JP3321335B2 - 符号化雑音低減画像伝送装置 - Google Patents

符号化雑音低減画像伝送装置

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JP3321335B2
JP3321335B2 JP14077795A JP14077795A JP3321335B2 JP 3321335 B2 JP3321335 B2 JP 3321335B2 JP 14077795 A JP14077795 A JP 14077795A JP 14077795 A JP14077795 A JP 14077795A JP 3321335 B2 JP3321335 B2 JP 3321335B2
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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、画像伝送装置に関し、
より詳細には、復号画像データに雑音低減処理を施す画
像伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像伝送装置におけるデータの符号化方
式としてDCT符号化方式が広く用いられている。しか
し、DCT符号化方式で高い圧縮率を得ようとした場
合、輝度の変化点に多く発生するモスキートノイズや符
号化単位であるブロック間の輝度差によって生じるブロ
ックノイズにより、復号再生画像に劣化が生じるという
問題がある。これらの雑音を低減するために、各種平滑
化フィルタが提案されている。
【0003】図8に、従来の画像伝送装置のブロック図
が示されている。図示するように、装置は通信回線1に
接続され、音声信号と画像データとを互いに送受信する
もので、通信回線1から伝送される音声/画像データの
切り換えA/D,D/A変換等を行う通信回線インタフ
ェース部2,送受信画像を一旦蓄える送受信バッファ
3,画像データの圧縮符号化/伸長復号化処理を行う画
像処理部4,復号化された画像データの雑音を低減化処
理を行う雑音低減回路5,受信画像データを蓄える受信
メモリ6,画像データをモニタ8に表示するためにD/
A,レベル調整を行う映像出力部7,カメラ9の映像信
号を入力するためレベル調整,A/D変換を行う映像入
力部10,送信用画像データを蓄える送信メモリ11,
一連の動作を制御するシステム制御部13で構成され
る。また、14は本システムを操作するための操作部で
あり、15は音声通信時における送受信音声信号のレベ
ル調整,A/D,D/A変換等を行う音声処理部、16
は音声信号の入出力のための送受話機である。
【0004】この装置の画像送受信動作を説明すると、
まず、画像データを送信する場合、カメラ9から得られ
たアナログの映像信号が映像入力部10にてレベル調
整,A/D変換等の処理がなされ、送信メモリ11に一
旦取り込まれる。取り込まれた送信画像は、画像処理部
4にてデータ圧縮符号化処理がなされ、一旦送受信バッ
ファ3に蓄えられたのち、通信回線インタフェース2で
D/A変換等の処理がなされ、通信回線1へ音声信号と
して送信される。また、送受信バッファ3に蓄えられた
画像符号データは、後述する送信画像確認のために再度
画像処理部4にて復号処理がなされ、モニタ8に表示さ
れることになる。また、画像データを受信する場合に
は、相手端末から送信された画像データは、通信回線1
を経て通信回線インタフェース2に入力され、A/D変
換等の処理がなされ、ディジタルの画像符号化データに
変換され、一旦送受信バッファ3に蓄えられる。画像符
号データは、画像処理部4にて復号処理がなされる。復
号処理がなされた画像データは、圧縮によって発生する
雑音成分を低減するため、雑音低減回路5にて設定され
た閾値でフィルタリング処理を行い、受信メモリ6に蓄
えられ、映像出力部7にてD/A変換,レベル調整等の
処理後、モニタに出力され表示される。これら一連の動
作は、システム制御部13により制御される。
【0005】図8に示されるこの従来例の装置において
も、上述した復号再生画像に生じる劣化が起こるので、
この問題に対処すべく、設定された閾値でフィルタリン
