JPWO2013076978A1 - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ハイブリッド動画像符号化処理において、動画像符号化装置は、一般的に、予測処理を実行して予測画像データを生成し、入力画像データと予測画像データとの残差画像データに対し、変換処理または量子化処理またはその両方を実行する。予測処理では、一般的に、空間予測や時間予測が用いられる。空間予測では、既に符号化済みのブロックのうち、空間的に近いブロックを用いて予測が行われる。時間予測では、既に符号化済みのブロックのうち、時間的に近いブロックを用いて予測が行われる。変換処理では、予測残差データ(予測残差ブロック)が空間(画素)領域から周波数領域に変換され、変換係数が生成される。この変換の目的は、入力ブロックの相関を低減することである。量子化処理では、変換係数の量子化が行われ、量子化係数が生成される。量子化は、不可逆的圧縮により行われる。動画像符号化装置は、一般的に、量子化係数に対しエントロピー符号化を行い、既に圧縮されている量子化係数をさらに圧縮する(可逆的に圧縮する)ことにより、符号化ビデオ信号を生成する。さらに、動画像符号化装置は、符号化ビットストリームを復号するために必要な復号制御情報を符号化する。この復号制御情報は、例えば、空間予測および/または時間予測や量子化量等に関する情報である。動画像符号化装置は、符号化ビデオ信号と復号制御情報を含む符号化ビットストリームを生成する。
図1は、H.264/MPEG−4 AVCまたはHEVCを用いた動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。
以下、デブロッキングフィルタを用いたフィルタリング処理の詳細について、図2A〜図5を基に説明する。
デブロッキングフィルタを用いたフィルタリング処理は、ブロックノイズによるブロック境界のエッジに対して適用し、ブロックノイズではない入力画像のエッジには適用しないことが望ましい。これは、例えば、ブロックノイズではない入力画像のエッジにデブロッキングフィルタを用いたフィルタリング処理を適用すると、画像が不必要に滑らかになったり、画像の歪みが生じたりする可能性があるからである。また、ブロックノイズによるブロック境界のエッジに対しデブロッキングフィルタを用いたフィルタリング処理が実行されないと、ブロックノイズが残る場合がある。
上述した判定処理により、フィルタリング処理を実行すると判定された場合、強度の異なる複数のデブロッキングフィルタから、使用するデブロッキングフィルタを選択する選択処理を実行する。
以上、比較例におけるフィルタリング処理について説明した。
実施の形態1の画像処理方法および画像処理装置について、図1〜図3B、図7A〜図9を用いて説明する。なお、本実施の形態では、画像処理方法および画像処理装置は、動画像符号化方法および動画像符号化装置に適用される場合を例に説明する。
以下、本実施の形態のデブロッキングフィルタ処理部150によるフィルタリング処理の詳細について、図2A〜図3B、図7A〜図9を基に説明する。
上述した判定処理により、フィルタリング処理を実行すると判定された場合、強度の異なる複数のデブロッキングフィルタから、使用するデブロッキングフィルタを選択する選択処理を実行する。
上述したように、図4Aに示すステップS130において、式11を用いた決定により「強いフィルタ」が選択された場合、第一デブロッキングフィルタ151により、強いフィルタリングが行われる(S132)。具体的には、第一デブロッキングフィルタ151は、HEVCモデルに従い、画素p3i、p2i、p1i、p0i、q0i、q1i、q2i、q3iを用いて画素p2i、p1i、p0i、q0i、q1i、q2iをフィルタリングする。
上述したように、図4Aに示すステップS130において、式12を用いた決定により「弱いフィルタ」が選択された場合、広帯域の第二デブロッキングフィルタ152により、弱いフィルタリングが行われる(S134)。
上述した比較例では、ループフィルタの閾値tcを求めるのに、テーブル関数を用いているため、メモリの使用領域を低減し、処理量を低減することが困難であった。これに対し、本実施の形態では、ループフィルタの閾値tcは、量子化パラメータQPと境界強度BSとの線形和を用いた関数で求められる。また、tc_offsetは、BSに基づいて求められるため、算出の労力を必要としないと言える。このため、メモリの使用領域を低減し、処理量を低減することが可能になる。
本実施の形態の変形例1について、図13〜図15を基に説明する。
本実施の形態の変形例2について、図16を基に説明する。
本実施の形態の変形例3について、図17を基に説明する。
本実施の形態の変形例4について、図18Aおよび図18Bを基に説明する。
