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TWI386068B - 解塊處理方法、解塊處理裝置、解塊處理程式及記錄該程式之可由電腦讀取之記錄媒體 - Google Patents

解塊處理方法、解塊處理裝置、解塊處理程式及記錄該程式之可由電腦讀取之記錄媒體 Download PDF

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TWI386068B
TWI386068B TW098135363A TW98135363A TWI386068B TW I386068 B TWI386068 B TW I386068B TW 098135363 A TW098135363 A TW 098135363A TW 98135363 A TW98135363 A TW 98135363A TW I386068 B TWI386068 B TW I386068B
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Shohei Matsuo
Seishi Takamura
Kazuto Kamikura
Yoshiyuki Yashima
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Nippon Telegraph & Telephone
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Description

解塊處理方法、解塊處理裝置、解塊處理程式及記錄該程式之可由電腦讀取之記錄媒體
本發明係關於用在具有以區塊為基礎(block-based)的預測編碼功能之影像編碼裝置或影像解碼裝置中之解塊處理方法及解塊處理裝置、與用於該解塊處理方法的實現之解塊處理程式以及記錄有該程式之可由電腦讀取之記錄媒體。(deblocking，依國立編譯館之工具書稱為「解塊」)。
本申請案根據2008年10月22日於日本提出申請之特願2008-271496號專利申請案而主張優先權，在此援用其內容。
在影像編碼中，在不同的畫面間進行預測之畫面間預測編碼(移動補償)，其所參照的圖像係使用解碼得到的圖像。然而，以低位元率(bit rate)進行編碼時，會發生區塊失真(block distortion)而導致解碼得到的圖像劣化，因此會因為參照該劣化的圖像，而有畫質劣化傳播之問題。
因而，使區塊失真減低之環路內濾波器(in-loop filter)就成了解決方案而提出，並導入影像編碼標準。而且，目前在國際標準化組織ISO MPEG(Moving Picture Experts Group)及ITU-T(國際電訊聯盟電訊標準化部門)VCEG(Video Coding Experts Group)，還有很多不限於環路內濾波器，也包含前置濾波器(prefilter)、後置濾波器(postfilter)等之濾波器相關的提案，正受到熱烈的討論。與前置濾波器及後置濾波器不同，使用環路內濾波器，不僅改善濾波器所處理的對象圖像的畫質，也改善對於參考該圖像之後續的圖框(frame)的影響，可使影像全體的畫質提高(可改善編碼效率)。因此，環路內濾波器之改善為備受期待的研究領域。
進行影像資訊的編碼時，在現有的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H. 261、H. 262、H. 264等之影像編碼標準中，係將圖像分割成M×N(M及N為2的倍數，例如4,8,16)個區塊(block)而進行編碼。分割後，在畫面內或畫面間，取出處理對象區塊與參考區塊(解碼得到的區塊)的相差部份，並將其差餘(residual)信號予以正交變換及量化再施以熵編碼(entropy coding)，做成二進位資料然後輸出。
利用人的視覺特性對於高頻不敏感，在進行量化之際，將圖像的高頻成分去除掉。此時因為以區塊為單位將高頻成分除掉，所以在解碼得到的圖像中，區塊的邊界會很顯眼，形成帶有塊狀的雜訊(noise)之情形。尤其是在分配給影像的數碼量低之情況(亦即，低位元率)，塊狀雜訊(block noise)會看得很清楚。
在移動補償型畫面間預測編碼中，係藉由發送在過去或在未來的參考圖框與處理對象圖框之差餘信號及移動向量(移動量)，來削減時間方向的冗餘性(temporal redundancy)。在此移動補償型畫面間預測編碼中，所參考的圖像因為含有塊狀的雜訊而劣化之情況，取出參考區塊與處理對象區塊之間的相差部份時，其差餘信號就會增加，造成編碼效率降低之結果。
因此，H. 264/AVC，在將參考圖框，亦即解碼圖像儲存入圖框記憶體(frame memory)之際，會使用使編碼時發生的塊狀雜訊減少之濾波器。此濾波器稱為解塊濾波器(deblocking filter)。
以上所述的內容，係記載於以下所示的非專利文獻1的第140-144頁以及第269頁中。
第24A圖顯示解塊濾波器在編碼程序中的位置，第24B圖顯示解塊濾波器在解碼程序中的位置。
解塊濾波器之處理，係針對分割一個大區塊(macroblock)(以下，簡稱為MB)所得到的16個區塊(4×4)的各區塊邊界而實施。而且，邊界為MB邊界的情況，有鄰接的MB存在的話，由於濾波器可得到所需的像素，因此同樣地實施處理。
第25A及第25B圖顯示具體的處理部位。其中，第25A圖顯示與垂直方向的區塊邊界有關之濾波器的位置，第25B圖顯示與水平方向的區塊邊界有關之濾波器的位置。不過，在處理對象MB以亮度信號之8×8區塊加以處理之情況，基本上只實施實線部份的處理，以亮度信號及色差信號之4×4區塊加以處理之情況，則實線及虛線部份都要處理。
以上所述的內容，係記載於以下所示的非專利文獻2的第182-193頁中。
依圖像的特性而定，有容易發生區塊失真(block distortion)的部位與不易發生區塊失真的部位之分，因此要適應性地(adaptively)實施解塊濾波器之處理。具體而言，處理會依照
‧邊界強度(Bs值：Boundary Strength)
‧邊界間像素的差值的絕對值之條件而變化。以下之表1顯示邊界強度的定義
而且，如第25A及第25B圖所示，使一方的區塊的像素值為pm (0≦m＜4：越靠近區塊邊界m值越小)、另一方的區塊的像素值為qn (0≦n＜4：越靠近區塊邊界n值越小)時，滿足
1. Bs＞0
2. |p0 -q0 |＜α ＆＆|p1 -p0 |＜β ＆＆|q1 -q0 |＜β
這兩個條件時，解塊濾波器就動作。
此處，α及β係取決於編碼時所規定的量化參數(QP：Quantization Parameter)，而唯一決定。另外，使用者側也可利用片段標頭(slice header)中所包含的兩個參數slice_alpha_c0_offset_div2以及slice_beta_offset_div2的旗標(flag)，來調整α及β。
除了上述兩個參數以外，還可利用圖片參數集(picture parameter set)(標頭部份)中之deblocking_filter_control_present_flag以及disable_deblocking_filter_idc兩個參數，區分為如下三個層級(level)，來進行解塊濾波器的控制。
1.對於區塊邊界、及MB邊界施以解塊濾波器之處理
2.只對MB邊界施以解塊濾波器之處理
3.不施以解塊濾波器之處理
另外，雖然跟解塊濾波器無關，但有各種改善畫面內預測的性能之方法曾經提出。本發明之發明人也曾提出以配合圖像的紋理(texture)而加入傾斜因素進行預測之方式改善畫面內預測的性能之方法(參照非專利文獻3)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
(非專利文獻1)大久保榮，角野真也，菊池義浩，鈴木輝彥：“改訂版H. 264/AVC教科書”,,2006
