JPH05227431A - モスキート雑音低減装置 - Google Patents

モスキート雑音低減装置

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JPH05227431A
JPH05227431A JP4027617A JP2761792A JPH05227431A JP H05227431 A JPH05227431 A JP H05227431A JP 4027617 A JP4027617 A JP 4027617A JP 2761792 A JP2761792 A JP 2761792A JP H05227431 A JPH05227431 A JP H05227431A
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discrete cosine
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cosine transform
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 離散コサイン変換方式符号化システムの復号
器において、復元された画像信号に含まれるモスキート
雑音を低減し画質の改善を行うことを目的とする。 【構成】 符号器において入力画像信号に対してブロッ
ク単位に2次元の離散コサイン変換を実施して得られた
DCT係数を量子化・符号化して伝送し、復号器でこれ
を復号・逆量子化して得られたDCT係数を逆離散コサ
イン変換して画像信号を復元する離散コサイン変換方式
符号化システムの復号器において、復元された画像信号
からモスキート雑音が発生したと考えられるブロックを
検出して該検出結果に基づき、モスキート雑音が発生し
たブロックに対してモスキート雑音を低減する画像処理
を行う画像処理部を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像信号を2次元
のブロック単位に分割して離散コサイン変換する離散コ
サイン変換方式符号化システムの画質改善方式に係わ
り、特にモスキート雑音を低減するためのモスキート雑
音低減装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ISDNを有効に活用するサービ
スとしてテレビ会議やテレビ電話などの画像通信サービ
スが有望視され、このような静止画あるいは動画の効率
的な伝送を目的とした高能率符号化の研究が盛んに行わ
れている。
【0003】これらの研究は、画像信号の統計的な性質
を利用して、その信号に含まれる冗長性を取り除くこと
により情報量の削減を行っている。その1つとして離散
コサイン変換(Discrete Cosine Transform、以下DC
Tと称する)を用いた直交変換符号化方式がよく知られ
ている。
【0004】以下、図8により2次元離散コサイン変換
を用いた場合の従来例について説明する。符号器(送信
側)はフレームメモリ部17、離散コサイン変換部1
8、量子化部19、符号化部20を備え、復号器(受信
側)は復号部21、逆量子化部22、逆離散コサイン変
換部23、フレームメモリ部24を備えている。
【0005】今、フレームメモリ部17に画像信号が入
力されたとする。入力画像信号は、テレビカメラ等から
の画像信号をディジタル化したものであり、フレームメ
モリ部17において1画面分蓄積される。
【0006】次に、蓄積された画像信号はN×M画素
(N、Mは自然数)のブロックに分割される。離散コサ
イン変換部18は、各々のブロックの画素信号に2次元
の離散コサイン変換を実施し、DCT係数を量子化部1
9へ送出する。
【0007】量子化部19では、量子化ステップ幅によ
りDCT係数を量子化する。
【0008】最後に、符号化部20で量子化部19から
の量子化出力信号のエントロピー符号化を行って、符号
化情報を復号器へ伝送する。
【0009】復号器では、復号部21で符号化情報のエ
ントロピー復号を行い、逆量子化部22で逆量子化を実
施してDCT係数を得る。さらに、逆離散コサイン変換
部23でDCT係数を逆離散コサイン変換して復元され
た画像信号をフレームメモリ部24に蓄積し、出力画像
信号を得る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】入力画像信号を離散コ
サイン変換すると、低周波成分は電力的に大きな成分を
占める。また、高周波成分は電力的には大きくないが、
画像情報としての重要性には変わりがない。一般に、人
間の視覚は低域通過フィルタの特性をもっているといわ
れているので、高周波成分については粗い量子化を行っ
て高い符号化効率を得ている。しかしながら、量子化ス
