JPH0326080A - 高能率符号化方式の映像データ前処理方法 - Google Patents
高能率符号化方式の映像データ前処理方法Info
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- JPH0326080A JPH0326080A JP1159644A JP15964489A JPH0326080A JP H0326080 A JPH0326080 A JP H0326080A JP 1159644 A JP1159644 A JP 1159644A JP 15964489 A JP15964489 A JP 15964489A JP H0326080 A JPH0326080 A JP H0326080A
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- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 title claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高能率画像符号化方式の前処理として、映像
データ中のノイズを抑制し、フレーム間差分を減少させ
る前処理方法に関する。
データ中のノイズを抑制し、フレーム間差分を減少させ
る前処理方法に関する。
一般に、テレビジョン等では画像処理の前提として、所
謂ノイズリデューサを用いるが、これは現在フレームと
前フレームとの間でフィルタ処理を行なうものである．
リアルタイムで行なうので、一種のテンポラルフィルタ
である。
謂ノイズリデューサを用いるが、これは現在フレームと
前フレームとの間でフィルタ処理を行なうものである．
リアルタイムで行なうので、一種のテンポラルフィルタ
である。
ところで、本発明は、画像データを記録媒体へ圧縮符号
化して記録する場合等に対する高能率符号化方式を対象
とするもので、非リアルタイムの処理方式である。高能
率符号化方式としては、従来画像データのフレーム間相
関が高・いことを利用して予測符号化が行なわれるが、
第５図はさらに直交変換符号化と、予測符号化とを組合
わせた高能率符号化方式によるエンコーダの１例を示す
図である．本発明はこのようなエンコーダに入力する映
像データのノイズ抑制を行なう整形フィルタの処理方法
に関する． このエンコーダについての詳細な説明は省略するが、フ
レーム間差分信号に対して直交変換回路でブロックごと
に直交変換を行ない、この回路から出力される変換係数
を量子化器で量子化する．量子化された係数はゼロに強
く集中する性質があるので、この統計的性質を利用して
、可変長符号化器で、ゼロ付近の係数には短い符号を割
り当て、ゼロから離れるに従って長い符号を割り当てる
。
化して記録する場合等に対する高能率符号化方式を対象
とするもので、非リアルタイムの処理方式である。高能
率符号化方式としては、従来画像データのフレーム間相
関が高・いことを利用して予測符号化が行なわれるが、
第５図はさらに直交変換符号化と、予測符号化とを組合
わせた高能率符号化方式によるエンコーダの１例を示す
図である．本発明はこのようなエンコーダに入力する映
像データのノイズ抑制を行なう整形フィルタの処理方法
に関する． このエンコーダについての詳細な説明は省略するが、フ
レーム間差分信号に対して直交変換回路でブロックごと
に直交変換を行ない、この回路から出力される変換係数
を量子化器で量子化する．量子化された係数はゼロに強
く集中する性質があるので、この統計的性質を利用して
、可変長符号化器で、ゼロ付近の係数には短い符号を割
り当て、ゼロから離れるに従って長い符号を割り当てる
。
このような手順によって高い圧縮率を得ることができる
． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記のように、直交変換符号化と予測符号化とを組合わ
せることにより高い圧縮率を得ているが、人力画像がノ
イズ戒分を含んでいると、符号化効率が低下するばかり
でなく、復号画像が劣化する場合がある．特に背景部分
く静領域）では、ノイズの影響による粒子状ノイズが目
立ちやすい。しかし従来のリアルタイム方式で用いられ
るノイズリデューサでは、十分にノイズを除去すること
ができなかった． 本発明の目的は、上記の事情に鑑み、特に静領域におけ
るノイズを抑制する映像データ前処理方法を提供するこ
とにある． 〔課題を解決するための手段〕 前述したように、本発明のノイズ処理方法は、時間配列
の定まった一連の画像フレームからなる非リアルタイム
の映像データから画像静止領域内の信号レベルに含まれ
