(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横それぞれ所定個数の画素ごとに分割ブロック化され直交変換符号化された画像データを復号化した、モスキートノイズ及びブロック歪みを含む画像データに於て、注目画素の画素値とその近傍の複数個の画素の各画素値との差分値をそれぞれ検出する差分値検出手段と、
上記検出された各差分値と所定のしきい値とをそれぞれ比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果が上記差分値が上記しきい値以下である場合に上記画素値を選択出力し、上記しきい値より大きい場合にはゼロを出力する選択手段とを備え、
上記各選択手段の出力と上記注目画素の画素値とを加算し、その加算結果を上記選択手段が上記画素値を選択した個数に１を加えた値で除算し、フィルタ出力として出力する演算手段によりモスキートノイズを軽減するフィルタを構成し、
上記注目画素が上記ブロックの境界にあるか否かを検出し、その検出結果に応じて上記注目画素がブロックの境界にあることが検出された場合には、上記しきい値が大きくなるように変更する変更手段により上記演算手段をブロック歪みを軽減するフィルタとして機能させることを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブロック化された画像データのノイズを除去するためのフィルタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号を高能率に圧縮符号化する技術として、直交変換符号化方式が知られている。これは、画像信号を所定の画素数ごとにまとめてブロック化した後、離散コサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換を行い、変換後の係数に対して量子化、エントロピー符号化等を行うものである。
【０００３】
図３はブロック符号化の例として上記ＤＣＴを用いた符号化及び復号化装置を示すものである。
図３において、入力端子７０１より、ディジタル化された画像データが入力され、ブロック化回路７０２によりｍ×ｎ画素単位でブロック化される。ｍ×ｎ画素単位でブロック化された画像データは、動き判定回路７０３、ＤＣＴ回路７０４に出力される。動き判定回路７０３は、該当ブロックが動画領域のブロックか、静止画領域のブロックかを判定し、判定結果をブロックの動き情報としてＤＣＴ回路７０４に出力する。ＤＣＴ回路７０４は、ブロック化された画像データをＤＣＴ係数に直交変換する。このときＤＣＴ回路７０４は、動き判定回路７０３からの動き情報によって適応的にＤＣＴの処理を切り換えるようになっている。
【０００４】
ＤＣＴ係数に変換されたデータと該当ブロックの動き情報とは量子化回路７０５に入力され、ＤＣＴ係数はブロック単位で量子化される。量子化はＤＣＴ係数を量子化係数で割ることによって行われる。
【０００５】
量子化されたデータと動き情報、量子化パラメータとは、可変長符号化回路７０６でエントロピー符号化等の手法により符号化され、所望のデータ転送レートを得る。符号化されたデータは出力端子７０７により出力され、後段の回路で伝送路、あるいは記録媒体に適したフォーマット化がなされた後、伝送あるいは記録媒体に記録される。
【０００６】
復号時は、伝送された、あるいは記録媒体から再生されたデータが入力端子７０８からＥＣＣ回路７０９に入力され符号誤りの訂正が行われた後、可変長符号復号回路７１０で復号される。復号されたデータは量子化パラメータに基づき、逆量子化回路７１１で逆量子化され、ＤＣＴ係数に変換される。このとき逆ＤＣＴ回路７１２は、動き情報に基づく逆ＤＣＴ処理を行い、ＤＣＴ係数を画像データに変換してフレームメモリ７１３に書き込む。フレームメモリ７１３に書き込まれたディジタル画像データは、量子化回路７０４、逆量子化回路７１０で量子化、逆量子化の処理が行われているため、量子化誤差によるノイズを含む。このため、フィルタ回路７１４でノイズ軽減のためのフィルタリング処理を行い、ノイズ成分を減衰させた後、出力端子７１５から出力されてモニタ等に表示される。
上記量子化誤差によるノイズは、エッジ付近に現れるモスキートノイズとブロック境界に現れるブロック歪みとの２種類に大別される。
【０００７】
図４はモスキートノイズ軽減を目的とするフィルタの構成例である。