(非專利文獻2)ITU-T Study Group 16-Questions 6/16：“Draft new Corrigendum 1 to H. 264 Advanced video coding for generic audiovisual services”,2005
(非專利文獻3)松尾翔平，高村誠之，上倉一人，八島由幸：“傾斜付予測基礎検討”,画像符号化PCSJ2007
習知的解塊濾波器，係在通常是與區塊邊界垂直的方向(90°)取出像素，依據(i)邊界強度、以及(ii)選擇的像素的差值的絕對值這兩個條件，來適應性地施加濾波器處理。
但是，習知技術進行的是只有垂直方向的像素處理，所以假如編碼對象圖像本來就具有斜向的紋理(例如斜向的花紋或線)，就有使該紋理變模糊的可能性。
亦即，習知的解塊濾波器雖為施加適應性的處理者，但不具有考慮圖像原本就含有的紋理的方向而進行處理之機構。因此，若依照習知技術，就會對於本來應留下的紋理也施以濾波器之處理，所以有斜向的紋理成分變平滑，主觀畫質劣化的可能性。
本發明係鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供可保存圖像中應留下的斜向的紋理，且可有效率地削減塊狀雜訊之新的解塊處理技術。此外，本發明的目的還在於藉此而不僅提高單一圖像的主觀畫質，而且參考畫質經過提高的圖像而使畫面間預測編碼的性能也提高，而可實現影像資訊全體之編碼效率的提高。
為了達成上述目的，本發明之解塊處理方法，係用來減低因為進行以區塊為基礎(block-based)的預測編碼之影像編碼方式、或進行經前述影像編碼方式編碼過的影像的解碼之影像解碼方式而發生的區塊失真之解塊處理方法，具有：針對各區塊，檢測出表示各區塊的像素值的變化方向之邊緣(edge)表示的是朝哪一個方向的像素值變化之檢測步驟；根據針對具有成為解塊(deblocking)對象的區塊邊界之處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之區塊而檢測出的前述邊緣的方向，決定對於前述區塊邊界施行之解塊濾波器的施行方向之決定步驟；以及依照前述決定出的方向，對於前述區塊邊界施以前述解塊濾波器的處理之濾波器執行步驟。
在本發明之解塊處理方法中，前述檢測步驟可針對各區塊，檢測出各區塊的像素值變化的水平方向的成分，以及檢測出各區塊的像素值變化的垂直方向的成分，再根據檢測出的前述水平方向的成分以及前述垂直方向的成分來檢測出前述邊緣的方向。
在本發明之解塊處理方法中，前述檢測步驟可針對各區塊，取得先前對各區塊進行畫面內編碼時所使用之預測模式的資訊，再根據取得的前述預測模式的資訊來檢測出前述邊緣的方向。
在本發明之解塊處理方法中，可具備有針對各區塊，根據檢測出的前述水平方向的成分以及前述垂直方向的成分來算出前述邊緣的強度之算出步驟，前述決定步驟可比較針對前述處理對象區塊而算出之前述邊緣的強度與預定的閾值(threshold value)，且在前述邊緣的強度在前述預定的閾值以下之情況，將根據前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與前述區塊邊界正交之方向。
在本發明之解塊處理方法中，前述決定步驟可在關於前述處理對象區塊之前述預測模式的資訊表示預測模式為以像素平均值作為預測信號之預測模式的情況，將根據前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與前述區塊邊界正交之方向。
在本發明之解塊處理方法中，前述決定步驟可藉由將針對前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之前述區塊而檢測出之前述邊緣的方向當作關鍵(key)，參照記憶手段的記憶資料，對照其中所記憶之記述關於前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接的前述區塊之前述邊緣的方向與前述解塊濾波器的施行方向的對應關係之資訊，來決定出前述解塊濾波器的施行方向。
本發明之解塊處理裝置，係用來減低因為進行以區塊為基礎的預測編碼之影像編碼方式、或進行經前述影像編碼方式編碼過的影像的解碼之影像解碼方式而發生的區塊失真之解塊處理裝置，具有：針對各區塊，檢測出表示各區塊的像素值的變化方向之邊緣表示的是朝哪一個方向的像素值變化之檢測手段；根據針對具有成為解塊對象的區塊邊界之處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之區塊而檢測出的前述邊緣的方向，決定對於前述區塊邊界施行之解塊濾波器的施行方向之決定手段；以及依照前述決定出的方向，對於前述區塊邊界施以前述解塊濾波器的處理之濾波器執行手段。
在本發明之解塊處理裝置中，可具備有用來記憶其中記述關於前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接的前述區塊之前述邊緣的方向與前述解塊濾波器的施行方向之對應關係的資訊之記憶手段，且前述決定手段可藉由將針對前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之前述區塊而檢測出之前述邊緣的方向當作關鍵，參照前述記憶手段的記憶資料，來決定出前述解塊濾波器的施行方向。
本發明之解塊處理程式，係用來使電腦執行上述解塊處理方法之解塊處理程式。
本發明之可由電腦讀取之記錄媒體，係記錄有用來使電腦執行上述解塊處理方法的解塊處理程式之可由電腦讀取之記錄媒體。
如以上說明，根據本發明，則不僅對於包含有很多可想成是習知的解塊濾波器無法加以保存而造成畫質劣化的原因之斜向的邊緣之圖像，也可保存應保存之斜向的紋理(texture)，而且可削減存在於區塊邊界的塊狀雜訊。因而，可實現主觀畫質之提高。
另外，根據本發明，可使解碼得到的圖像高畫質化，因此可在參考此圖像之畫面間預測編碼中，使差餘信號降低，因而可實現編碼效率之提高。
首先，在說明本發明的實施形態之前，先針對應用本發明之解塊處理方法、解塊處理裝置、解塊處理程式的基本原理進行說明。應用本發明之解塊處理方法、解塊處理裝置、解塊處理程式，係不只使濾波器的方向為依照與區塊邊界垂直的方向，而且還依照圖像所具有的紋理的方向而適應性地使濾波器的方向變化，來施行像素變換處理。藉此，而可保存圖像固有的紋理，同時有效率地削減塊狀雜訊，因而可實現使主觀畫質提高之解塊濾波器。
假設如第1圖之(a)部份所示，編碼對象區塊包含有斜向的紋理之情況。
此情況，如第1圖之(b)部份所示，當施以習知的解塊濾波器之處理時，雖然可削減區塊邊界之塊狀雜訊，但斜向的紋理也會依狀況而平滑化，所以有對於紋理造成影響之可能性。
因此，如第1圖之(c)部份所示，依照紋理的方向而斜向進行濾波器處理，以保留住紋理，同時削減掉塊狀雜訊。如此，就可實現主觀畫質之提高，以及實現參考處理圖像時之差餘信號的削減，就可實現編碼效率之提高。
接著，說明實現上述成果之解塊處理裝置的構成。
此解塊處理裝置為了實現因為進行以區塊為基礎的預測編碼之影像編碼方式、或進行經前述影像編碼方式編碼過的影像的解碼之影像解碼方式而發生的區塊失真之減低，而具備有：(1)針對各區塊，檢測出表示各區塊的像素值的變化方向之邊緣表示的是朝哪一個方向的像素值變化之檢測手段；(2)根據針對具有成為解塊對象的區塊邊界之處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之區塊(在上下左右及斜向與處理對象區塊相接之區塊)而檢測出的前述邊緣的方向，決定對於前述區塊邊界施行之解塊濾波器的施行方向之決定手段；以及(3)依照前述決定手段所決定出的方向，對於成為前述解塊對象的前述區塊邊界施以前述解塊濾波器的處理之濾波器執行手段。
另外，具備有用來記憶其中記述關於前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接的前述區塊之前述邊緣的方向與前述解塊濾波器的施行方向之對應關係的資訊之記憶手段。在此情況，前述決定手段係藉由將針對前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之前述區塊而檢測出之前述邊緣的方向當作關鍵(key)，參照前述記憶手段的記憶資料，來決定出前述解塊濾波器的施行方向。
