專利名稱：噪聲檢測器、噪聲檢測方法、信號處理器和信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測圖像信號的噪聲的噪聲檢測器和噪聲檢測方法，以及使用這種噪聲檢測器和噪聲檢測方法的信號處理器和信號處理方法。
例如，第7-307942號日本專利公開公告揭示了一種消除來自圖像信號的噪聲的傳統(tǒng)信號處理器。圖5是示出這種傳統(tǒng)信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5中所示的信號處理器包含垂直方向自適應(yīng)濾波器8和水平方向自適應(yīng)濾波器9。垂直方向自適應(yīng)濾波器8包括垂直方向邏輯濾波器41、垂直方向不均勻度測定部分42和選擇器43。水平方向自適應(yīng)濾波器9包括水平方向邏輯濾波器44、水平方向不均勻度測定部分45和選擇器46。
當(dāng)輸入圖像信號時(shí)，垂直方向不均勻度測定部分42測定每一個(gè)象素周圍垂直方向不均勻度的大小，并將測定的結(jié)果輸出到選擇器43。當(dāng)垂直方向不均勻度測定部分42測定象素周圍要處理的垂直方向不均勻度大時(shí)，選擇器43同樣輸出象素的信號至水平方向自適應(yīng)濾波器9。
當(dāng)垂直方向不均勻度測定部分42測定垂直方向不均勻度小時(shí)，選擇器43將由垂直方向邏輯濾波器41從中去掉了垂直方向噪聲的圖像信號輸出到水平方向自適應(yīng)濾波器9。
然后，水平方向不均勻度測定部分45測定每一個(gè)象素周圍水平方向不均勻度的大小，并將測定結(jié)果輸出到選擇器46。當(dāng)水平方向不均勻度測定部分45測定象素周圍要處理的水平方向不均勻度大時(shí)，選擇器46同樣輸出從垂直方向自適應(yīng)濾波器8輸出的圖像信號。當(dāng)水平方向不均勻度測定部分45測定水平方向不均勻度小時(shí)，選擇器46輸出由水平方向邏輯濾波器44從其消除了水平方向噪聲的圖像信號。
通過上述工作，如圖5所示的信號處理器能夠從圖像信號中包含的片斷和邊緣中消除噪聲而不破壞分辨率，即不使片斷或邊緣模糊。
但是，雖然上述傳統(tǒng)的信號處理器能夠再現(xiàn)大振幅邊緣而不使其模糊，垂直方向和水平方向邏輯濾波器41和44不利地使連續(xù)表現(xiàn)細(xì)節(jié)的部分模糊，諸如衣物的表面、人和木頭的表皮，尤其是對于圖像信號，并且減小了其紋理。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種信號處理器和信號處理方法，它能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕ龍D像信號，而不減小尤其是對于圖像信號還有連續(xù)表現(xiàn)細(xì)節(jié)的部分中的紋理。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于上述信號處理器和信號處理方法的噪聲檢測器和噪聲檢測方法，它能夠檢測圖像信號的蚊式噪聲和振鈴。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的噪聲檢測器，包含提取輸入圖像信號的高頻成份的高頻成份提取電路、檢測由高頻成份提取電路提取的高頻成份的電平并將檢測結(jié)果以電平信號輸出的電平檢測電路，以及根據(jù)由電平檢測電路檢測到的電平信號檢測作為噪聲的圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣的噪聲檢測電路。
噪聲檢測器提取圖像信號的高頻成份并檢測其電平，由此能夠根據(jù)檢測到的電平，檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣，并且這部分可以作為噪聲檢測到。因而，可以檢測到在圖像信號的大振幅邊緣周圍引起的蚊式噪聲和振鈴。
噪聲檢測電路可以包括輸出通過擴(kuò)展由電平檢測電路檢測到的電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號的擴(kuò)展電路、輸出通過將從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換成1／n倍得到的1／n信號的轉(zhuǎn)換電路，以及比較從轉(zhuǎn)換電路輸出的1／n信號與從電平檢測電路輸出的電平信號，以檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣的小振幅檢測電路。
在這種情況下，通過比較通過擴(kuò)展電平信號的峰值并將其壓縮到1／n倍得到的1／n信號與電平信號，可以檢測到小于大振幅邊緣的電平的1／n的對應(yīng)于電平信號峰值的大振幅邊緣附近存在的小振幅邊緣，并且可以作為蚊式噪聲和振鈴檢測到小振幅邊緣。
噪聲檢測電路還可以包含大振幅檢測電路，它比較從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值(用于檢測具有大于參考值的電平的大振幅邊緣)，以相對于由大振幅檢測電路檢測到的大振幅邊緣，檢測通過小振幅檢測電路檢測到的作為噪聲的小振幅邊緣。
在這種情況下，通過比較通過擴(kuò)展對應(yīng)于大振幅邊緣的電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號和規(guī)定的參考值，檢測到具有大于參考值電平的圖像信號特有的信號，即大振幅邊緣。由此，大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣(它是圖像信號特有的信號)可以作為噪聲檢測到，并且可以更為正確地檢測蚊式噪聲和振鈴。
