JP2008193548A - 適応デブロッキング処理方法,装置および適応デブロッキング処理プログラム並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】復号信号におけるデブロッキングフィルタにおけるフィルタ強度の調整に用いるパラメータ(フィルタリング項を補正する補正項,フィルタリング閾値を補正する補正閾値)を,参照画素と予測画素との間の距離に応じて変化させ,その画素間の距離が大きいほど,フィルタ強度が強くなるようにし,また,その画素間の距離が大きいほど,フィルタ処理を行うか否かの判別に用いる閾値を大きくして,フィルタ処理が適用されやすくなるようにする。
【選択図】図3
Description
p0 ,q0 に対して,4タップフィルタに基づくフィルタリングが施される。
q′0 =q0 +Δ0 (2)
ここで,Δ0 は以下の通りである。
{(q0 −p0 )×4 +(p1 −q1 )+4}/8] (3)
なお,Clip[a,b,c]はcの範囲がa≦c≦bとなるように次式のクリップ処理を行うことを意味する。
・c<aのとき, Clip[a,b,c]=a
・b<cのとき, Clip[a,b,c]=b (4)
また,tcは,|p2 −p0 |,|q2 −q0 |,および閾値βから定められる。なお,以下では,Δ0 をp0 ,q0 のフィルタリング項と呼ぶ。
p′1 =p1 +Δ1 (p) (5)
ここで,Δ1 (p) は以下の通りである。また,tc0 はBs値,量子化パラメータQPにより定まる。
p2 +{(p0 +q0 +1)−2p1 }/2] (6)
〔1-2a〕 それ以外の場合:
p′1 =p1
〔1-1b〕 |q2 −q0 |<βの場合:
q′1 =q1 +Δ1 (q) (7)
ここで,Δ1 (q) は以下の通りである。
q2 +{(p0 +q0 +1)−2q1 }/2] (8)
〔1-2b〕 それ以外の場合:
q′1 =q1
なお,以下では,Δ1 (p) ,Δ1 (q) を,各々,p1 ,q1 のフィルタリング項と呼ぶ。
輝度成分に対して,以下のフィルタリングが施される。
p′0 =(p2 +2p1 +2p0 +2q0 +q1 +4)/8
p′1 =(p2 +p1 +p0 +q0 +2)/4
p′2 =(2p3 +3p2 +p1 +p0 +q0 +4)/8 (9)
〔2-2 〕 それ以外の場合:
p′0 =(2p1 +p0 +q1 +2)/4
p′1 =p1
p′2 =p2 (10)
前述の〔2-1 〕における条件を,Bs=4の場合のフィルタリング条件と呼び,その際に用いた閾値β,α/4+2を,Bs=4の場合のフィルタリング閾値と呼ぶ。
Adaptive deblocking filter,P.List,et.al.,IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology,Volume 13 ,Issue 7 ,July 2003 ,pp.614-619
(1)フィルタリングにおける画素値の補正項(フィルタリング項を補正する補正項)を,参照画素と予測画素の画素間の距離に応じて適応的に変化させる。
(2)フィルタリングの適用の判別を行う閾値(フィルタリング閾値を補正する補正閾値)を,参照画素と予測画素の画素間の距離に応じて適応的に変化させる。
H.264におけるイントラ予測における予測誤差の空間的な性質を考察する。例えば,予測モード0(垂直方向予測)の場合,図12に示す垂直方向の予測が行われる。このとき,参照画素が原信号とすると,予測誤差は次のようにモデル化できる。
=E[f(x,y+k)2 ]+E[f(x,y−1)2 ]
−2E[f(x,y+k)f(x,y−1)]
=2σ2 (1−ρx k+1 ) (11)
ここでは,
E[|f(x,y)|2 ]=σ2
とし,さらに,画像の空間相関に関する以下の斉次モデルを用いた。
ここで,ρx は相関係数であり,1以下の値をとる。次に,参照画素が復号信号となる場合,予測誤差は次のようにモデル化できる。
=E[f(x,y+k)2 ]+E[ *f(x,y−1)2 ]
−E[2f(x,y+k) *f(x,y−1)]
=2σ2 (1−αx ρx k+1 ) (12)
ここで,αx (≦1)は参照信号である復号信号が含む符号化歪みにより,予測誤差が増加することを表す係数である。
また,式(5)を以下のように修正する。なお,次式は式(5)と同様,|p2 −p0 |<βの場合に適用するものとする。
上式の *Δ0 (p) [0], *Δ1 (p) [0]は,いずれもイントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kに応じて定まるパラメータである。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,以下では, *Δ0 (p) [0], *Δ1 (p) [0]を予測モード0における補正項と呼ぶ。あるいは,式(3)におけるtc,また,式(5)におけるtc0 を参照画素からの垂直方向の距離kに応じて適応的に変化させる方法もある。この際も,tc,tc0 はkに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,具体的な設定方法は外部から与えられるものとする。外部から与える場合に,具体的な値は,例えば予め多くのサンプル画像についての視覚実験を行い,その結果から適切な値を求めておき,その値を記憶装置に格納しておいて用いてもよい。後述する他の実施形態も同様である。
前述と同様の理由により,Bs=1,2,3における予測モード0の場合,式(5)を適用する条件を以下のように修正する。
ここで,δBs<4[0:β]は,イントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kに応じて定まるパラメータであり,Bs=1,2,3における予測モード0の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
かつ|p0 −q0 |<α/4+2+δBs=4[0:α]
