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JPH03155280A - Method for improving image quality due to aliasing distortion - Google Patents

Method for improving image quality due to aliasing distortion

Info

Publication number
JPH03155280A
JPH03155280A JP1293845A JP29384589A JPH03155280A JP H03155280 A JPH03155280 A JP H03155280A JP 1293845 A JP1293845 A JP 1293845A JP 29384589 A JP29384589 A JP 29384589A JP H03155280 A JPH03155280 A JP H03155280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
information
image
aliasing distortion
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1293845A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hasegawa
誠 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1293845A priority Critical patent/JPH03155280A/en
Priority to US07/611,638 priority patent/US5146326A/en
Publication of JPH03155280A publication Critical patent/JPH03155280A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve folded distortion by forecasting the generation of folded distortion in each block. CONSTITUTION:An AC component storing memory 32 stores only an AC component in a signal for one block from a 2D-DCT part 31. At the time of ending the conversion of the part 31, an AC component energy calculating part 33 calculates the sum of energy in the AC component for one block by using the information of the memory 32. When the energy sum of the AC component calculated by the part 33 exceeds a prescribed value, a folded distortion forecasting part 34 generates 1-bit informatin in each block. A forecasted result storing part 28 stores information obtained by an AC component forecast inspecting part 27 correspondingly to a block position. An image processing part 29 executes partial image processing in each block based upon the information stored in the part 28. In a part where the generation of folded distortion is forecasted, the signal level of a picture element generating a pattern whose property is sharply different from that of peripheral picture elements due to folded distortion can be corrected based upon relaton with the peripheral picture elements.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 画像符号化システムにおける画質改善方式に関し、 折り返し歪みの改善を受信側の処理のみで行うことがで
き、かつ送信側と受信側の符号化/復号化のアルゴリズ
ムの統一性を必要としないブロック歪み改善方式を提供
することを目的とし、送信側において画像情報に対して
一定のブロックごとに2次元の離散コサイン変換(DC
T)を行って得られたDCT変換係数系列を符号化して
伝送し、受信側において、これを復号化して得られたO
CT変換係数に対して離散コサイン逆変換を行って画像
情報を復元するDCT−変換符号化システムの受信側に
おいて、受信したブロックごとに得られるDCT変換係
数からブロックごとの折り返し歪み発生を予測して予測
結果の出力を発生する折り返し歪み発生予測部と、該予
測結果の出力発生時該ブロックについて折り返し歪みを
改善する画像処理を行う画像処理部とを°備えたことに
よって構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding an image quality improvement method in an image encoding system, the present invention provides an algorithm for improving aliasing distortion by processing only on the receiving side, and encoding/decoding on the transmitting side and the receiving side. The purpose is to provide a block distortion improvement method that does not require uniformity of image information, and on the transmitting side, a two-dimensional discrete cosine transform (DC
The DCT transform coefficient sequence obtained by performing T) is encoded and transmitted, and on the receiving side, the O obtained by decoding it is
On the receiving side of a DCT-transform coding system that performs inverse discrete cosine transform on CT transform coefficients to restore image information, the generation of aliasing distortion for each block is predicted from the DCT transform coefficients obtained for each received block. The present invention is constructed by comprising an aliasing distortion occurrence prediction unit that generates an output of a prediction result, and an image processing unit that performs image processing to improve aliasing distortion for the block when the prediction result is output.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は画像符号化システムにおける画質改善方式に係
り、特に2次元の離散コサイン変換(DCT)を用いた
画像符号化システムにおいて、折り返し歪みに基づく受
信画質劣化を改善するための方式に関するものである。
The present invention relates to an image quality improvement method in an image encoding system, and particularly relates to a method for improving received image quality deterioration due to aliasing distortion in an image encoding system using two-dimensional discrete cosine transform (DCT). .

2次元のOCTを用いた変換符号化システムでは、送信
側において、原画像を一定の大きさのブロックに分割し
、このブロックごとに2次元のDCTを行って得られた
変換係数を符号化することによって、情報量の大幅な圧
縮を実現する。受信側では、符号化された変換係数を復
号化し、復号結果についてOCT逆変換を行うことによ
って、元の画像を復元する。
In a transform coding system using two-dimensional OCT, on the transmitting side, the original image is divided into blocks of a certain size, two-dimensional DCT is performed on each block, and the obtained transform coefficients are encoded. By doing so, the amount of information can be significantly reduced. On the receiving side, the encoded transform coefficients are decoded and the decoded result is subjected to OCT inverse transform to restore the original image.

この場合、一般にOCT演算においては、DCT順変換
を行って得られた変換係数から逆変換を行って元の情報
を完全に復元するためには、無限項数までの変換係数が
必要である。
In this case, in general, in OCT operation, in order to perform inverse transformation from the transform coefficients obtained by performing DCT forward transform and completely restore the original information, transform coefficients up to an infinite number of terms are required.

しかしながら、無限項数の係数を扱うことば実用上不可
能であり、通常はブロックを構成する画素数に等しい有
限個の係数までを表現する近似式に基づいて処理が行わ
れる。例えば8×8画素を1ブロツクとする場合には、
第64項の係数までが用いられる。
However, it is practically impossible to handle coefficients with an infinite number of terms, and processing is usually performed based on approximate expressions that express up to a finite number of coefficients equal to the number of pixels forming a block. For example, if one block is made up of 8x8 pixels,
Coefficients up to the 64th term are used.

