JP2743172B2 - ループ内フィルタ処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 局部復号化ループ内にフィルタを設けたブロックマッ
チング型動き補償フレーム間符号化方式に於いて、動き
補償予測ブロックの周辺を含む予測画面を形成して、隣
接するブロック間で動ベクトルの相関が小さい時は、ブ
ロック間の境界が滑らかとなるようにフィルタ処理し
て、再生画面のブロック歪の発生を防止し、又相関が大
きい時にはフィルタ処理を中止して解像度の低下を防止
するようにしたものである。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、局部復号化ループ内にフィルタを設けたブ
ロックマッチング型動き補償フレーム間符号化方式に於
けるループ内フィルタ処理方式に関するものである。 動画像の高能率符号の一つとして、ブロックマッチン
グ型動き補償フレーム間符号化方式が知られており、更
に局部復号化ループ内にフィルタを設けて符号化能率を
向上する方式も知られている。このような動き補償フレ
ーム間符号化方式に於いて、再生画面にブロック歪が生
じる場合があり、これを解像度の低下を伴わずに防止す
ることが要望されている。 〔従来の技術〕 従来の局部復号化ループ内にフィルタを設けたブロッ
クマッチング型動き補償フレーム間符号化方式は、例え
ば、第４図に示す構成を有するものであり、テレビカメ
ラ等からの入力信号は、減算器49と動き補償器46とに加
えられる。この減算器49により入力信号とフィルタ42の
出力の予測値との差分が求められて量子化器50に加えら
れる。この量子化器50からの量子化出力信号は、符号化
器51により符号化されて受信側へ送出されると共に、逆
量子化器48により逆量子化されて加算器47に加えられ、
フィルタ42の出力信号と加算されてフレームメモリ45に
加えられ、１フレーム間保持される。 フレームメモリ45から読出された信号は、動き補償器
46と可変遅延器44とに加えられ、動き補償器46に於いて
入力信号とフレームメモリ45からの読出信号とのブロッ
クマッチングをとり、注目ブロックの動きベクトルを求
める。この動きベクトルに対応して可変遅延器44が制御
され、フレームメモリ45から読出されたブロックが遅延
されてフィルタ42に加えられてフィルタ処理される。 この場合、動き補償器46に於いてブロックマッチング
をとる為の例えば８×８画素のブロックを、可変遅延器
44を介してフィルタ42に加えるか、或いは、８×８画素
のブロックの周辺を含めて10×10画素のブロックをフレ
ームメモリ45から読出して、動き補償器46には８×８画
素のブロックをブロックマッチングをとる為に加え、フ
ィルタ42には10×10画素のブロックを可変遅延器44を介
して加え、８×８画素のブロックに対するフィルタ処理
を行って、ブロック周辺の画素についてもその他の位置
の画素と同様なフィルタ処理を行える方式が知られてい
る。 又フィルタ42に於いては、例えば、注目画素の重みを
４とし、その周辺の４画素の重みをそれぞれ１とし、そ
れぞれの重みを画素の輝度に乗算した５画素の値の算術
平均値を注目画素の輝度とするフィルタ処理が行われ
る。このようなフィルタ処理により高周波成分が抑圧さ
れるので、減算器49による差分出力信号が小さくなっ
て、符号化能率が向上することになる。なお、静止画像
等のように動きの少ない画像の場合は、高周波成分を抑
圧することにより、解像度が低下した再生画面となるか
ら、動き補償器46からの動きベクトルに対応してフィル
タ42を制御し、動きの小さい時には、フィルタ処理を省
略するように制御する方式が採用されている。 前述の従来例に於いては、可変遅延器44の後段にフィ
ルタ42を設けているが、この可変遅延器44の前段或いは
加算器47の後段に設ける方式も知られている。これらの
何れの方式に於いても、高周波成分を抑圧することによ
り、ノイズを除去し、且つ符号化能率の向上を図ること
ができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述のように、ブロックマッチングをとる為の例えば
８×８画素のブロックに対して、その周辺の画素を含め
た10×10画素のブロックをフレームメモリ45から読出し
て、８×８画素のブロックのフィルタ処理を行うことに
