专利名称：相关数字信号中的噪声降低的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种降低信号噪声的技术，用于降低可能出现在数字信号尤其是在数字视频信号之类的相关数字信号中的噪声而不恶化降低噪声后数字信号的质量，也不需大容量存储器和大规模处理能力以实现这样的噪声降低。
已知在数字图像信号中处理中的噪声降低采用含有帧存储器的递归噪声滤波器。一帧至下一帧图像信息的细小差别从输入数字图像信号中提取并被看作是噪声分量。从输入数字图像信号中减去该噪声分量，所得的降低噪声后的数字图像信号被写入递归滤波器的帧存储器。已知这样的递归噪声滤波器也采用场存储器来取代帧存储器以降低存储器件的成本。
图1是所提出的递归噪声滤波器的一个实例，该滤波器包括帧存储器5和减法器2，在减法器2中将从输入端1提供给减法器2的输入数字图像信号Vin减去从减法器3得到的噪声分量。在减法器2输出端产生的降低噪声后的图像信号Vout存储到帧存储器5中；该降低噪声后的图像信号Vout也耦合到输出端4以作进一步的处理、显示、传送、记录等等。于是帧存储器存储一给定帧的已降低噪声的信号，它与下一帧的图像信号作比较；二者之差被认为是提取的噪声分量。帧存储器5的读/写操作受存储器控制器6的控制。
如果已降低噪声的图像信号表示为Vout，则该已降低噪声的图像信号延迟一帧后的形式称作Vout·F-1，其中F-1是指帧存储器5赋予已降低噪声图像信号的一帧延迟。减法器3从输入图像信号Vin当前收到的帧中减去已降低噪声图像信号的上一帧的延迟一帧后的形式，因此减法器的输出表示为Vin-Vout·F-1。假定从一帧至下一帧没有或很少运动，则由减法器3产生的差信号的数值就代表在输入数字图像信号Vib中的噪声分量。该差信号经受低通滤波器7的低通滤波器处理以便限制已提取的噪声分量的带宽；限制带宽后的噪声分量由非线性电路8处理。该非线性电路使提取的噪声分量乘以反馈系数K，反馈系数K的值随减法器3产生的已提取噪声分量的值而变化。非线性电路8构造成只读存储器(ROM)，该只读存储器产生的输出值是由减法器3和低通滤波器7提供给它的输入值的函数。该输入值可认为是地址信号；与已提取噪声分量代表的地址相对应的、在ROM8存储单元中存储的值从该存储单元中读出。图2A代表合适的ROM，或查找表，其中标为“输入”的列可以看作是由减法器3提供给ROM的地址，标为“输出”的列可以看作是从ROM读出的值。因此，可以理解，从ROM8读出的数值是已提取噪声分量的值的K倍。图2B示出了已提取的噪声分量，或从减法器3提供给ROM8的输入值，与从ROM读出的输出值之间的图示关系。
如果假定ROM8存储8位数值并且由减法器3提取的八位噪声分量来寻址，则对于在-3.0至+3.0的任意范围内的已提取的噪声分量的值，反馈系数K呈现数值1(即，K＝1)。当已提取的噪声分量的值在3.0和4.0之间(或-3.0和-4.0之间)，从ROM8读出的输出值保持固定在+3.0(或可能是-3.0)；当已提取的噪声分量的值大于5.0(或-5.0)时，从ROM8读出的值是0。因此，可以识别出作为地址提供给ROM8的输入值与从ROM读出的输出值之间的关系是非线性关系。
在提供给ROM8的已提取噪声分量与从ROM读出的已相乘的噪声分量的值之间的非线性的目的在于，保证从输入图像信号Vin减去的是噪声分量而不是运动分量。假定在-5.0至+5.0范围(如图2B所示)之外的已提取的噪声分量不是噪声分量而是运动分量。通过使由减法器3提取的分量乘以非线性反馈系数K，只有噪声分量而不是运动分量被提供给减法器2和从输入信号Vin中除去。必须理解，图2B所示的该范围-5.0至+5.0相当小。
如果已提取的噪声分量的字长不受限制，即如果使用很大的位数来表示已提取的噪声分量，则ROM8的输入/输出关系将如图2B所示的虚线的样子。然而，应当用来表示已提取的噪声分量的位数有一定限制；结果，输入/输出特性为阶梯形，如图2B中的水平实线所示。于是，当提供到ROM8的已提取噪声分量的值在0.5至1.5的范围内时，从ROM读出的值是1.0。为了方便起见，图2B中的空心圆表示从ROM8读取的范围实际上大于指出的下限。即，当提供到ROM的已提取噪声分量大于0.5和等于或小于1.5时，从ROM8读出的输出值为1.0。
