JPH04180381A - 画像信号の復号化装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ会議・テレビ電話等よりの複数のブロ
ックに分割されて圧縮・符号化された画像信号を復号し
た際に、分割したブロックの境界のエツジのぼけを防止
し、かつブロック歪を除去し得るようにした画像信号の
復号化装置に関する。

従来の技術 映像信号を高能率で符号化するために、１画面を複数個
のブロックに分割し、このブロック単位で適応的に符号
化する符号化方式及びその装置が従来から広く使用され
ている。また、符号化効率を向上する手段として、ブロ
ック毎にＤ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ
　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施す符号化方式がある。この
方式は、ブロック内の画像信号を２次元の周波数成分に
変換したとき、変換係数の電力か低次数部分に集中し、
高次数部分では変換係数電力か小さくなるかもしくは０
値になることを利用し、高次数部分の係数の伝送を簡略
にでき、もしくは省略できることを利用したものである
。

また、このようなブロック単位に符号化された映像信号
の復号化装置では、復号化器の出力信号に生ずるブロッ
ク状の歪（ブロック歪）を除去するために、この出力信
号にフィルタ処理を施すことが知られている。フィルタ
処理としては、画面全体に平滑化処理を施すものが知ら
れている。しかし、このような画面全体に平滑化処理を
施すようなフィルタでは、画面に存在する高周波成分を
抑制することになり、画面にぼけが生じてしまうという
問題がある。

これに対し、ブロック境界部分のみにフィルタ処理を施
す方法を用いた復号化装置も知られている。しかし、ブ
ロック境界部分のみにフィルタ処理を施す方法では、ブ
ロック境界部分に存在するエツジをぼかしてしまうとい
う問題かある。

さらに、ブロック境界に交差するエツジをぼかすことな
くブロック歪を除去する方法として、特開昭第６３−１
０４５８６号公報に記載されているように、ブロック境
界に隣接する画素からブロック歪を検出し、エツジのな
い部分にのみフィルタ処理を施す方法か知られている。

第９図は上記従来の復号化装置の構成を示している。第
９図において、】１は受信データの入力端子であり、復
号化回路１２に接続されている。復号化回路１２で復号
された信号はブロック分解回路１３に供給される。ブロ
ック分解回路１３ては、画面がブロック単位に分解され
、その出力はブロック歪検出回路）４、物体部分検出回
路１５、平滑化回路１６、スイッチ１７、およびスイッ
チ１８に供給される。ブロック歪検出回路１４てはブロ
ック境界部の歪を検出し、その結果によってスイッチ１
８をコントロールする。物体部分検出回路１５てはブロ
ック内部の画素について、平坦部分か物体部分のいずれ
の部分であるかを判定し、その結果によってスイッチ１
７をコントロールする。平滑化回路１６では画面の平滑
化処理を行い、その結果をスイッチ１７に供給する。ス
イッチＩ７は、物体部分検出回路Ｉ５の出力によって、
平滑化回路１６の出力とブロック分解回路１３の出力と
を切り換え、これをスイッチ１８に供給する。スイッチ
１８は、ブロック歪検出回路１４の出力によって、スイ
ッチ１７の出力と、ブロック分解回路１３の出力を切り
換え、これを−出力端子１９に供給する。

次に上記従来例におけるブロック歪検出回路１４の動作
について説明する。第１０図に示すように、ブロック境
界を挟んで位置するデータ系列（ａｌ　）　　（ｉ＝１
．　２．　　・・・、８）および（ｂｌ　）　　（ｉ＝
１．　２．　　・・・、８）のブロック歪の検出を考え
る。まず、第１θ図に示すように、ａ　１．　ａ　＋−
＋、　り＋、　ｂ　＋−＋　ノ４　ツ（７）サンプル毎
に、以下の差分値ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３を計算する。

Ｄ　１　　　”　　　ａｌ−１８１ Ｄ２　　＝　　ｂｌ−、−ｂ。

Ｄ３　　＝ｌａ＋−＋　　　　ｂｌ−１ｌそして、上記
差分値が次の条件を満足するときは、サンプルａ、−１
およびサンプルｂ　ｌ−１間で、並びにサンプルａ１及
びサンプル５２間でブロック歪か発生していると判定す
る。

ＤＩ＝Ｄ２＃Ｏかつ　Ｄ３＜ＤＦ （ＤＦ＝しきい値） そして、ブロック歪が検出された場合はスイッチ１８に
よってスイッチ１７の出力が選択され、平滑化された信
号が出力される。このように、上記従来例では、ブロッ
ク境界に接する画素からブロック歪の検出を行っている
。

