JP2002101415A - 画像信号復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブロック境界にエッジ情報が重なった場合で
も、実際のエッジ情報が失われるのを防止することがで
きる画像信号復号化装置を提供する。 【解決手段】可変長符号でデコード回路１１にて復号化
され、逆量子化回路１２にて逆量子化され、さらに逆直
交変換回路１３にて逆直交変換された圧縮データに対し
て、歪除去回路１６にて歪み除去処理が行われる。係数
判定回路１４にて、各ブロック毎の変換係数を有意な係
数とそうでないものとに分ける。歪除去特性決定回路１
５は、ブロック境界を挟んで隣り合ったブロック内の変
換係数がＤＣ成分のみからなる場合に、前記隣り合った
ブロックのＤＣ成分の差が当該ＤＣ成分の量子化幅より
も大きいかどうかを判定し、このときの判定結果に応じ
て、前記ブロック境界部分の歪除去処理を行わないよう
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧縮された後に
伝送もしくは記録された画像信号を復号する画像信号復
号化装置に係り、特に、そのような装置に於けるブロッ
ク歪除去処理の高速化及び効率向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＣＤ（電荷結合素子）に代表
される固体撮像装置等により撮像された画像信号を、メ
モリカード、磁気ディスク、あるいは磁気テープ等の記
録装置に、ディジタルデータとして記録する場合、その
データ量は膨大なものとなる。そこで、通常、このよう
なデータを限られた記録容量の範囲で記録しようとする
には、得られた画像信号のデータに対し、何らかの高能
率な圧縮を行なうことが必要である。

【０００３】高能率な画像データの圧縮方式として、直
交変換符号化を利用した符号化方式が広く知られてい
る。この方式についての一例を図９を参照して説明す
る。

【０００４】先ず、固体撮像装置等から画像データ
（ｆ）が入力されると（１０１）、その画像データ
（ｆ）を所定の大きさのブロックに分割して値（ｆｂ）
を得（１０２）、この分割されたブロック毎に直交変換
として２次元のＤＣＴ（離散コサイン変換）を行って値
（Ｆ）に変換する（１０３）。次に、各周波数成分に応
じた線形量子化を行ない（１０４）、この量子化された
値（ＦＱ）に対し可変長符号化としてハフマン符号化を
行ない（１０５）、その結果が圧縮データ（Ｃ）として
伝送又は記録される。この時、前記線形量子化の量子化
幅は、各周波数成分に対する視覚特性を考慮にいれた相
対的な量子化特性を表わす量子化マトリックスを用意
し、この量子化マトリックスを定数倍することで量子化
幅を決定している。

【０００５】一方、圧縮データから画像データを発生す
るとき、可変長符号（Ｃ）をデコード（復号）すること
で変換係数の量子化幅（ＦＱ）が得られる（１０６）
が、この値から量子化前の真値（Ｆ）を得ることは不可
能で、逆量子化によって得られる結果は誤差を含んだ値
（Ｆ′）になる（１０７）。従って、この値（Ｆ′）に
対してＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）を行い（１０
８）、その結果の値（ｆｂ′）を逆ブロック化して（１
０９）得られる画像データ（ｆ′）も、誤差を含んだも
のとなる。よって、画像再生装置等にて再生出力される
（１１０）再生画像（ｆ′）は画質が劣化してしまう。
即ち、逆量子化によって得られる結果の値（Ｆ′）の誤
差がいわゆる量子化誤差として再生画像（ｆ′）の画質
劣化の原因となっている。

【０００６】以上の動作を図１０を参照して具体的に説
明する。先ず、図１０（ａ）に示すように、１フレーム
の画像データを所定の大きさのブロック（例えば、８×
８の画素より成るブロックＡ，Ｂ，Ｃ，…）に分割し、
この分割されたブロック毎に直交変換として２次元のＤ
ＣＴを行ない、８×８のマトリックス上に順次格納す
る。

【０００７】画像データは、２次元平面で眺めてみる
と、濃淡情報の分布に基づく周波数情報である空間周波
数を有している。従って、上記ＤＣＴを行なうことによ
り、画像データは、図１０（ｂ）に示すように、直流成
分ＤＣと交流成分ＡＣに変換され、８×８のマトリック
ス上には、原点位置（（０，０）位置）に直流成分ＤＣ
の値を示すデータが、（０，７）位置には、横軸方向の
交流成分ＡＣの最大周波数値を示すデータが、そして、
（７，０）位置には、縦軸方向の交流成分ＡＣの最大周
波数値を示すデータが、さらに、（７，７）位置には、
斜め方向の交流成分ＡＣの最大周波数値を示すデータが
それぞれ格納される。中間位置では、それぞれの座標位
置により関係付けられる方向に於ける周波数データが、
原点側より順次高い周波数のものが出現する形で格納さ
れることになる。

