JP2833358B2 - Image signal compression coding device - Google Patents
Image signal compression coding deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は画像信号圧縮符号化装置
に関し、特に画像信号のデータレートを低減して伝送や
記録を行う場合における直交変換方式を用いた圧縮符号
化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal compression encoding apparatus, and more particularly, to a compression encoding apparatus using an orthogonal transform system when transmitting or recording an image signal at a reduced data rate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の直交変換を用いた画像信号圧縮符
号化装置は図４のブロック図に示すように、画像信号３
２は直交変換部１０に入力される。直交変換部１０では
画像信号はあらかじめ定められた大きさのブロックに分
割され、ブロック毎に直交変換を施す。ブロックの大き
さとしては、水平８画素、垂直８ラインとするのが一般
的に用いられ、直交変換方式としては画像圧縮の分野で
は離散コサイン変換（以下ＤＣＴと称す）が有名であ
る。2. Description of the Related Art As shown in a block diagram of FIG.
2 is input to the orthogonal transform unit 10. The orthogonal transformation unit 10 divides the image signal into blocks of a predetermined size, and performs an orthogonal transformation for each block. A block size of 8 pixels horizontally and 8 lines vertically is generally used, and a discrete cosine transform (hereinafter referred to as DCT) is famous in the field of image compression as an orthogonal transform method.
【０００３】直交変換処理後の変換係数３３は元の画像
信号の周波数成分を表し、画像信号の特性から低域成分
は大きな値となり、高域成分は小さな値となる。そこ
で、直交変換処理された変換係数３３は、ブロック内の
ビット割り当て部１１において、ブロック内の各変換係
数について最適な量子化ビット数を定める。すなわち、
変換係数のうち大きな値をもつ低域成分には多くのビッ
トを割り当て、小さな値の高域成分には少ないビットを
割り当てる。[0003] The transform coefficient 33 after the orthogonal transformation process represents the frequency component of the original image signal. The low-frequency component has a large value and the high-frequency component has a small value from the characteristics of the image signal. Thus, the transform coefficient 33 that has been subjected to the orthogonal transform processing determines an optimal number of quantization bits for each transform coefficient in the block in the bit allocation unit 11 in the block. That is,
Of the transform coefficients, many bits are allocated to a low-frequency component having a large value, and few bits are allocated to a high-frequency component having a small value.
【０００４】一方、直交変換処理された変換係数３３
は、量子化部１２にも入力される。量子化部１２では、
ビット割り当て部１１から出力される各変換係数の量子
化ビット数に従って変換係数３３の量子化処理を行う。
量子化処理された変換係数３５は符号化部１３に入力さ
れる。符号化部１３では量子化された変換係数３５をあ
らかじめ定めた符号に変換する。そして、符号化信号３
６として伝送路などに出力される。On the other hand, the orthogonally transformed transform coefficients 33
Is also input to the quantization unit 12. In the quantization unit 12,
The quantization process of the transform coefficient 33 is performed according to the number of quantization bits of each transform coefficient output from the bit allocation unit 11.
The quantized transform coefficient 35 is input to the encoding unit 13. The encoding unit 13 converts the quantized transform coefficient 35 into a predetermined code. And encoded signal 3
6 is output to a transmission path or the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像信
号圧縮符号化装置の画像信号はカメラやＶＴＲなどの入
力装置において、必ずノイズ成分が混入するが、画像成
分と混入したノイズ成分を分離することなく両方とも圧
縮符号化処理の対象としている。一方、ノイズ成分は周
波数的に中域成分から高域成分に多く分布するので、画
像信号を圧縮符号化しようとした場合に、ノイズ成分の
多い高域成分のビット数を少なくして圧縮効率を高める
という圧縮符号化方式と相反している。その結果、ノイ
ズ成分が粗い量子化が行われて視覚的な弊害となる量子
化誤差が発生したり、本来圧縮符号化対象ではないノイ
ズ成分にもビット数を与えることになるため圧縮効率が
低下するという欠点がある。The image signal of the above-described conventional image signal compression encoding apparatus always includes a noise component in an input device such as a camera or a VTR, but separates the image component from the mixed noise component. Both are subject to compression encoding processing. On the other hand, since noise components are distributed in frequency from the middle band component to the high band component in frequency, when trying to compress and encode an image signal, the number of bits of the high band component with many noise components is reduced to improve the compression efficiency. This is inconsistent with the compression encoding method of increasing. As a result, coarse quantization is performed on the noise component, causing a quantization error that causes a visual detriment, and the number of bits is also given to the noise component that is not originally a target of compression encoding, thereby lowering the compression efficiency. There is a disadvantage of doing so.
