KR20060095960A

KR20060095960A - 블록 노이즈 저감 장치 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20060095960A
Application number: KR20067005142A
Authority: KR
Inventors: 가즈키 사와
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2006-09-05
Also published as: CN100553334C; WO2006041152A1; JP2006115268A; JP5044886B2; US20080252789A1; US8300707B2; CN1951121A

Abstract

프레임간에서의 복호 화상 신호의 상관의 높이를 판정하는 프레임 상관 판정부(10)와, 복호 화상 신호 중에서 근린 화소와의 휘도차가 작은 화상 영역을 평탄 영역으로서 검출하는 평탄 영역 검출부(30)와, 복호 화상 신호 중에서 높은 공간 주파수 성분을 포함하는 화상 영역을 고주파 영역으로서 검출하는 고주파 영역 검출부(40)와, 소정 영역에 대한 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시하는 평활화 처리부(60)와, 평활화 처리부(60)가 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시해야 되는 화상 영역을 설정하는 처리 영역 설정부(50)를 구비하고, 처리 영역 설정부(50)는 적어도 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 복호 화상 신호의 평탄 영역이며 또한 고주파 영역이 아닌 영역을 처리 영역으로서 설정한다.

Description

블록 노이즈 저감 장치 및 화상 표시 장치{BLOCK NOISE REDUCTION DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 압축 부호화된 화상 신호를 복호한 복호 화상 신호로부터 블록 노이즈를 제거하는 블록 노이즈 저감 장치 및 블록 노이즈 저감 장치를 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 화상의 고능률 압축 부호화 방법으로서, MPEG(Moving Picture Experts Group) 방식이 널리 이용되고 있으며, MPEG1, 2, 4가 이미 국제 표준화되어 있다. MPEG 방식은 화상 신호로부터 공간 방향 및 시간 방향의 용장도(冗長度)를 제거하고, 화상 신호를 압축하여 부호화를 실행한다. 이 때, 압축률이 작은 경우에는 복호화한 화상 신호의 화질이 열화하는 일은 거의 없지만, 압축률이 높아지면 부호화 노이즈가 눈에 띄게 화질이 열화하는 경우가 있다.

MPEG 방식에서의 부호화 노이즈의 대표적인 것으로서, 블록 노이즈가 있다. 블록 노이즈는, 화상 신호의 압축 부호화가 8×8 화소의 블록 형상 영역의 내부에서 실행되고, 이 압축 부호화된 화상 신호를 복호할 때에 인접하는 블록과의 화상 신호의 연속성이 손상됐을 때에 발생하는 격자 형상의 노이즈이다. 이와 같이 블록 노이즈는 규칙성을 가지기 때문에, 랜덤 잡음에 비해서 지각되기 쉽고, 특히 공간 주파수가 낮고 휘도 변화가 적은 평탄한 화상 영역에서 눈게 띄기 쉬워, 예를 들어 하늘이나 인간의 피부 등의 화상과 같이, 비교적 평탄하지만 그라데이션도 포함하는 영역에서 분명히 시인되는 것이 알려져 있다.

블록 노이즈를 저감시키는 방법으로서, 일본 특허 공개 평성 제10-191335호 공보에는, 먼저 블록 경계 부분을 검출하고, 다음에 그 블록 경계 부분의 화상 데이터에 대하여 로우패스 필터 처리 등의 평활화 처리를 실시하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상술한 블록 노이즈 저감 방법에서는 블록 경계 부분인지 단순한 화상의 윤곽 부분인지를 확실히 판별하는 것이 어려워, 화상의 윤곽 부분을 블록 경계 부분으로 잘못해서 평활화 처리를 실시하면, 해상도가 저하하여 화상의 윤곽 부분이 희미해져 버린다고 한 문제가 있었다.

