专利名称：视频信号噪声减少设备和方法及该方法的程序的记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频信号噪声减少设备、减少视频信号中的噪声的方法及存储该方法的程序的记录媒体。
众所周知，视频信号噪声减少设备依据中心与周围象素之间的相关结果对视频信号求平均来减少视频信号中的噪声。
6-86104号日本专利临时申请揭示了这种已有技术的视频信号噪声减少设备。
图6是该日本专利临时申请中所揭示的已有技术的视频信号噪声减少设备的方框图。
把来自输入端501的视频信号提供给中心和周围象素数据输出电路502。中心和周围象素数据输出电路502把中心象素数据和周围象素数据提供给绝对值电路503到506。绝对值电路503到506计算周围象素的值与中心象素的值之差并运算绝对值，把这些绝对值提供给相关判别电路507到510。相关判别电路507到510把来自绝对值电路503到506的绝对值与阈值相比较，以判断是否存在相关。把判断结果提供给计数器511和相关象素加法器512。计数器511计算示出相关的象素的数目，把计数提供给除法器513。
相关象素加法器512仅获得示出相关的象素的值之和。把此和提供给除法器513。除法器513把来自相关象素加法器512的和除以来自计数器511的计数，输出除法结果作为输出视频信号。这样，除法结果替换了中心象素的值，从而对视频信号求平均来减少视频信号中的噪声。
除法器使电路规模较大。
本发明的目的是提供一种优良的视频信号噪声减少设备、一种优良的减少视频信号中的噪声的方法以及一种优良的存储该方法的程序的记录媒体。
依据本发明，提供了一种视频信号噪声减少设备。响应于象素时钟信号的象素数据输出电路从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据。差值计算电路计算周围象素数据与中心象素数据之差。相关象素数据检测电路依据这些差值和阈值来检测示出与中心象素数据高度相关的一部分周围象素数据。计数电路对来自相关象素数据检测电路的的这部分周围象素数据进行计数。响应于相关象素数据检测电路的相关象素选择电路选择性地输出这部分周围象素数据的一部分差值。求和电路依据计数结果获得这部分差值的和。除法系数产生电路依据计数电路的计数结果产生2n的除法系数。除法电路把该和除以除法系数。加法电路把除法结果加到中心象素数据上，以产生输出视频信号。
在此视频信号噪声减少设备中，求和电路包括依据预定优先级对这部分差值中的每一个进行加权的加权电路，求和电路获得被加权的差值之和。
依据本发明，还提供了一种减少视频信号中的噪声的方法，它包括以下步骤响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据；计算周围象素数据与中心象素数据之差；依据这些差值和阈值来检测示出与中心象素数据高度相关的一部分周围象素数据；对检测到的这部分周围象素数据进行计数；选择性地输出这部分周围象素数据的检测到的这部分差值；依据计数结果获得这部分差值之和；依据计数结果产生2n的除法系数；把该和除以除法系数；把除法结果加到中心象素数据上，以产生输出视频信号。
此噪声减少方法还包括依据预定优先级对这部分差值中的每一个进行加权的步骤。从加权的差值中获得该和。
依据本发明，还提供了一种记录媒体，它包括基底；以及存储包括以下步骤的程序的记录层；响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据；计算周围象素数据与中心象素数据之差；依据这些差值和阈值来检测示出与中心象素数据高度相关的一部分周围象素数据；对检测到的这部分周围象素数据进行计数；选择性地输出这部分周围象素数据的检测到的这部分差值；依据计数结果获得这部分差值之和；依据计数结果产生2n的除法系数；把该和除以除法系数；把除法结果加到中心象素数据上，以产生输出视频信号。
该程序还包括依据预定优先级对这部分差值中的每一个进行加权的步骤。从加权的差值中获得该和。
从以下详细地描述并结合附图，将使本发明的目的和特征变得更加明显起来，其中
图1是本发明一个实施例的视频信号噪声减少设备的方框图；图2是示出相对于计数结果的系数值的一个例子的实施例表；图3是示出加权和加法公式的实施例的表；
