JP2000102020A - Digital image processor and filtering method for image signal - Google Patents
Digital image processor and filtering method for image signalInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
画像信号のフィルタリング方法に関する。特に本発明は
画像内に含まれる歪み、例えば、画像の圧縮符号化また
は復号化処理の際に発生する歪みを除去するためのフィ
ルタおよびこれを用いた画像処理装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image processing apparatus and an image signal filtering method. In particular, the present invention relates to a filter for removing distortion included in an image, for example, distortion generated during compression encoding or decoding of an image, and an image processing apparatus using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】デジタル画像には、様々な方法によって
歪みや雑音が含まれることがある。例えば、離散コサイ
ン変換(DCT)等を用いてブロック単位で画像圧縮を行
う符号化方式の場合、ブロックの境界が不連続な歪み
や、画像の輪郭部周辺に歪みが生じることがある。2. Description of the Related Art Digital images can contain distortion and noise by various methods. For example, in the case of an encoding method in which image compression is performed in units of blocks using discrete cosine transform (DCT) or the like, distortion may occur where the boundaries of blocks are discontinuous, or distortion may occur around the outline of the image.
【0003】図10はブロック圧縮符号方式にともなう画像
のひずみを説明するための図である。図10(a)は原画
像の輝度値がなだらかに変化している場合の信号の例を
示したものであり、図10(b)はブロックの内部に輪郭
成分が含まれている場合の信号の例を示したものであ
る。なおこれらの図では画像中におけるブロックの境界
に対して垂直方向にならんだ4本の信号を例としてお
り、点線はそれぞれブロックの境界を表している。[0003] FIG. 10 is a diagram for explaining image distortion due to the block compression coding method. FIG. 10A shows an example of a signal in a case where the luminance value of the original image changes gradually, and FIG. 10B shows a signal in the case where a contour component is included in a block. This is an example. In these figures, four signals are arranged in a direction perpendicular to the boundaries of the blocks in the image, and the dotted lines represent the boundaries of the blocks.
【0004】図10(a)に示すように、符号化によりブロッ
ク境界において輝度値に段差が生じており、ブロックの
境界が不連続となる歪みが生じている。このような歪み
があると画像がモザイク画のようにみえてしまい、視覚
的に不自然な画像となる。また図10(b)に示すように
原画像に輪郭のような急激に変化する高周波成分が含ま
れていると、符号化された画像において輪郭の周辺部に
不規則な歪みが生じる。[0004] As shown in FIG. 10A, a step occurs in a luminance value at a block boundary due to encoding, and distortion occurs in which a block boundary becomes discontinuous. Such a distortion causes the image to look like a mosaic image, resulting in a visually unnatural image. If the original image contains a rapidly changing high-frequency component such as an outline as shown in FIG. 10B, irregular distortion is generated around the outline in the encoded image.
【0005】こうしたブロック符号化に伴う歪みは視覚的に
目立つ不自然な画質劣化であり、符号化された画像の画
質を向上させるためには、こうした歪みを低減または除
去する必要がある。[0005] The distortion accompanying such block coding is an unnatural deterioration in image quality that is visually noticeable, and it is necessary to reduce or eliminate such distortion in order to improve the image quality of a coded image.
【0006】 従来、歪みや雑音が含まれた画像に対して、
低域通過フィルタを用いて歪みの除去をしていた。な
お、ブロック符号化画像に対しては、ブロック境界部の
みを低域フィルタを用いて段差を滑らかにしたり、乱数
を用いて不規則に信号値を変化させて歪みを低減するよ
うな技術がある。[0006] Conventionally, for images containing distortion and noise,
The distortion was removed using a low-pass filter. For a block coded image, there is a technique that uses a low-pass filter to smooth a step only in a block boundary portion or that changes a signal value irregularly using a random number to reduce distortion. .
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、低域フィルタ
を用いて歪みの除去を行うと、逆に画質が劣化してしま
うという問題があった。例えば、ブロック符号化に伴う
歪みの除去処理を行うと、元の画像が持つ歪み以外の高
域成分も除去されてしまい、画像がぼけてしまうといっ
た問題があった。また上記例のように乱数を用いた方式
では、動画においてフレームごとに信号値の変化量が異
なることがあるため、ちらつきが生じてしまうといった
問題があった。However, when distortion is removed using a low-pass filter, there is a problem that the image quality is degraded. For example, when a process of removing distortion accompanying block encoding is performed, high-frequency components other than the distortion of the original image are also removed, and there is a problem that the image is blurred. Further, in the method using a random number as in the above example, the amount of change in the signal value may be different for each frame in a moving image, and thus there is a problem that flicker occurs.
【0008】また、ブロック符号化に伴う歪みの除去におい
て、ブロック境界部のみを処理した場合、輝度の変化が
なだらかな画像ではブロック境界部の歪みが除去されて
も、ブロック内部に生じた歪みは除去されないため、目
障りであることが多かった。さらに、輪郭成分を有する
ブロック内部では輪郭周辺部に歪みが生じてしまい、従
来の方法ではこうした画質劣化を抑制することができな
かった。[0008] Further, when only the block boundary is processed in the removal of the distortion associated with the block encoding, even if the distortion at the block boundary is removed in an image having a gradual change in luminance, the distortion generated inside the block remains. Often it was unsightly because it was not removed. Furthermore, inside a block having a contour component, distortion occurs at the periphery of the contour, and the conventional method cannot suppress such image quality deterioration.
