JPH0311811A - 適応型雑音整形フィルタ - Google Patents
適応型雑音整形フィルタInfo
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- JPH0311811A JPH0311811A JP1147030A JP14703089A JPH0311811A JP H0311811 A JPH0311811 A JP H0311811A JP 1147030 A JP1147030 A JP 1147030A JP 14703089 A JP14703089 A JP 14703089A JP H0311811 A JPH0311811 A JP H0311811A
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- Japan
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- noise shaping
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- shaping filter
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Links
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims description 4
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要］
画像信号のＤＰＣＭ符号化における適応型雑音整形フィ
ルタに関し、 常に良好な符号化画質改善効果が得られるようにするこ
とを目的とし、 画素入力を符号器および予測器によりＤＰＣＭ符号化し
、該画素入力は該符号器における量子化誤差を人力する
雑音整形フィルタの出力で修正する、画像信号のＤＰＣ
Ｍ符号化における雑音整形フィルタにおいて、該量子化
器の特性に従ってフィルタ関数を変更可能となるように
構成する。
ルタに関し、 常に良好な符号化画質改善効果が得られるようにするこ
とを目的とし、 画素入力を符号器および予測器によりＤＰＣＭ符号化し
、該画素入力は該符号器における量子化誤差を人力する
雑音整形フィルタの出力で修正する、画像信号のＤＰＣ
Ｍ符号化における雑音整形フィルタにおいて、該量子化
器の特性に従ってフィルタ関数を変更可能となるように
構成する。
本発明は、画像信号のＤＰＣＭ符号化における適応型雑
音整形フィルタに関する。
音整形フィルタに関する。
画像信号のＤＰＣＭ符号化方式として、雑音整形フィル
タを持ったものがある（例えば■Ｂ、Ｇｒｉｄ：”Ｒｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｎｏ１ｓｅ Ｓｈａｐｉｎ
ｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆＰｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ ＴＶ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｉｎｇ 、 Ｐ
ｒｏｃ、 ｏｆ ｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓＡｍｓｔｅｒｄｅａ＋、 ｐｐ、７１１−７１７
（１９Ｂ４） 、および■松本他：°゛雑音整形フィル
タを応用した１２０／１４０Ｍｂ八）ＩＤＴＶ用ディジ
タル符号化方式”、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ、４２．
Ｎｏ、１２ ＰＰ、１３７２−１３７９（１９８８）
にある）。
タを持ったものがある（例えば■Ｂ、Ｇｒｉｄ：”Ｒｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｎｏ１ｓｅ Ｓｈａｐｉｎ
ｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆＰｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ ＴＶ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｉｎｇ 、 Ｐ
ｒｏｃ、 ｏｆ ｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓＡｍｓｔｅｒｄｅａ＋、 ｐｐ、７１１−７１７
（１９Ｂ４） 、および■松本他：°゛雑音整形フィル
タを応用した１２０／１４０Ｍｂ八）ＩＤＴＶ用ディジ
タル符号化方式”、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ、４２．
Ｎｏ、１２ ＰＰ、１３７２−１３７９（１９８８）
にある）。
このフィルタは、フィールド内予測で生じる符号化雑音
を、人間の視覚特性に適合した周波数特性に整形するこ