グ処理を行っているが、これは、一般的には、平滑化フ
ィルタの一種であるモスキート雑音低減フィルタの1つ
として提案されているε−フィルタである。
【0006】この雑音低減フィルタであるε−フィルタ
では、式(1)の変換式に示すように、着目画素x0,0
を中心としたM×M画素のウィンドウにより出力画素y
0,0を得る。なお、フィルタリングは再生画像の外周部
画素[M/2]ラインを除くY,Cb,Cr成分の全画
素について施される。
【0007】
【数1】
【0008】このε−フィルタでは、ウィンドウサイズ
Mにより周囲画素の影響範囲を、係数εにより平滑化の
強度を変化させることができるが、従来の装置では、端
末によりいずれも固定となっている。係数εが大きい値
の場合ほど雑音成分が除去され見やすくなるが、画像全
体が霞がかかった様になり、本来細かい模様までも平滑
化され消えてしまう。逆に、係数εが小さい値の場合に
は、原画像が保存されるが、雑音成分が除去しきれない
ため、これら双方を鑑み、ある一定レベルで係数εの値
を選択する必要がある。
【0009】この従来の方式では、雑音低減回路の係数
が端末により固定であったため、その係数の設定値が大
きい場合には、雑音成分が除去され見やすくなるが、画
像全体が霞がかかった様になり、本来細かい模様までも
が平滑化され消された画像となり、逆に設定値が小さい
場合には、原画像が保存されるが、雑音成分が除去され
ず見にくい画像となってしまうため、送信側の操作者の
意図に合わない画像が表示されるという欠点があった。
また、雑音低減回路における従来の方式では、ウィンド
ウサイズMによって処理を行う場合に、再生画像の外周
部画素([M/2]ライン)について雑音低減処理を行
わないため、外周部分のみが雑音除去されず、再生画像
が大変見づらい画像となるという欠点があった。これ
は、例えば、図9に示すように、I×J画素の画像デー
タに対して雑音低減処理を行う場合を考えると、着目画
素xを中心にM×Mのウィンドウサイズで処理を行うた
め、外周部[M/2]ラインを除く☆印で囲まれた部分
にのみ処理が可能となるが、外周部分の[M/2]ライ
ンについては処理を行わないことになるからである。こ
こに、I×J画素サイズにおいては、I,J各々が小さ
いほど外周部分の占める割合が高くなり、外周部分の割
合が高いほど雑音成分が目立つことになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、画像伝送装
置における上述の問題点に鑑みてなされたもので、操作
者の意図にあったより適切な再生画像を得るための雑音
低減手段を備えた当該装置を提供することをその目的と
している。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、(1)映像信号として取り込まれた画
素データをDCT符号化方式により圧縮符号化及び伸長
復号化を行う画像処理手段と、該画像処理手段により伸
長復合化された画像データを、平滑化フィルタを用いて
雑音低減処理を行う雑音低減手段とを有し、前記画像処
理手段により圧縮符号化された画像データを通信回線を
介して送受信伝送する画像伝送装置において、前記平滑
化フィルタの係数値を可変する雑音低減係数制御手段
と、前記雑音低減手段により雑音低減処理を行って得た
再生画像を表示する表示手段と、前記平滑化フィルタの
係数値を伝送する手段とを備えることによって、送信側
において雑音低減処理された送信画像を予め確認し、選
択された平滑化フィルタの係数値を受信側の雑音低域係
数制御手段の制御量として用いるために伝送すること、
或いは、(2)前記(1)において、前記雑音低減手段
として、着目中心画素の周囲の画素データを考慮した変
換式によって強度の決まる平滑化フィルタを適用するこ
と、或いは、(3)前記(2)において、前記平滑化フ
ィルタとして、着目中心画素の周囲に画素が存在しない
場合、その存在しない画素を除く様に適応させて通常部
分と異なる変換式によるフィルタを適用すること、或い
は、(4)前記(2)において、取り込まれた前記画像
データ又は復号画像データを蓄えるメモリは、縦,横方
向ともに画素+αのメモリ手段を有し、画素以外のメモ
リ値は、画素の最外周部分と同一のデータを設定するこ