【0009】そこで本発明は、原画像の輪郭成分を損なうこ
となく、デジタル画像に含まれる歪みや雑音を除去する
画像処理装置及び除去方法を提供することを目的とす
る。また本発明は、ブロック符号化された画像において
ブロックの境界部だけでなく画像全体に生じた歪みを除
去する画像処理装置及び除去方法を提供することを目的
とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method for removing distortion and noise contained in a digital image without damaging the contour components of the original image. It is another object of the present invention to provide an image processing apparatus and a method for removing distortion generated not only in a block boundary portion but also in an entire image in a block-coded image.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の歪み除去フィル
タはデジタル画像を形成する各画素に対して、(a)上記
画素の周囲少なくとも1個以上の画素ひとつひとつとの
信号レベル差を検出する検出手段と、(b)上記信号レベ
ル差と基準値とを比較する比較手段と、(c)上記比較の
結果に基づいて、上記それぞれの信号レベル差に所定の
係数を乗じ上記画素の信号レベルに加える演算手段とを
備えたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a distortion removing filter for detecting a signal level difference between each pixel forming a digital image and each of at least one or more pixels surrounding the pixel. Means, (b) comparing means for comparing the signal level difference with a reference value, and (c) based on the result of the comparison, multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient to the signal level of the pixel. And a calculating means for adding.
【0011】本発明の他の特徴とするところは、一画像が複
数の画素ブロックで形成される画像データを入力画像と
したときに、ブロック内における各画素の位置に基づい
て上記比較手段における基準値を選択する選択手段を備
えたことを特徴とする。[0011] Another feature of the present invention is that, when image data in which one image is formed by a plurality of pixel blocks is used as an input image, the comparison means based on the position of each pixel in the block. It is characterized by comprising a selection means for selecting a value.
【0012】ここで、上記比較手段は、上記信号レベル差の
絶対値と上記基準値とを比較することを特徴としても良
い。また、上記比較手段における基準値を調節する調節
手段を備えたことを特徴としても良い。また、上記演算
手段は、(イ)上記信号レベル差の絶対値が上記基準値よ
り小さいときに、上記乗算の結果を加える、(ロ)上記信
号レベル差の絶対値が上記基準値より大きいときに、上
記係数を0とする、(ハ)上記信号レベル差の絶対値が上
記基準値より大きいときに、上記信号レベル差が大きく
なるに従い上記係数を徐々に0に近づけるのいずれかの
ようにしても良い。[0012] Here, the comparing means may be characterized in that the absolute value of the signal level difference is compared with the reference value. Further, an adjusting means for adjusting the reference value in the comparing means may be provided. Further, the calculating means adds (a) the result of the multiplication when the absolute value of the signal level difference is smaller than the reference value, and (b) when the absolute value of the signal level difference is larger than the reference value. The coefficient is set to 0, and (c) when the absolute value of the signal level difference is larger than the reference value, the coefficient is gradually approached to 0 as the signal level difference increases. May be.
【0013】本発明の歪み除去フィルタリング方法はデジタ
ル画像を形成する各画素に対して、(a)上記画素の周囲
少なくとも1個以上の画素ひとつひとつとの信号レベル
差を検出し、(b)上記信号レベル差と基準値とを比較
し、(c)上記比較の結果に基づいて、上記それぞれの信
号レベル差に所定の係数を乗じ上記画素の信号レベルに
加えるステップを含むことを特徴とする。[0013] The distortion removal filtering method of the present invention comprises the steps of: (a) detecting a signal level difference between each pixel forming a digital image and each of at least one or more pixels surrounding the pixel; Comparing the level difference with a reference value, and (c) multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient based on a result of the comparison and adding the result to the signal level of the pixel.
【0014】本発明の他の特徴とするところは、一画像が複
数の画素ブロックで形成される画像データを入力画像と
したときに、ブロック内における各画素の位置に基づい
て上記比較手段における基準値を選択するステップをさ
らに含むことを特徴とする。[0014] Another feature of the present invention is that, when image data in which one image is formed by a plurality of pixel blocks is used as an input image, the comparison means based on the position of each pixel in the block. The method further includes the step of selecting a value.
【0015】ここで、上記比較ステップ(b)は、上記信号レ
ベル差の絶対値と上記基準値とを比較することを特徴と
しても良い。また、上記演算ステップ(c)は、(イ)上記
信号レベル差の絶対値が上記基準値より小さいときに、
上記乗算の結果を加える、(ロ)上記信号レベル差の絶対
値が上記基準値より大きいときに、上記係数を0とす
る、(ハ)上記信号レベル差の絶対値が上記基準値より大
きいときに、上記信号レベル差が大きくなるに従い上記
係数を徐々に0に近づけるのいずれかのようにしても良
い。Here, the comparing step (b) may be characterized by comparing the absolute value of the signal level difference with the reference value. Further, the calculation step (c) includes: (a) when the absolute value of the signal level difference is smaller than the reference value,
Adding the result of the multiplication, (b) setting the coefficient to 0 when the absolute value of the signal level difference is larger than the reference value, and (c) when the absolute value of the signal level difference is larger than the reference value. Alternatively, the coefficient may gradually approach 0 as the signal level difference increases.
