噪聲降低裝置以及噪聲降低方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噪聲降低裝置以及噪聲降低方法，該噪聲降低裝置，包括一直流移除單元移除一亮度信號之一直流成分、一第一小波轉(zhuǎn)換單元對該直流移除單元的一輸出執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換以輸出一第一低頻帶及一高頻帶信號、一第一低頻帶及一高頻帶噪聲估測單元估測一第一低頻帶及一高頻帶噪聲值、一第一低頻帶及一高頻帶軟閾值處理單元根據(jù)第一低頻帶及高頻帶噪聲值形成一第一低頻帶及一高頻帶噪聲降低信號、以及一第一反小波轉(zhuǎn)換單元對該第一低頻帶及高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換。本發(fā)明能降低或移除亮度信號中的噪聲。
【專利說明】噪聲降低裝置以及噪聲降低方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種噪聲降低裝置及方法，特別涉及一種用于一亮度信號的噪聲降低裝置及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]模擬電視中，一復(fù)合視頻信號(composite video signal)包括一亮度信號(Y)以及一色度信號(C)。梳形濾波器通常用于將該復(fù)合視頻信號分離出亮度信號以及色度信號，分離出亮度信號以及色度信號的過程稱為gamma/C分離(Y/C separation)。
[0003]在模擬電視中，降低亮度信號中的噪聲是很重要的課題，一般來說，是利用濾波器降低或移除亮度信號中的噪聲，然而，濾波器并不能適應(yīng)性地降低噪聲，更明確地說，當(dāng)降低或移除噪聲的效果很強時，亮度信號也會被破壞，也就是說，包括該亮度信號的影像或模糊不清(blurred);相對地，當(dāng)降低或移除噪聲的效果很弱時，噪聲仍會存在并影響亮度信號。簡言之，濾波器不能根據(jù)噪聲強度來降低或移除噪聲。
[0004]因此，需要提出解決方法來避免上述不能根據(jù)噪聲強度來降低或移除噪聲的問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明之一目的是提供一種噪聲降低裝置及方法。
[0006]本發(fā)明之一種噪聲降低裝置包括一直流移除單元、一第一小波轉(zhuǎn)換單元、一第一低頻帶噪聲估測單元、一第一低頻帶軟閾值處理單元、一第一高頻帶噪聲估測單元、一第一高頻帶軟閾值處理單元以及一第一反小波轉(zhuǎn)換單元。在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有一亮度信號。該直流移除單元接收該亮度信號并移除該亮度信號之一直流成分。該第一小波轉(zhuǎn)換單元對該直流移除單元的一輸出執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號以及一第一高頻帶信號。該第一低頻帶噪聲估測單元估測并輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值。當(dāng)該第一低頻帶信號之一絕對值大于該第一低頻帶噪聲值時，該第一低頻帶軟閾值處理單元將該第一低頻帶信號之一正成分減去該第一低頻帶噪聲值并將該第一低頻帶噪聲值加至該第一低頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一低頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一低頻帶信號之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值時，該第一低頻帶軟閾值處理單元將該第一低頻帶信號設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號。該第一高頻帶噪聲估測單元估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值。當(dāng)該第一高頻帶信號之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值時，該第一高頻帶軟閾值處理單元將該第一高頻帶信號之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值并將該第一高頻帶噪聲值加至該第一高頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一高頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一高頻帶信號之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值時，該第一高頻帶軟閾值處理單元將該第一高頻帶信號設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號。該第一反小波轉(zhuǎn)換單元對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號。[0007]于本發(fā)明之一種噪聲降低方法中,在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有一亮度信號。