专利名称：视频处理设备及视频处理方法
技术领域：
本发明涉及一种视频处理设备及视频处理方法。更具体地说，本发明涉及一种能够减少噪声影响并增强图像的细节的视频处理设备及视频处理方法。
背景技术：
诸如电视的视频处理设备根据数字电视广播信号、电缆电视广播信号等从广播站接收包含特定视频的视频信号。该视频处理设备对接收的视频信号执行视频处理，然后输出图像。该视频处理设备还从诸如盒式录像机(VCR)、数字通用盘播放器(DVD)等的多种视频装备接收视频信号。然后，该视频处理设备对接收的视频信号执行视频处理。
由该视频处理设备接收的视频信号是相应于图像的特性的频率信号。例如，在其中图像没有被改变的区域相应于低频，在其中图像被快速改变的区域(例如边角)相应于高频。另一方面，为了提高频率资源的效率，限制可由视频处理设备接收的视频信号使用的频带。例如，在美国国家电视系统委员会的电视系统中，分配给一个信道的频带宽度为6MHz。在该频带宽度中，所给的用于表示图像的频率为4.2MHz。
然而，原始图像具有多种频率分量，例如由4.2MHz或更高频率的高频表示的图像。这时，一旦具有4.2MHz或更高频率的频率分量的原始图像被转换为视频信号，则这些频率分量被丢失。结果，存在诸如图像边角的区域不能被清楚地显示的问题，以及产生诸如在其中图像被振荡的振铃(ringing)的不稳定现象。
为了解决诸如振铃等的现象，传统上建议对视频信号进行核化降噪(coring)处理。
图1是示意性示出了传统视频处理设备1的核化降噪单元的结构的框图。图1的视频处理设备1具有高通滤波器11，用于生成输入的视频信号的输入高频分量；第一混频器12，用于从输入的视频信号消除通过高通滤波器11的高频分量以及输出低频分量；核化降噪单元13，用于对通过高通滤波器11并输入到其中的高频分量执行核化降噪处理；以及第二混频器14，用于将从核化降噪单元13输出的信号加到从第一混频器12输出的低频分量，然后输出相加后的信号。
核化降噪单元13消除高频分量中的不必要的分量(即，噪声分量)。图2是示出了表示核化降噪单元13的输出信号电平与输入信号电平的比率的增益15的图形。如图2所示，核化降噪单元13将具有特定范围内的电平(-a～a)的输入信号的增益设置为0(零)，然后消除不必要的分量并输出该信号。核化降噪单元13从高频分量中消除导致视频信号中的振铃现象的具有低信号电平的部分，使得振铃现象减弱。
然而，因为在核化降噪单元13中消除的信号包括噪声和图像信息，所以用于防止振铃的阀值电平(-a或a)越高，则丢失的图像信息就越多。因此，尽管改善了振铃现象，但是产生了图像细节降低的问题。
因此，需要一种能够减少视频信号中的噪声而不降低图像的细节的改进视频处理设备及视频处理方法。
发明内容
本发明实施例的一个方面解决上述问题和/或缺陷，并至少提供下面所述的优点。因此，本发明实施例的一方面提供一种能够减少噪声影响并提高图像的细节的视频处理设备及视频处理方法。
通过提供下述视频信号处理设备能够实现本发明示例性实施例的前述和/或其它方面，该视频信号处理设备包括信号划分单元，将视频信号划分为低频分量和高频分量；信号消除单元，用于从信号划分单元输出的视频信号的高频分量消除噪声的幅度范围内的分量；信号组合单元，用于组合从信号划分单元输出的视频信号的低频分量和已经从其消除了噪声的幅度范围内的分量的视频信号的高频分量。
根据本发明示例性实施例的一个方面，信号划分单元包括使视频信号的高频分量通过的高通滤波器；混频器，从视频信号减去通过高通滤波器的高频分量，并输出视频信号的低频分量。
根据本发明示例性实施例的一个方面，信号消除单元包括信号分类单元，将从信号划分单元输出的视频信号的高频分量分类为噪声的幅度范围的下限值之上的分量和下限值之下的分量；第一核化降噪单元，从噪声的幅度范围的下限值之上的分量消除噪声的幅度范围的上限值之下的分量。
