KR100240256B1 - 화이트 노이즈 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 화이트 노이즈 제거 장치 - Google Patents

Abstract

비디오 입력 신호에 포함된 화이트 노이즈를 제거하기 위한 화이트 노이즈 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 화이트 노이즈 제거 방법이 개시되어 있다. 입력한 비디오 영상 신호의 저역 성분을 필터링하여 엣지 보상하고, 비디오 영상 신호로부터 엣지 보상된 비디오 영상 신호의 저역 성분을 감산한다. 감산된 신호의 소정 레벨을 리미팅하고, 감산된 신호로부터 리미팅된 신호를 감산하고, 이 결과와 엣지 보상된 비디오 영상 신호의 저역 성분을 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력한다. 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 간단하게 제거함으로서 시청시 느낄 수 있는 화이트 노이즈의 거슬림을 방지할 수 있다.

Description

화이트 노이즈 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 화이트 노이즈 제거 장치

본 발명은 텔레비전 또는 텔레비전 비디오 카세트 레코더 일체형 시스템(TVCR: Television Video Cassette Recoder)등과 같은 시스템으로 입력되는 비디오 신호에 포함된 잡음 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 잡음 제거 장치에 관한 것으로서, 특히 비디오 입력 신호에 포함된 잡음중 고주파 잡음 성분인 화이트 노이즈를 제거하기 위한 화이트 노이즈 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 화이트 노이즈 제거 장치에 관한 것이다.

텔레비전 또는 비디오 테이프 레코더와 같은 영상 처리 시스템에 있어서, 중요한 문제 중의 하나는 노이즈 성분이 없는 깨끗한 영상을 재생하는 것이다.

일반적으로, 방송국 또는 비디오 테이프 제작 회사로부터 제공된 화면 영상은 영상 전달 채널 또는 반복된 복사로 인해 불필요한 노이즈가 혼입되기 쉽다. 또한, 영상 신호 처리 시스템의 동작 중에도 노이즈가 영상 정보 신호에 유입될 수 있다.

이러한 노이즈는 영상 소스에 포함되어 있거나, 또는 저품질의 필름을 영상 처리 시스템에서 사용하는 경우에도 발생될 수 있다. 더욱이, 영상은 텔레비전 영상 신호를 수신하는 동안 약한 전자파에 의해서도 영향을 받는다.

일반적으로 노이즈는 임펄스 노이즈(impulse noise)와 라인 노이즈(line noise)로 분류되며, 다시 상기 임펄스 노이즈는 화이트 노이즈(White Noise)와 블랙 노이즈로 분류한다. 이러한 노이즈 성분들은 영상 신호에 동시에 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 노이즈 성분들을 효과적으로 감소시키기 위해서는 다양한 대책을 고려해야 한다.

TVCR등과 같은 시스템으로 입력되는 비디오 영상 신호는 일반적인 많은 잡음 성분들이 포함되어 있다. 그 잡음 성분들중 고주파 잡음 성분은 화면상에 백색으로 디스플레이되며, 이러한 잡음을 '화이트 노이즈(백색 잡음)'이라 한다.

종래의 화이트 노이즈 제거 방법에서는 간단한 저역 통과 필터만을 사용하여 전술한 화이트 노이즈를 제거하였다. 그러므로, 화이트 노이즈를 제거하기 위해 비디오 입력 신호를 저역 통과 필터링하면, 비디오 입력 신호의 고주파 성분도 화이트 노이즈와 함께 제거되는 문제점이 있었다.

본 발명의 제1의 목적은 비디오 입력 신호에 포함된 화이트 노이즈를 제거하기 위한 화이트 노이즈 제거 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2의 목적은 상기한 방법을 수행하는 데 특히 적합한 화이트 노이즈 제거 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화이트 노이즈 제거 장치의 블럭도이다.

도 2a 내지 도 2g는 도 1에 도시된 장치 각 부의 파형도들이다.

