JP2005503737A - 境界強度に基づく適応フィルタリング - Google Patents

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Abstract

画像内で隣接する領域を識別し、隣接する領域に対する符号化パラメータを識別し、識別した隣接領域間の領域で選択的フィルタリングを実行する。

Description

【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
多くのビデオ圧縮規格、例えば、Ｈ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６３＋，ＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ−２及びＨ．２６Ｌでは、ブロックに基づく動き補償ビデオ符号化が用いられる。ブロックに基づく動き補償符号化は、画像圧縮技法を使用してブロック毎に画像ピクセルを符号化する。この画像圧縮技法は、通常、損失の大きい圧縮技法を用いるので、復号された画像内に画像アーティファクトと称される視覚的なアーティファクトの発生をもたらす。画像アーティファクトの１つのタイプは、ブロッキングアーティファクトであり、再構成された画像内のブロックの境界に沿って発生する。ブロッキングアーティファクトは、主に、ブロックの符号化に用いた変換係数の粗い量子化によって生じる。
【０００２】
再構成された画像とは、画像ブロックが逆変換され、復号された後に生成される画像である。再構成された画像内のアーティファクトを減少させるために画像フィルタリングが用いられる。これらの画像フィルタリング技法における経験則によれば、画像のエッジを保存しながら画像の他の部分をスムーズにしなければならない。ローパスフィルタをイメージフィルタとして使用できるが、その特性は、特定のピクセル又は画像エッジを囲むピクセルの組の特性に基づき選択しなければならない。
【０００３】
画像ブロックの境界を横断するように伸びる、相関性のない画像ピクセルは、ブロッキングアーティファクトが減少するように特別にフィルタリングされる。フィルタリング技法はブロッキングアーティファクトを減少させるが、しかしながら、これらのフィルタリング技法は、画像内にボケたアーティファクトを生じさせ得る。例えば、隣接するブロック間にブロッキングアーティファクトが殆どないか、又は全くない場合、ローパスフィルタリングは不必要に画像内にボケを混入させると同時に処理リソースを浪費してしまう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
従来のフィルタリングプロセスは、１度に１枚の再構成された画像フレームを検討する。ブロックに基づくビデオ画像符号化技法は、ピクセルブロックの動きを、動きベクトルを用いて推定する。動きベクトル情報は、符号化器及び復号器の双方で利用できるが、従来のフィルタリングプロセスでは使用しない。例えば、２つの隣接ブロックが、同一の参照画像フレームに関して同じ動きベクトルを共有すれば、（複数の参照フレームを備えたシステムにおいて）各ブロックの残りの画像間にはおそらく大きな差はないので、フィルタ処理をしてはならない。本来、画像の隣接部分は、同一参照フレームに対して同一の動きを有し、従って、画像残差間には有意の差は予測されない。多くの場合、これら２つの隣接ブロックの境界は、参照フレーム内においてフィルタ処理されているので、現フレームで再度フィルタ処理をしてはならない。この動きベクトル情報を考慮せずにデブロックフィルタを使用すると、従来のフィルタリングプロセスは同じ境界をフレーム毎に再度フィルタ処理することになる。この不必要なフィルタリングは、不必要なボケを生じるだけでなく、追加のフィルタ処理計算をする結果になる。
【０００５】
図１は、画像ブロックの類似性に従ってブロッキングアーティファクトを選択的にフィルタリングする画像１２を示している。勿論、この画像は、四角でないブロック又は任意の他のピクセルの組を同様に使用できる。ブロック１４のうちの幾つかのブロックの間の境界はアーティファクト１８を含んでいる。一般に、ブロッキングアーティファクトとは、符号化及び／又は復号プロセスによって生じ得るブロック１４間の画像の不連続性のことである。隣接画像ブロックの境界に存在するブロッキングアーティファクトを減少させるためにローパスフィルタ又は他のフィルタが使用される。
【０００６】
例えば、ブロック２０と２２の間にはブロッキングアーティファクト２４が存在する。ブロッキングアーティファクト２４を除くか又は減少させるために、ブロック２０と２２の間の境界２６においてローパスフィルタが使用される。このローパスフィルタは、例えば、境界線２６の両側からピクセルのグループ２８を選択する。このピクセルグループ２８から平均ピクセル値又は任意の他の統計値を導き出す。次に、各個別のピクセルを平均ピクセル値と比較する。平均ピクセル値の所定範囲外にあるグループ２８内のピクセルを平均ピクセル値と置き換える。
【０００７】
上述したように、隣接するピクセル間にブロッキングアーティファクト２４が殆どないか、全くない場合、ピクセルグループ２８を不必要にフィルタリングすると、画像内にボケを生じさせる。スキップモードフィルタリング方式は、隣接する画像ブロックに対する動き予測情報及び／又は動き補償情報を使用し、それに基づいて、選択的にフィルタリングを行う。動き予測情報と動き補償情報が十分に類似すれば、デブロックフィルタリングをスキップすることができる。これにより、不要な画像のボケを避けることができ、フィルタ処理演算の必要回数も大幅に、即ち、任意の他の適当な回数に削減できる。
【０００８】
例えば、隣接する画像ブロック３０と３２が類似の符号化パラメータを有することが、符号化プロセス中に判断されるとする。それに応じて、隣接する画像ブロック３０と３２の間の境界３１を横断するように伸びるピクセルグループ３４に対してデブロックフィルタリングをスキップする。このスキップモードフィルタリングは、画像１２内のどの隣接するブロック間の水平又は垂直又はどの境界に対しても使用できる。
