JPH10229559A - ブロック化による影響を軽減する方法およびフィルタ - Google Patents
ブロック化による影響を軽減する方法およびフィルタInfo
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- JPH10229559A JPH10229559A JP9328950A JP32895097A JPH10229559A JP H10229559 A JPH10229559 A JP H10229559A JP 9328950 A JP9328950 A JP 9328950A JP 32895097 A JP32895097 A JP 32895097A JP H10229559 A JPH10229559 A JP H10229559A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/527—Global motion vector estimation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/85—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
- H04N19/86—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving reduction of coding artifacts, e.g. of blockiness
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像データをブロックごとに圧縮してデータ
を伝送する際に、伝送中の情報の喪失により、復元され
たピクチャにおいて、不連続性が特にブロックの境界で
可視となる「ブロッキング効果」を軽減する。ビット伝
送速度が高ければ高いほど、不連続性の可視度は高くな
る。 【解決手段】 これは従来技術のフィルタを改良するこ
とによって改善される。誤差を軽減する情報をブロック
の境界から導き、フィルタサイズを２×ｎ＋１ピクセル
（ｎ＝２，３，４）に拡大する。ブロックの信号および
雑音アクティビティの他に、フィルタはブロック内部の
ピクセルおよびブロック外部のピクセルの両方を決定す
る。この決定は水平および垂直方向の一次元フィルタに
よって行われる。
を伝送する際に、伝送中の情報の喪失により、復元され
たピクチャにおいて、不連続性が特にブロックの境界で
可視となる「ブロッキング効果」を軽減する。ビット伝
送速度が高ければ高いほど、不連続性の可視度は高くな
る。 【解決手段】 これは従来技術のフィルタを改良するこ
とによって改善される。誤差を軽減する情報をブロック
の境界から導き、フィルタサイズを２×ｎ＋１ピクセル
（ｎ＝２，３，４）に拡大する。ブロックの信号および
雑音アクティビティの他に、フィルタはブロック内部の
ピクセルおよびブロック外部のピクセルの両方を決定す
る。この決定は水平および垂直方向の一次元フィルタに
よって行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像の伝送または記
憶のための圧縮／伸張技法におけるブロック化による影
響（blocking effect）を軽減する方法およびフィルタ
に関する。
憶のための圧縮／伸張技法におけるブロック化による影
響（blocking effect）を軽減する方法およびフィルタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】画像
を低いビット伝送速度、すなわち２Ｍビット未満のビッ
ト伝送速度で伝送した場合に、いわゆるブロッキング効
果が生じ、目に見えるものとなる。これらのビット伝送
速度は通常、Ｓ0インタフェースを使用したＩＳＤＮに
よる伝送中に生じる。ほとんどのアプリケーションにお
いて、画像データの圧縮／伸張はＩＴＵ−Ｔ規格Ｈ．２
６１にしたがって行われている。しかしながら、その結
果として、ブロッキング効果につながるエラーの補正を
行えるのは、デコーダの出力においてだけである。
を低いビット伝送速度、すなわち２Ｍビット未満のビッ
ト伝送速度で伝送した場合に、いわゆるブロッキング効
果が生じ、目に見えるものとなる。これらのビット伝送
速度は通常、Ｓ0インタフェースを使用したＩＳＤＮに
よる伝送中に生じる。ほとんどのアプリケーションにお
いて、画像データの圧縮／伸張はＩＴＵ−Ｔ規格Ｈ．２
６１にしたがって行われている。しかしながら、その結
果として、ブロッキング効果につながるエラーの補正を
行えるのは、デコーダの出力においてだけである。
【０００３】ブロッキング効果は次の状況によって生じ
る。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６１によれば、画像は複数の
ブロックに分割される。ブロックのサイズは８×８ピク
セルであることが好ましい。これらのブロックの各々に
対して、二次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）が実行さ
れ、その結果がいわゆる変換係数となる。これらの変換
係数は周波数ドメインにおけるブロックの特性を示す。
画像データを圧縮する場合、所定の閾値よりも高い値を
有する数個の係数だけが伝送される。８×８ピクセルの
ブロックへの分割の結果として、ブロックあたり６４個
の異なった係数が得られる。これらの係数はさらに量化
される。デコードを行う場合、変換および量化という二
つの操作を行う必要がある。
る。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６１によれば、画像は複数の
ブロックに分割される。ブロックのサイズは８×８ピク
セルであることが好ましい。これらのブロックの各々に
対して、二次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）が実行さ
れ、その結果がいわゆる変換係数となる。これらの変換
係数は周波数ドメインにおけるブロックの特性を示す。
画像データを圧縮する場合、所定の閾値よりも高い値を
有する数個の係数だけが伝送される。８×８ピクセルの
ブロックへの分割の結果として、ブロックあたり６４個