テップ幅の状態によって、ブロック内に急峻なエッジが
存在する場合は、交流成分に生じた量子化誤差の影響に
より復元画像信号のエッジ部周辺にモスキート雑音と呼
ばれる、もやもやとした雑音が発生し、画質が大きく劣
化する原因となっていた。
【0011】本発明は、符号器と復号器の両アルゴリズ
ムの統一性を必要とせず、復号器側の処理のみで、上記
のモスキート雑音を低減し、画質の改善が可能なモスキ
ート雑音低減装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明によるモスキート雑音低減装置は、入力画像信号
をN×M(N、Mは自然数)画素のブロック単位で離散
コサイン変換を行い、離散コサイン変換係数を得て、こ
れを量子化・符号化して生成された符号化情報を復号・
逆量子化して離散コサイン変換係数を得て、これに対し
逆離散コサイン変換を実施して画像信号を復元する復号
器において、該復号器が、復元された画像のエッジを抽
出するエッジ抽出部と、該抽出エッジから有効エッジを
抽出する有効エッジ抽出部と、該有効エッジに対して拡
大処理を行うエッジ拡大処理部と、該エッジ拡大処理部
の出力に対してフィルタリング処理を行う画像処理部と
を有し、モスキート雑音が発生した画素ブロックに対し
てモスキート雑音を低減する処理を適応的に行うことを
特徴とするよう構成している。
【0013】
【作用】符号器は、入力画像信号に対してブロック単位
に2次元の離散コサイン変換を実施して得られたDCT
係数を量子化・符号化し、符号化情報を生成して、その
結果を復号器に伝送する。
【0014】復号器では、まず前記符号化情報を復号・
逆量子化して得られたDCT係数を逆離散コサイン変換
して画像信号を復元する。
【0015】エッジ抽出部は前記復号器のフレームメモ
リ部に蓄積された画像情報のエッジを検出する。有効エ
ッジ抽出部は、前記エッジ部の出力結果に対して、不要
なエッジやランダム雑音を除去して、モスキート雑音の
低減に有効なエッジを得る。エッジ拡大処理部は、前記
有効エッジ画像に対して、エッジの切れやホールを埋め
るエッジ拡大の処理を行う。画像処理部はエッジ拡大画
像のエッジ画素に対して、モスキート雑音が発生してい
る画素ブロックに適応的にモスキート雑音を低減する画
像処理を行う。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図1は本発明の原理を説明する図であ
る。符号器1において入力画像信号を一定のブロックに
分割してブロックごとに2次元の離散コサイン変換を行
う。ここで得られたDCT係数を量子化し符号化した符
号化情報を復号器2へ伝送する。復号器2では、符号化
情報を復号し逆量子化してDCT係数を得る。さらに、
DCT係数に対して逆離散コサイン変換を実施し画像信
号を復元する。
【0017】モスキート雑音検出部3は、復元された画
像信号からエッジ部分を抽出しモスキート雑音が発生し
たと考えられるブロックを検出して検出結果を出力す
る。エッジ抽出には、例えば微分処理などが用いられ
る。
【0018】画像処理部4はモスキート雑音検出部3の
検出結果に基づきモスキート雑音が発生した画素ブロッ
クに対して適応的にモスキート雑音を低減する画像処理
を行う。この画像処理には、例えばブロック内の画素に
メディアンフィルタを用いて平滑化を行う方法などがあ
る。
【0019】図2は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、符号器はフレームメモリ部5、離散コサイン変
換部6、量子化部7、符号化部8を備え、復号器は復号
部9、逆量子化部10、逆離散コサイン変換部11、フ
レームメモリ部12、エッジ抽出部13、有効エッジ抽
出部14、エッジ拡大処理部15、画像処理部16を備
えている。エッジ抽出部13、有効エッジ抽出部14、
エッジ拡大処理部15によって前記図1で説明したモス
キート雑音検出部3を構成している。
【0020】以下、各部の動作を説明する。まず、フレ
ームメモリ部5は、入力画像信号を1画面分蓄積する。
離散コサイン変換部6は、フレームメモリ部5に蓄積さ
れた入力画像信号を例えば8×8画素のブロック毎に2
次元の離散コサイン変換を実施し、時間領域の信号から
周波数領域への信号へ変換してDCT係数を量子化部7
に出力する。
【0021】量子化部7は、高い符号化効率を得るため
に、DCT係数の量子化を行い符号化するDCT係数を
削減する。このように量子化されたDCT係数は符号化
部8に出力される。符号化部8では、量子化されたDC
T係数の系列に、適切な符号割当てを行うエントロピー
符号化を実施し、可変長符号からなる符号化情報を生成
して復号器へ伝送する。
【0022】一方、復号器では復号部9において符号化
