JPH09149417A - Dynamic image signal decoder - Google Patents
Dynamic image signal decoderInfo
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- JPH09149417A JPH09149417A JP29985395A JP29985395A JPH09149417A JP H09149417 A JPH09149417 A JP H09149417A JP 29985395 A JP29985395 A JP 29985395A JP 29985395 A JP29985395 A JP 29985395A JP H09149417 A JPH09149417 A JP H09149417A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、予測符号化された
動画像信号を復号化する際に使用する動画像信号復号化
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture signal decoding apparatus used when decoding a predictive-coded moving picture signal.
【0002】ディジタル化された動画像信号の伝送や蓄
積の際には、情報量を削減して伝送効率の向上や蓄積容
量の削減を図ることが不可欠である。この様な情報量削
減の為の高能率符号化方式として、 ・符号化済みの画素値を用いて、これから符号化しよう
とする画素に対する予測値を作り、入力信号と予測値の
差分である予測誤差信号を符号化して伝送する予測符号
化、 ・画像を幾つかの画素毎にブロック化し、各ブロック毎
に離散コサイン変換して画素領域から周波数領域に変換
し、変換係数を符号化して伝送する変換符号化、 ・符号語自体の統計量に基づいて符号長を可変する可変
長符号化、及び量子化等が知られている。When transmitting and storing a digitized moving image signal, it is indispensable to reduce the amount of information to improve the transmission efficiency and the storage capacity. As a high-efficiency coding method for reducing the amount of information as described above, using the coded pixel value, a prediction value for a pixel to be coded is made, and a prediction that is a difference between the input signal and the prediction value. Predictive coding for coding and transmitting error signal: -The image is divided into blocks for each pixel, discrete cosine transform is performed for each block to transform from the pixel domain to the frequency domain, and transform coefficients are coded and transmitted. Transform coding, variable length coding that varies the code length based on the statistics of the codeword itself, quantization, and the like are known.
【0003】一方、上記の高能率符号化方式は、動画像
圧縮符号化の国際標準化方式であるITU-T H.261 、ISO/
IEC MPEG-1 (Moving Picture Experts Group Phase 1)
及びISO/IEC MPEG-2に採用されている。On the other hand, the above-mentioned high-efficiency coding method is ITU-T H.261, which is an international standardized method of moving picture compression coding, ISO /
IEC MPEG-1 (Moving Picture Experts Group Phase 1)
And ISO / IEC MPEG-2.
【0004】しかし、上記の高能率符号化方式を使用し
て符号化を行った場合、復号化動画像には原動画像には
存在しなかった雑音が生ずる。この雑音は、符号化器に
おいて離散コサイン変換を行った後に量子化を行うこと
による離散コサイン係数情報の欠落に起因するものであ
る。However, when encoding is performed using the above-mentioned high efficiency encoding method, noise which is not present in the original moving image occurs in the decoded moving image. This noise is due to the lack of discrete cosine coefficient information due to quantization after performing discrete cosine transform in the encoder.
【0005】つまり、原動画像には低周波領域から高周
波領域までの周波数成分があるが、離散コサイン変換及
び量子化を行うと、周波数範囲が有限、且つ離散値とな
るので、原動画像との間に差分が生じ、この差分が雑音
となる。That is, although the moving image has frequency components from the low frequency region to the high frequency region, when the discrete cosine transform and the quantization are performed, the frequency range becomes a finite and discrete value, so that the moving image and A difference occurs in, and this difference becomes noise.
【0006】また、復号化動画像においては、離散コサ
イン変換を行う単位である、例えば、8×8画素の正方
形のブロックの境界での信号値の不連続性が目立つブロ
ック歪や、ブロック内の信号値変化の大きい画素のエッ
ジ周辺の平坦部分に見られるモスキート歪と呼ばれる
"もやもや" が生じ、視覚的な品質劣化を生ずる。Further, in a decoded moving image, for example, block distortion which is a unit for performing discrete cosine transform, for example, discontinuity of signal value at the boundary of a square block of 8 × 8 pixels, or intra-block It is called mosquito distortion found in the flat part around the edge of the pixel where the signal value changes greatly.
"Haze" occurs and visual quality deterioration occurs.
【0007】なお、上記のブロック歪やモスキート歪
は、主として高周波成分からなっている。The above block distortion and mosquito distortion mainly consist of high frequency components.
【0008】[0008]
【従来の技術】上記の様に、ディジタル化された動画像
信号の伝送や蓄積の際、高能率符号化方式を用いると、
復号化動画像にブロック歪やモスキート歪が生ずる。2. Description of the Related Art As described above, when a high-efficiency coding method is used when transmitting or storing a digitized moving image signal,
Block distortion and mosquito distortion occur in the decoded moving image.
【0009】そこで、これらの歪を取り除くには、ブロ
ック歪やモスキート歪の周波数成分が高周波領域に偏っ
ていると云う性質から、復号化動画像に対して低域通過
型フィルタを適用することにより実現できる。Therefore, in order to remove these distortions, a low-pass filter is applied to the decoded moving image because of the property that the frequency components of block distortion and mosquito distortion are concentrated in the high frequency region. realizable.
【0010】しかし、低域通過型フィルタを用いると、
歪とは関係なく、原動画像中に存在した細かい模様等を
消してしまったり、復号化動画像中のエッジ(例えば、
文字) がぼかされてしまう。これは、細かい模様やエッ
ジは高周波成分を含んでいるが、低域通過型フィルタで
この成分を除去する為である。However, if a low pass filter is used,
Irrespective of the distortion, it erases fine patterns etc. that existed in the moving image, edges in the decoded moving image (for example,
(Character) is blurred. This is because a fine pattern or an edge contains a high frequency component, but this component is removed by a low pass filter.
