JP4494803B2 - 動き補償に基づいた改善されたノイズ予測方法及びその装置とそれを使用した動画符号化方法及びその装置 - Google Patents
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Description
このような、ノイズ予測方法の一例は特許文献1に開示されている。
図1は、一般的なノイズ予測装置を図示するブロック図である。
従来のノイズ予測装置は第1減算器112、フレームメモリ114、第1絶対値計算器116、第1低域フィルタ118、第2低域フィルタ120、第2減算器122、第2絶対値計算器124、第3減算器126、第3絶対値計算器、合算器130、及びノイズ量予測器132で構成される。
合算器130は第3絶対値計算器128で出力された絶対値をフレーム単位で合算する。
ノイズ量予測器132は合算器130で求められた出力値に基づいて入力映像に含まれたノイズの量を判断する。
しかし、このような従来のノイズ予測装置は動きのほとんどない映像ではノイズ予測が可能であるが、動きのある映像では動きによって合算器130の出力値が大きくなる。したがって、動きのある映像の場合、ノイズ予測が難しい問題点があった。
本発明の他の目的は、さらに前記改善されたノイズ予測方法及び装置を使用する動画符号器及び符号化装置を提供することである。
図2は、本発明によるノイズ予測装置を図示する図面である。
図2に図示されたノイズ予測部は第1解像度SAD計算部210、第2解像度SAD計算部220、及びノイズ判断部270を含む。
ノイズ判断部270は、減算部230、絶対値計算部240、合算部250、及びノイズ量予測部26を含む。
ノイズ量予測部260では合算部250から入力されたTOTAL_OF_SAD_DIFF値に基づいてノイズの量を予測する。
段階410は第1解像度で現在フレームの(i,j)位置でのブロックに対して、以前フレームの探索領域内で動きベクトルMVL1を探索する。以後、探索された動きベクトルMVL1に対応するSAD、すなわち、以前フレームでMVL1ほど移動した後で対応する画素間の差値SADL1を計算する。
段階450では段階440で計算されたTOTAL_OF_SAD_DIFFに基づいて入力映像のノイズ量を予測する。
図5のノイズ予測器は、第1解像度SAD計算部510、第2解像度SAD計算部520、及びノイズ判断部580を含む。
ノイズ判断部580は、減算部530、絶対値計算部540、合算部550、参照SADref 計算部560、及びノイズ量予測部570を含む。
参照SADref計算部560では第1解像度SAD計算部510から出力された各ブロック別SAD値に基づき、下記数式4または5によって参照SAD、すなわち、SADrefを計算する。
ノイズ予測部570ではSAD合算部550から伝送されたTOTAL_OF_SAD_DIFF値に基づいてノイズ量を予測する。
段階610は、第1解像度で現在フレームの(i,j)位置でのブロックに対して、以前フレームの探索領域内で動きベクトルMVL1を探索する。以後、探索された動きベクトルMVL1に対応するSAD、すなわち、以前フレームでMVL1ほど移動した後で対応する画素間の差値SADL1を計算する。
段階660では、段階650で計算されたTOTAL_OF_SAD_DIFFに基づいて入力映像のノイズ量を予測する。
ノイズ予測部710は入力映像から図2または図5による実施例に基づき、入力映像に含まれたノイズ量を予測し、予測されたノイズ量に対する情報を前処理部720に出力する。
動画符号器730は一般的な動画符号器と同じ機能を行うので、説明を簡単にするために詳細なる説明は省略する。
VODサービスか動画通信のために、符号化器は圧縮技術によって符号化されたビットストリームを生成する機能を行う。
可変長符合化部(Variable Length Coding:VLC)870は動き推定部860で推定された動きベクトルMVによってDCT及び量子化処理されたデータで統計的重複性を除去する。
本発明によるノイズ除去方式を採用した動画符号器は一般的な動画符号器に、ノイズ予測部980、量子化加重値行列決定部992及び量子化加重値行列貯蔵部994を含む。
DCT部910、IDCT部940、フレームメモリ部950、動き予測及び補償部960、VLC部970は一般的な動画符号化器と同じ機能を行うので、説明を簡単にするために詳細なる説明は省略する。
量子化部920は入力された該当量子化加重値行列を使用して量子化を行う。
逆量子化部930は元のデフォルト量子化加重値行列に基づいて逆量子化を行う。
本実施例によるノイズ除去方式を採用した動画符号器は図8の一般的な動画符号器に、ノイズ予測部1080及び変形量子化加重値行列生成部1090をさらに含む。DCT部1010、IDCT部1040、フレームメモリ部1050、動き予測及び補償部1060、VLC部1070は図8の一般的な動画符号化器と同じ機能を行うので、説明を簡単にするために詳細なる説明は省略する。
逆量子化部1030は元のデフォルト量子化加重値行列に基づいて逆量子化を行う。
220 第2解像度SAD計算部
230 減算部
240 絶対値計算部
250 合算部
260 ノイズ量予測部
270 ノイズ判断部
Claims (36)
- 入力映像のノイズ予測及び/または除去方法において、
(a)前記入力映像に対して、該入力映像の元の第1解像度での動き補償により、現在フレーム内のブロックに対して以前フレームの探索領域内で動きベクトルを探索し、該動きベクトルに対応する第1のSADを計算する段階と、
(b)前記入力映像に対して、前記第1解像度よりも低い第2解像度での動き補償により、現在フレーム内のブロックに対して以前フレームの探索領域内で動きベクトルを探索し、該動きベクトルに対応する第2のSADを計算する段階と、
