JPH08307870A - ブロッキング効果除去回路 - Google Patents

ブロッキング効果除去回路

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JPH08307870A JP10293996A JP10293996A JPH08307870A JP H08307870 A JPH08307870 A JP H08307870A JP 10293996 A JP10293996 A JP 10293996A JP 10293996 A JP10293996 A JP 10293996A JP H08307870 A JPH08307870 A JP H08307870A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号符号化／復号化装置におけるブロッ
キング効果除去回路を提供する。 【解決手段】 入力映像を構成するブロックで各画素の
位置と量子化ステップサイズによる相異なる加重値とを
利用することにより、受信映像から発生するブロッキン
グ効果を減少させ画質の向上を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は映像信号符号化／復
号化装置に係り、特に入力映像を構成するブロックの各
画素の位置及び量子化ステップサイズにより、相異なる
加重値を利用して入力映像をフィルタリングすることに
よりブロッキング効果を減少させるブロッキング効果除
去回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】静止映像及び動映像の符号化標準方式と
して採択されているＪＰＥＧ（JointPhotographic Expe
rts Group）及びＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Gr
oup）等の多くの映像符号化方式は離散余弦変換（Discr
ete Cosine Transform）とブロック単位処理とを基本と
する。このような符号化方式等は入力映像を、横，縦各
々Ｎ画素ずつ構成される一定の大きさのブロックに分け
た後、各ブロックに対してＤＣＴ等の変換を通して映像
信号を符号化する。
【０００３】この際、生成された変換係数を量子化する
ことによりデータの損失が発生する。従って、変換係数
に対する逆変換後のデータが元のデータと異なって隣接
するブロックとの不連続性が発生する。即ち、ブロック
単位の符号化方式では受信映像の各ブロックの縁部で、
隣り合うブロックとの不連続性が発生するが、これをブ
ロッキング効果と称し、これは伝送率が低い場合さらに
激しく発生する。
【０００４】このようなブロッキング効果を減らすため
に低域通過フィルターを使用する。これはブロック間の
不連続性により隣接するブロックの境界では信号の変化
が急激に起こるので、この部分の空間周波数が非常に高
くなることに基づき提案された。この方法は簡単に具現
しうるが、映像自体を濁らすブラリング（blurring）現
象を誘発させる短所がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、映像信号符号化／復号化装
置における入力映像を構成するブロックの各画素の位置
と量子化ステップサイズにより相異なる加重値を利用し
て入力映像をフィルタリングすることによりブロッキン
グ効果を減少させるためのブロッキング効果除去回路を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によるブロッキング効果除去回路は、符号化
された映像信号を低周波成分及び高周波成分に分離する
第１フィルタリング手段と、前記第１フィルタリング手
段から出力される高周波成分信号に対してメジアンフィ
ルタリングを行って、急激な変化のある部分を除去する
第２フィルタリング手段と、前記符号化された映像信号
を構成する画素のブロック内の位置情報及び符号化時使
用された量子化ステップサイズを利用して、加重値を決
定するコントロールロジックと、前記第２フィルタリン
グ手段から出力されるメジアンフィルタリングされた高
周波成分信号を前記コントロールロジックで決定される
加重値で増幅し、増幅された高周波成分信号を前記第１
フィルタリング手段から出力される高周波成分信号と加
算する可変増幅手段と、前記可変増幅手段から出力され
る信号と前記第１フィルタリング手段から出力される低
周波成分信号とを加算する加算器とを具備することを特
徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態によるブロッキング効果除去回路について詳細
に説明する。図１は本発明の一実施形態によるブロッキ
ング効果除去回路を示すブロック図であって、低域通過
フィルター１１、第１減算器１２、メジアンフィルター
１３、第２減算器１４、コントロールロジック１５、可
変増幅器１６、第１加算器１７、及び第２加算器１８か
ら構成される。
【０００８】図２は図１に示された低域通過フィルター
１１の構成例であって、垂直方向フィルターＶ［ｎ］及
