JP2003244702A - ブロッキング効果を除去するためのフィルタリング方法及びその装置 - Google Patents
ブロッキング効果を除去するためのフィルタリング方法及びその装置Info
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Abstract
リング方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 (a)ビデオデータをブロック単位で変
換する段階と、(b)変換により得られた値の分布に基
づきエッジ領域を検査する段階と、を含むことを特徴と
するフィルタリング方法。よって、エッジ領域をより効
率よく検出することによりブロッキング効果及び/また
はリンギング雑音をより効果的に除去できる。
Description
及びリンギング雑音の除去に係り、より詳細には、ビデ
オフレームをブロック単位で処理することにより引き起
こされるブロッキング効果及びリンギング雑音を除去す
るためのフィルタリング方法及びその装置に関する。
方法は、イメージフレームをブロック単位で処理する。
特に、MPEG(Moving Picture Exp
erts Group)、H.263など、ビデオデー
タに関する符号化標準によれば、ブロック単位で離散コ
サイン変換(DCT:Discrete Cosine
Transform)を行った後に量子化する過程を経
てイメージフレームを符号化する。
で符号化する方法は、ブロッキング効果及びリンギング
雑音を引き起こす。ブロッキング効果は、再現されたイ
メージフレームに元のフレームには存在しなかったエッ
ジ領域を発生させるなど、隣接ピクセル間の連続性を破
壊する。リンギング雑音は、再現されたイメージフレー
ムに存在するオブジェクトの境界線が滑らかに表示でき
ず、デコボコになる現象を引き起こす。圧縮率が高い場
合、再現されたイメージフレームにおいて、ブロッキン
グ効果及びリンギング雑音による画質の低下は一層目立
つ。
去するためのフィルタリングを行うためには、まず、ブ
ロッキング効果及びリンギング雑音が生じた領域を正確
に把握することが重要である。そうでない場合、元のビ
デオフレームに存在するエッジ領域をブロッキング効果
により生じたと誤った判断して無くすことにより、フィ
ルタリング後に画質がむしろ劣化してしまう結果とな
る。
雑音を除去するための従来のフィルタリング方法におい
て、再現されたピクセルブロックにブロッキング効果及
び/またはリンギング雑音により生じたエッジ領域を区
別するためにエッジ領域を検査する代表的な方式は、下
記の通りである。すなわち、複数の8×8ピクセルブロ
ックまたは4×4ピクセルブロックよりなる再現された
ビデオフレームにおいて、8×8ピクセルブロックまた
は4×4ピクセルブロックの境界に存在するピクセルの
値(明るさ、輝度、色合い)の分布を測定した後、所定
の臨界値と比較してエッジ領域を検出する。臨界値は、
8×8ピクセルブロックまたは4×4ピクセルブロック
の境界に存在するピクセルの値(明るさ、輝度、色合
い)の分布を測定した後、測定された値の分布とエッジ
領域の存否との相関関係を調べて実験的に決定される。
合うブロック間の境界領域に存在するピクセル値を垂直
方向または水平方向に検査しなければならない。しか
し、ピクセル値を一々検査するためには、少なくない計
算量が必要である。特に、ピクセル値は水平方向に順次
にメモリに貯蔵されるため、垂直方向にピクセル値を調
べるためには連続的なメモリへのアクセスが不可避であ
るものの、メモリへのアクセスは容易ではない。
は、エッジ領域をより効率よく検出できるフィルタリン
グ方法及びその装置を提供するところにある。本発明の
他の目的は、より少ない計算量にてエッジ領域をより効
率良く検出できるフィルタリング方法及びその装置を提
供するところにある。
ブロッキング効果を除去するためのフィルタリング方法
において、(a)ビデオデータをブロック単位で変換す
る段階と、(b)変換により得られた値の分布に基づき
エッジ領域の存否を検査する段階と、を含むことを特徴
とするフィルタリング方法により達成される。
去するためのフィルタリング方法において、(a)ビデ
オデータをブロック単位で変換して量子化する段階と、
(b)量子化された値の分布に基づきフィルタ情報を生
成する段階と、(c)生成されたフィルタ情報に基づき
フィルタリングを行う段階と、を含むことを特徴とする
フィルタリング方法によっても達成される。
をブロック単位でDCTしてDCT係数を得る段階と、
(a2)得られたDCT係数を量子化する段階と、を含
み、特に、4×4ピクセルブロックをDCT且つ量子化
し、量子化された4×4DCTブロックを得る段階であ
ることが好ましい。
T係数に基づき、ブロッキング効果及び/またはリンギ
ング雑音の発生の度合いを知らせるフィルタ情報を生成
する段階であり、特に、(b1)量子化されたDCTブ
ロックの最上位行において、DC成分Aを除いた値Bを
検査して対応ピクセルブロックの垂直方向に対するエッ
ジ領域の存否を知らせるフィルタ情報を生成する段階で
あることが好ましい。
されたDCTブロックの最左側列においてDC成分Aを
除いた値Cを検査して対応ピクセルブロックの水平方向
に対するエッジ領域の存否を知らせるフィルタ情報を生
成する段階を含むか、あるいは、(b3)量子化された
DCTブロックにおいて、最上位行及び最左側列を除い
た残りの値を検査して対応ピクセルブロックの対角線方
向に対するエッジ領域の存否を知らせるフィルタ情報を
生成する段階を含むことが好ましい。
合、水平方向及び垂直方向のブロッキングフラグ(HV
F,VBF)を共に1に設定し、前記HBF及びVBF