【0016】本発明の画像処理装置は、(a)符号化されたデ
ジタル画像を復号化する復号化手段と、(b)上記復号化
された画像の各画素に対して、上記画素の周囲少なくと
も1個以上の画素ひとつひとつとの信号レベル差を検出
する検出手段と、(c)上記信号レベル差と基準値とを比
較する比較手段と、(d)上記比較の結果に基づいて、上
記それぞれの信号レベル差に所定の係数を乗じ上記画素
の信号レベルに加える演算手段とを備えたことを特徴と
する。[0016] The image processing apparatus according to the present invention comprises: (a) decoding means for decoding an encoded digital image; and (b) for each pixel of the decoded image, Detecting means for detecting a signal level difference between each of one or more pixels, (c) comparing means for comparing the signal level difference with a reference value, and (d) based on a result of the comparison, Calculating means for multiplying the signal level difference by a predetermined coefficient and adding the result to the signal level of the pixel.
【0017】本発明の他に特徴とするところは、(a)デジタ
ル画像の予測誤差信号を符号化する符号化手段と、(b)
上記符号化された信号を復号化する復号化手段と、(c)
上記復号化された画像の各画素に対して、上記画素の周
囲少なくとも1個以上の画素ひとつひとつとの信号レベ
ル差を検出する検出手段と、(d)上記信号レベル差と基
準値とを比較する比較手段と、(e)上記比較の結果に基
づいて、上記それぞれの信号レベル差に所定の係数を乗
じ上記画素の信号レベルに加える演算手段と、(f)上記
演算手段の出力信号から予測信号を生成する予測手段
と、(g)上記デジタル画像と上記予測信号との差をと
り、上記予測誤差信号を生成する差分手段とを備えたこ
とを特徴とする。Another feature of the present invention is that (a) encoding means for encoding a prediction error signal of a digital image;
Decoding means for decoding the encoded signal, (c)
Detecting means for detecting a signal level difference between each pixel of the decoded image and each of at least one or more pixels surrounding the pixel; and (d) comparing the signal level difference with a reference value. Comparing means, (e) based on the result of the comparison, calculating means for multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient and adding to the signal level of the pixel, (f) a prediction signal from the output signal of the calculating means And (g) difference means for calculating the difference between the digital image and the prediction signal and generating the prediction error signal.
【0018】本発明のその他に特徴とするところは、(a)符
号化されたデジタル画像信号を復号化する復号化手段
と、(b)上記復号化された画像信号と予測信号とを加算
する加算手段と、(c)上記加算手段の出力画像の各画素
に対して、上記画素の周囲少なくとも1個以上の画素ひ
とつひとつとの信号レベル差を検出する検出手段と、
(d)上記信号レベル差と基準値とを比較する比較手段
と、(e)上記比較の結果に基づいて、上記それぞれの信
号レベル差に所定の係数を乗じ上記画素の信号レベルに
加える演算手段と、(f)上記演算手段の出力信号から上
記予測信号を生成する予測手段とを備えたことを特徴と
する。Another feature of the present invention is that (a) decoding means for decoding an encoded digital image signal, and (b) adding the decoded image signal and a prediction signal. Addition means, and (c) detection means for detecting a signal level difference between each pixel of the output image of the addition means and each of at least one or more pixels surrounding the pixel,
(d) comparing means for comparing the signal level difference with a reference value, and (e) calculating means for multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient and adding the result to the signal level of the pixel based on the result of the comparison And (f) prediction means for generating the prediction signal from the output signal of the calculation means.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図1を用いて詳細に説明する。図1は同実施例における
歪み除去フィルタの構成図であり、メモリ部11と、信
号差分検出部12と、閾値判定部13と、演算部14と
を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a distortion removal filter according to the embodiment, which includes a memory unit 11, a signal difference detection unit 12, a threshold value determination unit 13, and a calculation unit 14.
【0020】メモリ部11は入力画像データ(例えば輝度信
号、色差信号)を記憶する。差分検出部12は画像デー
タの一画素とその周囲の画素間との信号の差分値(例え
ば輝度信号)を検出する。また閾値判定部13は検出さ
れたそれぞれの差分値の絶対値と所定の基準値とを比較
して、その比較結果に応じて各差分値を次の演算部14
で用いるかどうかを判定する。演算部14は閾値判定部
13の結果に応じて与えられた各差分値に、差分をとっ
た画素間の距離に応じた所定の係数を乗じ、もとの入力
画素の値にそれらの各積算値を加算する。The memory unit 11 stores input image data (for example, a luminance signal and a color difference signal). The difference detection unit 12 detects a difference value (for example, a luminance signal) of a signal between one pixel of image data and surrounding pixels. Further, the threshold value judging unit 13 compares the detected absolute value of each difference value with a predetermined reference value, and according to the comparison result, calculates each difference value to the next arithmetic unit 14.
It is determined whether or not to use. The calculation unit 14 multiplies each difference value given according to the result of the threshold value determination unit 13 by a predetermined coefficient corresponding to the distance between the pixels that have obtained the difference, and multiplies the original input pixel value by the respective integration values. Add values.
【0021】以下、図1に示す歪み除去フィルタの動作を図
2の模式図および図3のフローチャートを参照しながら
説明する。図2に示すようにデジタル画像の座標(m、n)
に位置する画素値をXm、nで表し、この画素とその周囲の
(m+i、n+j)に位置する画素信号Xm+i、n+jが入力される
と、これらの差分値Δm+i、n+jは、 Δm+i、n+j=Xm+i、n+j-Xm、n となり、図3のステップS2において図1の差分検出部
12で求められる。ただし、i、jはそれぞれ(m、n)からの
水平方向、垂直方向へのずれを表し、図2の例では-1≦
i≦1、-1≦j≦1の範囲の整数値である。Hereinafter, the operation of the distortion removal filter shown in FIG. 1 will be described with reference to the schematic diagram of FIG. 2 and the flowchart of FIG. As shown in FIG. 2, the coordinates (m, n) of the digital image
The pixel value located at is represented by Xm, n , and this pixel and its surrounding
When the pixel signals X m + i, n + j located at (m + i, n + j) are input, the difference values Δ m + i, n + j are Δ m + i, n + j = Xm + i, n + j- Xm , n , which are obtained by the difference detection unit 12 in FIG. 1 in step S2 in FIG. Here, i and j represent deviations in the horizontal and vertical directions from (m, n), respectively. In the example of FIG.
