JP3204286B2 - 画像復号方法および装置 - Google Patents

画像復号方法および装置

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JP3204286B2
JP3204286B2 JP13040694A JP13040694A JP3204286B2 JP 3204286 B2 JP3204286 B2 JP 3204286B2 JP 13040694 A JP13040694 A JP 13040694A JP 13040694 A JP13040694 A JP 13040694A JP 3204286 B2 JP3204286 B2 JP 3204286B2
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由幸 八島
淳 清水
史典 大迫
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル画像を分割
して得られた画像に対して並列に高能率符号化を施した
複数個の符号化データの多重化データを入力し、元の符
号化データに分離し、分離された各符号化データを復号
した後、合成して元の画像を得る画像復号方法および装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】HDTV等のように高い周波数でサンプ
リングされた信号を高能率符号化する場合は、ハードウ
ェアを実時間で動作させるために、並列処理方法が用い
られる。
【0003】HDTV信号を空間的に4分割して標準T
Vサイズの小画像にし、並列に符号化処理をする場合を
考える。この場合、図6に示すように、符号化側(送信
側)では、まずHDTV信号の1画面を標準TVサイズ
の4つの小画像に分割し、それぞれの小画像を並列に符
号化する。符号化された4つの小画像の符号化データ
は、復号側(受信側)にて復号処理が施された後、それ
ぞれHDTV画面の対応する位置に置かれ、合成された
信号が復号HDTV信号となる。この場合のブロック構
成は、図7に示すようになる。
【0004】まず、送信側では、入力端子301から入
力されたHDTV信号302を画像分割部303におい
て4つの標準TVサイズの小画像304〜307に分割
する。分割されたそれぞれの標準TVサイズの小画像3
04〜307は、各々情報圧縮部308〜311に入力
されて符号化処理が施される。符号化出力312〜31
5は多重化部316に入力され、1つの符号化出力デー
タ317にまとめられた後、出力端子318を経て伝送
路319に送出される。
【0005】一方、受信側では、伝送路319から受信
端子320にて受信された符号化データ321を多重分
離部322において4つの小画像304〜307に対応
する符号化データ323〜326に分離する。分離され
たそれぞれの符号化データ323〜326は、各々情報
復号部327〜330に入力されて復号処理が施され
る。復号された各小画像331〜334は画像合成部3
35に入力されてHDTV信号のサイズに戻され、復号
HDTV信号336として出力端子337に出力され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記で述べたような方
法においては、分割された小画像の符号化および復号は
それぞれ独立に処理がなされる。したがって、精細な部
分の大小や動きの大きさ・複雑さ等、画像の性質が小画
像間で異なるような場合には、量子化の細かさ等の符号
化パラメータが小画像ごとに異なるものが用いられ、そ
の結果、符号化雑音の生じ方が小画像ごとに異なるもの
となる。
【0007】また、符号化処理においては、連続してい
る領域でかつ画像の性質もよく似た領域であれば、ほぼ
同じ量子化特性を用いて符号化されるのが画質の点から
は望ましい。しかしながら、分割された小画像の符号化
および復号はそれぞれ独立であるため、本来連続してい
る領域である各小画像間の境界領域での符号化処理の連
続性が失われ、全く異なる量子化特性にて符号化される
可能性が生じる。例えば、図8は、符号化および復号さ
れたHDTV信号の画面上で、点AとBを結ぶ直線上の
画素の復号値レベルの例を示したものである。Aの属す
る小画像とBの属する小画像は異なるので、それぞれ独
立に符号化処理が施されており、その結果、Bの属する
小画像の方がAの属する小画像よりもかなり粗い量子化
が用いられたとすれば、図8に示すように復号画像の雑
音レベルが両小画像の境界点Cの左右で異なることにな
る。
【0008】以上のようなことから、復号側において符
号化および復号済みの小画像をHDTV画面の対応する
位置に単純にはめ込むのみでは、復号HDTV画面上で
小画像間の境界が検知されてしまい、違和感のある復号
画像になってしまうという問題点があった。
【0009】本発明の目的は、分割された復号済みの各
