JPH04334172A - 符号化前置フィルタ - Google Patents

符号化前置フィルタ

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JPH04334172A
JPH04334172A JP3132242A JP13224291A JPH04334172A JP H04334172 A JPH04334172 A JP H04334172A JP 3132242 A JP3132242 A JP 3132242A JP 13224291 A JP13224291 A JP 13224291A JP H04334172 A JPH04334172 A JP H04334172A
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幸博 西田
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小幡 伊和男
Junji Kumada
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は画像信号の差分符号化
、帯域圧縮などの画像信号処理に用いられる輪郭処理装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像信号の予測符号化(DPCM;di
fferentialpulse code modu
lation) や隣接画素間の差分信号をクリップ特
性を備えて伸長圧縮する処理などにおいて、隣接画素間
の差分信号(予測誤差信号)振幅が大きな値となった場
合、その振幅は制限されて輪郭部のぼけなどの画質劣化
が生じる。
【0003】従来例えばDPCMにおいて、符号化器(
エンコーダ)の伝達関数と相補的な特性を符号化に先立
って入力信号に与えて符号化効率を高める試みがあった
。具体的に言えば予測符号化器は高域周波数成分通過特
性を持つので、予め入力信号の高域成分を抑圧する低域
通過フィルタを挿入して入力信号を修正しておくことに
より、予測誤差電力を小さくして符号化効率の向上が図
られるというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来方法は符号
化効率を高める効果はあるが、入力信号に対して一様に
高域成分抑圧特性を与えている。しかしながら高域成分
であっても小振幅であれば予測誤差も小さいので抑圧す
る必要性はなく、原信号の忠実な符号化という観点から
は高域成分を抑圧することが逆に問題にさえなる。従っ
て本発明の目的は原信号を忠実に符号化できると共に符
号化効率を向上できる輪郭処理装置を提供せんとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、本発明に係る送信側に設けた輪郭処理装置は、隣接画
素間の信号振幅差が制限されてエンコードされる画像信
号の輪郭を処理するため、前記輪郭を処理する輪郭処理
装置が前記画像信号をエンコードするエンコーダに前置
され、かつ、前記輪郭処理装置が入力画像信号の輪郭部
を検出する輪郭検出手段と、検出された輪郭部に限って
輪郭抑圧処理を行なう輪郭抑圧手段とを具備することを
特徴とするものである。
【0006】また本発明に係る受信側に設けた輪郭処理
装置は、送信側の輪郭処理装置により輪郭処理され、隣
接画素間の信号振幅差が制限されてエンコードされ伝送
されてきた画像信号をデコードし、さらに画像信号の輪
郭を処理して原画像信号を復調するため、デコーダ側で
処理する輪郭処理装置が受信画像信号をデコードするデ
コーダに後置され、かつ、デコーダ側の輪郭処理装置が
デコードされた画像信号の輪郭部を検出する輪郭検出手
段と、検出された輪郭部に限って輪郭強調処理を行なう
輪郭強調手段とを具備することを特徴とするものである
【0007】
【実施例】隣接画素間の振幅差が制限されるいわゆるス
ルーレート制限によって生じる画質劣化は、大振幅の輪
郭部に現われる。また、符号化効率を低下させるのもこ
の大振幅輪郭部である。したがって、大振幅の輪郭部に
対してのみ予め輪郭を抑圧することにより、符号化効率
を高める効果と、原信号に対する修正の量を最小限にと
どめる効果を両立させることができる。
【0008】本発明の第1の実施例の構成を図1に示す
。入力信号から大振幅輪郭部を検出する輪郭検出器(輪
郭検出手段)1と検出された輪郭部に対してのみ入力信
号に輪郭抑圧処理を施す輪郭抑圧器(輪郭抑圧手段)2
とから構成される。輪郭検出器1では、高域通過フィル
タ(HPF)101 によって入力信号に含まれる高域
成分を抽出し、しきい値回路(TH)102 で小振幅
