JP4085647B2 - Block noise removal method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データをブロックに分割した後、直交変換、量子化、可変長符号化を行う非可逆圧縮符号化方式によって得られた第一の符号化データから別の第二の符号化データに変換する画像処理装置、および、第一の符号化データの符号化時に生じたノイズを第二の符号化データの復号化時に低減する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像データの圧縮符号化技術は著しく進歩してきており、記憶媒体の効率的な使用や、ネットワークを介した画像データ送受信の高速化などの目的で広く用いられている。通常、画像データを高圧縮する必要がある場合には、非可逆圧縮符号化方式が用いられるが、これらの多くは図1に示す符号化処理が用いられる。
【0003】
図1は多くの非可逆圧縮符号化方式における符号化処理のブロック図である。
【0004】
まず、符号化直交変換部11では、画像データに対して、M×N画素単位で分割されたブロック毎に直交変換を行って、直交変換係数を算出する。直交変換としては2次元フーリエ変換、Karhunen−Loeve変換、離散コサイン変換(DCT)等、様々な変換が利用できるが、JPEG(Joint Photographic Experts Group)等で広く用いられている8×8画素単位のDCTの場合、変換後の直交変換係数(DCT係数)をDCT[v][u]、変換前の画像データをF[y][x]とすると、変換式は(数1)のように表される。なお、(x,y)は変換前の画像データにおける各ブロック内での座標値、(u,v)はDCT係数における周波数成分の次数を表すものとする。
【0005】
DCT[v][u]=1/4×Cu・Cv・ΣΣF[y][x]・cos{(2x+1)uπ/16}・cos{(2y+1)vπ/16}
Cu,Cv=1/√2(u,v=0),1(otherwise)・・・(数1)
次に、量子化部12では、符号化直交変換部11において算出された直交変換係数の量子化を行う。一般に、各ブロックで算出されるM×Nサイズの直交変換係数に対して、M×Nサイズの量子化テーブルを用いて量子化が行われる。参考として、JPEGにおける8×8サイズの量子化テーブルの一例を図6に示す。一般に、量子化テーブルの設定値が圧縮レベルを決定する最大の要因となるため、量子化テーブル設定部13において、所望の圧縮レベルに応じた量子化テーブルが設定される。ここで、量子化後の直交変換係数をQDCT[v][u]、量子化テーブルの値をQtable[v][u]とすると、量子化は(数2)のように表される。ただし、INT{a}は値aを超えない最大の整数値を表すものとする。
【0006】
QDCT[v][u]=INT{DCT[v][u]/Qtable[v][u]+0.5}・・・(数2)
最後に、可変長符号化部14では、量子化部12において量子化された直交変換係数が可変長符号化されて、符号化データが生成される。可変長符号化としては、ハフマン符号化や算術符号化などが用いられる。
【0007】
以上が、画像データから符号化データを得るまでの符号化処理の概要である。逆に、符号化データから画像データへの復号化処理については、図2に示すように、基本的に符号化処理を逆順に行うことによって実現できる。
【0008】
図2は多くの非可逆圧縮符号化方式における復号化処理のブロック図である。
【0009】
まず、可変長復号化部21では、符号化データに対して可変長復号化を行う。
【0010】
次に、量子化テーブル抽出部22では、符号化時に用いた量子化テーブルの情報を符号化データから抽出する。
【0011】
次に、逆量子化部23では、量子化テーブル抽出部22で抽出された量子化テーブルの情報を用いて、可変長復号化部21で復号化された直交変換係数の逆量子化を行う。ここで、逆量子化された直交変換係数をRDCT[v][u]とすると、逆量子化は(数3)のように表される。
【0012】
RDCT[v][u]=QDCT[v][u]×Qtable[v][u]・・・(数3)
最後に、復号化逆直交変換部24において、逆量子化部23において逆量子化された直行変換係数が逆直交変換されて、画像データに復号化される。8×8画素単位のDCTの場合、復号化される画像データをG[v][u]とすると、変換式は(数4)のように表される。
【0013】
G[y][x]=1/4・ΣΣCu・Cv・RDCT[v][u]・cos{(2x+1)uπ/16}・cos{(2y+1)vπ/16}
Cu,Cv=1/√2(u,v=0),1(otherwise)・・・(数4)
以上が、多くの非可逆圧縮符号化方式で用いられている符号化処理、復号化処理の概要であるが、この処理過程の中で、直交変換係数の量子化が行われるため、信号の劣化が生じる。この信号の劣化は復号化された画像データにおける画質劣化として現れ、原画像には存在しなかったノイズが発生する。ここで生じるノイズのうち、特に視覚的に悪影響を及ぼすノイズとして、ブロック歪およびモスキートノイズがある。ブロック歪とは、M×N画素単位のブロック単位で符号化処理が行われることに起因するノイズであり、復号化された画像データのブロック境界において画素値が階段状になる現象のことを言う。また、モスキートノイズとは、量子化により高周波成分が欠落したことに起因するノイズであり、原画像に存在していた強いエッジが正確に再現されず、エッジ周辺に蚊が飛んでいるように見えるノイズのことを言う。
【0014】