小振幅檢測電路可以輸出第一檢測結(jié)果信號，它表示從轉(zhuǎn)換電路輸出的1／n信號大于從電平檢測電路輸出的電平信號，大振幅檢測電路可以輸出第二檢測結(jié)果信號，它表示從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號大于參考值，并且噪聲檢測電路還可以包含邏輯電路，對從小振幅檢測電路輸出的第一檢測結(jié)果信號和從大振幅檢測電路輸出的第二檢測結(jié)果信號進(jìn)行“與”操作。
在這種情況下，第一檢測結(jié)果信號表示1／n信號大于電平信號的部分，即，大振幅邊緣部分以外的部分，而第二檢測結(jié)果信號表示擴(kuò)展信號大于參考值的部分，即大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣部分，它包含大振幅邊緣部分。由此，通過對輸出進(jìn)行“與”操作，只能夠檢測到大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣。因此，通過使用二進(jìn)制信號的簡單的結(jié)構(gòu)，可以從圖像信號的大振幅邊緣的周圍部分只檢測到蚊式噪聲和振鈴。
高頻成份提取電路可以包含水平方向提取電路，它提取輸入圖像信號的水平方向高頻成份；垂直方向提取電路，它提取輸入圖像信號的垂直方向高頻成份；以及加法電路，它對由水平方向提取電路提取的水平方向高頻成份和垂直方向提取電路提取的垂直方向高頻成份相加，電平檢測電路可以檢測通過加法電路得到的高頻成份的總和的電平，并將檢測結(jié)果以電平信號輸出，并且噪聲檢測電路可以根據(jù)由電平檢測電路檢測到的電平信號，檢測圖像信號水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向小振幅邊緣。
在這種情況下，水平方向和垂直方向高頻成份被提取并相加，之后檢測高頻成份的總和的電平，從而可以根據(jù)電平信號，檢測作為噪聲的圖像信號的水平方向和垂直方向的大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向的小振幅邊緣。由此，可以檢測圖像信號的水平方向和垂直方向的大振幅邊緣周圍引起的水平方向和垂直方向蚊式噪聲和振鈴。將提取的水平方向和垂直方向高頻成份相加，用于共同執(zhí)行隨后的水平方向和垂直方向處理，由此相加下面的結(jié)構(gòu)得以簡化，從而可以通過簡單結(jié)構(gòu)檢測到水平方向和垂直方向的蚊式噪聲和振鈴。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的信號處理器包含檢測電路，它檢測輸入圖像信號的水平方向和／或垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣，還有處理電路，它響應(yīng)于檢測電路中的檢測結(jié)果執(zhí)行圖像信號的水平方向和／或垂直方向的校正。
信號處理器檢測圖像信號的水平方向和／或垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣，由此，檢測圖像信號的蚊式噪聲和振鈴，并響應(yīng)于檢測結(jié)果，執(zhí)行輸入圖像信號的水平方向和／垂直方向的校正。由此，圖像信號可以根據(jù)蚊式噪聲和振鈴的狀態(tài)得到適當(dāng)校正。因此，可以適當(dāng)校正圖像信號，而不減小圖像信號特有的紋理，在連續(xù)表現(xiàn)的細(xì)節(jié)部分中也是如此。
處理電路可以包括平滑電路，它響應(yīng)于由檢測電路檢測到的噪聲，對圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向的平滑操作。
在這種情況下，圖像信號響應(yīng)于檢測到的噪聲，即蚊式噪聲和振鈴，受到水平方向和／或垂直方向平滑，由此可以根據(jù)蚊式噪聲和振鈴的狀態(tài)，執(zhí)行適當(dāng)平滑操作。
較好地，當(dāng)檢測電路檢測噪聲時(shí)，平滑電路對圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向的平滑。
在這種情況下，當(dāng)產(chǎn)生噪聲，即蚊式噪聲和振鈴時(shí)，圖像信號受到水平方向和／或垂直方向平滑，由此，可以只平滑掉蚊式噪聲和振鈴，以實(shí)現(xiàn)既沒有蚊式噪聲也沒有振鈴的圖像。
處理電路可以包括輪廓校正電路，它響應(yīng)于檢測電路檢測到的噪聲，對圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向的輪廓校正。
在這種情況下，圖像信號響應(yīng)于檢測到的噪聲，即蚊式噪聲和振鈴，受到水平方向和／或垂直方向輪廓校正，由此，可以根據(jù)蚊式噪聲和振鈴的狀態(tài)，執(zhí)行適當(dāng)?shù)妮喞Ｕ?br> 當(dāng)檢測電路檢測到?jīng)]有噪聲時(shí)，輪廓校正電路對圖像信號較佳地執(zhí)行水平和／或垂直方向輪廓校正。
在這種情況下，當(dāng)沒有噪聲時(shí)，即當(dāng)既沒有蚊式噪聲也沒有振鈴時(shí)，圖像信號受到水平方向和／或垂直方向輪廓校正，由此，在不增強(qiáng)蚊式噪聲和振鈴的情況下，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖像，增強(qiáng)了圖像信號特有的邊緣部分。
