JP4781306B2 - ブロックノイズ除去装置 - Google Patents
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図6(a)に示す如く画素位置TLMAXが画素位置TLFEの「−」側、つまり左側に位置するとき、ブロック境界位置BL1を画素位置TLMAXとする。この際、ブロックノイズ位置TLBLは、最大ブロックノイズ値SUMEMAXと位相誤差ブロックノイズ値SUMEFEの値の比により、画素位置TLMAX及びTLFEを比例配分した位置になる。従って、ブロック境界位置BL1から「+」側、つまり図6(a)に示す如き右側にずれた分の距離が位相誤差分を表す位相差誤差信号P1となる。すなわち、位相差誤差信号P1は、
P1=SUMEFE/(SUMEMAX+SUMEFE)……式(1)
によって求まる。
図6(b)に示す如く画素位置TLMAXが画素位置TLFEの「+」側、つまり右側に位置するとき、ブロック境界位置BL1を画素位置TLFEとする。この際、ブロックノイズ位置TLBLは、最大ブロックノイズ値SUMEMAXと位相誤差ブロックノイズ値SUMEFEの値の比により、画素位置TLMAX及びTLFEを比例配分した位置になる。従って、ブロック境界位置BL1から「+」側、つまり図6(b)に示す如き右側にずれた分の距離が位相誤差分を表す位相差誤差信号P1となる。すなわち、位相差誤差信号P1は、
P1=SUMEMAX/(SUMEMAX+SUMEFE)……式(2)
によって求まる。
尚、上記リサイズ無し境界判断値BD1が所定閾値S1よりも小であると判定された場合には、第1ブロック境界検出回路7は、ブロック境界が存在しないと判断し、BD1を「0」として比較器10に供給する。
一方、画素位置TMAXが画素位置TFEの「+」側、つまり右側に位置するとき、ブロック境界位置BL2は画素位置TFEとする。このときブロックノイズ位置TBLは、最大ブロックノイズ値SUMMAXと位相誤差ブロックノイズ値SUMFEの値の比により画素位置TMAX、画素位置TFEを比例配分した位置になる。従って、ブロック境界位置BL2から「+」側、つまり右側への距離を以下の如く求めこれを位相差誤差信号P2とする。
位相誤差信号P2を考慮したブロックノイズ位置TBLは、以下の演算によって求める。
同様に第2最大ブロックノイズ値SUMMAX2、第2位相誤差ブロックノイズ値SUMFE2、及び第3最大ブロックノイズ値SUMMAX2、第3位相誤差ブロックノイズ値SUMFE2からそれぞれブロック境界位置BL2、位相差誤差信号P2が演算される。すなわち第2ブロック境界検出回路9はブロックノイズ値SUM1〜32の内から10.67画素周期に配列される3個のブロック境界を検出し、それぞれブロック境界位置BL2、位相差誤差信号P2を3個ずつ算出する。またリサイズ有り境界判断値BD2を1個算出する。この際、BD2がS2より小さいときは、BD2=0として比較器10に供給する。
(1)入力映像信号がリサイズ処理の施されていない信号である場合
この際、8×8画素のブロック毎に圧縮符号化された映像信号を復号して得られた入力映像信号にブロックノイズが存在すると、図7(a)に示す如く8画素周期毎にそのノイズピークが表れることになる。そこで、先ず、一次微分回路1、メディアンフィルタ2及び差分絶対値演算回路3によって各画素毎の画素間差分値(ABS)を求める。そして、32画素周期累算回路4及び8画素周期畳込回路5により水平方向(又は垂直方向)において、
第(8n−7)番目に配置されている画素、
第(8n−6)番目に配置されている画素、
第(8n−5)番目に配置されている画素、
第(8n−4)番目に配置されている画素、
第(8n−3)番目に配置されている画素、
第(8n−2)番目に配置されている画素、
第(8n−1)番目に配置されている画素、
第(8n)番目に配置されている画素、
n:自然数
