(57)【要約】  デジタル画像圧縮されたストリームをデコードするデコーダ手段と、ＶＬＤ部がデコードしたサブ情報を複数ブロック分保持しておく情報保持部と、デコーダ手段より生成された表示画像と、情報保持部に対してノイズ除去判定を行うノイズ判断部と、ノイズ判断部によりノイズ除去を行うと判定されたブロックに対して、逆量子化部から出力された画像データと、動き補償部から出力された動き補償データと、情報保持部に保持されたサブ情報と、を用いてノイズ除去を行うノイズ除去部と、ノイズ判断部によりノイズ除去を行うと判定した場合にはノイズ除去部の出力画像を、ノイズ除去を行わないと判定した場合には、デコード手段の出力を表示画像として保持する表示画像保持部と、を有する。
2010013543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像圧縮されたストリームを画像データとサブ情報にデコードするＶＬＤ部と、
ＶＬＤ部によりデコードされた画像データを逆量子化する逆量子化部と、
逆量子化されたデータを逆周波数変換する逆周波数変換部と、
ＶＬＤ部によりデコードされたサブ情報を元に動き補償を行う動き補償部と、を備えたデコーダ手段と、
ＶＬＤ部がデコードしたサブ情報を複数ブロック分保持しておく情報保持部と、
デコーダ手段より生成された表示画像と、情報保持部に対してノイズ除去判定を行うノイズ判断部と、
ノイズ判断部によりノイズ除去を行うと判定されたブロックに対して、逆量子化部から出力された画像データと、動き補償部から出力された動き補償データと、情報保持部に保持されたサブ情報と、を用いてノイズ除去を行うノイズ除去部と
ノイズ判断部によりノイズ除去を行うと判定した場合にはノイズ除去部の出力画像を、ノイズ除去を行わないと判定した場合には、デコード手段の出力を表示画像として保持する表示画像保持部と、
を有する事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項２】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、ノイズ除去部で使用する、サブ情報とは、量子化に用いる量子化値（ｑｕａｎｔｅｒ＿ｓｃａｌｅ）と、量子化マトリックス（ｑｕａｎｔｉｓｅｒ＿ｍａｔｒｉｘ）、イントラＤＣの量子化幅（ｉｎｔｒａ＿ｄｃ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）の情報である事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項３】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、ノイズ除去は、逆量子化部出力係数に対して係数を補正することで行い、
その補正された係数値は、ＶＬＤ部から出力されたサブ情報より算出した量子化幅で再量子化した際に、逆量子化部出力の係数値となる範囲内での補正を行う事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項４】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、ノイズ除去を行うか否かの判断をそのブロックのエッジ情報や量子化値により決定する事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項５】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、ノイズ除去を行う際の逆量子化係数の補正値は、本ブロックの隣接ブロックの量子化値が小さいブロックの画像データを用いて算出する事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項６】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、デコード手段は、画像圧縮の国際標準方式であるＭＰＥＧ２である事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項７】
請求項１の圧縮画像ノイズ除去装置において、デコード手段は、画像圧縮の国際標準方式であるＨ．２６４である事を特徴とする圧縮画像ノイズ除去装置。
