JP5259632B2 - Image processing apparatus, encoding apparatus, decoding apparatus, and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理技術に関し、特に、非可逆な符号化方式によって符号化され、符号化劣化を生じた画像信号を修正する画像処理装置、符号化装置、復号装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing technique, and more particularly, to an image processing apparatus, an encoding apparatus, a decoding apparatus, and a program for correcting an image signal that has been encoded by an irreversible encoding method and has undergone encoding degradation.
画像信号を構成するコンポーネント信号の相互の相関を用いた信号補間技術として、単板原色のイメージセンサにおける画素補間方式の高精度化技術が報告されている(例えば、非特許文献1参照)。このようなイメージセンサにおける画像信号の補間技術は、RGB色空間におけるRGB信号(R:赤色信号、G:緑色信号、B:青色信号)の補間を目的としているため、符号化による信号劣化について想定されていない。 As a signal interpolation technique using the correlation between component signals constituting an image signal, a technique for improving the accuracy of a pixel interpolation method in a single-plate primary color image sensor has been reported (for example, see Non-Patent Document 1). Since the image signal interpolation technique in such an image sensor is intended to interpolate RGB signals (R: red signal, G: green signal, B: blue signal) in the RGB color space, signal deterioration due to encoding is assumed. It has not been.
また、YUV色空間におけるYUV信号のサンプリング周波数の違いに着目した信号補間技術として、フォーマットカラー画像の色差成分補間技術が報告されている(例えば、非特許文献2参照)。この技術では、輝度(Y)信号のサンプリング周波数の高さを利用して色差信号(U信号=B−Y,V信号=R−Y)の補間信号を生成することによって高精度な補間を行う。このようなYUV信号のサンプリング周波数の違いに着目した信号補間技術も、YUV信号の補間を目的としているため、符号化による信号劣化について想定されていない。 Further, as a signal interpolation technique focusing on the difference in sampling frequency of YUV signals in the YUV color space, a color difference component interpolation technique for format color images has been reported (for example, see Non-Patent Document 2). In this technique, high-precision interpolation is performed by generating an interpolated signal of a color difference signal (U signal = BY, V signal = RY) using the sampling frequency of the luminance (Y) signal. . The signal interpolation technique that pays attention to such a difference in the sampling frequency of the YUV signal is also intended for the interpolation of the YUV signal, so that signal degradation due to encoding is not assumed.
これらの信号補間技術は、非可逆な符号化方式(例えば、MPEG−2,H.264等)によって画像信号の符号化を行うにあたり、符号化前の画像信号に対する補間に適しているが、符号化後の画像信号に対する補間には適していない。例えば、非可逆な符号化処理によってYUV信号を符号化すると、輝度信号の劣化に伴い、輝度信号を基準とする色差信号にもこの輝度信号の劣化が伝播することになる。また、これらの信号補間技術は、輝度信号自体の劣化を低減する処理ではないため、輝度信号の劣化を低減することもない。 These signal interpolation techniques are suitable for interpolation on an image signal before encoding when encoding an image signal by an irreversible encoding method (for example, MPEG-2, H.264, etc.). It is not suitable for interpolation on the image signal after conversion. For example, when a YUV signal is encoded by irreversible encoding processing, the deterioration of the luminance signal propagates to the color difference signal based on the luminance signal as the luminance signal deteriorates. In addition, these signal interpolation techniques are not processes for reducing the degradation of the luminance signal itself, and therefore do not reduce the degradation of the luminance signal.
また、符号化の劣化を低減するために、さまざまなデブロッキングフィルタ(例えば、H.264等におけるデブロッキングフィルタ)があるが、これらのデブロッキングフィルタは、画像信号成分のそれぞれを視覚的に劣化が目立たないように独立して処理するものであり、元の画像信号に対する符号化後の劣化を低減させることはできない。 In addition, there are various deblocking filters (for example, deblocking filters in H.264 etc.) in order to reduce the degradation of encoding, but these deblocking filters visually degrade each of the image signal components. Are processed independently so as not to stand out, and deterioration after encoding of the original image signal cannot be reduced.
量子化による直交変換係数の劣化は、逆量子化及び逆直交変換により画素の劣化としてブロック歪やモスキートノイズなどの劣化となって知覚される。また、画素ブロックごとの劣化の程度が異なるため、隣接する符号化ブロックの境界において、その差が顕著な妨害となってブロック歪が検知されることがある。このような場合に、動画像のコンポーネント信号間の相関を利用することで更にブロック歪みを改善する余地がある。 The deterioration of the orthogonal transform coefficient due to the quantization is perceived as deterioration of the pixel, such as block distortion and mosquito noise, due to inverse quantization and inverse orthogonal transform. In addition, since the degree of deterioration differs for each pixel block, the difference may be a significant disturbance at the boundary between adjacent coding blocks, and block distortion may be detected. In such a case, there is room for further improving the block distortion by using the correlation between the component signals of the moving image.
非可逆な符号化方式(例えば、MPEG−2,H.264等)にて、画像を小領域単位で符号化する場合、例えばMPEG−2では、4:2:0フォーマットであれば、輝度信号の画素ブロック16×16画素に対応する色差信号は8×8画素であり、信号間でサンプリング周波数が異なる。例えば、MPEG−2に代表される画像符号化処理では、このようにサンプリング周波数が異なる信号を共通のサイズ8×8画素ブロックで処理を行う。つまり、輝度信号を4つの8×8画素ブロックに分割し、色差信号も8×8画素ブロックで符号化を行うため、符号化処理を施す8×8画素ブロックの占める範囲が輝度信号と色差信号で異なることになる。
When an image is encoded in units of small areas using an irreversible encoding method (for example, MPEG-2, H.264, etc.), for example, in MPEG-2, if the 4: 2: 0 format is used, the luminance signal The color difference signal corresponding to the
本発明の目的は、上述のような問題に鑑みて、例えばサンプリング周波数の異なる色空間の信号成分であっても、画像信号を修正することが可能な画像処理装置、符号化装置、復号装置及びプログラムを提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus, an encoding apparatus, a decoding apparatus, and an image processing apparatus capable of correcting an image signal even in the case of signal components in color spaces having different sampling frequencies. To provide a program.
本発明の第1態様の画像処理装置は、動画像のコンポーネント信号(例えば、YUV信号)を修正する画像処理装置であって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)について修正するために、第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)を正規化して第1のコンポーネント信号の教師信号を生成する教師信号生成手段と、前記第1のコンポーネント信号と前記教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、前記教師信号に基づいて該第1のコンポーネント信号を修正する修正手段と、を備えることを特徴とする。尚、コンポーネント信号は、RGB,YCbCr,LUV,Lab,XYZなどの如何なる色空間のものでもよい。 An image processing apparatus according to a first aspect of the present invention is an image processing apparatus for correcting a component signal (for example, YUV signal) of a moving image, and is an image signal having a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method. Normalizing the second component signal (eg, U signal) and / or the third component signal (eg, V signal) to correct for the first component signal (eg, Y signal) at When a difference value obtained by comparing the first component signal and the teacher signal with a teacher signal generation unit that generates a teacher signal of the component signal is equal to or less than a predetermined threshold, based on the teacher signal Correction means for correcting the first component signal. The component signal may be in any color space such as RGB, YCbCr, LUV, Lab, XYZ.
本発明の第2態様の画像処理装置は、動画像のコンポーネント信号(例えば、YUV信号)を修正する画像処理装置であって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)について修正するために、第1のコンポーネント信号を正規化して第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号の教師信号を生成する教師信号生成手段と、前記第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号と前記教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、前記教師信号に基づいて該第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号を修正する修正手段と、を備えることを特徴とする。
The image processing apparatus according to the second aspect of the present invention is an image processing apparatus for correcting a component signal (for example, YUV signal) of a moving image, and is an image signal of a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method. To correct for the second component signal (e.g., U signal) and / or the third component signal (e.g., V signal), the first component signal is normalized and the second component signal and / or second A difference value obtained by comparing the teacher signal generating means for generating the teacher signal of the
本発明の第1態様又は第2態様の画像処理装置において、前記動画像のコンポーネント信号が、異なるサンプリングレートのコンポーネント信号を含む場合に、前記教師信号生成手段は、画像信号における輝度信号(例えば、Y信号)のコンポーネント信号を、該輝度信号に対応する色差信号(例えば、U信号,V信号)のサンプリングレートまでダウンコンバートして色差信号の教師信号を生成する輝度信号ダウンコンバート手段と、前記画像信号における色差信号のコンポーネント信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートして輝度信号の教師信号を生成する色差信号アップコンバート手段と、を有することを特徴とする。 In the image processing device according to the first aspect or the second aspect of the present invention, when the component signal of the moving image includes a component signal having a different sampling rate, the teacher signal generation unit is configured to output a luminance signal (for example, Luminance signal down-converting means for down-converting the component signal of the Y signal to a sampling rate of a color difference signal (for example, U signal, V signal) corresponding to the luminance signal to generate a teacher signal of the color difference signal; And a color difference signal up-conversion unit that up-converts a component signal of the color difference signal in the signal to a sampling rate of the luminance signal corresponding to the color difference signal to generate a teacher signal of the luminance signal.
本発明の第1態様又は第2態様の画像処理装置において、前記動画像のコンポーネント信号は、所定の色空間の各コンポーネント信号、該コンポーネント信号の直交変換係数、及びこれらの信号を併合した組合せを含むことを特徴とする。 In the image processing apparatus according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the component signal of the moving image includes each component signal in a predetermined color space, an orthogonal transform coefficient of the component signal, and a combination of these signals. It is characterized by including.
また、本発明の第3態様の画像処理装置は、サンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号を相互に修正する画像処理装置であって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号の直交変換係数について、前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートする輝度信号ダウンコンバート部と、前記輝度信号ダウンコンバート部から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、色差信号の教師信号として生成する第1正規化処理部と、前記画像信号の直交変換係数について、前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートする色差信号アップコンバート部と、前記色差信号アップコンバート部から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、輝度信号の教師信号として生成する第2正規化処理部と、色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の直交変換係数を修正する修正部と、前記修正部から供給される、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成する逆直交変換部と、を備えることを特徴とする。 The image processing apparatus according to the third aspect of the present invention is an image processing apparatus that mutually corrects image signals composed of signal components in color spaces having different sampling frequencies, and is a predetermined image obtained through an irreversible encoding method. Obtained from the luminance signal down-converting unit and the luminance signal down-converting unit that down-converts the luminance signal in the image signal to the sampling rate of the color difference signal corresponding to the luminance signal. A first normalization processing unit that normalizes each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal to be generated with reference to the value of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal corresponding to the luminance signal and generates a teacher signal of the color difference signal; For the orthogonal transform coefficient of the image signal, the color difference signal in the image signal is converted to a sample of the luminance signal corresponding to the color difference signal. The chrominance signal up-converter for up-converting to the rate, and each component of the orthogonal transform coefficient of each chrominance signal obtained from the chrominance signal up-converter are based on the value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal corresponding to each chrominance signal. The second normalization processing unit that normalizes and generates a luminance signal as a teacher signal, and compares each of the orthogonal transform coefficients of the color difference signal and the luminance signal with each of the teacher signals. A correction unit that retains the sign of the value of the original orthogonal transform coefficient when it is equal to or less than a predetermined threshold, and corrects the orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal; An inverse orthogonal transform unit configured to perform inverse orthogonal transform on the corrected orthogonal transform coefficient of the luminance signal and the color difference signal supplied from the correction unit and generate a corrected image signal; Characterized in that it obtain.
