JP2000101850A - フィルタリング方法および装置、コンピュ―タプログラム製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計算が簡単で、特別なバッファリングおよび
メモリへの多くのリード／ライトアクセスを必要としな
い境界フィルタを提供する。 【解決手段】 複数のブロック４０２、４０４、４１
２、４１４に分割され、圧縮されたデジタル画像を伸長
する際に、境界４１０の両側にある行４０６および４０
８の画素に対して、画素の値ｘ[０],ｘ[１],ｘ
[２],...,ｘ[ｍ]およびｘ[−ｎ],...,ｘ[−２],ｘ[−
１]を、ｉ＝０,１,２,３,...,ｍに対して、式、 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） ｉ＝１,２,３,...,ｎに対して、式 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]＋α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） に従って置換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像のフ
ィルタリング方法および装置に関する。本発明はまた、
デジタル画像のフィルタリング用プログラムが記録され
たコンピュータで読取り可能な媒体を含む、コンピュー
タプログラム製品に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９８年２月発行のＩＥＥＥ Transac
tion on Image Processing, Vol 7, No. 2、に記載され
た、Ｙ．Ｃ．リー、Ｈ．Ｃ．キム、およびＨ．Ｗ．パー
クによる「信号適応フィルタリングによるＪＰＥＧ画像
のブロッキング効果の減少("Blocking Effect Reductio
n of JPEG Images by Signal Adaptive Filtering)」に
は、ＪＰＥＧ伸長された画像に対するブロック歪みを減
少するアルゴリズムが開示されている。このアルゴリズ
ムは、コーナー・アウトライアー(corner outlier)検出
および置換方式、並びに信号適応フィルタリングを用い
ている。「コーナー・アウトライアー」は、コーナー画
素でのブロック歪み(blocking artifact)を説明するた
めに、リー等によって使用されている用語である。信号
適応フィルタリングは、勾配演算および適応スレッショ
ルド方式によって生成される、エッジ情報に基づいてい
る。信号適応フィルタリングは、エッジ領域に対する１
次元（１Ｄ）の平滑化フィルタと、単調領域に対する２
次元（２Ｄ）の適応平均化フィルタからなる。顕著なコ
ーナー・アウトライアーは、コーナー・アウトライアー
検出および置換方式によって平滑化される。

【０００３】ＪＰＥＧよりも良好な歪率特性を提供する
画像圧縮方法は多数ある。そのような方法の１つは、離
散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）方式である。従来、こ
の方式は画像全体に適用されてきた、即ち、通常は、良
好な歪率特性を可能とするように、そのような方式のブ
ロックは、ＪＰＥＧのブロックよりもサイズがかなり大
きい。しかしながら、特定のアプリケーションでは、画
像を分割し、画像の各タイルまたはブロックに対してＤ
ＷＴを独立して施し、符号化することが望ましい。この
場合にはブロック歪みが発生する可能性が高くなってし
まう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロッ
ク歪みを除去するために、上記信号適応フィルタリング
方式を用いると、計算処理が非常に多くなり、特別なバ
ッファリングおよびメモリへの多くのリード／ライトア
クセスを必要とするという欠点があった。

【０００５】本発明は以上のような状況に鑑みてなされ
たものであり、簡単な処理によりブロック歪みを除去す
る技術を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、デジタル画像の境界フィルタリング方法であっ
て、デジタル画像が、間に１つ以上の境界を有する伸長
された複数の隣接ブロックを含み、各ブロックが、画素
ｘ[ｉ]の行および列を複数含み、境界の両側に位置する
画素の行および／または列は、第１の画素の並びｘ[−
ｎ],...,ｘ[−１]および第２の画素の並びｘ[０],...,
ｘ[ｍ]をそれぞれ含んでおり、画素ｘ[−１]およびｘ
[０]は前記第１および第２の画素の並びの終点でありか
つ隣接して位置しており、前記方法は前記第１および第
２の並びそれぞれに対して、(i) 少なくとも画素ｘ[−
１]およびｘ[０]の値の差の重み付けした結果を決定す
る決定ステップと、(ii)ｉ＝−ｎ,...,ｍであるとき、
各画素ｘ[ｉ]に対して、ｘ[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素
値と前記重み付け結果の各１つとの和で置換する置換ス
テップとを実施することを含んでおり、ｍ＋ｎが、ブロ
ック内の行の数よりも小さくおよび／またはブロック内
の列の数よりも小さいことを特徴とする方法が提供され
る。