が共に1に設定された場合、垂直方向及び水平方向によ
り強くディブロッキングフィルタリングを行うことが好
ましい。
最上位行においてDC成分Aを除いた値Bのみが所定値
を有する場合、垂直方向のブロッキングフラグ(VB
F)を1に設定し、前記VBFが1に設定された場合、
垂直方向により強くディブロッキングフィルタリングを
行うことが好ましい。
最左側列においてDC成分Aを除いた値Cのみが所定値
を有する場合、水平方向のブロッキングフラグ(HB
F)を1に設定し、前記HBFが1に設定された場合、
水平方向により強くディブロッキングフィルタリングを
行うことが好ましい。
行においてDC成分Aを除いた値B及びDCTブロック
の最左側列においてDC成分Aを除いた値C以外で所定
値を有する場合、前記フィルタ情報としてリンギングフ
ラグ(RF)を1に設定し、前記RFが1に設定された
場合、より強くディリンギングフィルタリングを行うこ
とが好ましい。
去するためのフィルタリング方法において、(a)ビデ
オデータよりなるブロックをピクセル単位に変換して量
子化した後、量子化された値を検査してフィルタ情報の
ための値が得られればフィルタ情報を生成する段階と、
(b)生成されたフィルタ情報に基づきフィルタリング
を行う段階と、を含むことを特徴とするフィルタリング
方法によっても達成される。
の最上位行及び最左側列のうちDC成分に対応するピク
セルを除いた残りのピクセルのうちいずれか一つをDC
Tして量子化する段階と、(a2)量子化された変換値
を検査して0ではなければ、この値に基づき前記フィル
タ情報を生成して対応するピクセルが属する前記最上位
行または最左側列に対するDCT及び量子化を終える段
階と、を含むことが好ましい。
れた変換値を検査して0であれば、前記ブロックの最上
位行及び最左側列のうちDC成分に対応するピクセルを
除いた残りのピクセルのうち他の一つをDCTして量子
化する段階と、(a4)前記(a2)段階及び(a3)
段階を前記最上位行または最左側列のうちDC成分に対
応するピクセルを除いた残りの全てのピクセルに対して
繰り返して行う段階と、(a5)前記最上位行または最
左側列の全てのピクセルに対してDCT及び量子化を行
って得られた量子化された変換値が0であれば、その結
果に基づきフィルタ情報を生成する段階と、を含むこと
が一層好ましい。
的は、ビデオデータの符号化装置において、ピクセルブ
ロックを変換及び量子化して得られた値の分布に基づき
フィルタ情報を生成するフィルタ情報生成部と、生成さ
れたフィルタ情報に基づきフィルタ特性値を決定するフ
ィルタ特性値決定部と、決定された特性値に基づきディ
ブロッキングフィルタリングを行うディブロッキングフ
ィルタと、を備えるループフィルタを備えることを特徴
とする符号化装置によっても達成される。
に対してブロック単位でピクセル値を変換するためのル
ープ変換部と、前記ループ変換部により変換された値を
量子化するためのループ量子化部と、をさらに備えるこ
とが好ましい。
発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。ま
ず、ビデオデータの符号化に関する概要を説明すれば、
下記の通りである。ビデオデータは、複数のイメージフ
レームよりなる。イメージフレームは、イントラフレー
ム及びインタフレームに符号化されて伝送される。イン
トラフレームは、他のイメージの参照なしに符号化され
たものであるため、独立的に復号化可能である。これに
対し、インターフレームは、以前及び/または以降のイ
メージを参照してその差分値のみを符号化したものであ
るため、復号化時に以前及び/または以降のフレームが
必要である。各イメージフレームは複数のマクロブロッ
クよりなり、マクロブロックには複数のピクセルブロッ
クが存在する。
符号化装置は、エッジ領域を判別するに当たって、マク
ロブロックまたはピクセルブロックを変換させて得られ
た変換値の分布または変換されて量子化された値の分布
に基づく。その具体的な方法及びこれを採用した符号化
装置は、下記の通りである。
る符号化装置のブロック図である。図1を参照すれば、
符号化装置は、動き推定部1、変換部2、量子化部3、
逆量子化部4、逆変換部5、動き補償部6、及びループ
フィルタ7を備える。また、符号化装置は、制御部(図
示せず)をさらに有し、制御部により制御される第1の
スイッチ10、第2のスイッチ20、及び第3のスイッ
チ30を備える。
1のスイッチ10を制御し、イントラフレームである場
合には直ちに変換部2に入力させ、その一方、インター
フレームである場合には動き推定部1に入力させる。動
き推定部1は、ピクセルブロック単位で以前のイメージ
フレームとピクセル値とを比較し、その差分値(動きベ
クトル)を変換部2に出力する。
該当イメージフレームに存在するピクセル値を、インタ
ーフレームの場合には差分値(動きベクトル)のデータ
の表現方式を変えて再び表現、すなわち、変換する。本
実施の形態において用いられる変換方式は、DCTであ
る。適用可能な他の変換方式、例えば、離散ウェーブレ
ット変換(DWT:Discrete Wavelet
Transform)を用いることも可能である。
数)を所定の量子化ステップによって量子化する。量子
化ステップは、各ブロック単位で適応的に決定できる。
量子化ステップが大きいほど量子化ノイズは増える。D
CTされて量子化された値は、例えば、可変長符号化
(VLC:Variable Length Codin
g)により符号化されて受信端に伝送される。
らに逆量子化部4またはループフィルタ7に入力され
る。また、制御部は、第2のスイッチ20を制御してイ
ントラフレームの場合にはループフィルタ7にも入力さ
