Brevet FR2668325A1 — publié le 19920424

i "Procédé et circuit de réduction des bruits contenus dans les signaux vidéo". La présente invention concerne un procédé de réduction des bruits contenus dans les signaux vidéo en effectuant un filtrage récurant en additionnant, d'une part les signaux vidéo et, d'autre part les signaux vidéo retardés d'une période d'image et la composante des signaux vidéo et la composante des signaux vidéo retardés étant commandée à l'addition en fonction de l'existence d'un mouvement dans le contenu d'une image. L'invention concerne également un circuit pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu d'utiliser des filtres récurants pour réduire le bruit contenu dans les signaux vidéo Dans ces filtres, les signaux vidéo sont retardés d'une période d'image et les signaux retardés sont ajoutés aux signaux fournis La fraction des signaux vidéo retardés, et celle des signaux vidéo fournis, se commandent en fonction de la présence de mouvement Plus la fraction de signaux retardés est importante, c'est-à-dire le coefficient de réaction, et plus grande est la réduction de bruit Dans le cas d'images fixes, on peut ainsi intégrer le bruit sur une période de temps quelconque Dans le cas d'un coefficient de réaction élevé et en présence de mouvement on a néanmoins des effets secondaires que l'on évite en réduisant le coefficient de réaction lorsqu'il y a du mouvement. Toutefois, le balayage du mouvement est gêné par les bruits superposés aux signaux vidéo La conséquence en est soit que l'on ne peut réaliser la réduction de bruit car le bruit est toujours interprété de façon erronée comme mouvement ou qu'il y a des effets secondaires car le mouvement se transforme en bruit. La présente invention a pour but de créer un procédé de réduction du bruit contenu dans les signaux vidéo pour permettre une réduction plus importante du bruit. A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'on effectue en outre un filtrage médian des signaux vidéo. Le procédé selon l'invention offre l'avantage de permettre des coefficients de réduction de bruit beaucoup plus importants que dans le procédé connu L'invention repose sur la considération selon laquelle les parasites générés par le filtrage médian sont de nature différente des parasites générés par le filtrage récurant, si bien qu'en appliquant simultanément les deux procédés de filtrage, il n'y a pas accumulation des effets parasites. Les circuits pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention utilisent de façon avantageuse un dispositif de temporisation, à la fois pour le filtrage médian et pour le filtrage récurant. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les signaux vidéo sont soumis successivement à un filtrage récurant et à un filtrage médian. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les signaux vidéo fournis sont soumis a la fois à un filtrage récurant à un filtrage médian et en ce que les signaux vidéo ayant subi un filtrage récurant et les signaux vidéo ayant subi un filtrage médian sont combinés. Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour le filtrage médian on utilise les éléments images voisins dans le lieu et dans le temps d'un élément image moyen. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la somme des signaux vidéo et des signaux de sortie d'un filtre médian sont appliqués à l'entrée du filtre médian et en ce que la composante des signaux vidéo et la composante des signaux de sortie du filtre médian sont commandés à l'addition en fonction de l'existence de mouvements dans le contenu d'une image. L'invention concerne également un circuit pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, ce circuit étant caractérisé par un dispositif de temporisation avec des sorties pour retarder de deux périodes d'images, d'une période d'image et d'autres de retard qui correspondent à une fenêtre dans le plan local du filtrage médian, l'entrée et les sorties du dispositif de temporisation étant reliées aux entrées d'un sélecteur médian dont la sortie constitue la sortie du circuit et en ce que le dispositif de temporisation sert au moins partiellement à retarder les signaux vidéo pour un filtre récurant. