JP2010515362A - 符号化された画像及びビデオにおけるブロックアーチファクトの検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2006年12月28日に提出された米国特許仮出願第60/877549に対して35U.S.C.119(e)の下で優先権を主張するものであり、この米国特許仮出願は、引用により本明細書に盛り込まれる。
実施の形態によれば、予備的なブロックアーチファクトの検出のために2つの例示的なアルゴリズムが提案され、1つは変換領域におけるものであり、1つは画素領域におけるものである。2つのアルゴリズムは、異なるコンテンツタイプについて個々に使用されるか、又はそれぞれのアルゴリズムの出力が結合されたブロックノイズのマップを形成するためにマージされる場合に同時に使用される。アルゴリズムのタイプは、入力のコンフィギュレーションデータにより特定される。2つのアルゴリズムが同時に使用されるように規定される場合、限定されるものではないが“AND”又は“OR”演算を含むマージプロセスは、アーチファクトマップを発見するために使用される。
提案される変換領域のアルゴリズムは、たとえば最初の3つのAC係数に関して新たな閾値アプローチを使用して輝度又は色度ブロックの何れかの変換係数を分析することで、ブロックアーチファクトを発見する。ブロックは、処理されている現在のブロックの4つの隣接するブロックのうちの1つとすることができる。このブロックは、2つの隣接するブロックの境界を考慮して形成され、「オーバラップしたブロック」と呼ぶ。図3A〜図3Dを参照して、オーバラップしたブロックのそれぞれの例は、参照符号310,320,330及び340により一般に示される。特に、図3Aは、あるブロック及びその4つの隣接するブロックを示す。図3Bは、北側及び南側のオーバラップしたブロックを示す。たとえば、北側のオーバラップしたブロックは、現在のブロックの北側の半分と、現在のブロックの北側の隣接するブロックの南側の半分とを結合することで形成される。図3Cは、西側及び東側のオーバラップしたブロックの例を示す。図4は、西側、東側、北側及び南側のオーバラップしたブロックの例を示す。
実施の形態では、提案される画素領域アルゴリズムは、輝度成分又は色度成分の何れかでブロックの境界での画素値を分析することで、ブロックアーチファクトを発見する。ブロックの境界での2つのサイドでの画素値の差と、ブロックの境界での差はフィルタリングされ、境界に沿って画素のフィルタリングされた値は、たとえば調節された総和の方法を使用して合計される。
変換領域及び画素領域のアルゴリズムは、異なる利点を有する。これらのアルゴリズムは、独立して使用されるか、又は結合されて同時に使用される。異なるマージ技術は、2つのアルゴリズムにより得られるブロックアーチファクトマップを結合するために使用される。1実施の形態では、2つのバイナリアーチファクトマップは、小さな閾値を使用して生成され、“AND”演算によりマージすることができる。別の実施の形態では、2つのバイナリアーチファクトマップは、大きな閾値を使用することで生成され、“OR”演算によりマージすることができる。勿論、本発明の原理は、先の閾値及びマージの組合せのみに限定されず、本発明の原理の精神を維持しつつ、異なる閾値及びマージの組み合わせを使用することができる。特定のマージ演算に従ってアーチファクトの検出の閾値を変えることで、更に信頼性の高いブロックノイズのアーチファクトマップを得る助けとなる。
上述された方法により得られる結果は、特徴に基づくブロックノイズのアーチファクトの分類手段を使用することで更に改善される。実施の形態では、この改善された方法は、限定されるものではないが、以下を含む画像における様々な知覚的な特徴の組み合わせに依存する。輝度又は色度のような色の特性、平坦性のようなテクスチャ特性、並びに、ブロックの位置及び近隣の情報。
[外1]
は、ブロック当たりの平均の輝度値と色度値である。典型的に、(YUV色空間に関して)輝度はYで表される。輝度値と色度値は、画素レベルにおいて閾値が設けられる。閾値(THL1,THU1,THV1,THL2,THU2,THV2)は、トレイニングビデオデータを使用することで導出される。色度値を含む理由は、ビデオコンテンツのなかには低い輝度値を有するものがあるためである。しかし、ビデオコンテンツが高い色度成分を有する場合、アーチファクトはなお目に見える。
