[發明專利]對活動視頻信號的主觀噪聲測量

無效

• 申請號: 01801164.0
• 申請日: 2001-02-22
• 公開（公告）號: CN1372771A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發明（設計）人: H·何;C·亨特舍爾
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 程天正,王忠忠

發明技術領域

本發明針對一種用于增強視頻信號的設備和方法，更特別是，針對一種用于測量和濾波活動視頻信號中的噪聲信號從而產生增強的視頻信號的設備和方法，所述增強的視頻信號生成的視頻圖像主觀感覺上優于現有技術的視頻圖像。

發明背景

當前電視機中的視頻信號圖像增強電路通過使用噪聲測量算法來測量和濾除噪聲信號以提供圖像增強。在模擬信號的世界里，最普遍的噪聲類型是高斯噪聲。所以現有技術的大部分噪聲測量算法被設計成只測量和濾除高斯噪聲。

由于視頻信號中的噪聲可能由不止一個源產生，所以在視頻信號中檢測到的噪聲可能由不止一種成分來組成。每種噪聲信號成分可能有它自己的特征。甚至同種類型的噪聲信號成分也有自己的特征。例如，即使在一個視頻信號中的所有噪聲信號成分都是高斯噪聲類型，每種高斯噪聲信號成分的頻率特征也不同于其它任一種高斯噪聲信號成分的頻率特征。

隨著環境中數字傳輸水平的持續提高，數字傳輸中的MPEG非自然信號更普遍地出現在視頻信號中。為保持高質量的視頻信號，希望消除MPEG非自然信號對視頻信號的影響。因為在當前電視機中存在的噪聲測量算法只能測量高斯噪聲，所以需要在電視機電路中增加一個單獨的MPEG非自然信號檢測器以便檢測、測量MPEG非自然信號并將它從視頻信號中消除。

希望有一種設備和方法能夠檢測一個視頻信號中不止一個高斯噪聲信號成分。除此之外，還希望該設備和方法能夠檢測在一個視頻信號中的MPEG非自然信號噪聲信號成分。

要減少一個視頻信號中的噪聲，該視頻信號中的噪聲電平必須被識別，然后再從視頻信號中減去。存在多項現有技術用于識別一個視頻信號中的噪聲電平。例如，一個視頻信號中的均方根(“rms”)噪聲的簡單測量可從下面的等式中獲得：

在等式(1)中，N_估計是估計的噪聲，s[i]是在第i時間間隔內的無噪聲的信號，n[i]是在第i時間間隔內的噪聲。因為接收到的信號是(s[i]+n[i])，所以N_估計的測量只能當s[i]為已知時才能獲得。這就建議在視頻信號的水平消隱期間(或垂直消隱期間)測量噪聲的可能性，其中s[i]已知與一個消隱電平V_b1相等。盡管不能確切知道消隱電平V_b1，它可以被估計為消隱期間的長期平均值(s[i]+n[i])。

不幸地，在消隱期間的噪聲電平的估計并不是一個活動視頻信號內噪聲電平的可靠估計。這是因為消隱信號被盒式錄像機和信號中繼站頻繁地重新插入以便減少鉗位噪聲和同步抖動。那就是說，新的有較少噪聲的消隱信號被插入以替換有較多噪聲的舊的消隱信號。因此被新插入的消隱信號中的噪聲可能少于實際包含在活動視頻信號中的噪聲。認為新插入的消隱信號中的噪聲電平與活動視頻信號中的噪聲電平相等會導致過低估計活動視頻信號中實際的噪聲電平。

因為這個原因，需要測量視頻信號中活動視頻信號部分的噪聲電平。這樣就引入了區分活動視頻信號中信號和噪聲的問題。解決這個問題的一種方法就是假設圖像包含某一最小數量的具有恒定亮度的水平線條。對具有恒定亮度(或幾乎恒定亮度)的L個像素的每個線條，都假定這些像素的線條中的變化是由噪聲引起的。通過如下確定方差來估計這些本地噪聲信號的電平是可能的：

在等式(2)中，一個像素的位置由坐標(x，y，f)來指定。對于某一特定像素，“x”值指定在一行內該像素的位置，以及“y”值指定在一幀內該行的位置，“f”值指定該幀的位置。在一個廣播期間，像素被順序發送。所以，在一個傳輸中任一特定像素的位置可以由一個單一(例如，一維)坐標來指定。單一坐標是指“i”和由

i＝x·T_x+y·T_L+f·T_f??????????????????????????(3)計算出“i”的值。

在等式(3)中，T_x是取樣時間，T_L是行周期，T_f是場周期。T_x、T_L和T_f的值對某一特定標準(例如，PAL、NTSC)來說是固定的。在傳輸中一個像素的位置可以用這種方法來指定。