【０００９】
図２は、参照フレーム４２、参照フレーム４８及び現在符号化又は復号中の現フレーム４０を示している。２つの隣接するブロック４４と４６の間でデブロックフィルタリングをスキップしなければならないかどうかを判断するために、ブロック４４と４６に対する符号化パラメータを比較する。比較する１つの符号化パラメータとして、ブロック４４及び４６に対する動きベクトル（ＭＶ）がある。
【００１０】
動きベクトルＭＶ１は現在の画像フレーム４０内のブロック４４から参照フレーム４２内の関連するブロック４４’までをポイントする。動きベクトルＭＶ２は現在の画像フレーム４０内のブロック４６から参照フレーム４２内の関連するブロック４６’までをポイントする。スキップモードフィルタリングでは、動きベクトルＭＶ１及びＭＶ２が同じ参照フレーム４２内の隣接するブロックをポイントしている（ＭＶ１＝ＭＶ２）場合は、デブロックフィルタリングをスキップすることができる。２つの画像ブロック４４及び４６の間でデブロックフィルタリングをスキップするかどうかを判断するために、この動きベクトル情報は他の符号化情報と共に使用することができる。
【００１１】
符号化及び復号プロセスにおいて２つ以上の参照フレームを使用することができる。例えば、もう１つ別の参照フレーム４８が存在する場合がある。隣接するブロック４４と４６とが異なる参照フレームをポイントする動きベクトルを持つことがある。一例として、デブロックフィルタリングをスキップするかどうかの判断は、２つの隣接するブロックに対する動きベクトルが同じ参照フレームをポイントしているかどうかによって決まる。例えば、画像ブロック４４が参照フレーム４８をポイントする動きベクトル４９を有し、画像ブロック４６が参照フレーム４２をポイントする動きベクトルＭＶ２を有するとする。この例では、動きベクトル４９とＭＶ２は異なる参照フレームをポイントしているので、デブロックフィルタリングはスキップされない。
【００１２】
図３は、デブロックフィルタリングを選択的にスキップするかどうかを判断するのに使用する別の符号化パラメータの例を示す。画像フレーム４０からの画像ブロック４４は、先に図２に示したように、動きベクトルＭＶ１によってポイントされた参照フレーム４２からの参照ブロック４４’と比較される。画像ブロック４４と参照ブロック４４’の比較から、残差ブロック４４’’が出力される。この残差ブロック４４’’に対して変換５０を実施すると、変換係数の変換されたブロック４４’’が形成される。一実施形態では、変換５０は、離散的コサイン変換である。変換されたブロック４４’’は直流（Ｄ．Ｃ）成分５２と交流（Ａ．Ｃ）成分５３を含んでいる。
【００１３】
直流成分５２は、画像ブロック４４における最低周波数変換係数を示す。例えば、画像ブロック４４内の平均エネルギーを示す係数である。一方、交流成分５３は画像ブロック４４内の、より高い周波数成分を表す変換係数を示している。例えば、画像ブロック４４内のピクセル間の大きいエネルギーの差を示す変換係数である。
【００１４】
図４は、変換された残差ブロック４４’’及び４６’’を示す。２つの変換されたブロック４４’’及び４６’’からの直流成分５２がプロセッサ５４で比較される。直流成分が互いに同一又は所定の範囲内にあれば、プロセッサ５４はデブロックフィルタ演算５６に通知して２つの隣接するブロック４４と４６の境界の間のデブロックフィルタリングをスキップする。直流成分５２が類似していなければ、スキップの通知をせず、ブロック４４と４６間の境界をデブロックフィルタリングする。
【００１５】
一実施形態では、国際通信連合の通信セクター（ＩＴＵ−Ｔ）が提案したＨ．２６Ｌ符号化方式にスキップモードフィルタリングが組み込まれている。このＨ．２６Ｌ方式は、４×４の整数演算による離散的コサイン変換（ＤＣＴ）を使用する。望ましければ、２つの隣接するブロックの直流成分のみをチェックしてもよい。しかしながら、画像ブロックがより大きいサイズ、例えば、９×９又は１６×１６ブロックである場合には、限られた低周波数の交流係数も同様にチェックできる。例えば、ブロック４４’’に対する上部の直流成分５２及び３つの低周波交流変換係数５３を、ブロック４６’’に対する上部の直流成分５２及び３つの低周波交流変換係数５３と比較することができる。２つの隣接するブロック４４と４６との間の相対的な類似性を識別するために、直流変換係数及び／又は交流変換係数中のどれかの異なる任意の組み合わせを使用できる。
【００１６】
プロセッサ５４は、符号化プロセス中に発生した他の符号化パラメータ５５も受信できる。これらの符号化パラメータは、上記のような２つの隣接するブロック４４と４６に対する動きベクトル及び参照フレーム情報を含む。プロセッサ５４は、隣接する画像ブロック４４と４６との間のデブロックフィルタリングをスキップするかどうかを判断するために、これらの符号化パラメータのいくつか又は全てを使用する。画像に関して実行される他の符号化及び変換機能は、同じプロセッサ５４又は異なる処理回路で実施できる。符号化の全て又は殆どを同じプロセッサで実行する場合は、スキップモードはフィルタリングルーチン内にスキップパラメータを設定することにより簡単に実施可能になる。
【００１７】
図５は、ブロックに基づく動き補償符号化器兼復号器（コーデック）６０におけるスキップモードフィルタリングの使用方法を示している。このコーデック６０はフレーム間符号化に用いられる。ボックス６２から比較器６４に現フレームからの入力ビデオブロックが供給される。フレームバッファボックス８０の出力は、予測された動きベクトル（及び可能な参照フレーム番号）に従って参照ブロック８１を生成する。入力ビデオブロックと参照ブロック８１の差は、ボックス６６で変換され、ボックス６８で量子化される。この量子化された変換ブロックはボックス７０内で可変長符号化器（ＶＬＣ）によって符号化され、次いで、伝送されたり、記憶されたりする。
