KR19990004748A - 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 고역 성분을 필터링하고, 지연된 비디오 영상 신호로부터 비디오 영상 신호의 고역 성분을 감산하여 저역 성분을 추출한다. 상기 비디오 신호의 고역 성분을 리미팅하고, 비디오 신호의 고역 성분으로부터 리미팅된 고역 성분을 감산한다. 상기 감산된 신호의 레벨을 보상하며, 레벨 보상된 비디오 신호의 고역 성분과 저역 성분을 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호를 출력한다. 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 효율적으로 제거함으로서 화질을 향상시킨다.

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 Recorder)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 성분들 중 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 矩터링하면, 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 발명에 의한 화이트 노이즈 제거 장치의 블럭도이다.

도 2a ∼ 도 2g들은 도 1에 도시된 장치 각 부의 파형도들이다.

도 3은 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 화이트 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 고역 통과 필터 12, 18 : 제1, 제2 지연부들

14 : 리미터 16, 32 : 제1, 제2 신호 감산부들

20 : 레벨 보상부 22 : 부호 분리부

24, 26 : 제1, 제2 가산기들 28, 30 : 제1, 제2 신호 합성부들

상기한 본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

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

(b) 상기 비디오 신호로부터 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호를 감산하여 상기 비디오 신호의 저역 성분을 구하는 단계;

(c) 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호를 소정 레벨로 리미팅하는 단계;

(d) 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하는 단계;

(e) 상기 (d) 단계에서 감산된 신호의 레벨을 보상하는 단계; 및

(f) 레벨 보상된 상기 비디오 신호의 고역 성분과 상기 저역 성분을 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호를 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법을 제공한다.

상기한 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입력한 비디오 영상 신호의 고역 성분을 필터링하여 출력하는 고역 통과 필터;

상기 비디오 영상 신호를 지연하여 출력하는 제1 지연 수단; 지연된 상기 비디오 영상 신호로부터 상기 고역 통과 필터의 출력을 감산하는 제1 신호 감산 수단;

상기 감산된 신호를 지연하여 출력하는 제2 지연 수단;

상기 고역 통과 필터로부터 출력되는 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 리미팅 수단;

상기 고역 통과 필터로부터 출력되는 신호로부터 상기 리미팅 수단의 출력을 감산하여 출력하는 제2 신호 감산 수단;

상기 제2 신호 감산 수단으로부터 출력되는 신호의 레벨을 보상하여 출력하는 레벨 보상 수단; 및

상기 레벨 보상 수단의 출력과 상기 제2 지연 수단으로부터 출력되는 신호를 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력하는 제1 신호 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 비디오 신호의 고역 성분을 필터링하고, 리미팅하고, 레벨을 보상하고, 신호 합성 및 감산 동작에 의해 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 효율적으로 제거함으로서 화질을 향상시킨다.

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 장치의 블럭도로서, 고역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter)(10), 제1 및 제2 지연부들(12 및 18), 리미터(14), 제1 및 제2 신호 감산부들(16 및 32), 제1 신호 합성부(30) 및 레벨 보상부(20)로 구성된다.

도 2a 내지 도 2g들은 도 1에 도시된 장치 각 부의 파형도들이다. 도 2a는 입력 단자 IN1을 통해 입력되는 비디오 신호의 파형도를 나타내고, 도 2b는 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2c는 제1 신호 감산부(16)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2d는 리미터(14)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2e는 제2 신호 감산부(32)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2f는 제2 신호 합성부(28)로부터 출력되는 신호의 파형도를 나타내고, 도 2g는 출력 단자 OUT를 통해 제1 신호 합성부(30)로부터 출력되는 신호의 파형도를 각각 나타낸다.