採用此種構成時，檢測手段係針對各區塊，檢測出各區塊的像素值變化的水平方向的成分，以及檢測出各區塊的像素值變化的垂直方向的成分，再根據檢測出的前述水平方向的成分及前述垂直方向的成分來檢測出前述邊緣的方向。
在此情況，具備有針對各區塊，根據前述檢測手段所檢測出的前述水平方向的成分及前述垂直方向的成分來算出前述邊緣的強度之算出手段。在具備有此算出手段的情況下，前述決定手段係比較前述算出手段針對前述處理對象區塊而算出之前述邊緣的強度與預定的閾值，且在前述邊緣的強度在前述預定的閾值以下之情況，將根據前述檢測手段所檢測出的前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與成為前述解塊對象之前述區塊邊界正交之方向。
採用此種構成時，前述檢測手段係針對各區塊，取得先前對各區塊進行畫面內編碼時所使用之預測模式的資訊，再根據取得的前述預測模式的資訊來檢測出邊緣的方向。
在此情況，前述決定手段係在關於前述處理對象區塊之前述預測模式的資訊指定預測模式為以像素平均值作為預測信號之預測模式的情況，將根據前述檢測手段所檢測出的前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與成為前述解塊對象之前述區塊邊界正交之方向。
藉由以上之各處理手段進行動作而實現之解塊處理方法係亦可以電腦程式(computer program)來實現者。此電腦程式，係將之記錄於適當的可由電腦讀取之記錄媒體而提供，或透過網路而提供，且在要實施解塊處理方法之際藉由在安裝於電腦之CPU(中央處理器)等的控制手段上進行動作而實現解塊處理方法。
藉由此構成，就可也針對相對於區塊邊界為傾斜的方向進行解塊濾波器處理。於是，可在應保存之斜向的紋理也受到保存的情況下，削減存在於區塊邊界的塊狀雜訊，可實現主觀畫質之提高。
而且，可使解碼得到的圖像高畫質化，因此可在參考該圖像之畫面間預測編碼中，使差餘信號降低，因而可實現編碼效率之提高。
相對於此，習知的解塊濾波器，則只能在與區塊邊界垂直的方向進行像素變更處理。因而，使存在於區塊邊界的塊狀雜訊平滑化之際，就有可能使圖像本來就有的斜向的紋理變模糊，造成主觀畫質的劣化。
接著，依據實施形態來詳細說明本發明。
以下，本發明中所謂的邊緣，係意味著亮度信號的變化的方向，且如第2圖所示，與紋理的方向呈直角者。
[第一實施形態]
首先，說明依據本發明的第一實施形態之解塊處理裝置1。
第3圖顯示依據本發明的第一實施形態之解塊處理裝置1的構成。
此解塊處理裝置1，係以如第24A及第24B圖所示的形態安裝於影像編碼裝置或影像解碼裝置中者。如第3圖所示，依照本實施形態而構成之解塊處理裝置1包括：導出將在像素決定部40使用之區塊內的邊緣成分，來檢測出該區塊內的邊緣的方向之邊緣檢測部10；記憶邊緣檢測部10的檢測結果之邊緣方向資訊記憶部20；記憶進行將成為解塊濾波器的處理對象之像素(濾波器處理像素)的決定時所要用到的資訊之濾波器處理像素決定用資訊記憶部30；藉由參照邊緣方向資訊記憶部20及濾波器處理像素決定用資訊記憶部30所記憶的資訊，而從邊緣檢測部10所檢測出的邊緣的方向，來決定出將用於實際的濾波器處理中的像素之像素決定部40；利用像素決定部40所決定出的像素，來決定是否要使用濾波器處理之濾波器使用判定部50；對於像素決定部40所決定出的像素實施濾波器處理之濾波器處理部60；以及藉由判定是否為MB的最後的區塊邊界來判斷處理是否終了之處理終了判定部70。
關於濾波器處理像素決定用資訊記憶部30所記憶之進行濾波器處理像素的決定時所要用到的資訊，將參照第18圖進行詳細說明。
邊緣檢測部10係如第3圖所示，包括：導出MB內的各區塊的水平方向的邊緣成分之x方向邊緣成分導出部11；導出MB內的各區塊的垂直方向的邊緣成分之y方向邊緣成分導出部12；以及利用x方向邊緣成分導出部11及y方向邊緣成分導出部12所導出的邊緣成分來決定各區塊的邊緣的方向，並將之保存於邊緣方向資訊記憶部20之邊緣方向決定部13。
像素決定部40係如第3圖所示，包括：藉由參照邊緣方向資訊記憶部20所記憶的資訊，來確認與MB內的各區塊邊界有關之邊緣的方向之鄰接區塊邊緣確認部41；藉由參照濾波器處理像素決定用資訊記憶部30所記憶的資訊，而根據經鄰接區塊邊緣確認部41確認之邊緣的方向，來決定將成為解塊濾波器的處理對象之像素之濾波器處理像素決定部42。
第4至第9圖顯示如上述構成之本實施形態的解塊處理裝置1在處理一個MB內的4×4區塊邊界之情況所執行的流程圖的一個例子。
接著，依照此等流程圖來詳細說明本實施形態的解塊處理裝置1所執行的處理。
以下，除非特別指明，否則區塊大小皆為4×4，處理對象皆為亮度信號。而且，關於邊緣的方向，假設為四個方向(水平(0°)、垂直(90°)、斜向(45°及135°))。
[1]本實施形態執行的流程圖 [1-1]整體的流程圖
第4圖顯示本實施形態的解塊處理裝置1所執行的一連串處理的整體的流程圖。
此處，圖中顯示的處理係以MB為單位而進行，且依順序而對圖像中包含的MB施行。
本實施形態的解塊處理裝置1係如第4圖的流程圖所示，首先在步驟S101，檢測出MB內的4×4共16個區塊的所有的邊緣的方向，並將該資訊保存於邊緣方向資訊記憶部20。關於邊緣的方向的檢測方法，將在後面以步驟S201至步驟S203(第5圖之流程圖)加以說明。
接著，在步驟S102，從在步驟S101中求出的邊緣的方向進行濾波器方向的選擇。濾波器方向選擇後，指定在解塊濾波器的處理中必須的8個點的像素。關於濾波器方向的選擇以及像素的指定方式的詳細內容，將在後面以步驟S601至步驟S602(第9圖之流程圖)加以說明。
接著，在步驟S103，從未選擇的區塊中選出一個，並針對所選出的區塊，進行是否要使用解塊濾波器處理之判定。此判定係使用習知的H. 264/AVC中定義的判定條件。若為要使用濾波器的情況，就前進到步驟S104。若為不要使用濾波器的情況，則為了進入到下一個區塊處理，而前進到進行處理的位置是否到達最終區塊的判定之步驟S105。
接著，在步驟S104，使用在步驟S102中選擇的8個點的像素，實際地執行濾波器處理。
接著，在步驟S105，進行是否讓處理進入到針對下一個區塊之判定。若處理對象區塊並非最終區塊，則因為直接讓處理進入到針對下一個區塊，所以回到步驟S103之處理。若處理已進行到最終區塊，則結束處理。
[1-2]步驟S101的處理的詳細內容 [1-2-1]步驟S101的整體的處理
接著，依照第5圖之流程圖來說明在步驟S101執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第4圖之流程圖的步驟S101，就如第5圖之流程圖所示，首先，在步驟S201進行x方向(水平方向)的邊緣成分之導出。接著，在步驟S202進行y方向(垂直方向)的邊緣成分之導出。然後，在步驟S203，從在步驟S201及步驟S202中求出之各方向的邊緣成分，決定出區塊具有的邊緣的方向。
接著，依序說明步驟S201、S202、S203之各步驟的處理的詳細內容。
[1-2-2]步驟S201的處理的詳細內容
依照第6圖之流程圖來說明在步驟S201執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第5圖之流程圖的步驟S201，就如第6圖之流程圖所示，首先，在步驟S301，對於對象區塊在水平方向施以濾波器fx={-1,1}(參照第10圖)之處理，並將得到的矩陣定義為邊緣矩陣x(EMx)(參照第10圖)。
接著，在步驟S302，針對在步驟S301得到的EMx，求出各成分的和。將此值表示為Sx。Sx表示邊緣之水平方向成分，若為正值表示具有亮度值由左往右而上昇的傾向，負值的情況，則表示具有亮度值由左往右而減少的傾向。