【０００７】本発明の別の態様によれば、デジタル画像
の境界フィルタリング装置であって、デジタル画像が、
間に１つ以上の境界を有する伸長された複数の隣接ブロ
ックを含み、各ブロックが、画素ｘ[ｉ]の行および列を
複数含み、境界の両側に位置する画素の行および／また
は列は、第１の画素の並びｘ[−ｎ],...,ｘ[−１]およ
び第２の画素の並びｘ[０],...,ｘ[ｍ]をそれぞれ含ん
でおり、画素ｘ[−１]およびｘ[０]は前記第１および第
２の画素の並びの終点でありかつ隣接して位置してお
り、前記装置は、少なくとも画素ｘ[−１]およびｘ[０]
の値の差の重み付けした結果を決定する決定手段と、ｉ
＝−ｎ,...,ｍであるとき、各画素ｘ[ｉ]に対して、ｘ
[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素値と前記重み付け結果の各
１つとの和で置換する置換手段とを含んでおり、ｍ＋ｎ
が、ブロック内の行の数よりも小さくおよび／またはブ
ロック内の列の数よりも小さいことを特徴とする装置が
提供される。

【０００８】本発明の別の態様によれば、デジタル画像
の境界フィルタリング用コンピュータプログラムが記録
されたコンピュータで読取り可能な媒体を含むコンピュ
ータプログラム製品であって、デジタル画像が、間に１
つ以上の境界を有する伸長された複数の隣接ブロックを
含み、各ブロックが、画素ｘ[ｉ]の行および列を複数含
み、境界の両側に位置する画素の行および／または列
は、第１の画素の並びｘ[−ｎ],...,ｘ[−１]および第
２の画素の並びｘ[０],...,ｘ[ｍ]をそれぞれ含んでお
り、画素ｘ[−１]およびｘ[０]は前記第１および第２の
画素の並びの終点でありかつ隣接して位置しており、前
記コンピュータプログラム製品は、少なくとも画素ｘ
[−１]およびｘ[０]の値の差の重み付けした結果を決定
する決定手段と、ｉ＝−ｎ,...,ｍであるとき、各画素
ｘ[ｉ]に対して、ｘ[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素値と前
記重み付け結果の各１つとの和で置換する置換手段とを
含んでおり、ｍ＋ｎが、ブロック内の行の数よりも小さ
くおよび／またはブロック内の列の数よりも小さいこと
を特徴とするコンピュータプログラム製品が提供され
る。

【０００９】以上の態様は本発明の代表的態様であり、
本発明はこれらの態様に限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、各
図面において、同じ参照符号で示されているものは、特
に記載のない限り、同じ処理ステップおよび／または構
成を示しており、同じ機能や動作を有する。

【００１１】デジタル画像を圧縮する従来の方法図１は
デジタル画像を圧縮する典型的方法のフローチャートを
示している。ステップ１００で、デジタル画像が入力さ
れ、処理を開始する。次にステップ１０２で圧縮処理が
初期化される。このステップにおいて、デジタル画像が
概念的に分解され、画像ブロック数が決定される。圧縮
品質、すなわち、量子化ステップ数も初期化ステップ１
０２で決定される。これらパラメータは、ユーザ入力に
よって決定されたり、予め決定されてもよい。ステップ
１０６で、最初の画像ブロックがアクセスされる。ステ
ップ１０８で、この最初の画像ブロックが圧縮され、処
理は判定ステップ１１０へ進む。圧縮ステップは独立し
たブロック符号化を含む、あらゆる圧縮方法を適用でき
る。これらの圧縮方法としては、一般的に、離散ウェー
ブレット変換（ＤＷＴ）、またはサブバンド変換に基づ
く圧縮方法を適用できる。判定ステップ１１０では、現
在アクセスしている画像ブロックがデジタル画像の最後
の画像ブロックであるか否かの判定が行われる。判定ス
テップ１１０で偽（Ｎ）であればステップ１０６で次の
画像ブロックがアクセスされ、処理は圧縮ステップ１０
８へ進む。このように画像ブロックは順次圧縮される。
圧縮されたビット列出力における画像ブロックの位置を
含む、画像ブロックの様々な属性を示す情報が、圧縮さ
れた画像ヘッダまたは他の場所に符号化されてもよい。
判定ステップ１１０が真（Ｙ）であれば、圧縮されたビ
ット列が出力され、処理はステップ１１２で終了する。
なお、上記圧縮処理では量子化処理が行われるので非可
逆圧縮を行うことになる。