【請求項８】
画像データを周波数変換して係数にし、該係数を所定の量子化幅で量子化し、かつ、該量子化幅を示す量子化情報が付加された圧縮画像ストリームが入力される入力手段と、
該入力手段に入力された圧縮画像ストリームに対し、該量子化情報が示す量子化幅を用いて逆量子化し、復元係数にする逆量子化手段と、
該逆量子化手段で逆量子化された復元係数を補正する補正手段と、
該補正手段が補正する範囲を、該量子化情報が示す量子化幅を用いて制限する補正範囲制限手段と、
該補正手段で補正された復元係数を逆周波数変換する逆周波数変換手段と、
該逆周波数変換手段で逆周波数変換された画像データを出力する出力手段と、
を備える再生装置。
【発明の詳細な説明】
【参照による取り込み】
【０００１】
本出願は、２００８年７月３０日に出願された日本特許出願第２００８−１９５６３４号、の優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本特許は、デジタル圧縮画像の再生を行うデジタル映像機器が対象である。
【背景技術】
【０００３】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開平６−７０１７３（特許文献１）がある。該公報には「［目的］再生画像におけるリンギングの発生を防止する。［構成］ブロック毎の符号化画像を複合して得た画像の状態からエッジ判定部２２でエッジが存在するかを判定する。エッジを有するブロックについては、平面近似部３２でエッジの両側の領域について平面近似して、近似画像を作成する。そして、この近似画像をＤＣＴして、周波数領域に変換する。そして、これを演算部３８に供給し、周波数領域の復号画像に所定の内分比で加算する。すなわち、演算部において、量子化処理によって失われる高周波領域を付加する。この高周波領域の欠如がリンギングの原因であるため、演算器における処理によって、再生画像におけるリンギングを防止できる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７０１７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、デジタル放送の普及が進んでおり家庭で手軽にハイビジョンの画像を扱えるようになった。このデジタル画像は多くの情報量を有しており、通常は、動画像圧縮の国際標準方式であるＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４等で圧縮される。この圧縮では、画像情報を周波数変換し、高周波成分を量子化によりカットする事で、データ量の削減を行っている。この量子化によるデータ量の削減によって、圧縮画像では、高周波成分の欠落により画像のボケやモスキートノイズが発生する。【０００６】
これらのノイズの除去に関して、削減された周波数成分を予測する手法が提案されている（特開平６−７０１７３）。しかし、該特許では、対象ブロックの画像情報のみを用いて、近似画像を作成して、その高周波成分を付加する事でノイズ削減を行っている。この近似画像の精度によっては、画像圧縮を行う元の画像（原画像）と異なる画像となってしまい、補正画像と周辺画像と異なってしまい再生画像の品質が低下してしまう場合が考えられる。【０００７】
特に、通常の動画像圧縮における、量子化幅の制御は、人間の視覚特性に基づいてエッジ部分に対しては、量子化幅を広く設けるため、よりこの近似画像の精度は低くなり、最終的な補正画像の質も低下すると考えられる。【０００８】
デジタル圧縮画像を再生する際に、量子化により失われた成分を精度良く予測して高画質な再生画像が望まれる。本発明は、圧縮画像を高画質に再生することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧縮画像を高画質に再生することが出来る。【００１１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施例における、本発明の基本概念の一面を示した図である。
【図２】第２の実施例の構成を示す図である。
【図３】第３の実施例の構成を示す図である。
【図４】第２の実施例における、周辺ブロックデータの使用を示す図である。
【図５】第２の実施例における、画像信号を仮定した信号を周波数変換した場合のそれぞれの信号成分を示す図である。
