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JP2004056190A - Filter device - Google Patents

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JP2004056190A
JP2004056190A JP2002206915A JP2002206915A JP2004056190A JP 2004056190 A JP2004056190 A JP 2004056190A JP 2002206915 A JP2002206915 A JP 2002206915A JP 2002206915 A JP2002206915 A JP 2002206915A JP 2004056190 A JP2004056190 A JP 2004056190A
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block
filter
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image
image signal
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飯田 実俊
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Sharp Corp
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Abstract

【課題】復号画像の高域成分を損なうこと無く、しかも、インターレースの復号画像に対しても画質劣化なくブロック歪みが低減または除去できるフィルタ装置を提供する。
【解決手段】フィルタ装置はブロック単位で処理された復号化画像信号に対して所定の遅延を行なうラインメモリ101と、復号化画像信号のブロックの垂直方向のブロック歪みを判定する垂直ブロック歪み判定部102と、垂直ブロック歪み判定部102で得られた判定結果を基にラインメモリ101で所定の遅延をした画像信号を垂直方向にフィルタ処理する垂直フィルタ103と、垂直フィルタ103から出力された画像信号の水平方向のブロック歪みを判定する水平ブロック歪み判定部104と、水平ブロック歪み判定部104で得られた判定結果を基に、画像信号を水平方向にフィルタ処理する水平フィルタ105とを含む。
【選択図】    図1
Provided is a filter device capable of reducing or removing block distortion without deteriorating image quality of an interlaced decoded image without damaging high-frequency components of the decoded image.
A filter device performs a predetermined delay on a decoded image signal processed in a block unit, and a vertical block distortion determining unit that determines vertical block distortion of a block of the decoded image signal. 102, a vertical filter 103 for vertically filtering an image signal delayed by a predetermined amount in the line memory 101 based on the determination result obtained by the vertical block distortion determination unit 102, and an image signal output from the vertical filter 103. And a horizontal filter 105 that filters the image signal in the horizontal direction based on the determination result obtained by the horizontal block distortion determination unit 104.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル・ビデオ信号処理の分野に関し、特に、画像信号をブロック単位に直交変換し、その係数を量子化して符合化する符合化装置の復号化画像において、量子化雑音によって生じるブロック歪みを目立たなくするための後処理フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来のビデオ映像信号の処理を行なう装置の構成を示すブロック図である。図7を参照して、DVDなどの記録媒体10に記録された映像信号はシステム多重復号器20をへて、ビデオ復号器30で復号され、復号化された画像はフィルタ装置40でフィルタ処理され、NTSC/PALエンコーダ50で符号化され、図示の無いモニタに出力される。
【0003】
ビデオ映像は、一連の情報ビットを用いてディジタル信号によって表すことができる。携帯電話回線や公衆電話回線のような帯域が制限されている特定の回線では、低ビットレートの画像符合化が画像の転送や通信のために特に有益である。そのため、低ビットレート符合化によって生成されるビデオ映像の画質が切実な問題となっている。
【0004】
一般に符合化画像の画質は使用される符合化技術の方式と目標ビットレートによって判定される。目標ビットレートを低くした場合、つまり画像を高能率に圧縮した場合、様々な圧縮符合化技術に特有の画質劣化が生じることが多い。例えば、DCT(離散コサイン変換)等を用いてブロック単位で画像圧縮を行う符合化方式の場合、ブロックの境界が不連続となるブロック歪みを生じることがある。
【0005】
ブロック歪みは、ブロック単位で処理を行う圧縮符合化技術においいて視覚的に最も目立つ画質劣化であり、画質を向上させるためにはこれを低減または除去する必要がある。そのために従来行われてきた方法は、ブロック歪みを含む復号画像に対して局所的または大域的にスムージングによるフィルタ処理を行うことであった。