【００１２】デジタル画像を伸長する方法の好適な実施
形態 図２は本発明の好適な実施形態による圧縮されたデジタ
ル画像を伸長する方法のフローチャートである。図２に
示された伸長方法は、図１の方法によって圧縮されたデ
ジタル画像を伸長するように構成されている。ステップ
２００で、圧縮されたデジタル画像が入力され、処理を
開始する。次にステップ２０２で、ユーザは復号化した
いデジタル画像における圧縮された画像ブロックのリス
トを指定する。例えば、ユーザがデジタル画像の右半分
だけの復号を所望してもよい。代替的に、ステップ２０
２は復号すべき圧縮された画像ブロックのデフォルトリ
ストを自動的に指定してもよい。次のステップ２０４
で、圧縮された画像データのビット列から最初の画像ブ
ロックがアクセスされる。ステップ２０６で、最初の画
像ブロックが伸長され、処理は判定ステップ２０８へ進
む。この特定の実施形態では、ステップ２０６で使用さ
れる伸長方法は、図１の１０８で使用された圧縮方法と
実質的に相補的なものである。判定ステップ２０８で
は、現在アクセスしている画像ブロックが選択されたリ
ストの最後の画像ブロックであるか否かの判定が行われ
る。判定ブロック２０８で偽（Ｎ）であれば、ステップ
２０４で次の画像ブロックがアクセスされ、処理はステ
ップ２０６へ進む。このように、選択されたリストの画
像ブロックが順次処理される。判定ステップ２０８で真
（Ｙ）であれば、処理はステップ２１０へ進む。ステッ
プ２１０で、デジタル画像における伸長された画像ブロ
ックには、境界フィルタリングが施される。この境界フ
ィルタリングのステップは、以下の「境界フィルタリン
グの好適な実施形態」という項目で、より詳細に述べ
る。最後のステップ２１２で、選択されたリストの伸長
された画像ブロックが一般的にはスクリーン等の出力装
置に出力され、処理が終了する。上述した伸長処理によ
り得られた画像は、各画像ブロック間の境界に階段状の
濃度差、いわゆるブロック歪みが発生することが多い。

【００１３】境界フィルタリングの好適な実施形態 図４は、多数の画像ブロックを有するデジタル画像の４
つの隣接する方形画像ブロック４０２、４０４、４１２
および４１４の一部を示している。これらの画像ブロッ
ク４０２、４０４、４１２および４１４は、図１および
２に従って圧縮および伸長処理を受けた、伸長後の各画
像ブロックである。方形画像ブロック４０２、４０４、
４１２および４１４は、画素の行および列を含み、ここ
では２つの行４０６および４０８の一部が示されてい
る。画像ブロック４０２および４０４は、境界４１０で
概念的に分けられている。画素の行４０６は、ブロック
間の境界４１０で始まりそこから延びている、ｘ[−
ｎ],...,ｘ[−２],ｘ[−１]で示される一連の画素を含
んでいる。画素の行４０８は、この境界で始まりそこか
ら延びている、ｘ[０],ｘ[１],ｘ[２],...,ｘ[ｍ]で示
される一連の画素を含んでいる。画素の行４０８および
４０６のｘ[０]およびｘ[−１]でそれぞれ示される終点
は、境界４１０の反対側に互いに隣接して位置してい
る。

【００１４】図５は、４に示したタイプの隣接する伸長
後の画像ブロックの境界４１０を横切る、ブロック歪み
の例を示している。図５において、ｘ軸は行４０８およ
び４０６における画素の位置を表わし、ｙ軸はそれらの
画素値を表わしている。一般的には、量子化ステップを
大きくする等の高い圧縮比で圧縮および伸長を受けた伸
長後の画像ブロックは、これら画像ブロックの境界を横
切るブロック歪みを発生しやすい。図５は、一定の傾斜
の１次元画像信号５００の例を示している。この画像信
号５００は、行４０６および４０８に対応する原画像信
号を表わしている。この特定の例では、図４の隣接する
行（不図示）は、略等しい傾斜の同様な画像信号５００
を有している。これらの画像信号５００は、境界の左側
を符号化する一方のブロック４０２と、境界の右側を符
号化する他方のブロック４０４との少なくとも２つのブ
ロックで独立に圧縮される。これらを伸長後、左側およ
び右側の符号化ブロック４０２および４０４は、１次元
の画像信号５０４を有する画素の行４０６および４０８
となる。隣接する行（不図示）も、１次元の画像信号５
０４と略同様な１次元の画像信号を有している。このよ
うに、境界４１０前後での急激な変化が、伸長された画
像における誤った垂直線またはエッジの出現を引き起こ
し、いわゆるブロック歪みの原因となる。

【００１５】ここで、境界フィルタリングステップ２１
０を、図４および式（１）を参照して説明する。境界フ
ィルタリングステップは、画素の値ｘ[０],ｘ[１],ｘ
[２],...,ｘ[ｍ]およびｘ[−ｎ],...,ｘ[−２],ｘ[−
１]を、以下の式（１）に従って置換する。

【００１６】 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） （１） ただし、ｉ＝０,１,２,３,...,ｍ、および、 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]＋α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） ただし、ｉ＝１,２,３,...,ｎ このフィルタリング処理は、非常に単純であり、空間的
に変化し、データに依存しない、非常に効果的な境界フ
ィルタを提供する。境界フィルタリングステップ２１０
は、画素値ｘ[０]およびｘ[−１]の差分を重み付け処理
する計算と、画素値ｘ[ｉ]およびｘ[−ｉ]の置換を含ん
でいる。これは、ｘ[０]およびｘ[−１]が、圧縮および
伸長処理の間にそれらの統計的依存性に関して利用され
ていないという事実に加え、画素値ｘ[０]およびｘ[−
１]が、ブロック歪みの近くにある全ての画素を正確に
代表しているという認識に基づいている。

