JPWO2010041534A1 - 画像加工装置、方法及びプログラム、動画像符号化装置、方法及びプログラム、動画像復号装置、方法及びプログラム、並びに、符号化・復号システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1には、本発明による残留歪み信号除去機能を備えた動画像符号化装置100のブロック図を示す。動画像符号化装置100は、入力端子101、ブロック分割器102、差分器103、変換器104、量子化器105、逆量子化器106、逆変換器107、加算器108、ループ内フィルタ109、フレームメモリ110、予測信号生成器111、エントロピー符号化器112、及び、出力端子113を備えている。
次に、図2〜図6を用いてループ内フィルタ109を詳細に説明する。本実施形態では、特性の異なる2種類のフィルタを用いる。即ち、ループ内フィルタ109は、本来のエッジを保存しつつ画像が鮮明になるようにエッジ周辺の歪みを取り除く第1のフィルタ(特許文献1に記載されたフィルタ)と、ぼかし効果があり特に第1フィルタでは残りやすいブロック状の歪みを取り除く第2のフィルタとを含んで構成される。
Filter tap=[1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1]/16
ステップ808ではループ内フィルタ109は、第2フィルタの出力画素の値を第2フィルタ画像の画素値として出力する。一方、ステップ809ではループ内フィルタ109は、第1フィルタ画像の画素値を第2フィルタ画像の画素値として出力する。
上述したループ内フィルタ109の処理は、符号化に伴う再生画像に限らず、一般の歪み除去にも適用できる。図2〜図6に示した処理から、ラインL112で入力される付加情報およびラインL113経由で入力される各4×4ブロックに関する量子化変換係数の情報を除けば、第1・第2フィルタ処理、属性情報生成処理およびフィルタ画像選択処理は、歪みを除去する一般の画像加工処理にも適用できる。このとき、付加情報および各4×4ブロックに関する量子化変換係数の情報に代わり、入力信号から得られる情報を利用してもよい。
図7には、本発明による残留歪み信号除去機能を伴う動画像復号装置500のブロック図を示す。動画像復号装置500は、入力端子501、データ解析器502、逆量子化器503、逆変換器504、加算器505、予測信号生成器506、ループ内フィルタ109、フレームメモリ507、及び、画像出力端子508を備えている。ループ内フィルタ109の機能は、図1のループ内フィルタ109と同じである。
図8には、動画像符号化装置100により実行される、残留歪み信号除去機能を伴う動画像符号化処理の流れ図を示す。まず、符号化対象の画像(対象画像)が動画像符号化装置100に入力され、ブロック分割器102が、入力された対象画像を複数の小ブロックに分割する(ステップ852)。
上述したループ内フィルタ109の処理は、符号化に伴う再生画像に限らず、一般のノイズ除去にも適用できる。図2、図3及び図6に示した処理から、付加情報ならびに各4×4ブロックに関する量子化変換係数の情報を除けば、残留歪み信号除去機能を含む第1・第2フィルタ処理、属性情報生成処理ならびにフィルタ画像選択処理は、歪みを除去する一般の画像加工方法にも適用できる。付加情報ならびに各4×4ブロックに関する量子化変換係数の代わりに、入力信号から得られる情報を利用してもよい。
図9には、動画像復号装置500により実行される、残留歪み信号除去機能を伴う動画像復号処理の流れ図を示す。図9のステップ952では、圧縮符号化されたデータが動画像復号装置500に入力され、データ解析器902が、該入力されたデータをエントロピー復号し、量子化変換係数及び付加情報を抽出する。この際、入力されたデータが、量子化パラメータ、ループ内フィルタに用いられるフィルタ係数やフィルタタップ数の情報を含む場合には、これら量子化パラメータ、フィルタ係数やフィルタタップ数の情報も復号される。
動画像符号化装置に係る発明は、コンピュータを動画像符号化装置として機能させるための動画像符号化プログラムに係る発明として捉えることができる。あるいは、本実施形態に係る動画像符号化方法をプログラムとして記録媒体に格納して提供することもできる。また、動画像復号装置に係る発明は、コンピュータを動画像復号装置として機能させるための動画像復号プログラムに係る発明として捉えることができる。あるいは、本実施形態に係る動画像復号方法をプログラムとして記録媒体に格納して提供することもできる。さらに、画像加工装置に係る発明は、コンピュータを画像加工装置として機能させるための画像加工プログラムに係る発明として捉えることができる。あるいは、本実施形態に係る画像加工方法をプログラムとして記録媒体に格納して提供することもできる。
Claims (20)
- 入力された対象画像に第1フィルタを適用して第1フィルタ画像を生成する第1フィルタ手段と、
前記第1フィルタ手段により生成された前記第1フィルタ画像の各画素について、当該画素に第2フィルタを適用するか否かを示す属性値を生成する属性情報生成手段と、
前記属性情報生成手段により生成された前記第1フィルタ画像の各画素についての前記属性値に基づいて選択される前記第1フィルタ画像の対象画素に、前記第2フィルタを適用して第2フィルタ画像を生成する第2フィルタ手段と、
を備えることを特徴とする画像加工装置。 - 前記第1フィルタ画像と前記第2フィルタ画像とを比較し各画素の差分値を求め、前記差分値が予め定めた閾値以上の画素については前記第1フィルタ画像の画素を選択して出力し、前記差分値が前記閾値より小さい画素については前記第2フィルタ画像の画素を選択して出力するフィルタ画像選択手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像加工装置。 - 前記第2フィルタ手段は、
前記第1フィルタ画像の前記対象画素についての前記属性値と該対象画素に隣接する所定数の画素についての前記属性値とから算出される値が所定の値より大きい場合、生成される前記第2フィルタ画像の画素として、前記第1フィルタ画像の前記対象画素を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像加工装置。 - 前記第2フィルタは、1次元のフィルタであり、
