고해상도 영상을 위한 잡음 제거를 통한 화질 개선 장치 및 그 방법

섭동 행렬 기반 웨이블릿 위너 필터로 에지를 보존하는 영상 잡음 제거

본 기술은 잡음 영상을 웨이블릿 변환으로 고주파와 저주파 신호로 나눈 뒤, 고주파 영상과 직각 관계의 섭동 Y를 각각 확장 행렬로 만들고 그 원소값으로 이미지 분산을 추정해 웨이블릿 계수를 계산하여 잡음이 제거된 영상을 복원하는 화질 개선 장치 및 방법입니다.

웨이블릿 도메인 위너 필터는 원본 신호의 분산을 잡음 데이터로부터 추정해야 하므로, 잡음이 많은 환경에서는 분산 추정이 부정확해지는 문제가 있었습니다. 로컬 윈도우를 키워 추정을 안정시키면 가장자리 영역에서 디테일이 뭉개지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 MMSE 기법으로 섭동 행렬 원소를 주변 네 값의 선형 결합으로 추정하고 고해상도 주파수 정보로 신호 편차를 정하므로, 큰 윈도우를 써도 에지와 텍스처를 유지하면서 백색 가우스 잡음을 줄입니다. 고해상도 방송 영상 후처리와 디스플레이 화질 엔진에 적용될 수 있어 저조도·전송 잡음이 섞인 콘텐츠도 선명한 윤곽으로 재현할 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 잡음이 있는 이미지 X를 입력받아 웨이블릿 변환으로 고주파수 신호와 저주파수 신호로 분해하는 단계
• 고주파수 신호의 잡음 이미지 X와 같은 크기이며 직각 관계인 섭동 Y를 각각 확장된 행렬로 생성하는 단계
• 확장 행렬 원소값을 기초로 이미지 분산을 추정하여 웨이블릿 계수를 계산하고 이를 확장 행렬에 일대일 곱셈한 후 더해 원본 이미지를 생성하는 단계
• MMSE 기법으로 섭동 Y의 주변 네 원소 선형 결합에서 평균제곱오차를 최소화하는 값을 추정하는 섭동 추정부

‍