專利名稱：雜訊消除電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于ー種消除電路，其系尤指ー種可以消除影像雜訊的雜訊消除電路。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于高畫質(zhì)影像的要求越益提高。然而，影響影像質(zhì)量的重要因素之一，便是影像擷取、信號(hào)轉(zhuǎn)換以及信號(hào)傳輸過程中所伴隨產(chǎn)生的雜訊，因此必須透過影像處理的技術(shù)，消除影響人眼視覺感受的雜訊。最常見的去雜訊的影像處理有空間域去雜訊處理及時(shí)域去雜訊處理?？臻g域去雜訊處理為采用具有局部窗ロ區(qū)塊(local window bloack)的濾波器，將目前影像中各像素進(jìn)行空間域?yàn)V波處理，使影像變得平滑及柔和，進(jìn)而降低人眼對(duì)雜訊 的視覺感受。但是，這種方式通常會(huì)造成影像模糊化(blur)，反而影響了影像中細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)，例如邊緣(edge)及紋理(texture)。時(shí)域去雜訊處理為參考先前影像的信息，來對(duì)目前影像中各像素進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波處理。基于目前影像與先前影像具有高度相關(guān)的特性，時(shí)域去雜訊處理與空間域去雜訊處理相較之下，較能維持及保留影像中的細(xì)節(jié)。然而，在對(duì)影像中移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波處理吋，很容易產(chǎn)生移動(dòng)殘影，造成人眼感受不適。因此，便有人提出采用移動(dòng)估測算法來評(píng)估目前影像整體的移動(dòng)向量趨勢，并據(jù)以調(diào)整時(shí)域?yàn)V波的強(qiáng)度，以消除移動(dòng)殘影。然而，移動(dòng)估算算法的復(fù)雜度高且運(yùn)算量大，以硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)較難對(duì)目前影像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。而且，人眼所能忍受影像的失真程度受到環(huán)境光源以及影像變化而有所不同，是故在去雜訊過程中，除了要避免移動(dòng)殘影的發(fā)生，也須考慮環(huán)境光源以及影像特征等因素的影響。綜上所述，在影像處理的領(lǐng)域中，一般用來消除雜訊的方法多半是直接處理影像中的像素，目前，最常使用的濾波器不外乎是平均濾波器以及排序統(tǒng)計(jì)濾波器，因應(yīng)不同原因所形成的雜訊，其所采用的濾波器也隨之不同。習(xí)知用來濾除飛紋雜訊(mosquito noise)及高斯雜訊(Gaussian noise)的方法是使用低通濾波器(lowpass filter)，低通濾波器的操作原理是對(duì)濾波器屏蔽所定義的區(qū)域的全部像素值取得一算木平均值，并以此算木平均值來取代原本的像素值，然而低通濾波器是針對(duì)整張畫面進(jìn)行調(diào)整像素值的動(dòng)作，對(duì)于非雜訊的部分也同樣地會(huì)更改其像素值，因此在消除雜訊的過程中，往往會(huì)模糊影像的邊緣部分而造成失真的現(xiàn)象，以習(xí)知技術(shù)顯然無法辨識(shí)出雜訊所在的位置。再者，一般進(jìn)行影像鋭利度強(qiáng)化中，高通濾波器對(duì)于含有雜訊的影像較為敏感，容易造成影像邊緣的誤判，使得影像經(jīng)過影像鋭利度強(qiáng)化后，雜訊亦被同步加強(qiáng)，所以，在影像鋭利度強(qiáng)化之前，先進(jìn)行雜訊消除以減少雜訊的干擾。然而，一般消除雜訊是使用低通濾波器作雜訊去除的動(dòng)作，但上述可知，使用低通濾波器會(huì)造成影像畫面模糊化，反而減少其鋭利度。
因此，如何針對(duì)上述問題而提出一種新穎雜訊消除電路，其可有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化，使可解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種雜訊消除電路，其藉由至少ー濾波器消除ー輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。本發(fā)明的雜訊消除電路包含至少ー邊緣偵測単元、至少ー濾波器、至少ー調(diào)整單元與一第一加法器。至少ー邊緣偵測単元用以比較ー輸入影像數(shù)據(jù)的ー輸入像素和輸入影像數(shù)據(jù)的至少ー相鄰像素而產(chǎn)生至少ー差異數(shù)據(jù)；至少ー濾波器耦接邊緣偵測単元，并過濾差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生ー過濾數(shù)據(jù)；至少ー調(diào)整単元對(duì)應(yīng)耦接濾波器，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一抑制數(shù)據(jù)；以及第一加法器相加抑制數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)，以消除輸入影 像數(shù)據(jù)的雜訊，如此，本發(fā)明藉由至少ー濾波器消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。