【0006】
図9および図10は、図8に示したフィルタ装置40によるスムージングによるブロック歪みのフィルタ処理を説明するための図である。図9は大域的なスムージングによるフィルタ処理が適した場合の例であり、図10は局所的なスムージングによるフィルタ処理が適した場合の例を示す。図9(A)および図10(A)はフィルタ処理前の復号画像の輝度値を示し、図9(B)および図10(B)はフィルタ処理後の輝度値を示す。これらの図では、画像中のブロック境界に直交したラインが代表として示されており、黒丸で画素の輝度レベルを表している。
【0007】
図9(A)および図10(A)に示すように、ブロック境界の左右で輝度レベルの差分、すなわちブロック境界が不連続となるブロック歪みが生じている。このようなブロック歪みがあると、復号画像がその場所においてモザイク的に見えてしまい、視覚的に見づらいものとなってしまう。
【0008】
そこで従来は、9(B)に示すように、ブロック境界における輝度レベルの差分を大域的なスムージングによるフィルタ処理によって鈍らせ、輝度値の直線的なエッジを無くすことによってブロック歪みを低減するか、あるいは図10(B)に示すように、ブロック境界における輝度レベルの差分をブロック境界近辺の画素だけ局所的なスムージングによるフィルタ処理によって鈍らせてブロック歪みを低減していた。
【0009】
そのような処理を行なう従来のフィルタ装置40の構成を図8に示す。図8を参照して、従来のフィルタ装置40は復号化画像信号を入力する復号器41と、復号化画像を遅延させる遅延回路42と、復号化画像および遅延回路42で遅延された画像を入力するフィルタ44と復号器41からの制御信号に応じてフィルタ44を制御する制御回路43とを含む。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィルタ処理は上記のように行なわれていた。しかしながら、インターレースの復号画像に対して垂直方向に、前記2種類のスムージングによるフィルタ処理を行うと、輪郭のはっきりした物体が上下に移動するときに、輪郭が2重に見えることがあるなど、画質劣化が生じていた。また、ブロック境界全てに前記2種類のスムージングによるフィルタ処理を行うと、復号画像の高域成分が除去され、画像が全体的にぼやけてしまうという問題があった。
【0011】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、復号画像の高域成分を損なうこと無くブロック歪みが低減または除去でき、しかも、インターレースの復号画像に対しても画質劣化なくブロック歪みが低減または除去できるフィルタ装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるフィルタ装置は、ブロック単位で処理された復号化画像信号に対して所定の遅延を行なう遅延手段と、復号化画像信号のブロックの第1の方向のブロック歪みを判定する第1判定手段と、第1判定手段で得られた判定結果を基に前記遅延手段で所定の遅延をした画像信号を前記第1の方向にフィルタ処理する第1フィルタ手段と、第1フィルタ手段から出力された画像信号の第1の方向に交わる第2の方向のブロック歪みを判定する第2判定手段と、第2判定手段で得られた判定結果を基に、画像信号を前記第2の方向にフィルタ処理する第2フィルタ手段とを含む。
【0013】
この発明においては、第1の方向と第1の方向に交わる第2の方向別にそれぞれの方向で予め歪の有無の判定を行ない、その後それぞれの方向でフィルタ処理を行なっている。したがって、歪の多いときのみにフィルタ処理を行なうため復号画像の高域成分が全て除去されるということは無いとともに、インターレース画像で画質の劣化の生じる方向のみにおけるフィルタ処理が可能になる。
【0014】
その結果、復号画像の高域成分を損なうこと無くブロック歪みが低減または除去でき、しかも、インターレースの復号画像に対しても画質劣化なくブロック歪みが低減または除去できるフィルタ装置を提供することができる。
【0015】
好ましくは第1方向は垂直方向であり、第2方向は水平方向である。
さらに好ましくは、水平方向において第2判定手段の前にブロック境界近傍の画素が低周波か否かを判断する手段を含む。
【0016】
低周波か否かを判断した後でブロック歪の有無を判定するため、必要な場合にのみブロック歪の有無の判定が行なわれる。
【0017】
なお、第1および第2判定手段は、それぞれブロック境界近傍の画素について、隣接する画素の差分の絶対値と所定の第1しきい値とを比較する手段と、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値と所定の第2しきい値とを比較する手段と、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値とブロック境界近傍の隣接する2画素の差分の絶対値の最大値とを比較する手段とを含んでもよい。
【0018】
さらに好ましくは、第1フィルタ手段または第2フィルタ手段は、ブロック境界を中心にあらかじめ設定した数の画素に対してフィルタ処理を行う。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、本発明にかかる、ブロック歪みを低減または除去するフィルタ装置の一実施形態を示す従来の図8に対応する図である。
【0021】
図1を用いてフィルタ装置100の構成および動作を説明する。図1を参照して、フィルタ装置100はラインメモリ101と、垂直ブロック歪み判定部102と、垂直フィルタ103と、水平ブロック歪み判定部104と、水平フィルタ105とを含む。
【0022】
次に動作について図2から図4を参照して説明する。ここでは、画像信号をブロック単位(例えば8x8のブロック)に直交変換し、その係数を量子化して符合化する符合化装置により圧縮された画像の復号化画像が入力された場合の処理に関して説明する。
【0023】