の雑音を除去して輪郭と判断できる大振幅部のみを取り
出し、平滑化回路(SMT)103によって抽出領域を
滑らかに続く輪郭として特定し、さらに輪郭抑圧係数決
定回路104 で輪郭抑圧の程度をあたえる係数αを定
める。係数αは、例えば輪郭領域の長さと振幅に応じて
種々の輪郭抑圧特性を与える係数値がメモリに格納され
ており、抽出された輪郭領域の長さと振幅に基づきルッ
クアップテーブル方式で選択される。
【0009】輪郭抑圧器2では、入力信号は輪郭検出器
1との時間遅延量調整のための遅延回路(DL)201
 を経て低域通過フィルタ(LPF)202で入力信号
の低域成分を取り出すと共に、減算器204 で遅延回
路(DL)203 を経た入力信号から低域成分を減ず
ることによって高域成分を取り出す。高域成分には係数
乗算器205 で輪郭抑圧係数αが乗算されて高域成分
が抑圧され、加算器206 で再び低域成分と高域成分
が加算されて出力され、符号化器3への入力となる。こ
の構成の場合、輪郭抑圧係数αは0≦α≦1であり、α
=0のとき最大の高域抑圧がなされ、α=1のときは全
く抑圧されない。本実施例による輪郭抑圧器2の特性例
を図2に示す。
【0010】尚、本実施例において、輪郭抑圧器2では
入力信号を低域成分と高域成分とに分割して処理する場
合について示したが、入力信号と低域成分、入力信号と
高域成分というような組み合わせで処理することも本発
明に含まれる。
【0011】本発明の第2の実施例の構成を図3に示す
。この実施例は、第1の実施例における輪郭検出器1の
高域成分と輪郭抑圧器2の高域成分とを共用するように
したもので、ハードウェアの簡便化が図られる。輪郭抑
圧器12の減算器124 の出力である高域成分を、輪
郭検出器11のしきい値回路(TH)112 の入力と
している。輪郭抑圧器12では輪郭検出器11との遅延
量調整のための遅延回路(DL)127, 128を経
た低域成分および高域成分に対して輪郭抑圧処理がなさ
れる。
【0012】本発明の第3の実施例の構成を図4に示す
。この実施例は、第1の実施例における輪郭抑圧器2を
係数可変フィルタ222 で構成したもので、第1の実
施例と比べて、より柔軟な周波数特性の制御が可能であ
る。輪郭検出器21では、平滑回路213 の出力に、
輪郭抑圧器22の係数可変フィルタ222 のフィルタ
係数β1 〜βN を制御するフィルタ係数決定回路2
14 を設ける。輪郭抑圧器22の係数可変フィルタ2
22 は、輪郭検出器21で得られたフィルタ係数β1
 〜βN が逐次転送されて、フィルタ特性は逐次変化
しながら輪郭を抑圧する。このβ1 〜βN はフィル
タ係数決定回路214 に例えば輪郭領域の長さと振幅
に対して最適な輪郭抑圧特性を与える種々のフィルタ係
数がメモリに格納されており、抽出された輪郭領域の長
さと振幅に基づきルックアップテーブル方式でフィルタ
係数が選択される。
【0013】本発明の第4の実施例の構成を図5に示す
。この実施例は、輪郭検出器および輪郭抑圧器の高域通
過フィルタを符号化器の伝達関数特性を有するようにし
たものであり、ここでは符号器が2次元予測DPCMの
場合を例として示している。また、輪郭検出器と輪郭抑
圧器の高域通過フィルタを1個で共用している。DPC
Mの伝達関数は高域通過特性を示し、かつ高域のレスポ
ンスは1より大きい。大きな符号化誤差が生じるのは、
このような高域通過特性によって大振幅となる部分であ
る。従って、大きな符号化誤差が生じる部分をあらかじ
め特定して抑圧するに当たり、原信号に対する修正を必
要最小限かつ正確に行うためには、符号化器の伝達関数
特性を有する高域通過フィルタを用いるのが適当である
【0014】入力信号は遅延回路327 を経て減算器
326 の一方へ入力されると共に高域通過フィルタへ
入力される。高域通過フィルタは、1ライン遅延回路3
31 と1画素遅延回路332 と係数器333, 3
34と加算器335 と減算器336 から構成され、
符号化器の伝達関数と等しい特性を持つ。高域通過フィ
ルタを経た高域成分の一方は、しきい値回路312 、
平滑化回路313 、輪郭抑圧係数決定回路314 を
経て抑圧係数αが定められ、もう一方は遅延回路328
 を経て係数乗算器325 でα倍され、減算器326
 のもう一方へ入力されて入力信号から高域成分を減ず
ることで輪郭が抑圧された信号が得られ、符号化器13
へ入力される。この構成の場合、輪郭抑圧係数αは0≦
α≦1であり、α=1のとき最大の抑圧がなされ、α=
0のときは全く抑圧されない。
【0015】本発明の第5の実施例の構成を図6に示す
。この実施例は、輪郭検出器41に、本線系の符号化器