[外2]
は、ブロック当たりの平均の輝度値及び色度値を表す。閾値(THLm1,THLm2,THLm3,THLm4,THLm5,THLm6)は、トレイニングビデオデータを使用して導出される。
上述された方法の何れかによる形成されたブロックノイズのアーチファクトは、オリジナルピクチャが利用可能であるとき、オリジナルピクチャからの情報を使用することで更に改善される。特定の実施の形態では、誤って検出された圧縮のアーチファクトは、オリジナルピクチャのアーチファクトマップを計算することで、アーチファクトマップから削除される。この場合、以下の閾値に基づいた方法を使用することで、オリジナルピクチャを使用して、誤ったアーチファクトの検出を除去することを提案する。画素領域のアーチファクトの検出では、再構成された画像におけるブロックの境界において調節及びフィルタリングされた画素の差が、オリジナルの画像のブロックの境界における調節されたフィルタリングされた画素の差の幾つかのファクタよりも小さい場合、そのブロックは、アーチファクトではないとして宣言される。同様に、再構成されたピクチャにおけるブロックの特定の変換係数が、オリジナルピクチャにおいて共に位置されるブロック(co−located block)の変換係数の幾つかのファクタよりも小さい場合、ブロックは、アーチファクトではないとして宣言される。エッジは、現実のアーチファクトであることなしに、アーチファクトに含まれることが理解されるべきである。
ブロックノイズの強さの判定は、アプリケーションがブロックアーチファクトの補正を実行することを目的とするときに特に有効である。この特定のシナリオでは、アーチファクトの強さは、補正アルゴリズムを誘導して補正パラメータを調節するために使用される。実施の形態では、アーチファクトの強さは、知覚の特徴を使用して決定される。知覚の特徴の例は、前のセクションで提供される(色、テクスチャ、位置等。本発明の原理は記載された知覚の特徴のみに限定されるものではないことを留意されたい)。図8を参照して、ブロックアーチファクトの強さの判定の例示的な方法は、参照符号800により一般に示される。図8の方法800に関するフレーズ「現在のブロック」の使用は、再構成されたブロック及び/又はオリジナルのブロックの何れかを示すことを理解されたい。すなわち、方法800におけるブロックは、本発明の原理の精神を維持しつつ、オリジナルのブロック及び/又は再構成されたブロックの何れかを使用することができる。さらに、図8の方法800に関して参照される以下の判定ブロックの1以上は、対応する判定をなすことにおいて1以上の閾値を任意に使用することができることを理解されたい。
[ピクチャレベルのアーチファクトの検出方法]
ピクチャレベルのアーチファクトの検出の2つの例示的な方法は、本実施の形態で提案される。
ピクチャレベルの検出の第一の方法の実施の形態によれば、調節された画素の差の総和に関する重み付け総和により、全体のブロックノイズのメトリクスが定義される。重みは、本方法で使用される特徴により決定される。実施の形態では、ピクチャレベルのアーチファクトの検出は、以下のように定義される。
ピクチャレベルのアーチファクトの検出の第二の方法によれば、全体のブロックノイズのメトリックは、アーチファクトを有するために決定される全体のブロック数として定義される。ピクチャレベルのアーチファクトの検出は、以下のように定義される。
Claims (15)
- 現在のブロックに関して、動画系列からのピクチャにおいて複数のオーバラップするブロックを識別するステップと、前記複数のオーバラップするブロックは、前記現在のブロックの一部と隣接するブロックの一部とをカバーし、
前記複数のオーバラップするブロックの少なくとも1つを、輝度値と色度値の少なくとも1つに対応するそれぞれの係数に変換するステップと、
前記複数のオーバラップするブロックの少なくとも1つに対応する前記それぞれの係数がある値よりも大きいとき、前記複数のオーバラップするブロックの少なくとも1つについてブロックアーチファクトを識別するステップと、