【００１７】境界フィルタ処理は、ある程度大きいブロ
ックサイズに対してはもっとも効果的であり、特に、Ｊ
ＰＥＧのブロックサイズ８×８より大きいブロックサイ
ズに対して効果的である。上記の場合では、ブロック歪
みは本質的には１次元の現象であることがわかった。本
発明の境界フィルタリング処理は、境界を横切る１次元
において、フィルタリング処理の必要が局部的にしか発
生しないという点で１次元である。各垂直方向の境界は
境界を横切る行のフィルタリングでフィルタ処理され、
各水平方向の境界は境界を横切る列のフィルタリングで
フィルタ処理される。好ましくは、ブロックサイズは６
４×６４（行×列）画素である。しかしながら、８×８
画素より大きいあらゆるブロックサイズが適している。

【００１８】好ましくは、フィルタリング処理は対称的
に適用され、具体的には境界４１０の片側４つの画素の
みに適用される（すなわち、ｎ＝ｍ＋１＝４）。小さな
隣接部分の画素に対するフィルタリングは、フィルタリ
ングされるべき画素がより少ないことを意味する。これ
によりバッファリング要求を減少させ、計算および特別
なメモリのリード／ライトアクセスを最小とするのを容
易とする。

【００１９】好ましくは、減算ｘ[０]−ｘ[−１]が予め
計算され、従って、各画素ｘ[ｉ]のフィルタリングに対
して、１回の乗算および加算のみが必要となる。係数α
₀,α ₁,..も、２の累乗分の１（またはそれらの整数倍）
となるように選択されてよい。このように、式（１）で
の平滑化を加算およびビットシフトで実現できる。係数
は、高圧縮率（均一な量子化ステップサイズが４０また
はそれ以上）の場合には以下のような値となり得る。す
なわち、 α₀＝３／８ α₁＝１／４ α₂＝１／８ α₃＝１／１６ であり、一方、中程度から高圧縮率（量子化ステップサ
イズ２０〜４０に対して）に対しては、係数の値は、 α₀＝１／８ α₁＝１／８ α₂＝１／１６ α₃＝０ となり得る。

【００２０】別の実施形態 図３は、本発明の別の実施形態による、圧縮されたデジ
タル画像を伸長する方法のフローチャートを示してい
る。ステップ２００、２０２、２０４、２０８および２
１２は、図２に関して説明したのと同じであり、ここで
は特に説明しない。ステップ３００で、リストの次のブ
ロックが伸長される。本実施形態では、ブロックはラス
タ走査順に処理される。従って、各ブロックの左側のエ
ッジおよび上側のエッジに隣接する領域は、既に伸長さ
れバッファされている。次のステップ３０２で、（既に
伸長されたブロックの隣接部分のバッファデータを含
む）ブロックの境界領域が境界フィルタリングされる。
すなわち、左側エッジ周辺で行がフィルタリングされ、
ブロックの上側エッジ周辺で列がフィルタリングされ
る。境界フィルタリングのステップについての詳細は、
本明細書中の「境界フィルタリングの好適な実施形」の
項に記述する。次のステップ３０４で、現在伸長された
ブロックの右側および下側領域が、関連するブロックが
後で伸長されるときに平滑化されるべく、バッファされ
る。復号すべき画像部分の境界上にあるエッジ領域を、
平滑化またはバッファする必要はない。例えば、第１の
ブロックでは左側および上側エッジ領域を平滑化する必
要はなく、最後のブロックでは右側および下側エッジ領
域をバッファする必要はない。次のステップ３０６で、
伸長されたブロックのこれからフィルタすべき領域を除
いて、伸長されフィルタされたブロックが出力される。
既に復号されたブロックの平滑化された領域も出力され
る。

【００２１】変形例 境界フィルタリングの処理は、図６に示したような一般
的汎用コンピュータを用いて実施され、図１から５の処
理は、コンピュータで実行されるソフトウェアとして実
現されてもよい。特に、本方法のステップは、コンピュ
ータによって実行されるソフトウェアの命令によって達
成される。ソフトウェアは、例えば以下で述べる記憶装
置を含むコンピュータで読取り可能な媒体に格納されて
もよい。ソフトウェアはコンピュータで読み取り可能な
媒体からコンピュータにロードされ、コンピュータによ
って実行される。そのようなソフトウェアまたはコンピ
ュータプログラムが記録されたコンピュータで読み取り
可能な媒体は、コンピュータプログラム製品である。コ
ンピュータプログラム製品をコンピュータで使用する
と、本発明の実施形態による境界フィルタリングに好都
合な装置をもたらす。