これらのノイズを除去し、復号化された画像データの画質改善を図る処理は、一般に、画像復元処理と呼ばれるが、この有力な従来手法に凸射影法(A.Zakhor,"Iterative procedures for reduction of blocking effects in transform image coding,"IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.,vol.2,pp.91−95,Mar.1992)がある。以下では、この凸射影法の概要について説明する。
【0015】
一般に、画像中のノイズを低減するには平滑化処理が有効であるが、単純なフィルタ処理によって画像全体を平滑化すると、ノイズが低減される代わりに、原画像に存在していた本来のエッジが大きくボケるという課題があった。これに対し、凸射影法では、平滑化処理と制約条件に基づく射影処理を繰り返し交互に行うことによりエッジのボケを最小限に抑える改良がなされている。ここで、制約条件に基づく射影処理とは、画像復元処理後の直交変換係数が、原画像と同一量子化ステップ内の値となるように平滑化処理の影響を制限する処理のことを言う。これは、非可逆圧縮符号化方式の符号化処理において、直交変換係数が量子化されて原画像の直交変換係数とは異なる値に変化するが、その誤差は、高々、量子化ステップの範囲内であり、原画像の直交変換係数は、少なくとも、復号化された画像データの直交変換係数と同一量子化ステップ内、すなわち、(数5)で表される下限値dDCT[v][u]以上、且つ、上限値pDCT[v][u]未満であることが保証されるという性質を利用している。
【0016】
dDCT[v][u]=RDCT[v][u]−0.5×Qtable[v][u]
pDCT[v][u]=RDCT[v][u]+0.5×Qtable[v][u]・・・(数5)
すなわち、平滑化処理後の直交変換係数が、この範囲外に変化していた場合は、原画像からの変化が非常に大きく、過度のボケが発生していると判断できる。ここで、平滑化処理後の直交変換係数が下限値dDCT[v][u]未満であれば下限値dDCT[v][u]への射影処理を行い、一方、上限値pDCT[v][u]以上であれば上限値pDCT[v][u]への射影処理を行う。これにより、過度のボケを防ぎながらノイズを低減することができる。
【0017】
凸射影法を適用する場合の具体的な処理の流れを図3に示す。図3は凸射影法による画像復元処理のブロック図である。ただし、図3における可変長復号化部21’、量子化テーブル抽出部22’、逆量子化部23’、復号化逆直交変換部24’の処理は、それぞれ図2における可変長復号化部21、量子化テーブル抽出部22、逆量子化部23、復号化逆直交変換部24の処理と同一であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【0018】
まず、制約条件設定部31では、量子化テーブル抽出部22’で得られた量子化テーブルの情報と、逆量子化部23’で得られた逆量子化後の直交変換係数から、原画像の直交変換係数と同一量子化ステップ範囲となる下限値dDCT[v][u]、および、上限値pDCT[v][u]を算出する。
【0019】
次に、平滑化処理部32では、復号化逆直交変換部24’で復号化された画像データをフィルタ処理によって平滑化する。
【0020】
直交変換部33では、符号化直交変換部11と同一の直交変換を行って、平滑化処理部32において平滑化された画像データから直交変換係数を算出する。
【0021】
射影処理部34では、直交変換部33において算出された直交変換係数に対して、制約条件設定部31で算出した直交変換係数の下限値dDCT[v][u]、および、上限値pDCT[v][u]に基づいて射影処理を行う。
【0022】
逆直交変換部35では、復号化逆直交変換部24と同一の逆直交変換を行って、射影処理された直交変換係数から新しい画像データに復号化する。
【0023】
なお、終了判定部36では、画像復元処理を終了するか、さらに継続するかを判定する。画像復元処理を継続する場合には、平滑化処理部32から逆直交変換部35の処理を再度繰り返す。この処理を繰り返し行うことにより、復号化された画像データのノイズはより低減されるが、本来のエッジのボケも徐々に大きくなる。このため、終了判定条件の設定方法としては、あらかじめ設定された所定回数だけ画像復元処理を繰り返した時点で終了するように設定する方法や、また、画質に関して何らかの評価値を算出し、この評価値が特定の条件を満たした時点で終了するように設定する方法などがあげられる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像復元処理を適用することにより、非可逆圧縮符号化方式で生じたブロック歪やモスキートノイズを低減し、画質を改善することができる。しかし、凸射影法のような画像復元処理では、非可逆圧縮符号化方式の符号化時に使用した量子化テーブル等の情報が必要となる。このため、一旦、非可逆圧縮符号化方式の符号化データが復号化された後、別の符号化データに変換された場合には、非可逆圧縮方式の符号化時に用いた量子化テーブル等の情報が失われるため、凸射影法のような画像復元処理が適用できなくなるという課題があった。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、非可逆圧縮符号化方式の符号化データ(以下、符号化データA)から別の符号化データ(以下、符号化データB)に変換する画像処理方法において、符号化データAの符号化時に用いた量子化テーブル等の符号化情報を、符号化データAの復号化時に抽出する符号化情報抽出ステップ、この符号化情報抽出ステップで抽出された符号化情報を符号化データBとともに格納するステップ、および、この符号化情報を用いて画像復元処理を行う画像復元ステップを具備することにより、符号化データAの符号化時に生じたノイズを低減することが可能なブロックノイズ除去方法を提供する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図4非可逆圧縮符号化方式の符号化データに関する符号化情報を保持したまま別の符号化データへ変換する処理のブロック図を示している。