It is an integer value in the range of i ≦ 1, −1 ≦ j ≦ 1.
【0022】次にステップS3でこの差分値Δm+i、n+jの絶対
値|Δm+i、n+j|と所定の閾値Thとの大小を閾値判定部
13で比較する。ここで|Δm+i、n+j|が閾値Thより小
さい場合は、その差は歪みによるものとみなしてステッ
プS4に進む。(図2の例では、Δm-1、n-1、Δm-1、n、
Δm+1、n、Δm、n+1、Δm+1、n+1の5つの差分値が上述の
条件を満たしているものとした。)また、|Δm+i、n+j
|が閾値Thより大きい場合は、その画素値の差は原画像
に存在する輪郭成分によるものとみなして、ステップS
6に進む。[0022] Next the difference value delta m + i in step S3, the absolute value of n + j | compares the magnitude of the predetermined threshold value Th at the threshold determination unit 13 | Δ m + i, n + j. Here, if | Δm + i, n + j | is smaller than the threshold Th, the difference is considered to be due to distortion, and the process proceeds to step S4. (In the example of FIG. 2, Δ m−1, n−1 , Δ m−1, n ,
It is assumed that five difference values of Δm + 1, n , Δm , n + 1 , Δm + 1, n + 1 satisfy the above conditions. ) Also, | Δm + i, n + j
Is larger than the threshold value Th, it is considered that the difference between the pixel values is due to the contour component existing in the original image, and step S
Proceed to 6.
【0023】ステップS4において演算部14より、i、jの値
に基づいた所定の係数Ai 、jと差分値Δm+i、n+jを乗じた
値Ai、j×Δm+i、n+jが、(m、n)に位置する画素値Xm、 nにそ
れぞれ加算されて出力される。In step S4, the calculation unit 14 calculates a value A i, j × Δ m + i obtained by multiplying a predetermined coefficient A i , j based on the value of i , j by the difference value Δm + i, n + j. , N + j are added to the pixel values X m, n located at (m, n) and output.
【0024】圧縮符号化などにともなう歪みは本来存在しな
いはずの位置に生じる雑音であり、原画像に存在する輪
郭成分での差分値と比較して歪みの差分値の絶対値は小
さいことが多い。例えば、DCT係数を量子化する符号化方
式の場合、生じる歪みは直流成分に対する量子化ステッ
プTの2倍程度以下であることが多い。したがって、差
分絶対値|Δm+i、n+j|が閾値Th(上記の符号化方式の
場合、例えば約2T)より小さい画素を周囲から選択し、
これらの差分値を重みづけして入力画素値に加算する
と、それらの画素間での差分が小さくなるために歪みを
十分に除去することができる。[0024] The distortion due to compression encoding or the like is noise generated at a position where it should not exist, and the absolute value of the distortion difference value is often smaller than the difference value of the contour component existing in the original image. . For example, in the case of an encoding method for quantizing DCT coefficients, the generated distortion is often about twice or less the quantization step T for the DC component. Therefore, a pixel whose difference absolute value | Δm + i, n + j | is smaller than a threshold value Th (for example, about 2T in the case of the above-described encoding method) is selected from surrounding pixels.
If these difference values are weighted and added to the input pixel value, the difference between those pixels becomes small, so that distortion can be sufficiently removed.
【0025】むしろ、差分絶対値|Δm+i、n+j|が大きい画
素も処理の対象とすると、結果的に従来の低域フィルタ
を用いる場合と同じように、原画像に存在する輪郭成分
をもなだらかにしてしまい、画質が劣化してしまう恐れ
がある。したがって、本実施形態のように画素間の差分
値の閾値判定を行って処理に用いる画素信号を選択する
ことにより、フィルタ処理によって逆に画質が劣化して
しまう不都合を防ぐことができる。Rather, if a pixel having a large absolute difference value | Δm + i, n + j | is also processed, a contour existing in the original image is consequently obtained as in the case of using the conventional low-pass filter. There is a risk that the components may be made gentle and the image quality may be degraded. Therefore, by performing the threshold determination of the difference value between the pixels and selecting the pixel signal to be used for the processing as in the present embodiment, it is possible to prevent the inconvenience that the image quality is deteriorated by the filtering process.
【0026】デジタル画像を形成する各画素に対して上述し
たような処理をしたときの例を図4に示す。ここで図4
における黒丸はそれぞれ信号の輝度値であり、4本のス
キャンラインを表している。図4(a)に示すように閾値T
h以上の差分がある信号の場合、出力信号はこの差分成
分を保持したものとなる。一方、図4(b)に示すように
閾値Th以下の差分を含む信号では、段差が取り除かれた
出力が得られ、効果的に歪みが除去される。FIG. 4 shows an example in which the above-described processing is performed on each pixel forming a digital image. Here, FIG.
The black circles in indicate the luminance values of the signals, respectively, and represent four scan lines. As shown in FIG.
In the case of a signal having a difference of h or more, the output signal holds this difference component. On the other hand, as shown in FIG. 4B, in a signal including a difference equal to or smaller than the threshold Th, an output from which a step is removed is obtained, and distortion is effectively removed.