の異なった係数が得られる。これらの係数はさらに量化
される。デコードを行う場合、変換および量化という二
つの操作を行う必要がある。
【０００４】情報の損失は８×８ピクセルのブロックへ
の細分化の際にすでに生じており、また圧縮がこれらの
ブロックに基づいて行われるのであるから、情報がさら
に失われる。得られる画像は雑音、すなわちブロッキン
グ効果によって劣化する。ビット伝送速度が低下する
と、ブロッキング効果はさらに顕著なものとなる。
の細分化の際にすでに生じており、また圧縮がこれらの
ブロックに基づいて行われるのであるから、情報がさら
に失われる。得られる画像は雑音、すなわちブロッキン
グ効果によって劣化する。ビット伝送速度が低下する
と、ブロッキング効果はさらに顕著なものとなる。
【０００５】量子化エラーを、それ故ブロッキング効果
を軽減するために使用されるフィルタは周知である。こ
のようなフィルタは二次元３×３ゴウシァン（Ｇｏｕｔ
ｓｉａｎ）フィルタに基づくアルゴリズムの形態で説明
されていた、このフィルタはブロックの境界またはその
近傍にあるピクセルに作用する。画像情報がほとんどな
い画像、すなわち細部をほとんど示していない画像は改
善されるが、画像情報が多い画像、すなわち多くの細部
を示している画像は改善を見せず、劣化することさえあ
る点で、これは不利である。（Ｈ．Ｃ．Ｒｅｅｖｅ Ｉ
ＩＩ，Ｊ．Ｓ．Ｌｉｍ，「Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｉｍａｇｅ
Ｃｏｄｉｎｇ」，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ
１９８４，３４−３７ページ参照。） ３×１ピクセルまたは１×３ピクセルいずれかの形態を
有するフィルタによって、改善が得られる。このような
フィルタを使用することにより、特にブロックのコーナ
が滑らかになる。このようなフィルタを使用すると改善
がもたらされるが、ブロックの境界に直角な符号化領
域、特にこれらの領域が良好なコーディングを示してい
る場合には、これらの領域内の細部はぼけたままであ
る。（Ｋ．Ｈ．Ｔｚｏｕ，「Ｐｏｓｔ−Ｆｉｌｔｅｒｉ
ｎｇ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−Ｃｏｄｅｄ Ｉｍａ
ｇｅｓ」，ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．９７４，Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ ＸＩ，１９８８，１２１−１２６ペ
ージ参照）。
を軽減するために使用されるフィルタは周知である。こ
のようなフィルタは二次元３×３ゴウシァン（Ｇｏｕｔ
ｓｉａｎ）フィルタに基づくアルゴリズムの形態で説明
されていた、このフィルタはブロックの境界またはその
近傍にあるピクセルに作用する。画像情報がほとんどな
い画像、すなわち細部をほとんど示していない画像は改
善されるが、画像情報が多い画像、すなわち多くの細部
を示している画像は改善を見せず、劣化することさえあ
る点で、これは不利である。（Ｈ．Ｃ．Ｒｅｅｖｅ Ｉ
ＩＩ，Ｊ．Ｓ．Ｌｉｍ，「Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｉｍａｇｅ
Ｃｏｄｉｎｇ」，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ
１９８４，３４−３７ページ参照。） ３×１ピクセルまたは１×３ピクセルいずれかの形態を
有するフィルタによって、改善が得られる。このような
フィルタを使用することにより、特にブロックのコーナ
が滑らかになる。このようなフィルタを使用すると改善
がもたらされるが、ブロックの境界に直角な符号化領
域、特にこれらの領域が良好なコーディングを示してい
る場合には、これらの領域内の細部はぼけたままであ
る。（Ｋ．Ｈ．Ｔｚｏｕ，「Ｐｏｓｔ−Ｆｉｌｔｅｒｉ
ｎｇ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−Ｃｏｄｅｄ Ｉｍａ
ｇｅｓ」，ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．９７４，Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ ＸＩ，１９８８，１２１−１２６ペ
ージ参照）。
【０００６】同様なフィルタが一次元非対称フィルタと
して提案されている。改善が得られるのはブロッキング
効果が弱い場合だけである。（Ｃ．Ａｖｒｉｌ，Ｔ．Ｎ
ｇｕｙｅｎ−Ｔｒｏｎｇ，「Ｌｉｎｅａｒ Ｆｉｌｔｅ
ｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｂｌｏｃｋｉｎ
ｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＴｒ
ａｎｓｆｏｒｍ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｄｉｎｇ」，Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎ
ｇ，Ｖｏｌ．１（２），Ａｐｒｉｌ １９９２，１８３
−１９２ページ参照。） 他のきわめて異なる形態のフィルタは空間変形フィルタ
（space variant filter）である。この形態のフィルタ
は信号情報と雑音情報の両方を使用して、フィルタリン
グを改善する。改善を達成するために、マスキング効果
も組み込んでいる。この効果は強力なフィルタリングを
画像の低コントラスト領域に施し、弱いフィルタリング
を高コントラスト領域に施すことをいう。これは高コン
トラストの領域において、人間の目が雑音に対してあま
り敏感ではなくなるということに基づいている。使用さ
れるフィルタは、たとえば、一次元の低域通過フィルタ
である。（Ｐ．Ｃｈａｎ， Ｊ．Ｓ．Ｌｉｍ，「Ｏｎｅ
−ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏ
ｒ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｓｔｏｒａｔ
ｉｏｎ」，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐ
ｅｅｃｈ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｍａ
ｒｃｈ １９−２１， １９８４，３７．３．１−３
７．３．４ページ。）このようなフィルタには、激しい
雑音が存在する場合、フィルタがエッジ領域において雑
音と信号とを十分に区別できないため、フィルタリング
の効率が十分ではないという欠点がある。その結果、エ
ッジに沿ってはフィルタリングがほとんど行われない。
それ故、ブロッキング効果がエッジで生じ、排除できな
い場合、この方法の欠点はエッジ領域で特に現れること
になる。
して提案されている。改善が得られるのはブロッキング
効果が弱い場合だけである。（Ｃ．Ａｖｒｉｌ，Ｔ．Ｎ
ｇｕｙｅｎ−Ｔｒｏｎｇ，「Ｌｉｎｅａｒ Ｆｉｌｔｅ
ｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｂｌｏｃｋｉｎ
ｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＴｒ
ａｎｓｆｏｒｍ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｄｉｎｇ」，Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎ
ｇ，Ｖｏｌ．１（２），Ａｐｒｉｌ １９９２，１８３
−１９２ページ参照。） 他のきわめて異なる形態のフィルタは空間変形フィルタ
（space variant filter）である。この形態のフィルタ
は信号情報と雑音情報の両方を使用して、フィルタリン
グを改善する。改善を達成するために、マスキング効果
も組み込んでいる。この効果は強力なフィルタリングを
画像の低コントラスト領域に施し、弱いフィルタリング
を高コントラスト領域に施すことをいう。これは高コン
トラストの領域において、人間の目が雑音に対してあま
り敏感ではなくなるということに基づいている。使用さ
れるフィルタは、たとえば、一次元の低域通過フィルタ
である。（Ｐ．Ｃｈａｎ， Ｊ．Ｓ．Ｌｉｍ，「Ｏｎｅ
−ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏ
ｒ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｓｔｏｒａｔ
ｉｏｎ」，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐ
ｅｅｃｈ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｍａ
ｒｃｈ １９−２１， １９８４，３７．３．１−３
７．３．４ページ。）このようなフィルタには、激しい
雑音が存在する場合、フィルタがエッジ領域において雑
音と信号とを十分に区別できないため、フィルタリング
の効率が十分ではないという欠点がある。その結果、エ
ッジに沿ってはフィルタリングがほとんど行われない。
それ故、ブロッキング効果がエッジで生じ、排除できな
い場合、この方法の欠点はエッジ領域で特に現れること
になる。
【０００７】本発明の目的は、従来の技術で遭遇する問
題を解決し、それ故、ブロッキング効果の軽減を改善す
ることになる方法およびフィルタを提供することであ
る。
題を解決し、それ故、ブロッキング効果の軽減を改善す
ることになる方法およびフィルタを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１の
教示、及び請求項６の教示により達成される。
教示、及び請求項６の教示により達成される。
【０００９】フィルタの有利な使い方は請求項１０で規
定される。
定される。
【００１０】本発明には、画質を損なうことなく、ブロ
ッキング効果がほぼ完全に排除され、したがって雑音が
画像中で見えなくなるという利点がある。
ッキング効果がほぼ完全に排除され、したがって雑音が
画像中で見えなくなるという利点がある。
【００１１】本発明のその他の有利な特徴は、請求項２
から請求項５，および請求項７から請求項９で規定され
る。
から請求項５，および請求項７から請求項９で規定され
る。
【００１２】特別な利点は、９ピクセルのフィルタサイ
ズを選択した場合、ブロッキング効果が見えなくなると
いうことである。
ズを選択した場合、ブロッキング効果が見えなくなると
いうことである。
【００１３】本発明は実施の態様についての以下の説明
を添付図面とともに解釈した場合に、より明らかとなろ
う。
を添付図面とともに解釈した場合に、より明らかとなろ
う。
【００１４】
【発明の実施の形態】まず、ブロッキング効果を軽減す
るフィルタおよび方法の原理について説明する（図面を
使わずに）。画像の伝送または記憶のための圧縮／伸張
技法におけるブロッキング効果を軽減する方法におい
て、画像は複数のブロックに分割される。ブロッキング
効果を軽減するためには、サイズＦＧが次式によって決
定されるフィルタが使用される。
るフィルタおよび方法の原理について説明する（図面を
使わずに）。画像の伝送または記憶のための圧縮／伸張
技法におけるブロッキング効果を軽減する方法におい
て、画像は複数のブロックに分割される。ブロッキング
効果を軽減するためには、サイズＦＧが次式によって決
定されるフィルタが使用される。
【００１５】 ＦＧ＝２×ｎ＋１（ｎ＝２，３，４，．．．） （１） ブロッキング効果を軽減するのに特に有効なフィルタサ
イズは次式によって決定される。
イズは次式によって決定される。
【００１６】 ＦＧ＝２×ｎ＋１（ｎ＝２，３，．．．，Ｎ／２） （２） ただし、Ｎ＝画像をＮ×Ｎピクセルのブロックに分割し
た場合のピクセルの数である。
た場合のピクセルの数である。
【００１７】本明細書で想定する例において、フィルタ
サイズＦＧは５である。ブロッキング効果を軽減する基
礎となるものは、元の画像のいわゆる線形最小２乗誤差
（ＬＬＳＥ）による推定値
サイズＦＧは５である。ブロッキング効果を軽減する基
礎となるものは、元の画像のいわゆる線形最小２乗誤差
（ＬＬＳＥ）による推定値
【００１８】
【数６】
【００１９】（以降文中においては Ｓ＾（ｉ，ｊ）と
記載する）を以下のように決定することである。
記載する）を以下のように決定することである。
【００２０】