도 1을 참조하면, 고역 통과 필터(10)는 도 2a에 도시된 바와 같은 입력 단자 IN을 통해 입력된 비디오 영상 신호의 고역 성분을 필터링하고, 도 2b에 도시된 바와 같은 고역 성분이 필터링된 비디오 신호를 리미터(14), 제1 신호 감산부(16) 및 제2 신호 감산부(32)들로 각각 출력한다.

제1 지연부(12)는 도 2a에 도시된 바와 같은 입력 단자 IN을 통해 입력된 비디오 신호를 소정 시간 지연하고, 지연된 비디오 신호를 제1 신호 감산부(16)로 출력한다.

제1 신호 감산부(16)는 제1 지연부(12)에서 지연되어 출력되는 도 2a에 도시된 바와 같은 지연된 비디오 신호로부터 고역 통과 필터(10)로부터 출력되고 도 2b에 도시된 바와 같은 고역 성분이 필터링된 비디오 신호를 감산하여, 도 2c에 도시된 바와 같은 감산된 비디오 신호의 저역 성분을 제2 지연부(18)로 출력한다.

제2 지연부(18)는 제1 신호 감산부(16)로부터 출력되는 도 2c에 도시된 비디오 신호의 저역 성분을 소정 시간 지연하여 제1 신호 합성부(30)로 출력한다.

리미터(14)는 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 도 2b에 도시된 바와 같은 비디오 신호를 입력받아, 입력된 비디오 신호의 고역 성분을 소정 레벨로 리미팅하고, 도 2d에 도시된 바와 같은 리미팅된 비디오 신호를 제2 신호 감산부(32)로 출력한다.

제2 신호 감산부(32)는 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 도 2b에 도시된 바와 같은 신호로부터 리미터(14)로부터 출력되는 도 2d에 도시된 바와 같은 리미팅된 비디오 신호를 감산하고, 도 2e에 도시된 감산된 신호를 비디오 신호의 고역 성분으로서 레벨 보상부(20)로 출력한다.

레벨 보상부(20)는 부호 분리부(22), 제1 및 제2 가산기들(24 및 26) 및 제2 신호 합성부(28)를 포함한다. 레벨 보상부(20)는 필터링된 비디오 신호 고역 성분의 레벨을 보상한다.

구체적으로, 부호 분리부(22)는 제2 신호 감산부(32)로부터 출력되는 도 2e에 도시된 바와 같은 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호의 고역 성분을 입력받아, 음의 성분과 양의 성분을 분리하고, 분리된 양의 신호(+)와 음의 신호(-)를 제1 및 제2 가산기들(24 및 26)로 각각 출력한다. 제1 가산기(24)는 부호 분리부(22)로부터 출력되는 양의 신호를 소정값(α)과 가산하여 생성된 제1 가산 신호를 제2 신호 합성부(28)로 출력한다. 한편, 제2 가산기(26)는 부호 분리부(22)로부터 출력되는 음의 신호를 소정값(-α)과 가산하여 생성된 제2 가산 신호를 제2 신호 합성부(28)로 출력한다. 제2 신호 합성부(28)는 제1 및 제2 가산기들(24 및 26)로부터 출력되는 제1 및 제2 가산 신호들을 합성하고, 도 2f에 도시된 바와 같은 합성된 가산 신호를 레벨 보상된 비디오 신호의 고역 성분으로서 제1 신호 합성부(30)로 출력한다.

제1 신호 합성부(30)는 제2 지연부(18)에서 지연되어 출력되는 도 2c에 도시된 신호(비디오 신호의 저역 성분)와 제2 신호 합성부(28)에서 합성된 도 2f에 도시된 바와 같은 합성된 가산 신호(비디오 신호의 고역 성분)를 합성하고, 도 2g에 도시된 바와 같은 합성 신호를 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력 단자 OUT를 통해 출력한다.

