JP6289055B2 - 動画像符号化装置及び動画像復号装置 - Google Patents
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Description
これは、符号化歪みの一つである疑似エッジを低減するためであるが、疑似エッジと原画像に元から含まれているエッジとを区別することなく適用されてしまうため、原画像のエッジも平滑化されて復号画像の鮮鋭感が失われてしまうという問題点があった。
図1は、この発明の実施の形態1による動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図1に示す動画像符号化装置は、ブロック分割部2、加算部4、符号化制御部6、変換・量子化部8、イントラ予測モード決定部10、イントラ予測部12、動き探索部14、動き補償部16、逆量子化・逆変換部19、加算部21、ループフィルタパラメータ決定部23、ループフィルタ適用部25、ピクチャバッファ27、ヘッダ生成・符号化部29から構成される。
HEVCの場合、分類規則はバンドオフセットとエッジオフセットの2種類に大きく分けられ、さらにエッジオフセットはエッジの方向に応じて4種類に分けられる。この発明は、エッジオフセットにおける課題を解決するための技術であるため、ここではエッジオフセットの場合の動作について説明する。
E=(1/N)×Σ(x,y)∈C{O(x,y)−R(x,y)}
ただし、NはCに属する画素の総数である。
D(x,y)=O(x,y)−R’(x,y)
sqrt(Δh(x,y)2+Δv(x,y)2)
ただし、上式においてsqrt(X)はXの平方根を返す関数である。
D’(x,y)=s(x,y)×D(x,y)
ルール1:注目画素がエッジ画素ならば重みを2.0とする
ルール2:注目画素がエッジ画素の4近傍ならば重みを1.8とする
ルール3:注目画素がルール2に当てはまる画素の4近傍ならば重みを1.5とする
ルール4:注目画素がルール1〜3のいずれにも当てはまらないならば重みを1.0とする
ただし、4近傍とは、注目画素の隣接画素のうち上下左右の4画素を指す。図7に示した重みの決定方法はあくまでも一例であるが、このようにすることでエッジ画素およびその近傍は差分値が大きくなり、それ以外の画素では差分値が変化しないような重みを決定することができる。
コストは例えば次式で決定される。
(コスト)=(重み付き差分値111の絶対値和)+(オフセット105の符号化コスト)
適応オフセットフィルタによる符号化歪みの低減効果が顕著であるほど、重み付き差分値111の絶対値和は小さくなり、上式で計算されるコストは小さな値となる。そこで、最適パラメータ決定部112では、図3に示した水平、垂直、135°、45°の4種類のそれぞれについてコストを求め、最も小さなコストを示すものを選択する。そして、最小コストを示す分類方法と各クラスのオフセットをフィルタパラメータ24として出力する。なお、適応オフセットフィルタを用いることで逆にコストが増加してしまう場合は、適応オフセットフィルタを使用しないことも可能である。
この発明の実施の形態2に係る動画像符号化装置の基本的な構成は図1に示す実施の形態1と同様である。また、図1におけるループフィルタパラメータ決定部23における図面上の構成も実施の形態1の図2と同様である。ただし、実施の形態2では、図2におけるエッジ抽出部106および重み付け部110の構成および動作が実施の形態1とは異なる。
s(x,y)=((Smax−Smin)/(Gmax−Gmin))×G(x,y)+(Smin×Gmax−Smax×Gmin)/(Gmax−Gmin)
上記の計算式は、Gmax〜Gminの範囲にある勾配強度をSmax〜Sminの範囲に変換している。この重みの計算方法はあくまでも一例であるが、このようにすることで勾配強度の大きい画素ほど重みを大きくすることができる。
D’(x,y)=s(x,y)×D(x,y)
図8は、実施の形態3の動画像符号化装置におけるループフィルタパラメータ決定部23の構成を示すブロック図である。実施の形態3における動画像符号化装置の図面上の構成は図1に示した実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
図8において、ループフィルタパラメータ決定部23は、クラス分類部101、オフセット適用部103a、エッジ抽出部106a、差分計算部108、最適パラメータ決定部112を備えている。クラス分類部101、差分計算部108および最適パラメータ決定部112の構成については実施の形態1と同様であるため、その説明は省略する。また、エッジ抽出部106aによって特徴量抽出手段が構成され、クラス分類部101、オフセット適用部103a、差分計算部108、最適パラメータ決定部112によってパラメータ決定手段が構成されている。
まず、クラス分類部101は、実施の形態1と同様に、局所復号画像22の各画素を所定の規則に従って複数のクラスに分類する。すなわち、図3に示す水平、垂直、135°、45°の中から一つを選択し、図4に示す条件に従って局所復号画像22の全画素をクラス0から4のいずれかに分類し、クラス分類結果102を出力する。
コストの計算方法については実施の形態1と同様である。
図9は、実施の形態4の動画像符号化装置におけるループフィルタパラメータ決定部の構成を示すブロック図である。実施の形態4における動画像符号化装置の図面上の構成は図1に示した実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
図9において、ループフィルタパラメータ決定部は、クラス分類部101a、オフセット適用部103、エッジ抽出部106、差分計算部108、最適パラメータ決定部112aを備えている。オフセット適用部103、エッジ抽出部106および差分計算部108の構成については実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。また、エッジ抽出部106によって特徴量抽出手段が構成され、クラス分類部101a、オフセット適用部103、差分計算部108、最適パラメータ決定部112によってパラメータ決定手段が構成されている。さらに、図1で示すヘッダ生成・符号化部29によって送信手段が構成されている。