せる。インターフレームの場合には逆量子化部4にのみ
入力させる。
から出力された値がエッジ領域を判断するために必要な
値、すなわち、ブロック単位のピクセル値がDCTされ
て量子化された値であるため、さらなる処理過程が不要
であるため、直ちにループフィルタ7に入力される。
から出力された値は差分値(動きベクトル)に対してD
CTされて量子化された値であるため、ブロック単位の
ピクセル値がDCTされて量子化された値を得るために
逆量子化部4に入力される。これは、窮極的に、ブロッ
ク単位のピクセル値を復元するための過程である。
子化ステップに基づき逆量子化し、逆変換部5は逆変換
を行う。本実施の形態では、逆離散コサイン変換(ID
CT:Inverse Discrete Cosine
Transform)による。変換部2が別の変換方
式による場合、逆変換部5もまたそれによる逆変換方式
に従う。
変換部5もまた逆離散ウェーブレット変換(IDWT:
Inverse Discrete Wavelet T
ransform)による。イントラフレームの場合、
逆変換部5から出力された値はフィルタリングの対象と
なる値、すなわち、現在のイメージフレームに関するピ
クセル値であるため、ループフィルタ7に入力される。
インターフレームは、現在のイメージフレームに関する
ピクセル値を得るためには動き補償の過程がさらに必要
であるため、動き補償部6に入力される。
イントラフレームの場合には逆変換部5の出力値をルー
プフィルタ7に入力させ、その一方、インターフレーム
の場合には動き補償部6に入力させる。動き補償部6
は、差分値をブロック単位で以前のイメージフレームに
加えて現在のイメージフレームを復元し、ループフィル
タ7に出力する。
タリングを行う。第1の実施の形態により、各ブロック
に対してDCT及び量子化の行われた値の分布に基づき
エッジ領域を判別し、その結果に基づき適応的にフィル
タリングを行うか、あるいは、第2の実施の形態によ
り、各ブロックの最左側列及び最上位行のピクセル値の
各々に対して順次にDCT及び量子化の行われた値を得
た後、この値を検査してエッジ領域を判別し、その結果
に基づき適応的にフィルタリングを行う。ループフィル
タ7の動作の詳細については、後述する。
ループフィルタ7の詳細ブロック図である。図2を参照
すれば、ループフィルタ7は、ループ変換部71、ルー
プ量子化部72、フィルタ情報生成部73、フィルタ特
性値決定部74、ディブロッキングフィルタ75及びデ
ィリンギングフィルタ76を備える。
く2種に分けられる。一つはフィルタリングのための対
象データであり、もう一つはフィルタ情報を生成する
ためのフィルタ情報抽出データ、である。対象デー
タは、イメージフレームに関するブロック単位のピク
セル値であって、イントラフレームの場合に第3のスイ
ッチ30から伝達され、インターフレームの場合に動き
補償部6から入力される。
抽出データは、所定のブロックに対してDCT及び量子
化の行われた値を言う。イントラフレームの場合、フィ
ルタ情報抽出データである、ブロック単位のピクセル値
に対してDCT及び量子化の行われた値が第2のスイ
ッチ20から伝達されるため、さらなる計算過程を必要
とせずに直ちにフィルタ情報を生成できるものの、イン
ターフレームの場合、動き補償部6からピクセル値が
入力されるため、フィルタ情報抽出データを得るため
に、ループフィルタ7内においてピクセル値を変換して
量子化する過程が必要となる。従って、第2のスイッチ
20から入力された値はフィルタ情報生成部73に入
力され、動き補償部6から入力された値、すなわち、
インターフレームに関するブロック単位のピクセル値は
ループ変換部71に入力される。
は、インターフレームに対してブロック単位でピクセル
値を各々変換して量子化する。但し、ループ変換部71
及びループ量子化部72の変換及び量子化は、図1に基
づき説明した変換部2及び量子化部3による変換及び量
子化とその機能は同じであるが、その精度は必ずしも同
じである必要はない。なぜならば、ループ変換部71及
びループ量子化部72により最終的に生成される値は、
エッジ領域を判別するために用いられれば良いので、ビ
デオデータの符号化中に行われる変換及び量子化より低
い精度を有しても構わないからである。
化部72は、変換及び量子化を行うに当たって、小数点
演算の代わりに整数演算を行うか、量子化ステップを大
きくするか、あるいは、FASTモードのDCTを行う
など、その精度を低めて計算量を軽減させることができ
る。例えば、ループ量子化部72において行われる簡略
化した量子化アルゴリズムは、下記の通りである。
り、K量子化されるピクセルのDCTされた係数であ
り、A(QP)はマッピングテーブルによる定数値であり、
そしてfは目標とする圧縮効率によって定まる定数値で
ある。量子化係数は、以下の数式(2)である場合に0
と決定され、その他の場合には所定の値と決定される。
のピクセル値に対してDCT及び量子化の行われた値に
基づきフィルタ情報を生成する。これについての詳細
は、後述する。フィルタ特性値決定部74は、フィルタ
情報に基づきフィルタ特性値を決定して出力する。ディ
ブロッキングフィルタ75及びディリンギングフィルタ
76は、決定された特性値によるフィルタリングを行
う。
態によりフィルタ情報生成部3がフィルタ情報を生成す
る過程を説明するための参考図である。図3を参照すれ
ば、本実施の形態において、基本単位である4×4ピク
セルブロックをDCTして量子化すれば、4×4の量子
化されたDCTブロックが得られる。DCTブロックの
aはDC成分を表わす。
aを除いた値bは4×4ピクセルブロックの垂直方向に
対するエッジ領域の存否を知らせ、最左側列においてD