【０００８】次に、このマトリックスに於ける各座標位
置の格納データを、各周波数成分毎の量子化幅により割
ることにより、各周波数成分に応じた線形量子化を行な
い、この量子化された値に対して可変長符号化としてハ
フマン符号化を行なう。この時、直流成分ＤＣに関して
は、近傍ブロックの直流成分との差分値をハフマン符号
化する。

【０００９】交流成分ＡＣに関しては、ジグザグスキャ
ンと呼ばれる低い周波数成分から高い周波数成分へのス
キャンを行ない、無効（値が「０」）の成分の連続する
個数（零のラン数）と、それに続く有効な成分の値の２
次元のハフマン符号化を行ない符号化データとする。

【００１０】この方式に於いて、圧縮率は、前記量子化
の量子化幅を変化させることによって制御されるのが一
般的で、圧縮率が高くなるほど量子化幅は大きくなり、
従って量子化誤差が大きくなり、再生画像の画質劣化が
目立つようになる。

【００１１】この変換係数の量子化誤差は、再生画像に
於いてブロック境界部分に不連続が発生するいわゆるブ
ロック歪として現われる傾向にあり、このブロック歪は
視覚的に目立つために、例えＳ／Ｎが良好であっても、
主観的な印象は悪くなってしまう。

【００１２】そこで、復号器によって再生された画像
に、歪除去処理として低域通過（ローパス）フィルタを
かける方法が考え出された。この後置フィルタは、比較
的良好に歪を除去することができるが、画像中にエッジ
等が含まれている場合に、それらがぼけてしまい、逆に
ぼけを減らすためにローパスの度合をゆるくすると、ブ
ロック歪が完全に除去できなくなるといった不具合があ
った。

【００１３】そこで、この不具合を解消するために、画
像中のエッジの有無やブロック歪を検出してその結果に
よってフィルタを作用させるかどうか切り換えるように
して、歪の存在する部分にだけフィルタをかける方式も
知られている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
に歪の存在する部分にだけフィルタをかけるような歪除
去方式では、依然として画像にぼけを生じる欠点がある
上に、ブロック歪量等を計算する必要があるため、一般
的に処理時間を長く必要とし、ある程度の回路の大きさ
と消費電力が必要であった。このため、小型化や高速性
を重視する製品には、この歪除去方式を応用することは
難しかった。

【００１５】また、例えば画像中の空や白壁等のように
階調が非常にゆっくり変化している部分が高圧縮のため
に交流成分が失われて階段状になっているときにブロッ
ク境界にエッジが重なる場合がある。従来はこのような
場合でもブロックの帯域だけを用いて歪除去処理を行っ
ていたので実際のエッジ情報が失われてしまうという問
題があった。

【００１６】本発明は、このような点に鑑みて成された
もので、簡単な回路により、画像中にぼけ等を生じさせ
ずに高速にブロック歪を除去することのできる画像信号
の復号化装置を提供することを目的とするものである。

【００１７】また、ブロック境界にエッジ情報が重なっ
た場合でも、実際のエッジ情報が失われるのを防止する
ことができる画像信号復号化装置を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による画像信号復号化装置は、画像データ
をブロックに分割し、この分割されたブロック毎に直交
変換を行なってから、この変換出力を量子化し、その後
この量子化出力を可変長符号化することにより圧縮され
た画像データを復号化する可変長符号デコード手段と、
前記可変長符号デコード手段からの復号化出力を逆量子
化する逆量子化手段と、前記逆量子化手段からの逆量子
化出力を逆直交変換する逆直交変換手段と、前記逆直交
変換手段からの変換出力に対して歪除去処理を行なう歪
除去手段と、各ブロック毎の変換係数を有意な係数とそ
うでないものとに分ける係数判定手段と、ブロック境界
を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数がＤＣ成分の
みからなるかどうかを判定するＤＣ成分判定手段と、ブ
ロック境界を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数が
ＤＣ成分のみからなる場合に、前記隣り合ったブロック
のＤＣ成分の差が当該ＤＣ成分の量子化幅よりも大きい
かどうかを判定する差判定手段と、前記差判定手段での
判定結果に応じて、前記ブロック境界部分の歪除去処理
を行わないように制御する制御手段とを具備する。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概略を説明する。
本実施形態の画像信号復号化装置では、可変長符号デコ
ード手段により復号して得られた結果に対して歪除去手
段でブロック歪除去を行なうようにするために、係数判
定手段により各ブロック毎の変換係数を有意な係数とそ
うでないものとに分け、歪除去特性決定手段により前記
有意な係数の周波数帯域に基づいて前記歪除去手段の歪
除去の特性をブロック毎に変化させるようにしている。