【００１８】
コーデック６０の符号化部は、変換された画像をボックス７２内でまず逆量子化（ＩＱ）することにより、変換され量子化された画像を再構成する。次に、逆量子化された画像はボックス７４内で逆変換され、再構成された残差画像を生成する。次いで、この再構成された残差ブロックはボックス７６で参照ブロック８１に加算され、再構成された画像ブロックを生成する。一般に、再構成された画像はボックス７８内でループフィルタリングされ、量子化及び変換処理によって生じたブロッキングアーティファクトを減少させる。次に、フィルタ処理された画像は、ボックス８０内でバッファ化され、参照フレームを形成する。ボックス８０内でのフレームバッファリングは、動き予測及び動き補償のために、この再構成された参照フレームを使用する。基準ブロック８１は比較器６４内で入力ビデオブロックと比較される。ノード７１にて符号化セクションから符号化された画像が出力され、次いで、記憶されるか又は伝送される。
【００１９】
コーデック６０の復号部では、可変長復号器（ＶＬＤ）がボックス８２内で符号化された画像を復号する。この復号された画像はボックス８４内で逆量子化され、ボックス８６内で逆変換される。ボックス８６からの再構成された残差画像は、加算ボックス８８内で参照ブロック９１に加算され、その後、ブロッキングアーティファクトを減少するようにボックス９０内でループフィルタリングされ、ボックス９２内で参照フレームとしてバッファに蓄えられる。参照ブロック９１は、受信された動きベクトル情報に従ってボックス９２から生成される。ボックス９０からのループフィルタリングされた出力は、ボックス９４内で随意にポストフィルタリングされて画像アーティファクトをさらに減少させ、その後、ボックス９６内でビデオ画像として表示される。スキップモードフィルタリング方式は、ボックス７８，９０及び９４内のフィルタリング機能の任意の組み合わせにおいて実行できる。
【００２０】
ビデオ符号化中に得られる動き予測情報及び動き補償情報は、ボックス７８、９０及び／又は９４内で何時デブロックフィルタリングをスキップするかを判断するために用いる。これらの符号化パラメータは既に符号化プロセス及び復号プロセス中に発生しているので特にスキップモードフィルタリングのために追加して生成又は伝送しなければならないパラメータはない。
【００２１】
図６は、図５の符号化部および復号部内のフィルタ７８、９０及び／又は９４でどのようにスキップモードフィルタリングを使用するかをさらに詳細に示している。任意の２つの隣接するブロック”ｉ”と”ｋ”の間の境界は、先ずボックス１００で識別される。これら２つのブロックは画像フレームにおいて水平方向又は垂直方向に隣接していてもよい。判断ボックス１０２は、ブロックｊに対する動きベクトルｍｖ（ｊ）とブロックｋに対する動きベクトルｍｖ（ｋ）を比較する。最初に、２つの隣接するブロックｊとｋが同じ参照フレームをポイントする同じ動きベクトルを有するかどうかを判断する。言い換えれば、隣接するブロックに対する動きベクトルは同じ参照フレーム（ｒｅｆ（ｊ）＝ｒｅｆ（ｋ））において、隣接するブロックをポイントする（ｍｖ（ｊ）＝ｍｖ（ｋ））。
【００２２】
次に、２つの隣接するブロックの残差係数が類似しているかどうかを判断する。隣接するブロックの残差画像間に有意の差がなければ、例えば、２つのブロックｊとｋが同一の類似する直流成分（ｄｃ（ｊ）ｄｃ（ｋ））を有する場合、ボックス１０４のデブロックフィルタリングプロセスをスキップする。次に、スキップモードフィルタリングは、ボックス１０６内の次のブロック間の境界に移動し、判断ブロック１０２内で次の比較を行う。スキップモードフィルタリングは、水平方向に隣接するブロック及び垂直方向に隣接するブロックの双方に対して実施できる。
【００２３】
一実施形態においては、ブロックスキップを判断するために、隣接する画像ブロックに対する参照フレーム及び動きベクトル情報のみを使用する。別の実施形態では、ブロックスキップを判断するために、直流及び／又は交流の残差係数のみを使用する。さらに別の実施形態では、ブロックスキップを判断するために、動きベクトル、参照フレーム及び残差係数の全てを使用する。
【００２４】
このスキップモードフィルタリング方式は、空間的にサブサンプリングされたクロミナンスチャンネルに対し適用できる。例えば、４：２：０のカラーフォーマットシーケンスでは、ブロック境界に対するスキップモードフィルタリングは、画像のうちの輝度成分に対する動きベクトルと直流成分の等価性にのみ依拠できる。これらの動きベクトル及び直流成分が同一であれば、隣接する画像ブロックのうちの輝度成分とクロミナンス成分の双方に対してデブロックフィルタリングをスキップする。別の実施形態では、隣接する画像ブロックうちの各輝度成分及びクロミナンス成分に対して別々に、動きベクトルと直流成分を検討する。この場合、隣接するブロックに対するある輝度成分又はクロミナンス成分をデブロックフィルタリングされ、一方、同じ隣接ブロックに対する他の輝度成分又はクロミナンス成分はデブロックフィルタリングしない。
【００２５】
図７を参照する。Ｈ．２６Ｌにおいて最近提案された技法は、ループフィルタリングプロセスを制御するためにループフィルタに対する“ブロック強度”パラメータを規定する。画像の各ブロックは、そのブロックに関連する１つの強度値を有し、その強度値で、そのブロックの４つの境界において実施されるフィルタリングを制御する。このブロック強度値は、ビットストリーム内で得られる動きベクトルと変換係数に基づいて導き出される。しかし、この技法は、発明者らが、ブロックの４つの境界エッジの全てに対しブロック強度値を用いることを検討した結果、幾つかのエッジにおいてはブロッキングアーティファクトを除去するが、一方で、他のエッジに沿ってボケを生じさせることが判明した。
【００２６】