【数７】
【００２１】ただし、ｙ（ｉ，ｊ）は復号された雑音の
ある画像の座標ｉおよびｊにおけるピクセルであり、
ある画像の座標ｉおよびｊにおけるピクセルであり、
【００２２】
【数８】
【００２３】（以降文中においては ｙ-（ｉ，ｊ）と記
載する）は次式によって計算される画像の局所平均値で
ある。
載する）は次式によって計算される画像の局所平均値で
ある。
【００２４】
【数９】
【００２５】ＦＧ＝５の場合には、したがって、次式の
ようになる。
ようになる。
【００２６】
【数１０】
【００２７】α（ｉ，ｊ）は信号アクティビティおよび
雑音アクティビティの両方によって決まる重み係数であ
る。アクティビティは平均２乗誤差、累積絶対値誤差ま
たはその他の周知の手法などの基準を使用して決定され
る。αがほぼ１であれば、フィルタリングは行われな
い。高い信号アクティビティおよび低い雑音アクティビ
ティに対しては、αがほぼ１になる。信号アクティビテ
ィが低く、雑音アクティビティが高い場合には、αはほ
ぼ０である。すなわち、推定値は（４）および（５）に
よって計算された平均値に置き換えられる。推定値Ｓ＾
（ｉ，ｊ）を各ピクセルについて計算して、それぞれの
ピクセルにおける局所情報を得る。重み係数α（ｉ，
ｊ）は次式から得られる。
雑音アクティビティの両方によって決まる重み係数であ
る。アクティビティは平均２乗誤差、累積絶対値誤差ま
たはその他の周知の手法などの基準を使用して決定され
る。αがほぼ１であれば、フィルタリングは行われな
い。高い信号アクティビティおよび低い雑音アクティビ
ティに対しては、αがほぼ１になる。信号アクティビテ
ィが低く、雑音アクティビティが高い場合には、αはほ
ぼ０である。すなわち、推定値は（４）および（５）に
よって計算された平均値に置き換えられる。推定値Ｓ＾
（ｉ，ｊ）を各ピクセルについて計算して、それぞれの
ピクセルにおける局所情報を得る。重み係数α（ｉ，
ｊ）は次式から得られる。
【００２８】
【数１１】
【００２９】ただし、ＡＳは元の画像の局所信号アクテ
ィビティの測定値であり、ＡＢは雑音アクティビティで
ある。
ィビティの測定値であり、ＡＢは雑音アクティビティで
ある。
【００３０】雑音の多い信号アクティビティは次式によ
って与えられる。
って与えられる。
【００３１】 ＡＳ＝１／４（ＡＳin＋ＡＳout） （７） ｎ＝２に対して、すべてのフィルタ要素がブロック内に
あれば、次式の通りとなる。
あれば、次式の通りとなる。
【００３２】
【数１２】
【００３３】フィルタ要素の一つがブロックの外にあ
り、フィルタがブロックの左側の境界にある場合には、
次の式が成り立つ。
り、フィルタがブロックの左側の境界にある場合には、
次の式が成り立つ。
【００３４】
【数１３】
【００３５】四つのフィルタ要素がブロック内にあり、
フィルタがブロックの右側の境界にある場合には、次の
ようになる。
フィルタがブロックの右側の境界にある場合には、次の
ようになる。
【００３６】
【数１４】
【００３７】三つの要素がブロック内にあり、二つがブ
ロック外にあり、フィルタが左側の境界にあれば、次の
ようになる。
ロック外にあり、フィルタが左側の境界にあれば、次の
ようになる。
【００３８】
【数１５】
【００３９】フィルタがブロックの右側の境界にあり、
三つの要素がブロック内にあり、二つの要素がブロック
外にある場合には、次のようになる
三つの要素がブロック内にあり、二つの要素がブロック
外にある場合には、次のようになる
【００４０】
【数１６】
【００４１】以下において、上記の式の使い方を図１を
参照して詳細に説明する。図１は８×８個のピクセルを
含んでいるブロックを示す。座標ｉおよびｊも示されて
いる。この例においては、水平方向のフィルタリングが
示されている。垂直なフィルタリングは同様な態様で行
われるが、明確とするため図１には示されていない。フ
ィルタはＦＧ＝５というサイズを有している。フィルタ
は太い線を境界とし、中央に黒い領域を有する領域で表
されている。フィルタリングはこれらフィルタでカバー
されている領域で行われる。値ｊ＝７に対しては、完全
にブロック内部にあるフィルタが示されている。値ｊ＝
５に対しては、ブロック内に四つの要素を、ブロック外
に一つの要素を有するブロックの左側の境界にフィルタ
が示されている。値ｊ＝３に対しては、フィルタの三つ
の要素がブロック内にあり、二つが外側にある。ブロッ
キング効果を軽減する方法において、ブロック内のピク
セルの間の信号アクティビティＡＳＩはフィルタサイズ
ＦＧによって決定される。このことは上記の式におい
て、値ＡＳinおよびｙ-（ｉ，ｊ）inによって表されて
いる。これはブロック内部に配置されたすべてのフィル
タ要素のピクセルの間の信号アクティビティが決定され
ることを意味する。さらに、ブロック外のピクセルの間
の信号アクティビティＡＳＩが決定される。これは上記
の式において、値ＡＳoutおよびｙ-（ｉ，ｊ）outによ
って表されている。これもカバーされているフィルタ領
域ＦＧの内側に配置されたピクセルの間の信号アクティ
ビティを決定することによって行われる。ブロック内部
の信号アクティビティＡＳＩとブロック外部の信号アク
ティビティＡＳＥを加算することによって、局所信号ア
クティビティの測定値ＡＳが形成される。ブロック境界
外の決定によって、ブロッキング効果の影響、すなわち
局所信号アクティビティの値における境界に沿った雑音
アクティビティの影響が軽減される。また、ブロックの
雑音アクティビティＡＢが決定される。上述したよう
に、重み係数αは次式から得られる。
参照して詳細に説明する。図１は８×８個のピクセルを
含んでいるブロックを示す。座標ｉおよびｊも示されて
いる。この例においては、水平方向のフィルタリングが
示されている。垂直なフィルタリングは同様な態様で行
われるが、明確とするため図１には示されていない。フ
ィルタはＦＧ＝５というサイズを有している。フィルタ
は太い線を境界とし、中央に黒い領域を有する領域で表
されている。フィルタリングはこれらフィルタでカバー
されている領域で行われる。値ｊ＝７に対しては、完全
にブロック内部にあるフィルタが示されている。値ｊ＝
５に対しては、ブロック内に四つの要素を、ブロック外
に一つの要素を有するブロックの左側の境界にフィルタ
が示されている。値ｊ＝３に対しては、フィルタの三つ
