JP2009194617A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばMPEG-2及びMPEG-4 Part10 AVC のビットストリームを復号可能な復号装置に適用して、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができるようにする。
【解決手段】本発明は、隣接する予測値生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の境界に応じて、境界強度判定情報を設定し、隣接する直交変換処理単位で予測モードが異なる場合には、フィルタリング強度が強くなるように境界強度判定情報を設定する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)-2及びMPEG-4 Part10 AVC (Advanced Video Coding )(以下、H.264/AVC と呼ぶ)のビットストリームを復号可能な復号装置に適用することができる。本発明は、隣接する予測値生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の境界に応じて、境界強度判定情報を設定し、隣接する直交変換処理単位で予測モードが異なる場合には、フィルタリング強度が強くなるように境界強度判定情報を設定することにより、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができるようにする。
従来、映像機器は、MPEG-2、H.264/AVC 等の手法で動画像をデータ圧縮している。ここでMPEG-2の符号化装置は、連続するピクチャーをGOP単位で区切って順次ピクチャータイプを設定し、各ピクチャーを並べ替えする。またMPEG-2の符号化装置は、予測値の生成単位であるマクロブロック単位で並べ替えした各ピクチャーを区切り、ピクチャータイプに応じた予測値との間でマクロブロック毎に予測誤差を生成する。MPEG-2の符号化装置は、このマクロブロック単位の予測誤差を、直交変換処理単位である8画素×8画素のDCT(Discrete Cosine Transform )ブロック単位でディスクリートコサイン変換処理し、その結果得られるDCT係数を順次量子化処理、エントロピー符号化処理してビットストリームを生成する。
この符号化装置の構成に対応してMPEG-2の復号装置は、図21に示すように構成される。ここで復号装置1において、エントロピー復号部2は、MPEG-2のビットストリームS1を入力してエントロピー復号処理する。動き予測部3は、このエントロピー復号部2の出力データから動きベクトルMVを検出して出力する。動き補償部4は、この動きベクトルMVを使用してフレームメモリ(FM)5に保持された参照画像データを動き補償し、インター符号化時の予測値を生成する。イントラ予測部6は、イントラ符号化時の予測値を生成する。
逆量子化部(IQ)7は、エントロピー復号部2の出力データを逆量子化処理し、符号化時に生成したDCT係数を復号する。逆DCT変換部8は、この逆量子化部7の出力データを逆ディスクリートコサイン変換処理し、符号化時に生成した予測誤差を復号する。加算部9は、動き補償部4から出力される予測値又はイントラ予測部6から出力される予測値を、逆DCT変換部8から出力される予測誤差に加算し、各マクロブロックの画像データを復号する。復号装置1は、この加算部9で復号された画像データをフレームメモリ5に格納して一時保持し、ピクチャーを並べ直してビデオ信号SVを出力する。またこのフレームメモリ5に格納した画像データを参照画像データとして動き補償部4に出力する。
H.264/AVC は、MPEG-2と同様にイントラ予測及びインター予測による予測誤差を直交変換処理、可変長符号化処理して動画像をデータ圧縮する。しかしながらH.264/AVC は、MPEG-2に比して一段と効率良く高画質の動画像をデータ圧縮可能に種々の工夫が図られている。
ここで図22は、図21との対比によりH.264/AVC の復号装置を示すブロック図である。H.264/AVC の復号装置11において、エントロピー復号部12は、H.264/AVC のビットストリームS2をエントロピー復号処理する。動き予測部13は、このエントロピー復号部12の出力データから動きベクトルMV、参照フレームを特定する情報等を検出して出力する。動き補償部14は、この動き予測部13で検出された動きベクトルMV等を使用してフレームメモリ(FM)15に保持された参照画像データを動き補償し、インター符号化時の予測値を生成する。イントラ予測部16は、加算部19の出力データからイントラ符号化時の予測値を生成する。
逆量子化部(IQ)17は、エントロピー復号部12の出力データを逆量子化処理し、符号化時に生成したDCT係数を復号する。逆DCT変換部18は、この逆量子化部17の出力データを逆ディスクリートコサイン変換処理し、符号化時に生成した予測誤差を復号する。加算部19は、動き補償部14から出力される予測値又はイントラ予測部16から出力される予測値をこの予測誤差に加算して画像データを復号する。
デブロッキングフィルタ20は、加算部19の出力データからブロックノイズを除去して出力する。復号装置11は、このデブロッキングフィルタ20の出力データをフレームメモリ15に格納して一時保持し、ピクチャーを並べ直してビデオ信号SVを出力する。またこのフレームメモリ15に格納した画像データを参照画像データとして動き補償部14に出力する。
これらMPEG-2、H.264/AVC の符号化処理は、データ圧縮率を大きくすると、量子化処理の際に高周波成分が失われ、その結果、復号したビデオ信号SVのDCTブロック境界で階調差が発生する。また動きの激しい場合等には、予測誤差が大きくなり、その結果、同様に量子化処理の際に高周波成分が失われ、復号したビデオ信号のDCTブロック境界で階調差が発生する。また動きが激しい場合には、マクロブロックにおける予測誤差も大きくなり、この場合はマクロブロック境界で階調差が発生する。これら各種の原因によって発生するDCTブロック境界、マクロブロック境界の階調差は、ブロックノイズと称され、画質を著しく劣化させる。
H.264/AVC では、デブロッキングフィルタの使用が規定されており、このデブロッキングフィルタでブロックノイズが抑圧される。しかしながらMPEG-2では、デブロッキングフィルタの使用が規定されていない。そのためMPEG-2においてブロックノイズを抑圧する場合には、図21との対比により図23に示すように、復号装置1の出力段に別途ブロックノイズ低減装置21を設け、このブロックノイズ低減装置21でビデオ信号SVのブロックノイズを抑圧していた。なおこの図23において、図21の復号装置1と同一の構成は、対応する符号を付して示し、説明を省略する。
これらMPEG-2等の復号処理に関して、特開2007−184870号公報、特開2007−184871号公報には、符号化モード、量子化パラメータに応じてデブロッキングフィルタの処理を省略する構成が開示されている。また特開2007−36463号公報には、H.264/AVC の復号装置で使用するデブロッキングフィルタを、MPEG-2の復号装置に利用する構成が開示されている。
ところで図23に示すように、復号装置1の出力段にブロックノイズ低減装置21を設け、ビデオ信号SVの画質の劣化を有効に回避してブロックノイズを抑圧するためには、ブロックノイズによる階調差のみを選択的に抑圧することが必要である。そのためにはベースバンドのビデオ信号からブロックノイズ成分のみ確実に検出することが必要であり、全体構成が複雑になる問題がある。
この問題を解決する1つの方法として特開2007−36463号公報に開示の手法を適用することが考えられる。特に、近年、MPEG-2のビットストリームとH.264/AVC のビットストリームとの双方に対応可能に構成された復号装置も予測され、H.264/AVC の復号装置で使用するデブロッキングフィルタをMPEG-2の復号装置に利用することができれば、双方の方式に対応可能に復号装置を構成する場合に、構成を一段と簡略化することができると考えられる。
しかしながらMPEG-2では、H.264/AVC で規定されていない種々の処理が存在する等の理由により、特開2007−36463号公報に開示の手法にあっては、実用上未だ不十分な問題がある。
特開2007−184870号公報 特開2007−184871号公報 特開2007−36463号公報
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。
上記の課題を解決するため請求項1の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理装置に適用して、前記ビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記画像処理装置は、前記予測誤差を復号する逆直交変換部と、前記予測値を生成する予測値生成部と、前記逆直交変換部で復号された前記予測誤差に前記予測値生成部で生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算部と、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算部から出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、前記制御部は、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項5の発明は、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理装置に適用して、予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成部と、前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算部と、前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換部と、前記直交変換部の出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理部と、前記直交変換部の出力データから前記画像データを復号する復号部と、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号部で復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、前記制御部は、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項6の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理装置に適用して、前記第1のビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記第2のビットストリームは、フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、前記画像処理装置は前記予測誤差を復号する逆直交変換部と、前記予測値を生成する予測値生成部と、前記逆直交変換部で復号された前記予測誤差に前記予測値生成部で生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算部と、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算部から出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、前記制御部は、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項7の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法に適用して、前記ビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記画像処理方法は、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項8の発明は、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法において、予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項9の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法において、前記第1のビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記第2のビットストリームは、フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、前記画像処理方法は、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項10の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムに適用して、前記ビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記画像処理方法のプログラムは、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項11の発明は、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法のプログラムに適用して、予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項12の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムにおいて、前記第1のビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記第2のビットストリームは、フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、前記画像処理方法のプログラムは、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項13の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記ビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記画像処理方法のプログラムは、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項14の発明は、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記画像処理方法のプログラムは、予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