檢測電路可以包括高頻成份提取電路，它提取輸入圖像信號的高頻成份；電平檢測電路，它檢測由高頻成份提取電路提取的高頻成份的電平，并將檢測結(jié)果以電平信號輸出；還有噪聲檢測電路，它根據(jù)由電平檢測電路檢測到的電平信號，檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣。
在這種情況下，提取圖像信號的高頻成份，以檢測其電平，由此，可以根據(jù)檢測的電平，檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣，并且這個(gè)部分可以作為噪聲被檢測。由此，可以檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍發(fā)生的蚊式噪聲和振鈴。
噪聲檢測電路可以包括擴(kuò)展電路，它輸出通過擴(kuò)展由電平檢測電路檢測到的電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號；轉(zhuǎn)換電路，它輸出通過將從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍而得到的1／n信號；以及小振幅檢測電路，它比較從轉(zhuǎn)換電路輸出的1／n信號和從電平檢測電路輸出的電平信號，以檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣。
在這種情況下，通過比較通過擴(kuò)展電平信號的峰值并將其壓縮到1／n倍得到的1／n信號與電平信號，可以檢測到存在于對應(yīng)于電平信號的峰值的大振幅邊緣并小于大振幅邊緣的電平的1／n的小振幅邊緣，并且，該小振幅邊緣可以作為蚊式噪聲和振鈴被檢測到。
噪聲檢測電路還可以包含大振幅檢測電路，它比較從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值，以檢測電平大于參考值的大振幅邊緣，從而根據(jù)由大振幅檢測電路檢測到的大振幅邊緣，檢測由小振幅檢測電路檢測到的作為噪聲的小振幅邊緣。
在這種情況下，通過比較通過擴(kuò)展對應(yīng)于大振幅邊緣的電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值，可以檢測到大振幅邊緣，它是電平大于參考值的圖像信號特有的信號。由此，可以檢測到大振幅邊緣作為噪聲的小振幅邊緣(它是圖像信號特有的信號)，并且可以更加正確地檢測到蚊式噪聲和振鈴。
小振幅檢測電路可以輸出第一檢測結(jié)果信號，它表示從轉(zhuǎn)換電路輸出的1／n信號大于從電平檢測電路輸出的電平信號，大振幅檢測電路可以輸出第二檢測結(jié)果信號，它表示從擴(kuò)展電路輸出的擴(kuò)展信號大于參考值，并且噪聲檢測電路還可以包括邏輯電路，它對從小振幅檢測電路輸出的第一檢測結(jié)果信號和從大振幅檢測電路輸出的第二檢測結(jié)果信號進(jìn)行“與”操作。
在這種情況下，第一檢測結(jié)果信號表示1／n信號大于電平信號的部分，即，除了大振幅邊緣部分以外的部分，而第二檢測結(jié)果信號表示擴(kuò)展信號大于參考值的部分，即，大振幅邊緣周圍包括大振幅邊緣部分的小振幅邊緣部分。由此，通過對輸出進(jìn)行“與”操作，只可以檢測大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣。因此，通過使用二進(jìn)制信號的簡單的結(jié)構(gòu)，從圖像信號的大振幅邊緣周圍部分只可以檢測到蚊式噪聲和振鈴。
高頻成份提取電路可以包含水平方向提取電路，它提取輸入圖像信號的水平方向高頻成份；垂直方向提取電路，它提取輸入圖像信號的垂直方向高頻成份；還有加法電路，它將由水平方向提取電路提取的水平方向高頻成份和由垂直方向提取電路提取的垂直方向高頻成份相加，電平檢測電路可以檢測由加法電路得到的高頻成份的總和的電平，并且以電平信號輸出檢測結(jié)果，而噪聲檢測電路可以根據(jù)由電平檢測電路檢測到的電平信號，檢測圖像信號水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向小振幅邊緣。
在這種情況下，提取和相加水平方向和垂直方向高頻成份，并且此后檢測高頻成份的總和的電平，從而可以根據(jù)電平信號，檢測圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和垂直方向小振幅邊緣。由此，可以檢測圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍發(fā)生的水平方向和垂直方向蚊式噪聲和振鈴。將提取的水平方向和垂直方向高頻成份相加，用于共同執(zhí)行此后的水平方向和垂直方向處理，由此，相加下面的結(jié)構(gòu)如此簡化，從而可以通過簡單的結(jié)構(gòu)檢測到水平方向和垂直方向蚊式噪聲和振鈴。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)方面的噪聲檢測方法包含步驟提取輸入圖像信號的高頻成份，檢測提取的高頻成份的電平，并以電平信號輸出檢測結(jié)果，還根據(jù)電平信號檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍作為噪聲的小振幅邊緣。
在這種噪聲檢測方法中，提取圖像信號的高頻成份，以檢測其電平，由此，可以根據(jù)檢測到的電平檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣，并且這個(gè)部分可以作為噪聲被檢測到。結(jié)果，可以檢測到圖像信號的大振幅邊緣周圍產(chǎn)生的蚊式噪聲和振鈴。
