JPH0830781A - 空間フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２重像のない空間フィルタを提供する。 【構成】 画像信号の符号化の目標圧縮率を入力する手
段と、画像信号の動き量を求める手段と、特性可変のフ
ィルタを設け、圧縮率および画像の動き量にの２つのパ
ラメータによってフィルタの空間的な特性を変えるよう
にした。フィルタは空間内の信号処理で構成するように
したので、フレーム間の信号処理に起因する２重像は原
理的に発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル化された
画像データの空間フィルタに関し、画像に含まれるノイ
ズのようなランダムな信号成分を除去し、視覚的にノイ
ズの少ない画像を得るノイズリダクション方式や、画像
の符号化の前段において用いることにより、画像の圧縮
率あるいは画像の動きの大きさに応じて、視覚的に重要
でない画像のランダムな成分ををあらかじめ除去し、圧
縮符号化の行いやすい画像を得ることを目的とするプレ
フィルタなどに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば野垣他「動静適応型雑音除
去を用いたＨＤＴＶ信号符号化の検討」（画像符号化シ
ンポジウムＰＣＳＪ８８、８−６、ｐｐ１２５〜１２
６、８８年）に示された従来の時空間フィルタを示すブ
ロック図であり、図において、９２０は水平バンドパス
フィルタ（以下、「ＢＰＦ」という）、９１１、９１２
はこの水平ＢＰＦ９２０の出力にカスケード接続された
フレームメモリ、９６３は水平ＢＰＦ９２０とフレーム
メモリ９１２の出力を加算する加算回路、９５０、９５
１はそれぞれ、加算回路９６２、フレームメモリ９１１
に接続された係数回路、９７０は係数回路９５１から９
５０の出力を減算する減算回路、９７１は入力信号から
減算回路９７０の出力を引く減算回路である。

【０００３】次に動作について説明する。図９の時空間
フィルタはＨＤＴＶの輝度信号からノイズの多い周波数
成分を除去するものである。水平ＢＰＦ９２０はおよそ
１８ＭＨｚを中心とする高域周波数成分を抽出する。こ
の周波数成分はカメラのアパーチャー補正などの影響に
より、特にノイズ成分の多く存在する領域とされてい
る。フレームメモリ９１１から減算回路９７０までの部
分は時間軸ハイパスフィルタ（以下、「ＨＰＦ」とい
う）９００を構成する。時間軸ＨＰＦ９００は、１８Ｍ
Ｈｚ付近の信号成分から、さらに、時間的に変化の大き
い信号成分だけをノイズとして抽出する。時間軸ＨＰＦ
９００の出力は減算回路９７１で原信号から除去され
る。

【０００４】時間軸ＨＰＦ９００において、フレームメ
モリ９１１、９１２はそれぞれ入力信号を１フレーム期
間遅延させて出力する。時刻ｔにおいてフレームメモリ
９１１に入力される信号をＸ（ｔ）とすると、フレーム
メモリ９１１、９１２の出力はそれぞれ、Ｘ（ｔ−
Ｆ）、Ｘ（ｔ−２Ｆ）となる（Ｆはフレーム周期）。加
算回路６３はＸ（ｔ）とＸ（ｔ−２Ｆ）を加算して、 Ｘ（ｔ）＋Ｘ（ｔ−２Ｆ） を得る。係数回路９５０はこれを１／４倍して、 １／４・｛Ｘ（ｔ）＋Ｘ（ｔ−２Ｆ）｝ を得る。一方、係数回路９５１はＸ（ｔ−Ｆ）を１／２
倍して、 １／２・Ｘ（ｔ−Ｆ） を得る。減算回路９７０は係数回路９５１から係数回路
９５０の出力を減算し、最終的に時間軸ＨＰＦ９００の
出力として、 １／２・Ｘ（ｔ−Ｆ）−１／４・｛Ｘ（ｔ）＋Ｘ（ｔ−
２Ｆ）｝ を得る。これは、時間的に３０Ｈｚで変化する信号に対
してはゲインが１となり、時間的に変化しない静止した
信号に対してはゲインが０となる時間方向のＨＰＦであ
る。