C成分aを除いた値cは4×4ピクセルブロックの水平
方向に対するエッジ領域の存否を知らせる。DCTブロ
ックにおいて、A、B及びCを除いた残りの値dは、4
×4ピクセルブロックに全ての方向にエッジ領域を有す
るオブジェクトが存在するため、リンギング雑音が発生
するということを知らせる。
は、本発明の好ましい実施の形態により、図4に示され
たように、A、B及びCが用いられる。A、B及びCか
らブロッキング効果の度合いを判断し、対応するフィル
タ情報を生成する。
合 すなわち、B及びCの値は0である場合には、受信端に
おいて再現されるピクセルブロックの全てのピクセル値
は同じ値を有する。この場合には、元のピクセルブロッ
クの水平方向及び垂直方向にエッジ領域が存在する可能
性が極めて低いことを意味する。従って、再現されたピ
クセルブロックにエッジ領域が存在すれば、これはブロ
ッキング効果によるものであると見るのである。フィル
タ情報としてHVF,VBFが共に1に設定される。
する場合 この場合には、受信端において再現されたピクセルブロ
ックの垂直方向のピクセル値が一定範囲の同値を有す
る。この場合には、元のピクセルブロックの水平方向に
はエッジ領域が存在する可能性があるものの、垂直方向
にはエッジ領域が存在する可能性が極めて低いことを意
味する。従って、再現されたピクセルブロックの垂直方
向にエッジ領域が存在する。これはブロッキング効果に
よるものであると見るのである。フィルタ情報としてV
BFが1に設定される。
する場合 この場合には、受信端において再現されたピクセルブロ
ックの水平方向のピクセル値が一定範囲の同値を有す
る。この場合には、元のピクセルブロックの垂直方向に
はエッジ領域が存在する可能性があるものの、水平方向
にはエッジ領域が存在する可能性が極めて低いことを意
味する。従って、再現されたピクセルブロックの水平方
向にエッジ領域が存在すれば、これはブロッキング効果
によるものであると見るのである。フィルタ情報として
HBFが1に設定される。
値を有する場合 そして、A及びBが属する列と、A及びCが属する行と
を除いた領域において0ではない値を有すれば、フィル
タ情報としてRFが1に設定される。これは、再現され
たピクセルブロックにリンギング雑音が発生したことを
意味する。
Fがフィルタ特性値決定部74に伝達されれば、フィル
タ特性値決定部74は、これに基づきフィルタ特性値を
決定する。換言すれば、HBFが設定されれば、ディブ
ロッキングフィルタ75を水平方向により強くかける。
VBFが設定されれば、ディブロッキングフィルタ75
を垂直方向により強くかける。RFが設定されれば、デ
ィリンギングフィルタ76をより強くかける。これによ
り、フィルタリングがブロッキング効果及び/またはリ
ンギング雑音の発生の度合いに応じて適応的に行われ
る。
Cに基づきブロッキング効果を除去するためのフィルタ
情報を生成したものの、アプリケーションに要求される
精度、迅速性などのスペックに応じて、フィルタ情報を
生成するために検査すべき値として最上位行及び最左側
列の値のうち少なくとも一つを除外できる。
例によって生成されたフィルタ情報を説明するための参
考図である。ループフィルタ7は、図2に基づき説明し
たそれと同じである。但し、図5を参照すれば、変形例
では、第1の実施の形態のDCTに代えて、DWT変換
を用いる。DWT変換を用いて量子化すれば、4×4の
ピクセルブロックから2×2の量子化されたDWTブロ
ックが4つ得られる。
ックeは4×4の量子化されたDCTブロックのDC成
分に対応し、ブロックfは4×4の量子化されたDCT
ブロックのBに対応し(水平方向のエッジ領域の存否を
表わす。)、ブロックgは4×4の量子化されたDCT
ブロックのCに対応し(垂直方向のエッジ領域の存否を
表わす。)、ブロックhは4×4の量子化されたDCT
ブロックにおいて、A及びBが属する列と、A及びCが
属する行とを除いた領域に対応する(リンギング雑音の
発生有無を表わす。)
B及びCに基づきフィルタ情報を生成した方式と同様に
して、変形例においてもブロックe、f、g及びhに基
づきブロッキング効果及び/リンギング雑音の発生有無
を知らせるフィルタ情報を生成できる。
成に基づき本発明によるフィルタリング方法を説明すれ
ば、下記の通りである。図6は、本発明の第1の実施の
形態にフィルタリング方法を説明するためのフローチャ
ートである。図6を参照すれば、符号化装置は、入力さ
れたビデオデータをブロック単位でDCTし(第601
段階)、変換された係数を所定の量子化ステップにより
量子化して量子化された変換ブロックを得る(第602
段階)。次に、符号化装置は、量子化されたDCTブロ
ックの値の分布を検査し(第603段階)、検査の結果
に基づきフィルタ情報を生成する(第604段階)。フ
ィルタ情報は、ブロッキング効果及び/またはリンギン
グ雑音の発生の度合いを知らせる。次に、符号化装置
は、生成されたフィルタ情報に基づきフィルタ特性値を
決定して適応的なフィルタリングを行う(第605段
階)。
他のフィルタリング方法を説明するためのフローチャー
トである。図7を参照すれば、フィルタ情報生成部73
は、量子化されたDCTブロックの値の分布をチェック
してHBF、VBF、及びRFを1または0に設定する
(第701段階)。HBFが1に設定された場合(第7
02段階)、フィルタ特性値決定部74は、垂直方向に
ディブロッキングフィルタ75がより強くかかるように
特性値を決定し(第703段階)、VBFが1に設定さ
れた場合(第704段階)、水平方向にディブロッキン
グフィルタ75がより強くかかるように特性値を決定し
て出力する(第705段階)。
合(第706段階)、フィルタ特性値決定部74は垂直