又、ブロック毎のフィルタリングとは異なり、他の情報と共にエッジ毎にフィルタリングの判断をしなければならないことを本発明者らは確認した。他の情報には、例えば、ブロックのイントラ符号化に関する情報、残差信号の情報を有するブロックの動き予測に関する情報、残りの情報を有しないブロックの動き予測に関する情報、十分な差異を有する残りの情報のないブロックの動き予測に関する情報、参照フレームに関する情報、及び、隣接するブロックの動きベクトルに関する情報が含まれる。これらの特性情報の中の１つ、２つ、３つ又は４つは、エッジ毎のフィルタリング能力を改善するために使用することができる。特性の異なる組に基づき、フィルタリングを所望通りに変更することができる。
【００２７】
各ブロック境界に対して、制御パラメータ、即ち、境界強度Ｂｓを規定するのが好ましい。図８を参照する。１つの共通の境界を共有する１対のブロックをブロックｊ及びｋとする。最初に、ブロック２００は、２つのブロックの中のいずれか１つがイントラ符号化されているかどうかをチェックする。いずれかのブロックがイントラ符号化されていれば、ブロック２０２で境界強度を３に設定する。又、ブロック２００は、ブロックｊとｋの双方が動き予測されていないかどうかをチェックする。動き予測が用いられていない場合、そのブロックはフレーム自身に由来し、従って、その境界ではフィルタリングを行わねばならない。これは、イントラ符号化ブロックの境界は通常ブロッキングアーティファクトを含んでいるので、通常では、適当な処理である。
【００２８】
ブロックｊとｋの双方が少なくとも部分的に前又は後のフレームから予測されている場合、ブロックｊとｋについて、係数が符号化されているかどうかをブロック２０４で判断する。係数は、例えば、離散的コサイン変換係数であり得る。ブロックｊとｋの中のいずれかが、零でない係数を含んでいる場合は、それらのブロックの中の少なくとも１つは、その係数を用いたブロックの変更（一般に残差と呼ばれる）を加え、前または後ろのフレームから予測するものであることを示している。ブロックｊとｋの中のいずれかが零でない係数（及び予測された動き）を含んでいる場合は、ブロック２０６で境界強度を２に設定する。これは、画像が予測されているが、この予測が残差を使用して修正されていることを示す。従って、画像はブロッキングアーティファクトを含む可能性がある。
【００２９】
ブロックｊとｋの双方が動き予測されており、一般に残差と呼ばれるゼロではない係数を含んでいない場合は、ブロック２０８で境界のいずれかの片側にあるピクセルが互いに十分異なっているかどうかをチェックして判断する。これは、残差が十分に小さいかどうかを判断するためにも用いることができる。十分な差異があれば、ブロッキングアーティファクトが存在する可能性がある。最初に、２つのブロックが異なる参照フレームを使用するか、即ち、Ｒ（ｊ）≠Ｒ（ｋ） であるかを判断する。ブロックｊとｋが２つの異なる参照フレームより予測されている場合、ブロック２１０で境界強度に１の値を与える。そうでなければ、２つの画像ブロックの動きベクトルの差の絶対値をチェックし、垂直方向又は水平方向のいずれかにおいて１ピクセルより大きいか又は等しいか、即ち、｜Ｖ（ｊ，ｘ）−Ｖ（ｋ，ｘ）｜≧１ピクセル又は｜Ｖ（ｊ，ｙ）−Ｖ（ｋ，ｙ）｜≧１ピクセルであるかを判断する。適用する評価方法によっては、他の閾値を用いることや、「より小さい」または「より大きい」といった判断を用いることも適宜可能である。動きベクトルの絶対値の差が１より大きいか又は等しい場合、境界強度値を１とする。
【００３０】
２つのブロックｊ及びｋが動き予測され、残差がなく、同じフレームを参照しており、差がほとんどない場合は、境界強度値を０とする。境界強度値として０が与えられた場合、その境界はフィルタ処理されないか、そうでなければ、その境界強度値に応じたフィルタ処理を受ける。勿論、もし望むならば、このシステムは、境界強度値がゼロの場合に軽くフィルタリングすることにしてもよい。
【００３１】
境界強度値、即ち、１，２及び３は、ループフィルタリングにおけるピクセル値の適応範囲を制御するために使用される。望ましければ、各々の異なる境界強度に基づいて異なるフィルタリングを行ってもよい。例えば、一部の実施形態において、３種類のフィルタ、すなわち、Ｂｓ＝１の時に第１のフィルタを、Ｂｓ＝２のときに第２のフィルタを、Ｂｓ＝３の時に第３のフィルタを使用するようにしてよい。勿論、より大きい差を生じる他のフィルタリングと比べ、微小のフィルタリングによってノンフィルタリングを実行してもよい。図８に示した例では、Ｂｓに対する値が強いほど、フィルタリングも大きい。このフィルタリングは、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧとＩＴＵ−Ｔ ＶＥＧ（ＪＶＴ−Ｃ１６７）のジョイントビデオチーム（ＪＶＴ）の連合委員会草案（ＣＤ）に記述されている方法又は画像アーティファクトをフィルタ処理する他の公知の方法のような適切な技法を用いて実行することができる。
【００３２】
スキップモードフィルタリングは、多数の画像フレームを符号化又は復号する任意のシステムで使用することができる。例えば、ＤＶＤプレイヤー、ビデオレコーダ又はテレビ周波数帯又はインターネットのような通信回線で画像データを伝送する任意のシステムで使用できる。勿論、システムは、符号化パラメータとして量子化パラメータを、単独又は他の符号化パラメータと組み合わせて使用することができる。さらに、システムは、フィルタリングのために、量子化パラメータを単独で使用しなくてもいいし、又は、量子化パラメータを全然使用しなくてもよい。
【００３３】
上記のスキップモードフィルタリングは、専用のプロセッサシステム、マイクロコントローラ、プログラム可能な論理装置又は演算の一部又は全てを実行するマイクロプロセッサを用いて実現できる。ソフトウェアで実現できる上記演算もあればハードウェアで実現できる演算もある。
【００３４】
