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KR100677748B1 - Noise reduction device and method - Google Patents

Noise reduction device and method

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KR100677748B1
KR100677748B1 KR1020040111190A KR20040111190A KR100677748B1 KR 100677748 B1 KR100677748 B1 KR 100677748B1 KR 1020040111190 A KR1020040111190 A KR 1020040111190A KR 20040111190 A KR20040111190 A KR 20040111190A KR 100677748 B1 KR100677748 B1 KR 100677748B1
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Abstract

노이즈 감쇄장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 노이즈 감쇄장치는 입력영상신호의 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값을 산출하는 노이즈 측정부, 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호를 생성하여 출력하는 움직임 추정 및 보상부, 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임 추정시 발생한 오차값을 정규화하여 정규화 오차값을 산출하는 정규화 오차값 산출부 및 노이즈 측정값과 정규화 오차값에 기초하여 소정 필터계수를 산출하고, 산출된 소정 필터계수와 움직임 보상신호 및 현재 영상신호에 기초하여 시간적 필터링을 수행하는 시간적 필터부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 움직임 영상에 대한 오차와 노이즈를 함께 고려한 3D 형태의 최적 필터계수를 이용하여 시간적 필터링을 수행함으로써, 움직임이 많고 경사가 큰 영상에서도 효과적으로 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 장점이 있다.A noise reduction device and a method thereof are disclosed. The noise attenuation apparatus according to the present invention measures a noise of an input video signal to calculate a noise measurement value, estimates a motion between a previous video signal and a current video signal, and performs motion compensation using the estimated motion. A motion estimation and compensation unit for generating and outputting a motion compensation signal, a normalization error value calculating unit for calculating a normalization error value by normalizing error values generated during motion estimation between a previous video signal and a current video signal, and a noise measurement value and a normalization error And a temporal filter unit configured to calculate a predetermined filter coefficient based on the value, and perform temporal filtering based on the calculated predetermined filter coefficient, the motion compensation signal, and the current video signal. According to the present invention, the temporal filtering is performed by using an optimal filter coefficient of 3D type considering the error and noise of a motion image, and thus there is an advantage that the noise can be effectively attenuated even in an image having a lot of motion and a large gradient.

필터계수, 움직임 추정, SAD, 시간적 필터Filter coefficients, motion estimation, SAD, temporal filter

Description

노이즈 감쇄장치 및 그 방법{Noise diminishing apparatus and a method thereof}Noise diminishing apparatus and method

도 1은 본 출원인이 기출원한 "영상신호의 노이즈 감쇄장치 및 그 방법"에 개시된 노이즈 감쇄장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도,1 is a block diagram schematically showing the configuration of a noise reduction device disclosed in "Noise reduction device and method for video signal" filed by the present applicant;

도 2는 본 발명에 따른 노이즈 감쇄장치의 구성을 도시한 블럭도,2 is a block diagram showing the configuration of a noise reduction device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 노이즈 감쇄방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고3 is a flow chart provided in the description of the noise reduction method according to the present invention; and

도 4는 정규화 오차값과 노이즈 측정값에 의해 3D 형태의 필터계수가 결정되는 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which a 3D type filter coefficient is determined by a normalization error value and a noise measurement value.

* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main parts of the drawing

200: 노이즈 감쇄장치 210: 노이즈 측정부200: noise reduction device 210: noise measuring unit

220: 움직임 추정 및 보상부 230: 정규화 오차값 산출부220: motion estimation and compensation unit 230: normalization error value calculation unit

240: 시간적 필터240: temporal filter

본 발명은 노이즈 감쇄장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히 움직임이 많고, 경사가 큰 영상에서도 노이즈를 효과적으로 감쇄시켜 화질을 향상시킬 수 있도록 한 노이즈 감쇄장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a noise reduction device and a method thereof, and more particularly, to a noise reduction device and a method for improving image quality by effectively attenuating noise even in an image having a lot of motion and having a large inclination.