第10圖顯示在步驟S201執行的處理的概念圖。在此第10圖中，將具有4×4區塊的大小之邊緣矩陣x(EMx)的各元素值表示為EMx(i,j)，其中，i為1以上的整數，表示x方向的位置，j為1以上的整數，表示y方向的位置。如第10圖所示，對於例如分別具有像素值28及30之兩個像素施以濾波器fx={-1,+1}之處理，而得到30-28=2之EMx的成分。另外，求出EMx的12個成分的和，而得到值為31之Sx。
[1-2-3]步驟S202的處理的詳細內容
依照第7圖之流程圖來說明在步驟S202執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第5圖之流程圖的步驟S202之處理，就如第7圖之流程圖所示，首先，在步驟S401，對於對象區塊在垂直方向施以濾波器fy={-1,1}(參照第11圖)之處理，並將得到的矩陣定義為邊緣矩陣y(EMy)(參照第11圖)。
接著，在步驟S402，針對在步驟S401得到的EMy，求出各成分的和。將此值表示為Sy。Sy表示邊緣之垂直方向成分，若為正值表示具有亮度值從上往下而上昇的傾向，負值的情況，則表示具有亮度值由上往下而減少的傾向。
第11圖顯示在步驟S202執行的處理的概念圖。在此第11圖中，將具有4×4區塊的大小之邊緣矩陣y(EMy)的各元素值表示為EMy(i,j)，其中，i為1以上的整數，表示x方向的位置，j為1以上的整數，表示y方向的位置。如第11圖所示，對於例如分別具有像素值30及33之兩個像素施以濾波器fy={-1,+1}之處理，而得到33-30=3之EMy的成分。另外，求出EMy的12個成分的和，而得到值為28之Sy。
[1-2-4]步驟S203的處理的詳細內容
依照第8圖之流程圖來說明在步驟S203執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第5圖之流程圖的步驟S203之處理，就如第8圖之流程圖所示，首先，在步驟S501，將在步驟S302求得的Sx及在步驟S402求得的Sy代入
D=Sy/Sx
這個式子中，求出區塊所具有的邊緣的角度D。
接著，在步驟S502，從在步驟S501求出的邊緣角度D，來決定邊緣的方向。例如，邊緣的方向的種類有四種之情況，依照以下之表2的情況區分，來決定邊緣的方向(邊緣類型)。
如第12圖所示，“D=0.414”意味著邊緣角度D為22.5°(因為tan22.5°≒0.414)，“D=2.414”意味著邊緣角度D為67.5°(因為tan67.5°≒2.414)，“D=-2.414”意味著邊緣角度D為112.5°(因為tan112.5°≒-2.414)，“D=-0.414”意味著邊緣角度D為157.5°(因為tan157.5°≒-0.414)。
因此，表2所示之“D≦-2.414,2.414＜D”所指示的邊緣類型3，係如第12圖所示，意味著邊緣角度D在67.5°至112.5°(247.5°至292.5°)之範圍內(代表角度=90°,270°)。表2所示之“-2.414＜D≦-0.414”所指示的邊緣類型4，係如第12圖所示，意味著邊緣角度D在112.5°至157.5°(292.5°至337.5°)之範圍內(代表角度=135°,315°)。表2所示之“-0.414＜D≦0.414”所指示的邊緣類型1，係如第12圖所示，意味著邊緣角度D在157.5°至202.5°(337.5°至22.5°)之範圍內(代表角度=0°(=360°),180°)。表2所示之“0.414＜D≦2.414”所指示的邊緣類型2，係如第12圖所示，意味著邊緣角度D在22.5°至67.5°(202.5°至247.5°)之範圍內(代表角度=45°,225°)。
依照表2的情況區分，例如，第10及第11圖所示的區塊其Sx=31、Sy=28，因而D=0.90，故依照步驟S502的處理，將其邊緣的方向決定為代表角度為45°,225°之邊緣類型2。
[1-3]步驟S102的處理的詳細內容
接著，依照第9圖之流程圖來說明在步驟S102執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第4圖之流程圖的步驟S102，就如第9圖之流程圖所示，首先，在步驟S601，藉由參照第3圖所示之邊緣方向資訊記憶部20所記憶的資訊，而取得在步驟S101求出的關於MB內的所有區塊的邊緣方向的資訊，並針對各區塊邊界面，確認要在哪個方向施以濾波器之處理。
接著，在步驟S602，沿著在步驟S601確認的濾波器方向，決定出八個點的處理對象像素(濾波器處理像素)。
此處理對象像素(濾波器處理像素)之決定，基本上係如第13圖所示，以選取在與邊緣的方向正交的直線上排列的像素之方式進行。換言之，因為預測為在邊緣的垂直方向有圖像的紋理(線等)，所以以上述方式選擇濾波器處理像素以便讓濾波器以沿著該紋理的形態施加濾波。
接著，第14A圖至第17G圖中，顯示關於在以水平方向的區塊邊界作為處理對象之情況，要如何依據處理對象之區塊的邊緣的方向、與位於該區塊的周邊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之具體例。
第14A至第14E圖所示的具體例，記載關於在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，要如何依據位於該區塊的周邊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之內容。
亦即，在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1或邊緣類型3之情況，係如第14A圖所示，以與習知技術一樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
此時，在鄰接於上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況，並不依第13圖所示的基本的構成來選擇濾波器處理像素，係因為無法選擇在水平方向排列的像素。因而，在此情況，以與習知技術一樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，且鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2之情況，係以如第14B圖所示的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
此外，在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，且鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4之情況，係以如第14C圖所示的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
另外，在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，且鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況，係以如第14D圖所示的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
至於，在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型1之情況，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，且鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況，則以如第14E圖所示的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
