JPH08130664A - 画像符号化装置の雑音抑圧方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像動領域の残像やボケを低減し静止領域の
雑音残りを解消する。 【構成】 入力画像データの各フレームをブロックスキ
ャン回路１でブロック化し、減算回路２で１フレーム前
データとのフレーム間差分を求め、遅延回路３でタイミ
ング調整した後、雑音抑圧回路４でブロック毎に雑音抑
圧処理を行い、加算回路５で１フレーム前の画像データ
を加算し、フレームメモリ回路６で１フレーム遅延して
次フレーム処理に供すると共に、テレビスキャン回路１
２で入力と同じデータ列に並べ変えて出力する。この
際、フレーム間差分値について絶対値回路７で絶対値を
とり、累算回路８で累算し、雑音抑圧判定回路９でブロ
ック毎に静止領域／動領域を判定し、雑音抑圧処理の実
行、中止を制御すると共に、最小値回路１０で累算値の
ブロック内最小値を求め、特性選択回路１１で各ブロッ
クの雑音の大きさを判別し、最適な雑音抑圧特性を判別
し選択制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル変換して画
像を伝送する画像符号化装置に係り、特に雑音抑圧技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像符号化装置にあっては、照明
などの環境条件に応じて数種類の雑音抑圧特性から１つ
を選択して固定的に雑音抑圧を行うか、あるいは画面全
体のフレーム間差分値の大小に応じて画面全体の雑音抑
圧処理のオン／オフ及び特性の切り換えを行っている。

【０００３】しかしながら、上記のような従来の画像符
号化装置の雑音抑圧方式では、いずれもフレーム単位の
処理であるため、画像の動領域では残像やボケが発生
し、静止領域では雑音が抑圧されずに残ってしまうとい
う問題が生じている。

【０００４】ここで、先行技術として、例えば特開平４
−１９９９７９号公報（以下、先行技術１と称する）に
は、直交変換符号化された画像符号化データを復元する
際に、一度逆直交変換で画像変換処理した後に画像の復
元を行うことにより、処理時間の短縮、画像の変換処理
及び画像復元の効率化を図る「画画復号化方法」が開示
されている。

【０００５】また、特開平２−５７０８４号公報（以
下、先行技術２と称する）には、まず背景部を検出し、
さらにその部分を符号化しないようにすることにより、
背景領域のフレーム間差分信号が伝送されないように
し、光源等の揺らぎに起因して背景部に発生するブロッ
ク状雑音を排除する「動画像符号化処理方式」が開示さ
れている。

【０００６】さらに、特開平２−３７８８９号公報（以
下、先行技術３と称する）には、符号化精度、動きベク
トル情報及び有効／無効ブロック情報に基づきブロック
単位に適応型空間フィルタの平滑特性を適応的に制御す
ることにより、符号化雑音を良好に除去可能にする「画
像符号化伝送装置」が開示されている。

【０００７】さらにまた、特開昭６３−３０９０８２号
公報（以下、先行技術４と称する）には、再生画像を平
滑化する空間フィルタを配置し、しきい値、動きベクト
ル情報及びブロック判定情報に基づきフレーム単位及び
ブロック単位に空間フィルタの平滑化特性を適応的に制
御することにより、再生画像の品質の向上を図る「画像
符号化伝送装置」が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の画像符号化装置の雑音抑圧方式では、フレーム単位
で雑音抑圧処理を行っているため、画像の動領域では残
像やボケが発生し、静止領域では雑音が抑圧されずに残
ってしまうという問題が生じている。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、画像の動領域における残像やボケを低減
し、静止領域の雑音残りを解消することのできる画像符
号化装置の雑音抑圧方式を提供することを目的とする。

【００１０】ここで、上記先行技術１は、直交変換符号
化された画像符号化データを、一度逆直交変換で画像変
換処理して画像の復元を行う画像復号化方法を示すもの
であって、画像をブロック化し、各ブロックについて動
領域、静止領域の判定を行い、その判定結果に応じて雑
音抑圧処理の実行を制御すると共に、静止領域について
ブロック毎に雑音の大きさを判定し、その判定結果に応
じて雑音抑圧特性の切り換えを制御するようにした本発
明の技術思想を示唆する具体的な記載がなく、本発明と
は全く異なる技術思想に立脚するものである。