【０００６】また、圧縮符号化前に時空間フィルタ処理
によりノイズ除去を行う方法もあるが、このノイズ除去
方式では、画像信号の動き成分とノイズ成分の区別が困
難であるために、画像の動き成分も同時に除去されて動
き部分がぼけるという欠点がある。There is also a method of removing noise by spatio-temporal filtering before compression encoding. However, in this noise removal method, it is difficult to distinguish between a motion component and a noise component of an image signal. There is a disadvantage that the components are also removed at the same time and the moving part is blurred.
【０００７】本発明の目的は、直交変換を用いた画像圧
縮符号化装置において、直交変換係数に含まれるノイズ
成分を除去することで、圧縮符号化効率を高め、圧縮符
号化による画質劣化だけでなく、ノイズ除去に起因する
動きぼけの劣化も少ない高品質な復号画像が得られる圧
縮符号化装置を提供することにある。[0007] An object of the present invention is to improve the efficiency of compression encoding by removing noise components included in orthogonal transform coefficients in an image compression encoding apparatus using orthogonal transform. Another object of the present invention is to provide a compression encoding apparatus that can obtain a high-quality decoded image with little degradation of motion blur due to noise removal.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の画像信号圧縮符
号化装置は、入力された画像信号に対しあらかじめ定め
られた大きさの小面積ブロック毎に直交変換を施す直交
変換手段と、前記直交変換された変換係数に含まれるノ
イズ成分を１フレーム前の変換係数との差分信号の演算
によって除去するノイズ除去手段と、前記ノイズ除去手
段によりノイズ除去された変換係数を用いて前記小面積
ブロック内の量子化ビット数を設定するビット割り当て
手段と、前記ノイズ除去された変換係数を前記ビット割
り当て手段により定められたビット数に従って量子化す
る量子化手段と、前記量子化手段により量子化された変
換係数をあらかじめ定めた符号に変換するための符号化
手段とを備えている。According to the present invention, there is provided an image signal compression encoding apparatus which performs orthogonal transformation on an input image signal for each small area block having a predetermined size, and the orthogonal transformation means. Calculation of a difference signal between the noise component included in the converted conversion coefficient and the conversion coefficient one frame before.
The bit noise removing means for removing a bit allocation means for setting the number of quantization bits of the small area within the block using the transformation coefficients noise removal by the noise removing unit, the denoised transform coefficients by The apparatus includes a quantizing unit for quantizing according to the number of bits determined by the allocating unit, and an encoding unit for converting the transform coefficient quantized by the quantizing unit into a predetermined code.
【０００９】[0009]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック図、図２は本実
施例の要部のノイズ除去部２の回路図、図３は本実施例
の動作説明図である。図１の実施例は図２の従来例に対
してノイズ除去部２を追加している。次に本実施例の動
作を説明する。入力された画像信号２１は直交変換部１
で、あらかじめ定めた大きさのブロックに分割され、ブ
ロック毎に直交変換処理を施される。ブロックの大きさ
としては、前述の水平８画素、垂直８ラインとし、直交
変換方式はＤＣＴを用いた場合について説明する。ＤＣ
Ｔ処理後のＤＣＴ係数２２は元の画像信号の周波数成分
を表し、画像信号の特性から低域成分は大きな値とな
り、高域成分は小さな値となる。また入力画像信号２１
が含んでいたノイズ成分もまたＤＣＴ係数２２に含まれ
ている。そこで、ノイズ除去部２においてＤＣＴ係数２
２に含まれるノイズの除去を行う。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a noise removing section 2 as a main part of the present embodiment, and FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the present embodiment. In the embodiment of FIG. 1, a noise removing unit 2 is added to the conventional example of FIG. Next, the operation of this embodiment will be described. The input image signal 21 is input to the orthogonal transformation unit 1.