【0011】ここで、ブロック歪を取り除く方法とし
て、例えば、特開平H01-055988号公報、特開平H02-0570
67号公報( 発明の名称:画像符号化処理方式) 等があ
る。これらの方式は、効果的なフィルタリングを行う為
に現在処理している画素位置がブロック境界かどうかを
判定し、適応的にフィルタリングを行っている。Here, as a method for removing the block distortion, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. H01-055988 and H02-0570.
Japanese Patent No. 67 (Title of Invention: Image Coding Processing System) and the like. In these methods, in order to perform effective filtering, it is determined whether the pixel position currently being processed is a block boundary or not, and adaptive filtering is performed.
【0012】しかし、装置を実現する為には、この画素
位置を判定する為の回路を設けることが必要であり、回
路規模が大きくなる。更に、上記はブロック歪を対象と
した方式であってモスキート歪には適用できない。However, in order to realize the device, it is necessary to provide a circuit for determining the pixel position, and the circuit scale becomes large. Furthermore, the above is a method for block distortion and cannot be applied to mosquito distortion.
【0013】また、モスキート歪を取り除く方式とし
て、例えば、特開平H06-319126号公報( 発明の名称:映
像信号処理装置)があるが、装置実現には各画素位置に
おけるエッジの有無を判定する為の回路(例えば、高域
通過型フィルタを通過した信号レベルがしきい値以上で
あればエッジと判定し、判定した部分に対してフィルタ
リングを行う)を設けることが必要であり、これにより
回路規模が大きくなる。Further, as a method for removing mosquito distortion, there is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. H06-319126 (title of the invention: video signal processing device). Circuit (for example, if the signal level passed through the high-pass filter is equal to or higher than the threshold value, it is determined to be an edge, and the determined portion is filtered). Grows larger.
【0014】一方、近年は伝送容量や蓄積容量が増大す
る傾向にあり、MPEG-2の様な比較的高能率な符号化方式
を用いて高品位画像を取り扱う場合が増えてきた。この
様な場合、前記2つの歪の内、モスキート歪が目立つ様
になる。On the other hand, in recent years, the transmission capacity and the storage capacity have tended to increase, and the number of cases of handling high-quality images using a relatively highly efficient coding method such as MPEG-2 has increased. In such a case, the mosquito distortion becomes conspicuous among the above two distortions.
【0015】これは、MPEG-2がMPEG-1に比較して4倍以
上の伝送速度で情報を送ることができる。この為、MPEG
-2の復号化動画像の質はMPEG-1の復号化動画像の質より
も良好になったが、反面、エッジ周辺部分の "もやも
や"(モスキート歪) が目立つ様になった。This allows MPEG-2 to send information at a transmission rate four times or more that of MPEG-1. Therefore, MPEG
The quality of the -2 decoded video was better than that of the MPEG-1 decoded video, but on the other hand, "moyamoya" (mosquito distortion) around the edges became noticeable.
【0016】これを取り除くには、上記の様に、各画素
位置においてエッジの有無を判定する為の回路の付加が
必要である。To remove this, it is necessary to add a circuit for determining the presence or absence of an edge at each pixel position as described above.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】上記で説明した様に、
モスキート歪を除去する為には各画素位置におけるエッ
ジの有無を判定する為の回路を設けることが必要である
が、この回路を設けることにより回路規模が大きくな
る。SUMMARY OF THE INVENTION As explained above,
In order to remove the mosquito distortion, it is necessary to provide a circuit for determining the presence / absence of an edge at each pixel position, but the circuit scale becomes large by providing this circuit.
【0018】本発明は回路規模の大幅な増加なしに、復
号化動画像に現れるモスキート歪を除去して画質の向上
を図ることを目的とする。An object of the present invention is to improve the image quality by removing the mosquito distortion appearing in the decoded moving image without significantly increasing the circuit scale.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】図1は第1〜第4の本発
明の原理説明図である。第1の本発明は、復号化した動
画像中の雑音を除去する際、フレーム毎にフィルタ係数
が更新されるフィルタを用いて、復号化した動画像をフ
ィルタリングする構成にした。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the first to fourth aspects of the present invention. According to the first aspect of the present invention, when removing noise in a decoded moving image, the decoded moving image is filtered by using a filter whose filter coefficient is updated for each frame.
【0020】第2の本発明は、動画像信号復号化装置
を、入力した符号化動画像信号を可変長復号化して、量
子化係数と画素情報と符号化パラメータ情報を取り出
し、出力する可変長復号化部と、入力した量子化係数を
用いて画像情報に対して逆量子化演算を行って、逆量子
化演算結果と量子化情報とを取り出し、出力する逆量子
化部と、入力した逆量子化演算結果に対して逆離散コサ
イン変換を行って逆離散コサイン変換出力と逆離散コサ
イン係数分布情報を取り出し、出力する逆離散コサイン
変換部と、復号化動画像を保存するフレームメモリ部
と、該逆離散コサイン変換出力と該フレームメモリ部か
らの出力を用いて動き補償を行うことにより、予測符号
化されたフレームを再生して該フレームメモリに出力す
る動き補償部と、該フレームメモリ部から出力される復
号化動画像に対してフィルタ演算を行い、雑音を除去し
て出力するフィルタ部で構成する様にした。According to a second aspect of the present invention, the moving picture signal decoding apparatus performs variable length decoding of the input coded moving picture signal, extracts the quantized coefficient, the pixel information and the coding parameter information, and outputs the variable length. A decoding unit, an inverse quantization operation is performed on the image information using the input quantization coefficient, an inverse quantization operation result and quantization information are extracted, and output, and an input inverse quantization unit. An inverse discrete cosine transform is performed on the result of the quantization operation to extract the inverse discrete cosine transform output and the inverse discrete cosine coefficient distribution information, and an inverse discrete cosine transform section that outputs the frame memory section that stores the decoded moving image, Motion compensation is performed using the inverse discrete cosine transform output and the output from the frame memory unit to reproduce a predictively-coded frame and output the frame to the frame memory. Performs filter operation on the decoded moving picture output from the frame memory unit, and the like constituting a filter section for outputting to remove noise.