とによって、画素すべてに同一の平滑化フィルタを適用
して雑音低減処理を行うことをそれぞれ特徴とする画像
伝送装置を構成する。
【0012】
【作用】本発明の画像伝送装置は、(1)送信しようと
する画像データを復号化し、平滑化フィルタによる雑音
低減処理を行って得た再生画像を表示手段により送信側
の操作者が見ることで、相手端末にて復号される画像を
送信する前に予め確認することができる。こうすること
により、送信側操作者の意図にあった画像を送信するこ
とができるようになる。そして、送信側操作者の意図に
あった適切な画像を得る条件となる平滑化フィルタ係数
値を伝送手段によって伝送し、相手端末において制御量
として用いるようにすることにより、送信画像が細かい
模様等を含んだデータであっても、相手端末にて適切な
画像が得られて表示時に模様が消えてしまうことがなく
なり、また、圧縮率が高く、雑音成分が多く発生してし
まう画像データであっても、相手端末において表示時に
雑音が多く、見苦しくなることがなくなる。
【0013】(2)また、上述(1)の作用に加えて、
前記平滑化フィルタとして、着目中心画素の周囲の画素
データを考慮する変換式によって選択されるものを適用
することにより、雑音の少ない良好な画像が表示され、
実用上より高い性能の装置が提供できる。
【0014】(3)また、前述(2)と同様に、変換式
でフィルタの雑音低減特性を決めるが、かかる変換式と
して、式によって決まるウィンドウサイズ範囲に画素が
存在せず、式の適合しない外周部画素について、存在し
ない画素を除く様に適用させた通常部と異なるウィンド
ウの変換式を用い、処理を行うことにより、画面全体に
雑音低減処理が施され、雑音の少ない、より見やすい画
像が表示されることになる。
【0015】(4)また、前述(2)と同一の変換式で
フィルタの雑音低減特性を決める場合、変換式を適用す
る画像データ又は復号画像データを蓄えるメモリは、
縦,横方向ともに画素+αとする。このα部分には、画
素の最外周部分と同一データを設置しておくので、前述
(2)と同じ手段により、外周部の画素についても雑音
を低減化することができ、より見やすい画像が表示され
ることになる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の雑音低減画像伝送装置の実
施例の構成を示すブロック図である。図示するように、
この装置は、ISDN回線やPSTN回線等の通信回線
1に接続され、音声信号と画像データとを互いに送受信
する画像伝送装置である。そして、装置の構成は、通信
回線1から伝送される音声/画像データの切り換えA/
D,D/A変換等を行う通信回線インタフェース部2,
送受信画像を一旦蓄える送受信バッファ3,画像データ
の圧縮符号化/伸長復号化処理を行う画像処理部4,復
号化された画像データの雑音を低減化処理を行う雑音低
減回路5,受信画像データを蓄える受信メモリ6,画像
データをモニタ8に表示するためにD/A,レベル調整
を行う映像出力部7,カメラ9の映像信号を入力するた
めレベル調整,A/D変換を行う映像入力部10,送信
用画像データを蓄える送信メモリ11,一連の動作を制
御するシステム制御部13,本発明に直接係わる雑音低
減回路5の雑音低減レベルを設定するフィルタ係数制御
回路12から成る。また、14は本システムを操作する
ための操作部であり、15は音声通信時における送受信
音声信号のレベル調整,A/D,D/A変換等を行う音
声処理部、16は音声信号の入出力のための送受話機で
ある。
【0017】この装置の画像送受信動作を説明すると、
まず、画像データを送信する場合、カメラ9から得られ
たアナログの映像信号が映像入力部10にてレベル調
整,A/D変換等の処理がなされ、送信メモリ11に一
旦取り込まれる。取り込まれた送信画像は、画像処理部
4にてデータ圧縮符号化処理がなされ、一旦送受信バッ
ファ3に蓄えられたのち、通信回線インタフェース2で
D/A変換等の処理がなされ、通信回線1へ音声信号と
して送信される。ここで、通信回線1がISDNの場合
には、音声信号との多重化等の処理がされるが、ここで
は、PSTN回線の場合について説明する。また、送受
