JPH10191329A - Image decoder - Google Patents
Image decoderInfo
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブロック分割され
た画素画像を直交変換後に量子化し、更に可変長符号化
した画像信号を画素画像に復号化する画像復号化装置に
係わり、特に復号化された後の画像のノイズ除去を行う
画像復号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image decoding apparatus for quantizing a block-divided pixel image after orthogonal transformation, and further decoding a variable-length coded image signal into a pixel image. The present invention relates to an image decoding apparatus that removes noise from an image after the image decoding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常、画像情報はデータ量が多く、特に
動画像は膨大なデータ量を有している。従って、従来よ
りこのような画像情報を伝送したり、記録するためには
何らかの高能率な圧縮を行うことが必要になる。高能率
な画像データの圧縮処理としては直交変換符号化を利用
して高圧縮を達成する技術が一般的である。この技術に
ついての一例を図２を用いて以下に説明する。2. Description of the Related Art Generally, image information has a large data amount, and particularly, a moving image has a huge data amount. Therefore, in order to transmit or record such image information conventionally, it is necessary to perform some highly efficient compression. As a highly efficient compression process of image data, a technique for achieving high compression by using orthogonal transform coding is generally used. An example of this technique will be described below with reference to FIG.
【０００３】まづ、入力画像信号Ａをフォーマット変換
回路１１により例えば８×８画素のブロックより構成さ
れるＩＴＵ−Ｔ国際勧告Ｈ．２６１のＣＩＦ（共通中間
フォーマット：３５２×２８８画素）に変換し、分割さ
れたブロックに対して直交変換回路１２で直交変換を施
して周波数成分信号Ｂを生成する。この直交変換として
は、例えば、２次元フーリエ変換や、Walsh-Hadamard変
換、Karhunen-Loeve変換、離散コサイン変換（ＤＣＴ）
等がある。次に、直交変換データを量子化ステップ幅制
御回路１３で設定された量子化ステップ幅（ＱＳ）で量
子化回路（量子化）１４により線形量子化を行う。更に
量子化結果Ｂｑは可変長符号化回路１５により可変長符
号を割り当て符号化画像信号Ｃを生成する。図３に一般
的な画像の復号化装置のブロック図を示す。この復号化
装置は、図２の画像符号化装置で生成された符号化画像
信号Ｃから、入力画像信号Ａに対応する再生画像信号
Ａ’を生成するものである。伝送されてきた符号化画像
信号は、可変長復号回路（可変長復号化）２１により可
変長復号化を行い、次に、逆量子化回路（逆量子化）２
２により可変長復号回路（可変長復号化）２１で復号化
することによって得られた符号化時に用いられた量子化
ステップ幅（ＱＳ）で逆量子化を行う。更に逆直交変換
２３により逆直交変換を行いＣＩＦにおける再生画像
Ａ’を得る。ここで、動き補償及びフレーム間符号化に
関しては、本発明に直接関係ないので図２、図３の構成
例には含まれていない。このとき、直交変換および量子
化は非可逆変換であるため画像復号装置により得られた
画像信号Ａ’は誤差を含んでおり、特に量子化／逆量子
化による量子化誤差が再生画像の画質劣化の原因となっ
ており、量子化ステップ幅が大きいほど量子化誤差は大
きくなり再生画像信号の画質劣化が目立つようになる。
この変換係数の量子化誤差は再生画像において、ＣＩＦ
における８×８の画素より構成されるブロックの境界部
分（以降、ブロックエッジという）に不連続が発生する
ブロック歪みが生じてしまい、視覚的にタイル状のモザ
イク模様の様に感じられる。このブロック歪みを除去す
るために、ノイズ除去回路（ノイズ除去）２４として低
域通過型濾波器（ローパスフィルタ）をかけることが提
案されている。あるいは、フォーマット変換回路２５に
おいて、所定のブロック（例えば８×８）で形成された
フォーマット（ＣＩＦ／ＱＣＩＦ）に対しディジタル処
理によるブロック除去が提案されている。これはブロッ
クが８×８の場合、８画素毎にブロックエッジが存在す
るため、ブロックエッジ検出回路２６にて、８画素毎の
ブロックエッジを検出し、そのブロックエッジの両側の
画素を選択し、ノイズ除去回路２５にて、ブロックエッ
ジ検出回路２６で選択された画素の周辺画素値を用い
て、重み付け平均を取るなどして急峻な変化を緩和す
る。これを図４を用いて説明する。ブロックエッジにあ
る画素Ｘ(k) は両隣のＸ(k-1) とＸ(k+1) から、例えば Ｘ'(K)＝｛Ｘ(k-1) ＋Ｘ(k) ＋Ｘ(k+1) ｝／４ ―（１） なる重み付け平均よりＸ(k) はＸ'(k)に値が置き換えら
れる。これにより急峻な変化が緩和され、結果としてブ
ロックエッジ付近の画像がぼやけることでブロックノイ
ズ除去を行う。その後、フォーマット逆変換回路２５に
より、前記ＣＩＦより、ＴＶモニタ出力のためのＮＴＳ
ＣあるいはＰＡＬフォーマットに変換し、再生画像信号
Ａ’が得られる。First, an input image signal A is converted by a format conversion circuit 11 into, for example, an ITU-T International Recommendation H. 261 CIF (common intermediate format: 352 × 288 pixels), and the orthogonal transform circuit 12 performs orthogonal transform on the divided blocks to generate a frequency component signal B. Examples of the orthogonal transform include two-dimensional Fourier transform, Walsh-Hadamard transform, Karhunen-Loeve transform, and discrete cosine transform (DCT).