このため、特にブロック内の画素の信号レベルの分散が
大きいブロック、すなわち高周波成分が多いブロックで
は、DCT順変換の結果得られる変換係数について、順
変換と同じ精度の逆変換を行っても、元の情報を完全に
復元することはできず、元の情報には存在しないパター
ンの情報が発生することがある。このような原因に基づ
く画像の歪みは、折り返し歪みと呼ばれる。
For this reason, especially in blocks where the dispersion of the signal levels of pixels within the block is large, that is, blocks with many high frequency components, the transform coefficients obtained as a result of the DCT forward transform may be It is not possible to completely restore the information, and patterns of information that do not exist in the original information may occur. Image distortion due to such causes is called aliasing distortion.

折り返し歪みがあると、元の情報には全く存在しないパ
ターンの情報が出現するため、受信画像の印象や品質を
著しく劣化させることになる。
When aliasing distortion occurs, information with a pattern that does not exist in the original information appears, which significantly deteriorates the impression and quality of the received image.

従って、高品質、高能率の実用的な符号化システムを構
成するためには、有限項のDCT演算によっても折り返
し歪みが発生しないようにするか、または折り返し歪み
が発生しても、そのために生じる画質の劣化を視覚的に
目立たない(見えにくい)ようにする画質劣化改善方式
が要望される。
Therefore, in order to construct a practical coding system with high quality and high efficiency, it is necessary to prevent aliasing distortion from occurring even in the DCT operation of finite terms, or to prevent aliasing distortion from occurring even if aliasing distortion occurs. There is a need for an image quality deterioration improvement method that makes image quality deterioration visually inconspicuous (hard to see).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図(a)、 (b)はDCT変換符号化システムの
基本構成を示したものであって、階層化符号化の処理を
行うものを例示し、(a)は送信(符号化)側を示し、
ら)は受信(復号化)側を示している。
Figures 6(a) and 6(b) show the basic configuration of a DCT transform encoding system, illustrating one that performs layered encoding processing, and (a) shows the transmitting (encoding) side. shows,
) indicates the receiving (decoding) side.

第6図(a)において、輝度信号Y1色差信号U。In FIG. 6(a), a luminance signal Y1 and a color difference signal U.

■からなる画像情報は、フレームメモリ11において1
画面分蓄積されたのち、低域通過フィルタ(LPF)1
2およびサブサンプリング部13からなる前処理部にお
いて、例えば8×8画素からなるブロックごとに前処理
を行われる。すなわちフレームメモリ11の画像情報は
、LPF12において帯域制限されたのち、サブサンプ
リング部13において垂直(V)方向と水平(f()方
向にそれぞれ2:lにサンプリングされて、情報量を圧
縮される。この画像情報は再びLPF12に入力されて
帯域制限されたのち、サブサンプリング部13において
V方向とH方向にそれぞれ2:1にサンプリングされて
、情報量を圧縮される。このような処理を繰り返すこと
によって、例えば1/16に情報量を圧縮されたのち、
減算器14において予測画面との間でブロックごとに減
算を行われて、差分画像の情報を発生する。
The image information consisting of 1 is stored in the frame memory 11.
After the screen is accumulated, low pass filter (LPF) 1
In a preprocessing section consisting of 2 and a subsampling section 13, preprocessing is performed for each block consisting of, for example, 8x8 pixels. That is, the image information in the frame memory 11 is band-limited in the LPF 12, and then sampled in the vertical (V) direction and horizontal (f() direction at a ratio of 2:1 in the sub-sampling unit 13, respectively, to compress the amount of information. This image information is again input to the LPF 12 and band-limited, and then sampled at a ratio of 2:1 in the V direction and the H direction in the sub-sampling section 13 to compress the amount of information.Such processing is repeated. For example, after the amount of information is compressed to 1/16,
In the subtracter 14, subtraction is performed block by block between the predicted picture and the information of the difference picture.

差分画像の情報は、2次元離散コサイン変換(2D−D
CT)部15において8×8画素のブロックごとに2次
元の離散コサイン変換を行われて、時間領域の信号から
周波数領域の信号に変換され、差分画像の情報を表す変
換係数の系列を発生する。
The information of the difference image is processed by two-dimensional discrete cosine transformation (2D-D
In the CT) unit 15, a two-dimensional discrete cosine transform is performed for each 8×8 pixel block, converting a time domain signal into a frequency domain signal, and generating a series of transform coefficients representing information of the difference image. .

可変長エントロピー符号化部16は、この変換係数系列
の情報に対して、最も短くなるような符号語。
The variable length entropy encoding unit 16 generates the shortest code word for the information of this transform coefficient sequence.

を割り当てる符号化を行って、可変長符号からなる符号
化信号を発生する。この符号化信号は、上述のように1
/16に情報量を圧縮された差分画像の情報である。
A coded signal consisting of a variable length code is generated by performing coding that allocates a variable length code. This encoded signal is 1 as described above.
This is information of a differential image whose information amount has been compressed to /16.