噪聲檢測步驟可以包含以下步驟輸出通過擴(kuò)展電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號，輸出通過將擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍得到的1／n信號，并比較1／n信號與電平信號，以及檢測圖像信號的大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣。
在這種情況下，通過比較通過擴(kuò)展電平信號的峰值并將其壓縮到1／n倍而得到的1／n信號與電平信號，可以檢測到存在于對應(yīng)于電平信號峰值的大振幅邊緣周圍并且小大振幅電平的1／n的小振幅邊緣，并且這一小振幅邊緣可以作為蚊式噪聲和振鈴檢測。
噪聲檢測步驟還包含步驟比較擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值，并檢測具有大于該參考值的電平的大振幅邊緣，以根據(jù)大振幅邊緣檢測作為噪聲的小振幅邊緣。
在這種情況下，大振幅邊緣(它是具有大于參考值的電平的圖像信號特有的信號)可以通過比較由擴(kuò)展對應(yīng)于大振幅邊緣的電平信號的峰值而得到的擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值，來檢測。由此，可以檢測到圖像信號特有的大振幅邊緣周圍作為噪聲的小振幅邊緣，并且可以更加正確地檢測到蚊式噪聲和振鈴。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)方面的信號處理方法包含步驟檢測輸入圖像信號的水平方向和／或垂直方向的大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣，并響應(yīng)于噪聲的檢測結(jié)果，對圖像信號進(jìn)行水平方向和／或垂直方向的校正。
在這種信號處理方法中，通過檢測圖像信號的水平方向和／或垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣，檢測圖像信號的蚊式噪聲和振鈴以響應(yīng)于檢測結(jié)果對輸入圖像信號進(jìn)行水平方向和／垂直方向的校正。由此，可以根據(jù)蚊式噪聲和振鈴的狀態(tài)，適當(dāng)校正圖像信號。從而，可以適當(dāng)校正圖像信號，而不減小圖像信號特有的紋理，而且在連續(xù)表現(xiàn)細(xì)節(jié)的部分也是這樣。
執(zhí)行校正的步驟可以包含步驟當(dāng)在噪聲檢測步驟中檢測到噪聲時(shí)，對圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向的平滑。
在這種情況下，當(dāng)產(chǎn)生噪聲，即蚊式噪聲和振鈴時(shí)，圖像信號受到水平方向和／或垂直方向平滑，由此只平滑掉蚊式噪聲和振鈴，以實(shí)現(xiàn)既沒有蚊式噪聲也沒有振鈴的圖像。
執(zhí)行校正的步驟可以包含步驟當(dāng)在噪聲檢測步驟中沒有檢測到噪聲時(shí)，對圖像信號進(jìn)行水平方向和／或垂直方向的輪廓校正。
在這種情況下，當(dāng)沒有產(chǎn)生噪聲，即既沒有蚊式噪聲也沒有振鈴時(shí)，圖像信號受到水平方向和／或垂直方向輪廓校正，由此，在不增強(qiáng)蚊式噪聲和振鈴的情況下，可以得到高質(zhì)量圖像，它具有圖像信號特有的增強(qiáng)的邊緣部分。
從下面參照附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)是顯然的。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是示出如圖1所示的振鈴檢測器的結(jié)構(gòu)的方框圖3是用于說明圖2所示的振鈴檢測器的工作的波形圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖；及圖5是示出傳統(tǒng)信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖。
現(xiàn)在參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的信號處理器。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖。在下面的描述中，將對應(yīng)于顯示在屏幕上的圖像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用作示例的圖像信號，并且假設(shè)“水平方向和垂直方向”分別表示屏幕的垂直方向和水平方向。
如圖1所示的信號處理器包含振鈴檢測器2和信號平滑器3。信號平滑器3包括水平方向／垂直方向低通濾波器(LPF)4和選擇器5。
振鈴檢測器2檢測通過圖像信號輸入端1輸入的圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和垂直方向小振幅邊緣，并且將檢測結(jié)果輸出到選擇器5。
由振鈴檢測器2檢測的噪聲(包括當(dāng)發(fā)送數(shù)字圖像時(shí)產(chǎn)生的振鈴和當(dāng)壓縮編碼數(shù)字圖像時(shí)產(chǎn)生的蚊式噪聲)對應(yīng)于大振幅邊緣周圍產(chǎn)生的振鈴成份。
水平方向／垂直方向低通濾波器4執(zhí)行平滑操作，以消除通過圖像信號輸入端1輸入的圖像信號的水平方向和垂直方向高頻成份，并且將平滑后的圖像信號輸出到選擇器5的輸入端BO。同樣地，圖像信號通過圖像信號輸入端1，輸入到選擇器5的另一個(gè)輸入端AO。響應(yīng)于從振鈴檢測器2輸出的噪聲檢測結(jié)果，選擇器5選擇通過輸入端AO輸入的圖像信號或通過輸入端BO輸入的水平方向／垂直方向低通濾波器4的輸出信號，并將選擇的信號輸出到圖像信號輸出端6。
