JPH10224790A - Filter eliminating block noise in companded image and filter method - Google Patents
Filter eliminating block noise in companded image and filter methodInfo
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- JPH10224790A JPH10224790A JP2509397A JP2509397A JPH10224790A JP H10224790 A JPH10224790 A JP H10224790A JP 2509397 A JP2509397 A JP 2509397A JP 2509397 A JP2509397 A JP 2509397A JP H10224790 A JPH10224790 A JP H10224790A
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- JP
- Japan
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- pixels
- group
- filter
- noise
- compressed
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- Pending
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、再構築された映像
がブロック歪みノイズまたはブロック状ノイズ(blocky
noise)をうけやすい静止画または動画の圧縮もしくは
コード化アルゴリズムに使用されるフィルタに関し、更
に詳述すれば、映像を選択的にフィルタする、圧縮伸張
された画像中のブロック状ノイズを除去するフィルタお
よびフィルタ方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reconstructed image having block distortion noise or blocky noise.
filters used in compression or coding algorithms for still or susceptible images, and more particularly, filters that selectively block video and remove blocky noise in compressed and decompressed images. And a filtering method.
【0002】[0002]
【従来の技術】静止画および動画の圧縮のためのアルゴ
リズムおよび標準化が多数知られている。例えば、IT
N−TH.261およびH.263、JPEG用のIS
O規定、MPEG−1およびMPEG−2が知られてい
る。最近、ビデオコード化規定のMPEG−4の作業が
始められた。前述したアルゴリズムのすべては変換コー
ド化技術、特にDCT(Discrete Cosine Transfo
rm)を用いる。この技術において、映像は8ピクセル×
8ピクセルの小さなブロックにまず分けられる。これら
のピクセルのブロックはDCT区分に変換され、変換係
数は情報の量を減少するために量子化をうける。高い圧
縮比においては、これらの係数の多くはゼロに量子化さ
れる。係数のブロックがピクセル区分に変換される時
は、このプロセスが行われる際に引きおこされる量子化
ノイズは目に見える生成ノイズになる。BACKGROUND OF THE INVENTION Many algorithms and standardizations for compressing still and moving images are known. For example, IT
N-TH. 261 and H.E. 263, IS for JPEG
O rules, MPEG-1 and MPEG-2 are known. Recently, work on the MPEG-4 video coding standard has begun. All of the above-mentioned algorithms use transform coding techniques, especially DCT (Discrete Cosine Transfos).
rm). In this technology, the image is 8 pixels x
It is first divided into small blocks of 8 pixels. These blocks of pixels are transformed into DCT partitions, and the transform coefficients undergo quantization to reduce the amount of information. At high compression ratios, many of these coefficients are quantized to zero. When a block of coefficients is converted into a pixel partition, the quantization noise introduced when this process is performed becomes visible generated noise.
【0003】これらの生成ノイズは変換係数の高周波成
分が失われる結果生じる。これらの変換係数はゼロに減
少させられるので、逆量子化プロセスを行っても元の信
号を忠実に再現することができない。その結果、二つの
隣り合うブロックの境界部分のピクセルは非常に異なっ
た値を持つことになる。この値の差異により映像はブロ
ックから成立しているように見える。この目に見えるブ
ロック状の生成ノイズはブロック状生成ノイズ(blocky
noise artifact)として知られている。図1は粗い量
子化によっていかにしてブロック状ノイズが生成される
かを図式的に示している。隣接するブロックに含まれる
ピクセルが異なる量の歪みノイズをうけている。そして
一般に反対の値となる。これはブロック状ノイズとして
ブロック境界におけるステップファンクションという結
果になる。[0003] These generated noises result from the loss of high frequency components of the transform coefficients. Since these transform coefficients are reduced to zero, the original signal cannot be faithfully reproduced by the inverse quantization process. As a result, the pixels at the boundary between two adjacent blocks will have very different values. Due to the difference between the values, the image appears to be made up of blocks. This visible blocky generation noise is blocky generation noise (blocky
noise artifact). FIG. 1 schematically shows how blocky noise is generated by coarse quantization. Pixels in adjacent blocks have different amounts of distortion noise. And generally the opposite value. This results in a step function at block boundaries as blocky noise.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】主たる課題は、ブロッ
ク状ノイズが減少または除去されるように、映像に適応
できる一般的アルゴリズムをどのようにして作り出すか
ということである。本発明の目的は、再現された映像が
できる限りもとの映像に視覚的に近づくように映像を操
作することである。The main problem is how to create a general algorithm that can be adapted to the image so that blocky noise is reduced or eliminated. It is an object of the present invention to manipulate a video so that the reproduced video is as close as possible to the original video.