便宜上、演算は、種々の相互に連結した機能ブロック又は別個のソフトウェアモジュールとして記述する。しかしながら、これは必須なのではなく、これらの複数の機能ブロック又はモジュールを、境界を明確にせずに、単一の論理装置、プログラム又は演算に等価的に集合させる場合もあり得る。いずれの場合でも、機能ブロックやソフトウェアモジュール又は上述した本発明の特徴は、ハードウェア又はソフトウェア内に単独又は他の演算と組み合わせて実装することができる。
【００３５】
図９に示すように、本発明の一実施形態においては、画像データ９０２が、本発明のある実施形態で説明した適応フィルタリング部を含む画像データ符号化装置９０４に入力される。画像データ符号化装置９０４からの出力は、符号化された画像データであり、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体９０６に記憶される。この記憶媒体は、ディスク媒体、メモリーカード媒体又はディジタルテープ媒体を含むが、それらに限定されるものではない。記憶媒体９０６は、短期バッファ、或いは、長期記憶装置として使用できる。符号化された画像データは、記憶媒体９０６から読み出して、本発明のある実施形態で記述した適応フィルタリング部を含む画像データ復号装置９０８によって復号することができる。復号された画像データは、復号画像データ出力９１０として表示装置又は他の装置に供給することができる。
【００３６】
図１０に示すように、本発明の一実施形態においては、画像データ１００２は符号化され、符号化された画像データは次に記憶媒体１００６に記憶される。画像データ符号化装置１００４、記憶媒体１００６及び画像データ復号装置１００８の基本処理手順は、図９に示した手順と同じである。図１０において、Ｂｓデータ符号化部１０１２は、各ブロック境界に対する境界強度Ｂｓの値を受信し、任意の符号化方法、例えば、ＤＰＣＭ、多値ランレングス符号化、無損失を特徴とするトランスフォーム符号化等の符号化方法で符号化する。境界強度Ｂｓは図８で記述したようにして生成できる。符号化された境界強度は、次に記憶媒体１００６に記憶される。一実施例において、符号化された境界強度は、符号化された画像データとは別個に記憶される。他の実施例では、符号化境界強度と符号化画像データを多重化して記憶媒体１００６に記憶することができる。
【００３７】
符号化された境界強度は、記憶媒体１００６から読み出されてＢｓデータ復号部１０１４で復号され、復号された境界強度は画像データ復号装置１００８に入力される。復号された境界強度を用いて画像データ復号装置１００８で本発明の適応フィルタリングを実行する場合には、境界強度を生成するために図８に記述したプロセスを反復する必要はないので、適応フィルタリングのための処理パワーを節減できる。
【００３８】
本発明の一実施形態においては、図１１に示すように、画像データ１１０２を、本発明の一実施形態用として上述した適応フィルタリング部を含む画像データ符号化装置１１０４に入力する。画像データ符号化装置１１０４からの出力は、符号化された画像データであり、次に、ＬＡＮ、ＷＡＮ又はインターネット１１０６のようなネットワークを通して伝送することができる。符号化された画像データは、ネットワーク１１０６と通信する画像データ復号装置１１０８で受信されて復号される。この画像データ復号装置１１０８は、本発明の一実施形態用として上述した適応フィルタリング部を含んでいる。復号された画像データは、出力復号画像データ１１１０として表示装置又は他の装置に供給することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態においては、図１２に示すように、画像データ１２０２を符号化し、符号化した画像データを、ＬＡＮ、ＷＡＮ又はインターネット１２０６のようなネットワークを通して伝送することができる。画像データ符号化装置１２０４及び画像データ復号装置１２０８の基本処理手順は、図１１に示した手順と同じである。図１２において、Ｂｓデータ符号化部１２１２は、各ブロック境界に対する境界強度Ｂｓの値を受信し、任意の符号化方法、例えば、ＤＰＣＭ、多値ランレングス符号化、無損失を特徴とするトランスフォーム符号化等の符号化方法で符号化する。境界強度Ｂｓは図８で記述したようにして生成できる。符号化された境界強度は、次にネットワーク１２０６を通して伝送することができる。一実施例において、符号化された境界強度を、符号化された画像データとは別個に伝送することができる。他の実施例では、符号化境界強度と符号化画像データを多重化してネットワーク１２０６上に伝送することができる。
【００４０】
符号化された境界強度は、ネットワーク１２０６より受信されてＢｓデータ復号部１２１４により復号される。符号化された境界強度はネットワーク１２０６より受信され、Ｂｓデータ復号部１２１４により復号されて、復号された境界強度が画像データ復号装置１２０８に入力される。復号された境界強度を用いて画像データ復号装置１２０８で本発明の適応フィルタリングを実行する場合は、境界強度を生成するために図８に記述したプロセスを反復する必要はないので、適応フィルタリングのための処理パワーを節減できる。
【００４１】
本発明の好適な実施形態における原理について図示し説明してきたが、本発明は、かかる原理から逸脱することなく、配置及び細部について発明を変形できることは明らかである。特許請求の範囲にある全ての変形例及び変更例について権利を請求するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】隣接する画像ブロック間の類似性に従ってデブロックフィルタリングを選択的にスキップする処理を説明する図である。
【図２】類似する動きベクトルを有する２つの隣接する画像ブロックを示す図である。
【図３】画像ブロックの中の１つに対し変換係数を特定する処理を説明するための図である。
【図４】２つの隣接する画像ブロックの残りの変換係数を比較する処理を説明するための図である。
