JPH05304610A - 画像データ復号化方法及び装置 - Google Patents
画像データ復号化方法及び装置Info
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- JPH05304610A JPH05304610A JP4208054A JP20805492A JPH05304610A JP H05304610 A JPH05304610 A JP H05304610A JP 4208054 A JP4208054 A JP 4208054A JP 20805492 A JP20805492 A JP 20805492A JP H05304610 A JPH05304610 A JP H05304610A
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- 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
(57)【要約】
【目的】 ブロック変換圧縮アルゴリズムによる圧縮画
像からブロック不純物を除去する。 【構成】 圧縮画像データはデコーダ26で復号化され
てi列/j行目の変換係数ブロックTijとなり、逆変換
器28及び周波数分析器32に送られる。逆変換器28
は、復号化された変換係数を、ブロック不純物を伴う復
元画像データブロックRijに変換する。周波数分析器3
2は、デコーダ26からの変換係数ブロックTijの係数
の大きさを分析して隣接ブロック間のブロック不純物の
除去に必要なぼかし量を決定し、現行復元画像ブロック
Rijとその行での先行ブロックRi- 1 j との間の垂直境
界域のぼかし量を制御するための垂直方向ぼかし因子B
v と、現行復元画像ブロックRijと前行の隣接ブロック
Ri j-1 との間の水平境界域のぼかし量を制御するため
の水平方向ぼかし因子Bh とを生成する。ぼかしフィル
タ34は、これらの因子に基づき、ブロック境界沿いの
ピクセルを隣接ブロックの隣接ピクセルとともにぼか
し、ブロック不純物を含まない元の画像を生成する。
像からブロック不純物を除去する。 【構成】 圧縮画像データはデコーダ26で復号化され
てi列/j行目の変換係数ブロックTijとなり、逆変換
器28及び周波数分析器32に送られる。逆変換器28
は、復号化された変換係数を、ブロック不純物を伴う復
元画像データブロックRijに変換する。周波数分析器3
2は、デコーダ26からの変換係数ブロックTijの係数
の大きさを分析して隣接ブロック間のブロック不純物の
除去に必要なぼかし量を決定し、現行復元画像ブロック
Rijとその行での先行ブロックRi- 1 j との間の垂直境
界域のぼかし量を制御するための垂直方向ぼかし因子B
v と、現行復元画像ブロックRijと前行の隣接ブロック
Ri j-1 との間の水平境界域のぼかし量を制御するため
の水平方向ぼかし因子Bh とを生成する。ぼかしフィル
タ34は、これらの因子に基づき、ブロック境界沿いの
ピクセルを隣接ブロックの隣接ピクセルとともにぼか
し、ブロック不純物を含まない元の画像を生成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、概してデジタル画像処
理の方法に関し、特に変換に基づく画像圧縮により生ず
るブロック不純物を修正する方法に関する。
理の方法に関し、特に変換に基づく画像圧縮により生ず
るブロック不純物を修正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル画像は膨大な量のデータにより
構成される。この種のデータをデジタル媒体に記憶する
には、一般に多額の費用を要し、デジタル画像の送信に
は広い帯域幅または長時間を要する。画像から冗長な情
報を除去して画像データを圧縮するアルゴリズムが、こ
れまでに多数開発されている。これらのアルゴリズムの
目的は、画像表現に要するデータ量を減少するとともに
画像の劣化を最小限にとどめることにある。
構成される。この種のデータをデジタル媒体に記憶する
には、一般に多額の費用を要し、デジタル画像の送信に
は広い帯域幅または長時間を要する。画像から冗長な情
報を除去して画像データを圧縮するアルゴリズムが、こ
れまでに多数開発されている。これらのアルゴリズムの
目的は、画像表現に要するデータ量を減少するとともに
画像の劣化を最小限にとどめることにある。
【0003】変換符号化は、データ圧縮技術として良く
知られた方法のひとつである。この方法は、画像データ
を変換して一連の係数を求め、これを例えば各係数ごと
にそれぞれ異なったビット数で符号化するものである。
特に、使用するビット数は、特定の係数に関する変化量