【0029】
まず、符号化方式判定部101では、符号化データAに用いられている符号化方式の種類を判定する。
【0030】
次に、符号化情報抽出部102では、符号化データAの符号化時に用いられた量子化テーブル等の符号化情報を抽出する。ここで抽出された符号化情報は、後述の処理によって符号化データBにおいて保持されることになるが、保持しておくべき符号化情報の種類は、符号化データAに用いられていた符号化方式の種類に応じて異なる。このため、符号化情報抽出部102において抽出する符号化情報の種類は、符号化方式判定部101で判定された符号化データAの符号化方式の種類に応じて決定されるようにする。
【0031】
次に、復号化部103では、符号化データAから画像データへの復号化処理を行う。この復号化部103で行う復号化処理は、図2における可変長復号化部21、逆量子化部23、および、復号化逆直交変換部24の処理と同様である。
【0032】
最後に、符号化部104では、復号化部103で復号化された画像データを、別の符号化データBに変換する。このとき、符号化データBには、符号化情報抽出部102で抽出された符号化データAに関する符号化情報も一緒に格納する。ここで、符号化データBにおける符号化情報の格納方法としては、例えば、PNG(Portable Network Graphics)やTIFF(Tag Image File Format)などのように、画像の符号化データとともに任意のテキスト文字列を格納できる仕様が定められている場合には、この仕様を利用して符号化情報を格納することができる。また、このようにテキスト文字列を格納できない仕様の場合には、特定の名称の別ファイルを用いる方法等により、符号化情報を格納することができる。
【0033】
以上の処理が、非可逆圧縮符号化方式の符号化データAに関する符号化情報を保持したまま、別の符号化データBに変換する処理の実施の一形態である。
【0034】
次に、符号化データBの復号化時に、符号化データAに関する符号化情報を抽出して画像復元処理を適用する処理の流れを図5に示し、詳細な説明を行う。
【0035】
図5は符号化データから以前の符号化データに関する符号化情報を抽出して凸射影法による画像復元処理を適用する処理のブロック図である。
【0036】
まず、第二復号化部201では、符号化データBから画像データへの復号化処理を行う。
【0037】
次に、前符号化情報抽出部202では、符号化データAに関する符号化情報を符号化データBから抽出する。
【0038】
第二直交変換部203では、第二復号化部201で復号化された画像データに対して直交変換を行い、直交変換係数を算出する。
【0039】
次に、制約条件設定部31’では、第二直交変換部203で算出された直交変換係数、および、前符号化情報抽出部202で抽出された符号化データAに関する符号化情報から、射影処理部34’で直交変換係数を射影する範囲の下限値dDCT[v][u]および上限値pDCT[v][u]を算出する。
【0040】
以下、第二復号化部201において復号化された画像データに対して凸射影法による画像復元を行う処理は、前述した図3における通常の凸射影法の処理と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【0041】
以上の処理により、一旦、別の符号化データに変換された後にも、以前の非可逆圧縮符号化方式の符号化時に用いた量子化テーブルなどの符号化情報を用いて画像復元処理を行うことが可能となる。
【0042】
なお、符号化データAに関する符号化情報として、直交変換を行った色空間の情報を符号化データBに格納することも可能である。カラー画像を符号化して生成された符号化データを復号化する場合には、直交変換された時の色空間の情報が必要となる。このため、符号化データAの符号化処理に関して、直交変換された時点の色空間の情報を符号化データBにおいて保持しておくことにより、任意の色空間で直交変換されたカラー画像の符号化データAに対しても、符号化データBの復号化時に画像復元処理を適用することが可能となる。
【0043】
また、符号化データAに関する符号化情報として、情報の間引きを示すサブサンプリングの情報を符号化データBに格納することも可能である。一般に、輝度成分に対して色差成分のデータを間引いて符号化することが多い。このため、符号化データAの符号化処理に関して、直交変換された時点のサブサンプリングの情報を保持しておくことにより、任意にサブサンプリングして符号化された符号化データAに対しても、符号化データBの復号化時に画像復元処理を適用することが可能となる。
【0044】
なお、符号化データAを復号化した時点で、画像データを不図示の表示装置で閲覧できるようにし、不図示の入力装置から符号化データBへの符号化処理が支持された場合のみ、それ以降の処理を行うような形で実現することもできる。
【0045】