一方、2次元離散コサイン逆変m(2D−IDCT)部
17は、2D−DCT部15の変換係数系列の情報に対
して2次元の離散コサイン逆変換を行うことによって、
差分画像を復元する。加算器18はこの差分画像の情報
と予測画面の情報とを1ブロツクごとに加算して、復元
画像の情報を発生する。線形補間部19は、復元画像の
情報に対して線形補間を行って、情報量がV方向および
H方向にそれぞれ2倍の画像情報を発生する。フレーム
メモリ20は、線形補間部19の画像情報を1画面分蓄
積することによって、情報量が1/4に圧縮された予測
画面の情報を発生する。
On the other hand, the two-dimensional discrete cosine inverse transform m (2D-IDCT) unit 17 performs two-dimensional discrete cosine inverse transform on the information of the transform coefficient sequence of the 2D-DCT unit 15, so that
Restore the difference image. The adder 18 adds the difference image information and the predicted image information block by block to generate restored image information. The linear interpolation unit 19 performs linear interpolation on the information of the restored image, and generates image information with twice the amount of information in each of the V direction and the H direction. The frame memory 20 stores the image information of the linear interpolation unit 19 for one screen, thereby generating predicted screen information whose information amount is compressed to 1/4.

次に前処理部において、1/4に情報量を圧縮された画
像情報について再び前回と同様の処理を行うことによっ
て、1/4に情報量を圧縮された差分画像の情報に対す
る符号化信号を発生するとともに、これから復元した復
元画像の情報に対して線形補間を行って、原画像と同一
の情報量を有する予測画面の情報を発生する。
Next, in the preprocessing section, the same processing as the previous time is performed again on the image information whose information amount has been compressed to 1/4, thereby generating an encoded signal for the information of the difference image whose information amount has been compressed to 1/4. At the same time, linear interpolation is performed on the information of the restored image restored from this to generate predicted screen information having the same amount of information as the original image.

さらに前処理部において、情報量を圧縮されない画像情
報について再び同様の処理を行うことによって、原画像
についての差分画像の情報に対する符号化信号を発生す
る。
Furthermore, in the preprocessing section, the same processing is performed again on the image information whose information amount is not compressed, thereby generating an encoded signal for the information of the difference image with respect to the original image.

第6図(b)において、可変長符号復号化部21は、送
信側から送られた可変長符号を復号化して、変換係数の
系列を再生する。2D−IDC7部22はこの変換係数
系列の情報に対して2次元の離散コサイン逆変換を行う
ことによって、差分画像を復元する。加算器23はこの
差分画像の情報と予測画面の情報とを1ブロツクごとに
加算して、復元画像の情報を発生し、フレームメモリ2
4はこの画像情報を1画面分蓄積することによって、も
との画像を復元する。プログラマブル線形補間部25は
、復元画像の情報に対して圧縮比率に応じて変化する割
合で線形補間を行って、画像出力信号を発生する。
In FIG. 6(b), the variable length code decoding unit 21 decodes the variable length code sent from the transmitting side and reproduces a series of transform coefficients. The 2D-IDC 7 unit 22 restores a difference image by performing two-dimensional inverse discrete cosine transform on the information of this transform coefficient series. The adder 23 adds the difference image information and the predicted image information block by block to generate restored image information, and stores the information in the frame memory 2.
4 restores the original image by accumulating this image information for one screen. The programmable linear interpolation unit 25 performs linear interpolation on the information of the restored image at a rate that changes depending on the compression ratio, and generates an image output signal.

一方、線形補間部26はフレームメモリ24における復
元画像に対して線形補間を行って、情報量がV方向およ
びH方向にそれぞれ2倍の画像情報を発生する。この画
像情報は前述の予測画面の情報として用いられる。
On the other hand, the linear interpolation unit 26 performs linear interpolation on the restored image in the frame memory 24 to generate image information with twice the amount of information in the V direction and in the H direction. This image information is used as the above-mentioned predicted screen information.

第7図は、DCT変換符号化システムの基本動作の流れ
を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the basic operation flow of the DCT transform encoding system.

■ 原画像を一定の大きさのブロック(サブピクチャー
)に分割する。
■ Divide the original image into blocks (subpictures) of a certain size.

■ 次にブロックごとに2次元離散コサイン変換の処理
を行う、2次元離散コサイン変換は次式%式% によって示されるものであり、ここで、X (i、 j
)は原画像ブロック、Aは定数、Y (i、 Jl  
は変換係数配列である。
■ Next, two-dimensional discrete cosine transformation is performed for each block.The two-dimensional discrete cosine transformation is expressed by the following formula%, where X (i, j
) is the original image block, A is a constant, Y (i, Jl
is the transform coefficient array.

■ このようにして得られたブロックごとの変換係数に
よって、画像情報の再構成を行う。
(2) Image information is reconstructed using the transform coefficients obtained for each block in this way.

■ 次に伝送の対象とする変換係数の選択を行う。■Next, select the conversion coefficients to be transmitted.

これは、しきい値処理、変換係数のサブサンプリング等
によって行われる。
This is done by thresholding, subsampling of transform coefficients, etc.

■ 次に視覚特性を考慮した変換係数の量子化を行う。■Next, quantize the transformation coefficients taking visual characteristics into consideration.

■ このようにして量子化された変換係数への符号語の
割り当てを行う。
(2) Code words are assigned to the transform coefficients quantized in this way.

このように階層化して符号化を行った場合、情報量を圧
縮した最初の符号化信号は、情報量が少ないので画面の
精細度は低いが、符号化の処理時間が短いので、画面切
り替え時、速やかに1画面の情報を送ることができる。
When encoding is performed in a hierarchical manner in this way, the first encoded signal with the compressed amount of information has a small amount of information, so the screen definition is low, but the encoding processing time is short, so when switching screens , one screen of information can be sent quickly.