在根據(jù)本實(shí)施例的信號處理器中，振鈴檢測器2對應(yīng)于檢測電路，并且信號平滑器3對應(yīng)于處理電路和平滑電路。
現(xiàn)在描述如圖1所示的信號處理器的操作。
通過圖像信號輸入端1輸入圖像信號，從而振鈴檢測器2檢測在圖像信號大振幅邊緣周圍引起蚊式噪聲和振鈴的部分，并將檢測結(jié)果輸出到選擇器5。
當(dāng)振鈴檢測器2檢測到既沒有蚊式噪聲，也沒有振鈴產(chǎn)生時(shí)，選擇器5將從圖像信號輸入端1輸入到輸入端AO的圖像信號輸出到圖像信號輸出端6。在這種情況下，圖像信號不被平滑，而是照原樣輸出。
另一方面，當(dāng)振鈴檢測器2檢測到圖像信號有引起蚊式噪聲和振鈴的部分時(shí)，選擇器5將輸入輸入端BO的信號，即由水平方向／垂直方向低通濾波器4平滑的圖像信號輸出到圖像信號輸出端6。
由此，由于上述操作，只有圖像信號的大振幅邊緣周圍的蚊式噪聲和振鈴可以被平滑掉，以實(shí)現(xiàn)既沒有蚊式噪聲也沒有振鈴的圖像，而不減小連續(xù)表現(xiàn)細(xì)節(jié)的部分的紋理。
現(xiàn)在進(jìn)一步詳細(xì)地描述如圖1所示的振鈴檢測器2。圖2是示出圖1所示的振鈴檢測器2的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2所示的振鈴檢測器2包括水平方向高通濾波器(HPF)10、垂直方向高通濾波器(HPF)11、加法器12、絕對值檢測器13、信號擴(kuò)展器14、電平轉(zhuǎn)換器15和振鈴測定部分19。振鈴測定部分19包含比較器16和17以及與門18。
水平方向和垂直方向高通濾波器10和11與圖1所示的圖像信號輸入端1連接，用于分別接收圖像信號。水平方向高通濾波器10提取輸入圖像信號的水平方向高頻成份，并將其輸入到加法器12。垂直方向高通濾波器11提取輸入圖像信號的垂直方向高頻成份，并將其輸出到加法器12。
加法器12將由水平方向高通濾波器10提取的水平方向高頻成份和由垂直方向高通濾波器11提取的垂直方向高頻成份相加，并將結(jié)果輸出到絕對值檢測器13。
絕對值檢測器13得到高頻成份的總和的絕對值，并將結(jié)果以電平信號輸出到信號擴(kuò)展器14。
信號擴(kuò)展器14將通過水平方向和垂直方向擴(kuò)展從絕對值檢測器13輸出的電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號輸出到電平轉(zhuǎn)換器15。
電平轉(zhuǎn)換器15將通過將從信號擴(kuò)展器14輸出的擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍而得到的1／n信號輸出到比較器16的輸入端A1。
注意，蚊式噪聲和振鈴的電平小于圖像信號特有的高頻成份的電平，設(shè)置n值，以檢測電平小于大振幅邊緣電平的1／n作為蚊式噪聲和振鈴的小振幅邊緣。值n(它可以被設(shè)置為任意值，諸如整數(shù)或?qū)崝?shù))最好設(shè)置為至少2但不大于8的值，更好地設(shè)置為至少4而不大于8。值n可以從信號處理器外部任意地設(shè)置，或者如果值n預(yù)先確定的話，可以預(yù)先存儲在信號處理器中。
比較器16比較從電平轉(zhuǎn)換器15輸入到輸入端A1的1／n信號與從絕對值檢測器13輸入到另一個(gè)輸入端B1的電平信號，當(dāng)1／n信號大于電平信號時(shí)，將“1”(在本實(shí)施例中是高電平)輸出到與門18，否則，將“0”(在本實(shí)施例中是低電平)輸出到與門18。
比較器17比較從信號擴(kuò)展器14輸入到輸入端A2中的擴(kuò)展信號與輸入到另一個(gè)輸入端B2的參考值SL，從而，當(dāng)擴(kuò)展信號大于參考值SL時(shí)將“1”輸出到與門18，否則將“0”輸出到與門18。
將參考值SL用于從圖像信號的大振幅邊緣檢測圖像信號特有的信號。諸如整數(shù)或?qū)崝?shù)之類的任意值可以用作參考值SL，較好地，當(dāng)將例如8位的數(shù)據(jù)(即256級)用作圖像信號的最大電平時(shí)，使用的值至少為64。參考值SL可以從信號處理器外部任意設(shè)定，或者當(dāng)其值預(yù)先決定時(shí)，可以預(yù)先存儲在信號處理器中。比較器17可以交替地比較從電平轉(zhuǎn)換器15輸出的1／n信號和參考值SL，在這種情況下，SL被設(shè)定為1／n倍。
與門18連接到如圖1所示的選擇器5，用于在從比較器16和17輸出的信號都是“1”時(shí)將“1”信號輸出到選擇器5，否則將“0”信號輸出到選擇器5。
在上述振鈴檢測器中，水平方向高通濾波器10、垂直方向高通濾波器11和加法器12對應(yīng)于高頻成份提取電路，絕對值檢測器13對應(yīng)于電平檢測電路，而信號擴(kuò)展器14、電平轉(zhuǎn)換器15和振鈴測定部分19對應(yīng)于噪聲檢測電路。信號擴(kuò)展器14對應(yīng)于擴(kuò)展電路，電平轉(zhuǎn)換器15對應(yīng)于轉(zhuǎn)換電路，比較器16對應(yīng)于小振幅檢測電路，比較器17對應(yīng)于大振幅檢測電路，而與門18對應(yīng)于邏輯電路。水平方向高通濾波器10對應(yīng)于水平方向提取電路，垂直方向高通濾波器11對應(yīng)于垂直方向擴(kuò)展電路，加法器12對應(yīng)于加法電路。