より、ブロック内の周辺画素もその他の画素と同一条件
で処理することができるものであるが、動き補償予測画
面上ではブロック間についての処理が行われていないの
で、ブロックの境界が強調されて現れるようなブロック
歪が発生する欠点があった。 又動き補償予測画面上でブロック間にわたってフィル
タ処理を行った場合でも、隣接ブロックとの動ベクトル
の相関が大きい場合には、フィルタ処理による解像度の
低下が目立つという問題があった。 本発明は、このようなブロック歪の発生及び解像度の
低下を防止することを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のループ内フィルタ制御方式は、再生画の解像
度の低下を抑えて動き補償予測ブロックの境界が滑らか
になるように処理するものであり、第１図を参照して説
明する。 ブロックマッチング型動き補償フレーム間符号化方式
に於いて、局部復号化ループ１内に設けたフィルタ２の
前段にメモリ３を設け、このメモリ３上に、動き補償に
よって得られた最適予測ブロック、即ち、動き補償予測
ブロックａと、この動き補償予測ブロックａの周辺に動
き補償によって配置される点線で示す他のブロックの画
素とからなる予測画面を形成し、この予測画面上でフィ
ルタ２により、動き補償予測ブロックａと、この動き補
償予測ブロックａに隣接する他のブロックとの動ベクト
ルの相関が小さい時に、隣接ブロック間の境界が滑らか
になるようにフィルタ処理し、動ベクトルの相関が大き
い時にフィルタ処理を中止するように、フィルタ２を制
御し、このフィルタ処理結果を予測値として減算器４に
加えて、入力信号との差分信号を求め、その差分信号を
量子化器５により量子化し、この量子化出力信号を符号
化器６により符号化して受信側へ送出し、量子化器５か
らの電子化出力信号を局部復号化ループ１に加えて局部
復号し、前述の動き補償及びフィルタ処理を行うもので
ある。 〔作用〕 メモリ３上に形成された予測画面は、受信側の再生画
面の基になるものであり、従って、隣接するブロックと
の動ベクトルの相関が小さい場合には、動き補償予測ブ
ロックの周辺を用いて動き補償予測ブロックのフィルタ
処理を行うことにより、ブロック間の境界が滑らかな変
化となり、ブロック歪を防止することができ、又相関が
大きい場合には、フィルタ処理を中止することにより、
解像度の低下を防ぐことができる。 〔実施例〕 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。 第２図は本発明の実施例のブロック図であり、11は制
御器、12はフィルタ、13はメモリ、14は可変遅延器、15
はフレームメモリ、16は動き補償器、17は加算器、18は
逆量子化器、19は減算器、20は量子化器、21は符号化
器、22は相関計算器である。テレビカメラ等からの入力
信号が動き補償器16及び減算器19に加えられる。 又量子化器20からの量子化出力信号は、符号化器21に
より符号化されて受信側へ送出されると共に、逆量子化
器18により量子化器20の入力信号と同様の差分信号とな
り、加算器17に於いてフィルタ12の出力の予測値と加算
されて、受信側の再生信号と同様の局部復号化信号とな
ってフレームメモリ15に加えられる。 このフレームメモリ15からブロックマッチングをとる
為の８×８画素等の所定の大きさのブロックが読出され
て、動き補償器16及び可変遅延器14に加えられ、動き補
償器16に於いて入力信号のブロックとのマッチングがと
られ、動きベクトルに対応した制御信号が可変遅延器14
に加えられて、フレームメモリ15から読出されたブロッ
クが遅延されてメモリ13に加えられる。 この可変遅延器14により遅延された動き補償予測ブロ
ックとその周辺の画素を含む予測画面をメモリ13上に形
成するものであり、このメモリ13上に形成された予測画
面は、前述のように受信側の再生画面の基になるもので
あり、その予測画面を用いて動き補償予測ブロックのフ
ィルタ処理をフィルタ12により行うものである。このフ
ィルタ12は、相関計算器22の出力に応じて、制御器11に
よりON/OFFの制御を受ける。そして、減算器19に対して
フィルタ処理された動き補償予測ブロックを予測値とし
て加え、入力信号との差分を求めるものである。 第３図は本発明の実施例の説明図であり、参照画面23
上の動き補償予測ブロックＡに対して、他のブロックＢ