도 3은 본 발명에 의한 이득 조정부의 일 예를 나타내는 블럭도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화이트 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10, 40 : 제1, 제2 저역 통과 필터들

12, 18, 20 : 제1, 제2, 제3 지연부들

14, 42 : 제1, 제2 엣지 보상부들 16, 24 : 제1, 제2 신호 감산부들

22 : 리미터 26, 48 : 제1, 제2 신호 합성부들

44, 46 : 제1, 제2 증폭기들

상기한 본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 화이트 노이즈를 제거할 비디오 신호의 저역 성분을 필터링하는 단계;

(b) 저역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호의 엣지를 보상하여 엣지 보상 신호를 생성하는 단계;

(c) 상기 비디오 신호로부터 엣지가 보상된 비디오 신호를 감산하여 제1 감산 신호를 생성하는 단계;

(d) 상기 감산된 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 단계;

(e) 상기 제1 감산 신호로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 생성하는 단계; 및

(f) 상기 제2 감산 신호와 상기 엣지 보상 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호를 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법을 제공한다.

상기한 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

입력한 비디오 영상 신호의 저역 성분을 필터링하여 출력하는 제1 저역 통과 필터;

상기 비디오 영상 신호를 지연하여 출력하는 제1 지연 수단;

상기 지연된 상기 비디오 영상 신호로부터 상기 제1 저역 통과 필터의 출력을 감산하여 제1 감산 신호를 출력하는 제1 신호 감산 수단;

상기 제1 감산 신호를 지연하여 출력하는 제2 지연 수단;

상기 제1 저역 통과 필터로부터 출력되는 상기 비디오 영상 신호의 저역 성분을 지연하여 출력하는 제3 지연 수단;

상기 감산된 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 리미팅 수단;

상기 제2 지연 수단의 출력으로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 출력하는 제2 신호 감산 수단; 및

상기 제2 신호 감산 신호와 상기 제3 지연 수단으로부터 출력되는 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력하는 제1 신호 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치를 제공한다.

신호의 저역 성분을 필터링, 엣지 보상 및 리미팅과 신호 합성 및 감산 동작에 의해 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 간단하게 제거함으로서 시청시 느낄 수 있는 화이트 노이즈의 거슬림을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 화이트 노이즈 제거 방법 및 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화이트 노이즈 제거 장치를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 화이트 노이즈 제거 장치는, 제1 저역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter)(10), 제1 엣지 보상부(14), 제1, 2 및 제 3 지연부들(12, 18 및 20), 제1 및 제2 신호 감산기들(16 및 24), 리미터(22), 제1 신호 합성기(26)로 구성된다.

도 2a ∼ 도 2g들은 도 1에 도시된 장치 각 부의 파형도들로서, 도 2a는 입력 단자 IN1을 통해 입력되는 비디오 신호의 파형도를 나타내고, 도 2b는 제1 저역 통과 필터(10)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2c는 제1 엣지 보상부(14)로부터 출력되는 제1 엣지 보상 신호의 파형도를 나타내고, 도 2d는 제1 신호 감산기(16)로부터 출력되는 제1 감산 신호의 파형도를 나타내고, 도 2e는 리미터(22)로부터 출력되는 리미팅된 신호의 파형도를 나타내고, 도 2f는 제2 신호 감산기(24)로부터 출력되는 제2 감산 신호의 파형도를 나타내고, 도 2g는 출력 단자 OUT1을 통해 제1 신호 합성부(26)로부터 출력되는 제1 합성 신호의 파형도를 각각 나타낸다.

도 1를 참조하면, 제1 저역 통과 필터(10)는 입력 단자 IN1을 통해 입력되고 도 2a에 도시된 바와 같은 비디오 영상 신호의 저역 성분을 필터링하여 도 2b에 도시된 바와 같은 필터링된 비디오 영상 신호를 제1 엣지 보상부(14)로 출력한다. 제1 엣지 보상부(14)는 도 2b에 도시된 바와 같은 제1 저역 통과 필터(10)로부터 출력된 저역 성분의 비디오 신호의 엣지를 보상하여, 도 2c에 도시된 바와 같은 제1 에지 보상 비디오 신호를 제3 지연부(20) 및 제1 신호 감산기(16)로 각각 출력한다.

한 편, 제1 지연부(12)는 입력 단자 IN1을 통해 도 2a에 도시된 바와 같은 비디오 신호를 입력하여 소정 시간 지연하여, 제1 지연 신호를 제1 신호 감산기(16)로 출력한다.