また、本発明の第4態様の画像処理装置は、サンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号を相互に修正する画像処理装置であって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号に対して直交変換を施し、輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を生成する第1直交変換部と、前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートする輝度信号ダウンコンバート部と、前記輝度信号ダウンコンバート部によって生成したダウンコンバート後の輝度信号に対して直交変換を施し、ダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を生成する第2直交変換部と、前記第2直交変換部から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成する第1正規化処理部と、前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートする色差信号アップコンバート部と、前記色差信号アップコンバート部から得られるアップコンバートした色差信号に対して直交変換を施し、アップコンバート後の色差信号の直交変換係数を生成する第3直交変換部と、前記第3直交変換部から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成する第2正規化処理部と、色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の直交変換係数を修正する修正部と、前記修正部から供給される、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成する逆直交変換部と、を備えることを特徴とする。 The image processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention is an image processing apparatus that mutually corrects image signals composed of signal components in color spaces having different sampling frequencies, and is obtained by a predetermined method obtained through an irreversible encoding method. A first orthogonal transform unit that performs orthogonal transform on the image signal of the image format to generate respective orthogonal transform coefficients of the luminance signal and the color difference signal, and the luminance signal in the image signal is converted into a color difference corresponding to the luminance signal. Luminance signal down-conversion unit that down-converts to the signal sampling rate, and orthogonal conversion is performed on the down-converted luminance signal generated by the luminance signal down-conversion unit to generate an orthogonal transformation coefficient of the down-converted luminance signal Each component of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal obtained from the second orthogonal transform unit and the second orthogonal transform unit Normalization is performed on the basis of the value of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal corresponding to the degree signal, and the orthogonal transformation coefficients of the two kinds of normalized luminance signals are output from the first orthogonal transformation unit. A first normalization processing unit that generates a color difference signal corresponding to each luminance signal as a teacher signal; and a color difference signal up-conversion that upconverts the color difference signal in the image signal to a sampling rate of the luminance signal corresponding to the color difference signal. A third orthogonal transformation unit that performs orthogonal transformation on the up-converted color difference signal obtained from the color difference signal up-conversion unit and generates an orthogonal transformation coefficient of the up-converted color difference signal, and the third orthogonal transformation Each component of the orthogonal transform coefficient of each color difference signal obtained from the image is normalized with reference to the value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal corresponding to each color difference signal A second normalization processing unit that generates a coefficient based on the orthogonal transform coefficient of each normalized color difference signal as a teacher signal of a luminance signal that is output from the first orthogonal transform unit and that corresponds to each of the color difference signals; For each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal, when compared with the respective teacher signals, and the difference value obtained by comparison is equal to or less than a predetermined threshold value, the sign of the value of the original orthogonal transform coefficient is And a correction unit that corrects the orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal based on the orthogonal transformation coefficient of the teacher signal, and the corrected orthogonal transform coefficient of the luminance signal and the color difference signal supplied from the correction unit And an inverse orthogonal transform unit that performs inverse orthogonal transform on the image and generates a corrected image signal.
また、本発明の第4態様の画像処理装置において、前記第1直交変換部、第2直交変換部、及び第3直交変換部は、同一種類の直交変換処理からなることを特徴とする。 In the image processing device according to the fourth aspect of the present invention, the first orthogonal transform unit, the second orthogonal transform unit, and the third orthogonal transform unit are composed of the same type of orthogonal transform processing.
また、本発明の第4態様の画像処理装置において、前記修正部は、色差信号については、前記第1正規化処理部によって生成された教師信号の絶対値と前記第1直交変換部からの色差信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めた閾値以下である場合に、前記第1直交変換部からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号の直交変換係数を修正し、修正された色差信号の直交変換係数を生成するとともに、輝度信号については、前記第2正規化処理部によって生成された教師信号の絶対値と前記第1直交変換部からの輝度信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めた閾値以下である場合に、前記第1直交変換部からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて輝度信号の直交変換係数を修正し、修正された輝度信号の直交変換係数を生成することを特徴とする。 Further, in the image processing device according to the fourth aspect of the present invention, the correction unit, for the color difference signal, the absolute value of the teacher signal generated by the first normalization processing unit and the color difference from the first orthogonal transform unit. When the absolute value of the difference between the absolute values of the orthogonal transform coefficients of the signal is calculated and the absolute value of the difference is equal to or less than a predetermined threshold, the value of the original orthogonal transform coefficient from the first orthogonal transform unit is positive or negative The code is retained, the orthogonal transform coefficient of the color difference signal is corrected based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal, and the orthogonal transform coefficient of the corrected color difference signal is generated. An absolute value of a difference between the absolute value of the teacher signal generated by the processing unit and the absolute value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal from the first orthogonal transform unit is calculated, and the absolute value of the difference is equal to or less than a predetermined threshold value. In some cases, the first orthogonal The sign of the original orthogonal transform coefficient value from the conversion unit is retained, the orthogonal transform coefficient of the luminance signal is corrected based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal, and the corrected orthogonal transform coefficient of the luminance signal is generated It is characterized by doing.
また、本発明の第4態様の画像処理装置において、前記第1正規化処理部は、前記第1直交変換部から出力される各色差信号の直交変換係数のうち直流成分を除く各成分の絶対値の最大値を検出するとともに、検出したこの最大値の成分座標を特定し、この特定した各色差信号の直交変換係数の成分座標に対応する、前記第2直交変換部から得られる輝度信号の直交変換係数の成分座標を特定し、この特定した輝度信号の直交変換係数の値に対する前記特定した色差信号の直交変換係数の値の比を前記第2直交変換部から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分に乗じて正規化するか、又は前記第1直交変換部から出力された各色差信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値と対応する前記第2直交変換部から出力される輝度信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値の比を前記第2直交変換部から出力される輝度信号の直交変換係数に乗じて正規化することを特徴とする。 Further, in the image processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the first normalization processing unit includes absolute components of the orthogonal transform coefficients of the color difference signals output from the first orthogonal transform unit, excluding a DC component. The maximum value of the value is detected, the component coordinate of the detected maximum value is specified, and the luminance signal obtained from the second orthogonal transform unit corresponding to the component coordinate of the orthogonal transform coefficient of each identified color difference signal The component coordinate of the orthogonal transformation coefficient is identified, and the ratio of the orthogonal transformation coefficient value of the identified color difference signal to the orthogonal transformation coefficient value of the identified luminance signal is orthogonally transformed of the luminance signal obtained from the second orthogonal transformation unit Normalize by multiplying each component of the coefficient, or from the second orthogonal transform unit corresponding to the average value or the mean square value of the absolute value of the orthogonal transform coefficient of each color difference signal output from the first orthogonal transform unit Output brightness signal Wherein the normalizing by multiplying the average value or the ratio of the mean square value of the absolute value of the orthogonal transform coefficients of the orthogonal transformation coefficients of the luminance signal output from the second orthogonal transformation unit.
また、本発明の第4態様の画像処理装置において、前記第2正規化処理部は、前記第1直交変換部から出力される輝度信号の直交変換係数のうち直流成分を除く各成分の絶対値の最大値を検出するとともに、検出したこの最大値の成分座標を特定し、この特定した輝度信号の直交変換係数の成分座標に対応する、前記第3直交変換部から得られる各色差信号の直交変換係数の成分座標を特定し、この特定した色差信号の直交変換係数の値に対する前記特定した輝度信号の直交変換係数の値の比を前記第3直交変換部から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分に乗じて正規化するか、又は前記第1直交変換部から出力された輝度信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値と対応する前記第3直交変換部から出力される各色差信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値の比を前記第3直交変換部から出力される各色差信号の直交変換係数に乗じて正規化することを特徴とする。 Further, in the image processing device according to the fourth aspect of the present invention, the second normalization processing unit includes absolute values of components other than a direct current component among orthogonal transform coefficients of a luminance signal output from the first orthogonal transform unit. , The component coordinates of the detected maximum value are identified, and the orthogonality of each color difference signal obtained from the third orthogonal transform unit corresponding to the component coordinate of the identified orthogonal transform coefficient of the luminance signal is detected. The component coordinates of the transformation coefficient are specified, and the ratio of the orthogonal transformation coefficient value of the specified luminance signal to the orthogonal transformation coefficient value of the specified color difference signal is orthogonally transformed for each color difference signal obtained from the third orthogonal transformation unit. Normalize by multiplying each component of the coefficient, or output from the third orthogonal transform unit corresponding to the average value or the mean square value of the absolute value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal output from the first orthogonal transform unit Each color difference Wherein the normalizing by multiplying the average value or the ratio of the mean square value of the absolute value of the orthogonal transform coefficients of the orthogonal transform coefficients of the color difference signal outputted from said third orthogonal transformation unit.
また、本発明の符号化装置は、本発明の第1態様〜第4態様のいずれかの画像処理装置を備えることを特徴とする。 An encoding apparatus according to the present invention includes the image processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention.
また、本発明の復号装置は、本発明の第1態様〜第4態様のいずれかの画像処理装置を備えることを特徴とする。 A decoding device according to the present invention includes the image processing device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention.
また、本発明は、動画像のコンポーネント信号(例えば、YUV信号)を修正する画像処理装置として構成するコンピュータに、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)について修正するために、第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)を正規化して前記第1のコンポーネント信号の教師信号を生成するステップと、前記第1のコンポーネント信号と前記教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、この教師信号に基づいて前記第1のコンポーネント信号を修正するステップと、を実行させるためのプログラムとしても特徴付けられる。
さらに、本発明は、動画像のコンポーネント信号を修正する画像処理装置として構成するコンピュータに、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号について修正するために、第1のコンポーネント信号を正規化して第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号の教師信号を生成するステップと、前記第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号と前記教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、この教師信号に基づいて該第2のコンポーネント信号及び/又は第3のコンポーネント信号を修正するステップと、を実行させるためのプログラムとしても特徴付けられる。
The present invention also provides a computer configured as an image processing device for correcting a component signal (for example, YUV signal) of a moving image, in a first image signal in a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method. To correct for the component signal (eg, Y signal), the second component signal (eg, U signal) and / or the third component signal (eg, V signal) are normalized to correct the first component signal. When the difference value obtained by generating the teacher signal and comparing the first component signal and the teacher signal is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the first component signal is generated based on the teacher signal. And a step for correcting the program.