【００１１】また、先行技術２は、背景領域のフレーム
間差分信号が伝送されないようにすることで、光源等の
揺らぎに起因して背景部に発生するブロック状雑音を排
除する動画像符号化処理方式を示すものであって、先行
技術１と同様にブロック単位で静止領域、動領域を判別
し、領域別にかつ段階的に雑音抑圧処理を行うようにし
た本発明の技術思想を示唆する具体的な記載がなく、本
発明とは全く異なる技術思想に立脚するものである。

【００１２】さらに、先行技術３は、符号化雑音を良好
に除去するために、符号化精度、動きベクトル情報及び
有効／無効ブロック情報に基づきブロック単位に適応型
空間フィルタの平滑特性を適応的に制御する画像符号化
伝送装置を示しており、ブロック単位で特性の切り換え
を制御する点で本発明に似ているが、本発明のように雑
音抑圧処理の実行、停止、雑音抑圧特性の切り換えを制
御するものではなく、本発明とは制御対象が異なる。

【００１３】さらにまた、先行技術４は、再生画像の品
質の向上を図るために、再生画像を平滑化する空間フィ
ルタを配置し、しきい値、動きベクトル情報及びブロッ
ク判定情報に基づきフレーム単位及びブロック単位に空
間フィルタの平滑化特性を適応的に制御する画像符号化
伝送装置が示されており、ブロック単位で特性の切り換
えを制御する点で本発明に似ているが、本発明のように
雑音抑圧処理の実行、停止、雑音抑圧特性の切り換えを
制御するものではなく、先行技術３と同様に本発明とは
制御対象が異なる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像復号化
装置の雑音抑圧方式は、入力画像データを１フレーム分
取り込んでブロック単位のデータ列に並べ変えるブロッ
クスキャン回路と、このブロックスキャン回路から出力
されるブロック毎の画像データと１フレーム前の対応ブ
ロックの画像データとのフレーム間差分を求める減算回
路と、この減算回路から出力されるフレーム間差分値に
ついてブロック毎に雑音抑圧処理を行う雑音抑圧回路
と、前記減算回路から出力されるフレーム間差分値につ
いてブロック毎に静止領域か動領域かを判定し、前記雑
音抑圧回路に対して、静止領域の場合は雑音抑圧処理を
実行させ、動領域の場合は雑音抑圧処理の実行を中止さ
せる雑音抑圧制御手段と、前記雑音抑圧回路から出力さ
れるブロック毎のフレーム間差分値に１フレーム前の対
応ブロックの画像データを加算して画像データを生成す
る加算回路と、前記加算回路から出力されるブロック毎
の画像データを１フレーム遅延して前記減算回路及び加
算回路に供給するフレームメモリ回路と、前記加算回路
から出力されるブロック毎の画像データを入力画像デー
タと同じデータ列に並べ変えるテレビスキャン回路とを
具備することを特徴とする。

【００１５】特に、前記雑音抑圧回路は、雑音の大きさ
に応じた複数種の雑音抑圧特性を備え、前記雑音抑圧制
御手段は、さらに、前記減算回路から出力されるフレー
ム間差分値についてブロック毎に雑音の大きさを判別
し、その判別結果に応じて前記複数種の雑音抑圧特性の
中から最適な雑音抑圧特性を判別して、その判別結果に
応じて前記雑音抑圧回路で使用する雑音抑圧特性を選択
制御することを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成による画像符号化装置の雑音抑圧方式
では、ブロックスキャン回路で入力画像データを１フレ
ーム分取り込んでブロック単位のデータ列に並べ変え、
このブロック単位の画像データについて、減算回路で１
フレーム前の対応ブロックの画像データとのフレーム間
差分を求め、このフレーム間差分値について雑音抑圧回
路でブロック毎に雑音抑圧処理を行い、加算回路で１フ
レーム前の対応ブロックの画像データを加算して画像デ
ータに変換した後、フレームメモリ回路で１フレーム遅
延して前記減算回路及び加算回路の次フレームの処理に
供すると共に、テレビスキャン回路でブロック毎の画像
データを入力画像データと同じデータ列に並べ変えて出
力する。この際、減算回路から出力されるフレーム間差
分値についてブロック毎に静止領域か動領域かを判定
し、前記雑音抑圧回路に対して、静止領域の場合は雑音
抑圧処理を実行し、動領域の場合は雑音抑圧処理の実行
を中止するように、ブロック毎に雑音抑圧処理をオン／
オフすることで、動領域での残像やボケの発生を低減す
るようにしている。