Etc. Next, the orthogonal transformation data is linearly quantized by the quantization circuit (quantization) 14 with the quantization step width (QS) set by the quantization step width control circuit 13. Further, the variable length coding circuit 15 assigns a variable length code to the quantization result Bq to generate a coded image signal C. FIG. 3 shows a block diagram of a general image decoding apparatus. This decoding device generates a reproduced image signal A ′ corresponding to the input image signal A from the encoded image signal C generated by the image encoding device of FIG. The transmitted coded image signal is subjected to variable length decoding by a variable length decoding circuit (variable length decoding) 21, and then to an inverse quantization circuit (inverse quantization) 2.
2, inverse quantization is performed using the quantization step width (QS) used at the time of encoding obtained by decoding by the variable length decoding circuit (variable length decoding) 21. Further, inverse orthogonal transform is performed by the inverse orthogonal transform 23 to obtain a reproduced image A ′ in the CIF. Here, since the motion compensation and the inter-frame coding are not directly related to the present invention, they are not included in the configuration examples of FIGS. At this time, since the orthogonal transform and the quantization are irreversible transforms, the image signal A ′ obtained by the image decoding device includes an error. The larger the quantization step width, the larger the quantization error, and the more noticeable the deterioration of the image quality of the reproduced image signal becomes.
The quantization error of the transform coefficient is equal to the CIF
In this case, block distortion occurs in which a discontinuity occurs at a boundary portion (hereinafter, referred to as a block edge) of a block composed of 8 × 8 pixels, which visually feels like a tiled mosaic pattern. In order to remove the block distortion, it has been proposed to apply a low-pass filter (low-pass filter) as a noise removal circuit (noise removal) 24. Alternatively, in the format conversion circuit 25, block removal by digital processing is proposed for a format (CIF / QCIF) formed of predetermined blocks (for example, 8 × 8). This is because, when the block is 8 × 8, there is a block edge for every 8 pixels, so the block edge detection circuit 26 detects a block edge for every 8 pixels, selects pixels on both sides of the block edge, The noise elimination circuit 25 uses a peripheral pixel value of the pixel selected by the block edge detection circuit 26 to take a weighted average, thereby alleviating a steep change. This will be described with reference to FIG. The pixel X (k) at the block edge is obtained from X (k−1) and X (k + 1) on both sides, for example, X ′ (K) = ｛X (k−1) + X (k) + X (k + 1) The value of X (k) is replaced with X '(k) based on the weighted average of｝ / 4- (1). As a result, sharp changes are alleviated, and as a result, the image near the block edge is blurred, thereby removing the block noise. After that, the format inverse conversion circuit 25 outputs the NTS for TV monitor output from the CIF.
Conversion to C or PAL format provides a reproduced image signal A '.
【０００４】ここで、ＣＩＦは３５２×２８８画素より
構成されるものであり、一方、ＮＴＳＣは７０４×２４
０画素より構成されている。例としてＣＩＦからＮＴＳ
Ｃフォーマットに変換するフォーマット変換の機能を説
明する。図５で示されるように、水平方向に関しては単
純に平均化等の補間により画素数を２倍にアップスケー
リングする事で３５２画素から７０４画素に変換するこ
とができる。図６で示されるように、垂直方向に関して
は、２８８画素から２４０画素にスケーリングするため
には２８８：２４０すなわち６：５変換する必要があ
る。Here, CIF is composed of 352 × 288 pixels, while NTSC is 704 × 24 pixels.
