JPH0497681A

JPH0497681A - 映像符号化復号化装置

Info

Publication number: JPH0497681A
Application number: JP2214966A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Nomura; 充野村; Tetsuo Fujii; 哲郎藤井; Naohisa Ota; 直久太田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1992-03-30

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、静止画及び動画を含むディジタル映像信号の
符号化伝送及び符号化蓄積に用いる映像符号化処理装置
に関するもので、特に、高精細テレビジョン信号や印刷
用ディジタル画像など、高解像度の信号の取り込みに伴
い多量の雑音を生じたディジタル映像信号を、高品質に
情報圧縮する符号化処理装置に関する。

（従来の技術）高精細テレビジョンや印刷ディジタル画像なとの高解像
度の映像信号では、カメラの雑音やフィルムの粒子によ
り、入力されたディジタル映像データには、多量の雑音
か含まれる。高品質を要求する高精細映像信号の符号化
処理においては、符号化及び復号化処理によって原信号
に忠実な信号が再生される事が要求されるか、雑音成分
を忠実に再現するためには、多量の情報を要する。この
ため、符号化処理結果の情報量の増大か避けられない。

また、符号化結果の情報量を低く押さえようとした場合
、雑音成分が不完全に再生される事により、不自然な雑
音か生じ主観的な品質を低下させる場合がある。

このような雑音による情報量の増大を防ぐ方法として、
前処理によって予め入力映像信号から雑音成分を除去す
る方法があり、野垣、太田、「動静適応型雑音除去を用
いたＨＤＴＶ信号符号化の検討Ｊ　（ＰＣＳＪ８８　、
　ｐｐ、１２５−１２６）には、符号化の前処理として
適応的な雑音除去の処理を行う事により、前処理無しの
場合と比較して３０％以上の情報量か削減できる事か述
へられている。この装置ては、適応的な非線形処理によ
る雑音除去を行う事により、前処理による映像品質の劣
化を押さえながら雑音除去を行っている。

（発明か解決しようとする問題点）高い品質を要求する映像符号化処理においては、復号処
理によって元の映像と見分けのつかない映像が再現でき
る事か要求される。カメラ入力やフィルム粒子などによ
って映像入力の際に生じた雑音成分は、入力信号の一部
であり、映像信号に自然さを付与するという意味で重要
な成分である。

従って、高い忠実度が要求される映像符号化処理におい
ては、雑音成分を含めて原信号に忠実な映像信号か再生
される事が必要である。しかし、雑音除去を前処理とし
て行う方法では、原信号に含まれていた雑音成分が前処
理によって除去されてしまう為、復号画像は雑音の平滑
化された不自然な映像となり、忠実度の高い再生映像を
得る事はできない。また、雑音除去によって雑音成分を
完全に除去する事はできないから、除去されなかった雑
音成分か符号化処理される事により、不自然な雑音を生
じる可能性がある。

従って、高品質な符号化処理を実現するには、符号化結
果の情報量を増大させずに雑音成分の忠実な再生を行う
手段が必要とされる。ここて、雑音成分の忠実な再生を
考えた場合、その統計的性質か忠実に再生されていれば
、必ずしも雑音波形自体の忠実な再生を行う必要はない
。なぜなら、雑音の統計的性質か同じであれば、雑音波
形か異なっていても人間には区別かできないからである
。

従って、雑音成分に関しては、統計的にこれを処理する
事により、少ない情報量で効率的に蓄積や伝送を行う事
ができる。

本発明は、雑音成分を入力信号から分離する事により、
雑音による情報量の増大を防ぐと共に、雑音成分を少量
の付加情報として伝送あるいは蓄積し、復号時に雑音成
分を統計的に生成する事により、主観的に自然な雑音成
分を有する高品質な復号画像を得ることかできる映像符
号化復号化装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明の映像符号化復号化
装置は、入力映像信号の情報圧縮を行う符号化処理部と
、圧縮された情報から映像信号を再生する復号化処理部
からなる映像符号化復号化装置において、符号化処理部
に入力信号から雑音成分を除去する雑音分離手段及び雑
音成分を少数のパラメータで表現する雑音分析手段とを
備え、復号化処理部に抽出されたパラメータより雑音成
分を生成する雑音生成手段を備えた事を特徴とする。

雑音分離手段は、入力された映像信号に含まれている雑
音を非線形処理により抽出する手段と、抽出された雑音
成分を入力映像信号より差し引く回路とを有するように
構成することかできる。