由以上可知用ROM8处理和加到减法器2的已提取的噪声分量可以表示为K×Vout·F-1。该经过处理的已提取噪声分量可以看作是噪声值；用减法器2把该噪声值从输入图像信号Vin中减去。相减的结果可以用数学表示为Vout＝Vin-K·(Vin-Vout·F-1)＝Vin·(1-K)/(1-K·F-1) …(1)为了增进由图1所示的装置的降低噪声效果，可以把反馈系数K看作是多位信号；但是这样做的后果是要求由减法器3提取的噪声分量及存储在ROM8中的输出值具有很大的字长。从而，ROM8的存储器容量将不得不十分大，结果将增加成本。为了避免这种后果，曾经提议应当把反馈系数值K设置成1；如果在公式(1)中采用K＝1，就得到下式Vout＝Vout·F1…(2)在图2B所示的已提取噪声分量的-3.0至+3.0之间的有限范围内，反馈系统K呈现数值1.0；从公式(1)能看出Vout＝Vout·F-1。这意味着存储在存储器5中的图像信号的内容保持不变。换句话说，当视频信号的帧间差别是零或很小时，每个图像样本的各最低有效位不变即保持冻结。这种诸最低有效位的“冻结”导致输出图像信号的恶化从而使根据该图像信号显示的图像恶化。
本发明认识到如果反馈系数K的值小于1.0，则存储在帧存储器中图像信号的各最低有效位不会冻结。然而，如果单纯依靠反馈系数K＜1会产生问题，这是由于已提取噪声分量的字长必须受限制。特别是，可以预料，反馈系数K可能的数值，如果设置成零散(sporadic)值又设置得一点也不精确的话，有损于图1装置达到的噪声降低效果。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的噪声降低技术，即使数字化的信号的字长受到限制，这种技术也不削弱预期的噪声降低。
本发明的另一目的是提供一种能用于呈现出良好相关的数字信号，诸如数字图像(或视频)信号的改进的噪声降低技术。
本发明的又一目的是防止已降低噪声的数字图像信号所产生的图像质量的恶化。
本发明的再一目的是提供一种噪声降低技术，该项技术从输入的相关数字信号中提取噪声分量、调节作为已提取分量值的函数的已提取噪声分量的增益并且在随机或伪随机的基础上改变增益以避免已降低噪声的数字信号对图像质量的恶化。
通过以下的详细描述，本发明的各种其他目的、优点和特点将变得易于理解，各种新颖的特征将在附后的权利要求书中具体指出。
按照本发明，提供一种用于诸如数字视频信号之类的相关数字信号的噪声降低技术，在该技术中，噪声分量从输入数字信号中提取并从输入数字信号中减去以便抵消该噪声分量。噪声分量被作为在输入数字信号中存在的非相关成分检出；检出的噪声分量由非线性电路处理，该非线性电路将检出的分量值乘以非线性反馈系数K。反馈系数K的值在随机或伪随机的基础上加以切换。最好是K＜1。
在本发明的一个方面，反馈系数K的值以预定的与时间有关的概率来切换。作为本发明的另一方面，反馈系数的切换受控制使它不在可预测规律性的或者极有可能的时间上出现。作为本发明的结果，反馈系数K的平均值可以高度精确地得到控制，但是却不需要更大的字长或更大的存储器容量。
参照附图将最佳地理解以下详细说明，该说明虽然以实例的方式给出但并不意味着将本发明仅限于此，其中图1是一种噪声降低技术的框图，该技术具有本发明可以避免的缺点；图2A和2B是可以用来构成图1中的ROM8的查找表的示意图；图3是可现成应用本发明降噪技术的录像机的框图；图4是按照本发明所述的降噪器一个实施例的框图；图5是对解释按照本发明的用于改变反馈系数K的切换信号的出现概率有用的示意图；图6A和6B是可在图4的降噪器中作为ROM38使用的查找表的示意图；图7是按照本发明所述的降噪器另一实施例的框图。
