JPH042275A - 画像信号復号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮血豆１ 本発明は画像信号復号再生装置に関し、特に、圧縮符号
化された画像データのブロック歪を減少させて復号再生
する画像信号復号再生装置に関する。

背景技術 電子スチルカメラにより撮影された画像データのような
ディジタル画像データをメモリに記憶する場合、または
伝送する場合には、データ量を減らすため、各種の圧縮
符号化が行われている。特に２次元直交変換符号化は、
大きな圧縮率で符号化を行うことができ、かつ符号化に
伴う画像歪も抑圧できることから、広く用いられている
。

このような２次元直交変換符号化においては、画像デー
タは所定の数のブロックに分割され、それぞれのブロッ
ク内の画像データが２次元直交変換される。直交変換さ
れた画像データ、すなわち変換係数は、所定の閾値と比
較され、閾値以下の部分の切り捨て（係数切り捨て）が
行われる。係数切り捨てが行われた変換係数は、所定の
量子化ステップ値、すなわち正規化係数により除算され
、ステップ幅による量子化、すなわち正規化が行われる
。その後、正規化された変換係数はハフマン符号化され
、圧縮画像データが得られる。

このような圧縮画像データを復号する場合には、ハフマ
ン復号した後、逆正規化および直交逆変換を行い、元の
画像データを得る。しかしながら、画像データは圧縮符
号化においてブロック化され、直交変換、符号化されて
いるため、復号された画像データにはブロック間に歪が
発生する。

特に変化の少ないなだらかな画像の部分には、ブロック
の境界（エツジ）が目立ち、画像が劣化するという問題
があった。

そこでこのような歪を少なくするため、ローパスフィル
タを使用してブロックの境界に現れるエツジ、すなわち
ブロックの輪郭を和らげることが考えられる。

しかし、再生画像にはシャープネスの劣化が見られ、上
記のようにローパスフィルタを使用した場合には、ロー
パスフィルタによって高周波数成分がカットされるため
、再生画像のシャープネスがさらに劣化するという問題
があった。

目　　的 本発明はこのような従来技術の問題点を解消し、圧縮符
号化された画像データのブロック聞手を減少させた再生
画像データを得ることのできる画像信号復号再生装置を
提供することを目的とする。

光泄し］Ｊｌ逐 本発明によれば、複数のブロックに分割され、各ブロッ
クの画像データについて２次元直交変換符号化を行われ
たディジタル画像データを復号再生する画像信号復号再
生装置は、デジタル画像データを逆正規化する逆正規化
手段と、逆正規化手段により逆正規化されたデータを２
次元直交逆変換する直交逆変換手段と、２次元直交変換
符号化されたディジタル画像データの分割されたブロッ
クごとのアクティビティを算出するアクティビティ算出
手段と、ランダムノイズを発生ずるランダムノイズ発生
手段と、直交逆変換手段により２次元直交逆変換された
画素データに、ランダムノイズ発生手段から発生された
ランダムノイズを付加するランダムノイズ付加手段とを
有し、ランダムノイズ付加手段は、ブロックごとのアク
ティビティに基づいてランダムノイズの付加を行うもの
である。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による画像信号復号再生
装置の実施例を詳細に説明する。

第１図には本発明による画像信号復号再生装置の一実施
例が示されている。

本装置には、圧縮符号化された画像データが入力され復
号再生される。本装置により復号再生される画像データ
は第２図に示すような圧縮符号化装置によって圧縮符号
化された画像データである。第２図に示す装置において
は、入力端子４０がら入力された画像データがブロック
分割部４２において８ｘ８の画素からなる複数のブロッ
クに分割され、２次元直交変換部４４において２次元直
交変換される。さらに、正規化部４６において正規化係
数によって除算されることにより正規化される。正規化
されたデータは、ハフマン符号化部４８においてハフマ
ン符号化される。

ハフマン符号化部４８には、正規化されたデータが第４
図に示すようにジグザグ状にスキャンされて入力される
。正規化された変換係数においては零が連続することが
多いため、零の値のデータの連続する量すなわち零のラ
ン長を検出し、零のラン長および非零の振幅を求め、こ
れを２次元ハフマン符号化する。２次元ハフマン符号化
された画像データが出力端子５０から出力される。

このように圧縮符号化された画像データが、第１図の装
置に入力され、復号される。第１図の復号再生装置はハ
フマン復号部Ｉ２を有する。ハフマン復号部１２には圧
縮符号化された画像データが入力端子ＩＯから入力され
、ハフマン復号される。ハフマン復号された画像データ
は逆正規化部１４に送られ、逆正規化される。すなわち
、第２図の装置においで正規化に使用された正規化係数
を乗算する。逆正規化部１４で逆正規化された画像デー
タは２次元直交逆変換部１６に送られ、２次元直交逆変
換が行われる。２次元直交逆変換部１６で直交逆変換さ
れた画像データはプロ・ンク合成部１８に送られ、複数
のブロックが合成され、元の画像データが得られる。