再生されたディジタル画像信号は入力端子３０１からラスタ順に入力される。ＤＬ３０２、ＤＬ３０３、ＤＬ３０４、ＤＬ３０５は遅延素子であり、それぞれ１画素の遅延を行う。フィルタリングを行う注目画素はＤＬ３０３に格納されており、入力端子３０１には画面上で注目画素の２画素右の画素が入力され、ＤＬ３０２には１画素右の画素、ＤＬ３０４には１画素左の画素、ＤＬ３０５には２画素左の画素が格納されており、水平５タップのフィルタとなっている。差分絶対値計算回路３０６〜３０９において、注目画素とその左右４画素との差分絶対値が計算され、その結果が比較器３１１〜３１４にそれぞれ入力される。入力端子３１０にはフィルタ画素選択のためのしきい値が入力され、比較器３１１〜３１４は、入力された差分絶対値がしきい値以下の場合は“１”を、そうでない場合は“０”を出力する。従って、カウンタ３１５には比較器３１１〜３１４の結果が入力され、“１”を出力した比較器の個数をカウントする。カウンタ３１５はフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）を保持することになる。
【０００８】
また、比較器３１１〜３１４の比較結果は選択スイッチ３１６〜３１９に入力されており、“１”が入力されている場合は＃１側を選択し、“０”が入力されている場合は＃０側を選択する。従って、選択スイッチ３１６〜３１９は＃１側が選択されている場合は各画素の値を出力し、＃０側が選択されている場合は“０”を出力する。
【０００９】
加算器３２０には選択スイッチ３１６〜３１９の出力とＤＬ３０３からの注目画素の画素値とが入力され、加算が行われる。除算器３２１にはカウンタ３１５からフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）が入力され、加算器３２０の加算結果を最終的にフィルタリングで使用する画素の個数である（上記個数＋１）で割って出力端子３２２に出力する。
以上の構成により、±ｔｈ以下の低振幅のノイズが軽減され、モスキートノイズ軽減フィルタとして動作する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなフィルタ構成では、モスキートノイズ軽減効果はあるが、ブロック歪み軽減のためには別の手法のフィルタを用いる必要があり、回路規模が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記のような問題を解決するためになられたもので、モスキートノイズ、ブロック歪み等の性質の異るノイズを回路規模を増大することなく軽減することのできるフィルタ装置及びそれを用いた復号化装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明においては、縦横それぞれ所定個数の画素ごとに分割ブロック化され直交変換符号化された画像データを復号化した、モスキートノイズ及びブロック歪みを含む画像データに於て、注目画素の画素値とその近傍の複数個の画素の各画素値との差分値をそれぞれ検出する差分値検出手段と、上記検出された各差分値と所定のしきい値とをそれぞれ比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果が上記差分値が上記しきい値以下である場合に上記画素値を選択出力し、上記しきい値より大きい場合にはゼロを出力する選択手段とを備え、上記各選択手段の出力と上記注目画素の画素値とを加算し、その加算結果を上記選択手段が上記画素値を選択した個数に１を加えた値で除算し、フィルタ出力として出力する演算手段によりモスキートノイズを軽減するフィルタを構成し、上記注目画素が上記ブロックの境界にあるか否かを検出し、その検出結果に応じて上記注目画素がブロックの境界にあることが検出された場合には、上記しきい値が大きくなるように変更する変更手段により上記演算手段をブロック歪みを軽減するフィルタとして機能させるフィルタ装置を特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明においては、通常ではモスキートノイズを軽減するフィルタ処理が行われ、注目画素がブロックの境界にあるときはしきい値が変更されてブロック歪みを軽減するフィルタ処理が行われる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示すブロック図である。図１において、図４と同一の番号３０１〜３２２を付した部分は図４における部分と実質的に同一部分である。１０１は入力端子３０１からの入力画素をカウントしてブロック境界か否かを判定する画素カウンタ、１０２は入力端子３１０から入力されたしきい値を２倍にするシフトレジスタ、１０３は画素カウンタ１０１の値に応じてしきい値を選択する選択スイッチである。