【図６】第２の実施例における、図５に示した信号成分を量子化するイメージを示す図である。
【図７】第２の実施例における、周辺ブロックデータを使用する場合の構成を示す図である。
【図８】第３の実施例における、原画像評価算出を用いたノイズ除去の構成を示す図である。
【図９】第３の実施例における、係数のテーブル化と係数修正の具体例を示す図である。
【図１０】第４の実施例の構成を示す図である。
【図１１】第５の実施例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図を用いて第１の実施例について説明する。本実施例は、本発明の基本概念の一面を説明するものである。図１は、本発明の基本概念の一面を示す図である。図１の（１）は元係数１０１を表しており、ある成分（値）をもった係数を示している。図１の（２）は、元係数をある量子化幅１０２で量子化する例を示している。量子化とは、アナログデータなどの連続量を、デジタルデータなどを離散的な値に近似する事である。元係数をある量子化幅で量子化を行うと、元係数の成分が量子化幅により近似され、量子化後係数１０７となる。【００１５】
デジタルデータ圧縮の際にも、元係数をそのまま用いるのではなく、この量子化幅と量子化後係数を用いることで、大幅なデータ量の圧縮処理を実現している。【００１６】
次にこの量子化により圧縮されたデジタルデータの復元方法の説明を行う。復元には、量子化幅と量子化後係数より復元係数１０５を復元する。この処理は逆量子化と呼ばれる場合もある。この処理は、量子化幅の領域において、中央値に値を復元する例である。この量子化幅のどの位置に復元するかは、量子化側と逆量子化側双方で定義しておく。【００１７】
この復元した成分である復元係数と復元前の元係数の値の差分を量子化誤差１０４という。これは、デジタルデータ圧縮により生じたノイズである。この量子化幅と圧縮比の関係については一般的に、量子化幅を大きくするとデータの圧縮比は高くなるが量子化誤差が多くなり、量子化幅を小さくすると量子化誤差が少なくなるがデータ圧縮比は小さくなる。【００１８】
ここまでの処理の具体例を示す。例えば、元成分が５５という値を持っていた場合に、量子化幅２０で量子化を行う事を考える。その場合には、圧縮に用いるのは量子化後係数２、量子化幅２０という情報となる。この情報を元に逆量子化を行うと量子化幅の中間値に値を復元する場合、復元係数は５０となり、量子化誤差として、（元係数）５５−（復元係数）５０＝５が発生してしまう。【００１９】
この量子化誤差の除去については、復元係数について周辺情報やその成分の性質によりノイズの除去を行うが、ノイズ除去のために復元係数の成分を修正する場合には、１０６に示す様に逆量子化に用いた量子化幅領域内での成分の修正が必要となる。もし量子化誤差の除去のための処理により、復元係数の成分が１０６に示す逆量子化に用いた量子化幅領域を越えてしまった場合、それは元係数（原画像）と異なる係数（画像）になってしまったことを意味するからである。よって、ノイズ除去を行い忠実に元係数復元するには、この原理のノイズ除去、すなわち、量子化幅領域を越えない範囲でのノイズ除去を行うことが重要となる。
【実施例２】
【００２０】
本実施例は、画像圧縮方式としてＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２）方式を用いた例とする。しかし本発明では、ＭＰＥＧ２方式に限定せず、その他の圧縮方式（例えば、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ４、ＪＰＥＧ、ＶＣ１）等でも実現可能である。【００２１】
まず本実施例の概要を説明する。画像の圧縮時（エンコーダ側）において、画像情報は周波数成分に分解され量子化される。その際の量子化幅は、量子化値と量子化マトリックスとイントラＤＣの量子化幅でストリームに保存される。デコーダ側では、量子化後の係数と量子化幅の情報を取得する事が出来るので、エンコード時にその係数が量子化時にどの値の範囲にあったかを推測する事は可能である。デコード側でノイズ除去を行う際には、逆量子化後の係数に対して、その量子化幅の範囲に収まる様に値の補正を行う。【００２２】