It is composed of 0 pixels. For example, CIF to NTS
The function of format conversion for converting to the C format will be described. As shown in FIG. 5, in the horizontal direction, 352 pixels can be converted to 704 pixels by simply upscaling the number of pixels to twice by interpolation such as averaging. As shown in FIG. 6, in the vertical direction, scaling from 288 pixels to 240 pixels requires 288: 240 or 6: 5 conversion.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ロ
ーパスフィルタは全ての画像データに施すため、画面全
体がぼやけてしまう。また、ローパスフィルタを通過す
る低域の度合いを緩くするとノイズを完全に除去できな
いといった不具合があった。また、回路構成上、所定の
フォーマット（ＣＩＦ／ＱＣＩＦ）をＴＶモニタ出力の
ためにＮＴＳＣあるいはＰＡＬフォーマットに変換後に
ブロック除去を行わなければならない場合がある。この
発明はブロック分割された画像信号を直交変換後に量子
化し、更に符号化した画像信号をＣＩＦ／ＱＣＩＦから
ＴＶモニタ出力のためにＮＴＳＣあるいはＰＡＬフォー
マットに変換する画像復号化装置において、フォーマッ
ト変換後のブロックエッジを検出しそのブロックノイズ
を除去することができる画像復号化装置を提供する。However, since the low-pass filter is applied to all image data, the entire screen is blurred. Further, if the degree of low-pass passing through the low-pass filter is reduced, noise cannot be completely removed. Also, due to the circuit configuration, it may be necessary to remove blocks after converting a predetermined format (CIF / QCIF) to NTSC or PAL format for TV monitor output. The present invention relates to an image decoding apparatus for quantizing a block-divided image signal after orthogonal transformation and further converting the encoded image signal from CIF / QCIF to NTSC or PAL format for TV monitor output. Provided is an image decoding device capable of detecting a block edge and removing the block noise.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためのものであり、画像データをブロックに分
割し、この分割されたブロック毎に直交変換と量子化お
よび可変長符号を用いて圧縮された画像データを復号化
する画像復号化装置において、圧縮された画像データを
可変長復号する可変長復号化手段と、前記可変長復号化
手段からの復号化出力を逆量子化する逆量子化手段と、
前記逆量子化手段からの逆量子化出力を逆直交変換する
逆直交変換手段と、前記逆直交変換手段からの出力デー
タに対してフォーマット変換を行うフォーマット変換手
段と、前記フォーマット変換手段によって変換されたデ
ータのブロックエッジを検出するブロックエッジ検出手
段と、前記ブロックエッジ検出手段によって得られたブ
ロックエッジに対してブロック歪みを除去するブロック
ノイズ除去手段とから構成されている画像復号化装置を
提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and divides image data into blocks and uses orthogonal transform, quantization and variable length codes for each of the divided blocks. A variable-length decoding means for decoding the compressed image data in a variable length, and an inverse decoding means for dequantizing a decoded output from the variable-length decoding means. Quantization means;
Inverse orthogonal transform means for performing inverse orthogonal transform on the inversely quantized output from the inverse quantizing means, format converting means for performing format conversion on output data from the inverse orthogonal transform means, and conversion by the format converting means. And an image decoding apparatus comprising: a block edge detecting unit for detecting a block edge of the data obtained by the block edge detecting unit; and a block noise removing unit for removing a block distortion from the block edge obtained by the block edge detecting unit. .