일반적으로 방송용 카메라나 VTR과 같은 영상신호 처리시스템에서는 물체의 형태를 단적으로 표현하고 있는 윤곽신호를 추출하여 영상신호의 윤곽을 보정함으로써 해상도를 높이고 있다. 이 경우, 입력영상신호에 인가되는 노이즈는 로우패스필터(Lowpass filter)를 사용하여 필터링함으로써 저감된다. 그런데, 대부분의 경우 로우패스필터를 사용하게 되면, 영상신호에 포함된 유용한 신호도 저감되어 버린다.In general, in a video signal processing system such as a broadcast camera or a VTR, the resolution is increased by extracting a contour signal expressing the shape of an object and correcting the contour of the video signal. In this case, noise applied to the input video signal is reduced by filtering using a lowpass filter. However, in most cases, when the low pass filter is used, useful signals included in the video signal are also reduced.

이와 같은 결점을 보완하기 위하여, 윤곽에 관한 정보와 노이즈에 관한 정보를 구별하여 영상신호를 필터링하는 노이즈 감쇄장치가 개발되었으며, 출원인 SGS-Thomson Microelectronics S.R.L Agrate Brianza. Italy에 의해 특허출원되었다(특허번호 US 5,757,977). 그러나, US 5,757,977에 개시된 노이즈 감쇄장치는 임펄스 노이즈를 감쇄하는데 사용되는 기술로서, 영상신호에 인가되는 다양한 노이즈를 감쇄시키는데 부적절하다는 문제점이 있다.To compensate for this drawback, a noise attenuator for filtering video signals by distinguishing information about contours and information about noise has been developed. Applicant SGS-Thomson Microelectronics S.R.L Agrate Brianza. Patent application by Italy (Patent No. US 5,757,977). However, the noise attenuator disclosed in US Pat. No. 5,757,977 is a technique used to attenuate impulse noise, and has a problem in that it is inadequate for attenuating various noises applied to an image signal.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 "영상신호의 노이즈 감쇄장치 및 그 방법"이 본 출원인에 의해 출원되었다(출원번호 10-2003-0050249). 도 1은 본 출원인이 기출원한 "영상신호의 노이즈 감쇄장치 및 그 방법"에 개시된 노이즈 감쇄장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. In order to solve this problem, a "noise reduction device and method thereof" of an image signal has been filed by the present applicant (Application No. 10-2003-0050249). FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a noise reduction device disclosed in "Noise reduction device and method for video signal" filed by the present applicant.

도 1을 참조하면, 종래의 노이즈 감쇄장치(100)는 신호지연부(101), 필터(103), 노이즈 측정부(105), 윤곽도 산출부(107), 가중치 생성부(109), 및 혼합부(111)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the conventional noise reduction device 100 includes a signal delay unit 101, a filter 103, a noise measurement unit 105, a contour diagram calculation unit 107, a weight generator 109, and The mixing part 111 is provided.

신호지연부(101)는 입력되는 영상신호를 수평방향 및 수직방향으로 지연시켜 영상신호 배열을 생성한다. 필터(103)는 신호지연부(101)에 의해 지연된 영상신호를 필터링한다. 노이즈 측정부(105)는 영상신호에 인가되는 노이즈를 측정한다. 윤곽도 산출부(107)는 생성된 영상신호 배열에 대하여 주변화소들 간의 차이값에 기초하여 영상신호의 윤곽도를 산출한다. 가중치 생성부(109)는 노이즈 측정부(105)에 의해 측정된 노이즈 및 윤곽도 산출부(107)에 의해 산출된 윤곽도에 기초하여 가중치를 생성한다. 혼합부(111)는 신호지연부(101)에 의해 지연된 영상신호 및 필터에 의해 필터링된 영상신호를 가중치 생성부(109)에 의해 생성된 가중치에 따라 조절하며, 조절된 각각의 영상신호를 혼합하여 출력한다.The signal delay unit 101 delays the input video signal in the horizontal and vertical directions to generate the video signal array. The filter 103 filters the video signal delayed by the signal delay unit 101. The noise measuring unit 105 measures noise applied to an image signal. The contour drawing unit 107 calculates the contour of the video signal based on the difference value between the neighboring pixels with respect to the generated video signal array. The weight generator 109 generates a weight based on the noise measured by the noise measurer 105 and the outline calculated by the contour calculator 107. The mixing unit 111 adjusts the image signal delayed by the signal delay unit 101 and the image signal filtered by the filter according to the weight generated by the weight generator 109, and mixes each of the adjusted image signals. To print.