また請求項15の発明は、予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記第1のビットストリームは、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、前記第2のビットストリームは、フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、前記画像処理方法のプログラムは、前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、前記予測値を生成する予測値生成のステップと、前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、前記制御のステップは、隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する。
請求項1、請求項7、請求項10、請求項13の構成によれば、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成されるビットストリームから予測誤差を復号して画像データを復号することから、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成されるMPEG-2等のビットストリームから画像データを復号することができる。また位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するデブロッキングフィルタを用いてブロックノイズを除去することから、位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するH.264/AVC 等のデブロッキングフィルタを使用して、復号した画像データからブロックノイズが除去される。従って従来に比して簡易な構成で、動的にフィルタリング処理の強度を切り換えてブロックノイズを除去することができ、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。また隣接する直交変換処理単位とで予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように境界強度判定情報を設定することにより、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成されるビットストリームに固有の予測モードに適切に対応してフィルタリング強度を制御することができ、一段と画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。
また請求項5、請求項8、請求項11、請求項14の構成によれば、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理してビットストリームを生成することから、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択するMPEG-2等により画像データを符号化処理することができる。また位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するデブロッキングフィルタを用いてブロックノイズを除去することから、位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するH.264/AVC 等のデブロッキングフィルタを使用して、復号した画像データからブロックノイズが除去される。従って従来に比して簡易な構成で、動的にフィルタリング強度を切り換えてブロックノイズを除去することができ、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。また隣接する直交変換処理単位とで予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように境界強度判定情報を設定することにより、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成されるビットストリームに固有の予測モードに適切に対応してフィルタリング強度を制御することができ、一段と画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。
また請求項6、請求項9、請求項12、請求項15の構成によれば、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成される第1のビットストリームと、フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成される第2のビットストリームとを選択的に処理して画像データを復号することから、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択するMPEG-2等による第1のビットストリーム、及びフレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成されるH.264/AVC 等の第2のビットストリームの双方から画像データを復号することができる。また位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するデブロッキングフィルタを用いて第1及び第2のビットストリームから復号された画像データのブロックノイズを除去することから、位置情報、境界強度判定情報、量子化パラメータに基づいてフィルタリング処理するH.264/AVC 等のデブロッキングフィルタを使用して、これら復号した画像データからブロックノイズが除去される。従って従来に比して簡易な構成で、動的にフィルタリング強度を切り換えてブロックノイズを除去することができ、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。また隣接する直交変換処理単位とで予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように境界強度判定情報を設定することにより、フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成される第1のビットストリームに固有の予測モードに適切に対応してフィルタリング強度を制御することができ、一段と画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。
本発明によれば、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
(1)実施例の構成
図2は、本発明の実施例1の復号装置を示すブロック図である。この復号装置31は、MPEG-2のビットストリームS1とH.264/AVC のビットストリームS2とを復号可能な復号装置である。復号装置31は、図示しないコントローラにより復号処理するビットストリームS1、S2に応じて各部の動作を切り換え、MPEG-2のビットストリームS1又はH.264/AVC のビットストリームS2を復号する。
この復号装置31において、エントロピー復号部32は、コントローラの制御により動作を切り換え、ビットストリームS1又はS2をエントロピー復号処理する。動き予測部33は、このエントロピー復号部32の出力データから動きベクトルMV、参照フレームを特定する情報等を検出して出力する。動き補償部34は、この動き予測部33で検出された動きベクトルMV等を使用してフレームメモリ(FM)35に保持された参照画像データを動き補償し、インター符号化時の予測値を生成する。イントラ予測部36は、加算部39の出力データからイントラ符号化時の予測値を生成する。
逆量子化部(IQ)37は、エントロピー復号部32の出力データを逆量子化処理し、符号化時に生成したDCT係数を復号する。逆DCT変換部38は、この逆量子化部37の出力データを逆ディスクリートコサイン変換処理し、符号化時に生成した予測誤差を復号する。加算部39は、動き補償部34から出力される予測値又はイントラ予測部36から出力される予測値をこの予測誤差に加算して画像データを復号する。
デブロッキングフィルタ40は、H.264/AVC の復号装置に使用されるデブロッキングフィルタモジュールにより構成され、例えば垂直方向及び水平方向にフィルタリング処理をそれぞれ実行する4タップのFIR(Finite Impulse Response )フィルタの直列回路で構成される。デブロッキングフィルタ40は、加算部39の出力データからブロックノイズを除去して出力する。復号装置31は、このデブロッキングフィルタ40の出力データをフレームメモリ35に格納して一時保持し、ピクチャーを並べ直してビデオ信号SVを出力する。またこのフレームメモリ35に格納した画像データを参照画像データとして動き補償部34に出力する。
(1−1)H.264/AVC におけるブロックノイズの低減
ここでデブロッキングフィルタ40は、H.264/AVC のビットストリームS2を復号する場合、H.264/AVC 用のブロックノイズ低減情報生成部41Aから出力される位置情報DP、境界強度判定情報BS(Boundary Strength )、量子化パラメータQP(Quantization Parameter)に基づいて、フィルタリング処理を動的に切り換えてブロックノイズを除去する。ブロックノイズ低減情報生成部41Aは、これら位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQPを設定してデブロッキングフィルタの動作を制御する制御部であり、H.264/AVC のビットストリームS2に含まれる各種の情報に基づいてこれら位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQPを出力する。
ここで図3に示すように、デブロッキングフィルタ40は、DCTブロック境界を間に挟んで、垂直方向及び水平方向のラスタ走査開始端側に隣接するDCTブロックとの間で画像データをフィルタリング処理してブロックノイズを低減する。なおここでQは、処理対象のDCTブロックであり、Pは水平方向及び垂直方向のラスタ走査開始端側に隣接するDCTブロックである(図10参照)。またp3〜p0、q0〜q3は、フィルタリング処理前の各画素の画素値であり、p'3 〜p'0 、q'0 〜q'3 は、フィルタリング処理後の対応する画素の画素値である。
従ってブロックノイズを除去するDCTブロックが画面の最上段及び最も左端である場合、隣接ブロックPがそもそも垂直方向及び水平方向には存在しないことになる。従ってデブロッキングフィルタ40は、ブロックノイズを除去するDCTブロックQが画面の最上段及び最も左端である場合、それぞれ垂直方向及び水平方向へのブロックノイズ低減処理を中止する。
位置情報DPは、この処理対象DCTブロックQの位置を特定することを目的に、処理対象DCTブロックQが属するマクロブロックの位置を特定する情報であり、ブロックノイズ低減情報生成部41Aは、H.264/AVC のビットストリームS2に設けられたスライスヘッダ等からこの位置情報DPを生成して出力する。
境界強度判定情報BSは、DCTブロックの境界に対するフィルタリング強度を設定するための情報であり、H.264/AVC では、図4に示すように定義される。境界強度判定情報BSは、図3について上述した画素値p0及びq0の画素の何れか一方がイントラ符号化されるマクロブロックに属し、かつ当該画素がマクロブロック境界に位置する場合、最も強度の強いフィルタリング処理を指示する値4に設定される。
また境界強度判定情報BSは、画素値p0及びq0の画素の何れか一方がイントラ符号化されるマクロブロックに属し、かつ当該画素がマクロブロック境界に位置しない場合、値4の場合の次に強度の強いフィルタリング処理を指示する値3に設定される。
また境界強度判定情報BSは、画素値p0及びq0の画素の双方がイントラ符号化されるマクロブロックに属するものでは無く、かついずれか一方の画素が直交変換係数(DCT係数)を持つ場合、値3の場合の次に強度の強いフィルタリング処理を指示する値2に設定される。
また境界強度判定情報BSは、画素値p0及びq0の画素の双方がイントラ符号化されるマクロブロックに属するものでは無く、かついずれの画素も直交変換係数を持たないという条件を満たす場合に、当該画素で参照フレーム又は参照フレームの枚数が異なるか、又は当該画素で動きベクトルが異なる場合に、値2の場合の次に強度の強いフィルタリング処理を指示する値1に設定される。
また境界強度判定情報BSは、画素値p0及びq0の画素の双方がイントラ符号化されるマクロブロックに属するものでは無く、かついずれの画素も直交変換係数を持たず、参照フレーム及び動きベクトルが同一の場合に、フィルタリング処理を行わないことを指示する値0に設定される。
従って境界強度判定情報BSは、隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置に応じて設定される。より具体的に、境界強度判定情報BSは、インター符号化の場合に比してイントラ符号化でフィルタリング強度が強くなるように設定される。またDCTブロック境界がマクロブロック境界でない場合に比してDCTブロック境界がマクロブロック境界である場合、フィルタリング強度が強くなるように設定される。
ブロックノイズ低減情報生成部41Aは、H.264/AVC のビットストリームS2に設定されたDCTブロックの位置情報、参照フレームを特定する情報、動きベクトルの情報等に基づいて境界強度判定情報BSを生成する。またブロックノイズ低減情報生成部41Aは、各マクロブロックに設定されたヘッダから量子化パラメータQPを検出する。
デブロッキングフィルタ40は、上述したように水平方向及び垂直方向のラスタ走査開始端側に隣接DCTブロックが存在する場合にあって、次式の関係式が成立する場合にのみ、フィルタリングの処理を実行する。
Figure 2009194617
但し、しきい値α及びβは、図5に示すようにindex A及びindex Bに応じて定義される。またindex A及びindex Bは、次式により示すように量子化スケールQPに応じて定義される。なおqPp は、隣接DCTブロックPの量子化パラメータQPであり、qPq は、処理対象のDCTブロックの量子化パラメータQPである。またClip3(a,b,c)は、cがa≦c≦bとなるようにa又はbでクリップする処理である。なおFilter Offset A及びFilter Offset Bは、ユーザーにより設定されるフィルタリング処理の強度を可変するパラメータである。