발명의 개시

본 발명의 블록 노이즈 저감 장치는, 압축 부호화된 화상 신호를 복호화한 복호 화상 신호로부터 블록 노이즈를 저감하는 블록 노이즈 저감 장치로서, 프레임간에서의 복호 화상 신호의 상관의 높이를 판정하는 프레임 상관 판정부와, 복호 화상 신호 중에서 근린 화소와의 휘도차가 작은 화상 영역을 평탄 영역으로서 검출하는 평탄 영역 검출부와, 복호 화상 신호 중에서 높은 공간 주파수 성분을 포함하 는 화상 영역을 고주파 영역으로서 검출하는 고주파 영역 검출부와, 소정 영역에 대한 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시하는 평활화 처리부와, 평활화 처리부가 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시해야 되는 화상 영역을 지정하는 처리 영역 설정부를 구비하고, 처리 영역 설정부는 적어도 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 복호 화상 신호의 평탄 영역이며 또한 고주파 영역이 아닌 영역을 처리 영역으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 블록 노이즈 저감 장치는 복호 화상 신호의 중에서 동화상 영역을 검출하는 동화상 영역 검출부를 구비하고, 처리 영역 설정부는 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 복호 화상 신호의 평탄 영역이며 또한 고주파 영역이 아닌 영역, 또는 동화상 영역 또한 평탄 영역이며 또한 고주파 영역이 아닌 영역을 처리 영역으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 프레임 상관 판정부와 동화상 영역 검출부의 회로 블록도,

도 3(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평탄 영역 검출부(30)의 회로 블록도,

도 3(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평탄 영 역 검출용 매트릭스의 일례를 나타내는 도면,

도 4(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 고주파 영역 검출부의 회로 블록,

도 4(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 고주파 영역 검출부의 2차원 하이패스 필터의 계수 행렬을 나타내는 도면,

도 5(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평활화 처리부의 회로 블록,

도 5(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평활화 처리부의 2차원 로우패스 필터의 계수 행렬을 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도,

도 7(a)는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평활화 처리부의 계수 메모리(163)의 약한 2차원 로우패스 필터 처리를 실행하기 위한 제 1 계수 행렬을 나타내는 도표,

도 7(b)는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평활화 처리부의 계수 메모리(163)의 강한 2차원 로우패스 필터 처리를 실행하기 위한 제 2 계수 행렬을 나타내는 도표,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도,

도 9는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 승수 산출 회로의 회로 블록도,

도 10(a)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 승수 산출 회로의 동작을 설명하기 위한 처리 영역 신호를 나타내는 도면,

도 10(b)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 승수 산출 회로의 동작을 설명하기 위한 산출된 승수 A를 나타내는 도면,

도 10(c)는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 승수 산출 회로의 동작을 설명하기 위한 산출된 승수 (1-A)를 나타내는 도면.

부호의 설명

10, 110 : 프레임 상관 판정부 12 :누적 가산 회로

14, 28, 36, 45 : 비교기 16 : 홀드 회로

20 : 동화상 영역 검출부 22, 69 : 지연 회로

24, 34 : 차분 회로 26, 35, 44 : 절대값 회로

30 : 평탄 영역 검출부 31, 41, 61, 2651 : 라인 메모리

32 : 최대값 검출 회로 33 : 최소값 검출 회로

40 : 고주파 영역 검출부 42, 63, 163, 2653 : 계수 메모리

43, 62, 2652 : 곱합 연산 회로 50 : 처리 영역 설정부

52 : OR 회로 54 : 인버터

56 : AND 회로 60, 160, 260 : 평활화 처리부

64 : 선택기 265 : 승수 산출 회로

266, 267 : 승산 회로 268 : 가산 회로

2654 : 감산 회로

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도로서, 프레임 상관 판정부(10)와 동화상 영역 검출부(20)와 평탄 영역 검출부(30)와 고주파 영역 검출부(40)와 처리 영역 설정부(50)와 평활화 처리부(60)를 구비하고 있다.

프레임 상관 판정부(10)는 입력한 복호 화상 신호(이하, 단순히 「화상 신호」라고 약기함)와 1프레임 앞의 화상 신호와의 차분에 근거하여 화면 전체에서의 프레임간의 상관의 높이를 판정하고, 프레임간에서의 화상 신호의 상관이 낮은 것을 나타내는 프레임 상관 신호를 출력한다. 동화상 영역 검출부(20)는 입력한 화상 신호와 1프레임 앞의 화상 신호와의 차분에 근거하여, 프레임간에서 화상 신호 레벨의 변화가 큰 동화상 영역을 검출하고, 그 영역을 나타내는 동화상 영역 신호를 출력한다. 평탄 영역 검출부(30)는 근린 화소와의 휘도차, 즉 화상 신호 레벨차가 작은 화상 영역을 검출하고, 그 영역을 나타내는 평탄 영역 신호를 출력한다. 고주파 영역 검출부(40)는 높은 공간 주파수 성분을 포함하는 화상의 영역을 고주파 영역으로서 검출하고, 그 영역을 나타내는 고주파 영역 신호를 출력한다.