【００１９】
次に動作について説明する。
再生されたディジタル画像信号は入力端子３０１からラスタ順に入力される。遅延素子ＤＬ３０２、ＤＬ３０３、ＤＬ３０４、ＤＬ３０５はそれぞれ１画素の遅延を行う。フィルタリングを行う注目画素はＤＬ３０３に格納されており、入力端子３０１には画面上で注目画素の２画素右の画素が入力され、ＤＬ３０２には１画素右の画素、ＤＬ３０４には１画素左の画素、ＤＬ３０５には２画素左の画素が格納されており、水平５タップのフィルタとなっている。画素カウンタ１０１は入力端子３０１から入力される画素をカウントして、ＤＬ３０３に格納されている画素がブロック境界の画素かどうかを判定する。例えば入力画素の水平位置をカウントし、それがブロックの水平方向の境界上の画素かどうかを判定する。差分絶対値計算回路３０６〜３０９において、注目画素とその左右４画素との差分絶対値が計算され、その結果が比較器３１１〜３１４にそれぞれ入力される。
【００２０】
入力端子３１０にはフィルタリングに使用する画素を選択するためのしきい値が入力される。選択スイッチ１０３には入力端子３１０からのしきい値データと、シフトレジスタ１０２を介して２倍にされたしきい値のデータとが入力される。選択スイッチ１０３は画素カウンタ１０１によって制御され、ＤＬ３０３に格納されている注目画素がブロック境界の画素である場合は＃２側を、そうでない場合は＃１側を選択する。
【００２１】
比較器３１１〜３１４には選択スイッチ１０３からしきい値が入力され、入力された差分絶対値がしきい値以下の場合は“１”を、そうでない場合は“０”を出力する。カウンタ３１５には比較器３１１〜３１４の結果が入力され、“１”を出力した比較器の個数をカウントする。従って、カウンタ３１５はフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）を保持することになる。
【００２２】
また、比較器３１１〜３１４の比較結果は選択スイッチ３１６〜３１９に入力されており、“１”が入力されている場合は＃１側を選択し、“０”が入力されている場合は＃０側を選択する。従って、選択スイッチ３１６〜３１９は＃１側が選択されている場合は各画素の値を出力し、＃０側が選択されている場合は“０”を出力する。
【００２３】
加算器３２０には選択スイッチ３１６〜３１９の出力とＤＬ３０３からの注目画素の画素値とが入力され、加算が行われる。除算器３２１にはカウンタ３１５からフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）が入力され、加算器３２０の加算結果を最終的にフィルタリングで使用する画素の個数である（上記個数＋１）で割って出力端子３２２に出力する。
【００２４】
以上の構成により、注目画素がブロック境界の画素である場合は、比較器３１１〜３１４が使用するしきい値が通常のモスキートノイズ除去時の２倍となり、このため、ブロック境界では強めのフィルタがかかり、モスキートノイズおよび水平方向のブロック歪みの両方を同時に軽減することができる。
【００２５】
図２は本発明の第２の実施の形態を示す図である。本実施の形態は３×３の２次元フィルタの例である。
図において、２０１は再生データの入力端子、２０２〜２０９は遅延素子、２１０〜２１７はフィルタリングを行う注目画素と隣接画素との差分絶対値計算回路、２１８は入力画素をカウントしてブロック境界かどうかを判定する画素カウンタ、２１９は画素選択に用いるしきい値を格納しているしきい値テーブル、２２０〜２２７は差分絶対値をしきい値と比較する比較器、２２８はフィルタリングに使用する画素の個数をカウントするカウンタ、２２９〜２３６はフィルタリングに使用する画素値を選択する選択スイッチ、２３７は選択された画素値を加算する加算器、２３８は平均化を行う除算器、２３９は出力端子である。
【００２６】
次に動作について説明する。