雑音分析手段は、雑音の統計的性質を評価する手段と、
それを少数の統計的パラメータにより効率的に表現する
手段とを有するように構成することかできる。

雑音生成手段は、抽出された統計的パラメータより、元
の映像信号に含まれていた雑音成分に近い統計的性質を
持つ雑音を生成する手段と、生成された雑音成分を復号
された画像信号に付加する回路とを有するように構成す
ることができる。

（作　用）本発明の映像符号化復号化装置は、入力映像信号から雑
音成分を分離し、これを統計的に分析して少数パラメー
タとして伝送、蓄積し、復号時に抽出されたパラメータ
に基づいて雑音成分を統計的に再生するものである。こ
れにより、雑音成分にょろり符号化結果の情報量の増大
を防ぎ、雑音成分を少量の情報量で効率的に表現すると
共に、自然な雑音成分を有する高品質な映像信号を再生
する事ができる。

（実施例（基本構成））第１図は、本発明の実施例である映像符号化装置の基本
ブロック構成図を示す。映像入力端子１には、ディジタ
ル化された映像信号が入力される。

映像入力端子１は、雑音分離部２に接続される。

雑音分離部２では、雑音成分か入力映像信号より分離さ
れ、信号成分４は、信号成分符号化部６に、雑音成分３
は、雑音分析部５に出力される。

信号成分符号化部６は、入力された信号成分４を情報圧
縮する。情報圧縮の手段としては、予測符号化、変換符
号など任意の符号化方法をとる事かできる。信号成分４
の符号化ては、雑音か除去されている為、高い情報圧縮
を行う事かできる。

一方、雑音分析部５では、雑音の統計的性質か分析され
、その特徴を表現する少数の統計的パラメータが抽出さ
れる。雑音の統計的性質を表現するパラメータの一例と
しては、信号のパワー、相関、フラクタル次元なとかあ
る。雑音成分３を統計的パラメータにより表現する事に
より、雑音波形を忠実に再現しようとした場合と比較し
て、少ない情報量で雑音成分を表現する事ができる。

信号成分符号化部６と雑音分析部５の出カフ。

８は、符号化処理結果として蓄積あるいは伝送される。

復号化装置では、信号成分の符号化処理結果８を信号成
分復号部１０に、雑音分析結果である統計的パラメータ
７を雑音生成部９に入力する。

信号成分復号部ＩＯでは、信号成分か再生される。

一方、雑音生成部９では、統計的パラメータに基づいて
元の映像信号に含まれていた雑音成分とよく似た統計的
性質を持つ雑音か生成される。生成された雑音成分１１
は、雑音付加部１３において信号成分復号結果に加えら
れ再生映像信号として出力される。これにより、元の映
像信号に含まれていた雑音成分とよく似た雑音を再現す
る事か可能となり、高品質な再生映像を得る事かてきる
。

（雑音分離部の実施例）雑音分離部２ては、非線形処理により、信号成分を変形
あるいは除去する事なしに雑音成分のみを抽出する事が
必要となる。

第２図は、非線形フィルタを用いて雑音分離を実施した
例である。入力映像信号は、まず、低域通過フィルタ１
５に入力される。次に信号差分回路１６においてフィル
タ出力と入力信号の差分を計算し、それをしきい（閾）
値回路１７に入力する。しきい（閾）値回路１７では、
閾値回路Ｉ７への入力信号の大きさかあるしきい値以下
の場合には、その閾値回路１７への入力信号をそのまま
出力し、閾値以上の場合には、０を出力するという非線
形処理を行う。閾値回路Ｉ７の出力は、雑音成分として
出力される。信号差分回路１６により入力映像信号と雑
音成分の差分信号かとり出され、これが信号成分として
出力される。通常の低域通過フィルタを用いて雑音の平
滑化を行った場合、エツジなど信号成分に高周波成分か
含まれている部分では、信号成分も平滑化され「ぼけ」
を生じる。しかし、非線形フィルタで処理を行った場合
、エツジ部など急激な信号成分の変動を保存しながら雑
音成分のみを抽出する事かできる。

第３図は、直交変換を用いて雑音分離を実施した例であ
る。入力信号は、直交変換回路（例えば離散コサイン変
換回路）１９により周波数領域に変換された後、閾値回
路２０に入力される。閾値回路２０では、周波数成分ご
とに信号の大きさかあるー定の閾値以下の場合には０を
出力し、それ以外の場合には入力をそのまま出力すると
いう非線形処理を行う。閾値回路２０の出力は、逆変換
器２２により逆変換されて信号成分として出力される。