従って、第４図のようにブロック境界とエツジか重なっ
ている場合はこれをブロック歪と誤ることはない。しか
し、第５図のようにブロック境界とエツジか１画素離れ
ている場合はブロック歪を検出してしまい、このまま平
滑化処理を行うと、エツジかはけてしまう。そこで、上
記従来例では、物体部分検出回路１５によって、このぼ
けを防いている。

次に上記従来例における物体部分検出回路Ｉ５の動作に
ついて説明する。第１１図に示すように物体部分検出回
路ては、ブロック境界に直交するデータ系列（ｃ＋　）
　　（ｉ＝１．　２．　　・・・、８）から物体部分の
検出を行う。

このとき、 Ｃ＋　−Ｃ＋　＝Ｑ　（ｉ＝２．３．　　・・・、８）
ならば、Ｃ３のサンプルは平坦部であるとし、それ以外
のばあいは物体部分であると検出する。

そして、物体部分であると検出された場合は、スイッチ
１７によって平滑化されてされていない原信号出力され
る。

このように、上記従来の復号化装置ても、物体部分検出
回路１５を備えることによって、ブロック境界に平行し
てｌサンプル離れたエツジをぼかさずにブロック歪を除
去することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の復号化装置ではブロック内部
の物体部分検出回路か必要になるため、装置かそれだけ
大規模になるという問題かあった。

本発明は、このような従来の問題を解決するものてあり
、画面全体の解像度を保ち、ブロック内部の物体の検出
回路を備えることなしに、ブロックの境界部分のエツジ
をぼかすことなくブロック歪による画像品質の劣化を除
去する画像信号の復号化装置を提供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 本発明は上記目的を達成するために、ブロックの境界を
挟んで隣接する４つのサンプルを分離するブロック境界
部分離回路と、上記４つのサンプルから、上記ブロック
境界上で生じているブロック歪、上記ブロック境界と重
なっているエツジ、上記ブロック境界に平行して１サン
プル離れたエツジ、上記ブロック境界と交差するエツジ
のすべてを検出するブロック歪検出回路とを設け、ブロ
ック境界に平行して１サンプル離れたエツジもほかさず
にブロック歪を除去するようにしたものである。

作用 したかって、本発明によれば、画面から分離された４つ
のサンプルによって求められる差分値から、次のように
してブロック境界部分のブロック歪とエツジの存在を判
定することかできる。

まず、ブロック境界を挟んだ２つのサンプルにより、こ
の部分はブロック歪か発生しているのか、ブロック境界
とエツジか重なっているのかのいずれであるのかを判定
する。次に、一方のブロック内に属する２つのサンプル
の差分値から、ブロック境界より１画素離れた部分にエ
ツジが存在しているか否かを判定する。これによって、
ブロック歪がない部分と、エツジか存在する部分におい
ては平滑化処理を行わない制御かでき、ブロック境界よ
り１画素離れた部分のエツジをほかすことなくブロック
歪を除去できる効果を有する。

また、このようなエツジの判定を行うことにより、ブロ
ック境界と交わる細線に関しても、交点部分では平滑化
処理は行われないため、細線がぼけることはない。さら
に、ブロック境界と交わる太線の場合は、太線の端の部
分とブロック境界の交点部分はエツジと判定され、平滑
化処理は行われない。そして、太線の内部とブロック境
界の交点部分は平滑化処理か行われ、太線内に生じたブ
ロック歪を除去することができるという効果を有する。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は一実施例の構成を示すブロック図であ
る。第１図において、３１は受信データの入力端子、３
２はブロック単位に符号化された信号の復号を行う復号
化回路、３３はブロック境界部分の４つのサンプルを分
離するブロック境界部分離回路、３４は除去すべきブロ
ック歪を検出するブロック歪検出回路、３５はブロック
歪を除去するための平滑化回路、３６はエツジ判定の結
果によって入力を切り換えるスイッチ、３７はブロック
境界部か否かによって入力を切り換えるスイッチ、そし
て３８はブロック歪除去処理後の８カ端子である。

以上のように構成された画像のブロック単位に符号化さ
れた信号の復号化装置について、以下その動作を説明す
る。

まず、入力端子３１に、ブロック単位に符号化された信
号か入力され、復号化回路３２に供給される。この実施
例では、第２図に示すように（８ライン×８画素）かＩ
ブロックとされており、１ブロツク内に６４個の画素が
ある。

復号化回路３２では、ブロック単位に符号化された信号
を復号し、元の１画面に再構成する。

復号化回路３２の出力は、ブロック境界部分離回路３３
と、スイッチ３７の入力に供給される。

ブロック境界部分離回路３３では、第３図に示すように
、ブロックの境界を挟んで隣接する２つのサンプルａｌ
−ｂｌと、これらサンプルに隣接し同一直線上の２つの
サンプルａ２・ｂ２に当たる信号が入力された場合は、
１画面の中からこれらサンプルを分離し、ブロック歪検
出回路３４、平滑化回路３５、そしてスイッチ３６に供
給される。また、ブロック境界部分離回路３３では、ブ
ロック境界部の中で平滑化処理の対象であるサンプルａ
ｌ−ｂｌに当たる信号が入力されたときに、そのことを
出力する端子を備えている。この出力信号は、スイッチ
３７のコントロール端子に供給される。

