JP2900815B2 - 適応コアリング方法及び適応コアリング装置 - Google Patents

適応コアリング方法及び適応コアリング装置

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JP2900815B2
JP2900815B2 JP3014495A JP3014495A JP2900815B2 JP 2900815 B2 JP2900815 B2 JP 2900815B2 JP 3014495 A JP3014495 A JP 3014495A JP 3014495 A JP3014495 A JP 3014495A JP 2900815 B2 JP2900815 B2 JP 2900815B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は所定のブロックサイズを
有する単位のブロック毎に分割された画像信号が、それ
ぞれの単位のブロック毎に直交変換された後に、少なく
とも前記した単位のブロックの1個を含む予め定められ
た大きさの領域毎に個別に設定されているブロック量子
化幅値を用いて量子化されるとともに、所定の符号化に
より変換符号化された画像データに対して復号化信号処
理を施して得た復号画像信号に対して施すコアリング方
法及び前記のコアリング方法を適用して構成したコアリ
ング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像信号、音響信号、その他の各種信号
をデジタル信号として、伝送,記録再生する場合には、
情報量の圧縮伸長技術が用いられている。すなわち、例
えば画像信号や音声信号等のデジタル化に当って、各サ
ンプル値を均等に分割した信号レベルの内の一つの代表
値で置き換える直線量子化(均等量子化)を行なっただけ
では、伝送,記録再生の対象とされる信号の情報量が、
非常に多い状態になるからである。それで、従来から放
送通信の技術分野、記録再生の技術分野においては、例
えば、信号の変化の少ない部分で人間の視覚や聴覚が敏
感であり、信号の変化の激しい部分ではある程度の誤差
があっても、それを検知し難いという人間の視覚や聴覚
の性質を、各サンプルあたりの情報量の低減のために利
用するということの他に、多くの情報圧縮技術の適用に
より、伝送,記録再生の対象にされている各種情報につ
いての高能率圧縮技術(情報の高能率符号化技術)の実
用化が進められて来ていることは周知のとおりである。
【0003】さて、現在、実用化されているVHS(登
録商標)方式のVTRからの再生信号を用いて表示され
た再生画像程度の画質の動画像における1時間当りの情
報量は、おおよそ109Gビットであり、また、我国に
おける現行の標準方式のカラーテレビジョン方式の受信
画像程度の画質の動画像における1時間当りの情報量
は、おおよそ360Gビットであるが、前記のように大
きな情報量を有する画像情報を、実用化されている現行
の伝送路や記録媒体を用いて、伝送,記録再生させるた
めに必要とされる画像情報の高能率圧縮方式についての
実用化研究も盛んに行なわれている。
【0004】ところで、現在、実用的な画像情報の高能
率圧縮方式として提唱されている画像情報の高能率圧縮
方式では、自然画における隣接画素間では相関が高い
という、画面内(フレーム内)相関々係を利用して行な
う情報量の圧縮(空間的相関々係を利用して行なう情報
量の圧縮)、時間軸上に並ぶ画面間(フレーム間)相関
々係を利用して行なう情報量の圧縮(時間的相関々係を
利用して行なう情報量の圧縮)、符号の出現確率の偏
りによる情報量の圧縮、との3種類の異なる圧縮手段を
組合わせて情報量の圧縮を行ない、高能率符号化が達成
されるようにしている。前記したの画面内(フレーム
内)相関々係を利用して行なう画像の情報量の圧縮手段
としては、従来から多くの手法が提案されて来ている
が、近年になって、K−L(カルーネン・レーベ)変
換、離散コサイン変換(DCT)、離散フーリエ変換、
ウオルシュ・アダマール変換、等を代表例とする直交変
換が採用されることが多くなった。
【0005】例えば、ISO(国際標準化機構)の下に
設立されたMPEG(MovingPicture C
oding Expert Group)による国際標準
化作業の結果として提唱された画像情報の高能率符号化
方式(MPEG1方式,MPEG2方式と呼称されるこ
ともある)は、フレーム内符号化と、フレーム間符号化
とを組合わせて、動き補償予測やフレーム間予測を施し
た状態で、動画像情報の高能率符号化を行なうのである
が、前記の直交変換として2次元離散コサイン変換(2
次元DCT)を採用している。そして、前記の直交変換
は、高能率符号化の対象にされる各1枚毎の画面の画像
信号について、所定のブロックサイズ(N×M画素←横
N画素×縦Mラインのブロックサイズ)を有する「単位
のブロック」(前記のMPEG1方式,MPEG2方式
では、8×8画素←横8画素×縦8ラインのブロックサ
イズのブロックが「単位のブロック」とされている)毎
に分割された画像信号について行なわれる。
【0006】前記の単位のブロック毎に直交変換される
ことによって得られる(N×M)個の直交変換係数(前
記のMPEG1方式,MPEG2方式では、8×8=6
4個のDCT変換係数)は、少なくとも前記した単位の
ブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域(前
記のMPEG1方式,MPEG2方式において、「マク
ロブロック」の用語で呼称されている領域、すなわち、
MPEG1方式,MPEG2方式で、輝度信号Yについ
ての16×16画素←横16画素×縦16ラインのブロ
ックサイズの大きさの領域と、2つの色差信号Cr,C
bのそれぞれについての8×8画素←横8画素×縦8ラ
インのブロックサイズの大きさの領域とからなる領域)
毎に設定されている「ブロック量子化幅値」によって量
子化される。例えば、MPEG1方式,MPEG2方式
において、前記した「ブロック量子化幅値」は、[{マ
クロブロック量子化特性値(またはマクロブロックの量
子化スケール)QS}×量子化マトリクス]として示さ
れる。
【0007】前記のブロック量子化幅値によって量子化
された直交変換係数(例えばDCT係数)は、それの直
流成分(DC成分)と、交流成分(AC成分)とに分離され
る。前記の直交変換係数(例えばDCT係数)の直流成分
は差分符号化され、また直交変換係数(例えばDCT係
数)の交流成分は、ジグザグ走査された後にエントロピ
ー符号化(符号の出現確率の偏りによる情報量圧縮…例