この画像は符号化を繰り返すごとに情報量が増加するの
で、次第に精細度が高くなり、最後には原画面の情報が
送られるようになる。
The amount of information in this image increases each time it is encoded, so the definition gradually increases, and eventually the information of the original screen is sent.

従ってこのような階層化符号化方式によれば、静止画像
を間欠的に切り替えて伝送する場合に、画面切り替え時
、最初の画像伝送に時間がかかるため、画面に空白を生
じることを防止できる。
Therefore, according to such a layered encoding method, when still images are intermittently switched and transmitted, it is possible to prevent blanks from appearing on the screen because it takes time to transmit the first image when switching the screen.

このように画像情報をブロックごとに符号化して送信し
、受信側において復号化して元の画像を復元する際に、
DCT順変換および逆変換に用いられる変換係数が有限
項数であるため、再生された情報は完全には復元されず
、折り返し歪みが発生して画質が劣化することがある。
In this way, when image information is encoded and transmitted block by block and decoded on the receiving side to restore the original image,
Since the transform coefficients used in the DCT forward transform and inverse transform have a finite number of terms, the reproduced information is not completely restored, and aliasing distortion may occur and image quality may deteriorate.

このような折り返し歪みによる画質劣化の改善手法とし
て、従来、以下のような各種の方法が考えられている。
Conventionally, various methods such as those described below have been considered as methods for improving image quality deterioration caused by such aliasing distortion.

■ ブロックを構成する画素の信号レベルの分散が十分
小さくなる(高周波成分が小さくなる)ようにするため
に、1ブロツクの大きさを十分小さくする。
(2) The size of one block is made sufficiently small in order to make the dispersion of signal levels of the pixels forming the block sufficiently small (high frequency components are small).

■ 折り返し歪みが発生しないレベルの項数までの変換
係数を、有効係数として取り扱う。
■ Conversion coefficients up to the number of terms at which aliasing does not occur are treated as effective coefficients.

■ 変換係数の演算精度を非常に高くすることによって
、変換係数の近似式を用いたことによる影響を少なくす
る。
■ By increasing the calculation precision of the conversion coefficients to a very high level, the effects of using approximate expressions for the conversion coefficients are reduced.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前項に示されたような従来の折り返し歪みの改善手法は
、それぞれ以下に示すような問題点を有している。
The conventional methods for improving aliasing distortion as described in the previous section each have the following problems.

(1)前項の■に示された1ブロツクの大きさを小さく
する方法では、画像を構成するブロック数を多くするこ
とになるため、処理に必要な時間が増大する。また1回
のDCT演算で表現できる画像のエリアが小さ(なるた
め、符号化による情報量の圧縮効率が低下する。
(1) In the method of reducing the size of one block shown in item (2) in the previous section, the number of blocks constituting an image increases, so the time required for processing increases. In addition, the area of the image that can be expressed by one DCT operation is small (as a result, the efficiency of compressing the amount of information by encoding decreases).

(2)前項の■に示された変換係数を多数項まで有効係
数として扱う方法では、演算が煩雑になるとともに、発
生する符号の情報量の増大をひき起こすことになる。
(2) The method of treating the conversion coefficients up to a large number of terms as effective coefficients as shown in (2) in the previous section not only complicates calculations but also causes an increase in the amount of information in the generated code.

(3)  前項の■に示された変換係数の演算精度を上
げる方法では、DCT演算が煩雑になるとともに、非常
に高い精度の変換係数を取り扱うために、ハードウェア
規模の増大を招くことになる。
(3) The method of increasing the calculation accuracy of transform coefficients shown in item (■) in the previous section not only makes DCT calculations complicated, but also leads to an increase in the hardware scale because it handles transform coefficients with very high precision. .

(4)前項の■〜■のいずれの手法においても、対策を
行うためには、送信側と受信側の双方がおなし劣化改善
手法を前提とした同じ思想に基づいた符号化システムが
構成されている必要があるため、符号化システムの汎用
性が損なわれることになる。
(4) In any of the methods described in the previous section, in order to implement countermeasures, a coding system based on the same idea that assumes that both the transmitting side and the receiving side are compliant with the deterioration improvement method must be configured. This reduces the versatility of the encoding system.

本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、折り返し歪みの改善を受信側の処理のみ
で行うことができ、かつ送信側と受信側の符号化/復号
化のアルゴリズムの統一性を必要としない、折り返し歪
みによる画質劣化改善方式を提供することを目的として
いる。
The present invention is an attempt to solve the problems of the prior art, and is capable of improving aliasing distortion only by processing on the receiving side, and by using encoding/decoding algorithms on the transmitting and receiving sides. The purpose of this invention is to provide a method for improving image quality deterioration due to aliasing distortion, which does not require uniformity.

すなわち本発明は、次のようにして従来技術の課題を解
決しようとするものである。
That is, the present invention attempts to solve the problems of the prior art as follows.

■ ブロックの大きさ、およびDCT変漠の精度を実用
的なレベルに設定して、符号化システムを構成しても(
すなわち折り返し歪みの発生をある程度許容しても)、
それに伴って発生する折り返し歪みを、受信側において
画像処理的な手法を導入することによって、視覚的に見
えに<クシてしまう。
■ Even if you configure the coding system by setting the block size and DCT variation accuracy to practical levels (
In other words, even if some aliasing distortion is allowed),
By introducing an image processing method on the receiving side, the resulting aliasing distortion becomes visually invisible.