入力復号化画像があるフィールドでのインターレース画像の場合のブロック境界とその近傍の画素を図2に示す。ここでは、インターレース画像の場合フィールド毎に処理を行うので、図2で示した通り、入力復号化画像がインターレース画像のとき、垂直方向には4画素毎にブロック境界が存在し、水平方向には8画素毎にブロック境界が存在する。フレーム画像として表示した場合の垂直方向の画素を図3に示す。図3では、図2のv0、v1、v2、v3がそれぞれline0、2、4、6の画素となり、次のフィールドではv0’、v1’、v2’、v3’がそれぞれline1、3、5、7の画素となる。すなわち、v0、v1、v2、v3とv0’ 、v1’、v2’、v3’とはそれぞれ同じ位置のデータである。
【0024】
復号化画像は、ラインメモリ101に入力され、所定の遅延を行って、垂直ブロック歪み判定部102と垂直フィルタ103に送られる。
【0025】
垂直ブロック歪み判定部102では、ラインメモリ101で所定の遅延を行った信号が入力され、図4に示すフローチャートに従って、ブロック歪みの有無を判定する。ここで、所定の遅延とは次の時間を言う。すなわち、垂直フィルタにおいてはフィルタする画素が同じ時間にあることが必要である。たとえば、図2のv0、v1、v2でフィルタする場合、v0を2ライン分、v1を1ライン分遅延させて、時間的に同じ位置にくるようにしている。
【0026】
ここで、図4のフローチャートについて説明する。最初に、ブロック境界近傍の画素(図2のv0〜v7)について、隣接する画素の差分の絶対値と所定のしきい値thv1を比較して低周波かどうかを判定する(ステップ11、以下ステップを省略する)。例えば図2のv0〜v7において隣接する画素の差分の絶対値は、以下のd0、d1、d2、d4、d5、d6で表現できる。
【0027】
d0=|v1−v0|
d1=|v2−v1|
d2=|v3−v2|
d4=|v5−v4|
d5=|v6−v5|
d6=|v7−v6|
この隣接する画素の差分の絶対値(d0、d1、d2、d4、d5、d6)全ての値が所定のしきい値thv1より小さい場合、ブロック境界近傍は平坦であるので、低周波であると判定する。
【0028】
次にブロック境界に隣接する2画素(図2のv3、v4)の差分の絶対値d3=|v4−v3|と所定のしきい値thv2とを比較し、さらに前記ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値d3とブロック境界近傍の隣接する2画素の差分の絶対値の最大値maxv1(d0、d1、d2、d4、d5、d6の最大値)とを比較して、ブロック歪みの有無を判定する(S12)。
【0029】
すなわち、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値d3がしきい値thv2より大きい場合、画像に含まれるエッジと判定する。また、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値d3がmaxv1より小さい場合も画像に含まれるエッジと判定する。前記2つの条件で画像に含まれるエッジでは無いと判定された場合に、ブロック歪みがあると判定する。
【0030】
ここで、このしきい値thv2等の値はフィルタ装置100に入力される実際の画像データを見て判断された経験値である。したがって、入力画像の解像度やビットレートによって異なる。
【0031】
垂直フィルタ103では、ラインメモリ101で所定の遅延を行った信号が入力され、垂直ブロック歪み判定部102でブロック歪みがあると判定された場合、ブロック境界を中心とした4画素(図2のv2〜v5)に対してフィルタ処理を行う(S13)。
【0032】
垂直フィルタ103で処理した信号は、水平ブロック歪み判定部104と水平フィルタ105に入力される。水平ブロック歪み判定部104では、入力信号に対して、図5に示すフローチャートに従って、ブロック歪みの有無を判定する。ここで、図5のフローチャートについて説明する。最初に、ブロック境界近傍の画素(図2のh0〜h7)について、隣接する画素の差分の絶対値と所定のしきい値thh1とを比較して低周波かどうかを判定する(S21)。例えば図2のh0〜h7において隣接する画素の差分の絶対値は、以下のD0、D1、D2、D4、D5、D6で表現できる。
【0033】
D0=|h1−h0|
D1=|h2−h1|
D2=|h3−h2|
D4=|h5−h4|
D5=|h6−h5|
D6=|h7−h6|
この隣接する画素の差分の絶対値(D0、D1、D2、D4、D5、D6)全ての値がthh1より小さい場合、ブロック境界近傍は平坦であるので、低周波であると判定し、それ以外の場合は非低周波であると判定する。
【0034】
低周波と判定された場合は(S21でYES)、ブロック境界に隣接する2画素(図2のh3、h4)の差分の絶対値(D3=|h4−h3|)と所定のしきい値thh2とを比較し、さらに前記ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3とブロック境界近傍の隣接する2画素の差分の絶対値の最大値maxh1(D0、D1、D2、D4、D5、D6の最大値)とを比較して、ブロック歪みの有無を判定する(S22)。
【0035】
ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3が所定のしきい値thh2より大きい場合、画像に含まれるエッジと判定する。また、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3がmaxh1より小さい場合も画像に含まれるエッジと判定する。よって、前記2つの条件で画像に含まれるエッジでは無いと判定された場合に(S22でYES)、ブロック歪みがあると判定する。
【0036】
ブロック境界付近の画素列が非低周波であると判定された場合は(S21でNO)、ブロック境界に隣接する2画素(図2のh3、h4)の差分の絶対値(D3)と所定のしきい値thh3とを比較し、さらにブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3とブロック境界近傍の隣接する2画素の差分の絶対値の最大値maxh1とを比較して、ブロック歪みの有無を判定する(S24)。ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3が所定のしきい値thh3より大きい場合、画像に含まれるエッジと判定する。また、ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値D3がmaxh1より小さい場合も画像に含まれるエッジと判定する。よって、前記2つの条件で画像に含まれるエッジでは無いと判定された場合に(S24でYES)、ブロック歪みがあると判定する。