えばハフマン方式のような可変長符号化)される。前記
のように変換符号化された画像データはビットストリー
ム(ビット列)として出力される。次に前述のように変換
符号化された画像データに対する復号動作は、既述の符
号化動作とは逆の操作で行なわれて出力画像が得られる
のであるが、高能率符号化の過程において量子化が行な
われている場合には、避けることができない量子化誤差
の存在により、出力画像中に量子化ノイズを生じさせ
る。そして、符号化の対象にされた画像の複雑さが、伝
送レートに対して大きな場合に、前記の量子化ノイズが
画像の品質を大きく劣化させることになる。
【0008】一般的に、前記した量子化ノイズを生じさ
せる量子化誤差の内で、低域成分の量子化誤差は、単位
のブロック間に相関が無い状態の出力画像歪、所謂ブロ
ック歪を画像中に生じさせ、また、量子化ノイズを生じ
させる量子化誤差の内で、高域成分の量子化誤差は、リ
ンギング状の出力画像歪、所謂モスキートノイズをエッ
ジの周辺に生じさせる。ところで、前記のように画像中
に生じる量子化ノイズは、画像の平坦部分では特に目立
つものである。すなわち、低域から高域にかけて大きな
映像信号レベルの変化がある場所に、小さなノイズが加
算されているような量子化ノイズの波形の場合には、視
覚特性上での感度差が小さいことからノイズは検知され
難い。しかし、低域だけに大きな映像信号レベルの変化
が存在している場合に、高域に小さなノイズが加算され
ているときは、前記のノイズが検知され易い。当然のこ
とながら、大きなノイズが加算された場合には、低域,
高域の如何に拘らずに致命的を符号化劣化として検知さ
れてしまうことは、いうまでもない。
【0009】そして、前記したような量子化ノイズの対
策として、従来から採用されてきた方策の1つとして、
復号画像における高域成分が少ない部分は、画像信号の
ノイズまたは量子化ノイズであると仮定し、画像信号の
信号レベルが予め定められた信号レベル以下の部分の信
号を信号がゼロの部分とみなす、という、所謂、コアリ
ング技術があり、前記のコアリング技術は古くからアナ
ログ信号の微小なノイズの除去方法として使用されて来
ていることは周知のとおりである(例えば、1991年
2月「放送技術」第141頁〜第147頁参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、伝送レート
に対して、高能率符号化しようとしている画像の複雑さ
の程度が大きな場合には、必らず画像の劣化が大きなも
のになる。ところで2次元の視覚特性を考慮したウエイ
ティングマトリクスは、基本的に高域成分に対応するブ
ロック量子化幅値の方が大きく設定されるので、高域の
方に量子化ノイズが出現し易い。それで、復号画像信号
を低周波信号成分と高周波信号成分とに分離し、前記し
た高周波信号成分にコアリング手段を施して、予め定め
られた信号レベル(コアリングレベル)以下をゼロに変
換した後に、前記の低周波信号成分と合成して出力させ
るようにすることが効果的である。しかし、粗い量子化
ステップによって画像圧縮が行なわれている場合には、
非常に大きな振幅の量子化ノイズが発生し、逆に、細か
い量子化ステップによって画像圧縮が行なわれている場
合には、量子化ノイズは殆ど発生しない。
【0011】それで、コアリングの実施に際して、粗い
量子化ステップで画像圧縮が行なわれている場合に発生
する量子化ノイズ成分の振幅に合わせて、前記のコアリ
ングレベルを設定した場合には、細かい量子化ステップ
により画像圧縮が行なわれた部分における前記したコア
リングレベル以下の画像データの全てが失なわれるため
に、のっぺりした画質の画像となり、また、コアリング
の実施に際して、細かい量子化ステップで画像圧縮が行
なわれている場合に発生する量子化ノイズ成分の振幅に
合わせて、前記のコアリングレベルを設定した場合に
は、粗い量子化ステップによって画像圧縮が行なわれた
部分に生じている大きな量子化ノイズが全く除去できな
い。したがって、量子化ノイズレベルが常に変化してい
る圧縮画像データに対して復号化信号処理を施して得た
復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分とに
分離し、前記の高周波信号成分について、予め定められ
た信号レベル以下をゼロに変換した後に、前記の低周波
信号成分と合成して出力させる際に、コアリングレベル
を固定的な値に設定してコアリングを行なったところ
で、量子化ノイズを効率的に低減できないので、それの
改善策が求められた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定のブロッ
クサイズを有する単位のブロック毎に分割された画像信
号が、それぞれの単位のブロック毎に直交変換された後
に、少なくとも前記した単位のブロックの1個を含む予
め定められた大きさの領域毎に個別に設定されているブ
ロック量子化幅値を用いて量子化されるとともに、所定
の符号化により変換符号化された画像データに対して復
号化信号処理を施して得た復号画像信号を、低周波信号
成分と高周波信号成分とに分離し、前記の高周波信号成
分について、予め定められた信号レベル以下をゼロに変
換した後に、前記の低周波信号成分と合成して出力させ
る際に、前記の予め定められた信号レベルを、前記した
各領域毎に個別に設定されているブロック量子化幅値の
大きさにより変更させるようにしたり、前記した各領域
毎に個別に設定されているブロック量子化幅値の大きさ
と復号画像の画素アドレスとにより変更させるようにし
た適応コアリング方法と、所定のブロックサイズを有す
る単位のブロック毎に分割された画像信号が、それぞれ
の単位のブロック毎に直交変換された後に、少なくとも
前記した単位のブロックの1個を含む予め定められた大
きさの領域毎に個別に設定されているブロック量子化幅
値を用いて量子化されるとともに、所定の符号化により
変換符号化された画像データを、少なくともバッファメ
モリと、可変長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換
部と、画像メモリとを含んで構成されている復号化装置
によって復号された復号画像信号に対して、前記の適応
コアリング方法を適用するために、所定の符号化により
変換符号化された画像データから、少なくとも前記した
単位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領
域毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を検出