Furthermore, the present invention provides a computer configured as an image processing apparatus for correcting a component signal of a moving image to a second component signal and / or a second component signal in an image signal of a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method. Normalizing the first component signal to generate a second component signal and / or a teacher signal of the third component signal to modify the third component signal; and the second component signal and / or When a difference value obtained by comparing the third component signal and the teacher signal is equal to or less than a predetermined threshold value, the second component signal and / or the third component signal is determined based on the teacher signal. It is also characterized as a program to execute
また、本発明は、サンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号を相互に修正する画像処理装置として構成するコンピュータに、(a)非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号に対して直交変換を施し、輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を生成するステップと、(b)前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートするステップと、(c)前記ステップ(b)によって生成したダウンコンバート後の輝度信号に対して直交変換を施し、ダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を生成するステップと、(d)前記ステップ(c)を経て得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、該輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成するステップと、(e)前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートするステップと、(f)前記ステップ(e)を経て得られるアップコンバートした色差信号に対して直交変換を施し、アップコンバート後の色差信号の直交変換係数を生成するステップと、(g)前記ステップ(f)を経て得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成するステップと、(h)色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の各直交変換係数を修正するステップと、(i)前記ステップ(h)を経て得られる、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成するステップと、を実行させるためのプログラムとしても特徴付けられる。 In addition, the present invention provides a computer configured as an image processing apparatus that mutually corrects image signals composed of signal components in color spaces having different sampling frequencies, and (a) a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method. Performing orthogonal transform on the image signal to generate respective orthogonal transform coefficients of the luminance signal and the color difference signal; and (b) sampling the luminance signal in the image signal for the color difference signal corresponding to the luminance signal. (C) performing orthogonal transformation on the down-converted luminance signal generated in the step (b) to generate an orthogonal transformation coefficient of the down-converted luminance signal; and (d) ) Each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal obtained through the step (c) is converted into each color corresponding to the luminance signal. Normalization is performed with reference to the value of the orthogonal transform coefficient of the signal, and the normalized orthogonal transform coefficients of the two types of luminance signals are output from the first orthogonal transform unit, and correspond to the two types of luminance signals, respectively. A step of generating a color difference signal as a teacher signal, (e) a step of upconverting the color difference signal in the image signal to a sampling rate of a luminance signal corresponding to the color difference signal, and (f) through the step (e). Performing orthogonal transformation on the obtained up-converted color difference signal to generate an orthogonal transformation coefficient of the up-converted color difference signal; and (g) an orthogonal transformation coefficient of each color difference signal obtained through the step (f). Are normalized on the basis of the value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal corresponding to each color difference signal, and based on the normalized orthogonal transform coefficient of each color difference signal. Generating a coefficient as a teacher signal of a luminance signal corresponding to each color difference signal output from the first orthogonal transform unit; and (h) each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal for each of the orthogonal transform coefficients. When the difference value obtained by comparison with the teacher signal is equal to or less than a predetermined threshold, the sign of the original orthogonal transform coefficient value is retained, and the color difference based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal is retained. Correcting each orthogonal transform coefficient of the signal and the luminance signal; and (i) performing an inverse orthogonal transform on the corrected orthogonal transform coefficient of the luminance signal and the color difference signal obtained through the step (h), and correcting And a step of generating a processed image signal.
本発明によれば、非可逆な符号化方式で符号化された画像信号であっても、画像劣化の少ない画像として修正することができ、この修正した画像を例えば表示装置に表示すると、本発明を適用しない場合と比較して画像劣化をより低減させることができるようになる。 According to the present invention, even an image signal encoded by an irreversible encoding method can be corrected as an image with little image deterioration. When the corrected image is displayed on a display device, for example, the present invention Image degradation can be further reduced as compared with the case where the method is not applied.
以下、本発明による実施例1の画像処理装置について説明する。 The image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below.
実施例1の画像処理装置1は、従来からの動画像用の符号化装置によって符号化された画像信号を復号した後、復号した画像信号を修正する装置である。まず、本発明の理解のために、従来からの動画像用の符号化装置(例としてH.264符号化装置)の構成例を図10に示す。
The
[符号化装置]
一般的に動画像の符号化では動き補償予測、直交変換、量子化、可変長符号化によって画像を符号化する。動き補償予測を用いる符号化方式の場合、復号された画像を予測に用いるため符号化装置内に復号装置を内包している。
[Encoding device]
In general, a moving image is encoded by motion compensation prediction, orthogonal transform, quantization, and variable length encoding. In the case of an encoding method using motion compensated prediction, a decoding device is included in an encoding device in order to use a decoded image for prediction.
従来からの符号化装置111は、並べ替え部12と、減算部13と、直交変換部14と、量子化部15と、可変長符号化部16と、逆量子化部17と、逆直交変換部18と、切替スイッチ19と、フレーム内予測部20と、フレームメモリ21と、動き補償予測部22と、加算部23とを備える。尚、フレーム内予測部20は、いわゆるイントラ予測を行う機能を有するが本願の主題ではないので、その説明は割愛する。以下、動き補償予測を行う例について説明する。
A conventional encoding device 111 includes a
並べ替え部12は、画素ごとの画素値の並びとして構成される画像信号(例えばイメージセンサ出力)についてフレーム画像として並べ替えを行って、フレーム画像を構成する入力画像信号を減算部13及び動き補償予測部22に送出する。
The
動き補償予測部22は、並べ替え部12から供給される入力画像信号に対して、フレームメモリ21から取得する参照画像を用いて動きベクトル検出を行い、得られた動きベクトルを用いて動き補償を行い、その結果得られた予測画像を切替スイッチ19を介して減算部13及び加算部23に出力する。動きベクトルの情報は、可変長符号化部16に送出される。
The motion
減算部13は、並べ替え部12からの入力画像信号と、動き補償予測部22からの予測画像との差分信号を生成して直交変換部14に送出する。
The
直交変換部14は、減算部13から供給される差分信号に対して小領域の画素ブロックごとに直交変換(例えば、DCT)を施し、量子化部15に送出する。
The
量子化部15は、直交変換部14から供給される小領域の画素ブロックに対応する量子化テーブルを選択して量子化処理を行い、可変長符号化部16及び逆量子化部17に送出する。
The
可変長符号化部16は、量子化部15から供給される量子化信号についてスキャニングを行って可変長符号化処理を施しビットストリームを生成するとともに、動き補償予測部22から供給される動きベクトルの情報も可変長符号化を施して出力する。
The variable
逆量子化部17は、量子化部15から供給される量子化信号について逆量子化処理を行って逆直交変換部18に出力する。
The
逆直交変換部18は、逆量子化部17から供給される直交変換係数に対して逆直交変換(例えば、IDCT)を施し、加算部23に出力する。
The inverse
加算部23では、逆直交変換部18から得られる逆直交変換した信号と、動き補償予測部22を経て画像処理装置1から得られる予測画像とを加算処理して復号画像を生成し、フレームメモリ21に格納する。
The adding
尚、切替スイッチ19は、画面内予測と画面間予測の切り替えに用いられる。
The
次に、画像符号化で用いられる一般的な画像フォーマットについて説明する。一般に、画像符号化では、人間の知覚における輝度及び色差に対する感度の違いから、異なる画素サイズの信号の組み合わせで1フレームの画像フレームを構成する。このような画像フォーマットとして、図11(a)に示すように、フレーム画像Fにおける画素S1について、4:2:2フォーマット(水平方向にて、輝度信号(Y)の画素数1に対してU信号及びV信号のそれぞれの画素数が1/2)や、図11(b)に示すように、フレーム画像Fにおける画素S2について、4:2:0フォーマット(水平及び垂直方向にて、輝度信号の画素数1に対してU信号及びV信号のそれぞれの画素数が1/2)などがある。
Next, a general image format used in image encoding will be described. In general, in image encoding, one image frame is composed of a combination of signals of different pixel sizes because of differences in sensitivity to luminance and color differences in human perception. As such an image format, as shown in FIG. 11A, for the pixel S1 in the frame image F, the 4: 2: 2 format (in the horizontal direction, the number U of pixels of the luminance signal (Y) is 1). As shown in FIG. 11B, the number of pixels of the signal and the V signal is 1/2), and the pixel S2 in the frame image F has a 4: 2: 0 format (in the horizontal and vertical directions, the luminance signal). The number of pixels of each of the U signal and the V signal is ½) with respect to the number of
このような画像信号を、MPEGなどの代表的なブロック符号化では、輝度信号と色差信号の区別なく一定の画素数ごとに符号化を行う。このため、輝度信号及び色差信号の符号化ブロックの占める画像範囲は異なることになり、符号化劣化の生じる範囲も異なることになる。 In a typical block coding such as MPEG, such an image signal is coded for every certain number of pixels without distinguishing between a luminance signal and a color difference signal. For this reason, the image ranges occupied by the encoding blocks of the luminance signal and the color difference signal are different, and the range in which the encoding deterioration occurs is also different.
輝度信号及び色差信号が表現する各サンプリング数の違いは、輝度信号と色差信号のサンプリング周波数が異なることを意味する。例えば、4:2:2フォーマットの場合、16×16画素の輝度信号で構成される画像範囲に対応する2つの色差信号(U信号及びV信号)は、それぞれ8×16画素で構成される。従って、4:2:2フォーマットの場合、水平方向にて、輝度信号に対して色差信号のサンプリング周波数は半分になる。同様に、4:2:0フォーマットの場合、水平及び垂直方向にて、輝度信号に対して色差信号のサンプリング周波数は半分になる。 The difference in the number of samplings expressed by the luminance signal and the color difference signal means that the sampling frequency of the luminance signal and the color difference signal is different. For example, in the case of 4: 2: 2 format, two color difference signals (U signal and V signal) corresponding to an image range formed by luminance signals of 16 × 16 pixels are each configured by 8 × 16 pixels. Therefore, in the case of the 4: 2: 2 format, the sampling frequency of the color difference signal is halved with respect to the luminance signal in the horizontal direction. Similarly, in the 4: 2: 0 format, the sampling frequency of the color difference signal is halved with respect to the luminance signal in the horizontal and vertical directions.