根据本发明示例性实施例的一个方面，信号消除单元还包括第二核化降噪单元，从噪声的幅度范围的下限值之下的分量消除噪声的特定幅度之下的分量。
通过提供如下视频处理方法，能够实现本发明示例性实施例的上述和/或其它方面，该视频处理方法包括将视频信号划分为视频信号的低频分量和高频分量；从视频信号的高频分量消除噪声的幅度范围内的分量；组合视频信号的低频分量和已经从其消除了噪声的幅度范围内的分量的视频信号的高频分量。
根据本发明示例性实施例的一个方面，视频信号的划分包括使视频信号的高频分量通过，从视频信号减去高频分量并输出视频信号的低频分量。
根据本发明示例性实施例的另一方面，分量的消除包括将视频信号的高频分量分类为噪声的幅度范围的下限值之上的分量和下限值之下的分量；从噪声的幅度范围的下限值之上的分量消除噪声的幅度范围的上限值之下的分量。
根据本发明示例性实施例的一个方面，分量的消除还包括从噪声的幅度范围的下限值之下的分量消除噪声的特定幅度之下的分量。
通过下面结合附图进行的描述，本发明示例性实施例的以上和其他目的、特征和优点将会变得更加清楚，其中图1是示意性示出了传统视频信号处理设备的核化降噪单元的结构的框图；图2是示出了表示核化降噪单元的输出信号电平和输入信号电平的比率的增益的图形；图3是示出了根据本发明示例性实施例的视频处理设备的结构的框图；图4是示出了根据本发明示例性实施例的视频处理设备的结构的框图；
图5是示意性示出了根据本发明示例性实施例的视频处理设备的操作的流程图。
在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件、特征和结构。
具体实施例方式
提供诸如详细结构和部件的在说明书中定义的内容来帮助全面理解本发明的示例性实施例。因此，本领域内的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对此处所描述的实施例可以作出多种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，忽略对公知功能和结构的描述。
下面，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图3是示出了根据本发明示例性实施例的视频处理设备100的结构的框图。
视频处理设备100从广播站接收诸如数字电视广播信号、有线电视广播信号等的包含特定视频信息的视频信号，或者从诸如盒式录像机(VCR)、数字通用盘播放器(DVD)等的多种视频装备接收视频信号。然后，视频处理设备100对接收的视频信号执行视频处理。例如，根据本发明示例性实施例的视频处理设备100消除输入的视频信号中的相应于特定幅度范围的频率分量，然后将其输出。结果，该视频处理设备减少了噪声影响并提高了图像的细节。
视频处理设备100包括信号划分单元110、信号消除单元120和信号组合单元130。信号划分单元110接收视频信号并将视频信号划分为低频分量和高频分量以输出两个分量。根据本发明示例性实施例的信号划分单元110包括高通滤波器111和混频器112。高通滤波器111接收视频信号并将该信号转换成视频信号的高频分量。高通滤波器111具有特定的截止频率。因此，高通滤波器使截止频率之上的视频信号的分量通过，截断截止频率之下的分量。在典型实施方式中，根据被执行核化降噪处理的视频信号的频带确定截止频率。混频器112接收视频信号和通过高通滤波器111的视频信号的高频分量，并从视频信号消除该高频分量和输出视频信号的低频分量。
信号消除单元120接收从高通滤波器111输出的视频信号的高频分量，并从该视频信号消除噪声的特定幅度范围内的分量。视频信号的高频分量具有导致振铃音的噪声，该噪声的幅度位于特定幅度范围之内。信号消除单元120从输入的视频信号的高频分量消除相应于所述幅度范围内的噪声分量。