するブロック量子化幅値の検出手段と、復号化装置によ
って復号された復号画像信号を、低周波信号成分と高周
波信号成分とに分離する手段と、分離された前記の高周
波信号成分について、予め定められた信号レベル以下を
ゼロに変換させるコアリング手段と、前記したブロック
量子化幅値の検出手段によって得たブロック量子化幅値
により前記したコアリング手段における予め定められた
信号レベルを決定したり、あるいは前記したブロック量
子化幅値の検出手段によって得たブロック量子化幅値
と、復号装置から得た画素アドレスとを用いて、前記し
たコアリング手段における予め定められた信号レベルを
決定する手段と、前記したコアリング手段から出力され
た高周波信号成分と前記の低周波信号成分とを合成して
出力させる手段とを備えて構成した適応コアリング装
置、ならびに所定のブロックサイズを有する単位のブロ
ック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブロ
ック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単位
のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域毎
に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて量
子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化さ
れた画像データを、少なくともバッファメモリと、可変
長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換部と、画像メ
モリとを含んで構成されている復号化装置によって復号
された復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成
分とに分離する手段と、分離された前記の高周波信号成
分について、予め定められた信号レベル以下をゼロに変
換させるコアリング手段と、前記した可変長復号化部か
ら順次に出力される各領域毎に個別に設定されているブ
ロック量子化幅値によって、前記したコアリング手段に
おける予め定められた信号レベルを決定したり、あるい
は前記した可変長復号化部から順次に出力される各領域
毎に個別に設定されているブロック量子化幅値と、復号
装置から得た画素アドレスとを用いて、前記したコアリ
ング手段における予め定められた信号レベルを決定する
手段と、前記したコアリング手段から出力された高周波
信号成分と前記の低周波信号成分とを合成して出力させ
る手段とを備えてなる適応コアリング装置とを提供す
る。
【0013】
【作用】高能率符号化の対象にされている各1枚毎の画
面の画像信号について、所定のブロックサイズ(N×M
画素←横N画素×縦Mラインのブロックサイズ)を有す
る「単位のブロック」毎に、直交変換して得た(N×
M)個の直交変換係数が、少なくとも前記した単位のブ
ロックの1個を含む予め定められた大きさの領域毎に設
定されている「ブロック量子化幅値」によって量子化さ
れた後に、所定の符号化が施されてなる変換符号化され
た画像データと、前記の変換符号化された画像データの
復号時に必要とされる付加情報とによるビットストリー
ムがバッファメモリに記憶される。前記のバッファメモ
リから読出されたビットストリームが供給される可変長
復号部では、エントロピー符号化(可変長符号化)され
た画像データと、変換符号化された画像データの復号時
に必要とされる付加情報(例えばブロック量子化幅情
報、動きベクトル、予測モード情報等)とを復号する。
【0014】復号された画像データと、復号された付加
情報中のブロック量子化幅情報とが逆量子化部に与えら
れることによって、逆量子化部で行なわれる画像データ
に対する逆量子化動作により、逆量子化部から逆直交変
換部に直交変換係数が供給される。逆直交変換部では、
単位のブロック毎に2次元の逆直交変換を行なって、周
波数領域の画像データを時間軸領域の画像データに逆変
換する。前記の逆直交変換部から出力された時間軸領域
の画像データは、フレーム内符号化、フレーム間符号
化、の違いを示すコーディングタイプに従って、動き補
償部で動き補償された状態の画像データと加算するか、
加算しないかして、出力画像データとされて画像メモリ
に格納される。
【0015】前記のビットストリーム中に含まれていた
付加情報の内のブロック量子化幅情報を検出して、検出
された前記のブロック量子化幅情報、すなわち、少なく
とも単位のブロックの1個を含む予め定められた大きさ
の領域毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を
含むブロック量子化幅情報が供給されたコアリングレベ
ルの決定部では、前記のブロック量子化幅情報によって
コアリングレベルを決定する信号を発生したり、あるい
は前記したブロック量子化幅情報と、画素アドレスとに
よってコアリングレベルを決定する信号を発生して、前
記のコアリングレベルを決定する信号をコアリング回路
に供給する。前記のコアリング回路では、それに画像メ
モリから供給されている復号画像データに対し、所定の
コアリングを施して出力端子に送出する。
【0016】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の適応コア
リング方法、及び適応コアリング装置の具体的な内容を
詳細に説明する。図1乃至図4は、本発明の適応コアリ
ング方法を適用した適応コアリング装置を備えている画
像データの復号化装置の構成例を示すブロック図、図5
及び図6はコアリング回路の構成例を示すブロック図、
図7は単位のブロックの境界におけるフィルタリングの
状態の説明に使用する図、図8はコアリング回路の制御
特性の説明に使用する図である。図1乃至図4に示す本
発明の適応コアリング方法を適用した適応コアリング装
置を備えている画像データの復号化装置において、1は
復号化の対象にされるビットストリーム(ビット列)の入
力端子であり、また各図において一点鎖線枠で包囲して
示してある部分(3,15,16,18…復号器集積回
路)は、集積回路化されている構成部分であるとされて
いる。図1に示されている画像データの復号化装置にお
いて、一点鎖線枠3で包囲して示してある構成部分とし
ては、少なくともバッファメモリ8と、可変長復号化部
9と、逆量子化部10と、逆直交変換部11と、加算部
12と、動き補償部13と、画像メモリ14とを含んで
集積回路化されている市販品を使用することができる。