이러한 종래 기술에서는 영상신호에서 노이즈를 제거하고자 하는 중심화소로부터 주위화소들과의 차이에 의해 윤곽을 구별한 후, 윤곽 부분에서는 노이즈를 더 적게 제거하고, 윤곽이 아닌 부분에서는 노이즈를 더 많이 제거하는 방식을 사용하였다. 이러한 방식은 움직임이 없고 평탄한 부분이 많은 영상에서는 노이즈 감쇄효과가 크다. 그러나, 움직임이 많고 경사가 큰 부분이 많은 대부분의 영상에서는 효과적인 노이즈 감쇄효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다.In the prior art, the contour is distinguished from the center pixel to which the noise is removed from the video signal by the difference from the surrounding pixels, and then the noise is less removed from the contour portion and more noise is removed from the non-contour portion. Method was used. This method has a large noise attenuation effect in the image with no motion and many flat parts. However, it is difficult to expect an effective noise attenuation effect in most images having a lot of motion and a large portion of a large inclination.

따라서, 본 발명의 목적은 움직임이 많고 경사가 큰 부분이 많은 영상에서도 노이즈를 효과적으로 감쇄시켜 영상의 화질을 향상시키기 위한 노이즈 감쇄장치 및 방법을 제공하기 위함이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a noise reduction device and a method for improving image quality by effectively attenuating noise even in an image having a lot of motion and having a large inclination.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노이즈 감쇄장치는 입력영상신호의 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출하는 노이즈 측정부; 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호(FMC)를 생성하여 출력하는 움직임 추정 및 보상부; 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임 추정시 발생한 오차값을 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출하는 정규화 오차값 산출부; 및 노이즈 측정값(σ)과 정규화 오차값(e)에 기초하여 소정 필터계수(α)를 산출하고, 산출된 소정 필터계수(α)와 움직임 보상신호(FMC) 및 현재 영상신호(yt)에 기초하여 시간적 필터링을 수행하는 시간적 필터부;를 포함하는 것이 바람직하다.Noise reduction device according to the present invention for achieving the above object comprises a noise measuring unit for measuring the noise of the input image signal to calculate a noise measurement value (σ); A motion estimation and compensation unit for generating a motion compensation signal F MC by estimating a motion between the previous video signal and the current video signal and performing motion compensation using the estimated motion; A normalization error value calculator for normalizing an error value generated when the motion between the previous video signal and the current video signal is normalized to calculate a normalized error value e; And a predetermined filter coefficient α is calculated based on the noise measurement value σ and the normalization error value e, and the calculated predetermined filter coefficient α, the motion compensation signal F MC , and the current video signal y t. It is preferable that the; includes a temporal filter for performing a temporal filtering based on).

여기서, 노이즈 측정값(σ)은, 사용자의 조작에 의해 소정 값으로 설정가능한 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the noise measurement value (sigma) can be set to a predetermined value by user's operation.

여기서, 소정 필터계수(α)는, 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치:Here, the predetermined filter coefficient α is calculated by the following formula:

Figure 112004060941345-pat00001
Figure 112004060941345-pat00001

여기서, α는 필터계수, e는 정규화 오차값, σuser는 사용자에 의해 설정된 노이즈 측정값이며, Max는 사용자에 의해 설정가능한 노이즈 측정값의 최대치이다.Here, α is a filter coefficient, e is a normalization error value, sigma user is a noise measurement set by the user , and Max is a maximum value of the noise measurement settable by the user.

여기서, 시간적 필터는, 다음 수식에 의해 시간적 필터링을 수행함으로써 노 이즈를 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치:Here, the temporal filter is a noise attenuator, characterized in that to reduce the noise by performing a temporal filtering by the following equation:

Figure 112004060941345-pat00002
Figure 112004060941345-pat00002

여기서, Ft는 시간적 필터링된 영상신호, yt는 현재 입력영상신호, FMC 는 노이즈 감쇄 처리된 이전 필터링 영상신호(Ft-1)로부터 움직임 보상된 영상신호, α는 필터계수이다.Here, F t is a temporally filtered video signal, y t is a current input video signal, F MC is a motion compensation video signal from a noise-reduced previous filtering video signal F t-1 , and α is a filter coefficient.