図５は、画像信号を仮定した信号を周波数変換した場合のそれぞれの信号成分（５０３〜５１０）を示している。本図５では、簡単化のために８次元の成分に変換した例を示す。ＭＰＥＧ２では、この変換に８ｘ８毎に変換を行うＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）といわれる周波数変換を用いて、６４次元への変換を行う。図５の横軸５０１は、周波数を示し、右方向に行くにつれて高周波成分である事を表している。図５の縦軸５０２は、それぞれの周波数成分の値を示し、絶対値が大きいほどその周波数成分が多く存在する事を示している。次に、画像圧縮ではこの周波数成分に対して量子化の処理を行う。【００２３】
図６に、図５に示した信号成分を量子化するイメージを示す。量子化は、それぞれの信号に対して個別に量子化幅６０１を算出して成分毎に量子化を行う。量子化幅６０１は、符号化を行う処理単位であるマクロブロック毎に与えられた量子化値と、ピクチャ毎に与えられる量子化マトリックスにより決定される。一般的には、高周波成分ほど量子化幅を大きくすることが画像圧縮では好ましい。この量子化幅で成分毎に個別に量子化を行い、量子化後係数と量子化幅をストリームにする事で画像圧縮を実現している。【００２４】
このストリームのデコード（復元、伸張）については、量子化係数と量子化幅より周波数成分を復元し、その周波数成分を逆周波数変換する事で画像情報に復元する。因みに、量子化に必要な情報としては、ＭＰＥＧ２規格では、量子化値（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ＿ｓｃａｌｅ）、量子化マトリックス（ｎｏｎ＿ｉｎｔｒａ／ｉｎｔｒａ＿ｑｕａｎｔｉｚｅｒ＿ｍａｔｒｉｘ）、イントラＤＣ量子化幅（ｉｎｔｒａ＿ｄｃ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）とＩｎｔｒａ／Ｉｎｔｅｒ切り替え情報（ｍａｃｒｏｂｌｏｃｋ＿ｉｎｔｒａ）とで表記されている。他規格においても、量子化を行うために必要な情報が対象となる。【００２５】
この画像圧縮前画像と画像復元後画像では、実施例１で説明した様な量子化誤差によりノイズが発生する。このノイズは一般的に、モスキートノイズやブロックノイズと呼ばれている。これらのノイズの除去に関しては、復元画像に各種フィルタを施すことで実現可能である。しかし、ノイズ除去を行う復元画像の修正には、圧縮に用いた量子化幅の範囲内で行わないと圧縮前の画像とは異なる画像になってしまう。ノイズの除去を行い圧縮前の画像を忠実に復元するためには、この原理のノイズ除去を行う必要がある。【００２６】
図２に本実施例の構成を示す。図２の左部分はＭＰＥＧ２のデコーダ手段２０１を示している。ＭＰＥＧ２のＶｉｄｅｏストリームは、ＶＬＤ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）ブロック２０２に入力され可変長逆符号化によりストリームから、量子化後係数２０８や量子化幅２０９を算出するための量子化情報２０５と、動きベクトル等の動き情報２０６との変換を行う。量子化後係数は、逆量子化部２０３にて逆量子化され、逆周波数変換部で逆周波数変換が行われる。量子化幅となる量子化情報２０５は、ＶＬＤ部から逆量子化部や情報保持部に出力される。動き情報２０６は、動き補償部２０７に出力される。動き補償部では、動き情報により以前の復号画像から予測画像を生成して、逆周波数変換部の情報と加算する事で、表示を行う復号画像２１０を生成する。この復号画像は、次のピクチャのための参照画像として使用するため動き補償部で保持を行う。以上がデコーダ手段の説明である。これは、通常のＭＰＥＧ２のデコーダと同様の動作となる。このＭＰＥＧ２でデコードした画像は、量子化ノイズであるモスキートノイズやブロックノイズを含んでいるので、右側のブロックでノイズ除去を行う。本ノイズ除去は、ＭＰＥＧのデコード処理のＤＣＴの単位である８ｘ８ブロック毎に行う。【００２７】