【0027】本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可
能である。例えば、図2の実施形態ではフィルタ処理に
用いる窓を水平方向に3画素、垂直方向に3画素の正方
形にしたが、この大きさや形状に限らず様々な窓が適応
可能であり、長方形、ひし形、十字型などでもよい。また
上記演算部における係数Ai、jの値は、図2の実施形態で
はi、jの値のみに基づいた値であるが、画素の値に応じ
て適応的に選択してもよい。例えば、図5に示す実施形
態のようにフィルタ処理の窓内における画素値のパター
ンをベクトル量子化などの手法によって分類し、上記分
類結果のパターンpに対して歪みを小さくするように最
適化された係数Ai、j、pを選択するようにしても良い。た
だし、pはパターンの種類を表す変数であるとする。[0027] Various modifications are possible in practicing the present invention. For example, in the embodiment of FIG. 2, the window used for the filtering process is a square of 3 pixels in the horizontal direction and 3 pixels in the vertical direction. However, not limited to this size and shape, various windows can be applied. Or a cross shape. The values of the coefficients A i, j in the arithmetic unit are values based on only the values of i and j in the embodiment of FIG. 2, but may be adaptively selected according to the value of the pixel. For example, as in the embodiment shown in FIG. 5, the pattern of pixel values in the window of the filter process is classified by a method such as vector quantization, and the pattern p of the classification result is optimized so as to reduce distortion. The selected coefficients A i, j, p may be selected. Here, it is assumed that p is a variable representing the type of the pattern.
【0028】また上記比較手段における基準値は図2の実施
形態では一定であるが、図6に示す実施形態のように制
御部61によってメモリ部11からの読み出しと閾値判
定部13を制御して、画像内の画素の位置に応じて変化
させても良い。例えばブロック符号化方式を用いた画像
ではブロック境界での歪みが目につきやすい。そのため
十分に歪みが除去されるようにブロック境界部の画素を
処理するときには、制御部61から閾値をブロック内部
の画素を処理するときの閾値よりも大きくするように指
示を出すようにしても良い。Although the reference value in the comparison means is constant in the embodiment of FIG. 2, the control unit 61 controls the reading from the memory unit 11 and the control of the threshold value judgment unit 13 as in the embodiment shown in FIG. , May be changed according to the position of the pixel in the image. For example, in an image using a block coding method, distortion at a block boundary is easily noticeable. Therefore, when processing the pixels at the block boundary so that the distortion is sufficiently removed, the control unit 61 may issue an instruction to set the threshold to be larger than the threshold when processing the pixels inside the block. .
【0029】また上記比較手段における基準値を画像の鑑賞
者が好みに合わせて調整できるように、手動の調節器を
装置しても良い。[0029] A manual adjuster may be provided so that the viewer of the image can adjust the reference value in the comparing means as desired.
【0030】また図3においてステップS3の判定で差分絶
対値|Δm+i、n+j|が閾値以上の場合ステップS6へ進む
としたが、この部分を以下に示す2通りの方法にしても
よい。 (イ)ステップS3の判定で差分絶対値|Δm+i、n+j|が
閾値以上の場合、ステップS4に進む。ただしこのとき
ステップS4における係数Ai、jを0に選択する。 (ロ)ステップS3の判定で差分絶対値|Δm+i、n+j|が
閾値以上の場合、ステップS4に進む。ただしこのとき
ステップS4に与えるΔm+i、n+jの値を0とする。また、
差分絶対値|Δm+i、n+j|が閾値付近の値をとるときに
不連続な特性となることを避ける必要があれば、以下に
示す2通りの方法にしてもよい。 (ハ)ステップS3の判定で差分絶対値|Δm+i、n+j|が
閾値以上の場合、ステップS4に進む。ただしこのとき
ステップS4における係数Ai、jを|Δm+i、n+j|が大きく
なるに従い0に近づくよう変化させる。 (ニ)ステップS3の判定で差分絶対値|Δm+i、n+j|が
閾値以上の場合、ステップS4に進む。ただしこのとき
ステップS4に与えるΔm+i、n+jの値を|Δm+i、n+j|が
大きくなるに従い0に近づくよう変化させる。In FIG. 3, when it is determined in step S3 that the difference absolute value | Δm + i, n + j | is equal to or larger than the threshold value, the process proceeds to step S6. Is also good. (A) If the difference absolute value | Δm + i, n + j | is equal to or larger than the threshold value in the determination in step S3, the process proceeds to step S4. However, at this time, the coefficient A i, j in step S4 is selected as 0. (B) If the absolute value of the difference | Δm + i, n + j | is equal to or larger than the threshold value in the determination in step S3, the process proceeds to step S4. However, at this time, the values of Δm + i and n + j given in step S4 are set to 0. Also,
If it is necessary to avoid discontinuous characteristics when the difference absolute value | Δm + i, n + j | takes a value near the threshold, the following two methods may be used. (C) If the absolute value of the difference | Δm + i, n + j | is equal to or greater than the threshold value in the determination in step S3, the process proceeds to step S4. However, at this time, the coefficients Ai, j in step S4 are changed so as to approach 0 as | Δm + i, n + j | (D) If the absolute value of the difference | Δm + i, n + j | is equal to or larger than the threshold value in the determination in step S3, the process proceeds to step S4. However, in this case given to step S4 Δ m + i, the value of n + j | Δ m + i , n + j | varied to approach zero in accordance with increases.