图4示出减少视频信号中的噪声的方法的实施例的流程图；图5是示出视频处理操作的实施例的示意图；以及图6是已有技术的视频信号噪声减少设备的方框图。
在图中，以相同的标号表示相同或相应的元件。
以下将描述本发明的一个实施例。
图1是本发明实施例的视频信号噪声减少设备的方框图。
视频信号噪声减少设备包括输入端101、中心和周围象素数据输出电路102、差值计算电路103到106、相关判别电路107到110、计数器111、系数产生电路114、相关象素选择器112、加权和加法电路113、求平均电路115和加法器116。
把来自输入端101的视频信号提供给中心和周围象素数据输出电路102。中心和周围象素数据输出电路102把中心象素数据(中心象素的数据)和周围象素数据(周围象素的数据)分别提供给差值计算电路103到106。更具体来说，中心和周围象素数据输出电路包括输出中心和周围象素的值的存储器。差值计算电路103到106分别计算周围象素的值与中心象素的值之差。把这些差值分别提供给相关判别电路107到110。相关判别电路107到110把来自差值计算电路103到106的差值分别与阈值相比较，以判断是否相关。把判断结果提供给计数器111和相关象素选择器112。计数器111对示出高度相关的象素数目进行计数，把计数提供给系数产生电路114和加权及加法电路113。
系数产生电路114依据计数器111的计数结果产生2n的除法系数。图2是示出相对于计数结果的系数值的一个例子的实施例表。在图2中，输入到中心和周围象素数据输出电路102的象素值的数目为十六。
相关象素选择器112相应于高度相关结果选择性地输出一部分差值。加权和加法电路113依据来自计数器111的计数而选中的公式之一对来自相关象素选择器112的这部分差值中的每一个进行加权并把加权结果相加。图3是示出加权和加法公式的实施例的表，其中所处理的象素的数目为十六。依据预定优先级来改变系数。即，最靠近中心象素的周围象素之一具有高的优先级。例如，在图3中，除了中心象素A0以外，周围象素A1(例如，中心象素右侧的象素)具有最高的优先级。更具体来说，假设差值(A0)到(A16)的优先级水平按此顺序降低。因此，中心象素具有最高优先级但与其自身值的差值总是为零，从而把实际的最高优先级分配给最靠近的象素之一，例如中心象素右侧的象素。相应地，依据计数结果来选择加权和加法公式，依据优先级对周围象素的值进行加权并把它们相加。
求平均电路115把加权和加法电路113的输出除以来自系数产生电路114的系数。加法器116把求平均电路115的输出加到来自中心和周围象素数据输出电路102的中心象素的值上，以产生输出视频信号。由于系数是2n，所以求平均电路115包括把加权和加法结果移位的移位寄存器。
如上所述，把预定优先级提供给周围象素，依据高度相关的周围象素的数目对示出高度相关的差值进行加权，把加法结果除以依据高度相关周围象素的数目所确定的2n的系数，把除法结果加到中心象素的值上，从而抑制视频信号中的噪声。此外，求平均电路115包括移位寄存器，从而可把电路规模减到最小。
图4示出减少视频信号中的噪声的方法的实施例的流程图。图5是示出视频处理操作的实施例的示意图。以计算机403中的程序来处理视频摄像机403所产生的视频信号，并将经处理的视频信号提供给视频监测器405从而再现图象406。
在步骤s1，对示出高度相关的周围象素的计数进行初始化。在步骤S2，判断读取中心象素与中心象素周围的周围象素的值是否已完成。如果还未完成，则在步骤S3获得(读取)中心象素或周围象素之一的值。在以下步骤S4，计算中心象素的值与周围象素的值之差。在以下步骤S5，把此差值与阈值相比较。如果此差值大于阈值(高度相关)，则在步骤S6递增计数，处理返回步骤S2。如果在步骤S5差值不大于阈值(低度相关)，则处理直接返回步骤S2。
如果已在步骤S2读取并输出中心和周围象素的所有值，则依据图2所示在步骤S6获得的计数来产生系数。
在以下步骤S8，依据计数选中的加权和加法公式之一对这些差值进行加权和相加。
在步骤S9，把加权和加法结果除以在步骤S7获得的系数，以求平均。
在步骤S10，把求平均结果加到中心象素的值上，以产生输出视频信号。
实际上，在步骤S9中，通过对加权和加法结果进行移位来实行加权和加法结果的除法，这是因为系数为2n。