이하, 본 발명에 따른 화이트 노이즈 제거 방법을 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 의한 화이트 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같은 화이트 노이즈가 포함된 비디오 영상 신호의 고역 성분이 입력 단자 IN을 통해 고역 통과 필터(10)에 입력된다. 고역 통과 필터(10)에서는 상기 비디오 영상 신호의 고역 성분이 필터링되어, 도 2b에 도시한 바와 같은 고역 성분이 필터링된 비디오 신호가 출력된다(단계 S40단계). 따라서, 비디오 신호의 저주파 성분이 일단 제거된다. 상기 필터링된 비디오 신호는 리미터(14), 제1 신호 감산부(16) 및 제2 신호 감산부(32)에 제공된다. 한편, 상기 비디오 신호는 제1 지연부(12)에 입력되어 소정 시간 지연되어 지연된 신호가 제1 신호 감산부(16)에 제공된다.

제1 지연부(12)에서 지연되어 출력되는 도 2a에 도시된 바와 같은 비디오 신호와 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 도 2b에 도시된 바와 같은 고역 성분이 필터링된 비디오 신호는 제1 신호 감산부(16)에 제공되어 감산되어 도 2c에 도시된 바와 같은 감산된 비디오 신호의 저역 성분이 제2 지연부(18)로 출력된다. 따라서, 화이트 노이즈가 포함된 비디오 신호로부터 화이트 노이즈가 포함된 비디오 신호의 고역 성분을 감산하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호의 저역 성분이 제2 지연부(18)로 출력된다(단계 S42). 제2 지연부(18)에서는 상기 비디오 신호의 고역 성분을 소정 시간 지연되어 제1 신호 합성부(30)에 제공된다.

도 2b에 도시된 바와 같은 비디오 신호는 고역 통과 필터(10)로부터 리미터(14)에 제공되어, 입력된 비디오 신호의 고역 성분을 소정 레벨로 리미팅되어 도 2d에 도시된 바와 같은 리미팅된 비디오 신호가 제2 신호 감산부(32)로 출력된다(단계 S44).

고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 필터링된 신호와 리미터(14)에서 출력된 리미팅된 비디오 신호는 제2 신호 감산부(32)에 제공되어 비디오 신호의 고역 성분으로부터 리미팅된 신호가 감산되어, 도 2e에 도시된 감산된 신호가 레벨 보상부(20)로 제공된다(단계 S46).

상기 감산된 신호는 레벨 보상부(20)에 제공되어, 상기 감산된 비디오 신호의 고역 성분의 레벨이 보상된다. 상기 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호의 고역 성분이 부호 분리부(22)에 입력되어, 부호 분리부(22)에서 상기 비디오 신호는 음의 성분과 양의 성분으로 분리되고, 분리된 양의 신호(+)와 음의 신호(-)는 제1 및 제2 가산기들(24 및 26)로 제공된다. 제1 가산기(24)에서는 부호 분리부(22)로부터 출력되는 양의 신호가 소정값(α)과 가산되어 제1 가산 신호가 생성되어 제2 신호 합성부(28)로 제공된다. 제2 가산기(26)에서는 부호 분리부(22)로부터 출력되는 음의 신호가 소정값(-α)과 가산되어 제2 가산 신호가 생성되어 제2 신호 합성부(28)로 제공된다. 제2 신호 합성부(28)에서는 제1 및 제2 가산기들(24 및 26)로부터 출력되는 제1 및 제2 가산 신호들이 합성되어, 도 2f에 도시된 바와 같은 합성된 가산 신호를 레벨 보상된 비디오 신호의 고역 성분으로서 제1 신호 합성부(30)에 제공된다(단계 S48). 즉, 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호의 고역 성분을 양의 성분과 음의 성분으로 분리하고, 양의 성분의 레벨은 더 높게 하고, 음의 성분의 레벨은 더 낮게 한 후, 레벨 조정된 양의 성분과 음의 성분을 합성하여 레벨 보상된 비디오 신호의 고역 성분을 출력한다.