前記第2フィルタ手段は、前記第2フィルタを、前記第1フィルタ画像の対象画素に対し、水平方向および垂直方向のうち一方の方向に適用した後、さらに、前記第2フィルタを他方の方向に適用する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像加工装置。 - 前記第2のフィルタは、
[1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1]/16
で示される15タップを有し、
前記第2フィルタ手段は、前記対象画素および該対象画素の左右に隣接する7画素ずつの計15画素、又は、前記対象画素および該対象画素の上下に隣接する7画素ずつの計15画素を参照して、前記対象画素に前記第2のフィルタを適用する、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像加工装置。 - 前記第1フィルタが適用対象の画素の周囲M画素で囲われる範囲の画素を参照するフィルタである場合、前記第2フィルタは、適用対象の画素の周囲における、前記M画素よりも多いL画素で囲われる範囲の画素を参照するフィルタにより構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像加工装置。 - 画像加工装置により実行される画像加工方法であって、
入力された対象画像に第1フィルタを適用して第1フィルタ画像を生成する第1フィルタステップと、
前記第1フィルタステップにより生成された前記第1フィルタ画像の各画素について、当該画素に第2フィルタを適用するか否かを示す属性値を生成する属性情報生成ステップと、
前記属性情報生成ステップにより生成された前記第1フィルタ画像の各画素についての前記属性値に基づいて選択される前記第1フィルタ画像の対象画素に、前記第2フィルタを適用して第2フィルタ画像を生成する第2フィルタステップと、
を備えることを特徴とする画像加工方法。 - 前記第1フィルタ画像と前記第2フィルタ画像とを比較し各画素の差分値を求め、前記差分値が予め定めた閾値以上の画素については前記第1フィルタ画像の画素を選択して出力し、前記差分値が前記閾値より小さい画素については前記第2フィルタ画像の画素を選択して出力するフィルタ画像選択ステップ、
をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の画像加工方法。 - 画像加工装置に設けられたコンピュータを、
入力された対象画像に第1フィルタを適用して第1フィルタ画像を生成する第1フィルタ手段と、
前記第1フィルタ手段により生成された前記第1フィルタ画像の各画素について、当該画素に第2フィルタを適用するか否かを示す属性値を生成する属性情報生成手段と、
前記属性情報生成手段により生成された前記第1フィルタ画像の各画素についての前記属性値に基づいて選択される前記第1フィルタ画像の対象画素に、前記第2フィルタを適用して第2フィルタ画像を生成する第2フィルタ手段、
として機能させるための画像加工プログラム。 - 前記コンピュータを、さらに、
前記第1フィルタ画像と前記第2フィルタ画像とを比較し各画素の差分値を求め、前記差分値が予め定めた閾値以上の画素については前記第1フィルタ画像の画素を選択して出力し、前記差分値が前記閾値より小さい画素については前記第2フィルタ画像の画素を選択して出力するフィルタ画像選択手段、
として機能させるための請求項9に記載の画像加工プログラム。 - 入力された符号化対象となる画像を複数のブロックに分割するブロック分割器と、
符号化対象となる対象ブロックについて、予測信号、および少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報を生成する予測信号生成器と、
前記対象ブロックの信号から前記生成された予測信号を引き算することにより、残差信号を生成する差分器と、
前記対象ブロックの前記残差信号を周波数領域の変換係数に変換する変換器と、
前記変換係数を量子化処理により圧縮し量子化変換係数を得る量子化器と、
前記量子化変換係数を逆量子化することで復号変換係数を復元する逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換することで残差信号を再生する逆変換器と、
前記逆変換器により再生された前記残差信号と、前記予測信号とを加算することにより再生画像を復元する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
前記量子化変換係数の情報および前記付加情報をエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力するエントロピー符号化器と、
を備える動画像符号化装置。 - 動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法であって、
入力された符号化対象となる画像を複数のブロックに分割するステップと、
符号化対象となる対象ブロックについて、予測信号、および少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報を生成するステップと、
前記対象ブロックの信号から前記生成された予測信号を引き算することにより、残差信号を生成するステップと、
前記対象ブロックの前記残差信号を周波数領域の変換係数に変換するステップと、
前記変換係数を量子化処理により圧縮し量子化変換係数を得るステップと、
前記量子化変換係数を逆量子化することで復号変換係数を復元するステップと、
前記復号変換係数を逆変換することで残差信号を再生するステップと、
前記逆変換器により再生された前記残差信号と、前記予測信号とを加算することにより再生画像を復元するステップと、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成されたループ内フィルタの動作を行うステップであって、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行う当該ステップと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するステップと、