【0021】第3の本発明は、上記フィルタ部を、フィ
ルタ係数を決定するフィルタ制御部と、該フィルタ制御
部から出力されるフィルタ係数を利用して、上記フィル
タメモリ部からの復号化動画像に対してフィルタ演算を
行うフィルタ演算部で構成する様にした。In a third aspect of the present invention, the filter section uses a filter control section for determining a filter coefficient and a filter coefficient output from the filter control section, and the decoded moving image from the filter memory section is used. It is configured to include a filter calculation unit that performs a filter calculation on the.
【0022】第4の本発明は、フィルタ制御部を、符号
化パラメータ情報、量子化情報及び逆離散コサイン係数
分布情報を用いて、フレーム毎にフィルタ係数を更新し
て出力する構成にした。According to a fourth aspect of the present invention, the filter control section updates the filter coefficient for each frame using the coding parameter information, the quantization information, and the inverse discrete cosine coefficient distribution information, and outputs the updated filter coefficient.
【0023】ここで、急峻な変化を伴う信号に重畳され
た小振幅の雑音成分を効果的に平滑することができるフ
ィルタとしてεフィルタが提案されている( 原島他、
「ε−分離非線形ディジタルフィルタとその応用」、電
子通信学会論文誌、1982/4 Vol. J65-A No.4, p.297 〜
p.304)。Here, an ε filter has been proposed as a filter capable of effectively smoothing a small-amplitude noise component superimposed on a signal accompanied by a sharp change (Harashima et al.,
"Ε-separation nonlinear digital filter and its application", IEICE Transactions, 1982/4 Vol. J65-A No.4, p.297 ~
p.304).
【0024】そこで、本発明はエッジ自体の鋭さを損な
わずにモスキート歪を効果的に除去する為にεフィルタ
を使用すると共に、このフィルタのフィルタ係数(以
下、しきい値と云う)をフレーム毎に更新する様にし
た。Therefore, the present invention uses the ε filter in order to effectively remove the mosquito distortion without impairing the sharpness of the edge itself, and the filter coefficient (hereinafter, referred to as a threshold) of this filter is used for each frame. I updated it to.
【0025】これにより、回路規模の大幅な増加なしに
復号化動画像に対して、常に、最適のしきい値を設定で
きるので、モスキート歪が除去され、復号化動画像の画
質の向上が図られる。As a result, the optimum threshold value can always be set for the decoded moving image without significantly increasing the circuit scale, so that the mosquito distortion is removed and the image quality of the decoded moving image is improved. To be
【0026】さて、図1を用いて本発明の原理を説明す
る。可変長復号化部11は、入力した符号化動画像信号を
可変長復号化して、符号化パラメータ情報(フレーム内
予測値/フレーム間予測値、量子化係数などからなる)
と画素情報を取り出し、符号化パラメータ情報( 除く、
量子化係数) をフィルタ制御部2に、量子化係数と画素
情報を逆量子化部12にそれぞれ送出する。Now, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. The variable-length decoding unit 11 performs variable-length decoding on the input coded moving image signal, and coding parameter information (including intraframe prediction value / interframe prediction value, quantization coefficient, etc.)
And pixel information is extracted, and the encoding parameter information (excluding
Quantized coefficient) to the filter controller 2, and the quantized coefficient and pixel information to the inverse quantizer 12.
【0027】逆量子化部12は、画素情報に対して量子化
係数を用いた逆量子化演算を行って逆量子化演算結果と
量子化情報を取り出し、前者を逆離散コサイン変換部13
に、後者をフィルタ制御部2にそれぞれ送出する。The inverse quantization unit 12 performs an inverse quantization operation on the pixel information using a quantization coefficient to extract an inverse quantization operation result and quantization information, and the former is an inverse discrete cosine transform unit 13
Then, the latter is sent to the filter control unit 2.
【0028】逆離散コサイン変換部13は、逆量子化演算
結果に対して逆離散コサイン変換演算を行って、逆離散
コサイン変換出力と逆離散コサイン係数分布情報を取り
出し、逆離散コサイン係数分布情報をフィルタ制御部2
に送出する。The inverse discrete cosine transform unit 13 performs an inverse discrete cosine transform operation on the result of the inverse quantization operation, extracts the inverse discrete cosine transform output and the inverse discrete cosine coefficient distribution information, and obtains the inverse discrete cosine coefficient distribution information. Filter control unit 2
To send to.
【0029】フレームメモリ部15は、入力した復号化動
画像を画像表示フレームとして、またはフレーム間予測
用の参照フレームとして保存する。動き補償部14は、逆
離散コサイン変換出力とフレームメモリ部15からの出力
を用いて動き補償を行うことにより予測符号化されたフ
レームを再生して、動き補償を行ったフレーム毎の復号
化動画像を該フレームメモリ部15に出力する。The frame memory unit 15 stores the input decoded moving image as an image display frame or a reference frame for inter-frame prediction. The motion compensation unit 14 reproduces a predictively encoded frame by performing motion compensation using the output of the inverse discrete cosine transform and the output from the frame memory unit 15, and decodes the motion-compensated decoded video for each frame. The image is output to the frame memory unit 15.
【0030】フィルタ部4はフレームメモリ部15から出
力される復号化動画像( 再生動画像) に対してフィルタ
演算を行い、歪を除去して出力する。ここで、フィルタ
部4は、フィルタ制御部2とフィルタ演算部3とで構成
されるが、フィルタ制御部2は入力した符号化パラメー
タ情報、量子化情報、逆離散コサイン係数分布情報を用
いて、モスキート歪を除去するのに最適なしきい値をフ
レーム毎に求めてフィルタ演算部3に出力する。The filter unit 4 performs a filter operation on the decoded moving image (reproduced moving image) output from the frame memory unit 15, removes distortion, and outputs. Here, the filter unit 4 is composed of the filter control unit 2 and the filter calculation unit 3, and the filter control unit 2 uses the input coding parameter information, quantization information, and inverse discrete cosine coefficient distribution information, The optimum threshold value for removing the mosquito distortion is obtained for each frame and output to the filter calculation unit 3.