るノイズを抑制する映像データ前処理方法である．そし
て、一連の画像フレームの各フレームについて、フレー
ムを分割したブロック単位で、フレーム間差分により静
頷域・動領域を識別する段階と．フレームの注目画素に
ついて、全フレームをとおして静領域に属する画素の連
続する静止期間、動領域に属する画素の連続する動期間
とに分ける段階と，前記静止期間として分けられた各期
間について、注目画素の信号レベルの平均値を求め、画
素のフレーム間差分が所定基準値より大きいときには補
正せず原信号レベルとし、所定基準値以下であれば、前
記平均値を信号レベルとする補正を行なうノイズ抑制処
理段階と，フレームの注目画素について、前記動期間の
データおよび前記の画素処理された静止期間のデータと
を出力する段階とからなる．以上は注目画素についてで
あるが、フレームのすべての画素に対し前処理を行なう
． 〔作用〕 本発明では、フレームの全画素について、個別の処理を
行なうが、まず注目画素はその属するブロックにおいて
動領域・静領域と判断される．この判断は全フレームを
通じてなされるから、注目画素の信号レベルは第４図（
ａ）に示すように一連の画像フレームにおけるデータの
配列として静止期間．動期間と交互に分類される。
． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記のように、直交変換符号化と予測符号化とを組合わ
せることにより高い圧縮率を得ているが、人力画像がノ
イズ戒分を含んでいると、符号化効率が低下するばかり
でなく、復号画像が劣化する場合がある．特に背景部分
く静領域）では、ノイズの影響による粒子状ノイズが目
立ちやすい。しかし従来のリアルタイム方式で用いられ
るノイズリデューサでは、十分にノイズを除去すること
ができなかった． 本発明の目的は、上記の事情に鑑み、特に静領域におけ
るノイズを抑制する映像データ前処理方法を提供するこ
とにある． 〔課題を解決するための手段〕 前述したように、本発明のノイズ処理方法は、時間配列
の定まった一連の画像フレームからなる非リアルタイム
の映像データから画像静止領域内の信号レベルに含まれ
るノイズを抑制する映像データ前処理方法である．そし
て、一連の画像フレームの各フレームについて、フレー
ムを分割したブロック単位で、フレーム間差分により静
頷域・動領域を識別する段階と．フレームの注目画素に
ついて、全フレームをとおして静領域に属する画素の連
続する静止期間、動領域に属する画素の連続する動期間
とに分ける段階と，前記静止期間として分けられた各期
間について、注目画素の信号レベルの平均値を求め、画
素のフレーム間差分が所定基準値より大きいときには補
正せず原信号レベルとし、所定基準値以下であれば、前
記平均値を信号レベルとする補正を行なうノイズ抑制処
理段階と，フレームの注目画素について、前記動期間の
データおよび前記の画素処理された静止期間のデータと
を出力する段階とからなる．以上は注目画素についてで
あるが、フレームのすべての画素に対し前処理を行なう
． 〔作用〕 本発明では、フレームの全画素について、個別の処理を
行なうが、まず注目画素はその属するブロックにおいて
動領域・静領域と判断される．この判断は全フレームを
通じてなされるから、注目画素の信号レベルは第４図（
ａ）に示すように一連の画像フレームにおけるデータの
配列として静止期間．動期間と交互に分類される。
ここで時間とあるのは、フレーム配列順と同意義である
．第４図（ａ）において静止期間は背景を示すものと考
えてよいが、ここに含まれるレベル変動を、本発明は、
意義のある変動かノイズかを所定の判定基準で判断して
から、ノイズ抑制処理の補正をするか否か定める．たと
えばノイズと判断される場合は第４図（′ｂ）のように
、平均値レベルに固定させる． 〔実施例〕 本発明の方法は、ディジタル信号処理であるが、非リア
ルタイム処理であるから、たとえば第７図のような構威
で行なわれる。ここでｌはフレームメモリバンクで１シ
ーンの画像に対し、一連のフレームメモリを時間順に配
列している。整形フィルタ２は前記フレームメモリバン
ク１のデータを入力し、フィルタ処理を行ない、再び３
のフレームメモリバンクに同一の時間順配列でノイズが
抑制されたデータを出力する． 本発明によるノイズ処理の大略を第１図に示し、詳細に
は第２図．第３図のフローチャートにより以下に説明す
る．第２図はブロック単位の処理で、ブロックの静領域
・動領域の識別段階である。１シーンのフレーム数Ｔ，
Ｗ像サイズ（Ｘ．Ｙ）とすれば注目画素の原信号レベル
はＰ （ｘ，７＋ ｔ）で表わされる。ここでｌ≦Ｘ
≦Ｘ．１≦ｙ≦Ｙ．１≦ｔ≦Ｔとする．まず、１フレー
ムを入力し（Ｓｌ）、ブロック分割を行なう（Ｓ２）．