ブロック歪除去回路３４では、平滑化処理の対象画素部
分に、ブロック歪か発生しているか否か、およびエツジ
部分か否かを判定する。そして、判定の結果、ブロック
歪は発生していない、もしくはエツジ部分と判定された
場合は、平滑化処理を行わず、ブロック歪が発生してい
て、かつエツジ部分以外と判定された場合に平滑化処理
を行うように制御するための信号を、スイッチ３６のコ
ントロール端子に供給する。

ブロック歪、およびエツジの判定法を以下に示す。まず
、ブロック境界部分離回路３３によって分離された４つ
のサンプルから、以下に示す差分値Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３を
求める。

Ｄｉ　　＝　　１ａｌ−ｂｌｌ Ｄ２　　＝　　１ａｌ−ａ２１ Ｄ３　　　＝　　　Ｉｂ１−ｂ２＋ そして、これら差分値と、あらかじめ設定しておくしき
い値ＴＨＯ，ＴＨＩ　　（ＴＨＯ＜Ｔ）１１）、ＴＨ２
，ＴＨ３との間に、以下の４条件のいずれかが成立した
場合は、対象部分にブロック歪が発生していない、もし
くはエツジ部分であると判定する。

条件Ｉ　　ＤＩ＜ＴＨＯ 条件２　　Ｄｉ＞ＴＨＩ 条件３　　Ｄ２＞ＴＨ２ 条件４　　Ｄ３＞ＴＨ３ 条件ｌは対象部分にブロック歪が発生しているか否かの
判定である。もし、ブロック境界部分でブロック歪が生
じている場合は、境界上の差分値はブロック歪が生じて
いない平坦な場合よりも大きくなる。そこで、しきい値
ＴＨＯとしてブロック歪による差分値より小さな値を設
定しておけば、ブロック歪が存在するか否かが判定でき
る。

条件２は、第４図のように、ブロック境界とエツジが重
なっている場合の判定である。このような場合は、差分
値ＤＩは、この部分にエツジがなくブロック歪による不
連続現象が生じている場合に比べ極めて大きな値を持つ
と考えられる。従って、しきい値ＴＨＩとして、ブロッ
ク歪による差分値より大きな値を設定しておけば、差分
かブロック歪によるものか、この部分にエツジか存在す
るためのものかを判定できる。

条件３および条件４は、第５図のように、ブロック境界
より１画素離れた部分にエツジが存在している場合の判
定である。このような場合は、差分値Ｄ２もしくはＤ３
か、エツジか存在しない通常の場合にくらべ極めて大き
な値を持つと考えられる。従って、しきい値ＴＨ２およ
びＴＨ３として、エツジ以外の場合に生じる差分値より
大きな値を設定しておけば、差分かこの部分にエツジが
存在するために生じたものか否かを判定できる。

このように、ブロック境界より１画素離れた部分のエツ
ジの育無の判定を行うことにより、以下のような場合に
効果がある。エツジの判定は平滑化処理を行うか否かの
判断をするためのものであり、ここでは平滑化処理とし
て、平滑化対象画素近傍での加重平均を仮定している。

つまり、ブロック境界隣接画素を一平滑化する場合、ブ
ロック境界より１画素能れた部分の画素値が平滑化に用
いられる。このため、この部分にエツジか存在した場合
に平滑化処理を行うと、エツジがぼけることになる。そ
こで、ブロック境界より１画素能れた部分のエツジの有
無の判定を行うことで、エツジのぼけを防ぐことができ
る。

また、このようなエツジの判定を行うことにより、ブロ
ック境界と交わる線状のエツジに関しても、確実な判定
を行うことができる。

ブロック境界と交わる線状の工・ノジとして、第６図の
ような細線を考える。このとき、ＣおよびＤの部分では
、差分値Ｄ１が大きいのでエツジ部分と判定される。Ｂ
およびＥの部分では、差分値Ｄ２もしくはＤ３が大きい
ので、エツジ部分と判定される。また、ＡおよびＦの部
分では、いずれの差分値も大きくならないので、エツジ
はないと判定される。このように、平滑化処理が行われ
るとエツジかぼけてしまうＢからＥの部分では、エツジ
部分と判定されるので、この部分での平滑化処理を避け
ることができる。

