JP2005244943A - 移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エラーの発生した画素/ブロックを、高速動き推定方法により以前及び次のフレームを順次検索することでエラー補正するエラー隠匿部130と、前記エラー隠匿部によりエラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックとの間に、人間の目に敏感に作用する差がある場合、垂直方向に適応加重和メディアンフィルタリングを実行することで、前記エラー補正された画素/ブロックを再補正するエラー再補正部140とを有して構成される。
【選択図】図1
Description
又、エラー補正された画素/ブロックの値と、垂直方向に隣接する各画素/ブロック値間の差値によって可変的に適応加重和メディアンフィルタリングを行って、前記エラー補正された画素/ブロックを再補正することで、元の画像に近い自然な画像を復元し得るという効果がある。
図に示すように、本発明に係る移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置は、画像フレームをデコーディングするビデオコーデックデコーダ10と、デコーディングされた画像フレームからエラーの発生した画素/ブロックを検出するエラー検出部100と、検出された画素/ブロックにエラーがあるか否かを再確認するエラー確認部110と、確認情報によって、エラー確認部110から出力される画素/ブロックをエラー補正経路及びバイパス経路中何れか一方に出力する第1ソフトスイッチ120と、エラー補正経路124を通して伝送される画素/ブロックを、以前及び次のフレームの順次検索により、動き推定及び動き補正を利用してエラー補正し、バイパス経路122を通して伝送される画素/ブロック及びエラー補正された画素/ブロックにフレームを復元するエラー隠匿部130と、エラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した画素/ブロック間の差値によって可変的に適応加重和メディアンフィルタリングを行って、自然なイメージを作るエラー再補正部140と、エラー再補正部140から出力される画像フレームをディスプレイフォーマットに変換するディスプレイインターフェース部20と、変換された画像フレームをディスプレイするディスプレイ部30とを含んで構成されている。
図に示すように、本発明に係る移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法は、デコーディングされた画像フレームからエラーの発生した画素/ブロックを検出し(ステップS10)、検出された画素/ブロックにエラーがあるか否かを再確認し(ステップS20)、エラーの発生した画素/ブロックである場合、以前及び次のフレームを順次3−ステップ動き推定することで動きベクトルを生成し(ステップS30)、動き補償された画素/ブロックを利用して、エラーの発生した画素/ブロックを復元し(ステップS40)、復元された画素/ブロックと、垂直方向に隣接した各画素/ブロックの平均値との差値によって、適応加重和メディアンフィルタリングを行う(ステップS50)。
Ps(x,y)={P(x−1,y−1)+P(x,y−1)+P(x+1,y−1)}/3+{P(x−1,y)+P(x+1,y)}/2+{P(x−1,y+1)+P(x,y+1)+P(x+1,y+1)}/3
次いで、第2ソフトスイッチ135は、復元された画素及びバイパス経路122を通して伝送された正常な画素を利用してフレームを復元する。
次いで、エラー再補正部140は、第2ソフトスイッチ135から出力されるフレーム中、復元された該当の画素に対し適応加重和メディアンフィルタリングすることで、自然な画像フレームを生成する(ステップS50)。
Pav(i,j)={SUM(P(i,j+k)(from k=−n to n,except 0))}1/2n
その後、エラー再補正部140は、エラー補正された画素(Pcandidate(i,j))と平均値(Pav(i,j))との差(Ppixel_diff)を以下の式のように計算する(ステップS51)。
Ppixel_diff=Pcandidate(i,j)−Pav(i,j)
Ppixel_refine=[{2^(n−1)×P(i,j)}+
{[2^(n−2)×P(i,j−1)]+[2^(n−2)×P(i,j+1)]}+
{[2^(n−3)×P(i,j−2)]+[2^(n−3)×P(i,j+2)]}+
{[2^(n−4)×P(i,j−3)]+[2^(n−4)×P(i,j+3)]}+
・・・(until n−k=−1)]×1/(2n+1)
Ppixel_refine={SUM(P(i,j+k)(from k=−n to n))}×1/(2n+1)
20 ディスプレイインターフェース部
30 ディスプレイ部
100 エラー検出部
110 エラー確認部
120 第1ソフトスイッチ
122 バイパス経路
124 エラー補正経路
130 エラー隠匿部
131 第1フレーム遅延部
132 第2フレーム遅延部
133 動き推定部
134 画素/ブロック復元部
135 第2ソフトスイッチ
140 エラー再補正部
Claims (22)
- エラーの発生した画素/ブロックを、高速動き推定方法により以前及び次のフレームを順次検索することでエラー補正するエラー隠匿(concealing)部と、