■ 受信側だけの処理によって歪み改善の対策を行うこ
とができるようにすることによって、送信側(符号化側
)の処理および符号化データ構成に自由度を残し、汎用
的な符号化システムの構成を可能にする。
■ By making it possible to take measures to improve distortion through processing only on the receiving side, flexibility is left in the processing on the transmitting side (encoding side) and the encoded data structure, making it possible to configure a general-purpose encoding system. enable.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は第1図にその原理的構成を示すように、送信側
lにおいて、画像情報に対して一定のブロックごとに2
次元の離散コサイン変換(以下DCTと略す)を行って
得られたDCT変換係数系列を符号化して伝送し、受信
側2において、これを復号化して得られたDCT変換係
数に対して離散コサイン逆変換を行って画像情報を復元
するDCT変換符号化システムの受信側2において、折
り返し歪み発生予測部3と、画像処理部4とを備えるこ
とによって、受信側の処理だけで適応的な折り返し歪み
による画質劣化の改善を行うようにしたものである。
As shown in FIG. 1, the basic configuration of the present invention is such that, on the transmitting side, two blocks of image information are
The DCT transform coefficient series obtained by performing dimensional discrete cosine transform (hereinafter abbreviated as DCT) is encoded and transmitted, and on the receiving side 2, the discrete cosine inverse is applied to the DCT transform coefficients obtained by decoding this. By providing an aliasing distortion generation prediction unit 3 and an image processing unit 4 on the receiving side 2 of the DCT transform coding system that performs transformation to restore image information, adaptive aliasing can be generated by processing only on the receiving side. This is intended to improve image quality deterioration.

ここで折り返し歪み発生予測部3は、受信したブロック
ごとに得られるDCT変換係数からブロックごとの折り
返し歪み発生を予測して予測結果の出力を発生するもの
であり、画像処理部4はこの予測結果の出力が発生した
とき、そのブロックについて折り返し歪みを改善する画
像処理を行うものである。
Here, the aliasing distortion occurrence prediction unit 3 predicts the occurrence of aliasing distortion for each block from the DCT transform coefficients obtained for each received block, and generates an output of the prediction result, and the image processing unit 4 outputs the prediction result. When this output occurs, image processing is performed on that block to improve aliasing distortion.

〔作用〕[Effect]

DCT変換符号化システムの送信側において、画像情報
に対して一定ブロックごとに画像情報と予測画像との差
分をとる。そしてこの差分に対して2次元の離散コサイ
ン変換(DCT)を行って得られたDCT変換係数系列
を符号化して受信側に伝送する。受信側においては、こ
れを復号化して得られたブロックごとのDCT変換係数
に対して離散コサイン逆変換を行って差分画像を再生し
、これを累加してもとの画像情報を復元する。
On the transmitting side of the DCT transform coding system, the difference between the image information and the predicted image is calculated for each fixed block of image information. Then, a two-dimensional discrete cosine transform (DCT) is performed on this difference, and the resulting DCT transform coefficient sequence is encoded and transmitted to the receiving side. On the receiving side, the DCT transform coefficients obtained for each block are decoded and subjected to inverse discrete cosine transform to reproduce a difference image, which is then accumulated to restore the original image information.

本発明においては、受信側において、伝送されたブロッ
クごとのDCT変換係数からそのブロックにおいて折り
返し歪みを発生するか否かの予測を行う。この予測は例
えばそのブロックにおける、DCT変換係数におけるA
C成分についての検定によって行うことができる。
In the present invention, on the receiving side, it is predicted from the DCT transform coefficients of each transmitted block whether or not aliasing distortion will occur in that block. This prediction is, for example, A in the DCT transform coefficients in that block.
This can be done by testing the C component.

そして折り返し歪み発生が予測されたとき、その部分に
ついて折り返し歪みを改善する画像処理を行う。この場
合の画像処理は、例えば「エツジを保ったノイズ除去」
の手法を適用することによって行うことができる。
When the occurrence of aliasing distortion is predicted, image processing is performed to improve the aliasing distortion for that portion. Image processing in this case is, for example, "noise removal while preserving edges."
This can be done by applying the following method.

このように、受信側において折り返し歪み発生箇所を推
定し、その部分に対して画像処理を行って折り返し歪み
による画質劣化の改善を行うようにしたので、受信側の
処理だけで、折り返し歪みによる画質劣化の改善処理が
可能となる。
In this way, the receiving side estimates the location where aliasing distortion occurs and performs image processing on that area to improve image quality deterioration caused by aliasing distortion. It becomes possible to improve the deterioration.

〔実施例〕〔Example〕

第2図(a)、Φ)は本発明の基本的構成を示し、第6
図(a)、 (b)の場合と同様に階層化符号化の処理
を行うものを例示し、(a)は送信(符号化)側を示し
、(b)は受信(復号化)側を示しており、第6図(a
)。
FIG. 2(a), Φ) shows the basic configuration of the present invention, and the sixth
An example is shown that performs layered encoding processing in the same way as in Figures (a) and (b), where (a) shows the sending (encoding) side and (b) shows the receiving (decoding) side. Figure 6 (a)
).

(ハ)におけると同じものを同じ番号で示し、27はA
CC成分子種検定部28は予測結果記憶部、29は画像
処理部である。
The same items as in (c) are indicated by the same numbers, and 27 is A.
The CC component seed type testing unit 28 is a prediction result storage unit, and 29 is an image processing unit.