现在参看各图。图3是包括可按本发明构成的数字降噪器14的视频记录/重放设备的框图。在图3所示的实施例中，视频记录器被描述为磁带记录器，但是能够理解该视频记录器可以是模拟磁带录像机、数字磁带录像机、数字频盘(DVD)记录器/播放器、磁盘装置、或诸如此类的设备。也能够理解，被记录的信号不必仅局限于视频信号，相反，它可以是其它类型的高度相关的信号。从以下讨论中将领会到高度相关的信号是其中从一个时间单元至下一时间单元(例如从一视频帧至下一视频帧)的信息基本相同的信号。已知视频信号高度相关，因为除非存在帧间运动，在一帧中存在的视频信息基本上相同于在下一帧存在的视频信息。为了容易讨论和方便起见，在视频记录器的环境中描述本发明，虽然字眼“视频”被理解为说明性的，而非对本发明的限制。使用词语“视频信号”旨在更一般地称呼高度相关的信号。
输入模拟信号，例如模拟视频信号，从输入端11加到模数(A/D)变换器12。由A/D变换器12产生的所得数字化视频信号由视频信号处理器13处理，该视频信号处理器适用于从视频信号中分离出亮度和色度分量并且对分离后的分量执行各自的处理功能，例如对亮度分量进行自动增益控制，对色度分量进行自动色度控制和色度调制，以及诸如此类的处理。经过处理的亮度和色度分量加到降噪器14，其更详细的结合图4的描述见后。
在操纵单元16(如图形用户界面、键盘、鼠标、用户控制的输入开关之类)控制下的微计算机15(如中央处理器)用来控制降噪器14的噪声降低功能。操纵单元16可以认为还是决定是否应当接通或关闭降噪功能的方式控制开关。以后将容易理解，简单地把反馈系统K设置到0(K＝0)，降噪功能就被关闭。操纵单元16还被用来控制从中选择反馈系数K的不同查找表的出现概率。如以下将讨论的那样，不同的反馈系数表可以在随机或伪随机的基础上或以预定的概率加以选择。
在降噪器14输出处产生的已降噪的视频信号加到例如产生复合视频信号的记录处理电路17。数字形式的复合视频信号可以通过D/A变换器18耦合到输出端19，从而把模拟复合视频信号加到输出端以作诸如传送、显示、进一步记录之类的进一步处理。记录处理电路17适合于执行在记录视频信号时通常要执行的各种处理功能，如亮度分量的加重、亮度分量的频率调制，色度分量频带的向下变频，等等。
由记录处理电路17产生的已处理复合视频信号用D/A变换器20变换成模拟形式，用记录/重放(R/P)放大器21放大然后用记录头22记录在记录媒体23上。
在重放方式期间，以前记录下来的复合视频信号用头22从记录媒体23重放并且用记录/重放放大器21放大。再现的模拟视频信号由A/D变换器24变换成数字形式，然后由再现处理电路25处理。电路25适合于处理再现的视频信号，其处理方式与记录处理电路17执行的处理相反。因此能够理解，再现处理电路适合于频率解调、亮度分量去加重和色度分量频带的向上变频。经过处理的亮度和色度分量加到执行以下将要描述的降噪过程的降噪器14，其方式与记录视频信号时执行的降噪过程相似。如前所述，降噪后的数字视频信号从降噪器14通过记录处理器电路17和D/A变换器18加到输出端19。
降噪器14的一个优选实施例示于图4中。这里，数字视频信号Vin加到输入端31，然后加到减法器32，在该减法器中减去提取和处理后的噪声分量。已除去噪声分量的所得视频信号Vout耦合到输出端34，还耦合到将存储它的帧存储器35。如同图1所示的建议的情况，与图1中存储器控制器6相似的存储器控制器36用来控制帧存储器35的读/写周期。
可以看出帧存储器35的输出是除去了噪声分量的上一帧视频信号Vin。因此该帧存储器的输出表示为Vout·F-1。即，该帧存储器的输出等于已除去噪声分量的上一帧视频信息；该输出耦合到减法器33以便从当前帧视频数据中减去上一帧已消除噪声的视频数据。当前帧视频信号Vin和上一帧视频信号Vout·F-1之差在本文中称为提取的噪声分量；该提取的噪声分量从减法器33经过低通滤波器37耦合到非线性电路38。与以前相同，存储在帧存储器35中的上一帧视频信号可以表示为公式(1)。