を含むことを特徴とするブロックアーチファクトを検出する方法。 - 前記ブロックアーチファクトを識別するステップは、少なくとも1つの閾値を前記値として使用して、前記ブロックアーチファクトが、前記オーバラップするブロックの少なくとも1つにおいて及び前記現在のブロックに関して前記ブロックアーチファクトの方法に存在するかを判定する、
請求項1記載の方法。 - 前記ブロックアーチファクトを有するピクチャにおいてオーバラップするブロックの数に基づいて、ピクチャの全体のブロックノイズのメトリックを生成するステップを更に含む、
請求項1記載の方法。 - 前記オーバラップするブロックの数は、前記ブロックアーチファクトを有する前記ピクチャにおけるオーバラップするブロックの全体の数から決定される、
請求項3記載の方法。 - 前記ピクチャにおけるブロッキングアーチファクトの位置を示すブロックノイズのアーチファクトマップを生成するステップを更に含む、
請求項1記載の方法。 - 再構成されたバージョンのピクチャの少なくとも1つのバージョンに特徴検出を実行するステップと、
前記ブロックノイズのアーチファクトマップに特徴に基づいたアーチファクトの補正を実行して、特徴が改善されたブロックノイズのアーチファクトマップを生成するステップと、
を更に含む請求項5記載の方法。 - 前記ブロックアーチファクトを識別するステップは、前記ブロックアーチファクトの誤った識別を除くステップを更に含む、
請求項1記載の方法。 - 前記除くステップは、再構成されたバージョンのピクチャにおける識別されたブロッキングアーチファクトに対応するブロックの境界での調節及びフィルタリングされた画素の差が、ある量だけ、オリジナルバージョンのピクチャにおける識別されたブロッキングアーチファクトに対応するブロックの境界における調節されたフィルタリングされた画素の差よりも小さいときに実行される、
請求項7記載の方法。 - 前記除くステップは、再構成されたバージョンのピクチャにおける前記複数のオーバラップするブロックの特定の1つの変換係数が、ある量だけ、オリジナルバージョンのピクチャにおける前記複数のオーバラップするブロックの特定の1つについて共に位置されるブロックの変換係数よりも小さいときに実行される、
請求項7記載の方法。 - 特定のブロックの境界の2つのサイドでの画素値の差と特定のブロック境界での差とをフィルタリングすることで、動画系列からのピクチャにおける少なくとも1つのブロックの境界の少なくとも1つの画素のラインについてブロックの境界ラインのブロックノイズの値を導出するステップと、
前記2つのサイドでの画素値の差と前記特定のブロックの境界での差とを結合して、あるブロックのブロックノイズ値を導出するステップと、
を含むことを特徴とするブロックアーチファクトを検出する方法。 - 前記結合するステップの重み付けされた結果に基づいて、ピクチャの全体のピクチャレベルのブロックアーチファクトの検出値を計算するステップを更に含み、
前記重み付け要素は、前記ピクチャの少なくとも1つの検出された特徴に基づいて決定される、
請求項10記載の方法。 - 前記ブロックのブロックノイズ値に基づいてブロックアーチファクトが識別され、
当該方法は、
前記ピクチャにおけるブロックアーチファクトの位置を示すブロックノイズのアーチファクトマップを生成するステップと、
再構成されたバージョンのピクチャの少なくとも1つのオリジナルバージョンに特徴検出を実行するステップと、
前記ブロックノイズのアーチファクトマップに特徴に基づくアーチファクトの補正を実行して、特徴が改善されたブロックノイズのアーチファクトマップを生成するステップと、
を更に含む請求項10記載の方法。 - 前記特徴検出は、輝度、色度、皮膚色、テクスチャ、位置及び近隣の情報を含む特徴のうちの少なくとも1つを含む、
請求項12記載の方法。 - オリジナルバージョンのピクチャに基づいて、特徴が改善されたブロックノイズのアーチファクトマップを改善するステップを更に含む、
請求項12記載の方法。 - 前記ブロックアーチファクトのアーチファクトの強さを計算するステップを更に含む、
請求項12記載の方法。
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