本発明においては、折り返し歪み除去の処理は受信(復
号化)側のみにおいて行われるものであり、従って第2
図(a)に示す送信(符号化)側の構成は第6図(a)
に示された従来の場合と全く同様である。
In the present invention, the aliasing distortion removal process is performed only on the receiving (decoding) side, and therefore the second
The configuration of the transmission (encoding) side shown in Figure (a) is shown in Figure 6 (a).
This is exactly the same as the conventional case shown in .

第2図ら)に示す受信側において、可変長符号復号化部
21における可変長符号の復号化による変換係数系列の
再生、2D−IDC7部22における変換係数系列の情
報に対する2次元の離散コサイン逆変換による差分画像
の復元、加算器23における差分画像の情報と予測画面
の情報との加算による復元画像の情報の発生、フレーム
メモリ24における復元画像情報の1画面分の蓄積によ
るもとの画像の復元、プログラマブル線形補間部25に
おける復元画像の情報に対する圧縮比率に応じて変化す
る割合の線形補間による画像出力信号の発生、線形補間
部26におけるフレームメモリ24の復元画像に対する
線形補間による予測画面の情報の発生は、第6図(ハ)
の場合と同様に行われる。
On the receiving side shown in FIG. 2, etc., the variable length code decoding unit 21 decodes the variable length code to reproduce the transform coefficient sequence, and the 2D-IDC 7 unit 22 performs two-dimensional discrete cosine inverse transform on the information of the transform coefficient sequence. generation of restored image information by adding the difference image information and predicted screen information in the adder 23, and restoration of the original image by accumulating one screen worth of restored image information in the frame memory 24. , generation of an image output signal by linear interpolation at a rate that changes according to the compression ratio for the information of the restored image in the programmable linear interpolation unit 25; generation of predicted screen information by linear interpolation of the restored image in the frame memory 24 in the linear interpolation unit 26; The occurrence is shown in Figure 6 (c)
This is done in the same way as in the case of

AC成分子測検定部27は、受信画像における対象ブロ
ックのDCT変換係数のうちのAC成分係数の大きさに
ついて検定を行うことによって、折り返し歪みの発生箇
所の予測を行う。予測の結果は、折り返し歪みの発生の
可能性を1ビツトの情報で表現した信号として出力され
る。
The AC component measurement test unit 27 predicts the location where aliasing distortion occurs by testing the magnitude of the AC component coefficient among the DCT transform coefficients of the target block in the received image. The prediction result is output as a signal expressing the possibility of occurrence of aliasing distortion using 1-bit information.

予測結果記憶部28は、1画面のブロック数分のフレー
ムメモリを構成し、AC成分子測検定部27における折
り返し歪み発生箇所の予測結果を示す1ビツトの情報を
、各ブロックの位置に対応して記憶する。
The prediction result storage unit 28 constitutes a frame memory for the number of blocks in one screen, and stores 1-bit information indicating the prediction result of the aliasing distortion occurrence point in the AC component measurement verification unit 27, corresponding to the position of each block. memorize it.

画像処理部29は、予測結果記憶部28に記憶されてい
るブロックごとの予測結果を参照しながら、折り返し歪
の発生が予想される部分に対して、折り返し歪み除去の
ための処理を行い、最終的に表示される画像情報を作成
する。
The image processing unit 29 refers to the prediction results for each block stored in the prediction result storage unit 28, performs processing to remove aliasing distortion on the portion where aliasing distortion is expected to occur, and then performs processing to remove the aliasing distortion. Create image information to be displayed.

第3図は本発明の一実施例を示したものであって、受信
(復号化)側のみを示しており、第2図Φ)におけると
同じものを同じ番号で示し、30は表示用メモリである
。またAC成分子測検定部27において、31は2D−
DCT部、32はAC成分記憶メモリ、33はAC成分
エネルギー算出部、34は折り返し歪み予測部である。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, showing only the receiving (decoding) side, where the same parts as in FIG. It is. In addition, in the AC component measurement verification section 27, 31 is 2D-
A DCT section, 32 is an AC component storage memory, 33 is an AC component energy calculation section, and 34 is an aliasing distortion prediction section.

第3図の実施例において、表示用メモリ30は、プログ
ラマブル線形補間部25からの線形補間した画像出力信
号を1画面分記憶する。表示用メモリ30に記憶された
1画面分の画像信号は、図示されないデイスプレィ等に
おいて表示のために用いられる。またAC成分子測検定
部27は、受信された変換係数におけるAC成分係数に
ついて、対象ブロックの全AC成分のエネルギーを算出
する。
In the embodiment shown in FIG. 3, the display memory 30 stores the linearly interpolated image output signal from the programmable linear interpolator 25 for one screen. The image signal for one screen stored in the display memory 30 is used for display on a display or the like (not shown). Furthermore, the AC component submeasurement testing unit 27 calculates the energy of all AC components of the target block with respect to the AC component coefficients in the received transform coefficients.