【0031】以上に述べた実施形態の歪み除去フィルタの応
用例について説明する。図7は符号化された画像データ
の復号化装置の構成例を示したものである。図7に示す
ように、復号化装置において本実施形態の歪み除去フィ
ルタを復号化器71の後段に接続する。符号化装置によ
って符号化された画像信号が本復号化装置に入力される
と、復号化器71で復号化してから歪み除去フィルタ7
2で画像に生じた歪みの除去を行う。An application example of the distortion removal filter of the embodiment described above will be described. FIG. 7 shows an example of the configuration of a decoding device for encoded image data. As shown in FIG. 7, in the decoding apparatus, the distortion removal filter according to the present embodiment is connected to the subsequent stage of the decoder 71. When the image signal encoded by the encoding device is input to the present decoding device, the image signal is decoded by the
In step 2, distortion generated in the image is removed.
【0032】図8は時間方向に予測符号化した動画像の符号
化方式に対応した符号化装置の構成例を示したものであ
る。図8に示すように本実施形態の歪み除去フィルタを
符号化装置のローカル復号化器81の後段に接続して用
いると、符号化器82で符号化された予測誤差データが
ローカル復号化器81で復号され、歪み除去フィルタ8
3で歪み除去されてから予測器85に与えられる。差分
器86で入力画像とひずみ除去された画像からの予測信
号の差分を符号化器82に供給する。このように歪みを
除去した画像を用いて予測信号を生成すると、歪みのあ
る画像データからの予測信号と比較して、新たに入力さ
れる画像データとの予測誤差が小さくなり、同じ符号化
レートにおいて画質が向上する。FIG. 8 shows an example of the configuration of a coding apparatus corresponding to a coding method for a moving picture predicted and coded in the time direction. As shown in FIG. 8, when the distortion removal filter according to the present embodiment is used after being connected to the subsequent stage of the local decoder 81 of the encoder, the prediction error data encoded by the encoder 82 is used by the local decoder 81. And the distortion removal filter 8
After the distortion is removed in step 3, the signal is supplied to the predictor 85. The difference between the input image and the predicted signal from the image from which the distortion has been removed by the differentiator 86 is supplied to the encoder 82. When a prediction signal is generated using an image from which distortion has been removed in this way, a prediction error from newly input image data is smaller than a prediction signal from image data having distortion, and the same coding rate is obtained. , The image quality is improved.
【0033】図8に示した符号化装置に対応する復号化装置
の構成例を図9に示す。図8の符号化器82によって符
号化された画像データが、図9の復号器91で予測誤差
信号に復号される。この信号と予測器92からの予測信
号が加算器93で加算され、本実施形態の歪み除去フィ
ルタ94に入力される。ここで歪み除去された画像デー
タが出力画像であり、この信号はまた予測器92に与え
られる。FIG. 9 shows a configuration example of a decoding device corresponding to the encoding device shown in FIG. The image data encoded by the encoder 82 of FIG. 8 is decoded into a prediction error signal by the decoder 91 of FIG. This signal and the prediction signal from the predictor 92 are added by the adder 93 and input to the distortion removal filter 94 of the present embodiment. Here, the image data from which the distortion has been removed is the output image, and this signal is also supplied to the predictor 92.
【0034】図8及び図9で示したように、本実施形態の歪
み除去フィルタを符号化装置、復号化装置の双方で用い
ることにより、図7で示した応用例と比較して、より画
質の高い符号化方式を得ることができる。As shown in FIGS. 8 and 9, by using the distortion removal filter of this embodiment in both the encoding device and the decoding device, the image quality can be further improved as compared with the application example shown in FIG. Can be obtained.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の歪み除
去フィルタは、まず一画素とその周囲の画素それぞれの
信号レベルとの差を検出し、この差と基準値とを比較す
る。次に、この比較の結果に応じて、その差分値に一画
素とその周囲の画素との位置関係に応じてそれぞれ所定
の係数を乗じ、入力画素値に加算する。一画素とその周
囲の画素間との差分が基準値より大きい場合は、周囲の
画素の値は処理から除外されるため、もとの画像の高域
成分を含む輪郭部を損なわれない。一方、一画素の周囲
の画素で、一画素との差分が基準値よりも小さいものだ
けを選択し、これらの画素間での差分値がさらに小さく
なるようになだらかにするため、画像全体に含まれる歪
みを効果的に除去することができる。As described above, the distortion removal filter of the present invention first detects the difference between the signal level of one pixel and each of the surrounding pixels, and compares this difference with the reference value. Next, according to the result of the comparison, the difference value is multiplied by a predetermined coefficient in accordance with the positional relationship between one pixel and surrounding pixels, and is added to the input pixel value. If the difference between one pixel and the surrounding pixels is larger than the reference value, the values of the surrounding pixels are excluded from the processing, so that the contour portion including the high-frequency component of the original image is not damaged. On the other hand, only the pixels around one pixel whose difference from one pixel is smaller than the reference value are selected, and the difference value between these pixels is smoothed so that the difference value is further reduced. Distortion can be effectively removed.
【図1】本発明の歪み除去フィルタの一実施形態を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a distortion removal filter of the present invention.
【図2】本実施形態の歪み除去フィルタの動作を説明す
るための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of the distortion removal filter of the embodiment.
【図3】本実施形態の歪み除去フィルタの動作を説明す
るためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the distortion removal filter according to the embodiment.
【図4】本実施形態の歪み除去フィルタの動作例を説明
するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an operation example of the distortion removal filter of the embodiment.
【図5】本発明の歪み除去フィルタの一実施形態を示す
ブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing one embodiment of a distortion removal filter of the present invention.