【0031】フィルタ演算部3は、フレームメモリ部15
の出力に対し、入力したしきい値を用いたεフィルタ演
算を行って、モスキート歪のない復号化動画像を出力す
る。これにより、回路規模の大幅な増加なしに、復号化
動画像に現れるモスキート歪を除去して画質の向上を図
ることができる。The filter calculation section 3 includes a frame memory section 15
The ε filter operation using the input threshold value is performed on the output of 1 to output the decoded moving image without mosquito distortion. This makes it possible to improve the image quality by removing the mosquito distortion appearing in the decoded moving image without significantly increasing the circuit scale.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】図2は第1〜第4の本発明の実施
例の要部構成図、図3はεフィルタ動作説明図で、(a)
はεフィルタに入力する復号化動画像f(x)で、モスキー
ト歪あり場合、(b) はεフィルタから出力する復号化動
画像g(x) で、モスキート歪なしの場合である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 is a block diagram of the essential parts of the first to fourth embodiments of the present invention, and FIG.
Is the decoded moving image f (x) input to the ε filter with mosquito distortion, and (b) is the decoded moving image g (x) output from the ε filter without mosquito distortion.
【0033】また、図4は図2中のεフィルタ演算部の
要部構成図、図5は図4のεフィルタ演算部の制御説明
図、図6は図4のεフィルタ演算部の演算フロー図、図
7はεフィルタのしきい値設定曲線の一例を示す図で、
(a) はフレーム内符号化フレームの場合、(b) はフレー
ム間符号化フレームの場合である。Further, FIG. 4 is a block diagram of a main part of the ε filter calculation unit in FIG. 2, FIG. 5 is a control explanatory diagram of the ε filter calculation unit of FIG. 4, and FIG. 6 is a calculation flow of the ε filter calculation unit of FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the threshold setting curve of the ε filter,
(a) is an intra-frame coded frame, and (b) is an inter-frame coded frame.
【0034】ここで、全図を通じて同一符号は同一対象
物を示す。また、図5中の左側の符号は図4中の同じ符
号部分の演算動作説明図である。以下、図2〜図7を用
いて本発明の実施例の動作を説明する。Here, the same reference numerals denote the same objects throughout the drawings. Further, the reference numerals on the left side in FIG. 5 are diagrams for explaining the operation of the same reference numerals in FIG. The operation of the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0035】なお、上記で詳細説明した部分については
概略説明し、本発明の部分について詳細説明する。図2
において、符号化動画像信号が動画像信号復号化装置に
入力すると、装置内の可変長復号化部11は符号化動画像
信号から取り出した符号化パラメータ情報をしきい値設
定部22に、符号化パラメータ情報中の量子化係数と画素
情報を逆量子化部12に送出する。The parts described in detail above will be briefly described, and the parts of the present invention will be described in detail. FIG.
In, when the encoded moving image signal is input to the moving image signal decoding device, the variable length decoding unit 11 in the device encodes the coding parameter information extracted from the encoded moving image signal to the threshold value setting unit 22, The quantization coefficient and pixel information in the quantization parameter information are sent to the inverse quantization unit 12.
【0036】逆量子化部12は、入力情報に対して逆量子
化演算を行い、得られた逆量子化演算結果を逆離散コサ
イン変換部13に、量子化情報をしきい値設定部22に送出
する。 逆離散コサイン変換部13は、入力情報に対して
逆離散コサイン変換演算を行い、得られた逆離散コサイ
ン変換出力と逆離散コサイン係数分布情報のうち、後者
をしきい値設定部22に送出する。The inverse quantization unit 12 performs an inverse quantization operation on the input information, and the obtained inverse quantization operation result is sent to the inverse discrete cosine transform unit 13 and the quantization information is sent to the threshold value setting unit 22. Send out. The inverse discrete cosine transform unit 13 performs an inverse discrete cosine transform operation on the input information, and sends the latter out of the obtained inverse discrete cosine transform output and inverse discrete cosine coefficient distribution information to the threshold setting unit 22. .
【0037】フレームメモリ部15は、復号化動画像を画
像表示フレームとして、またはフレーム間予測用の参照
フレームとして保存する。動き補償部14は、上記逆離散
コサイン変換部からの逆離散コサイン変換出力と、フレ
ームメモリ部15からの出力を用いて動き補償を行って予
測符号化されたフレームを再生し、動き補償を行ったフ
レーム毎の復号化動画像を該フレームメモリ部15に出力
する。The frame memory unit 15 stores the decoded moving image as an image display frame or a reference frame for inter-frame prediction. The motion compensating unit 14 performs motion compensation using the inverse discrete cosine transform output from the inverse discrete cosine transform unit and the output from the frame memory unit 15 to reproduce a predictively encoded frame and perform motion compensation. The decoded moving image for each frame is output to the frame memory unit 15.
【0038】そこで、フィルタ部は、フレームメモリ部
15から出力される復号化動画像( 再生動画像) に対して
フィルタ演算を行って歪を除去して出力する。ここで、
フィルタ部は、しきい値設定部22とεフィルタ演算部31
とで構成されており、復号器制御部21は、復号化装置内
の各部の動作を制御するもので、しきい値設定部22に対
してフレーム単位のしきい値設定要求を行う。Therefore, the filter unit is the frame memory unit.
The decoded moving image (reproduced moving image) output from 15 is filtered to remove distortion and then output. here,
The filter unit includes a threshold value setting unit 22 and an ε filter calculation unit 31.