【０００５】なお、前記文献においては、時間軸ＨＰＦ
に関して、ＦＩＲ（Finite ImpulseResponse）フィルタ
を用いるという記述があるだけである。したがって、こ
こでは、時間軸ＦＩＲフィルタの最も一般的なものにつ
いて説明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のノイズ除去フィ
ルタは、以上のように構成されているので、フレーム間
の信号処理のため、動き物体のエッジ部分が二重像にな
るなどの問題点があった。

【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、二重像のような不自然な妨害を発
生することのない空間フィルタを提供することを目的と
する。また、画像符号化の前段に用いることにより、目
標レートに応じた符号量削減効果、および目標レートに
期待される復元画像の主観画質を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
空間フィルタは、画像信号のランダムな信号成分を除去
する空間フィルタであって、画像を現在画素に対して隣
接あるいは近隣の複数の画素からなる、複数のブロック
に分割する手段と、ブロック内の画素の最大値を選択す
る手段と、ブロック内の画素の最小値を選択する手段
と、ブロック内の画素の中央値を選択する手段と、これ
らの最大値、最小値、中央値、現在画素値のすべてある
いは一部を参照して出力画像信号を演算する出力信号制
御回路を備えたものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に係る空間フィル
タは、画像信号のランダムな信号成分を除去する空間フ
ィルタであって、画像を現在画素に対してその隣接ある
いは近隣の複数の画素からなる、複数のブロックに分割
する手段と、ブロック内の画素を画素値の大きさに従っ
て並べ替える手段と、これらの並べ替えた画素データか
ら単一あるいは複数のデータを参照して出力画像信号を
演算する出力信号制御回路を備えたものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に係る空間フィル
タは、画像信号のランダムな信号成分を除去する空間フ
ィルタであって、画像の局所的な動きを検出する手段を
備え、画像の動きに応じて出力画像信号を制御する機能
を有する出力信号制御回路を備えたものである。

【００１１】また、本発明の請求項４に係る空間フィル
タは、画像信号のランダムな信号成分を除去する空間フ
ィルタであって、符号化装置の符号化速度に応じて出力
画像信号を制御する機能を有する出力信号制御回路を備
えたものである。

【００１２】また、本発明の請求項５に係る空間フィル
タは、画像信号のランダムな信号成分を除去する空間フ
ィルタであって、画像の局所的な動きを検出する手段を
備え、画像の動きの大きさ及び符号化装置の符号化速度
をパラメータとして出力画像信号を制御する機能を有す
る出力信号制御回路を備えたものである。

【００１３】

【作用】本発明の請求項１に係る空間フィルタにおいて
は、画像の局所的な空間的信号変化に応じて特性を変化
させることにより、効果的に画像信号の空間的なランダ
ム性を除去し、ノイズの抑圧を行いＳ／Ｎを向上させ
る。さらに符号化の前段に用いれば、画像を符号化する
場合の符号量を符号化装置の前段において予め効果的に
削減する。

【００１４】また、本発明の請求項２に係る空間フィル
タにおいては、画像の局所的な空間的信号変化に応じて
特性を変化させることにより、効果的に画像信号の空間
的なランダム性を除去し、ノイズの抑圧を行いＳ／Ｎを
向上させる。さらに符号化の前段に用いれば、画像を符
号化する場合の符号量を符号化装置の前段において予め
効果的に削減する。

【００１５】また、本発明の請求項３に係る空間フィル
タにおいては、画像の局所的な空間的信号変化および画
像の動き量に応じて特性を変化させることにより、効果
的に画像信号の空間的なランダム性を除去し、ノイズの
抑圧を行いＳ／Ｎを向上させる。さらに符号化の前段に
用いれば、画像を符号化する場合の符号量を符号化装置
の前段において予め効果的に削減する。

【００１６】また、本発明の請求項４に係る空間フィル
タにおいては、画像の局所的な空間的信号変化または画
像の動き量に応じて特性を変化させることにより、効果
的に画像信号の空間的なランダム性を除去し、ノイズの
抑圧を行いＳ／Ｎを向上させる。さらに符号化の前段に
用いれば、画像を符号化する場合の符号量を符号化装置
の前段において予め効果的に削減する。また画像の圧縮
率に応じてフィルタの特性を変化させることにより、圧
縮率に応じた符号量の削減効果を得るものである。