처리 영역 설정부(50)는 프레임 상관 신호와 동화상 영역 신호와 평탄 영역 신호와 고주파 영역 신호에 근거하여, 화상 신호에 대해서 평활화 처리를 실시해야 되는 영역을 설정하고, 그 영역을 나타내는 처리 영역 신호를 출력한다. OR 회로(52)는 프레임 상관 신호와 동화상 영역 신호와의 논리합을 출력한다. 따라서, OR 회로(52)의 출력은 화면 전체에서의 프레임간의 상관이 낮은 신호인지 또는 동화상 영역인지를 나타낸다. 인버터(54)는 고주파 영역 신호의 논리 부정을 출력한다. 따라서, 인버터(54)의 출력은 높은 공간 주파수 성분을 갖지 않는 화상 영역을 나타낸다. AND 회로(56)는 OR 회로(52)의 출력과 인버터(54)의 출력과 평탄 영역 검출부(30)로부터의 평탄 영역 신호와의 논리곱을 출력한다. 따라서, AND 회로(56)의 출력, 즉 처리 영역 신호는,

(1) 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 평탄 영역이며, 또한 고주파 영역이 아닌 영역,

또는,

(2) 동화상 영역이고, 또한 평탄 영역이며, 고주파 영역이 아닌 영역,

인 것을 나타낸다.

평활화 처리부(60)는 처리 영역 신호가 나타내는 화상 영역에 대한 화상 신호에 로우패스 필터 처리 등의 평활화 처리를 실시하여, 블록 노이즈를 저감한 화상 신호를 출력한다. 즉, 상술한 (1) 및 (2)에 대응하는 영역에서는 화상 신호에 평활화 처리를 실시하여 블록 노이즈를 억제한다. 그 이외의 영역에서는 평활화 처리는 실행하지 않는다.

이상의 구성에 의해, 카메라를 이동하면서 촬영한 화상 등, 화면 전체에서 화상 신호가 변화되는 등, 프레임간의 상관이 낮아진 경우에는, 인접 화소간의 화상 신호 레벨차가 비교적 작고, 또한 높은 공간 주파수 성분을 포함하지 않는 영역에서 화상 신호의 평활화 처리가 실행된다. 또한, 프레임간의 상관이 비교적 높은 경우이더라도, 특히 동화상 부분에서 부분적으로 발생하는 블록 노이즈도 억제할 수 있다. 이와 같이, 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치는 해상도를 손상하는 일 없이, 눈에 띄기 쉬운 영역의 블록 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있다.

이하에, 각 블록에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 프레임 상관 판정부(10) 및 동화상 영역 검출부(20)의 회로 블록도이다.

먼저 동화상 영역 검출부(20)에 대해서 설명한다. 지연 회로(22)는 입력한 화상 신호를 1프레임만큼 지연한다. 차분 회로(24)는 입력한 화상 신호와 지연 회로(22)로부터 출력된 1프레임 앞의 화상 신호와의 차분을 계산하고, 절대값 회로(26)는 그 차분의 절대값을 계산한다. 비교기(28)는 절대값 회로(26)의 출력과 동화상 영역 검출용의 임계값을 비교하여, 절대값 회로(26)의 출력이 동화상 영역 검출용 임계값 미만인 경우에는 「0」을, 임계값 이상인 경우에는 「1」을 동화상 영역 신호로서 출력한다. 따라서, 동화상 영역 신호는 입력한 화상 신호가 동화상 영역인 경우에는 「1」, 그렇지 않은 경우에는 「0」으로 된다.

프레임 상관 판정부(10)는 누적 가산 회로(12)와 비교기(14)와 홀드 회로(16)를 구비하고 있다. 누적 가산 회로(12)는 동화상 영역 신호가 「1」로 되는 화소의 총합을 구한다. 비교기(14)는 누적 가산 회로(12)의 출력과 프레임 상관 판정용 임계값을 비교하여, 누적 가산 회로(12)의 출력이 프레임 상관 판정용 임계값 미만인 경우에는 「0」을, 임계값 이상인 경우에는 「1」을 출력한다. 그 결과, 비교기(14)의 출력이 「0」으로 되는 프레임에서는 프레임간의 상관은 높고, 「1」로 되는 프레임에서는 프레임간의 상관은 낮아진다. 따라서, 비교기(14)의 출력이 「1」로 되는 프레임에서는 블록 노이즈가 발생하기 쉽다. 그리고, 홀드 회로(16)는 비교기(14)의 출력이 일단 「1」로 된 경우에 여러 프레임간에 걸쳐서 「1」의 상태를 유지하고, 그 신호를 프레임 상관 신호로서 출력한다. 또한, 프레임 상관 신호는 1프레임 기간 동안은 일정하다.