【００２０】一般に、ブロック歪の目立ちやすさは、近
傍の画像の持つ空間周波数によって変化する。つまり、
細かな構造の有る高い周波数まで成分を持っているよう
な部分にブロック歪が発生している場合には、あまりブ
ロック歪は目立たない。逆に、比較的に変化の緩やかな
低い空間周波数成分しかない部分にブロック歪が発生し
ている場合には、ブロック歪が目立ちやすくなる。

【００２１】一方、ブロック歪は、ブロック境界での不
連続性によるものなので、非常に高い空間周波数まで成
分を持っている。従って、歪の近傍の画像の持つ空間周
波数よりも高い空間周波数成分を除いてやることによっ
て、ブロック歪を目立たなくすることができる。そこ
で、本実施形態では、変換係数を使用して、上記のよう
に歪み除去の特性を適応的に変化させている。

【００２２】加えて本実施形態では、ブロック境界を挟
んで隣り合ったブロック内の変換係数がＤＣ成分のみか
らなるかどうかを判定し、ブロック境界を挟んで隣り合
ったブロック内の変換係数がＤＣ成分のみからなる場合
には、前記隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該Ｄ
Ｃ成分の量子化幅よりも大きいかどうかを判定する。そ
して、前記隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該Ｄ
Ｃ成分の量子化幅よりも大きい場合には、前記ブロック
境界部分の歪除去処理を行わないようにする。このよう
な方法により、ブロック境界にエッジ情報が重なった場
合でも、実際のエッジ情報が失われるのを防止すること
ができる。

【００２３】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。

【００２４】図１は、本発明の画像信号復号化装置の第
１の実施の形態のブロック構成図である。本実施の形態
の画像信号復号化装置では、先ず可変長符号デコード回
路１１にて、伝送又は記録された圧縮画像データを受け
て、その圧縮画像データの可変長符号をデコードする。
このデコード出力は、逆量子化回路１２にて逆量子化さ
れる。この逆量子化された結果は、ブロック毎の変換係
数であるので、ブロック内の空間周波数成分に相当して
いる。

【００２５】このデータは二分されて、一方は、逆直交
変換回路１３に送られる。この逆直交変換回路１３は、
受け取ったデータに対して逆直交変換を施し、実空間で
の画像信号を得る。

【００２６】また、二分された他方のデータは、実空間
の画像信号への歪除去特性を決定するために利用され
る。この特性の決定は、以下のようにしてなされる。即
ち、係数判定回路１４にて、各ブロック毎に空間周波数
成分の絶対値を閾値と比較して、閾値よりも大きい係数
を有意係数とし、次に歪除去特性決定回路１５にて、こ
の有意係数の帯域を保存するようなローパスの特性を決
定する。そして、歪除去回路１６にて、この決定された
ローパスの特性の歪除去処理を、上記逆直交変換回路１
３の変換出力である画像信号に施す。こうして歪除去処
理の施された画像信号は、画像再生装置等の出力装置１
７にて表示出力される。

【００２７】このようにして歪除去を行なうことによ
り、ブロック単位で記録されていた情報の帯域はほとん
ど失われることなしに、フィルタリングされることがで
きる。つまり、低い空間周波数成分しかないブロックに
は、広い範囲に亙って平均化するような強いローパスフ
ィルタリングを行ない、逆に比較的高い周波数成分まで
含んでいるブロックには、あまりぼかさないような弱い
ローパスフィルタリングを行なうことで、ブロック内の
構造がぼけない程度のローパスフィルタリングを実現す
ることができる。

【００２８】次に、この歪除去特性決定方法について説
明する。

【００２９】今、係数判定回路１４に与えられる注目ブ
ロックの直交変換係数を、図２（ａ）に示すような８×
８画素のＤＣＴ（離散コサイン変換）係数とし、各係数
の絶対値を閾値ｔｈ（ｔｈ＝１０）と比較すると、図２
（ｂ）に斜線のハッチングを施して示す部分の係数が絶
対値「１０」以上の有意係数と判定される。この場合、
このブロックには水平方向及び垂直方向に対してそれぞ
れ最高周波数（サンプリング周波数の１／２）の半分の
周波数までの情報でほぼ表わしきれる程度の構造が含ま
れているということがわかる。そこで、このブロックに
対するフィルタ特性は、水平及び垂直の両方向ともに最
高周波数の半分より高い周波数をカットするような特性
にすれば良いことになる。この様子を、簡単のために前
記の例の水平方向のみの１次元で考えることにする。