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる動画像符号
化装置の実施例について図面を用いて説明する。図１は
本発明による画像復号化装置の構成を示すブロック図で
ある。同図において、１は可変長復号回路（可変長復号
化）であり画像のブロック毎の符号データが復号され
る。そして逆量子化回路（逆量子化）２により可変長復
号回路（可変長復号化）１により復号されることで得ら
れる符号化側で用いられた量子化ステップ幅Ｑｓにより
逆量子化が行われる。逆量子化されたデータは逆直交変
換回路３により逆直交変換され、フォーマット変換回路
（フォーマット変換）７に供給される。フォーマット変
換回路（フォーマット変換）７では、例えばＣＩＦから
ＮＴＳＣフォーマットに変換される。ＣＩＦにおけるＹ
( 輝度）信号は３５２画素×２８８ラインで構成され、
ＮＴＳＣフォーマットは１フィールド当たり７２０画素
×２４０ラインで構成される。したがって、図５で示さ
れるように、ＣＩＦ／ＮＴＳＣ変換の水平方向に関して
は、単純に２倍にアップサンプリングされ７０４画素が
得られる。一方、図６で示されるように垂直方向に関し
ては、２８８：２４０、すなわち６：５に変換される。
この時、ＣＩＦにて存在したブロックエッジの両端にあ
る画素は、図５で示されるように水平方向に関しては２
倍にアップサンプリングされることで４画素に影響が及
ぼされる。一方、垂直方向に関しては、図６で示される
ように垂直方向の位置により２画素に影響する場合と３
画素に影響する場合がある。したがって、エッジ検出回
路６では、図５および図６の網掛けで示された画素を選
択するようなエッジ検出機能を有している。またノイズ
除去回路５は、フォーマット変換回路４にてＣＩＦ／Ｑ
ＣＩＦからＴＶモニタ出力のためにＮＴＳＣあるいはＰ
ＡＬフォーマットに対してノイズ除去を行う回路であ
る。ブロック除去のための重み付け平均を従来例と同様
に行うのであれば、水平方向に関しては、図５で示した
水平方向のブロックエッジの両端の４画素に対して、２
倍にアップサンプリングされていることから、式（１）
のブロック除去方法として Ｘ'(K)＝｛Ｘ(k-2) ＋Ｘ(k) ＋Ｘ(k+2) ｝／４ ―（２） で行う必要がある。垂直方向に関しては図６に示される
垂直方向のブロックエッジにある２画素、あるいは３画
素に対して Ｘ'(K)＝｛Ｘ(m-1) ＋Ｘ(m) ＋Ｘ(m+1) ｝／４ ―（３） でブロック除去を行う。この時、k は水平方向、m は垂
直方向の画素の位置である。これにより再生画像Ａ’’
を得ることができる。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image decoding device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a variable length decoding circuit (variable length decoding), which decodes code data for each block of an image. Then, inverse quantization is performed by the quantization step width Qs used on the encoding side obtained by decoding by the variable length decoding circuit (variable length decoding) 1 by the inverse quantization circuit (inverse quantization) 2. . The inversely quantized data is subjected to inverse orthogonal transformation by the inverse orthogonal transformation circuit 3 and supplied to a format conversion circuit (format conversion) 7. The format conversion circuit (format conversion) 7 converts, for example, CIF to NTSC format. Y in CIF
The (luminance) signal is composed of 352 pixels × 288 lines,
The NTSC format is composed of 720 pixels × 240 lines per field. Therefore, as shown in FIG. 5, in the horizontal direction of the CIF / NTSC conversion, up-sampling is simply performed twice to obtain 704 pixels. On the other hand, as shown in FIG. 6, the conversion in the vertical direction is 288: 240, that is, 6: 5.
At this time, the pixels at both ends of the block edge existing in the CIF are 2 pixels in the horizontal direction as shown in FIG.
The double upsampling affects four pixels. On the other hand, in the vertical direction, two pixels are affected by the vertical position as shown in FIG.
May affect pixels. Therefore, the edge detection circuit 6 has an edge detection function for selecting pixels shaded in FIG. 5 and FIG. Also, the noise removal circuit 5 uses the CIF / Q
NTSC or P for TV monitor output from CIF
This circuit removes noise from the AL format. If the weighted averaging for block elimination is performed in the same manner as in the conventional example, two pixels are added to the four pixels at both ends of the horizontal block edge shown in FIG.
Since the upsampling is doubled, the expression (1)
X ′ (K) = {X (k−2) + X (k) + X (k + 2)} / 4− (2). In the vertical direction, X '(K) = {X (m-1) + X (m) + X (m + 1)} / for two or three pixels at the block edge in the vertical direction shown in FIG. 4-(3) performs block removal. At this time, k is the position of the pixel in the horizontal direction and m is the position of the pixel in the vertical direction. Thereby, the reproduced image A ″
Can be obtained.
【０００８】尚、ここで述べた復号化装置の構成におい
ても、符号化装置と同様にフレーム間符号化は直接関連
しないため含まれていない。[0008] In the structure of the decoding device described here, inter-frame coding is not directly involved, as is the case with the coding device.
【０００９】[0009]
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、回路構成上、所定のフォーマット（ＣＩＦ／ＱＣＩ
Ｆ）をＴＶモニタ出力のためにＮＴＳＣあるいはＰＡＬ
フォーマットに変換後にブロック除去を行わなければな
らない場合でも、ブロックエッジを検出することで、適
切なブロック除去を行う事ができる。As described above, according to the structure of the present invention, a predetermined format (CIF / QCI
F) NTSC or PAL for TV monitor output
Even in the case where block removal must be performed after conversion to the format, appropriate block removal can be performed by detecting block edges.