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une entrée pour les signaux vidéo fournis est reliée à une première entrée d'un circuit de mélange et une première entrée d'un détecteur de mouvement, la sortie du circuit de mélange étant reliée au dispositif de temporisation et la sortie du dispositif de temporisation étant reliée avec une temporisation d'une période d'image à une seconde entrée du circuit de mélange à une seconde entrée du détecteur de mouvement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une entrée des signaux vidéo fournis est reliée à une première entrée d'un circuit de mélange et à une première entrée d'un détecteur de mouvement, la sortie du circuit de mélange étant reliée au dispositif de temporisation et la sortie du sélecteur médian est en outre reliée à une seconde entrée du circuit de mélange et à une seconde entrée du détecteur de mouvement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les autres sorties du dispositif de temporisation fournissent des signaux vidéo retardés comme suit: une période d'images diminuée d'une période de lignes, une période d'images diminuée d'une période de balayage, une période d'images augmentée d'une période de lignes et une période d'images augmentée d'une période de balayage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, la figure 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation du procédé de l'invention, la figure 3 montre un exemple d'une fenêtre de filtrage médian applicable avantageusement au procédé de l'invention, la figure 4 montre un premier exemple de réalisation d'un premier circuit, la figure 5 montre un second exemple de réalisation d'un circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans les différentes figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Selon le procédé montré à la figure 1, les signaux vidéo sont appliqués par une entrée 1 respectivement à un filtre récurant 2 et à un filtre médian 3 Les signaux de sortie des filtres 2, 3 sont additionnés au point 4 A la sortie 5, on dispose de signaux vidéo dont le bruit a été réduit. Dans le procédé à la figure 2, il y a tout d'abord un filtrage récurant 2 puis un filtrage médian 3 L'ordre peut également être inversé Cette disposition en série offre l'avantage par rapport à la disposition parallèle représentée à la figure 1, de nécessiter des circuits moins importants Il est toutefois du ressort de l'homme de métier de choisir dans chaque cas la structure la plus avantageuse. La figure 3 montre une fenêtre avantageuse pour un filtre médian selon laquelle les éléments images B, C, E, F localement voisins de l'élément image D central et les éléments images A et G qui sont voisins dans le temps sont fournis à un sélecteur médian; de manière connue en soi, le sélecteur médian émet l'amplitude moyenne des éléments images par rapport à cet ordre. L'entrée du circuit à la figure 4 reçoit les signaux vidéo à filtrer et ces signaux sont multipliés par un coefficient 1-k dans le multiplicateur 11 La sortie du multiplicateur 11 est reliée à une première entrée d'un additionneur 12 dont l'autre entrée est précédée d'un autre multiplicateur 13 Le coefficient k peut prendre une valeur comprise entre O et 1 Pour k = 0, le signal vidéo appliqué à l'entrée 1 n'est transmis qu'à la sortie de l'additionneur 12 Pour k = 1, le signal vidéo appliqué à l'entrée 1 n'est transmis qu'au multiplicateur 13 Les multiplicateurs 11, 13 et l'additionneur 12 forment ainsi un circuit de mélange de constante k susceptible d'être commandé. L'additionneur 12 est suivi par deux dispositifs de temporisation ou lignes de retard 14, donnant chacune un retard Tf d'une période d'image. Les dispositifs de temporisation 14, 15 sont formés de préférence d'une mémoire d'image numérique Le signal à-la sortie D du premier dispositif de temporisation est retardé d'une période d'image par rapport au signal à l'entrée A (dans le cas de la norme de télévision européenne il s'agit de 40 ms) Le signal vidéo à la sortie G du dispositif de temporisation 15 est ainsi globalement retardé de deux périodes d'images. Les dispositifs de temporisation 14, 15 comportent d'autres sorties B, C, E, F Par rapport au signal vidéo à l'entrée A du dispositif de temporisation 14, les signaux vidéo appliqués à ces entrées présentent la temporisation suivante: B une période d'image diminuée d'une période de lignes, C une période d'image diminuée d'une période de balayage (durée d'un élément d'image), E une période d'image augmentée d'une période de lignes, F une période d'image augmentée d'une période de balayage. Ainsi, les grandeurs de balayage sont appliquées simultanément aux entrées d'un sélecteur médian 16, entrées auxquelles appartiennent les éléments images portant les mêmes références à la figure 3 Parmi les valeurs de balayage appliquées aux entrées A-G du sélecteur médian, passe sur la sortie 17 l'entrée qui dans cet ordre se situe au milieu. La sortie D du dispositif de temporisation 14 est en outre reliée à l'entrée du multiplicateur 13 et à une entrée d'un détecteur de mouvement 18; ce dernier reçoit par une autre entrée, les signaux vidéo appliqués à l'entrée 1 Le détecteur de mouvement 18 génère les signaux k et ( 1-k) selon l'existence de mouvement En cas de sujet immobile, la valeur de k se rapproche de l'unité alors que pour des sujets mobiles, k se rapproche de 0. Le dispositif de temporisation 14 constitue avec