現(xiàn)在描述具有上述結(jié)構(gòu)的振鈴檢測器的工作。圖3是用于說明圖2所示的振鈴檢測器的工作的波形圖。為了使說明簡單，下面只描述振鈴檢測器的水平方向處理。振鈴檢測器的垂直方向處理除了由于對處理的信號有不同的延遲時(shí)間和使用對應(yīng)于它們的存儲器而使延遲處理不同以外，基本上類似于下面描述的水平方向處理，因此，不重復(fù)多余的描述。
當(dāng)輸入如圖3中(1)所示的圖像信號時(shí)，水平方向和垂直方向高通濾波器10和11分別從圖像信號提取水平方向和垂直方向高頻成份，并且加法器12將提取的高頻成份相加。
然后，絕對值檢測器13得到高頻成份的總和的絕對值，并輸出具有對應(yīng)于如圖3中(1)所示的大振幅邊緣的峰值點(diǎn)P1的電平信號，如圖3中(2)處的實(shí)線所示。
然后，信號擴(kuò)展器14輸出通過擴(kuò)展電平信號的峰值點(diǎn)(右邊4個(gè)象素，左邊4個(gè)象素)得到的擴(kuò)展信號，由圖3中(3)處的實(shí)線所示。雖然在本實(shí)施例中，峰值點(diǎn)P1擴(kuò)展為右邊4個(gè)象素和左邊4個(gè)象素，但是，擴(kuò)展的寬度不特別地限定為這樣，而是可以響應(yīng)于要檢測的噪聲而適當(dāng)?shù)貨Q定。
然后，電平轉(zhuǎn)換器15輸出通過將由圖3中(3)處的實(shí)線所示的擴(kuò)展信號轉(zhuǎn)換為1／n倍得到的1／n信號，如圖3中(2)處的虛線所示。此時(shí)，比較器16比較圖3中(2)處虛線所示的1／n信號和實(shí)線所示的電平信號，當(dāng)1／n信號大于電平信號時(shí)，將“1”結(jié)果信號輸出到與門18，否則將“0”結(jié)果信號輸出到與門18。在這種情況下，除了峰值點(diǎn)P1以外，1／n信號大于電平信號，由此，將峰值點(diǎn)P1以外的部分輸出為“1”，而將峰值點(diǎn)P1的部分輸出為“0”。
比較器17比較由圖3中(3)處的實(shí)線所示的擴(kuò)展信號和由虛線所示的參考值SL，當(dāng)擴(kuò)展信號大于參考值SL時(shí)，將結(jié)果信號“1”輸出到與門18，否則將“0”結(jié)果信號輸出到與門18。在這種情況下，擴(kuò)展信號大于對應(yīng)于中心象素、右邊的4個(gè)象素和左邊的4個(gè)象素，即總共9個(gè)象素的峰值部分P2中的參考值SL，由此，當(dāng)剩下的部分以“0”輸出時(shí)，峰值部分P2以“1”輸出。
最后，與門18對從比較器16和17輸出的結(jié)果信號進(jìn)行與操作，并將如圖3中(4)處所示的信號輸出給如圖1中的選擇器5。在這種情況下，對應(yīng)于峰值點(diǎn)P1的部分以“0”輸出，對應(yīng)于右邊4個(gè)象素和對應(yīng)于左邊4個(gè)象素的部分以“1”輸出，并且在這些部分兩側(cè)上的剩余部分以“0”輸出。
如上所述，比較器16比較大振幅邊緣周圍的小振幅邊緣的電平與轉(zhuǎn)換為1／n倍的大振幅邊緣的電平，而比較器17比較大振幅邊緣的電平與參考值SL，由此，只有當(dāng)大振幅邊緣的電平大于參考值SL的電平并且其周圍的小振幅邊緣的電平小于轉(zhuǎn)換為1／n倍的大振幅邊緣的電平時(shí)，才檢測大振幅邊緣周圍作為噪聲的小振幅邊緣。因而，不依賴于圖像信號特有的部分，僅蚊式噪聲和振鈴可以被正確地檢測到。
如圖2中所示的振鈴檢測器2，類似于上述情況，執(zhí)行垂直方向處理能夠檢測圖像信號的垂直方向和水平方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的垂直方向和水平方向小振幅邊緣，以檢測圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向蚊式噪聲和振鈴。
現(xiàn)在參照圖4描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的信號處理器。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的信號處理器的結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖4所示的信號處理器包含振鈴檢測器2和輪廓校正器7。輪廓校正器7包括水平方向／垂直方向高通濾波器(HPF)22、加法器23和選擇器24。圖4所示的振鈴檢測器2類似于如圖2所示的情況，因此不重復(fù)冗長的描述。
水平方向／垂直方向高通濾波器22從通過圖像信號輸入端1輸入的圖像信號中提取水平方向和垂直方向高頻成份，并將提取的高頻成份輸出到加法器23。加法器23將從水平方向／垂直方向高通濾波器22輸出的水平方向和垂直方向高頻成份和通過圖像信號輸入端1輸入的圖像信號相加，并且將輪廓校正的圖像信號輸出到選擇器24的輸入端A3。選擇器24的另一個(gè)輸入端B3接收通過圖像信號輸入端1的圖像信號。選擇器24響應(yīng)于從振鈴檢測器2輸出的噪聲檢測結(jié)果選擇從輸入端A3輸入的輪廓校正圖像信號或者從輸入端B3輸入的圖像信號，并將選擇的信號輸入到圖像信號輸出端6。
在根據(jù)本實(shí)施例的信號處理器中，振鈴檢測器2對應(yīng)于噪聲檢測電路，輪廓校正器7對應(yīng)于處理電路和輪廓校正電路。
現(xiàn)在描述如圖4所示的信號處理器的操作。首先，圖像信號通過圖像信號輸入端1輸入，振鈴檢測器2檢測在輸入圖像信號的大振幅邊緣周圍引起蚊式噪聲和振鈴的部分，并將檢測結(jié)果輸出到選擇器24。
當(dāng)振鈴檢測器2未檢測到引起蚊式噪聲或振鈴的部分時(shí)，選擇器24將輸入到輸入端A3的信號，即受到水平方向／垂直方向高通濾波器22和加法器23的輪廓校正的圖像信號輸出到圖像信號輸出端6。