화면이 전환된 직후나 카메라의 플래쉬가 번쩍인 순간 등, 누적 가산 회로(12)의 출력이 극단적으로 커진 경우, 즉 프레임간에서의 화상 신호의 상관이 극단적으로 낮아진 경우에는, 그 후의 프레임간의 상관이 높아졌다고 하더라도, 여러 프레임간 연속해서 블록 노이즈가 발생하는 경우가 있다. 이러한 경우에 대처하기 위해서 홀드 회로(16)가 마련되어 있다. 그리고, 실시예 1에 있어서는 홀드 회로(16)의 유지 기간을 7프레임으로 설정함으로써, 여러 프레임에 걸쳐서 발생하는 블록 노이즈에 대응하고 있다. 또한, 누적 가산 회로(12)의 출력이 커질수록 상기 홀드 회로의 홀드 기간을 길게 하는 구성으로 해도 된다.

도 3(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평탄 영역 검출부(30)의 회로 블록도이다. 평탄 영역 검출부(30)는 주목하는 화소를 포함하여 m×n 화소(m, n은 정의 정수)로 구성된 평탄 영역 검출용 매트릭스를 이용하 여 근린 화소간의 화상 신호 레벨이 작은 평탄 영역의 검출을 실행한다. 도 3(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평탄 영역 검출용 매트릭스의 일례를 나타내는 도면이다. 실시예 1에서는, 주목 화소를 중심으로 한 5×5 화소의 매트릭스를 이용하여 평탄 영역을 검출하는 것으로서 설명한다. 라인 메모리(31)는 5×5 화소의 매트릭스로부터 25화소분의 화상 신호를 추출하기 위해서, 적어도 4라인분의 화상 신호를 축적한다. 최대값 검출 회로(32)는 5×5 화소의 매트릭스내의 25화소분의 화상 신호의 최대값을 검출하고, 최소값 검출 회로(33)는 동일한 매트릭스내의 화상 신호의 최소값을 검출한다. 그리고, 차분 회로(34)는 최대값과 최소값과의 차분을 구하고, 절대값 회로(35)는 그 차분의 절대값을 구한다. 비교기(36)는 절대값 회로(35)의 출력과 평탄 영역 검출용 임계값을 비교하여, 절대값 회로(35)의 출력이 평탄 영역 검출용 임계값 이상이면 주목 화소는 평탄 영역에 속하지 않는다고 판정하여 평탄 영역 신호 「0」을 출력한다. 또한, 절대값 회로(35)의 출력이 평탄 영역 검출용 임계값 미만이면 주목 화소는 평탄 영역에 속한다고 판정하여, 평탄 영역 신호 「1」을 출력한다. 이러한 구성으로 함으로써, 비교적 간단한 회로 구성으로 평탄 영역의 검출을 실행할 수 있다. 그리고, 평탄 영역 신호가 「1」로 되는 영역은, 블록 노이즈가 시각적으로 눈에 띄기 쉬운 영역인 것을 나타내고 있다.