たとえば８×８画素のブロックとする．このブロックと
前フレームの同位置にある該当ブロックとの差分Ｄｉを
計算する。
．第４図（ａ）において静止期間は背景を示すものと考
えてよいが、ここに含まれるレベル変動を、本発明は、
意義のある変動かノイズかを所定の判定基準で判断して
から、ノイズ抑制処理の補正をするか否か定める．たと
えばノイズと判断される場合は第４図（′ｂ）のように
、平均値レベルに固定させる． 〔実施例〕 本発明の方法は、ディジタル信号処理であるが、非リア
ルタイム処理であるから、たとえば第７図のような構威
で行なわれる。ここでｌはフレームメモリバンクで１シ
ーンの画像に対し、一連のフレームメモリを時間順に配
列している。整形フィルタ２は前記フレームメモリバン
ク１のデータを入力し、フィルタ処理を行ない、再び３
のフレームメモリバンクに同一の時間順配列でノイズが
抑制されたデータを出力する． 本発明によるノイズ処理の大略を第１図に示し、詳細に
は第２図．第３図のフローチャートにより以下に説明す
る．第２図はブロック単位の処理で、ブロックの静領域
・動領域の識別段階である。１シーンのフレーム数Ｔ，
Ｗ像サイズ（Ｘ．Ｙ）とすれば注目画素の原信号レベル
はＰ （ｘ，７＋ ｔ）で表わされる。ここでｌ≦Ｘ
≦Ｘ．１≦ｙ≦Ｙ．１≦ｔ≦Ｔとする．まず、１フレー
ムを入力し（Ｓｌ）、ブロック分割を行なう（Ｓ２）．
たとえば８×８画素のブロックとする．このブロックと
前フレームの同位置にある該当ブロックとの差分Ｄｉを
計算する。
Ｄ１−ΣΣｌ Ｐ（ｘｉ． ｙｊ＋ ｔ＊） Ｐ（ｘ
ｔ， ｙｊｎ ｔｍ−＋） ＩｉＪ この差分Ｄｉをしきい値Ｔｈｌと比較して（Ｓ４）、静
領域・動領域と区別して、ブロック静動記録Ｂ （ｘ，
ｙ， ｔ）すなわちφ（静）、またはｌ （動）
をブロック内各点についてつける（ｓ５．３６）．１ブ
ロック処理が終了した後、次のブロック処理をし、全ブ
ロックが終了（Ｓ７）Ｌた後は、次のフレームを入力（
Ｓｌ）Ｌ、同一処理をなす．全フレームが終了（Ｓ８）
すれば、次に第３図の画素単位の処理に移り、ノイズ抑
制を行なう。Ｓ９．Ｓ１０で全フレームにおける注目画
素のデータとそのブロック静動記録を入力する。
ｔ， ｙｊｎ ｔｍ−＋） ＩｉＪ この差分Ｄｉをしきい値Ｔｈｌと比較して（Ｓ４）、静
領域・動領域と区別して、ブロック静動記録Ｂ （ｘ，
ｙ， ｔ）すなわちφ（静）、またはｌ （動）
をブロック内各点についてつける（ｓ５．３６）．１ブ
ロック処理が終了した後、次のブロック処理をし、全ブ
ロックが終了（Ｓ７）Ｌた後は、次のフレームを入力（
Ｓｌ）Ｌ、同一処理をなす．全フレームが終了（Ｓ８）
すれば、次に第３図の画素単位の処理に移り、ノイズ抑
制を行なう。Ｓ９．Ｓ１０で全フレームにおける注目画
素のデータとそのブロック静動記録を入力する。
注目画素に対する第４図（ａ）に示した時間対信号レベ
ル特性における静止期間がブロック静動記録により容易
に求められるｓ Ｂ （ｘ，７＋ ｔ）一φが連続す
る期間（静止期間）の１つを抽出して（Ｓ１１）、ロー
バスフィルタをかける（Ｓ１２）。
ル特性における静止期間がブロック静動記録により容易
に求められるｓ Ｂ （ｘ，７＋ ｔ）一φが連続す
る期間（静止期間）の１つを抽出して（Ｓ１１）、ロー
バスフィルタをかける（Ｓ１２）。
このフィルタはたとえば
Ｐｙ （Ｘ＋ Ｙ． ｔｈ）−％・（Ｐ（ｘ．
Ｙ． ｔｉ＋−ｔ）＋２Ｐ（ｘ，３Ｆ，ｔ．）＋Ｐ（
ｘ． ｙ，ｊ＋＋＋＋））と各点についての計算にな
る．このフィルタリングは細かいノイズの除去と、次に
３１３で静止期間内の平均値Ｐａを計算するときの信頼
度を高めるためである． ｔ 冨 ｔ１ ここで静止期間はｔｓ−ｔｓ．ｋとしている。
Ｙ． ｔｉ＋−ｔ）＋２Ｐ（ｘ，３Ｆ，ｔ．）＋Ｐ（
ｘ． ｙ，ｊ＋＋＋＋））と各点についての計算にな
る．このフィルタリングは細かいノイズの除去と、次に
３１３で静止期間内の平均値Ｐａを計算するときの信頼
度を高めるためである． ｔ 冨 ｔ１ ここで静止期間はｔｓ−ｔｓ．ｋとしている。
いままでブロック単位で、静領域・動頷域を求め、これ
に基づいて、画素単位の処理で静止期間を定めてきた．
本発明ではブロック単位では、かならずしも個々の画素
間の差分が求められないことから、さらに詳しく画素単
位で、前フレームの該当位置の画素との差分Ｄ２を計算
し、画素単位で静動の判定を行なう．すなわち５１４で
Ｄ２＝ ｌ Ｐｒ （ｘ，ｙ，ｔ．）−Ｐ（ｘ＋ ｙ
．ｔｍ−＋）を計算し、３１５において、しきい値Ｔｈ
２との比較を行なう。Ｄ２≦Ｔｈ２ならば、Ｐ（ｘ，ｙ
，ｔｍ）は静止期間内の平均値Ｐａと置換え（Ｓ １
６）、Ｄ２＞Ｔｈならば、意味のある変動として原信号
