JP2914607B2 - 画像信号復号化装置 - Google Patents

画像信号復号化装置

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JP2914607B2 JP12921094A JP12921094A JP2914607B2 JP 2914607 B2 JP2914607 B2 JP 2914607B2 JP 12921094 A JP12921094 A JP 12921094A JP 12921094 A JP12921094 A JP 12921094A JP 2914607 B2 JP2914607 B2 JP 2914607B2
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  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号復号化装置に
関し、より詳細には、画像をブロック単位に分割し、圧
縮符号化したデータを復号化するテレビ電話,テレビ会
議,静止画伝送装置,ビデオCDなどの画像通信システ
ムや、画像蓄積再生システムにおける画質を改善するた
めの画像信号復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ISDN(Integrated Services
Digital Network:サービス総合ディジタル網)の普及
により、新しい通信サービスとして画像通信サービスに
対する要求が高まっており、テレビ電話やテレビ会議シ
ステムへの期待が大きい。また、従来のアナログ回線を
用いてテレビ電話を実現しようという動きもある。一般
に、テレビ電話やテレビ会議システムのように、画像情
報を伝送する場合においては、画像の情報量が膨大なの
に対して、伝送に用いる回線の回線速度やコストの点か
ら伝送する画像の情報量を圧縮符号化し、情報量を少な
くして伝送することが必要となってくる。圧縮するため
の符号化方式の検討はいろいろ行われており、一部で
は、テレビ電話やテレビ会議システム等で実用化されつ
つある。
【0003】実用化されつつある画像の高能率符号化方
式として、画像を複数個のサンプルからなる小ブロック
に分割して、その各小ブロックの画像信号に対して、あ
るいは各小ブロックにおける各種予測誤差信号に対して
離散的コサイン変換等の直交変換を施し、その変換係数
を量子化して符号化伝送する動き補償フレーム間予測直
交変換符号化方式がある。
【0004】この動き補償フレーム間予測直交変換符号
化方式では、まず、入力画像信号は画像フレーム毎に1
フレーム前の画像信号と入力画像信号とをある大きさの
ブロックに分割して、入力画像信号のブロックが1フレ
ーム前の画像信号のどの部分から動いてきたものかを検
出する。この動きの検出結果を用いて、1フレーム前に
符号化された画像フレームを予測値として差分を求め
る。続いて、差分値である予測誤差信号は、直交変換演
算が施され、その直交変換係数を量子化することで情報
量が圧縮される。
【0005】図5は、従来の画像信号復号装置のブロッ
ク図で、図中、21は可変長復号化部、22は逆量子化
部、24は逆直交変換部、25は加算部、26は予測
部、27はフレームメモリ、28はポストフィルタ処理
部である。入力符号化信号は、可変長復号化部21でハ
フマン符号化されている符号化信号が復号化され、逆量
子化部22へ送られ、量子化ステップ値との乗算が実行
される。逆量子化された係数は、逆直交変換部24にお
いて逆直交変換演算が行われる。逆直交変換部24の出
力は、加算部25において予測部26よりの予測動き値
にしたがって、フレームメモリ部27から読み出された
予測値と加算された後、出力信号として出力されると共
にフレームメモリ部27に格納され、次フレームの復号
に使われる。
【0006】出力された復号信号は、量子化誤差による
画像品質の劣化が生じる。また、量子化の制御は、発生
する符号量と伝送容量によって制御されるため、分割さ
れたブロック毎に量子化の条件が変わり、符号化された
画像を画面全体で見た場合、処理単位であるブロックが
目立つブロック歪やブロック毎の画面の粗さにばらつき
が発生し、画像品質が劣化してしまう。従って、その歪
を低減するためにポストフィルタ処理部28を設け、ブ
ロック歪等の符号化ノイズを低減するための空間フィル
タリング処理が実行される。
【0007】従来の画像信号復号化装置について記載し
た公知文献としては、例えば、特開平6−54311号
公報がある。この公報のものは、符号器と復号器の両ア
ルゴリズムの統一性を必要とせず、復号器側の処理のみ
でブロック歪を低減し、画質の改善を図るために、前記
符号化情報を復号・逆量子化して得られた変換係数を逆
直交変換して画像信号を復元し、微分処理手段により前
記復号器のフレームメモリに蓄積された画像信号を微分
処理し、方向抽出手段により、前記微分処理手段の出力
結果に対して、ブロック境界周辺の画素の微分値の分布
状態により微分値の分布の方向性を抽出し、ブロック歪
検出手段により前記方向抽出手段の微分値の分布の方向
性に基づきブロック歪の発生画素を検出し、フィルタリ
ング処理手段によりブロック歪の発生画素に適応的にブ
