호가 입력된다. 제1감산기(20)의 출력은 필드차를 구한다. 제2감산기(30)에서 일측입력단자에는 래치(10)의 출력신호가 입력이 되고 타측입력단자에는 프레임 메모리(50)에서 1프레임이 지연된 신호가 입력된다. 제2감산기(30)의 출력은 프레임차를 구한다.When an image signal having a luminance signal or a chroma signal is input, the latch 10 outputs a delayed by a predetermined period. In the first subtractor 20, an original input video signal is input to one input terminal and a delayed video signal is input to the other input terminal. The output of the first subtractor 20 finds the field difference. In the second subtractor 30, an output signal of the latch 10 is input to one input terminal, and a signal delayed by one frame is input from the frame memory 50 to the other input terminal. The output of the second subtractor 30 finds the frame difference.

잡음 판별부(40)는 제1감산기(20)의 출력 필드차신호와 제2감산기(30)의 출력 프레임차신호를 입력하여 설정된 기준에 따라 잡음여부를 판별한다.The noise determiner 40 inputs an output field difference signal of the first subtractor 20 and an output frame difference signal of the second subtractor 30 to determine whether the noise is in accordance with a set reference.

제4도는 잡음판별 설정기준을 도시한 도표이다.4 is a chart showing the noise discrimination setting criteria.

제4도에서, 가로축은 필드차 신호값을 표시하고 세로축은 프레임차 신호값을 표시한다. ON은 잡음이 발생하여 잡음경감장치가 동작하는 경우이고, OFF는 잡음경감장치가 동작하지 않는 경우이다.In FIG. 4, the horizontal axis represents the field difference signal value and the vertical axis represents the frame difference signal value. ON is when noise is generated due to noise, and OFF is when the noise reducer is not operated.

잡음판별 설정기준은 다음과 같이 코딩할 수 있다.The noise discrimination setting criterion can be coded as follows.

여기서, X는 필드차 신호값을 표시하고 Y는 프레임간의 차신호를 표시한다.Here, X represents a field difference signal value, and Y represents a difference signal between frames.

제1절환수단(70)은 잡음 판별부(40)의 출력이 ON일 때 제1가산기(60)에 접속시킨다.The first switching means 70 connects to the first adder 60 when the output of the noise discriminating portion 40 is ON.

잡음 판별부(40)에서 잡음이 판별이 되면, 제1가산기(60)는 잡음으로 판별된 화소에 대하여 현 프레임내의 잡음으로 판단된 화소값과 이전 프레임내의 동일한 위치의 화소값을 가산한다. 그리고 가산된 결과값은 제1가산기(60)에 내장된 쉬프트(Shift)연산기능에 의해서 소정의 계수를 곱하여 1차적으로 잡음을 경감한다. 여기서, 소정의 계수값은 0≤K1 범위를 갖으며, K=1/2이면 1비트 오른쪽 쉬프트(1 bit right shift)연산을 한다.When the noise discrimination unit 40 determines the noise, the first adder 60 adds the pixel value determined as the noise in the current frame and the pixel value at the same position in the previous frame to the pixel determined as the noise. The added result is multiplied by a predetermined coefficient by a shift calculation function built in the first adder 60 to primarily reduce noise. Here, the predetermined coefficient value has a range of 0 ≦ K1, and if K = 1/2, a 1 bit right shift operation is performed.

보간부(90)는 제1가산기(60)에서 1차적으로 잡음이 경감된 신호를 잡음이 발생한 신호의 주위값과 보간처리한다.The interpolator 90 interpolates the signal of which the noise is primarily reduced in the first adder 60 with the ambient value of the signal having the noise.

제2가산기(100)에서는 제1가산기(60)의 출력신호와 보간부(90)의 출력신호를 가산하고, 2차적으로 잡음을 경감하기 위하여 소정의 계수를 곱하여 처리한다.The second adder 100 adds the output signal of the first adder 60 and the output signal of the interpolator 90, and multiplies and processes a predetermined coefficient to reduce noise.

MUX(120)는 일반적인 잡음경감장치모드와 보간처리된 잡음경감장치모드중 하나를 선택한다. MUX(120)의 선택제어는 제2절환수단(80)과 논리곱소자(110)에 의해서 처리한다.The MUX 120 selects one of a general noise reducer mode and an interpolated noise reducer mode. The selection control of the MUX 120 is processed by the second switching means 80 and the logical product element 110.