도 4(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 고주파 영역 검출부(40)의 회로 블록도이다. 고주파 영역 검출부(40)는 주목하는 화소를 포함하고, j×k 화소(j, k는 정의 정수)로 구성된 고주파 영역 검출용 매트릭스를 이용하여 높은 공간 주파수 성분을 포함하는 화상의 영역을 나타내는 고주파 영역을 검출한다. 실시예 1에서는, 주목 화소를 중심으로 하는 3×3 화소의 고주파 영역 검출용 매트릭스를 이용한 하이패스 필터 처리를 실행하는 것으로서 설명한다. 라인 메모리(41)는 3×3 화소의 매트릭스로부터 9화소분의 화상 신호를 추출하기 위해서 적어도 2라인분의 화상 신호를 축적한다. 계수 메모리(42)는 2차원 하이패스 필터의 3×3 화소의 계수 행렬을 저장하고 있는 메모리이다. 도 4(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 2차원 하이패스 필터의 계수 행렬을 나타내고 있다. 곱합 연산 회로(43)는 3×3 화소의 매트릭스의 각 화소 위치에서의 화상 신호에 하이패스 필터의 계수를 각각 곱하고, 또한 그것들의 총합을 구하여, 그것을 주목 화소의 하이패스 필터 처리 후의 화상 신호로서 출력한다. 절대값 회로(44)는 하이패스 처리 후의 화상 신호를 그 절대값으로 변환한다. 비교기(45)는 절대값 회로(44)의 출력과 고주파 영역 검출용 임계값을 비교하여, 절대값 회로(44)의 출력이 임계값 미만인 경우에는 「0」을, 임계값 이상인 경우에는 「1」을 고주파 영역 신호로서 출력한다. 따라서, 고주파 영역 신호가 「1」로 되는 영역은 해상도의 열화를 방지하기 위해서 평활화 처리를 실시하지 않은 영역을 나타내고 있다. 또한, 블록 노이즈 그 자체를 검출하여 고주파 영역으로 하지 않기 때문에, 수평 및 수직 방향의 하이패스 필터의 감도를 작게 하도록 하이패스 필터의 계수를 설정하고 있다.

또한, 상술한 동화상 영역 검출용 임계값, 프레임 상관 판정용 임계값, 평탄 영역 검출용 임계값, 고주파 영역 검출용 임계값에 대해서는, 실시예에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치를 이용한 화상 표시 장치에서의 화상 평가에 근거하고 결정하였다.

처리 영역 설정부(50)는 화상 신호에 평활화 처리를 실시해야 되는 화상 영역을 나타내는 처리 영역 신호를 출력한다. 평활화해야 하는 화상 영역은 프레임 상관 신호가 「1」이거나 동화상 영역 신호가 「1」이고, 또한 평탄 영역 신호가 「1」이며, 또한 고주파 영역 신호가 「0」인 영역이다. 따라서, 처리 영역 설정부(50)는 이들 조건을 만족하도록 OR 회로(52), 인버터(54), AND 회로(56)를 이용하여 구성되어 있다.

도 5(a)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 평활화 처리부(60)의 회로 블록도이다. 평활화 처리부(60)는 주목하는 화소를 포함하고, q×u 화소(q, u는 정의 정수)로 구성된 평활화 처리용 매트릭스를 이용하여 화상 신호에 로우패스 필터 처리 등의 평활화 처리를 실시하는 것에 의해, 화상 신호에 포함되는 블록 노이즈 등의 고주파 성분을 제거한다. 실시예 1에 있어서는 주목하는 화소를 중심으로 한 5×5 화소의 매트릭스를 이용하여 로우패스 필터 처리를 실행하는 것으로서 설명한다. 라인 메모리(61)는 5×5 화소의 매트릭스로부터 화상 신호를 추출하기 위해서, 적어도 4라인분의 화상 신호를 축적한다. 계수 메모리(63)는 2차원 로우패스 필터의 계수를 저장하고 있는 메모리이다. 도 5(b)는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 차원 로우패스 필터의 계수 행렬의 예를 나타내고 있다. 곱합 연산 회로(62)는 5×5 화소의 매트릭스의 각 화소 위치에서의 화상 신호에 2차원 로우패스 필터의 계수를 각각 곱하고, 또한 그것 들의 총합을 구하여, 주목 화소의 로우패스 필터 처리 후의 화상 신호로서 출력한다. 선택기(64)는 처리 영역 신호에 근거하여, 평활화 처리를 실행하지 않은 화상 신호와 평활화 처리를 실행한 화상 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. 또한, 지연 회로(69)는 평활화 처리에 따르는 지연 시간을 보상하고, 2개의 화상 신호의 위상을 맞추기 위해서 마련하고 있다.