ここで,δBs=4[0:β],δBs=4[0:α]は,イントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kに応じて定まるパラメータであり,Bs=4における予測モード0の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
予測モード1(水平方向予測)の場合,図13に示す水平方向の予測が行われるが,この場合にも同様に,予測誤差に関して次式を得る。
=E[f(x+k,y)2 ]+E[ *f(x−1,y)2 ]
−E[2f(x+k,y) *f(x−1,y)]
=2σ2 (1−αρy k+1 ) (15)
こうした予測誤差の増大はブロック歪みとなって現れ,符号化効率,主観画質を劣化させる。このため,水平方向予測を用いて予測を行う場合,デブロッキングフィルタの強度を参照画素からの水平距離に応じて,強める必要がある。
また,式(5)を以下のように修正する。なお,次式は式(5)と同様,|p2 −p0 |<βの場合に適用するものとする。
上式の *Δ0 (p) [1], *Δ1 (p) [1]は,いずれもイントラ予測に用いる参照画素からの水平方向の距離kに応じて定まるパラメータである。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,以下では, *Δ0 (p) [1], *Δ1 (p) [1]を予測モード1における補正項と呼ぶ。あるいは,式(3)におけるtc,また,式(5)におけるtc0 を参照画素からの水平方向の距離kに応じて適応的に変化させる方法もある。この際も,tc,tc0 はkに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,具体的な設定方法は外部から与えられるものとする。
前述と同様の理由により,Bs=1,2,3における予測モード1の場合,式(5)を適用する条件を以下のように修正する。
ここで,δBs<4[1:β]は,イントラ予測に用いる参照画素からの水平方向の距離kに応じて定まるパラメータであり,Bs=1,2,3における予測モード1の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
かつ|p0 −q0 |<α/4+2+δBs=4[1:α]
ここで,δBs=4[1:β],δBs=4[1:α]は,イントラ予測に用いる参照画素からの水平方向の距離kに応じて定まるパラメータであり,Bs=4における予測モード1の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
予測モード2(平均値予測)の場合,デブロッキングフィルタの強度を参照画素からの垂直距離,水平距離に応じて強める。
また,式(5)を以下のように修正する。なお,次式は式(5)と同様,|p2 −p0 |<βの場合に適用するものとする。
上式の *Δ0 (p) [2], *Δ1 (p) [2]は,いずれもイントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kh および水平方向の距離kv の平均値kmean=(kh +kv )/2に応じて定まるパラメータである。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kmeanに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,以下では, *Δ0 (p) [2], *Δ1 (p) [2]を予測モード2における補正項と呼ぶ。あるいは,式(3)におけるtc,また,式(5)におけるtc0 を参照画素からの距離kmeanに応じて適応的に変化させる方法もある。この際も,tc0 ,tc0 はkmeanに関する非減少関数となるように与えられるものとする。なお,具体的な設定方法は外部から与えられるものとする。
前述と同様の理由により,Bs=1,2,3における予測モード2の場合,式(5)を適用する条件を以下のように修正する。
ここで,δBs<4[2:β]は,イントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kh および水平方向の距離kv の平均値kmean=(kh +kv )/2に応じて定まるパラメータであり,Bs=1,2,3における予測モード2の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
かつ|p0 −q0 |<α/4+2+δBs=4[2:α]
ここで,δBs=4[2:β],δBs=4[2:α]は,イントラ予測に用いる参照画素からの垂直方向の距離kh および水平方向の距離kv の平均値kmean=(kh +kv )/2に応じて定まるパラメータであり,Bs=4における予測モード2の補正閾値と呼ぶ。具体的な設定方法は外部から与えられるものとするが,kmeanに関する非減少関数となるように与えられるものとする。
図1は,本発明が適用される符号化装置の構成例を示す。本発明は,例えば図1に示す符号化装置10における復号信号に対して施されるデブロッキングフィルタ処理において用いられる。
図2は,本発明が適用される復号装置の構成例を示す。本発明は,例えば図2に示す復号装置20における復号信号に対して施されるデブロッキングフィルタ処理においても,図1の符号化装置10と同様に用いられる。
本発明によるデブロッキング処理装置は,例えば図1の構成の符号化装置10におけるデブロッキングフィルタとして,デブロッキング処理部109における処理に用いられる。あるいは,図2の構成の復号装置20におけるデブロッキングフィルタとして,デブロッキング処理部208における処理に用いられる。
本発明の実施形態によるデブロッキング処理の流れついて,図7に従って説明する。
301 予測モード記憶部
302 予測モード判定部
303 デフォルトデブロッキング処理部
304 Bs値算出部
305 Bs値記憶部
306 Bs値判定部
308 Bs=4に対するフィルタリング処理部
309 フィルタリング閾値設定部
310 フィルタリング処理部
311 Bs=1,2,3に対するフィルタリング処理部
312 フィルタリング閾値設定部