また、入力映像信号より、信号成分を差し引いたものが
雑音成分として出力される。この操作により、ある一定
値以上の大きさを持つ周波数成分のみが信号成分として
出力され、微小な周波数成分は雑音として抽出される。

（雑音分析部及び雑音生成部の実施例）雑音分析部５で
は、雑音の統計的性質を少数のパラメータにより表現す
る必要がある。第４図は、この統計的パラメータとして
雑音成分のパワースペクトルすなわち信号の周波数成分
ごとのパワーを用いた例である。

雑音分析部５は、直交変換回路１９とパワー評価回路２
４によって構成される。雑音分離部２において分離され
た雑音成分は、まず直交変換回路Ｉ９により周波数領域
に変換された後、パワー評価回路２４で周波数成分ごと
に信号のパワーか求められる。

求められた各周波数ごとのパワーの値は、雑音成分を表
現する統計的パラメータ７として伝送または蓄積される
。

雑音生成部９は、雑音源２５、雑音の大きさを制御する
パワー制御回路２６及び逆変換回路２３から構成される
。雑音源２５ては、白色雑音か生成される。

パワー制御回路２６では、生成された白色雑音の大きさ
を、統計的パラメータ７すなわち各周波数ごとのパワー
評価結果に基づいて周波数成分ごとに制御する。逆変換
回路２３ては、周波数領域の信号を時間領域の信号に変
換し雑音成分１１を生成する。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、入力映像信号
より非線形処理により雑音成分を分離し、雑音成分を分
析して少数の統計的パラメータによって表現すること、
さらに統計的パラメータをもとにして復号装置で雑音を
統計的に生成し、これを復号された映像信号に付加する
ことにより、（１）信号成分の符号化に要する情報量を
削減すること、（２）元の映像信号に含まれていた雑音成分を少量の付
加情報で効率的に表現すること、（３）自然な雑音を有する高品質な復号処理映像を生成
すること、が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明映像・符号化装置の基本ブロック構成
図、第２図は非線形フィルタ処理による雑音分離部の構
成例を示すブロック図、第３図は直交変換処理による雑
音分離部の構成例を示すブロック図、第４図は直交変換
領域における雑音パワーを統計的パラメータとして用い
た雑音分析部及び雑音生成部の構成例を示すブロック図
である。１・・・映像信号入力端子、２・・・雑音分離部、３・
・・雑音成分出力、４・・・信号成分出力、５・・・雑
音分析部、６・・・信号成分符号化部、７・・・雑音パ
ラメータ出力、８・・・信号成分復号化処理結果出力、
９・・・雑音生成部、ＩＯ・・・信号成分復号化部、Ｉ
Ｉ・・・雑音出力、１２・・・信号成分出力、１３・・
・雑音付加部、１４・・・映像信号出力端子、１５・・
・低域通過フィルタ、１６・・・信号差分回路、１７・
・・しきい（閾）値回路、１８・・・信号差分回路、１
９・・・直交変換回路、２０・・・閾値回路、２１・・
・信号差分回路、２２．２３・・・逆変換回路、２４・
・・パワー評価回路、２５・・・雑音源、２６・・・パ
ワー制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力映像信号の情報圧縮を行う符号化処理部と、
圧縮された情報から映像信号を再生する復号化処理部か
らなる映像符号化復号化装置において、前記符号化処理部には、入力信号から雑音成分を除去す
る雑音分離手段及び雑音成分を少数のパラメータで表現
する雑音分析手段とを備え、前記復号化処理部には、抽
出されたパラメータより雑音成分を生成する雑音生成手
段を備えたことを特徴とする映像符号化復号化装置。
（２）前記雑音分離手段は、入力された映像信号に含ま
れている雑音を非線形処理により抽出する手段と、その
抽出された雑音成分を入力映像信号より差し引く回路と
を有することを特徴とする請求項（１）に記載の映像符
号化復号化装置。
（３）前記雑音分析手段は、雑音の統計的性質を評価す
る手段と、それを少数の統計的パラメータにより効率的
に表現する手段とを有することを特徴とする請求項（１
）に記載の映像符号化復号化装置。
（４）前記雑音生成手段は、抽出された統計的パラメー
タより元の映像信号に含まれていた雑音成分に近い統計
的性質を持つ雑音を生成する手段と、その生成された雑
音成分を復号された画像信号に付加する回路とを有する
ことを特徴とする請求項（１）に記載の映像符号化復号
化装置。