Then, the image data is divided into blocks of a predetermined size, and an orthogonal transformation process is performed for each block. The size of the block is set to the above-described horizontal 8 pixels and vertical 8 lines, and the orthogonal transform method using DCT will be described. DC
The DCT coefficient 22 after the T processing represents the frequency component of the original image signal, and the low-frequency component has a large value and the high-frequency component has a small value from the characteristics of the image signal. Also, the input image signal 21
Are also included in the DCT coefficient 22. Therefore, the DCT coefficient 2
2 is removed.
【００１０】次にノイズ除去部２の動作を図２を用いて
説明する。入力されたＤＣＴ係数２７は、フレーム差分
計算部６において、フレーム遅延部９から出力される前
のフレームＤＣＴ係数２９との差分をとられ、フレーム
差分ＤＣＴ係数２８として出力される。フレーム差分Ｄ
ＣＴ係数２８は１フレーム前と異なる成分、すなわち動
き成分とノイズ成分の周波数成分である。ところで、動
画像信号の特性から動き成分は局所的なある周波数成分
に大きな振幅が発生するが、それに対してノイズ成分は
比較的小さな振幅となる。したがって、ノイズ抽出部８
では、フレーム差分ＤＣＴ２８のうち大きな振幅を持つ
ものは動き成分であり、小さな振幅しか持たないものは
ノイズ成分であるという判断を行い、ノイズ成分と見な
されたもののみを出力する。具体的には、図３に示すよ
うに、入力値の絶対値がゼロからＦまでのものをノイズ
成分と見なして出力値を持たせ、入力値の絶対値がＦを
超えるものは動き成分と見なして出力値はゼロとするよ
うなノイズ抽出特性４１にしたがった演算を行う。そし
て、ノイズ抽出部８でノイズ成分と見なされた信号３０
は、ノイズ減算部７において入力ＤＣＴ係数２７との差
分をとり、ノイズ除去されたＤＣＴ係数３１が出力され
る。また一方、ノイズ除去されたＤＣＴ係数３１はフレ
ーム遅延部９に入力され、１フレーム期間遅延して前フ
レームＤＣＴ係数２９となる。Next, the operation of the noise removing unit 2 will be described with reference to FIG. The input DCT coefficient 27 is obtained as a difference between the input DCT coefficient 27 and the frame DCT coefficient 29 before being output from the frame delay section 9 in the frame difference calculation section 6, and is output as a frame difference DCT coefficient 28. Frame difference D
The CT coefficient 28 is a component different from that one frame before, that is, a frequency component of a motion component and a noise component. By the way, the motion component has a large amplitude at a certain local frequency component due to the characteristics of the moving image signal, whereas the noise component has a relatively small amplitude. Therefore, the noise extraction unit 8
In the frame difference DCT 28, a component having a large amplitude is determined to be a motion component, and a component having only a small amplitude is determined to be a noise component, and only the component regarded as a noise component is output. Specifically, as shown in FIG. 3, an input value whose absolute value is from zero to F is regarded as a noise component and has an output value, and an input value whose absolute value exceeds F is a motion component. An arithmetic operation is performed according to the noise extraction characteristic 41 such that the output value is regarded as zero. Then, the signal 30 regarded as a noise component by the noise extraction unit 8
Takes the difference from the input DCT coefficient 27 in the noise subtraction unit 7 and outputs the DCT coefficient 31 from which noise has been removed. On the other hand, the DCT coefficient 31 from which noise has been removed is input to the frame delay unit 9 and is delayed by one frame period to become the DCT coefficient 29 of the previous frame.
【００１１】図１に戻り、ノイズ除去されたＤＣＴ係数
２３は、ブロック内のビット割り当て部３に入力され
る。ビット割り当て部３においてはブロック内の各ＤＣ
Ｔ係数について最適な量子化ビット数を定める。すなわ
ち、ＤＣＴ係数のうち大きな値をもつ低域成分には多く
のビットを割り当て、小さな値の高域成分には少ないビ
ットを割り当てる。ここでは、すでにノイズ成分は除去
されているので、純粋な画像成分に対しての最適ビット
割り当てが行われる。Returning to FIG. 1, the DCT coefficient 23 from which noise has been removed is input to the bit allocation unit 3 in the block. In the bit allocation unit 3, each DC in the block is
The optimum number of quantization bits is determined for the T coefficient. That is, many bits are allocated to the low-frequency component having a large value in the DCT coefficient, and few bits are allocated to the high-frequency component having a small value. Here, since the noise component has already been removed, optimal bit allocation is performed for a pure image component.