小画像を合成して得られる復号画像上で、小画像間の境
界が検知されるのを回避し、結果として画質の良い復号
画像を得ることができる画像復号方法および装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の画像復号方法
は、ディジタル画像を分割して得られた各小画像に対し
て並列に高能率符号化を施した複数個の符号化データの
多重化データを入力し、元の符号化データに分離し、分
離された各符号化データを復号し、複数個の復号済みの
小画像を合成した後に、小画像間の境界の近傍領域に低
域通過形フィルタによるフィルタリングを施すことによ
り、最終的な復号画像を得る画像符号方法において、低
域通過形フィルタの特性を、小画像の符号化の際に境界
近傍領域で用いられる量子化の細かさに応じて切替える
ことを特徴とする。
【0011】また、本発明の画像復号装置は、各情報復
号部で復号に用いられた量子化特性を検出する手段と、
画像合成部の出力画像を入力し、各小画像の境界に相当
する領域の画素に対してフィルタリングを施す境界フィ
ルタ部と、前記情報復号部で検出された量子化特性を入
力し、各小画像の境界領域で用いられた量子化特性から
その境界領域に適用する前記境界フィルタ部のフィルタ
特性を決定するフィルタ特性設定部を有することを特徴
とする。
【0012】
【作用】したがって、復号された小画像を合成してでき
るHDTV画像において、小画像の境界近傍領域を滑ら
かにすることが可能となるため、境界の両側で復号画像
の性質が異なることにより生じる境界線を目立たなくす
ることができる。
【0013】
【0014】境界の両側での量子化特性が大きく異なる
場合には強い低域通過形フィルタを設定し、逆に、境界
の両側での量子化特性の差が小さい場合には弱い低域通
過形フィルタを設定することにより、不必要に強いフィ
ルタを施して本来の画像にぼけを生じるのを避け、境界
両側の復号画像の性質の違いに適合したフィルタを用い
ることができる。
【0015】図5(1)は、境界の両側での量子化特性
が大きく異なる場合の例であって、この場合強い特性の
フィルタを設定し、接続を滑らかにする。一方、図5
(2)は、境界の両側での量子化特性が小さい場合の例
であって、このような場合には不必要に強いフィルタを
施さなくても境界を検知できなくすることができる。
【0016】結果として、HDTV画像における各小画
像の境界線を効率的に検知されにくくすることができ、
復号画像の画質を向上させることが可能となる。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0018】図1は本発明の一実施例の画像復号装置の
ブロック図である。
【0019】多重分離部103は伝送路から受信端子1
01にて受信された符号化データ102を4つの小画像
に対応する符号化データ104〜107に分離する。分
離されたそれぞれの符号化データ104〜107は、各
々情報復号部108〜111に入力されて復号処理が施
される。画像合成部116は復号された各小画像112
〜115を入力し、HDTVサイズ信号117に戻した
後、境界フィルタ部124に入力する。境界フィルタ部
124は、各小画像の境界に相当する領域の画素に対し
てフィルタリングを施した後、最終的な復号HDTV信
号125として出力端子126に出力する。
【0020】これに加えて、情報復号部108〜111
において、復号に用いられた量子化特性118〜121
が検出され、フィルタ特性設定部122に送られる。フ
ィルタ特性設定部122では、各小画像の境界領域で用
いられた量子化特性からその境界領域に適用するフィル
タ特性123を決定し、境界フィルタ部124の特性を
適応的に切替える。
【0021】図2は本発明の他の実施例を説明する図で
ある。
【0022】本実施例は、HDTV信号を4つの標準T
Vサイズの小画像に分割して処理し、情報圧縮方法とし
ては離散コサイン変換を用いる。
【0023】送信側(画像符号化装置)においては、H
DTV画像を4つの標準TVサイズの小画像f1 (i,
j),f2 (i,j),f3 (i,j),f4 (i,
j)に分割する。それぞれの小画像を、8×8のブロッ
クに分けて離散コサイン変換を施す。
【0024】f1 (i,j)を例にとれば、まず小画像
を8×8のブロックBmn(k,l)(k=0,1,2,
・・・・,7,1=0,1,2,・・・・,7)に分割
し、各ブロックごとに離散コサイン変換(DCT)を行
ない、DCT係数Fmn(k,l)を得る。ここで、m,
nは各々水平,垂直方向のブロック番号を示し、m=
0,1,2,・・・・,M−1,n=0,1,2・・・
・,N−1(M,Nは水平,垂直方向のブロックの数)
である。各DCT係数をそのブロックが符号化される直
前のバッファメモリの占有量で決まる量子化ステップQ