情報のエントロピー復号を行い、量子化されたDCT係
数を逆量子化部10に出力する。逆量子化部10は、量
子化部7で行ったのと逆の処理である逆量子化を行い、
逆量子化されたDCT係数を逆離散コサイン変換部11
に出力する。逆離散コサイン変換部11において、2次
元の逆離散コサイン変換を実施し、復元画像信号を得
る。
【0023】フレームメモリ部12では、前記逆離散コ
サイン変換部11で復元した復元画像信号を1画面分蓄
積する。エッジ抽出部13では、まずフレームメモリ部
12に蓄積されている復元画像信号に対して、例えばS
obelのオペレータを用いて微分処理を施し、微分画
像を作成する。
【0024】このオペレータにより得られる微分値Ds
は、図3において3×3画素のウィンドウ内の輝度値を
A〜Iとしたとき、次の式1で表される。
【0025】
【式1】 Ds=|A+2B+C−G−2H−I|+|A+2D+G−C−2F−I| 次に、この微分画像からエッジを抽出するために次の式
2に示すように、適当なしきい値Thでしきい値処理し
て、2値のエッジ画像を得る。
【0026】
【式2】 Ds(i,j)≧Th の時 E(i,j) = 1 Ds(i,j)<Th の時 E(i,j) = 0 (ただし、Ds(i,j)は微分画像を表し、(i,
j)はエッジ画像を表す)エッジ抽出部13で得られた
エッジ画像には、細かい不要なエッジやランダム雑音が
多く含まれている。このような細かい領域ではモスキー
ト雑音が目立ちにくいので、雑音低減処理の対象外とす
るため、有効エッジ抽出部14ではエッジ画像からこれ
らの不要なエッジやランダム雑音を除去する。これは、
モスキート雑音低減処理に伴う画質の劣化を防止する働
きもある。
【0027】この処理は、まずエッジ画像の領域の大き
さを調べるために、4隣接で連結している領域のラベル
付けを行う。次に領域の大きさが例えば10画素以下の
ものをエッジ画像から除去し、有効エッジ画像を得る。
【0028】エッジ拡大処理部15では、有効エッジ画
像のエッジの切れ・ホール等を埋めるエッジの拡大処理
を行う。有効エッジ画像のエッジには雑音等の影響によ
り、エッジが途切れていたり、あるいはホールが生じて
いる可能性がある。
【0029】このような場合、本来はエッジとして保存
すべきである部分にモスキート雑音の低減処理が施さ
れ、画質の低下を招く恐れがある。従って、そのような
部分を埋めることで、エッジとしての復元を図り、画質
の低下を防いでいる。
【0030】拡大処理は、図4(a)に示すように有効
エッジ画像においてエッジ部分、すなわち次の式3をエ
ッジ画素としたとき、図4(b)に示すように、その8
隣接の画素を全て拡大エッジ画素とし、これらの処理を
行って得た画像を拡大エッジ画像とする。
【0031】
【式3】E(i,j) = 1 画像処理部16は、拡大エッジ画像のエッジ画素および
拡大エッジ画素の位置に基づき、モスキート雑音低減処
理を実施する。エッジ拡大処理部15から出力される拡
大エッジ画像のエッジ画素と拡大エッジ画素の周辺部分
にモスキート雑音が発生していると考えられる。
【0032】従って、これらの画素に対してだけ適応的
にモスキート雑音の低減処理を行えば、モスキート雑音
低減処理による画質の劣化を最小限に抑制しつつ、良好
な画像を得ることができる。
【0033】雑音低減処理の対象となる画素は、エッジ
付近に存在するため、エッジを保存しながら雑音除去の
効果が高いメディアンフィルタを用いる。これはフレー
ムメモリ部12に蓄積されている復元画像信号のフィル
タリング対象画素に対して3×3画素のウィンドウを設
定し、ウィンドウ内の輝度値を小さい順に並べたときの
中央値をフィルタの出力とするものである。
【0034】図5は復元画像信号のフィルタリング対象
ブロックと拡大エッジ画像の対応を示す図である。復元
画像信号の8×8画素のブロック内に拡大エッジ画像の
エッジ画素あるいは拡大エッジ画素が存在するブロック
をフィルタリング対象ブロックとする。図5では、ブロ
ックa、b、c、d、e、f、g、h、iがフィルタリ
ング対象ブロックである。
【0035】さらに、これらのフィルタリング対象ブロ
ック内のエッジ画素でなく、かつ拡大エッジ画素でない
画素、すなわち図6に”△”で示す画素をフィルタリン
グ対象画素とする。
【0036】例えば、フィルタリング対象画素を注目画
素とした場合の3×3画素のウィンドウ内におけるフレ
ームメモリ部12に蓄積されている復元画像信号の輝度
値が図7(a)のようであったとき、この値を小さい順
に並べると、107、110、110、111、11
3、115、116、117、117の順となり、中央
値は113である。
【0037】従って、フィルタリング対象画素の値は、
メディアンフィルタにより113となる(図7(b)参