とにより、符号化雑音を検知しにくくし、等価的に符号
化画質の向上を図るものである。
を、人間の視覚特性に適合した周波数特性に整形するこ
とにより、符号化雑音を検知しにくくし、等価的に符号
化画質の向上を図るものである。
第６図に、雑音整形フィルタ付きＤＰＣＭの構成を示す
。ＩＯは量子化器、１１は雑音整形フィルタ、１２は予
測器、１３〜１６は加、減算器である。
。ＩＯは量子化器、１１は雑音整形フィルタ、１２は予
測器、１３〜１６は加、減算器である。
フィルタ１１がない在来型ＤＰＣＭ符号器では、今回画
素人力Ｘｉ と予測信号？、との差が減算器１６で求め
られ、その予測誤差ｅ、が量子化器１０で量子化されて
送出される。受信側ではこれを受信し、受信側でも作成
している予測信号↑、を加算することにより、今回画素
人力Ｘ、を復元する。
素人力Ｘｉ と予測信号？、との差が減算器１６で求め
られ、その予測誤差ｅ、が量子化器１０で量子化されて
送出される。受信側ではこれを受信し、受信側でも作成
している予測信号↑、を加算することにより、今回画素
人力Ｘ、を復元する。
予測器１２では量子化器ＩＯの出力と予測器で保持して
いる？直を加算器１３で加算し、その結果マ、を取込み
、次回はこれを予測信号？、として出力する。
いる？直を加算器１３で加算し、その結果マ、を取込み
、次回はこれを予測信号？、として出力する。
雑音整形フィルタ１１を備えるＤＰＣＭ符号器では、図
に示すように、量子化器１０により発生した量子化雑音
ｑ、を、伝達関数Ｈ（ω）のフィルタｌｌによりＤＰＣ
Ｍループに帰還し、次画素の人力値を補正する。この時
、復号値〒ｉは、 ｘＩ＝Ｘム＋ｑｔ −ｈ （ｑ正） ・・・・
・・（１）で与えられ、符号化雑音ｎ、（−■、−ＸＩ
）は、（１； ｈ （ｑＪ） （Ｊ−ｉ−＋、ｉ−
ｚ、・・・）となる。ここで、ｈ （ｑ＋）はフィルタ
１１の出力である。量子化雑音ｑ１のパワースペクトラ
ムＮ（ω）は、Ｎ（ω）＝ｌｌ−Ｈ（ω）ｌ”Ｑ（ω）
・・・・・・（２）で与えられ、伝達関数Ｈ（ω）によ
り、任意の周波数特性に整形できる。こ−でＱ（ω）は
符号化器ｌＯの伝達関数である。第７図に、例として、
Ｈ（ω）が１次元１次の場合の符号化雑音の周波数特性
を示す。曲線Ｃ２は雑音整形フィルタ１１がないとき、
曲＊ＣＺはこれがあるとき、である。
に示すように、量子化器１０により発生した量子化雑音
ｑ、を、伝達関数Ｈ（ω）のフィルタｌｌによりＤＰＣ
Ｍループに帰還し、次画素の人力値を補正する。この時
、復号値〒ｉは、 ｘＩ＝Ｘム＋ｑｔ −ｈ （ｑ正） ・・・・
・・（１）で与えられ、符号化雑音ｎ、（−■、−ＸＩ
）は、（１； ｈ （ｑＪ） （Ｊ−ｉ−＋、ｉ−
ｚ、・・・）となる。ここで、ｈ （ｑ＋）はフィルタ
１１の出力である。量子化雑音ｑ１のパワースペクトラ
ムＮ（ω）は、Ｎ（ω）＝ｌｌ−Ｈ（ω）ｌ”Ｑ（ω）
・・・・・・（２）で与えられ、伝達関数Ｈ（ω）によ
り、任意の周波数特性に整形できる。こ−でＱ（ω）は
符号化器ｌＯの伝達関数である。第７図に、例として、
Ｈ（ω）が１次元１次の場合の符号化雑音の周波数特性
を示す。曲線Ｃ２は雑音整形フィルタ１１がないとき、
曲＊ＣＺはこれがあるとき、である。
フィルタ１■がないときは符号化雑音は白色雑音で、周
波数に無関係になる。１次元１次のフィルタ１１がある
と符号化雑音は低い周波数で低く、高い周波数で高くな
る。
波数に無関係になる。１次元１次のフィルタ１１がある
と符号化雑音は低い周波数で低く、高い周波数で高くな
る。
一方、人間の視覚特性は、第８図に示すような特性とさ
れており（■久保１）他：゛″テレビジヨン系３次元雑
音評価関数とそのＩＩＤＴＶテレビへの応用°゛信学論
理Ｊ６９−８．５． ＰＰ、５０３−５１１（１９８Ｇ
））、周波数応答は、バンドパス特性をもっていて、あ
る周波数で最大になり、それ以外、特に高域になるほど
、感度は低下している。従って、第７図の曲線Ｃ２で示
すように高い周波数では利得があるが、低い周波数（好
ましくは第８図の曲線のピークの周波数）では利得が小
さいようにする雑音整形フィルタを用いることにより、
雑音成分を低減抑圧（但し高域強調）して視覚的に検知
しにくくすることができ、評価Ｓ／Ｎ （視覚特性を考
慮したＳ／Ｎ、上記■の信学論に解説されている）を上
げ、画質を改善することができる。
れており（■久保１）他：゛″テレビジヨン系３次元雑
音評価関数とそのＩＩＤＴＶテレビへの応用°゛信学論
理Ｊ６９−８．５． ＰＰ、５０３−５１１（１９８Ｇ
））、周波数応答は、バンドパス特性をもっていて、あ
る周波数で最大になり、それ以外、特に高域になるほど
、感度は低下している。従って、第７図の曲線Ｃ２で示
すように高い周波数では利得があるが、低い周波数（好
ましくは第８図の曲線のピークの周波数）では利得が小
さいようにする雑音整形フィルタを用いることにより、
雑音成分を低減抑圧（但し高域強調）して視覚的に検知
しにくくすることができ、評価Ｓ／Ｎ （視覚特性を考
慮したＳ／Ｎ、上記■の信学論に解説されている）を上
げ、画質を改善することができる。