當(dāng)振鈴檢測器2檢測到引起蚊式噪聲和振鈴的部分時(shí)，選擇器24將從輸入端B3中的從圖像信號輸入端1輸入的圖像信號輸出到圖像信號輸出端6。由此，在這種情況下，不執(zhí)行輪廓校正，但是同樣輸出圖像信號。
根據(jù)上述操作，只有既沒有引起蚊式噪聲也沒有引起振鈴的圖像信號部分才受到輪廓校正，而引起蚊式噪聲和振鈴的部分不作輪廓校正，由此通過增強(qiáng)圖像信號特有的邊緣部分而不增強(qiáng)蚊式噪聲和振鈴，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)圖像。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)振鈴檢測器檢測到引起蚊式噪聲和振鈴的部分，以決定是否對檢測到的部分執(zhí)行平滑或輪廓校正時(shí)，振鈴檢測器2可以交替地檢測蚊式噪聲和振鈴的電平以響應(yīng)于蚊式噪聲和振鈴的電平，決定是否執(zhí)行平滑或者輪廓校正，或者響應(yīng)于蚊式噪聲和振鈴的電平改變平滑或輪廓校正的程度。
雖然在上述每一個(gè)實(shí)施例中，以水平方向和垂直方向處理了圖像信號，但是本發(fā)明還可以應(yīng)用于只以水平方向或垂直方向處理圖像信號的情況。
雖然在每一個(gè)上述實(shí)施例中，振鈴檢測器2和信號處理器由硬件形成，但是，上述部分的處理可以交替地通過軟件以DSP(數(shù)字信號處理器)等完成，以達(dá)到類似于上述的效果。
雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述和說明了本發(fā)明，應(yīng)該清楚地知道，這些僅是為了說明和示例，而不用于限制，本發(fā)明的主旨和范圍僅由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1．一種噪聲檢測器，其特征在于包含提取輸入圖像信號的高頻成份的高頻成份提取電路；檢測由所述高頻成份提取電路提取的所述高頻成份的電平，并將檢測結(jié)果以電平信號輸出的電平檢測電路；和根據(jù)由所述電平檢測電路檢測到的所述電平信號，檢測所述圖像信號的大振幅邊緣周圍作為噪聲的小振幅邊緣的噪聲檢測電路。
2．如權(quán)利要求1所述的噪聲檢測器，其特征在于所述噪聲檢測電路包括輸出通過擴(kuò)展由所述電平檢測電路檢測到的所述電平信號的峰值而得到的擴(kuò)展信號的擴(kuò)展電路；輸出通過將從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍而得到的1／n信號的轉(zhuǎn)換電路；和比較從所述轉(zhuǎn)換電路輸出的所述1／n信號與從所述電平檢測電路輸出的所述電平信號，以檢測所述圖像信號的所述大振幅邊緣周圍的所述小振幅邊緣的小振幅檢測電路。
3．如權(quán)利要求2所述的噪聲檢測器，其特征在于所述噪聲檢測電路還包含比較從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考值，以檢測具有大于所述參考值的電平的大振幅邊緣的大振幅檢測電路，以根據(jù)由所述大振幅檢測電路檢測到的所述大振幅邊緣，檢測通過所述小振幅檢測電路檢測到的作為噪聲的所述小振幅邊緣。
4．如權(quán)利要求3所述的噪聲檢測器，其特征在于所述小振幅檢測電路輸出表示從所述轉(zhuǎn)換電路輸出的所述1／n信號大于從所述電平檢測電路輸出的所述電平信號的第一檢測結(jié)果信號；所述大振幅檢測電路輸出表示從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號大于所述參考值的第二檢測結(jié)果信號，并且所述噪聲檢測電路還包含邏輯電路，它對從所述小振幅檢測電路輸出的所述第一檢測結(jié)果信號和從所述大振幅檢測電路輸出的所述第二檢測結(jié)果信號進(jìn)行與操作。
5．如權(quán)利要求1所述的噪聲檢測器，其特征在于所述高頻成份提取電路包括提取所述輸入圖像信號的水平方向高頻成份的水平方向提取電路，提取所述輸入圖像信號的垂直方向高頻成份的垂直方向提取電路，和使由所述水平方向提取電路提取的所述水平方向高頻成份和由所述垂直方向提取電路提取的所述垂直方向高頻成份相加的加法電路，所述電平檢測電路檢測通過所述加法電路得到的所述高頻成份的總和的電平，并以電平信號輸出檢測結(jié)果，并且所述噪聲檢測電路根據(jù)由所述電平檢測電路檢測的所述電平信號，檢測所述圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向小振幅邊緣。
6．一種信號處理器，其特征在于包含檢測電路，檢測輸入圖像信號的水平方向和／或垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣；和處理電路，響應(yīng)于所述檢測電路中的檢測結(jié)果，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向校正。
7．如權(quán)利要求6所述的信號處理器，其特征在于所述處理電路包括平滑電路，它響應(yīng)于由所述檢測電路檢測的噪聲，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向平滑。
8．如權(quán)利要求7所述的信號處理器，其特征在于當(dāng)所述檢測電路檢測噪聲時(shí)，所述平滑電路對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向平滑。
9．如權(quán)利要求6所述的信號處理器，其特征在于所述處理電路包括輪廓校正電路，它響應(yīng)于由所述檢測電路檢測到的噪聲，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向輪廓校正。