の対数に基づく。受像機では、符号化された係数データ
を用いて係数値を復元し、元の変換の逆変換を行って元
のデータを表す画像を得る。
知られた方法のひとつである。この方法は、画像データ
を変換して一連の係数を求め、これを例えば各係数ごと
にそれぞれ異なったビット数で符号化するものである。
特に、使用するビット数は、特定の係数に関する変化量
の対数に基づく。受像機では、符号化された係数データ
を用いて係数値を復元し、元の変換の逆変換を行って元
のデータを表す画像を得る。
【0004】変換符号化のひとつとして、画像特性の局
部変化に対応するため、ブロック画像符号化がしばしば
用いられる。ブロック画像符号化においては、ディジタ
ル化された画像が小さな矩形区域(すなわちブロック)
に分解され、これが変換符号化されて、例えば、ディジ
タル通信チャネルにより送信される。受像機では、この
ブロックが復号され、再集合されて画像が復元される。
代表的な場合として、512×512の画素(ピクセ
ル)アレイで構成される画像は、各ブロックに8×8ピ
クセルを含む64×64ブロックのアレイと見ることが
できる。
部変化に対応するため、ブロック画像符号化がしばしば
用いられる。ブロック画像符号化においては、ディジタ
ル化された画像が小さな矩形区域(すなわちブロック)
に分解され、これが変換符号化されて、例えば、ディジ
タル通信チャネルにより送信される。受像機では、この
ブロックが復号され、再集合されて画像が復元される。
代表的な場合として、512×512の画素(ピクセ
ル)アレイで構成される画像は、各ブロックに8×8ピ
クセルを含む64×64ブロックのアレイと見ることが
できる。
【0005】この種の符号化には、数種類の変換方法が
一般に用いられる。典型的変換として、フーリエ変換、
余弦変換、ハダマード(Hadamard)変換、及びハール
(Harr)変換がある。これらの変換方法では、M×Nブ
ロックの画像データを操作してM×Nアレイの係数を生
成する。これらの係数は、元の画像の固有空間周波数に
関係するという性質を有する。通常、係数の2次元アレ
イが1次元アレイに配列され、1次元アレイでは係数が
最低周波数から最高周波数へとほぼ順序づけされる。次
いで、この1次元アレイが符号化され、送信される。
一般に用いられる。典型的変換として、フーリエ変換、
余弦変換、ハダマード(Hadamard)変換、及びハール
(Harr)変換がある。これらの変換方法では、M×Nブ
ロックの画像データを操作してM×Nアレイの係数を生
成する。これらの係数は、元の画像の固有空間周波数に
関係するという性質を有する。通常、係数の2次元アレ
イが1次元アレイに配列され、1次元アレイでは係数が
最低周波数から最高周波数へとほぼ順序づけされる。次
いで、この1次元アレイが符号化され、送信される。
【0006】変換方法も種々ある中で、離散余弦変換
(DCT;Discrete Cosine Transform )は最も普通に
用いられる。これは、国際標準化機構(ISO)の合同
写真専門家グループ(JPEG)が、損失の多い多重ビ
ット画像圧縮に対する標準として提案したものである。
DCTがよく用いられるのは、元の画像の大部分の情報
が、変換された画像中では、周波数の低い係数からなる
比較的小さなグループに集中される傾向にあるからであ
る。ついでこれらの係数が効率的に符号化されて、所望
の圧縮が得られる。
(DCT;Discrete Cosine Transform )は最も普通に
用いられる。これは、国際標準化機構(ISO)の合同
写真専門家グループ(JPEG)が、損失の多い多重ビ
ット画像圧縮に対する標準として提案したものである。
DCTがよく用いられるのは、元の画像の大部分の情報
が、変換された画像中では、周波数の低い係数からなる
比較的小さなグループに集中される傾向にあるからであ
る。ついでこれらの係数が効率的に符号化されて、所望
の圧縮が得られる。
【0007】ブロック画像符号化の主な欠点は、画像が
符号化処理によって劣化し、かつ復元されたブロックの
境界域が復元画像で明らかに見えてしまうことである。
特に、これは量子化ノイズがブロック内ではおおむね相
関するが、ブロックとブロックの間では独立して、ブロ
ック境界域でミスマッチを生ずるためである。ブロック
化によるこれらのアーティファクト(以下、不純物とい
う)があるため、復元された画像は“タイル状”に見え
る。
符号化処理によって劣化し、かつ復元されたブロックの
境界域が復元画像で明らかに見えてしまうことである。
特に、これは量子化ノイズがブロック内ではおおむね相
関するが、ブロックとブロックの間では独立して、ブロ
ック境界域でミスマッチを生ずるためである。ブロック
化によるこれらのアーティファクト(以下、不純物とい