該噪聲降低方法包括:接收該亮度信號；移除該亮度信號之一直流成分；對該已移除直流成分的亮度信號執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號以及一第一高頻帶信號；估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值；估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值；當(dāng)該第一低頻帶信號之一絕對值大于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號之一正成分減去該第一低頻帶噪聲值并將該第一低頻帶噪聲值加至該第一低頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一低頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一低頻帶信號之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號；當(dāng)該第一高頻帶信號之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值并將該第一高頻帶噪聲值加至該第一高頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一高頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一高頻帶信號之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號；以及對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號。
[0008]根據(jù)本發(fā)明之噪聲降低裝置及噪聲降低方法能夠根據(jù)噪聲強度來降低或移除噪聲。更明確地說，本發(fā)明之噪聲降低裝置及噪聲降低方法能藉由適應(yīng)性地估測噪聲來達成降低或移除噪聲的目的。
[0009]為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下:
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0010]圖1繪示根據(jù)本發(fā)明第一實施例之噪聲降低裝置；
[0011]圖2繪示圖1之第一小波轉(zhuǎn)換單元的實施例；
[0012]圖3繪示圖1之第一反小波轉(zhuǎn)換單元的實施例；
[0013]圖4A繪示圖2之第一分析濾波器彼此正交；
[0014]圖4B繪示圖3之第一合成濾波器彼此正交；
[0015]圖5繪示美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)之垂直空白時間；
[0016]圖6A繪示一不具有噪聲的空白線；
[0017]圖6B繪示一具有噪聲的空白線；
[0018]圖7繪示相位交互線標(biāo)準(zhǔn)之垂直空白時間；
[0019]圖8繪示圖1之第一低頻帶噪聲估測單元的方塊圖；
[0020]圖9A繪示具有噪聲的亮度信號的波形；
[0021]圖9B繪示該具有噪聲的亮度信號經(jīng)過小波轉(zhuǎn)換與反小波轉(zhuǎn)換后的波形；
[0022]圖1OA繪示該具有噪聲的亮度信號的低頻帶成分波形；
[0023]圖1OB繪示該具有噪聲的亮度信號的高頻帶成分波形；
[0024]圖1lA繪示該具有噪聲的亮度信號的低頻帶成分經(jīng)過圖1之第一低頻帶軟閾值處理單元處理后的波形；
[0025]圖1lB繪示該具有噪聲的亮度信號的高頻帶成分經(jīng)過圖1之第一高頻帶軟閾值處理單元處理后的波形；[0026]圖12繪示根據(jù)本發(fā)明第二實施例之噪聲降低裝置；以及
[0027]圖13繪示根據(jù)本發(fā)明實施例之噪聲降低方法的流程圖。
【【具體實施方式】】
[0028]以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。
[0029]圖1繪示根據(jù)本發(fā)明第一實施例之噪聲降低裝置。該噪聲降低裝置包括一直流(direct current)移除單兀 100、一第一小波轉(zhuǎn)換(wavelet transform)單兀 102、一第一低頻帶噪聲估測單元104、一第一高頻帶噪聲估測單元106、一第一低頻帶軟閾值(softthreshold)處理單元108、一第一高頻帶軟閾值處理單元110以及一第一反小波轉(zhuǎn)換(inverse wavelet transform,或稱為逆小波轉(zhuǎn)換)單兀112。
[0030]該直流移除單元100接收一亮度信號LU并移除該亮度信號LU之一直流成分。在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有該亮度信號LU以及一色度信號(未圖示)。該亮度信號LU可以為一三維梳型濾波器(3D comb filter)產(chǎn)生的三維亮度信號或一非三維梳型濾波器(non-3D comb filter)產(chǎn)生的非三維亮度信號。三維與非三維梳型濾波器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，此不多加贅述。該直流移除單元100可以為一帶通濾波器或一高通濾波器。
[0031]該第一小波轉(zhuǎn)換單兀102對該直流移除單兀100的一輸出執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號LI以及一第一高頻帶信號Hl。請參閱圖1以及圖2，圖2繪示圖1之第一小波轉(zhuǎn)換單元102的實施例。該第一小波轉(zhuǎn)換單元102包括兩第一分析濾波器(analysisfilter) 1020、1022 以及兩第一降頻單兀(downsampling unit) 1024、1026。這些第一分析濾波器1020、1022如圖4A所示彼此正交(orthogonal)。該第一分析濾波器1020通過該直流移除單元100之該輸出的低頻帶成分并濾除該直流移除單元100之該輸出的高頻帶成分。該第一分析濾波器1022通過該直流移除單元100之該輸出的高頻帶成分并濾除該直流移除單元100之該輸出的低頻帶成分。該第一降頻單元1024電性耦接至該第一分析濾波器1020，用于將該第一分析濾波器1020之一輸出的頻率減半并輸出該第一低頻帶信號LI。該第一降頻單元1026電性耦接至該第一分析濾波器1022，用于將該第一分析濾波器1022之一輸出的頻率減半并輸出該第一高頻帶信號H1。