本発明による一実施例の画像処理装置は、このサンプリング周波数の違いを利用して、輝度信号及び色差信号の符号化劣化の性質の違いによって生じる信号劣化を低減する装置である。 An image processing apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus that uses the difference in sampling frequency to reduce signal degradation caused by the difference in encoding degradation characteristics of the luminance signal and the color difference signal.
図1に、本発明による一実施例の画像処理装置のブロック図を示す。画像処理装置1は、例えば非可逆な符号化方式で符号化された画像信号を復号するデコーダ(図示せず)から出力される所定の画像フォーマットのYUV信号(例えば、サンプリング周波数が異なる輝度信号及び色差信号からなる)を入力し、このサンプリング周波数の違いを利用して、輝度信号及び色差信号の符号化劣化を抑制しつつ、当該所定の画像フォーマットに従う新たなYUV信号(修正された輝度信号及び色差信号)を生成する。
FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The
前述したように、符号化処理の最小単位となる1つの輝度信号の画素ブロック(8×8画素)と1つの色差信号の画素ブロック(8×8画素)は、輝度信号と色差信号のサンプリング数の違いから表現される画像範囲は異なる。量子化による劣化は、8×8画素の画素ブロックごとに異なり、それぞれのブロックの劣化の傾向は無相関であるから、特に画素ブロックの境界において視覚的に顕著な劣化が生じうる。 As described above, the pixel block (8 × 8 pixels) of one luminance signal and the pixel block (8 × 8 pixels) of one color difference signal, which are the minimum units of the encoding process, are sampled for the luminance signal and the color difference signal. The image range expressed from the difference is different. Deterioration due to quantization differs for each pixel block of 8 × 8 pixels, and the tendency of deterioration of each block is uncorrelated, so that visually noticeable deterioration may occur particularly at the boundary between pixel blocks.
しかしながら、符号化後の色差信号の面積が、符号化後の輝度信号の面積に比べ水平(又は水平及び垂直)に2倍の面積であることを考慮すれば、この色差信号から、対応する輝度信号の隣接画素ブロック間の信号の相関を知ることができる。また、輝度信号のサンプリング数は色差信号に比べて多く、高解像度であるため、符号化劣化を含む輝度信号を色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートして劣化を低減させ、この劣化低減させた輝度信号を色差信号の教師信号とすることによって色差信号の復元を行うことができる。従って、輝度信号及び色差信号の相互の相関比較のためには、輝度信号及び色差信号のサンプリングレートを同一にするのが好適である。 However, considering that the area of the color difference signal after encoding is twice as large as the area of the luminance signal after encoding (or horizontal and vertical), the corresponding luminance is calculated from the color difference signal. It is possible to know the correlation of signals between adjacent pixel blocks of the signal. Also, since the number of luminance signal samplings is higher than that of chrominance signals and has a higher resolution, the luminance signal including coding degradation is down-converted to the sampling rate of the chrominance signal to reduce the degradation, and this luminance is reduced. The color difference signal can be restored by using the signal as a teacher signal for the color difference signal. Therefore, in order to compare the correlation between the luminance signal and the color difference signal, it is preferable that the sampling rates of the luminance signal and the color difference signal are the same.
以下、図1を参照して、本実施例の画像処理装置1について詳細に説明する。
Hereinafter, the
[画像処理装置の構成]
画像処理装置1は、第1直交変換部2と、輝度信号ダウンコンバート部3と、第2直交変換部4と、第1正規化処理部5と、色差信号アップコンバート部6と、第3直交変換部7と、第2正規化処理部8と、修正部9と、逆直交変換部10とを備える。
[Configuration of image processing apparatus]
The
第1直交変換部2は、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号(前述したデコーダ出力)における輝度信号及び色差信号のそれぞれに対して直交変換を施し、得られた輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を修正部9に送出するとともに、色差信号の直交変換係数については第1正規化処理部5に送出し、輝度信号の直交変換係数については第2正規化処理部8に送出する。この直交変換処理は、当該非可逆な符号化方式の符号化手順における直交変換処理とすることができる。例えば、この直交変換処理は、MPEG−2,H.264等の符号化方式のDCT(離散コサイン変換)や整数精度DCTとすることができるが、画像処理装置1内で共通に用いるものであればよく、予め規定した任意の符号化方式の同一種類の直交変換処理を用いることができる。
The first
輝度信号ダウンコンバート部3は、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号(前述したデコーダ出力)における輝度信号を、この輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートして第2直交変換部4に送出する。例えば、入力される画像信号が4:2:2フォーマットのYUV信号である場合に、輝度信号ダウンコンバート部3は、入力される輝度信号を、水平方向について1/2倍にダウンコンバートし、ダウンコンバートした輝度信号を第2直交変換部4に送出する。或いは又、入力される画像信号が、4:2:0フォーマットのYUV信号である場合に、輝度信号ダウンコンバート部3は、入力される輝度信号を、水平及び垂直方向について1/2倍にダウンコンバートし、ダウンコンバートした輝度信号を第2直交変換部4に送出する。ダウンコンバートに用いるフィルタ処理は、入力される輝度信号を対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートするものであれば、既知のダウンコンバータフィルタを用いることができるが、位相遅れを生じさせず周波数特性だけを変更する高次のフィルタ係数を有するフィルタが望ましい。輝度信号ダウンコンバート部3内に遅延調整機能を設けてもよい。
The luminance signal down-
第2直交変換部4は、輝度信号ダウンコンバート部3から入力されるダウンコンバートした輝度信号に対して、第1直交変換部2で用いる直交変換処理と同様の直交変換を施し、得られたダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を第1正規化処理部5に送出する。
The second
第1正規化処理部5は、第2直交変換部4から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、第1直交変換部2から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成する。より具体的には、第1正規化処理部5は、第1直交変換部2から出力される各色差信号の直交変換係数のうち直流成分である(0,0)成分を除く各成分の絶対値の最大値を検出するとともに、検出したこの最大値の成分座標を特定し、この特定した各色差信号の直交変換係数の成分座標に対応する、第2直交変換部4から得られる輝度信号の直交変換係数の成分座標を特定し、この特定した輝度信号の直交変換係数の値に対する前記特定した色差信号の直交変換係数の値の比を第2直交変換部4から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分に乗じて正規化するか、又は第1直交変換部2から出力された各色差信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値と対応する第2直交変換部4から出力される輝度信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値の比を第2直交変換部4から出力される輝度信号の直交変換係数に乗じて正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、第1直交変換部2から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として修正部9に送出する。正規化処理の具体例は後述する。
The first
色差信号アップコンバート部6は、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号(前述したデコーダ出力)における色差信号を、この色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートして第3直交変換部7に送出する。例えば、入力される画像信号が4:2:2フォーマットのYUV信号である場合に、色差信号アップコンバート部6は、入力される色差信号を、水平方向について2倍にアップコンバートし、アップコンバートした色差信号を第3直交変換部7に送出する。また、入力される画像信号が、4:2:0フォーマットのYUV信号である場合に、色差信号アップコンバート部6は、入力される色差信号を、水平及び垂直方向について2倍にアップコンバートし、アップコンバートした色差信号を第3直交変換部7に送出する。アップコンバートに用いるフィルタ処理は、入力される色差信号を対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートするものであれば、既知のアップコンバータフィルタを用いることができるが、位相遅れを生じさせず周波数特性だけを変更する高次のフィルタ係数を有するフィルタが望ましい。色差信号アップコンバート部6内に遅延調整機能を設けてもよい。
The chrominance signal up-
第3直交変換部7は、色差信号アップコンバート部6から入力されるアップコンバートした色差信号に対して、対応する輝度信号の画素ブロックに分割し、それぞれの画素ブロックを順次第1直交変換部2で用いる直交変換処理と同様の直交変換を施し、得られたアップコンバート後の色差信号の直交変換係数を第2正規化処理部8に送出する。これにより、輝度信号と色差信号との間で同一サイズの直交変換ブロックを処理することができるようになる。
The third
第2正規化処理部8は、第3直交変換部7から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、第1直交変換部2から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成する。より具体的には、第2正規化処理部8は、第1直交変換部2から出力される輝度信号の直交変換係数のうち直流成分である(0,0)成分を除く各成分の絶対値の最大値を検出するとともに、検出したこの最大値の成分座標を特定し、この特定した輝度信号の直交変換係数の成分座標に対応する、第3直交変換部7から得られる各色差信号の直交変換係数の成分座標を特定し、この特定した色差信号の直交変換係数の値に対する前記特定した輝度信号の直交変換係数の値の比を第3直交変換部7から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分に乗じて正規化するか、又は第1直交変換部2から出力された輝度信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値と対応する第3直交変換部7から出力される各色差信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値の比を第3直交変換部7から出力される各色差信号の直交変換係数に乗じて正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、第1直交変換部2から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として修正部9に送出する。正規化処理の具体例は後述する。尚、各色差信号の直交変換係数に基づく係数とは、各色差信号の直交変換係数のいずれか一方の大きいほうを選択するか、又は各色差信号の直交変換係数の絶対値の平均値又は二乗平均値とするなど、正規化して得られる各色差信号の直交変換係数に相関するように生成される直交変換係数とすることができることを意味する。
The second
修正部9は、色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて修正する修正処理を行う。より具体的には、修正部9は、色差信号については、第1正規化処理部5によって生成された教師信号(輝度信号についてダウンコンバートした直交変換係数)の絶対値と第1直交変換部2からの色差信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めたU信号用の閾値αU[v][u]又はV信号用の閾値αV[v][u]以下である場合に、第1直交変換部2からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいてこれら色差信号の直交変換係数を修正し、修正された色差信号の直交変換係数を逆直交変換部10に送出するとともに、輝度信号については、第2正規化処理部8によって生成された教師信号(色差信号についてアップコンバートした直交変換係数)の絶対値と第1直交変換部2からの輝度信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めたY信号用の閾値αY[v][u]以下である場合に、第1直交変換部2からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて輝度信号の直交変換係数を修正し、修正された輝度信号の直交変換係数を逆直交変換部10に送出する。尚、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理は、直交変換係数の直流成分である(0,0)成分に対しては行わない。また、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理は、教師信号の直交変換係数への置き換えや、教師信号の直交変換係数の重み付け平均した値への振幅調整などを含む。
The
逆直交変換部10は、修正部9から供給される修正処理後の輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号(YUV信号)を生成する。修正した画像信号(YUV信号)を表示装置(図示せず)に表示させることで、非可逆な符号化方式で符号化された画像信号であっても、画像劣化の少ない画像として修正されていることが確認できる。
The inverse
以下、図2〜図4を参照して、本実施例の画像処理装置1の動作を説明する。
The operation of the
[画像処理装置の動作]
図2に、本発明による一実施例の画像処理装置の動作を示す。以下、所定の画像フォーマットのYUV信号(サンプリング周波数が異なる輝度信号及び色差信号のコンポーネント信号)が入力される場合について説明する。
[Operation of image processing apparatus]
FIG. 2 shows the operation of the image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a case where a YUV signal having a predetermined image format (a luminance signal and a color difference signal component signal having different sampling frequencies) is input will be described.