【００３０】前述したように、有意係数の内最も高い周
波数に対応するものから、注目ブロックが最高周波数
（ｆｍａｘ）の半分の周波数成分までで構成されている
ことがわかったとすると、（ｆｍａｘ／２）までの帯域
を持っていたことになるので、この帯域より高い成分を
カットすれば良い。つまり、図２（ｃ）に斜線のハッチ
ングを施して示す部分を通過域とする帯域カットを行な
えば良い。

【００３１】これを式で表わすと、 Ｈ＝Ｆ×Ｇ …（１） となる。ここで、式（１）は、周波数領域でのフィルタ
リングを表わしていて、Ｆ，Ｇ，Ｈはそれぞれデータ、
フィルタ、処理結果のフーリエ面での係数であり、Ｇの
成分は図２（ｃ）のようにすれば良いことになる。

【００３２】ところが、空間周波数面でフィルタリング
を行なう場合、フィルタの特性を変化させながら処理を
行なうことはできない。従って、画像をブロッキングし
てから空間周波数面でフィルタリングして逆変換後に合
成しなければならなく、その時にブロッキングの影響を
考慮しなければならないといった問題点も存在する。そ
こで、このフィルタリングを実空間でのコンボリューシ
ョンで実現して、畳み込まれる係数を変化させるように
する。

【００３３】 ｈ＝ｆ＊ｇ …（２） 式（２）に於いて、ｆ，ｇ，ｈはそれぞれＦ，Ｇ，Ｈの
逆フーリエ変換結果であって、式（１）のフィルタリン
グを実空間で処理した場合を表わしている。この式
（２）のように、フィルタリングは、データｆとｇとの
コンボリューションになる。このｇのカーネルサイズは
有限なので、図２（ｂ）のようなシャープなカットオフ
特性を得るのは無理であるが、実用上は問題がなく、フ
ィルタ係数とカーネルサイズの決め方も任意であって、
計算時間やカットオフ特性を考慮して決定される。

【００３４】従って、本発明によれば、このように圧縮
データを復号して得た変換係数の有意データの持ってい
る帯域を保存するようなコンボリューションでローパス
フィルタをブロック毎に適応的にかけることで、各ブロ
ック内の構造をぼけさせずに歪を除去することができる
ようになる。また、復号化処理の途中結果である変換係
数を用いてフィルタリング特性を決定するので、画像中
のエッジの有無やブロック歪を検出する必要はなく、回
路的に非常に簡単な構成で実現できる上に、処理内容も
閾値と比較するだけなので、処理にかかる時間も短くで
きる。

【００３５】上記係数判定回路１４及び歪除去特性決定
回路１５は、実際には図３に示すように構成される。

【００３６】先ず、逆量子化回路１２の出力が入力端３
０より絶対値回路３１に入力され、絶対値が計算され
る。その結果が、閾値比較回路３２で、予め定めてあっ
た閾値と比較されて、有意係数とそうでないものとに分
けられる。その結果は、次に水平方向最高周波数判定回
路３３及び垂直方向最高周波数判定回路３４に送られ、
それぞれの方向の最高周波数が求められる。そして、そ
れぞれを水平方向フィルタ決定回路３５及び垂直方向フ
ィルタ決定回路３６へ入力して、それぞれの方向のフィ
ルタのカーネルサイズ及び係数が決定され、出力端３
７，３８より出力される。

【００３７】以下、この最高周波数判定とフィルタ決定
について、水平方向の場合を例にとって説明する。

【００３８】即ち、ブロックのデータは、閾値比較回路
３２より図４（ａ）に示すようにジグザグにスキャンさ
れた順番で与えられる。従って、水平方向最高周波数判
定回路３３では、入ってきた有意係数が何番目の係数で
あったかによって、それが第何列の係数であるのかを調
べ、全ての有意係数の内の最大の列番号によって水平方
向の最高周波数を求めている。

【００３９】例えば、１番目の係数が有意係数の場合に
は図示しない一時メモリに「１」を記憶し、次に１４番
目の係数が有意係数であったとすると、図４（ｂ）から
それが第２行第４列であることがわかるので、上記一時
メモリの値とこの列番号「４」とを比較して、大きい方
の値を上記一時メモリに記憶させる。このようにして、
ブロック中の全ての有意係数に対して判定が終了した時
点で、一時メモリの値を出力する。従って、例えば１４
番目以降に２０番目の係数が有意係数であったとして
も、これは第２列の係数なので、水平方向最高周波数判
定回路３３の出力は変化しない。