第15A圖至第15G圖所示的具體例，記載關於在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2之情況，要如何依據位於該區塊的周邊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之內容。
第15A圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3或邊緣類型4之情況的具體例。如第15A圖所示，在此等情況，係以與習知技術相同的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
第15B圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2之情況的具體例。
第15C圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2之情況的具體例。
第15D圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2之情況的具體例。
第15E圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
第15F圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
第15G圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型2，鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3，且鄰接於處理對象區塊的左方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
第16圖所示的具體例，記載關於在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況，要如何依據位於該區塊的周邊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之內容。
如第16圖所示，在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況，係不管鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1、邊緣類型2、邊緣類型3、邊緣類型4的哪一個之情況，都以與習知技術相同的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
第17A圖至第17G圖所示的具體例，記載關於在處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4之情況，要如何依據位於該區塊的周邊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之內容。
第17A圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3或邊緣類型2之情況的具體例。如第17A圖所示，在此等情況，係以與習知技術相同的形態來決定8個點的濾波器處理像素。
第17B圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4之情況的具體例。
第17C圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4之情況的具體例。
第17D圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4之情況的具體例。
第17E圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型1，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
第17F圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
第17G圖為處理對象區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型4，鄰接於處理對象區塊的左上方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3，且鄰接於處理對象區塊的右方之區塊的邊緣的方向為邊緣類型3之情況的具體例。
如上所述，在第4圖的流程圖的步驟S102中，藉由執行第9圖的流程圖，而進行根據MB內區塊的邊緣的方向，以如第14A至第17G圖所示的形態來決定將成為解塊濾波器的處理對象之濾波器處理像素之處理。
第14A至第17G圖，係將發生的紋理的狀況(頻率)考慮在內而顯示代表性的具體例，但除此以外的具體例，也都可依循第14A至第17G圖所示的具體例而來決定將成為解塊濾波器的處理對象之濾波器處理像素。
例如，第14B圖中之鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向，並非邊緣類型2而是邊緣類型1之情況，係以與習知技術相同的形態來決定8個點的濾波器處理像素。其理由在於：因為紋理在鄰接於處理對象區塊的上方之區塊與鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊之間中斷了，所以判斷為不施加解塊濾波器處理較好之緣故。
另一方面，例如，第14B圖中之鄰接於處理對象區塊的右上方之區塊的邊緣的方向，並非邊緣類型2而是邊緣類型4之情況，紋理係在往右上延伸之處強制地往左下彎。亦即，紋理係呈‘‘╱╲”的樣子彎曲。此情況，也要針對鄰接於處理對象區塊的右方之區塊判定其邊緣的方向。包含紋理呈“＜”或“＞”的樣子彎曲之情況在內，雖然可預想得到紋理這樣急峻變化的狀況(頻率)很少，但這樣的情況也可施加解塊濾波器處理。
總而言之，在圖像的紋理(線等)相對於邊緣在垂直方向出現這樣的假想情況下，紋理的線段被截斷的狀況有可能會造成效率降低，所以將之排除在施加解塊濾波器處理的對象之外。
第14A至第17G圖，雖然係針對以水平方向的區塊邊界作為處理對象之情況，要如何依據處理對象之區塊的邊緣的方向、與鄰接於該區塊之區塊的邊緣的方向，以怎樣的形態來決定8個點的濾波器處理像素之內容進行說明，但以垂直方向的區塊邊界作為處理對象之情況，也以同樣的方式來決定8個點的濾波器處理像素。換言之，在以垂直方向的區塊邊界作為處理對象之情況，可以將第14A至第17G圖傾斜90°的形態進行同樣的處理。
如以上所說明的，第4圖之流程圖的步驟S102，係藉由執行第9圖的流程圖，而根據處理對象區塊及位於其周邊的區塊(在上下左右及斜向與處理對象區塊相接之區塊)的邊緣的方向，以如第14A至第17G圖所示的形態來決定8個點的濾波器處理像素。為了實現此決定處理，而準備第3圖所示之濾波器處理像素決定用資訊記憶部30。
第18圖顯示為了決定濾波器處理像素而準備之濾波器處理像素決定用資訊記憶部30的資料結構的一個例子。
如第18圖所示，濾波器處理像素決定用資訊記憶部30，係在成為處理對象之區塊邊界為水平方向情況，針對處理對象區塊的邊緣類型(邊緣的方向)之值、與周邊的區塊的邊緣類型之值的各種組合，記憶其中記述有經決定作為濾波器處理像素之像素的位置之位置資訊。另外，濾波器處理像素決定用資訊記憶部30，係在成為處理對象之區塊邊界為垂直方向情況，針對處理對象區塊的邊緣類型之值、與周邊的區塊的邊緣類型之值的各種組合，記憶其中記述有經決定作為濾波器處理像素之像素的位置之位置資訊。
設置具有如此的資料結構之濾波器處理像素決定用資訊記憶部30，而在步驟S601，藉由參照第3圖所示的邊緣方向資訊記憶部20所記憶的資訊，來定出處理對象區塊及位於其周邊之區塊的邊緣類型後，在步驟S602，藉由以所定出之邊緣類型資訊及處理對象之區塊邊界的方向資訊作為關鍵(key)，參照濾波器處理像素決定用資訊記憶部30所記憶的資訊，來決定8個點的濾波器處理像素。