【図５】ビデオ画像を符号化し、復号する処理を説明するための図である。
【図６】コーデック内でデブロックフィルタリングを選択的にスキップする処理を説明するためのブロック図である。
【図７】従来のブロックベースの画像フィルタリング技法を示す図である。
【図８】フィルタ処理をする境界とこれに対応して使用するフィルタの強度を決定する技法を説明するためのブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。

Claims (65)

  1. 画像の符号化及び復号の少なくとも１つを行う方法において、（ａ）該画像内の隣接する領域を識別することと、（ｂ）該隣接する領域に対する符号化パラメータを調べることと、（ｃ）該符号化パラメータに基づき前記隣接する領域間の境界に最も近い領域の少なくとも１部分を選択的にフィルタリングすることより成る方法。
  2. 前記フィルタリングがブロッキングアーティファクトを減少させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記選択フィルタリングは、前記符号化パラメータの特性に基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記隣接する領域が、同一の基準フレームをポイントする類似の動きベクトルを有する時に、前記フィルタリングを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 前記隣接する領域に対する変換係数の識別と、該変換係数の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記変換係数内の直流成分の識別と、該直流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記変換係数内の交流成分の識別と、前記直流成分と前記交流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記変換係数を生成するために離散的コサイン変換を用いて隣接する領域を変換することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  9. （ａ）前記画像内の領域を基準フレームと比較することと、（ｂ）前記基準フレームと前記画像内の前記領域との間の比較結果を、変換係数を持つ変換領域に変換することと、（ｃ）前記変換係数間の類似性を比較することと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）の比較に基づき、前記領域の少なくとも一部を選択的にフィルタリングすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記変換係数が直流変換係数を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. （ａ）前記隣接する領域の輝度チャンネル内の符号化パラメータ間の類似性を識別することと、（ｂ）前記輝度チャンネルにおける類似性に従って前記画像内の前記輝度チャンネルとクロミナンスチャンネルのための双方のフィルタリングを制御することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域の少なくとも１つがイントラ符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  13. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも１つが残差を用いて符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが２つの異なる基準フレームに基づき予測されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  15. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか又は小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  16. 前記絶対値の差が第１方向にあることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 前記絶対値の差が更に前記第１方向より異なる第２方向にあることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  19. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  20. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記２つの異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  21. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記２つの異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用し、該第３フィルタは、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか又は小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つ時に使用することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  22. 画像を符号化する符号化装置において、（ａ）画像内の隣接する領域の識別に適応したプロセッサより成り、（ｂ）該プロセッサは前記隣接する領域に対する符号化パラメータを調べ、（ｃ）該プロセッサは符号化パラメータに基づき前記隣接する領域間の境界に最も近い領域の少なくとも１部分を選択的にフィルタリングすることを特徴とする符号化装置。