方向及び水平方向にディブロッキングフィルタ75がよ
り強くかかるように特性値を決定して出力する(第70
7段階)。RFが1に設定された場合(第708段
階)、フィルタ特性値決定部74はディリンギングフィ
ルタ76が強くかかるように特性値を決定して出力する
(第709段階)。ディブロッキングフィルタ75及び
ディリンギングフィルタ76は、設定された特性値に応
じて適応的フィルタリングを行う(第710段階)。
ック単位に行われるが、実際に入力されるデータは現在
のブロックのみならず、隣接したブロックの境界領域に
位置したピクセル値が共に入力され、入力された値はデ
ィブロッキングフィルタリングにより変更された値とし
て出力される。例えば、現在ブロックのピクセル値1、
2、3、4及び隣接したブロックのピクセル値5、6、
7、8に対してディブロッキングフィルタが強くかかれ
ば隣接した3、4、5、6が変更され、弱くかかれば
4、5のみが変更される。従って、共に入力される隣接
したブロックの対応フラグ値を共に比較し、隣接したブ
ロックの対応フラグ値が現在ブロックの対応フラグ値と
同じであればディブロッキングフィルタの特性値を強く
決定し、異なれば弱く決定することにより、特性値の決
定の質を高めることができる。
は、隣接ブロックのフラグ値VBF、HBF、RFと現
在のブロックのフラグ値VBF、HBF、RFとを比較
してフィルタ情報を生成できる。この時に生成されるフ
ィルタ情報は、現在ブロックに関するフラグ値のみを用
いて生成されたものより細かい値で表現され、これによ
り、フィルタの特性値もまたより高精度に決定できる。
ループフィルタ7の詳細ブロック図である。図8を参照
すれば、ループフィルタ7は、ループ変換部81、ルー
プ量子化部82、フィルタ情報生成部83、フィルタ特
性値決定部74、ディブロッキングフィルタ75及びデ
ィリンギングフィルタ76を備える。
く2種に分けられる。一つはフィルタリングのための対
象データであり、もう一つはフィルタ情報を生成する
ためのフィルタ情報抽出データ、である。対象デー
タはイメージフレームに対するブロック単位のピクセ
ル値であって、イントラフレームの場合に第3のスイッ
チ30から伝達され、インターフレームの場合に動き補
償部6から入力される。
抽出データは、所定のブロックに対してDCT及び量子
化の行われた値を言う。イントラフレームの場合、フィ
ルタ情報抽出データである、ブロック単位のピクセル値
に対してDCT及び量子化の行われた値が第2のスイ
ッチ20から伝達されるため、別途の計算過程が必要な
く直ちにフィルタ情報を生成できるものの、インターフ
レームの場合、ピクセル値が動き補償部6から入力され
るため、フィルタ情報抽出データを得るために、ループ
フィルタ7内においてピクセル値を変換して量子化する
過程が必要となる。従って、第2のスイッチ20から入
力された値はフィルタ情報生成部83に入力され、動
き補償部6から入力された値、すなわち、インターフ
レームに対するブロック単位のピクセル値はループ変換
部81に入力される。
フレームを構成する所定の大きさを有するブロックの最
左側列及び最上位行の最初のピクセル値及び2番目のピ
クセル値の各々に対してDCTまたはDWT変換を行
う。その順序は、最左側列の場合に上から下に、最上位
行の場合に左側から右側に付けられる。ループ量子化部
82は、ループ変換部81からのDCTまたはDWT変
換値を量子化する。
部82の変換及び量子化は、図1に基づき説明した変換
部2及び量子化部3が行う変換及び量子化とその機能は
同じであるものの、その精度は必ずしも同じである必要
はない。なぜならば、ループ変換部81及びループ量子
化部82により最終的に得られる値は、エッジ領域を判
別するために用いられれば良いため、ビデオデータの符
号化中に行われる変換及び量子化より低い精度を有して
も構わないからである。
化部82は、変換及び量子化を行うに当たって、小数点
演算の代わりに整数演算を行うか、量子化ステップを大
きくするか、あるいはFASTモードのDCTまたはD
WTを行うなど、その精度を低めて計算量を軽減させる
ことができる。例えば、ループ量子化部82において行
われる簡略化した量子化アルゴリズムの一例は、下記の
通りである。
り、Kは量子化されるピクセルのDCTされた係数であ
り、A(QP)はマッピングテーブルによる定数値であり、
そしてfは目標とする圧縮効率によって定まる定数値で
ある。量子化係数は、以下の数式(4)である場合に0
と決定され、その他の場合には所定の値と決定される。
初及び2番目のピクセル値及び最上位行の最初及び2番
目のピクセル値に対してDCTまたはDWTの行われた
量子化された値を検査し、0ではない所定値を有するか
否かを確かめる。最左側列の2番目のピクセル値または
最上位行の2番目のピクセル値に対応する値(DCTま
たはDWT及び量子化の行われた値)が0であれば、フ
ィルタ情報生成部83はループ変換部81及びループ量
子化部82に次の順序でピクセル値を変換して量子化す
ることを指示する。次に、ピクセル値に対する値が入力
されれば、フィルタ情報生成部83はさらに0ではない
値を有するか否かを確かめて前述した手順を繰り返す。
位行の2番目のピクセル値に対応する値(DCTまたは
DWT及び量子化の行われた値)が0ではない所定値を
有すれば、それによるフィルタ情報を生成する。フィル
タ情報の生成方法は、第1の実施の形態におけるそれと
同じである。さらには、フィルタ情報生成部83は、ル
ープ変換部81及びループ量子化部82に変換及び量子
化を止めることを指示する。すなわち、0ではない値が
見つかれば、該当する最左側列または最上位行に対する
変換及び量子化はそれ以上行われずに終わる。この詳細