ステップS1にて、画像処理装置1には、非可逆な符号化方式で符号化された画像信号を復号するデコーダ(図示せず)から出力される所定の画像フォーマットのYUV信号(サンプリング周波数が異なる輝度信号及び色差信号のコンポーネント信号)が入力される。
In step S1, the
まず、輝度信号ダウンコンバート部3によって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における輝度信号を、この輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートするとともに(ステップS2)、色差信号アップコンバート部6によって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における色差信号を、この色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートする(ステップS3)。
First, the luminance signal down-
次に、第1直交変換部2によって、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における元の輝度信号及び色差信号のそれぞれに対して直交変換を施し、輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を生成するとともに(ステップS4)、第2直交変換部4によって、輝度信号ダウンコンバート部3から入力されるダウンコンバートした輝度信号に対して、第1直交変換部2で用いる直交変換処理と同様の直交変換を施し、ダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を生成し(ステップS5)、第3直交変換部7によって、色差信号アップコンバート部6から入力されるアップコンバートした色差信号に対して、第1直交変換部2で用いる直交変換処理と同様の直交変換を施し、アップコンバート後の色差信号の直交変換係数を生成する(ステップS6)。
Next, the first
つまり、第2直交変換部4及び第3直交変換部7によって、例えば、4:2:2フォーマットのYUV信号の場合には、輝度信号に対して1つの8×8画素ブロックのDCT係数と、色差信号に対して4つの8×8画素ブロックのDCT係数の組が得られる。
That is, by the second
次に、第1正規化処理部5によって、第2直交変換部4から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化処理を施し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、第1直交変換部2から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成するとともに(ステップS7)、第2正規化処理部8によって、第3直交変換部7から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化処理を施し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、第1直交変換部2から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成する(ステップS8)。
Next, each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal obtained from the second
ここで、例えば色差信号に対する輝度信号からの教師信号の生成手順として、二通りを説明する。 Here, for example, two procedures will be described as a procedure for generating a teacher signal from a luminance signal for a color difference signal.
(第1の例)
以下の式に示すとおり、各色差信号の直交変換係数の各成分座標(u,v)(ただし、直流成分である(0,0)成分を除く)における値のうち絶対値の最大値となる成分座標が(a,b)で与えられる場合に、U信号に対する教師信号T_U[v][u],V信号に対する教師信号T_V[v][u]は、各色差信号の直交変換係数U[b][a](又はV[b][a])に対応する成分座標の輝度信号の直交変換係数Y[b][a]を基準にした比によって、ダウンコンバートした輝度信号の直交変換係数Y[v][u]の各成分を正規化することにより得ることができる。
T_U[v][u]=Y[v][u]*U[b][a]/Y[b][a]
T_V[v][u]=Y[v][u]*V[b][a]/Y[b][a]
ここで、u,vは、8×8画素ブロックであれば0〜7。ここでの正規化係数は、U[b][a]/Y[b][a]又はV[b][a]/Y[b][a]で与えられる。
(First example)
As shown in the following equation, the absolute value is the maximum value among the values in the component coordinates (u, v) of the orthogonal transform coefficient of each color difference signal (excluding the (0, 0) component which is a direct current component). When the component coordinates are given by (a, b), the teacher signal T_U [v] [u] for the U signal and the teacher signal T_V [v] [u] for the V signal are orthogonal transform coefficients U [ b] [a] (or V [b] [a]) The luminance signal orthogonal transformation coefficient of the down-converted luminance signal by the ratio based on the orthogonal transformation coefficient Y [b] [a] of the luminance signal of the component coordinates It can be obtained by normalizing each component of Y [v] [u].
T_U [v] [u] = Y [v] [u] * U [b] [a] / Y [b] [a]
T_V [v] [u] = Y [v] [u] * V [b] [a] / Y [b] [a]
Here, u and v are 0 to 7 for an 8 × 8 pixel block. The normalization coefficient here is given by U [b] [a] / Y [b] [a] or V [b] [a] / Y [b] [a].
輝度信号に対する教師信号T_Y[v][u]も同様のやり方で得ることができる。例えば、以下の式に示すとおり、輝度信号の直交変換係数の各成分座標(u,v)(ただし、直流成分である(0,0)成分を除く)における値のうち絶対値の最大値となる成分座標が(a,b)で与えられる場合に、輝度信号用の教師信号T_Y[v][u]は、この輝度信号の直交変換係数Y[b][a]に対応する成分座標の色差信号の直交変換係数U[b][a](又はV[b][a])を基準にした比によって、アップコンバートした色差信号の直交変換係数U[v][u](又はV[v][u])の各成分を正規化することにより得ることができる。
T_Y[v][u]=U[v][u]*Y[b][a]/U[b][a]、又は
=V[v][u]*Y[b][a]/V[b][a]
ここでの正規化係数は、Y[b][a]/U[b][a]又はY[b][a]/V[b][a]で与えられる。
尚、輝度信号は、色差信号に対し複数の直交変換ブロックで構成されるので、例えば4:2:0フォーマットの場合、アップコンバートされた色差信号を4つに分割し、輝度信号の直交変換ブロックに対するブロックごとに正規化を行う。
The teacher signal T_Y [v] [u] for the luminance signal can be obtained in the same manner. For example, as shown in the following equation, the maximum absolute value of the values in the component coordinates (u, v) of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal (excluding the (0, 0) component which is a direct current component) Is given by (a, b), the teacher signal T_Y [v] [u] for the luminance signal has a component coordinate corresponding to the orthogonal transformation coefficient Y [b] [a] of the luminance signal. The orthogonal transform coefficient U [v] [u] (or V [[V] [upconverted] of the up-converted color difference signal based on the ratio based on the orthogonal transform coefficient U [b] [a] (or V [b] [a]) of the color difference signal. v] [u]) can be obtained by normalizing each component.
T_Y [v] [u] = U [v] [u] * Y [b] [a] / U [b] [a], or
= V [v] [u] * Y [b] [a] / V [b] [a]
The normalization coefficient here is given by Y [b] [a] / U [b] [a] or Y [b] [a] / V [b] [a].
Since the luminance signal is composed of a plurality of orthogonal transform blocks with respect to the color difference signal, for example, in the case of 4: 2: 0 format, the up-converted color difference signal is divided into four and the luminance signal is orthogonally transformed block. Normalize each block with respect to.
尚、或る輝度信号に対する教師信号T_Y[v][u]としては2つ得られるため、これらの2つの教師信号のうちの絶対値の大きいほうを教師信号とするか、又は絶対値の平均値(又は二乗平均値)の大きいほうを教師信号とするか、又は2つの教師信号のうち相関の高いほうを教師信号とするか、又は事前に予め定められた選択基準で選択したものと教師信号とすることができるが、画像処理装置1の利用目的に応じて随意適したやり方で教師信号を算出することができる。
Since two teacher signals T_Y [v] [u] for a certain luminance signal are obtained, the larger one of these two teacher signals is used as the teacher signal or the average of the absolute values A teacher signal having a larger value (or mean square value) is used as a teacher signal, a teacher signal having a higher correlation of two teacher signals is selected, or a teacher selected based on a predetermined selection criterion The teacher signal can be calculated in a manner suitable for the purpose of use of the
(第2の例)
第1の例では、教師信号を生成するために、直交変換係数の絶対値の最大値を検出して正規化する例について説明したが、直交変換係数の絶対値の平均値(又は二乗平均値)に基づいて正規化する例は、以下のとおりである。
(Second example)
In the first example, the example in which the maximum value of the absolute value of the orthogonal transform coefficient is detected and normalized in order to generate the teacher signal has been described, but the average value (or the mean square value) of the absolute value of the orthogonal transform coefficient is described. An example of normalization based on) is as follows.
例えば、輝度信号の直交変換係数の二乗平均値によって、色差信号に対する教師信号を生成する場合、この輝度信号の直交変換係数Y[v][u]を、色差信号の直交変換係数をU[v][u],V[v][u]として、以下に示すC言語による記述例のようにして正規化係数を求めて教師信号を生成することができる。
<C言語による記述例>
Tmp[Y]=0; //Y信号の交流エネルギー保存用バッファ
Tmp[U]=0; //U信号の交流エネルギー保存用バッファ
Tmp[V]=0; //V信号の交流エネルギー保存用バッファ
for(v=0; v<8; v++){
for(u=0; u<8; u++){
tmp[U]+=(U[v][u]* U [v][u]);
tmp[V]+=(V[v][u]* V [v][u]);
tmp[Y]+=(Y[v][u]* Y [v][u]);
}
}
NU=pow (tmp[U]/tmp[Y], 0.5); //U信号用の正規化係数NU
NV=pow (tmp[V]/tmp[Y], 0.5); //V信号用の正規化係数NV
For example, when a teacher signal for a chrominance signal is generated by the root mean square value of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal, the orthogonal transformation coefficient Y [v] [u] of the luminance signal and the orthogonal transformation coefficient of the chrominance signal U [v ] [u], V [v] [u], a normalization coefficient can be obtained and a teacher signal can be generated as in the following description example in C language.
<Example description in C>
Tmp [Y] = 0; // Buffer for saving AC energy of Y signal
Tmp [U] = 0; // Buffer for saving U signal AC energy
Tmp [V] = 0; // V signal AC energy storage buffer
for (v = 0; v <8; v ++) {
for (u = 0; u <8; u ++) {
tmp [U] + = (U [v] [u] * U [v] [u]);
tmp [V] + = (V [v] [u] * V [v] [u]);
tmp [Y] + = (Y [v] [u] * Y [v] [u]);
}
}
N U = pow (tmp [U] / tmp [Y], 0.5); // Normalization factor N U for U signal
N V = pow (tmp [V] / tmp [Y], 0.5); // Normalization factor N V for V signal
尚、輝度信号は、複数の直交変換ブロックで構成されるので、教師信号も対応するブロック(例えば、4:2:0フォーマットの場合、アップコンバートされた色差信号で生成される教師信号を4つに分割した4つの直交変換ブロック)で生成される。 Since the luminance signal is composed of a plurality of orthogonal transform blocks, the teacher signal also corresponds to a block (for example, in the case of 4: 2: 0 format, four teacher signals generated by the up-converted color difference signal are used. 4 orthogonal transform blocks).
