JPH04129488A - 画像データ符号化前の適応フィルタ方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概　　要］ テレビジョンカメラ等からの画像データを符号化する前
に、その画像データに対し前処理として施されるフィル
タリング処理の方式に関し、人間の視覚特性上、動画領
域は静止画領域に比べて低い解像度で十分であることを
利用し、静止画領域／動画領域に応じ適応的にフィルタ
の帯域幅を変更することで、発生情報量の低減、あるい
は、伝送速度一定条件下での画質向上を実現することを
目的とし、 画像データを符号化する前に、該画像データをフィルタ
に通して帯域制限するものにおいて、画像の動画像度あ
るいは静止画像度を判定し、この動画像度あるいは静止
画像度に応じて適応的にフィルタの帯域幅を変更するよ
うに構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、テレビジョンカメラ等からの画像データを符
号化する前に、その画像データに対し前処理として施さ
れるフィルタリング（帯域制限）処理の方式に関する。

［従来の技術］ 一般に、テレビジョンカメラなどからの画像データを伝
送路等へ送り出すべく符号化する前には、前処理として
、その画像データをフィルタに通して帯域制限すること
が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の画像データ符号化前のフィルタ方
式では、動画像の符号化において、特にフレーム間予測
を用いる符号化においては、動画領域が増えると発生情
報量が増加するため、伝送速度（伝送レート）が一定で
ある通常の場合に静止画領域も含めて画質が劣化してし
まうか、伝送画面数が低下ししまうという課題がある。

本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、人間
の視覚特性上、動画領域は静止画領域に比べて低い解像
度で十分であることを利用して、静止画像度／動画像度
に応じ適応的にフィルタの帯域幅を変更することで、発
生情報量の低減、あるいは、伝送速度一定条件下での画
質向上を実現した、画像データ符号化前の適応フィルタ
方式を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理ブロック図である。

この第１図において、１は入力信号である画像データを
符号化する前にその画像データに対し帯域制限処理を施
すフィルタ、２は入力信号（画像データ）に基づいて画
像の動画像度あるいは静止画像度を判定する判定回路、
３はこの判定回路２にて判定された動画像度あるいは静
止画像度に応じて適応的にフィルタ１の帯域幅を変更す
る帯域幅変更手段である。

ここで、判定回路２における判定を、連続した２つの画
像フレーム間の差分絶対値と所要のしきい値との比較結
果に応じて行ない、その判定結果に応じて、帯域幅の異
なる複数のフィルタ１の中から最適なフィルタ（最適な
帯域幅のフィルタ）を特徴する請求項２）。また、連続
した２つの画像フレーム間の差分絶対値を求める際に、
これらの画像フレームのうち前画面の情報として、時間
フィルタ処理されたものを使用してもよい（請求項３）
。

［作　　用コ 上述の本発明の画像データ符号化前の適応フィルタ方式
では、人間の視覚特性上、動画領域は静止画領域に比べ
て低い解像度で十分であることから、判定回路２により
動画領域と判定された場合には、帯域幅変更手段３にて
、フィルタ１の帯域幅を狭く変更（帯域幅の狭いフィル
タを選択）して発生情報量を低減する。一方、判定回路
２により静止画領域と判定された場合には、帯域幅変更
手段３にて、フィルタ１の帯域幅を広く変更（帯域幅の
広いフィルタを選択）し帯域制限を行なう。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（ａ）第１実施例の説明 第２図は本発明の第１実施例を示すブロック図で、この
第２図において、ＩＡは入力信号（画像データ）を符号
化する前にその画像データに対し帯域制限処理を施すフ
ィルタで１本実施例においては、５タツプ構成のものを
示す。

このフィルタＩＡは、遅延回路４ａ〜４ｄを有してなる
４段のシフトレジスタ４と、静止画領域。

動画領域それぞれの場合に適した変換用係数を各タップ
について記憶するＲＯＭ５ａ〜５ｅと、現時点の画像デ
ータとシフトレジスタ４により得られる縦方向の変換に
ついては過去４ライン、横方向の変換については過去４
画素の画像データとのそれぞれにＲＯＭ５ａ〜５ｅから
の係数を乗算する乗算器６ａ〜６ｅと、各乗算器６８〜
６ｅがらの乗算結果をすべて加算して出力する加算器７
とから構成されている。