제1 신호 감산기(16)는 도 2a에 도시된 바와 같은 제1 지연부(12)에서 출력된 지연된 비디오 영상 신호로부터 상기 제1 엣지 보상부(14)에서 출력된 도 2c에 도시된 바와 같은 제1 엣지 보상 비디오 신호를 감산하여, 도 2d에 도시된 바와 같은 제1 감산 신호를 제2 지연부(18) 및 리미터(22)로 출력한다.

제2 지연부(18)는 제1 신호 감산기(16)로부터 출력된 도 2d에 도시된 바와 같은 제1 감산 신호를 소정 시간 지연하여 제2 지연 신호를 제2 신호 감산기(24)로 출력하고, 제3 지연부(20)는 도 2c에 도시된 바와 같은 제1 엣지 보상부(14)로부터 출력된 제1 에지 보상 비디오 신호를 소정 시간 지연하여 제3 지연 신호를 제1 신호 합성부(26)로 출력한다.

리미터(22)는 도 2d에 도시된 바와 같은 제1 신호 감산기(16)로부터 출력된 제1 감산 신호를 소정 레벨을 리미팅하고, 도 2e에 도시된 바와 같은 리미팅된 신호를 제2 신호 감산기(24)로 출력한다. 제2 신호 감산기(24)는 도 2d에 도시된 바와 같은 제2 지연부(18)로부터 출력된 제2 지연 신호로부터 리미터(22)에서 리미팅된 도 2e에 도시된 바와 같은 신호를 감산하여, 도 2f에 도시된 제2 감산 신호를 제1 신호 합성부(26)로 출력한다.

제1 신호 합성부(26)는 제3 지연부(20)로부터 출력되는 도 2c에 도시된 바와 같은 제3 지연 신호와 제2 신호 감산기(24)에서 감산된 결과인 도 2f에 도시된 바와 같은 제2 감산 신호를 합성하고, 도 2g에 도시된 바와 같은 합성된 신호인 제1 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력 단자 OUT1을 통해 출력한다.

이때, 고주파 비디오 신호의 이득이 비디오 신호의 저주파 및 고주파들의 화이트 노이즈를 제거하는 과정에서 낮아졌으므로 이를 조정하기 위해, 이득 조정부가 도 1에 도시된 제2 신호 감산기(24)와 제1 신호 합성부(26) 사이에 위치할 수 있다.

도 3은 상기 이득 조정부의 바람직한 일 예를 나타내는 블록도이다. 이득 조정부는 제2 LPF(40), 제2 엣지 보상부(42), 제1 및 제2 증폭기들(44 및 46) 및 제2 신호 합성부(48)로 구성되며, 도 1에 도시된 제2 신호 감산기(24)와 제1 신호 합성부(26) 사이에 위치한다.

도 3을 참조하면, 제2 LPF(40)는 입력 단자 IN2를 통해 제2 신호 감산기(24)로부터 출력되는 도 2f에 도시된 고주파 비디오 신호를 입력하여 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 신호를 제2 엣지 보상부(42) 및 제2 증폭기(46)로 각각 출력한다. 이 때, 제2 LPF(40)는 도 2f에 도시된 비디오 신호의 고주파 성분에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 역할을 수행한다. 제2 엣지 보상부(42)는 제2 저역 통과 필터(40)로부터 출력되는 고역 성분의 비디오 신호의 엣지를 보상하여 제2 엣지 보상 비디오 신호를 제1 증폭기(44)로 출력한다. 제1 증폭기(44)는 제2 엣지 보상부(42)로 부터의 출력을 입력받아 소정수(1-α)배 만큼 증폭하여, 제1 증폭 신호를 제2 신호 합성부(48)로 출력한다. 제2 증폭기(46)는 제2 저역 통과 필터(40)의 출력을 소정수(α)배 만큼 증폭하여, 제2 증폭 신호를 제2 신호 합성부(48)로 출력한다.