再び図2を参照するに、修正部9によって、輝度信号については、第2正規化処理部8によって生成された教師信号(色差信号についてアップコンバートした直交変換係数)の絶対値と第1直交変換部2からの輝度信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めたY信号用の閾値αY[v][u]以下であれば、第1直交変換部2からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理を行うとともに(ステップS9,S10)、色差信号については、第1正規化処理部5によって生成された教師信号(輝度信号についてダウンコンバートした直交変換係数)の絶対値と第1直交変換部2からの色差信号の直交変換係数の絶対値の差分の絶対値を計算し、この差分の絶対値が予め定めたU信号用の閾値αU[v][u]又はV信号用の閾値αV[v][u]以下であれば、第1直交変換部2からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理を行う(ステップS11,S12)。ただし、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理は、直交変換係数の直流成分である(0,0)成分に対しては行わない。また、この教師信号の直交変換係数に基づく修正処理は、教師信号の直交変換係数への置き換えや、教師信号の直交変換係数の重み付け平均した値への振幅調整などを含む。
Referring again to FIG. 2, the absolute value of the teacher signal (orthogonal transform coefficient obtained by up-converting the chrominance signal) generated by the second
例えば、修正部9におけるU信号についての修正処理のC言語による記述例は以下に示すとおりである。尚、Y信号及びV信号についても同様な記述とすることができる。
For example, a description example in C language of the correction process for the U signal in the
<修正処理のC言語による記述例>
for(v=0; v<8; v++){
for(u=0; u<8; u++){
if(!(v==0&&u==0)){//v=0且つu=0の場合は処理しない。
m=(U[v][u]<0? -1: 1);// U[v][u]が正ならばm=1、負ならばm=−1。
tmp=fabs(T_U[v][u]); //教師信号の絶対値をtmpに保存。
U[v][u]= (fabs(U[v][u]*m-tmp)>αU[v][u]? U[v][u]: m*tmp) // U[v][u]の絶対値とtmpの差がαU[v][u]より大きければU [v][u]は変更しない。U [v][u]の絶対値とtmpの差がαU[v][u]以下であれば正負符号を保持して修正(本例では置き換え)。
}
}
}
<Example of correction processing written in C>
for (v = 0; v <8; v ++) {
for (u = 0; u <8; u ++) {
if (! (v == 0 && u == 0)) {// v = 0 and u = 0 do not process.
m = (U [v] [u] <0? -1: 1); // m = 1 if U [v] [u] is positive, m = -1 if negative.
tmp = fabs (T_U [v] [u]); // Save the absolute value of the teacher signal to tmp.
U [v] [u] = (fabs (U [v] [u] * m-tmp)> α U [v] [u]? U [v] [u]: m * tmp) // U [v If the difference between the absolute value of] [u] and tmp is greater than α U [v] [u], U [v] [u] is not changed. If the difference between the absolute value of U [v] [u] and tmp is less than or equal to α U [v] [u], the sign is retained and corrected (replaced in this example).
}
}
}
次に、逆直交変換部10によって、修正部9から供給される、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号(YUV信号)を生成する(ステップS13)。尚、このようにして修正された輝度信号は、サンプリングレートの低い色差信号によって修正されるため、全体的にぼけた信号となることがある。そこで、修正された輝度信号を全て書き換えるのではなく、劣化が顕著に現れやすい各画素ブロックの最外周の画素(例えば、予め規定した画素位置の1ないし2画素)を置き換えるようにして、デブロッキングフィルタとして動作するように構成することもできる。
Next, the inverse
図3及び図4は、この画像処理装置1における一連の処理動作を模式的に示した図である。図3(a)は、4:2:0フォーマットにおける色差信号のU信号及びV信号を、ダウンコンバートした輝度信号Yに基づいて修正する様子を示しており、図3(b)は、4:2:0フォーマットにおける輝度信号Yを、アップコンバートした色差信号のU信号又はV信号に基づいて修正する様子を示している。図4(a)は、4:2:2フォーマットにおける色差信号のU信号及びV信号を、ダウンコンバートした輝度信号Yに基づいて修正する様子を示しており、図4(b)は、4:2:2フォーマットにおける輝度信号Yを、アップコンバートした色差信号のU信号又はV信号に基づいて修正する様子を示している。
3 and 4 are diagrams schematically showing a series of processing operations in the
これにより、本実施例の画像処理装置1によれば、非可逆な符号化方式で符号化された画像信号であっても、画像劣化の少ない画像として修正することができ、符号化に起因して生じていた画像劣化をより低減させることができるようになる。
As a result, according to the
尚、MPEG−2やMPEG−4AVC/H.264など多くの符号化方式における直交変換としてDCTが用いられているが、本実施例の画像処理装置によれば、一般的に用いられている画像信号の輝度信号と色差信号のサンプリング周波数の違いを利用するものであるから、任意の符号化方式に適用することができる。特に、非可逆な符号化方式によって劣化した画像を入力して、その符号化方式による劣化を回復させることを目的とする場合には、入力に用いた符号化方式と同じ直交変換を用いることによって、より劣化低減の効果を発揮することになる。 Note that MPEG-2 and MPEG-4 AVC / H. Although DCT is used as orthogonal transform in many encoding systems such as H.264, according to the image processing apparatus of the present embodiment, the difference in sampling frequency between the luminance signal of the image signal and the color difference signal that are generally used Can be applied to any coding scheme. In particular, when an image deteriorated by an irreversible encoding method is input and the purpose is to recover the deterioration due to the encoding method, the same orthogonal transformation as the encoding method used for input is used. Thus, the effect of reducing deterioration will be exhibited.
以下、本実施例の画像処理装置1を、動画像用の復号装置に適用した場合について説明する。
Hereinafter, a case where the
本実施例の画像処理装置1を、動画像用の復号装置31aに適用した場合における例を図5に示す。尚、以下の説明において同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。
FIG. 5 shows an example in which the
本実施例に係る復号装置31aは、可変長復号部32と、逆量子化部33と、逆直交変換部34と、加算部35と、画像処理装置1と、フレームメモリ36と、動き補償予測部37と、並べ替え部38と、画面内予測と画面間予測の切り替えに用いる切替スイッチ39とを備える。尚、本実施例に係る復号装置31aは、既知の復号装置(例えば、MPEG−2,H.264用の復号装置)に対して、本実施例の画像処理装置1が追加されたものである。
The
可変長復号部32は、符号化されたビットストリームを入力して、可変長復号処理を施し逆量子化部33に送出するとともに、動きベクトルの情報を復号して動き補償予測部37に送出する。また、可変長復号部32は、この量子化情報を画像処理装置1内の修正部9に送出する。
The variable
逆量子化部33は、可変長復号部32から供給される量子化信号に対して逆量子化処理を施して動き補償した差分信号の直交変換係数を取得し、逆直交変換部34に送出する。
The
逆直交変換部34は、逆量子化部33から供給される差分信号の直交変換係数に対して、逆直交変換(例えば、IDCT)を施し、得られる当該差分信号を加算部35に送出する。
The inverse
動き補償予測部37は、フレームメモリ36から得られる参照画像と可変長復号部32から得られる動きベクトルとを用いて予測画像を生成し、切替スイッチ39を介して加算部35に出力する。
The motion
加算部35は、逆直交変換部34から得られる当該差分信号と、動き補償予測部37から供給される予測画像とを加算して画像信号を復元し、復元した画像信号を本実施例に係る復号装置31aにおける画像処理装置1に送出する。
The adding
復号装置31aにおける画像処理装置1は、加算部35から得られる画像信号を上述したように符号化劣化を抑制した修正後の画像信号を生成し、フレームメモリ36に格納するとともに、並べ替え部38に送出する。
The
並べ替え部38は、画像処理装置1から得られる修正後の画像信号を表示信号として並べ替えを行う。
The
ここで、図5における画像処理装置1の構成例を図6に示す。図6に示す画像処理装置1の構成は、図1に示す画像処理装置1と同様であり、更なる詳細な説明は省略するが、修正部9が、修正処理に用いるY信号用の閾値αY[v][u](又はU信号用の閾値αU[v][u]又はV信号用の閾値αV[v][u])として、量子化部15から得られる量子化範囲内の値である、量子化値q[v][u]の半値(=q[v][u]/2)を用いた例であるが、量子化値q[v][u]の値以下の任意の値を設定することができる。
Here, FIG. 6 shows a configuration example of the
即ち、復号装置31aに適用した画像処理装置1における修正部9では、例えば色差信号の場合、生成された教師信号と色差信号の元の直交変換係数の絶対値とを比較し、符号化方式に依存する量子化範囲内に差分量が収まる場合は、色差信号の元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて元の直交変換係数を修正する。輝度信号の場合も同様に、修正部9は、生成された教師信号と輝度信号の元の直交変換係数の絶対値とを比較し、符号化方式に依存する量子化範囲内に教師信号が収まる場合は、輝度信号の元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて元の直交変換係数を修正する。
That is, in the
本例における修正部9におけるU信号についての修正処理を、C言語による記述例として以下のように示すことができる。尚、Y信号及びV信号についても同様である。
The correction process for the U signal in the
<修正処理のC言語による記述例>
for(v=0; v<8; v++){
for(u=0; u<8; u++){
if(!(v==0&&u==0)){//v=0且つu=0の場合は処理しない。
m=(U[v][u]<0? -1: 1);// U [v][u]が正ならばm=1、負ならばm=−1。
tmp=fabs(T_ U[v][u]); //教師信号の絶対値をtmpに保存。
U[v][u]= (fabs(U[v][u]*m-tmp)>q[v][u]/2? U[v][u]: m*tmp) // U[v][u]の絶対値とtmpの差がq[v][u]/2より大きければU[v][u]は変更しない。U[v][u]の絶対値とtmpの差がq[v][u]/2以下であれば正負符号を保持して修正(例えば、置き換え)。
}
}
}
<Example of correction processing written in C>
for (v = 0; v <8; v ++) {
for (u = 0; u <8; u ++) {
if (! (v == 0 && u == 0)) {// v = 0 and u = 0 do not process.
m = (U [v] [u] <0? -1: 1); // m = 1 if U [v] [u] is positive, m = −1 if negative.
tmp = fabs (T_U [v] [u]); // Save the absolute value of the teacher signal to tmp.
U [v] [u] = (fabs (U [v] [u] * m-tmp)> q [v] [u] / 2? U [v] [u]: m * tmp) // U [ If the difference between the absolute value of v] [u] and tmp is greater than q [v] [u] / 2, U [v] [u] is not changed. If the difference between the absolute value of U [v] [u] and tmp is equal to or less than q [v] [u] / 2, the sign is retained and corrected (for example, replaced).