【００１７】また、本発明の請求項５に係る空間フィル
タにおいては、画像の局所的な空間的信号変化または画
像の動き量に応じて特性を変化させることにより、効果
的に画像信号の空間的なランダム性を除去し、ノイズの
抑圧を行いＳ／Ｎを向上させる。さらに符号化の前段に
用いれば、画像を符号化する場合の符号量を符号化装置
の前段において予め効果的に削減する。また画像の圧縮
率に応じてフィルタの特性を変化させることにより、圧
縮率に応じた符号量の削減効果を得るものである。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の請求項１に係る空間フィルタ
を示すブロック図である。図において、１０１は入力画
像信号をブロック化するブロック化回路、１０２は前記
ブロック化回路１０１より出力されるブロックに対して
ブロック内の画素値の最大値を選択出力する最大値回
路、１０３は前記ブロック化回路１０１より出力される
ブロックに対してブロック内の画素値の最小値を選択出
力する最小値回路、１０４は前記ブロック化回路１０１
より出力されるブロックに対してブロック内の中央値を
選択出力する中央値回路、１０５は前記最大値回路１０
２、最小値回路１０３、中央値回路１０４、およびブロ
ック化回路１０１からの出力を入力とし、フィルタの出
力信号を制御する出力信号制御回路である。

【００１９】次に動作について説明する。入力信号はブ
ロック化回路１０１によって例えば現在画素を中心とす
る３画素×３ラインの合計９画素のブロックにブロック
化される。このブロック化された９画素の信号は、最大
値回路１０２、最小値回路１０３、中央値回路１０４に
入力され、それぞれ９画素の最大値（以下、Ｐmax とい
う）、最小値（以下、Ｐmin という）、中央値（以下、
Ｐmid という）が選択出力される。制御回路１０５に
は、現在画素値（以下、Ｐinという）および上記Ｐmax
、Ｐmin 、Ｐmid が入力され、これら４つの値のすべ
てあるいは一部をパラメータとして出力画像信号（以
下、Ｐout という）を例えば次のように制御する。

【００２０】・２０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ・１０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ・０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid

【００２１】これは、いわゆるメディアン・フィルタ
（中央値フィルタ）をその特性が画像のブロックの空間
的な信号の分布状況に応じて可変になるような改良を加
えたものである。常にＰout＝Ｐmidとした場合が従来の
単純なメディアン・フィルタに相当する。単純なメディ
アン・フィルタでは一律にブロックの中央値を出力する
ので画像信号の周波数の高い成分がノイズとともに減衰
してしまい「ボケ」が生じてしまう。ところが上記のよ
うにＰmaxとＰminによってそのブロックの画像信号が平
坦であるかどうかを判断して、平坦なときはランダムな
信号成分を抑圧し、平坦でない凹凸のある信号のときに
はランダムな成分の抑圧を制限して画像が「ボケ」るこ
とを回避するという効果がある。

【００２２】実施例２．図２は本発明の請求項２に係る
空間フィルタを示すブロック図である。図において、２
０１は入力画像信号をブロック化するブロック化回路、
２０２は前記ブロック化回路２０１より出力されるブロ
ック内の画素データに対して画素値の大きさの順に並べ
替えを行うソーティング回路、２０３は前記ブロック化
回路２０１及び前記ソーティング回路２０２に接続さ
れ、これらの出力信号を入力としてフィルタの出力信号
を演算する出力信号制御回路である。

【００２３】次に動作について説明する。入力信号はブ
ロック化回路２０１によって例えば現在画素を中心とす
る３画素×３ラインの合計９画素のブロックにブロック
化される。ブロック化された９画素の信号は、ソーティ
ング回路２０２に入力され、画素値の大きさで並び替え
が行われ、小さい順にＰ0,Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4,Ｐ5,Ｐ6,Ｐ
7,Ｐ8（よって、Ｐ0≦Ｐ1≦Ｐ2≦Ｐ3≦Ｐ4≦Ｐ5≦Ｐ6≦
Ｐ7≦Ｐ8）が並列に出力される。制御回路２０５には、
現在画素値（以下、Ｐin）および上記Ｐ0,Ｐ1,・・・,
Ｐ8が入力され、これら１０個のすべてあるいは一部の
値をパラメータとして出力画像信号（以下、Ｐout とい
う）を例えば次のように制御する。

