디지탈 영상 신호 필터링 장치 및 방법 document_id 1020040031319

[청구항 1] 영상을 구성하는 프레임들 각각의 화소값을 시간적으로 필터링하는 시간 필터링부 상기 화소값을 공간적으로 필터링하는 공간 필터링부 로컬 공간 평균값과 상기 필터링된 결과들 각각의 크기를 비교한 결과에 응답하여, 상기 필터링된 결과들중 하나를 상기 시공간 필터링값으로서 선택적으로 출력하는 필터 선택부; 및 상기 시공간 필터링값의 고역 성분을 강조하여 출력하는 선명도 향상 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치 [청구항 3] 제1 항에 있어서,상기 필터 선택부는아래와 같이 시공간 필터링값을 선택하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치.(여기서, 는 시공간 필터링값을 나타내고, 는 상기 화소값을 시간적으로 필터링한 결과를 나타내고, 는 상기 화소값을 공간적으로 필터링한 결과는상기 로컬 공간 평균값을 각각 나타낸다.) [청구항 4] 제1 항에 있어서,상기 시간 필터링부는현재 프레임의 화소값으로부터 이전 프레임의 화소값을 감산한 결과와 움직임 검출 문턱값을 비교하고, 비교된 결과를 화소값 제어 신호로서 출력하는 화소값 제어부;상기 현재 프레임의 화소값과 상기 이전 프레임의 화소값을 이용하여 새로운 화소값을 생성하는 화소값 연산부; 및상기 화소값 제어 신호에 응답하여, 상기 현재 프레임의 화소값 또는 상기 새로운 화소값을 선택적으로 출력하는화소값선택부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 5] 제4 항에 있어서,상기 화소값 연산부는 상기 현재 프레임의 화소값과 상기 이전 프레임의 화소값의 평균을 상기 새로운화소값결정하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 6] 제1 항에 있어서,상기 시간 필터링부는현재 프레임의 화소값으로부터 이전 프레임의 상기 시공간 필터링값을 감산한 결과와 움직임 검출 문턱값을 비교하고, 비교된 결과를 화소값 제어 신호로서 출력하는 화소값 제어부;상기 현재 프레임의 화소값과 상기 이전 프레임의 시공간 필터링값에 가중치를 부여하면서 적어도 하나의 새로운 화소값을 생성하는 화소값 연산부;상기 화소값 제어 신호에 응답하여, 상기 현재 프레임의 화소값 또는 상기 새로운 화소값을 선택적으로 출력하는화소값선택부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 7] 제1 항에 있어서,상기 시간 필터링부는 상기 화소값을 아래와 같이 시간적으로 필터링하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치.(여기서, 는 상기 화소값을 시간적으로 필터링한 결과를 나타내고, 는 현재 프레임의 화소값는이전 프레임의 상기 시공간 필터링값을 나타내고, d는 움직임 검출 문턱값을 각각 나타낸다.) [청구항 8] 제1 항에 있어서,상기 공간 필터링부는중심 화소를 중심에 두는 소정 크기의 윈도우 마스크 내부에서 이전 라인에 속하는 근방 화소에 대해 생성된 상기 시공간 필터링값을 입력하여 단위 라인 지연시키는 라인 지연부; 및상기 윈도우 마스크 내부에 존재하는 화소들중 상기 라인 지연부로부터 입력한 상기 이전 라인에 속하는 근방 화소들의 화소값들 또는 상기 윈도우 마스크 내부에 존재하는 화소들중 외부로부터 입력한 이후 라인에 속하는 근방 화소들의 화소값들과 해당하는 가중치들을 서로 승산하여 누적하고, 누적된 결과를 상기 중심 화소의 상기 화소값을 공간적으로 필터링한 결과로서 출력하는 제1 승산부를 구비하고,상기 근방 화소는 상기 중심 화소의 근방에 위치하고, 상기 이전 및 상기 이후 라인들은 상기 중심 화소가 속하는 현재 라인의 이전 및 이후에 각각 위치하는라인인것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 9] 제8 항에 있어서,상기 공간 필터링부는 상기 중심 화소의 상기 화소값으로부터 상기 근방 화소의 화소값을 감산하는 감산부; 상기 중심 화소의 화소값으로부터 예측한 잡음 분산값을 이용하여 가중 기준값을 생성하는 기준값 생성부; 상기 감산부에서 감산된 결과와 상기 가중 기준값을 비교하는 비교부; 및 상기 비교부에서 비교된 결과를 어드레스로서 입력하고, 상기 가중치를 데이타로서 저장하며, 상기 어드레스에 상응하는 데이타를 상기 제1 승산부로 출력하는룩업테이블더구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 10] 제9 항에 있어서,상기 기준값 생성부는 상기 중심 화소의 화소값으로부터 상기 잡음 분산값을 예측하는 분산값 예측부; 상기 예측된 잡음 분산값을 단위 프레임 지연하는 프레임 지연부; 및 상기 지연된 결과를 이용하여 상기 가중 기준값을 생성하는 연산부를구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 11] 제10 항에 있어서,상기 연산부는 아래와 같이 상기 가중 기준값을 생성하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치. (여기서, σ는 상기 가중 기준값을 나타내고, σin은 소정 초기값이고, nvar은상기지연되고예측된잡음 분산값을 나타낸다.) [청구항 12] 제10 항에 있어서,상기 분산값 예측부는 상기 