非线性电路38的作用是使由减法器33提取的噪声分量乘以非线性反馈系数K，其中K不仅作为已提取噪声分量值的函数而变化，还以随机或伪随机方式变化。与以前相同，反馈系数K可以作为存储在ROM中的查找表来实现，其中由减法器33提取的噪声分量值被当作ROM的读地址来使用，通过这些读地址存储对应于K×Vout· F-1的预定值，而且，最好，提供二张或者更多张这样的查找表。按照本发明的优选特点，在随机或伪随机的基础上确定，或者以固定的列表选择要选择的特定的查找表，即反馈系数K的特定选择。最好是数值K小于1，虽然如以下将描述的那样，K≤1。反馈系数K的值是加到非线性电路(或ROM)38的已提取噪声分量值的函数。
现在描述如何选择存储在ROM38中的特定查找表。作为例子，ROM38可以由图2A和图6A表示的类型的查找表组成，能够理解ROM中可以包含(本文未具体描述的)其他查找表。由在加法器39的输出处产生的ROM表切换信号来确定用于提供反馈系数K而选择的特定查找表。该ROM表切换信号通过由M序列产生器40产生的M序列信号与响应用操纵单元16表示的用户选择而由微计算机15(图3)产生的反馈系数控制信号相加而得出。例如，根据一简化的实施例，如果在ROM38中提供二张查找表，则当ROM表切换信号为“0”时选择其中第一张表而当ROM表切换信号为“1”时选择其中第二张表。如果提供三张或更多张查找表，则要根据ROM表切换信号的值来确定要选择的特定表。
假定M序列产生器40产生3位形式的随机数字信号。参照图5，该称为M序列位的3位表示为位b2b1b0。这3位可以呈现自000至111的数值。此外，这3位可以随机或伪随机地产生或者可以预定(即，它们以固定概率产生)。
如图5所示，假定反馈系数控制信号也是3位的信号。这3位可以由操纵单元16选择，或者，作为替换，也可以随机或伪随机地产生这3位。加法器39把M序列产生器40产生的3位M序列和3位反馈系数控制信号相加以产生4位的总和b3b2b1b0。最高有效位b3用作ROM表切换信号。于是，对于ROM38中包括二张查找表的实施例来说，当b3＝1时选择这二张表的第一张，而当b3＝0时则选择另一张。
根据本发明的一个实施例，假定上述存储器ROM38中存储的二张查找表中的一张是图2A所示的表，假定存储在ROM38中的另一张表是图6A所示的查找表。参考图6A，当提取的噪声分量为2.0时，K＝0.5；如该表所示，当提取的噪声分量值为3.0时，K＝2/3；当提取的噪声分量值为4.0时，K＝3/4；当提取的噪声分量值为5.0和更高时，K＝0。当提取的噪声分量为负值时，产生负的相同反馈系数。
假定ROM38包含了图2A所示的查找表和图6A所示的查找表二者。当由加法器39产生的最高有效位b3的值是“0”时，选择图2A所示的查找表。相反，当最高有效位b3的值是“1”时，则选择图6A所示的查找表。当然，我们也知道，当b3＝1时可以选择图2A所示的查找表，当b3＝0时可以选择图6A所示的查找表。下面来说明确定最高有效位b3的方法。
应明白，最高有效位b3特定状态的出现概率决定了选择ROM38包含的查找表中的一张或另一张的概率。更一般地说，由加法器39产生的ROM表切换信号值的概率决定了被选择表示反馈系数K的特定查找表的值。如图5所示，如果反馈系数控制信号的3位值是111，则该控制信号与M序列产生器40产生的M序列的值相加，得到除了值000以外的所有M序列值的最高有效位b3的值为“1”。即，当M序列的8个可能值中的7个出现时，b3＝1，此时选择查找表中特定的一张。因此，该特定查找表的出现概率为7/8＝87.5％。
现在，如果反馈系数控制信号设置成110，则当M序列的值是010至111中的任一值时最高有效位b3表现为“1”状态。对于反馈系数控制信号的这个值[110]，当M序列是000或001时，b3＝0，于是b3＝“1”的概率为6/8＝75％。
类似地，并且能够容易理解，如果反馈系数控制信号的值是101，则b3＝“1”的概率为5/8＝62.5％。
如果反馈系数控制信号是100，则b3＝“1”的概率为4/8＝50％。