【図１】 本発明の画像復号化装置の実施例を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of an image decoding device according to the present invention.
【図２】 一般的な画像符号化装置の実施例を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a general image encoding device.
【図３】 従来の画像復号化装置の実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a conventional image decoding device.
【図４】 ブロックエッジに存在する画素の処理を示す
イメージ図である。FIG. 4 is an image diagram showing processing of a pixel existing at a block edge.
【図５】 水平方向の画素変換例を示すイメージ図であ
る。FIG. 5 is an image diagram showing an example of horizontal pixel conversion.
【図６】 垂直方向の画素変換例を示すイメージ図であ
る。FIG. 6 is an image diagram showing an example of pixel conversion in the vertical direction.
１ 可変長復号化回路 ２ 逆量子化回路 ３ 逆直交変換回路 ４ フォーマット変換回路 ５ ノイズ除去回路 ６ エッジ検出回路 １１ フォーマット変換回路 １２ 直交変換回路 １３ 量子化ステップ幅制御回路 １４ 量子化回路 １５ 可変長符号化回路 ２１ 可変長復号化回路 ２２ 逆量子化回路 ２３ 逆直交変換回路 ２４ ブロックノイズ除去回路 ２５ フォーマット変換回路 ２６ エッジ検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable length decoding circuit 2 Inverse quantization circuit 3 Inverse orthogonal transformation circuit 4 Format conversion circuit 5 Noise removal circuit 6 Edge detection circuit 11 Format conversion circuit 12 Orthogonal transformation circuit 13 Quantization step width control circuit 14 Quantization circuit 15 Variable length Coding circuit 21 Variable length decoding circuit 22 Inverse quantization circuit 23 Inverse orthogonal transformation circuit 24 Block noise removal circuit 25 Format conversion circuit 26 Edge detection circuit
Claims (1)
されたブロック毎に直交変換と量子化および可変長符号
を用いて圧縮された画像データを復号化する画像復号化
装置において、圧縮された画像データを可変長復号する
可変長復号化手段と、前記可変長復号化手段からの復号
化出力を逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化手
段からの逆量子化出力を逆直交変換する逆直交変換手段
と、前記逆直交変換手段からの出力データに対してフォ
ーマット変換を行うフォーマット変換手段と、前記フォ
ーマット変換手段によって変換されたデータのブロック
エッジを検出するブロックエッジ検出手段と、前記ブロ
ックエッジ検出手段によって得られたブロックエッジに
対してブロック歪みを除去するブロックノイズ除去手段
とから構成されていることを特徴とする画像復号化装
置。An image decoding apparatus which divides image data into blocks and decodes the image data compressed using orthogonal transform, quantization and variable length code for each of the divided blocks. Variable length decoding means for performing variable length decoding of image data; inverse quantization means for inversely quantizing the decoded output from the variable length decoding means; and inverse orthogonalization of the inversely quantized output from the inverse quantization means. Inverse orthogonal transforming means for converting, format converting means for performing format conversion on output data from the inverse orthogonal transforming means, block edge detecting means for detecting a block edge of data converted by the format converting means, Block noise removing means for removing block distortion from a block edge obtained by the block edge detecting means. Image decoding apparatus according to claim Rukoto.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34170796A JPH10191329A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Image decoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34170796A JPH10191329A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Image decoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191329A true JPH10191329A (en) | 1998-07-21 |
Family
ID=18348162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34170796A Pending JPH10191329A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Image decoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10191329A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100304897B1 (en) * | 1999-07-13 | 2001-11-01 | 구자홍 | Method of removal block effect and ringing effect for real time peocessing of compressed video signal |
| KR100587164B1 (en) * | 2004-04-06 | 2006-06-08 | (주)씨앤에스 테크놀로지 | Method and apparatus for coverting equal interval vertical image as CIF image convert into NTSC image |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34170796A patent/JPH10191329A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100304897B1 (en) * | 1999-07-13 | 2001-11-01 | 구자홍 | Method of removal block effect and ringing effect for real time peocessing of compressed video signal |
| KR100587164B1 (en) * | 2004-04-06 | 2006-06-08 | (주)씨앤에스 테크놀로지 | Method and apparatus for coverting equal interval vertical image as CIF image convert into NTSC image |
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