[0032]請再參閱圖1，該第一低頻帶噪聲估測單元104估測并輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值NL1，該第一高頻帶噪聲估測單元106估測并輸出該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值NH1，更明確地說，該第一低頻帶噪聲值NLl為一信號S的一低頻帶成分噪聲，該第一高頻帶噪聲值NHl為該信號S的一高頻帶成分噪聲，該信號S與該亮度信號是在同圖框同圖場，該信號S將于稍后詳述。
[0033]該第一低頻帶軟閾值處理單元108電性耦接至該第一小波轉(zhuǎn)換單元102與該第一低頻帶噪聲估測單元104，用于根據(jù)該第一低頻帶噪聲值NLl對該第一低頻帶信號LI執(zhí)行一軟閾值操作并輸出一第一低頻帶噪聲降低信號RL1。軟閾值操作是指當(dāng)該第一低頻帶信號LI之丨絕對值大于該第一低頻帶噪聲值NLl時，將該第一低頻帶信號LI之一正成分(positive component)減去該第一低頻帶噪聲值NLl并將該第一低頻帶噪聲值NLl加至該第一低頻帶信號LI之一負(fù)成分(negative component)以形成該第一低頻帶噪聲降低信號RLl ;當(dāng)該第一低頻帶信號LI之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值NLl時，將該第一低頻帶信號LI設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號RU。
[0034]更明確地說，當(dāng)該第一低頻帶信號LI大于該第一低頻帶噪聲值NLl時，該第一低頻帶軟閾值處理單元108藉由將該第一低頻帶信號LI之該正成分減去該第一低頻帶噪聲值NLl并將該第一低頻帶噪聲值NLl加至該第一低頻帶信號LI之該負(fù)成分來降低該第一低頻帶噪聲值NL1，當(dāng)該第一低頻帶信號LI小于該第一低頻帶噪聲值NLl時，該第一低頻帶軟閾值處理單元108將該第一低頻帶信號LI設(shè)為零來降低該第一低頻帶噪聲值NL1，也就是說，該第一低頻帶噪聲降低信號RLl為零。
[0035]同樣的方式，該第一高頻帶軟閾值處理單元110電性耦接至該第一小波轉(zhuǎn)換單元102與該第一高頻帶噪聲估測單元106，用于根據(jù)該第一高頻帶噪聲值NHl對該第一高頻帶信號Hl執(zhí)行一軟閾值操作并輸出一第一高頻帶噪聲降低信號RHl。當(dāng)該第一高頻帶信號Hl之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值NHl時，將該第一高頻帶信號Hl之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值NHl并將該第一高頻帶噪聲值NHl加至該第一高頻帶信號Hl之一負(fù)成分以形成該第一高頻帶噪聲降低信號RHl ;當(dāng)該第一高頻帶信號Hl之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值NHl時，將該第一高頻帶信號Hl設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號RHl。
[0036]更明確地說，當(dāng)該第一高頻帶信號Hl大于該第一高頻帶噪聲值NHl時，該第一高頻帶軟閾值處理單元110藉由將該第一高頻帶信號Hl之該正成分減去該第一高頻帶噪聲值NHl并將該第一高頻帶噪聲值NHl加至該第一高頻帶信號Hl之該負(fù)成分來降低該第一高頻帶噪聲值NH1，當(dāng)該第一高頻帶信號Hl小于該第一高頻帶噪聲值NHl時，該第一高頻帶軟閾值處理單元110將該第一高頻帶信號Hl設(shè)為零來降低該第一高頻帶噪聲值NHl，也就是說，該第一高頻帶噪聲降低信號RHl為零。
[0037]總而言之，該第一低頻帶與高頻帶軟閾值處理單元108、110是分別用于迫使該第一低頻帶與高頻帶噪聲值NLUNHl逼近為零來降低其值。
[0038]該第一反小波轉(zhuǎn)換單元112電性耦接至該第一低頻帶軟閾值處理單元108與該第一高頻帶軟閾值處理單元110。該第一反小波轉(zhuǎn)換單元112對該第一低頻帶噪聲降低信號RLl與該第一高頻帶噪聲降低信號RHl執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號Rl。
[0039]請參閱圖1以及圖3，圖3繪示圖1之第一反小波轉(zhuǎn)換單元112的實施例。該第一反小波轉(zhuǎn)換單元112包括兩第一升頻單元(upsampling unit) 1120、1122、兩第一合成濾波器(synthesis filter) 1124、1126以及一第一加法單元1128。這些第一合成濾波器1124、1126如圖4B所示彼此正交。該第一升頻單元1120電性耦接至該第一低頻帶軟閾值處理單元108，用于將該第一低頻帶噪聲降低信號RLl的頻率加倍(即2倍)。該第一升頻單元1122電性耦接至該第一高頻帶軟閾值處理單元110，用于將該第一高頻帶噪聲降低信號RHl的頻率加倍(即2倍)。該第一合成濾波器1124通過該第一升頻單元1120之一輸出的低頻帶成分并濾除該第一升頻單元1120之該輸出的高頻帶成分。該第一合成濾波器1126通過該第一升頻單元1122之一輸出的高頻帶成分并濾除該第一升頻單元1122之該輸出的低頻帶成分。最后，該第一加法單兀1128將該第一合成濾波器1124之一輸出與該第一合成濾波器1126相加以輸出該結(jié)果亮度信號R1。圖1的亮度信號LU經(jīng)過本發(fā)明處理后，該結(jié)果亮度信號Rl中的噪聲已經(jīng)移除或降低。