The decoder control unit 21 controls the operation of each unit in the decoding device, and makes a threshold setting request for each frame to the threshold setting unit 22.
【0039】これにより、しきい値設定部22は、入力し
た符号化パラメータ情報、量子化情報、逆離散コサイン
係数分布情報を用いてフレーム毎のしきい値ε0 を生成
してεフィルタ演算部31に送出する。As a result, the threshold value setting unit 22 generates a threshold value ε 0 for each frame using the input coding parameter information, quantization information, and inverse discrete cosine coefficient distribution information, and the ε filter calculation unit Send to 31.
【0040】さて、εフィルタ、本発明では特に二次元
のεフィルタについて説明する。εフィルタに画像f(x,
y)が入力した時、このフィルタから出力する画像g(x,y)
は以下の様に定義される。Now, the ε filter, particularly the two-dimensional ε filter in the present invention, will be described. The image f (x,
image g (x, y) output from this filter when y) is input
Is defined as follows.
【0041】[0041]
【数1】 (Equation 1)
【0042】ただし、F(x)は下記の様な関数である。However, F (x) is the following function.
【0043】[0043]
【数2】 (Equation 2)
【0044】即ち、F(x)は出力が−ε0 ≦F(x)≦ε0 に
制限された関数であり、ε0 をこの関数のしきい値と云
う。That is, F (x) is a function whose output is limited to −ε 0 ≦ F (x) ≦ ε 0 , and ε 0 is called the threshold value of this function.
【0045】εフィルタは現在, 処理している画素の周
辺画素のうち、その差分値の絶対値がしきい値ε0 以下
の画素について平均化を行うものである。例えば、図3
(a) に示すエッジの下部と上部の小さな変動( モスキー
ト歪) に対してεフィルタ演算を適用することにより、
図3(b)に示す様に信号差が大きいエッジはそのまま
の状態が維持され、エッジ周辺の微小な変動のみが平均
化されてモスキート歪が除去される。The ε filter averages the pixels whose absolute difference value is equal to or smaller than the threshold ε 0 among the peripheral pixels of the pixel currently being processed. For example, FIG.
By applying the ε filter operation to the small fluctuations (mosquito distortion) at the bottom and top of the edge shown in (a),
As shown in FIG. 3B, the edge having a large signal difference is maintained as it is, and only the minute fluctuations around the edge are averaged to remove the mosquito distortion.
【0046】ここで、上記のεフィルタ演算部は、例え
ば、図4に示す構成をしており、各部の機能は次の様で
ある。即ち、図2のしきい値設定部22は、フレーム毎に
更新したしきい値ε0 をレジスタ設定信号と共に、図4
のしきい値保持レジスタ311 に出力する。そこで、しき
い値保持レジスタ311 は、レジスタ設定信号を用いて入
力したしきい値を保持する。Here, the above-mentioned ε-filter computing section has, for example, the configuration shown in FIG. 4, and the function of each section is as follows. That is, the threshold setting unit 22 of FIG. 2 sets the threshold ε 0 updated for each frame together with the register setting signal as shown in FIG.
It outputs to the threshold value holding register 311 of. Therefore, the threshold value holding register 311 holds the threshold value input using the register setting signal.
【0047】減算器312 は、図2のフレームメモリ部15
から出力される処理画素値とこの処理画素の周辺画素値
との差分を取り、差分値を比較器313 とセレクタ314 に
出力する。なお、この部分は(1) 式中の f(x,y) − f(x
+i, y+j)の項に対応している。The subtractor 312 is the frame memory unit 15 of FIG.
The difference between the processed pixel value output from the pixel and the peripheral pixel value of this processed pixel is calculated, and the difference value is output to the comparator 313 and the selector 314. Note that this part is f (x, y) − f (x
+ I, y + j).
【0048】比較器313 は、しきい値保持レジスタ311
が出力するしきい値と減算器312 の出力との大小を比較
し、減算器312 の出力の絶対値がしきい値保持レジスタ
311の出力よりも小さい時にはセレクト信号"1" を、大
きい時にはセレクト信号"0"を出力する。The comparator 313 has a threshold value holding register 311.
The threshold value output from the subtractor 312 is compared with the threshold value output by the subtracter 312, and the absolute value of the output from the subtractor 312 is compared with the threshold value holding register.
When it is smaller than the output of 311, the select signal "1" is output, and when it is larger, the select signal "0" is output.
【0049】セレクタ314 は、比較器313 からのセレク
ト信号が、"1" の時は減算器312 の出力を、"0" の時は
"0" を出力する。なお、比較器313 とセレクタ314 で
(2) 式の関数を実現している。The selector 314 outputs the output of the subtractor 312 when the select signal from the comparator 313 is "1", and the output when the select signal is "0".
Output "0". In addition, the comparator 313 and the selector 314
It realizes the function of equation (2).
【0050】除算器316 は、セレクタ314 からの出力に
対して固定値で除算し、除算結果を出力する。なお、固
定値は(2M +1)2 であり、M は演算対象とする水平方
向、または垂直方向の周辺画素数である。また、この部
分は(1) 式の除算演算に対応している。The divider 316 divides the output from the selector 314 by a fixed value and outputs the division result. The fixed value is (2M + 1) 2 , and M is the number of peripheral pixels in the horizontal or vertical direction to be calculated. In addition, this part corresponds to the division operation of equation (1).
【0051】加算器315 は、除算器316 からの出力とレ
ジスタ319 からの出力を加算して出力する。制御部317
はフィルタ動作を制御する。即ち、セレクタ318 に対し
ては、このセレクタへの二つの入力信号に対するセレク
ト信号を出力し、レジスタ319 に対しては、レジスタ31
9 のロード信号を出力する。The adder 315 adds the output from the divider 316 and the output from the register 319 and outputs the result. Control unit 317
Controls the filter operation. That is, the selector 318 outputs select signals corresponding to the two input signals to this selector, and the register 319 outputs the select signal to the register 31.