【図6】本発明の歪み除去フィルタの一実施形態を示す
ブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a distortion removal filter of the present invention.
【図7】本実施形態の歪み除去フィルタの応用例を示す
ブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating an application example of the distortion removal filter of the embodiment.
【図8】本実施形態の歪み除去フィルタの応用例を示す
ブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating an application example of the distortion removal filter according to the present embodiment.
【図9】本実施形態の歪み除去フィルタの応用例を示す
ブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an application example of the distortion removal filter of the embodiment.
【図10】ブロック圧縮符号化方式にともなう歪みを説
明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining distortion caused by the block compression encoding method.
11メモリ部 12、21差分検出部 13、22閾値判定部 14演算部 23乗算部 24加算部 51パターン分類部 52係数選択部 61制御部 71復号化器 72歪み除去フィルタ 81ローカル復号化器 82符号化器 83歪み除去フィルタ 84加算器 85予測器 86差分器 91復号化器 92予測器 93加算器 94歪み除去フィルタ 11 memory unit 12, 21 difference detection unit 13, 22 threshold value judgment unit 14 operation unit 23 multiplication unit 24 addition unit 51 pattern classification unit 52 coefficient selection unit 61 control unit 71 decoder 72 distortion removal filter 81 local decoder 82 code Transformer 83 Distortion removal filter 84 Adder 85 Predictor 86 Difference unit 91 Decoder 92 Predictor 93 Adder 94 Distortion removal filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 宏明 東京都港区六本木7丁目22番地1号 東京 大学生産技術研究所内 第3部 Fターム(参考) 5B057 CA16 CB16 CG02 CG03 CH09 5C059 KK03 MA23 MC15 MD04 PP16 PP25 SS26 TA48 TB08 TC02 TD05 TD12 UA02 UA05 UA11 UA34 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroaki Watanabe 7-22-1, Roppongi, Minato-ku, Tokyo Part 3 F-term in the Institute of Industrial Science, University of Tokyo 5B057 CA16 CB16 CG02 CG03 CH09 5C059 KK03 MA23 MC15 MD04 PP16 PP25 SS26 TA48 TB08 TC02 TD05 TD12 UA02 UA05 UA11 UA34
Claims (12)
(1-a)上記画素の周囲少なくとも1個以上の画素ひとつ
ひとつとの信号レベル差を検出する検出手段と、(1-b)
上記信号レベル差と基準値とを比較する比較手段と、(1
-c)上記比較の結果に基づいて、上記それぞれの信号レ
ベル差に所定の係数を乗じ上記画素の信号レベルに加え
る演算手段とを備えたことを特徴とする歪み除去フィル
タ。1. The method according to claim 1, wherein each pixel forming a digital image is:
(1-a) detecting means for detecting a signal level difference between each of at least one or more pixels around the pixel, (1-b)
Comparing means for comparing the signal level difference with a reference value; (1
-c) a distortion removing filter, comprising: calculating means for multiplying each signal level difference by a predetermined coefficient based on the result of the comparison and adding the result to the signal level of the pixel.
画像データを入力画像としたときに、ブロック内におけ
る各画素の位置に基づいて上記比較手段における基準値
を選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項1
に記載の歪み除去フィルタ。2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: selecting means for selecting a reference value in said comparing means based on a position of each pixel in the block when an image is an image formed by a plurality of pixel blocks. 2. The method according to claim 1, wherein
3. The distortion removal filter according to 1.
値と上記基準値とを比較することを特徴とする請求項1
に記載の歪み除去フィルタ。3. The apparatus according to claim 1, wherein the comparing means compares the absolute value of the signal level difference with the reference value.
3. The distortion removal filter according to 1.
節手段を備えることを特徴とした請求項1に記載の歪み
除去フィルタ。4. The distortion removing filter according to claim 1, further comprising adjusting means for adjusting a reference value in said comparing means.
の絶対値が上記基準値より小さいときに、上記乗算の結
果を加えること、(5-b)上記信号レベル差の絶対値が上記
基準値より大きいときに、上記係数を0とすること、(5-
c)上記信号レベル差の絶対値が上記基準値より大きいと
きに、上記信号レベル差が大きくなるに従い上記係数を
徐々に0に近づけること、のいずれかを特徴とする請求
項1に記載の歪み除去フィルタ。5. The arithmetic means includes: (5-a) adding the result of the multiplication when the absolute value of the signal level difference is smaller than the reference value; and (5-b) calculating the absolute value of the signal level difference. When the value is larger than the reference value, the coefficient is set to 0, (5-
2. The distortion according to claim 1, wherein, when the absolute value of the signal level difference is larger than the reference value, the coefficient gradually approaches 0 as the signal level difference increases. Removal filter.
(6-a)上記画素の周囲少なくとも1個以上の画素ひとつ
ひとつとの信号レベル差を検出し、(6-b)上記信号レベ
ル差と基準値とを比較し、(6-c)上記比較の結果に基づ
いて、上記それぞれの信号レベル差に所定の係数を乗じ
上記画素の信号レベルに加えるステップを含むことを特
徴とする歪み除去フィルタリング方法。6. For each pixel forming a digital image,
(6-a) detecting a signal level difference between each of at least one or more pixels surrounding the pixel, (6-b) comparing the signal level difference with a reference value, and (6-c) comparing the signal level difference with a reference value. A method of multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient based on a result and adding the result to the signal level of the pixel.