う)があるため、復元された画像は“タイル状”に見え
る。
【0008】このブロック不純物を減少するための技術
がいくつか先行技術に記述されている。その大半は、符
号器に何らかの変更を加え、画像の復元時に不純物がな
いようにするものである。ひとつの方法は、ブロックを
わずかに、例えば1画素分重複させ、受像機で重複ブロ
ックの各々から復元されたピクセルの平均を用いて、重
複部分を復元することである。
がいくつか先行技術に記述されている。その大半は、符
号器に何らかの変更を加え、画像の復元時に不純物がな
いようにするものである。ひとつの方法は、ブロックを
わずかに、例えば1画素分重複させ、受像機で重複ブロ
ックの各々から復元されたピクセルの平均を用いて、重
複部分を復元することである。
【0009】また別の方法が米国特許第4, 754, 4
92号に記述されている。その方法では、ブロック中の
画像データが近隣のブロックの画像データと共に事前フ
ィルタリングされ、次いで変換され符号化される。復元
には、ブロックの反転変換及び事後フィルタリングが行
われる。
92号に記述されている。その方法では、ブロック中の
画像データが近隣のブロックの画像データと共に事前フ
ィルタリングされ、次いで変換され符号化される。復元
には、ブロックの反転変換及び事後フィルタリングが行
われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、画像
の発信元でも受信先でも適切なアルゴリズムを実行でき
るならば利用できよう。しかし、圧縮画像を受けるユー
ザは、画像を符号化する特定の技術を駆使できない場合
が多い。例えば、JPEG委員会で標準仕様として提案
されたDCT圧縮アルゴリズムでは、復号した画像から
ブロック不純物を除去する符号化方法をとくに定めてい
ないので、これを除くには他になんらかの方法を用いな
ければならない。
の発信元でも受信先でも適切なアルゴリズムを実行でき
るならば利用できよう。しかし、圧縮画像を受けるユー
ザは、画像を符号化する特定の技術を駆使できない場合
が多い。例えば、JPEG委員会で標準仕様として提案
されたDCT圧縮アルゴリズムでは、復号した画像から
ブロック不純物を除去する符号化方法をとくに定めてい
ないので、これを除くには他になんらかの方法を用いな
ければならない。
【0011】また別のよく用いられる方法は、ローパス
フィルタを使用して画像のブロック境界域にぼかしを入
れることである。この方法は、画像圧縮中に特別の処理
を要さないのが利点である。この方法は、ブロック化に
よる影響を減ずる上でたいへん効果的であるが、ブロッ
ク境界域沿いの高周波数の細部をぼかしてしまうため、
画像の鮮明度がかなり失われる。この問題に対処するも
うひとつの方法は、画像のRMSエラーを調べることで
ある。低周波数領域では、画像をぼかすと画像のRMS
エラーは減少するが、高周波数領域では、後続のピクセ
ルの相関が少ないため、画像をぼかすとRMSエラーが
大幅に増大する。
フィルタを使用して画像のブロック境界域にぼかしを入
れることである。この方法は、画像圧縮中に特別の処理
を要さないのが利点である。この方法は、ブロック化に
よる影響を減ずる上でたいへん効果的であるが、ブロッ
ク境界域沿いの高周波数の細部をぼかしてしまうため、
画像の鮮明度がかなり失われる。この問題に対処するも
うひとつの方法は、画像のRMSエラーを調べることで
ある。低周波数領域では、画像をぼかすと画像のRMS
エラーは減少するが、高周波数領域では、後続のピクセ
ルの相関が少ないため、画像をぼかすとRMSエラーが
大幅に増大する。
【0012】本発明の目的は、ブロック変換圧縮アルゴ
リズムによって圧縮された画像からブロック不純物を取
り除く改良法とそのための装置を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、ブロック不純物の除去を単
に復号処理の一部として行う方法及び装置を提供するこ
とにある。
リズムによって圧縮された画像からブロック不純物を取
り除く改良法とそのための装置を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、ブロック不純物の除去を単
に復号処理の一部として行う方法及び装置を提供するこ
とにある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、画像
の境界域を適切に処理して、画像の高周波数細部をぼか
すことなく画像のブロック不純物を減少する方法であ
る。本発明は、単に圧縮デコーダの一部分として作用す
る。
の境界域を適切に処理して、画像の高周波数細部をぼか
すことなく画像のブロック不純物を減少する方法であ