各々毎にその画素に対応した画素間差分値を1画面分に亘り累算してブロックノイズ値SUME1〜SUME8を生成する。ここで、第1ブロック境界検出回路7は、上記ブロックノイズ値SUME1〜8の内から最大値(SUMEMAX)を判定すると共に、このSUMEMAXに対応した画素の両側に隣接する画素各々に対応したブロックノイズ値SUMEの内で大なる方を位相誤差の影響による値(SUMEFE)とする。例えば第(8n−7)〜第(8n)番目に夫々配置されている画素毎のブロックノイズ値SUME1〜SUME8が図7(b)に示す如き状態である場合、ブロックノイズ値SUME5がSUMEMAXとなり、ブロックノイズ値SUME4がSUMEFEとなる。この際、ブロックノイズが存在する場合には、図7(b)に示す如く、SUMEMAXとしてのSUME5が、SUMEFEとしてのSUME4を除くその他のブロックノイズ値SUMEのいずれに対しても、所定閾値S1を越える分だけ大となる。そこで、第1ブロック境界検出回路7は、ブロックノイズ値SUME1〜8の内からSUMEMAX及びSUMEFEに夫々該当するものを省いたものの中で最も大となるSUMEと、かかるSUMEMAXとの差分を求めこれをリサイズ無し境界判断値(BD1)とする。かかるリサイズ無し境界判断値BD1が所定閾値S1より大なる場合には、第1ブロック境界検出回路7は、ブロック境界が存在すると判断する。そして、第1ブロック境界検出回路7は、SUMEMAXに対応した画素位置を基準とした8画素周期毎の画素位置をブロック境界位置として示すブロック境界位置信号BL1を生成するのである。例えば、図7(b)の場合、第1ブロック境界検出回路7は、ブロックノイズ値SUME5に対応した画素、つまり、第(8n−3)番目の画素位置がブロック境界位置であることを示すブロック境界位置信号BL1を生成する。
TLBL=(TLMAX・SUMEMAX+TLFE・SUMEFE)/(SUMEMAX+SUMEFE)
にて求まる。
(2)入力映像信号がリサイズ処理の施された信号である場合
つまり、8×8画素のブロック毎に圧縮符号及び復号された映像信号の解像度を[1440×1080画素]から[1920×1080画素]にリサイズした入力映像信号にブロックノイズが存在する場合には、図7(c)に示す如く[(8×1920)/1440画素]周期、つまり、10.67画素周期毎にそのノイズピークが表れる。そこで、第2ブロック境界検出回路9は、水平方向(又は垂直方向)において、
第(32n−31)番目に配置されている画素、
第(32n−30)番目に配置されている画素、
第(32n−29)番目に配置されている画素、
・
・
・
第(32n−1)番目に配置されている画素、
第(32n)番目に配置されている画素、
n:自然数
各々毎に、その画素に対応した単位ブロックノイズ値ABSを1画面分に亘り累算して得たブロックノイズ値SUM1〜SUM32に基づいて、以下の如き処理を実行する。先ず、第2ブロック境界検出回路9は、上記ブロックノイズ値SUM1〜SUM32の内から最大値(SUMMAX)を判定すると共に、このSUMMAXに対応した画素の両側に隣接する画素各々に対応したブロックノイズ値SUMの内で大なる方を位相誤差ブロックノイズ値(SUMFE)とする。同様にして、上記ブロックノイズ値SUM1〜32各々の内から2番目に最大のブロックノイズ値及び3番目に最大のブロックノイズ値SUMを判定しこれらをそれぞれ第2最大ブロックノイズ値SUMMAX2、第3最大ブロックノイズ値SUMMAX3とする。第2最大ブロックノイズ値、第3ブロックノイズ値に割り当てられている画素位置ラベルLの両側に隣接する画素位置ラベルL各々に対応したブロックノイズ値SUM各々の内の大なる方をそれぞれ第2位相誤差ブロックノイズ値SUMFE2、第3位相誤差ブロックノイズ値SUMFE3とする。例えば図7(c)の場合、ブロックノイズ値SUM5がSUMMAXとなり、ブロックノイズ値SUM4がSUMEFEとなる。同様に、ブロックノイズ値SUM26がSUMMAX2、ブロックノイズ値SUM27がSUMEFE2、ブロックノイズ値SUM15がSUMMAX3、ブロックノイズ値SUM16がSUMEFE3なる。この際、ブロックノイズが存在する場合には、ブロックノイズ値SUM1〜32の内から上記最大ブロックノイズ値SUMMAX、第2最大ブロックノイズ値SUMMAX2、第3最大ブロックノイズ値SUMMAX3及び位相誤差ブロックノイズ値SUMFE、第2位相誤差ブロックノイズ値SUMFE2、第3位相誤差ブロックノイズ値SUMFE3に夫々該当するものを省いたものの中で最大となるものと、かかる最大ブロックノイズ値SUMMAXとの差分を求めこれをリサイズ有り境界判断値BD2として比較器10に供給する。