[0040]請參閱圖5,圖5繪不美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(National Television SystemCommittee ;NTSC)標(biāo)準(zhǔn)之垂直空白時間(vertical blank timing)。根據(jù)美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，該圖框(frame)由兩個圖場(field)組成，且該兩個圖場分別包括262條與263條掃描線。此外，美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)定義某些掃描線是未包含數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包括圖1之亮度信號LU)的。舉例來說，在一空白線區(qū)域A中，某些掃描線是未包含數(shù)據(jù)的，這些未包含數(shù)據(jù)的掃描線包括垂直同步(vertical-sync)、等化脈波(equalizing pulses)等等。為了便于描述，以下將未包含數(shù)據(jù)的掃描線稱為空白線(blank lines)。要說明的是，垂直遮沒期(Vertical Blanking Interval ；VBI)信號可能會出現(xiàn)在該空白線區(qū)域A的某些掃描線，而在某些掃描線的垂直遮沒期信號不能用于本發(fā)明中。
[0041]請參閱圖6A以及圖6B，圖6A繪示一不具有噪聲的空白線(即空白線的理想情況)，圖6B繪示一具有噪聲N的空白線。當(dāng)空白線不具有噪聲時，空白線應(yīng)如圖6A所示呈平坦?fàn)?，相反地，?dāng)空白線具有噪聲時，空白線應(yīng)如圖6B所示呈不平坦?fàn)?，也就是說，可以在空白線中發(fā)現(xiàn)其它信號存在。本發(fā)明藉由觀測空白線是否呈平坦?fàn)顏砉罍y圖1之該第一低頻帶噪聲值NLl與該第一高頻帶噪聲值NHl。
[0042]請參閱圖7,圖7繪示相位交互線(Phase Alternation by Line ;PAL)標(biāo)準(zhǔn)之垂直空白時間。與美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)相同，在一相位交互線標(biāo)準(zhǔn)的空白線區(qū)域B中，某些掃描線是未包含數(shù)據(jù)的，因此，本發(fā)明能藉由觀測相位交互線標(biāo)準(zhǔn)之這些某些掃描線的至少一者是否呈平坦?fàn)顏砉罍y圖1之該該第一低頻帶噪聲值NLl與該第一高頻帶噪聲值NHl。
[0043]請參閱圖1以及圖8，圖8繪示圖1之第一低頻帶噪聲估測單元104的方塊圖。該第一低頻帶噪聲估測單元104包括一第一噪聲估測直流移除單元1040、一第一噪聲估測濾波器1042以及一第一噪聲估測處理單元1044。
[0044]該第一噪聲估測直流移除單元1040接收該圖場的至少一空白線中的該信號S，如上所述，該空白線為不具有該亮度信號LU的掃描線，更明確地說，該信號S是位于圖5空白線區(qū)域A的空白線中或圖7空白線區(qū)域B的空白線中。該第一噪聲估測直流移除單元1040移除該信號S之一直流成分。
[0045]該第一噪聲估測濾波器1042電性耦接至該第一噪聲估測直流移除單元1040，該第一噪聲估測濾波器1042通過該第一噪聲估測直流移除單元1040之一輸出的低頻帶成分并濾除該第一噪聲估測直流移除單元1040之該輸出的高頻帶成分。
[0046]該第一噪聲估測處理單元1044電性耦接至該第一噪聲估測濾波器1042，該第一噪聲估測處理單元1044估測該第一噪聲估測濾波器1042之一輸出的噪聲以產(chǎn)生并輸出該第一低頻帶噪聲值NL1，亦即估測該空白線的噪聲。例如該第一噪聲估測處理單元1044產(chǎn)生若干個該第一噪聲估測濾波器1042之該輸出的絕對值，然后該第一噪聲估測處理單元1044找出該圖場一個N點循環(huán)(N-point cycle)中的一個最大值,并累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值，N為正整數(shù),該亮度信號LU的取樣頻率(sampling frequency)通常設(shè)定為NXFsc，N點取決于NXFsc的取樣頻率而定，F(xiàn)sc為該亮度信號LU的載波頻率。找出該圖場N點循環(huán)中的最大值的目的在于避免絕對值過小，當(dāng)絕對值過小時，該第一噪聲估測處理單元1044所估測的第一低頻帶噪聲值NLl會不準(zhǔn)確。于一實施例中，無限脈沖響應(yīng)濾波器(infinite impulse response filter)可以用于累積該圖場的最大值。
[0047]圖1之第一高頻帶噪聲估測單元106與圖8之第一低頻帶噪聲估測單元104具有相同元件，此不多加贅述。該第一低頻帶噪聲估測單元104與該第一高頻帶噪聲估測單元106的差異在于該第一低頻帶噪聲估測單元104處理該信號S的低頻帶成分，而該第一高頻帶噪聲估測單元106處理該信號S的高頻帶成分。
[0048]圖8之第一低頻帶噪聲估測單元104的第一噪聲估測濾波器1042對應(yīng)至圖2之第一分析濾波器1020，也就是說，圖8之第一噪聲估測濾波器1042與圖2之第一分析濾波器1020操作在相同頻帶(即第一低頻帶)，同理，圖1之第一高頻帶噪聲估測單元106的第一噪聲估測濾波器(未圖示)與圖2之第一分析濾波器1022操作在相同頻帶(即第一高頻帶)O