[1-4]步驟S103、步驟S104之處理
步驟S103係進行要不要使用解塊濾波器處理之判定。此判定係使用習知的H. 264/AVC中定義的判定條件。
在步驟S103決定為要使用解塊濾波器處理之情況，係接著在步驟S104，對於步驟S102中決定的濾波器處理像素，施以習知的H. 264/AVC中定義的解塊濾波器處理。
習知的解塊濾波器只能變更與區塊邊界垂直的方向的四組各8點的像素，但依照以上說明之本發明的實施形態則可進行斜向的解塊濾波器處理。因此，就可因應本發明所欲解決的課題，就預期得到主觀畫質的提高及編碼效率的提高。
以上，雖進行針對4×4區塊之說明，惟本發明之概念亦可應用於4×4區塊以外的大小。而且，不只亮度信號，對於色差信號亦同樣適用。
[2]關於為了驗證本實施形態的有效性而進行的實驗
接著，針對為了驗證本實施形態的有效性而進行的實驗結果進行說明。
此實驗，係針對標準化中利用的標準圖像Foreman，採用本實施形態來驗證圖像品質而進行。具體的實驗條件係如以下所述。
‧使用軟體：KTA(Key Technical Area)ver. 1.8
‧圖像種類：Foreman
‧圖像尺寸：QCIF(176×144)
‧GOP構造：III...(All intra coded)
‧量化參數：37(固定)
‧邊緣方向：4
‧圖框個數：10
‧圖框跳過數(frame skip)：1
其中，關於圖像及軟體，可分別從以下網址取得。
‧http://media.xiph.org/video/derf/(標準圖像)
‧http://iphome.hhi.de/suehring/tml/download/KTA/(軟體)
第19A圖顯示實驗所得到之針對標準圖像Foreman之以圖框(frame)為單位之客觀畫質PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)值，第19B圖顯示將該PSNR值作成圖表而得到的曲線圖。第19B圖中，橫軸表示處理圖框編號，縱軸表示該圖框中的客觀畫質(PSNR)。而且，凡例之Normal表示習知的解塊濾波器，EADF(Edge Adaptive Deblocking Filter)表示根據本實施形態之濾波器。
根據本實驗結果，可證實畫質會因為利用本實施形態而提高，可驗證本實施形態的有效性。
[第二實施形態]
接著，說明依據本發明的第二實施形態之解塊處理裝置1。
本發明的第一實施形態係採用使用在與邊緣的方向正交的直線上排列的像素來執行解塊處理之構成，所以可針對具有斜向的邊緣之圖像使其畫質提高，但是對於具有複雜的紋理(texture)之圖像，可想像得到還是會有畫質依圖框之不同而劣化之情形。
因此，第二實施形態就考慮此點而採用：針對各區塊而求出邊緣的強度，再針對求出的邊緣的強度大之處理對象區塊，亦即具有斜向很強(鮮明)的邊緣之圖像，利用與第一實施形態一樣的解塊濾波器來執行解塊處理，另一方面，對於求出的邊緣的強度小之處理對象區塊，亦即具有複雜的紋理之圖像、或邊緣很弱(不明顯)之圖像，則利用依據習知技術的解塊濾波器來執行解塊處理之構成。
第20圖顯示依據本發明的第二實施形態之解塊處理裝置1的構成。
本實施形態之解塊處理裝置1，係採用：具備有邊緣方向決定部13α來取代第一實施形態所具有的邊緣方向決定部13，具備有邊緣方向強度資訊記憶部20α來取代第一實施形態所具有的邊緣方向資訊記憶部20，以及使第一實施形態所具有的像素決定部40另外再具備有邊緣強度判定部43及濾波器處理像素最終決定部44之構成。
邊緣方向決定部13α除了利用x方向邊緣成分導出部11及y方向邊緣成分導出部12所導出的邊緣成分來決定各區塊的邊緣的方向之外，還算出該邊緣的強度，並將這些資訊保存於邊緣方向強度資訊記憶部20α。
邊緣強度判定部43，係藉由參照邊緣方向強度資訊記憶部20α所記憶的資訊，而取得MB內的各區塊的邊緣的強度，並將之與預定的閾值相比較，來判定MB內的各區塊的邊緣的強度是否為強度大者。
濾波器處理像素最終決定部44，係針對經邊緣強度判定部43判定為邊緣強度小的區塊，將濾波器處理像素決定部42所決定的濾波器處理像素，變更為習知技術中使用的濾波器處理像素(由在與區塊邊界的方向正交的直線上排列的像素所構成之濾波器處理像素)。
第21及第22圖顯示本實施形態的解塊處理裝置1在處理一個MB內的4×4區塊邊界之情況所執行的流程圖的一個例子。
接著，依照此等流程圖來詳細說明本實施形態的解塊處理裝置1所執行的處理。
以下，除非特別指明，否則區塊大小皆為4×4，處理對象皆為亮度信號。而且，關於邊緣的方向，假設為四個方向(水平(0°)、垂直(90°)、斜向(45°及135°))。
本實施形態的解塊處理裝置1係如第21圖的流程圖所示，首先在步驟S701，檢測出MB內的4×4共16個區塊所有的邊緣的方向及強度，並將這些資訊保存於邊緣方向強度資訊記憶部20α。與第一實施形態不同之點，在於加入了將邊緣的強度導出的處理之點。關於邊緣的方向及強度的檢測方法，將在後面以步驟S801至步驟S804(第22圖之流程圖)加以說明。
接著，在步驟S702，從在步驟S701中求出的邊緣的方向進行濾波器方向的選擇。濾波器方向選擇後，指定在解塊濾波器的處理中必須的8個點的像素。關於濾波器方向的選擇以及像素的指定方式的詳細內容，已在步驟S601至步驟S602(第9圖之流程圖)加以說明過。
接著，在步驟S703，選擇一個處理對象區塊(在MB內以濾波器加以處理的位置順序係依據H. 264/AVC)，且針對選擇的區塊，進行在步驟S701中導出的邊緣的強度與預定的閾值之比較。若邊緣的強度比閾值大，則邊緣的強度強，判斷為紋理在斜方向出現，將在步驟S702中決定的濾波器處理像素決定為最終的濾波器處理像素，且不執行步驟S704的處理而直接進入到步驟S705。
另一方面，若邊緣的強度小於或等於閾值，則邊緣的強度弱，判斷為紋理並不在斜方向出現，進入到用來變更在步驟S702中決定的濾波器處理像素之步驟S704。在步驟S704，與習知技術一樣，藉由將在與區塊邊界的方向正交的直線上排列的像素決定為最終的濾波器處理像素，而指定在解塊濾波器的處理中必須的8個點的像素。換言之，將在步驟S702中選擇的濾波器方向變更為與區塊邊界正交的方向。
步驟S703、步驟S704的處理結束，就接著在步驟S705，進行要不要使用解塊濾波器處理之判定。此判定係使用習知的H. 264/AVC中定義的判定條件。若為要使用濾波器的情況，就前進到步驟S706。若為不要使用濾波器的情況，則為了進入到下一個區塊的處理，而前進到進行處理的位置是否到達最終區塊的判定之步驟S707。
接著，在步驟S706，針對未進行步驟S704的處理之區塊，使用在步驟S702中決定的8個點的像素，實際地進行濾波器處理(亦即，與第一實施形態一樣之斜向的濾波器處理)。另一方面，針對已進行過步驟S704的處理之區塊，使用在步驟S704中決定的8個點的像素，而在步驟S706實際地進行濾波器處理(亦即，與習知技術一樣之只有與區塊邊界垂直的方向的濾波器處理)。
接著，在步驟S707，進行是否讓處理進入到針對下一個區塊之判定。若處理對象區塊並非最終區塊，則因為直接讓處理進入到針對下一個區塊，所以回到步驟S703之處理。若處理已進行到最終區塊，則結束處理。
接著，依照第22圖之流程圖來說明在步驟S701執行的處理的詳細內容。
本實施形態的解塊處理裝置1，進入到第21圖之流程圖的步驟S701，就如第22圖之流程圖所示，首先，在步驟S801進行x方向(水平方向)之邊緣成分的導出。此處理的詳細內容，係與在第一實施形態的步驟S301至步驟S302中詳細說明過的一樣。
接著，在步驟S802進行y方向(垂直方向)之邊緣成分的導出。此處理的詳細內容，係與在第一實施形態的步驟S401至步驟S402中詳細說明過的一樣。
然後，在步驟S803，從在步驟S801中求出之邊緣的水平方向成分的和Sx以及在步驟S802中求出之邊緣的垂直方向成分的和Sy，來求出區塊所具有的邊緣的角度D，再根據該角度D來決定出邊緣的方向。此處理的詳細內容，係與在第一實施形態的步驟S501至步驟S502中詳細說明過的一樣。