Figure 2009194617
またデブロッキングフィルタ40は、フィルタリング処理する場合であって、境界強度判定情報BSが値4より小さい場合、次式の演算処理により、ブロック境界に隣接する各画素の画素値p'0 及びq'0 を生成する。
Figure 2009194617
但し、Clip1 (a)は、aをクリップする処理である。またtcは、chroma Edge Flagが「0」の場合、(4)式により、chroma Edge Flagが「0」で無い場合、(5)式により求められる。
Figure 2009194617
Figure 2009194617
なお「()?1:0」は、()内の条件を満たす場合は値1、()内の条件を満たさない場合は値0である。またtc0 は、図6に示すように、境界強度判定情報BS及びindex
Aに応じて求められる。またap,aqは、次式により求められる。
Figure 2009194617
またこれら画素値p0及びq0の画素に隣接する画素値p1及びq1の画素は、chroma Edge Flagが値0で、かつapがβ以下である場合、次式の演算処理により画素値p'1 及びq'1 が求められる。
Figure 2009194617
またchroma Edge Flagが値0以外である場合、又はapがβ以下で無い場合、次式の演算処理により画素値p'1 及びq'1 が求められる。
Figure 2009194617
なお残る画素値p2、p3、q2、q3の画素にあっては、フィルタリング処理の前後で画素値は変化しない。従ってp'2 =p2、p'3 =p3、q'2 =q2、q'3 =q3である。
これに対して境界強度判定情報BSが値4の場合、デブロッキングフィルタ40は、(9)式の関係式が成立する場合、(10)式の演算処理により、隣接ブロックPの画素値p'0 、p'1 、p'2 を求める。
Figure 2009194617
Figure 2009194617
また境界強度判定情報BSが値4の場合であって、(9)式の関係式が成立しない場合、次式の演算処理により、隣接ブロックPの画素値p'0 、p'1 、p'2 を求める。
Figure 2009194617
また境界強度判定情報BSが値4の場合であって、フラグchroma Edge Flagが値0であり、かつ(12)式の関係式が成立する場合、(13)式の演算処理により処理対象ブロックQの画素値q'0 、q'1 、q'2 を求める。
Figure 2009194617
Figure 2009194617
また境界強度判定情報BSが値4の場合であって、フラグchroma Edge Flagが値0で無い場合、又は(12)式の関係式が成立しない場合、次式の演算処理により処理対象ブロックQの画素値q'0 、q'1 、q'2 を求める。
Figure 2009194617
デブロッキングフィルタ40は、これら(1)〜(14)式の演算処理を垂直方向及び水平方向に実行して垂直方向及び水平方向のブロックノイズをそれぞれ除去する。
(1−2)MPEG-2におけるブロックノイズの低減
この復号装置31は(図2)、H.264/AVC 用のブロックノイズ低減情報生成部41Aに対応して、MPEG-2用のブロックノイズ低減情報生成部41Bが設けられる。ここでこのMPEG-2用のブロックノイズ低減情報生成部41Bは、MPEG-2のビットストリームS1を復号する場合、ブロックノイズ低減情報生成部41Aから出力される位置情報DP、量子化スケールQP、境界強度判定情報BSにそれぞれ対応する位置情報DPM、量子化スケールQPM、境界強度判定情報BSMを生成する。
復号装置31において、デブロッキングフィルタ40は、MPEG-2のビットストリームS1を復号する場合、H.264/AVC 用のブロックノイズ低減情報生成部41Aから出力される位置情報DP、量子化スケールQP、境界強度判定情報BSに代えて、このMPEG-2用のブロックノイズ低減情報生成部41Bで生成される位置情報DPM、量子化スケールQPM、境界強度判定情報BSMに基づいてブロックノイズを除去する。
なおブロックノイズ低減情報生成部41A及び41Bは、演算処理部におけるプログラムの実行により構成されるものの、ハードウエアにより構成してもよい。またこのプログラムは、この実施例では復号装置31に事前にインストールされて提供されるものの、これに代えて各種の通信手段を介したダウンロードにより提供してもよく、光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の各種記録媒体に記録して提供してもよい。
ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、MPEG-2のシーケンス層、ピクチャー層等に設けられたパラメータから、ピクチャー構成及びマクロブロックの位置関係情報を検出する。ここでマクロブロックの位置関係情報は、1画面内における先頭マクロブロックからの位置情報、復号した1画面における水平方向及び垂直方向のマクロブロック数に基づいて検出される。
ここで図7は、動画像の1画面とマクロブロックMBとの関係を示す図である。なおこの図7のマクロブロックMBは輝度データのマクロブロックである。ここでブロックノイズが発生する箇所は、マクロブロック間の境界又はDCTブロック間の境界である。ここでこの1画面を構成する水平方向及び垂直方向のマクロブロック数は、1画面を構成する画素数が変化すると変化する。従ってこれらの境界のうちマクロブロックの境界は、1画面を構成する画素数の変化により変化することになる。具体的に、例えば1画面を構成する画素数が少なく、例えば水平方向のマクロブロック数が10個の場合、1つのピクチャーの先頭から10番目のマクロブロックまでが、1画面の最上段に位置することになる。従ってこれらの10個のマクロブロックでは、1つのマクロブロックを構成する4つのDCTブロックのうちの、上側、2つのDCTブロックでは、垂直方向、ラスタ走査開始端側に隣接ブロックが存在しないことになる。
これに対して1画面を構成する画素数が多く、例えば水平方向のマクロブロック数が20個の場合、1つのピクチャーの先頭から20番目までのマクロブロックにおいて、上側、2つのDCTブロックで、垂直方向、ラスタ走査開始端側に隣接ブロックが存在しないことになる。従って、デブロッキングフィルタ40におけるフィルタリング処理は、処理するDCTブロックが存在するマクロブロックの位置を考慮して、適宜、垂直方向及び又は水平方向へのフィルタリング処理を中止することが必要になる。
そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、検出したピクチャー構成及びマクロブロックの位置関係情報から、ラスタ走査開始端のマクロブロックをTop Left、Top Leftのマクロブロックを除く最上段のマクロブロックをTop 、Top Leftのマクロブロック及び最も下段のマクロブロックを除く左端のマクロブロックをLeft、最も左端であって、かつ最も下段のマクロブロックをBottom Left、最も右端であって、かつ最も下段のマクロブロックをBottom Right、Bottom Left及びBottom Rightのマクロブロックを除く最も下段のマクロブロックをBottom と定義して位置情報DPMを生成する。ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この位置情報DPMをデブロッキングフィルタ40に通知し、フィルタリング処理の不要なDCTブロック境界をデブロッキングフィルタ40に指示する。
またブロックノイズ低減情報生成部41Bは、MPEG-2のビットストリームS1からエッジ判定用の情報を取得する。ここでエッジ判定用の情報は、ブロック境界に位置しているか否か、図8において符号Aにより示すように、隣接画素との階調差がブロックノイズによるものか否か、符号Bにより示すように隣接画素との階調差がDCTブロック内部における輪郭等によるものか否か等の判定するための情報である。なお図8においては、丸印により各画素の画素値を示す。
この実施例は、この隣接画素との階調差がDCTブロック内部における輪郭等によるものか否か等の判定するための情報として、MPEG-2の量子化スケールコードQ SCALE をピクチャー単位、スライス単位及びマクロブロック単位で利用する。
ここでMPEG-2の符号化処理は、量子化スケールコードQ SCALE が大きい場合程、量子化処理における丸め誤差が大きくなる。従ってMPEG-2の符号化処理は、量子化スケールコードQ SCALE が大きい場合程、ブロックノイズが発生し易くなる。従ってブロック境界を間に挟んだ隣接画素間のレベル差は、量子化スケールコードQ SCALE が大きい場合程、ブロックノイズによるものである可能性が高い。その結果、量子化値を利用して、エッジを判定する目安とすることができる。すなわち量子化スケールコードQ SCALE を、H.264/AVC
について上述したindex A及びindex B等の生成に利用することができる。
しかしながらH.264/AVC とMPEG-2とでは、量子化の特性が異なる。従ってこの実施例において、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、H.264/AVC の量子化の特性に対応するように量子化スケールコードQ SCALE を処理して量子化パラメータQPMを生成する。
ここで図9は、H.264/AVC の量子化パラメータQPとMPEG-2の量子化スケールコードQ
SCALE との関係を示す特性曲線図である。H.264/AVC の量子化パラメータQPにおけるレンジ0〜33の量子化パラメータQP’と、MPEG-2の量子化スケールコードQ SCALE との間には、次式の関係式が成立する。
Figure 2009194617
ここでA(QP’=0,……,33)は、次式で表される。
Figure 2009194617
これら(15)式及び(16)式から、次式が求められる。
Figure 2009194617
従ってブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この(17)式の変換式の逆変換処理を実行し、H.264/AVC の量子化の特性に対応するように量子化スケールコードQ SCALE を処理して量子化パラメータQP’を求める。具体的に、量子化スケールコードQ SCALE が値100の場合、(17)式の右辺では、値100が、値91.2440と値103.1098の中間の値であることから、値91.2440に対応する値31が量子化パラメータQP’として求められることになる。なお図9は、この(17)式の関係を示したものである。
但し、この量子化パラメータQP’は、レンジが0〜33であるのに対し、H.264/AVC
の量子化パラメータQPは、レンジが0〜51である。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この(17)式を用いた変換処理により、量子化パラメータQP’を生成した後、任意のオフセット値を加算して量子化パラメータQPMを生成する。またこのオフセット値をユーザーの指示により可変し、デブロッキングフィルタ40におけるフィルタリング処理の強度をユーザーの指示により可変する。
またブロックノイズ低減情報生成部41Bは、MPEG-2のビットストリームS1からmacroblock type 、picture coding type 、picture structure 、動きベクトルの情報等を取得し、この取得した情報から境界強度判定情報BSMを生成する。なおこの境界強度判定情報BSMを生成するためにMPEG-2のビットストリームS1から取得する情報は、PictureType 及びマクロブロックのモードの情報、動きベクトル及び予測モードの情報、動きベクトルで示される動きベクトル量の情報に大別される。
これらの情報のうちのPictureType 及びマクロブロックのモードの情報は、マクロブロックのpicture coding type 、macroblock type 、picture structure 、dct type、macroblock patternである。ここでマクロブロックのpicture coding type は、Iピクチャー、Pピクチャー、Bピクチャーの判別に利用される。またmacroblock type は、スキップドマクロブロック、イントラ予測によるマクロブロック、インター予測によるマクロブロックの判別に利用される。またpicture structure は、FIELD PICTURE 、FRAME PICTURE の判別に利用される。またdct typeは、FRAME DCT 、 FIELD DCTの判別に利用される。またmacroblock patternは、DCT 係数の有無の判別に利用される。
また動きベクトル及び予測モードの情報は、frame(field) motion type、motion vector count(ベクターの数のカウント)、mv format 、concealment motion vectors、frame
pred frame dct、picture structure 、picture structure 、motion vertical field selectである。ここでframe(field) motion type、motion vector count 、mv format 、concealment motion vectors、frame pred frame dct、picture structure は、MPEG-2の6つの予測モードの判定に利用される。なおここでこの6つの予測モードは、フレーム構造(FRAME MOTION TYPE )におけるフィールド予測、フレーム予測及びデュアルプライム、フィールド構造(FIELD MOTION TYPE )におけるフィールド予測、フィールド16×8予測、デュアルプライムである。またpicture structure は、参照方向の判別、TopField、BottomField 、Frame の判別に利用される。またmotion vertical field selectは、参照フィールドセレクトがTop であるかBottomであるかの判別に利用される。
また動きベクトル量の情報は、macroblock type 、mv format 、picture structure 、motion code 、motion residual 、dmvector、Foword(Back),Horizontal(vertical),Field 、frame motion type 、field motion type 、motion vector count 、motion horizontal forward 、motion vertical forward 、motion vertical field select for、forward hor r size、forward ver r size、backward hor r size 、backward ver r size 、forward f code and backward f codeであり、動きベクトル量の算出、判別に利用される。