實(shí)施本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明的雜訊消除電路由至少ー邊緣偵測単元用以比較ー輸入影像數(shù)據(jù)的ー輸入像素和輸入影像數(shù)據(jù)的至少ー相鄰像素而產(chǎn)生至少ー差異數(shù)據(jù)；至少ー濾波器耦接邊緣偵測単元，并過濾差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生ー過濾數(shù)據(jù)；至少ー調(diào)整單元對(duì)應(yīng)耦接濾波器，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一抑制數(shù)據(jù)；以及第一加法器相加抑制數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)，以消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，如此，本發(fā)明藉由至少ー濾波器消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。


圖I為本發(fā)明的一實(shí)施例的雜訊消除電路的方塊圖；圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的輸入影像數(shù)據(jù)的輸入像素與相鄰像素排列的示意圖；以及圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的濾波器的過濾曲線圖。圖號(hào)對(duì)照說明I雜訊消除電路10邊緣偵測單元20濾波器30調(diào)整單元40第一加法器50第二加法器60除法器
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)ー步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明，說明如下請參閱圖1，系為本發(fā)明的一實(shí)施例的雜訊消除電路的方塊圖。如圖所示，本發(fā)明的雜訊消除電路I包含至少ー邊緣偵測単元10、至少ー濾波器20、至少ー調(diào)整単元30與一第一加法器40。邊緣偵測單元10接收ー輸入影像數(shù)據(jù)，于本實(shí)施例中，輸入影像數(shù)據(jù)為YCbCr格式，但本發(fā)明并不局限輸入影像數(shù)據(jù)為YCbCr格式，亦可以為其它影像數(shù)據(jù)的格式，例如RGB格式，邊緣偵測單元10用以比較輸入影像數(shù)據(jù)的ー輸入像素和輸入影像數(shù)據(jù)的相鄰像素而產(chǎn)生一差異數(shù)據(jù)Di。濾波器20耦接邊緣偵測単元10，并過濾差異數(shù)據(jù)Di而產(chǎn)生ー過濾數(shù)據(jù)Ei，其中，本發(fā)明的濾波器為ー Epsilon濾波器。調(diào)整單元30耦接濾波器20，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)Wi而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)Ei而產(chǎn)生一第一抑制數(shù)據(jù)rli，其中，調(diào)整單元30為ー乘法器，第一加法器40相加第一抑制數(shù)據(jù)rli與輸入影像數(shù)據(jù)，以消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，如此，本發(fā)明藉由 濾波器20消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。另外，上述雜訊消除電路I僅包含一個(gè)邊緣偵測單元10、一個(gè)濾波器20與ー個(gè)調(diào)整単元30，而為了増加雜訊消除電路I消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊的能力，所以，雜訊消除電路I包含多個(gè)邊緣偵測單元10、多個(gè)濾波器20、多個(gè)調(diào)整単元30。如圖2所示，該多個(gè)邊緣偵測單元10會(huì)先接收ー個(gè)輸入像素P，再接收相鄰于輸入像素P的相鄰像素Pi，i = 0，1，2，3，也就是說，多個(gè)邊緣偵測單元10皆會(huì)同時(shí)接收到相同的輸入像素P，的后，該多個(gè)邊緣偵測單元10會(huì)分別接收不同的相鄰像素Pi，而比較輸入影像數(shù)據(jù)的輸入像素P和輸入影像數(shù)據(jù)的相鄰像素Pi而產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)Di，i = 0,1,2,3，其公式如下所示Di = P-Pi，i = 0，1，2，3........................(I)由上述公式并配合圖2可知，當(dāng)該多個(gè)邊緣偵測單元10中的第0個(gè)邊緣偵測單元10接收第0個(gè)相鄰像素PO與輸入像素P，而比較第0個(gè)相鄰像素PO與輸入像素P，產(chǎn)生第0個(gè)差異數(shù)據(jù)D0，同理，第I個(gè)邊緣偵測單元10接收第I個(gè)相鄰像素Pl與輸入像素P，而比較第I個(gè)相鄰像素Pl與輸入像素P，產(chǎn)生第I個(gè)差異數(shù)據(jù)D1，以此類推，此本實(shí)施例為例，該多個(gè)邊緣偵測單元10總共產(chǎn)生14個(gè)差異數(shù)據(jù)DO D13。