前記エラー隠匿部によりエラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックとの間に、人間の目に敏感に作用(work)する差がある場合、垂直方向に適応加重和メディアンフィルタリング(adaptive weight sum median filtering)を実行することで、前記エラー補正された画素/ブロックを再補正するエラー再補正部とを有して構成されることを特徴とする移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。 - 前記エラー隠匿部は、以前のフレームを格納するための第1フレーム遅延部と、
次のフレームを格納するための第2フレーム遅延部と、
前記第1フレーム遅延部及び第2フレーム遅延部に対する高速動き推定を順次行って、エラー補正に利用される画素/ブロックの動きベクトルを生成する動き推定部と、
前記動きベクトルにより動き補償された画素/ブロックを利用して、前記エラーの発生した画素/ブロックを復元する画素/ブロック復元部と、
前記画素/ブロック復元部で復元された画素/ブロックとバイパス路により伝送された正常な画素/ブロックとによりフレームを復元する第1ソフトスイッチとを有して構成されることを特徴とする請求項1記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。 - 前記動き推定部は、前記第1フレーム遅延部を高速動き推定により検索し、前記第1フレーム遅延部から所望の画素/ブロックが検索されない場合、前記第2フレーム遅延部を高速動き推定により検索することを特徴とする請求項2記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- 前記高速動き推定は、3−ステップ動き推定方法及び5−ステップ動き推定方法中の何れか一つであることを特徴とする請求項2又は3に記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- デコーディングされた画像フレームからエラーの発生した画素/ブロックを検出するエラー検出部と、
前記エラー検出部で検出された画素/ブロックにエラーがあるか否かを再確認するエラー確認部と、
前記エラー確認部から出力される正常な画素/ブロックをエラー補正なしにバイパスするための第2ソフトスイッチとを更に有することを特徴とする請求項1記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。 - 前記人間の目に敏感に作用する差は、前記エラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックの第1平均値の大きさと、前記エラー補正された画素/ブロックを含んだ垂直方向に隣接した各画素/ブロックの第2平均値の大きさとを比較して判断されることを特徴とする請求項1記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- 前記人間の目に敏感に作用する差の値が前記第2平均値より小さい場合、前記エラー再補正部は、適応加重和メディアンフィルタリングを行い、前記差の値が前記第2平均値より小さくない場合、前記エラー再補正部は、平均和メディアンフィルタリング(average sum median filtering)を行うことを特徴とする請求項6記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- 前記適応加重和メディアンフィルタリングの加重値は、前記エラー補正された画素/ブロックに最も大きい加重値が割り当てられ、垂直方向の隣接程度に相応して隣接した各画素/ブロックに割り当てられる加重値の大きさが決定されることを特徴とする請求項7記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- 前記適応加重和メディアンフィルタリングは、下記の式の方法により行われることを特徴とする請求項7記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
(数1)
[{2^(n−1)×P(i,j)}+
{[2^(n−2)×P(i,j−1)]+[2^(n−2)×P(i,j+1)]}+
{[2^(n−3)×P(i,j−2)]+[2^(n−3)×P(i,j+2)]}+
{[2^(n−4)×P(i,j−3)]+[2^(n−4)×P(i,j+3)]}+
・・・(until n−k=−1)]×1/(2n+1)
式中、P(i,j)は、前記エラー隠匿部によりエラー補正された画素を示す。 - 前記平均和メディアンフィルタリングは、前記エラー補正された画素/ブロックを含んだ垂直方向に隣接した全ての画素/ブロックに同じ加重値を加えた後、平均和メディアンフィルタリングを行うことを特徴とする請求項7記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿装置。
- 画素/ブロックにエラーが発生した場合、以前及び次のフレームを順次高速動き推定することで動きベクトルを生成する段階と、
動き補償された画素/ブロックを利用して、前記エラーの発生した画素/ブロックを復元する段階と、
前記エラーの発生した画素/ブロックを復元する段階で復元された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックの平均値との差の値に従って適応加重和メディアンフィルタリングを行うことで、前記復元された画素/ブロックを再補正する段階とを有することを特徴とする移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - デコーディングされた画像フレームからエラーの発生した画素/ブロックを検出する段階と、