【００１２】一方、ノイズ除去されたＤＣＴ係数２３
は、量子化部４にも入力される。量子化部４では、ビッ
ト割り当て部３から出力される各ＤＣＴ係数の量子化ビ
ット数２４に従ってＤＣＴ係数２３の量子化処理を行
う。量子化処理されたＤＣＴ係数２５は符号化部５に入
力され、量子化されたＤＣＴ係数２５をあらかじめ定め
た符号に変換する。ここで符号としてハフマン符号のよ
うな可変長符号を用いる場合には、ノイズ除去を行った
ことにより不必要な情報量が抑えられるため、効率の良
い符号化が行える。符号化部５において符号化された符
号化信号２６は、伝送路などに出力される。On the other hand, the noise-removed DCT coefficient 23
Is also input to the quantization unit 4. The quantization unit 4 quantizes the DCT coefficient 23 according to the quantization bit number 24 of each DCT coefficient output from the bit allocation unit 3. The quantized DCT coefficient 25 is input to the encoding unit 5 and converts the quantized DCT coefficient 25 into a predetermined code. Here, when a variable length code such as a Huffman code is used as a code, an unnecessary amount of information is suppressed by performing noise removal, and thus efficient coding can be performed. The encoded signal 26 encoded by the encoding unit 5 is output to a transmission path or the like.
【００１３】このようにしてＤＣＴ処理後にＤＣＴ係数
のノイズ除去を行うことにより、圧縮符号化効率が向上
し、復号画像の画質劣化も少なくすることができる。ま
た、ＤＣＴ係数という周波数領域でノイズ除去を行って
いるので、動き成分とノイズ成分の分離が比較的容易に
行える。By thus removing the noise of the DCT coefficient after the DCT processing, the compression encoding efficiency can be improved and the deterioration of the image quality of the decoded image can be reduced. In addition, since noise is removed in a frequency domain called a DCT coefficient, motion components and noise components can be relatively easily separated.
【００１４】なお、ここでは直交変換処理としてＤＣＴ
を用いたが、他のアダマール変換や離散サイン変換等、
別の直交変換処理を用いてもよい。また、画像信号をこ
こでは８画素×８ラインの大きさのブロックに分割して
処理しているが、違う大きさのブロックで処理してもよ
い。また、量子化後の符号化部においては、ここで延べ
たハフマン符号以外の符号を用いてもよく、可変長符
号、固定長符号いずれの場合でも採用可能である。Here, DCT is used as orthogonal transformation processing.
Was used, but other Hadamard transforms, discrete sine transforms, etc.
Another orthogonal transformation process may be used. Although the image signal is divided into blocks each having a size of 8 pixels × 8 lines and processed here, the processing may be performed with blocks having different sizes. Further, in the encoding unit after quantization, codes other than the Huffman code extended here may be used, and any of a variable length code and a fixed length code can be adopted.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、直交変
換部の変換係数を使ってノイズ除去及び圧縮符号化を行
っているので、動き部分がぼけて残像のような劣化が少
ない処理ができる。またそのノイズ除去により、圧縮符
号化効率を向上させることができ、圧縮符号化処理によ
る劣化を少なくできる。したがってノイズ除去によりノ
イズ成分が多く視覚的に不快な画像も、そのノイズを取
り除き高品質な復号画像を得ることが可能である。ま
た、ノイズ除去処理と圧縮符号化処理を１つの直交変換
部で共用するでので、ハードウェアが簡易化された画像
信号圧縮符号化処理装置を提供できる等の多くの効果が
ある。As described above, according to the present invention, since noise removal and compression encoding are performed using the transform coefficients of the orthogonal transform unit, it is possible to perform a process in which a moving portion is blurred and deterioration such as an afterimage is reduced. . Further, by removing the noise, the compression encoding efficiency can be improved, and deterioration due to the compression encoding processing can be reduced. Therefore, even a visually unpleasant image having many noise components due to noise removal can remove the noise and obtain a high-quality decoded image. Further, since the noise removal processing and the compression encoding processing are shared by one orthogonal transform unit, there are many effects such as provision of an image signal compression encoding processing apparatus with simplified hardware.