【００４０】この出力は、「０」から「８」までの値を
取り得るので、水平方向フィルタ決定回路３５では、高
々９通りのフィルタを用意しておけば良いことになる
が、通常は４乃至５通り以下で充分である。

【００４１】なお、垂直方向についても全く同様の方法
でフィルタを決定している。また、係数の順番と行番号
及び列番号との対応と、フィルタ特性は、テーブルとし
て予め保持させておくことが必要である。

【００４２】次に、実際にフィルタリングを行なう方法
について説明する。

【００４３】上記逆直交変換回路１３によって得られた
画像データは、歪除去回路１６にて、ライン毎に水平方
向のフィルタリングをされながら図示しないバッファメ
モリに記録されていく。この時、図４（ｃ）に示される
ように、カーネルサイズが３画素のフィルタであり、中
心に位置する注目画素がａブロックに含まれている場合
にはａブロックの変換係数で決定したフィルタｆ１を用
い、また注目画素がｂブロックに含まれている場合には
ｂブロックの変換係数で決定したフィルタｆ２を用いて
いる。

【００４４】上記バッファメモリは、２ラインと１画素
分用意してあり、前述したようにｎライン目の水平方向
のフィルタリング結果が図４（ｄ）のラインバッファＬ
Ｂ３のＸの画素に出力されているとすると、第３列の垂
直方向のフィルタリングｆＶの注目画素は、第（ｎ−
１）ラインの画素であって、垂直方向のフィルタリング
を行なおうとしているラインの次のラインの画素をライ
ンバッファＬＢ３に読み込んだことになる。その後、第
３列にラインバッファＬＢ２の画素を注目画素とした垂
直方向のフィルタリングｆＶを行なって、その結果を図
示しないフレームメモリの第（ｎ−１）ラインの第３列
に出力した後、ラインバッファＬＢ１の同列のデータを
破棄して、ラインバッファＬＢ２の同列のデータをライ
ンバッファＬＢ１の同列に移し、さらにラインバッファ
ＬＢ３の同列のデータをラインバッファＬＢ２の同列へ
と移す。つまり、ラインバッファＬＢ１及びＬＢ２は１
ライン分のメモリであって、注目画素の存在する列より
も前については、第（ｎ）ラインのデータはラインバッ
ファＬＢ２に、第（ｎ−１）ラインのデータはラインバ
ッファＬＢ１にそれぞれ記録されている。また、注目画
素の存在する列以後については、第（ｎ−１）ラインの
データはラインバッファＬＢ２に、第（ｎ−２）ライン
のデータはラインバッファＬＢ１にそれぞれ記録されて
いる。

【００４５】このような処理を全てのラインに対して行
なう。但し、先頭ラインや最終画素のように、画像の端
では、画像領域の外側へ仮想的に画素を外挿して処理を
行なうようにしている。

【００４６】本第１の実施の形態では、フィルタのカー
ネルサイズが「３」の時について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、バッファメモリを増や
すことでもっと大きなものに対しても対応できる。ま
た、フィルタリングに先立って、フィルタ特性を決める
ためのデータや、各ブロックの再生データを全て求めて
おいてそれをメモリに格納しておき、フィルタリングす
るようにしても良い。

【００４７】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００４８】本発明が適用されるような符号化に於いて
圧縮率を上げていくと、量子化幅が大きくなっていき、
係数が「０」に量子化される確率が高くなる。特に、高
周波成分は一般的にパワーが少ないので、ほとんどが
「０」に量子化される傾向にある。そこで、変換係数が
有意係数であるかどうかを判定するのに、前述の第１の
実施の形態のように各係数の絶対値を閾値と比較するの
ではなく、各係数の値が零であるかどうかで判断する方
法も効果がある。このようにすることで、各ブロック毎
の変換係数を逆量子化する前に、非零の係数を有意係数
と判定してしまうので、絶対値回路３１及び閾値比較回
路３２で成る図１の係数判定回路１４は、図５（ａ）の
ように、非零係数判定回路１４Ａに置き換えることがで
きるようになる。

【００４９】また、第３の実施の形態としては、有意係
数が非常に低い周波数成分だけか、もしくは全くないよ
うなブロックが連続している場合に、それらをまとめて
マクロブロックとしてとらえることにして、このマクロ
ブロックには広い範囲で強いローパスをかけるようにす
ることが考えられる。