については後述する。
報に基づきフィルタ特性値を決定して出力する。ディブ
ロッキングフィルタ75及びディリンギングフィルタ7
6は、決定された特性値によるフィルタリングを行う。
フィルタ特性値決定部74、ディブロッキングフィルタ
75及びディリンギングフィルタ76の動作は、第1の
実施の形態におけるそれと実質的に同一なため、ここで
は同じ参照番号を付して繰り返される説明は省く。
フィルタ情報生成部83がフィルタ情報抽出データを得
る過程及び得られたフィルタ情報抽出データからフィル
タ情報を生成する過程を説明するための参考図である。
図9を参照すれば、フィルタリング方法は、本実施の形
態によるフィルタリングの基本単位である4×4ピクセ
ルブロックのうち、(a)の灰色にて示されたように、
最左側列においてDC成分Aに隣接した最初のピクセル
CをDCTして量子化して得られた値を検査する。検査
の結果、その値が0ではない所定値を有すると確認され
れば、DCT及び量子化をそれ以上行わずに終え、その
結果に基づきフィルタ情報を生成する。
れば、(b)に灰色にて示されたように、2番目のピク
セルCをDCTして量子化して得られた値を検査する。
検査の結果、その値が0ではない所定値を有すると確認
されれば、DCT及び量子化をそれ以上行わずに終え、
その結果に基づきフィルタ情報を生成する。0であれ
ば、(c)のように3番目のピクセルCをDCTして量
子化して得られた値を検査する。
所定値を有すると確認されれば、DCT及び量子化を終
えてその結果に基づきフィルタ情報を生成する。0であ
るものの、最左側列にそれ以上ピクセルが存在しなけれ
ば、今までの結果に基づきフィルタ情報を生成する。フ
ィルタ情報を生成する方法は、第1の実施の形態におけ
るそれと同じである。
最上位列においてDC成分Aに隣接した最初のピクセル
BをDCTして量子化して得られた値を検査する。検査
の結果、その値が0ではない所定値を有すると確認され
れば、DCT及び量子化をそれ以上行わずに終え、その
結果に基づきフィルタ情報を生成する。
れば、(e)のように2番目のピクセルBをDCTして
量子化して得られた値を検査する。検査の結果、その値
が0ではない所定値を有すると確認されれば、DCT及
び量子化をそれ以上行わずに終え、その結果に基づきフ
ィルタ情報を生成する。0であれば、(f)のように3
番目のピクセルをDCTして量子化して得られた値を検
査する。
所定値を有すると確認されれば、DCT及び量子化を終
え、その結果に基づきフィルタ情報を生成する。0であ
るものの、最上位列にそれ以上ピクセルが存在しなけれ
ば、今までの結果に基づきフィルタ情報を生成する。フ
ィルタ情報を生成する方法は、第1の実施の形態におけ
るそれと同じである。
またピクセル単位でDCT及び量子化を行った後、その
値を検査してリンギング雑音の発生有無を判断する。リ
ンギング雑音の発生有無に対する判断の基準及びリンギ
ング雑音の発生結果に基づきフィルタ情報を生成する方
法もまた第1の実施の形態におけるそれと同じである。
るフィルタリング方法を説明するためのフローチャート
である。図10を参照すれば、ブロックの最左側列のD
C成分に隣接した最初のピクセルに対してDCTを行
い、変換されたDCT係数を量子化して量子化係数を計
算する(第1001段階)。次に、計算された量子化係
数を検査し(第1002段階)、量子化係数が0であれ
ば、次のピクセルに対してDCT及び量子化を行い(第
1003段階)、第1002段階へ戻る。
か、あるいは、対応するピクセルが最左側列の最後のピ
クセルであればDCT及び量子化を終え、得られた結果
に基づきフィルタ情報を生成する(第1004段階)。
すなわち、最左側列の量子化係数のうち0ではない所定
値が存在すれば、フィルタ情報としてHBFを1に設定
する。
接した最初のピクセルに対してDCTを行い、得られた
DCT係数を量子化する(第1005段階)。計算され
た量子化係数を検査し(第1006段階)、量子化係数
が0であれば、次のピクセルに対してDCT及び量子化
を行い(第1007段階)、第1006段階へ戻る。
か、あるいは、対応するピクセルが最上位行の最後のピ
クセルであれば、DCT及び量子化を終え、得られた結
果に基づきフィルタ情報を生成する(第1008段
階)。すなわち、最上位行の量子化係数のうち0ではな
い所定値が存在すれば、フィルタ情報としてVBFを1
に設定する。
除いたピクセルのうち、DC成分に隣接したピクセルに
対してDCTを行い、DCT係数を量子化する(第10
09段階)。計算された量子化係数を検査し(第101
0段階)、量子化係数が0であれば次のピクセルに対し
てDCT及び量子化を行い(第1011段階)、第10
10段階へ戻る。
か、あるいは、対応するピクセルが最左側列及び最上位
行を除いたピクセルのうち最後のピクセルであれば、D
CT及び量子化を終え、得られた結果に基づきフィルタ
情報を生成する(第1012段階)。すなわち、最左側
列及び最上位行を除いたピクセルの量子化係数のうち0
ではない所定値が存在すれば、フィルタ情報としてRF
を1に設定する。
特性値を決定して適応的なフィルタリングを行う(第1
013段階)。特性値の決定は、図7に基づき説明した
通りである。すなわち、HBFが1に設定された場合、
フィルタ特性値決定部74は垂直方向にディブロッキン
グフィルタ75がより強くかかるように特性値を決定
し、VBFが1に設定された場合、水平方向にディブロ
ッキングフィルタ75がより強くかかるように特性値を
決定して出力する。
合、フィルタ特性値決定部74は、垂直方向及び水平方
向にディブロッキングフィルタ75がより強くかかるよ
うに特性値を決定して出力する。RFが1に設定された