ロック歪を低減するフィルタリング処理を行うもので、
復元された画像信号からブロック歪の発生を検出し、そ
の部分に対してフィルタリング処理によりブロック歪を
低減するようにしたものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】直交変換符号化方式に
よる従来の画像符号化装置では、直交変換した結果を量
子化して情報量を削減しているために、その量子化誤差
による画像品質の劣化が生じる。また、量子化の制御
は、発生する符号量と伝送容量によって制御されるた
め、分割されたブロック毎に量子化の条件が変わり、符
号化された画像を画面全体で見た場合、処理単位である
ブロックが目立つブロック歪やブロック毎の画面の粗さ
にばらつきが発生し、画像品質が劣化してしまう。
【0009】その符号化雑音を低減するために、従来の
画像信号復号化装置では、ポストフィルタ部を設けるこ
とで実現してきたが、空間フィルタリングを実行するポ
ストフィルタは回路規模的に大きく、画像信号復号化装
置の小型化や低価格化の妨げになるばかりでなく、符号
化雑音の状態に応じた適応的な処理を行うことが困難と
なっている。
【0010】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、空間フィルタなどの余分な付加ハードを必要
とせずに、直交変換符号化方式を用いた画像に発生する
ブロック歪を低減し、画質の劣化をおさえた復号化画像
を得ることのできる画像信号復号化装置を提供すること
を目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、(1)画像をブロック単位に分割し
縮符号化したデータを復号化する画像信号復号化装置に
おいて、前記ブロックを復号したときに、ブロック歪が
目立つか否かを判定し、ブロック歪が目立つと判定され
たブロックについて、該ブロックの周波数領域のデータ
に、雑音データを付加することによって、ブロック歪を
低減させること、更には、(2)画像をブロック単位に
分割して圧縮符号化したデータを復号化する画像信号復
号化装置において、量子化ステップ値と乗算を行う逆量
子化手段と、前記逆量子化手段により逆量子化された信
号に基づいて、前記ブロックを復号したときにブロック
歪が目立つか否かを判定する周波数分布判定部と、前記
判定結果に基づいて、前記ブロックの周波数領域のデー
タに量子化ステップに応じた雑音データを付加する雑音
付加部とを備え、ブロック歪みを低減させることを特徴
としたものである。
【0012】
【作用】本発明に係わる画像信号復号装置は、符号化デ
ータをハフマン復号化し、ブロック単位にそのデータ及
び量子化ステップ等の符号化パラメータにより、そのブ
ロックを復号したときにブロック歪が目立か否かを判定
し、その判定の結果、ブロック歪が目立と判定されたブ
ロックについて、そのブロックの周波数領域のデータ
に、量子化ステップに応じた雑音を付加し、逆直交変換
することにより、符号化雑音の1つであるブロック歪を
低減する。
【0013】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1は、本発明による画像信号復号化装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中、1は可変長復号
化部、2は逆量子化部、3はブロック歪判定/処理部、
4は逆直交変換部、5は加算部、6は予測部、7はフレ
ームメモリである。
【0014】符号化データをハフマン復号化し、ブロッ
ク単位にそのデータ及び量子化ステップ等の符号化パラ
メータにより、そのブロックを復号したときにブロック
歪が目立つか否かを判定し、その判定結果によってブロ
ック歪が目立つと判定されたブロックについて、該ブロ
ックの周波数領域のデータに量子化ステップに応じた雑
音を付加して逆直交変換することにより、画像復号部に
ハード的な負荷をかけることなく、符号化雑音の1つで
あるブロック歪を低減することができる。
【0015】入力符号化信号は、可変長復号化部1でハ
フマン符号化されている符号化信号が復号化され、逆量
子化部2へ送られ、量子化ステップ値との乗算が実行さ
れる。ブロック歪判定/処理部3は、ブロック単位の符
号化されたデータ及び量子化ステップ等の符号化パラメ
ータにより、そのブロックを復号したときに、ブロック
歪が目立つか否かを判定し、その判定結果により、ブロ
ックの周波数領域のデータに量子化ステップに応じた雑
音を付加し、逆直交変換部4において逆直交変換演算が
行われる。該逆直交変換部4の出力は、加算部5におい
て、予測部6よりの予測動き値にしたがってフレームメ
モリ部7から読み出された予測値と加算された後、出力
信号として出力されると共に、フレームメモリ部7に格
納され、次フレームの復号に使われる。
【0016】図2は、図1におけるブロック歪判定/処
理部の構成図で、図中、11は周波数分布判定部、12
は雑音付加部である。逆量子化部2によって逆量子化さ
れた変換係数は、周波数分布判定部11によってブロッ
ク歪が目立ち易いか否かの判定が行われる。ブロック歪
は、輝度変化の少ない平坦領域のブロックにおいて、交
流成分が量子化によって除去され、直流成分のみが符号