照)。この処理を拡大エッジ部15から出力される拡大
エッジ画像に基づき決定したフィルタリング対象画素に
実施して、これを再度フレームメモリ部12へ蓄積す
る。1画面分の処理が終了した後の画像信号を出力して
モスキート雑音が低減された出力画像信号を得る。
【0038】以上、本実施例によれば、復元画像信号か
らエッジ部分を抽出し、モスキート雑音が発生したと考
えられるブロックを検出して、この検出結果に基づき、
モスキート雑音が発生したブロックに対してのみ適応的
に雑音低減処理を行うことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
離散コサイン変換方式符号化システムの復号器側におい
て復元された画像信号からモスキート雑音の発生を検出
し、その部分に対して画像処理によりモスキート雑音を
低減するので、従来、画質劣化の大きな原因となってい
たモスキート雑音を低減することができる。
【0040】またモスキート雑音が存在しない部分に対
しては雑音低減処理を行わないようにするので、モスキ
ート雑音の低減処理に伴う画質の劣化を最小限に抑制す
ることができる。
【0041】さらに、本発明は符号器側で特別な処理を
必要とせず、復号器側のみで実現でき、符号器と復号器
の符号化/復号のアルゴリズムの統一性を必要としない
ので、どのようなアルゴリズムで生成された入力画像に
対しても本願発明のモスキート雑音低減処理を適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する図である。
【図2】本発明の一実施例を説明するブロック図であ
る。
【図3】3×3画素のウィンドウにおける輝度値を示す
図である。
【図4】エッジ画素の拡大処理を説明する図である。
【図5】フィルタリング対象ブロックを説明する図であ
る。
【図6】フィルタリング対象画素を説明する図である。
【図7】メディアンフィルタを説明する図である。
【図8】従来例の離散コサイン変換方式符号化システム
のブロック図である。
【符号の説明】
1 符号器 2 復号器 3 モスキート雑音検出部 4、16 画像処理部 13 エッジ抽出部 14 有効エッジ抽出部 15 エッジ拡大処理部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像信号をN×M(N、Mは自然
    数)画素のブロック単位で離散コサイン変換を行い、離
    散コサイン変換係数を得て、これを量子化・符号化して
    生成された符号化情報を復号・逆量子化して離散コサイ
    ン変換係数を得て、これに対し逆離散コサイン変換を実
    施して画像信号を復元する復号器において、 該復号器が、復元された画像のエッジを抽出するエッジ
    抽出部と、 該抽出エッジから有効エッジを抽出する有効エッジ抽出
    部と、 該有効エッジに対して拡大処理を行うエッジ拡大処理部
    と、 該エッジ拡大処理部の出力に対してフィルタリング処理
    を行う画像処理部とを有し、モスキート雑音が発生した
    画素ブロックに対してモスキート雑音を低減する処理を
    適応的に行うことを特徴とするモスキート雑音低減装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0777388A2 (en) 1995-12-08 1997-06-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Video encoder and decoder with noise reduction
US5754699A (en) * 1994-11-24 1998-05-19 Victor Company Of Japan, Ltd. Method of reducing mosquito noise generated during decoding process of image data and device for decoding image data using the same
JP2005521310A (ja) * 2002-03-26 2005-07-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ビデオ信号後処理方法
US8156408B2 (en) 2008-10-28 2012-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Decoding apparatus, decoding method, and storage medium

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