場合、フィルタ特性値決定部74はディリンギングフィ
ルタ76が強くかかるように特性値を決定して出力す
る。
ンギングフィルタ76は、設定された特性値に応じて適
応的なフィルタリングを行う。ディブロッキングフィル
タリングはブロック単位で行われるが、実際に入力され
るデータは現在のブロックのみならず、隣接したブロッ
クの境界領域に位置したピクセル値が共に入力され、入
力された値はディブロッキングフィルタリングにより変
更された値として出力される。例えば、現在のブロック
のピクセル値1、2、3、4と隣接したブロックのピク
セル値5、6、7、8に対してディブロッキングフィル
タが強くかかれば隣接した3、4、5、6が変更され、
弱くかかれば4、5のみが変更される。
の対応フラグ値を共に比較し、隣接したブロックの対応
フラグ値が現在ブロックの対応フラグ値と同じであれば
ディブロッキングフィルタの特性値を強く決定し、異な
れば弱く決定することにより、特性値の決定の質を高め
ることができる。
は、隣接ブロックのフラグ値VBF、HBF、RFと現
在ブロックのフラグ値VBF、HBF、RFとを比較し
てフィルタ情報を生成できる。この時に生成されるフィ
ルタ情報は、現在ブロックに対するフラグ値のみを用い
て生成されたものより細かく表わされ、これにより、フ
ィルタの特性値もまたより高精度に決定できる。
成分を除いた複数のピクセル、最上位行のDC成分を除
いた複数のピクセル、最左側列及び最上位行を除いた複
数のピクセルのうちDC成分に隣接したピクセルに対し
て優先的にDCT及び量子化を行ったものの、選択的
に、これら複数のピクセルよりなるグループのうち任意
の一つに対して優先的にDCT及び量子化を行うことも
可能である。
比較した時、ピクセル単位で変換及び量子化を行うこと
により計算量が一層減るといった長所がある。また、第
2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様
に、DCTに代えてDWTを適用することができる。
では、本発明によるフィルタリング方法及びそのフィル
タを符号化装置におけるループフィルタとして具現した
が、復号化装置において用いられるポストフィルタとし
て具現可能なのはもちろんである。
具現したソースコードの一例は、下記の通りである。
によれば、本発明により所定のブロックに対するエッジ
領域を判別することはもとより、隣接ブロック間のフィ
ルタ情報を比較してより高精度にエッジ領域を判別でき
る。
効率よくエッジ領域を検出することによりブロッキング
効果及び/またはリンギング雑音をより効果的に除去で
きるフィルタリング方法及びその装置が提供される。
る。
ルタ7の詳細ブロック図である。
報生成部3がフィルタ情報を生成する過程を説明するた
めの参考図である。
報生成部3がフィルタ情報を生成する過程を説明するた
めの参考図である。
成されたフィルタ情報を説明するための参考図である。
ング方法を説明するためのフローチャートである。
タリング方法を説明するためのフローチャートである。
ルタ7の詳細ブロック図である。
報生成部83がフィルタ情報抽出データを得る過程及び
得られたフィルタ情報抽出データからフィルタ情報を生
成する過程を説明するための参考図である。
リング方法を説明するためのフローチャートである。
Claims (22)
- 【請求項1】 ブロッキング効果を除去するためのフィ
ルタリング方法において、 (a)ビデオデータをブロック単位で変換する段階と、 (b)変換により得られた値の分布に基づきエッジ領域
の存否を検査する段階と、を含むことを特徴とするフィ
ルタリング方法。 - 【請求項2】 ブロッキング効果を除去するためのフィ
ルタリング方法において、 (a)ビデオデータをブロック単位で変換して量子化す
る段階と、 (b)量子化された値の分布に基づきフィルタ情報を生
成する段階と、 (c)生成されたフィルタ情報に基づきフィルタリング
を行う段階と、を含むことを特徴とするフィルタリング
方法。 - 【請求項3】 前記(a)段階は、 (a1)ビデオデータをブロック単位で離散コサイン変
換(DCT)してDCT係数を得る段階と、 (a2)得られたDCT係数を量子化する段階と、を含
むことを特徴とする請求項2に記載のフィルタリング方
法。 - 【請求項4】 前記(a)段階は、 4×4ピクセルブロックをDCTして量子化し、量子化
された4×4DCTブロックを得る段階であることを特
徴とする請求項2に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項5】 前記(b)段階は、 前記量子化されたDCT係数に基づきブロッキング効果
及び/またはリンギング雑音の発生の度合いを知らせる
フィルタ情報を生成する段階であることを特徴とする請
求項3に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項6】 前記(b)段階は、 (b1)量子化されたDCTブロックの最上位行におい
て直流(DC)成分を除いた値を検査し、対応ピクセル
ブロックの垂直方向に対するエッジ領域の存否を知らせ
るフィルタ情報を生成する段階と、を含むことを特徴と
する請求項5に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項7】 前記(b)段階は、 (b2)量子化されたDCTブロックの最左側列におい
てDC成分を除いた値を検査し、対応ピクセルブロック
の水平方向に対するエッジ領域の存否を知らせるフィル
タ情報を生成する段階を含むことを特徴とする請求項5
に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項8】 前記(b)段階は、 (b3)量子化されたDCTブロックにおいて最上位行