信バッファ3に蓄えられた画像符号データは、後述する
送信画像確認のために再度画像処理部4にて復号処理が
なされ、モニタ8に表示されることになる。また、画像
データを受信する場合には、相手端末から送信される画
像データは、通信回線1を経て通信回線インタフェース
2に入力され、A/D変換等の処理がなされ、ディジタ
ルの画像符号化データに変換され、一旦、送受信バッフ
ァ3に蓄えられる。画像符号データは画像処理部4にて
復号処理がなされ、圧縮によって発生する雑音成分を低
減するため、雑音低減回路5にてフィルタ係数制御回路
12に設定された閾値でフィルタリング処理を行い、受
信メモリ6に蓄えられ、映像出力部7にてD/A変換,
レベル調整等の処理後、モニタに出力され表示される。
これら一連の動作は、システム制御部13により制御さ
れる。
【0018】図2は、この装置による画像送信時の雑音
低減処理及び送信画像確認手順を示すフローチャートで
あり、これを基に画像送信動作をより詳しく説明する。
操作部14により画像取り込み指示がなされると、処理
の実行が始まる(ステップ201)。まず、送信画像を取
り込み(ステップ202)、画像処理部4にて画像圧縮符
号化処理がなされ(ステップ203)、圧縮された符号デ
ータは送受信バッファ3に蓄えられる(ステップ20
4)。圧縮−伸長された画像データを確認表示を行うた
め、符号データは画像処理部4にて画像復号化処理がな
され(ステップ205)、雑音低減回路にて雑音低減処理
がなされ(ステップ206)、受信メモリ6に出力される
ことによって再生画像が表示される(ステップ207)。
ここで、相手端末にて復号される画像が表示されること
になり、操作者によって画像の可否が判断され(ステッ
プ208)、不可の場合には、雑音低減係数を変更し(ス
テップ209)、再度復号処理を行い(ステップ205)、可
の場合には、その時の同じ画像が相手端末にて表示され
る様、雑音低減係数を送信し(ステップ210)、続いて
符号画像データを送信する(ステップ211)。
【0019】図3は、この装置によって送信側端末30
0から受信側端末301に対する画像送信時のプロトコ
ルを示す状態遷移図である。まず、送信側300から画
像データ送信識別信号302を送信し、受信側301に
画像送信する旨を通知する。続けて、雑音低減回路5の
設定係数データを含む送信要求コマンド303を送信
し、対する受信側301では送信を許可するべく送信応
答コマンド304を送信する。許可受信後、送信側30
0から画像データ(305〜310)を順次送信し、最
終データ(310)送信後、送信完了コマンド(31
1)により送信が終了した旨を通知し、受信側301か
らの受信完了コマンドをもって画像送受信シーケンスを
終了する。
【0020】図4は、着目中心画素の周囲の画素データ
を考慮した変換式による平滑化フィルタを用いた本発明
の画像伝送装置の実施例における雑音低減処理を説明す
るための、雑音低減回路5及びフィルタ係数制御回路1
2に関する構成を示すブロック図である。実際に雑音低
減処理を行う場合、式(1)(前出の(1)式と同じ)
の変換式によって、復号後の全画素について処理が施さ
れることになる。
【0021】
【数2】
【0022】ウィンドウサイズMについては、3〜5の
値、つまり隣り合う1〜2画素について処理を用いるの
が一般的であり、ここでは、M=3として説明するが、
Mの値も可変にし、確認後伝送することも可能である。
【0023】ここでは、図4(A)に示すように、M=
3,着目中心画素をD5とすると、影響範囲はD1〜D
9の画素の範囲となり、(1)式に従う画素D5のデー
タ値の変換は、図4(B)に示すような処理手段により
実施し得る。この手段による変換動作は次のようにな
る。画素D1〜D9 400の中、D5とD5を除くD
1〜D9各画素との差分値を差計算手段401により求
め、その結果とシステム制御部13の指令で、雑音低減
係数を設定レジスタ408により予め設定されている係
数εとをコンパレータ402により比較する。ここで、
コンパレータ402では、入力信号の値を比較し、x≦
εの時にL、x>εの時にはHを出力する様に構成され
ているので、その結果と差計算手段401により出力さ
れた差分データをAND回路403においてAND合成