또한, 본 발명에 따른 노이즈 감쇄방법은 입력영상신호의 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출하는 노이즈 측정단계; 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호(FMC)를 생성하여 출력하는 움직임 추정 및 보상단계; 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임 추정시 발생한 오차값을 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출하는 정규화 오차값 산출단계; 및 노이즈 측정값(σ)과 정규화 오차값(e)에 기초하여 소정 필터계수(α)를 산출하고, 산출된 소정 필터계수(α)와 움직임 보상신호(FMC) 및 현재 영상신호(yt)에 기초하여 시간적 필터링을 수행하는 시간적 필터링 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the noise reduction method according to the present invention includes a noise measuring step of measuring the noise of the input video signal to calculate a noise measurement value (σ); A motion estimation and compensation step of estimating a motion between the previous video signal and the current video signal and generating and outputting a motion compensation signal F MC by performing motion compensation using the estimated motion; A normalization error value calculating step of calculating a normalization error value (e) by normalizing an error value generated during motion estimation between a previous video signal and a current video signal; And a predetermined filter coefficient α is calculated based on the noise measurement value σ and the normalization error value e, and the calculated predetermined filter coefficient α, the motion compensation signal F MC , and the current video signal y t. Preferably, the temporal filtering step of performing temporal filtering based on).

도 2는 본 발명에 따른 노이즈 감쇄장치의 구성을 도시한 블럭도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the noise reduction device according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 노이즈 감쇄장치(200)는 노이즈 측정부(210), 움직임 추정 및 보상부(220), 정규화 오차값 산출부(230) 및 시간적 필터(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the noise attenuation apparatus 200 includes a noise measuring unit 210, a motion estimating and compensating unit 220, a normalization error value calculating unit 230, and a temporal filter 240.

노이즈 측정부(210)는 입력영상신호에 존재하는 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출한다. 노이즈 측정값(σ)은 사용자의 선택에 의해 조정가능하므로, 노이즈 감쇄 정도는 사용자의 의해 변경될 수 있다. 이하에서는 사용자에 의해 설정된 노이즈 측정값(σ)을 σuser로 표시한다. The noise measuring unit 210 calculates a noise measurement value σ by measuring noise present in the input image signal. Since the noise measurement value? Is adjustable by the user's selection, the degree of noise attenuation can be changed by the user. Hereinafter, the noise measurement value sigma set by the user is expressed as sigma user .

움직임 추정 및 보상부(220)는 필터링된 이전영상신호와 현재영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호를 생성하여 시간적 필터(240)에 제공한다. 본 발명에서 움직임 추정 기법을 도입한 이유는 움직임이 있는 영상에는 시간적 필터링을 적용하기 어렵기 때문에 이러한 단점을 보안하기 위해서이다.The motion estimation and compensation unit 220 estimates the motion between the filtered previous video signal and the current video signal, performs motion compensation using the estimated motion, and generates and provides a motion compensation signal to the temporal filter 240. . The reason for introducing the motion estimation technique in the present invention is to secure such disadvantages because it is difficult to apply temporal filtering to the moving image.

정규화 오차값 산출부(230)는 움직임 추정시 산출되는 오차값인 SAD를 움직임 추정 및 보상부(220)로부터 입력받아, SAD를 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출한다.The normalization error value calculator 230 receives SAD, which is an error value calculated at the time of motion estimation, from the motion estimation and compensation unit 220, and normalizes the SAD to calculate a normalization error value e.

시간적 필터(240)는 현재영상신호(yt)와 움직임 보상신호(FMC) 및 필터계수(σ)에 기초하여 시간적 필터링을 수행함으로써 입력영상신호에 존재하는 노이즈를 감쇄한다. The temporal filter 240 attenuates noise present in the input image signal by performing temporal filtering based on the current image signal y t , the motion compensation signal F MC , and the filter coefficient σ.

도 3은 본 발명에 따른 노이즈 감쇄방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 노이즈 측정부(210)는 입력영상신호에 존재하는 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출한다(S310). 3 is a flowchart provided to explain the noise reduction method according to the present invention. 2 and 3, the noise measuring unit 210 calculates a noise measurement value σ by measuring noise present in the input image signal (S310).