이상의 구성에 의해, 화면 전체에서의 프레임간의 상관이 작고 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역, 또는, 동화상 영역이고 또한 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역에서, 화상 신호의 평활화 처리가 실행된다. 이와 같이, 압축 부호화된 화상 신호를 복호화된 화상 신호에 대하여 화상의 해상도를 손상하는 일 없이, 눈에 띄기 쉬운 영역의 블록 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서의 동화상 영역 검출부(20)는 모든 화소에 대하여 프레임간의 화상 신호의 차분을 계산하는 것으로서 설명했지만, 회로 규모를 작게 하기 위해서, 차분을 계산하는 화소를 추출해도 무방하다. 예를 들면, 2×2 화소에 대하여 1화소를 선택하고, 그 화소에 대해서 차분을 계산해도 무방하다. 이와 같이, 검출 정밀도에 큰 영향을 미치지 않는 범위에서 차분을 계산하는 화소를 추출하는 것에 의해 회로 규모를 삭감할 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서의 평탄 영역 검출부(30)는 5×5 화소의 평활화 처리용 매트릭스를 이용했지만, 근린 화소간의 화상 신호 레벨차가 작은 영역을 검출할 수 있으면 다른 검출 방법을 이용하더라도 무방하다.

또한, 실시예 1에 있어서의 고주파 영역 검출부(40)는 비교기(45)를 이용하 여 절대값 회로(44)의 출력을 2치화하여 고주파 영역 신호로 하고 있지만, 고주파 영역이 확실하게 평활화 처리의 대상 외로 되도록 고주파 영역을 확대하기 위한 회로를 마련해도 된다. 예를 들면, 절대값 회로(44) 뒤에 영역 확대 회로를 마련하고, 영역 확대 회로는 절대값 회로(44)의 출력에 평균화 처리를 실시하여, 절대값 회로(44)의 검출 영역을 확대하는 구성으로 해도 된다.

또한, 실시예 1에 있어서의 고주파 영역 검출부(40)는 수평 및 수직 방향의 고역 성분 검출에 대하여 감도가 둔한 고역 검출 필터로서, 도 4에 나타내는 2차원 하이패스 필터를 이용했지만, 수평 및 수직 방향의 감도가 둔해지는 하이패스 필터이면 이 구성에 한하지 않고 이용할 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서의 평탄 영역 검출부(30), 고주파 영역 검출부(40) 및 평활화 처리부(60)는 각각 독립적으로 라인 메모리(31, 41, 61)를 구비하고 있지만, 이들 라인 메모리를 공용하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

또한, 복호 화상 신호가 인터레이스(interlace)인 경우이더라도, 지연 회로(22)는 입력한 화상을 1프레임, 즉 2필드만큼 지연하는 구성이 바람직하다. 이 구성에 의해, 프레임 상관 판정부(10)는 기수 필드끼리, 우수 필드끼리의 사이에서 상관을 판정할 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는 생략했지만, 라인 메모리나 프레임 메모리를 이용한 신호 처리에 따라, 각 회로 블록의 화상 신호간에 위상차가 발생하는 일이 있다. 그 경우에는 지연 회로 등을 이용하여 적절하게 위상 조정을 실행해 놓는다.

이상과 같이 본 실시예 1에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치에 의하면, 블록 노이즈가 발생하기 쉬운 프레임 또는 동화상 영역으로서, 블록 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 영역이고, 또한 높은 공간 주파수 성분을 포함하지 않는 영역에 대하여 평활화 처리를 실행하기 때문에, 해상도를 손상하는 일 없이 블록 노이즈를 저감할 수 있다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치는, 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 화상 신호의 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역, 또는, 동화상 영역이고 또한 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역에서 화상 신호의 평활화 처리를 실행하는 점은 실시예 1과 마찬가지이다. 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치가 실시예 1과 상이한 점은, 평활화 처리부에서 프레임 상관의 높이에 따라서 평활화 회로의 평활화의 정도를 제어하는 구성으로 한 점이다.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도이다. 도 6에서 실시예 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 이용하여 설명을 생략한다. 실시예 2에서는, 프레임 상관 판정부(110)의 누적 가산 회로(12)의 출력을 상관 강도 신호로서 취출하고, 상관 강도 신호에 근거하여 평활화 처리부(160)의 계수 메모리(163)의 2차원 로우패스 필터 계수 행렬을 전환하고 있다. 도 7(a), 도 7(b)는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 2차원 필터 처리의 계수 행렬을 나타내는 도면으로서, 도 7(a)는 약한 로우패스 필터 처리를 실행하기 위한 제 1 계수 행렬을, 도 7(b)는 강한 로우패스 필터 처리를 실행하기 위한 제 2 계수 행렬을 각각 나타내고 있다. 그리고, 상관 강도 신호의 크기에 따라서 제 1 계수 행렬과 제 2 계수 행렬을 전환하고 있다. 상관 강도 신호가 작을 때는 프레임간의 상관성은 높아, 강한 블록 노이즈가 발생할 가능성이 낮은 것을 나타내고 있기 때문에, 이 경우에는 평활화의 효과는 작지만 해상도가 저하할 우려가 적은 약한 로우패스 필터 처리를 실행한다. 한편, 상관 강도 신호가 클 때는 프레임간의 상관성이 낮아, 강한 블록 노이즈가 발생하는 가능성이 높기 때문에, 이 경우에는 블록 노이즈 저감 효과가 큰 강한 로우패스 필터 처리를 실행한다. 따라서, 상관 강도 신호가 작은 경우에는 제 1 계수 행렬을 이용하여 로우패스 필터 처리를 실시하고, 상관 강도 신호가 큰 경우에는 제 2 계수 행렬을 이용하여 로우패스 필터 처리를 실시한다.