【００１７】さらに、雑音抑圧回路に、雑音の大きさに
応じた複数種の雑音抑圧特性を持たせておき、前記減算
回路から出力されるフレーム間差分値についてブロック
毎に雑音の大きさを判別し、その判別結果に応じて前記
複数種の雑音抑圧特性の中から最適な雑音抑圧特性を判
別して、その判別結果に応じて前記雑音抑圧回路で使用
する雑音抑圧特性を選択制御することで、静止領域での
雑音抑圧特性を、入力画像データや照明などの環境条件
に応じて自動的に選択できるようにしている。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳
細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。入力画像データはブロックスキャン回路
１に供給される。このブロックスキャン回路１は、具体
的には、図２に示すように、入力画像データを蓄えるＲ
ＡＭ１Ａ、ＲＡＭ１Ａへの書き込み用、読出し用アドレ
スを発生する書き込み用アドレス発生回路１Ｂ及び読み
出し用アドレス発生回路１Ｃ、書き込み用、読出し用ア
ドレスを選択的にＲＡＭ１Ａに導出するセレクタ１Ｄ、
ＲＡＭ１Ａの書き込み／読み出しの制御を行う制御回路
１Ｅから構成され、入力画像データを１フレームずつ取
り込んでブロック単位のデータに並べ換える。このブロ
ックスキャン回路１から出力される画像データａは減算
回路２に供給される。

【００２０】この減算回路２はブロックスキャン回路１
からの画像データａと１フレーム前の雑音抑圧処理され
た画像データｅとのフレーム間差分をブロック毎に演算
するものである。この減算回路２から出力されるフレー
ム間差分値ｂは遅延回路３及び絶対値回路７に供給され
る。

【００２１】遅延回路３は、フレーム間差分値ｂを遅延
して後述の雑音抑圧判定信号ｈ及び特性選択信号ｊとの
タイミングを合わせるためのものである。ここで遅延さ
れたフレーム間差分値ｂ′は雑音抑圧回路４に供給され
る。

【００２２】この雑音抑圧回路４は、雑音の大きさに応
じたＮ個の雑音抑圧特性を有し、雑音抑圧判定信号ｈ及
び特性選択信号ｊに応じて雑音抑圧特性を選択し、その
選択された特性によりフレーム間差分値ｂ′の雑音抑圧
処理を行う。雑音抑圧されたフレーム間差分値ｃは加算
回路５に供給される。

【００２３】この加算回路５は、雑音抑圧回路４からの
フレーム間差分値ｃに１フレーム前の雑音抑圧処理され
た画像データｅを加算して、現フレームにおける雑音抑
圧された画像データｄを生成するものである。この画像
データｄはフレームメモリ回路６に供給される。

【００２４】このフレームメモリ回路６は、加算回路５
で得られた画像データｄを記憶し、１フレーム分遅延し
て出力するもので、ここで遅延された画像データｅは上
記減算回路２及び加算回路５に供給され、次のフレーム
処理に供される。

【００２５】一方、上記絶対値回路７は減算回路２から
のブロック毎のフレーム間差分値ｂについて絶対値をと
るもので、その出力ｆは累算回路８に供給される。この
累算回路８はブロック毎のフレーム間差分絶対値ｆの累
算を行うもので、その出力ｇは雑音抑圧判定回路９及び
最小値検出回路１０に供給される。