なお、符号化データAから符号化データBに変換された後、さらに、符号化データBから別の符号化データ(以下、符号化データC)へ変換する場合には、符号化データBに格納されている符号化データAに関する符号化情報についても、符号化データBに関する符号化情報とともに符号化データCに格納できるようにすることによって、以前に符号化された符号化情報の履歴を保持することが可能となる。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明で提案した画像処理装置および画像処理方法を適用することにより、非可逆圧縮符号化方式による第一の符号化データから別の第二の符号化データに変換された場合にも、第一の符号化データに関する符号化情報を用いて画像復元処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多くの非可逆圧縮符号化方式における符号化処理のブロック図
【図2】多くの非可逆圧縮符号化方式における復号化処理のブロック図
【図3】凸射影法による画像復元処理のブロック図
【図4】非可逆圧縮符号化方式の符号化データに関する符号化情報を保持したまま別の符号化データへ変換する処理のブロック図
【図5】符号化データから以前の符号化データに関する符号化情報を抽出して凸射影法による画像復元処理を適用する処理のブロック図
【図6】量子化テーブルの一例
【符号の説明】
101 符号化方式判定部
102 符号化情報抽出部
103 復号化部
104 符号化部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention divides image data into blocks, and then separates the second encoded data from the first encoded data obtained by the lossy compression encoding method that performs orthogonal transform, quantization, and variable length encoding. The present invention relates to an image processing apparatus for converting to a first encoded data, and an image processing apparatus and an image processing method for reducing noise generated during encoding of first encoded data when decoding second encoded data.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, image data compression / encoding technology has been remarkably advanced and widely used for the purpose of efficient use of storage media and speeding up of image data transmission / reception via a network. Usually, when it is necessary to highly compress image data, a lossy compression encoding method is used, but most of these use the encoding process shown in FIG.
[0003]
FIG. 1 is a block diagram of encoding processing in many lossy compression encoding systems.
[0004]
First, the encoding orthogonal transform unit 11 performs orthogonal transform on the image data for each block divided in units of M × N pixels to calculate orthogonal transform coefficients. As the orthogonal transformation, various transformations such as two-dimensional Fourier transformation, Karhunen-Loeve transformation, and discrete cosine transformation (DCT) can be used, but an 8 × 8 pixel unit widely used in JPEG (Joint Photographic Experts Group) and the like. In the case of DCT, if the orthogonal transform coefficient (DCT coefficient) after conversion is DCT [v] [u] and the image data before conversion is F [y] [x], the conversion formula is expressed as (Equation 1). Is done. Note that (x, y) represents the coordinate value in each block in the image data before conversion, and (u, v) represents the order of the frequency component in the DCT coefficient.