노이즈 측정부(210)에 의해 측정되는 노이즈는 입력되는 영상신호에 인가되 는 노이즈 뿐만 아니라 가우시안 분포의 부가적 노이즈, 및 다른 외부적 요인에 의한 다양한 노이즈도 포함한다. 노이즈 측정부(210)에서 산출된 노이즈 측정값(σ)은 시간적 필터(240)로 입력된다.The noise measured by the noise measuring unit 210 includes not only noise applied to an input image signal but also additional noise of Gaussian distribution, and various noises caused by other external factors. The noise measurement value σ calculated by the noise measurement unit 210 is input to the temporal filter 240.

움직임 추정 및 보상부(220)는 필터링된 이전영상신호와 현재영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호(FMC)를 생성한다(S320). The motion estimation and compensation unit 220 generates a motion compensation signal F MC by estimating the motion between the filtered previous video signal and the current video signal and performing motion compensation using the estimated motion (S320).

움직임 추정 및 보상부에서 생성된 움직임 보상신호(FMC)는 시간적 필터(240)에 제공한다. 일반적으로 움직임 추정 및 보상은 가로 방향으로 M 화소, 세로 방향으로 N 화소의 집합단위로 수행되는데, 이러한 화소의 집합을 매크로블럭 (macroblock)이라고 하며, 보통 M×N으로 표시한다. The motion compensation signal F MC generated by the motion estimation and compensation unit is provided to the temporal filter 240. In general, motion estimation and compensation are performed in units of sets of M pixels in the horizontal direction and N pixels in the vertical direction. Such a set of pixels is called a macroblock and is usually expressed as M × N.

즉, 움직임 추정 및 보상부(220)는 현재영상과 이전영상 사이에서 각각의 매크로블럭마다 화소별 차이값의 합(Sum of Absolute Difference:이하 'SAD'라 함)을 산출하고, 이 중 SAD가 가장 작은 블럭을 찾아내는 작업을 수행하여 움직임 벡터 (moving vector)를 추정하고, 추정된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상(motion compensation)을 수행하게 된다. 움직임 벡터는 2차원 정보로, 이전 영상과 현재 영상에서 물체의 이동을 X-Y 이차원 좌표상의 이동량으로 표시한 것이다. 따라서, 움직임 벡터는 가로 방향의 움직임 크기와 세로 방향의 움직임 크기로 구성된다. That is, the motion estimation and compensation unit 220 calculates a sum of absolute differences (hereinafter, referred to as 'SAD') for each macroblock between the current image and the previous image, and SAD is calculated. The motion vector is estimated by finding the smallest block, and motion compensation is performed using the estimated motion vector. The motion vector is two-dimensional information, which represents the movement of the object in the previous image and the current image as a movement amount in X-Y two-dimensional coordinates. Therefore, the motion vector is composed of the horizontal motion size and the vertical motion size.

정규화 오차값 산출부(230)는 움직임 추정시 산출되는 오차값인 SAD를 움직임 추정 및 보상부(220)로부터 입력받아, SAD를 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출한다(S330). The normalization error value calculator 230 receives SAD, which is an error value calculated at the time of motion estimation, from the motion estimation and compensation unit 220, and normalizes the SAD to calculate a normalization error value e (S330).

정규화 오차값(e)은 움직임 추정 및 보상부(220)에서 산출된 SAD 값을 소정 파라미터(Th1)로 나눈 후, 극한을 취함으로써 생성된다. 정규화 오차값 산출부 (230)에서 생성된 정규화 오차값(e)은 시간적 필터(240)로 입력된다.The normalization error value e is generated by dividing the SAD value calculated by the motion estimation and compensator 220 by a predetermined parameter Th1 and then taking an limit. The normalization error value e generated by the normalization error value calculator 230 is input to the temporal filter 240.

시간적 필터(240)는 정규화 오차값(e)과 사용자에 의해 설정된 노이즈 측정값(σuser)의 비율에 기초하여 3D 형태의 필터계수(α)를 산출한다(S340). The temporal filter 240 calculates the 3D filter coefficient α based on the ratio of the normalization error value e and the noise measurement value σ user set by the user (S340).