図1、図11〜図13は、垂直方向に延長するブロック境界に対する境界強度判定情報BSMの生成処理手順を示すフローチャートである。従ってこの処理手順で生成される境界強度判定情報BSMは、デブロッキングフィルタ40において、水平方向のフィルタリング処理に使用される。なおこの図1、図11〜図13の処理手順では、図10において符号Cで示すように、処理対象のDCTブロックの属するマクロブロックをQMとし、このマクロブロックQMの水平方向、ラスタ走査開始端側に隣接するマクロブロックをPMとする。またこのマクロブロックPM及びQMの設定に対応して処理対象のDCTブロックをQとし、このDCTブロックQの左側に隣接するDCTブロックをPとする。
ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、例えばラスタ走査順に画像データを順次選択し、この選択した画像データがDCTブロックの左端側のDCTブロック境界に隣接する画像データの場合、この処理手順を実行して境界強度判定情報BSMを設定する。
ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この処理手順を開始するとステップSP1からステップSP2に移り(図11)、マクロブロックPM及びQMの何れかが、IntraCodedか否か判断する。ここでIntraCodedの場合、InterCodedの場合に比してブロックノイズが発生し易いことから、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP2で肯定結果が得られると、ステップSP2からステップSP3に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。
ここでマクロブロック間では量子化係数が異なる可能性があることから、ブロックノイズは、DCTブロック境界がマクロブロック境界に一致しない場合に比して、DCTブロック境界がマクロブロック境界に一致する場合に激しくなる可能性が高い。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP3で肯定結果が得られると、ステップSP3からステップSP4に移り、境界強度判定情報BSMを値4に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP3で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP3からステップSP5に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、IntraCodedか否か判断し、肯定結果が得られると、ステップSP5からステップSP6に移って境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。これに対してステップSP5で否定結果が得られると、ステップSP5からステップSP7に移って境界強度判定情報BSMを値2に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP2で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP2からステップSP8に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックPM及びQMのDCTモードが異なるか否か判断する。ここでDCTモードは、MPEG-2で定義されているものの、H.264/AVC では定義されていない。MPEG-2では、フレーム構造においてマクロブロック単位でDCTモードをframeDCTとfieldDCTとで切り換えることができ、フィールド構造ではfieldDCTが適用される。ここでマクロブロックQM及びPMでDCTモードが異なる場合、当然のことながら直交変換処理の単位が異なることにより、ブロックノイズが発生し易くなる。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMでDCTモードが異なる場合には、デブロッキングフィルタ40のフィルタリング強度が強くなるように、境界強度判定情報BSMを設定する。
すなわちブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP8で肯定結果が得られると、ステップSP8からステップSP9(図12)に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMの動きベクトルの絶対差分値を計算し、この絶対差分値が所定の判定基準値以上か否か判断する。なおこの図11の例では、この判定基準値を1/2画素精度で6単位(3画素)とする。ここでこの絶対差分値が大きい場合、動きの激しい画像であり、マクロブロックQM及びPMの予測値の生成に使用される参照画像データが、遠く離れた関連性の低い画像データであると言え、この場合、ブロックノイズが発生し易くなる。
そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP9で肯定結果が得られると、ステップSP9からステップSP10に移る。またこのステップSP10において、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP10からステップSP11に移り、境界強度判定情報BSMを値4に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP10で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP10からステップSP12に移り、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここでDCT係数を有していない場合、当該マクロブロックは、他のマクロブロックのコピー又は参照ブロックである。そこでステップSP12で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP12からステップSP13に移り、境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP12で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP12からステップSP14に移り、境界強度判定情報BSMを値1に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP9で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP9からステップSP15に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP15からステップSP16に移り、境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP15で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP15からステップSP17に移り、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP17からステップSP18に移り、境界強度判定情報BSMを値2に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP17で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP17からステップSP19に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP8で否定結果が得られると(図11)、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP8からステップSP20に移る(図13)。ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、このステップSP20において、マクロブロックQM及びPMの何れかがDCT係数を有しているか否か判断する。ここでマクロブロックがDCT係数を有している場合は、符号化されたDCTブロックが設けられていることから、ブロックノイズの発生確率が高くなる。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、このステップSP20で肯定結果が得られると、ステップSP20からステップSP21に移る。
このステップSP21において、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQMがスキップドマクロブロックであるか否か判断する。ここでスキップドマクロブロックは、MPEG-2で定義されているものの、H.264/AVC では定義されていないモードである。スキップドマクロブロックである場合、水平方向の直前マクロブロックをコピーして画像データが復号される方法などが採用されることから、ブロックノイズの発生確率が極めて小さいと言える。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この場合はフィルタリング処理しないように境界強度判定情報BSMを設定する。すなわちブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP21で肯定結果が得られると、ステップSP21からステップSP22に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP21で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP21からステップSP23に移り、ステップSP9と同様にして動きベクトルの絶対差分値を判定する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP23からステップSP24に移り、ステップSP10と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP24からステップSP25に移り、境界強度判定情報BSMを値4に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP24で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP24からステップSP26に移り、境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP23で否定結果が得られると、ステップSP23からステップSP27に移り、ステップSP24と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP27からステップSP28に移り、境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP27で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP27からステップSP29に移り、境界強度判定情報BSMを値1に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP20で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP20からステップSP30(図1)に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMの予測モードが異なるか否か判断する。なおこのステップSP30では、動きベクトル及び予測モードの情報について上述した6つの予測モードについて、予測モードが一致するか否か判断する。
ここでこれら6つの予測モードは、MPEG-2では定義されているものの、H.264/AVC では定義されていない。マクロブロックQM及びPMで予測モードが異なる場合、参照する参照画像データの関連性が低くなることからブロックノイズの発生確率が高くなる。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP30で肯定結果が得られると、境界強度判定情報BSMを値2又は値0に設定するのに対し、ステップSP30で否定結果が得られると、境界強度判定情報BSMを値1又は値0に設定する。
すなわちブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP30で肯定結果が得られると、ステップSP30からステップSP31に移り、ステップSP24と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP31からステップSP32に移り、境界強度判定情報BSMを値2に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP31で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP31からステップSP33に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP30で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP30からステップSP34に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMで予測方向が異なるか否か判断する。ここで予測方向が異なる場合、参照する参照画像データの関連性が2つのマクロブロックPM及びQMで低くなることからブロックノイズの発生確率が高まることになる。
そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP34で肯定結果が得られると、ステップSP34からステップSP35に移り、ステップSP31と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP35からステップSP36に移り、境界強度判定情報BSMを値1に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP35で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP35からステップSP37に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP34で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP34からステップSP39に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMの動きベクトルの絶対差分値を計算し、この絶対差分値が所定の判定基準値以上か否か判断する。なおこのステップSP39における判定基準値は、ステップSP9、ステップSP23における判定基準値に比して小さな値に設定される。より具体的に、この図1の例では、この判定基準値を1/2画素精度で2単位(1画素)とする。