び水平方向フィルターＨ［ｎ］に分離して構成しうる。
図３〜図１１は図１に示された各部の信号の形態であっ
て、図４は入力映像ｘ、図４は低域通過フィルター１１
の出力、図５は低域通過フィルター１１により除去され
た高周波成分信号、図６はメジアンフィルター１３の出
力、図７は第２減算器１４の出力、図８は各ブロックの
位置による加重値、図９は可変増幅器１６の出力、図１
０は第１加算器１７の出力、図１１は第２加算器１８の
出力を各々示す。
【０００９】それでは本発明の動作を図１〜図１１に基
づき説明すれば次のようである。図１を参照すれば、低
域通過フィルター１１は入力映像ｘに対して低域通過フ
ィルタリングを行って高周波成分を除去する。この際、
入力映像ｘ（i，j）は図３のようにブロックの大きさが
８×８画素の場合、７，８番画素の間及び１５，１６番
画素の間で不連続が起こる場合を例として１次元的に解
釈した。即ち、２個所の不連続を除去しながら１１，１
２番画素の間の変化はブロック間の境界ではないので、
変化なく保つべきである。低域通過フィルター１１が図
２のように構成される場合、低域通過フィルター１１の
出力ｘl（i，j）を次の式（１）のように示す。
【００１０】
【数１】
【００１１】式（１）において、ｘl（i，j）は低域通
過フィルター１１の出力信号であり、iは垂直方向の位
置、jは水平方向の位置をそれぞれ示す。Ｈ（m）及びＶ
（n）は図２のような分離形空間フィルターであり、各
々水平方向及び垂直方向のフィルターを示す。図４は図
３の入力映像に対して図２の分離形空間フィルターを適
用した結果出力される信号を示したものであって、１
１，１２番画素から信号の変化が生じることがわかる。
【００１２】第１減算器１２は入力映像ｘ（i，j）から
低域通過フィルター１１の出力映像ｘl（i，j）を減算
して差信号ｘh（i，j）を出力する。ここで、ｘh（i，
j）、即ち、低域通過フィルタリングされた信号と元の
入力映像ｘ（i，j）との差信号は高周波成分信号とし
て、図５のように示される。即ち、ｘh（i，j）には入
力映像ｘ（i，j）の中ブロック間の不連続性から発生す
るブロッキング効果を誘発する高周波成分信号が含まれ
るので、次の段階ではｘh（i，j）でブロッキング効果
に関連のある信号を除去することになる。
【００１３】メジアンフィルター１３は映像をチャンネ
ルを通して伝送したり、貯蔵媒体に記録または再生する
時、ランダムビットエラーにより発生するインパルス雑
音を除去するために使用される。低域通過フィルタリン
グが映像の境界部分の情報を損傷させながら雑音を除去
する一方、メジアンフィルタリングは映像の境界部分の
情報を保存することにおいては、低域通過フィルタリン
グより優秀な性能を見せる。インパルス雑音を除去する
ためのメジアンフィルタリング方法は、フィルタリング
しようとする画素にウィンドウの中央を位置させ、その
ウィンドウにある画素を整列して一番中間値をフィルタ
リングされた値で決める。本発明で使用されたメジアン
フィルター１３は第１減算器１２の出力信号ｘh（i，
j）に対して次の式（２）のように動作する。
【００１４】
【数２】
【００１５】式（２）において、メジアンフィルター１
３は水平及び垂直の分離形として具現したが、ｘ
med（i，j）はメジアンフィルター１３の出力信号であ
り、ｕ（i，j）は中間段階での出力信号である。メジア
ンフィルター１３の出力信号は図６に示されている。一
方、メジアンフィルター１３の出力信号を低域通過フィ
ルター１１の出力信号と加算すると入力映像で急激な変
化を有する部分が除去された信号が得られる。また、第
１減算器１２の出力信号と低域通過フィルター１１の出
力信号を加算すると元の入力映像ｘ（i，j）となるの
で、ブロッキング効果が除去されなく出力される。従っ
て、本発明の一実施形態では上記２つの場合に対して加
重値kを加えて加算することにより次の式（３）のよう
な結果を得る。
【００１６】
【数３】
【００１７】式（３）において、kが０の場合は元の入
力映像が出力される場合であり、kが１の場合は入力映
像で全ての急激な変化が除去された信号が出力される場
合であって、図３で１１，１２番画素の間の不連続性が
除去され、ブロック間境界でない部分でも信号が除去さ
れる。従って、kの値を制御してブロック間境界の以外
の部分では不連続性があっても信号損失がないようにす
る。このための第２減算器１４、コントロールロジック
１５、可変増幅器１６、及び第１加算器１７の動作を見
ると次のようである。
【００１８】第２減算器１４は、次の式（４）のように
メジアンフィルター１３の出力（ｘmed（i，j）：図
６）から第１減算器１２に出力される高周波成分信号
（ｘh（i，j）：図５）を減算して出力される信号（ｘ
diff（i，j）：図７）を可変増幅器１６に出力する。
【００１９】
【数４】
【００２０】コントロールロジック１５は入力映像ｘ
（i，j）を構成する画素の位置及び量子化ステップサイ
ズＱsにより、増幅度に対する加重値kを調節するためで
あって、図８のように入力映像ｘ（i，j）のブロック間
の境界画素には加重値kを１にし、その以外の部分画素