[0049]請參閱圖9A至圖11B，圖9A繪示具有噪聲的亮度信號的波形，圖9B繪示該具有噪聲的亮度信號經(jīng)過小波轉(zhuǎn)換與反小波轉(zhuǎn)換后的波形，圖1OA繪示該具有噪聲的亮度信號的低頻帶成分波形，第IOB圖是繪示該具有噪聲的亮度信號的高頻帶成分波形，更明確地說，圖1OA與圖1OB分別顯示圖1中，該直流移除單元100之該輸出經(jīng)過該第一小波轉(zhuǎn)換單元102處理后的波形，圖1lA繪示該具有噪聲的亮度信號的低頻帶成分經(jīng)過圖1之第一低頻帶軟閾值處理單元108處理后的波形，圖1lB繪示該具有噪聲的亮度信號的高頻帶成分經(jīng)過圖1之第一高頻帶軟閾值處理單元110處理后的波形。對于低頻帶成分而言，圖1lA部分取樣點的振幅小于圖1OA部分取樣點的振幅，表示這些部分取樣點的噪聲已降低。對于高頻帶成分而言，圖1lB部分取樣點的振幅小于圖1OB部分取樣點的振幅，表示這些部分取樣點的噪聲已降低。
[0050]請參閱圖12，圖12繪示根據(jù)本發(fā)明第二實施例之噪聲降低裝置。與圖1之第一實施例的噪聲降低裝置相比，第二實施例之噪聲降低裝置進一步包括一第二小波轉(zhuǎn)換單元122、一第二低頻帶噪聲估測單元124、一第二高頻帶噪聲估測單元126、一第二低頻帶軟閾值處理單元128、一第二高頻帶軟閾值處理單元130以及一第二反小波轉(zhuǎn)換單元132。
[0051]于本實施例中，該第二小波轉(zhuǎn)換單元122對該第一低頻帶軟閾值處理單元108的輸出(即圖1的第一低頻帶噪聲降低信號RLl)執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第二低頻帶信號以及一第二高頻帶信號。更明確地說，該第一小波轉(zhuǎn)換單元102將該亮度信號LU分成圖1的第一低頻帶信號LI與第一高頻帶信號Hl，該第二小波轉(zhuǎn)換單元122進一步將該第一低頻帶軟閾值處理單元108的輸出(即圖1的第一低頻帶噪聲降低信號RLl)分成第二低頻帶信號及第二高頻帶信號。
[0052]該第二低頻帶噪聲估測單元124、該第二高頻帶噪聲估測單元126與該第一低頻帶噪聲估測單元104、該第一高頻帶噪聲估測單元106具有相同功能。該第二低頻帶軟閾值處理單元128、該第二高頻帶軟閾值處理單元130與該第一低頻帶軟閾值處理單元108、該第一高頻帶軟閾值處理單元110具有相同功能。詳細(xì)描述可以參考圖1之第一實施例，此不多加贅述。
[0053]該第二反小波轉(zhuǎn)換單元132對該第二低頻帶軟閾值處理單元128之一輸出與該第二高頻帶軟閾值處理單元130之一輸出執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換。該第一反小波轉(zhuǎn)換單元112電性耦接至該第二反小波轉(zhuǎn)換單元132與該第一高頻帶軟閾值處理單元110。該第一反小波轉(zhuǎn)換單元112對該第二反小波轉(zhuǎn)換單元132之一輸出與該第一高頻帶軟閾值處理單元110之該輸出執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號Rl’。
[0054]于圖12之第二實施例中，該第一低頻帶軟閾值處理單元108的輸出(即該亮度信號LU的低頻帶成分)進一步分成低頻帶成分與高頻帶成分。于另一實施例中，該第一高頻帶軟閾值處理單元110的輸出(即該亮度信號LU的高頻帶成分)可以進一步分成低頻帶成分與高頻帶成分。于又一實施例中，該第一低頻帶軟閾值處理單元108的輸出與該第一高頻帶軟閾值處理單元110的輸出可以分別分成低頻帶成分與高頻帶成分。
[0055]圖1之第一實施例的亮度信號LU分成一階(stage)子頻帶，圖12之第二實施例的亮度信號LU分成兩階子頻帶，簡言之，本發(fā)明能根據(jù)需要將亮度信號LU分成若干階子頻帶。
[0056]請參閱圖13，圖13繪示根據(jù)本發(fā)明實施例之噪聲降低方法的流程圖。
[0057]于該噪聲降低方法中，在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有一亮度信號以及一色度信號。本發(fā)明之噪聲降低方法包括下列步驟。
[0058]于步驟S1300中，接收該亮度信號。該亮度信號可以為一三維梳型濾波器產(chǎn)生的三維亮度信號或一非三維梳型濾波器產(chǎn)生的非三維亮度信號。
[0059]于步驟S1310中，移除該亮度信號之一直流成分。
[0060]于步驟S1320中，對該已移除直流成分的亮度信號執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號以及一第一高頻帶信號。該步驟包括:通過該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分的頻率減半；以及通過該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分的頻率減半。
[0061]于步驟S1330中，估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值。該步驟包括:接收該圖場的至少一空白線中的一信號并移除該信號之一直流成分，其中該空白線為不具有該亮度信號的掃描線；通過該已移除直流成分的信號的低頻帶成分并濾除該已移除直流成分的信號的高頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第
一低頻帶噪聲值。