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】本実施例のノイズ除去部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a noise removing unit according to the embodiment.
【図３】本実施例のノイズ抽出演算の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a noise extraction calculation according to the present embodiment.
【図４】従来の画像信号圧縮符号化装置のブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram of a conventional image signal compression encoding apparatus.
１，１０ 直交変換部 ２ ノイズ除去部 ３，１１ ブロック内のビット割り当て部 ４，１２ 量子化部 ５，１３ 符号化部 ６ フレーム差分計算部 ７ ノイズ減算部 ８ ノイズ抽出部 ９ フレーム遅延部。 1,10 orthogonal transformation unit 2 noise removal unit 3,11 bit allocation unit in block 4,12 quantization unit 5,13 encoding unit 6 frame difference calculation unit 7 noise subtraction unit 8 noise extraction unit 9 frame delay unit
Claims (2)
められた大きさの小面積ブロック毎に直交変換を施す直
交変換手段と、前記直交変換された変換係数に含まれる
ノイズ成分を１フレーム前の変換係数との差分信号の演
算によって除去するノイズ除去手段と、前記ノイズ除去
手段によりノイズ除去された変換係数を用いて前記小面
積ブロック内の量子化ビット数を設定するビット割り当
て手段と、前記ノイズ除去された変換係数を前記ビット
割り当て手段により定められたビット数に従って量子化
する量子化手段と、前記量子化手段により量子化された
変換係数をあらかじめ定めた符号に変換するための符号
化手段とを備えていることを特徴とする画像信号圧縮符
号化装置。1. An orthogonal transformation means for performing an orthogonal transformation on an input image signal for each small area block of a predetermined size, and a noise component included in the orthogonally transformed transformation coefficient by one frame before. Performance of the difference signal with the conversion coefficient
A noise removing unit that removes the noise by the arithmetic operation; a bit allocating unit that sets the number of quantization bits in the small-area block using the transform coefficient that has been subjected to the noise removal by the noise removing unit; It is characterized by comprising quantization means for quantizing according to the number of bits determined by the bit allocation means, and coding means for converting the transform coefficient quantized by the quantization means into a predetermined code. Image signal compression encoding apparatus.
数と１フレーム前のノイズ除去された変換係数との差分
をとるためのフレーム差分計算手段と、前記フレーム差
分計算手段で計算された変換係数の差分値に対してあら
かじめ定められた非線形特性により数値変換を行いノイ
ズ成分を抽出するノイズ抽出手段と、前記抽出されたノ
イズ成分を前記入力された変換係数から減算することで
ノイズ除去演算を行うノイズ減算手段と、前記ノイズ減
算手段によりノイズ除去された変換係数を、１フレーム
期間遅延させるためのフレーム遅延手段とから構成され
ることを特徴とする請求項１記載の画像信号圧縮符号化
装置。2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the noise removing unit calculates a difference between the input transform coefficient and the noise-free transform coefficient one frame before, and a transform calculated by the frame difference calculating unit. Noise extracting means for performing a numerical conversion on the difference value of the coefficient by a predetermined non-linear characteristic to extract a noise component; and performing a noise removal operation by subtracting the extracted noise component from the input conversion coefficient. 2. The image signal compression encoding apparatus according to claim 1, comprising: a noise subtraction unit for performing the noise reduction; and a frame delay unit for delaying the transform coefficient from which the noise has been removed by the noise subtraction unit for one frame period. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20072992A JP2833358B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Image signal compression coding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20072992A JP2833358B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Image signal compression coding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0654308A JPH0654308A (en) | 1994-02-25 |
| JP2833358B2 true JP2833358B2 (en) | 1998-12-09 |
Family
ID=16429219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20072992A Expired - Lifetime JP2833358B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Image signal compression coding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833358B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2881886B2 (en) * | 1989-12-30 | 1999-04-12 | ソニー株式会社 | Video signal encoding method and apparatus therefor |
| JPH0482381A (en) * | 1990-07-24 | 1992-03-16 | Sony Corp | Noise reducer |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP20072992A patent/JP2833358B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654308A (en) | 1994-02-25 |
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|---|---|---|---|
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