이와 같이 상관량 신호에 근거하여 평활화의 정도를 제어함으로써, 표시 화상에 따른 블록 노이즈 저감 처리를 실행할 수 있다.

또한, 본 실시예 2에서는 도 7(a), 도 7(b)에 나타내는 2개의 계수 행렬을 이용하여 로우패스 필터 처리를 이용한 평활화 처리에 대해서 설명을 했지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니라, 그 밖의 계수 행렬을 가지는 필터 처리를 이용해도 되고, 또한 2개 이상의 계수 행렬을 상관 강도 신호에 근거하여 전환해도 된다. 또한, 평활화 처리로서는 상술한 로우패스 필터 처리에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 메디안 필터 등 다른 평활화 처리 수법을 이용해도 된다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치는, 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 화상 신호의 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역, 또는, 동화상 영역이고 또한 평탄 영역이며 고주파 영역이 아닌 영역에서 화상 신호의 평활화 처리를 실행하는 점은 실시예 1과 마찬가지이다. 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치가 실시예 1과 상이한 점은, 평활화 처리부에서 평활화 처리하지 않은 화상 신호와 평활화 처리된 화상 신호를 2자 택일적으로 전환하는 것이 아니라, 2개의 화상 신호를 임의의 비율로 혼합하는 것에 의해 2개의 화상 신호를 원활하게 전환하고 있는 점이다. 이와 같이 평활화 처리하지 않은 화상 신호와 평활화 처리된 화상 신호를 원활하게 전환하는 것에 의해, 2개의 화상 신호의 경계 부분에 부자연스러운 노이즈가 발생할 우려를 없앨 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 회로 블록도이다. 도 8에서 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 이용하여 설명을 생략한다. 실시예 3에 있어서의 평활화 처리부(260)는 평활화 처리를 실행한 화상 신호에 승수 A를 승산하는 승산 회로(266), 평활화 처리를 실행하지 않은 화상 신호에 승수 (1-A)를 승산하는 승산 회로(267), 2개의 승산 회로(266, 267)의 출력을 가산하는 가산 회로(268), 처리 영역 신호에 근거하여 승수 A와 승수 (1-A)를 산출하는 승수 산출 회로(265)를 구비하고 있다. 여기서, 승수 A는 0≤A≤1 범위의 값을 취한다. 따라서, 가산 회로(268)로부터 출력되는 화상 신호는, A=0의 경우에는 지연 회로(69)의 출력, 즉 평활화 처리를 실행하지 않은 화상 신호로서, A의 값이 커짐에 따라서 평활화 처리를 실행하지 않은 화상 신호의 비율이 감소하고 평활화 처리를 실행한 화상 신호의 비율이 증가한다. 그리고, A=1의 경우에는 평활화 처리를 실행한 화상 신호가 가산 회로(268)로부터 출력된다.