ノイズ判断部２５０について説明する。デコーダにより生成された復号画像は、ノイズ判断部に入力される。ここでは、デコードを行うブロック単位（ＭＰＥＧ２では８ｘ８画素単位）に復号画像の情報や、量子化情報や、ピクチャ情報や、周辺画像情報より対象ブロックがノイズ除去を行うべきかの判断を行う。圧縮画像のノイズは、エッジ画像を含んでいる場合に多く発生する。これは、エッジには多くの高周波成分が含まれており、この高周波成分が量子化により欠落するために発生する。よって、本ブロックでは、デコーダ手段により生成した復号画像に対してエッジ情報が存在するかの解析を行う。解析方法としては、画素間の差分を取り、差分値がある閾値より大きい場合にはエッジとするなどとして検出を行う。また、エッジ検出用のフィルタを用いても良い。また、対象ブロックの量子化値を解析する事でノイズの判定を行う手法も考えられる。これは、動画像の符号化において人間の視覚特性により高周波のノイズは目立ち難いという特性があり、急峻なエッジを含んだブロックは量子化値を大きくするという傾向がある。よって、本ブロックの量子化値が大きい場合には、その部分にはエッジ情報を含んでいると判断してもよい。更に、両者（画像の情報と量子化の情報を）を用いて総合的に判断する事でより高精度のエッジ検出も可能である。【００２８】
また、動画像では画像の動きが激しい部分でのノイズは目立ち辛いという特徴がある。よって、動きが激しい部分においては、ノイズ除去を行わない判断をしても良い。【００２９】
また、ユーザの好みによりノイズ所を行わないモードが存在する場合もある。そのようなユーザ指定によりノイズ除去を行わない判断をしても良い。【００３０】
ノイズ除去部２５１について説明する。本ブロックは、ノイズ判断部によりノイズ削除を行うと判断したブロックのみに対してノイズ除去を行う。ノイズ除去の方法としては、画像圧縮時の周波数領域での量子化により欠落したデータを予測する事で行う。本手法の基本的な考え方を下記に示す。復号画像について、周辺画像からの絵柄の推測や、エッジとノイズの切り分けにより、エッジはよりエッジらしく、ノイズは除去する処理を行う。この操作によりノイズ除去を行った予測画像を作成する。周辺画像からの情報利用については後述する。【００３１】
周波数変換部２５２について説明する。本ブロックでは、ノイズ除去を行った画像に対して周波数変換を行う。周波数変換の方式としては、逆周波数変換と対応した方式とする。ＭＰＥＧの場合にはＤＣＴを用いる。【００３２】
量子化幅チェック部２５３について説明する。本ブロックでは、量子化後係数と量子化幅からノイズ除去後の画像が、量子化幅内の領域に存在しているかのチェックを行う。【００３３】
この量子化幅チェックにより、すべての係数が量子化幅に収まる場合には、修正は妥当と判断してその画像を表示画像として表示画保持部２５４に転送する。量子化幅チェックで量子化幅外になってしまった場合には、その情報を共に再度のノイズ除去部に転送してノイズ除去を行っても良いし、ノイズ除去前の画像を表示画像として表示画像保持部に転送しても良い。【００３４】
次に、図４Ａ、４Ｂを用いて周辺ブロックデータの使用について説明する。図４Ａ、４Ｂはデコードが終了した復号画像４０１を表している。デコードは矩形のマクロブロック４０２単位に行う。量子化値もこのマクロブロック単位に値を設定する事ができる。図４Ａは、背景４０４とある物体４０３とが撮影されているシーンであり、量子化ノイズ４０５は物体と背景を両方含んでいるマクロブロックで多く発生する。この際の量子化値４０７のきざみ４０６の例を図４Ｂに示す。これは、エンコード時に設定した量子化値であり、人間の視覚特性により平坦な部分でより細かく、エッジの部分で荒く量子化されるのが一般的である。このような場合には、あるブロックのノイズ除去を行うための周辺ブロックの情報利用は、量子化値の小さいブロックからの情報を利用した方が、有効な情報を取得できる可能性が高い。これは、この量子化値が小さいブロックでは、高周波データの欠落は少なく、再生画像の品質も良いと考えられる。また、図４Ａにおいて、物体と背景を含んだブロックについて、背景は背景情報４０８、物体は物体情報４０９を用いてノイズ除去を行った方がより効率よくノイズ除去が可能となる。具体的には、この周辺情報をノイズ除去部の予測画像を作成する際の情報として用いる。また、この周辺情報を用いる手法のほかに、過去や未来のフレームの情報を用いる、輝度や色差の情報を用いる等が有効である。【００３５】
図７に、この周辺ブロックの使用を行うための構成を示す。図２の構成に加えて新たにメモリ部７０１を追加することで、量子化値と復号画像を保持しておき、ノイズ除去部で用いる。【００３６】