상기 제2 지연부(18)에서 지연되어 출력되는 지연 신호와 상기 제2 신호 합성부(28)에서 합성된 합성된 가산 신호는 제1 신호 합성부(30)에 제공되어 서로 합성되어, 도 2g에 도시된 바와 같은 합성 신호가 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력 단자 OUT를 통해 출력된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비디오 신호의 고역 성분을 필터링하고, 리미팅한다. 다음에, 상기 신호는 레벨 보상부에 제공되어, 음의 성분과 양의 성분으로 분리되고, 양의 성분이면 레벨은 더 높게 하고, 음의 성분의 레벨은 더 낮게 한 후, 레벨 조정된 양의 성분과 음의 성분을 합성하여 레벨 보상된 비디오 신호의 고역 성분을 구한다. 다음에, 상기 고역 성분과 저역 필터링된 신호를 더하여 화이트 노이즈를 제거한다. 따라서, 화면에 디스플레이되는 화이트 노이즈를 효율적으로 제거함으로서 화질을 향상시킨다.

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 (4)

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

   (b) 상기 비디오 신호로부터 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호를 감산하여 상기 비디오 신호의 저역 성분을 구하는 단계;

   (c) 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호를 소정 레벨로 리미팅하는 단계;

   (d) 상기 고역 성분이 필터링된 상기 비디오 신호로부터 상기 리미팅된 신호를 감산하는 단계;

   (e) 상기 (d) 단계에서 감산된 신호의 레벨을 보상하는 단계; 및

   (f) 레벨 보상된 상기 비디오 신호의 고역 성분과 상기 저역 성분을 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 신호를 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계는

   (e-1) 상기 (d) 단계에서 감산된 신호의 양의 부분과 음의 부분을 분리하여 양의 신호와 음의 신호를 구하는 단계;

   (e-2) 상기 양의 신호에 양의 소정값을 가산하는 단계;

   (e-3) 상기 음의 신호에 음의 상기 소정값을 가산하는 단계; 및

   (e-4) 상기 (e-3) 단계의 가산된 신호와 상기 (e-2) 단계의 가산된 신호를 합성하여 레벨 보상된 상기 비디오 신호의 상기 고역 성분을 구하고, 상기 (f) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 방법.
3. 입력한 비디오 영상 신호의 고역 성분을 필터링하여 출력하는 고역 통과 필터(10);

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

   지연된 상기 비디오 영상 신호로부터 상기 고역 통과 필터(10)의 출력을 감산하는 제1 신호 감산 수단(16);

   상기 감산된 신호를 지연하여 출력하는 제2 지연 수단(18);

   상기 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 신호의 소정 레벨을 리미팅하는 리미팅 수단(14);

   상기 고역 통과 필터(10)로부터 출력되는 신호로부터 상기 리미팅 수단(14)의 출력을 감산하여 출력하는 제2 신호 감산 수단(32);

   상기 제2 신호 감산 수단(32)으로부터 출력되는 신호의 레벨을 보상하여 출력하는 레벨 보상 수단(20); 및

   상기 레벨 보상 수단(20)의 출력과 상기 제2 지연 수단(18)으로부터 출력되는 신호를 합성하여 화이트 노이즈가 제거된 비디오 영상 신호로서 출력하는 제1 신호 합성 수단(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 레벨 보상 수단(20)은 상기 제2 신호 감산 수단(32)의 출력을 입력하여 양의 신호와 음의 신호를 분리하는 부호 분리 수단(22);

   상기 양의 신호와 양의 소정 레벨을 가산하여 출력하는 제1 가산 수단(24);

   상기 음의 신호와 음의 소정 레벨을 가산하여 출력하는 제2 가산 수단(26); 및

   상기 제1 가산 수단(24)의 출력 및 상기 제2 가산 수단(26)의 출력을 합성하여 상기 제1 신호 합성 수단(30)으로 출력하는 제2 신호 합성 수단(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 화이트 노이즈 제거 장치.