前記エラーの発生した画素/ブロックを検出する段階で検出された画素/ブロックが実際にエラーの発生した画素/ブロックであるか否かを再確認する段階とを更に有することを特徴とする請求項11記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - 前記再確認する段階は、前記検出された画素/ブロックと隣接した各画素/ブロックの平均値との間の差値が正常状態であると判断される許容範囲に属する場合、前記検出された画素/ブロックの右側の画素/ブロックが正常であるか否かを確認する段階と、
前記右側の画素/ブロックが正常である場合、前記検出された画素/ブロックは正常であると判断する段階と、
前記差値が正常状態であると判断される許容範囲に属しないか、又は、前記右側の画素/ブロックが正常でない場合、前記検出された画素/ブロックはエラー発生状態であると判断する段階とを有することを特徴とする請求項12記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - 前記検出された画素/ブロックがP(x,y)であるとき、前記隣接した各画素/ブロックの平均値は、下記の式により計算されることを特徴とする請求項13記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
(数2)
{P(x−1,y−1)+P(x,y−1)+P(x+1,y−1)}/3+
{P(x−1,y)+P(x+1,y)}/2+
{P(x−1,y+1)+P(x,y+1)+P(x+1,y+1)}/3 - 前記動きベクトルを生成する段階は、以前のフレームに対して高速動き推定を行う段階と、
以前のフレームから所望の画素/ブロックが検索されないとき、次のフレームに対して高速動き推定を行う段階とを有することを特徴とする請求項11記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - 前記高速動き推定は、3−ステップ動き推定及び5−ステップ動き推定中の何れか一つであることを特徴とする請求項15記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
- 前記復元された画素/ブロックを再補正する段階は、垂直方向に隣接した各画素/ブロックの第1平均値と前記復元された画素/ブロックとの差値が、前記復元された画素/ブロックと隣接した各画素/ブロックとの第2平均値より小さい場合、適応加重和メディアンフィルタリングを行う段階と、
前記適応加重和メディアンフィルタリングにより得られた値を利用して再補正を行う段階と、
前記差値が前記第2平均値より小さくない場合、平均和メディアンフィルタリングを行う段階と、
前記平均和メディアンフィルタリングにより得られた値を利用して再補正を行う段階とを有することを特徴とする請求項11記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - 前記適応加重和メディアンフィルタリングは、下記の式により行われることを特徴とする請求項17記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
(数3)
[{2^(n−1)×P(i,j)}+
{[2^(n−2)×P(i,j−1)]+[2^(n−2)×P(i,j+1)]}+
{[2^(n−3)×P(i,j−2)]+[2^(n−3)×P(i,j+2)]}+
{[2^(n−4)×P(i,j−3)]+[2^(n−4)×P(i,j+3)]}+
・・・(until n−k=−1)]×1/(2n+1)
式中、nは、垂直方向に隣接した各画素/ブロックの個数の1/2値を示す。 - 前記平均和メディアンフィルタリングは、メディアンフィルタのタップ係数の全てに同じ加重値を割り当てることを特徴とする請求項17記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
- 移動通信端末機の画像フレームのブロックエラー補正において、
エラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックとの差が人間の目に敏感に作用するほど大きい場合、適応加重和メディアンフィルタリングを行うことで、前記エラー補正された画素/ブロックを再補正することを特徴とする移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。 - 前記エラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックとの差が、前記エラー補正された画素/ブロックと隣接した各画素/ブロックとの平均値より小さい場合、前記エラー補正された画素/ブロックには最も大きい加重値を、隣接した各画素/ブロックには隣接程度に相応する加重値をそれぞれ割り当てて適応加重和メディアンフィルタリングを行い、フィルタリングにより得られた値を利用して前記エラー補正された画素/ブロックを再補正することを特徴とする請求項20記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
- 前記エラー補正された画素/ブロックと垂直方向に隣接した各画素/ブロックとの差が、前記平均値より小さくない場合、前記各画素/ブロックに同じ加重値を割り当てて平均和メディアンフィルタリングを行い、フィルタリングにより得られた値を利用して前記エラー補正された画素/ブロックを再補正することを特徴とする請求項21記載の移動通信システムの画像ブロックエラー隠匿方法。
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