信号消除单元120包括信号分类单元121和第一核化降噪单元122。信号分类单元121将从高通滤波器111输出的视频信号的高频分量分类为相应于噪声的幅度范围的下限值之上的分量和下限值之下的分量。例如，信号分类单元121确定输入的视频信号的高频分量是否大于噪声的幅度范围的下限值。然后，信号分类单元121参照该下限值将该视频信号分类为两个信号。
第一核化降噪单元122从信号分类单元121接收噪声的幅度范围的下限值之上的信号。第一核化降噪单元122对输入的信号执行核化降噪处理并消除噪声位于其中的幅度范围的上限值之下的分量。如图2所示，第一核化降噪单元122可以具有利用输出信号电平和输入信号电平的比率的增益。噪声位于其中的幅度范围的上限值可以被设置为图2中的电平(-a或a)。所述增益还可以被设置为第一核化降噪单元121中的防止振铃音的电平。
即，当视频信号的高频信号的幅度相应于噪声位于其中的幅度范围时，信号消除单元120执行核化降噪处理以消除噪声。然而，当高频信号的幅度和噪声位于其中的幅度范围不相对应时，信号消除单元120不执行核化降噪处理，并以信号的当前状态输出信号以保持信号的原始分量。在绝大多数情况下，当信号电平高时，在射频信号中生成的振铃由高频分量导致。因此，只选择性地消除与噪声位于其中的幅度范围相对应的高频分量，其它分量被完整地保持。结果，能够防止噪声并且能够保持图像的细节。
信号组合单元130接收从混频器112输出的视频信号的低频分量、以及从第一核化降噪单元122输出的已经从其消除了噪声的信号或从信号分类单元121输出的噪声的幅度范围的下限值之下的信号。然后，该信号组合单元组合低频分量(或从信号分类单元121输出的信号)和从第一核化降噪单元122输出的信号，并输出组合的信号。
下面将描述本发明的另一示例性实施方式。图4是示出了根据本发明的示例性实施例的视频处理设备100的主要结构的框图。为了清楚和简明起见，对图4中的与图3中示出的视频处理设备100的结构相同或相似的结构的描述被忽略。除了信号分类单元121和第一核化降噪单元122之外，信号消除单元120还包括第二核化降噪单元123。
第二核化降噪单元123从信号分类单元121接收噪声位于其中的幅度范围的下限值之下的信号。然后，第二核化降噪单元123对输入的信号执行核化降噪处理。为了调整图像的细节，所述核化降噪处理从具有噪声位于其中的幅度范围的信号消除特定幅度之下的分量。和第一核化降噪单元122相同，第二核化降噪单元123具有预定的增益，该增益为输出信号电平与输入信号电平的比率。第二核化降噪单元123将对具有特定幅度之下的幅度的输入信号的分量的增益设置为零(0)并输出该分量。因此，根据图像的细节确定第二核化降噪单元123的增益。
信号组合单元130接收从混频器112输出的视频信号的低频分量以及从第一核化降噪单元122输出的已经消除了噪声的信号，或从第二核化降噪单元123输出的已经调整了图像的细节的信号。信号组合单元130组合低频分量和从第二核化降噪单元123输出的信号(或从第一核化降噪单元122输出的信号)，并输出组合的信号。
下面将描述根据本发明示例性实施例的视频处理设备100的操作。图5是示意性说明根据本发明示例性实施例的视频处理设备100的操作的流程图。
在操作S100，将经过视频处理的视频信号输入到信号划分单元100。在操作S110，高通滤波器111根据特定的截止频率截断视频信号的低频分量，并输出高频分量。在操作S140，为了生成及输出低频分量，混频器112从视频信号消除输出的高频分量。
在操作S120，信号消除单元120的信号分类单元121确定输入的视频信号的高频分量的信号幅度是否大于相应于特定噪声的幅度范围的下限值。
如果高频分量的信号幅度大于下限值，则在操作S130，第一核化降噪单元122以噪声的幅度范围的上限值作为截止电平，从被确定为具有下限值之上的幅度的信号消除具有噪声的幅度范围的上限值之下的幅度的信号。
