JP5142300B2 - 画像ノイズ除去方法及び装置 - Google Patents
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Description
a)1枚又は1フレームの画像を構成する圧縮符号化/復号化された状態の画像データに対し、デジタル周波数応答を調べて圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性を推定する推定ステップと、
b)前記推定ステップによる推定結果に応じて後記デジタルフィルタのパラメータを変更するパラメータ設定ステップと、
c)元のアナログ画像信号とアナログ/デジタル変換、符号化/復号化、及びデジタル/アナログ変換を通して得られるアナログ画像信号との誤差を小さくするようにデジタルフィルタを設計すべく設定した条件式を、有限次元離散時間系に近似的に変換することで得た計算式を所定の条件に基づいてH∞制御により解くことによって又はそれに相当する厳密な計算で解くことによって算出したパラメータを有するサンプル値H∞フィルタを用い、復号化後であってデジタル/アナログ変換前の画像データに対するフィルタリング処理を行う処理ステップと、
を有することを特徴としている。
a)1枚又は1フレームの画像を構成する圧縮符号化/復号化された状態の画像データに対しデジタル周波数応答を調べて圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性を推定する推定手段と、
b)前記推定手段による推定結果に応じて後記デジタルフィルタのパラメータを変更するパラメータ設定手段と、
c)元のアナログ画像信号とアナログ/デジタル変換、符号化/復号化、及びデジタル/アナログ変換を通して得られるアナログ画像信号との誤差を小さくするようにデジタルフィルタを設計すべく設定した条件式を、有限次元離散時間系に近似的に変換することで得た計算式を所定の条件に基づいてH∞制御により解くことによって又はそれに相当する厳密な計算で解くことによって算出したパラメータを有するサンプル値H∞フィルタを用い、復号化後であってデジタル/アナログ変換前の画像データに対するフィルタリング処理を行う処理手段と、
を備えることを特徴としている。
前記推定ステップは、1枚又は1フレームの画像を圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性が類似しているとみなせる小領域に区分して該小領域毎にそのアナログ周波数特性を推定し、
前記パラメータ設定ステップは前記小領域毎に前記デジタルフィルタのパラメータを変更するようにするとよい。
12…サンプラ
13…加算器
14…デジタルフィルタ
15…零次ホールド要素
16、18…遅れ要素
17…減算器
20、30…データバス
21、31…フレームメモリ
22、32…R/W制御部
23…周波数特性分析部
24、36…フィルタ係数決定部
25、37…フィルタリング処理部
33…小領域推定部
34…フィルタバンク
35…周波数特性推定部
F(s)=ωc/ (s+ωc) …(2)
ここでF(s)を1次減衰特性としたのは、様々な種類の画像に対してFFTを行って周波数成分を調べてみた結果、画像の情報内容に依らずにいずれもほぼ1次の減衰特性を示すことが確認できたこと、1次減衰特性であればパラメータ数が少なくカットオフ周波数ωcの推定が容易で演算時間の短縮化に有利であること、などの理由による。
本実施例の画像ノイズ除去装置は、復号化された1枚又は1フレーム分の画像データ(画素値データ)をバッファリングするためのフレームメモリ21、該フレームメモリ21へのデータの読み書きを制御するR/W制御部22、フレームメモリ21からデータバス20に読み出されたデータを受け取って周波数特性を分析する周波数特性分析部23、その分析結果に応じてデジタルフィルタのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定部24、フレームメモリ21から読み出されたデータに対するフィルタリング処理を実行するフィルタリング処理部25、などを含む。
Claims (18)
- 所定形式で圧縮符号化された画像データを復号して画像を再現する際に発生するノイズを除去する画像ノイズ除去方法であって、
a)1枚又は1フレームの画像を構成する圧縮符号化/復号化された状態の画像データに対し、デジタル周波数応答を調べて圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性を推定する推定ステップと、
b)前記推定ステップによる推定結果に応じて後記デジタルフィルタのパラメータを変更するパラメータ設定ステップと、
c)元のアナログ画像信号とアナログ/デジタル変換、符号化/復号化、及びデジタル/アナログ変換を通して得られるアナログ画像信号との誤差を小さくするようにデジタルフィルタを設計すべく設定した条件式を、有限次元離散時間系に近似的に変換することで得た計算式を所定の条件に基づいてH∞制御により解くことによって又はそれに相当する厳密な計算で解くことによって算出したパラメータを有するサンプル値H∞フィルタを用い、復号化後であってデジタル/アナログ変換前の画像データに対するフィルタリング処理を行う処理ステップと、
を有することを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項1に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記処理ステップにおけるフィルタリング処理は、1枚又は1フレームの画像の水平方向及び垂直方向に配列された画像データに対してそれぞれ行われることを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項1に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記推定ステップは、1枚又は1フレームの画像を圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性が類似しているとみなせる小領域に区分して該小領域毎にアナログ周波数特性を推定し、