제2절환수단(80)에서 제1선택접점(S1)은 일반 잡음경감장치의 제1모드를 접속하고, 제2선택접점(S2)은 보간 잡음경감장치의 제2모드를 접속한다.In the second switching means 80, the first selective contact S1 connects the first mode of the general noise reduction device, and the second selective contact S2 connects the second mode of the interpolation noise reduction device.

논리곱소자(110)의 일측입력단자에는 잡음 판별부(40)의 출력신호가 입력되고 타측입력단자에는 제2절환수단의 출력신호가 입력된다. 만약 잡음 판별부(40)에서 잡음이 발생한 경우, 사용자가 선택하는 모드에 따라 MUX(120)에서 1차적으로 잡음경감된 신호를 출력할 것인가 또는 2차적으로 보간처리하여 잡음경감된 신호를 출력할 것인가를 결정한다.The output signal of the noise discrimination unit 40 is input to one input terminal of the logical multiplication device 110, and the output signal of the second switching means is input to the other input terminal. If noise is generated in the noise discrimination unit 40, whether the MUX 120 outputs a primarily noise-reduced signal or a second interpolation process to output a noise-reduced signal according to a mode selected by a user. Decide if

제3도는 제2도의 보간부(60)의 상세 블럭도를 도시한 것이다.3 shows a detailed block diagram of the interpolation unit 60 of FIG.

제3도에 있어서, 보간부960)는 각각 1라인을 지연시키는 제1지연수단(130)과 제1지연수단(140)과, 지연된 신호를 임시 저장하는 제1래치(150)와 제2래치(160)와, 가산과 쉬프트연산하는 제3가산기(170)와 제4가산기(180)와 제5가산기(190)로 구성한다.In FIG. 3, the interpolator 960 includes a first delay unit 130 and a first delay unit 140 for delaying one line, and a first latch 150 and a second latch for temporarily storing the delayed signal. And a third adder 170, a fourth adder 180, and a fifth adder 190 for adding and shifting.

제5도는 화소 위치의 일실시예를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an embodiment of a pixel position.

제5도에 있어서, ⓧ는 잡음이 발생한 화소이고 ①~④는 잡음이 발생한 화소에 대한 주위의 화소들이다.In Fig. 5, ⓧ is a noisy pixel and? -④ are the surrounding pixels with respect to the noisy pixel.

제3도에 도시된 블럭도의 동작을 제5도와 결부시켜 설명하기로 한다.The operation of the block diagram shown in FIG. 3 will be described in conjunction with FIG.

제3가산기(170)는 제2도의 제1가산기(60)에서 출력한 신호와 각각 제1지연수단(130)과 제2지연수단(140)을 통해서 2라인 지연된 신호를 가산한 다음, 소정의 계수만큼 쉬프트연산을 한다. 즉, 제5도에서 ①과 ②화소를 가산한다.The third adder 170 adds the signal output from the first adder 60 of FIG. 2 and the signal delayed by two lines through the first delay means 130 and the second delay means 140, respectively, Shift operation by coefficient That is, in Fig. 5, ① and ② pixels are added.

제4가산기(180)는 제1지연수단(130)에서 출력한 신호를 제1래치(150)와 제2래치(160)를 통하여 소정의 기간만큼 지연된 신호와 제2지연수단(140)에서 지연된 신호를 가산한 다음, 소정의 계수만큼 쉬프트연산을 한다. 즉, 제5도에서 ③과 ④화소를 가산한다.The fourth adder 180 delays the signal output from the first delay means 130 by a predetermined period through the first latch 150 and the second latch 160 and the second delay means 140. After the signal is added, the shift operation is performed by a predetermined coefficient. That is, in Fig. 5, ③ and ④ pixels are added.

제5가산기(190)는 제3가산기(170)의 출력신호와 제4가산기(180)의 출력신호를 가산한 다음, 소정의 계수만큼 쉬프트연산을 한다.The fifth adder 190 adds the output signal of the third adder 170 and the output signal of the fourth adder 180 and then shifts by a predetermined coefficient.

상술한 바와같이 본발명의 보간법을 이용한 잡음경감장치는 잡음이 발생한 신호를 보간처리함으로써 잡음을 효율적으로 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라 성능과 가격을 고려하여 시스템모드를 적절하게 선택할 수 있는 효과가 있다.As described above, the noise reduction apparatus using the interpolation method of the present invention not only reduces noise efficiently by interpolating a signal in which noise occurs, but also has an effect of appropriately selecting a system mode in consideration of performance and price.