【0005】第2の課題はブロック状ノイズが、動き補
償が使用されている時に、動画の順序における次のフレ
ームに移転するのをいかにして防止するかということで
ある。[0005] A second problem is how to prevent blocky noise from transferring to the next frame in the motion picture order when motion compensation is used.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めにフィルタ技術を用いる。映像からノイズを除去する
ために現在多くのフィルタ技術が用いられている。この
発明の新規な点は、フィルタされたピクセルおよびフィ
ルタされないピクセルを適応的に決定すると共に、適応
的にリセットされる、その決定に基づいて非リニアフィ
ルタに使用される値を決定する方法である。SUMMARY OF THE INVENTION To solve the above-mentioned problems, a filter technique is used. Many filtering techniques are currently used to remove noise from video. A novel aspect of the present invention is a method of adaptively determining filtered and unfiltered pixels and adaptively resetting a value to be used for a non-linear filter based on that determination. .
【0007】ノイズの移転の問題を解決するために、フ
レームが保存される以前の段階においてフィルタが動き
補償ループの中に設置される。その結果、フィルタされ
た映像が生成ノイズを持った映像のかわりに、動き補償
に使用されることになる。動き補償の効果を改善するた
めには予測ループの中のフィルタを用いることが普通で
あるけれども、本発明の新規な点は、ブロック状生成ノ
イズの移転を防止するために予測ループの中の特別なブ
ロック化防止(deblocking)フィルタを使用する点であ
る。H.261のような従来技術においては、動き補償
の予測を改良する目的以外にはループフィルタは他の目
的には何ら役に立たない。本発明においては、フィルタ
は動き補償の効果を改良するために用いられるにでは無
く、むしろ現時点の映像の中のブロック状生成ノイズを
除去し、ブロック状生成ノイズが次の映像に移転するこ
とを防止するために用いられている。To solve the problem of noise transfer, a filter is placed in the motion compensation loop before the frame is stored. As a result, the filtered image is used for motion compensation instead of the image with generated noise. Although it is common to use filters in the prediction loop to improve the effect of motion compensation, the novelty of the present invention is that special filters in the prediction loop are used to prevent the transfer of blocky noise. The point is that a deblocking filter is used. H. In the prior art such as H.261, the loop filter serves no purpose other than to improve the prediction of motion compensation. In the present invention, the filter is not used to improve the effect of motion compensation, but rather removes the blocky generation noise in the current image and transfers the blocky generation noise to the next image. Used to prevent.
【0008】本発明は、図2に示すように、圧縮された
ビットストリームからデコードされた再構築の静止画に
作用するものである。動画の場合、図4に示されるよう
に、ポストフィルタとして予測ループの外側で、もしく
は図5に示すように、ループフィルタとして予測ループ
の内側で作用する。すべてのケースにおいて、使用され
るフィルタは同じである。それは、ブロック状ノイズが
現れるブロックの境界に作用する。The present invention operates on a reconstructed still image decoded from a compressed bit stream, as shown in FIG. In the case of a moving image, it acts as a post filter outside the prediction loop as shown in FIG. 4 or as a loop filter inside the prediction loop as shown in FIG. In all cases, the filters used are the same. It acts on the boundaries of blocks where blocky noise appears.