先ず、エッジ抽出部106は、符号化ブロック3に対してエッジ抽出を行う。ここでのエッジ抽出処理は、実施の形態1のエッジ抽出部106の処理と同様である。
V(c)=max(abs(R(c)−R(a)),abs(R(c)−R(b)))
ただし、max(A,B)はAとBのうち大きい方の値を返す関数であり、abs(X)はXの絶対値を返す関数である。
なお、原画像を持たない復号装置では、このような閾値計算を行うことができないため、符号化装置で計算した閾値は復号装置にも伝送する。
HEVCでは、クラス0にはオフセットが適用されないため、このようにすることでエッジ画素にオフセットが適用されて平滑化されることを防ぐことができる。
図11は、この発明の実施の形態5に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態5の動画像復号装置は、実施の形態4に示す動画像符号化装置が生成するビットストリームを入力として受け取って復号する動画像復号装置である。図11に示す動画像復号装置は、逆量子化・逆変換部201、イントラ予測部203、動き補償部205、加算部208、ループフィルタ適用部210、ピクチャバッファ212を備えている。
上記の表に示すように、クラス分類の際には注目画素の画素値とその隣接画素の画素値の大小関係を求める。したがって、R(c)−R(a)およびR(c)−R(b)を計算する必要がある。この計算結果を利用し、クラス分類部301では、注目画素cに対して以下の評価値V(c)を計算しておく。
V(c)=max(abs(R(c)−R(a)),abs(R(c)−R(b)))
ただし、max(A,B)はAとBのうち大きい方の値を返す関数であり、abs(X)はXの絶対値を返す関数である。
Claims (6)
- 入力画像を符号化し復号することによって得た復号画像に適応オフセットフィルタを適用する動画像符号化装置であって、
前記入力画像の特徴を求める特徴量抽出手段と、
前記入力画像の特徴に応じて前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定するパラメータ決定手段とを備え、
前記特徴量抽出手段は、前記入力画像の各画素の離散値で示したエッジ強度を求めるエッジ抽出部を備え、
前記パラメータ決定手段は、前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定するためのコストを計算すると共に、前記各画素のエッジ強度に基づいて、前記コストを調整する動画像符号化装置。 - 入力画像を符号化し復号することによって得た復号画像に適応オフセットフィルタを適用する動画像符号化装置であって、
前記入力画像の特徴を求める特徴量抽出手段と、
前記入力画像の特徴に応じて前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定するパラメータ決定手段とを備え、
前記特徴量抽出手段は、前記入力画像の各画素のエッジ強度または当該各画素がエッジ画素であるか否かの判定結果をエッジ抽出結果として求めるエッジ抽出部を備え、
前記パラメータ決定手段は、注目画素の画素値と隣接画素との画素値との関係によって分類されたクラスごとに前記エッジ抽出結果に基づいて評価値を計算し、当該評価値と閾値とを比較することにより、前記クラスごとの前記適応オフセットフィルタにおけるオフセットの値を0とするか否かを決定する動画像符号化装置。 - 入力画像を符号化し復号することによって得た復号画像に適応オフセットフィルタを適用する動画像符号化装置であって、
前記入力画像の特徴を求める特徴量抽出手段と、
前記入力画像の特徴に応じて前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定するパラメータ決定手段とを備え、
前記特徴量抽出手段は、前記入力画像の各画素のエッジ強度または当該各画素がエッジ画素であるか否かの判定結果をエッジ抽出結果として求めるエッジ抽出部を備え、
前記パラメータ決定手段は、
注目画素の画素値と隣接画素との画素値差分を計算すると共に、前記エッジ抽出結果に基づいて閾値を求め、前記画素値差分と前記閾値とを比較することにより、前記注目画素における前記適応オフセットフィルタのオフセットの値を0とするか否かを決定し、
かつ、
前記閾値をビットストリームとして送信する送信手段を備えた動画像符号化装置。 - 前記パラメータ決定手段は、前記エッジ抽出部で判定した前記入力画像のエッジに応じて前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定することを特徴とする請求項2または請求項3記載の動画像符号化装置。
- 前記パラメータ決定手段は、前記適応オフセットフィルタのパラメータを決定するためのコストを計算すると共に、前記各画素がエッジ画素であるか否かの判定結果に基づいて、前記コストを調整することを特徴とする請求項4記載の動画像符号化装置。
- 請求項3に記載の動画像符号化装置から送信されたビットストリームの復号を行う動画像復号装置であって、
前記ビットストリームから復号した復号画像に対して適応オフセットフィルタを適用する際、注目画素の画素値と隣接画素との画素値差分を計算する計算手段と、
前記ビットストリームから閾値を復号する閾値復号手段とを備え、
前記画素値差分が前記閾値を上回る場合、当該注目画素に対する前記適応オフセットフィルタのオフセットを0とすることを特徴とする動画像復号装置。
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