の要素がブロック内にあり、二つが外側にある。ブロッ
キング効果を軽減する方法において、ブロック内のピク
セルの間の信号アクティビティＡＳＩはフィルタサイズ
ＦＧによって決定される。このことは上記の式におい
て、値ＡＳinおよびｙ-（ｉ，ｊ）inによって表されて
いる。これはブロック内部に配置されたすべてのフィル
タ要素のピクセルの間の信号アクティビティが決定され
ることを意味する。さらに、ブロック外のピクセルの間
の信号アクティビティＡＳＩが決定される。これは上記
の式において、値ＡＳoutおよびｙ-（ｉ，ｊ）outによ
って表されている。これもカバーされているフィルタ領
域ＦＧの内側に配置されたピクセルの間の信号アクティ
ビティを決定することによって行われる。ブロック内部
の信号アクティビティＡＳＩとブロック外部の信号アク
ティビティＡＳＥを加算することによって、局所信号ア
クティビティの測定値ＡＳが形成される。ブロック境界
外の決定によって、ブロッキング効果の影響、すなわち
局所信号アクティビティの値における境界に沿った雑音
アクティビティの影響が軽減される。また、ブロックの
雑音アクティビティＡＢが決定される。上述したよう
に、重み係数αは次式から得られる。
【００４２】
【数１７】
【００４３】この重み係数αにより、水平方向の推定値
Ｓ＾（ｉ，ｊ）が次式から決定される。
Ｓ＾（ｉ，ｊ）が次式から決定される。
【００４４】
【数１８】
【００４５】ただし、ｙ（ｉ，ｊ）は座標ｉ，ｊにおけ
るピクセルであり、ｙ-（ｉ，ｊ）は平均値である。
るピクセルであり、ｙ-（ｉ，ｊ）は平均値である。
【００４６】図１において、１によってマークされたブ
ロック内部には要素がある。このマーキングはフィルタ
の中間要素（黒い領域）の位置に関連する。１はこれら
の要素、すなわち三つの要素がブロックの内部にあり、
二つの要素がブロックの外部にある位置にフィルタがあ
る場合のブロックのピクセルを示している。すなわち、
両方とも左側の境界と右側の境界とにある場合である。
２が示している要素はフィルタの四つの要素がブロック
の内部にあり、一つの要素がブロックの外部にあるブロ
ックのピクセルを表している。指定がされていない他の
要素はフィルタ全体がブロックの内部にあるピクセルで
ある。このフィルタはブロッキング効果を軽減する方法
で使用されるものであり、指定されたピクセルに関し、
上記の式にしたがった計算が行われる。左右の境界に配
置されたピクセルに関し、ブロック内の二つの他のピク
セルおよび隣接するブロックの二つのピクセルが計算に
使用されることは、容易に明らかとなろう。
ロック内部には要素がある。このマーキングはフィルタ
の中間要素（黒い領域）の位置に関連する。１はこれら
の要素、すなわち三つの要素がブロックの内部にあり、
二つの要素がブロックの外部にある位置にフィルタがあ
る場合のブロックのピクセルを示している。すなわち、
両方とも左側の境界と右側の境界とにある場合である。
２が示している要素はフィルタの四つの要素がブロック
の内部にあり、一つの要素がブロックの外部にあるブロ
ックのピクセルを表している。指定がされていない他の
要素はフィルタ全体がブロックの内部にあるピクセルで
ある。このフィルタはブロッキング効果を軽減する方法
で使用されるものであり、指定されたピクセルに関し、
上記の式にしたがった計算が行われる。左右の境界に配
置されたピクセルに関し、ブロック内の二つの他のピク
セルおよび隣接するブロックの二つのピクセルが計算に
使用されることは、容易に明らかとなろう。
【００４７】サイズＦＧ＝７のフィルタを使用した場合
について、図２を参照して説明する。フィルタサイズＦ
Ｇを決定する基礎となるものは、式（１）であり、この
式からｎ＝２となる。図１であげた要素と同様、１は四
つのピクセルがブロック内部に配置されており、三つの
フィルタ要素がブロック外部に配置されているブロック
内部の要素を示す。２は五つのフィルタ要素がブロック
内部にあり、二つのフィルタ要素が外部にある領域をマ
ークしている。３は六つのフィルタ要素がブロック内部
にあり、一つのフィルタ要素が外部にある要素を示す。
ブロックのマークの付されていない要素はフィルタが完
全にブロック内部にある要素を規定している。フィルタ
サイズをＦＧ＝７に拡張することにより、フィルタ全体
がブロック内部にある要素が少なくなる。ｊ＝７におい
て、完全にブロック内部にあるフィルタが示されてい
る。ｊ＝５に示されているフィルタはブロック内部に六
つのフィルタ要素を、外部に一つを有している。ｊ＝３
については、五つのフィルタ要素がブロック内部にあ
り、二つが外部にあるフィルタが示されている。ｊ＝１
については、四つのフィルタ要素がブロック内部にあ
り、三つが外部にあるフィルタが示されている。フィル
タが水平方向の各ピクセルに関してそれぞれの計算を行
うのであるから、ｊの個々の値の割当ては例示的なもの
にすぎない。垂直フィルタリングも行われるが、明確を
期すため図面には示されていないのであるから、水平方
向フィルタも単なる例として示されているにすぎない。
について、図２を参照して説明する。フィルタサイズＦ
Ｇを決定する基礎となるものは、式（１）であり、この
式からｎ＝２となる。図１であげた要素と同様、１は四
つのピクセルがブロック内部に配置されており、三つの
フィルタ要素がブロック外部に配置されているブロック
内部の要素を示す。２は五つのフィルタ要素がブロック
内部にあり、二つのフィルタ要素が外部にある領域をマ
ークしている。３は六つのフィルタ要素がブロック内部
にあり、一つのフィルタ要素が外部にある要素を示す。
ブロックのマークの付されていない要素はフィルタが完
全にブロック内部にある要素を規定している。フィルタ
サイズをＦＧ＝７に拡張することにより、フィルタ全体
がブロック内部にある要素が少なくなる。ｊ＝７におい
て、完全にブロック内部にあるフィルタが示されてい
る。ｊ＝５に示されているフィルタはブロック内部に六
つのフィルタ要素を、外部に一つを有している。ｊ＝３
については、五つのフィルタ要素がブロック内部にあ
り、二つが外部にあるフィルタが示されている。ｊ＝１
については、四つのフィルタ要素がブロック内部にあ
り、三つが外部にあるフィルタが示されている。フィル
タが水平方向の各ピクセルに関してそれぞれの計算を行
うのであるから、ｊの個々の値の割当ては例示的なもの