【0009】このフィルタは分離型フィルタであり、タ
ンデム(tandem)の中で水平および垂直方向に適用でき
る。使用されるフィルタは両方向リニア補間フィルタの
修正版である。終点の二つの値がブロック境界のいづれ
かのサイドのピクセルから決定される。フィルタのいづ
れかのサイドのフィルタされた値は、終点からの実際の
ピクセルの偏差から決定される基準化の値によって修正
された二つの終点の両方向のリニア補間の値を示してい
る。This filter is a separation type filter and can be applied in a horizontal and vertical direction in tandem. The filter used is a modified version of the bidirectional linear interpolation filter. The two values of the end point are determined from the pixels on either side of the block boundary. The filtered value on either side of the filter indicates the value of a linear interpolation in both directions of the two endpoints, modified by a scaling value determined from the actual pixel deviation from the endpoint.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図2は、本発明を静止画に利用し
た場合のブロック図を示す。図2において、1はDC
T、2は量子化器、3は可変長符号化部、4は可変長復
号化部、5は逆量子化部、6は逆DCT、7は本発明に
かかるフィルタである。DCT1、量子化器2、可変長
符号化部3によりエンコーダを構成し、可変長復号化部
4、逆量子化部5、逆DCT6によりデコーダを構成す
る。FIG. 2 is a block diagram showing the case where the present invention is applied to a still image. In FIG. 2, 1 is DC
T, 2 are quantizers, 3 is a variable length coding unit, 4 is a variable length decoding unit, 5 is an inverse quantization unit, 6 is an inverse DCT, and 7 is a filter according to the present invention. The DCT 1, the quantizer 2, and the variable-length encoder 3 constitute an encoder, and the variable-length decoder 4, the inverse quantizer 5, and the inverse DCT 6 constitute a decoder.
【0011】図3は、本発明を動画に利用した場合のブ
ロック図を示す。図3において、11はDCT、12は
量子化器、13は可変長符号化部、14は逆量子化部、
15は逆DCT、16はフレームメモリ、17は動き補
償部、18は可変長復号化部、19は逆量子化部、20
は逆DCT、21はフレームメモリ、22は動き補償
部、23は本発明にかかるフィルタである。部材11−
17は、エンコーダを構成し、部材18−21はデコー
ダを構成する。FIG. 3 is a block diagram showing the case where the present invention is applied to a moving image. In FIG. 3, 11 is a DCT, 12 is a quantizer, 13 is a variable length coding unit, 14 is an inverse quantization unit,
15 is an inverse DCT, 16 is a frame memory, 17 is a motion compensation unit, 18 is a variable length decoding unit, 19 is an inverse quantization unit, 20
Denotes an inverse DCT, 21 denotes a frame memory, 22 denotes a motion compensation unit, and 23 denotes a filter according to the present invention. Member 11-
17 constitutes an encoder, and the members 18-21 constitute a decoder.
【0012】図4は、本発明を動画に利用した場合のブ
ロック図を示す。図4において、31はDCT、32は
量子化器、33は可変長符号化部、34は逆量子化部、
35は逆DCT、36は本発明にかかるフィルタ、37
はフレームメモリ、38は動き補償部、39は可変長復
号化部、40は逆量子化部、41は逆DCT、42は本
発明にかかるフィルタ、43はフレームメモリ、44は
動き補償部である。部材31−38は、エンコーダを構
成し、部材39−44はデコーダを構成する。FIG. 4 is a block diagram showing the case where the present invention is applied to a moving image. In FIG. 4, 31 is a DCT, 32 is a quantizer, 33 is a variable length coding unit, 34 is an inverse quantization unit,
35 is an inverse DCT, 36 is a filter according to the present invention, 37
Is a frame memory, 38 is a motion compensation unit, 39 is a variable length decoding unit, 40 is an inverse quantization unit, 41 is an inverse DCT, 42 is a filter according to the present invention, 43 is a frame memory, and 44 is a motion compensation unit. . Members 31-38 form an encoder, and members 39-44 form a decoder.
【0013】図5は本発明にかかるフィルタの好ましい
実施の形態のフローチャートを示す。フローチャートの
動作は垂直方向に続いて水平方向に遂行される。動作は
二つの方向において同じである。FIG. 5 shows a flowchart of a preferred embodiment of the filter according to the present invention. The operations in the flowchart are performed in the horizontal direction following the vertical direction. The operation is the same in the two directions.