図7(c)に示す如く、SUMMAXとしてのSUM5が、SUMMAX2としてのSUM26、SUMMAX3としてのSUM15、SUMFEとしてのSUM4、SUMFE2としてのSUM27、SUMFE3としてのSUM16を除くその他のブロックノイズ値SUMのいずれに対しても、所定閾値S2を越える分だけ大となる。そこで、第2ブロック境界検出回路9は、リサイズ有り境界判断値BD2が所定閾値S2より大なる場合には、第2ブロック境界検出回路9は、ブロック境界が存在すると判断する。そして、第2ブロック境界検出回路9は、SUMMAXに対応した画素位置を基準とした10.67画素周期毎の画素位置をブロック境界位置として示すブロック境界位置信号BL2を生成する。つまり、例え8×8画素のブロック毎に圧縮符号及び復号化された映像信号であっても、その解像度が[1440×1080画素]から[1920×1080画素]にリサイズされている場合には、
10.67≒(8×1920)/1440
なる数式により10.67画素周期毎にブロック境界が表れることが推定される。そこで、最大値(SUMMAXM)に対応した画素位置を基準とした10.67画素周期毎の各画素位置をブロック境界位置と判断するのである。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M1=D1・(P−1)+D0・P
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M1=D0
図9(B1)の如きM1を求める場合、ブロック境界の右側であって、ブロック境界から離れる方向(右側)にずれているため、ブロック歪の影響は受けない。そこでM1=D0となる。以下も同様の考え方である。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M2=D2・(P−1)+D1・P
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M2=D1
減算器209は、上記位相補正画素サンプル値M2から上記位相補正画素サンプル値M1を減算して得られた減算結果を境界周辺差分値SB1として推定境界差分値演算回路210に共有する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M3=D3・(P−1)+D2・P
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M3=D2
混合器204は、上記画素サンプル値D3及びD4を、位相誤差信号Pに基づく以下の如き混合比にて混合することにより位相補正された位相補正画素サンプル値M4を減算器211及び平均回路212、並びに境界補正値演算回路215に供給する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M4=D4・(P−1)+D3・P
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M4=D3
減算器211は、上記位相補正画素サンプル値M4から上記位相補正画素サンプル値M3を減算して得られた減算結果を境界周辺差分値SB2として推定境界差分値演算回路210に共有する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M5=D5
図9(A1)の如きM5を求める場合、ブロック境界の左側であって、ブロック境界から離れる方向(左側)にずれているため、ブロック歪の影響は受けない。そこでM5=D5となる。以下も同様の考え方である。
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M5=D5・P+D4・(P−1)
混合器206は、上記画素サンプル値D5及びD6を、位相誤差信号Pに基づく以下の如き混合比にて混合することにより位相補正された位相補正画素サンプル値M6を減算器213に供給する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M6=D6
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M6=D6・P+D5・(P−1)
減算器213は、上記位相補正画素サンプル値M6から上記位相補正画素サンプル値M5を減算して得られた減算結果を境界周辺差分値SB3として推定境界差分値演算回路210に共有する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M7=D7