次に、ブロック境界と交わる線状のエツジとして、第７
図のような太線を考える。このとき、線のエツジとブロ
ック境界が交わる部分Ｂ、　Ｃ。

ＤおよびＧ、Ｈ，Ｉはエツジ部分と判定される。

そして、線の外側Ａ、におよび線の内側Ｅ、　Ｆはエツ
ジがないと判定される。このように、平滑化処理が行わ
れるとエツジがぼけてしまう部分では、エツジ部分と判
定されるので、平滑化処理が避けられる。また、線の内
部では、エツジはないと判定されるので、平滑化処理が
行うことにより、線内部のブロック歪を除去することが
できる。

平滑化回路３５は、ブロック境界部分離回路３３によっ
て分離された４つのサンプルについて平滑化処理を行う
。この実施例では、平滑化対象画素は４つのサンプルの
うち、ブロック境界に隣接する２つのサンプルａｌ−ｂ
ｌのみとしている。そして、平滑化参照画素は４つのサ
ンプルのうち、平滑化対象画素とこれに隣接する２つの
サンプルの計３つのサンプルを用いて行う。この実施例
では平滑化処理として移動平均法を用いており、加重マ
トリックスとしては第８図に示すものを用いている。そ
して、平滑化後の出力信号は、スイッチ３６に供給され
る。

スイッチ３６は、ブロック歪判定回路３４の出力に従っ
て切り換わるスイッチである。判定結果がブロック歪が
生じていない部分、もしくはエツジ部分の場合は、サン
プルか平滑化される前の信号が出力され、判定結果がブ
ロック歪が生じているエツジ部分以外の場合は、サンプ
ルが平滑化された後の信号が出力される。この出力信号
は、スイッチ３７に供給される。

スイッチ３７は、ブロック境界部分離回路３３から出力
される平滑化処理対象信号に基づき切り換わるスイッチ
である。平滑化処理対象信号が処理されているときは、
スイッチ３６は出力信号が出力され、対象外画素が処理
されているときは、復号化装置３２の出力信号が出力さ
れる。そして、出力結果は、出力端子３８に供給される
。

以上のように、本実施例によれば、ブロック単位に符号
化された信号の復号を行う復号化回路３２に、ブロック
境界付近の４つのサンプルを分離するブロック境界部分
離回路３３と、その部分のブロック歪とエツジの有無を
判定するブロック歪検出回路３４と、ブロック境界部分
を平滑化処理する平滑化回路３５を設けることにより、
ブロック歪の無いブロック内部の画素と、ブロック境界
部分のエツジを保存したまま、ブロック歪を除去するこ
とができる。

発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように、ブロック境界
付近の４つのサンプルによって、境界部分のエツジを的
確に判定することかでき、これにより平滑化処理を制御
している。このため、エツジのぼけを抑えてブロック歪
を除去することができるので、実用上、極めて大きな効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像信号の復号化装置の構
成を示すブロック図、第２図はブロックの形状と平滑化
対象画素を例示した説明図、第３図はブロック境界部分
離回路でサンプルされる画素を例示した説明図、第４図
はブロック境界とエツジが重なっている例を示す説明図
、第５図はブロック境界とエツジか１画素離れている例
を示す説明図、第６図はブロック境界と細線が交わると
きの゛動作を説明するための路線図、第７図はブロック
境界と太線が交わるときの動作を説明するための路線図
、第８図は平滑化処理に用いる加重マトリックスを例示
した説明図、第９図は従来例の画像信号の復号化装置の
構成を示すブロック図、第１０図は第９図に示す従来の
画像信号の復号化装置の動作説明に供される説明図、第
１１図は第９図に示す従来の画像信号の復号化装置の動
作説明に供される説明図である。 ３１・・・入力端子、３２・・・復号化回路、３３・・
・ブロック境界部分離回路、３４・・・ブロック歪検出
回路、３５・・・平滑化回路、３６・・・スイッチ、３
７・・・スイッチ、３８・・・出力端子。 代理人　弁理士　小鍜治　明　ほか２名第１図 第３図 ブロック勾Ｉ厚 第４図　　　　第５図 第６図、　　　　　第７図 ブロック境界 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １画面が境界により複数のブロックに分割されて圧縮・
   符号化されたブロック単位の画像信号の復号を行う復号
   化回路と、 上記ブロックの境界を挟んで隣接する４つのサンプルを
   分離するブロック境界部分離回路と、分離された上記４
   つのサンプルから上記ブロック境界上で生じているブロ
   ック歪、上記ブロック境界と重なっているエッジ、上記
   ブロック境界に平行して１サンプル離れたエッジ、およ
   び上記ブロック境界と交差するエッジを検出するブロッ
   ク歪検出回路と、 上記ブロック歪を除去するための平滑化回路とを製えた
   画像信号の復号化装置。