JPH0638658B2 - 画像信号復号化後処理装置 - Google Patents

画像信号復号化後処理装置

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JPH0638658B2
JPH0638658B2 JP59241745A JP24174584A JPH0638658B2 JP H0638658 B2 JPH0638658 B2 JP H0638658B2 JP 59241745 A JP59241745 A JP 59241745A JP 24174584 A JP24174584 A JP 24174584A JP H0638658 B2 JPH0638658 B2 JP H0638658B2
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昇治 水野
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NEC Corp
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号を変換符号化するときに発生するブ
ロック歪みを除去すると共に高周波数成分を強調して復
号化画像信号のぼけを軽減する画像信号復号化後処理装
置に関する。
〔従来技術〕
画像信号の変換符号化装置では、与えられた画像信号を
複数のブロックに分割して、各ブロックごとにコサイン
変換,アダマール変換などの直交変換を行い、得られた
変換係数を量子化した後、圧縮符号化している。一方、
この変換符号化装置と対になる復号化装置では、ブロッ
クごとに変換係数を伸長復号化し、逆量子化、逆変換し
て復号化画像信号を得ている。このように変換符号化・
復号化装置では、ブロック単位に独立に変換・逆変換,
量子化・逆量子化を行うので、復号化画像信号にはブロ
ック境界で不連続なレベル変化が生じる。これは、ブロ
ック歪みと呼ばれている。また、変換係数の量子化によ
り画像信号の高周波数成分が削減され復号化画像信号は
めりはりの少ないぼけたものになる傾向がある。
従来は、上述のようなブロック歪みを除去するため、一
定の画素数だけ各ブロックをオーバラップさせて符号化
することが行われていた(ピー・エム・ファルール(P.
M.Farrelle)他により、1984年フランス国において開催
されたピクチュアコーディン シンポジウム(Picture C
oding Symposium)において発表された論文、NO.3−1
2″データ コムプレッション ヴィア リカーシィブ
ブロック コーディング(Data Compression via Recu
rsive Block Coding)″を参照。) 〔従来技術の問題点〕 このような従来の技術によると、オーバラップにより実
際に符号化すべき画素数が増加する、すなわち符号化処
理が複雑になるにもかかわらず、画像信号のぼけに対す
る改善効果は大きくないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ブロック歪みを低減しかつ高域成分を
復原してより鮮明で歪みの少ない画像信号を与える画像
信号復号化後処理装置を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明の画像信号復号化後処理装置は、複数のブロック
に分割され各ブロックごとに変換符号化された画像信号
の復号信号を並び変える手段と、ブロックの境界周辺の
復号信号に対しては低域通過フィルタを、ブロックの境
界から離れた復号信号に対しては高域フィルタを作用さ
せる手段と、この手段からの複数のフィルタ出力信号の
うちの1つをブロックの境界からの距離に基づいて選択
する手段とを有することを特徴としている。
〔発明の作用・原理〕
本発明では、ブロック境界周辺の復号化画像信号に対し
ては低域通過フィルタを作用させることによって、不連
続なレベルを平滑化してブロック歪みを少なくする。ま
た、ブロック境界から離れた復号化画像信号に対しては
高域強調フィルタを作用させることによって、ぼけを少
なくしめりはりのきいた画像信号に復原する。このよう
にして本発明によれば、ブロック歪みを低減しつつ鮮明
な画像信号を得ることができる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の画像信号復号化後処理装置の一実施
例を示す図である。この画像信号復号化後処理装置は、
シフトレジスタ1,第1低域通過フィルタ2,第2低域
通過フィルタ3,第1高域強調フィルタ4,第2高域強
調フィルタ5,選択回路6,xカウンタ7,yカウンタ
8,フィルタ選択信号発生器9により構成されている。
シフトレジスタ1は、各ブロックごとに変換符号化され
た画像信号の復号信号を並び変えて、第1低域通過フィ
ルタ2,第2低域通過フィルタ3,第1高域強調フィル