このステップSP39で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP39からステップSP40に移り、ステップSP35と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP40からステップSP41に移り、境界強度判定情報BSMを値1に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP40で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP40からステップSP42に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP39で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP39からステップSP43に移り、境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
従ってデブロッキングフィルタ40は、水平方向に対しては、8画素×8画素のブロック単位でフィルタリング処理する動作モードである8×8モードにより、画像データをフィルタリング処理してブロックノイズを低減する。
図14〜図17は、水平方向に延長するブロック境界に対する境界強度判定情報BSMの生成処理手順を示すフローチャートである。従ってこの処理手順で生成される境界強度判定情報BSMは、デブロッキングフィルタ40において、垂直方向のフィルタリング処理に使用される。なおこの図14〜図17の処理手順では、図10において符号Dで示すように、処理対象のDCTブロックの属するマクロブロックQMに対して、垂直方向、ラスタ走査開始端側に隣接するマクロブロックをPMとする。またこのマクロブロックPM及びQMの設定に対応して処理対象のDCTブロックをQとし、DCTブロックQの上側に隣接する隣接DCTブロックをPとする。
ここでMPEG-2では、H.264/AVC では定義されてないフィールド構造が定義されている。このフィールド構造では、1フィールドが1つのピクチャーに設定されて、フィールドを単位にして予測値が生成され、またフィールドDCTにより符号化処理される。またMPEG-2では、このフィールド構造に対してフレーム構造が定義されており、フレーム構造では、フィールド又はフレームを単位にして予測値が生成され、またフィールドDCT又はフレームDCTにより符号化処理される。なお図18では、ハッチングによりフィールドの異同を示す。
ここで図18(A)により示すように、MPEG-2では、フレーム構造によりフレームDCTで符号化処理した場合、符号Fで示すDCTブロックの境界でブロックノイズが発生する。しかしながらフィールドDCTで符号化処理した場合、符号Eで示すように、フィールドDCT構造をフレームDCT構造で表現した場合に、DCTブロックの境界間における垂直方向の中央のライン間を間に挟んだ上下で、直交変換処理の相違によりブロックノイズが発生する場合がある。
そこでこの実施例では、垂直方向については、フィールドDCT構造をフレームDCT構造に直した後に、4画素×4画素のブロック単位でフィルタリング処理を実行する4×4モードによりデブロッキングフィルタ40を動作させて、この中央のライン間についてもブロックノイズを抑圧する。そのためブロックノイズ低減情報生成部41Bは、このライン間についても、境界強度判定情報BSMを設定する。なお図14〜図17において、単にBSM値のみ記載しているステップは、DCTブロック境界に対する境界強度判定情報BSMの値を示すものであり、DCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMについては、フィルタリング処理しない場合を指示する値0に設定される。またこの2箇所に対する境界強度判定情報BSMの設定を「ALL」により示す。またDCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMは、適宜、「その他」で示す。
ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、例えばラスタ走査順に画像データを順次選択し、この選択した画像データがDCTブロックの上端側のDCTブロック境界に隣接する画像データの場合、この処理手順を実行して垂直方向の境界強度判定情報BSMを設定する。
ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、この処理手順を開始するとステップSP51からステップSP52に移り(図14)、マクロブロックPM及びQMの何れかが、IntraCodedか否か判断する。ここでIntraCodedの場合、InterCodedの場合に比してブロックノイズが発生し易いことから、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP52で肯定結果が得られると、ステップSP52からステップSP53に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。
ここでブロックノイズは、DCTブロック境界がマクロブロック境界に一致しない場合に比して、DCTブロック境界がマクロブロック境界に一致する場合に激しくなる可能性が高い。そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP53で肯定結果が得られると、ステップSP53からステップSP54に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値4に設定すると共に、DCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP53で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP53からステップSP55に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、IntraCodedか否か判断し、肯定結果が得られると、ステップSP55からステップSP56に移る。
ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、このステップSP56において、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、フィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP56で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP56からステップSP57に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界、当該DCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。
またブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP56で否定結果が得られると、ステップSP56からステップSP58に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP55で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP55からステップSP59に移り、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、フィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP59で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP59からステップSP60に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及び当該DCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値2に設定した後、この処理手順を終了する。
またブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP59で否定結果が得られると、ステップSP59からステップSP61に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値2に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP52で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP52からステップSP62に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックPM及びQMのDCTモードが異なるか否か判断する。ここでマクロブロックQM及びPMでDCTモードが異なる場合、ブロックノイズが発生し易くなることから、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、デブロッキングフィルタ40のフィルタリング強度が強くなるように、境界強度判定情報BSMを設定する。
すなわちブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP62で肯定結果が得られると、ステップSP62からステップSP63(図15)に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMの動きベクトルの絶対差分値を計算し、この絶対差分値が所定の判定基準値以上か否か判断する。なおこの図15の例では、この判定基準値を1/2画素精度で6単位(3画素)とする。
そこでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP63で肯定結果が得られると、ステップSP63からステップSP64に移る。またこのステップSP64において、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP64からステップSP65に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値4に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP64で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP64からステップSP66に移り、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP66からステップSP67に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、フィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP67で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP68に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP67で否定結果が得られると、ステップSP67からステップSP69に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP66で否定結果が得られると、ステップSP66からステップSP70に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP63で否定結果が得られると、ステップSP63からステップSP71に移り、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP71からステップSP72に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対する境界強度判定情報BSMを値3に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対する境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP71で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP71からステップSP73に移り、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP73からステップSP74に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQが、フィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP74で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP75に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値2に設定した後、この処理手順を終了する。
またこのステップSP74で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP76に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値2に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP73で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP73からステップSP77に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP62で否定結果が得られると(図14)、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP62からステップSP78に移る(図16)。ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、このステップSP78において、マクロブロックQM及びPMの何れかがDCT係数を有しているか否か判断する。ここでステップSP78で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP78からステップSP79に移る。