3および復号化器4と同じ第2の符号化器13および復
号化器14を備え、符号化器入力信号と復号化器出力信
号との差分から符号化誤差信号を得て、符号化誤差の大
きさに応じて適応的に輪郭抑圧処理を行う。符号化誤差
信号を輪郭信号とみなすことにより、歪が生じる部分を
直接的に特定することができる。入力信号は、輪郭検出
器41の第2の符号化器13に入力され、続いて符号化
器13の出力は第2の復号化器14に入力されて復号化
される。遅延回路(DL)415 を経た入力信号と復
号信号は減算器416 に入力されて符号化誤差信号が
出力される。符号化誤差信号はしきい値回路412 お
よび平滑化回路413 を経て輪郭抑圧係数決定回路4
14 で輪郭抑圧の程度を与える係数が定められる。
【0016】本発明の第6の実施例の構成を図7に示す
。この実施例は、符号化器3に前置して輪郭検出器1お
よび輪郭抑圧器2を備えて大振幅の輪郭を抑圧すること
に対応して、復号化器4に後置して輪郭検出器5および
輪郭強調器6を備えて、適応的な輪郭強調処理を行うこ
とによって、符号化側において行った輪郭抑圧処理の逆
処理がなされ、原信号に忠実な復号信号が得られるよう
にしたものである。復号化側は、復号化器4による復号
信号を入力信号として、大振幅輪郭部を検出する輪郭検
出器5と検出された輪郭部に対してのみ復号信号に輪郭
強調処理を施す輪郭強調器6から構成される。輪郭検出
器5では、高域通過フィルタ501 によって入力信号
に含まれる輪郭成分を抽出し、しきい値回路502 で
小振幅の雑音を除去して輪郭と判断できる大振幅のみを
取り出し、平滑化回路503 によって抽出領域を滑ら
かに続く輪郭として特定し、さらに輪郭強調係数決定回
路504 で輪郭強調の程度を与える係数βを定める。 輪郭強調器6では、入力信号は輪郭検出器5との時間遅
延量調整のための遅延回路601 を経て低域通過フィ
ルタ602 で入力信号の低域成分を取り出すと共に、
減算器604 で遅延回路603 を経た入力信号から
低域成分を減ずることによって高域成分を取り出す。高
域成分には係数乗算器605 で輪郭強調係数βが乗算
されて高域成分が強調され、加算器606 で再び低域
成分と高域成分が加算されて出力される。 この構成の場合、輪郭強調係数βは1≦βであり、β=
1のときは全く強調されず、βが大きくなるにつれて高
域強調の程度は大きくなる。また、輪郭抑圧された信号
からも的確に輪郭検出が行われるように、高域通過フィ
ルタ101 および501に代えて、輪郭抑圧・強調の
ためのフィルタの遮断周波数近傍の帯域成分を通過させ
るフィルタを輪郭検出に用いることで、送受で同様の輪
郭検出が可能となる。
【発明の効果】従来、予測符号化(DPCM) や隣接
画素間の差分信号をクリップ特性を備えて伸長圧縮する
処理等において、隣接画素間の差分信号(予測誤差信号
)の振幅が大きな値となった場合、その振幅は制限され
て輪郭部のぼけ等の画質劣化を生じ、また符号化効率の
低下を招いていたが、本発明輪郭処理装置を使用するこ
とによって、スルーレート制限されるような処理におい
て、原信号に対する修正の量を最小限にとどめながらも
、輪郭部に生じる歪みを低減すると共に、それら画像処
理の効率を向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施例の構成図である。
【図2】第1の実施例による輪郭抑圧特性例である。
【図3】本発明第2の実施例の構成図である。
【図4】本発明第3の実施例の構成図である。
【図5】本発明第4の実施例の構成図である。
【図6】本発明第5の実施例の構成図である。
【図7】本発明第6の実施例の構成図である。
【符号の説明】
1,5, 11, 21, 31, 41  輪郭検出
器2,12, 22, 32  輪郭抑圧器3,13,
 23  符号化器 4,14  復号化器 6  輪郭強調器 101, 211, 501   高域通過フィルタ1
02, 112, 212, 312, 412, 5
02  しきい値回路103, 113, 213, 
313, 413, 503  平滑化回路104, 
114, 314, 414  輪郭抑圧係数決定回路
214   フィルタ係数決定回路 201, 203, 123, 127, 128, 
221, 315, 327, 328, 415, 
601, 603  遅延回路 202, 122, 602   低域通過フィルタ2
04, 124, 236, 326, 336, 4
16, 604  減算器205, 125, 605
   乗算器206, 126, 135, 235,
 239, 335, 606  加算器222   
係数可変フィルタ 231, 331  1ライン遅延回路232, 33