Ｐ（ｘ．ｙ．ｔ＊）のままにしておく。静止期間内の各
点の処理がすべてなされると（３１７）、また別の静止
期間について同様処理を行なう．全静止期間が終了する
（３１８）と、注目画素について全フレーム分を出力す
る（Ｓ ｌ ９） ．このときブロック単位で動領域ε
判定された画素、静領域に属すると判定されたがＤ２＞
Ｔｈ２となった画素は原信号を、その他の画素は各静止
期間内の平均値Ｐａに置換されている．フレームの各画
素について、上記処理を行ない、全画素が終了（３２０
）Ｌたときに、本処理方法は終わる。
に基づいて、画素単位の処理で静止期間を定めてきた．
本発明ではブロック単位では、かならずしも個々の画素
間の差分が求められないことから、さらに詳しく画素単
位で、前フレームの該当位置の画素との差分Ｄ２を計算
し、画素単位で静動の判定を行なう．すなわち５１４で
Ｄ２＝ ｌ Ｐｒ （ｘ，ｙ，ｔ．）−Ｐ（ｘ＋ ｙ
．ｔｍ−＋）を計算し、３１５において、しきい値Ｔｈ
２との比較を行なう。Ｄ２≦Ｔｈ２ならば、Ｐ（ｘ，ｙ
，ｔｍ）は静止期間内の平均値Ｐａと置換え（Ｓ １
６）、Ｄ２＞Ｔｈならば、意味のある変動として原信号
Ｐ（ｘ．ｙ．ｔ＊）のままにしておく。静止期間内の各
点の処理がすべてなされると（３１７）、また別の静止
期間について同様処理を行なう．全静止期間が終了する
（３１８）と、注目画素について全フレーム分を出力す
る（Ｓ ｌ ９） ．このときブロック単位で動領域ε
判定された画素、静領域に属すると判定されたがＤ２＞
Ｔｈ２となった画素は原信号を、その他の画素は各静止
期間内の平均値Ｐａに置換されている．フレームの各画
素について、上記処理を行ない、全画素が終了（３２０
）Ｌたときに、本処理方法は終わる。
なお、上記フローチャートにのっていないが、注目画素
について全フレーム分出力するときに、そのデータは第
７図のフレームメモリバンク３の各フレームに分配して
格納される。なお第５図では、フレームメモリバンク１
．３は省略して図示していない． 〔発明の効果〕 以上、説明したように、第４図に示すようにフレームの
注目する画素について、（ａ）に示すように、信号レベ
ルに変動があっても、本発明の処理により、背景に相当
するフラットな部分は一定の信号レベルに置換され、伯
）に示すようにノイズは完全に抑制される。これにより
、背景部分のフレーム間差分が零となり、高能率符号化
方式において符号化効率が良くなるとともに背景部分の
画質劣化を防ぐことができる． 第５図の高能率符号化方式において、本発明によりノイ
ズ除去を行なった画像と、行なわれてぃない画像で量子
化特性を一定にして符号化したときの発生符号量の比較
を第６図に示す。これは可変長符号器の出力ビット数で
ある．この画像は、背景部分が画面の約５０％となって
いるものであるが、発生符号量は約２０％減少している
．また静領域の画質が良いことが確かめられた．
について全フレーム分出力するときに、そのデータは第
７図のフレームメモリバンク３の各フレームに分配して
格納される。なお第５図では、フレームメモリバンク１
．３は省略して図示していない． 〔発明の効果〕 以上、説明したように、第４図に示すようにフレームの
注目する画素について、（ａ）に示すように、信号レベ
ルに変動があっても、本発明の処理により、背景に相当
するフラットな部分は一定の信号レベルに置換され、伯
）に示すようにノイズは完全に抑制される。これにより
、背景部分のフレーム間差分が零となり、高能率符号化
方式において符号化効率が良くなるとともに背景部分の
画質劣化を防ぐことができる． 第５図の高能率符号化方式において、本発明によりノイ
ズ除去を行なった画像と、行なわれてぃない画像で量子
化特性を一定にして符号化したときの発生符号量の比較
を第６図に示す。これは可変長符号器の出力ビット数で
ある．この画像は、背景部分が画面の約５０％となって
いるものであるが、発生符号量は約２０％減少している
．また静領域の画質が良いことが確かめられた．
第１図は、本発明の実施例の概略フローチャート、第２
図，第３図は詳細なフローチャート、第４図（ａ）は処
理前の画素信号レベルであって、（ｂ）は処理後の信号
レベルの改善を示す図、第５図は高能率符号化方式のｌ
例のブロック図、第６図は第５図の回路で、本発明を実
施した場合のデータの１例を示す図、第７図は本発明を
実施する整形フィルタの入出力関係を示す図である。 １．３・−・フレームメモリバンク、 ２−・・・整形フィルタ．
図，第３図は詳細なフローチャート、第４図（ａ）は処
理前の画素信号レベルであって、（ｂ）は処理後の信号
レベルの改善を示す図、第５図は高能率符号化方式のｌ