また、２Ａは入力信号に基づいて画像の動画像度あるい
は静止画像度を判定する判定回路で、本実施例における
判定回路２Ａは、１枚前の画像フレームデータを記憶す
るフレームメモリ８と、現時点の画像フレームデータ（
画素）Ｂｎとフレームメモリ８からの画像フレームデー
タ（画素）Ａｎとの差分絶対値（時間的に連続した２つ
の画像フレーム間の差分絶対値）Ｃｎ（＝ＩＡｎ　　’
Ｂｎｌ）を演算する減算器９と、この減算器９からの差
分絶対値Ｃｎと所要のしきい値ＴＨとを比較してＯｎ≦
ＴＨの場合には静止画領域と判定しＣｎ　＞　Ｔ　Ｈの
場合には動画領域と判定してＲＯＭ　５　ａ〜５ｅへ係
数切替信号を出力する判定部１ｏとから構成されている
。なお、１１はフレームメモリ８および減算器９からな
る差分回路である。

ただし、減算器９において差分絶対値Ｏｎを演算する際
には、第３図に示すように、画像フレームの任意の画素
を用いるが、このとき、各フレームデータＡｎとＢ、と
は同位置のものを用いる。また、判定回路２Ａでの判定
には、５タツプのうちの真中のデータ（２段目の遅延回
路４ｂからのデータ）が用いられる。

そして、本実施例におけるＲＯＭ５ａ〜５ｅは、判定回
路２Ａ（判定部１０）からの判定結果（係数切替信号）
に応じて、静止画領域用係数もしくは動画領域用係数を
選択して出力し、フィルタＩＡの帯域幅を適応的に変更
する帯域幅変更手段として機能する。

上述の構成により、入力信号（画像データ）は、フィル
タＩＡに入力され帯域制限されるが、本実施例では、５
タツプのうちの真中のデータ（画素）に基づいて、時間
的に連続する２フレ一ム間の画素（同−位１　）　Ａ　
ｎ　ｙ　Ｂ　ｎの差分絶対値ｃｎが差分回路１１により
演算され、判定部１ｏにおいて、その差分絶対値ｃｎと
所要のしきい値ＴＨとが比較される。Ｏｎ≦ＴＨの場合
（連続するフレーム間でのデータ変化が小さい場合）に
は、静止画領域と判定して、フィルタＩＡを静止画領域
フィルタとすべくＲＯＭ５ａ〜５ｅに係数切替信号を出
方し、解像度の高い画像から解像度の低い画像への変換
を行なう。また、Ｃｎ＞ＴＨの場合（連続するフレーム
間でのデータ変化が大きい場合）には、動画領域と判定
して、フィルタＩＡを動画領域フィルタとすべくＲＯＭ
５ａ〜５ｅへ係数切替信号を出力する。

ここで、静止画領域フィルタとは、相対的に通過帯域の
広いローパスフィルタを意味し、動画領域フィルタとは
、相対的に通過帯域の狭いローパスフィルタを意味する
もので、ＲＯＭ５ａ〜５ｅから各乗算器６ａ〜６ｅへ出
方される変換用係数を切り替えることにより、いずれが
一方のフィルタを選択することができる。

このようにして、判定回路２Ａ（判定部１０）からの判
定結果（係数切替信号）に応じて、ＲＯＭ５ａ〜５ｅか
ら出力される係数が、静止画領域用もしくは動画領域用
に適応的に変化し、入力された画像データに対して、静
止画領域、動画領域に応じたフィルタリング処理が施さ
れる。従って１発生情報量が低減され、伝送速度一定条
件下での画質が大幅に向上するのである。

（ｂ）第２実施例の説明 第４図は本発明の第２実施例を示すブロック図で、本実
施例も上述した第１実施例とほぼ同様に構成されている
が、この第２実施例では、第１実施例の差分回路１１に
代えて、時間フィルタ１３を用いて構成された差分回路
１８を有する判定回路２Ｂと、遅延回路１７とがそなえ
られ、連続した２つの画像フレーム間の差分絶対値を求
める際に、これらの画像フレームのうち前画面の情報と
して、時間フィルタ処理されたものを使用するようにな
っている。

第４図において、１２は現時点で入力される画像データ
と前画像データとの差分をとる減算器、１３はこの減算
器１２からの差分量に対して時間フィルタ処理を施す時
間フィルタ、１４はこの時間フィルタ１３からの処理デ
ータに前画像データを加算して時間フィルタ処理を施し
た画像データを得る加算器、１５は時間フィルタ処理後
の画像データを記憶し次処理時の前画像データを得るた
めのフレームメモリで、これらの減算器１２２時間フィ
ルタ１３．加算器１４およびフレームメモリ１５により
、本実施例の差分回路１８が構成されている。

ここで、時間フィルタ１３は、連続する画像フレーム間
に発生するノイズを、時間方向にフィルタをかけること
によって除去するという働きをするもので、時間フィル
タ処理によって、雑音の除去、特に静止画の時に現われ
る雑音を除去することができる。