にすぎない。垂直フィルタリングも行われるが、明確を
期すため図面には示されていないのであるから、水平方
向フィルタも単なる例として示されているにすぎない。
【００４８】図３も８×８ピクセルで構成されたブロッ
クを示す。フィルタサイズはＦＧ＝９に選択された。こ
れから、ｎ＝３となる。フィルタサイズＦＧ＝９の場合
には、もはやフィルタ全体がブロックの内部にあるブロ
ック内の要素はない。しかしながら、要素１および２は
依然存在している。１においては、五つのフィルタ要素
がブロックの内部にあり、四つが外部にある。２におい
ては、六つのフィルタ要素が内部にあり、三つが外部に
ある。４は七つのフィルタ要素がブロック内部にあり、
二つが外部にあることを示す。５はブロック全体がフィ
ルタによってカバーされており、一つの要素が外部に配
置されていることを示す。推定値ｓ＾（ｉ，ｊ）は上記
の式によって計算される。
クを示す。フィルタサイズはＦＧ＝９に選択された。こ
れから、ｎ＝３となる。フィルタサイズＦＧ＝９の場合
には、もはやフィルタ全体がブロックの内部にあるブロ
ック内の要素はない。しかしながら、要素１および２は
依然存在している。１においては、五つのフィルタ要素
がブロックの内部にあり、四つが外部にある。２におい
ては、六つのフィルタ要素が内部にあり、三つが外部に
ある。４は七つのフィルタ要素がブロック内部にあり、
二つが外部にあることを示す。５はブロック全体がフィ
ルタによってカバーされており、一つの要素が外部に配
置されていることを示す。推定値ｓ＾（ｉ，ｊ）は上記
の式によって計算される。
【００４９】本発明による方法を図４を参照して詳細に
説明する。第一のステップ１１０において、ブロック内
部のピクセルの間の信号アクティビティＡＳＩおよびブ
ロック外部のピクセルの間の信号アクティビティＡＳＥ
とが決定される。次のステップ１２０において、信号ア
クティビティを加算して、局所信号アクティビティの測
定値ＡＳを得る。次のステップ１３０において、ブロッ
クの雑音アクティビティＡＢが決定される。重み係数α
が式（２２）によって計算される（ステップ１４０）。
さらにステップ１５０において、フィルタサイズＦＧが
式（１）から決定される。局所信号アクティビティがゼ
ロである場合には、フィルタサイズを大きくする必要が
ある。すなわち、ＦＧ＝５の代わりに、たとえば、フィ
ルタＦＧ＝７が選択される。次のステップ１６０におい
て、推定値ｓ＾（ｉ，ｊ）が式（３）から計算される。
式（４）から、画像の局所平均値ｙ-（ｉ，ｊ）が決定
される。このようにして得られた水平方向の推定値も、
垂直方向に関して計算される。
説明する。第一のステップ１１０において、ブロック内
部のピクセルの間の信号アクティビティＡＳＩおよびブ
ロック外部のピクセルの間の信号アクティビティＡＳＥ
とが決定される。次のステップ１２０において、信号ア
クティビティを加算して、局所信号アクティビティの測
定値ＡＳを得る。次のステップ１３０において、ブロッ
クの雑音アクティビティＡＢが決定される。重み係数α
が式（２２）によって計算される（ステップ１４０）。
さらにステップ１５０において、フィルタサイズＦＧが
式（１）から決定される。局所信号アクティビティがゼ
ロである場合には、フィルタサイズを大きくする必要が
ある。すなわち、ＦＧ＝５の代わりに、たとえば、フィ
ルタＦＧ＝７が選択される。次のステップ１６０におい
て、推定値ｓ＾（ｉ，ｊ）が式（３）から計算される。
式（４）から、画像の局所平均値ｙ-（ｉ，ｊ）が決定
される。このようにして得られた水平方向の推定値も、
垂直方向に関して計算される。
【００５０】このようなフィルタはＨ．２６１、Ｈ．２
６３、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４またはＪＰ
ＥＧによって符号化された画像におけるブロッキング効
果、およびブロックへ細分化されたその他の画像におけ
るブロッキング効果を軽減するために使用することがで
きる。
６３、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４またはＪＰ
ＥＧによって符号化された画像におけるブロッキング効
果、およびブロックへ細分化されたその他の画像におけ
るブロッキング効果を軽減するために使用することがで
きる。
【００５１】ブロッキング効果を軽減させる上述の方法
およびフィルタの場合、ブロックの雑音アクティビティ
の決定は補償を含むものである。これは次の場合に必要
である。画像のシャープエッジがブロックの境界におけ
る画像の内容として配置されていると想定する。元の画
像でもシャープなものであるこのシャープエッジはフィ
ルタリング中に大きな誤差と見なされることとなり、こ
の誤差は大幅に軽減されることとなる。しかしながら、
このことにより、所与の値よりも大きい誤差が検出され
た場合には、元の画像が実際にこのようなシャープエッ
ジを含んでいて、存在していない誤差が誤差と見なさ
れ、軽減されるのであるから、補償を行うべきではない
こととなる。この場合には、δを二つのピクセルの間に
形成する。このδが、たとえば５０を超えている場合に
は、これが元の画像における実際のエッジである、すな
わち誤差が存在しておらず、したがってブロッキング効
果の軽減は必要ないものと想定する。
およびフィルタの場合、ブロックの雑音アクティビティ
の決定は補償を含むものである。これは次の場合に必要
である。画像のシャープエッジがブロックの境界におけ
る画像の内容として配置されていると想定する。元の画
像でもシャープなものであるこのシャープエッジはフィ
ルタリング中に大きな誤差と見なされることとなり、こ
の誤差は大幅に軽減されることとなる。しかしながら、
このことにより、所与の値よりも大きい誤差が検出され
た場合には、元の画像が実際にこのようなシャープエッ
ジを含んでいて、存在していない誤差が誤差と見なさ
れ、軽減されるのであるから、補償を行うべきではない
こととなる。この場合には、δを二つのピクセルの間に
形成する。このδが、たとえば５０を超えている場合に
は、これが元の画像における実際のエッジである、すな
わち誤差が存在しておらず、したがってブロッキング効
果の軽減は必要ないものと想定する。
【図１】サイズが５ピクセルのフィルタの図である。