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M7=D7・P+D6・(P−1)
混合器208は、上記画素サンプル値D7及びD8を、位相誤差信号Pに基づく以下の如き混合比にて混合することにより位相補正された位相補正画素サンプル値M8を減算器214に供給する。
(A)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの左側に位置するとき(0≦P<0.5)
M8=D8
(B)画素位置TLMAXが画素位置TLFEの右側に位置するとき(0.5<P<1)
M8=D8・P+D7・(P−1)
減算器214は、上記位相補正画素サンプル値M8から上記位相補正画素サンプル値M7を減算して得られた減算結果を境界周辺差分値SB4として推定境界差分値演算回路210に共有する。
平均回路212は、ブロック境界位置の直後の画素サンプル値D4及びD3を混合して得られた上記位相補正画素サンプル値M4と、ブロック境界位置の直前の画素サンプル値D5及びD6を混合して得られた上記位相補正画素サンプル値M5との平均値を求める。平均回路212は、かかる平均値を、ブロック境界部での中点値dCNTとして境界補正値演算回路215に供給する。
dCORR2=−[dCNT+(PRED/2)}+M4
ただし、上記のブロック境界補正値dCORR1、dCORR2の演算は、図8におけるフリップフロップDF4に対応する画素とフリップフロップDF5に対応する画素の中間、またはフリップフロップDF4に対応する画素の位置にブロック境界位置が存在することを前提とする。そこで境界補正値演算回路215にはブロック境界位置信号BLが入力され、フリップフロップDF4に対応する画素とフリップフロップDF5に対応する画素の中間、またはフリップフロップDF4に対応する画素の位置にブロック境界位置が来たタイミングにおいて、境界補正値演算回路215は境界間補正値補間回路216にブロック境界補正値dCORR1、dCORR2を出力する。
そして、境界補正値演算回路215は、図9(A2)及び図9(B2)に示す如く、画素サンプル値Q1から位相補正画素サンプル値M5を減算することにより、位相補正画素サンプル値M5に対するブロック境界補正値dCORR1を生成する。更に、境界補正値演算回路215は、このブロック境界補正値dCORR1の極性を反転させたものを、図9(A2)及び図9(B2)に示す如き位相補正画素サンプル値M4に対するブロック境界補正値dCORR2として生成する。
2 メディアンフィルタ
3 差分絶対値回路
4 32画素周期累算回路
5 8画素周期畳込回路
7 第1ブロック境界検出回路
8 セレクタ
9 第2ブロック境界検出回路
10 比較器
201〜208 混合器
209,211,213,214 減算器
210 推定境界差分値演算回路
212 平均回路
215 境界補正値演算回路
216 境界間補正値補間回路
217 加算器
Claims (6)
- 複数の画素からなる画素ブロック毎に符号化及び復号化して得られた復号化映像信号中からブロックノイズを除去するブロックノイズ除去装置であって、
前記映像信号中から前記画素ブロック各々の境界部の位置をブロック境界位置として検出する境界位置検出手段と、
前記映像信号をサンプリングして各画素毎の信号レベルを表す画素サンプル値の系列を得る手段と、
前記画素サンプル値系列中の前記ブロック境界位置各々毎に、前記ブロック境界位置の直前に連続する4つの前記画素サンプル値と、前記ブロック境界位置の直後に連続する4つの前記画素サンプル値とに基づいて前記ブロック境界位置の直前の前記画素サンプル値及び直後の画素サンプル値各々に対する補正量を示すブロック境界補正値を求める境界補正量演算手段と、
互いに隣接する前記ブロック境界位置各々毎に求められた前記ブロック境界補正値に基づく補間演算により、前記画素ブロック内の画素各々に対応した前記画素サンプル値各々に対する補正量を表すブロックノイズ補正信号を生成する補正値補間手段と、