実施の形態2の動画像復号方法および動画像復号装置について、図19を基に説明する。
実施の形態3の動画像符号化方法および動画像符号化装置について、図20を基に説明する。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法(画像符号化方法)または動画像復号化方法(画像復号方法)の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ICカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、MPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるLSIで実現される。一例として、図35に1チップ化されたLSIex500の構成を示す。LSIex500は、以下に説明する要素ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509を備え、各要素はバスex510を介して接続している。電源回路部ex505は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、LSIex500において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のCPUex502の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、LSIex500の信号処理部ex507が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex507を個別に用いると、LSIex500の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
105 減算部
110 変換部
120 量子化部
130 逆量子化/逆変換部
140 加算部
150 デブロッキングフィルタ処理部
151 第一デブロッキングフィルタ
152 第二デブロッキングフィルタ
153 フィルタ制御部
154 境界強度算出部
155 Tc算出部
156 フィルタ選択部
160 サンプル適応オフセット処理部
165 適応ループフィルタ処理部
170 フレームメモリ
180 予測部
190 エントロピー符号化部
200 動画像復号装置
290 エントロピー復号部
230 逆量子化/逆変換部
240 加算部
250 デブロッキングフィルタ処理部
260 サンプル適応オフセット処理部
255 適応ループフィルタ処理部
270 フレームメモリ
280 予測部
310 水平デブロッキングフィルタ処理部
320 垂直デブロッキングフィルタ処理部
Claims (14)
- フィルタ強度の異なる複数のデブロッキングフィルタを用いて画像ブロックに対するフィルタリング処理を行う画像処理方法であって、
隣接する2つの画像ブロック間の境界強度を示す第一パラメータを算出する第一パラメータ算出ステップと、
前記第一パラメータ及び量子化パラメータに基づき、前記デブロッキングフィルタの制限値を示す第二パラメータを算出する第二パラメータ算出ステップと、
前記第二パラメータに基づき決定される1または複数の閾値を用いて、前記複数のデブロッキングフィルタから前記フィルタリング処理で用いるデブロッキングフィルタを選択する選択ステップとを含む
画像処理方法。 - 前記第二パラメータ算出ステップでは、前記第二パラメータは、前記第一パラメータと前記量子化パラメータとの線形和を用いて算出される
請求項1記載の画像処理方法。 - 前記第二パラメータ算出ステップでは、前記第二パラメータは、前記第一パラメータの値が大きいほど値が大きくなるように算出される
請求項1または2に記載の画像処理方法。 - 前記第二パラメータ算出ステップでは、前記第二パラメータは、前記量子化パラメータの値が大きいほど値が大きくなるように算出される
請求項3に記載の画像処理方法。 - 前記選択ステップでは、前記閾値は、前記第二パラメータの値が大きいほど値が大きくなるように算出される
請求項1〜4の何れか1項に記載の画像処理方法。 - 前記選択ステップでは、
前記複数のデブロッキングフィルタから1つのデブロッキングフィルタを選択するための第一閾値と、デブロッキングフィルタを選択するか否かを判定するための第二閾値とが決定され、
前記複数のデブロッキングフィルタから1つのブロッキングフィルタを選択する、あるいは、デブロッキングフィルタを使用しないことを選択する
請求項1〜5の何れか1項に記載の画像処理方法。 - 前記選択ステップの実行前に、前記第一パラメータを用いて、前記フィルタリング処理を行うか否かを判定する実行可否判定ステップを含む
請求項1〜6の何れか1項に記載の画像処理方法。 - 前記第一パラメータ算出ステップは、