313 閾値判定無しフィルタリング処理部
314 閾値判定付きフィルタリング処理部
315 画素値記憶部
Claims (8)
- 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理方法において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,デブロッキングフィルタ処理における画素値の修正幅を補正する補正値を変化させ,
前記補正値による修正幅の補正により,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,デブロッキングフィルタの強度が大きくなるフィルタ処理を実行する
ことを特徴とする適応デブロッキング処理方法。 - 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理方法において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,当該画素にフィルタリングを適用するか否かを判別するためのフィルタリング条件の閾値を変化させ,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,フィルタリングを適用する値の範囲が広がる閾値を設定し,
前記設定された閾値を用いてフィルタリング条件を判別してフィルタ処理を実行する
ことを特徴とする適応デブロッキング処理方法。 - 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理方法において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,当該画素にフィルタリングを適用するか否かを判別するためのフィルタリング条件の閾値を変化させ,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,フィルタリングを適用する値の範囲が広がる閾値を設定する過程と,
前記設定された閾値を用いてフィルタリング条件を判別する過程と,
前記フィルタリング条件を判別した結果に基づきフィルタリング処理を実行する場合に,デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,デブロッキングフィルタ処理における画素値の修正幅を補正する補正値を設定する過程と,
前記補正値による修正幅の補正により,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,デブロッキングフィルタの強度が大きくなるフィルタ処理を実行する過程とを有する
ことを特徴とする適応デブロッキング処理方法。 - 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理装置において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,デブロッキングフィルタ処理における画素値の修正幅を補正する補正値を設定する手段と,
前記補正値による修正幅の補正により,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,デブロッキングフィルタの強度が大きくなるフィルタ処理を実行する手段とを備える
ことを特徴とする適応デブロッキング処理装置。 - 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理装置において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,当該画素にフィルタリングを適用するか否かを判別するためのフィルタリング条件の閾値を変化させ,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,フィルタリングを適用する値の範囲が広がる閾値を設定する手段と,
前記設定された閾値を用いてフィルタリング条件を判別してフィルタ処理を実行する手段とを備える
ことを特徴とする適応デブロッキング処理装置。 - 所定のサイズの矩形領域を単位として,復号画素値を参照してイントラ予測を行い,画像を符号化または復号する場合に,復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を施すデブロッキング処理装置において,
デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,当該画素にフィルタリングを適用するか否かを判別するためのフィルタリング条件の閾値を変化させ,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,フィルタリングを適用する値の範囲が広がる閾値を設定する手段と,
前記設定された閾値を用いてフィルタリング条件を判別する手段と,
前記フィルタリング条件を判別した結果に基づきフィルタリング処理を実行する場合に,デブロッキングフィルタ処理対象画素のイントラ予測における参照画素からの垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値に応じて,デブロッキングフィルタ処理における画素値の修正幅を補正する補正値を設定する手段と,
前記補正値による修正幅の補正により,前記垂直方向距離または水平方向距離または垂直方向距離と水平方向距離との平均値が大きいほど,デブロッキングフィルタの強度が大きくなるフィルタ処理を実行する手段とを備える
ことを特徴とする適応デブロッキング処理装置。 - 請求項1,請求項2または請求項3記載の適応デブロッキング処理方法を,コンピュータに実行させるための適応デブロッキング処理プログラム。
- 請求項1,請求項2または請求項3記載の適応デブロッキング処理方法を,コンピュータに実行させるための適応デブロッキング処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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