【0017】前記した入力端子1に供給されるビットス
トリームは、画面内(フレーム内)相関々係を利用する
直交変換により画像の情報量の圧縮(空間的相関々係を
利用して行なう情報量の圧縮)と、時間軸上に並ぶ画面
間(フレーム間)相関々係を利用して行なう情報量の圧
縮(時間的相関々係を利用して行なう情報量の圧縮)、及
び符号の出現確率の偏りによる情報量の圧縮との3種類
の異なる圧縮手段を組合わせて高能率変換符号化された
画像データ(例えばMPEG1方式,MPEG2方式に
よる画像データ)であるとされている。なお、本明細書
の以下の記述においては、復号の対象にされている画像
データが、MPEG1方式,MPEG2方式による画像
データであるとして説明が行なわれている。
【0018】ところで、MPEG1方式,MPEG2方
式における動画像情報の高能率符号化は、2次元離散コ
サイン変換(2次元DCT)によるフレーム内符号化
と、フレーム間符号化とを組合わせ、動き補償予測やフ
レーム間予測を施した状態で行なわれる。そして、高能
率符号化の対象にされた各1枚毎の画面の画像信号は、
8×8画素(横8画素×縦8ライン)のブロックサイズ
の「単位のブロック」毎に分割され、前記の各単位のブ
ロック毎にDCTが行なわれる。そして、前記の各単位
のブロック毎のそれぞれ64個のDCT変換係数は「ブ
ロック量子化幅値」で量子化される。MPEG1方式,
MPEG2方式において、前記の「ブロック量子化幅
値」は、前記した単位のブロックの1個を含む予め定め
られた大きさの領域の「マクロブロック」の用語で呼称
されている領域、すなわち、輝度信号Yについての16
×16画素(横16画素×縦16ライン)のブロックサイ
ズの大きさの領域と、2つの色差信号Cr,Cbのそれ
ぞれについての8×8画素(横8画素×縦8ライン)のブ
ロックサイズの大きさの領域とからなる領域)毎に設定
されている{マクロブロック量子化特性値(またはマク
ロブロックの量子化スケール)QS}と、量子化マトリ
クスとの積によって示される値である。
【0019】DCT変換係数を被除数とし、「ブロック
量子化幅値」を除数として量子化が行なわれたDCT係
数は、それの直流成分(DC成分)と、交流成分(AC
成分)とに分離される。前記のDCT係数の直流成分は
差分符号化され、またDCT係数の交流成分は、ジグザ
グ走査された後にエントロピー符号化(符号の出現確率
の偏りによる情報量圧縮…例えばハフマン方式のような
可変長符号化)されて変換符号化された画像データに
は、前記の変換符号化された画像データの復号時に必要
とされる付加情報[例えば、{ブロック量子化幅情報→
マクロブロック量子化特性値(またはマクロブロックの
量子化スケール)QS}と、動きベクトル、予測モード
情報等]が付加されてビットストリームとされている。
図1乃至図4にそれぞれ示されている本発明の適応コア
リング方法を適用した適応コアリング装置を備えている
画像データの復号化装置において、入力端子1に供給さ
れたビットストリームは、例えば先入れ先出しメモリ
(FIFO)を用いて構成されているバッファメモリ8
に格納される。
【0020】前記したバッファメモリ8から読出された
ビットストリームが供給される可変長復号部9では、エ
ントロピー符号化(可変長符号化)された画像データ
と、変換符号化された画像データの復号時に必要とされ
る付加情報、例えば{ブロック量子化幅情報→マクロブ
ロック量子化特性値(またはマクロブロックの量子化ス
ケール)QS}、動きベクトル、予測モード情報等)と
を復号する。そして、前記の可変長復号部9で復号され
た画像データと、ブロック量子化幅情報{マクロブロッ
ク量子化特性値(またはマクロブロックの量子化スケー
ル)QS}とは、逆量子化部10に供給され、また、動
きベクトル、予測モード情報等は、逆動き補償部13に
供給される。
【0021】前記の可変長復号部9で復号された画像デ
ータと、復号された付加情報中のブロック量子化幅情報
{マクロブロック量子化特性値(またはマクロブロック
の量子化スケール)QS}とが与えられた逆量子化部1
0では、逆量子化動作を行なって得たDCT変換係数を
逆直交変換部(逆DCT)11に供給する。逆直交変換
部(逆DCT)11では、単位のブロック毎に2次元の
逆DCTを行なって、周波数領域の画像データを時間軸
領域の画像データに逆変換して、それを加算部12に供
給する。前記のようにして加算部12に供給された時間
軸領域の画像データは、フレーム内符号化、フレーム間
符号化、の違いを示すコーディングタイプに従って、動
き補償部13で動き補償された状態の画像データと加算
するか、加算しないかして、出力画像データとされて画
像メモリ14に格納する。
【0022】バッファメモリ8と、可変長復号化部9
と、逆量子化部10と、逆直交変換部11と、加算部1
2と、動き補償部13と、画像メモリ14とからなる各
構成部分の動作に関するこれまでの記述は、図1乃至図
4に示す本発明の適応コアリング方法を適用した適応コ
アリング装置を備えている画像データの復号化装置にお
ける前記の各構成部分の動作について共通している。図
1乃至図4の各図に示す本発明の適応コアリング方法を
適用した適応コアリング装置を備えている画像データの
復号化装置において、復号器集積回路3(または15,
16,18)における画像メモリ14からの画像データ
は、コアリング回路7を介して出力端子2に出力されて
いる。
【0023】そして、前記のコアリング回路7は、コア
リングレベル決定部(6,17)からコアリング回路7
に供給されるコアリングレベル制御信号によって、コア
リングレベルが変化する状態に制御される。前記したコ
アリング回路7の具体的な構成例を、図5及び図6に示
す。まず、図5に示すコアリング回路において点線枠7
hで示されている構成部分は、画像の水平方向について
コアリング回路として機能する構成部分であり、また図
5中で点線枠7vで示されている構成部分は、画像の垂
直方向についてコアリング回路として機能する構成部分
である。そして、図5に例示しているコアリング回路7
の具体的な構成において、点線枠7hで示されている画
像の水平方向についてコアリング回路として機能する構
成部分と、点線枠7vで示されている画像の垂直方向に
ついてコアリング回路として機能する構成部分とを直列
的に接続することにより、全体的に2次元的なコアリン
グ回路7として構成されるようにしている。
【0024】すなわち、図5に例示したコアリング回路
7において、前記した構成部分7hは、予め定められた
固定の遮断周波数を有するように構成された水平LPF