このステップSP79において、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQMがスキップドマクロブロックであるか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP79からステップSP80に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP79で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP79からステップSP81に移り、ステップSP63と同様にして動きベクトルの絶対差分値を判定する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP81からステップSP82に移り、ステップSP71と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP82からステップSP83に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値4に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP82で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP82からステップSP84に移り、マクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここでステップSP84で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP84からステップSP85に移る。
ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQがフィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP85で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP86に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定した後、この処理手順を終了する。
またこのステップSP85で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP87に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP84で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP84からステップSP88に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP81で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP81からステップSP90に移り、ステップSP82と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP90からステップSP91に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値3に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP90で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP90からステップSP92に移り、マクロブロックQMがDCT係数を有しているか否か判断する。ここでステップSP92で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP92からステップSP93に移る。
ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、処理対象DCTブロックQの属するマクロブロックMQがフィールドDCT構造か否か判断する。このステップSP93で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP94に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値1に設定した後、この処理手順を終了する。
またこのステップSP93で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP95に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値1に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP92で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP92からステップSP96に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP78で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP78からステップSP97(図17)に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP30と同様に、マクロブロックQM及びPMの予測モードが異なるか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP97からステップSP98に移り、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP98からステップSP99に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値2に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP98で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP98からステップSP100に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びこのDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
これに対してステップSP97で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP97からステップSP101に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMで予測方向が異なるか否か判断する。
ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP101からステップSP102に移り、ステップSP98と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP102からステップSP103に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値1に設定すると共に、このDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。またステップSP102で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP102からステップSP104に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP101で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP101からステップSP105に移る。ここでブロックノイズ低減情報生成部41Bは、マクロブロックQM及びPMの動きベクトルの絶対差分値を計算し、この絶対差分値が所定の判定基準値以上か否か判断する。なおこのステップSP105における判定基準値は、ステップSP63、ステップSP81における判定基準値に比して小さな値に設定される。より具体的に、この図17の例では、この判定基準値を1/2画素精度で2単位(1画素)とする。
このステップSP105で肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP105からステップSP106に移り、ステップSP102と同様に、DCTブロックP及びQの境界がマクロブロック境界に一致するか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP106からステップSP107に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界に対して境界強度判定情報BSMを値1に設定すると共に、DCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP106で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP106からステップSP108に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
またステップSP105で否定結果が得られると、ブロックノイズ低減情報生成部41Bは、ステップSP105からステップSP109に移り、処理対象DCTブロックQのブロック境界及びDCTブロックQの中央のライン間に対して境界強度判定情報BSMを値0に設定した後、この処理手順を終了する。
従ってMPEG-2でも、境界強度判定情報BSMは、隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置に応じて設定され、さらにMPEG-2でのみ発生する隣接する直交変換処理単位で予測モードが異なる場合等の条件に応じてフィルタリングの強度が変化するように設定される。
(2)実施例の動作
以上の構成において、この復号装置31(図2)では、H.264/AVC のビットストリームS2を処理する場合、このビットストリームS2がエントロピー復号部32でエントロピー復号処理される。ビットストリームS2は、このエントロピー復号部32の出力データに基づいて、符号化時の処理に対応して、16画素×16画素、8画素×16画素等の予測値生成単位で動き補償部34及びイントラ予測部36でそれぞれインター符号化時及びイントラ符号化時の予測値が生成される。またビットストリームS2は、逆量子化部37において、エントロピー復号部32の出力データが4画素×4画素の直交変換処理単位であるDCTブロック単位で逆直交変換処理された後、逆ディスクリートコサイン変換部38で順次処理されて予測誤差が復号され、この予測誤差が加算部39で動き補償部34、イントラ予測部36で生成された予測値と加算されて画像データが復号される。
ビットストリームS2は、この復号された画像データのブロックノイズが、続くデブロッキングフィルタ40で除去された後、フレームメモリ35を介して出力される。ビットストリームS2は、ブロックノイズ低減情報生成部41Aにおいて、ビットストリームに設定された各種パラメータからブロックノイズを除去するDCTブロックの位置情報DPが求められる。またブロックノイズ低減情報生成部41Aにおいて、同様にして隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置関係等に応じて、フィルタリング強度を指示する境界強度判定情報BSが設定され(図3及び図4)、さらに各マクロブロックにおける量子化パラメータQPが検出される。
ビットストリームS2は、これら位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQPがデブロッキングフィルタ40に出力され、デブロッキングフィルタ40において、これら位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQPに基づいて、垂直方向及び水平方向に適応的に強度を可変してフィルタリング処理が実行される((1)式〜(14)式、図5、図6)。その結果、ビットストリームS2は、隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置等に応じてフィルタリングの強度が動的に設定され、画像データの高域成分の劣化を有効に回避してブロックノイズ成分のみが抑圧される。その結果、この復号装置31では、画質の劣化を有効に回避してブロックノイズを低減することができる。
これに対してMPEG-2のビットストリームS1を処理する場合、復号装置31では、同様にこのビットストリームS1がエントロピー復号部32でエントロピー復号処理される。ビットストリームS1は、このエントロピー復号部32の出力データに基づいて、符号化時の処理に対応して、16画素×16画素の予測値生成単位で動き補償部34及びイントラ予測部36でそれぞれインター符号化時及びイントラ符号化時の予測値が生成される。またビットストリームS1は、逆量子化部37において、エントロピー復号部32の出力データが8画素×8画素のDCTブロック単位で逆直交変換処理された後、逆ディスクリートコサイン変換部38で順次処理されて予測誤差が復号され、この予測誤差が加算部39で動き補償部34、イントラ予測部36で生成された予測値と加算されて画像データが復号される。
ビットストリームS1は、この復号された画像データのブロックノイズが、続くデブロッキングフィルタ40で除去された後、フレームメモリ35を介して出力される。
しかしながらMPEG-2では、デブロッキングフィルタ40の使用が予定されていないことにより、H.264/AVC のビットストリームS2のように、ビットストリームS1中に、デブロッキングフィルタ40の制御に必要な位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQP等を設定するための情報が含まれていない。従って、直には、デブロッキングフィルタ40を使用してビットストリームS1のブロックノイズを除去することが困難となる。
そこでこの復号装置31では、ビットストリームS1を処理する場合、ブロックノイズ低減情報生成部41Bにおいて、位置情報DP、境界強度判定情報BS、量子化パラメータQPに対応する位置情報DPM、境界強度判定情報BSM、量子化パラメータQPMが設定され、これら位置情報DPM、境界強度判定情報BSM、量子化パラメータQPMによりデブロッキングフィルタ40でブロックノイズが除去される。