[0062]上述估測該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一低頻帶噪聲值的步驟包括:產(chǎn)生若干個該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值；以及累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值,N為正整數(shù)，N點取決于該亮度信號的取樣頻率而定。
[0063]于步驟S1340中，估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值。該步驟包括:接收該圖場的該至少一空白線中的該信號并移除該信號之直流成分，其中該空白線為不具有該亮度信號的掃描線；通過該已移除直流成分的信號的高頻帶成分并濾除該已移除直流成分的信號的低頻帶成分；以及估測該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第
一高頻帶噪聲值。
[0064]上述估測該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一高頻帶噪聲值的步驟包括:產(chǎn)生若干個該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的絕對值；找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值；以及累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值,N為正整數(shù)，N點取決于該亮度信號的取樣頻率而定。
[0065]于步驟S1350中，當(dāng)該第一低頻帶信號之一絕對值大于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號之一正成分減去該第一低頻帶噪聲值并將該第一低頻帶噪聲值加至該第一低頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一低頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一低頻帶信號之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號。
[0066]于步驟S1360中，當(dāng)該第一高頻帶信號之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值并將該第一高頻帶噪聲值加至該第一高頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一高頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一高頻帶信號之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號。
[0067]于步驟S1370中，對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號。該步驟包括:將該第一低頻帶噪聲降低信號的頻率加倍(即2倍)，通過該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分并濾除該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的高頻帶成分；將該第一高頻帶噪聲降低信號的頻率加倍(即2倍)，通過該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的高頻帶成分并濾除該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分；以及將該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分與該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的高頻帶成分相加以輸出該結(jié)果亮度信號。
[0068]根據(jù)本發(fā)明之噪聲降低裝置及噪聲降低方法能夠根據(jù)噪聲強度來降低或移除噪聲。當(dāng)噪聲較強時，本發(fā)明能強力地降低噪聲，當(dāng)噪聲較弱時，本發(fā)明能輕微地降低噪聲，因此能藉由適應(yīng)性地估測噪聲來達成降低或移除噪聲的目的。
[0069]綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種噪聲降低裝置，在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有一亮度信號，其特征在于，該噪聲降低裝置包括: 一直流移除單元，接收該亮度信號并移除該亮度信號之一直流成分； 一第一小波轉(zhuǎn)換單元，對該直流移除單元的一輸出執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號以及一第一高頻帶信號； 一第一低頻帶噪聲估測單元，估測并輸出該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值； 一第一低頻帶軟閾值處理單元，當(dāng)該第一低頻帶信號之一絕對值大于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號之一正成分減去該第一低頻帶噪聲值并將該第一低頻帶噪聲值加至該第一低頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一低頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一低頻帶信號之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號； 