  23. 前記フィルタリングがブロッキングアーティファクトを減少させることを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  24. 前記選択フィルタリングは、前記符号化パラメータの特性に基づくことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  25. 前記隣接する領域が、同一の基準フレームをポイントする類似の動きベクトルを有する時に、前記フィルタリングを含むことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  26. 前記隣接する領域に対する変換係数の識別と、該変換係数の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  27. 前記変換係数内の直流成分の識別と、該直流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項２６に記載の符号化装置。
  28. 前記変換係数内の交流成分の識別と、前記直流成分と前記交流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項２７に記載の符号化装置。
  29. 前記変換係数を生成するために離散的コサイン変換を用いて隣接する領域を変換することを特徴とする請求項２６に記載の符号化装置。
  30. 前記プロセッサが、さらに、（ａ）前記画像内の領域を基準フレームと比較し、（ｂ）前記基準フレームと前記画像内の前記領域との間の比較結果を、変換係数を持つ変換領域に変換し、（ｃ）前記変換係数間の類似性を比較し、（ｄ）前記ステップ（ｃ）の比較に基づき、前記領域の少なくとも一部を選択的にフィルタリングすることを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  31. 前記変換係数が直流変換係数を含むことを特徴とする請求項３０に記載の符号化装置。
  32. 前記プロセッサが、さらに、（ａ）前記隣接する領域の輝度チャンネル内の符号化パラメータ間の類似性を識別し、（ｂ）前記輝度チャンネルにおける該識別された類似性に従って前記輝度チャンネルとクロミナンスチャンネルのための双方のフィルタリングを制御することを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  33. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域の少なくとも１つがイントラ符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  34. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも１つが残差を用いて符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  35. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが２つの異なる基準フレームに基づき予測されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  36. 前記選択的フィルタリングは、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか又は小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項２２に記載の符号化装置。
  37. 前記絶対値の差が第１方向にあることを特徴とする請求項３６に記載の符号化装置。
  38. 前記絶対値の差が更に前記第１方向より異なる第２方向にあることを特徴とする請求項３７に記載の符号化装置。
  39. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用することを特徴とする請求項３３に記載の符号化装置。
  40. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが前記残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用することを特徴とする請求項３４に記載の符号化装置。
  41. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用することを特徴とする請求項３５に記載の符号化装置。
  42. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用し、該第３フィルタは、前記隣接する領域の少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つ時に使用することを特徴とする請求項３６に記載の符号化装置。
  43. 画像を復号する復号装置において、（ａ）画像内の隣接する領域の識別に適応したプロセッサより成り、（ｂ）該プロセッサは前記隣接する領域に対する符号化パラメータを調べ、（ｃ）該プロセッサは符号化パラメータに基づき前記隣接する領域間の境界に最も近い領域の少なくとも１部分を選択的にフィルタリングすることを特徴とする復号装置。