【００２６】上記雑音抑圧判定回路９は、各ブロック毎
の累算値ｇとしきい値ＴＨとを比較し、その比較結果か
ら静止領域、動領域を判定して、雑音抑圧処理のオン／
オフを決定する。その判定処理をまとめると、図３
（ａ）に示すようになる。

【００２７】すなわち、累算値ｇがしきい値ＴＨより小
さい場合には静止領域と判定して雑音抑圧処理を行い
（ＯＮ）、累算値ｇがしきい値ＴＨと等しいか、あるい
は大きい場合には動領域と判定して雑音抑圧処理を行わ
ない（ＯＦＦ）、という２つの状態を判定する。この判
定結果は雑音抑圧判定信号ｈとして雑音抑圧回路４に供
給される。

【００２８】一方、上記最小値検出回路１０は、累算回
路８から出力されるブロック毎の累算値ｇを１フレーム
にわたって比較して最小の累算値を検出し、１フレーム
間保持するもので、その保持出力ｉは特性選択回路１１
に供給される。

【００２９】この特性選択回路１１は、最小値検出回路
１０で検出された最小値ｉをＮ段階に区別し、各段階に
応じて雑音抑圧特性を決定する。その判定処理をまとめ
ると、図３（ｂ）に示すようになる。ここでは、雑音抑
圧回路４が持つ雑音抑圧特性の段階数Ｎが「３」の場合
を示している。

【００３０】すなわち、累算値の最小値ｉを小、中、大
の３段階で区別し、これによって雑音の大きさがそれぞ
れ小、中、大であることを判別し、さらに雑音抑圧特性
としてそれぞれ弱、中、強が適切であることを判別す
る。この判定結果は特性選択信号ｊとして雑音抑圧回路
４に供給される。

【００３１】この場合、雑音抑圧回路４は、雑音抑圧判
定回路９からの雑音抑圧判定信号ｈがＯＦＦであるとき
は雑音抑圧処理を行わず、ＯＮであるときは特性選択回
路１１からの特性選択信号ｊによって各ブロック単位に
かける雑音抑圧特性を弱、中、強の３種のうちから自動
的に選択し、雑音抑圧処理を施す。

【００３２】上記雑音抑圧回路４で雑音抑圧処理された
フレーム間差分値ｃは、前述したように加算回路５で１
フレーム前の雑音抑圧処理された画像データｅと加算さ
れた後、テレビスキャン回路１２に供給される。このテ
レビスキャン回路１２は、上記ブロックスキャン回路１
と同構成で実現され、書き込み用、読み出し用アドレス
を入れ替えることで、雑音抑圧処理された画像データｄ
をブロック単位のデータ列から入力画像データと同じデ
ータ列に並べ換えるものである。ここで得られた画像デ
ータは雑音抑圧処理された画像データとして出力され
る。

【００３３】上記構成において、以下、図４乃至図６を
参照してその動作を説明する。

【００３４】まず、従来の方式では、入力画像全体のフ
レーム間差分値の大小に応じて、画面全体の雑音抑圧の
オン／オフ、及び特性の切り換えを行っていたが、上記
実施例の構成による方式では、ブロックスキャン回路１
により雑音抑圧処理の対象をフレーム単位のデータから
ブロック単位のデータに細分化することで、雑音抑圧の
処理単位を細かくしている。

【００３５】このブロックスキャン回路１でブロック化
された画像データａは減算回路２にてブロック単位で１
フレーム前の雑音抑圧処理された画像データｅとのフレ
ーム間差分をとられ、そのフレーム間差分値ｂは遅延回
路３で雑音抑圧判定信号ｈ及び特性選択信号ｊとタイミ
ングが一致するように遅延されて、雑音抑圧回路４に供
給される。

【００３６】一方、減算回路２から出力されるブロック
毎のフレーム間差分値ｂは絶対値回路７で絶対値をとら
れ、累算回路８にて累算されて雑音抑圧判定回路９に送
られる。雑音抑圧判定回路９では、各ブロック毎の累算
値ｇとしきい値ＴＨとを比較し、その比較結果から静止
領域、動領域を判定して、雑音抑圧処理のオン／オフを
決定する。この判定結果は雑音抑圧判定信号ｈとして雑
音抑圧回路４に供給される。