〜Ｅが動き補償により、予測画面24上に示すように、周
辺に配置された画面となる場合、メモリ13上にこの予測
画面24を形成する。しかし、実際は、その下方に示す予
測画面に於いて、太線25で示す動き補償予測ブロックＡ
の周辺の点線26で示す範囲の予測画面をメモリ13上に形
成し、動き補償予測ブロックＡのフィルタ処理を、点線
26で示す範囲の予測画面を用いて行うことになる。 即ち、メモリ13は、参照画面23に於ける動き補償予測
ブロックＡと、その周辺に配置されるブロックＢ〜Ｅの
斜線を施した部分とからなり、点線26で示す範囲の予測
画面を記憶する容量を有すれば良いことになる。 このフィルタ処理は、例えば、動き補償予測ブロック
Ａの左上の一点鎖線に於いて、注目画素の重みを４、そ
の周辺の４画素の重みをそれぞれ１として、算術平均値
を求めることにより、注目画素の輝度を求めるものであ
る。 このように、予測画面24上に於いて、ブロック間にわ
たって動き補償予測ブロックＡのフィルタ処理を行うも
のであるから、ブロックの境界を滑らかにすることがで
き、ブロック歪を防止することができる。又ブロックＡ
〜Ｅが参照画面23上で隣接するような場合は、ブロック
歪は生じない為、フィルタ処理を中止し、再生画の解像
度の低下を防ぐことができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、動き補償予測ブロッ
クａの周辺を含む予測画面をメモリ３上に形成し、その
予測画面を用いてフィルタ２によりブロック間にわたっ
てフィルタ処理するものであり、それによって、動き補
償予測ブロックａの境界を滑らかにすることができるか
ら、ブロックマッチング型動き補償フレーム間符号化方
式に於いて生じるブロック歪の発生を防止することがで
きる。又隣接するブロックとの動ベクトルの相関が大き
い場合には、フィルタ処理を中止することにより、解像
度の低下を防ぐことができる。従って、高能率符号化に
より動画像を帯域圧縮して伝送し、受信再生画質を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の実施例の説明図、第４
図は従来例のブロック図である。 １は局部復号化ループ、2,12はフィルタ、3,13はメモ
リ、４は減算器、5,20は量子化器、6,21は符号化器、11
は制御器、14は可変遅延器、15はフレームメモリ、16は
動き補償器、17は加算器、18は逆量子化器、19は減算
器、22は相関計算器である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 日本電気株式会社 東京都港区芝５丁目７番１号 (72)発明者 酒井 潔 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 加藤 洋一 横須賀市武１丁目2356番地 日本電信電 話株式会社複合通信研究所内 (72)発明者 小池 淳 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 太田 睦 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−85684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164392（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．局部復号化ループ（１）内に、複数画素構成の動き
   補償予測ブロックに対してフィルタ処理を行うフィルタ
   （２）を設けたブロックマッチング型動き補償フレーム
   間符号化方式に於いて、 前記フィルタ（２）の前段にメモリ（３）を設け、 該メモリ（３）上に、前記動き補償予測ブロック（ａ）
   と、該動き補償予測ブロック（ａ）の周辺に動き補償に
   よって配置される他のブロックの画素とからなる予測画
   面を形成し、 該予測画面上で前記フィルタ（２）により、前記動き補
   償予測ブロック（ａ）及び該動き補償予測ブロック
   （ａ）に隣接するブロックの動ベクトルの相関が小さい
   時に隣接ブロック間の境界が滑らかになるようにフィル
   タ処理し、前記動ベクトルの相関が大きい時にフィルタ
   処理を中止するように、前記フィルタ（２）を制御する ことを特徴とするループ内フィルタ処理方式。