【0014】図5および図6を参照して、水平方向のフ
ィルタの動作を説明する。ブロック境界はステップ63
によって見つけられる。境界のいづれかのサイドに垂直
方向に位置するピクセルは動作に供する。図6におい
て、グループ1はピクセルP0,P1,P2およびP3から成
り、グループ2はピクセルP4,P5,P6およびP7から成
る。境界のいづれかのサイドのピクセルの平均値m1、お
よびm2は、式(1)および(2)によりステップ64におい
て得ることができる。The operation of the filter in the horizontal direction will be described with reference to FIGS. Block boundary is step 63
Found by Pixels that are vertically located on either side of the border are available for action. In FIG. 6, Group 1 comprises pixels P0, P1, P2 and P3, and Group 2 comprises pixels P4, P5, P6 and P7. The average values m1 and m2 of the pixels on either side of the boundary can be obtained in step 64 according to equations (1) and (2).
【数1】 (Equation 1)
【数2】 (Equation 2)
【0015】平均値の間の差は、ピクセルがフィルタさ
れるべきかどうかを決定するために、ステップ65にお
いて予め決定されたしきい値T2と比較される。もし差
がしきい値より大きいか等しい時には、自然なエッジが
ある(境界線上に画像内にある線図が一致している)も
のと判断され、フィルタ動作は行なわれない。続いて動
作はステップ72に進む。もし差がしきい値より小さい
時には、プロセスはステップ66に進む。The difference between the averages is compared at step 65 to a predetermined threshold T2 to determine whether the pixel should be filtered. If the difference is greater than or equal to the threshold value, it is determined that there is a natural edge (the diagram in the image coincides with the boundary line), and no filtering operation is performed. Subsequently, the operation proceeds to step 72. If the difference is less than the threshold, the process proceeds to step 66.
【0016】ステップ66において、二つの値C1およ
びC2が計算される。C1はグループ1に含まれるピク
セルのそれぞれと上記の平均値m1との差を取り、それ
らの差を加えた値である。同様に、C2はグループ2に
含まれるピクセルのそれぞれと上記の平均値m2との差
を取り、それらの差を加えた値である。その数学式は次
の式で表される。In step 66, two values C1 and C2 are calculated. C1 is a value obtained by taking the difference between each of the pixels included in the group 1 and the above average value m1, and adding those differences. Similarly, C2 is a value obtained by taking the difference between each of the pixels included in group 2 and the above average value m2, and adding those differences. The mathematical formula is represented by the following formula.
【数3】 (Equation 3)
【数4】 (Equation 4)
【0017】これらにおいて比較される。もし値C1お
よびC2が第2のしきい値T2よりi=4は等しい時は、グ
ループ1のピクセルはフィルタされず、値m1を境界に
もっとも近い位置にあるピクセルP3の値にリセットさ
れると共に、グループ2のピクセルもフィルタされず、
値m2を境界にもっとも近い位置にあるピクセルP4の
値にリセットされる。A comparison is made in these. If the values C1 and C2 are equal to i = 4 from the second threshold T2, the pixels of group 1 are not filtered and the value m1 is reset to the value of the pixel P3 closest to the boundary, and , The pixels in group 2 are also not filtered,
The value m2 is reset to the value of the pixel P4 closest to the boundary.
【0018】すなわち、 もし、(C1≧T2)であれば、m1=P3とする。 (5) もし、(C2≧T2)であれば、m2=P4とする。 (6) の条件式が成立する。That is, if (C1 ≧ T2), m1 = P3. (5) If (C2 ≧ T2), m2 = P4. The conditional expression (6) holds.
【0019】ステップ68およびステップ70におい
て、フィルタすべきか否かの決定がなされる。グループ
に含まれるピクセルについてフィルタが必要な場合は、
次式に従って行われる。In steps 68 and 70, a determination is made whether to filter. If you need a filter for the pixels in a group,
This is performed according to the following equation.