一第一高頻帶噪聲估測單元，估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值； 一第一高頻帶軟閾值處理單元，當(dāng)該第一高頻帶信號之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值并將該第一高頻帶噪聲值加至該第一高頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一高頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一高頻帶信號之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號；以及 一第一反小波轉(zhuǎn)換單元，對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該直流移除單元為一帶通濾波器或一高通濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 噪聲降低裝置，其特征在于，該第一小波轉(zhuǎn)換單元包括: 兩第一分析濾波器；以及 兩第一降頻單元， 其中該兩第一分析濾波器的其中一者通過該直流移除單元之該輸出的低頻帶成分并濾除該直流移除單元之該輸出的高頻帶成分，該兩第一分析濾波器的另外一者通過該直流移除單元之該輸出的高頻帶成分并濾除該直流移除單元之該輸出的低頻帶成分，該兩第一降頻單元的其中一者將該兩第一分析濾波器的其中一者之一輸出的頻率減半并輸出該第一低頻帶信號，該兩第一降頻單元的另外一者將該兩第一分析濾波器的另外一者之一輸出的頻率減半并輸出該第一高頻帶信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該第一低頻帶噪聲估測單元包括: 一第一噪聲估測直流移除單元，接收該圖場的至少一空白線中的一信號并移除該信號之一直流成分，其中該圖場的該空白線為不具有該亮度信號的掃描線； 一第一噪聲估測濾波器，通過該第一噪聲估測直流移除單元之一輸出的低頻帶成分并濾除該第一噪聲估測直流移除單元之該輸出的高頻帶成分；以及 一第一噪聲估測處理單元，估測該第一噪聲估測濾波器之一輸出的噪聲以產(chǎn)生該第一低頻帶噪聲值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該第一噪聲估測處理單元藉由產(chǎn)生若干個該第一噪聲估測濾波器之該輸出的絕對值，找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值，并累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值來估測該第一噪聲估測濾波器之該輸出的噪聲，N為正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該N點是取決于該亮度信號之一取樣頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該第一高頻帶噪聲估測單元包括: 一第一噪聲估測直流移除單元，接收該圖場的至少一空白線中的一信號并移除該信號之一直流成分，其中該圖場的該空白線為不具有該亮度信號的掃描線； 一第一噪聲估測濾波器，通過該第一噪聲估測直流移除單元之一輸出的高頻帶成分并濾除該第一噪聲估測直流移除單元之該輸出的低頻帶成分；以及 一第一噪聲估測處理單元，估測該第一噪聲估測濾波器之一輸出的噪聲以產(chǎn)生該第一高頻帶噪聲值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該第一噪聲估測處理單元藉由產(chǎn)生若干個該第一噪聲估測濾波器之該輸出的絕對值，找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值，并累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值來估測該第一噪聲估測濾波器之該輸出的噪聲，N為正整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噪聲降低裝置，其特征在于，該N點是取決于該亮度信號之一取樣頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的噪聲降低裝置，其特征在于，該第一反小波轉(zhuǎn)換單元包括: 兩第一升頻單元； 兩第一合成濾波器；以及 一第一加法單元， 其中該兩第一升頻單元的其中一者將該第一低頻帶噪聲降低信號的頻率加倍，該兩第一升頻單元的另外一者將該第一高頻帶噪聲降低信號的頻率加倍，該兩第一合成濾波器的其中一者通過該兩升頻單元之其中一者之一輸出的低頻帶成分并濾除該兩升頻單元之該其中一者之該輸出的高頻帶成分，該兩第一合成濾波器的另外一者通過該兩升頻單元之另外一者之一輸出的高頻帶成分并濾除該兩升頻單元之該另外一者之該輸出的低頻帶成分，該第一加法單兀將該兩第一合成濾波器的輸出相加以輸出該結(jié)果亮度信號。