}
}
}
このように、本実施例の画像処理装置1を復号装置に適用すれば、既存の符号化装置によって符号化された、例えばサンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号を復号した場合であっても、その画像信号の劣化を低減するように修正することができる。
As described above, when the
次に、図7を参照して、実施例1の画像処理装置1を動画像用の符号化装置に適用した場合について、実施例2として説明する。尚、以下の説明において同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。
Next, a case where the
[符号化装置]
実施例2の符号化装置11は、図1に示す画像処理装置1と、並べ替え部12と、減算部13と、直交変換部14と、量子化部15と、可変長符号化部16と、逆量子化部17と、逆直交変換部18と、切替スイッチ19と、フレーム内予測部20と、フレームメモリ21と、動き補償予測部22と、加算部23とを備える。尚、本実施例に係る符号化装置11は、既知の符号化装置(例えば、MPEG−2,H.264用の符号化装置)に対して、図1に示す画像処理装置1が追加されたものである。フレーム内予測部20は、いわゆるイントラ予測を行う機能を有するが本願の主題ではないので、その説明は割愛する。以下、動き補償予測を行う例について説明する。
[Encoding device]
The encoding device 11 according to the second embodiment includes an
並べ替え部12は、画素ごとの画素値の並びとして構成される画像信号(例えばイメージセンサ出力)についてフレーム画像として並べ替えを行って、フレーム画像を構成する入力画像信号を減算部13及び動き補償予測部22に送出する。
The
動き補償予測部22は、並べ替え部12から供給される入力画像信号に対して、フレームメモリ21から画像処理装置1を経て取得する参照画像を用いて動きベクトル検出を行い、得られた動きベクトルを用いて動き補償を行い、その結果得られた予測画像を画像処理装置1に出力する。動きベクトルの情報は、可変長符号化部16に送出される。
The motion
減算部13は、並べ替え部12からの入力画像信号と、動き補償予測部22を経て得られる画像処理装置1からの予測画像との差分信号を生成して直交変換部14に送出する。
The
直交変換部14は、減算部13から供給される差分信号に対して小領域の画素ブロックごとに直交変換(例えば、DCT)を施し、量子化部15に送出する。
The
量子化部15は、直交変換部14から供給される小領域の画素ブロックに対応する量子化テーブルを選択して量子化処理を行い、可変長符号化部16及び逆量子化部17に送出する。
The
可変長符号化部16は、量子化部15から供給される量子化信号についてスキャニングを行って可変長符号化処理を施しビットストリームを生成するとともに、動き補償予測部22から供給される動きベクトルの情報も可変長符号化を施して出力する。
The variable
逆量子化部17は、量子化部15から供給される量子化信号について逆量子化処理を行って逆直交変換部18に出力する。
The
逆直交変換部18は、逆量子化部17から供給される直交変換係数に対して逆直交変換(例えば、IDCT)を施し、加算部23に出力する。
The inverse
加算部23では、逆直交変換部18から得られる逆直交変換した信号と、動き補償予測部22を経て画像処理装置1から得られる予測画像とを加算処理して復号画像を生成し、フレームメモリ21に格納する。
The adding
尚、切替スイッチ19は、画面内予測と画面間予測の切り替えに用いられる。
The
続いて、図8を参照して、図1に示す画像処理装置1を、動画像用の復号装置に適用した場合について説明する。
Next, the case where the
[復号装置]
実施例2に係る復号装置31bは、可変長復号部32と、逆量子化部33と、逆直交変換部34と、加算部35と、画像処理装置1と、フレームメモリ36と、動き補償予測部37と、並べ替え部38と、画面内予測と画面間予測の切り替えに用いる切替スイッチ39とを備える。尚、本実施例に係る復号装置31bは、既知の復号装置(例えば、MPEG−2,H.264用の復号装置)に対して、そのフィードバックループ内に本実施例の画像処理装置1が追加されたものである。
[Decoding device]
The
可変長復号部32は、符号化されたビットストリームを入力して、可変長復号処理を施し逆量子化部33に送出するとともに、動きベクトルの情報を復号して動き補償予測部37に送出する。また、可変長復号部32は、量子化情報を画像処理装置1内の修正部9に送出する。
The variable
逆量子化部33は、可変長復号部32から供給される量子化信号に対して逆量子化処理を施して動き補償した差分信号の直交変換係数を取得し、逆直交変換部34に送出する。
The
逆直交変換部34は、逆量子化部33から供給される差分信号の直交変換係数に対して、逆直交変換(例えば、IDCT)を施し、得られる当該差分信号を加算部35に送出する。
The inverse
動き補償予測部37は、フレームメモリ36から得られる参照画像と可変長復号部32から得られる動きベクトルとを用いて予測画像を生成し、画像処理装置1に出力する。
The motion
復号装置31bにおける画像処理装置1は、動き補償予測部37から得られる予測画像の信号から、上述したように符号化劣化を抑制した修正後の画像信号を生成し、切替スイッチ39を介して加算部35に送出する。
The
加算部35は、逆直交変換部34から得られる当該差分信号と、画像処理装置1から供給される予測画像の信号とを加算して画像信号を復元し、復元した画像信号を並べ替え部38に送出する。
The
並べ替え部38は、加算部35から得られる画像信号を表示信号として並べ替えを行う。
The
このように、実施例2の符号化装置11や復号装置31bに示すように、図1に示す画像処理装置1をMPEG符号化方式に適用することができる。尚、実施例2の符号化装置11や復号装置31bにおいても、例えばサンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号を復号した場合であっても、その画像信号の劣化を低減するように修正することができる。
In this way, as shown in the encoding device 11 and the
以上のように、本発明に係る画像処理装置1は、動画像のコンポーネント信号を修正する装置として、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)について修正するために、第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)を正規化して第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)の教師信号を生成する教師信号生成機能と、第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)とこの生成した教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、当該教師信号に基づいて第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)を修正する修正処理機能とを有する。
As described above, the
更に、本発明に係る画像処理装置1は、動画像のコンポーネント信号を修正する装置として、非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号における第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)について修正するために、第1のコンポーネント信号(例えば、Y信号)を正規化して第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)の教師信号を生成する教師信号生成機能と、第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)とこの生成した教師信号とを比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、当該教師信号に基づいて第2のコンポーネント信号(例えば、U信号)及び/又は第3のコンポーネント信号(例えば、V信号)を修正する修正処理機能とを有する。
Furthermore, the
更に、本発明の一態様として、各実施例の画像処理装置1をコンピュータとして構成させることができる。コンピュータに、前述した画像処理装置1の各構成要素を実現させるためのプログラムは、コンピュータの内部又は外部に備えられる記憶部に記憶される。そのような記憶部は、外付けハードディスクなどの外部記憶装置、或いはROM又はRAMなどの内部記憶装置で実現することができる。コンピュータに備えられる制御部は、中央演算処理装置(CPU)などの制御で実現することができる。即ち、CPUが、各構成要素の機能を実現するための処理内容が記述されたプログラムを、適宜、記憶部から読み込んで、各構成要素の機能をコンピュータ上で実現させることができる。ここで、各構成要素の機能をハードウェアの一部で実現しても良い。
Furthermore, as one aspect of the present invention, the
また、この処理内容を記述したプログラムを、例えばDVD又はCD−ROMなどの可搬型記録媒体の販売、譲渡、貸与等により流通させることができるほか、そのようなプログラムを、例えばネットワーク上にあるサーバの記憶部に記憶しておき、ネットワークを介してサーバから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、流通させることができる。 In addition, the program describing the processing contents can be distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM, and such a program can be distributed on a server on a network, for example. Can be distributed by transferring the program from the server to another computer via the network.
また、そのようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に記憶することができる。また、このプログラムの別の実施態様として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、更に、このコンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。 In addition, a computer that executes such a program can temporarily store, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server in its own storage unit. As another embodiment of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and each time the program is transferred from the server to the computer. In addition, the processing according to the received program may be executed sequentially.
以上、具体例を挙げて本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。特に、正規化部における正規化処理は、教師信号による修正処理における信号間の相関をとるためのレベル調整を行うものであればよい。 While the embodiments of the present invention have been described in detail with specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims of the present invention. In particular, the normalization process in the normalization unit only needs to perform level adjustment for correlation between signals in the correction process using the teacher signal.
例えば、仮に画像処理装置に入力される信号のサンプリングレートが同一であれば、輝度信号ダウンコンバート部及び色差信号アップコンバート部をバイパスすることもできる。 For example, if the sampling rate of the signal input to the image processing apparatus is the same, the luminance signal down-conversion unit and the color difference signal up-conversion unit can be bypassed.
また、本発明の画像処理装置は、図9に示すように、直交変換処理を用いることなく構成することも可能である。更に、本発明の画像処理装置は、第1〜第3のコンポーネント信号は、それぞれYUV信号に限定するものではなく、直交変換係数を入力して、直交変換処理を省略した構成とすることもできる。また、コンポーネント信号は、RGB,YCbCr,LUV,Lab,XYZなどの如何なる色空間のものでもよい。従って、画像処理装置に入力される動画像のコンポーネント信号は、所定の色空間の各コンポーネント信号、該コンポーネント信号の直交変換係数、及びこれらの信号を併合した組合せを含む。 Further, as shown in FIG. 9, the image processing apparatus of the present invention can be configured without using orthogonal transform processing. Furthermore, the image processing apparatus of the present invention is not limited to the YUV signal for each of the first to third component signals, and may be configured to input orthogonal transform coefficients and omit the orthogonal transform processing. . The component signal may be in any color space such as RGB, YCbCr, LUV, Lab, XYZ. Therefore, the component signal of the moving image input to the image processing apparatus includes each component signal in a predetermined color space, an orthogonal transform coefficient of the component signal, and a combination obtained by merging these signals.
更に、修正部9を、画像信号における各コンポーネント信号、及び/又は、これらの直交変換係数の信号を比較して修正する修正手段として構成すればよく、各コンポーネント信号が入力されてサンプリングレートを変換した信号について修正処理を行うことや、各コンポーネント信号が入力されてサンプリングレートを変換した信号の直交変換係数について修正処理を行うことや、各コンポーネント信号の直交変換係数の信号が入力されてサンプリングレートを変換した信号について量子化した後に修正処理を行うことや、これらの併用の構成とするなどの様々な変形例が可能である。
Furthermore, the
本発明によれば、例えばサンプリング周波数の異なる色空間の信号成分からなる画像信号であっても画像信号の劣化が低減するように、該画像信号を修正することができるので、非可逆な符号化方式による符号化処理を扱う画像信号を利用する任意の用途に有用である。 According to the present invention, for example, even if an image signal is composed of signal components in color spaces having different sampling frequencies, the image signal can be corrected so as to reduce the deterioration of the image signal. This is useful for any application that uses an image signal that handles encoding processing by a method.