[0005]
DCT [v] [u] = 1/4 × Cu · Cv · ΣΣF [y] [x] · cos {(2x + 1) uπ / 16} · cos {(2y + 1) vπ / 16}
Cu, Cv = 1 / √2 (u, v = 0), 1 (otherwise) (Equation 1)
Next, the quantization unit 12 quantizes the orthogonal transform coefficient calculated in the encoding orthogonal transform unit 11. In general, the M × N size orthogonal transform coefficient calculated in each block is quantized using an M × N size quantization table. For reference, an example of an 8 × 8 size quantization table in JPEG is shown in FIG. Generally, since the set value of the quantization table is the largest factor for determining the compression level, the quantization table setting unit 13 sets a quantization table corresponding to a desired compression level. Here, if the orthogonal transform coefficient after quantization is QDCT [v] [u] and the value of the quantization table is Qtable [v] [u], the quantization is expressed as (Equation 2). Here, INT {a} represents the maximum integer value that does not exceed the value a.
[0006]
QDCT [v] [u] = INT {DCT [v] [u] / Qtable [v] [u] +0.5} (Expression 2)
Finally, the variable length encoding unit 14 performs variable length encoding on the orthogonal transform coefficient quantized by the quantization unit 12 to generate encoded data. As the variable length coding, Huffman coding, arithmetic coding, or the like is used.
[0007]
The above is the outline of the encoding process until the encoded data is obtained from the image data. On the contrary, the decoding process from the encoded data to the image data can be realized by basically performing the encoding process in the reverse order as shown in FIG.
[0008]
FIG. 2 is a block diagram of decoding processing in many irreversible compression encoding systems.
[0009]
First, the variable length decoding unit 21 performs variable length decoding on the encoded data.
[0010]
Next, the quantization table extraction unit 22 extracts information on the quantization table used at the time of encoding from the encoded data.
[0011]
Next, the inverse quantization unit 23 performs inverse quantization of the orthogonal transform coefficient decoded by the variable length decoding unit 21 using the information of the quantization table extracted by the quantization table extraction unit 22. Here, assuming that the inversely quantized orthogonal transform coefficient is RDCT [v] [u], the inverse quantization is expressed as (Equation 3).
[0012]
RDCT [v] [u] = QDCT [v] [u] × Qtable [v] [u] (Equation 3)
Finally, in the decoding inverse orthogonal transform unit 24, the orthogonal transform coefficient inversely quantized in the inverse quantization unit 23 is subjected to inverse orthogonal transform and decoded into image data. In the case of DCT in units of 8 × 8 pixels, if the image data to be decoded is G [v] [u], the conversion formula is expressed as (Equation 4).
[0013]
G [y] [x] = 1/4 · ΣΣCu · Cv · RDCT [v] [u] · cos {(2x + 1) uπ / 16} · cos {(2y + 1) vπ / 16}
Cu, Cv = 1 / √2 (u, v = 0), 1 (otherwise) (Equation 4)
The above is an overview of the encoding process and decoding process used in many lossy compression encoding systems. During this process, orthogonal transform coefficients are quantized, so signal degradation Occurs. This signal degradation appears as image quality degradation in the decoded image data, and noise that did not exist in the original image occurs. Among the noises generated here, there are block distortion and mosquito noise as noises that have a particularly bad visual effect. Block distortion is noise caused by encoding processing performed in units of M × N pixel units, and refers to a phenomenon in which pixel values become stepped at block boundaries of decoded image data. . Mosquito noise is noise caused by the loss of high-frequency components due to quantization, and the strong edges that existed in the original image are not accurately reproduced, and mosquitoes appear to fly around the edges. Say noise.
[0014]
The process of removing these noises and improving the image quality of the decoded image data is generally called an image restoration process, and this prominent conventional method is applied to the convex projection method (A. Zakhor, “Iterative procedures for reduction of reproduction”). Blocking effects in transform image coding, "IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 2, pp. 91-95, Mar. 1992). Below, the outline | summary of this convex projection method is demonstrated.