【００５０】これは、例えば、画像中の空や白壁等のよ
うに階調が非常にゆっくり変化している部分が高圧縮の
ために交流成分が失われて、図５（ｂ）中の波形ａのよ
うに階段状になってしまった場合に、前述した第１及び
第２の実施の形態のようなブロック単位のフィルタリン
グでは同図中の波形ｂのような階調しか得られず、これ
を画像として観察した場合に、人間の視覚の特性のため
に依然としてエッジが存在するように見えてしまう。そ
こで、本第３の実施の形態では、このように交流成分が
ほとんど失われているような数ブロックあるいは数十ブ
ロックのかたまりをマクロブロックとしてとらえ、この
マクロブロック内で大きな範囲でスムージングするよう
にする。これにより、同図中の波形ｃのように、滑らか
な階調が得られる。

【００５１】以下に第４の実施の形態として、ブロック
内の有意な係数を求める他の方法を説明する。

【００５２】ＤＣＴ係数のジグザグスキャン後のデータ
を零のラン数とそれに続く有効な成分の値の２次元のハ
フマン符号を用いて記録する方式において、ブロック内
の最後の有効係数の後にＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏ
ｃｋ）信号を挿入する方法がある。すなわち、復号器で
ＥＯＢを検出すると、そのブロックのそれ以後の係数は
全て０であると判断する。

【００５３】この場合、ＥＯＢの発生した位置によって
そのブロックの有意係数の存在範囲を求めることが可能
となる。

【００５４】例えば図６（ａ）に示すように図４（ｂ）
の４の係数以降が０であることを示すＥＯＢを検知した
とすると、このブロックの帯域は２行２列の範囲内にの
み非零の有意係数が存在することが判る。また、図６
（ｂ）の場合は、そのブロックにＡＣ成分は存在せずＤ
Ｃ値のみであることが判る。

【００５５】このようにＥＯＢの検出を図５の非零係数
判定回路１４Ａに含ませることによってブロックの帯域
を求めるのが簡単になる。

【００５６】本発明は、有意な変換係数の周波数帯域に
基づいて、歪除去処理を適応的に変化させているが、こ
れに他の判定情報を加えて適応化させる例を以下に示
す。

【００５７】今、図５（ｂ）に示した例のように、階調
がゆっくり変化している部分が圧縮によって交流成分が
失われて波形が階段状になっている場合を考える。

【００５８】このとき、階段状になったブロックどうし
のＤＣ値を比較すると、隣合ったブロックでは、ＤＣ成
分の量子化ステップだけ差があるはずである。ところ
が、ちょうどブロック境界にエッジが重なる場合がある
が、このときの両ブロック間のＤＣ成分の差は量子化ス
テップよりも大きくなるのが一般的である。

【００５９】つまり、ブロックの帯域だけを用いて歪除
去を行うと、後者の場合には実際のエッジ情報が失われ
てしまうことになる。

【００６０】そこで、ブロック内のＤＣＴ係数がＤＣ成
分だけのブロックが連続する場合は、ブロック境界の歪
除去処理を、その両側のブロックのＤＣ成分の差が量子
化ステップ以下のときだけ実行するような判断を加え
る。

【００６１】その様子を図を用いて説明する。図７
（ａ）の例は、実際にはエッジが存在しない、階調がゆ
っくりと変化している部分に圧縮によって歪が発生した
場合で、実線で表わされるようにブロック境界をはさん
で両側のブロックはＤＣ成分のみでその差はＤＣ成分の
量子化幅に相当する値となっている。

【００６２】従って、歪除去特性判定回路は、そのブロ
ック境界の段差が歪であると判断し、歪除去回路で歪除
去処理を行って破線のような値を得る。

【００６３】一方、図７（ｂ）のように、両ブロックは
ＤＣ成分のみであってもその差がＤＣ成分の量子化幅に
相当する値より大きい場合は、その段差は、実際にエッ
ジがそこにあると判断し歪除去処理を行わないようにす
る。こうすることによって、本来のエッジ情報が失われ
る不具合を防ぐことができる。

【００６４】本発明を用いたシステムにおいて、歪除去
処理は、先に示した実施の形態のように、ローパスフィ
ルタを用いるのが好ましく、その特性は、フィルタのカ
ーネルサイズを考慮して歪除去効果の得られるものを用
意する。しかし、そのフィルタは画像によっては、適当
でない場合があり、その時はフィルタの係数やカーネル
サイズ等、特性の異なるフィルタと切り換えて歪除去処
理を行なうようにするのが望ましい。