承上所述，濾波器20耦于邊緣偵測単元10，于本實(shí)施例中，系采用多個(gè)濾波器20，所以，該多個(gè)濾波器20分別耦接該多個(gè)邊緣偵測單元10，并該多個(gè)濾波器20分別過濾該差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生ー過濾數(shù)據(jù)Ei，其中，由于本發(fā)明的濾波器20是使用Epsilon濾波器進(jìn)行濾波，所以，本發(fā)明的濾波器20產(chǎn)生過濾數(shù)據(jù)Ei的公式如下Ei = Epsilon Filter (Di)..................... (2)調(diào)整單元30耦接濾波器20，于本實(shí)施例中，系采用多個(gè)調(diào)整単元30，所以，該多個(gè)調(diào)整單元30分別耦接該多個(gè)濾波器20，并該多個(gè)調(diào)整単元30分別依據(jù)一調(diào)整參數(shù)Wi而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)而產(chǎn)生第一抑制數(shù)據(jù)rli。由于雜訊消除電路I包含多個(gè)邊緣偵測單元10、多個(gè)濾波器20、多個(gè)調(diào)整単元30，所以，本實(shí)施例的雜訊消除電路I更包含一第二加法器50與一除法器60。第二加法器50相加該多個(gè)調(diào)整單元30輸出的第一抑制數(shù)據(jù)rli，而產(chǎn)生一累加數(shù)據(jù)sum，除法器60耦接第二加法器50，并平均累加數(shù)據(jù)sum，而產(chǎn)生一第二抑制數(shù)據(jù)r2，且傳送第二抑制數(shù)據(jù)r2至第一加法器40，第一加法器40耦接除法器60，而相加第二抑制數(shù)據(jù)r2與輸入影像數(shù)據(jù)而產(chǎn)生并輸出ー輸出影像數(shù)據(jù)PNK，以除該輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，其中，第一加法器40產(chǎn)生輸出影像數(shù)據(jù)Pnk的公式如下所示Pnr = p +..............................(3)如此，本發(fā)明藉由濾波器消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。請參閱圖3，系為本發(fā)明的一實(shí)施例的濾波器的過濾曲線圖。如圖所示，本發(fā)明的 濾波器20是使用Epsilon濾波器，該濾波器20具有一第一正門檻值印_thl與一第二正門檻值印_th2。當(dāng)邊緣偵測單元10所產(chǎn)生的差異數(shù)據(jù)Di大于零并小于第一正門檻值印_thl時(shí)，濾波器20系將差異數(shù)據(jù)Di乘上ー第一斜率參數(shù)，而產(chǎn)生過濾數(shù)據(jù)Ei ;當(dāng)差異數(shù)據(jù)Di大于第一正門檻值ep_thl并小于第二正門檻值ep_th2時(shí)，濾波器20系將差異數(shù)據(jù)Di乘上ー第二斜率參數(shù)，而產(chǎn)生過濾數(shù)據(jù)Ei。此外，本發(fā)明的濾波器20可藉由調(diào)整一正門檻參數(shù)印_th與第一正門檻值印_thl與第二正門檻值ep_th2而分別決定第一斜率參數(shù)與第二斜率參數(shù)，所以，本發(fā)明可藉由調(diào)整正門檻參數(shù)印_th與第一正門檻值ep_thl而調(diào)整第一斜率參數(shù)，或是調(diào)整正門檻參數(shù)ep_th與第二正門檻值印_th2而調(diào)整第二斜率參數(shù)。再者，本發(fā)明的濾波器20更具有一第一負(fù)門檻值-印_thl與一第二負(fù)門檻值-印_th2。當(dāng)差異數(shù)據(jù)Di小于零并大于第一負(fù)門檻值-印_thl時(shí)，濾波器20系將差異數(shù)據(jù)Di乘上ー第三斜率參數(shù)，而產(chǎn)生過濾數(shù)據(jù)Ei ;當(dāng)差異數(shù)據(jù)Di小于第一負(fù)門檻值-印_thl并大于該第二負(fù)門檻值-印_th2吋，濾波器20系將差異數(shù)據(jù)Di乘上ー第四斜率參數(shù)，而產(chǎn)生過濾數(shù)據(jù)。如此，本發(fā)明藉由上述的濾波器的濾波方式而消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。另外，本發(fā)明的濾波器20可藉由調(diào)整ー負(fù)門檻參數(shù)-印_th與第一負(fù)門檻值-印_thl與第二負(fù)門檻值_ep_th2而分別決定第三斜率參數(shù)與第四斜率參數(shù)，所以，本發(fā)明可藉由調(diào)整負(fù)門檻參數(shù)-印_th與第一負(fù)門檻值-印_thl而調(diào)整第三斜率參數(shù)，或是調(diào)整負(fù)門檻參數(shù)-印_th與第二負(fù)正門檻值-印_th2而調(diào)整第四斜率參數(shù)。