[0015]
In general, smoothing is effective in reducing noise in the image, but if the entire image is smoothed by simple filter processing, the original edges that existed in the original image were used instead of reducing noise. There was a problem that was greatly blurred. In contrast, the convex projection method has been improved to minimize edge blurring by repeatedly performing smoothing processing and projection processing based on constraint conditions alternately. Here, the projecting process based on the constraint condition refers to a process of limiting the influence of the smoothing process so that the orthogonal transform coefficient after the image restoration process becomes a value within the same quantization step as that of the original image. This is because the orthogonal transform coefficient is quantized and changed to a value different from the orthogonal transform coefficient of the original image in the encoding process of the lossy compression coding method, but the error is at most within the range of the quantization step. The orthogonal transform coefficient of the original image is at least within the same quantization step as the orthogonal transform coefficient of the decoded image data, that is, not less than the lower limit value dDCT [v] [u] represented by (Equation 5) And the property that it is guaranteed that it is less than the upper limit value pDCT [v] [u].
[0016]
dDCT [v] [u] = RDCT [v] [u] −0.5 × Qtable [v] [u]
pDCT [v] [u] = RDCT [v] [u] + 0.5 × Qtable [v] [u] (Equation 5)
That is, when the orthogonal transform coefficient after the smoothing process changes outside this range, it can be determined that the original image has a very large change and excessive blurring has occurred. Here, if the orthogonal transform coefficient after the smoothing process is less than the lower limit value dDCT [v] [u], a projection process to the lower limit value dDCT [v] [u] is performed, while the upper limit value pDCT [v] [u] If u] or more, the projection processing to the upper limit value pDCT [v] [u] is performed. Thereby, noise can be reduced while preventing excessive blurring.
[0017]
FIG. 3 shows a specific processing flow when the convex projection method is applied. FIG. 3 is a block diagram of image restoration processing by the convex projection method. However, the processes of the variable length decoding unit 21 ′, the quantization table extraction unit 22 ′, the inverse quantization unit 23 ′, and the decoding inverse orthogonal transform unit 24 ′ in FIG. 3 are respectively performed by the variable length decoding unit 21 in FIG. Since the processing is the same as that of the quantization table extraction unit 22, the inverse quantization unit 23, and the decoding inverse orthogonal transform unit 24, detailed description thereof is omitted here.
[0018]
First, the constraint condition setting unit 31 uses the information of the quantization table obtained by the quantization table extraction unit 22 ′ and the orthogonal transform coefficient after inverse quantization obtained by the inverse quantization unit 23 ′ to calculate the original image. A lower limit value dDCT [v] [u] and an upper limit value pDCT [v] [u] that are in the same quantization step range as the orthogonal transform coefficient are calculated.
[0019]
Next, the smoothing processing unit 32 smoothes the image data decoded by the decoding inverse orthogonal transform unit 24 ′ by a filter process.
[0020]
The orthogonal transform unit 33 performs the same orthogonal transform as the encoded orthogonal transform unit 11 and calculates orthogonal transform coefficients from the image data smoothed by the smoothing processing unit 32.
[0021]
In the projection processing unit 34, the lower limit value dDCT [v] [u] of the orthogonal transform coefficient calculated by the constraint condition setting unit 31 and the upper limit value pDCT [v] for the orthogonal transform coefficient calculated by the orthogonal transform unit 33. ] Projection processing is performed based on [u].
[0022]
The inverse orthogonal transform unit 35 performs the same inverse orthogonal transform as that of the decoding inverse orthogonal transform unit 24, and decodes the orthogonal transform coefficients subjected to the projection processing into new image data.