도 4는 정규화 오차값과 노이즈 측정값에 의해 3D 형태의 필터계수가 결정되는 예를 도시한 도면이다. 필터계수(α)는 아래의 수학식에 의해 산출된다.4 is a diagram illustrating an example in which a 3D type filter coefficient is determined by a normalization error value and a noise measurement value. The filter coefficient α is calculated by the following equation.

Figure 112004060941345-pat00003
Figure 112004060941345-pat00003

수학식 1에서, α는 필터계수, e는 정규화 오차값, σuser는 노이즈 측정값으로 사용자에 의해 설정가능하다. 즉, 노이즈 측정부(210)에서 측정된 실제 노이즈 측정값이 필터계수(α)를 산출하는데 이용될 때, 최적의 노이즈 감쇄가 이루어지나, 사용자의 선택에 의해 노이즈 측정값을 조정하여 노이즈 감쇄의 정도를 조절할 수 있다. In Equation 1, α is a filter coefficient, e is a normalization error value, and sigma user is a noise measurement value. That is, when the actual noise measurement value measured by the noise measurement unit 210 is used to calculate the filter coefficient α, the optimum noise reduction is achieved, but by adjusting the noise measurement value by the user's selection, You can adjust the degree.

수학식 1에서 Max는 사용자가 설정할 수 있는 노이즈의 최대값으로 Max값 이상의 노이즈가 입력영상에 존재하는 경우, 시간적 필터(240)는 노이즈 감쇄를 수행하지 않는다.In Equation 1, Max is the maximum value of noise that can be set by the user. When noise equal to or greater than the Max value exists in the input image, the temporal filter 240 does not perform noise attenuation.

S340 단계에서 필터계수가 산출되면, 시간적 필터(240)는 현재영상신호(yt)와 움직임 보상신호(FMC) 및 필터계수(σ)에 기초하여 시간적 필터링을 수행함으로써 입력영상신호에 존재하는 노이즈를 감쇄한다(S350). 움직임 보상신호(FMC)는 노이즈 감쇄 처리된 이전 필터링 영상신호(Ft-1)로부터 움직임 보상이 수행되어 얻어진다. 시간적 필터(240)의 필터링과정을 수학식으로 나타내면 다음과 같다.When the filter coefficient is calculated in operation S340, the temporal filter 240 performs the temporal filtering based on the current image signal y t , the motion compensation signal F MC , and the filter coefficient σ. Noise is attenuated (S350). The motion compensation signal F MC is obtained by performing motion compensation from the previous filtered image signal F t-1 subjected to noise reduction. The filtering process of the temporal filter 240 is represented as follows.

Figure 112004060941345-pat00004
Figure 112004060941345-pat00004

수학식 2에서 Ft는 시간적 필터링된 영상신호, yt는 현재 입력영상신호, FMC는 노이즈 감쇄 처리된 이전 필터링 영상신호(Ft-1)로부터 움직임 보상된 영상신호, α는 필터계수이다.In Equation 2, F t is a temporally filtered video signal, y t is a current input video signal, F MC is a motion compensated video signal from a noise-reduced previous filtered video signal F t-1 , and α is a filter coefficient. .

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 노이즈 감쇄장치는 시간적 필터링 수행시 움직임 영상에 대한 오차와 노이즈를 함께 고려한 최적의 필터계수를 이용하여 시간적 필터링을 수행하므로, 움직임이 많고 경사가 큰 영상에서도 효과적으로 노이즈를 감쇄시킬 수 있게 된다.As described above, the noise attenuation apparatus according to the present invention performs temporal filtering using an optimal filter coefficient considering both the error and the noise of the motion image when temporal filtering is performed. Can be attenuated.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 움직임 영상에 대한 오차와 노이즈를 함께 고려한 3D 형태의 최적 필터계수를 이용하여 시간적 필터링을 수행함으로써, 움직임이 많고 경사가 큰 영상에서도 효과적으로 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, by performing the temporal filtering using the optimal filter coefficient of the 3D form in consideration of the error and noise for the motion image, it is possible to effectively reduce the noise even in the image with a lot of motion and a large gradient There is an advantage.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone skilled in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.