綜上所述，本發(fā)明的雜訊消除電路由至少ー邊緣偵測単元用以比較ー輸入影像數(shù)據(jù)的ー輸入像素和輸入影像數(shù)據(jù)的至少ー相鄰像素而產(chǎn)生至少ー差異數(shù)據(jù)；至少ー濾波器耦接邊緣偵測単元，并過濾差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生ー過濾數(shù)據(jù)；至少ー調(diào)整単元對(duì)應(yīng)耦接濾波器，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一抑制數(shù)據(jù)；以及第一加法器相加抑制數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)，以消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，如此，本發(fā)明藉由至少ー濾波器消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雜訊消除電路，其特征在于，其包含 至少一邊緣偵測單元，用以比較一輸入影像數(shù)據(jù)的一輸入像素和該輸入影像數(shù)據(jù)的至少一相鄰像素而產(chǎn)生至少一差異數(shù)據(jù)； 至少一濾波器，耦接該邊緣偵測單元，并過濾該差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生一過濾數(shù)據(jù)； 至少一調(diào)整單元，耦接該濾波器，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)而調(diào)整該過濾數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一抑制數(shù)據(jù)；以及 一第一加法器，相加該抑制數(shù)據(jù)與該輸入影像數(shù)據(jù)，以消除該輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊。
2.如權(quán)利要求I所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中雜訊消除電路包含多個(gè)邊緣偵測單元、多個(gè)濾波器、多個(gè)調(diào)整單元時(shí)，該雜訊消除電路更包含 一第二加法器，相加該多個(gè)調(diào)整單元調(diào)整后的過濾數(shù)據(jù)，而產(chǎn)生一累加數(shù)據(jù)； 以及 一除法器，耦接該第二加法器，并平均該累加數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生該抑制數(shù)據(jù)，且傳送該抑制數(shù)據(jù)至該第一加法器。
3.如權(quán)利要求I所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該濾波器為一Epsilon濾波器。
4.如權(quán)利要求I所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該調(diào)整單元為一乘法器。
5.如權(quán)利要求I所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該濾波器具有一第一正門檻值，當(dāng)該差異數(shù)據(jù)大于零并小于該第一正門檻值時(shí)，該濾波器系將該差異數(shù)據(jù)乘上一第一斜率參數(shù)，而產(chǎn)生該過濾數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該濾波器更具有一第二正門檻值，當(dāng)該差異數(shù)據(jù)大于該第一正門檻值并小于該第二正門檻值時(shí)，該濾波器系將差異數(shù)據(jù)乘上一第二斜率參數(shù)，而產(chǎn)生該過濾數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該濾波器具有一第一負(fù)門檻值，該第一負(fù)門檻值小于該第一正門檻值與該第二正門檻值，當(dāng)該差異數(shù)據(jù)小于零并大于該第一負(fù)門檻值時(shí)，該濾波器系將該差異數(shù)據(jù)乘上一第三斜率參數(shù)，而產(chǎn)生該過濾數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的雜訊消除電路，其特征在于，其中該濾波器更具有一第二負(fù)門檻值，當(dāng)該差異數(shù)據(jù)小于該第一負(fù)門檻值并大于該第二負(fù)門檻值時(shí)，該濾波器系將差異數(shù)據(jù)乘上一第四斜率參數(shù),而產(chǎn)生該過濾數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明系有關(guān)于一種雜訊消除電路，系由至少一邊緣偵測單元用以比較一輸入影像數(shù)據(jù)的一輸入像素和輸入影像數(shù)據(jù)的至少一相鄰像素而產(chǎn)生至少一差異數(shù)據(jù)；至少一濾波器耦接邊緣偵測單元，并過濾差異數(shù)據(jù)而產(chǎn)生一過濾數(shù)據(jù)；至少一調(diào)整單元對(duì)應(yīng)耦接濾波器，并依據(jù)一調(diào)整參數(shù)而調(diào)整過濾數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一抑制數(shù)據(jù)；以及第一加法器相加抑制數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)，以消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，如此，本發(fā)明藉由至少一濾波器消除輸入影像數(shù)據(jù)的雜訊，以達(dá)到有效消除影像雜訊并可以避免造成影像畫面模糊化。
文檔編號(hào)H04N5/208GK102957843SQ201210469399
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者王信中 申請人:矽創(chuàng)電子股份有限公司