【００２２】コンピュータシステム６００は、コンピュ
ータ６０２、ビデオディスプレイ６１６、および入力デ
バイス６１８および６２０を含んでいる。更に、コンピ
ュータシステム６００は、ラインプリンタ、レーザプリ
ンタ、プロッタおよび他の再生装置を含む多くの出力装
置のいずれを備えていてもよい。コンピュータシステム
６００は、モデム通信経路、コンピュータネットワーク
などの適切な通信チャネルを使用する通信インタフェー
スを介して、１つ以上の他のコンピュータに接続されて
もよい。コンピュータネットワークは、ローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡ
Ｎ）、イントラネットおよび／またはインターネットを
含んでいてもよい。

【００２３】コンピュータ６０２自体は、１つまたは複
数の中央処理装置（以下では単にプロセッサと呼ぶ）６
０４、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリード
オンリーメモリ（ＲＯＭ）を含み得るメモリ６０６、入
出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース６０８、ビデオインタフ
ェース６１０、および図６にはブロック６１２で一般的
に示した１つ以上の記憶装置を含んでいる。１つまたは
複数の記憶装置６１２は、フロッピーディスク、ハード
ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、磁気テープまたは当業者に周知の他の多くの不揮
発性記憶装置のいずれか、の内の１つ以上を含んでいて
もよい。６０４から６１２の各構成要素は通常は、デー
タバス、アドレスバス、制御バスを順に含み得るバス６
１４を介して、１つ以上の他の装置に接続される。

【００２４】ビデオインタフェース６１０は、ビデオデ
ィスプレイ６１６に接続されており、コンピュータ６０
２からのビデオ信号を、ビデオディスプレイ６１６への
表示のために供給する。コンピュータ６０２の走査のた
めのユーザ入力はｍ１つ以上の入力デバイス６１８から
供給され得る。例えば、オペレータはキーボード６１８
および／またはマウス６２０などのポインティングデバ
イスを使用して、コンピュータ６０２への入力を供給す
ることができる。

【００２５】システム６００は単に図示のために示され
ており、本発明の範囲および趣旨から逸脱しない限り、
他の構成を使用することができる。本実施形態を実行で
きる代表的コンピュータは、ＩＢＭ−ＰＣ／ＡＴまたは
その互換機、パーソナルコンピュータのMacintosh（登
録商標）ファミリの１つ、Sun Sparkstation（登録商
標）などである。これらは単に本発明の実施形態を実行
可能なコンピュータのタイプの代表である。通常は、上
記の本実施形態の処理は、ソフトウェアまたは（図６で
はブロック６１２で総称的に示した）ハードディスクド
ライブに記録されたプログラムの形で、コンピュータで
読み取り可能な媒体として存在し、プロセッサ６０４を
使用して読取りおよび制御される。プログラム、画素デ
ータ、およびネットワークから獲得したあらゆるデータ
の中間記憶は、おそらくハードディスクドライブ６１２
と接続された半導体メモリ６０６によって達成され得
る。

【００２６】ある場合には、プログラムはＣＤ−ＲＯＭ
またはフロッピーディスク（両者とも図６ではブロック
６１２で総称的に示した）に符号化されてユーザに供給
され、また代替的には、例えばコンピュータに接続され
たモデム装置を介してネットワークからユーザに読み取
られる。更にまた、ソフトウェアは、磁気テープ、ＲＯ
ＭまたはＩＣ、光磁気ディスク、コンピュータと他の装
置との無線または赤外線通信、ＰＣＭＣＩＡカードなど
のコンピュータで読取り可能なカード、ｅメール送信お
よびウエブサイトでの情報記録等を含むインターネット
およびイントラネットを含む他のコンピュータで読取り
可能な媒体から、コンピュータシステム６００にロード
されてもよい。上記は単に関連するコンピュータで読み
取り可能な媒体の代表例である。本発明の範囲および趣
旨から逸脱しない限り、他のコンピュータで読み取り可
能な媒体を使用することができる。

【００２７】代替的に、境界フィルタリング方法は、Ｉ
Ｃの形のデジタルフィルタなどの専用ハードウエアで実
現できる。

【００２８】以上本発明の実施形態をいくつかの実施形
態に関してのみ説明したが、本発明の範囲および趣旨か
ら逸脱しない限り、当業者はこれらに修正および／また
は変更を加えることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、計
算が非常に単純であり、空間的に変化し、データに依存
しない、非常に効果的な境界フィルタを提供する。ま
た、バッファリング要求を減少させ、計算および特別な
メモリのリード／ライトアクセスを最小とすることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル画像を圧縮する典型的な方法のフロー
チャートである。