如果反馈系数控制信号值是011，则b3＝“1”的概率为3/8＝37.5％。
如果反馈系数控制信号值是010，则b3＝“1”的概率为2/8＝25％。
最后，如果反馈系数控制信号是001，则b3＝“1”的概率为1/8＝12.5％。
因此，选择包括在ROM38中查找表的一张或另一张被作为是否b3＝1的函数来确定；如刚才所述，b3＝“1”的概率由反馈系数控制信号的值来改变。当然，该控制信号是作为操作单元16(示于图3)的函数而产生的。因此，在字长有限的情况下(情况几乎总是如此)，本发明改善了用以选择平均反馈系数K的精度，并且最好是平均反馈系数K小于1，从而避免了存储在帧存储器35中的图像数据的诸最低有效位的“冻结”。因而本发明避免了，或至少显著减小了，图像画面恶化。
在上述实例中，假定了M序列及反馈系数控制信号各由3位组成。然而，能够认识到，如果需要，组成这些各自信号的位数可以大于3。通过增加位数，可以更精确地控制ROM表切换信号特定值的出现概率；这就能导致进一步改进平均反馈系数的选定值。
降噪器14的另一实施例在图7示出。在该图中，已经结合图4在前描述和表示过的部件用以前使用过的完全相同的标号来标记。因此，为了方便起见，只详细讨论图7的实施例与图4的实施例的差别。
在图7的实施例中，加到输入端31的输入视频信号Vin用抽选电路(DEC)41在水平和/或垂直方向上进行抽选。作为这种抽选的结果，降低了视频信号的取样速率；加到递归噪声滤波器的视频信号的取样速率也以完全相同的比例降低。在减法器33中，速率降低的视频信号与存储在帧存储器35中的上一帧速率降低的视频信号比较，以便从输入视频信号中提取噪声分量。该提取的噪声分量通过乘以反馈系数K经受非线性增益控制；用减法器43把所得的经过处理的噪声分量从降低速率的视频信号中减去；减法器43的输出被当作取样速率减小后的降噪视频信号；然后把该噪声降低后的视频信号存储在帧存储器35中。
由非线性电路(或ROM)38加到减法器43的速率降低的噪声分量也通过插入器(ITP)42加到减法器32。该插入器把提取的噪声分量的取样速率返回到输入视频信号Vin的取样速率。如同以前一样，减法器32的输出被当作是由公式(1)表示的已降低噪声的视频信号Vout。
用图7实施例，尤其是用抽选电路41得到的好处是可以减小帧存储器35的存储容量。通过减小输入视频信号的取样速率，可以同等地减小帧存储器的存储容量。
已经参照各优选实施例特别地显示和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员能够容易地理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下可以做出种种变化和修改。例如，加到图4和图7输入端31的输入视频信号Vin可以是按照MPEG标准压缩和编码的信号。
通过随机或伪随机地甚至以固定概率切换反馈系数K的选取，可以在不增加已提取噪声信号或存储在ROM38中的数值的字长的情况下，增加平均反馈系数的数值。因此，可以减小ROM的存储器容量从而降低ROM的成本。由于表示存储在帧存储器35中的视频信号的值的各个最低有效位不固定，或不“冻结”，可以避免或至少明显地减轻当减法器33产生的已提取噪声分量相当小时把反馈系数K设置到1而引起的本来可能出现的所谓的伪轮廓现象。
附后的权利要求书应理解为涵盖已描述的各个实施例、已提到的各种替换物和以上的一切等价物。
权利要求
1.一种在相关数字信号中降低噪声分量的方法，包括以下步骤在所述数字信号中检测非相关分量以产生代表所述非相关分量的量值；用非线性系数K调节所述已检测分量的增益，其中K表现为≤1的数值并且K的所述数值是所述已检测分量的量值的函数；在存储的不同K表之间切换，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；以及从所述数字信号中减去已检测已增益调节分量以产生噪声降低的数字信号。