제2 신호 합성부(48)는 제1 및 제2 증폭기들(44 및 46)로부터 출력된 제1 및 제2의 증폭 신호들을 합성하여 제2 합성 신호를 도 1에 도시된 제1 신호 합성부(26)로 출력 단자 OUT2를 통해 출력한다. 이와 같이 하여, 비디오 신호의 고주파 성분의 이득이 조정된다.

도 4는 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 의한 화이트 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 4를 참조하면, 입력 단자 IN1을 통해 도 2a에 도시된 바와 같은 비디오 영상 신호가 제1 저역 통과 필터(10)에 입력된다. 상기 제1 저역 통과 필터(10)에서는 상기 비디오 영상 신호의 저역 성분을 필터링하여 도 2b에 도시된 바와 같은 필터링된 비디오 영상 신호를 제1 엣지 보상부(14)로 출력된다(단계 S1).

제1 엣지 보상부(14)에서는 도 2b에 도시된 바와 같은 제1 저역 통과 필터(10)로부터 출력된 저역 성분의 비디오 신호가 엣지 보상되어, 도 2c에 도시된 바와 같은 제1 에지 보상 비디오 신호가 제3 지연부(20) 및 제1 신호 감산기(16)로 각각 출력된다(단계 S2).

다음에, 제1 신호 감산기(16)에서 도 2a에 도시된 바와 같은 비디오 영상 신호에서 상기 제1 엣지 보상부(14)에서 출력된 도 2c에 도시된 바와 같은 제1 엣지 보상 비디오 신호가 감산되어, 도 2d에 도시된 바와 같은 제1 감산 신호를 제2 지연부(18) 및 리미터(22)로 출력된다(단계 S3). 이 때, 화이트 노이즈가 포함된 비디오 신호로부터 엣지 성분이 보상된 비디오 신호의 저주파 성분을 감산되어 화이트 노이즈를 갖는 비디오 신호의 고주파 성분을 구하게 된다.

리미터(22)에서, 도 2d에 도시된 바와 같은 제1 신호 감산기(16)로부터 출력된 제1 감산 신호를 소정 레벨을 리미팅하여, 도 2e에 도시된 바와 같은 리미팅된 신호를 제2 신호 감산기(24)로 출력한다. 즉, 화이트 노이즈를 갖는 비디오 신호의 고주파 성분이 소정 레벨에서 리미팅된다(단계 S4).

다음에 제2 신호 감산기(24)에서, 도 2d에 도시된 바와 같은 제2 지연부(18)로부터 출력된 제2 지연 신호로부터 리미터(22)에서 리미팅된 도 2e에 도시된 바와 같은 신호를 감산하여, 도 2f에 도시된 제2 감산 신호를 제1 신호 합성부(26)로 출력한다. 즉, 화이트 노이즈를 갖는 비디오 신호의 고주파 성분에서 리미팅된 신호를 감산하여 화이트 노이즈가 제거되어, 소정 레벨 이득이 낮아진 비디오 신호의 고주파 성분을 구한다(단계 S5).

제1 신호 합성부(26)에서는 제3 지연부(20)로부터 출력되는 도 2c에 도시된 바와 같은 제3 지연 신호와 제2 신호 감산기(24)에서 감산된 결과인 도 2f에 도시된 바와 같은 제2 감산 신호가 합성되어, 도 2g에 도시된 바와 같은 합성된 신호인 제1 합성 신호가 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력 단자 OUT1을 통해 출력된다. 즉, 화이트 노이즈가 제거되어 엣지 보상된 비디오 신호의 저주파 성분과 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호의 고주파 성분을 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호를 출력한다(단계 S6).

이 때, 비디오 신호의 고주파 성분이 화이트 노이즈를 제거하는 과정에서 레벨이 변하였으므로, 도 3에 도시된 이득 조정부를 이용하여 비디오 신호의 고주파 성분에 대한 잡음을 제거하고, 엣지를 보상한 후, 이득을 조정하여 화이트 노이즈가 제거되고 엣지 보상된 비디오 신호의 저주파 성분과 합성될 수 있도록 하여, 원래 비디오 신호로부터 화이트 노이즈만이 제거된 비디오 신호를 구할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 신호의 저역 성분을 필터링, 엣지 보상 및 리미팅과 신호 합성 및 감산 동작에 의해 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 간단하게 제거함으로서 시청시 느낄 수 있는 화이트 노이즈의 거슬림을 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 상기 실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고 당업자의 통상의 지식의 범위내에서 그 변형이나 개량이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. (a) 화이트 노이즈를 제거할 비디오 신호의 저역 성분을 필터링하는 단계;