21と、減算器22と、乗算器23と、加算器24とに
よって構成されており、また、前記した構成部分7v
は、予め定められた固定の遮断周波数を有するように構
成された垂直LPF25と、減算器26と、乗算器27
と、加算器28とによって構成されている。また図6に
例示してあるコアリング回路7は、1個の2次元的LP
F(2次元LPF)30と、減算器31と、乗算器32
と、加算器33とにより、2次元的なコアリング回路7
として機能するような構成とされている。2次元でフィ
ルタを作用させた場合には、積和演算処理量は増加する
が、斜めの帯域を取扱えるという利点が得られる。
【0025】前記の図5に示されているコアリング回路
7における前記の2つの構成部分7h,7v中に設けら
れている各乗算器23(27)には、コアリングレベル
決定部(6,17)からコアリングレベル制御信号(図
8の縦軸に示されている0〜10の範囲の係数…コアリ
ングレベルの係数信号)が供給され、また図6に示され
ているコアリング回路7における乗算器32には、コア
リングレベル決定部(6,17)からコアリングレベル
制御信号(図8の縦軸に示されている0〜10の範囲の
係数…コアリングレベルの係数信号)が供給される。そ
れによりコアリング回路7からの出力画像データは、前
記した予め定められた固定の遮断周波数を有するLPF
における遮断域よりも高い周波数帯域の信号成分に対し
て、コアリングレベルの係数信号(係数0〜10)が乗
算されて、所定のコアリング行なわれる。図8に示す特
性曲線はコアリングレベル制御信号と量子化値との関係
の一例を示しているものである。
【0026】すなわち、図8の縦軸に示されている係数
0〜10は、DCT変換係数を量子化する際に用いられ
るブロック量子化幅と関連する個別の量子化スケール値
が設定されるべき領域、すなわち、DCTが行なわれる
所定のブロックサイズを有する単位のブロック(DCT
ブロック)の1個を含む予め定められた大きさの領域毎
に、個別に設定されているブロック量子化幅値の大きさ
と適応的に高域成分を削減させるような信号処理が、前
記したコアリング回路7によって行なわれるようにする
ための係数である。
【0027】図1及び図2に示されている構成形態の画
像データの復号化装置中で使用されているコアリングレ
ベル決定部6としては、例えば、それに供給されるブロ
ック量子化幅情報、すなわち、DCTが行なわれる所定
のブロックサイズを有する単位のブロックの少なくとも
1個を含む予め定められた大きさの領域毎に、個別に設
定されているブロック量子化幅値が、アドレスとして与
えられるルック・アップ・テーブル(ROMテーブル)
を備えており、前記のROMテーブルでは、それに前記
のアドレスが与えられたときに、それぞれのアドレスに
応じて所定の係数と対応しているコアリングレベルの係
数信号(コアリングレベル制御信号)を出力させるよう
な構成態様のものとして構成されているものが使用でき
る。
【0028】また、図3及び図4に示されている構成形
態の画像データの復号化装置中で使用されているコアリ
ングレベル決定部17としては、例えば、それに供給さ
れるブロック量子化幅情報、すなわち、DCTが行なわ
れる所定のブロックサイズを有する単位のブロックの少
なくとも1個を含む予め定められた大きさの領域毎に、
個別に設定されているブロック量子化幅値と、画素アド
レス値とがアドレスとしてROMテーブルに与えられる
ルック・アップ・テーブル(ROMテーブル)を備えて
おり、コアリングレベル決定部17では、それに供給さ
れるブロック量子化幅情報と、画素アドレスとがROM
テーブルに与えられたときに、前記のROMテーブル
が、前記したそれぞれのアドレスに応じて、所定の係数
と対応しているコアリングレベルの係数信号(コアリン
グレベル制御信号)を出力させるような構成態様のもの
として構成されているものが使用できる。
【0029】前記したコアリングレベル決定部17にお
いて、ブロック量子化幅値の他に、画素アドレス値によ
ってもコアリングレベルが変更されるようにしているの
は、単位のブロックの境界付近の画素に対するコアリン
グレベルを大きくするようにして、ブロック歪をも効果
的に軽減できるようにしているからである。すなわち、
ブロック量子化幅値によってコアリングレベルの変更を
行なって、モスキートノイズを効果的に軽減させる他
に、前記のように単位のブロックの境界付近の画素に対
する画素アドレス値によって、コアリングレベルが大き
くなるように変更されることにより、ブロック歪をも効
果的に軽減できるのである。
【0030】図7は単位のブロックの境界付近の画素に
ついてコアリングレベルを大きく設定してブロック歪が
効果的に軽減できるようなコアリングレベル制御信号を
発生させるコアリングレベル決定部17において行なわ
れる画素配列に対するコアリングレベルの決定動作の説
明図であり、図7中におけるt1,t2,t3…は、それぞ
れ1クロック周期ずつずれた状態で異なる時刻を示して
いる。画像中における各特定な1行の画素配列における
単位のブロックの境界付近の順次の画素p-3,p-2,p
-1,p,p+1,p+2,p+3…に対して、それぞれ所定の
コアリングレベルが定められるのである。
【0031】コアリングレベル決定部6(17)から供
給されるコアリングレベル制御信号によりコアリング動
作を行なうコアリング回路7は、ブロック量子化幅値が
大きな領域ではコアリングレベルが大きくなるので、エ
ッジを保存しながらモスキートノイズの低減が容易に行
なわれる。すなわち、圧縮画像は量子化が粗いところは
大きな振幅のモスキートノイズ、量子化が細かいところ
は小さいモスキートノイズが発生し易かった性質を充分
に利用することができるので、コアリングレベル決定部
6(17)から供給されるコアリングレベル制御信号に
よって、ブロック量子化幅値が大きな領域でコアリング
レベルが大きくなるような適応コアリング動作を行なう
コアリング回路7により、必要な細かな絵柄までももス
キートノイズの除去動作によって失なわれてしまう、と
いうようなことも生じない。
【0032】図1乃至図4に示す本発明の適応コアリン
グ方法を適用した適応コアリング装置を備えている画像
データの復号化装置において、入力端子1に供給された
復号化の対象にされるビットストリーム(ビット列)が、
少なくともバッファメモリ8と、可変長復号化部9と、
逆量子化部10と、逆直交変換部11と、加算部12
と、動き補償部13と、画像メモリ14とを含んで構成
されている構成部分によって復号された画像データが画
像メモリ14に格納され、画像メモリ14から復号され
