JP3015479B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
化、復合化を行なうテレビ電話等に関し、特に符号化、
復合化によって生ずる符号化歪を除去するための画像処
理装置に関するものである。
扱うために、これをそのまま伝送してしまうと、伝送路
の負担が増大してしまう。このため、伝送する情報量を
抑えるために、送信側では入力画像を一度符号化し、受
信側ではこれを復合化している。なお、この復合化した
画像には多くの場合符号化歪が現れる。この符号化歪を
除去するために例えば非再帰形の5×5の適応スムージ
ングフィルタ(加藤、大久保「ポストフィルタリングに
よる高能率符号化画像品質の改善」1989年電子情報
通信学会秋季全国大会分冊6、D−3、D−63参照)
などが提案されている。
の領域内の画素を参照して、その中心の画素を処理する
ものである。ここで、処理画素値から±εの範囲内の値
を持つ画素のみ前記符号化歪の除去に用いて、これらの
加重相加平均値を新しい処理画素値とする。但し、処理
画素値から±εの範囲内の画素が25個中のn個以下の
とき、処理画素値の変更は行なわない。これはわずかな
処理画素値の変更で新しい処理画素値に変更しないよう
にするためである。
り、これら演算に用いられるメモリ等も増えるため装置
が大型化してしまう欠点がある。この欠点を克服するた
めに図14に示すように参照画素を減らすことが考えら
れる。しかしこの様に参照画素数を減らすと、符号化歪
が十分に除去できないという欠点を有する。
化歪を能率よく除去する方法(荒川、原島、宮川「再帰
形ε−非線形ディジタルフィルタ」電子通信学会論文誌
83/10Vol.J66−A No.10pp947
〜954参照)が提案されている。これによると符号化
歪は除去されるが、図3(a)に示すような一定の傾き
で変化する画素列が入力された時、図3(b)のように
符号化の処理を進めるほど処理前の値からずれていく。
そして処理画素値と参照画素値の差がε以上になると、
前記フィルタはその処理を中止する。即ち、前記フィル
タにより参照画素値の加重平均値を新しい処理画素値と
せずに、入力された画素値をそのまま用いる。しかし、
この様に所定値εとの比較によりフィルタの処理をON
/OFFするとそこに符号化処理前には無かった歪を生
じてしまうという問題点があった。 また、通常量子化
ステップサイズが大きくなるほど符号化歪も大きくな
る。よって、例えば本願発明者が「MC−DCT符号化
方式におけるノイズ除去フィルタ」´90電子情報通信
学会春季全国大会D−306で提案したように、画素ご
とに符号化歪の除去を行なうか否かを処理画素値と参照
画素値との差と、所定値εとの比較により判定する場合
には、量子化ステップサイズが大きくなるにつれて処理
画素値と参照画素値との差も大きくなるため、判定回数
も増加する。そして、この方法による受信側のブロック
図を図20に示す。図20に示したように、図示しない
送信側からの符号化された画像は、復号化器500で復
号画像に変換され、これに対してフィルタ510で符号
化歪の除去を行なって後処理画像(符号化歪のない画
像)を得る。なおフィルタ510には、送られてきた画
像から復号化器500により量子化ステップサイズを検
出し、この量子化ステップサイズの大小に応じてフィル
タリングの強さをパラメータとして数種類格納している
変換テーブル520から出力する。
サイズが時間とともに激しく振動する時は、これに応じ
てフィルタ510へのパラメータも激しく振動する。こ
のため従来のように画素ごとにフィルタ510へのパラ
メータを変更させると、量子化ステップサイズが激しく
振動する場合(例えば1秒間に数回)にはフィルタ51
0の処理の度合における画質の差が目立ってしまうとい
う問題点があった。
画像処理装置では、処理画素値と参照画素値との差と、
所定値εを比較することにより符号化歪を除去するため
のフィルタを制御していたため、処理画素値と参照画素