【0037】
水平フィルタ105では、垂直フィルタ103での処理を行った信号が入力され、水平ブロック歪み判定部104で低周波でのブロック歪みがあると判定された場合、ブロック境界を中心とした8画素(図2のh0〜h7)に対してフィルタ処理を行う。また、水平ブロック歪み判定部104で非低周波でのブロック歪みがあると判定された場合、高域成分が含まれていると考えられるのでブロック全体にフィルタ処理して画像がぼやけることを防ぐため、ブロック境界を中心とした2画素(図2のh3、h4)に対してのみフィルタ処理を行う。
【0038】
ここで、垂直フィルタ103に対しても非低周波の場合のフィルタ処理を行うことも考えられる。しかし、インターレース画像に対して非低周波の場合のフィルタ処理であるブロック境界を中心とした2画素に対するフィルタ処理を行うと、入力復号化画像が輪郭のはっきりした物体が上下に移動するような画像のときに、輪郭が2重に見えることがあるなど、画質劣化が生じるという問題がある。
【0039】
このことについて、図6を用いて説明する。図6(A)はフィルタ処理前のインターレース画像の例であり、第1フィールドの画素はV0〜V7で、第2フィールドの画素はV0’〜V7’である。図6(A)の第1フィールドが、非低周波でブロック歪みがあると判定され、第2フィールドではブロック歪みが無いと判定された場合、図6の(A)のV3、V4に対してフィルタ処理が行われる。図6(B)は、フィルタ処理後のインターレース画像を示している。図6(A)のV0〜V3とV0’〜V2’が白を表し、V4〜V7とV3’〜V7’が黒を表すとすると、図6(A)のV3、V4に対してフィルタ処理を行った結果、図6(B)のV3、V4はグレーになる。図6(B)をフレームで表示すると、V2’、V3、V3’、V4、V4’は白、グレー、黒、グレー、黒となって、輪郭が2重に見えることになる。よって、入力復号化画像がインターレースの場合は、垂直方向に非低周波のフィルタ処理を行わないことで、上記のようなグレーの画素の発生を防ぎ、高画質化することを可能としている。
【0040】
このように、本発明によれば、入力復号化画像の高域成分を損なうこと無くブロック歪みが低減または除去でき、さらに入力復号化画像がインターレースの場合には、垂直方向に非低周波のフィルタ処理を行わないことで、高画質化することが可能となる。
【0041】
なお、本実施形態では、ブロック単位が8x8ブロックの場合について説明したが、その他のブロック単位でも構わない。また、図1では先に垂直方向のブロック歪みの低減または除去を行い、次に水平方向のブロック歪みの低減または除去を行うようにしたが、この順番は逆でも構わない。
【0042】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第1の方向と第1の方向に交わる第2の方向別にそれぞれの方向で予め歪の有無の判定を行ない、その後それぞれの方向でフィルタ処理を行なっている。したがって、歪の多いときのみにフィルタ処理を行なうため復号画像の高域成分が全て除去されるということは無いとともに、インターレース画像で画質の劣化の生じる方向のみにおけるフィルタ処理が可能になる。その結果、復号画像の高域成分を損なうこと無くブロック歪みが低減または除去でき、しかも、インターレースの復号画像に対しても画質劣化なくブロック歪みが低減または除去できるフィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフィルタ装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】ブロック境界とその近傍の画素を説明するための図である。
【図3】フレーム画像の画素を説明するための図である。
【図4】垂直ブロック歪み判定部の処理を説明するためフローチャートである。
【図5】水平ブロック歪み判定部の処理を説明するためフローチャートである。
【図6】インターレース画像のフィルタ処理を説明するための図である。
【図7】ビデオ映像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図8】フィルタ装置の構成を示すブロック図である。
【図9】スムージングによるブロック歪みのフィルタ処理を説明するための図である。
【図10】スムージングによるブロック歪みのフィルタ処理を説明するための図である。
【符号の説明】
100フィルタ装置、101 ラインメモリ、102 垂直ブロック歪み判定部、103 垂直フィルタ、104 水平ブロック歪み判定部、105 水平フィルタ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the field of digital video signal processing, and in particular, to block distortion caused by quantization noise in a decoded image of an encoding device that orthogonally transforms an image signal in block units and quantizes and encodes the coefficients. And a post-processing filter for making the filter inconspicuous.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional apparatus for processing a video image signal. Referring to FIG. 7, a video signal recorded on a recording medium 10 such as a DVD passes through a system multiplex decoder 20, is decoded by a video decoder 30, and the decoded image is filtered by a filter device 40. , NTSC / PAL encoder 50 and output to a monitor (not shown).