より具体的に、ビットストリームS1から1画面を構成するマクロブロック数、水平方向及び垂直方向のマクロブロック数が検出され、これらの検出結果から処理対象のDCTブロックが属するマクロブロックの位置が検出される。またこの検出結果に基づいて位置情報DPMが生成される(図7)。
またH.264/AVC とMPEG-2とでは、量子化の特性が異なることから、H.264/AVC の量子化の特性に対応するように量子化スケールコードQ SCALE が処理されて量子化パラメータQPMが生成される((15)式〜(17)式、図9)。
またヘッダ等に設定された各種の情報に基づいて各マクロブロックのピクチャータイプ等が検出され、検出結果に基づいて、隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置等に応じて境界強度判定情報BSMが設定される(図1、図9〜図17)。
その結果、この復号装置31では、H.264/AVC 用のデブロッキングフィルタ40を使用してMPEG-2の復号結果からブロックノイズを除去することができる。またこの場合も、隣接するDCTブロックとの間のイントラ符号化、インター符号化の異同、予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の位置等に応じてフィルタリングの強度を動的に設定してブロックノイズを除去することができ、その結果、画質の劣化を有効に回避してブロックノイズを低減することができる。
しかしながらMPEG-2では、H.264/AVC では定義されてないフィールド構造が定義されており、このフィールド構造では、フィールド予測、フィールドDCTにより符号化処理される。またMPEG-2では、このフィールド構造に対してフレーム構造が定義されており、フレーム構造では、フィールド予測又はフレーム予測、フィールドDCT又はフレームDCTにより符号化処理される。
従ってこれらフィールド構造等を考慮してデブロッキングフィルタ40を制御すれば、一段と画質劣化を有効に回避してブロックノイズを低減することができる。
そこでこの復号装置31では、それぞれ垂直方向及び水平方向のブロック境界に対する境界強度判定情報BSMを設定する際に、隣接するDCTブロックとの間でDCTモードが一致するか否か判定される(図11、ステップSP8及び図14、ステップSP62)。また隣接するDCTブロックとの間でDCTモードが異なる場合には、直交変換処理の単位が異なることにより、ブロックノイズが発生し易くなる。そこで復号装置31では、隣接するDCTブロックとの間でDCTモードが異なる場合、DCTモードが一致する場合に比してフィルタリング強度が強くなるように境界強度判定情報BSMが設定される。その結果、この復号装置31では、直交変換処理のモードの相違によるブロックノイズを目立たなくすることができ、MPEG-2に固有のブロックノイズを低減することができる。
また復号装置31では、処理対象のDCTブロックが属するマクロブロックが、スキップドマクロブロックであるか否か判定され(図13、ステップSP21及び図16、ステップSP79)、スキップドマクロブロックである場合、フィルタリング処理しないように境界強度判定情報BSMが設定される(図13、ステップSP22及び図16、ステップSP80)。その結果、復号装置31では、MPEG-2に固有のスキップドマクロブロックでは、不必要に高域を抑圧しないようにし、画質劣化を有効に回避することができる。
また復号装置31では、隣接するDCTブロックの属するマクロブロックとの間で、予測モードが一致するか否か判定される(図1、ステップSP30及び図17、ステップSP97)。ここで隣接するDCTブロックとの間で予測モードが異なる場合には、参照する参照画像データの関連性が低くなることからブロックノイズの発生確率が高くなる。そこで復号装置31では、隣接するDCTブロックの属するマクロブロックとの間で、予測モードが異なる場合、予測モードが一致する場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように境界強度判定情報BSMが設定される。その結果、この復号装置31では、予測モードの相違によるブロックノイズを目立たなくすることができ、MPEG-2に固有のブロックノイズを低減することができる。
ところでH.264/AVC では、4画素×4画素のブロックを基本として直交変換処理するのに対し、MPEG-2では、8画素×8画素のブロックを基本として直交変換処理する。デブロッキングフィルタ40におけるフィルタリング処理は、この直交変換処理単位であるDCTブロックの境界に対するフィルタリング処理であることから(図3)、MPEG-2のビットストリームS1を処理する場合、デブロッキングフィルタ40では、水平方向及び垂直方向にそれぞれ8画素単位で出現するDCTブロック境界でフィルタリング処理すればブロックノイズを抑圧できることになる。
しかしながら垂直方向についてフィールド構造による場合を考察すると、フィールド構造の場合には、最終的に表示されるラスタ表示順に直したフレームDCT構造で表現した場合に、DCTブロックの境界間における垂直方向の中央のライン間を間に挟んだ上下で、直交変換処理の相違によりブロックノイズが発生する(図18)。従ってDCTブロックの境界に加えて、DCTブロックの境界間における垂直方向の中央ライン間でもブロックノイズが発生することになる。このブロックノイズは、復号されたインターレース方式によるビデオ信号において、画像表示して時間軸方向で観察されるブロックノイズであり、フィールド構造が定義されたMPEG-2に固有のブロックノイズであると言える。
そこで復号装置31では、垂直方向に延長するDCTブロック境界に対するフィルタリング処理については、H.264/AVC における8画素×8画素の処理モードである8×8モードでフィルタリング処理し、水平方向に延長するDCTブロック境界に対するフィルタリング処理については、H.264/AVC における4画素×4画素の処理モードである4×4モードでフィルタリング処理し、DCTブロックの境界間における垂直方向の中央のライン間で発生するブロックノイズについても除去可能にデブロッキングフィルタ40を動作させる。
またこのデブロッキングフィルタ40の設定に対応して、ブロックノイズ低減情報生成部41Bでは、水平方向に延長するDCTブロック境界に対する境界強度判定情報BSMについては、併せてDCTブロックの境界間における垂直方向の中央のライン間に対しても境界強度判定情報BSMを設定する。またフィールドDCT構造か否か判定し(図15、ステップSP67及び図16、ステップSP85、ステップSP93)、フィールドDCT構造の場合には、このライン間でもフィルタリングするように境界強度判定情報BSMを設定する。
その結果、復号装置31では、この場合も、MPEG-2に固有のフィールド構造によるブロックノイズを低減することができ、一段と画質の劣化を有効に回避してMPEG-2に固有のブロックノイズを低減することができる。
(3)実施例の効果
以上の構成によれば、隣接する予測値生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び予測値の生成単位の境界に対する直交変換処理単位の境界に応じて、境界強度判定情報を設定し、隣接する直交変換処理単位で予測モードが異なる場合には、フィルタリング処理の強度が強くなるように境界強度判定情報を設定することにより、従来に比して簡易な構成により画質の劣化を有効に回避して確実にブロックノイズを除去することができる。
また処理対象の直交変換処理単位が属する予測値生成単位がスキップドマクロブロックである場合、フィルタリング処理しないように、境界強度判定情報を設定することにより、MPEG-2に固有のスキップドマクロブロックでは、不必要に高域を抑圧しないようにし、画質劣化を有効に回避することができる。
また隣接する直交変換処理単位とで直交変換処理のモードが異なる場合、モードが同一の場合に比してフィルタリング強度が強くなるように、境界強度判定情報を設定することにより、直交変換処理のモードの相違によるブロックノイズを目立たなくすることができ、MPEG-2に固有のブロックノイズを低減することができる。
またデブロッキングフィルタにおける垂直方向及び水平方向のフィルタリング処理用にそれぞれ境界強度判定情報を出力し、垂直方向のフィルタリング処理については、フィールドDCT構造を、最終的に表示されるラスタ表示順に直したフレームDCT構造で表現した場合のDCTブロック境界間のライン間に対しても実行できるようにし、ビットストリームがフィールド構造である場合、直交変換処理単位の境界と、境界間のライン間とでフィルタリング処理するように境界強度判定情報を設定することにより、MPEG-2に固有のフィールド構造によるブロックノイズを低減することができ、一段と画質の劣化を有効に回避してMPEG-2に固有のブロックノイズを低減することができる。
なお上述の実施例においては、フィールド構造において、DCTブロック境界間のライン間に対してもフィルタリング処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、DCTタイプ(dct type)の差異を考慮して、より細かくフィルタリング処理を実行するようにしてもよい。すなわち図19に示すように、フィールド構造の場合、処理対象のDCTブロックノイズQと、隣接するDCTブロックノイズPとが同一のマクロブロックに存在する場合であっても、これら2つのDCTブロックノイズが時間的に異なるTop Field 及びBottom Fieldから作成されたブロックである場合が発生する。この場合、この2つのDCTブロックノイズP及びQHは、関連性、相似性が低くなって、これらDCTブロック間でブロックノイズの発生が予測される。ここでこの場合、ブロックノイズは、2ライン毎に発生することになる。そこでこの2ライン毎のライン間(破線により示す)についてもデブロッキングフィルタ40を機能させるように構成すると共に、DCTタイプに応じて境界強度判定情報を設定することにより、MPEG-2に固有のブロックノイズを一段と確実に低減することができる。
図20は、本発明の実施例3の符号化装置を示すブロック図である。この符号化装置51は、MPEG-2のビットストリームS1とH.264/AVC のビットストリームS2とを生成可能な符号化装置である。符号化装置51は、図示しないコントローラにより生成するビットストリームS1、S2に応じて各部の動作を切り換え、MPEG-2のビットストリームS1又はH.264/AVC のビットストリームS2を生成する。なおこの図20において、図2の復号装置31と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
すなわちこの符号化装置51において、画面並べ替えバッファ52は、ピクチャータイプに応じて画像データD1を並べ替えて出力する。動き補償部53及びイントラ予測部54は、それぞれインター符号化及びイントラ符号化の予測値を生成して出力する。減算部68は、画面並べ替えバッファ52の出力データから動き補償部53から出力される予測値又はイントラ予測部54から出力される予測値を減算し、予測誤差を出力する。
直交変換部56は、減算部68から出力される予測誤差を直交変換処理し、量子化部57は、直交変換部56の出力データを量子化して出力する。エントロピー符号化部58は、量子化部57の出力データをエントロピー符号化し、バッファ59は、このエントロピー符号化部58に動きベクトルの情報等を付加してビットストリームS1、S2を出力する。
逆量子化部60は、量子化部57の出力データを逆量子化処理し、逆直交変換部61は、量子化部57の出力データを逆直交変換処理して予測誤差値を復号する。加算部62は、この逆直交変換部61で復号された予測誤差に予測値を加算して画像データD1を復号する。符号化装置51は、この加算部62で復号された画像データのブロックノイズをデブロッキングフィルタ40で除去した後、フレームメモリ64に参照画像データとして格納する。
この符号化装置51は、ブロックノイズ低減情報生成部41A、41Bでそれぞれ位置情報DP、DPM、境界強度判定情報BS、BSM、量子化パラメータQP、QPMを設定し、これら位置情報DP、DPM、境界強度判定情報BS、BSM、量子化パラメータQP、QPMをデブロッキングフィルタ40に出力する。なおブロックノイズ低減情報生成部41A、41Bでは、復号装置31と同様に、ビットストリームS1、S2からこれらの位置情報DP、DPM、境界強度判定情報BS、BSM、量子化パラメータQP、QPMを設定してもよく、直交変換部56等から生成に必要な情報を取得して生成してもよい。またこれらMPEG-2用に生成した位置情報DPM、境界強度判定情報BSM、量子化パラメータQPMをビットストリームS1により復号装置に伝送するようにしてもよい。
この実施例によれば、符号化装置に適用して実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお上述の実施例においては、H.264/AVC 及びMPEG-2の双方に対応可能な復号装置及び符号化装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、MPEG-2のみに対応可能な復号装置及び符号化装置、さらにはMPEG-2と、H.264/AVC 以外の他の方式との双方に対応可能な復号装置及び符号化装置等にも広く適用することができる。
また上述の実施例においては、H.264/AVC 用のデブロッキングフィルタを用いてMPEG-2のビットストリームを処理する場合等について述べたが、本発明はこれに限らず、H.264/AVC と同種の符号化方法に適用されるデブロッキングフィルタを用いて、MPEG-2と同種の符号化方法によるビットストリームを処理する場合にも広く適用することができる。
本発明は、例えばMPEG-2及びMPEG-4 Part10 AVC のビットストリームを復号可能な復号装置に適用することができる。