10．如權(quán)利要求9所述的信號處理器，其特征在于當(dāng)所述檢測電路未檢測到噪聲時(shí)，所述輪廓校正電路對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向輪廓校正。
11．如權(quán)利要求6所述的信號處理器，其特征在于所述檢測電路包括提取所述輸入圖像信號的高頻成份的高頻成份提取電路；檢測由所述高頻成份提取電路提取的所述高頻成份的電平，并將檢測結(jié)果以電平信號輸出的電平檢測電路；和根據(jù)由所述電平檢測電路檢測的所述電平信號檢測所述圖像信號大振幅邊緣周圍的所述小振幅邊緣的噪聲檢測電路。
12．如權(quán)利要求11所述的信號處理器，其特征在于所述噪聲檢測電路包括輸出通過擴(kuò)展由所述電平檢測電路檢測的所述電平信號的峰值而得到的擴(kuò)展信號的擴(kuò)展電路；輸出通過將從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍而得到的1／n信號的轉(zhuǎn)換電路；和比較從所述轉(zhuǎn)換電路輸出的所述1／n信號與從所述電平檢測電路輸出的所述電平信號，以檢測所述圖像信號的大振幅邊緣周圍的所述小振幅邊緣的小振幅檢測電路。
13．如權(quán)利要求12所述的信號處理器，其特征在于還包含比較從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號與規(guī)定值，以檢測具有大于所述參考值的電平的大振幅邊緣的大振幅檢測電路，以根據(jù)由所述大振幅檢測電路檢測到的所述大振幅邊緣，檢測由所述小振幅檢測電路檢測的作為噪聲的所述小振幅邊緣。
14．如權(quán)利要求13所述的信號處理器，其特征在于所述小振幅檢測電路輸出表示從所述轉(zhuǎn)換電路輸出的所述1/ n信號大于從所述電平檢測電路輸出的所述電平信號的第一檢測結(jié)果信號；所述大振幅檢測電路輸出表示從所述擴(kuò)展電路輸出的所述擴(kuò)展信號大于所述參考值的第二檢測結(jié)果信號；并且所述噪聲檢測電路還包含邏輯電路，它對從所述小振幅檢測電路輸出的所述第一檢測結(jié)果信號和從所述大振幅檢測電路輸出的所述第二檢測結(jié)果信號進(jìn)行與操作。
15．如權(quán)利要求11所述的信號處理器，其特征在于所述高頻成份提取電路包含提取所述輸入圖像信號的水平方向高頻成份的水平方向提取電路；提取所述輸入圖像信號的垂直方向高頻成份的垂直方向提取電路，和將由所述水平方向提取電路提取的水平方向高頻成份與所述垂直方向提取電路提取的所述垂直方向高頻成份相加的加法電路；所述電平檢測電路檢測由所述加法電路得到的所述高頻成份的總和的電平，并以所述電平信號輸出檢測結(jié)果；并且所述噪聲檢測電路根據(jù)由所述電平檢測電路檢測的所述電平信號，檢測所述圖像信號的水平方向和垂直方向大振幅邊緣周圍的水平方向和垂直方向小振幅邊緣。
16．一種噪聲檢測方法，其特征在于包含以下步驟提取輸入圖像信號的高頻成份；檢測所述提取的高頻成份的電平，并將檢測結(jié)果以電平信號輸出；和根據(jù)所述電平信號，檢測所述圖像信號的大振幅邊緣周圍作為噪聲的小振幅邊緣。
17．如權(quán)利要求16所述的噪聲檢測方法，其特征在于所述噪聲檢測步驟包含以下步驟輸出通過擴(kuò)展所述電平信號的峰值得到的擴(kuò)展信號，輸出通過將所述擴(kuò)展信號的電平轉(zhuǎn)換為1／n倍得到的1／n信號，和比較所述1／n信號與所述電平信號，并檢測所述圖像信號的所述大振幅邊緣周圍的所述小振幅邊緣。
18．如權(quán)利要求17所述噪聲檢測方法，其特征在于所述噪聲檢測步驟還包含以下步驟比較所述擴(kuò)展信號與規(guī)定的參考電平，并檢測電平大于所述參考值的大振幅邊緣，以相對于所述大振幅邊緣，檢測作為噪聲的所述小振幅邊緣。
19．一種信號處理方法，其特征在于包含以下步驟檢測輸入圖像信號的水平方向和／或垂直方向大振幅邊緣周圍作為噪聲的水平方向和／或垂直方向小振幅邊緣；和響應(yīng)于噪聲的檢測結(jié)果，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向校正。
20．如權(quán)利要求19所述的信號處理方法，其特征在于所述執(zhí)行校正的步驟包含以下步驟當(dāng)在所述噪聲檢測步驟中檢測到噪聲時(shí)，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向的平滑。
21．如權(quán)利要求19所述的信號處理方法，其特征在于所述執(zhí)行校正的步驟包含以下步驟當(dāng)在所述噪聲檢測步驟中未檢測到噪聲時(shí)，對所述圖像信號執(zhí)行水平方向和／或垂直方向輪廓校正。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種振鈴檢測器,它檢測蚊式噪聲和振鈴,從而當(dāng)檢測到蚊式噪聲和振鈴時(shí),輸出由水平方向/垂直方向高通濾波器平滑的圖像信號,而當(dāng)未檢測到蚊式噪聲和振鈴時(shí),照樣輸出圖像信號,由此適當(dāng)?shù)匦Ｕ藞D像信號,而不減小圖像信號特有的紋理,在連續(xù)表現(xiàn)細(xì)節(jié)的部分也如此。
文檔編號H04N5/217GK1283036SQ0012246
公開日2001年2月7日 申請日期2000年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者仁尾寬, 寺井克美, 奧村直司, 田中和人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社