[0023]
The end determination unit 36 determines whether to end or further continue the image restoration process. When continuing the image restoration processing, the processing from the smoothing processing unit 32 to the inverse orthogonal transform unit 35 is repeated again. By repeating this process, the noise of the decoded image data is further reduced, but the blur of the original edge gradually increases. For this reason, as an end determination condition setting method, a method for setting to end when the image restoration process is repeated a predetermined number of times set in advance, or an evaluation value for image quality is calculated, and this evaluation value is calculated. For example, a method for setting so that it ends when a specific condition is satisfied.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
By applying such an image restoration process, it is possible to reduce block distortion and mosquito noise caused by the lossy compression encoding method and improve image quality. However, image restoration processing such as the convex projection method requires information such as a quantization table used at the time of encoding with the lossy compression encoding method. For this reason, once encoded data of the lossy compression encoding method is decoded and then converted to another encoded data, the quantization table used at the time of encoding of the lossy compression method is used. Since information is lost, there is a problem that image restoration processing such as a convex projection method cannot be applied.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, image processing for converting encoded data of an irreversible compression encoding method (hereinafter referred to as encoded data A) into another encoded data (hereinafter referred to as encoded data B). In the method , an encoding information extraction step for extracting encoding information such as a quantization table used for encoding the encoded data A at the time of decoding the encoded data A, and a code extracted in the encoding information extraction step Reducing noise generated during encoding of the encoded data A by including a step of storing the encoded information together with the encoded data B and an image recovery step of performing an image recovery process using the encoded information Provided is a block noise removal method capable of
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 is a block diagram showing a process of converting into another encoded data while retaining the encoding information related to the encoded data of the lossy compression encoding system.
[0029]
First, the encoding scheme determination unit 101 determines the type of encoding scheme used for the encoded data A.
[0030]
Next, the encoding information extraction unit 102 extracts encoding information such as a quantization table used when encoding the encoded data A. The encoded information extracted here is held in the encoded data B by the processing described later. The type of encoded information to be stored is the encoding used for the encoded data A. It depends on the type of method. For this reason, the type of encoding information extracted by the encoding information extraction unit 102 is determined according to the type of encoding method of the encoded data A determined by the encoding method determination unit 101.
[0031]
Next, the decoding unit 103 performs a decoding process from the encoded data A to the image data. The decoding process performed by the decoding unit 103 is the same as the processes of the variable length decoding unit 21, the inverse quantization unit 23, and the decoding inverse orthogonal transform unit 24 in FIG.
[0032]
Finally, the encoding unit 104 converts the image data decoded by the decoding unit 103 into another encoded data B. At this time, the encoded data B also stores encoded information related to the encoded data A extracted by the encoded information extraction unit 102. Here, as a method for storing the encoded information in the encoded data B, for example, an arbitrary text character string together with encoded image data such as PNG (Portable Network Graphics) and TIFF (Tag Image File Format) is used. When a specification that can be stored is determined, encoded information can be stored using this specification. In addition, in the case of a specification in which a text character string cannot be stored as described above, encoded information can be stored by a method using another file with a specific name.
[0033]
The above process is an embodiment of the process of converting to another encoded data B while retaining the encoded information related to the encoded data A of the lossy compression encoding system.
[0034]
Next, when decoding encoded data B, the flow of a process of extracting the encoding information related to the encoded data A and applying the image restoration process is shown in FIG. 5 and will be described in detail.
[0035]
FIG. 5 is a block diagram of a process for extracting the encoded information related to the previous encoded data from the encoded data and applying the image restoration process by the convex projection method.
[0036]
First, the second decoding unit 201 performs a decoding process from the encoded data B to the image data.
[0037]
Next, the pre-encoding information extraction unit 202 extracts encoding information regarding the encoded data A from the encoded data B.
[0038]
The second orthogonal transform unit 203 performs orthogonal transform on the image data decoded by the second decoding unit 201 and calculates orthogonal transform coefficients.
[0039]
Next, the constraint condition setting unit 31 ′ performs projection processing from the orthogonal transform coefficient calculated by the second orthogonal transform unit 203 and the encoded information related to the encoded data A extracted by the pre-encoded information extracting unit 202. The lower limit value dDCT [v] [u] and the upper limit value pDCT [v] [u] of the range in which the orthogonal transformation coefficient is projected by the unit 34 ′ are calculated.
[0040]
Hereinafter, the process of performing image restoration by the convex projection method on the image data decoded by the second decoding unit 201 is the same as the process of the normal convex projection method in FIG. 3 described above. Detailed description is omitted.
[0041]
The image restoration processing is performed by using the encoding information such as the quantization table used when encoding the previous lossy compression encoding method even after being converted into another encoded data by the above processing. Is possible.
[0042]
It should be noted that, as encoded information related to the encoded data A, color space information subjected to orthogonal transformation can be stored in the encoded data B. When decoding encoded data generated by encoding a color image, information on a color space when orthogonal transformation is performed is necessary. For this reason, regarding the encoding process of the encoded data A, the information of the color space at the time of orthogonal conversion is held in the encoded data B, thereby encoding the color image orthogonally converted in an arbitrary color space. Also for the data A, it is possible to apply the image restoration process when the encoded data B is decoded.