AC成分子測検定部27において、2D−DCT部31
は、フレームメモリ24に蓄積されている1百面分の復
元画像に対して、ブロックごとに2次元の離散コサイン
変換を行って、周波数領域の信号からなる、差分画像の
情報を表す変換係数系列を発生する。AC成分記憶メモ
リ32は、2D−DCT部31からの1ブロック分の周
波数領域の出力信最中のAC成分のみを記憶する。AC
成分エネルギー算出部33は、2D−DCT部31にお
ける変換終了時、AC成分記憶メモリ32の情報を用い
て、1ブロック分のAC成分のエネルギーの合計を算出
する。折り返し歪み予測部34は、AC成分エネルギー
算出部33で算出されたAC成分のエネルギーの合計が
、所定値を超えたとき、高次の変換係数まで大きな値を
もつブロックとして認識し、折り返し歪みを発生する可
能性のある箇所として判定する1ビツトの情報をブロッ
クごとに発生する。
In the AC component measurement verification section 27, the 2D-DCT section 31
performs a two-dimensional discrete cosine transform on each block of the 100 restored images stored in the frame memory 24, and generates a transform coefficient series representing the information of the difference image, which is composed of frequency domain signals. occurs. The AC component storage memory 32 stores only the AC component that is being output from the 2D-DCT section 31 in the frequency domain for one block. A.C.
When the 2D-DCT section 31 completes the conversion, the component energy calculation section 33 uses the information in the AC component storage memory 32 to calculate the total energy of the AC components for one block. When the total energy of the AC components calculated by the AC component energy calculation unit 33 exceeds a predetermined value, the aliasing distortion prediction unit 34 recognizes the block as having a large value up to the high-order transformation coefficients, and calculates the aliasing distortion. One bit of information is generated for each block to determine where the occurrence is likely to occur.

予測結果記憶部2日は、AC成分子測検定部27におい
て得られたブロック単位の領域分割情報を、ブロック位
置に対応して記憶する。
The prediction result storage unit 2 stores the region division information in units of blocks obtained by the AC component measurement verification unit 27 in correspondence with block positions.

画像処理部29は、予測結果記憶部28に記憶されてい
る領域分割の情報を基に、ブロック単位で部分的な画像
処理を行う。この際、折り返し歪みの発生が予想されな
かった部分に対しては、何らの処理も行わないことによ
って、画質劣化改善の処理に伴う、折り返し歪みに無関
係な部分に対する無意味な画像処理による画質の低下を
防止する。
The image processing unit 29 performs partial image processing on a block-by-block basis based on the area division information stored in the prediction result storage unit 28. At this time, by not performing any processing on areas where aliasing distortion is not expected to occur, the image quality is reduced due to meaningless image processing on areas unrelated to aliasing distortion that occurs when processing to improve image quality deterioration. Prevent decline.

折り返し歪みの発生が予測される部分に対しては、例え
ばもとの情報の構造を保ったまま部分的なノイズを除去
する画像処理の手法として知られている、「エツジを保
ったノイズ除去」の手法を適用することによって、折り
返し歪みによって周囲の画像の性質と大きく異なるパタ
ーンが発生した画素の信号レベルを、周囲の画素との関
連性によって補正することができる。
For areas where aliasing distortion is expected to occur, for example, ``edge-preserving noise removal'' is a known image processing method that removes partial noise while preserving the original information structure. By applying this method, it is possible to correct the signal level of a pixel in which a pattern that is significantly different from the properties of the surrounding image due to aliasing distortion is generated based on the relationship with the surrounding pixels.

第4図は、DCT変換係数のAC成分係数に関する検定
の一例を示したものである。
FIG. 4 shows an example of a test regarding AC component coefficients of DCT transformation coefficients.

受信画像における対象ブロックは、MXN画素(第4図
ではM=N−4)からなる1ブロック分の画像情報から
なっている。これに対して2次元の離散コサイン変換(
2D−DCT)を行って、DC成分およびAC成分から
なる変換係数を発生する。このうちAC成分係数エネル
ギーを算出する。AC成分の総エネルギーEは、次式に
よって算出される。
The target block in the received image consists of image information for one block consisting of MXN pixels (M=N-4 in FIG. 4). In contrast, the two-dimensional discrete cosine transform (
2D-DCT) to generate transform coefficients consisting of DC and AC components. Among these, the AC component coefficient energy is calculated. The total energy E of the AC component is calculated by the following equation.

二こで、y目は変換係数の値(信号レベル)、y、。は
DC係数の値(信号レベル)、M、Nはブロックの大き
さである。
In the second row, the y-th value is the value of the conversion coefficient (signal level), y. is the DC coefficient value (signal level), and M and N are the block sizes.

次にE>T)Iであるか否かによって、折り返し歪みの
発生予測を行う、ここでEはAC成分の総エネルギー、
THは予め規定された折り返し歪みの発生予測係数であ
って、総エネルギー31Eについて規定されるものであ
る。
Next, the occurrence of aliasing distortion is predicted depending on whether E>T)I, where E is the total energy of the AC component,
TH is a predefined aliasing distortion occurrence prediction coefficient, and is defined for the total energy 31E.

判定結果E>THであったときは、予測結果として“1
″を予測結果記憶部28に記入する。またそうでないと
きは、予測結果として“0′を予測結果記憶部28に記
入する。
When the judgment result E>TH, the prediction result is “1”.
'' is written in the prediction result storage unit 28. If not, “0” is written in the prediction result storage unit 28 as the prediction result.

このような処理を各ブロックについて順次行い、全ブロ
ックについて行われたとき、処理を終了する。
Such processing is sequentially performed for each block, and when it has been performed for all blocks, the processing is terminated.

第5図(a)、 (b)は、エツジを保ったノイズ除去
9手法(エツジを保存したスムージング)を説明するも
のである。
FIGS. 5(a) and 5(b) illustrate nine noise removal techniques that preserve edges (smoothing that preserves edges).