【００３７】この雑音抑圧回路４では、雑音の大きさに
応じたＮ個の雑音抑圧特性を有し、雑音抑圧判定信号ｈ
がＯＦＦ、つまり静止領域のとき、特性選択信号ｊに応
じて雑音抑圧特性を自動的に選択し、その選択された特
性によりフレーム間差分値ｂ′の雑音抑圧処理を行う。
雑音抑圧判定信号ｈがＯＮのとき、つまり動領域のとき
は雑音抑圧処理を行わない。

【００３８】各特性の選択は１フレーム間累算したブロ
ック毎の値から自動的に行われる。雑音抑圧特性の一例
を図４に示す。ここでは、最も強い雑音抑圧特性を示し
ている。

【００３９】ここで、ブロック単位の雑音抑圧処理につ
いて、図５及び図６を参照してその概要を説明する。図
５（ａ）は画像のフレーム全体、図５（ｂ）はその一部
分を拡大して示している。また、図６（ａ）は画像デー
タにおける１フレームのデータ構成、図６（ｂ）は１ブ
ロックのデータ構成を示している。

【００４０】まず、従来の雑音抑圧方式では、図５
（ａ）の１−１からｊ−ｉ個のブロック全てに対し、フ
レーム間差分値の大小に応じて画面全体の雑音抑圧のオ
ン／オフ及び特性の切り換えを一様に行っていた。この
ため、静止領域、動領域に対して最適な雑音抑圧特性を
選択することが困難であった。

【００４１】これに対し、本発明の雑音抑圧方式では、
さらに細かいブロック単位でデータを扱っており、図５
（ｂ）に示す各ブロックの画素データ１−１からｍ−ｎ
に対し、ブロック毎に雑音抑圧処理をオン／オフするこ
とで、動領域での残像やボケの発生を低減している。

【００４２】また、上記累算回路８から出力されるブロ
ック毎の累算値ｇは最小値検出回路１０に送られ、ここ
で１フレーム間の最小の累算値が検出されて特性選択回
路１１に供給される。そして、この特性選択回路１１に
て、最小値検出回路１０で検出された最小値ｉがＮ段階
に区別され、各段階に応じて雑音抑圧特性が決定され
る。この判定結果は特性選択信号ｊとして雑音抑圧回路
４に供給される。

【００４３】このように、累算値の最小値を雑音抑圧特
性の選択に使用することで、静止領域での雑音抑圧特性
を、入力画像データや照明などの環境条件に応じて自動
的に選択可能となる。

【００４４】したがって、上記構成による画像符号化装
置の雑音抑圧方式によれば、入力画像データの雑音抑圧
を、１フレーム単位ではなくブロック単位でオン／オフ
しているので、動領域での残像やボケを低減し、静止領
域での雑音抑圧を良好に行うことができる。特に、累算
値の最小値を雑音抑圧特性の選択に使用しているので、
静止領域での雑音の大きさをかなり正確に判定でき、こ
れによって入力信号や照明などの環境条件に応じた最適
の特性を自動的に決定することができる。

【００４５】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
ても同様に実施可能であることはいうまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、画像
の動領域における残像やボケを低減し、静止領域の雑音
残りを解消することのできる画像符号化装置の雑音抑圧
方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像符号化装置の雑音
抑圧方式の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施例のブロックスキャン回路の具体的な構
成を示すブロック図である。