例のブロック図、第６図は第５図の回路で、本発明を実
施した場合のデータの１例を示す図、第７図は本発明を
実施する整形フィルタの入出力関係を示す図である。 １．３・−・フレームメモリバンク、 ２−・・・整形フィルタ．
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 時間配列の定まった一連の画像フレームからなる非リア
ルタイムの映像データから画像静止領域内の信号レベル
に含まれるノイズを抑制する映像データ前処理方法であ
って、 ａ、一連の画像フレームの各フレームについて、フレー
ムを分割したブロック単位で、フレーム間差分により静
領域・動領域を識別する段階と、ｂ、フレームの注目画
素について、全フレームをとおして静領域に属する画素
の連続する静止期間、動領域に属する画素の連続する動
期間とに分ける段階と。 ｃ、前記静止期間として分けられた各期間について、注
目画素の信号レベルの平均値を求め、注目画素のフレー
ム間差分が所定基準値より大きいときには補正せず原信
号レベルとし、所定基準値以下であれば、前記平均値を
信号レベルとする補正を行なうノイズ抑制処理段階と、 ｄ、フレームの注目画素について、前記動期間のデータ
および前記ｃの画素処理された静止期間のデータを出力
する段階と、 を経て、フレームのすべての画素に対して、ノイズを抑
制されたデータを、出力することを特徴とする高能率符
号化方式の映像データ前処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15964489A JP2551999B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 高能率符号化方式の映像データ前処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15964489A JP2551999B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 高能率符号化方式の映像データ前処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0326080A true JPH0326080A (ja) | 1991-02-04 |
| JP2551999B2 JP2551999B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=15698218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15964489A Expired - Lifetime JP2551999B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 高能率符号化方式の映像データ前処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551999B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7218675B1 (en) | 1991-06-24 | 2007-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal processing device |
| JP2007252433A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Olympia:Kk | 遊技機用メモリチップソケット |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP15964489A patent/JP2551999B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7218675B1 (en) | 1991-06-24 | 2007-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal processing device |
| JP2007252433A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Olympia:Kk | 遊技機用メモリチップソケット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551999B2 (ja) | 1996-11-06 |
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