(c)前記(a)段階で計算された第1解像度での前記第1のSADと前記(b)段階で計算された第2解像度での前記第2のSADとの差値を計算し、該差値の絶対値に基づいて入力映像のノイズを予測する段階と、を含むことを特徴とする方法。 - 前記第2解像度は低域フィルタリングを行うことによって得られることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記(c)段階は、それぞれのブロックに対する前記絶対値をフレーム別に合算し、フレーム別に合算された絶対値に基づいてノイズ量を予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記(a)段階は、前記計算された第1解像度での前記第1のSADに基づいて参照SADを計算する段階をさらに含み、前記(c)段階は前記第1解像度での前記第1のSADが参照SADより小さいブロックに対してのみ、前記(c)段階で計算された絶対値を合算することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- (d)前記(c)段階で予測されたノイズ情報に基づき、入力映像に対してノイズ除去フィルタリングを行なう段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- DCT基盤の動画符号化方法において、
(a)入力映像に対して第1解像度での動き補償情報を計算する段階と、
(b)前記入力映像に対して第2解像度での動き補償情報を計算する段階と、
(c)前記(a)段階で計算された第1解像度での動き補償情報と前記(b)段階で計算された第2解像度での動き補償情報に基づいて入力映像のノイズ量を予測する段階と、
(d)前記(c)段階で予測されたノイズ量に基づき、変形量子化加重値行列を決定する段階と、
(e)前記入力映像に対してDCT変換を行う段階と、
(f)前記DCT変換された入力映像データに対して(d)段階で決定された変形量子化加重値行列を使用して量子化を行う段階と、を含むことを特徴とする符号化方法。 - 前記第1解像度は元の解像度であり、前記第2解像度は低解像度であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記第2解像度は低域フィルタリングを行うことによって得られることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記(d)段階は入力映像のノイズ量と関連して分類される複数の変形量子化加重値行列のうち何れか1つを選択することによって行われることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記動き補償情報を計算する段階はブロック単位で行われることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記画素間差値情報はSADであることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記(c)段階は、(c1)(a)段階で計算された第1解像度でのSADと前記(b)段階で計算された第2解像度でのSADに基づき、前記入力映像のブロックそれぞれに対する、第1及び第2解像度でのSAD差値を計算した後、計算されたSAD差値の絶対値を計算する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記(c)段階は、(c2)前記(c1)段階で計算された絶対値をフレーム別に合算し、フレーム別に合算された絶対値に基づいてノイズ量を予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記(a)段階は、(a1)前記計算された第1解像度でのSADに基づいて参照SADを計算する段階をさらに含み、前記(c2)段階は前記第1解像度でのSADが参照SADより小さいブロックに対してのみ、前記(C1)段階で計算された絶対値を合算することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 入力映像のノイズ予測及び/または除去装置において、
前記入力映像に対して、該入力映像の元の第1解像度での動き補償により、現在フレーム内のブロックに対して以前フレームの探索領域内で動きベクトルを探索し、該動きベクトルに対応する第1のSADを計算する第1動き補償情報計算部と、
前記入力映像に対して、前記第1解像度よりも低い第2解像度での動き補償により、現在フレーム内のブロックに対して以前フレームの探索領域内で動きベクトルを探索し、該動きベクトルに対応する第2のSADを計算する第2動き補償情報計算部と、
前記第1及び第2動き補償計算部で計算された第1解像度での前記第1のSADと第2解像度での前記第2のSADとの差値を計算し、該差値の絶対値に基づいて入力映像のノイズを予測するノイズ判断部と、を含むことを特徴とする装置。 - 前記第2解像度は低域フィルタリングを行うことによって得られることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記ノイズ判断部は前記SAD差値計算部で計算されたそれぞれのブロックに対する絶対値をフレーム別に合算する合算部と、合算部の結果値に基づいてノイズ量を予測するノイズ量予測部と、をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記ノイズ判断部は前記第1動き補償情報計算部で計算された第1解像度での第1のSADに基づいて参照SADを計算する参照SAD計算部をさらに含み、前記合算部は前記第1解像度での第1のSADが参照SADより小さいブロックに対してのみ、前記SAD差値計算部で計算されたSAD差値の絶対値を合算することを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記予測されたノイズ量に基づき、前記入力映像に対してノイズ除去フィルタリングを行なうノイズ除去部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- DCT基盤の動画符号化装置において、