ＩＴＥ（テレビジョン学会）のテスト画像を用いた本発
明者等のシミュレーションでは、この雑音整形フィルタ
の使用で約０．５〜２．０ ｄ Ｂ程度、評価Ｓ／Ｎが
上がった。
明者等のシミュレーションでは、この雑音整形フィルタ
の使用で約０．５〜２．０ ｄ Ｂ程度、評価Ｓ／Ｎが
上がった。
雑音整形フィルタの使用で雑音成分を視認しにく＼する
ことができるが、単純に雑音整形フィルタを使用したの
では所期の効果が得られない。即ち、使用する量子化器
の特性により、適切なフィルタ関数が異なり、固定関数
フィルタでは十分な効率を上げることができないことが
分った。
ことができるが、単純に雑音整形フィルタを使用したの
では所期の効果が得られない。即ち、使用する量子化器
の特性により、適切なフィルタ関数が異なり、固定関数
フィルタでは十分な効率を上げることができないことが
分った。
本発明はか＼る知見に基ず（もので、常に良好な符号化
画質改善効果が得られるようにすることを目的とするも
のである。
画質改善効果が得られるようにすることを目的とするも
のである。
（課題を解決するための手段）
第１図に示すように本発明では雑音整形フィルタ１１の
フィルタ関数を変更可能にし、量子化器ｌＯの特性を示
す制御信号Ｓにより、フィルタ関数を最適なものに切換
可能にする。
フィルタ関数を変更可能にし、量子化器ｌＯの特性を示
す制御信号Ｓにより、フィルタ関数を最適なものに切換
可能にする。
［作用］
このように、使用する量子化器により、雑音整形フィル
タのフィルタ関数を適応的に切換えることにより、該フ
ィルタの符号化効率、評価Ｓ／Ｎを上げることができ、
常に良好な符号化画質改善効果が得られる。
タのフィルタ関数を適応的に切換えることにより、該フ
ィルタの符号化効率、評価Ｓ／Ｎを上げることができ、
常に良好な符号化画質改善効果が得られる。
第２図に本発明の実施例を示す。本例は、前値予測計Ｃ
Ｍに対して１次元１次の雑音整形フィルタを備えた符号
器構成を示す。Ｄは１画素遅延要素（Ｚ−’）、αは係
数（倍率）器である。この例では、フィルタ関数を変え
るということはフィルタ係数αを変えることである。
Ｍに対して１次元１次の雑音整形フィルタを備えた符号
器構成を示す。Ｄは１画素遅延要素（Ｚ−’）、αは係
数（倍率）器である。この例では、フィルタ関数を変え
るということはフィルタ係数αを変えることである。
第３図に、ＩＴＥのテスト画像（天気予報の画像）を用
いて、計算機シミュレーションを行った場合の、予測係
数と評価Ｓ／Ｎの関係のグラフを示す。量子化器ｌは、
細かい量子化器で量子化ステップ数２４のもの、そして
量子化器２は粗い量子化器で量子化ステップ数７のもの
である。このグラフから分るように、量子化器により最
適な予測係数は大きく異なり、細かい方の量子化器１で
はα＝０．６、粗い方の量子化器２ではこの値はもっと
小さくα−０，１の時最適になっている。従って、量子
化特性により（２４レベルか、７レベルかにより）フィ
ルタ係数αを制御（変更）することにより、評価Ｓ／Ｎ
を上げることができる。
いて、計算機シミュレーションを行った場合の、予測係
数と評価Ｓ／Ｎの関係のグラフを示す。量子化器ｌは、
細かい量子化器で量子化ステップ数２４のもの、そして
量子化器２は粗い量子化器で量子化ステップ数７のもの
である。このグラフから分るように、量子化器により最
適な予測係数は大きく異なり、細かい方の量子化器１で
はα＝０．６、粗い方の量子化器２ではこの値はもっと
小さくα−０，１の時最適になっている。従って、量子
化特性により（２４レベルか、７レベルかにより）フィ
ルタ係数αを制御（変更）することにより、評価Ｓ／Ｎ
を上げることができる。
第４図、第５図に、量子化器１ （２４レベル）、量子
化器２（７レベル）の符号化雑音の周波数特性を示す。
化器２（７レベル）の符号化雑音の周波数特性を示す。
これらの図で曲線Ｃ５はα−０即ち雑音整形フィルタな
しの場合、曲線Ｃｚは雑音整形フィルタありの場合で、
αは共に０．５である。量子化器ｌではフィルタを入れ
ると、視覚のピーク（第８図の曲線のピーク）のある低
い周波数領域で雑音電力が下り、画質の改善が図れる。
しの場合、曲線Ｃｚは雑音整形フィルタありの場合で、
αは共に０．５である。量子化器ｌではフィルタを入れ
ると、視覚のピーク（第８図の曲線のピーク）のある低
い周波数領域で雑音電力が下り、画質の改善が図れる。
高い周波数領域では雑音電力は上ってしまうが、第８図
に示されるようにこの領域では感度が低いから問題はな
い。これに対して量子化器２では、フィルタ（α−０，
５）があっても、視覚のピークがある低い周波数領域で
雑音電力が、フィルタがない場合に対しそれ程小さくな
らず、余り有効でない。
に示されるようにこの領域では感度が低いから問題はな
い。これに対して量子化器２では、フィルタ（α−０，
５）があっても、視覚のピークがある低い周波数領域で
雑音電力が、フィルタがない場合に対しそれ程小さくな
らず、余り有効でない。
雑音整形フィルタを入れない時、細かい量子化器ｌでは