画像データを入力画像としたときに、ブロック内におけ
る各画素の位置に基づいて上記比較手段における基準値
を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求
項5に記載の歪み除去フィルタリング方法。7. The method according to claim 1, further comprising the step of selecting a reference value in said comparing means based on a position of each pixel in the block, when image data in which one image is formed by a plurality of pixel blocks is used as an input image. The filtering method according to claim 5, wherein:
ル差の絶対値と上記基準値とを比較することを特徴とす
る請求項5に記載の歪み除去フィルタリング方法。8. The method according to claim 5, wherein the comparing step (6-b) compares the absolute value of the signal level difference with the reference value.
レベル差の絶対値が上記基準値より小さいときに、上記
乗算結果を加えること、(9-b)上記信号レベル差の絶対値
が上記基準値より大きいときに、上記係数を0とするこ
と、(9-c)上記信号レベル差の絶対値が上記基準値より大
きいときに、上記信号レベル差が大きくなるに従い上記
係数を徐々に0に近づけること、のいずれかを特徴とす
る請求項5に記載の歪み除去フィルタリング方法。9. The computing step (6-c) comprises: (9-a) adding the multiplication result when the absolute value of the signal level difference is smaller than the reference value; When the absolute value of the level difference is greater than the reference value, the coefficient is set to 0. (9-c) When the absolute value of the signal level difference is greater than the reference value, the signal level difference is increased. 6. The distortion removal filtering method according to claim 5, wherein the coefficient is gradually approached to 0 according to the following.
化する復号化手段と、(10-b)上記復号化された画像の各
画素に対して、上記画素の周囲少なくとも1個以上の画
素ひとつひとつとの信号レベル差を検出する検出手段
と、(10-c)上記信号レベル差と基準値とを比較する比較
手段と、(10-d)上記比較の結果に基づいて、上記それぞ
れの信号レベル差に所定の係数を乗じ上記画素の信号レ
ベルに加える演算手段とを備えたことを特徴とする画像
処理装置。(10-a) decoding means for decoding an encoded digital image; and (10-b) at least one pixel surrounding the pixel for each pixel of the decoded image. Detecting means for detecting a signal level difference between each of the pixels described above, (10-c) comparing means for comparing the signal level difference with a reference value, and (10-d) based on a result of the comparison, An image processing apparatus comprising: an arithmetic unit that multiplies each signal level difference by a predetermined coefficient and adds the result to the signal level of the pixel.
号化する符号化手段と、(11-b)上記符号化された信号を
復号化する復号化手段と、(11-c)上記復号化された画像
の各画素に対して、上記画素の周囲少なくとも1個以上
の画素ひとつひとつとの信号レベル差を検出する検出手
段と、(11-d)上記信号レベル差と基準値とを比較する比
較手段と、(11-e)上記比較の結果に基づいて、上記それ
ぞれの信号レベル差に所定の係数を乗じ上記画素の信号
レベルに加える演算手段と、(11-f)上記演算手段の出力
信号から予測信号を生成する予測手段と、(11-g)上記デ
ジタル画像と上記予測信号との差をとり、上記予測誤差
信号を生成する差分手段とを備えたことを特徴とする画
像処理装置。(11-a) encoding means for encoding a prediction error signal of a digital image, (11-b) decoding means for decoding the encoded signal, (11-c) Detecting means for detecting a signal level difference between each pixel of the decoded image and each of at least one or more pixels surrounding the pixel; (11-d) determining the signal level difference and a reference value; Comparing means for comparing, (11-e) arithmetic means for multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient based on the result of the comparison and adding the result to the signal level of the pixel, and (11-f) the arithmetic means Prediction means for generating a prediction signal from the output signal of the image, (11-g) an image characterized by comprising a difference means for taking the difference between the digital image and the prediction signal, and generating the prediction error signal Processing equipment.
復号化する復号化手段と、(12-b)上記復号化された画像
信号と予測信号とを加算する加算手段と、(12-c)上記加
算手段の出力画像の各画素に対して、上記画素の周囲少
なくとも1個以上の画素ひとつひとつとの信号レベル差
を検出する検出手段と、(12-d)上記信号レベル差と基準
値とを比較する比較手段と、(12-e)上記比較の結果に基
づいて、上記それぞれの信号レベル差に所定の係数を乗
じ上記画素の信号レベルに加える演算手段と、(12-f)上
記演算手段の出力信号から上記予測信号を生成する予測
手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。(12-a) decoding means for decoding the encoded digital image signal, (12-b) addition means for adding the decoded image signal and the prediction signal, 12-c) detecting means for detecting a signal level difference between each pixel of the output image of the adding means and each of at least one or more pixels around the pixel, and (12-d) detecting the signal level difference. Comparison means for comparing with a reference value; (12-e) arithmetic means for multiplying each of the signal level differences by a predetermined coefficient based on the result of the comparison and adding the result to the signal level of the pixel; (12-f) An image processing apparatus comprising: a prediction unit that generates the prediction signal from an output signal of the calculation unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27274598A JP2000102020A (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Digital image processor and filtering method for image signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000102020A true JP2000102020A (en) | 2000-04-07 |
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ID=17518180
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27274598A Pending JP2000102020A (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Digital image processor and filtering method for image signal |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000102020A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6895124B1 (en) | 1999-10-20 | 2005-05-17 | Nippon Hoso Kyokai | Image processing apparatus |
| CN101835041A (en) * | 2008-03-11 | 2010-09-15 | 索尼公司 | Image processing device and method |
| US7805016B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-09-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Decoding apparatus and decoding method |
| JP2013077242A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Dainippon Printing Co Ltd | Noise removal device, noise removal method, noise removal program and recording medium |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP27274598A patent/JP2000102020A/en active Pending
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