Output 9 load signal.
【0052】これにより、セレクタ318 は、制御部317
からのセレクト信号に従って加算器315 からの出力、ま
たは外部からの処理画素値入力のうちの、いずれかをセ
レクトして出力する。As a result, the selector 318 has the control section 317.
Either the output from the adder 315 or the processed pixel value input from the outside is selected and output according to the select signal from.
【0053】また、レジスタ319 は、制御部317 からの
ロード信号に従い、セレクタ318 からの出力をレジスタ
319 に保存する。加算器315 とレジスタ319 により(1)
式の積和演算を実現している。The register 319 registers the output from the selector 318 according to the load signal from the control unit 317.
Save it to 319. (1) by adder 315 and register 319
It realizes the multiply-accumulate operation of expressions.
【0054】図5は図4中のεフィルタ演算部の入出力
と内部の制御部317 が出力する制御信号の発生タイミン
グの関係を示すが、図4を参照して図5を説明する。こ
こで、図5中のf0は処理すべき画素値、f1、f2、f3・・
fnはフイルタリングに使用する周辺の画素値、s1、s2、
・・snはそれぞれf0とf1、f2、・・fnとの差分値、g は
処理結果、R はレジスタロード信号である。また、四角
の中に×印がある部分は画素値が入力してないことを示
す。更に、左側の〜は図4中の同じ符号の部分の入
出力である。FIG. 5 shows the relationship between the input / output of the ε-filter operation unit in FIG. 4 and the generation timing of the control signal output by the internal control unit 317. FIG. 5 will be described with reference to FIG. Here, f0 in FIG. 5 is a pixel value to be processed, f1, f2, f3 ...
fn is the pixel value of the surrounding pixels used for filtering, s1, s2,
・ ・ Sn is the difference between f0 and f1, f2, ・ ・ fn, g is the processing result, and R is the register load signal. In addition, a part with a cross in the square indicates that no pixel value is input. Further, on the left-hand side are inputs and outputs of the parts with the same reference numerals in FIG.
【0055】さて、図5中の時間t11 に入力した処理画
素値f0は、セレクタ318 を通ってレジスタ319 に印加す
る。この時、制御部317 からの制御信号が印加するの
で、処理画素値f0がレジスタ319 に格納される。The processed pixel value f0 input at time t 11 in FIG. 5 is applied to the register 319 through the selector 318. At this time, since the control signal from the control unit 317 is applied, the processed pixel value f0 is stored in the register 319.
【0056】時間t12 に入力した処理画値f0と周辺画素
値f1は、減算器312 で減算されて(f1-f0) =s1 がセレク
タ、除算器を介して加算器315 に印加する。加算器315
には時間t11 のときレジスタ319 に格納されたf0も印加
しているので、ここで累積加算されてf0 +s1がレジス
タに格納される。The processed image value f0 and the peripheral pixel value f1 input at time t 12 are subtracted by the subtracter 312, and (f1-f0) = s1 is applied to the adder 315 via the selector and the divider. Adder 315
Since f0 is also applied stored in the register 319 at time t 11 to where it is cumulatively added f0 + s1 is stored in the register.
【0057】時間t13 では上記と同様な演算が行われて
f0+s1+s2が格納される。なお、s2=(f2-f0)である。こ
の様に累積加算を繰り返して、時間t1n では時間t1n ま
での累積加算値(f0+s1+s2・・・+sn) が最終的な処
理結果g としてレジスタ319 に格納される。At time t 13 , the same calculation as above is performed.
f0 + s1 + s2 is stored. Note that s2 = (f2-f0). By repeating the cumulative addition in this way, at the time t 1n , the cumulative addition value (f0 + s1 + s2 ... + sn) up to the time t 1n is stored in the register 319 as the final processing result g.
【0058】また、図6は図4に示すεフィルタ演算部
の演算フローを示したもので、この図で演算の手順を説
明する。なお、図6は説明を簡単にする為、一次元のε
フィルタとし、M1はフィルタリングに使用する周辺画素
の総数、f(n)はn 番目の周辺画素値とする。Further, FIG. 6 shows a calculation flow of the ε filter calculation section shown in FIG. 4, and the calculation procedure will be described with reference to this figure. Note that FIG. 6 shows one-dimensional ε for the sake of simplicity.
A filter, M 1 is the total number of peripheral pixels used for filtering, and f (n) is the nth peripheral pixel value.
【0059】先ず、ステップ1(以下、S1と省略する)
は初期化ステップで、f(0)は処理しようとする画素で、
f(0)にf(x,y)を挿入する。また、フィルタ演算する際に
は周辺画素にシーケンシャルに番号を付けるが、n に周
辺画素の番号を付ける。First, step 1 (hereinafter abbreviated as S1)
Is the initialization step, f (0) is the pixel to be processed,
Insert f (x, y) into f (0). Further, when performing the filter calculation, peripheral pixels are sequentially numbered, but the peripheral pixel numbers are added to n.
【0060】そして、S1で設定した画素と周辺画素との
差分値の演算を行い、差分値の絶対値と予め設定したし
きい値ε0 との大小を比較し、絶対値の方が大きければ
演算を終了する(S2, S3 のN 参照) 。Then, the difference value between the pixel set in S1 and the peripheral pixel is calculated, the absolute value of the difference value is compared with the preset threshold value ε 0, and if the absolute value is larger, End the operation (see N in S2, S3).
【0061】しかし、絶対値の方がしきい値ε0 よりも
小であれば、sum= sum- (diff/M1)から差分値を累積加
算する。そして、n=M1でなければ、n の値を1だけ大き
くして、S2から上記の演算を繰り返す。この繰り返し
は、n=M になれば演算を終了する(S4 〜S6参照) 。However, if the absolute value is smaller than the threshold value ε 0 , the difference value is cumulatively added from sum = sum− (diff / M 1 ). Then, if n = M 1 is not satisfied, the value of n is increased by 1 and the above calculation is repeated from S2. This iteration ends the calculation when n = M (see S4 to S6).