le circuit de mélange 11, 12, 13 et le détecteur de mouvement 18 un filtre récurant adapté au mouvement Le dispositif de temporisation 14 est utilisé en outre pour le filtre médian qui se compose de plus du dispositif de temporisation 15 et du sélecteur médian 16. Le circuit à la figure 5 comprend les mêmes composants que le circuit à la figure 4 De ce fait, il est inutile de décrire de nouveau les différents composants Dans le circuit à la figure 5, contrai- rement à la figure 4, on n'utilise toutefois pas le signal vidéo retardé d'une période d'image pour la réaction dans le filtre récurant mais le signal ayant déjà traversé le filtre médian Le filtre médian se trouve ainsi dans le chemin de réaction du filtre récurant De ce fait, suivant le coefficient de réaction k, le filtre médian est traversé pratiquement plusieurs fois, ce qui le fait fonctionner de manière encore plus efficace Un autre avantage du circuit à la figure 5 réside dans une meilleure possibilité de reconnaissance du mouvement, car le détecteur de mouvement 18 reçoit par son entrée reliée au dispositif de temporisation 14, les signaux dont le bruit a déjà été réduit. En outre, dans le circuit à la figure 5, on a d'autres sorties 19, 20 auxquelles est appliqué le filtre ayant uniquement subi un filtrage récurant, avec le temps de parcours Tf ou O. REVENDICATIONS 1) Procédé de réduction des bruits contenus dans les signaux vidéo en effectuant un filtrage récurant en additionnant, d'une part les signaux vidéo et, d'autre part les signaux vidéo retardés d'une période d'image et la composante des signaux vidéo et la composante des signaux vidéo retardés étant commandée à l'addition en fonction de l'existence d'un mouvement dans le contenu d'une image, procédé caractérisé en ce qu'on effectue en outre un filtrage médian des signaux vidéo. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux vidéo sont soumis successivement à un filtrage récurant et à un filtrage médian. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux vidéo fournis sont soumis à la fois à un filtrage récurant à un filtrage médian et en ce que les signaux vidéo ayant subi un filtrage récurant et les signaux vidéo ayant subi un filtrage médian sont combinés. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le filtrage médian on utilise les éléments images voisins dans le lieu et dans le temps d'un élément image moyen. ) Procédé de réduction des bruits contenus dans les signaux vidéo, caractérisé en ce que la somme des signaux vidéo et des signaux de sortie d'un filtre médian sont appliqués à l'entrée du filtre médian et en ce que la composante des signaux vidéo et la composante des signaux de sortie du filtre médian sont commandés à l'addition en fonction de l'existence de mouvements dans le contenu d'une image. 6) Circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de temporisation ( 14, 15) avec des sorties (B G) pour retarder de deux périodes d'images, d'une période d'image et d'autres de retard qui correspondent à une fenêtre dans le plan local du filtrage médian, l'entrée (A) et les sorties (B-G) du dispositif de temporisation ( 14, 15) étant reliées aux entrées d'un sélecteur médian ( 16) dont la sortie constitue la sortie ( 17) du circuit et en ce que le dispositif de temporisation ( 14, 15) sert au moins partiellement à retarder les signaux vidéo pour un filtre récurant ( 11-14). 7) Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une entrée pour les signaux vidéo fournis est reliée à une première entrée d'un circuit de mélange ( 11-13) et une première entrée d'un détecteur de mouvement ( 12), la sortie du circuit de mélange ( 11-13) étant reliée au dispositif de temporisation ( 14, 15) et la sortie (D) du dispositif de temporisation ( 13, 14) étant reliée avec une temporisation d'une période d'image à une seconde entrée du circuit de mélange ( 11-13) et à une seconde entrée du détecteur de mouvement ( 18). 8) Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une entrée des signaux vidéo fournis est reliée à une première entrée d'un circuit de mélange ( 11-13) et à une première entrée d'un détecteur de mouvement ( 18), la sortie du circuit de mélange étant reliée au dispositif de temporisation ( 13, 14) et la sortie ( 17) du sélecteur médian ( 16) est en outre reliée à une seconde entrée du circuit de mélange ( 11-13) et à une seconde entrée du détecteur de mouvement ( 18). 9) Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que les autres sorties (B, C, E, F) du dispositif de temporisation ( 13, 14) fournissent des signaux vidéo retardés comme suit: une période d'images diminuée d'une période de lignes, une période d'images diminuée d'une période de balayage, une période d'images augmentée d'une période de lignes et une période d'images augmentée d'une période de balayage.