このメモリ部では、ノイズ除去後のフレームを保持しておき次のフレーム以降のノイズ除去に使用しても良い。この場合には、ノイズ除去後の画像に対して動き情報を用いて動き補償を行い、予測画像としてノイズ除去を行う。【００３７】
また、メモリ部にて量子化値を保持しておき、その量子化値を用いてノイズ除去に使用しても良い。これは、Ｉ−ピクチャとＰ／Ｂ−ピクチャでは量子化の大きさが異なるため、Ｉ−ピクチャでの量子化値を継続的に用いてノイズ除去することで、ピクチャごとのノイズ除去を均等に処理する事が可能となり、動画での高画質なノイズ除去を実現できる。
【実施例３】
【００３８】
第２の実施例のノイズ除去は、復号画像にノイズ除去を施し、そのノイズ除去後の画像が量子化幅に収まっているかをチェックする構成であったが、第３の実施例では、デコーダ途中の周波数成分上で修正する実施例について説明する。【００３９】
図３に、本実施例の構成を示す。図内のデコーダ手段２０１については、第２の実施例と同様のものである。【００４０】
周波数変換部３０１について説明する。周波数変換部は、動き補償部から出力された予測画像に対して周波数変換を行う。周波数変換方法については、逆周波数変換部２０４に対応した手法とする。ＭＰＥＧの場合にはＤＣＴとする。【００４１】
そして、周波数変換部と逆量子化部２０３の出力の加算３０２を行う。これにより、復号画像をＤＣＴしたものと同様の情報を作成する。３０１と３０２の操作は、復号画像の周波数変換情報を取得するための操作であり、デコーダ手段で作成した復号画像に対してＤＣＴを施す方式であっても構わない。【００４２】
修正幅算出部３０３について説明する。デコーダ手段より量子化後係数と量子化幅の情報を取得して、復号画像の周波数成分に対して量子化幅の領域を超えない周波数成分の修正幅の計算を行う。【００４３】
逆周波数変換部３０５について説明する。本ブロックは、ノイズ除去を行った周波数成分を逆周波数変換して表示画像を作成するブロックである。【００４４】
表示画像保持部２５４は、表示画像を保持しておくブロックである。【００４５】
ノイズ判断部３０６について説明する。加算機３０２により生成された復号画像にＤＣＴをかけた情報を入力として、対象ブロックに対してノイズ除去を行うかの判断を行う。基本的には、図のノイズ除去部２５０と同様の機能を有する。しかし、入力が周波数成分であるため、周波数成分での判断となる。【００４６】
本ブロックでは、逆周波数変換を行い画像領域でノイズ判断を行ってもよい。また、周辺ブロック、過去、未来のブロックを用いて判断を行ってもかまわない。ただし、その場合には、メモリを用いて判断を行う情報の保持を行っておく必要が生じる。【００４７】
ノイズ除去部３０４の説明を行う。ノイズ除去部は、３０２の加算部より出力された復号画像の周波数成分の情報に対してノイズ除去を行う。この周波数成分でのノイズ除去による値の修正の幅は、修正幅算出部で計算された幅内で修正を行う。この際、修正の方法は以下の方法が考えられる。
・自然画像等の原画像の成分をパターン化し、復号画像の周波数成分に近いパターンとする。
・図８に示す方法（後述する）
前者の方法について、詳しく説明する。これは、周波数成分上でノイズ除去を行う方法である。自然画像や人工画像はノイズが少なくくっきりとした画像であるのが一般的である。それらの画像をＤＣＴ等の周波数変換を用いて周波数変換すると特徴的な変換結果となる。自然画像、人工画像色々なパターンを周波数変換した係数をテーブル化しておく。そして、量子化後の係数に対して一番近いパターンをテーブルから探して量子化後の係数を修正する。【００４８】
図９に、係数のテーブル化と係数修正の具体例を示す。９０１は、周波数変換係数を表しており、本例では８ｘ８のＤＣＴを用いた場合を想定しているので６４係数存在する。左上の係数を直流分成分９０４（ＤＣ成分）として、右方向は横方向成分の低周波成分から高周波成分を表し、下方向は縦方向成分の低周波成分から高周波成分を表している。テーブル化する際には、自然画像や人工画像に対してＤＣＴを施し、低周波のある塊である低域成分郡９０２（図の斜線ブロック）の組み合わせにより、高域成分郡９０３（図の無地ブロック）の成分をテーブル化しておく。これは、量子化後係数は、量子化により高域成分は多く削られており、低域成分は情報が多く残っている場合が多いのでそのような構成にしておくことが望ましい。また、この低域成分郡と高域成分郡との切り分けは、確保できるテーブルのメモリ量により決めることができる。多くのテーブルを確保できる場合には、低域領域郡は広めに、逆の場合には狭めにする必要がある。低域領域郡を広くした方が係数の修正をより正しくできる。【００４９】