【0062】演算終了時点のsum がεフィルタで処理し
た後の値で、モスキート歪が除去された復号化動画像が
得られる。図7に示すεフィルタのしきい値設定曲線
は、図2の可変長復号化部11が出力する符号化パラメー
タ情報(フレーム間符号化フレーム/フレーム内符号化
フレームなど)と、逆量子化部12が出力する量子化係数
情報と、逆離散コサイン変換部13が出力する逆離散コサ
イン係数分布情報(最高周波数)を用いて、実験的に求
めたものである。The sum at the end of the calculation is a value after being processed by the ε filter, and a decoded moving image from which mosquito distortion has been removed can be obtained. The threshold setting curve of the ε filter shown in FIG. 7 is obtained by comparing the coding parameter information (interframe coding frame / intraframe coding frame, etc.) output by the variable length decoding unit 11 of FIG. It is obtained experimentally using the quantized coefficient information output by 12 and the inverse discrete cosine coefficient distribution information (highest frequency) output by the inverse discrete cosine transform unit 13.
【0063】図7において、横軸は図2の逆量子化部が
出力する1フレーム内の各ブロックの量子化係数の平均
値を、縦軸は出力するしきい値をそれぞれ示す。ここ
で、図2の可変長復号化部11から出力される符号化パラ
メータ情報が「フレーム内符号化フレーム」を示してい
る場合は図7(a) の曲線を使用する。In FIG. 7, the horizontal axis represents the average value of the quantized coefficients of each block in one frame output by the inverse quantization unit in FIG. 2, and the vertical axis represents the output threshold value. Here, when the coding parameter information output from the variable length decoding unit 11 in FIG. 2 indicates an “intra-frame coded frame”, the curve in FIG. 7A is used.
【0064】なお、この曲線に付けられているFmaxの値
は、図2の逆離散コサイン変換部13から出力される1フ
レーム内の各ブロックの離散コサイン係数の非零の最高
周波数成分をジグザグスキャンを行った時の位置の平均
で表したものである。The value of Fmax attached to this curve is determined by zigzag scanning the highest non-zero frequency component of the discrete cosine coefficient of each block in one frame output from the inverse discrete cosine transform unit 13 of FIG. It is represented by the average of the positions when performing.
【0065】例えば、それぞれのブロックにおいて、Fm
axの値は直流成分しか含まない場合は“0”を、最高周
波数成分が非零の場合は63を示す(8×8で離散コサイ
ン変換を行った場合)。つまり、Fmaxの値が大きい程、
高周波成分の画像が入っていることを示す。For example, in each block, Fm
The value of ax is "0" when it contains only the DC component, and 63 when the highest frequency component is non-zero (when the discrete cosine transform is performed at 8x8). In other words, the larger the value of Fmax,
It shows that the image of the high frequency component is included.
【0066】この様に、図7(a) のしきい値設定曲線
は、逆量子化部12から出力される平均の量子化係数と逆
離散コサイン変換部から出力される最高周波数を用いて
しきい値を決定する。As described above, the threshold setting curve of FIG. 7A is obtained by using the average quantization coefficient output from the inverse quantizer 12 and the highest frequency output from the inverse discrete cosine transform. Determine the threshold value.
【0067】一方、可変長復号化部から出力される符号
化パラメータ情報が「フレーム間符号化フレーム」を示
している場合は、図7(b) を使用する。この場合は逆量
子化部12から出力される平均の量子化係数からしきい値
を決定する。On the other hand, when the coding parameter information output from the variable length decoding unit indicates "interframe coding frame", FIG. 7B is used. In this case, the threshold value is determined from the average quantization coefficient output from the inverse quantization unit 12.
【0068】この違いは、「フレーム内符号化フレー
ム」の場合は差分情報は送らず、画像内エッジ部分の離
散コサイン係数を全て送る為、これらの係数の分布を元
にしきい値を変える必要がある。This difference is that in the case of "intra-frame coded frame", the difference information is not sent and all the discrete cosine coefficients of the edge part in the image are sent, so it is necessary to change the threshold value based on the distribution of these coefficients. is there.
【0069】しかし、「フレーム間符号化フレーム」の
場合は、動き予測によって微小な輝度変化等の差分情報
のみを送るため離散コサイン係数には、エッジ部分を表
す高周波成分が出てこない。そこで、平均の量子化係数
だけでしきい値を決定する。However, in the case of the “inter-frame coded frame”, since only the difference information such as the minute luminance change is sent by the motion prediction, the discrete cosine coefficient does not show the high frequency component representing the edge portion. Therefore, the threshold is determined only by the average quantization coefficient.
【0070】つまり、本説明は符号化動画像を復号化し
つつ、復号化動画像に現れるモスキート歪を除去するも
のであり、εフィルタを使用してモスキート歪を効果的
に除去することができる利点がある。In other words, the present description is intended to remove the mosquito distortion appearing in the decoded moving image while decoding the encoded moving image, and it is possible to effectively remove the mosquito distortion using the ε filter. There is.
【0071】更に、εフィルタのしきい値をフレーム単
位に適応的に更新する構成により、回路規模の大幅な増
加なしに任意の動画像に対して常に最適なしきい値を設
定して、復号化された動画像の画質を向上することがで
きる利点がある。Further, by the configuration in which the threshold value of the ε filter is adaptively updated on a frame-by-frame basis, the optimum threshold value is always set for an arbitrary moving image without significantly increasing the circuit scale, and decoding is performed. There is an advantage that the quality of the captured moving image can be improved.