また、１６は第１実施例の判定部１０と全く同様に動作
する判定部であり、この判定部１６は、差分回路１８か
らの差分絶対値Ｃｎと所要のしきい値ＴＨとを比較して
Ｃｎ≦ＴＨの場合には静止画領域と判定しＣｎ　＞　Ｔ
　Ｈの場合には動画領域と判定してＲＯＭ　５　ａ〜５
ｅへ係数切替信号を８力するものであり、この判定部１
６および前述した差分回路１８により本実施例の判定回
路２Ａが構成されている。

さらに、１７は判定回路２Ｂ（判定部１６）からの判定
結果（係数切替信号）を１フレ一ム分遅延させるための
遅延回路であり、この遅延回路１７による遅延処理は、
本実施例でも５タツプのフィルタＩＡを用いており、判
定回路２Ｂの判定を５タツプの丁度中心で行なうタイミ
ングで、フィルタ切替操作をするために行なっている。

上述した第１実施例ではシフトレジスタ４の２段目の遅
延回路４ｂからのデータを用いて判定を行なっていたの
で、このような遅延回路は不要であった。

上述の構成により、本実施例でも上述した第１実施例と
同様の作用効果が得られるほか、この第２実施例では１
画像データに時間フィルタ処理を施すので、より画質を
高めることができる。

なお、上述した実施例では、フィルタＩＡが５タツプの
ものを用いた場合について説明したが、本発明の方式は
これに限定されるものではない。

また、上述した実施例では、所要のしきい値に基づく判
定回路２Ａ、２Ｂによる判定結果に応じて、静止画領域
フィルタと動画領域フィルタのうちのいずれか一方を選
択する構成としているが、画像の動画像度あるいは静止
画像度に応じて、帯域幅の異なる３つ以上のフィルタか
ら最適なものを選択するような構成としてもよい。この
場合、判定部１０．１６において、差分回路１１．１８
からの差分絶対値を複数のしきい値と比較して、最適な
フィルタの選択を行なう。

さらに、上述した実施例では、判定部１０゜１６におい
て、１箇所の画素データについての差分絶対値Ｃｎを用
いて動画像度あるいは静止画像度の判定を行なっている
が、複数画素をまとめたブロック単位に基づいて動画像
度あるいは静止画像度の判定を行ない、帯域幅の異なる
複数のフィルタを切り替える構成としてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の画像データ符号化前の適
応フィルタ方式（請求項１〜３）によれば、画像の動画
像度あるいは静止画像度を判定し、この動画像度あるい
は静止画像度に応じて適応的にフィルタの帯域幅を変更
するように構成したので、静止画領域、動画領域に応じ
たフィルタリング処理を施すことができ、発生情報量が
低減されるほか、伝送速度一定条件下での画質を大きく
向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第３図
は動画像度あるいは静止画像度の判定手段を説明するた
めの図、 第４図は本発明の第２実施例を示すブロック図である。 図において、 １．ＩＡはフィルタ、 ２．２Ａ、２Ｂは判定回路、 ３は帯域幅変更手段、 ４はシフトレジスタ、 ４ａ〜４ｄは遅延回路、 ５ａ〜５ｅはＲＯＭ（帯域幅変更手段）、６ａ〜６ｅは
乗算器、 ７は加算器、 ８はフレームメモリ、 ９は減算器、 １０は判定部、 １１は差分回路、 １２は減算器、 １３は時間フィルタ、 １４は加算器、 １５はフレームメモリ、 １６は判定部、 １７は遅延回路、 １８は差分回路である。 オ場た明めノに王ずアロツク口 第 ■ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データを符号化する前に、該画像データをフ
   ィルタ（１、１Ａ）に通して帯域制限するものにおいて
   、 画像の動画像度あるいは静止画像度を判定し、この動画
   像度あるいは静止画像度に応じて適応的にフィルタ（１
   、１Ａ）の帯域幅を変更することを特徴とする、画像デ
   ータ符号化前の適応フィルタ方式。
2. （２）帯域幅の異なる複数のフィルタ（１、１Ａ）を用
   意しておき、連続した２つの画像フレーム間の差分絶対
   値と所要のしきい値との比較結果に応じて、最適なフィ
   ルタ（１、１Ａ）を選択することを特徴とする請求項１
   記載の画像データ符号化前の適応フィルタ方式。
3. （３）連続した２つの画像フレーム間の差分絶対値を求
   める際に、これらの画像フレームのうち前画面の情報が
   時間フィルタ処理されたものを使用することを特徴とす
   る請求項２記載の画像データ符号化前の適応フィルタ方
   式。