[0043]
In addition, as the encoded information related to the encoded data A, sub-sampling information indicating decimation of information can be stored in the encoded data B. In general, encoding is often performed by thinning out the data of the color difference component with respect to the luminance component. For this reason, with respect to the encoding process of the encoded data A, by holding the sub-sampling information at the time of the orthogonal transformation, the encoded data A which is arbitrarily sub-sampled and encoded can be It is possible to apply image restoration processing when decoding the encoded data B.
[0044]
Note that when the encoded data A is decoded, the image data can be viewed on a display device (not shown), and only when the encoding process from the input device (not shown) to the encoded data B is supported. It can also be realized in the form of performing the subsequent processing.
[0045]
In addition, after converting from the encoded data A to the encoded data B, when further converting from the encoded data B to another encoded data (hereinafter, encoded data C), it is stored in the encoded data B. The encoded information related to the encoded data A that has been encoded can be stored in the encoded data C together with the encoded information related to the encoded data B, so that the history of the encoded information previously encoded is maintained. It becomes possible.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, by applying the image processing apparatus and the image processing method proposed in the present invention, the first encoded data by the lossy compression encoding method is converted into another second encoded data. In addition, it is possible to perform image restoration processing using the encoding information related to the first encoded data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an encoding process in many irreversible compression encoding systems. FIG. 2 is a block diagram of a decoding process in many irreversible compression encoding systems. FIG. 3 is an image restoration process using a convex projection method. Block diagram [FIG. 4] A block diagram of a process of converting to another encoded data while retaining the encoding information related to the encoded data of the lossy compression encoding method. [FIG. 5] related to the previous encoded data from the encoded data. Block diagram of processing to extract encoding information and apply image restoration processing by convex projection method [FIG. 6] Example of quantization table [Description of reference symbols]
101 Coding method determination unit 102 Encoding information extraction unit 103 Decoding unit 104 Encoding unit

Claims (2)

画像データのブロックノイズ除去方法であって、
画像データをM×N画素単位のブロック毎に直交変換し、直交変換データを量子化テーブルを用いて量子化し可変長符号化を行う非可逆圧縮符号化方式を用いて符号化された符号化データAを入力するステップと、
前記符号化データAから、前記符号化に用いられた前記量子化テーブルを抽出しつつ、前記符号化データAを復号化して第一の画像データを取得する第一復号化ステップと、
前記第一の画像データを、PNGにより符号化するとともに前記抽出された量子化テーブルを格納し符号化データBを出力する第二符号化ステップと、
前記符号化データBを復号化して第二の画像データを取得する第二復号化ステップと、
前記符号化データBから前記格納された量子化テーブルを抽出する符号化情報抽出ステップと、
前記第二の画像データに対して直交変換を行い、直交変換係数を算出する直交変換ステップと、
前記符号化情報抽出ステップにおいて抽出された量子化テーブルと前記直交変換ステップにおいて算出された直交変換係数とを用いて凸射影法を適用することにより前記第二の画像データのブロック歪を除去する画像復元ステップと、
を含むブロックノイズ除去方法。
A block noise removal method for image data,
Encoded data that is encoded using an irreversible compression encoding method in which image data is orthogonally transformed for each block in units of M × N pixels, orthogonal transformation data is quantized using a quantization table, and variable length coding is performed. Entering A;
From the encoded data A, while extracting the quantization table used for the encoding, a first decoding step of obtaining the first image data by decoding the encoded data A,
A second encoding step of encoding the first image data by PNG and storing the extracted quantization table and outputting encoded data B;
A second decoding step of decoding the encoded data B to obtain second image data;
An encoded information extraction step of extracting the stored quantization table from the encoded data B;
An orthogonal transformation step of performing orthogonal transformation on the second image data and calculating an orthogonal transformation coefficient;
Removing block distortion of the second image data by applying a convex projection method using said encoding-information extracting orthogonal transform coefficient calculated in the extracted quantization table said orthogonal conversion step in step Image restoration step,
A method for removing block noise.
前記第二符号化ステップは、前記量子化テーブルを前記符号化データBのテキスト領域に格納する、請求項1記載のブロックノイズ除去方法。  The block noise removing method according to claim 1, wherein the second encoding step stores the quantization table in a text area of the encoded data B.
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