【００２４】・２０≦Ｐ8−Ｐ1のとき Ｐout＝Ｐin ・１０≦Ｐ8−Ｐ1＜２０のとき Ｐout＝（Ｐ4＋Ｐin）／２ ・０≦Ｐ8−Ｐ0＜１０のとき Ｐout＝Ｐ4 これは実施例１におけるＰmaxをＰ8、ＰminをＰ0、Ｐmi
dをＰ4と置き換えたもので、その動作は実施例１の制御
例と全く同じである。

【００２５】あるいは、 ・２０≦Ｐ7−Ｐ2のとき Ｐout＝Ｐin ・１０≦Ｐ7−Ｐ2＜２０のとき Ｐout＝（Ｐ4＋Ｐin）／２ ・０≦Ｐ7−Ｐ1＜１０のとき Ｐout＝Ｐ4 これはブロック内の画素信号の最大値、最小値すなわち
Ｐ8 、Ｐ0 を与える画素をそのブロックの特異点とみな
し、出力信号の制御に２番目に大きい画素値と２番目に
小さい画素値を用いることによって、ブロック内の空間
的な信号変化をより正確に捉えた出力画像信号の制御を
行うことができる。このように、実施例１に記載のブロ
ック内のＰmax 、Ｐmid 、Ｐmin だけでなく、ブロック
内の画像値の大きさによって並べ替えたデータを必要に
応じてフィルタの特性の制御に利用することによって、
さらに詳細な画像の空間的な信号変化を制御に使うこと
ができるため、より「ボケ」の少ないノイズリダクショ
ンを行えるという効果がある。

【００２６】実施例３．図３は本発明の請求項３に係る
空間フィルタを示すブロック図である。図において、３
００は入力画像の動き検出回路、３０１は入力画像信号
をブロック化するブロック化回路、３０２は前記ブロッ
ク化回路３０１より出力されるブロックに対してブロッ
ク内の画素値の最大値を選択出力する最大値回路、３０
３は前記ブロック化回路３０１より出力されるブロック
に対してブロック内の画素値の最小値を選択出力する最
小値回路、３０４は前記ブロック化回路３０１より出力
されるブロックに対してブロック内の中央値を選択出力
する中央値回路、３０５は前記動き検出回路３００、最
大値回路３０２、最小値回路３０３、中央値３０４回
路、およびブロック化回路３０１からの出力を入力と
し、フィルタの出力信号を制御する出力信号制御回路で
ある。

【００２７】次に動作を説明する。図において、動き検
出回路３００は、いわゆるブロックマッチング法によ
り、局所的な画像の移動量を求める。すなわち、まず、
現フレームを例えば１６画素×１６ラインの大きさのブ
ロックに分割し、次に、前フレームの中から、各ブロッ
クと最もよく一致する画像部分を求め、変位量Ｍを例え
ば画素毎に求め、これを移動量とし、出力画像制御回路
３０５に出力する。

【００２８】一方、入力信号はブロック化回路３０１に
よって例えば現在画素を中心とする３画素×３ラインの
合計９画素のブロックにブロック化される。ブロック化
された９画素の信号は、最大値回路３０２、最小値回路
３０３、中央値回路３０４に入力され、それぞれ９画素
の最大値（以下、Ｐmax という）、最小値（以下、Ｐmi
n という）、中央値（以下、Ｐmid という）が選択出力
される。出力画像制御回路３０５には、現在画素値（以
下、Ｐinという）および上記Ｐmax 、Ｐmin 、Ｐmid が
入力され、これら４つの値のすべてあるいは一部と動き
検出回路３００からの動き量Ｍをパラメータとして出力
画像信号（以下、Ｐout という）を例えば次のように制
御する。

【００２９】・０≦Ｍ≦６のとき １５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ８≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜８のとき Ｐout＝Ｐmid ・６＜Ｍ≦１２のとき ２０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid ・１２＜Ｍのとき ２５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １５≦Ｐmax−Ｐmin＜２５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝Ｐmid このような動き量Ｍをパラメータとした制御を加えるこ
とによって、人間の視覚では捉えにくい動き量の大きい
ブロックのランダムな信号成分をより減衰させることが
できる。