Claims (4)

프레임신호를 저장하는 프레임 메모리(50)를 구비한 디지탈 영상처리장치에 있어서, 입력 영상신호와 소정의 구간만큼 지연된 신호간의 필드 차신호를 출력하는 제1감산기(20); 상기 소정의 구간만큼 지연된 신호와 1프레임 지연된 신호간의 프레임 차신호를 출력하는 제2감산기(30); 상기 제1감산기(20)에서 출력하는 필드 차신호와 상기 제2감산기(30)에서 출력하는 프레임 차신호를 입력하여 설정된 기준에 따라 잡음여부를 판별하는 잡음판별부(40); 현 프레임내의 잡음이 발생한 화소와 이전 프레임의 동일한 위치에 해당되는 화소를 가산한 다음, 소정의 계수를 곱하여 1차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제1가산기(60); 상기 제1가산기(60)에서 출력하는 신호를 잡음이 발생한 화소의 주위 화소들간의 보간처리하는 보간부(90); 상기 제1가산기(60)에서 출력하는 화소와 상기 보간부에서 출력하는 화소를 가산한 다음, 소정의 계수를 곱하여 2차적으로 잡음 경감된 신호를 출력하는 제2가산기(100)를 구비함을 특징으로 하는 보간법을 이용한 잡음경감장치.A digital image processing apparatus having a frame memory (50) for storing frame signals, comprising: a first subtractor (20) for outputting a field difference signal between an input video signal and a signal delayed by a predetermined section; A second subtractor 30 outputting a frame difference signal between the signal delayed by the predetermined interval and the signal delayed by one frame; A noise discrimination unit 40 for inputting a field difference signal output from the first subtractor 20 and a frame difference signal output from the second subtractor 30 to determine whether noise is generated according to a set reference; A first adder 60 for adding a pixel having the noise in the current frame and a pixel corresponding to the same position of the previous frame, and then multiplying a predetermined coefficient to output a signal primarily reduced in noise; An interpolation unit (90) for interpolating the signals output from the first adder (60) between the pixels around which the noise occurs; And a second adder 100 that adds a pixel output from the first adder 60 and a pixel output from the interpolator, and then multiplies a predetermined coefficient to output a second noise-reduced signal. Noise reduction device using interpolation method. 제2항에 있어서, 상기 보간법을 이용한 잡음경감장치는 시스테모드를 선택하기 위하여 선택수단(80, 110, 120)를 구비함을 특징으로 하는 보간법을 이용한 잡음경감장치.3. The noise reduction apparatus according to claim 2, wherein the noise reduction apparatus using the interpolation method comprises selecting means (80, 110, 120) for selecting a cyste mode. 제1항에 있어서, 상기 보간부(90)는 1라인을 지연시키는 제1지연수단(130)과 제2지연수단(140); 상기 제1지연수단(130)에서 출력한 신호를 임시적으로 저장하는 제1래치(150)와 제2래치(160); 잡음화소의 열(Column)에 해당하는 화소를 가산과 쉬프프연산을 하는 제3가산기(170); 잡음화소의 행(Row)에 해당하는 화소를 가산과 쉬프트연산을 하는 제4가산기(180); 상기 제3가산기(170)의 출력신호와 상기 제4가산기(180)의 출력신호를 가산과 쉬프트연산을 하는 제5가산기(190)로 구성됨을 특징으로 하는 보간법을 이용한 잡음경감장치.The method of claim 1, wherein the interpolation unit (90) comprises: first delay means (130) and second delay means (140) for delaying one line; A first latch 150 and a second latch 160 for temporarily storing a signal output from the first delay means 130; A third adder 170 for adding and shifting pixels corresponding to a column of the noise pixel; A fourth adder 180 that adds and shifts the pixels corresponding to the rows of the noise pixels; And a fifth adder (190) which adds and shifts the output signal of the third adder (170) and the output signal of the fourth adder (180). 제1항에 있어서, 상기 소정의 계수값(K)은 0≤K1 범위를 갖음을 특징으로 하는 보간법을 이용한 잡음경감장치.The noise reduction apparatus using interpolation method according to claim 1, wherein the predetermined coefficient value (K) has a range of 0≤K1.