ブロック合成部１８でブロックが合成された画像データ
はローパスフィルタ補正部２０に送られる。

ローパスフィルタ補正部２０は、後述のようにブロック
のアクティビティが一定値以下の場合に、ブロック境界
付近の画素データに対してローパスフィル−タを用いて
補正を行い、ブロック間歪の補正、すなわちブロックの
境界に現れる輪郭の除去処理を行う。

ローパスフィルタ補正部２０からの出力は、ランダムノ
イズ付加部２２へ送られる。ランダムノイズ付加部２２
は加算器であり、後述するようにアクティビティに応じ
て乗算器３０から送られるランダムノイズを画素データ
に付加する。ランダムノイズ付加部２２からの出力はリ
ミッタ部２６へ送られる。リミッタ部２６は、ランダム
ノイズ付加部２２においてランダムノイズの付加された
画素データを所定の閾値によってクリップする。すなわ
ち、ランダムノイズの付加によって画素データのレベル
が所定の範囲、たとえば０〜２５５から逸脱した場合に
、この画素データが範囲内に収まるように逸脱した部分
をカットする。

リミッタ部２６からの出力は出力端子２４へ出力される
６ ２次元直交逆変換部１６において、２次元直交逆変換さ
れた画像データはブロックアクティビティ算出部３６へ
送られる。ブロックアクティビティ算出部３６は２次元
直交逆変換されたブロックごとの画像データからブロッ
クごとのアクテビティ、すなわちそのブロックに高域周
波数成分の画像データが含まれている程度を算出する。

ブロックアクティビティ算出部３６からの出力はアクテ
ィビティ判定部３８へ送られる。

なお、ブロックアクティビティ算出部３６においてブロ
ックのアクティビティを算出することに代えて、入力端
子ＩＯから入力される圧縮符号化された画像データの符
号化データ量をカウントすることによってブロックのア
クティビティの高低を判断してもよい。符号化データ量
は、アクティビティの高いブロック、すなわち高周波数
成分が多いブロックにおいては多くなり、アクティビテ
ィの低いブロック、すなわち低周波数成分が多いブロッ
クにおいては少なくなる。このように符号化データ量を
カウントする場合には、入力端子１０に接続される符号
化データ量カウンタを設け、符号化データ量をカウント
し、その出力をアクティビティ判定部３８へ送るように
すればよい。アクティビティ判定部３８は、ブロックア
クティビティ算出部３６において算出されたブロックの
アクティビティを所定の閾値Ｔｈと比較し、アクティビ
ティの高低を判定する。アクティビティ判定部３８から
の出力は、ローパスフィルタ選択部２８および係数設定
部３４へ送られる。

ローパスフィルタ選択部２８は、ブロックアクティビデ
ィ判定部３８からの入力によってブロックのアクティビ
ティが所定の値よりも低いか否かにより、ローパスフィ
ルタ補正部２０において使用されるローパスフィルタを
選択する。ローパスフィルタ補正部２０において使用さ
れるローパスフィルタは、第３図に示すように、たとえ
ばブロックの縦方向の境界に沿って各ブロックの境界の
２画素ずつ計４画素を処理するフィルタである。これら
の４つの画素Ｘ　１．Ｘ２．Ｘ３．Ｘ　４が、Ｏ−パス
”）イルタを通過されることにより、画素Ｘ２．Ｘ３は
次の式で表される値に置き換えられる。

Ｘ２二Ｋ　ｌ−Ｘ　１　＋　Ｋ　２・Ｘ２＋に３・Ｘ３
＋に４１Ｘ４−（１１ Ｘ　３　＝Ｋ　ｌ−Ｘ　４　＋Ｋ　２−Ｘ３＋Ｋ　３−
Ｘ　２　＋Ｋ　４・Ｘ　１−（２）ローパスフィルタ選
択部２８は、ブロックアクティビティ判定部３８からの
入力によってフロックのアクティビティが所定の値Ｔｈ
よりも低い場合には、上記式において使用する係数に１
〜に４を次のように設定する。

Ｋ　　Ｉ　　＝２／８．Ｋ　　２　　＝３／８．Ｋ　：
＃＝２／８．Ｋ　　４　　＝　１／８このような係数が
設定されることにより、フロックの境界の画素Ｘ２．Ｘ
３が隣接する画素の値によって補正され、ブロックの輪
郭に現れる歪が減少する。