前記隣接する2つの画像ブロックの少なくとも一方がイントラ符号化されるブロックであるか否かを判定する第一判定ステップと、
前記第一判定ステップにおいて、前記隣接する2つの画像ブロックの少なくとも一方がイントラ符号化されると判定された場合、前記第一パラメータに第一固定値を設定するステップとを有する
請求項1〜7の何れか1項に記載の画像処理方法。 - 前記第一パラメータ算出ステップは、さらに、
前記第一判定ステップにおいて、前記隣接する2つの画像ブロックの両方がイントラ符号化されないブロックであると判定された場合、前記第一パラメータに、前記第一固定値とは異なる第二固定値を設定するステップを有する
請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記第一パラメータ算出ステップは、さらに、
前記第一判定ステップにおいて、前記隣接する2つの画像ブロックの両方がイントラ符号化されないブロックであると判定された場合、さらに、前記隣接する2つの画像ブロックの少なくとも一方が、少なくとも1つの非ゼロ変換係数を含むか否かを判定する第二判定ステップと、
前記第二判定ステップの判定結果を用いて、前記第一パラメータの値を設定するステップとを有する
請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記第一パラメータ算出ステップは、さらに、前記第一判定ステップで前記隣接する2つの画像ブロックの両方がイントラ符号化されないブロックであると判定された場合において、
前記隣接する2つの画像ブロックの少なくとも一方が、少なくとも1つの非ゼロ変換係数を含むか否かを判定する第二判定ステップと、
前記隣接する2つの画像ブロックで、インター符号化における参照ピクチャを示す参照インデックスが異なるか否かを判定する第三判定ステップと、
前記隣接する2つの画像ブロック間で、水平動きベクトル成分の差分絶対値及び垂直動きベクトル成分の差分絶対値の少なくとも一方の差分絶対値が、所定の閾値を超えるか否かを判定する第四判定ステップと、
前記第二判定ステップにおいて少なくとも1つの非ゼロ変換係数を含むと判定され、且つ、前記第三判定ステップにおいて参照ピクチャインデックスが同じであると判定され、且つ、前記第四判定ステップにおいて差分絶対値が前記所定の閾値を超えると判定された場合に、前記第一パラメータに前記第一固定値を設定し、その他の場合に、前記第一パラメータに前記第一固定値とは異なる第二固定値を設定する設定ステップとを有する
請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記画像処理方法は、
複数の画素で構成される符号化対象ブロックと予測ブロックとの予測誤差ブロックを圧縮する圧縮ステップと、
圧縮された前記予測誤差ブロックを復号し前記予測ブロックを加算して再構成ブロックを生成する再構成ステップと、
前記再構成ブロックに対し、前記第一パラメータ算出ステップと、前記第二パラメータ算出ステップと、前記選択ステップとを実行するフィルタリングステップと、
フィルタリングステップが実行された後の前記再構成ブロックを用いて予測ブロックを生成する予測ステップと、
圧縮された前記予測誤差ブロックを符号化することにより符号化ビットストリームを生成する符号化ステップとを有する
請求項1〜11の何れか1項に記載の画像処理方法。 - 前記画像処理方法は、
復号対象ブロックを含む符号化ビットストリームを取得する取得ステップと、
前記復号対象ブロックを復号し予測ブロックを加算することにより再構成ブロックを生成するステップと、
前記再構成ブロックに対し、前記第一パラメータ算出ステップと、前記第二パラメータ算出ステップと、前記選択ステップとを実行するフィルタリングステップと、
フィルタリングステップが実行された後の前記再構成ブロックを用いて予測ブロックを生成する予測ステップとを有する
請求項1〜11の何れか1項に記載の画像処理方法。 - フィルタ強度の異なる複数のデブロッキングフィルタを用いて画像ブロックに対するフィルタリング処理を行う画像処理装置であって、
隣接する2つの画像ブロック間の境界強度を示す第一パラメータを算出する第一パラメータ算出部と、
前記第一パラメータ及び量子化パラメータに基づき、前記デブロッキングフィルタの制限値を示す第二パラメータを算出する第二パラメータ算出部と、
前記第二パラメータに基づき決定される閾値を用いて、前記複数のデブロッキングフィルタから前記フィルタリング処理で用いるデブロッキングフィルタを選択する選択部とを備え、
前記第二パラメータ算出部は、前記第一パラメータと前記量子化パラメータとの合計を前記第二パラメータの値として算出する
画像処理装置。
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