タ4,第2高域強調フィルタ5に与えるレジスタであ
る。このシフトレジスタには、レジスタ内のデータをシ
フトさせるためにクロック信号が供給される。
第1低域通過フィルタ2および第2低域通過フィルタ3
は、シフトレジスタ1からの復号化画像信号の高域成分
をカットするフィルタであり、第1低域通過フィルタ2
の出力信号gの低周波数成分は第2低域通過フィルタ
3の出力信号gの低周波数成分より多くなるように、
これらフィルタのフィルタ係数が定められている。
第1高域強調フィルタ4および第2高域強調フィルタ5
は、シフトレジスタ1からの復号化画像信号の高域成分
を強調するフィルタであり、第2高域強調フィルタ5の
出力信号gの高周波数成分は第1高域強調フィルタ4
の出力信号gの高周波数成分より多くなるように、こ
れらフィルタのフィルタ係数が定められている。
選択回路6は、フィルタ2〜5の各出力信号g〜g
のいずれか1つを後述するフィルタ選択信号に基づいて
選択して、後処理された復号化画像信号を出力する回路
である。
xカウンタ7は、シフトレジスタ1に入力される復号化
画像信号の水平方向の位置を示すカウンタであり、復号
化画像信号がシフトレジスタ1に1画素入力されるたび
に、クロック信号によって1だけアップされる。また、
xカウンタ7は、シフトレジスタ1に復号化画像信号が
1ラン分入力されるたびにキャリー信号を発生し、後述
するyカウンタに加える。このとき、xカウンタの内容
は0にクリアされる。
yカウンタ8は、シフトレジスタ1に入力される復号化
画像信号の垂直方向の位置を示すカウンタであり、xカ
ウンタ7よりキャリー信号が入力すると1だけアップさ
れる。
フィルタ選択信号発生器9は、xカウンタ7,yカウン
タ8の内容に基づいてフィルタ選択信号を発生し、選択
回路6に加える回路である。フィルタ選択信号は、この
場合2ビットの信号であり、フィルタの出力信号g
のいずれを選択するかを指定する。
以上のような構成の画像信号復号化後処理装置におい
て、シフトレジスタ1が、入力される各ブロックごとの
復号化画像信号を、たとえば第4図(a)に示すような
配置の3×3画素の復号化画像信号に並び変
えて出力する場合の、シフトレジスタ1およびフィルタ
2〜5の具体的な構成をさらに詳細に説明する。
第2図は、シフトレジスタ1の構成を示す図である。こ
のシフトレジスタは、復号化画像信号をそれぞれ1画素
格納することのできる9個のレジスタ10〜18(ブロック
内に記号Dを付して示している)と、復号化画像信号を
それぞれ(H−3)画素格納することのできる2個のシ
フトレジスタ19,20とにより構成されている。なお、H
は画像1ラインあたりの画素数を表している。1画素が
nビットからなるとすれば、レジスタ10〜18はnビット
のレジスタであり、レジスタ19,20は(H−3)×nビ
ットのシフトレジスタである。このようなシフトレジス
タ1では、レジスタ19とその左側の3個のレジスタ10,1
1,12とを合わせてちょうど1ライン分の画像信号を格納
することができ、同様にレジスタ20とその左側の3個の
レジスタ13,14,15とを合わせてちょうど1ライン分の画
像信号を格納することができる。第2図には示されてい
ないが、各レジスタ10〜20にはクロック信号が加えら
れ、レジスタ内のデータは左から右へシフトされる。こ
の場合、シフトレジスタ19内の右端のデータは、レジス
タ13に移動され、シフトレジスタ20内の右端のデータは
レジスタ16に移動される。そして、レジスタ10〜18から
第4図(a)のような位置関係に並び変えられた復号化
画像信号を取り出すことができる。ただしこ
こで、復号化画像信号は走査順に入力されるものとし、
走査は左から右への水平走査を上から下へ行うものとす
る。
第3図は、シフトレジスタ1が第2図のような構成の場
合に、それに対応する各フィルタ2〜5の構成を示す図
である。各フィルタは、シフトレジスタ1の出力信号
がそれぞれ入力される9個の乗算器21〜29と、
これら乗算器の出力の総和を計算する加算器30とから構
成されている。シフトレジスタ1からの出力信号
は乗算器21〜29において、フィルタ係数w〜w
と乗算されてW 〜w となり、これら乗算器
の出力は加算器30へ供給されてその総和が計算され、フ
ィルタ出力gとなる。各出力信号に対する
フィルタ係数w〜wの対応関係を明瞭にするため、
これらフィルタ係数を第4図(a)の出力信号
の配置に対応させて第4図(b)に示すような配置で
示す。出力信号には、フィルタ係数w〜w
の同一添字のものが乗算される。フィルタ係数w
は、フィルタ2〜5によって異なり、第4図
(c),(d),(e),(f)にフィルタ2,3,
4,5のフィルタ係数の一例をそれぞれ示した。第4図
(c)〜(f)は、第4図(b)におけるw〜w
具体的な数値例を代入したものである。