도 9는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 블록 노이즈 저감 장치의 승수 산출 회로(265)의 회로 블록도이고, 도 10(a), 도 10(b), 도 10(c)는 그 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10(a)는 승수 산출 회로(265)에 입력되는 처리 영역 신호를 나타내는 도면이다. 도 10(b), 도 10(c)는 승수 산출 회로(265)의 출력인 산출된 승수 A 및 승수 (1-A)를 각각 나타내는 도면이다. 승수 산출 회로(265)는 「0」 또는 「1」의 2치 신호인 처리 영역 신호에 2차원 로우패스 필터 처리 등의 평활화 처리를 실시하는 것에 의해 승수 A를 산출하고, 「1」에서 승수 A를 감산하는 것에 의해 승수 (1-A)를 산출한다. 따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 승수 산출 회로(265)는 평활화 처리용 매트릭스로부터 화상 신호를 취출하기 위한 라인 메모리(2651)와, 2차원 로우패스 필터의 계수 행렬을 저장한 계수 메모리(2653)와, 매트릭스의 각 화소 위치에서의 화상 신호에 계수를 곱하여 그것들의 총합을 구하는 곱합 연산 회로(2652)와, 승수 (1-A)를 산출하기 위한 감산 회로(2654)를 구비하고 있다. 계수 메모리(2653)가 저장하고 있는 계수 행렬로서는 예를 들면 도 5(b)에 나타낸 계수 행렬을 이용해도 된다. 그리고, 예를 들면 도 10(a)에 나타낸 처리 영역 신호를 입력한 경우, 승수 A 및 승수 (1-A)는 도 10(b), 도 10(c)에 나타내는 바와 같이 「0」과 「1」 사이에서 원활하게 변화되는 신호로 된다. 이렇게 해서 산출된 승수 A 및 승수 (1-A)를 이용하여, 평활화 처리를 실행한 화상 신호와 평활화 처리를 실행하고 있지 않은 화상 신호를 혼합하면서 전환하는 것에 의해, 이들 2개의 화상 신호가 원활하게 이어지기 때문에, 2개의 화상 신호의 경계 부분에 부자연스러운 노이즈가 발생할 우려가 없어진다.

이상과 같이, 본 발명의 블록 노이즈 저감 장치에 의하면, 압축 부호화된 화상 신호를 복호할 때에, 화상의 해상도를 손상하는 일 없이 블록 노이즈를 저감하는 블록 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 블록 노이즈 저감 장치는, 압축 부호화된 화상 신호를 복호할 때에, 화상의 해상도를 손상하는 일 없이 블록 노이즈를 저감하는 블록 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다. 이 때문에, 압축 부호화된 화상 신호를 복호한 복호 화상 신호로부터 블록 노이즈를 제거하는 블록 노이즈 저감 장치 및 블록 노이즈 저감 장치를 이용한 화상 표시 장치 등으로서 유용하다.

Claims

압축 부호화된 화상 신호를 복호화한 복호 화상 신호로부터 블록 노이즈를 저감하는 블록 노이즈 저감 장치로서,

프레임간에서의 상기 복호 화상 신호의 상관의 높이를 판정하는 프레임 상관 판정부와,

상기 복호 화상 신호 중에서 근린 화소와의 휘도차가 작은 화상 영역을 평탄 영역으로서 검출하는 평탄 영역 검출부와,

상기 복호 화상 신호 중에서 높은 공간 주파수 성분을 포함하는 화상 영역을 고주파 영역으로서 검출하는 고주파 영역 검출부와,

소정 영역에 대한 상기 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시하는 평활화 처리부와,

상기 평활화 처리부가 상기 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시해야 되는 화상 영역을 지정하는 처리 영역 설정부를 구비하되,

상기 처리 영역 설정부는, 적어도 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 상기 복호 화상 신호의 평탄 영역이면서 또한 고주파 영역이 아닌 영역을 처리 영역으로서 설정하는 것

을 특징으로 하는 블록 노이즈 저감 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복호 화상 신호 중에서 동화상 영역을 검출하는 동화상 영역 검출부를 구비하되,

상기 처리 영역 설정부는, 프레임간의 상관이 낮은 프레임에서의 상기 복호 화상 신호의 평탄 영역이면서 또한 고주파 영역이 아닌 영역, 또는 동화상 영역에서의 상기 복호 화상 신호의 평탄 영역이면서 또한 고주파 영역이 아닌 영역을 상기 처리 영역으로서 설정하는 것

을 특징으로 하는 블록 노이즈 저감 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평활화 처리부는, 프레임간에서의 상기 복호 화상 신호의 상관이 낮을수록 강한 평활화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 블록 노이즈 저감 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평활화 처리부는, 상기 복호 화상 신호에 평활화 처리를 실시하고, 또한, 상기 처리 영역과 상기 처리 영역 이외의 영역 사이에 천이 영역을 마련하고,

상기 천이 영역에서는, 상기 평활화 처리를 실시한 복호 화상 신호와 평활화 처리를 실시하지 않은 복호 화상 신호를 혼합하는 것

을 특징으로 하는 블록 노이즈 저감 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 블록 노이즈 저감 장치를 이용한 화상 표시 장치.