するが、コンパレータ402出力結果により、x≦εの
時のみAND回路403を通過し、x>εの時には出力
はNULとなる。以上を、D1〜D9各画素について行
い、加算手段404にてx≦εのデータのみが加算さ
れ、さらに除算手段405において1/8に除算され、
結果を差計算手段406によりD5から減算することに
よって、雑音低減処理後の画素データ407が出力され
る。これら一連の処理を復号された全画素について行う
ことによって、圧縮によって発生する雑音成分を除去す
ることが可能になる。
【0024】さらに、上述の平滑化フィルタを用いた雑
音低減処理動作を図5により説明する。図5は、復号画
像データの画素構成図であり、これに雑音低減処理を施
す訳であるが、式(1)に示すように、着目画素に対し
てM×Mのウィンドウブロックにより処理を行うため、
外周画素[M/2]ラインについては、参照画素が存在
しないので、式(1)は適用できず、処理が行われない
ことになる。つまり、図5に示すI(水平)×J(垂
直)の画像については、M=3とすると、最外周1ライ
ンを除くAのエリアについてのみ処理が施される。そこ
で、その外周部分B〜KのエリアについてAのエリアと
は異なる変換式を適用させる。
【0025】図6は、各エリアにおけるウィンドウ範囲
を示す図面であるが、画素位置A〜Kに応じ、各々図の
ような範囲で雑音低減処理を行うよう制御するため、画
素位置を検出判定し、画素位置A〜Kに対応した各ウィ
ンドウ範囲を設定する以下の変換式を適用し、復号画像
全画素について雑音低減処理を行う様に構成する。
【0026】
【数3】
【0027】Bのエリアにおいては式(2)の変換式
を、Cのエリアにおいては式(3)の変換式を、Dのエ
リアにおいては(4)の変換式を、Eのエリアにおいて
は式(5)の変換式を、Fのエリアにおいては式(6)
の変換式を、Gのエリアにおいては式(7)の変換式
を、Hのエリアにおいては式(8)の変換式を、Kのエ
リアにおいては式(9)の変換式を適用することにな
る。
【0028】前述した実施例は、画像の外周部に異なる
変換式による平滑化フィルタを適用したが、次の実施例
は、外周を含む全画像に同一の変換式を適用し得るよう
にした発明の実施例で、図7によってその雑音低減処理
について説明する。
【0029】ここでは、実際に入力映像として取り込ま
れたI×Jの画素データのさらに外周部に[M/2]ラ
イン分のメモリを有することによって、復号画像全画素
について式(1)を適用することが可能になる。図7
は、復号画像データの画素構成図であり、原画素I×J
+縦横それぞれ[M/2]+[M/2]ラインのメモリ
を想定し、原画素の外周部分の値を複写する。ここで、
原画素のコーナー部分B,D,G,Kについては、縦横
斜めすべてに同一のデータ値を複写する。このようにす
ると、復号画像データ全画素について、式(1)を適用
した雑音低減処理を行うことが可能となる。
【0030】
【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、以下のような効果がある。 (1)画像データを送信する場合、送信側の操作者が送
信する前に、復号化された後に、平滑化フィルタにより
雑音低減化処理された画像を見ることにより、相手端末
にて復号される画像を予め確認することができる。こう
することにより、送信側操作者の意図にあった画像を送
信することができるようになる効果がある。そして、か
かる雑音低減化の条件で相手端末において画像を再生す
ることで、送信画像が細かい模様等を含んだデータであ
っても、相手端末にて適切な画像が得られて表示時に模
様が消えてしまうことがなくなり、また、圧縮率が高
く、雑音成分が多く発生してしまう画像データであって
も、相手端末において表示時に雑音が多く、見苦しくな
ることがない。 (2)また、上記(1)に加えて、着目中心画素の周囲
の画素データを考慮する変換式により、その雑音低減係
数の制御される平滑化フィルタにより、雑音の少ない良
好な画像が得られ、実用上より高い性能の装置が提供で
きる。 (3)前述(2)と同様に、変換式によると、変換式に
よって決まるウィンドウサイズ範囲に画素が存在しなく