第4図(c)のフィルタ係数は、第1低域通過フィルタ
2のフィルタ係数であり、そしてこれらフィルタ係数が
すべて1/9であることからわかるように、第1低域通過
フィルタ2は3×3画素の平均値を計算する。
第4図(d)のフィルタ係数は、第2低域通過フィルタ
3のフィルタ係数であり、そしてフィルタ係数wが5/
9で他のフィルタ係数がすべて1/18であることからわか
るように、第2低域通過フィルタ3は3×3画素の中央
の画素に大きな重みをつけてき、3×3画素の平均をと
る。
第4図(e)のフィルタ係数は、第1高域強調フィルタ
4のフィルタ係数であり、そしてフィルタ係数wが3
で他のフィルタ係数がすべて−1/4であることからわか
るように、第1高域強調フィルタ4は3×3画素の中央
の画素と周囲の画素との差分をとる。
第4図(f)のフィルタ係数は、第2高域強調フィルタ
5のフィルタ係数であり、そしてフィルタ係数wが5
で他のフィルタ係数がすべて−1/2であることからわか
るように、第2高域強調フィルタ5は3×3画素の中央
の画素と周囲の画素との差分をとる。
第4図(e)のフィルタ係数では、中央の画素に対する
係数と周囲の画素に対する係数の比は1:−1/12である
のに対し、第4図(f)のフィルタ係数では1:−1/10
であり、第4図(e)のフィルタ係数の方が第4図
(f)のフィルタ係数より中央の画素に対する相対的な
重みは大きい。
なお、フィルタ係数の値から明らかなように、各フィル
タ2,3,4,5のフィルタ係数の大きさは、直流入力
に対するゲインが1であるように調節されている。
フィルタ2およびフィルタ3のような平均型のフィルタ
の周波数特性は、低域通過型であり入力信号の高域成分
がカットされる。一方、フィルタ4およびフィルタ5の
ような差分型のフィルタの周波数特性は、高域強調型で
あり、入力信号の高域成分が強調される。これら4つの
フィルタを比較すると、フィルタ2,3,4,5の順で
フィルタ出力信号の低周波数成分は多く、逆にフィルタ
5,4,3,2の順で高周波数成分は多い。低域通過フ
ィルタ2,3をブロックの境界周辺の復号化画像信号に
作用させれば、不連続なレベル変化が平滑化されるので
ブロック歪みを低減できる。第1低域通過フィルタ2は
第2低域通過フィルタ3より不連続なレベル変化を平滑
化する力が強いので、最もブロックの境界に近い復号化
画像信号に対し作用させるとよい。第2低域通過フィル
タ3は、ブロックの境界から少し離れた復号化画像信号
に対し作用させるとよい。高域強調フィルタ4,5はブ
ロックの境界から離れた復号化画像信号に対して作用さ
せれば、高域成分を復原できるのでより鮮明な信号とす
ることができる。高域強調フィルタ5は高域強調フィル
タ4より高域成分を復原する力が強いので、最もブロッ
クの中心に近い信号に対し作用させるとよい。高域強調
フィルタ4はそれより少しブロックの境界寄りの信号に
作用させるとよい。結局、フィルタ2,3,4,5の順
で各フィルタの作用する信号の位置はブロックの境界か
ら離れていく。
以上のような構成のシフトレジスタ1およびフィルタ2
〜5を備える画像信号復号化後処理装置の動作を以下に
第5図を参照しつつ説明する。第5図は、フィルタ2〜
5が作用する画像信号ブロックの領域の場合分けの一例
を示す図であり、直線X−X′,X−X′,Y
−Y′,Y−Y′は変換符号化のブロックの境
界を示し、無印の領域31はブロックの境界に最も近い領
域を示しており、左下り斜線を施した領域32、点模様を
施した領域33、右下り斜線を施した領域34の順でブロッ
クの境界から離れていく。それ故、低域通過フィルタ2
は無印の領域31に、低域通過フィルタ3は左下り斜線の
領域32に、高域強調フィルタ4は点模様の領域33に、高
域強調フィルタ5は右下り斜線の領域34に対し作用させ
るとよい。
第1図において、シフトレジスタ1に復号化画像信号が
入力されると、入力された画像信号は第2図に示したシ
フトレジスタ内をクロック信号によって1画素ずつシフ
トされていき、並び変えられた信号として出
力される。一方、シフトレジスタ1に加えられるクロッ
ク信号はxカウンタ7にも加えられ、復号化画像信号が
シフトレジスタ1に1画素入力されるたびに、クロック
信号によって1だけアップされる。xカウンタの値はシ
フトレジスタ1に入力される復号化画像信号の水平方向
の位置を示しており、xカウンタはシフトレジスタ1に
復号化画像信号が1ラン分入力されるたびにキャリー信
号を発生し、yカウンタ8に加える。yカウンタ8の値
は復号化画像信号の垂直位置を示している。したがっ
て、xカウンタ7およびyカウンタ8の値をそれぞれ
x,yとすれば、点(x,y)は復号化画像信号の位置
を表している。これらxカウンタ7およびyカウンタ8
の値は、フィルタ選択信号発生器9に加えられ、フィル
タ選択信号発生器はこれら値に基づいて第5図に示した
4種類の領域31〜34に対応する2ビットのフィルタ選択