本発明の実施例1の復号装置のブロックノイズ低減情報生成部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例1の復号装置を示すブロック図である。 図1の復号装置におけるデブロッキングフィルタの動作の説明に供する略線図である。 図1の復号装置における境界強度判定情報の説明に供する図表である。 図4の境界強度判定情報によるフィルタリングの説明に供する図表である。 図5のindex A、index Bを示す図表である。 図1の復号装置における位置情報の説明に供する図表である。 ブロックノイズの説明に供する略線図である。 量子化の特性を示す特性曲線図である。 処理対象DCTブロックに属するマクロブロックと隣接マクロブロックとの関係を示す図である。 図1の続きの処理手順を示すフローチャートである。 図11の続きの処理手順を示すフローチャートである。 図12の続きの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例1の復号装置のブロックノイズ低減情報生成部における水平方向のブロック境界に対する処理手順を示すフローチャートである。 図14の続きの処理手順を示すフローチャートである。 図15の続きの処理手順を示すフローチャートである。 図16の続きの処理手順を示すフローチャートである。 フィールド構造におけるブロックノイズの説明に供する略線図である。 DCTタイプによるブロックノイズの説明に供する略線図である。 本発明の実施例3の符号化装置を示すブロック図である。 従来のMPEG-2の復号装置を示すブロック図である。 従来のH.264/AVC の復号装置を示すブロック図である。 従来のMPEG-2の復号装置においてブロックノイズを除去する構成を示すブロック図である。
符号の説明
1、11、31……復号装置、2、12、32……エントロピー復号部、3、13、33……動き予測部、4、14、34、53……動き補償部、5、15、35……フレームメモリ、6、16、36、54……イントラ予測部、7、17、37、60、64……逆量子化部、8、18、38……逆ディスクリートコサイン変換部、9、19、39……加算部、20、40……デブロッキングフィルタ、41A、41B……ブロックノイズ低減情報発生部、51……符号化装置、56……直交変換部、57……量子化部、61……逆直交変換部

Claims (15)

  1. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理装置において、
    前記ビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記画像処理装置は、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換部と、
    前記予測値を生成する予測値生成部と、
    前記逆直交変換部で復号された前記予測誤差に前記予測値生成部で生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算部と、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算部から出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、
    前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記制御部は、
    前記ビットストリームが、スキップドマクロブロックである場合、フィルタリング処理しないように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記制御部は、
    前記ビットストリームが、隣接する前記直交変換処理単位とで前記直交変換処理のモードが異なる場合、前記直交変換処理のモードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 前記デブロッキングフィルタは、
    垂直方向に連続する画像データをフィルタリング処理する垂直方向のフィルタリング処理と、水平方向に連続する画像データをフィルタリング処理する水平方向のフィルタリング処理とを順次実行して前記ブロックノイズを除去し、
    前記制御部は、
    前記垂直方向及び水平方向のフィルタリング処理用にそれぞれ前記境界強度判定情報を出力し、
    前記デブロッキングフィルタは、
    前記水平方向のフィルタリング処理では、前記直交変換処理単位の境界に対して前記フィルタリング処理を実行し、
    前記垂直方向のフィルタリング処理では、
    前記直交変換処理単位の境界と、前記直交変換処理単位内部のライン間とに対して前記フィルタリング処理を実行し、
    前記制御部は、
    前記ビットストリームがフレームDCT構造である場合、前記境界間のライン間に対してフィルタリング処理しないように前記垂直方向のフィルタリング処理用の前記境界強度判定情報を設定し、
    前記ビットストリームがフィールドDCT構造である場合、前記直交変換処理単位の境界と、前記直交変換処理単位内部のライン間とでフィルタリング処理するように前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  5. フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理装置において、
    予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成部と、
    前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算部と、
    前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換部と、
    前記直交変換部の出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理部と、
    前記直交変換部の出力データから前記画像データを復号する復号部と、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号部で復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、
    前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理装置。
  6. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理装置において、
    前記第1のビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記第2のビットストリームは、
    フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、
    前記画像処理装置は、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換部と、
    前記予測値を生成する予測値生成部と、
    前記逆直交変換部で復号された前記予測誤差に前記予測値生成部で生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算部と、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算部から出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタと、
    前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタに出力する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理装置。
  7. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法において、
    前記ビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記画像処理方法は、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法。
  8. フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法において、
    予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、
    前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法。
  9. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法において、
    前記第1のビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記第2のビットストリームは、
    フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、
    前記画像処理方法は、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法。
  10. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムにおいて、
    前記ビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記画像処理方法のプログラムは、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラム。
  11. フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法のプログラムにおいて、
    予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、
    前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリン処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラム。
  12. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムにおいて、
    前記第1のビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記第2のビットストリームは、
    フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、
    前記画像処理方法のプログラムは、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を設定する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラム。
  13. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成されたビットストリームから前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体において、
    前記ビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記画像処理方法のプログラムは、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記ビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
  14. フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定を選択して画像データを符号化処理し、ビットストリームを出力する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体において、
    前記画像処理方法のプログラムは、
    予測値の生成単位毎に、前記画像データの予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記予測値に基づいて前記画像データの予測誤差を生成する減算のステップと、
    前記予測誤差を直交変換処理単位毎に直交変換処理する直交変換のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データを処理して前記ビットストリームを生成するデータ処理のステップと、
    前記直交変換のステップの出力データから前記画像データを復号する復号のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記復号のステップで復号された画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが異ならない場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
  15. 予測値の生成単位毎に生成された予測値と画像データとの予測誤差を、直交変換処理単位毎に直交変換処理して生成された第1及び第2のビットストリームを選択的に処理して前記画像データを復号する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体において、
    前記第1のビットストリームは、
    フレーム構造及びフィールド構造からピクチャータイプの設定が選択されて生成され、
    前記第2のビットストリームは、
    フレーム単位でピクチャータイプが設定されて生成され、
    前記画像処理方法のプログラムは、
    前記予測誤差を復号する逆直交変換のステップと、
    前記予測値を生成する予測値生成のステップと、
    前記逆直交変換のステップで復号された前記予測誤差に前記予測値生成のステップで生成された予測値を加算して前記画像データを復号する加算のステップと、
    フィルタリング処理の位置を特定する位置情報と、フィルタリング処理の強度を指示する境界強度判定情報と、量子化パラメータとに基づいて、前記加算のステップから出力される画像データのブロックノイズを除去するデブロッキングフィルタの処理ステップと、
    前記第1及び第2のビットストリームから前記位置情報、前記境界強度判定情報、前記量子化パラメータを設定して前記デブロッキングフィルタの処理ステップに出力する制御のステップとを備え、
    前記制御のステップは、
    隣接する前記予測値の生成単位とのイントラ符号化及びインター符号化の異同、及び前記予測値の生成単位の境界に対する前記直交変換処理単位の位置に応じて、前記境界強度判定情報を設定し、
    前記第1のビットストリームから前記境界強度判定情報を生成する場合であって、隣接する前記直交変換処理単位とで前記予測値を生成する予測モードが異なる場合、予測モードが同一の場合に比してフィルタリング処理の強度が強くなるように、前記境界強度判定情報を設定する
    ことを特徴とする画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
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