【００３０】あるいは、例えば図４のグラフに示すよう
に、（Ｐmax−Ｐmin）と動き量Ｍによって当該ブロック
の時空間的な特性を判断して出力画像信号を制御するこ
ともできる。すなわち、 ・Ｐmax−Ｐmin≦４＊Ｍのとき Ｐout＝Ｐmid ・４＊Ｍ＜Ｐmax−Ｐmin≦８＊Ｍのとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ・８＊Ｍ＜Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin このような制御を行うことによって、平坦なブロックあ
るいは動きのあるブロックに対しては、よりランダムな
信号成分を取り除く効果がある。また、平坦でない複雑
な信号変化をもったブロックであっても、動きが大きい
場合は人間の視覚特性上「ボケ」がわかりにくいため、
ランダムな信号成分を取り除くことができる。

【００３１】上記実施例３では出力信号制御回路３０５
を制御する動き量Ｍの値は画素毎に求めたが、これは画
像を適当なブロックにブロック化してブロック毎にＭを
求め、現在画素Ｐinがそのブロック内にある場合はその
ブロックのＭの値によって出力信号制御回路３０５を制
御するようにしてもよい。

【００３２】また，上記実施例３では最大値Ｐmax 、最
小値Ｐmin 、中間値Ｐmid を求めて出力信号制御回路３
０５において出力画像信号の制御及び演算を行ったが、
最大値回路３０２、中央値回路３０４、最小値回路３０
３の代わりに、実施例２に記載のソーティング回路２０
２を用いた構成をとってもよい。

【００３３】実施例４．図５は本発明の請求項４に係る
空間フィルタを示すブロック図である。図において、５
０１は入力画像信号をブロック化するブロック化回路、
５０２は前記ブロック化回路５０１より出力されるブロ
ックに対してブロック内の画素値の最大値を選択出力す
る最大値回路、５０３は前記ブロック化回路５０１より
出力されるブロックに対してブロック内の画素値の最小
値を選択出力する最小値回路、５０４はブロック化回路
５０１より出力されるブロックに対してブロック内の中
央値を選択出力する中央値回路、５０６は画像の圧縮符
号化を行う符号化装置、５０５は符号化装置５０６、最
大値回路５０２、最小値回路５０３、中央値回路５０
４、およびブロック化回路からの出力を入力とし、フィ
ルタの出力信号を制御する出力信号制御回路である。

【００３４】次に動作を説明する。図において入力信号
はブロック化回路５０１によって例えば現在画素を中心
とする３画素×３ラインの合計９画素のブロックにブロ
ック化される。ブロック化された９画素の信号は、最大
値回路５０２、最小値回路５０３、中央値回路５０４に
入力され、それぞれ９画素の最大値（以下、Ｐmax とい
う）、最小値（以下、Ｐmin という）、中央値（以下、
Ｐmid という）が選択出力される。出力画像信号制御回
路５０５には、、現在画素値（以下、Ｐinという）およ
び上記Ｐmax 、Ｐmin 、Ｐmid が入力され、これらの値
のすべてあるいは一部と符号化装置５０６から出力され
る圧縮率（以下、Ｃという）をパラメータとして出力画
像信号（以下、Ｐout という）を制御する。

【００３５】ここで圧縮率とは、例えば７４．２５ＭＨ
ｚでサンプリングされたＨＤＴＶ信号を８ビットで量子
化すれば約９６０Ｍｂｐｓの符号量になるが、符号化装
置において例えば目標符号化速度を４０Ｍｂｐｓと設定
すれば、圧縮率Ｃは１／２４となる。符号化速度が可変
である符号化装置ではこの圧縮率は可変の値をとる。圧
縮率Ｃをパラメータとした出力画像信号の制御は例えば
次のように行う。

【００３６】・１／１０＜Ｃのとき Ｐout＝Ｐin ・１／２０≦Ｃ＜１／１０のとき １５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ８≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜８のとき Ｐout＝Ｐmid ・１／３０＜Ｃ≦１／２０のとき ２０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid ・１／４０＜Ｃ≦１／３０のとき ２５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １５≦Ｐmax−Ｐmin＜２５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝Ｐmid ・Ｃ≦１／４０のとき ２５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜２５のとき Ｐout＝Ｐmid このような圧縮率Ｃによる制御を加えることによって、
圧縮率が高い符号化を行う場合には、ランダムな信号成
分をより減衰させることができ、符号化のより行いやす
い画像を得ることができるという効果がある。

【００３７】また、上記実施例4では最大値Ｐmax、最小
値Ｐmin、中間値Ｐmidを求めて出力信号制御回路３０５
において出力画像信号の制御及び演算を行ったが、最大
値回路５０２、中央値回路５０４、最小値回路５０３の
代わりに、実施例２に記載のソーティング回路２０２を
用いた構成をとれば、ブロック内の画像の空間的性質が
より詳細に参照できるため、さらに細かな制御が可能と
なる。