信号を発生する。
xおよびyの値が、 ならば、点(x,y)は第5図の中央のブロックにおい
て、境界に最も近い無印の領域31にあることがわかるの
で、フィルタ選択信号発生器9はこれに対応するフィル
タ選択信号を発生する。このフィルタ選択信号によっ
て、選択回路6は第1低域通過フィルタ2の出力信号g
を選択する。
xおよびyの値が、 ならば、点(x,y)は第5図の中央のブロックにおい
て、境界に2番目に近い左下り斜線の領域32にあること
がわかるので、フィルタ選択信号発生器9はこれに対応
するフィルタ選択信号を発生する。ただし、(2)式で
は( )内の論理式をまず先に評価することとする。こ
のフィルタ選択信号によって、選択回路6は第2低域通
過フィルタ3の出力信号gを選択する。
xおよびyの値が、 ならば、点(x,y)は第5図の中央のブロックにおい
て、点模様の領域33にあることがわかるので、フィルタ
選択信号発生器9はこれに対応するフィルタ選択信号を
発生する。このフィルタ選択信号によって、選択回路6
は第1高域強調フィルタ4の出力信号gを選択する。
xおよびyの値が、 x≦x<Xかつy≦y<y・・・(4) ならば、点(x,y)は第5図の中央のブロックにおい
て右下り斜線の領域34にあることがわかるので、フィル
タ選択信号発生器9はこれに対応するフィルタ選択信号
を発生する。このフィルタ選択信号によって、選択回路
6は第2高域強調フィルタ5の出力信号gを選択す
る。
以上のようにして、ブロックの境界周辺の領域にある復
号化画像信号は低域通過フィルタの作用により不連続な
レベル変化が平滑化され、ブロックの境界より離れた領
域にある復号化画像信号は高域強調フィルタの作用によ
り高域が強調されるように後処理ささた復号化画像信号
が選択回路6から得られる。
以上本発明の一実施例を、フィルタ入力信号が3×3画
素、フィルタの種類が4種類の場合について説明してき
たが、フィルタ入力信号は5×5画素,7×7画素ある
いはそれ以上であってもよいし、フィルタの種類も4種
類以上あってもよい。このときフィルタの係数は、入力
信号の画素数に対応するだけ用意する必要があるし、各
ブロックはフィルタの数に対応する領域数に分割する必
要がある。
〔発明の効果〕
以上詳しく述べてきたように、本発明によれば、ブロッ
クの境界周辺の領域にある復号化画像信号は低域通過フ
ィルタの作用により不連続なレベル変化が平滑化される
のでブロック歪みが低減し、かつブロックの境界より離
れた領域にある復号化画像信号は高域強調フィルタの作
用により高域が強調されるのでぼけの少ない鮮明な画像
信号を得ることができる。また、本発明では符号化・復
号化処理そのものは複雑にする必要はなく、復号化処理
の後に本発明の後処理装置を単に付け加えるだけでよい
から、符号化・符号化装置の構成を複雑にすることなく
実施できるという優れた利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の一例を示す図、 第2図は、第1図のシフトレジスタの一例を示す図、 第3図は、第1図のフィルタの一例を示す図、 第4図は、フィルタ入力信号,フィルタ係数の配置、フ
ィルタ係数の具体例の一例を示す図、 第5図は、フィルタが作用する領域の場合分けの一例を
示す図である。 1……シフトレジスタ 2……第1低域通過フィルタ 3……第2低域通過フィルタ 4……第1高域強調フィルタ 5……第2高域強調フィルタ 6……選択回路 7……xカウンタ 8……yカウンタ 9……フィルタ選択信号発生器 10〜18……nビットレジスタ 19,20……(H−3)nビットシフトレジスタ 21〜29……乗算器 30……加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のブロックに分割され各ブロックごと
    に変換符号化された復号化画像信号をn×n画素の復号
    化画像信号に並び変える手段と、前記並び変えられた復
    号化画像信号の高域成分をカットする低域通過フィルタ
    と、前記並び変えられた復号化画像信号の高域成分を強
    調する高域強調フィルタと、前記低域通過フィルタと前
    記高域強調フィルタからの複数の出力信号のうち1つを
    ブロックの境界からの距離に基づいて選択する手段とを
    備え、ブロックの境界周辺の復号信号に対しては低域通
    過フィルタを、ブロックの境界から離れた復号信号に対
    しては高域強調フィルタを作用させることを特徴とする
    画像信号復号化後処理装置。
JP59241745A 1984-11-16 1984-11-16 画像信号復号化後処理装置 Expired - Lifetime JPH0638658B2 (ja)

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