て式の適合が不可能な外周部画素について、存在しない
画素を除く様に適用させた通常部と異なるウィンドウの
変換式を用い、処理を行うことにより、画面全体に雑音
低減処理が施され、雑音の少ない、より見やすい画像が
表示されるという効果がある。 (4)実際に入力映像として取り込まれた表示画素デー
タの外周部に、さらに+αのメモリを有するメモリ手段
を用意することにより、通常部と同一のウィンドウの変
換式を用い、処理を行うことができ、画面全体に雑音低
減処理が施され、雑音の少ない、より見やすい画像が表
示されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明装置による画像送信時の雑音低減処理及
び送信画像確認手順を示すフローチャートである。
【図3】画像送信時のプロトコルを示す状態遷移図であ
る。
【図4】本発明の実施例における雑音低減回路に関する
構成のブロック図である。
【図5】本発明における復号画像データの画素構成図で
ある。
【図6】本発明における復号画像データの画素構成図
で、ウィンドウ範囲を示す。
【図7】本発明の実施例において、メモリに記憶される
画素構成図である。
【図8】従来例の構成を示すブロック図である。
【図9】従来例において、復号画像データの雑音低減処
理範囲を示す図である。
【符号の説明】
1…通信回線、2…通信回線インタフェース部、3…送
受信バッファ、4…画像処理部、5…雑音低減回路、6
…受信メモリ、7…映像出力部、8…モニタ、9…カメ
ラ、10…映像入力部、11…送信メモリ、12…フィ
ルタ係数制御回路、13…システム制御部、14…操作
部、15…音声処理部、16…送受話機、201〜21
2…画像送信動作のステップ、300…送信側、301
…受信側、302〜312…画像送信時のプロトコル、
400…画素D1〜D9、401…差計算手段、402
…コンパレータ、403…AND回路、404…加算手
段、405…除算手段、406…差計算手段、407…
出力、408…係数ε設定レジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号として取り込まれた画素データ
    をDCT符号化方式により圧縮符号化及び伸長復号化を
    行う画像処理手段と、該画像処理手段により伸長復合化
    された画像データを、平滑化フィルタを用いて雑音低減
    処理を行う雑音低減手段とを有し、前記画像処理手段に
    より圧縮符号化された画像データを通信回線を介して送
    受信伝送する画像伝送装置において、前記平滑化フィル
    タの係数値を可変する雑音低減係数制御手段と、前記雑
    音低減手段により雑音低減処理を行って得た再生画像を
    表示する表示手段と、前記平滑化フィルタの係数値を伝
    送する手段とを備えることによって、送信側において雑
    音低減処理された送信画像を予め確認し、選択された平
    滑化フィルタの係数値を受信側の雑音低域係数制御手段
    の制御量として用いるために伝送することを特徴とする
    画像伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記雑音低減手段として、着目中心画素
    の周囲の画素データを考慮した変換式によって強度の決
    まる平滑化フィルタを適用することを特徴とする請求項
    1記載の画像伝送装置。
  3. 【請求項3】 前記平滑化フィルタとして、着目中心画
    素の周囲に画素が存在しない場合、その存在しない画素
    を除く様に適応させて通常部分と異なる変換式によるフ
    ィルタを適用することを特徴とする請求項2記載の画像
    伝送装置。
  4. 【請求項4】 取り込まれた前記画像データ又は復号画
    像データを蓄えるメモリは、縦,横方向ともに画素+α
    のメモリ手段を有し、画素以外のメモリ値は、画素の最
    外周部分と同一のデータを設定することによって、画素
    すべてに同一の平滑化フィルタを適用して雑音低減処理
    を行うことを特徴とする請求項2記載の画像伝送装置。
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