【0072】[0072]
【発明の効果】上記で詳細説明した様に、回路規模の大
幅な増加なしに、復号化動画像に現れるモスキート歪を
抑圧して復号化動画像の画質の向上を図ることができる
と云う効果が得られる。As described above in detail, it is possible to suppress the mosquito distortion appearing in the decoded moving image and improve the quality of the decoded moving image without significantly increasing the circuit scale. Is obtained.
【図1】第1〜第4の本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the first to fourth aspects of the present invention.
【図2】第1〜第4の本発明の実施例の要部構成図であ
る。FIG. 2 is a main part configuration diagram of an embodiment of the first to fourth aspects of the present invention.
【図3】εフィルタ動作説明図で、(a) はεフィルタに
入力する復号化動画像f(x)で、モスキート歪あり場合、
(b) はεフィルタから出力する復号化動画像g(x) で、
モスキート歪なしの場合である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the ε filter, where (a) is the decoded moving image f (x) input to the ε filter, and when mosquito distortion is present,
(b) is the decoded moving image g (x) output from the ε filter,
This is the case without mosquito distortion.
【図4】図2中のεフィルタ演算部の要部構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of an ε filter calculation unit in FIG. 2.
【図5】図4のεフィルタ演算部の制御説明図である。5 is a control explanatory diagram of an ε filter calculation unit in FIG. 4;
【図6】図4のεフィルタ演算部の演算フロー図であ
る。FIG. 6 is a calculation flowchart of the ε filter calculation unit in FIG.
【図7】εフィルタのしきい値設定曲線の一例を示す図
で、(a) はフレーム内符号化フレームの場合、(b) はフ
レーム間符号化フレームの場合である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a threshold setting curve of an ε filter, where (a) is a case of an intra-frame coded frame and (b) is a case of an inter-frame coded frame.
2 フィルタ制御部 3 フィルタ演
算部 11 可変長復号化部 12 逆量子化部 13 逆離散コサイン変換部 14 動き補償 15 フレームメモリ部2 Filter control unit 3 Filter calculation unit 11 Variable length decoding unit 12 Inverse quantization unit 13 Inverse discrete cosine transform unit 14 Motion compensation 15 Frame memory unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/30 H04N 7/133 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H04N 7/30 H04N 7/133 Z
Claims (4)
る動画像信号復号化装置において、 復号化した動画像中の雑音を除去する際、 フレーム毎にフィルタ係数が更新されるフィルタを用い
て、復号化した動画像をフィルタリングする構成にした
ことを特徴とする動画像信号復号化装置。1. A moving picture signal decoding apparatus for decoding a predictively coded moving picture signal, wherein a filter whose filter coefficient is updated for each frame is used when noise in the decoded moving picture is removed. Then, the moving picture signal decoding apparatus is characterized in that the decoded moving picture is filtered.
係数と画素情報と符号化パラメータ情報を取り出し、出
力する可変長復号化部と、入力した量子化係数を用いて
画像情報に対して逆量子化演算を行って、逆量子化演算
結果と量子化情報とを取り出し、出力する逆量子化部
と、入力した逆量子化演算結果に対して逆離散コサイン
変換を行って逆離散コサイン変換出力と逆離散コサイン
係数分布情報を取り出し、出力する逆離散コサイン変換
部と、復号化動画像を保存するフレームメモリ部と、該
逆離散コサイン変換出力と該フレームメモリ部からの出
力を用いて動き補償を行うことにより、予測符号化され
たフレームを再生して該フレームメモリに出力する動き
補償部と、該フレームメモリ部から出力される復号化動
画像に対してフィルタ演算を行い、雑音を除去して出力
するフィルタ部とで構成されたことを特徴とする請求項
1記載の動画像信号復号化装置。2. A variable length decoding unit, wherein the moving picture signal decoding device performs variable length decoding of an input coded moving picture signal, extracts a quantized coefficient, pixel information and coding parameter information, and outputs the quantized coefficient, pixel information and coding parameter information. , An inverse quantization unit that performs an inverse quantization operation on image information using the input quantization coefficient, extracts an inverse quantization operation result and quantization information, and outputs the inverse quantization unit, and an input inverse quantization operation result Inverse discrete cosine transform output and inverse discrete cosine coefficient distribution information are extracted and output, and an inverse discrete cosine transform unit for outputting the decoded moving image, a frame memory unit for storing the decoded moving image, and the inverse discrete cosine A motion compensating unit that reproduces a predictively encoded frame and outputs the frame to the frame memory by performing motion compensation using the converted output and the output from the frame memory unit, and the frame memory Performs filter operation on the decoded moving picture output from the moving picture signal decoding apparatus according to claim 1, characterized in that it is constituted by a filter unit to output the removed noise.
するフィルタ制御部と、該フィルタ制御部から出力され
るフィルタ係数を利用して、上記フィルタメモリ部から
の復号化動画像に対してフィルタ演算を行うフィルタ演
算部で構成されたことを特徴とする請求項2記載の動画
像信号復号化装置。3. The filter unit uses a filter control unit that determines a filter coefficient and a filter coefficient output from the filter control unit, and performs a filter operation on the decoded moving image from the filter memory unit. The moving picture signal decoding apparatus according to claim 2, wherein the moving picture signal decoding apparatus is configured by a filter calculation unit that performs
メータ情報、量子化情報及び逆離散コサイン係数分布情
報を用いて、フレーム毎にフィルタ係数を更新して出力
する構成にしたことを特徴とする請求項2、請求項3記
載の動画像信号復号化装置。4. The filter control unit is configured to update and output a filter coefficient for each frame using the coding parameter information, the quantization information, and the inverse discrete cosine coefficient distribution information. The moving picture signal decoding apparatus according to claim 2 or 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29985395A JPH09149417A (en) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Dynamic image signal decoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29985395A JPH09149417A (en) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Dynamic image signal decoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09149417A true JPH09149417A (en) | 1997-06-06 |
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ID=17877743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29985395A Pending JPH09149417A (en) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Dynamic image signal decoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09149417A (en) |
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