次に、そのテーブルを用いての量子化後係数の修正方法について説明する。デコード時の逆量子化後の係数の低域成分郡係数で上記のテーブルを参照して、高域成分郡を引き出し逆量子化後の係数の高域成分郡の値を修正する。これは、特に逆量子化後の係数の高域成分郡が０であった場合に、テーブルの値を参照して値を入れ替えるのが効果的である。この際には、各広域成分郡について実施例１で説明した量子化幅の確認も行うことが望ましい。【００５０】
また、図４に示すような周辺のブロックや過去、未来の画像の周波数成分から類似したブロックの情報を参照することで、逆量子化後の係数の修正を行っても良い。【００５１】
次に後者の説明を行う。図８に、原画像評価算出を用いたノイズ除去の構成を示す。図３の構成に加えて原画像評価算出８０２ブロックを新たに追加する。【００５２】
原画像評価算出部は、逆周波数変換部より入力した表示画像に対して、評価関数により、評価値を算出する。この評価関数は、自然画像や人工画像等でより特徴的な数値を示す評価関数が望ましい。また、評価関数の算出にあたっては、処理対象ブロック内部の情報のみを使用するのではなく、周辺ブロックや過去・未来のフレーム内の情報を用いて算出しても良い。その場合には、別途メモリを用いて評価値算出に利用するデータの保持を行っておく。【００５３】
ノイズ除去部８０１は、修正幅算出部で算出したノイズ除去部で周波数成分を変更する修正幅内で、加算部３０２で生成した復号画像の周波数成分情報を修正する。そして、逆周波数変換を行い、現画評価値算出部にて評価値を算出する。その値を再度ノイズ除去部にフィードバックする。その操作を復号画像の周波数成分を修正するたびに行う。そして、評価値が一番原画らしさを示す周波数成分を修正後の成分として採用する。【００５４】
次に、予測画作成の際の、周辺ブロック情報の使用について説明する。動画像符号化では、量子化値を画像内部のブロック単位で切り替える。例えばＭＰＥＧ２では、１６ｘ１６画素のブロック単位で切り替える事で、フレーム内の画像の傾向に合わせて画像圧縮を可能としている。この量子化値が小さいブロックでは、高周波データの欠落は少なく、再生画像の品質も良いと考えられる。よって、処理対象ブロックの隣接ブロックを調査し、量子化値が小さいブロックがある場合には、そのブロックの情報を積極的に使用する。具体的には、予測画像生成において、量子化値が小さい隣接ブロックの隣接画素を、本ブロックの予測画像の値とする。こうする事で、ブロック間に生じるブロック歪についても低減する効果が期待できる。この周辺ブロックの量子化情報は、情報保持部により実現する。図３に例を示す。復号画像に対して量子化値のきざみを考慮して周辺ブロックの画像データを利用する。
【実施例４】
【００５５】
本実施例では、Ｈ．２６４（ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４）／ＭＰＥＧ４  ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０）やＶＣ１（マイクロソフトが開発した動画像圧縮方式でありＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｍｅｄｉａ  Ｖｉｄｅｏ  ９を規格化したもの）の場合の構成について示す。これらの動画像符号化の規格においても、実施例１の原理の元ノイズ除去を行う。また、本実施例は、実施例２の方式とほぼ同様の考え方となるが、取り扱う符号化規格が異なるため符号化ツールが異なり、実施例２の方式をそのまま適用できない。よって、実施例２との差分の部分について特に詳しく説明する。【００５６】
これらの規格では、復号画像に対してループ内フィルタ（デブロッキングフィルタ）と呼ばれるフィルタリングの処理が実施される。【００５７】