如果视频信号的高频分量的信号幅度小于下限值，则信号分类单元121以视频信号的当前状态将该信号输出到信号组合单元130。另外，在操作S150，为了调整图像的细节，根据本发明示例性实施例的第二核化降噪单元123以特定幅度作为截止电平，从具有下限值之下的幅度的信号消除特定幅度之下的信号。
在操作S160，信号组合单元130将从第一核化降噪单元122输出的已经从其消除了噪声的信号或从信号分类单元121输出的噪声位于其中的幅度范围的下限值之下的信号，添加到从混频器112输出的视频信号的低频分量，并输出这些信号。
在示例性实施方式中，在操作S160，信号组合单元130可以将从第一核化降噪单元122输出的已经从其消除了噪声的信号或从第二核化降噪单元123输出的调整了图像的细节的信号添加到从混频器112输出的视频信号的低频分量。
本发明示例性实施例的视频处理设备100可以包括电视系统等。此外，视频处理设备100可以在电视系统中包括用于提高通过对亮度信号解码得到的图像的质量的解交错器(deinterlacer)、分级器等。
上面描述的本发明的示例性实施例能够提供一种能够减少噪声影响并提高图像细节的视频处理设备和视频处理方法。
尽管已参照其特定实施例表示和描述了本发明，但本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种形式和细节上的修改。
权利要求
1.一种视频信号处理设备，包括信号划分单元，用于将视频信号划分为视频信号的低频分量和高频分量；信号消除单元，用于从所述信号划分单元输出的视频信号的高频分量消除噪声的幅度范围内的分量；信号组合单元，用于组合从所述信号划分单元输出的视频信号的低频分量和已经从其消除了噪声的幅度范围内的分量的视频信号的高频分量。
2.如权利要求1所述的视频处理设备，其中，所述信号划分单元包括高通滤波器，用于使视频信号的高频分量通过；以及混频器，用于从视频信号减去通过所述高通滤波器的高频分量并输出视频信号的低频分量。
3.如权利要求1所述的视频处理设备，其中，所述信号消除单元包括信号分类单元，用于将从所述信号划分单元输出的视频信号的高频分量分类为噪声的幅度范围的下限值之上的分量和下限值之下的分量；以及第一核化降噪单元，用于从噪声的幅度范围的下限值之上的分量消除噪声的幅度范围的上限值之下的分量。
4.如权利要求3所述的视频处理设备，其中，所述信号消除单元还包括第二核化降噪单元，用于从噪声的幅度范围的下限值之下的分量消除噪声的特定幅度之下的分量。
5.一种视频处理方法，包括将视频信号划分为低频分量和高频分量；从视频信号的高频分量消除噪声的幅度范围内的分量；和组合视频信号的低频分量和已经从其消除了噪声的幅度范围内的分量的视频信号的高频分量。
6.根据权利要求5所述的视频处理方法，其中，划分视频信号的步骤包括使视频信号的高频分量通过；从视频信号减去高频分量；和输出视频信号的低频分量。
7.如权利要求5所述的视频处理方法，其中，消除分量的步骤包括将视频信号的高频分量分类为噪声的幅度范围的下限值之上的分量和下限值之下的分量；和从噪声的幅度范围的下限值之上的分量消除噪声的幅度范围的上限值之下的分量。
8.如权利要求7所述的视频处理方法，其中，分量的消除还包括从噪声的幅度范围的下限值之下的分量消除噪声的特定幅度之下的分量。
全文摘要
提供一种能够减少噪声影响并提高图像细节的视频信号处理设备及视频处理方法。所述视频信号处理设备包括信号划分单元，将视频信号划分为视频信号的低频分量和高频分量；信号消除单元，从信号划分单元输出的视频信号的高频分量消除噪声的幅度范围内的分量；信号组合单元，组合从信号划分单元输出的视频信号的低频分量和已经从其消除了噪声的幅度范围内的分量的视频信号的高频分量。
文档编号H04N5/213GK1893552SQ200610093130
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年7月4日
发明者车泰焕, 全炳朝 申请人:三星电子株式会社