JP2002537735A - ブロック効果減少のためのフィルタリング段階を用いたビデオ復号化装置及び方法 - Google Patents

ブロック効果減少のためのフィルタリング段階を用いたビデオ復号化装置及び方法

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JP2002537735A JP2000600431A JP2000600431A JP2002537735A JP 2002537735 A JP2002537735 A JP 2002537735A JP 2000600431 A JP2000600431 A JP 2000600431A JP 2000600431 A JP2000600431 A JP 2000600431A JP 2002537735 A JP2002537735 A JP 2002537735A
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Abstract

(57)【要約】 ビデオ符号化における量子化は損失の多い処理であり、主な結果として、復号化プロセス中に2つのブロックの境界においてブロック化アーティファクトが生ずる。本発明は、これらのブロック化アーティファクトを除去する方法に関する。これは境界にまたがる画素のセグメントに適用される復号化プロセスにおいてフィルタリング段階を実施し、このセグメントはクロミナンスの類似性の規準に合う(ステップ1)画素を両端に有する(R3、L3)。即ち、フィルタリングは、同様の色を有する両端の画素について、セグメントに対して適用される。適用:テレビ電話又はテレビ会議といった低ビットレート適用。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、予めブロックへ分割され符号化された一連の画像を表わすデータを
復号化する方法であって、 連続する画像の夫々について、少なくとも、 上記データを復号化する段階と、 上記復号化されたデータをフィルタリングする段階とを含み、 上記フィルタリング段階は、現在画像の単一のライン又はカラム上に配置され
境界がセグメントを2つの部分に分割するよう2つのブロック間の境界の両側に
配置される連続する画素の選択されたセグメントの少なくとも1つの画素成分に
対して適用される方法に関する。
【0002】 本発明はまた、対応する装置に関する。本発明は特にテレビ電話又はテレビ会
議といった低ビットレート適用に使用されうる。
【0003】 一連の画像の符号化は、様々な段階を含む。各画像は、画素即ちピクセルの2
次元配列から構成され、各画素はルミナンス成分及びクロミナンス成分を有する
。画像は、符号化されるために、画素のブロックへ細分化される。画像の各ブロ
ックに対して離散コサイン変換(DCT)が適用される。このDCTから得られ
る係数は、決められた量子化法則によって与えられる最も近い値に丸められ、次
にブロック中の係数が表わす空間周波数に依存して量子化される。データ伝送で
は、量子化はデータ圧縮のための段階の1つであり、損失のあるデータ処理であ
る。
【0004】 復号化の間、データは逆量子化及び逆離散コサイン変換によって連続的に処理
され、最終的に、表示される前にフィルタリングされる。
【0005】 符号化処理においてDCT係数の量子化によって導入される量子化誤りの主な
結果として、2つのブロックの境界においてブロッキングアーティファクトが生
ずる。各ブロックは符号化中に別々に処理されるため、DCTから得られる係数
は2つのブロックについて別々に量子化される。視覚的には、復号化された画像
上に、ある種の格子が現れる。データ圧縮のためだけに導入されたブロックの空
間的な格子パターンは、表示される復号化された画像上では目立ったものとなる
。復号化の後、画像の画質はかなり低下される。
【0006】 国際特許出願WO98/41025は、ブロック境界の環境においてフレーム
の画像内容に基づいてブロッキングアーティファクトを除去する方法を開示する
。検査及びフィルタリングされるべき画素の数は、例えば画素間の色調値の変化
及び量子化ステップのサイズに依存する。
【0007】 本発明は、2つのブロックの境界において生ずるブロッキングアーティファク
トを減少するための他の方法を提供することにより、復号化された画像の画質を
改善することを目的とする。
【0008】 このため、本発明は、フィルタリング段階が、上記セグメントの両端の2つの
画素が類似性の規準に合うクロミナンス成分を有する場合にのみ適用されるよう
な、冒頭の段落に記載される復号化方法に関する。
【0009】 従って、本発明は条件付きフィルタリングステップの定義を含む。この復号化
方法は、効率と複雑性の良いトレードオフを有する。フィルタリングは、相互に
十分に近いクロミナンス成分を有する2つの隣接するブロック、即ち境界の近傍
に同様の色を有するブロックに対してのみ実行される。
【0010】 より詳細には、このフィルタリング段階は、上記フィルタリング段階は、 上記2つの画素の夫々のクロミナンス成分を比較するサブステップと、 上記夫々のクロミナンス成分の間の差が所定の閾値よりも低い場合にのみフィ
ルタリングするサブステップとを含む。
【0011】 2つのクロミナンス成分の差を所定の閾値と比較するサブステップ及び対応す
る決定は、規準の簡単な実施を可能とする。
【0012】 改善された実施例では、この方法に対して、画素のクロミナンス値についての
条件又はルミナンス値についての条件が更に付加されうる。すると上述のフィル
タリング段階は、ブロッキングアーティファクトをできる限り除去しつつ画像の