値との差がεとなった時に、新たに符号化処理前にはな
かった歪を生じてしまうという問題点があった。
しく振動する場合には、フィルタの強さも激しく振動し
てしまうために、フィルタの強い時と弱い時との画質の
差が目立ってしまうという問題点があった。
なされたものであり、その目的は、符号化歪を除去する
ためのフィルタにより新たな歪を生じさせず、歪のない
画像を得ることができる画像処理装置を提供することで
ある。 [発明の構成]
ために、本発明の画像処理装置は、大きさの異なる複数
の量子化ステップサイズの中から、発生符号量に応じて
選択された一つの量子化ステップサイズで量子化された
画素値を有する複数画素からなる画像データを復号する
手段と、復号された画像データから符号化に起因する歪
成分を除去する手段と、選択された量子化ステップサイ
ズの大きさに応じて歪成分除去手段における歪成分除去
の強さを決定する手段とを備えた画像処理装置におい
て、前記決定手段は、量子化ステップサイズが大きくな
る方向に切り替えられた場合には、量子化ステップサイ
ズの切り替えと同時に歪成分除去の強さを切り替えると
共に、量子化ステップサイズが小さくなる方向に切り替
えられた場合には、量子化ステップサイズの切り替えの
後、直ちに歪成分除去の強さを切り替えることなく、一
定時間、直前の歪成分除去の強さを保持することを特徴
とするものである。
プサイズの大小に応じてフィルタリングの強さが変更さ
れる歪除去フィルタを有する画像処理装置において、量
子化ステップサイズの大きさが激しく振動する場合に
も、フィルタ特性の変動を抑制する処理が施されるた
め、フィルタ処理の度合いの変動による画質のばらつき
を低減させることが可能となり、フィルタ特性の変動に
起因する画質劣化を抑えることが可能となる。
る。図1は本発明の第1の画像処理装置の第1の実施例
を示すブロック図である。入力端子1からの現処理画素
値2は、一時遅延器A3に蓄えられる。なお、処理画素
値2は、後述する符号化、復号化されて符号化歪を有し
ている。また処理画素値2は、減算器4に入力され、前
記処理画素値2と1ステップ前に符号化歪除去処理済み
の参照画素値5の差がとられる。この差は、遅延器B6
に蓄えられる。これら遅延器A3、遅延器B6は、後述
する乗算器A10へのそれぞれの画素値の入力タイミン
グを制御するためのものである。次に、遅延器B6から
出力される処理画素値2と参照画素値5の差により、加
重平均の係数であるα(ただし0<α<1)と1−αが
メモリ9から読み出される。そしてαは乗算器A10に
より遅延器A3からの処理画素値2に掛けられ、1−α
8は参照画素値11に掛けられる。それぞれの乗算の和
が加算器12により得られこれが遅延器C13を介して
出力端子14から出力される。ここでαは区間(0,
1)の値であり、処理画素値と参照画素値の差:dの関
数である。そしてαはdに対して増加関数である方が良
い。その例として図4に、 α(d)=(d2 +100)/(d2 +200) を示す。図4では、処理画素値と参照画素値との差が0
の場合α=0.5とすることにより、両者への重み付け
は行なわない。また、差が大きくなるほど処理画素値の
重みを増し、該画素値を用いることとする。即ち、α
(d)は、加重平均の係数であり、この係数を変更する
ことにより符号化歪を除去する除去の画素の変更量を制
御することができる。図2は図1の回路と同じ働きをす
る第2の実施例である。図1と異なるところはメモリ1
5から読み出されるのが加重平均の係数でなく、処理画
素の変更量16そのものであるという点である。従って
その変更量16を処理画素値17に加えた値が即出力と
なる。ここで変更量:F(d)を、 F(d)=d/(d2 +200) と決めれば図1と全く同じ出力が得られる。図5にメモ
リ15に格納している変更量16の1例を示す。図6
は、本発明の第1の画像処理装置による符号化歪除去処
理において画素の平均値が保たれないことが問題を解決
するための実施例を説明するブロック図である。処理前