【図３】同実施例の雑音抑圧判定回路及び特性選択回路
の判定処理の一覧を示す図である。

【図４】同実施例の雑音抑圧入出力特性を示す特性図で
ある。

【図５】同実施例の画像のフレーム全体及びその一部分
を拡大して示す図である。

【図６】同実施例のフレーム及びブロックのデータ構成
を示す図である。

【符号の説明】

１ ブロックスキャン回路 ２ 減算回路 ３ 遅延回路 ４ 雑音抑圧回路 ５ 加算回路 ６ フレームメモリ回路 ７ 絶対値回路 ８ 累算回路 ９ 雑音抑圧判定回路 １０ 最小値検出回路 １１ 特性選択回路 １２ テレビスキャン回路 ａ ブロックスキャンデータ ｂ フレーム間差分値 ｂ′タイミング調整後のフレーム間差分値 ｃ 雑音抑圧後のフレーム間差分値 ｄ 雑音抑圧後の画像データ ｅ １フレーム前の画像データ ｆ フレーム間差分絶対値 ｇ フレーム間差分絶対値の累算値 ｈ 雑音抑圧判定信号 ｉ 累算値の最小値 ｊ 特性選択信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像データを１フレーム分取り込ん
   でブロック単位のデータ列に並べ変えるブロックスキャ
   ン回路と、 このブロックスキャン回路から出力されるブロック毎の
   画像データと１フレーム前の対応ブロックの画像データ
   とのフレーム間差分を求める減算回路と、 この減算回路から出力されるフレーム間差分値について
   ブロック毎に雑音抑圧処理を行う雑音抑圧回路と、 前記減算回路から出力されるフレーム間差分値について
   ブロック毎に静止領域か動領域かを判定し、前記雑音抑
   圧回路に対して、静止領域の場合は雑音抑圧処理を実行
   させ、動領域の場合は雑音抑圧処理の実行を中止させる
   雑音抑圧制御手段と、 前記雑音抑圧回路から出力されるブロック毎のフレーム
   間差分値に１フレーム前の対応ブロックの画像データを
   加算して画像データを生成する加算回路と、 前記加算回路から出力されるブロック毎の画像データを
   １フレーム遅延して前記減算回路及び加算回路に供給す
   るフレームメモリ回路と、 前記加算回路から出力されるブロック毎の画像データを
   入力画像データと同じデータ列に並べ変えるテレビスキ
   ャン回路とを具備することを特徴とする画像符号化装置
   の雑音抑圧方式。
2. 【請求項２】 前記雑音抑圧回路は、雑音の大きさに応
   じた複数種の雑音抑圧特性を備え、 前記雑音抑圧制御手段は、さらに、前記減算回路から出
   力されるフレーム間差分値についてブロック毎に雑音の
   大きさを判別し、その判別結果に応じて前記複数種の雑
   音抑圧特性の中から最適な雑音抑圧特性を判別して、そ
   の判別結果に応じて前記雑音抑圧回路で使用する雑音抑
   圧特性を選択制御することを特徴とする請求項１記載の
   画像符号化装置の雑音抑圧方式。
3. 【請求項３】 前記雑音抑圧制御手段は、 前記減算回路から出力されるブロック毎のフレーム間差
   分値の絶対値をとる絶対値回路と、 この絶対値回路から出力される各ブロック毎のフレーム
   間差分絶対値の累算を行う累算回路と、 この累算回路から出力される累算値としきい値とを比較
   し、累算値がしきい値よりも小さい場合は静止領域、累
   算値がしきい値と等しい場合及びしきい値よりも大きい
   場合は動領域と判定し、その判定結果に応じて前記雑音
   抑圧回路に対して雑音抑圧処理の実行、中止を制御する
   雑音抑圧判定回路と、 前記累算回路から出力される累算値を１フレーム間比較
   してその最小値を検出し、１フレーム間保持する最小値
   検出回路と、 前記最小値検出回路からの検出した最小値の大小からブ
   ロック毎に雑音の大きさを判別し、その判別結果に応じ
   て前記複数種の雑音抑圧特性の中から最適な雑音抑圧特
   性を判別して、その判別結果に応じて前記雑音抑圧回路
   で使用する雑音抑圧特性を選択制御する特性選択回路と
   を備えることを特徴とする請求項２記載の画像符号化装
   置の雑音抑圧方式。
4. 【請求項４】 前記ブロックスキャン回路及びテレビス
   キャン回路は、それぞれメモリを用い、その書き込み用
   アドレス及び読み出し用アドレスを制御することでデー
   タ列の変換を行うことを特徴とする請求項１記載の画像
   符号化装置の雑音抑圧方式。