及び最左側列を除いた残りの値を検査し、対応ピクセル
ブロックの対角線方向に対するエッジ領域の存否を知ら
せるフィルタ情報を生成する段階を含むことを特徴とす
る請求項5に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項9】 前記(b)段階は、 量子化されたDCTブロックにおいてDC成分値A、最
上位行の前記DC成分に隣接した値B、最左側列の前記
DC成分に隣接した値Cを検査してフィルタ情報を生成
する段階であることを特徴とする請求項5に記載のフィ
ルタリング方法。 - 【請求項10】 前記(b)段階は、 前記DC成分値Aのみが所定値を有する場合、前記フィ
ルタ情報として水平方向及び垂直方向のブロッキングフ
ラグ(HVF,VBF)を共に1に設定する段階を含む
ことを特徴とする請求項9に記載のフィルタリング方
法。 - 【請求項11】 前記(c)段階は、 前記HBF及びVBFが共に1に設定された場合、垂直
方向及び水平方向により強くディブロッキングフィルタ
リングを行う段階を含むことを特徴とする請求項10に
記載のフィルタリング方法。 - 【請求項12】 前記(b)段階は、 前記DC成分値A及び前記最上位行の前記DC成分に隣
接した値Bのみが所定値を有する場合、前記フィルタ情
報として垂直方向のブロッキングフラグ(VBF)を1
に設定する段階を含むことを特徴とする請求項9に記載
のフィルタリング方法。 - 【請求項13】 前記(c)段階は、 前記VBFが1に設定された場合、垂直方向により強く
ディブロッキングフィルタリングを行う段階を含むこと
を特徴とする請求項12に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項14】 前記(b)段階は、 前記DC成分値A及び前記最左側列の前記DC成分に隣
接した値Cのみが所定値を有する場合、前記フィルタ情
報として水平方向のブロッキングフラグ(HBF)を1
に設定する段階を含むことを特徴とする請求項9に記載
のフィルタリング方法。 - 【請求項15】 前記(c)段階は、 前記HBFが1に設定された場合、水平方向により強く
ディブロッキングフィルタリングを行う段階を含むこと
を特徴とする請求項14に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項16】 前記DC成分値A、最上位行の前記D
C成分に隣接した値B及び最左側列の前記DC成分に隣
接した値C以外で所定値を有する場合、前記フィルタ情
報としてリンギングフラグ(RF)を1に設定する段階
を含むことを特徴とする請求項9に記載のフィルタリン
グ方法。 - 【請求項17】 前記(c)段階は、 前記RFが1に設定された場合、より強くディリンギン
グフィルタリングを行う段階を含むことを特徴とする請
求項16に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項18】 ブロッキング効果を除去するためのフ
ィルタリング方法において、 (a)ビデオデータよりなるブロックをピクセル単位で
変換して量子化した後、量子化された値を検査してフィ
ルタ情報のための値が得られれば、フィルタ情報を生成
する段階と、 (b)生成されたフィルタ情報に基づきフィルタリング
を行う段階と、を含むことを特徴とするフィルタリング
方法。 - 【請求項19】 前記(a)段階は、 (a1)前記ブロックの最上位行及び最左側列のうちD
C成分に対応するピクセルを除いた残りのピクセルのう
ち何れか一つをDCTして量子化する段階と、 (a2)量子化された変換値を検査してその値が0でな
ければ、前記値に基づき前記フィルタ情報を生成し、対
応するピクセルが属する前記最上位行または最左側列に
対するDCT及び量子化を終える段階と、を含むことを
特徴とする請求項18に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項20】 前記(a)段階は、 (a3)前記量子化された変換値を検査し、その値が0
であれば、前記ブロックの最上位行及び最左側列のうち
DC成分に対応するピクセルを除いた残りのピクセルの
うち他の一つをDCTして量子化する段階と、 (a4)前記(a2)段階及び(a3)段階を前記最上
位行または最左側列のうちDC成分に対応するピクセル
を除いた残りの全てのピクセルに対して繰り返して行う
段階と、 (a5)前記最上位行または最左側列の全てのピクセル
に対してDCT及び量子化を行って得られた量子化され
た変換値が0であれば、その結果に基づきフィルタ情報
を生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項19
に記載のフィルタリング方法。 - 【請求項21】 ビデオデータの符号化装置において、 ピクセルブロックを変換して量子化して得られた値の分
布に基づきフィルタ情報を生成するフィルタ情報生成部
と、 生成されたフィルタ情報に基づきフィルタ特性値を決定
するフィルタ特性値決定部と、 決定された特性値に基づきディブロッキングフィルタリ
ングを行うディブロッキングフィルタと、を備えること
を特徴とするループフィルタと、を備えることを特徴と
する符号化装置。 - 【請求項22】 前記ループフィルタは、 インターフレームに対してブロック単位でピクセル値を
変換するためのループ変換部と、 前記ループ変換部により変換された値を量子化するため
のループ量子化部と、をさらに備えることを特徴とする
請求項21に記載の符号化装置。
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