Claims (5)

입력영상신호의 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출하는 노이즈 측정부;A noise measuring unit measuring noise of the input image signal and calculating a noise measuring value? 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 생성된 움직임 보상신호(FMC)를 출력하는 움직임 추정 및 보상부;A motion estimation and compensation unit configured to estimate a motion between the previous video signal and the current video signal, and output a motion compensation signal F MC generated by performing motion compensation using the estimated motion; 상기 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임 추정시 발생한 오차값을 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출하는 정규화 오차값 산출부; 및A normalization error value calculator for normalizing an error value generated when the motion between the previous video signal and the current video signal is normalized to calculate a normalized error value e; And 상기 노이즈 측정값(σ)과 상기 정규화 오차값(e)에 기초하여 소정 필터계수(α)를 산출하고, 산출된 소정 필터계수(α)와 상기 움직임 보상신호(FMC) 및 현재 영상신호(yt)에 기초하여 시간적 필터링을 수행하는 시간적 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치.A predetermined filter coefficient α is calculated based on the noise measurement value σ and the normalization error value e, and the calculated predetermined filter coefficient α, the motion compensation signal F MC , and the current video signal ( y t ) based on the temporal filtering unit for performing the temporal filtering; noise reduction device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 노이즈 측정값(σ)은,The method of claim 1, wherein the noise measurement value (σ), 사용자의 조작에 의해 소정 값으로 설정가능한 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치.A noise reduction device, characterized in that it can be set to a predetermined value by a user's operation. 제1항에 있어서, 상기 소정 필터계수(α)는,The method of claim 1, wherein the predetermined filter coefficient (α), 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치:Noise reduction device, characterized in that calculated by the formula:
Figure 112004060941345-pat00005
Figure 112004060941345-pat00005
 여기서, α는 필터계수, e는 정규화 오차값, σuser는 사용자에 의해 설정된 노이즈 측정값이며, Max는 사용자에 의해 설정가능한 노이즈 측정값의 최대치이다.Here, α is a filter coefficient, e is a normalization error value, sigma user is a noise measurement set by the user , and Max is a maximum value of the noise measurement settable by the user. 제1항에 있어서, 상기 시간적 필터는,The method of claim 1, wherein the temporal filter, 다음 수식에 의해 시간적 필터링을 수행함으로써 노이즈를 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄장치:A noise attenuator, characterized by attenuating noise by performing temporal filtering by the following equation:
Figure 112004060941345-pat00006
Figure 112004060941345-pat00006
 여기서, Ft는 시간적 필터링된 영상신호, yt는 현재 입력영상신호, FMC 는 노이즈 감쇄 처리된 이전 필터링 영상신호(Ft-1)로부터 움직임 보상된 영상신호, α는 필터계수이다.Here, F t is a temporally filtered video signal, y t is a current input video signal, F MC is a motion compensation video signal from a noise-reduced previous filtering video signal F t-1 , and α is a filter coefficient. 입력영상신호의 노이즈를 측정하여 노이즈 측정값(σ)을 산출하는 노이즈 측정단계;A noise measuring step of measuring noise of the input video signal to calculate a noise measuring value? 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임을 추정하고, 추정된 움직임을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상신호(FMC)를 생성하여 출력하는 움직임 추정 및 보상단계;A motion estimation and compensation step of estimating a motion between the previous video signal and the current video signal and generating and outputting a motion compensation signal F MC by performing motion compensation using the estimated motion; 상기 이전 영상신호와 현재 영상신호 간의 움직임 추정시 발생한 오차값을 정규화하여 정규화 오차값(e)을 산출하는 정규화 오차값 산출단계; 및A normalization error value calculating step of normalizing an error value generated during motion estimation between the previous video signal and the current video signal to calculate a normalization error value (e); And 상기 노이즈 측정값(σ)과 상기 정규화 오차값(e)에 기초하여 소정 필터계수(α)를 산출하고, 산출된 소정 필터계수(α)와 상기 움직임 보상신호(FMC) 및 현재 영상신호(yt)에 기초하여 시간적 필터링을 수행하는 시간적 필터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 감쇄방법.A predetermined filter coefficient α is calculated based on the noise measurement value σ and the normalization error value e, and the calculated predetermined filter coefficient α, the motion compensation signal F MC , and the current video signal ( y t ) based on a temporal filtering step for performing temporal filtering.
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