【図２】サイズが７ピクセルのフィルタの図である。
【図３】サイズが９ピクセルのフィルタの図である。
【図４】本発明による方法のフローチャートである。
ＡＳＩ ブロック内ピクセル信号アクティビティ ＡＳＥ ブロック外ピクセル信号アクティビティ ＡＳ 局所信号アクティビティ ＡＢ 雑音アクティビティ ＡＢ ブロックサイズ α 重み係数
Claims (10)
- 【請求項１】 複数のブロックに分割された画像の伝送
または記憶のための圧縮／伸張技法においてブロッキン
グ効果を軽減する方法であって、ブロック内部のピクセ
ル間の信号アクティビティ（ＡＳＩ）とブロック外部の
ピクセル間の信号アクティビティ（ＡＳＥ）とを決定
し、ブロッキング効果を軽減するための推定値 【数１】 を得るために、重み係数（α）を決定する局所信号アク
ティビティの測定値（ＡＳ）を得るべく前記二つの信号
アクティビティを加算する方法。 - 【請求項２】 フィルタサイズ（ＦＧ）を式、 ＦＧ＝２×ｎ＋１（ｎ＝２） から得るステップと、 ブロック内部のピクセル間の信号アクティビティ（ＡＳ
Ｉ）をフィルタサイズ（ＦＧ）によって決定し、ブロッ
ク外部のピクセル間の信号アクティビティ（ＡＳＥ）を
フィルタサイズ（ＦＧ）によって決定するステップと、 ブロック内部の信号アクティビティ（ＡＳＩ）とブロッ
ク外部の信号アクティビティ（ＡＳＥ）とを加算するこ
とによって局所信号アクティビティの測定値（ＡＳ）を
決定するステップと、 ブロックの雑音アクティビティ（ＡＢ）を決定するステ
ップと、 重み係数（α）を式、 【数２】 によって計算するステップと、 水平方向の推定値Ｓ＾（ｉ，ｊ）を式、 【数３】 から計算するステップとを備えている請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 フィルタサイズＦＧ＝５であり、局所信
号アクティビティの測定値（ＡＳ）の決定が値０をもた
らした場合に、フィルタサイズ（ＦＧ）が式、 ＦＧ＝２×ｎ＋１（ｎ＝３，４，．．．） から新たに決定される請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 ブロッキング効果を軽減するため、推定
値Ｓ＾（ｉ，ｊ）を垂直方向に対して計算する請求項１
から３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 ブロックの雑音アクティビティの決定が
補償を含んでいる請求項２から４のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項６】 複数のブロックに分割された画像の伝送
または記憶のための圧縮／伸張技法においてブロッキン
グ効果を軽減するフィルタであって、 ブロック内部のピクセル間の信号アクティビティ（ＡＳ
Ｉ）を決定する手段及びブロック外部のピクセル間の信
号アクティビティ（ＡＳＥ）を決定する手段と、局所信
号アクティビティの測定値（ＡＳ）を得るために前記二
つの信号アクティビティを加算する手段と、重み係数
（α）を決定する手段と、ブロッキング効果を軽減する
ための推定値（Ｓ＾）を計算する手段とを備えているフ
ィルタ。 - 【請求項７】 重み係数（α）を式、 【数４】 から計算し、（ただし、ＡＢ＝ブロックの雑音アクティ
ビティ） 推定値（Ｓ＾）を式、 【数５】 から計算する請求項６に記載のフィルタ。 - 【請求項８】 推定値（Ｓ＾）を垂直方向に計算する請
求項６または７に記載のフィルタ。 - 【請求項９】 ５または７または９というフィルタサイ
ズを選択する請求項６から８のいずれか一項に記載のフ
ィルタ。 - 【請求項１０】 Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ
１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４またはＪＰＥＧによって符
号化された画像におけるブロッキング効果を軽減するた
めに使用する請求項６に記載のフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR96440100.4 | 1996-11-28 | ||
| EP96440100A EP0845909B1 (de) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | Verfahren und Filter zur Reduzierung des Blocking Effektes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229559A true JPH10229559A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3330533B2 JP3330533B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=8225425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32895097A Expired - Fee Related JP3330533B2 (ja) | 1996-11-28 | 1997-11-28 | ブロック化による影響を軽減する方法およびフィルタ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5982442A (ja) |
| EP (1) | EP0845909B1 (ja) |
| JP (1) | JP3330533B2 (ja) |
| AT (1) | ATE232671T1 (ja) |
| CA (1) | CA2220604A1 (ja) |
| DE (1) | DE59610133D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100243225B1 (ko) * | 1997-07-16 | 2000-02-01 | 윤종용 | 블록화효과 및 링잉잡음 감소를 위한 신호적응필터링방법 및신호적응필터 |
| KR100319557B1 (ko) * | 1999-04-16 | 2002-01-09 | 윤종용 | 블럭 단위로 부호화된 영상의 블럭 경계 잡음 성분 제거 방법 |