前記量子化変換係数の情報および前記付加情報をエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力するステップと、
を備える動画像符号化方法。 - 動画像符号化装置に設けられたコンピュータを、
入力された符号化対象となる画像を複数のブロックに分割するブロック分割器と、
符号化対象となる対象ブロックについて、予測信号、および少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報を生成する予測信号生成器と、
前記対象ブロックの信号から前記生成された予測信号を引き算することにより、残差信号を生成する差分器と、
前記対象ブロックの前記残差信号を周波数領域の変換係数に変換する変換器と、
前記変換係数を量子化処理により圧縮し量子化変換係数を得る量子化器と、
前記量子化変換係数を逆量子化することで復号変換係数を復元する逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換することで残差信号を再生する逆変換器と、
前記逆変換器により再生された前記残差信号と、前記予測信号とを加算することにより再生画像を復元する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
前記量子化変換係数の情報および前記付加情報をエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力するエントロピー符号化器、
として機能させるための動画像符号化プログラム。 - 残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るデータ解析器と、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成する予測信号生成器と、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得る逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元する逆変換器と、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
を備える動画像復号装置。 - 残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るデータ解析器と、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成する予測信号生成器と、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得る逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元する逆変換器と、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成する加算器と、
請求項2に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
を備える動画像復号装置。 - 動画像復号装置により実行される動画像復号方法であって、
残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るステップと、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成するステップと、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得るステップと、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元するステップと、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成するステップと、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成されたループ内フィルタの動作を行うステップであって、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行う当該ステップと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するステップと、
を備える動画像復号方法。 - 動画像復号装置により実行される動画像復号方法であって、
残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るステップと、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成するステップと、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得るステップと、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元するステップと、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成するステップと、
請求項2に記載の画像加工装置を含んで構成されたループ内フィルタの動作を行うステップであって、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行う当該ステップと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するステップと、
を備える動画像復号方法。 - 動画像復号装置に設けられたコンピュータを、