方、ブロックのアクティビティが所定の値Ｔｈ以上であ
る場合には、係数に１〜に４を次のように設定する。

Ｋｌ＝０、Ｋ２＝１、Ｋ３＝０、Ｋ４＝０このような係
数が設定された場合には、ブロックの境界の画素Ｘ２．
Ｘ３は元の値のままとされ、補正は行われない。

乗算器３０には乱数発生回路３２および係数設定回路３
４が接続されている。乱数発生回路３２は、本装置にお
いては±２、±１．０の中から乱数を発生し、この乱数
がランダムノイズとして用いられる。係数設定回路３４
は、ブロックアクティビティ判定部３８からの入力によ
ってブロックのアクティビティが所定の値よりも低いか
否かにより、係数β＝２またはβ：０を設定し、乗算器
３０へ出力する。β：２が設定された場合には、乱数発
生回路３２から送られる乱数に２が乗算され、ランダム
ノイズ付加部２２に送られる。ランダムノイズ付加部２
２は、乗算器３０から送られたこの乱数をランダムノイ
ズとして、ローパスフィルタ補正部２０から出力される
画素データに付加する。このようなランダムノイズの付
加により、ブロックの境界に現れる輪郭による歪を緩和
することができる。

第５図のフローを参照して１本装置によるブロック歪の
補正動作を説明する。

圧縮された画像データがハフマン復号部１２、逆正規化
部１４．２次元直交逆変換部１６において、それぞれハ
フマン復号、逆正規化、２次元直交逆変換されると、ブ
ロックアクティビティ算出部３６は特定のブロックに注
目し、アクティビティを算出する＋１０２＋。アクティ
ビティ判定部３８は算出されたアクティビティを閾値Ｔ
ｈと比較し、閾値Ｔｈより小さいか否かを判断する（１
０４）　　アクティビティ判定部３８からの出力はロー
パスフィルタ選択部２８および係数設定回路３２へ送ら
れる。

アクティビティが閾値Ｔｈより小さい場合には、ローパ
スフィルタ選択部２８は係数に１〜に４をに１；２、Ｋ
２＝３、Ｋ３＝２、Ｋ４；１に設定する（１０６）　　
　このように係数Ｋを選択されたローパスフィルタによ
り、ローパスフィルタ補正部２０は前記式（１１ｆ２１
によってブロック境界部の画素Ｘ２．Ｘ３を置き換える
。画素Ｘ２．Ｘ３を置き換えられた画素データはランダ
ムノイズイ」加部２２に送られる。

係数設定回路３４はアクティビティが閾値Ｔｈより小さ
い場合には、係数β＝２を設定しく１０８）乗算器３０
へ出力する。乗算器３０は乱数発生回路３２から送られ
る乱数に２を乗算し、ランダムノイズ付加部２２へ出力
する。ランダムノイズ付加部２２はローパスフィルタ補
正部２０から送られた画素データに１乗算器３０から送
られる、乱数に２を乗算したデータを付加する。ランダ
ムノイズが付加された画素データはリミッタ部２６に送
られる。リミッタ部２６は、本実施例では画素データの
レベルがＯ〜２５５の範囲となるように、この範囲を越
えるデータの越える部分をクリップする６ 復号再生され、ブロック合成部１８から出力される画素
データはＯ〜２５５の範囲の値をとる。したがってロー
パスフィルタ補正部２０から出力される画素データも０
〜２５５の範囲の値をとる。ランダムノイズ付加部２２
において、この画素データにランダムノイズが付加され
ることにより、画素データは０〜２５５の範囲を越える
ことがあるため、その部分をリミッタ部２６によりカッ
トする。

ステップ１０４においてアクティビティが閾値Ｔｈより
小さくない場合には、ローパスフィルタ選択部２８は係
数Ｋｌ−に４を Ｋｌ＝０、Ｋ２＝１、Ｋ３＝０、Ｋ４＝０に設定するｆ
ｌｌＯ）　　このように係数Ｋを選択されたローパスフ
ィルタにより、ローパスフィルタ補正部２０は前記式（
１１＋２１によってブロック境界部の画素Ｘ２．Ｘ３を
処理する。この場合には上記のように係数Ｋを選択する
ことによって、画素Ｘ２゜ｘ３がそのまま出力される。

ローパスフィルタ補正部２０からの画素データはランダ
ムノイズ付加部２２に送られる。

係数設定回路３４はアクティビティが閾値Ｔｈより小さ
くない場合には、係数β二〇を設定しｆｌ１２）　、乗
算器３０へ出力する。乗算器３０は乱数発生回路３２か
ら送られる乱数に０を乗算し、ランダムノイズ付加部２
２へ出力する。したがって、この場合にはランダムノイ
ズ付加部２２へは乱数が出力されないため、ランダムノ
イズ付加部２２はローパスフィルタ補正部２０から送ら
れた画素データにランダムノイズの付加を行わない。し
たがって、リミッタ部２６に送られた画素データはクリ
ップを行われない。