【００３８】実施例５．図６は本発明の請求項５に係る
空間フィルタを示すブロック図である。図において、６
００は入力画像の動き検出回路、６０１は入力画像信号
をブロック化するブロック化回路、６０２は前記ブロッ
ク化回路６０１より出力されるブロックに対してブロッ
ク内の画素値の最大値を選択出力する最大値回路、６０
３は前記ブロック化回路６０１より出力されるブロック
に対してブロック内の画素値の最小値を選択出力する最
小値回路、６０４は前記ブロック化回路６０１より出力
されるブロックに対してブロック内の中央値を選択出力
する中央値回路、６０６は画像の圧縮符号化を行う画像
符号化装置、６０５は前記動き検出回路６００、最大値
回路６０２、最小値回路６０３、中央値回路６０４、ブ
ロック化回路６０１および画像符号化装置６０６に接続
され、フィルタの出力信号を制御する出力信号制御回路
である。

【００３９】次に動作を説明する。図において、動き検
出回路６００は、いわゆるブロックマッチング法によ
り、局所的な画像の移動量を求める。すなわち、まず、
現フレームを例えば１６画素×１６ラインの大きさのブ
ロックに分割し、次に、前フレームの中から、各ブロッ
クと最もよく一致する画像部分を求め、変位量Ｍを例え
ば画素毎に求め、これを移動量とし、出力画像制御回路
６０５に出力する。

【００４０】一方、入力信号はブロック化回路６０１に
よって例えば現在画素を中心とする３画素×３ラインの
合計９画素のブロックにブロック化される。ブロック化
された９画素の信号は、最大値回路６０２、最小値回路
６０３、中央値回路６０４に入力され、それぞれ９画素
の最大値（以下、Ｐmax という）、最小値（以下、Ｐmi
n という）、中央値（以下、Ｐmid という）が選択出力
される。出力画像制御回路６０５には、現在画素値（以
下、Ｐinという）および上記Ｐmax 、Ｐmin 、Ｐmid が
入力され、これら４つの値のすべてあるいは一部と動き
検出回路６００からの動き量Ｍおよび符号化装置６０６
から出力される圧縮率（以下、Ｃという）をパラメータ
として出力画像信号（以下、Ｐout という）を例えば次
のように制御する。ここでいう圧縮率Ｃとは、実施例４
で説明したものと全く同様のものである。

【００４１】・１／１０＜Ｃのとき Ｐout＝Ｐin ・１／２０≦Ｃ＜１／１０のとき ０≦Ｍ≦６のとき Ｐout＝Ｐin ６＜Ｍ≦１２のとき １０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ５≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜５のとき Ｐout＝Ｐmid １２＜Ｍのとき ２０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid ・１／４０≦Ｃ＜１／２０ ０≦Ｍ≦６のとき １５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ８≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜８のとき Ｐout＝Ｐmid ６＜Ｍ≦１２のとき ２０≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid １２＜Ｍのとき ２５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １５≦Ｐmax−Ｐmin＜２５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝Ｐmid ・Ｃ＜１／４０のとき ０≦Ｍ≦６のとき １５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ８≦Ｐmax−Ｐmin＜１５のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜８のとき Ｐout＝Ｐmid６＜Ｍ≦１２のとき ２０≦Ｐｍａｘ−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin １０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ０≦Ｐmax−Ｐmin＜１０のとき Ｐout＝Ｐmid １２＜Ｍのとき ２５≦Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ０≦Ｐmax−Ｐmin＜２０のとき Ｐout＝Ｐmid このように圧縮率Ｃおよび動き量Ｍをパラメータとした
制御を加えることによって、圧縮率が高い符号化を行う
場合には、動き量の大きい画像に対しては、適応的にラ
ンダムな信号成分を減衰させる符号量の削減をはかるこ
とができる。