在图5中，把代表上述方法的差值的程序存储在记录媒体401中。记录媒体401包括基底401a和记录层401b。记录层401b存储包括以下步骤的程序响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心和周围象素的数据。
计算周围象素数据与中心象素数据之差。
依据这些差值和阈值来检测示出与中心象素数据高度相关的一部分周围象素数据。
对检测到的这部分周围象素数据进行计数。
选择性地输出检测到的这部分差值。
依据计数结果进行加权获得这部分差值之和。
依据计数结果获得2n的除法系数。
把该和除以除法系数。
把除法结果加到中心象素数据上，以产生输出视频信号。
把记录媒体401放入计算机403中的记录媒体读取器内并存储在存储器中，从而以计算机403中的程序来处理视频摄像机403所产生的视频信号，把经处理的视频信号提供给视频监测器405并再现图象406。
权利要求
1．一种视频信号噪声减少设备，其特征在于包括象素数据输出电路，响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据；差值计算装置，用于计算所述周围象素的所述数据与所述中心象素的所述数据之差；相关象素数据检测装置，用于依据所述差值和阈值来检测示出与所述中心象素的所述数据高度相关的所述周围象素的所述数据的一部分；计数装置，用于对来自所述相关象素数据检测装置的所述周围象素的所述数据的所述检测到的部分进行计数；相关象素选择装置，响应于所述相关象素数据检测装置，选择性地输出所述周围象素的所述数据的所述部分的所述差值的一部分；求和装置，用于依据所述计数结果获得所述差值的所述部分的和；除法系数产生装置，用于依据所述计数装置的所述计数结果产生2n的除法系数；除法装置，用于把所述和除以所述除法系数；以及加法电路，把所述除法结果加到所述中心象素的所述数据上，以产生输出视频信号。
2．如权利要求1所述的视频信号噪声减少设备，其特征在于所述求和装置包括依据预定优先级对差值的所述部分中的每一个进行加权的加权装置，所述求和装置从所述加权的差值中获得所述和。
3．一种减少视频信号中的噪声的方法，其特征在于包括以下步骤响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据；计算所述周围象素的所述数据与所述中心象素的所述数据之差；依据所述差值和阈值来检测示出与所述中心象素的所述数据高度相关的所述周围象素的所述数据的一部分；对所述周围象素数据的所述检测到的部分进行计数；选择性地输出所述周围象素的所述数据的所述部分的所述差值的所述检测到的部分；依据所述计数结果获得所述差值的所述部分之和；依据计数结果产生2n的除法系数；把所述和除以所述除法系数；以及把所述除法结果加到所述中心象素的所述数据上，以产生输出视频信号。
4．如权利要求3所述的噪声减少方法，其特征在于还包括依据预定优先级对差值的所述部分中的每一个进行加权的步骤，从所述加权的差值中获得所述和。
5．一种记录媒体，其特征在于包括基底；以及存储包括以下步骤的程序的记录层响应于象素时钟信号从视频信号中输出中心象素的数据和周围象素的数据；计算所述周围象素的所述数据与所述中心象素的所述数据之差；依据所述差值和阈值来检测示出与所述中心象素的所述数据高度相关的所述周围象素的所述数据的一部分；对所述周围象素数据的所述检测到的部分进行计数；选择性地输出所述周围象素的所述数据的所述部分的所述差值的所述检测到的部分；依据所述计数结果获得所述差值的所述部分之和；依据计数结果产生2n的除法系数；把所述和除以所述除法系数；以及把所述除法结果加到所述中心象素的所述数据上，以产生输出视频信号。
6．如权利要求1所述的记录媒体，其特征在于所述程序还包括依据预定优先级对差值的所述部分中的每一个进行加权的步骤，从所述加权的差值中获得所述和。
全文摘要
一种视频信号噪声减少设备,用于从视频信号输出中心和周围象素数据、计算它们的差、依据差值和阈值检测与中心象素数据高度相关的一部分周围象素数据、对其进行计数、选择性地输出其一部分差值、依据计数结果获得差值之和、依据计数结果产生文档编号H04N5/21GK1278686SQ0011886
公开日2001年1月3日 申请日期2000年6月16日 优先权日1999年6月17日
发明者笠原美沙 申请人:松下电器产业株式会社