[0003]
Video images can be represented by digital signals using a series of information bits. For certain bandwidth-limited lines, such as mobile and public telephone lines, low bit rate image coding is particularly beneficial for image transfer and communication. Therefore, the quality of the video image generated by the low bit rate encoding is a serious problem.
[0004]
In general, the quality of an encoded image is determined by the type of encoding technology used and the target bit rate. When the target bit rate is reduced, that is, when an image is compressed with high efficiency, image quality deterioration specific to various compression encoding techniques often occurs. For example, in the case of an encoding method in which image compression is performed in block units using DCT (Discrete Cosine Transform) or the like, block distortion in which block boundaries are discontinuous may occur.
[0005]
Block distortion is the most visually noticeable deterioration in image quality in a compression encoding technique that performs processing in units of blocks, and it is necessary to reduce or eliminate this in order to improve image quality. For this purpose, a conventionally performed method is to locally or globally perform a filtering process by smoothing on a decoded image including block distortion.
[0006]
FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the filtering process of the block distortion due to the smoothing by the filter device 40 shown in FIG. FIG. 9 shows an example in which filtering by global smoothing is suitable, and FIG. 10 shows an example in which filtering by local smoothing is suitable. FIGS. 9A and 10A show the luminance values of the decoded image before the filter processing, and FIGS. 9B and 10B show the luminance values after the filter processing. In these figures, lines orthogonal to the block boundaries in the image are shown as representatives, and black circles represent the luminance levels of the pixels.
[0007]
As shown in FIGS. 9A and 10A, a difference in luminance level between the left and right of the block boundary, that is, block distortion in which the block boundary is discontinuous occurs. If there is such block distortion, the decoded image looks like a mosaic at that location, making it hard to see visually.
[0008]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 9 (B), the difference in luminance level at the block boundary is blunted by filtering processing using global smoothing, and block distortion is reduced by eliminating linear edges of luminance values. Alternatively, as shown in FIG. 10B, the difference in the luminance level at the block boundary is blunted by the filter processing based on local smoothing for pixels near the block boundary to reduce block distortion.
[0009]
FIG. 8 shows the configuration of a conventional filter device 40 that performs such processing. Referring to FIG. 8, a conventional filter device 40 receives a decoded image signal, a decoder 41, a delay circuit 42 for delaying the decoded image, and a decoded image and an image delayed by the delay circuit 42. And a control circuit 43 for controlling the filter 44 according to a control signal from the decoder 41.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional filtering has been performed as described above. However, if the filtering process using the two types of smoothing is performed in the vertical direction on the interlaced decoded image, when an object with a sharp outline moves up and down, the image quality may become double. Deterioration had occurred. Further, if the filtering process using the two types of smoothing is performed on all the block boundaries, there is a problem that the high-frequency components of the decoded image are removed and the image is entirely blurred.
[0011]
The present invention has been made in view of such a situation, and can reduce or remove block distortion without impairing the high-frequency components of a decoded image. It is an object of the present invention to provide a filter device capable of reducing or removing the noise.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A filter device according to the present invention includes a delay unit that performs a predetermined delay on a decoded image signal processed in units of blocks, and a first determination that determines block distortion in a first direction of a block of the decoded image signal. Means, filter means for filtering an image signal delayed by a predetermined amount by the delay means based on the determination result obtained by the first determination means in the first direction, and output from the first filter means. A second determining means for determining block distortion in a second direction intersecting the first direction of the image signal, and filtering the image signal in the second direction based on the determination result obtained by the second determining means. And second filter means for processing.
[0013]
In the present invention, the presence or absence of distortion is determined in advance in each direction for each of the first direction and a second direction that intersects with the first direction, and thereafter, the filtering process is performed in each direction. Therefore, since the filtering process is performed only when the distortion is large, all the high frequency components of the decoded image are not removed, and the filtering process can be performed only in the direction in which the image quality deteriorates in the interlaced image.
[0014]
As a result, it is possible to provide a filter device that can reduce or remove block distortion without impairing the high-frequency component of the decoded image, and can also reduce or remove block distortion without deteriorating the image quality of an interlaced decoded image.
[0015]
Preferably, the first direction is a vertical direction and the second direction is a horizontal direction.