2.权利要求1的方法，其特征在于所述相关数字信号从一个时间单元到下一个时间单元基本上呈现相同数值。
3.权利要求1的方法，其特征在于所述相关数字信号是数字视频信号。
4.权利要求3的方法，其特征在于所述数字视频信号包括亮度和色度分量，并且只在所述亮度分量中检测所述非相关分量。
5.权利要求3的方法，其特征在于所述数字视频信号包括亮度和色度分量；所述非相关分量被检测为非相关亮度分量和非相关色度分量；所述已检测的非相关亮度和色度分量接受增益调节；以及从所述数字视频信号的亮度和色度分量中分别减去已增益调节的非相关亮度和色度分量。
6.权利要求3的方法，其特征在于所述检测非相关分量的步骤包括存储所述数字视频信号的预定区段以及从所述数字视频信号的下一预定区段减去该被存储数字视频信号的步骤。
7.权利要求6的方法，其特征在于所述预定区段是一帧。
8.权利要求6的方法，其特征在于被存储的数字视频信号是已降低噪声的数字视频信号。
9.权利要求8的方法，还包括以下步骤在检测所述非相关分量之前抽选所述数字视频信号以及从所述已抽选的数字视频信号中减去所述已检测的已增益调节的分量以产生已抽选已降噪的数字视频信号，以便存储所述已抽选已降噪的数字视频信号。
10.权利要求1的方法，其特征在于当所述已检测分量的所述量值在预定数值范围之外时K＝0。
11.权利要求1的方法，其特征在于以随机方式执行所述在所述已存储的各个K表之间切换的步骤。
12.权利要求1的方法，其特征在于以伪随机方式执行所述在所述已存储的各个K表之间切换的步骤。
13.权利要求1的方法，其特征在于以可预期的方式执行所述在所述已存储的各个K表之间切换的步骤。
14.权利要求1的方法，其特征在于通过以下方法执行所述在所述已存储的各个K表之间切换的步骤产生多位M序列信号；产生用户选定值的多位控制信号；把所述M序列信号和所述控制信号相加；以及根据已相加的信号选择已存储的K表。
15.权利要求14的方法，其特征在于所述M序列信号和所述控制信号二者都是n位信号，还在于所述相加后的信号构成n+1位信号并且根据所述n+1位信号的最高有效位选择已存储的K表。
16.一种记录已降噪数字视频信号的方法，包括以下步骤在输入数字视频信号中检测噪声分量以产生噪声量值；用非线性系数K调节所述已检测噪声量值的增益，其中K表现为≤1的数值并且K的所述数值是所述噪声量值的函数；在存储的不同K表之间切换，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；从所述输入数字视频信号中减去经过增益调节的噪声量值；以及记录已降噪的视频信号。
17.一种降低再现的数字视频信中噪声的方法，包括以下步骤从记录媒体再现数字视频信号；检测再现的数字视频信号中的噪声分量以产生噪声量值；用非线性系数K调节所述噪声量值的增益，其中K表现为≤1的数值并且所述K值是所述噪声量值的函数；在存储的不同K表之间切换，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；从所述再现的数字视频信号中减去已增益调节的噪声量值以降低所述再现的数字视频信号中的噪声。
18.降低相关数字信号中噪声分量的装置，包括检测设备，用于检测所述数字信号中的非相关分量以产生表示所述非相关分量的量值；非线性设备，用于用非线性系数K调节所述已检测分量的增益，其中K表现为≤1的数值并且所述K值是所述已检测分量量值的函数，而所述非线性设备包括多张存储的K表，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；用于在所述存储的不同K表之间切换的设备，以选择从中选定所述系数K的表；以及减法器设备，用于从所述数字信号中减去已增益调节的所述分量以产生已降噪的数字信号。
19.权利要求18的装置，其特征在于所述相关数字信号从一个时间单元到下一个时间单元基本上呈现相同数值。
20.权利要求18的装置，其特征在于所述相关数字信号是数字视频信号。