1 画像処理装置
2 第1直交変換部
3 輝度信号ダウンコンバート部
4 第2直交変換部
5 第1正規化処理部
6 色差信号アップコンバート部
7 第3直交変換部
8 第2正規化処理部
9 修正部
10 逆直交変換部
11 符号化装置
12 並べ替え部
13 減算部
14 直交変換部
15 量子化部
16 可変長符号化部
17 逆量子化部
18 逆直交変換部
19 切替スイッチ
20 フレーム内予測部
21 フレームメモリ
22 動き補償予測部
23 加算部
31a,31b 復号装置
32 可変長復号部
33 逆量子化部
34 逆直交変換部
35 加算部
36 フレームメモリ
37 動き補償予測部
38 並べ替え部
39 切替スイッチ
111 符号化装置
131 輝度信号ダウンコンバート部
161 色差信号アップコンバート部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号の直交変換係数について、前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートする輝度信号ダウンコンバート部と、
前記輝度信号ダウンコンバート部から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、色差信号の教師信号として生成する第1正規化処理部と、
前記画像信号の直交変換係数について、前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートする色差信号アップコンバート部と、
前記色差信号アップコンバート部から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、輝度信号の教師信号として生成する第2正規化処理部と、
色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の直交
変換係数を修正する修正部と、
前記修正部から供給される、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成する逆直交変換部と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus for mutually correcting image signals composed of signal components of color spaces having different sampling frequencies,
Luminance signal down-conversion for down-converting the luminance signal in the image signal to the sampling rate of the chrominance signal corresponding to the luminance signal with respect to the orthogonal transform coefficient of the image signal of a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method And
Each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal obtained from the luminance signal down-conversion unit is normalized based on the value of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal corresponding to this luminance signal, and generated as a teacher signal of the color difference signal. A first normalization processing unit;
A color difference signal up-conversion unit that up-converts the color difference signal in the image signal to the sampling rate of the luminance signal corresponding to the color difference signal with respect to the orthogonal transform coefficient of the image signal;
Each component of the orthogonal transform coefficient of each color difference signal obtained from the color difference signal up-conversion unit is normalized with reference to the value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal corresponding to each color difference signal, and generated as a teacher signal of the luminance signal. A second normalization processing unit;
For each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal, when compared with the respective teacher signals, and the difference value obtained by comparison is equal to or less than a predetermined threshold value, the sign of the value of the original orthogonal transform coefficient is Holding a correction unit for correcting the orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal;
An inverse orthogonal transform unit configured to perform inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficients of the luminance signal and the color difference signal supplied from the correction unit and generate a corrected image signal. Processing equipment.
非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号に対して直交変換を施し、輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を生成する第1直交変換部と、
前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートする輝度信号ダウンコンバート部と、
前記輝度信号ダウンコンバート部によって生成したダウンコンバート後の輝度信号に対して直交変換を施し、ダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を生成する第2直交変換部と、
前記第2直交変換部から得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、この輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成する第1正規化処理部と、
前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートする色差信号アップコンバート部と、
前記色差信号アップコンバート部から得られるアップコンバートした色差信号に対して直交変換を施し、アップコンバート後の色差信号の直交変換係数を生成する第3直交変換部と、
前記第3直交変換部から得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成する第2正規化処理部と、
色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の直交変換係数を修正する修正部と、
前記修正部から供給される、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成する逆直交変換部と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus for mutually correcting image signals composed of signal components of color spaces having different sampling frequencies,
A first orthogonal transform unit that performs orthogonal transform on an image signal of a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method, and generates respective orthogonal transform coefficients of a luminance signal and a color difference signal;
A luminance signal down-converting unit that down-converts the luminance signal in the image signal to a sampling rate of a color difference signal corresponding to the luminance signal;
A second orthogonal transform unit that performs orthogonal transform on the down-converted luminance signal generated by the luminance signal down-conversion unit and generates an orthogonal transform coefficient of the down-converted luminance signal;
Two kinds of luminance signals normalized by normalizing each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal obtained from the second orthogonal transformation unit with reference to the value of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal corresponding to the luminance signal. A first normalization processing unit that generates the orthogonal transformation coefficients of the color difference signals corresponding to the two kinds of luminance signals output from the first orthogonal transformation unit;
A color difference signal up-converting unit that up-converts the color difference signal in the image signal to a sampling rate of a luminance signal corresponding to the color difference signal;
A third orthogonal transform unit that performs orthogonal transform on the up-converted color difference signal obtained from the color difference signal up-conversion unit and generates an orthogonal transform coefficient of the color difference signal after up-conversion;
Each component of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal obtained from the third orthogonal transformation unit is normalized with reference to the value of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal corresponding to each color difference signal, and the orthogonality of each normalized color difference signal is obtained. A second normalization processing unit that generates a coefficient based on a transform coefficient as a teacher signal of a luminance signal output from the first orthogonal transform unit and corresponding to the color difference signal;
For each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal, when compared with the respective teacher signals, and the difference value obtained by comparison is equal to or less than a predetermined threshold value, the sign of the value of the original orthogonal transform coefficient is Holding a correction unit for correcting the orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal;
An inverse orthogonal transform unit configured to perform inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficients of the luminance signal and the color difference signal supplied from the correction unit and generate a corrected image signal. Processing equipment.
この差分の絶対値が予め定めた閾値以下である場合に、前記第1直交変換部からの元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて輝度信号の直交変換係数を修正し、修正された輝度信号の直交変換係数を生成することを特徴とする、請求項2又は3に記載の画像処理装置。 For the color difference signal, the correction unit calculates the absolute value of the difference between the absolute value of the teacher signal generated by the first normalization processing unit and the absolute value of the orthogonal transform coefficient of the color difference signal from the first orthogonal transform unit. When the absolute value of this difference is less than or equal to a predetermined threshold value, the sign of the original orthogonal transform coefficient value from the first orthogonal transform unit is retained, and the orthogonal transform coefficient of this teacher signal is stored. Based on this, the orthogonal transform coefficient of the color difference signal is corrected to generate an orthogonal transform coefficient of the corrected color difference signal, and for the luminance signal, the absolute value of the teacher signal generated by the second normalization processing unit and the first Calculating the absolute value of the difference between the absolute values of the orthogonal transform coefficients of the luminance signal from the 1 orthogonal transform unit;
When the absolute value of the difference is equal to or less than a predetermined threshold, the sign of the original orthogonal transform coefficient value from the first orthogonal transform unit is retained, and the luminance is determined based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal. Fixed orthogonal transform coefficients of the signal, and generating an orthogonal transform coefficients of the modified luminance signal, the image processing apparatus according to claim 2 or 3.
(a)非可逆な符号化方式を経て得られる所定の画像フォーマットの画像信号に対して直交変換を施し、輝度信号及び色差信号のそれぞれの直交変換係数を生成するステップと、
(b)前記画像信号における輝度信号を、該輝度信号に対応する色差信号のサンプリングレートまでダウンコンバートするステップと、
(c)前記ステップ(b)によって生成したダウンコンバート後の輝度信号に対して直交変換を施し、ダウンコンバート後の輝度信号の直交変換係数を生成するステップと、
(d)前記ステップ(c)を経て得られる輝度信号の直交変換係数の各成分を、該輝度信号に対応する各色差信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した2種類の輝度信号の直交変換係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該2種類の輝度信号にそれぞれ対応する各色差信号の教師信号として生成するステップと、
(e)前記画像信号における色差信号を、該色差信号に対応する輝度信号のサンプリングレートまでアップコンバートするステップと、
(f)前記ステップ(e)を経て得られるアップコンバートした色差信号に対して直交変換を施し、アップコンバート後の色差信号の直交変換係数を生成するステップと、
(g)前記ステップ(f)を経て得られる各色差信号の直交変換係数の各成分を、各色差信号に対応する輝度信号の直交変換係数の値を基準にして正規化し、正規化した各色差信号の直交変換係数に基づく係数を、前記第1直交変換部から出力される、当該色差信号にそれぞれ対応する輝度信号の教師信号として生成するステップと、
(h)色差信号及び輝度信号の各直交変換係数について、それぞれの前記教師信号と比較し、比較して得られる差分値が予め定めた閾値以下である場合に、元の直交変換係数の値の正負符号を保持して、この教師信号の直交変換係数に基づいて色差信号及び輝度信号の各直交変換係数を修正するステップと、
(i)前記ステップ(h)を経て得られる、輝度信号及び色差信号の修正された直交変換係数に対して逆直交変換を施し、修正した画像信号を生成するステップと、を実行させるためのプログラム。 In a computer configured as an image processing apparatus for mutually correcting image signals composed of signal components of color spaces having different sampling frequencies,
(A) performing orthogonal transformation on an image signal of a predetermined image format obtained through an irreversible encoding method to generate respective orthogonal transformation coefficients of a luminance signal and a color difference signal;
(B) down-converting a luminance signal in the image signal to a sampling rate of a color difference signal corresponding to the luminance signal;
(C) performing orthogonal transform on the down-converted luminance signal generated in step (b) to generate an orthogonal transform coefficient of the down-converted luminance signal;
(D) Two types of components obtained by normalizing each component of the orthogonal transformation coefficient of the luminance signal obtained through the step (c) on the basis of the value of the orthogonal transformation coefficient of each color difference signal corresponding to the luminance signal. Generating an orthogonal transformation coefficient of the luminance signal as a teacher signal of each color difference signal corresponding to each of the two types of luminance signals output from the first orthogonal transformation unit;
(E) Up-converting a color difference signal in the image signal to a sampling rate of a luminance signal corresponding to the color difference signal;
(F) performing orthogonal transform on the up-converted color difference signal obtained through the step (e) to generate an orthogonal transform coefficient of the up-converted color difference signal;
(G) Each component of the orthogonal transform coefficient of each color difference signal obtained through the step (f) is normalized based on the value of the orthogonal transform coefficient of the luminance signal corresponding to each color difference signal, and each normalized color difference Generating a coefficient based on an orthogonal transform coefficient of a signal as a teacher signal of a luminance signal output from the first orthogonal transform unit and corresponding to the color difference signal;
(H) Each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal is compared with each of the teacher signals, and when the difference value obtained by comparison is equal to or less than a predetermined threshold value, the value of the original orthogonal transform coefficient Maintaining the positive / negative sign and correcting each orthogonal transform coefficient of the color difference signal and the luminance signal based on the orthogonal transform coefficient of the teacher signal;
(I) A program for performing an inverse orthogonal transform on the corrected orthogonal transform coefficient of the luminance signal and the color difference signal obtained through the step (h) and generating a corrected image signal. .
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