入力端子２０１には再生データがラスタ順に入力される。入力された画素値はＤＬ２０２〜２０９で順次遅延される。ＤＬ２０５にフィルタリングを行う注目画素が格納されているとき、入力端子２０１には画面上で注目画素の右下の画素値が入力されており、ＤＬ２０２には１画素下の画素値が、ＤＬ２０３には左下の画素値が、ＤＬ２０４には１画素右の画素値が、ＤＬ２０６には１画素左の画素値が、ＤＬ２０７には右上の画素値が、ＤＬ２０８には１画素上の画素値が、ＤＬ２０９には左上の画素値がそれぞれ格納されるように各遅延素子の遅延時間は設定されている。ＮＴＳＣ方式の場合、ＤＬ２０７〜２０９には注目画素に対して同一フィールドの１ライン上の画素値が、入力端子２０１およびＤＬ２０２、ＤＬ２０３には同一フィールドの１ライン下の画素が入力または格納されている。
【００２７】
差分絶対値計算回路２１０〜２１７は、注目画素であるＤＬ２０５の値とそれに隣接する８個の各画素の差分絶対値を計算する。
画素カウンタ２１８は入力端子２０１から入力される画素をカウントして、ＤＬ２０５に格納されている注目画素がブロック境界の画素かどうかを判定する。例えば入力画素の水平および垂直位置をカウントし、それがブロックの水平または垂直方向の境界上の画素かどうかを判定する。
【００２８】
しきい値テーブル２１９にはブロック境界画素の場合に使用するしきい値と、通常使用するしきい値とが格納されており、画素カウンタ２１８の判定結果によって出力するしきい値を選択するようになっている。テーブルの内容は、例えばブロック境界画素用には通常使用するしきい値より大きな値を持つようなテーブルである。
【００２９】
比較器２２０〜２２７にはしきい値テーブル２１９からしきい値が入力され、差分絶対値計算回路２１０〜２１７からそれぞれ差分絶対値が入力される。入力された差分絶対値がしきい値以下の場合は“１”を、そうでない場合は“０”をそれぞれ出力する。カウンタ２２８には比較器２２０〜２２７の結果が入力され、“１”を出力した比較器の個数をカウントする。従って、カウンタ２２８はフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）を保持することになる。
【００３０】
また、比較器２２０〜２２７の比較結果は選択スイッチ２２９〜２３６に入力されており、“１”が入力されている場合は＃１側を選択し、“０”が入力されている場合は＃０側を選択する。従って、選択スイッチ２２９〜２３６は＃１側が選択されている場合は各画素の値を出力し、＃０側が選択されている場合は“０”を出力する。
【００３１】
加算器２３７には選択スイッチ２２９〜２３６の出力とＤＬ２０５からの注目画素の画素値とが入力され、加算が行われる。除算器２３８にはカウンタ２２８からフィルタリングに使用する画素の個数（注目画素を除く）が入力され、加算器２３７の加算結果を最終的にフィルタリングで使用する画素の個数である（上記個数＋１）で割って出力端子２３９に出力する。
【００３２】
以上の構成により、注目画素がブロック境界の画素である場合は、ブロック境界画素用のしきい値がしきい値テーブルから選択されるため、ブロック境界では強めのフィルタがかかり、モスキートノイズおよび水平および垂直方向のブロック歪みの両方のノイズを同時に軽減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、モスキートノイズ軽減用の回路をブロック歪み軽減用の回路と共有することができるので回路規模を増大することなく、両方のノイズを同時に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】従来の符号化及び復号装置のブロック図である。
【図４】従来のフィルタリング回路のブロック図である。
【符号の説明】
３０１、２０１  再生データの入力端子
３０２〜３０５、２０２〜２０９  遅延素子
３０６〜３０９、２１０〜２１７  差分絶対値計算回路
３１０  画素選択しきい値の入力端子
３１１〜３１４、２２０〜２２７  比較器
３１５、２２８  カウンタ回路
３１６〜３１９、２２９〜２３６  選択スイッチ
３２０、２３７  加算器
３２１、２３８  除算器
１０１、２１８  画素カウンタ
１０２  シフトレジスタ
１０３  選択スイッチ
３２２、２３９  出力端子
【図１】
0003825825.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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