た画像データを出力できることは既述のとおりである。
そして、前記した画像メモリ14から読出された画像デ
ータが与えられるコアリング回路7の動作によって、量
子化ノイズが低減された状態の画像データを、適応コア
リング方法を適用した適応コアリング装置を備えている
画像データの復号化装置の出力端子2から出力させるよ
うに構成させている。
【0033】まず、図1に示す本発明の適応コアリング
方法を適用した適応コアリング装置を備えている画像デ
ータの復号化装置において、入力端子1に供給された復
号化の対象にされたビットストリームは、復号器集積回
路3中に設けられているバッファメモリ8に供給される
とともに、バッファメモリ4にも供給されている。先入
れ先出しメモリが用いられているバッファメモリ4から
読出されたビットストリームは、ブロック量子化幅値検
出部5に供給される。前記のブロック量子化幅値検出部
5は、復号器集積回路3中に設けられている可変長復号
部9と同様の機能を備えている構成態様のものを使用す
ることができる。そして、前記したブロック量子化幅値
検出部5では、それに供給されたビットストリーム中か
ら、順次の領域毎のブロック量子化幅情報(例えば、マ
クロブロック量子化特性値→マクロブロックの量子化ス
ケール)を検出して、それをコアリングレベル決定部6
に与える。
【0034】ところで、図1に示す画像データの復号化
装置では、入力端子1に供給された復号化の対象にされ
たビットストリームを、復号器集積回路3の外部に設け
たバッファメモリ4に供給し、前記のバッファメモリ4
から読出されたビットストリームをブロック量子化幅値
検出部5に与え、ブロック量子化幅値検出部5によっ
て、ビットストリーム中から検出した順次の領域毎のブ
ロック量子化幅情報(例えば、マクロブロック量子化特
性値→マクロブロックの量子化スケール)をコアリング
レベル決定部6に与えるようにしている(図3に示す画
像データの復号化装置でも同じ)が、図2に示す本発明
の適応コアリング方法を適用した適応コアリング装置を
備えている画像データの復号化装置では、復号器集積回
路15の内部に設けられている可変長復号部9の動作に
より、ビットストリーム中から検出された順次の領域毎
のブロック量子化幅情報(例えば、マクロブロック量子
化特性値→マクロブロックの量子化スケール)をコアリ
ングレベル決定部6に与えるようにしている(図4に示
す画像データの復号化装置でも同じ)。
【0035】すなわち、図2(及び図4)に示す本発明
の適応コアリング方法を適用した適応コアリング装置を
備えている画像データの復号化装置は、図1に示す画像
データの復号化装置において、一点鎖線枠3で包囲し
て、少なくともバッファメモリ8と、可変長復号化部9
と、逆量子化部10と、逆直交変換部11と、加算部1
2と、動き補償部13と、画像メモリ14とを含んで集
積回路化してある復号器集積回路3に対して外付けされ
ていたバッファメモリ4と、ブロック量子化幅値検出部
5との動作を、復号器集積回路3の内部に設けられてい
るバッファメモリ8と可変長復号部9との機能を利用し
て行なわせるようにするとともに、可変長復号部9によ
ってビットストリーム中から検出された順次の領域毎の
ブロック量子化幅情報(例えば、マクロブロック量子化
特性値→マクロブロックの量子化スケール)が与えられ
るコアリングレベル決定部6(または17)や、前記し
たコアリングレベル決定部6(または17)から出力さ
れるコアリングレベル制御信号によって、画像メモリ1
4から供給される画像データの高域周波数成分の削減動
作を行なうコアリング回路7の構成部分をも、1つの復
号器集積回路15(または18)中に含むように集積回
路化して構成した構成態様のものである。
【0036】図1及び図2に示す本発明の適応コアリン
グ方法を適用した適応コアリング装置を備えている画像
データの復号化装置では、コアリングレベル決定部6で
発生されたコアリングレベル制御信号、すなわち、既述
のようにビットストリーム中に含まれていた付加情報の
内の各領域毎のブロック量子化幅情報値と対応して例え
ば図8に例示されているような関係のコアリングレベル
制御信号がコアリング回路7に供給されることにより、
コアリング回路7ではブロック量子化幅値の大きさに応
じたコアリングレベル以下の高周波信号成分を削減し
て、画像メモリ14から読出された復号画像データで発
生するモスキートノイズを低減させる。
【0037】次に、図3に示す本発明の適応コアリング
方法を適用した適応コアリング装置を備えている画像デ
ータの復号化装置において、入力端子1に供給された復
号化の対象にされたビットストリームは、復号器集積回
路16中に設けられているバッファメモリ8に供給され
るとともに、バッファメモリ4にも供給されている。先
入れ先出しメモリが用いられているバッファメモリ4か
ら読出されたビットストリームはブロック量子化幅検出
部5に供給される。前記のブロック量子化幅検出部5
は、復号器集積回路16中に設けられている可変長復号
部9と同様の機能を備えている構成態様のものを使用す
ることができる。そして前記したブロック量子化幅検出
部5では、それに供給されたビットストリーム中から順
次の領域毎の符号化モード情報を検出し、それをコアリ
ングレベル決定部17に与える。
【0038】また、前記したコアリングレベル決定部1
7には、画像メモリ14から画素アドレスも供給されて
いて、このコアリングレベル決定部17では、ブロック
量子化幅値検出部5からそれに供給されているブロック
量子化幅情報、すなわち、DCTが行なわれる所定のブ
ロックサイズを有する単位のブロックの少なくとも1個
を含む予め定められた大きさの領域毎に、個別に設定さ
れているブロック量子化幅値と、画像メモリ14から供
給されている画素アドレスとが、アドレスとしてROM
テーブルに与えられることにより、前記のROMテーブ
ルが、前記したそれぞれのアドレスに応じて、所定の係
数と対応しているコアリングレベルの係数信号(コアリ
ングレベル制御信号)を出力して、コアリング回路7に
与えて、コアリング回路7では、単位のブロックの境界
付近の画素に対するコアリングレベルが大きてコアリン
グ動作を行なって、モスキートノイズとともに、ブロッ
ク歪をも効果的に軽減させるような動作を行なう。
【0039】図4に示す本発明の適応コアリング方法を
適用した適応コアリング装置を備えている画像データの
復号化装置は、復号器集積回路18の内部に設けられて
いる可変長復号部9の動作により、ビットストリーム中
から検出されたブロック量子化幅情報(例えば、マクロ