接著，在步驟S804，將在步驟S801中求出之邊緣的水平方向成分的和Sx以及在步驟S802中求出之邊緣的垂直方向成分的和Sy，代入如下
M=(Sx2 +Sy2 )1/2
之式子中，來求出區塊所具有的邊緣的強度M。
在第21圖之流程圖的步驟S703中用來和邊緣的強度進行比較之閾值，可藉由從複數個編碼對象影像取出圖框，再算出此等圖框所具有的邊緣的強度的平均值等方法來決定。
根據以上說明之本實施形態，就可考慮邊緣的強度，而進行與邊緣的方向對應之解塊濾波器處理。因此，本實施形態就成為：與採用不考慮邊緣的強度，即使邊緣的強度很弱也從邊緣的方向來決定濾波器方向的構成之第一實施形態相比較，在特別是有很強的斜向的紋理存在，而希望只在該部份變更濾波器處理像素的方向之情況很有效的方法。
[第三實施形態]
接著，說明依據本發明的第三實施形態之解塊處理裝置1。
本實施形態與第二實施形態的不同之處，在於：相當於步驟S701之邊緣方向的檢測方法、以及相當於步驟S703之使用邊緣強度的判定方法這兩點。根據本實施形態之解塊處理裝置的構成，係與根據第二實施形態之解塊處理裝置(參照第20圖)的構成一樣。
首先，依據第23圖之流程圖，針對相對於步驟S701之變更內容進行詳細說明。本實施形態，係利用畫面內(intra)預測資訊來檢測出邊緣的方向。
以下，除非特別指明，否則區塊大小皆為4×4，處理對象皆為亮度信號。而且，關於邊緣的方向，假設為四個方向(水平(0°)、垂直(90°)、斜向(45°及135°))。
本實施形態的解塊處理裝置1，要檢測邊緣的方向時，係如第23圖的流程圖所示，首先在步驟S901，判定處理對象MB是否接受畫面內預測方式的編碼。若為接受過畫面內預測編碼之情況，就前進到步驟S902，取得MB內之畫面內預測的預測模式資訊。
另一方面，若處理對象MB並未接受畫面內預測方式的編碼而是接受過畫面間(inter)預測方式的編碼之情況，則前進到步驟S903，執行處理對象MB之畫面內預測。然後，在步驟S903結束後，接著進入步驟S904，取得在該畫面內預測中得到的預測模式資訊。
接著，在步驟S905，依照在步驟S902或步驟S904中取得的預測模式資訊，來進行邊緣的方向之決定。在此邊緣的方向之決定中，使用以下之表3之預測模式與邊緣的方向之對應表。
例如，預測模式為0之情況，因為在H. 264/AVC係選擇垂直預測，所以假想為具有同樣的像素值之像素的線(line)在垂直方向延伸。因而圖像的紋理在垂直方向，所以假想為邊緣在水平方向，亦即與第一實施形態中之第12圖的邊緣類型1相當。此外，預測模式為2之情況，因為MB接受平均值預測，所以可想成是沒有邊緣或是邊緣非常弱，故將邊緣的方向判定為“無(Non)”。
本實施形態，就是以如此方式，從對處理對象MB進行畫面內預測時的預測模式來推測邊緣的方向。
接著，針對相對於步驟S703之變更內容進行詳細說明。
本實施形態的解塊處理裝置1，在步驟S905中將邊緣的方向判定為“無(Non)”之情況，係將邊緣的強度視為在閾值以下，而進入到步驟S704，以進行與習知的解塊濾波器一樣的方向的處理。除此之外的情況，則不進行步驟S704的處理，而是依據邊緣的方向來進行解塊濾波器處理。
根據以上說明之本實施形態，與第二實施形態一樣，就可考慮邊緣的強度，而進行與邊緣的方向對應之解塊濾波器處理。因此，本實施形態就成為：與採用不考慮邊緣的強度，即使邊緣的強度很弱也從邊緣的方向來決定濾波器方向的構成之第一實施形態相比較，在特別是有很強的斜向的紋理存在，而希望只在該部份變更濾波器處理像素的方向之情況很有效的方法。
可將用來實現以上說明的各處理步驟之程式，記錄於可由電腦讀取之記錄媒體，並藉由將記錄於該記錄媒體之程式讀入電腦系統並執行，來進行與影像編碼裝置有關之上述各種處理。
此處所謂的電腦系統，可為包含有OS(Operation System；作業系統)及周邊機器等的硬體之電腦系統。電腦系統在有利用到WWW(World Wide Web)系統的情況，則為亦包含有網頁(Homepage)提供環境(或顯示環境)者。
所謂的可由電腦讀取之記錄媒體，係指軟碟(flexible disk)、磁光碟(magneto optical disk)、ROM(Read Only Memory)、快閃記憶體(flash memory)等之可寫入的非揮發性記憶體、CD-ROM(Compact Disk ROM)等之可攜式媒體、設於電腦系統內之硬碟(hard disk)等之記憶裝置。而且，所謂的可由電腦讀取之記錄媒體，也包含在透過網際網路(internet)等之網路或電話線路等之通訊線路發送程式之情況之作為伺服器(server)或客戶端(client)的電腦系統內部的揮發性記憶體(例如DRAM(Dynamic Random Access Memory))之類的，在一定的時間保持程式之媒體。
上述程式，可從將該程式儲存於記憶裝置等之電腦系統，透過傳送媒體或藉由傳送媒體中的傳送電波，而傳送到其他的電腦系統。此處，傳送程式之傳送媒體，係指網際網路等之網路(通訊網)或電話線路等之通訊線路(通訊線)之類的具有傳送資訊的功能之媒體。此外，上述程式，亦可為用來實現前述功能的一部份者。另外，可為可藉由與已記錄於電腦系統之程式的組合而實現前述功能者，亦即所謂的差分檔案(difference file)(差分程式)。
以上，對於本發明的實施形態進行了說明，惟本發明並不是限定於上述的實施形態者，而是可在不脫離本發明的宗旨之範圍內做構成的附加、省略、置換、及其他的變更者。本發明並不受前述的說明所限定，只受隨附的申請專利範圍所限定。
[產業上的可利用性]
本發明係適用於具有以區塊為基礎(block-based)的預測編碼功能之影像編碼裝置或影像解碼裝置中所用的解塊處理者。應用本發明，就可保存圖像固有的紋理，同時削減塊狀雜訊，就可實現使主觀畫質提高之解塊處理。
1．．．解塊處理裝置
10．．．邊緣檢測部
11．．．x方向邊緣成分導出部
12．．．y方向邊緣成分導出部
13,13α．．．邊緣方向決定部
20,20α．．．邊緣方向資訊記憶部
30．．．濾波器處理像素決定用資訊記憶部
40．．．像素決定部
41．．．鄰接區塊邊緣確認部
42．．．濾波器處理像素決定部
43．．．邊緣強度判定部
44．．．濾波器處理像素最終決定部
50．．．濾波器使用判定部
60．．．濾波器處理部
70．．．處理終了判定部
S101~S105、S201~S203、S301、S302、S401、S402．．．步驟
S501、S502、S601、S602、S701~S707．．．步驟
S801~S804、S901~S905．．．步驟
第1圖(a)至(c)係顯示本發明的基本原理之說明圖。
第2圖係邊緣方向之說明圖。
第3圖係依照本發明的第一實施形態之解塊處理裝置的構成圖。
第4圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第5圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第6圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第7圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第8圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第9圖係第一實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第10圖係邊緣方向的檢測處理之說明圖。
第11圖係邊緣方向的檢測處理之說明圖。
第12圖係區分邊緣方向的邊緣類型之說明圖。