【図２】本発明の好適な実施形態による、圧縮されたデ
ジタル画像を伸長する方法のフローチャートである。

【図３】本発明の別の実施形態による、圧縮されたデジ
タル画像を伸長する方法のフローチャートである。

【図４】いくつかの画像ブロックを含むデジタル画像
の、伸長された隣接ブロックの一部を示す図である。

【図５】図４に示したタイプの伸長された隣接ブロック
の境界を横切るブロック歪みの例を示す図である。

【図６】図１から５の処理を実施する一般的汎用コンピ
ュータのブロック図である。

【符号の説明】

４０２、４０４、４１２、４１４ 画像ブロック ４０６、４０８ 画素の並び ４１０ 境界 ｘ[ｉ]、ｘ[−ｉ] 画素

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル画像の境界フィルタリング方法
   であって、デジタル画像が、間に１つ以上の境界を有す
   る伸長された複数の隣接ブロックを含み、各ブロック
   が、画素ｘ[ｉ]の行および列を複数含み、境界の両側に
   位置する画素の行および／または列は、第１の画素の並
   びｘ[−ｎ],...,ｘ[−１]および第２の画素の並びｘ
   [０],...,ｘ[ｍ]をそれぞれ含んでおり、画素ｘ[−１]
   およびｘ[０]は前記第１および第２の画素の並びの終点
   でありかつ隣接して位置しており、前記方法は前記第１
   および第２の並びそれぞれに対して、 (i) 少なくとも画素ｘ[−１]およびｘ[０]の値の差の重
   み付けした結果を決定する決定ステップと、 (ii) ｉ＝−ｎ,...,ｍであるとき、各画素ｘ[ｉ]に対し
   て、ｘ[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素値と前記重み付け結
   果の各１つとの和で置換する置換ステップとを実施する
   ことを含んでおり、 ｍ＋ｎが、ブロック内の行の数よりも小さくおよび／ま
   たはブロック内の列の数よりも小さいことを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 前記決定ステップは、α_i-1が重み係
   数、ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに、前記重み付け
   結果を、式、 α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定するサブステップを含んでおり、前記置換
   ステップは、ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに画素値
   ｘ[ｉ]を、式、 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]−α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換するサブステップを含むことを特徴とする
   請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記決定ステップは、α_iが重み係数、
   ｉ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに、前記重み付け結
   果を、式、 −α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定するサブステップを含んでおり、前記置換
   ステップは、ｉ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに画素
   値ｘ[ｉ]を、式、 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換するサブステップを含むことを特徴とする
   請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ｎ＝ｍ＋１であることを特徴とする請求
   項２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記重み係数は、２の累乗分の１または
   それらの倍数であることを特徴とする請求項４に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 ｎ＝４であることを特徴とする請求項４
   に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記重み係数の値が、 α₀＝３／８，α₁＝１／４，α₂＝１／８，α₃＝１／１
   ６ であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記重み係数の値が、 α₀＝１／８，α₁＝１／８，α₂＝１／１６，α₃＝０ であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 【請求項９】 ブロックの行および列の数が８×８より
   大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 ブロックの行および列の数が６４×６
    ４であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記決定ステップおよび置換ステップ
    を実施する前に、デジタル画像の全てのブロックが伸長
    されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 (a) デジタル画像のブロックを所定の
    走査順序で伸長し、各ブロックの伸長の後に以下のステ
    ップ、 (a1)前記決定ステップおよび前記置換ステップを、現在
    伸長されたブロックとの境界にある既に伸長されたブロ
    ックの境界領域に実施するステップと、 (a2)現在伸長されたブロックの伸長すべきブロックとの
    境界にある画素を格納するステップと、 (a3)境界フィルタリングされる領域の画素を除いて、現
    在伸長されたブロックを出力するステップと、 (a4)既に伸長されたブロックの境界フィルタリングされ
    た領域の画素を出力するステップと、を実施するステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 デジタル画像の境界フィルタリング装
    置であって、デジタル画像が、間に１つ以上の境界を有
    する伸長された複数の隣接ブロックを含み、各ブロック
    が、画素ｘ[ｉ]の行および列を複数含み、境界の両側に