残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るデータ解析器と、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成する予測信号生成器と、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得る逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元する逆変換器と、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリ、
として機能させるための動画像復号プログラム。 - 動画像符号化装置と、動画像復号装置と、を含んで構成される符号化・復号システムであって、
前記動画像符号化装置は、
入力された符号化対象となる画像を複数のブロックに分割するブロック分割器と、
符号化対象となる対象ブロックについて、予測信号、および少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報を生成する予測信号生成器と、
前記対象ブロックの信号から前記生成された予測信号を引き算することにより、残差信号を生成する差分器と、
前記対象ブロックの前記残差信号を周波数領域の変換係数に変換する変換器と、
前記変換係数を量子化処理により圧縮し量子化変換係数を得る量子化器と、
前記量子化変換係数を逆量子化することで復号変換係数を復元する逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換することで残差信号を再生する逆変換器と、
前記逆変換器により再生された前記残差信号と、前記予測信号とを加算することにより再生画像を復元する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
前記量子化変換係数の情報および前記付加情報をエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力するエントロピー符号化器と、
を備え、
前記動画像復号装置は、
残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るデータ解析器と、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成する予測信号生成器と、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得る逆量子化器と、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元する逆変換器と、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成する加算器と、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成され、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行うループ内フィルタと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するフレームメモリと、
を備える、
ことを特徴とする符号化・復号システム。 - 動画像符号化装置と動画像復号装置とを含んで構成される符号化・復号システムにおいて実行される符号化・復号方法であって、
前記動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理ステップと、
前記動画像復号装置により実行される動画像復号方法の処理ステップと、
を備え、
前記動画像符号化方法の処理ステップは、
入力された符号化対象となる画像を複数のブロックに分割するステップと、
符号化対象となる対象ブロックについて、予測信号、および少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報を生成するステップと、
前記対象ブロックの信号から前記生成された予測信号を引き算することにより、残差信号を生成するステップと、
前記対象ブロックの前記残差信号を周波数領域の変換係数に変換するステップと、
前記変換係数を量子化処理により圧縮し量子化変換係数を得るステップと、
前記量子化変換係数を逆量子化することで復号変換係数を復元するステップと、
前記復号変換係数を逆変換することで残差信号を再生するステップと、
前記逆変換器により再生された前記残差信号と、前記予測信号とを加算することにより再生画像を復元するステップと、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成されたループ内フィルタの動作を行うステップであって、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行う当該ステップと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するステップと、
前記量子化変換係数の情報および前記付加情報をエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力するステップと、
を含み、
前記動画像復号方法の処理ステップは、
残差信号の量子化変換係数と少なくとも予測方法に関する情報を含む付加情報とをエントロピー符号化して得られたビットストリームが入力され、前記ビットストリームをエントロピー復号し、前記量子化変換係数と前記付加情報とを得るステップと、
前記付加情報に基づいて予測信号を生成するステップと、
前記量子化変換係数を逆量子化し、復号変換係数を得るステップと、
前記復号変換係数を逆変換し、残差信号を復元するステップと、
前記予測信号と前記残差信号とを加算することで再生画像を生成するステップと、
請求項1に記載の画像加工装置を含んで構成されたループ内フィルタの動作を行うステップであって、前記付加情報および前記量子化変換係数の情報を用いて、前記再生画像から不要な歪みを取り除くフィルタ処理を行う当該ステップと、
フィルタ処理後の前記再生画像を格納するステップと、
を含む、
ことを特徴とする符号化・復号方法。
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