【００６５】具体的には、図８に示すように一度歪除去
処理を行なって画像を表示装置１０４で確認した後、観
察者が気に入らなければ歪除去処理の特性を変化させる
指示を入力装置１０６から入力し、コントロール部１０
５は記録媒体１０１から再度データを読み出して復号器
１０２で復号した信号を新たな歪除去特性の処理を行な
って表示させるようにすることで、観察者が目的や好み
に合わせて処理を変えて確認しながら表示できる。

【００６６】更に、このようにして確認済の画像を他の
媒体に記録したり、印刷装置に出力させたり、また異な
る圧縮率で圧縮を行って出力するようにインタフェース
１０７に出力するような構成にするとより好ましい。

【００６７】このシステムによれば、圧縮記録されてい
る画像を表示させるだけでなく、他のメディアに合わせ
て出力することができるようになる。つまり、異なる転
送レートの伝送において、歪を含んだままで圧縮率を変
化させると、歪が強調されてしまったり、高レートの転
送であるにもかかわらず以前の圧縮による歪みを含んだ
ものを転送するといった不具合を解消することができる
ようになる。また、例えば、医療画像のように、歪除去
処理を加えない状態で記録した方が望ましいような画像
は、歪除去処理を行わないで他の媒体に記録するように
もできる。

【００６８】さらに、本発明は歪除去処理として、ロー
パスフィルタの他に、メディアンフィルタ等非線形処理
や、逆に高精細部にエッジ強調処理を施すことも可能で
ある。

【００６９】本発明は、前述した実施の形態で使用した
ブロックサイズ、直交変換の種類、可変長符号化の種類
等に限定されるものではない。また、フィルタは、水平
方向と垂直方向とで別々にかけているが、２次元のフィ
ルタを１度にかけるようにしても良く、ブロック全体に
かけるのではなく、ブロック境界近傍だけにかけるよう
にしても良い。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
画像中にぼけ等を生じさせずに高速にブロック歪を除去
することができ、しかも回路的には簡単な構成なので、
適用される装置のコストダウンと小型化が図れ、静止画
像のみならず動画像の再生機能付ディジタル電子カメラ
等にも適用できる画像信号復号化装置を提供することが
できる。

【００７１】さらに、本発明の画像信号復号化装置によ
れば、画像信号の符号化装置は従来構成のままで前述の
効果を奏することができる。即ち、標準的な圧縮方式に
対しても復号化装置への工夫のみで効果が上げられ、も
ちろん従来通りの再生もでき、また歪除去の程度を自由
に設定することができる。

【００７２】さらに本発明の画像信号復号化装置によれ
ば、ブロック境界にエッジ情報が重なった場合でも、実
際のエッジ情報が失われるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像信号復号化装置の第１の実施の形
態のブロック構成図である。

【図２】（ａ）は注目ブロックの直交変換係数を示す
図、（ｂ）は有意係数を示す図、（ｃ）は帯域カットの
ための通過域を示す図である。

【図３】係数判定回路及び歪除去特性決定回路の構成を
示すブロック図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれジグザグスキャン
の順番を示す図、（ｃ）はカーネルサイズが３画素のフ
ィルタを説明するための図、（ｄ）はバッファメモリへ
のデータ記憶手順を説明するための図である。

【図５】（ａ）は本発明の画像信号復号化装置の第２の
実施の形態のブロック構成図、（ｂ）は本発明の画像信
号復号化装置の第３の実施の形態に於ける動作を説明す
るための図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は第４の実施の形態においてＥ
ＯＢの検出を説明するための図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）はブロック内のＤＣＴ係数がＤ
Ｃ成分だけのブロックが連続する場合の処理を説明する
ための図である。