  44. 前記フィルタリングがブロッキングアーティファクトを減少させることを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  45. 前記選択フィルタリングは、前記符号化パラメータの特性に基づくことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  46. 前記隣接する領域が、同一の基準フレームをポイントする類似の動きベクトルを有する時に、前記フィルタリングを含むことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  47. 前記隣接する領域に対する変換係数の識別と、該変換係数の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  48. 前記変換係数内の直流成分の識別と、該直流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項４７に記載の復号装置。
  49. 前記変換係数内の交流成分の識別と、前記直流成分と前記交流成分の類似性に基づく前記選択フィルタリングとを含むことを特徴とする請求項４８に記載の復号装置。
  50. 前記変換係数を生成するために離散的コサイン変換を用いることを特徴とする請求項４７に記載の復号装置。
  51. 前記プロセッサが、さらに、（ａ）前記画像内の領域を基準フレームと比較し、（ｂ）前記基準フレームと前記画像内の前記領域との間の比較結果を、変換係数を持つ変換領域に変換し、（ｃ）前記変換係数間の類似性を比較し、（ｄ）前記ステップ（ｃ）の比較に基づき、前記領域の少なくとも一部を選択的にフィルタリングすることを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  52. 前記変換係数が直流変換係数を含むことを特徴とする請求項５１に記載の復号装置。
  53. 前記プロセッサが、さらに、（ａ）前記隣接する領域の輝度チャンネル内の符号化パラメータ間の類似性を識別し、（ｂ）前記輝度チャンネルにおける該識別された類似性に従って前記輝度チャンネルとクロミナンスチャンネルのための双方のフィルタリングを制御することを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  54. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域の少なくとも１つがイントラ符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  55. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも１つが残差を用いて符号化されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  56. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが２つの異なる基準フレームに基づき予測されているかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  57. 前記選択的フィルタリングは、前記隣接する領域のうちの少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか又は小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つかどうかの判定に基づくことを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  58. 前記絶対値の差が第１方向にあることを特徴とする請求項５７に記載の復号装置。
  59. 前記絶対値の差が更に前記第１方向より異なる第２方向にあることを特徴とする請求項５８に記載の復号装置。
  60. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用することを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  61. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用することを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  62. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用することを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  63. 前記選択的フィルタリングが、前記隣接する領域がイントラ符号化されている時に第１フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも１つが残差を用いて符号化されている時に第２フィルタを使用し、前記隣接する領域の少なくとも２つが前記異なる基準フレームに基づき予測されている時に第３フィルタを使用し、該第３フィルタは、前記隣接する領域の少なくとも２つが、ある閾値より少なくとも大きいか小さい、前記少なくとも２つの隣接する領域の動きベクトルの絶対値の差を持つ時に使用することを特徴とする請求項４３に記載の復号装置。
  64. コンピュータで読み取り可能な媒体であって、（ａ）画像内の隣接する領域を識別し、（ｂ）該隣接する領域に対する符号化パラメータを調査し、（ｃ）該符号化パラメータに基づき前記隣接する領域間の境界に最も近い領域の少なくとも１部分を選択的にフィルタリングする動作を実行するためのインストラクションより成ることを特徴とするコンピュータによって読み取り可能な媒体。
  65. 電子伝送において実現されるコンピュータデータ信号であって、（ａ）画像内の隣接する領域を識別し、（ｂ）該隣接する領域に対する符号化パラメータを調査し、（ｃ）該符号化パラメータに基づき前記隣接する領域間の境界に最も近い領域の少なくとも１部分を選択的にフィルタリングするためのインストラクションより成ることを特徴とするコンピュータデータ信号。
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