ブロック量子化特性値→マクロブロックの量子化スケー
ル)がコアリングレベル決定部17に与えられるような
構成にされている点を除いて、既述した図4に示す本発
明の適応コアリング方法を適用した適応コアリング装置
を備えている画像データの復号化装置の場合の動作と同
様であるので、それの詳細な説明についての記述は省略
する。
【0040】
【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の適応コアリング方法、及び適応コアリ
ング装置は、高能率符号化の対象にされている各1枚毎
の画面の画像信号について、所定のブロックサイズ(N
×M画素←横N画素×縦Mラインのブロックサイズ)を
有する「単位のブロック」毎に、直交変換して得た(N
×M)個の直交変換係数が、少なくとも前記した単位の
ブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域毎に
設定されている「ブロック量子化幅値」によって量子化
された後に、所定の符号化が施されてなる変換符号化さ
れた画像データと、前記の変換符号化された画像データ
の復号時に必要とされる付加情報とによるビットストリ
ームがバッファメモリに記憶させ、前記のバッファメモ
リから読出されたビットストリームが供給される可変長
復号部では、エントロピー符号化(可変長符号化)され
た画像データと、変換符号化された画像データの復号時
に必要とされる付加情報(例えば、ブロック量子化幅情
報、動きベクトル等)とを復号して得た復号画像データ
と、復号された付加情報中のブロック量子化幅情報とが
逆量子化部に与えられることによって、逆量子化部で行
なわれる画像データに対する逆量子化動作により、逆量
子化部から逆直交変換部に直交変換係数が供給され、逆
直交変換部で単位のブロック毎に2次元の逆直交変換を
行なって、周波数領域の画像データを時間軸領域の画像
データに逆変換し、前記の逆直交変換部から出力された
時間軸領域の画像データを、フレーム内符号化、フレー
ム間符号化、の違いを示すコーディングタイプに従っ
て、動き補償部で動き補償された状態の画像データと加
算するか、加算しないかして、出力画像データとされて
画像メモリに格納させ、前記のビットストリーム中に含
まれていた付加情報の内のブロック量子化幅情報を検出
して、検出された前記のブロック量子化幅情報が供給さ
れたコアリングレベルの決定部では、前記のブロック量
子化幅情報によってコアリングレベルを決定する信号を
発生したり、あるいは前記したブロック量子化幅情報
と、画素アドレスとによってコアリングレベルを決定す
る信号を発生して、前記のコアリングレベルを決定する
信号をコアリング回路に供給して、前記のコアリング回
路では、それに画像メモリから供給されている復号画像
データに対し、所定のコアリングを施して出力端子に送
出するようにしたものであるから、本発明では、ブロッ
ク量子化幅情報に応じて変化するコアリングレベルによ
りコアリング動作が行なわれるために、ブロック量子化
幅値が大きな領域ではコアリングレベルが大きくなるの
で、エッジを保存しながらモスキートノイズの低減が容
易に行なわれるのであり、圧縮画像は量子化が粗いとこ
ろは大きな振幅のモスキートノイズ、量子化が細かいと
ころは小さいモスキートノイズが発生し易かった性質を
充分に利用することができるので、コアリングレベル決
定部から供給されるコアリングレベル制御信号によっ
て、ブロック量子化幅値が大きな領域でコアリングレベ
ルが大きくなるような適応コアリング動作を行なうコア
リング回路7により、必要な細かな絵柄までももスキー
トノイズの除去動作によって失なわれてしまう、という
ようなことも生せず、また、単位のブロックの境界付近
の画素に対するコアリングレベルが大きなコアリング動
作を行なわせるようにすることにより、モスキートノイ
ズとともに、ブロック歪をも効果的に軽減させることも
できるのであり、本発明によれば既述した問題点は良好
に解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適応コアリング方法を適用した適応コ
アリング装置を備えている画像データの復号化装置の構
成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の適応コアリング方法を適用した適応コ
アリング装置を備えている画像データの復号化装置の構
成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の適応コアリング方法を適用した適応コ
アリング装置を備えている画像データの復号化装置の構
成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の適応コアリング方法を適用した適応コ
アリング装置を備えている画像データの復号化装置の構
成例を示すブロック図である。
【図5】コアリング回路の構成例を示すブロック図であ
る。
【図6】コアリング回路の構成例を示すブロック図であ
る。
【図7】単位のブロックの境界におけるフィルタリング
の状態の説明に使用する図である。
【図8】コアリング回路の制御特性の説明に使用する図
である。
【符号の説明】
1…復号化の対象にされるビットストリーム(ビット列)
の入力端子、2…出力端子、3,15,16,18…復
号器集積回路、6,17…コアリングレベル決定部、7
…コアリング回路、8…バッファメモリ、9…可変長復
号化部、10…逆量子化部、11…逆直交変換部、12
…加算部、13…動き補償部、14…画像メモリ、21
…水平LPF、22…減算器、23…乗算器、24…加
算器、25…垂直LPF、26…減算器、27…乗算
器、28…加算器、30…2次元的LPF(2次元LP
F)、31…減算器、32…乗算器、33…加算器、

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データに対して復号化信号処理を施して得た
    復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分とに
    分離し、前記の高周波信号成分について、予め定められ
    た信号レベル以下をゼロに変換した後に、前記の低周波
    信号成分と合成して出力させる際に、前記の予め定めら
    れた信号レベルを、前記した各領域毎に個別に設定され
    ているブロック量子化幅値の大きさにより変更させるよ
    うにしたことを特徴とする適応コアリング方法。