鮮明度及び細部を維持するために行なわれる。
【0013】 方法を実行するために、本発明はまた、予めブロックへ分割され符号化された
一連の画像に対応するデータを復号化する装置であって、上記符号化されたデー
タを復号化する手段と、2つのブロック間の任意の境界の両側に配置され、境界
の各側に少なくとも1つの画素がある連続する画素の選択されたセグメントをフ
ィルタリングする手段とを有し、上記セグメントの両端の2つの画素が類似性の
規準に合わないクロミナンス成分を有する場合に上記フィルタリング手段を直接
接続で置き換える切換手段を更に有する装置に関する。
【0014】 本発明の特定的な面について、以下、添付の図面を参照して説明する。
【0015】 図1は、従来技術の復号化装置の一例を示す図である。符号化チャネルENC
は、各画像が画像のブロックへ分割され符号化されている一連の画像を受信する
。符号化チャネルENCは、データを圧縮された形状で供給するために、通常は
離散コサイン変換及び量子化を用いる。符号化された画像は、復号化された差分
画像を生成する復号化器DECへ送られる。この復号化された差分画像は、加算
器Sにおいて、予測段PREDから発行され先行画像に基づいて形成される予測
画像と加算され、この和は復号化された画像を与える。この復号化された画像は
フィルタFILTへ送られ、フィルタリングの後、画面ディスプレイDISPへ
供給され、同時に画像メモリMEMに記憶される。次の画像を復号化するため、
画像メモリ中に記憶された画像は基準画像として読み出され、予測段PREDに
おいて新しい予測画像へ変換される。
【0016】 図2は、垂直なブロック境界の両側の12個の選択された画素のセグメントの
位置を示す図である。このセグメントでは、左のブロックに属する画素は、境界
までの距離に応じてL1,L2,L3等と称される。同様に、右のブロックに属
する画素は、R1,..,R6と称される。考慮される画素の数は任意であり、
セグメントは境界に対して対称的である必要はない。境界はセグメントを2つの
部分へ分割し、各部分はブロックのうちの1つに属する。また、ブロックの2つ
の隣接するライン上に配置される2つのブロック間の水平な境界にまたがる単一
のカラム上の画素を考慮することも本発明の範囲に含まれる。
【0017】 上述の量子化過程により、右のブロック及び左のブロックからの画素は、元の
画像では同様であったとしても、復号化の後は異なることがある。境界の各側に
配置される画素に対して適用されるフィルタは、この差をなくすか又は軽減する
【0018】 しかしながら、このフィルタリング段階は、境界に対する区別なしに行われれ
ば、その近傍に配置される微細な細部は消滅し、ぼけた画像が得られる。本発明
によれば、どの境界が実際にフィルタリングされねばならないかを決定するよう
規準が選択される。このため、2つの異なる対象が色によって最もよく区別され
ると想定し、それにより、2つのブロックの境界の両側に1つの対象のみが検出
されたときにフィルタリングが実行される。
【0019】 本発明によれば、このフィルタリング段階は、上記のセグメントの両端の2つ
の画素が類似性の規準に合うクロミナンス成分を有する場合にのみ適用される。
図3は、単純な類似性の規準を組み込んだ復号化方法の段階を示すフローチャー
トである。この類似性の規準は、ブロックを2つのカテゴリ、即ち、フィルタリ
ングされねばならないブロックとフィルタリングされなくともよいブロックとに
分類することを可能とする。図3に基づく方法は、図2の添え字を用いる場合、
6つの連続する画素{L3,L2,L1,R1,R2,R3}のセグメントに適
用される。類似性の規準は、セグメントの両端の2つの画素R3,L3のクロミ
ナンス成分R,G,Bに基づく。ステップ2において、R3とL3のクロミナン
ス成分R,G,Bを評価し、続くステップ1においてこれらの成分の差を所与の
閾値t1と比較する。差がt1よりも大きければ、フィルタリングは実行されず
、そうでなければ、フィルタリングはセグメントの全ての画素に対して実行され
る。フィルタリングは、セグメントの全ての画素のルミナンス成分を更新するこ
とからなる。更新することが決定されれば、画素L2,L1,R1,R2は再び
、L3とR3の間の単純な線形補間によって計算される。この更新の方法は、本
発明を限定するものではない。
【0020】 この方法は、フィルタリング段階に他の条件を加えることによって改善されう
る。図4は、本発明による方法の改善された実施を示すフローチャートである。
ここで、上述のフィルタリング段階は、上記のセグメントの部分のうちの1つの
両端の2つの画素が類似性の規準に合うクロミナンス成分を有する場合にのみ適
用される。この規準は、1つのブロックにおいて他のブロックとの境界に存在し
うる微細な細部の検出を可能とする。図4に示される方法の実施において用いら
れる規準では、ステップ3において、L1及びL3のルミナンスと所定の閾値t
2の差の絶対値が比較される。このように、ステップ3が実行され、L1及びL
3が上記の規準に合えば、ステップ1が実行され、最後にステップ1が実行され
る。図4は、{ステップ2,ステップ1}対の前に配置されるステップ3の実施
について示す図である。他の方法は、逆に(ステップ1,ステップ1の後にステ
ップ3)行われうる。更に、左ブロックの画素に適用される基準は、いずれかの
方法で、右ブロックの画素のみ、又は考慮される両方のブロックに適用されうる
【0021】 図5を参照するに、フィルタリング段階は、境界の各側に配置される上記セグ
メントの2つの連続する画素が類似性の規準に合うルミナンス成分を有する場合