前記映像信号に前記ブロックノイズ補正信号を加算することによりブロックノイズ除去されたノイズ除去映像信号を出力する手段と、を有することを特徴とするブロックノイズ除去装置。 - 前記境界補正量演算手段は、前記画素サンプル値系列中において前記ブロック境界位置の直前に連続する2つの画素サンプル値同士の差分値である第1差分値と、前記ブロック境界位置の直前に連続する前記2つの画素サンプル値の直前に連続する2つの画素サンプル値同士の差分値である第2差分値と、前記ブロック境界位置の直後に連続する2つの画素サンプル値同士の差分値である第3差分値と、前記ブロック境界位置の直後に連続する前記2つの画素サンプル値の直後に連続する2つの画素サンプル値同士の差分値である第4差分値と、に基づいて前記ブロック境界位置の直前の前記画素サンプル値及び直後の画素サンプル値各々に対する補正量を示すブロック境界補正値を求める境界補正量演算手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載のブロックノイズ除去装置。
- 前記境界位置検出手段は、前記ブロック境界位置に対する画素位置の位相誤差分を示す位相誤差信号を更に生成し、
前記画素サンプル値系列中において前記ブロック境界位置の直前に連続する4つの前記画素サンプル値及び前記ブロック境界位置の直後に連続する4つの前記画素サンプル値の各々には、互いに隣接する前記画素サンプル値同士を前記位相誤差信号に基づく混合比で混合することにより位相補正処理を施し、
前記映像信号をサンプリングする際のサンプルタイミングが早まる方向にサンプルタイミングがずれる場合には、前記ブロック境界位置の直前の画素サンプル値に対しては前記位相補正処理を施さないことを特徴とする請求項2に記載のブロックノイズ除去装置。 - 前記サンプルタイミングが遅れる方向にサンプルタイミングがずれる場合、前記ブロック境界位置の直後に連続する4つの画素サンプル値の内で最も前記ブロック境界位置から離れている画素サンプル値に対しては前記位相補正処理を施さないことを特徴とする請求項3に記載のブロックノイズ除去装置。
- 前記境界補正値演算手段は、前記ブロック境界位置の直前の画素サンプル値と直後の画素サンプル値との平均値を中点値として求める手段と、
前記第1〜第4差分値に基づく補間演算により、ブロック除去処理後に得られる前記ブロック境界位置の直前及び直後各々の画素サンプル値同士の差分値をブロック境界部推定差分値として求める手段と、
前記中点値から前記ブロック境界部推定差分値の1/2の値と前記直後の前記画素サンプル値とを減算することにより前記ブロック境界補正値を得る手段と、を含むことを特徴とする請求項1記載のブロックノイズ除去装置。 - 複数の画素からなる画素ブロック毎に符号化及び復号化して得られた復号化映像信号中からブロックノイズを除去するブロックノイズ除去装置であって、
前記映像信号中から第1の前記画素ブロック及び第2の前記画素ブロック間の境界位置を第1ブロック境界位置として検出すると共に、前記第2の前記画素ブロック及び第3の前記画素ブロック間の境界位置を第2ブロック境界位置として検出する境界位置検出手段と、
前記映像信号における各画素毎のレベルを表す画素サンプル値系列中の前記第1ブロック境界位置の直前に連続する4つの前記画素サンプル値と、前記第1ブロック境界位置の直後に連続する4つの前記画素サンプル値とに基づいて、前記第1ブロック境界位置の直前の前記画素サンプル値及び直後の画素サンプル値各々に対する補正量を示す第1ブロック境界補正値を求める第1境界補正量演算手段と、
前記映像信号における各画素毎のレベルを表す画素サンプル値系列中の前記第2ブロック境界位置の直前に連続する4つの前記画素サンプル値と、前記第2ブロック境界位置の直後に連続する4つの前記画素サンプル値とに基づいて、前記第2ブロック境界位置の直前の前記画素サンプル値及び直後の画素サンプル値各々に対する補正量を示す第2ブロック境界補正値を求める第2境界補正量演算手段と、
前記第1ブロック境界補正値及び前記第2ブロック境界補正値に基づく補間演算により、前記第2の画素ブロック内の画素各々に対応した前記画素サンプル値各々に対する補正量を表すブロックノイズ補正信号を生成する補正値補間手段と、
前記映像信号に前記ブロックノイズ補正信号を加算することによりブロックノイズ除去されたノイズ除去映像信号を出力する手段と、を有することを特徴とするブロックノイズ除去装置。
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