信号18(符号化歪が除去されていない信号)と処理後
信号19(符号化歪が除去された信号)をレベル差検出
回路20に入力し、それらの平均値の差を得て、これを
バイアス値21として処理後信号19に加える。これに
より処理前後の平均値が保存される。その後は再処理を
しても良いし、このまま出力しても良い。
素値と参照画素値の差すべてにわたって制御することが
できる。また、処理画素値>参照画素値の場合と、処理
画素値<参照画素値の場合とで重み付けを変えることも
可能である。
たブロック図である。図7が図1と異なる点は、係数1
−αの生成のし方である。図1では、重み係数1−αを
直接メモリ9から出力するのに対して、図7では1−α
は減算器22より得られる。このように構成すればメモ
リ9の容量が小さくて済む。また、減算器22を減算器
4と共用し、図示しないスイッチで参照画素値5と処理
画素値2との減算処理と切り換えればさらに小さな回路
構成2で済み小型化をはかることができる。
のように処理画素値2と参照画素値5の差をメモリ9に
入力するのではなく、それぞれ別個にメモリ9の入力と
したものである。このように構成すると、αが処理画素
値2と参照画素値5の差の関数に限定されず、処理画素
値2と参照画素値5を独立した変数としてαの決定に用
いることができるようになる。図9は、上述した図8の
発想を図2に用いた場合のブロック図である。
ック図である。図9は、メモリ9から処理画素値の変更
量16を出力しているのに対し、図10は、新しい画素
値23を直接9から出力するものである。
と参照画素の隔りが大きいほど処理画素の重み係数も大
きくなるようにしておけば、例えば図3(a)に示す画
素列が入力されても、処理画素の変更値がどんどん増大
してしまうことはなく、図3(c)に示す様に、ある一
定の変更値に漸近させることが可能となり、その結果、
入力画素列と同じ傾きの出力画素列を得る事が可能とな
る。次に、本発明の第2の画像処理装置の実施例を図面
を用いて説明する。
一実施例を示すブロック図である。入力された符号化さ
れた画像(画素)は、復号化器500により復号画に変
換される。復号画像はフィルタ510によって歪を削減
され後処理画として出力される。なお、フィルタ510
として上述した本発明の第1の画像処理装置を用いても
よい。一方、復号化器500からは量子化ステップサイ
ズも出力されて、それにより、量子化ステップサイズが
大なる時は強くフィルタがかかるように、量子化ステッ
プサイズが小なる時は弱くフィルタがかかるようにフィ
ルタリングパラメータが決定される。このパラメータ
は、振動抑制回路550により振動を抑制されてフィル
タ510に入力される。また振動抑制回路550には時
間を数えるためにビジー信号が復号化器500より送ら
れる。ビジー信号はもともと復号化器500からフィル
タ510へ送られている信号で、画像データ(前記符号
化された画像)が送信中に発せられる信号である。そし
て画像データは1フレーム単位で符号化されて送信され
るので、ビジー信号を数えればフレーム数が分かる。図
16は第1の振動抑制回路500の内部のブロック図で
ある。ビジー信号の入力回数がカウンタ200によって
数えられる。そしてカウント値は定数とが比較器210
で比較され、その大小関係がパラメータ抑制器220の
イネーブル端子に入力される。そして定数よりカウント
値が小さい時は比較器210からはhigh、逆のとき
はlowが出力されるようにしておく。パラメータはパ
ラメータ抑制器220に入力されて、イネーブルがlo
wの時はパラメータの入力値がそのまま出力される。し
かし、イネーブルがhighの時は、現在の出力値より
フィルタリングを強める方向へ変更する入力があった時
はその入力値を出力するが、逆に弱める方向への入力の
時はそれを無視して現在の出力値を保持する。そして出
力値の変更が生じた時は、リセット信号がパラメータ抑
制器220からカウンタへ送られ、カウント値がゼロに
リセットされる。
ば、フィルタ510を強める方向へは常に変更される