  2. 【請求項2】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データを、少なくともバッファメモリと、可
    変長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換部と、画像
    メモリとを含んで構成されている復号化装置によって復
    号された復号画像信号に適応コアリングを施す適応コア
    リング装置であって、所定の符号化により変換符号化さ
    れた画像データから、少なくとも前記した単位のブロッ
    クの1個を含む予め定められた大きさの領域毎に個別に
    設定されているブロック量子化幅値を検出するブロック
    量子化幅値の検出手段と、復号化装置によって復号され
    た復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分と
    に分離する手段と、分離された前記の高周波信号成分に
    ついて、予め定められた信号レベル以下をゼロに変換さ
    せるコアリング手段と、前記したブロック量子化幅値の
    検出手段によって得たブロック量子化幅値によって、前
    記したコアリング手段における予め定められた信号レベ
    ルを決定する手段と、前記したコアリング手段から出力
    された高周波信号成分と前記の低周波信号成分とを合成
    して出力させる手段とを備えてなる適応コアリング装
    置。
  3. 【請求項3】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データを、少なくともバッファメモリと、可
    変長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換部と、画像
    メモリとを含んで構成されている復号化装置によって復
    号された復号画像信号に適応コアリングを施す適応コア
    リング装置であって、復号化装置によって復号された復
    号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分とに分
    離する手段と、分離された前記の高周波信号成分につい
    て、予め定められた信号レベル以下をゼロに変換させる
    コアリング手段と、前記した可変長復号化部から順次に
    出力される各領域毎に個別に設定されているブロック量
    子化幅値によって、前記したコアリング手段における予
    め定められた信号レベルを決定する手段と、前記したコ
    アリング手段から出力された高周波信号成分と前記の低
    周波信号成分とを合成して出力させる手段とを備えてな
    る適応コアリング装置。
  4. 【請求項4】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データに対して復号化信号処理を施して得た
    復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分とに
    分離し、前記の高周波信号成分について、予め定められ
    た信号レベル以下をゼロに変換した後に、前記の低周波
    信号成分と合成して出力させる際に、前記の予め定めら
    れた信号レベルを、前記した各領域毎に個別に設定され
    ているブロック量子化幅値の大きさと復号画像の画素ア
    ドレスとにより変更させるようにしたことを特徴とする
    適応コアリング方法。
  5. 【請求項5】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データを、少なくともバッファメモリと、可
    変長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換部と、画像
    メモリとを含んで構成されている復号化装置によって復
    号された復号画像信号に適応コアリングを施す適応コア
    リング装置であって、所定の符号化により変換符号化さ
    れた画像データから、少なくとも前記した単位のブロッ
    クの1個を含む予め定められた大きさの領域毎に個別に
    設定されているブロック量子化幅値を検出するブロック
    量子化幅値の検出手段と、復号化装置によって復号され
    た復号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分と
    に分離する手段と、分離された前記の高周波信号成分に
    ついて、予め定められた信号レベル以下をゼロに変換さ
    せるコアリング手段と、前記したブロック量子化幅値の
    検出手段によって得たブロック量子化幅値と、復号装置
    から得た画素アドレスとを用いて前記したコアリング手
    段における予め定められた信号レベルを決定する手段
    と、前記したコアリング手段から出力された高周波信号
    成分と前記の低周波信号成分とを合成して出力させる手
    段とを備えてなる適応コアリング装置。
  6. 【請求項6】 所定のブロックサイズを有する単位のブ
    ロック毎に分割された画像信号が、それぞれの単位のブ
    ロック毎に直交変換された後に、少なくとも前記した単
    位のブロックの1個を含む予め定められた大きさの領域
    毎に個別に設定されているブロック量子化幅値を用いて
    量子化されるとともに、所定の符号化により変換符号化
    された画像データを、少なくともバッファメモリと、可
    変長復号化部と、逆量子化部と、逆直交変換部と、画像
    メモリとを含んで構成されている復号化装置によって復
    号された復号画像信号に適応コアリングを施す適応コア
    リング装置であって、復号化装置によって復号された復
    号画像信号を、低周波信号成分と高周波信号成分とに分
    離する手段と、分離された前記の高周波信号成分につい
    て、予め定められた信号レベル以下をゼロに変換させる
    コアリング手段と、前記した可変長復号化部から順次に
    出力される各領域毎に個別に設定されているブロック量
    子化幅値と、復号装置から得た画素アドレスとを用いて
    前記したコアリング手段における予め定められた信号レ
    ベルを決定する手段と、前記したコアリング手段から出
    力された高周波信号成分と前記の低周波信号成分とを合
    成して出力させる手段とを備えてなる適応コアリング装
    置。
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