윈도우 마스크 내부에 존재하는 모든 화소들 각각의 화소값과 중간 화소값간의 차를 계산하는 제1 화소값 차 계산부; 상기 제1 화소값 차 계산부에서 계산된 차들의 평균값을 계산하는 평균값 계산부; 최대의 히스토그램을 갖는 평균값을 상기 잡음 분산값으로 예측하는최대히스토그램검출부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 13] 제1 항에 있어서,상기 선명도 향상 필터는 중심 화소에 대한 상기 시공간 필터링값의 고역 성분을 추출하는 고역 성분 추출부; 필터 마스크 내부에서 상기 중심 화소와 이웃 화소들간의 화소값들간의 차의 변화폭을 이용하여 이득을 결정하는 이득 결정부; 상기 결정된 이득과 상기 추출된 고역 성분을 승산하는 제2 승산부; 및 상기 제2 승산부에서 승산된 결과와 상기 영상을 합성하고, 합성된 결과를 상기 선명도가 강조된 결과로서 출력하는 합성부를 구비하고, 상기 이웃 화소는상기중심화소이웃하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 14] 제13 항에 있어서,상기 고역 성분 추출부는 상기 중심 화소의 화소값과 상기 이웃 화소의 화소값간의 차를 계산하는 제2 화소값 차 계산부; 상기 제2 화소값 차 계산부에서 계산된 차의 변화폭에 상응하는 변수를 결정하는 변수 결정부; 상기 중심 화소와 상기 이웃 화소간의 상관도를 상기 변수와 상기 차를 이용하여 계산하는 상관도 계산부; 및 상기 상관도와 상기 시공간 필터링값을 이용하여 상기 고역 성분을 계산하는고역성분계산부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 15] 제14 항에 있어서,상기 변수 결정부는 아래와 같이 상기 변수를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치. (여기서, δ는 상기 변수를 나타내고, th1은 제1 소정 임계값을 나타내고, drange는 상기 차의 변화폭을 나타내고, , d(m,n)은 상기 제2 화소값 차 계산부계산된상기 차를 나타내고, , 상기 필터 마스크의 크기는 m×n이고, 1≤m≤m, 1≤n≤n, z(m,n)은 상기 중심 화소의 화소값을 나타내고, z(i,j)는 상기 이웃 화소의 화소값을 각각 나타낸다. [청구항 16] 제14 항에 있어서,상기 상관도 계산부는 아래와 같이 상기 상관도를 계산하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치. [여기서, d(m,n)은 상기 제2 화소값 차 계산부계산된상기 차를 나타내고, 상기 필터 마스크의 크기는 m×n이고, 1≤m≤m, 1≤n≤n, z(m,n)은 상기 중심 화소의 화소값을 나타내고, z(i,j)는 상기 이웃 화소의 화소값을 나타내고, δ는 상기 변수를 나타내고, wcorr(m,n)은 상기 상관도를 각각 나타낸다.) [청구항 17] 제16 항에 있어서,상기 고역 성분 계산부는 아래와 같이 상기 고역 성분을 계산하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치. (여기는고역 성분을 나타낸다.) [청구항 18] 제13 항에 있어서,상기 이득 결정부는 상기 차의 변화폭이 작은 영역에서 이득을 작게 결정하고, 상기 차의 변화폭이 큰 영역에서 상기 차의 변화폭과 반비례하도록 상기 이득을 결정하고, 상기 차의 변화폭이 중간 영역에서 상기 이득을 크게 결정하는이득계산부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 19] 제13 항에 있어서,상기 이득 결정부는 아래와같이상기이득결정하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. (여기서, th2, th3 및 th4는 제2, 제3 및 제4 소정 임계값들을 각각 나타내고, drange는 상기 차의 변화폭을 나타내고, gain은 상기 이득을 나타내고, 상기 gmax는 상기 이득의 최대값을 각각 나타낸다.) [청구항 20] 제13 항에 있어서,상기 이득 결정부는 상기 이웃 화소를 중심으로 하는 블럭에 포함되는 모든 화소들에 대해 차의 변화폭을 검출하고, 검출된 차의 변화폭을 이용하여 상기 이득을 조정하는이득 조정부구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 21] 제20 항에 있어서,상기 이득 조정부는 상기 이웃 화소들 각각에 대해서, 상기 블럭에 포함되는 모든 화소들 각각과 상기 이웃 화소간에 화소값들간의 차의 변화폭을 검출하는 변화폭 검출부; 상기 변화폭 검출부에서 검출된 차의 변화폭의 최대값과 최소값간의 차를 계산하는 변화 정도 계산부; 및 상기 변화 정도 계산부에서 계산된 차의 크기에 응답하여, 상기 결정된 이득을 상기 차의 변화폭을 이용하여 조정하는 이득 감쇄부를구비하는것을특징으로 하는디지탈 영상 신호 필터링 장치. [청구항 22] 제20 항에 있어서,상기 이득 감쇄부는 상기 계산된 차의 크기가 제5 소정 임계값 이상일 때, 상기 결정된 이득을 아래와 같이 조정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 영상 신호 필터링 장치. (여기서, gfinal은 상기 이득 감쇄부로부터 출력되는 상기 조정된 이득을 나타내고, gain은 상기결정된이득을 나타내고, drange는 상기 차의 변화폭을 나타내고, c는 상기 이웃 화소의 개수를 나타낸다.)