本装置によれば、上記のようにブロックのアクティビテ
ィが低い場合に、ローパスフィルタによるブロック境界
部の画素の補正を行い、かつランダムノイズの付加を行
う。したがって、アクティビティが低い、ブロックの輪
郭歪の目立つ画像の場合に、ローパスフィルタおよびラ
ンダムノイズの付加によって輪郭歪を除去することがで
きる。

一方、アクティビティが高い画像の場合には、ブロック
の輪郭歪が目立たないため、ローパスフィルタによる画
素の補正およびランダムノイズの付加を行わない。した
がって、ローパスフィルタやランダムノイズの付加によ
ってシャープネスの劣化が生しることがない。

なお、上記の例ではブロックアクティビティ算出部３６
において各ブロックのアクティビティを算出しているが
、隣接するブロックとのアクティビティを差を算出し、
この値に基づいてローパスフィルタやランダムノイズの
付加によるブロック聞手の補正を行うようにしてもよい
。

隣接するブロック間において、低周波数成分や高周波数
成分の含まれている程度の差が小さいときにはブロック
の境界にあられれる歪が目立つから、ローパスフィルタ
やランダムノイズの付加によるブロック聞手の処理を行
い、差が大きいときにはブロックの境界にあられれる歪
が目立たないから、ブロック聞手の処理を行わない。

なお、ローパスフィルタ補正部２０によるブロック聞手
の補正を省略し、ランダムノイズ付加部２２によるラン
ダムノイズの付加のみを行うようにしてもよい。

効　　果 本発明によれば、ブロックごとに算出したアクティビテ
ィに基づいて１画素データにランダムノイズの付加を行
う。したがって、アクティビティが低く、ブロック間の
歪が目立つ画像については、ブロック聞手を確実に除去
し、一方、アクティビティが高く、ブロック間の歪が目
立たない画像については、ランダムノイズの付加を行わ
ないことによりシャープネスの劣化を防ぐことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像信号復号再生装置の一実施
例を示すブロック図、 第２図は、画像信号圧縮符号化装置の一例を示すプロ・
ンク図、 第３図は、ブロック境界部の画素データを示す図、 第４図は、ハフマン符号化の順序を示す図、第５図は、 ブロック間歪の補正動作を示す図で ある。 主要部　の　８の説明 ハフマン復号部 逆正規化部 ２次元直交逆変換部 ブロック合成部 ローパスフィルタ補正部 ランダムノイズ付加部 ローパスフィルタ選択部 乗算器 乱数発生回路 ブロックアクティビティ算田部 アクティビティ判定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のブロックに分割され、各ブロックの画像デー
   タについて２次元直交変換符号化を行われたディジタル
   画像データを復号再生する画像信号復号再生装置におい
   て、該装置は、 前記デジタル画像データを逆正規化する逆正規化手段と
   、 該逆正規化手段により逆正規化されたデータを２次元直
   交逆変換する直交逆変換手段と、 前記２次元直交変換符号化されたディジタル画像データ
   の分割されたブロックごとのアクティビティを算出する
   アクティビティ算出手段と、ランダムノイズを発生する
   ランダムノイズ発生手段と、 前記直交逆変換手段により２次元直交逆変換された画素
   データに、前記ランダムノイズ発生手段から発生された
   ランダムノイズを付加するランダムノイズ付加手段とを
   有し、 前記ランダムノイズ付加手段は、前記ブロックごとのア
   クティビティに基づいて前記ランダムノイズの付加を行
   うことを特徴とする画像信号復号再生装置。 ２、請求項１に記載の装置において、該装置はさらに、 前記ブロックごとのアクティビティに基づいて、前記ブ
   ロックの境界部分の画素データをローパスフィルタによ
   って処理するローパスフィルタ補正手段を有し、 前記ランダムノイズ付加手段は、前記ローパスフィルタ
   補正手段によって処理された前記画素データに前記ラン
   ダムノイズの付加を行うことを特徴とする画像信号復号
   再生装置。 ３、請求項１または２に記載の装置において、前記ラン
   ダムノイズ付加手段は、前記ブロックごとのアクティビ
   ティを所定の閾値と比較し、前記アクティビティが前記
   閾値よりも小さいブロックについてのみ、前記ランダム
   ノイズの付加を行うことを特徴とする画像信号復号再生
   装置。