   (b) 저역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호의 엣지를 보상하여 엣지 보상 신호를 생성하는 단계;

   (c) 상기 비디오 신호로부터 엣지가 보상된 비디오 신호를 감산하여 제1 감산 신호를 생성하는 단계;

   (d) 상기 감산된 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 단계;

   (e) 상기 제1 감산 신호로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 생성하는 단계; 및

   (f) 상기 제2 감산 신호와 상기 엣지 보상 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호를 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 화이트 노이즈 제거 방법은,

   (g) 상기 제2 감산 신호로부터 상기 리미팅된 신호를 감산한 신호의 저역 성분을 필터링하는 단계;

   (h) 상기 (g) 단계에서 저역 필터링된 신호의 엣지 성분을 보상하는 단계;

   (i) 상기 (g) 단계에서 필터링된 신호를 제1 소정수(α)배 증폭하여 제1 증폭 신호를 출력하는 단계;

   (j) 상기 (h) 단계에서 보상된 신호를 제2 소정수(1-α)배 증폭하여 제2 증폭 신호를 출력하는 단계; 및

   (k) 상기 제1 증폭 신호와 상기 제2 증폭 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하여, 상기 (f) 단계로 진행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법.
3. 입력한 비디오 영상 신호의 저역 성분을 필터링하여 출력하는 제1 저역 통과 필터(10);

   상기 비디오 영상 신호를 지연하여 출력하는 제1 지연 수단(12);

   상기 지연된 상기 비디오 영상 신호로부터 상기 제1 저역 통과 필터(10)의 출력을 감산하여 제1 감산 신호를 출력하는 제1 신호 감산 수단(16);

   상기 제1 감산 신호를 지연하여 출력하는 제2 지연 수단(18);

   상기 제1 저역 통과 필터(10)로부터 출력되는 상기 비디오 영상 신호의 저역 성분을 지연하여 출력하는 제3 지연 수단(20);

   상기 감산된 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 리미팅 수단(22);

   상기 제2 지연 수단(18)의 출력으로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 출력하는 제2 신호 감산 수단(24); 및

   상기 제2 신호 감산 신호와 상기 제3 지연 수단(20)으로부터 출력되는 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력하는 제1 신호 합성 수단(26)을 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 화이트 노이즈 제거 장치는 상기 제1 저역 통과 필터(10)로부터 출력되는 영상 신호의 엣지를 보상하여 제1 엣지 보상 신호를 출력하고, 상기 제1 엣지 보상 신호를 상기 제1 신호 감산 수단(16) 및 상기 제3 지연 수단(20)으로 각각 출력하는 제1 엣지 보상 수단(14)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 화이트 노이즈 제거 장치는

   상기 제2 감산 신호의 저역 성분을 필터링하는 제2 저역 통과 필터(40);

   상기 제2 저역 통과 필터(40)로부터 출력되는 필터링된 신호의 엣지를 보상하여 제2 엣지 보상 신호를 출력하는 제2 엣지 보상 수단(42);

   상기 제2 저역 통과 필터(40)로부터 출력된 필터링된 신호를 소정 수배(α) 증폭하여 제1 증폭 신호를 출력하는 제1 신호 증폭 수단(46);

   상기 제2 엣지 보상 신호를 소정 수배(1-α) 증폭하여 제2 증폭 신호를 출력하는 제2 신호 증폭 수단(44); 및

   상기 제1 증폭 신호와 상기 제2 신호 증폭 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 출력하는 제2 신호 합성 수단(48)을 더 구비하고,

   상기 제1 신호 합성 수단(26)은 상기 제2 신호 합성 수단(48)의 출력과 상기 제3 지연 수단(20)으로부터 출력되는 신호를 합성하여 상기 제1 합성 신호를 상기 화이트 노이즈가 제거된 상기 비디오 영상 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치.

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