【００４２】あるいは、例えば図７のグラフに示すよう
に、（Ｐmax−Ｐmin）と動き量Ｍによって当該ブロック
の時空間的な特性を判断して出力画像信号を制御するこ
ともできる。すなわち、 ・Ｐmax−Ｐmin≦ｋ１＊Ｍのとき Ｐout＝Ｐmid ・ｋ１＊Ｍ＜Ｐmax−Ｐmin≦ｋ２＊Ｍのとき Ｐout＝（Ｐmid＋Ｐin）／２ ・ｋ２＊Ｍ＜Ｐmax−Ｐminのとき Ｐout＝Ｐin ここでｋ１，ｋ２は圧縮率Ｃの関数として例えば図８の
グラフように決められる。すなわち圧縮率Ｃが小さくな
るにしたがって、ｋ１，ｋ２の値を大きくすることによ
って、より画像のランダムな成分を取り除くことができ
る。このような制御を行うことで、平坦なブロックある
いは動きのあるブロックに対しては、ランダムな信号成
分をより取り除く効果がある。また、平坦でない複雑な
信号変化をもったブロックであっても、動きが大きい場
合や圧縮率の高い符号化を行う場合には人間の視覚特性
上「ボケ」がわかりにくいように、さらにランダムな信
号成分を取り除くことができる。

【００４３】上記実施例５では出力信号制御回路６０５
を制御する動き量Ｍの値は画素毎に求めたが、これは画
像を適当なブロックにブロック化してブロック毎にＭを
求め、現在画素Ｐinがそのブロック内にある場合はその
ブロックのＭの値によって出力信号制御回路６０５を制
御するようにしてもよい。

【００４４】また、上記実施例５では最大値Ｐmax 、最
小値Ｐmin 、中間値Ｐmid を求めて出力信号制御回路６
０５において出力画像信号の制御及び演算を行ったが、
最大値回路６０２、中央値回路６０４、最小値回路６０
３の代わりに、実施例２に記載のソーティング回路２０
２を用いた構成をとってもよい。

【００４５】なお、上記各実施例においては、動きベク
トル検出回路は現フレームと前フレーム間の信号の変位
量から動きベクトルを求めるようにしたが、画面全体の
共通な変位がある時には、この変位を減算して、動きベ
クトルを補正するようにしてもよい。これにより、カメ
ラのパンなど目が追随する動きに対して、信号の高域周
波数が減衰することを防ぐことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
空間フィルタによれば、フレーム間の処理を行うことな
く、画像信号の局所的な変化を参照することによって、
空間フィルタの特性を変化させて画像信号のランダム成
分を取り除くため、フレーム間処理に起因する２重像や
「ボケ」を発生させることなくノイズを効率的に除去す
ることができる。またこのフィルタを画像符号化の前段
に用いれば、圧縮符号化処理の行ないやすい画像をあら
かじめ得ることができるため、符号化復号化処理による
モスキートノイズ等の画質劣化が起こりにくく、効果的
に符号量を減少させる効果がある。

【００４７】また、本発明の請求項２記載の空間フィル
タによれば、フレーム間の処理を行うことなく、画像信
号の局所的の細かい変化を検出し、これによって空間フ
ィルタの特性を変化させて画像信号のランダム成分を取
り除くため、フレーム間処理に起因する２重像や「ボ
ケ」を発生させることなくノイズを効率的に除去するこ
とができる。またこのフィルタを画像符号化の前段に用
いれば、圧縮符号化処理の行ないやすい画像をあらかじ
め生成するため、符号化復号化処理によるモスキートノ
イズ等の画質劣化が起こりにくく、効果的に符号量を減
少させる効果がある。

【００４８】また、本発明の請求項３記載の空間フィル
タによれば、画像信号の局所的な変化および物体の動き
量の大きさを参照することによって空間フィルタの特性
をフレーム間の処理を行うことなく変化させて画像信号
のランダム成分を取り除くため、フレーム間処理に起因
する２重像や「ボケ」を発生させることなくノイズを効
率的に除去することができる。またこのフィルタを画像
符号化の前段に用いれば、圧縮符号化処理の行ないやす
い画像をあらかじめ生成するため、符号化復号化処理に
よるモスキートノイズ等の画質劣化が起こりにくく、効
果的に符号量を減少させる効果がある。

【００４９】また、本発明の請求項４記載の空間フィル
タによれば、画像信号の局所的な変化および符号化装置
の符号化速度によってフィルタの特性を制御する機能を
有するため、目標とする符号化速度に要求される主観画
質を容易に得ることができる。またフレーム間処理を行
わないため、フレーム間処理に起因する２重像や「ボ
ケ」を発生させることなくノイズを効率的に除去するこ
とができる。またこのフィルタを画像符号化の前段に用
いると、圧縮符号化処理の行ないやすい画像をあらかじ
め生成するため、符号化復号化処理によるモスキートノ
イズ等の画質劣化が起こりにくく、効果的に符号量を減
少させる効果がある。