第13圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第14A圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第14B圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第14C圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第14D圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第14E圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15A圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15B圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15C圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15D圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15E圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15F圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第15G圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第16圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17A圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17B圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17C圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17D圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17E圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17F圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第17G圖係濾波器處理像素的決定處理之說明圖。
第18圖係濾波器處理像素決定用資訊記憶部所記憶的資訊之說明圖。
第19A圖係為了驗證本發明的第一實施形態的有效性而進行的實驗結果之說明圖。
第19B圖係為了驗證本發明的第一實施形態的有效性而進行的實驗結果之說明圖。
第20圖係依照本發明的第二實施形態之解塊處理裝置的構成圖。
第21圖係第二實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第22圖係第二實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第23圖係第三實施形態之解塊處理裝置執行的流程圖。
第24A圖係編碼的程序中解塊濾波器的安裝位置之說明圖。
第24B圖係解碼的程序中解塊濾波器的安裝位置之說明圖。
第25A圖係顯示與垂直方向的區塊邊界有關之解塊濾波器的位置之說明圖。
第25B圖係顯示與水平方向的區塊邊界有關之解塊濾波器的位置之說明圖。
S101至S105．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種解塊處理方法，係用來減低因為進行以區塊為基礎的預測編碼之影像編碼方式、或進行經前述影像編碼方式編碼過的影像的解碼之影像解碼方式而發生的區塊失真之解塊處理方法，具有：針對各區塊，檢測出表示各區塊的像素值的變化方向之邊緣表示的是朝哪一個方向的像素值變化之檢測步驟；根據針對具有成為解塊對象的區塊邊界之處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之區塊而檢測出的前述邊緣的方向，決定對於前述區塊邊界施行之解塊濾波器的施行方向之決定步驟；以及依照前述決定出的方向，對於前述區塊邊界施以前述解塊濾波器的處理之濾波器執行步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之解塊處理方法，其中，前述檢測步驟，係針對各區塊，檢測出各區塊的像素值變化的水平方向的成分，以及檢測出各區塊的像素值變化的垂直方向的成分，再根據檢測出的前述水平方向的成分以及前述垂直方向的成分來檢測出前述邊緣的方向。
  3. 如申請專利範圍第1項之解塊處理方法，其中，前述檢測步驟，係針對各區塊，取得先前對各區塊進行畫面內編碼時所使用之預測模式的資訊，再根據取得的前述預測模式的資訊來檢測出前述邊緣的方向。
  4. 如申請專利範圍第2項之解塊處理方法，其中具備有針對各區塊，根據檢測出的前述水平方向的成分以及前述垂直方向的成分來算出前述邊緣的強度之算出步驟，且前述決定步驟，係比較針對前述處理對象區塊而算出之前述邊緣的強度與預定的閾值，且在前述邊緣的強度在前述預定的閾值以下之情況，將根據前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與前述區塊邊界正交之方向。
  5. 如申請專利範圍第3項之解塊處理方法，其中，前述決定步驟，係在關於前述處理對象區塊之前述預測模式的資訊表示預測模式為以像素平均值作為預測信號之預測模式的情況，將根據前述邊緣的方向而決定出之前述解塊濾波器的施行方向變更為與前述區塊邊界正交之方向。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之解塊處理方法，其中，前述決定步驟，係藉由將針對前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之前述區塊而檢測出之前述邊緣的方向當作關鍵，參照記憶手段的記憶資料，對照其中所記憶之記述關於前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接的前述區塊之前述邊緣的方向與前述解塊濾波器的施行方向的對應關係之資訊，來決定出前述解塊濾波器的施行方向。
  7. 一種解塊處理裝置，係用來減低因為進行以區塊為基礎的預測編碼之影像編碼方式、或進行經前述影像編碼方式編碼過的影像的解碼之影像解碼方式而發生的區塊失真之解塊處理裝置，具有：針對各區塊，檢測出表示各區塊的像素值的變化方向之邊緣表示的是朝哪一個方向的像素值變化之檢測手段；根據針對具有成為解塊對象的區塊邊界之處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之區塊而檢測出的前述邊緣的方向，決定對於前述區塊邊界施行之解塊濾波器的施行方向之決定手段；以及依照前述決定出的方向，對於前述區塊邊界施以前述解塊濾波器的處理之濾波器執行手段。
  8. 如申請專利範圍第7項之解塊處理裝置，其中具備有用來記憶其中記述關於前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接的前述區塊之前述邊緣的方向與前述解塊濾波器的施行方向之對應關係的資訊之記憶手段，且前述決定手段，係藉由將針對前述處理對象區塊以及與前述處理對象區塊相接之前述區塊而檢測出之前述邊緣的方向當作關鍵，參照前述記憶手段的記憶資料，來決定出前述解塊濾波器的施行方向。
  9. 一種解塊處理程式，係用來使電腦執行申請專利範圍第1至6項中任一項所記載的解塊處理方法者。
  10. 一種可由電腦讀取之記錄媒體，係記錄有用來使電腦執行申請專利範圍第1至6項中任一項所記載的解塊處理方法之解塊處理程式者。
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