mnで量子化し、量子化されたDCT係数のレベル番号を
表す符号を割り当てて、量子化ステップQ mnとともに受
信側へ送る。他の標準TVサイズの小画像も同様の処理
がなされ、量子化ステップQ1 mn ,Q2 mn ,Q3 mn ,Q
4 mn が受信側へ送られることになる。
【0025】Q1 mn ,Q2 mn ,Q3 mn ,Q4 mn のそれぞ
れは符号化ブロック順に滑らかに変化するが、それぞれ
独立のバッファメモリにより制御されるので、小画像の
境界では滑らかにつながらないことになる。
【0026】受信側(復号装置)では、送られてきたD
CT係数を逆量子化・逆DCTとして各小画像の復号画
像を得、これを4つ合成してHDTV画像を作成する。
一方、小画像の境界ブロックにおける量子化ステップを
用いて以下のように境界フィルタ特性を決定する。
【0027】
【数1】 ただし、c-1,c0 ,c1 は境界を挟んだ両側で用いら
れた量子化ステップの比で決まる変数である。
【0028】例えば、図2に示すように、領域1と2の
境界を処理する場合には、小画像の境界の両側のDCT
ブロックで用いられた量子化ステップQ1 M-1,n および
2 0 ,nによって決定される以下の3種類のフィルタをブ
ロックごとに適宜切替えて用いる。
【0029】
【数2】 他の境界についても同様である。
【0030】フィルタH1 (z),H2 (z),H3
(z)は低域通過形フィルタであり、通過帯域が徐々に
広くなる特性になるように設計されている。このような
構成にすれば、境界の両側での量子化ステップの差が大
きい場合には、フィルタH1 (z)が選択され、強いフ
ィルタが施される。また、逆に境界の両側での量子化ス
テップの差が小さくなるにしたがって、フィルタH2
(z),H3 (z)が選択され、徐々に弱いフィルタが
施されることになる。
【0031】上記のフィルタ長は、境界フィルタ特性H
(z)の式からわかるように、13タップであるので、
フィルタを施す画素は、境界の両側6画素とする。フィ
ルタのタップ数をいくつにするかでフィルタを施す画素
の領域も適応的に変化する。
【0032】また、水平方向に隣合う小画像の境界の場
合、上記フィルタは水平方向に施し、垂直方向に隣合う
小画像の境界の場合、上記フィルタは垂直方向に施す。
【0033】図3、図4は以上説明した実施例の符号装
置、復号装置のブロック図である。
【0034】まず、符号化装置(図3)において、入力
端子201から入力されたHDTV信号202は、画像
分割部203において4つの標準TVサイズ画像204
〜207に分割される。分割されたそれぞれの標準TV
サイズの小画像204〜207は、各々離散コサイン変
換部208〜211に入力されて離散コサイン変換が施
された後、量子化部212〜215に入力される。量子
化部212〜215では、離散コサイン変換係数を量子
化し、符号割り当て部216〜219において符号が割
り当てられた後、バッファメモリ220〜223に送ら
れる。バッファメモリ220〜223においては、それ
ぞれその出力が定められた情報量になるように量子化部
212〜215へフィードバック制御がかけられる。各
小画像に対する符号化出力224〜227は多重化部2
28に入力され、1つの符号化出力データ229にまと
められた後、出力端子230を経て伝送路に送出され
る。
【0035】これに対して復号装置(図4)において
は、まず、符号化データ入力端子231から入力された
HDTV信号符号化データ232は、多重分離部233
において4つの標準TVサイズ画像の符号化データ23
4〜237に分離される。分離されたそれぞれの標準T
Vサイズの符号化データ234〜237は、各々符号解
読部238〜241に入力されて符号が解読された後、
逆量子化部242〜245に入力され、離散コサイン変
換係数が再生されて逆離散コサイン変換部246〜24
9に送られる。逆離散コサイン変換部246〜249に
おいては、再生されたDCT係数を逆離散コサイン変換
することにより、それぞれの小画像の復号画像250〜
253が得られ、これらを画像合成部254にて1つの
HDTV画像255として合成が行なわれた後、境界フ
ィルタ部262に送られる。
【0036】一方、符号解読部238〜241では4つ
の小画像ごとに各DCTブロックにおける量子化ステッ
プ256〜259が解読され、フィルタ特性設定部26
0に送られる。フィルタ特性設定部260では、小画像
の境界部分におけるDCTブロックの量子化ステップを
用いて、フィルタ特性261が決定され、境界フィルタ
部262において、決定されたフィルタを用いた境界近
傍画素のフィルタリングが実行される。境界フィルタ出
力263は最終的なHDTV復号画像として出力端子2
64に出力される。
【0037】以上画像を4分割する場合について述べた
が、他の複数個に分割する場合も全く同様に考えること
ができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したような本発明は、復号され
た各小画像を合成して得られるHDTV画像において、
境界部分にフィルタリングを施す際に、境界部分の性質
に応じたフィルタを適応的に選択することにより、ぼけ
等を伴うことのない効率的な境界線抑圧が可能となるの
で、違和感のないHDTV画像を再現でき、復号画像の
画質向上に大きく寄与する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の画像復号装置のブロック図
である。
【図2】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図3】図3の実施例を実施する画像符号装置のブロッ
ク図である。
【図4】図3の実施例を実施する画像復号装置のブロッ
ク図である。
【図5】復号画像の境界領域にフィルタを施したときの
信号レベルの変化を示す図である。
【図6】並列処理のための空間分割による符号化・復号
方法を示す図である。
【図7】空間分割による並列符号化の従来の方法のブロ
ック構成を示す図である。
【図8】従来の方法で合成した復号画像の信号レベルを
説明する図である。
【符号の説明】
101 受信端子 102 受信された符号化データ 103 多重分離部 104〜107 分離された標準TVサイズの小画像
に対する符号化データ 108〜111 情報復号部 112〜115 復号された小画像 116 画像合成部 117 合成されたHDTV信号 118〜121 各小画像の符号化に用いられた量子
化特性 122 フィルタ特性設定部 123 決定されたフィルタ特性 124 境界フィルタ部 125 最終的に復号されたHDTV信号 126 出力端子 201 入力端子 202 入力HDTV信号 203 画像分割部 204〜207 入力HDTV信号 208〜211 離散コサイン変換部 212〜215 量子化部 216〜219 符号割り当て部 220〜223 バッファメモリ 224〜227 小画像に対する符号化出力 228 多重化部 229 HDTV信号に対する符号化データ 230 符号化データ出力端子 231 符号化データ入力端子 232 入力HDTV符号化データ 233 多重分離部 234〜237 分離された標準TVサイズ小画像の
符号化データ 238〜241 符号解読部 242〜245 逆量子化部 246〜249 逆離散コサイン変換部 250〜253 小画像に対する復号画像 254 画像合成部 255 合成されたHDTV信号 256〜259 小画像の符号化・復号に用いられた
量子化ステップ 260 フィルタ特性設定部 261 決定されたフィルタ特性 262 境界フィルタ部 263 最終的なHDTV復号画像 264 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小寺 博 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−304663(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル画像を分割して得られた各小
    画像に対して並列に高能率符号化を施した複数個の符号
    化データの多重化データを入力し、元の符号化データに
    分離し、分離された各符号化データを復号し、複数個の
    復号済みの小画像を合成した後に、小画像間の境界の近
    傍領域に低域通過形フィルタによるフィルタリングを施
    すことにより最終的な復号画像を得る画像復号方法にお
    いて、前記低域通過形フィルタの特性を、前記小画像の符号化
    の際に境界近傍領域で用いられる量子化の細かさに応じ
    て切替える ことを特徴とする画像復号方法。
  2. 【請求項2】 ディジタル画像を分割して得られた各小
    画像に対して並列に高能率符号化を施した複数個の符号
    化データの多重化データを入力し、各小画像に対応する
    符号化データに分離する多重分離部と、分離された各符
    号化データを復号する情報復号部と、復号されたデータ
    を合成する画像合成部を有する画像復号装置において、 前記各情報復号部で復号に用いられた量子化特性を検出
    する手段と、 前記画像合成部の出力画像を入力し、各小画像の境界に
    相当する領域の画素に対してフィルタリングを施す境界
    フィルタ部と、 前記情報復号部で検出された量子化特性を入力し、各小
    画像の境界領域で用いられた量子化特性からその境界領
    域に適用する前記境界フィルタ部のフィルタ特性を決定
    するフィルタ特性設定部を有することを特徴とする画像
    復号装置。
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