2  1画素遅延回路 233, 234, 333, 334  係数器23
7   量子化器 238   逆量子化器 504   輪郭強調係数決定回路

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  隣接画素間の信号振幅差が制限されて
    エンコードされる画像信号の輪郭を処理するため、前記
    輪郭を処理する輪郭処理装置が前記画像信号をエンコー
    ドするエンコーダに前置され、かつ、前記輪郭処理装置
    が入力画像信号の輪郭部を検出する輪郭検出手段と、検
    出された輪郭部に限って輪郭抑圧処理を行なう輪郭抑圧
    手段とを具備することを特徴とする輪郭処理装置。
  2. 【請求項2】  請求項1記載の処理装置において、前
    記輪郭検出手段が少なくとも帯域通過フィルタと、小振
    幅の雑音を除去し輪郭と判断できる大振幅のみを抽出す
    るしきい値回路と、その抽出した信号を滑らかに続く輪
    郭として特定する平滑化回路とを具えることを特徴とす
    る輪郭処理装置。
  3. 【請求項3】  請求項2記載の処理装置において、前
    記帯域通過フィルタが前記画像信号をエンコードするエ
    ンコーダの伝達関数を有することを特徴とする輪郭処理
    装置。
  4. 【請求項4】  請求項1記載の処理装置において、前
    記輪郭検出手段が前記画像信号をエンコードするのと同
    一のエンコーダおよびそれとは逆処理のデコーダとを具
    え、入力画像信号と一旦エンコードされ再びデコードさ
    れた入力画像信号との差分から符号化誤差信号を得る符
    号化誤差検出器を具えることを特徴とする輪郭処理装置
  5. 【請求項5】  請求項1記載の処理装置において、前
    記輪郭抑圧手段が帯域分割手段を具え、分割した少なく
    とも1つの帯域成分出力に係数乗算器を具え、前記輪郭
    検出手段で得られた情報に基づいて前記係数乗算器の係
    数を適応的に与えることにより輪郭信号抑圧のための高
    域周波数成分抑圧特性を制御することを特徴とする輪郭
    処理装置。
  6. 【請求項6】  請求項5記載の処理装置において、前
    記帯域分割手段が少なくとも前記画像信号をエンコード
    するエンコーダの伝達関数を有する帯域通過フィルタを
    具えることを特徴とする輪郭処理装置。
  7. 【請求項7】  請求項5記載の処理装置において、前
    記輪郭抑圧手段の帯域分割手段によって得られる帯域通
    過成分を請求項2または3記載の帯域通過フィルタの出
    力成分と共用するようにしたことを特徴とする輪郭処理
    装置。
  8. 【請求項8】  請求項1記載の処理装置において、前
    記輪郭抑圧手段が係数可変フィルタを具え、前記輪郭検
    出手段で得られた情報に基づいて前記係数可変フィルタ
    のフィルタの係数を適応的に与えることにより輪郭信号
    抑圧のための高域周波数成分抑圧特性を制御することを
    特徴とする輪郭処理装置。
  9. 【請求項9】  請求項1記載の輪郭処理装置により輪
    郭処理され、隣接画素間の信号振幅差が制限されてエン
    コードされ伝送されてきた画像信号をデコードし、さら
    に画像信号の輪郭を処理して原画像信号を復調するため
    、デコーダ側で輪郭を処理する輪郭処理装置が受信画像
    信号をデコードするデコーダに後置され、かつ、デコー
    ダ側の輪郭処理装置がデコードされた画像信号の輪郭部
    を検出する輪郭検出手段と、検出された輪郭部に限って
    輪郭強調処理を行なう輪郭強調手段とを具備することを
    特徴とする輪郭処理装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0818932A1 (en) * 1996-07-09 1998-01-14 STMicroelectronics S.r.l. Circuit for enhancing chrominance transitions in real-time video reception
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JP2012028893A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Hoya Corp 輪郭強調装置

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