【図８】他の歪除去の方法を実現するための構成図であ
る。

【図９】従来の画像信号の符号化及び復号化方式の原理
を説明するための動作遷移図である。

【図１０】（ａ）は画像データのブロック化を説明する
ための図であり、（ｂ）は離散コサイン変換結果を示す
図である。

【符号の説明】

１１ 可変長符号デコード回路 １２ 逆量子化回路 １３ 逆直交変換回路 １４ 係数判定回路 １４Ａ 非零係数判定回路 １５ 歪除去特性決定回路 １６ 歪除去回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１０月１７日（２００１．１０．
１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、例えば画像中の空や白壁等のように
階調が非常にゆっくり変化している部分が高圧縮のため
に交流成分が失われて階段状になっているときにブロッ
ク境界にエッジが重なる場合がある。このような場合に
歪除去処理によってエッジ情報が失われてしまうという
問題があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による画像信号復号化装置は、画像データ
をブロックに分割し、この分割されたブロック毎に直交
変換を行なってから、この変換出力を量子化し、その後
この量子化出力を可変長符号化することにより圧縮され
た画像データを復号化する可変長符号デコード手段と、
前記可変長符号デコード手段からの復号化出力を逆量子
化する逆量子化手段と、前記逆量子化手段からの逆量子
化出力を逆直交変換する逆直交変換手段と、前記逆直交
変換手段からの変換出力に対して歪除去処理を行なう歪
除去手段と、各ブロック毎の変換係数を有意な係数とそ
うでないものとに分ける係数判定手段と、ブロック境界
を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数がＤＣ成分の
みからなるかどうかを判定するＤＣ成分判定手段と、ブ
ロック境界を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数が
ＤＣ成分のみからなる場合に、前記隣り合ったブロック
のＤＣ成分の差が当該ＤＣ成分の量子化幅よりも大きい
かどうかを判定する差判定手段と、前記差判定手段での
判定結果に応じて、前記ブロック境界部分の歪除去処理
を行わないように制御する制御手段とを具備する。ま
た、本発明による画像信号復号化装置は、画像データを
ブロックに分割し、この分割されたブロック毎に直交変
換を行なってから、この変換出力を量子化し、その後こ
の量子化出力を可変長符号化することにより圧縮された
画像データを復号化する可変長符号デコード手段と、前
記可変長符号デコード手段からの復号化出力を逆量子化
する逆量子化手段と、前記逆量子化手段からの逆量子化
出力を逆直交変換する逆直交変換手段と、前記逆直交変
換手段からの変換出力に対して歪除去処理を行なう歪除
去手段と、各ブロック毎の変換係数を有意な係数とそう
でないものとに分ける係数判定手段と、ブロック境界を
挟んで隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該ＤＣ成
分の量子化幅よりも大きいかどうかを判定する差判定手
段と、前記差判定手段での判定結果に応じて、前記ブロ
ック境界部分の歪除去処理を行なわないように制御する
制御手段とを具備する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】加えて本実施形態では、ブロック境界を挟
んで隣り合ったブロック内の変換係数がＤＣ成分のみか
らなるかどうかを判定し、ブロック境界を挟んで隣り合
ったブロック内の変換係数がＤＣ成分のみからなる場合
には、前記隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該Ｄ
Ｃ成分の量子化幅よりも大きいかどうかを判定する。そ
して、前記隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該Ｄ
Ｃ成分の量子化幅よりも大きい場合には、前記ブロック
境界部分の歪除去処理を行わないようにする。このよう
な方法により、ブロック境界にエッジ情報が重なった場
合でも、実際のエッジ情報が失われるのを防止すること
ができる。また、例えば非常に緩やかな変化をしている
ような中にエッジがブロック境界上に存在している場合
に、夫々のブロックがＤＣ成分のみとならない場合がま
れに起こり得る。そこで、本実施形態では、ブロック境
界を挟んで隣り合ったブロックのＤＣ成分の差が当該Ｄ
Ｃ成分の量子化幅よりも大きいかどうかを判定し、この
ときの判定結果に応じて、前記ブロック境界部分の歪除
去処理を行なわないように制御する。具体的には、ブロ
ックがＤＣ成分のみからならない場合であってもＤＣ成
分の差が大きい場合には歪除去処理を行なわないように
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データをブロックに分割し、この分
   割されたブロック毎に直交変換を行なってから、この変
   換出力を量子化し、その後この量子化出力を可変長符号
   化することにより圧縮された画像データを復号化する可
   変長符号デコード手段と、 前記可変長符号デコード手段からの復号化出力を逆量子
   化する逆量子化手段と、 前記逆量子化手段からの逆量子化出力を逆直交変換する
   逆直交変換手段と、 前記逆直交変換手段からの変換出力に対して歪除去処理
   を行なう歪除去手段と、 各ブロック毎の変換係数を有意な係数とそうでないもの
   とに分ける係数判定手段と、 ブロック境界を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数
   がＤＣ成分のみからなるかどうかを判定するＤＣ成分判
   定手段と、 ブロック境界を挟んで隣り合ったブロック内の変換係数
   がＤＣ成分のみからなる場合に、前記隣り合ったブロッ
   クのＤＣ成分の差が当該ＤＣ成分の量子化幅よりも大き
   いかどうかを判定する差判定手段と、 前記差判定手段での判定結果に応じて、前記ブロック境
   界部分の歪除去処理を行わないように制御する制御手段
   と、を具備することを特徴とする画像信号復号装置。