    位置する画素の行および／または列は、第１の画素の並
    びｘ[−ｎ],...,ｘ[−１]および第２の画素の並びｘ
    [０],...,ｘ[ｍ]をそれぞれ含んでおり、画素ｘ[−１]
    およびｘ[０]は前記第１および第２の画素の並びの終点
    でありかつ隣接して位置しており、前記装置は、 少なくとも画素ｘ[−１]およびｘ[０]の値の差の重み付
    けした結果を決定する決定手段と、 ｉ＝−ｎ,...,ｍであるとき、各画素ｘ[ｉ]に対して、
    ｘ[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素値と前記重み付け結果の
    各１つとの和で置換する置換手段とを含んでおり、 ｍ＋ｎが、ブロック内の行の数よりも小さくおよび／ま
    たはブロック内の列の数よりも小さいことを特徴とする
    装置。
14. 【請求項１４】 前記決定手段は、α_i-1が重み係数、
    ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに、前記重み付け結果
    を、式、 α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定する手段を含んでおり、前記置換手段は、
    ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに画素値ｘ[ｉ]を、
    式、 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]−α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換する手段を含むことを特徴とする請求項１
    ３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記決定手段は、α_iが重み係数、ｉ
    ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに、前記重み付け結果
    を、式、 −α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定する手段を含んでおり、前記置換手段は、
    ｉ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに画素値ｘ[ｉ]を、
    式、 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換する手段を含むことを特徴とする請求項１
    ３または１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 ｎ＝ｍ＋１であることを特徴とする請
    求項１４または１５に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記重み係数は、２の累乗分の１また
    はそれらの倍数であることを特徴とする請求項１６に記
    載の装置。
18. 【請求項１８】 ｎ＝４であることを特徴とする請求項
    １６に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記重み係数の値が、 α₀＝３／８，α₁＝１／４，α₂＝１／８，α₃＝１／１
    ６ であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記重み係数の値が、 α₀＝１／８，α₁＝１／８，α₂＝１／１６，α₃＝０ であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
21. 【請求項２１】 ブロックの行および列の数が８×８よ
    り大きいことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
22. 【請求項２２】 ブロックの行および列の数が６４×６
    ４であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記決定手段および置換手段に供給す
    る前に、デジタル画像の全てのブロックを伸長する手段
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
24. 【請求項２４】 デジタル画像のブロックを所定の走査
    順序で伸長する手段と、 前記決定手段および前記置換手段を、現在伸長されたブ
    ロックとの境界にある既に伸長されたブロックの境界領
    域に対して作動させる手段と、 現在伸長されたブロックの伸長すべきブロックとの境界
    にある画素を格納する手段と、 境界フィルタリングされる領域の画素を除いて、現在伸
    長されたブロックを出力する手段と、 既に伸長されたブロックの境界フィルタリングされた領
    域の画素を出力する手段とを更に含むことを特徴とする
    請求項１３に記載の装置。
25. 【請求項２５】 デジタル画像の境界フィルタリング用
    コンピュータプログラムが記録されたコンピュータで読
    取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品であ
    って、デジタル画像が、間に１つ以上の境界を有する伸
    長された複数の隣接ブロックを含み、各ブロックが、画
    素ｘ[ｉ]の行および列を複数含み、境界の両側に位置す
    る画素の行および／または列は、第１の画素の並びｘ
    [−ｎ],...,ｘ[−１]および第２の画素の並びｘ
    [０],...,ｘ[ｍ]をそれぞれ含んでおり、画素ｘ[−１]
    およびｘ[０]は前記第１および第２の画素の並びの終点
    でありかつ隣接して位置しており、前記コンピュータプ
    ログラム製品は、少なくとも画素ｘ[−１]およびｘ[０]
    の値の差の重み付けした結果を決定する決定手段と、 ｉ＝−ｎ,...,ｍであるとき、各画素ｘ[ｉ]に対して、
    ｘ[ｉ]の画素値をｘ[ｉ]の画素値と前記重み付け結果の
    各１つとの和で置換する置換手段とを含んでおり、 ｍ＋ｎが、ブロック内の行の数よりも小さくおよび／ま
    たはブロック内の列の数よりも小さいことを特徴とする
    コンピュータプログラム製品。
26. 【請求項２６】 前記決定手段は、α_i-1が重み係数、
    ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに、前記重み付け結果