図１０に本実施例の構成図を示す。Ｖｉｄｅｏのストリームは、ＶＬＤ部１００２にて可変長符号化のデコードを行い、画像データと、量子化値やマトリックスの情報など量子化幅を算出するための量子化情報１００５や動き情報１００６やブロックモード情報等のサブ情報に分けられる。画像データは、逆量子化部１００３で逆量子化の処理を行い、逆周波数変換部１００４にて逆周波数変換が行われる。この際、逆量子化ブロックには量子化情報が供給される。なお、Ｈ．２６４やＶＣ１では、ブロックの分割サイズが４ｘ４〜８ｘ８で可変サイズとなる。それらの情報は、ＶＬＤブロックから各ブロックに供給されるものとする。【００５８】
一方、動き情報１００６は動き補償部１００７に供給され動き補償を行う。この動き補償されたデータと逆周波数変換部を加えることで復号画像１０１０が生成される。【００５９】
また、本実施例の規格では、Ｉｎｔｒａ予測というデコードフレーム内の情報のみを用いて予測符号化するモードもあるが、本実施例では、この動き補償部でＩｎｔｒａ予測の処理も行う例としている。そして、この復号画像は、デブロッキングフィルタを行うＤＦ部１０１１にて、ブロックノイズ除去が行われる。これらの処理は、Ｈ．２６４／ＶＣ１の通常のデコーダをイメージしておりデコーダ手段１００１とする。【００６０】
復号画像１０１０は、ノイズ判断部１０５０に入力され、ノイズ除去を行うかの判定を行う。そして、ノイズ除去部１０５１にてノイズ除去を行う。そして、周波数変換部１０５２で周波数変換を行い、量子化幅チェック部１０５３にて量子化幅のチェックを行う。そして、ＤＦ２部１０５５にてデブロッキングフィルタを施し、表示画像保持部１０５４に保持され表示される。【００６１】
ノイズ判断部、ノイズ除去部、量子化幅チェック部について説明する。本ブロックは、基本的には図２のノイズ判断部、ノイズ除去部、量子化幅チェック部と同様の機能を有する。しかし、本実施例の規格では、周波数変換サイズが４ｘ４〜８ｘ８まで可変サイズであるので、その周波数変換サイズに合わせて処理を行う。ブロック分割サイズについては、ＶＬＤブロックでのサブ情報からＤＣＴのサイズを取得することで知ることができる。
ＤＦ２部について説明する。本ブロックでは、ノイズ除去部でノイズ除去した画像か、ノイズ判断部でノイズ判断が必要ないと判断されたブロックについて、デブロッキングフィルタを施す。但し、ノイズ除去部でノイズ除去を行った画像については、すでにノイズ除去がされているため、本ブロックでデブロッキングフィルタを施さなくても良い。【００６２】
また、すでにノイズ除去を行った場合でも、その結果に応じてデブロッキングフィルタを行うか、行わないかを切り替えても良い。【００６３】
また、ＤＦ２部は、ノイズ除去部でノイズ除去を行った場合にデブロッキングフィルタを施すか否かの判定を行う以外は、ＤＦ部と同様の機能を有するブロックであり、同じ回路を使用しても良い。
【実施例５】
【００６４】
実施例４は、復号画像に対してノイズ除去を行う例であったが、周波数ドメインでノイズ除去を行う例を本実施例に記す。基本的な考え方は、実施例３と同様であるが、取り扱う規格が異なるため符号化ツールが異なりそのままでは適用できない。本実施例では、Ｈ．２６４、ＶＣ１の時の差分について詳しく説明する。【００６５】
図１１は、Ｈ．２６４、ＶＣ１等の規格の際の周波数ドメイン上でノイズ除去を行う構成を示している。デコーダ手段１１０１は、図１０のデコーダ手段１００１と同様の構成である。【００６６】
周波数変換部１１５１は、デコーダ装置内で作成した動き補償後のデータを周波数変換するブロックである。周波数変換する際には、ＤＣＴのブロックサイズに合わせて周波数変換を行う必要ある。これらのＤＣＴブロックの情報は、ＶＬＤブロックから取得することができる。【００６７】
加算機１１５２、周波数変換部１１５１、ノイズ判断部１１６０、ノイズ除去部１１５５、修正幅算出部１１５３、逆周波数変換部１１５４、表示画像保持部１１５７については、図３の構成とほぼ同様の機能を有している。しかし、本実施例の規格ではＤＣＴのブロックサイズが４ｘ４〜８ｘ８までの可変ブロック分割であり、量子化についても同ブロックサイズで実行されるため、このブロックサイズを意識しての処理となる。【００６８】
ＤＦ２部１１５６について説明する。本ブロックは、図１０のＤＦ２とほぼ同様の機能を有する。【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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