【0020】もし、(C1<T2)であれば、 Pi’=(15−2i)Pi+(2i+1)m2/16 i=0,1,2,3 (7) もし、(C2<T2)であれば、 Pi’=(15−2i)m1+(2i+1)Pi/16 i=4,5,6,7 (8)If (C1 <T2), Pi '= (15-2i) Pi + (2i + 1) m2 / 16 i = 0,1,2,3 (7) If (C2 <T2) For example, Pi '= (15-2i) m1 + (2i + 1) Pi / 16 i = 4, 5, 6, 7 (8)
【0021】すべての境界の水平スキャンが完了してい
るかどうかをチェックするステップ72にプロセスは進
む。もし現在のスキャン画面において、境界が残ってい
れば、プロセスはステップ63に戻り、もしそうでない
ならばプロセスは完了する。The process proceeds to step 72 which checks whether the horizontal scan of all boundaries has been completed. If boundaries remain in the current scan screen, the process returns to step 63, otherwise the process is complete.
【0022】[0022]
【発明の効果】逆DCT変換後の画像データを本願発明
にかかるフィルタを通すことによりブロック状ノイズを
除去することができる。The block-like noise can be removed by passing the image data after the inverse DCT transformation through the filter according to the present invention.
【図1】 イメージが量子化される時に、ブロック状ノ
イズがどのようにして作られるかの説明図。FIG. 1 is an illustration of how blocky noise is created when an image is quantized.
【図2】 本発明にかかる第1の実施の形態のエンコー
ダーおよびデコーダーのブロック図。FIG. 2 is a block diagram of an encoder and a decoder according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明にかかる第2の実施の形態のエンコー
ダーおよびデコーダーのブロック図。FIG. 3 is a block diagram of an encoder and a decoder according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明にかかる第3の実施の形態のエンコー
ダーおよびデコーダーのブロック図。FIG. 4 is a block diagram of an encoder and a decoder according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 フィルタの好ましい動作を説明するフローチ
ャート図。FIG. 5 is a flowchart illustrating a preferable operation of the filter.
【図6】 フィルタの動作を説明するグラフ。FIG. 6 is a graph illustrating the operation of a filter.
1 個別コサイン変換に基づくブロック(DCT) 2 量子化(Q) 3 可変長コード化(VLC) 4 可変長デコード化(VLD) 5 逆量子化(IQ) 6 逆個別変換(IDCT) Reference Signs List 1 Block based on individual cosine transform (DCT) 2 Quantization (Q) 3 Variable length coding (VLC) 4 Variable length decoding (VLD) 5 Inverse quantization (IQ) 6 Inverse individual transform (IDCT)
Claims (9)
ズを除去するフィルタ方法であって:ブロック境界を境
に、ブロック境界から一方側に含まれるピクセルを第1
グループ、他方側に含まれるピクセルを第2グループと
し;それぞれのグループのピクセルの平均値および偏差
値を計算し;ピクセルの現時点のグループがフィルタ作
用に対する評価を満足するかどうかを決定し;両方向の
補間に対する終点を決定し;第1、第2グループの中の
ピクセルの各々に修飾された両方向リニア補間フィルタ
を行うことを特徴とする圧縮伸張された画像中のブロッ
ク状ノイズを除去するフィルタ方法。1. A filter method for removing block-like noise in a compressed / decompressed image, comprising:
Group, the pixels included on the other side being the second group; calculating the mean and deviation of the pixels in each group; determining whether the current group of pixels satisfies the evaluation for the filtering effect; A filter method for removing blocky noise in a compressed and decompressed image, comprising determining an endpoint for interpolation; and performing a modified bidirectional linear interpolation filter on each of the pixels in the first and second groups.
ランスフォームのジメンジョンに等しい複数のピクセル
の中間に位置し、ピクセルの各グループはピクセルの数
の半分までの数を含むことを特徴とする請求項1による
圧縮伸張された画像中のブロック状ノイズを除去するフ
ィルタ方法。2. The block boundary in the image is located in the middle of a plurality of pixels equal to the dimension of the block transform, each group of pixels including up to half the number of pixels. A filtering method for removing blocky noise in a compressed and expanded image according to item 1.
の中のピクセルの全数によってピクセル数を割算した数
学的和となることを特徴とする請求項1による圧縮伸張
された画像中のブロック状ノイズを除去するフィルタ方
法。3. The blocky noise in a compressed and decompressed image according to claim 1, wherein the average number of groups of pixels is the mathematical sum of the number of pixels divided by the total number of pixels in the group. Filter method to remove.