前記パラメータ設定ステップは前記小領域毎に前記デジタルフィルタのパラメータを変更することを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項3に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記推定ステップは、1枚又は1フレームの画像の水平方向又は垂直方向に配列された画像データを順に走査し、そのデータ値の変化が所定の閾値以上であるときに小領域の境界とすることを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項1又は3に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記推定ステップは、圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性が所定次数の減衰特性を有するローパスフィルタであると仮定してカットオフ周波数を算出することを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項5に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記所定次数は1次であることを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項1に記載の画像ノイズ除去方法であって、
前記処理ステップでは、前記サンプル値H∞フィルタとともにε-分離非線形フィルタを併用することを特徴とする画像ノイズ除去方法。 - 請求項1に記載の画像ノイズ除去方法であって、処理対象はJPEG方式で圧縮符号化される静止画像であることを特徴とする画像ノイズ除去方法。
- 請求項1に記載の画像ノイズ除去方法であって、処理対象はMPEG方式で圧縮符号化される動画像であることを特徴とする画像ノイズ除去方法。
- 所定形式で圧縮符号化された画像データを復号して画像を再現する際に発生するノイズを除去する画像ノイズ除去装置において、
a)1枚又は1フレームの画像を構成する圧縮符号化/復号化された状態の画像データに対し、デジタル周波数応答を調べて圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性を推定する推定手段と、
b)前記推定手段による推定結果に応じて後記デジタルフィルタのパラメータを変更するパラメータ設定手段と、
c)元のアナログ画像信号とアナログ/デジタル変換、符号化/復号化、及びデジタル/アナログ変換を通して得られるアナログ画像信号との誤差を小さくするようにデジタルフィルタを設計すべく設定した条件式を、有限次元離散時間系に近似的に変換することで得た計算式を所定の条件に基づいてH∞制御により解くことによって又はそれに相当する厳密な計算で解くことによって算出したパラメータを有するサンプル値H∞フィルタを用い、復号化されてデジタル/アナログ変換させる前の画像データに対するフィルタリング処理を行う処理手段と、
を備えることを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記処理手段は、1枚又は1フレームの画像の水平方向及び垂直方向に配列された画像データに対してそれぞれフィルタリング処理を行うことを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記推定手段は、1枚又は1フレームの画像を圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性が類似しているとみなせる小領域に区分して該小領域毎にアナログ周波数特性を推定し、
前記パラメータ設定手段は前記小領域毎に前記デジタルフィルタのパラメータを変更することを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項12に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記推定手段は、1枚又は1フレームの画像の水平方向又は垂直方向に配列された画像データを順に走査し、そのデータ値の変化が所定の閾値以上であるときに小領域の境界とすることを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10又は12に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記推定手段は、圧縮符号化前の画像のアナログ周波数特性が所定次数の減衰特性を有するローパスフィルタであると仮定してカットオフ周波数を算出することを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項14に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記所定次数は1次であることを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10に記載の画像ノイズ除去装置であって、
前記処理手段は、前記サンプル値H∞フィルタとともにε-分離非線形フィルタを併用することを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10に記載の画像ノイズ除去装置であって、
処理対象はJPEG方式で圧縮符号化される静止画像であることを特徴とする画像ノイズ除去装置。 - 請求項10に記載の画像ノイズ除去装置であって、
処理対象はMPEG方式で圧縮符号化される動画像であることを特徴とする画像ノイズ除去装置。
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