    を、式、 α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定する手段を含んでおり、前記置換手段は、
    ｉ＝１,２,３,...,ｎであるときに画素値ｘ[ｉ]を、
    式、 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]−α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換する手段を含むことを特徴とする請求項２
    ５に記載のコンピュータプログラム製品。
27. 【請求項２７】 前記決定手段は、α_iが重み係数、ｉ
    ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに、前記重み付け結果
    を、式、 −α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって決定する手段を含んでおり、前記置換手段は、
    ｉ＝０,１,２,３,...,ｍであるときに画素値ｘ[ｉ]を、
    式、 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） によって置換する手段を含むことを特徴とする請求項２
    ５または２６に記載のコンピュータプログラム製品。
28. 【請求項２８】 ｎ＝ｍ＋１であることを特徴とする請
    求項２６または２７に記載のコンピュータプログラム製
    品。
29. 【請求項２９】 前記重み係数は、２の累乗分の１また
    はそれらの倍数であることを特徴とする請求項２８に記
    載のコンピュータプログラム製品。
30. 【請求項３０】 ｎ＝４であることを特徴とする請求項
    ２８に記載のコンピュータプログラム製品。
31. 【請求項３１】 前記重み係数の値が、 α₀＝３／８，α₁＝１／４，α₂＝１／８，α₃＝１／１
    ６ であることを特徴とする請求項３０に記載のコンピュー
    タプログラム製品。
32. 【請求項３２】 前記重み係数の値が、 α₀＝１／８，α₁＝１／８，α₂＝１／１６，α₃＝０ であることを特徴とする請求項３０に記載のコンピュー
    タプログラム製品。
33. 【請求項３３】 ブロックの行および列の数が８×８よ
    り大きいことを特徴とする請求項２５に記載のコンピュ
    ータプログラム製品。
34. 【請求項３４】 ブロックの行および列の数が６４×６
    ４であることを特徴とする請求項３３に記載のコンピュ
    ータプログラム製品。
35. 【請求項３５】 前記決定手段および置換手段に供給す
    る前に、デジタル画像の全てのブロックを伸長する手段
    を含むことを特徴とする請求項２５に記載のコンピュー
    タプログラム製品。
36. 【請求項３６】 デジタル画像のブロックを所定の走査
    順序で伸長する手段と、 前記決定手段および前記置換手段を、現在伸長されたブ
    ロックとの境界にある既に伸長されたブロックの境界領
    域に対して作動させる手段と、 現在伸長されたブロックの伸長すべきブロックとの境界
    にある画素を格納する手段と、 境界フィルタリングされる領域の画素を除いて、現在伸
    長されたブロックを出力する手段と、 既に伸長されたブロックの境界フィルタリングされた領
    域の画素を出力する手段とを更に含むことを特徴とする
    請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品。
37. 【請求項３７】 デジタル画像を伸長する方法であっ
    て、前記デジタル画像は複数の圧縮されたブロックを含
    んでおり、前記方法は、 (a) デジタル画像の圧縮されたブロックを伸長するステ
    ップと、 (b) 既に伸長されたあらゆるブロックと共通の境界を有
    する現在伸長されたブロックとの境界領域に、α_iおよ
    びα_i-1を重み係数として、式、 ｉ＝０,１,２,３,...,ｍであるとき、 ｘ[ｉ]＝ｘ[ｉ]−α_i（ｘ[０]−ｘ[−１]） ｉ＝１,２,３,...,ｎであるとき、 ｘ[−ｉ]＝ｘ[−ｉ]＋α_i-1（ｘ[０]−ｘ[−１]） に従って、少なくとも、それぞれ境界の両側にある第１
    の画素の並びｘ[−ｎ],...,ｘ[−１]および第２の画素
    の並びｘ[０],...,ｘ[ｍ]に対して、境界と垂直に１次
    元フィルタリングを行うステップと、 (c) 伸長すべきブロックとの境界にある現在伸長された
    ブロックの画素を格納するステップと、 (d) まだフィルタリングされていない画素を除いて現在
    伸長されたブロックを出力するステップと、 (e) 既に伸長されたブロックのフィルタリングされた領
    域の画素を出力するステップと、 (f) 所定の走査順序で、連続する各ブロックに対して、
    (a)から(e)のステップを繰り返すステップとを備えるこ
    とを特徴とする方法。
38. 【請求項３８】 画像をブロック毎に非可逆圧縮し伸長
    して得られた再生画像における、前記各ブロック間の境
    界を平滑化するためのフィルタリング処理装置であっ
    て、 前記再生画像を入力する入力手段と、 該再生画像中の所定ブロックに関連する注目画素を、該
    所定ブロックの境界に隣接する画素間の差分を重み付け
    した結果を加算或は減算することにより、変換する変換
    手段とを有することを特徴とするフィルタリング処理装
    置。
39. 【請求項３９】 画像をブロック毎に非可逆圧縮し伸長
    して得られた再生画像における、前記各ブロック間の境
    界を平滑化するためのフィルタリング処理方法であっ
    て、 前記再生画像を入力する入力ステップと、 該再生画像中の所定ブロックに関連する注目画素を、該
    所定ブロックの境界に隣接する画素間の差分を重み付け
    した結果を加算或は減算することにより、変換する変換
    ステップとを有することを特徴とするフィルタリング処
    理方法。
40. 【請求項４０】 画像をブロック毎に非可逆圧縮し伸長
    して得られた再生画像における、前記各ブロック間の境
    界を平滑化するためのフィルタリング処理方法であっ
    て、 前記再生画像を入力する入力ステップと、 該再生画像中の所定ブロックに関連する注目画素を、該
    所定ブロックの境界に隣接する画素間の差分を重み付け
    した結果を加算或は減算することにより、変換する変換
    ステップとを有することを特徴とするフィルタリング処
    理方法コンピュータで読取り可能な状態に記憶したコン
    ピュータプログラム製品。