数の絶対差の数学的和であり、請求項3に定義されたグ
ループの平均値であることを特徴とする請求項1による
圧縮伸張された画像中のブロック状ノイズを除去フィル
タ方法。4. The compressed and decompressed signal according to claim 1, wherein the deviation value of the group of pixels is a mathematical sum of absolute differences of the number of pixels, and is an average value of the group defined in claim 3. A filter method for removing block-like noise in an image.
おける平均数の絶対値があらかじめ定義された第一のし
きい値よりも小さいこと、ピクセルのグループの偏差は
第2のあらかじめ定義されたしきい値により小さいこと
という評価を満足する時はピクセルのグループはフィル
タされることを特徴とする請求項1による圧縮伸張され
た画像中のブロック状ノイズを除去するフィルタ方法。5. The method according to claim 1, wherein the group of pixels has an absolute value of an average number at a block boundary smaller than a first predefined threshold, and the deviation of the group of pixels is a second predefined threshold. 2. A method according to claim 1, wherein the group of pixels is filtered when the evaluation of the smallerness is satisfied.
のいづれかのサイドの上のピクセルのグループに応じて
セットされる;その時に、境界の各サイドにおいて、も
しそのグループの偏差が第2のあらかじめ定義されたし
きい値より小さい時には、同じサイドのピクセルの平均
値に終点がセットされる;もしそうでないならば、境界
にもっとも近い同じサイドのピクセルの値に終点がセッ
トされることを特徴とする請求項1による圧縮伸張され
た画像中のブロック状ノイズを除去するフィルタ方法。6. The endpoint of the bidirectional linear interpolation filter is set according to a group of pixels on either side of the boundary; then, on each side of the boundary, if the deviation of that group is a second predefined If the threshold value is less than the threshold value, the end point is set to the average value of the pixels on the same side; otherwise, the end point is set to the value of the pixel on the same side closest to the boundary. A filtering method for removing blocky noise in a compressed / decompressed image according to claim 1.
セルおよび反対の終点の両方向リニア的に重み付けされ
た値となることを特徴とする請求項1による圧縮伸張さ
れた画像中のブロック状ノイズを除去するフィルタ方
法。7. The method according to claim 1, wherein the filtered pixel value is a linearly weighted value in both directions of the current pixel and the opposite end point. How to filter.
ベースとするブロックを使用するコード化およびデコー
ド化の方法であって、修飾された両方向リニアのフィル
タはループフィルタとしての動き補償ループの中に設置
されることを特徴とする圧縮伸張された画像中のブロッ
ク状ノイズを除去するフィルタ方法。8. A method of coding and decoding using blocks based on transform coding and video correction coding, wherein a modified bidirectional linear filter is included in a motion compensation loop as a loop filter. A filter method for removing blocky noise in a compressed and decompressed image, which is provided.
ズを除去するフィルタであって:ブロック境界を境に、
ブロック境界から一方側に含まれるピクセルを第1グル
ープ、他方側に含まれるピクセルを第2グループとする
手段と;それぞれのグループのピクセルの平均値および
偏差値を計算する手段と;ピクセルの現時点のグループ
がフィルタ作用に対する評価を満足するかどうかを決定
しする手段と;両方向の補間に対する終点を決定しする
手段と;第1、第2グループの中のピクセルの各々に修
飾された両方向リニア補間フィルタを行う手段とを含む
ことを特徴とする圧縮伸張された画像中のブロック状ノ
イズを除去するフィルタ。9. A filter for removing block-like noise in a compressed / expanded image, comprising:
A first group of pixels included on one side from the block boundary and a second group of pixels included on the other side; a means for calculating an average value and a deviation value of the pixels in each group; Means for determining whether a group satisfies the evaluation of the filter action; means for determining an end point for bidirectional interpolation; and a bidirectional linear interpolation filter modified to each of the pixels in the first and second groups. A filter for removing blocky noise in the compressed and decompressed image.
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JPH10224790A true JPH10224790A (en) | 1998-08-21 |
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Family Applications (1)
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JP2509397A Pending JPH10224790A (en) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Filter eliminating block noise in companded image and filter method |
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