11.一種噪聲降低方法,在一圖框之一圖場中之一復(fù)合視頻信號具有一亮度信號,其特征在于，該噪聲降低方法包括: 接收該亮度信號； 移除該亮度信號之一直流成分； 對該已移除直流成分的亮度信號執(zhí)行一小波轉(zhuǎn)換，以輸出一第一低頻帶信號以及一第一高頻帶信號； 估測該圖框之該圖場的一第一低頻帶噪聲值； 估測該圖框之該圖場的一第一高頻帶噪聲值； 當(dāng)該第一低頻帶信號之一絕對值大于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號之一正成分減去該第一低頻帶噪聲值并將該第一低頻帶噪聲值加至該第一低頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一低頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一低頻帶信號之該絕對值小于該第一低頻帶噪聲值時，將該第一低頻帶信號設(shè)為零作為該第一低頻帶噪聲降低信號； 當(dāng)該第一高頻帶信號之一絕對值大于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號之一正成分減去該第一高頻帶噪聲值并將該第一高頻帶噪聲值加至該第一高頻帶信號之一負(fù)成分以形成一第一高頻帶噪聲降低信號，或者當(dāng)該第一高頻帶信號之該絕對值小于該第一高頻帶噪聲值時，將該第一高頻帶信號設(shè)為零作為該第一高頻帶噪聲降低信號；以及對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行一反小波轉(zhuǎn)換，以輸出一結(jié)果亮度信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噪聲降低方法，其特征在于，對該已移除直流成分的亮度信號執(zhí)行該小波轉(zhuǎn)換的步驟包括: 通過該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分的頻率減半；以及 通過該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分，濾除該已移除直流成分的亮度信號的低頻帶成分，以及將該已移除直流成分的亮度信號的高頻帶成分的頻率減半。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噪聲降低方法，其特征在于，估測該圖框之該圖場的第一低頻帶噪聲值的步驟包括: 接收該圖場的至少一空白線中的一信號并移除該信號之一直流成分，其中該空白線為不具有該亮度信號的掃描線； 通過該已移除直流成分的信號的低頻帶成分并濾除該已移除直流成分的信號的高頻帶成分；以及 估測該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一低頻帶噪聲值。`
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噪聲降低方法，其特征在于，估測該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一低頻帶噪聲值的步驟包括: 產(chǎn)生若干個該已移除直流成分的信號的低頻帶成分的絕對值； 找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值；以及 累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值，N為正整數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪聲降低方法，其特征在于，該N點取決于該亮度信號的取樣頻率而定。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噪聲降低方法，其特征在于，估測該圖框之該圖場的該第一高頻帶噪聲值的步驟包括: 接收該圖場的該至少一空白線中的該信號并移除該信號之直流成分，其中該空白線為不具有該亮度信號的掃描線； 通過該已移除直流成分的信號的高頻帶成分并濾除該已移除直流成分的信號的低頻帶成分；以及 估測該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一高頻帶噪聲值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噪聲降低方法，其特征在于，估測該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的噪聲以產(chǎn)生該第一高頻帶噪聲值的步驟包括: 產(chǎn)生若干個該已移除直流成分的信號的高頻帶成分的絕對值； 找出該圖場一個N點循環(huán)中的一個最大值；以及累積該圖場若干個N點循環(huán)的若干個最大值，N為正整數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的噪聲降低方法，其特征在于，該N點取決于該亮度信號的取樣頻率而定。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噪聲降低方法，其特征在于，對該第一低頻帶噪聲降低信號與該第一高頻帶噪聲降低信號執(zhí)行該反小波轉(zhuǎn)換，以輸出該結(jié)果亮度信號的步驟包括: 將該第一低頻帶噪聲降低信號的頻率加倍，通過該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分并濾除該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的高頻帶成分； 將該第一高頻帶噪聲降低信號的頻率加倍，通過該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的高頻帶成分并濾除該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分；以及將該頻率已加倍的第一低頻帶噪聲降低信號的低頻帶成分與該頻率已加倍的第一高頻帶噪聲降低信號的高頻帶成`分相加以輸出該結(jié)果亮度信號。
【文檔編號】H04N5/21GK103517050SQ201310079377
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】戴庭安 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司