には加重値kが０になるように制御する。また、Ｑsによ
りブロック位置に対する加重値kを調整するが、Ｑsが最
大値の場合には加重値kが１になるようにし、Ｑsが小さ
くなるほど加重値kを小さくする。
【００２１】その理由はＱsが大きい場合には、量子化
による歪曲が大きく、ブロック間不連続が起こる確率が
高いので、高周波成分信号を多く除去し、Ｑsが小さく
なるほど量子化による歪曲が減るのでブロックの境界部
分であっても、量子化による不連続ではなく、元の入力
映像ｘ（i，j）で急激な変化のある部分として処理する
ことが望ましいからである。一方、ブロック内の位置別
の加重値の例は次の表のようである。
【００２２】
【表１】
【００２３】可変増幅器１６はコントロールロジック１
５から調節されて出力される加重値kに基づいて、第２
減算器１４の出力信号ｘdiff（i，j）を増幅した信号
（kｘdi ff（i，j）：図９）を第１加算器１７に出力す
る。第１加算器１７は可変増幅器１６の出力信号kｘ
diff（i，j）と第１減算器１２の出力信号ｘh（i，j）
とを加算した信号（ｘproc（i，j）：図１０）を第２加
算器１８に出力する。これを数式に示すと次の式（５）
のようである。
【００２４】
【数５】
【００２５】第２加算器１８は、第１加算器１７の出力
ｘproc（i，j）と低域通過フィルター１１の出力ｘ
l（i，j）とを加算して図１１のような最終出力信号
ｙ：ｘout（i，j）を得る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるブロ
ッキング効果除去回路においては、入力映像を構成する
ブロックで各画素の位置と量子化ステップサイズによる
相異なる加重値とを利用することにより、ブロック単位
処理と変換符号化に基づく各種映像符号化及び復号化装
置において受信映像から発生するブロッキング効果を減
少させ、画質向上を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるブロッキング効果除
去回路を示すブロック図である。
【図２】図１に示された低域通過フィルター１１の構成
例である。
【図３】入力映像ｘの一例を示す図である。
【図４】低域通過フィルター１１から出力される差信号
ｘh（i，j）の一例を示す図である。
【図５】第１減算器１２の出力信号ｘh（i，j）の一例
を示す図である。
【図６】メジアンフィルター１３の出力信号ｘmed（i，
j）の一例を示す図である。
【図７】第２減算器１４から出力される出力ｘ
diff（i，j）の一例を示す図である。
【図８】コントロールロジック１５から出力される加重
値kの一例を示す図である。
【図９】可変増幅器１６の出力信号kｘdiff（i，j）の
一例を示す図である。
【図１０】第１加算器１７から出力される信号ｘ
proc（i，j）の一例を示す図である。
【図１１】第２加算器１８で得られる最終出力信号ｙ：
ｘout（i，j）の一例を示す図である。
【符号の説明】 １１ 低域通過フィルター（第１フィルタリング手
段） １３ メジアンフィルタ（第２フィルタリング手段） １５ コントロールロジック １６ 可変増幅器（可変増幅手段） １８ 第２加算器（加算器）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブロック単位で処理する映像信号符号化
    ／復号化装置において、 符号化された映像信号を低周波成分及び高周波成分に分
    離する第１フィルタリング手段と、 前記第１フィルタリング手段から出力される高周波成分
    信号に対してメジアンフィルタリングを行って、急激な
    変化のある部分を除去する第２フィルタリング手段と、 前記符号化された映像信号を構成する画素のブロック内
    の位置情報及び符号化時使用された量子化ステップサイ
    ズを利用して、加重値を決定するコントロールロジック
    と、 前記第２フィルタリング手段から出力されるメジアンフ
    ィルタリングされた高周波成分信号を前記コントロール
    ロジックで決定される加重値で増幅し、増幅された高周
    波成分信号を前記第１フィルタリング手段から出力され
    る高周波成分信号と加算する可変増幅手段と、 前記可変増幅手段から出力される信号と前記第１フィル
    タリング手段から出力される低周波成分信号とを加算す
    る加算器とを具備することを特徴とするブロッキング効
    果除去回路。
  2. 【請求項２】 前記コントロールロジックは、前記符号
    化された映像信号のブロック間境界画素には加重値を１
    に設定し、その以外の部分画素には加重値を０に設定す
    ることを特徴とする請求項１記載のブロッキング効果除
    去回路。
  3. 【請求項３】 前記コントロールロジックは、前記量子
    化ステップサイズが最大値の場合には加重値を１に設定
    し、量子化ステップサイズが小さくなるほど加重値を小
    さく設定することを特徴とする請求項１記載のブロッキ
    ング効果除去回路。
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