More preferably, a means for judging whether or not a pixel near the block boundary has a low frequency before the second judging means in the horizontal direction is included.
[0016]
In order to determine the presence or absence of block distortion after determining whether or not the frequency is low, the presence or absence of block distortion is determined only when necessary.
[0017]
Note that the first and second determination units each include a unit that compares an absolute value of a difference between adjacent pixels and a predetermined first threshold value with respect to pixels near the block boundary, and a unit that compares two pixels adjacent to the block boundary with each other. Means for comparing the absolute value of the difference with a predetermined second threshold value; and calculating the absolute value of the difference between two pixels adjacent to the block boundary and the maximum value of the absolute value of the difference between two adjacent pixels near the block boundary. Means for comparing.
[0018]
More preferably, the first filter means or the second filter means performs a filtering process on a predetermined number of pixels around the block boundary.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 8 of the related art, showing one embodiment of a filter device for reducing or removing block distortion according to the present invention.
[0021]
The configuration and operation of the filter device 100 will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 1, filter device 100 includes a line memory 101, a vertical block distortion determination unit 102, a vertical filter 103, a horizontal block distortion determination unit 104, and a horizontal filter 105.
[0022]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. Here, a description will be given of a process performed when a decoded image of an image compressed by an encoding device that performs orthogonal transform on an image signal in block units (for example, 8 × 8 blocks) and quantizes and encodes the coefficients is input. .
[0023]
FIG. 2 shows a block boundary and pixels near the block boundary when an input decoded image is an interlaced image in a certain field. Here, since processing is performed for each field in the case of an interlaced image, as shown in FIG. 2, when the input decoded image is an interlaced image, a block boundary exists every four pixels in the vertical direction, and in the horizontal direction. There is a block boundary every eight pixels. FIG. 3 shows vertical pixels when displayed as a frame image. In FIG. 3, v0, v1, v2, and v3 in FIG. 2 are pixels of line 0, 2, 4, and 6, respectively. In the next field, v0 ', v1', v2 ', and v3' are line 1, 3, 5, and 7 pixels. That is, v0, v1, v2, v3 and v0 ', v1', v2 ', v3' are data at the same position.
[0024]
The decoded image is input to the line memory 101, subjected to a predetermined delay, and sent to the vertical block distortion determination unit 102 and the vertical filter 103.
[0025]
The vertical block distortion determination unit 102 receives the signal delayed by a predetermined time in the line memory 101, and determines the presence or absence of block distortion according to the flowchart shown in FIG. Here, the predetermined delay refers to the next time. That is, in the vertical filter, the pixels to be filtered need to be at the same time. For example, in the case of filtering by v0, v1, and v2 in FIG. 2, v0 is delayed by two lines and v1 is delayed by one line so as to be at the same position in time.
[0026]
Here, the flowchart of FIG. 4 will be described. First, for pixels near the block boundary (v0 to v7 in FIG. 2), the absolute value of the difference between adjacent pixels is compared with a predetermined threshold value thv1 to determine whether or not the frequency is low (step 11, hereinafter step). Is omitted). For example, the absolute value of the difference between adjacent pixels in v0 to v7 in FIG. 2 can be expressed by the following d0, d1, d2, d4, d5, and d6.
[0027]
d0 = | v1-v0 |
d1 = | v2-v1 |
d2 = | v3-v2 |
d4 = | v5-v4 |
d5 = | v6-v5 |
d6 = | v7−v6 |
If all the absolute values (d0, d1, d2, d4, d5, d6) of the difference between the adjacent pixels are smaller than a predetermined threshold value thv1, the vicinity of the block boundary is flat, and it is determined that the frequency is low. judge.
[0028]
Next, the absolute value d3 = | v4-v3 | of the difference between two pixels (v3 and v4 in FIG. 2) adjacent to the block boundary is compared with a predetermined threshold value thv2, and two pixels adjacent to the block boundary are further compared. Is compared with the maximum value maxv1 (the maximum value of d0, d1, d2, d4, d5, d6) of the absolute value of the difference between two adjacent pixels near the block boundary to determine whether there is block distortion. Is determined (S12).
[0029]
That is, when the absolute value d3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary is larger than the threshold thv2, it is determined that the edge is included in the image. Also, when the absolute value d3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary is smaller than maxv1, it is determined that the edge is included in the image. When it is determined that the image is not an edge included in the image under the above two conditions, it is determined that there is block distortion.
[0030]
Here, the values such as the threshold value thv2 are empirical values determined by looking at actual image data input to the filter device 100. Therefore, it differs depending on the resolution and bit rate of the input image.
[0031]
In the vertical filter 103, a signal delayed by a predetermined time in the line memory 101 is input, and when the vertical block distortion determination unit 102 determines that there is block distortion, four pixels (v2 in FIG. To v5) is subjected to a filtering process (S13).