化されるために、復号された画像ではブロック内が輝度
の平均値で表現され、ブロック間の境界での輝度差が顕
著となる歪である。従って、輝度変化の少ない平坦領域
のブロックについて、交流分を付加することによりブロ
ック歪を低減することができる。すなわち、雑音付加部
12は、前記周波数分布判定部11によってブロック歪
が目立つと判定されたブロックについて、そのブロック
の周波数領域のデータに量子化ステップに応じた雑音を
付加する。これにより、ブロック歪を低減することがで
きる。
【0017】周波数分布判定部11では、前述のように
入力されたブロックのデータが平坦領域のデータかをそ
の周波数分布により判定する。図3(a)〜(d)は、
雑音付加の一例を示す図である。直交変換として8×8
DCT(Discrete Cosine Transform:離散コサイン変
換)を行った場合の例であり、右上の成分が直流成分を
表し、左に行くほど水平方向の周波数が高くなる成分で
あり、下に行くほど垂直方向の周波数が高くなる成分を
表している。
【0018】本来、図3(a)に示すような分布をして
いる変換係数が、量子化により図3(b)のようにな
り、逆量子化により図3(c)のごとく復号される。図
3(c)に示すような復号係数は、直流成分のみなので
ブロック歪が顕著になると判定し、雑音付加部12にて
量子化ステップ値Qstに応じた雑音が、図3(c)に付
加されて図3(d)に示すようになり、この図3(d)
が逆直交変換部4へ送出される。
【0019】図4(a),(b)は、判定に用いる係数
の位置及び雑音を付加する位置を示す図である。本発明
では、雑音付加を行うと判定するブロックの分布は、図
中の斜線部で示すように、直流(0,0)成分,(0,
1)成分,(1,0)成分あるいは(1,1)成分のみに
係数値がある場合、言い換えれば、上記成分以外の係数
が全部0の場合としている。また、付加する雑音は、図
4の点部領域で示すように、(3,3)成分までの正方
部分について係数値が0の係数に、Qstより小さい周波
数で重み付けした値を加算する。前記処理は全てソフト
ウェアに処理でき、かつこの処理に必要な演算量はきわ
めて少ない。したがって、ハード規模を増大させること
なくブロック歪を低減することができる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、符号化データをハフマン復号化し、ブロック
単位にそのデータ及び量子化ステップ等の符号化パラメ
ータによりそのブロックを復号したときに、ブロック歪
が目立つか否かを判定し、その判定結果によってブロッ
ク歪が目立つと判定されたブロックについて、そのブロ
ックの周波数領域のデータに量子化ステップに応じた雑
音を付加し、逆直交変換することにより、画像復号部に
ハード的な負荷をかけることなく、符号化雑音の1つで
あるブロック歪を低減することができ、ユーザにより良
い画質の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像信号復号化装置の一実施例を
説明するための構成図である。
【図2】図1におけるブロック歪判定/処理部のブロッ
ク図である。
【図3】本発明における雑音付加の一例を示す図であ
る。
【図4】本発明における判定に用いる係数の位置及び雑
音を付加する位置を示す図である。
【図5】従来の画像信号復号化装置のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1…可変長復号化部、2…逆量子化部、3…ブロック歪
判定/処理部、4…逆直交変換部、5…加算部、6…予
測部、7…フレームメモリ、11…周波数分布判定部、
12…雑音付加部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像をブロック単位に分割し圧縮符号
    化したデータを復号化する画像信号復号化装置におい
    て、前記ブロックを復号したときに、ブロック歪が目立
    つか否かを判定し、ブロック歪が目立つと判定されたブ
    ロックについて、該ブロックの周波数領域のデータに、
    雑音データを付加することによって、ブロック歪を低減
    させることを特徴とする画像信号復号化装置。
  2. 【請求項2】 画像をブロック単位に分割して圧縮符号
    化したデータを復号化する画像信号復号化装置におい
    て、量子化ステップ値と乗算を行う逆量子化手段と、前
    記逆量子化手段により逆量子化された信号に基づいて、
    前記ブロックを復号したときにブロック歪が目立つか否
    かを判定する周波数分布判定部と、前記判定結果に基づ
    いて、前記ブロックの周波数領域のデータに量子化ステ
    ップに応じた雑音データを付加する雑音付加部とを備
    え、ブロック歪みを低減させることを特徴とする画像信
    号復号化装置。
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JP4775756B2 (ja) 2005-03-18 2011-09-21 富士ゼロックス株式会社 復号化装置及びそのプログラム
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