【００５０】また、本発明の請求項５記載の空間フィル
タによれば、フレーム間の処理を行うことなく、画像信
号の局所的な変化および物体の動き量の大きさを参照す
ることによって空間フィルタの特性を変化させて画像信
号のランダム成分を取り除くため、フレーム間処理に起
因する２重像や「ボケ」を発生させることなくノイズを
効率的に除去することができる。またこのフィルタを画
像符号化の前段に用いれば、圧縮符号化処理の行ないや
すい画像をあらかじめ生成するため、符号化復号化処理
によるモスキートノイズ等の画質劣化が起こりにくく、
効果的に符号量を減少させる効果がある。さらに、符号
化装置の符号化速度によってフィルタの特性を制御する
機能も有するため、目標とする符号化速度に要求される
主観画質を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の請求項１に係る空間フィルタを示す
ブロック回路図である。

【図２】 本発明の請求項２に係る空間フィルタを示す
ブロック回路図である。

【図３】 本発明の請求項３に係る空間フィルタを示す
ブロック回路図である。

【図４】 実施例３のフィルタの制御例を示す図であ
る。

【図５】 本発明の請求項４に係る空間フィルタを示す
ブロック回路図である。

【図６】 本発明の請求項５に係る空間フィルタを示す
ブロック回路図である。

【図７】 実施例５のフィルタの制御例を示す図であ
る。

【図８】 実施例５の圧縮率Ｃと制御変数Ｋの関係を示
す図である。

【図９】 従来の時空間フィルタを示すブロック回路図
である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，５０１，６０１ ブロック化
回路、１０２，３０２，５０２，６０２ 最大値回路、
１０３，３０３，５０３，６０３ 最小値回路、１０
４，３０４，５０４，６０４ 中央値回路、２０２ ソ
ーティング回路、１０５，２０３，３０５，５０５，６
０５ 出力信号制御回路、３００，６００動き検出回
路、５０６，６０６ 画像符号化回路、９１１，９１２
フレームメモリ、９２０ 水平ＢＰＦ、９６３ 加算
回路、９５０，９５１ 係数回路、９７０，９７１ 減
算回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号のランダムな信号成分を除去す
   る空間フィルタであって、画像を現在画素に対して隣接
   あるいは近隣の複数の画素からなる、複数のブロックに
   分割する手段と、ブロック内の画素の最大値を選択する
   手段と、ブロック内の画素の最小値を選択する手段と、
   ブロック内の画素の中央値を選択する手段と、これらの
   最大値、最小値、中央値、現在画素値のすべてあるいは
   一部を参照して出力画像信号を演算する出力信号制御回
   路を備えたことを特徴とする空間フィルタ。
2. 【請求項２】 画像信号のランダムな信号成分を除去す
   る空間フィルタであって、画像を現在画素に対してその
   隣接あるいは近隣の複数の画素からなる、複数のブロッ
   クに分割する手段と、ブロック内の画素を画素値の大き
   さに従って並べ替える手段と、これらの並べ替えた画素
   データから単一あるいは複数のデータを参照して出力画
   像信号を演算する出力信号制御回路を備えたことを特徴
   とする空間フィルタ。
3. 【請求項３】 画像信号のランダムな信号成分を除去す
   る空間フィルタであって、画像の局所的な動きを検出す
   る手段を備え、画像の動きに応じて出力画像信号を制御
   する機能を有する出力信号制御回路を備えたことを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の空間フィルタ。
4. 【請求項４】 画像信号のランダムな信号成分を除去す
   る空間フィルタであって、符号化装置の符号化速度に応
   じて出力画像信号を制御する機能を有する出力信号制御
   回路を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の空間フィルタ。
5. 【請求項５】 画像信号のランダムな信号成分を除去す
   る空間フィルタであって、画像の局所的な動きを検出す
   る手段を備え、画像の動きの大きさ及び符号化装置の符
   号化速度をパラメータとして出力画像信号を制御する機
   能を有する出力信号制御回路を備えたことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の空間フィルタ。