にのみ適用される。上述の方法にステップ5が追加される。このステップでは、
境界の各側に配置される2つの画素L1、R1のルミナンス値の差の絶対値を比
較する。この新しい条件は、2つのブロック間の差がブロッキングアーティファ
クトによるものではなく、境界に細部が存在することによる場合に、2つのブロ
ックのフィルタリングを防止する。図5は、この新しいステップ5と、上述のス
テップ1、2、3と、ステップ3に対応して右ブロックに対して同様に実行され
るステップ4とを含む。方法のステップの実施の順序はやはり完全に任意である
【0022】 フィルタリングに関する決定がなされると、ルミナンス成分に対して更新が行
なわれる。しかしながら、更新は或いはクロミナンス成分に対して行なわれても
よい。
【0023】 図6は、本発明による復号化装置の1つの実施例を示すブロック図である。装
置は、符号化されたデータを符号化器ENCからのビットストリームとして受信
する復号化器DECを含み、復号化器DECの出力には、データ圧縮から生ずる
誤りを除去するフィルタリング手段FILTが配置される。本発明による方法を
実行するため、復号化装置はまた、本発明により、フィルタリングをしないこと
が決定された場合に、フィルタリング手段FILTを直接接続によって置き換え
る切換手段SWITを含む。切換手段SWITはフィルタリング手段FILTと
並列に配置され、復号化器DECから受信されるディジタルデータに従って必要
であれば接続ラインclを介して直接接続を確立し、一方、フィルタリング手段
FILTはこの直接接続が確立されればもはや接続されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 表示されるべき画像用のフィルタリング回路を含む従来技術の復号化装置を示
す図である。
【図2】 本発明による方法におけるブロック境界にまたがる連続的な画素のセグメント
を示す図である。
【図3】 本発明による復号化方法を示すフローチャートである。
【図4】 本発明による復号化方法を示す改善されたフローチャートである。
【図5】 本発明による復号化方法を示す改善されたフローチャートである。
【図6】 本発明による方法を実行するためのフィルタリング回路を含む復号化装置を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C057 AA06 BA01 CA01 DA15 DC11 EC02 EC03 EL01 EM09 GC08 5C059 KK03 MA23 PP16 SS07 UA05 UA18 5C064 AA01 AA02 AD03 AD14 5J064 AA01 AA02 BA16 BB01 BC01 BC11 BC25 BC26 BD02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予めブロックへ分割され符号化された一連の画像を表わすデ
    ータを復号化する方法であって、 連続する画像の夫々について、少なくとも、 上記データを復号化する段階と、 上記復号化されたデータをフィルタリングする段階とを含み、 上記フィルタリング段階は、現在画像の単一のライン又はカラム上に配置され
    境界がセグメントを2つの部分に分割するよう2つのブロック間の境界の両側に
    配置される連続する画素の選択されたセグメントの少なくとも1つの画素成分に
    対して適用され、 上記フィルタリング段階は、上記セグメントの両端の2つの画素が類似性の規
    準に合うクロミナンス成分を有する場合にのみ適用される方法。
  2. 【請求項2】 上記フィルタリング段階は、 上記2つの画素の夫々のクロミナンス成分を比較するサブステップと、 上記夫々のクロミナンス成分の間の差が所定の閾値よりも低い場合にのみフィ
    ルタリングするサブステップとを含む、請求項1記載の復号化方法。
  3. 【請求項3】 上記フィルタリング段階は、上記セグメントの部分の両端の
    2つの画素が類似性の規準に合うルミナンス成分を有する場合にのみ適用される
    、請求項1又は2記載の復号化方法。
  4. 【請求項4】 上記フィルタリング段階は、セグメントの各部分について、
    上記セグメントの部分の両端の2つの画素が類似性の規準に合うルミナンス成分
    を有する場合にのみ適用される、請求項1又は2記載の復号化方法。
  5. 【請求項5】 上記フィルタリング段階は、境界の各側に配置される上記セ
    グメントの2つの連続する画素が類似性の規準に合うルミナンス成分を有する場
    合にのみ適用される、請求項3又は4記載の復号化方法。
  6. 【請求項6】 予めブロックへ分割され符号化された一連の画像に対応する
    データを復号化する装置であって、 上記符号化されたデータを復号化する手段と、 2つのブロック間の任意の境界の両側に配置され、境界の各側に少なくとも1
    つの画素がある連続する画素の選択されたセグメントをフィルタリングする手段
    とを有し、 上記セグメントの両端の2つの画素が類似性の規準に合わないクロミナンス成
    分を有する場合に上記フィルタリング手段を直接接続で置き換える切換手段を更
    に有する装置。
JP2000600431A 1999-02-16 2000-01-13 ブロック効果減少のためのフィルタリング段階を用いたビデオ復号化装置及び方法 Pending JP2002537735A (ja)

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