が、最近出力値が変更されてから30フレーム(テレビ
電話で1〜3秒)以内にはフィルタ510を弱める方向
への変更は行われない。もしフィルタ510を弱めるべ
く入力が継続したなら、30フレーム経って初めてフィ
ルタ510が弱められる。ここで、フィルタ510を強
める方向へは常に動作するようにしたのは、歪の激しい
発生には即座に対応するためである。
(a)と抑制されたパラメータ(b)の時間変化を表す
図である。ここで定数は例えば3とし、フィルタ510
の強さ(符号化歪除去処理の際の画素の変更量の大き
さ)は3段階(パラメータ値2:強、1:中、0:弱)
に切り替わるものとする。ここに見られる様にパラメー
タ値が小さくなる方向へは過去3フレーム以上一定値を
保った時のみ変更され、例えば図17中の*印の部分の
振動が抑制されている。
例である。ここではパラメータは2ビットとする。まず
パラメータ入力はセレクタと7ビットのダウンカウンタ
300にそれぞれ入力される。そして、ダウンカウンタ
300へはロード信号で指示された時にパラメータ値が
ロードされる。ロード時は図19に示す様に、パラメー
タ値がダウンカウンタ300の上位2ビットに蓄えら
れ、残りのビットはhighにセットされる。ロード時
以外は、ダウンカウンタ300はビジー信号単位にカウ
ンタを1ずつ減ずる。このカウンタの上位2ビットをセ
レクタ320へ入力する。一方、パラメータの入力値と
ダウンカウンタ300の出力値を比較器310で比較
し、大きい方をセレクタ320の出力とする。そしてこ
の時、パラメータの入力値の方が大きかった時はロード
させる信号をダウンカウンタ300へ送る。
作は、まず比較器310は、パラメータ入力の方がダウ
ンカウンタ300の出力より大きかった時にlow、逆
の時あるいは両者が等しい時highを出力させる。セ
レクタ320はセレクト信号がlowの時パラメータ入
力、highの時ダウンカウンタの出力を選択する。そ
してダウンカウンタ300はロード信号がlowの時に
ロードする様に設定しておけば比較器310の出力をセ
レクト信号のロード信号に兼用する事により実現でき
る。
値が大きくなった時にはその値が直接出力されるが、入
力値が小さくなった時には最近出力値が変更されてから
32フレーム(図19に示したように本実施例では5ビ
ットとしたため)以上経過している時のみ変更される。
よって、上述した第1の実施例と同様に、パラメータの
振動を抑制できる。
第2の画像処理装置によれば、符号化歪の除去処理の際
に新たな歪を生ずることなく、該符号化歪処理を行なう
ことができる。
を示すブロック図。
を示すブロック図。
もった画素値を処理した場合の例を示した図。
除去装置においてその処理前後で画素の平均値を保つた
めの処理を行なうブロック図。
ック図。
図。
図。
すブロック図。
ロック図。
説明に用いる図。
220…パラメータ抑制器 510…フィルタ 550
…振動抑制回路
Claims (1)
- 【請求項1】大きさの異なる複数の量子化ステップサイ
ズの中から、発生符号量に応じて選択された一つの量子
化ステップサイズで量子化された画素値を有する複数画
素からなる画像データを復号する手段と、復号された画
像データから符号化に起因する歪成分を除去する手段
と、選択された量子化ステップサイズの大きさに応じて
歪成分除去手段における歪成分除去の強さを決定する手
段とを備えた画像処理装置において、 前記決定手段は、量子化ステップサイズが大きくなる方
向に切り替えられた場合には、量子化ステップサイズの
切り替えと同時に歪成分除去の強さを切り替えると共
に、量子化ステップサイズが小さくなる方向に切り替え
られた場合には、量子化ステップサイズの切り替えの
後、直ちに歪成分除去の強さを切り替えることなく、一
定時間、直前の歪成分除去の強さを保持する ことを特徴
とする画像処理装置。
Priority Applications (4)
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