| US6865229B1 (en) | 1999-12-14 | 2005-03-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for reducing the “blocky picture” effect in MPEG decoded images |
| JP4688279B2 (ja) | 2000-11-21 | 2011-05-25 | 富士通株式会社 | 動画像の空間解像度自動設定方法及び装置 |
| KR100525785B1 (ko) * | 2001-06-15 | 2005-11-03 | 엘지전자 주식회사 | 이미지 화소 필터링 방법 |
| US20040091173A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-05-13 | Hiroshi Akimoto | Method, apparatus and system for the spatial interpolation of color images and video sequences in real time |
| JP4771539B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2011-09-14 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及びその制御方法及びプログラム |
| GB2445982A (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-30 | Sharp Kk | Image data processing method and apparatus for a multiview display device |
| CN102077590A (zh) * | 2008-07-03 | 2011-05-25 | 夏普株式会社 | 滤波装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941043A (en) * | 1988-06-14 | 1990-07-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for reducing blocking artifacts in video scene coding with discrete cosine transformation (DCT) at a low data rate |
| US5229864A (en) * | 1990-04-16 | 1993-07-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Device for regenerating a picture signal by decoding |
| US5454051A (en) * | 1991-08-05 | 1995-09-26 | Eastman Kodak Company | Method of reducing block artifacts created by block transform compression algorithms |
| JPH06327002A (ja) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Olympus Optical Co Ltd | 動画像符号化装置 |
| KR970009302B1 (en) * | 1993-08-17 | 1997-06-10 | Lg Electronics Inc | Block effect reducing apparatus for hdtv |
| JP2673778B2 (ja) * | 1994-02-22 | 1997-11-05 | 国際電信電話株式会社 | 動画像の復号化における雑音低減装置 |
| US5675666A (en) * | 1995-03-02 | 1997-10-07 | Sony Corportion | Image data compression method and apparatus with pre-processing to compensate for the blocky effect |
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- 1996-11-28 AT AT96440100T patent/ATE232671T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-11-28 DE DE59610133T patent/DE59610133D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-28 EP EP96440100A patent/EP0845909B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-27 CA CA002220604A patent/CA2220604A1/en not_active Abandoned
- 1997-11-28 US US08/980,240 patent/US5982442A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-28 JP JP32895097A patent/JP3330533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| ATE232671T1 (de) | 2003-02-15 |
| DE59610133D1 (de) | 2003-03-20 |
| EP0845909A1 (de) | 1998-06-03 |
| EP0845909B1 (de) | 2003-02-12 |
| CA2220604A1 (en) | 1998-05-28 |
| US5982442A (en) | 1999-11-09 |
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