、白色系の雑音になるが、粗い量子化器２では、低域側
にゲインを持つ特性になり、白色系にならない。従って
、量子化器によって、フィルタ特性を変えることが必要
であることがわかる。
、白色系の雑音になるが、粗い量子化器２では、低域側
にゲインを持つ特性になり、白色系にならない。従って
、量子化器によって、フィルタ特性を変えることが必要
であることがわかる。
なお第４図、第５図の横軸は規格化周波数で、この値に
サンプリング周波数（ＮＴＳＣなら例えば１４ＭＨｚ、
ＨＤＴＶなら例えば４５ＭＨｚ）を掛けたものが実際の
周波数である。
サンプリング周波数（ＮＴＳＣなら例えば１４ＭＨｚ、
ＨＤＴＶなら例えば４５ＭＨｚ）を掛けたものが実際の
周波数である。
以上説明したように本発明では、量子化器により雑音整
形フィルタのフィルタ関数を適応的に切り換えることに
より、評価Ｓ／Ｎを上げ、画質を改善することができる
。
形フィルタのフィルタ関数を適応的に切り換えることに
より、評価Ｓ／Ｎを上げ、画質を改善することができる
。
第１図は本発明の原理図、
第２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３図はフ
ィルタ係数αと評価Ｓ／Ｎの関係を示すグラフ、 第４図は量子化器１の符号化雑音の周波数特性図、 第５図は量子化器２の符号化雑音の周波数特性図、 第６図は従来例を示すブロック図、 第７図は符号化雑音の周波数特性図、 第８図は視覚の周波数応答特性図である。 第１図でＱは量子化器、１３〜１６は加減算器、Ｘｌは
画素入力、マ、は復号値である。 出 願人 富士通株式会社
ィルタ係数αと評価Ｓ／Ｎの関係を示すグラフ、 第４図は量子化器１の符号化雑音の周波数特性図、 第５図は量子化器２の符号化雑音の周波数特性図、 第６図は従来例を示すブロック図、 第７図は符号化雑音の周波数特性図、 第８図は視覚の周波数応答特性図である。 第１図でＱは量子化器、１３〜１６は加減算器、Ｘｌは
画素入力、マ、は復号値である。 出 願人 富士通株式会社
Claims (1)
- １、画素入力（ｘ＿ｉ）を符号器（１０）および予測器
（１２）によりＤＰＣＭ符号化し、該画素入力は該符号
器における量子化誤差（ｑ＿ｉ）を入力する雑音整形フ
ィルタ（１１）の出力で修正する、画像信号のＤＰＣＭ
符号化における雑音整形フィルタにおいて、該量子化器
の特性に従ってフィルタ関数を変更可能としてなること
を特徴とする適応型雑音整形フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147030A JPH0311811A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 適応型雑音整形フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147030A JPH0311811A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 適応型雑音整形フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311811A true JPH0311811A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15420950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1147030A Pending JPH0311811A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 適応型雑音整形フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021526A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Audio signal processing with adaptive noise-shaping modulation |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1147030A patent/JPH0311811A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021526A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Audio signal processing with adaptive noise-shaping modulation |
| CN1308949C (zh) * | 2000-09-08 | 2007-04-04 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 具有自适应噪声整形调制的音频信号处理系统 |
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