21.权利要求20的装置，其特征在于所述数字视频信号包括亮度和色度分量，并且所述检测设备只在所述亮度分量中检测所述非相关分量。
22.权利要求20的装置，其特征在于所述数字视频信号包括亮度和色度分量；所述检测设备把所述非相关分量作为非相关亮度分量和非相关色度分量来检测；所述非线性设备调节所述已检测非相关亮度和色度分量的增益；以及所述减法设备分别从所述数字视频信号的亮度和色度分量中减去所述已增益调节的非相关亮度和色度分量。
23.权利要求20的装置，其特征在于所述检测设备包括用于存储所述数字视频信号的预定区段的设备以及用于从所述数字视频信号的下一个预定区段中减去所述已存储数字视频信号的设备。
24.权利要求23的装置，其特征在于所述预定区段是一帧。
25.权利要求23的装置，其特征在于所述存储的数字视频信号是所述已降噪数字视频信号。
26.权利要求25的装置，进一步包括用于在检测所述非相关分量之前抽选所述数字视频信号的设备以及用于从所述已抽选的数字视频信号中减去所述已检测已增益调节分量以产生已抽选已降噪数字视频信号的设备，以便存储已抽选已降噪数字视频信号。
27.权利要求18的装置，其特征在于当所述已检测分量的所述量值在预定数字值范围之外时K＝0。
28.权利要求18的装置，其特征在于所述用于在所述已存储的各K表之间切换的设备可以以随机方式操作。
29.权利要求18的装置，其特征在于所述用于在所述已存储的各K表之间切换的设备可以以伪随机方式操作。
30.权利要求18的装置，其特征在于所述用于在所述已存储的各K表之间切换的设备可以以可预期方式操作。
31.权利要求18的装置，其特征在于所述用于在所述已存储的各K表之间切换的设备包括用于产生多位M序列信号的设备；用于产生用户选定值的多位控制信号的设备；用于把所述M序列信号和所述控制信号相加的设备；以及用于根据所述相加后信号而选择已存储的K表的设备。
32.权利要求31的装置，其特征在于所述M序列信号和所述控制信号二者都是n位信号，还在于所述相加后的信号构成n+1位信号并且所述用于选择存储的K表的设备可以做到根据所述n+1位信号的最高有效位而选择一K表。
33.用于记录已降噪数字视频信号的装置，包括用于检测输入数字视频信号中噪声分量以产生噪声量值的设备；用于用非线性系数K调节所述已检测噪声量值增益的设备，其中K表现为≤1的数值并且所述K值是所述噪声量值的函数；用于存储不同K表的设备，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；用于在所述存储的不同K表之间切换以选择用以调节所述噪声量值的增益的K值的设备；用于从所述输入数字视频信号中减去所述已增益调节的噪声量值以产生已降噪视频信号的设备；以及用于记录已降噪视频信号的设备。
34.用于降低再现数字视频信号中噪声的装置，包括用于从记录媒体再现数字视频信号的设备；用于检测所述再现的数字视频信号中的噪声分量以产生噪声量值的设备；用于用非线性系数K调节所述噪声量值的增益的设备，其中K表现为≤1的数值并且所述K值是所述噪声量值的函数；用于存储不同K表的设备，其中在所述存储表的一张表中的K的各个数值不同于在所述存储表的另一张表中的K的各个数值；用于在所述存储的不同K表之间切换以选择用以调节所述噪声量值的增益的K值的设备；以及用于从所述已再现数字视频信号中减去所述已增益调节的噪声量值以降低所述已再现数字视频信号中的噪声的设备。
全文摘要
一种降低数字视频信号中噪声的方法及其装置，它从输入相关数字信号(例如图像信息从一帧至下一帧是基本相同的数字视频信号)中提取噪声分量，并使该提取的噪声与相对于提取的噪声值非线性变化的反馈系数相乘，其中该反馈系数以随机或伪随机的切换，然后，从该数字视频信号中减去相乘结果以使其得到降噪处理。其优点是可以避免因降噪处理而引起图像信号的质量恶化。
文档编号H03H17/04GK1169082SQ9711272
公开日1997年12月31日 申请日期1997年6月16日 优先权日1996年6月17日
发明者小林博 申请人:索尼公司