いま対象画素をX、Yとしたとき、その周辺の25画素
を参照し、第5図(a)に示すような、5角形または6
角形の対象画素を含む8種類のマスクと、第5図(b)
に示すような、対象画素の周囲の3×3画素のマスクと
の合計9種類のマスクのうち、最も分散が少ないマスク
の平均値を対象画素の値とすることによって、エツジを
保存したままノイズを除去することができる。
Now, assuming that the target pixels are X and Y, refer to the surrounding 25 pixels and form a pentagon or six pixels as shown in Figure 5(a).
Eight types of masks including square target pixels and Figure 5(b)
By setting the average value of the mask with the least variance as the value of the target pixel among a total of nine types of masks including 3 × 3 pixel masks surrounding the target pixel as shown in Figure 2, the noise is removed while preserving edges. can be removed.

この方式は、簡単な、ぼけたエツジの先鋭化の手法とし
ても使用することができるものである。
This method can also be used as a simple method for sharpening blurred edges.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、2次元DCT変換
符号化方式において、受信側において折り返し歪み発生
箇所を予測してその部分に対して画像処理を行って折り
返し歪みの改善を行うようにしたので、受信側の処理だ
けで、発生パターンが予測できない自然画像のような多
様な情報に対しても、画像の部分的な性質に対応した、
折り返し歪みによる画質劣化の改善処理を実現すること
ができる。
As explained above, according to the present invention, in the two-dimensional DCT transform encoding method, the receiving side predicts the location where aliasing distortion occurs and performs image processing on that part to improve the aliasing distortion. Therefore, even for a variety of information such as natural images where the generation pattern cannot be predicted by processing on the receiving side alone, it is possible to respond to the partial nature of the image.
It is possible to implement processing to improve image quality deterioration due to aliasing distortion.

本発明によれば、2次元DCT変換符号化システムにお
いて、ブロックの大きさ、変換係数の表現精度等の基本
的要素が規定されていれば、十分な効果を期待できるの
で、簡単な処理で高品質。
According to the present invention, in a two-dimensional DCT transform coding system, sufficient effects can be expected as long as basic elements such as block size and representation accuracy of transform coefficients are specified, so that high performance can be achieved with simple processing. quality.

高能率な符号化システムを実現できるようになる。It becomes possible to realize a highly efficient encoding system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図(a)、
Φ)は本発明の基本的構成を示す図、第3図は本発明の
一実施例を示す図、第4図はDCT変換係数のAC成分
係数に関する検定の一例を示す図、第5図(a)、 (
b)は、エツジを保ったノイズ除去の手法を説明する図
、第6図(a)、 (b)はDCT変換符号化システム
の基本構成を示す図、第7図はDCT変換符号化システ
ムの基本動作の流れを説明する図である。 1.2はDCT変換符号化システムを示し、lは送信部
、2は受信部、3は折り返し歪み発生予測部、4は画像
処理部である。
Fig. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention, Fig. 2(a),
Φ) is a diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an example of verification regarding AC component coefficients of DCT conversion coefficients, and FIG. a), (
b) is a diagram explaining the noise removal method that preserves edges, Figures 6(a) and (b) are diagrams showing the basic configuration of the DCT transform encoding system, and Figure 7 is a diagram showing the basic configuration of the DCT transform encoding system. It is a diagram explaining the flow of basic operation. 1.2 indicates a DCT transform coding system, l is a transmitting section, 2 is a receiving section, 3 is an aliasing distortion occurrence prediction section, and 4 is an image processing section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  送信側(1)において画像情報に対して一定のブロッ
クごとに2次元の離散コサイン変換(以下DCTと略す
)を行って得られたDCT変換係数系列を符号化して伝
送し、受信側(2)において、これを復号化して得られ
たDCT変換係数に対して離散コサイン逆変換を行って
画像情報を復元するDCT変換符号化システムの受信側
(2)において、 受信したブロックごとに得られるDCT変換係数からブ
ロックごとの折り返し歪み発生を予測して予測結果の出
力を発生する折り返し歪み発生予測部(3)と、 該予測結果の出力発生時該ブロックについて折り返し歪
みを改善する画像処理を行う画像処理部(4)とを備え
たことを特徴とする折り返し歪みによる画質劣化改善方
式。
[Claims] A DCT transform coefficient sequence obtained by performing two-dimensional discrete cosine transform (hereinafter abbreviated as DCT) on image information for each predetermined block on the transmitting side (1) is encoded and transmitted. , At the receiving side (2) of the DCT transform encoding system, the DCT transform coefficients obtained by decoding the DCT transform coefficients are subjected to inverse discrete cosine transform to restore image information. an aliasing distortion occurrence prediction unit (3) that predicts the occurrence of aliasing distortion for each block from the DCT transform coefficients obtained for each block and generates an output of a prediction result, and improves the aliasing distortion for the block when the prediction result is output. An image quality deterioration improvement method due to aliasing distortion, characterized by comprising an image processing section (4) that performs image processing.
JP1293845A 1989-11-14 1989-11-14 Method for improving image quality due to aliasing distortion Pending JPH03155280A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0526885A3 (en) * 1991-08-05 1994-03-30 Eastman Kodak Co
EP0577350A3 (en) * 1992-07-02 1994-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd A video signal coding and decoding apparatus with an adaptive edge enhancement filter

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