[0032]
The signal processed by the vertical filter 103 is input to the horizontal block distortion determination unit 104 and the horizontal filter 105. The horizontal block distortion determination unit 104 determines the presence or absence of block distortion for the input signal according to the flowchart shown in FIG. Here, the flowchart of FIG. 5 will be described. First, for the pixels near the block boundary (h0 to h7 in FIG. 2), the absolute value of the difference between adjacent pixels is compared with a predetermined threshold thh1 to determine whether or not the frequency is low (S21). For example, the absolute value of the difference between adjacent pixels at h0 to h7 in FIG. 2 can be expressed by the following D0, D1, D2, D4, D5, and D6.
[0033]
D0 = | h1-h0 |
D1 = | h2-h1 |
D2 = | h3-h2 |
D4 = | h5-h4 |
D5 = | h6-h5 |
D6 = | h7−h6 |
If all the absolute values (D0, D1, D2, D4, D5, D6) of the difference between the adjacent pixels are smaller than thh1, the vicinity of the block boundary is flat, so that it is determined that the frequency is low, and otherwise. In the case of, it is determined that the frequency is low.
[0034]
If it is determined that the frequency is low (YES in S21), the absolute value (D3 = | h4-h3 |) of the difference between two pixels (h3 and h4 in FIG. 2) adjacent to the block boundary and a predetermined threshold value thh2 And the maximum value maxh1 (D0, D1, D2, D4, D5, D6) of the absolute value of the difference between the two pixels adjacent to the block boundary and the absolute value of the difference between the two adjacent pixels near the block boundary. (Maximum value) is determined to determine whether there is block distortion (S22).
[0035]
If the absolute value D3 of the difference between the two pixels adjacent to the block boundary is larger than the predetermined threshold thh2, it is determined that the edge is included in the image. Also, when the absolute value D3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary is smaller than maxh1, it is determined that the edge is included in the image. Therefore, when it is determined that the image is not an edge included in the image under the above two conditions (YES in S22), it is determined that there is block distortion.
[0036]
When it is determined that the pixel row near the block boundary has a non-low frequency (NO in S21), the absolute value (D3) of the difference between two pixels (h3 and h4 in FIG. 2) adjacent to the block boundary and a predetermined value are determined. The threshold value thh3 is compared, and the absolute value D3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary and the maximum value maxh1 of the difference between two adjacent pixels near the block boundary are compared. The presence or absence is determined (S24). If the absolute value D3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary is larger than the predetermined threshold thh3, it is determined that the edge is included in the image. Also, when the absolute value D3 of the difference between two pixels adjacent to the block boundary is smaller than maxh1, it is determined that the edge is included in the image. Therefore, when it is determined that the image is not an edge included in the image under the above two conditions (YES in S24), it is determined that there is block distortion.
[0037]
The horizontal filter 105 receives the signal that has been processed by the vertical filter 103 and, when the horizontal block distortion determination unit 104 determines that there is block distortion at a low frequency, 8 pixels centering on the block boundary (FIG. Filter processing is performed on h0 to h7) of FIG. Also, when the horizontal block distortion determination unit 104 determines that there is block distortion at a non-low frequency, it is considered that a high-frequency component is included, so that the entire block is filtered to prevent the image from being blurred. , Filter processing is performed only on two pixels (h3 and h4 in FIG. 2) centered on the block boundary.
[0038]
Here, it is conceivable that the vertical filter 103 is also subjected to filter processing in the case of a non-low frequency. However, if filter processing is performed on two pixels centering on a block boundary, which is a filter processing in the case of non-low frequency, on an interlaced image, an input decoded image is an image in which an object whose contour is sharp moves up and down. In such a case, there is a problem that the image quality is deteriorated, for example, the outline may appear double.
[0039]
This will be described with reference to FIG. FIG. 6A shows an example of an interlaced image before the filtering process. The pixels in the first field are V0 to V7, and the pixels in the second field are V0 'to V7'. When it is determined that the first field in FIG. 6A has block distortion at a non-low frequency, and that it is determined that there is no block distortion in the second field, V3 and V4 in FIG. Filter processing is performed. FIG. 6B shows an interlaced image after the filter processing. Assuming that V0 to V3 and V0 'to V2' in FIG. 6A represent white, and V4 to V7 and V3 'to V7' represent black, filtering is performed on V3 and V4 in FIG. As a result, V3 and V4 in FIG. 6B become gray. When FIG. 6B is displayed as a frame, V2 ′, V3, V3 ′, V4, and V4 ′ become white, gray, black, gray, and black, and the outline looks double. Therefore, when the input decoded image is interlaced, non-low-frequency filter processing is not performed in the vertical direction, thereby preventing the above-described generation of gray pixels and improving image quality.