入力映像に対して第1解像度での動き補償情報を計算する第1動き補償情報計算部と、
前記入力映像に対して第2解像度での動き補償情報を計算する第2動き補償情報計算部と、
前記第1及び第2動き補償情報計算部で計算された第1解像度での動き補償情報と第2解像度での動き補償情報とに基づいて入力映像のノイズ量を予測するノイズ判断部と、
前記ノイズ判断部で予測されたノイズ量に基づいて変形量子化加重値行列を決定する量子化加重値行列決定部と、
前記入力映像に対してDCT変換を行うDCT変換部と、
前記DCT変換された入力映像データに対して前記量子化加重値行列決定部で決定された変形量子化加重値行列を使用して量子化を行う量子化部と、を含むことを特徴とする符号化装置。 - 前記第1解像度は元の解像度であり、前記第2解像度は低解像度であることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記第2解像度は低域フィルタリングを行うことによって得られることを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 前記量子化加重値行列決定部は入力映像のノイズ量と関連して分類される複数の変形量子化加重値行列のうち何れか1つを選択することによって変形量子化加重値行列を決定することを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記動き補償情報を計算する段階はブロック単位で行われることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記動き補償情報はSADであることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記ノイズ判断部は前記第1動き補償情報計算部で計算された第1解像度でのSADと前記第2動き補償情報計算部で計算された第2解像度でのSADに基づき、前記入力映像のブロックそれぞれに対する第1及び第2解像度でのSAD差値を計算した後、計算されたSAD差値の絶対値を計算するSAD差値計算部をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の装置。
- 前記ノイズ判断部は前記SAD差値計算部で計算されたそれぞれのブロックに対する絶対値をフレーム別に合算する合算部と、合算部の結果値に基づいてノイズ量を予測するノイズ量予測部と、をさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記ノイズ判断部は前記第1動き補償情報計算部で計算された第1解像度でのSADに基づいて参照SADを計算する参照SAD計算部をさらに含み、前記合算部は前記第1解像度でのSADが参照SADより小さいブロックに対してのみ、前記SAD差値計算部で計算されたSAD差値の絶対値を合算することを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記ノイズ決定部は第1解像度で現在フレームの(i,j)位置でのブロックに対応する動きベクトルMV1に対する以前フレームの探索領域を探索し、以前フレームでMV1ほど移動した後で対応する画素間の差値SADL1を含む探索された動きベクトルMV1に対応するSADを出力する第1解像度SAD計算部をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記第1解像度は元の映像ピクチャーの解像度であることを特徴とする請求項29に記載の装置。
- 前記合算部はSADまたはSADhalf-pelのうちそれぞれのブロックで得られた参照SADより小さいSAD値のみを合算し、フレームに対するSAD値を計算し、計算されたSAD値を前記ノイズ量予測部に伝送することを特徴とする請求項32に記載の装置。
- 前記量子化部で量子化された入力映像を逆量子化する逆量子化部と、
前記逆量子化部で逆量子化された入力映像に対してIDCTを行う逆DCT部と、
IDCT部でIDCT変換された入力映像をフレーム単位で貯蔵するフレームメモリと、
入力される現在フレームの映像データとフレームメモリ部に貯蔵された以前フレームの映像データとを利用してマクロブロック当たり動きベクトルとブロック整合誤差に該当するSADを推定する動き推定及び補償部と、
動き推定及び補償部で推定された動きベクトルによってDCT及び量子化処理されたデータで統計的重複性を除去する可変長符合化部と、をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 量子化加重値行列貯蔵部をさらに含み、
前記量子化加重値行列決定部はノイズに対応する変形量子化行列に対するインデックスを量子化加重値行列貯蔵部に伝送し、前記量子化加重値行列貯蔵部に貯蔵された量子化加重値行列が5種類の場合に分類される場合、前記インデックスは0、1、2、3、4のうち何れか1つであることを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 前記量子化加重値行列貯蔵部は前記量子化加重値行列決定部から入力された量子化加重値行列インデックスに基づき、該当量子化加重値行列を選択し、前記量子化部は入力された該当量子化加重値行列を使用して量子化を行うことを特徴とする請求項35に記載の装置。
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