[0040]
As described above, according to the present invention, block distortion can be reduced or eliminated without impairing the high-frequency components of the input decoded image, and when the input decoded image is interlaced, a non-low-frequency filter is provided in the vertical direction. By not performing the processing, it is possible to improve the image quality.
[0041]
In the present embodiment, the case where the block unit is 8 × 8 blocks has been described, but other block units may be used. In FIG. 1, the block distortion in the vertical direction is reduced or removed first, and then the block distortion in the horizontal direction is reduced or removed. However, the order may be reversed.
[0042]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the presence or absence of distortion is determined in advance in each direction for each of the first direction and the second direction that intersects with the first direction, and then the filtering process is performed in each direction. I have. Therefore, since the filtering process is performed only when the distortion is large, all the high frequency components of the decoded image are not removed, and the filtering process can be performed only in the direction in which the image quality deteriorates in the interlaced image. As a result, it is possible to provide a filter device that can reduce or remove block distortion without impairing the high-frequency component of the decoded image, and that can reduce or remove block distortion without deteriorating image quality even for an interlaced decoded image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a filter device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a block boundary and pixels in the vicinity thereof;
FIG. 3 is a diagram for explaining pixels of a frame image.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process performed by a vertical block distortion determination unit.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process performed by a horizontal block distortion determination unit.
FIG. 6 is a diagram for describing filter processing of an interlaced image.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an overall configuration of a video image processing device.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a filter device.
FIG. 9 is a diagram illustrating a filtering process of block distortion due to smoothing.
FIG. 10 is a diagram for describing filtering processing of block distortion due to smoothing.
[Explanation of symbols]
100 filter device, 101 line memory, 102 vertical block distortion determination unit, 103 vertical filter, 104 horizontal block distortion determination unit, 105 horizontal filter.

Claims (5)

ブロック単位で処理された復号化画像信号に対して所定の遅延を行なう遅延手段と、
前記復号化画像信号のブロックの第1の方向のブロック歪みを判定する第1の判定手段と、
前記第1判定手段で得られた判定結果を基に前記遅延手段で所定の遅延をした画像信号を前記第1の方向にフィルタ処理する第1フィルタ手段と、
前記第1フィルタ手段から出力された画像信号の前記第1の方向に交わる第2の方向のブロック歪みを判定する第2判定手段と、
前記第2判定手段で得られた判定結果を基に、前記画像信号を前記第2の方向にフィルタ処理する第2フィルタ手段とを含む、フィルタ装置。
Delay means for performing a predetermined delay on a decoded image signal processed in block units;
First determining means for determining block distortion in a first direction of a block of the decoded image signal;
First filtering means for filtering an image signal delayed by a predetermined delay by the delay means based on the determination result obtained by the first determining means in the first direction;
A second determination unit that determines block distortion in a second direction intersecting with the first direction of the image signal output from the first filter unit;
A second filtering unit configured to filter the image signal in the second direction based on the determination result obtained by the second determining unit.
前記第1方向は垂直方向であり、第2方向は水平方向である、請求項1に記載のフィルタ装置。The filter device according to claim 1, wherein the first direction is a vertical direction and the second direction is a horizontal direction. 前記第2方向において前記第2判定手段の前に前記ブロック境界近傍の画素が低周波か否かを判断する手段を含む、請求項2に記載のフィルタ装置。3. The filter device according to claim 2, further comprising: a unit that determines whether or not a pixel near the block boundary has a low frequency before the second determination unit in the second direction. 前記第1および第2判定手段は、それぞれ
前記ブロック境界近傍の画素について、隣接する画素の差分の絶対値と所定の第1しきい値とを比較する手段と、
ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値と所定の第2しきい値とを比較する手段と、
前記ブロック境界に隣接する2画素の差分の絶対値とブロック境界近傍の隣接する2画素の差分の絶対値の最大値とを比較する手段とを含む、請求項2記載のフィルタ装置。
Means for comparing the absolute value of the difference between adjacent pixels with a predetermined first threshold value for each of the pixels near the block boundary;
Means for comparing the absolute value of the difference between two pixels adjacent to the block boundary with a predetermined second threshold value;
3. The filter device according to claim 2, further comprising means for comparing an absolute value of a difference between two pixels adjacent to the block boundary and a maximum absolute value of a difference between two adjacent pixels near the block boundary.
前記第1フィルタ手段または前記第2フィルタ手段は、ブロック境界を中心にあらかじめ設定した数の画素に対してフィルタ処理を行う、請求項2に記載のフィルタ装置。3. The filter device according to claim 2, wherein the first filter unit or the second filter unit performs a filter process on a predetermined number of pixels around a block boundary. 4.
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