る。本発明は、単に圧縮デコーダの一部分として作用す
る。
【0014】ブロック変換デコーダは、圧縮画像データ
から変換係数を復号化する手段を含む。これらの係数
は、次いで逆変換され、元のデータを表す画像ブロック
が復元される。本発明においては、復号化された変換係
数が周波数分析器で評価される。周波数分析器は、隣接
ブロックの境界域に与えるべき適切なぼかし量を決定す
る。その決定が、ブロック間の境界沿いのピクセルをぼ
かす可変強度ローパスフィルタに送られる。
から変換係数を復号化する手段を含む。これらの係数
は、次いで逆変換され、元のデータを表す画像ブロック
が復元される。本発明においては、復号化された変換係
数が周波数分析器で評価される。周波数分析器は、隣接
ブロックの境界域に与えるべき適切なぼかし量を決定す
る。その決定が、ブロック間の境界沿いのピクセルをぼ
かす可変強度ローパスフィルタに送られる。
【0015】本発明は、変換された画像が画像の周波数
成分を表すものであるような変換方法に適用する。フー
リエ変換、余弦変換、ハダマード変換、ハール変換は、
いずれもこの範疇のものである。本発明の方法により、
周波数分析器で変換されたデータの係数の位置及び大き
さを調べるだけで、画像の高周波細部の量が容易に決め
られるのである。
成分を表すものであるような変換方法に適用する。フー
リエ変換、余弦変換、ハダマード変換、ハール変換は、
いずれもこの範疇のものである。本発明の方法により、
周波数分析器で変換されたデータの係数の位置及び大き
さを調べるだけで、画像の高周波細部の量が容易に決め
られるのである。
【0016】
【実施例】本発明の好適な一実施例は、ISOのJPE
G委員会にて採用されたDCTアルゴリズムに適用され
る。この実施例は、ブロックの周波数成分にもとづいて
ブロック境界域を適切にぼかすことによって、DCTア
ルゴリズムのブロックの不純物を修正する方法を提供す
るものである。低周波数ブロックは非常にぼけるが、高
周波数ブロックはほとんどぼけない。
G委員会にて採用されたDCTアルゴリズムに適用され
る。この実施例は、ブロックの周波数成分にもとづいて
ブロック境界域を適切にぼかすことによって、DCTア
ルゴリズムのブロックの不純物を修正する方法を提供す
るものである。低周波数ブロックは非常にぼけるが、高
周波数ブロックはほとんどぼけない。
【0017】DCTは、画像を周波数領域に変換するの
で、DCT係数(例えば、変換されたブロック中で最も
高い非ゼロ係数の周波数におけるぼかしの量)に基づい
てブロック境界域を適切にぼかすことができるのであ
る。
で、DCT係数(例えば、変換されたブロック中で最も
高い非ゼロ係数の周波数におけるぼかしの量)に基づい
てブロック境界域を適切にぼかすことができるのであ
る。
【0018】図1は、周知の画像データへの変換適用方
法を示すものである。ブロック10に示す元のM×Nの
画像データは、前述のいずれの変換アルゴリズムを用い
てもブロック12のM×N係数のアレイに変換すること
ができる。この変換された画像は元の画像に似ていな
い。ついで変換係数に逆変換操作を適用すると、ブロッ
ク14で元の画像を表す復元画像が得られる。変換係数
が無限の精度で記憶されれば、新たに復元された画像は
元の画像と全く同じものとなるといってもよいであろ
う。
法を示すものである。ブロック10に示す元のM×Nの
画像データは、前述のいずれの変換アルゴリズムを用い
てもブロック12のM×N係数のアレイに変換すること
ができる。この変換された画像は元の画像に似ていな
い。ついで変換係数に逆変換操作を適用すると、ブロッ
ク14で元の画像を表す復元画像が得られる。変換係数
が無限の精度で記憶されれば、新たに復元された画像は
元の画像と全く同じものとなるといってもよいであろ
う。
【0019】図2は、画像圧縮において一般に用いられ
る変換方法を示すものである。まず、変換時における計
算の必要性を軽減するため、ブロック16で画像データ
がN×Nブロックのタイル状に区分けされる。次いで各
ブロックはブロック18で変換され、そしてその変換係
数は、ブロック20で幾分かの精度損失を伴って符号化
され、圧縮画像データとなる。この圧縮データが、記憶
されあるいは送信される。画像を復元するには、圧縮デ
ータがブロック22のN×Nブロックの変換係数に復号
化され、それに逆変換が適用される。次いで、ブロック
24における復元された画像ブロックが再集合され、元
の画像を表す新たな画像となる。
る変換方法を示すものである。まず、変換時における計
算の必要性を軽減するため、ブロック16で画像データ
がN×Nブロックのタイル状に区分けされる。次いで各
ブロックはブロック18で変換され、そしてその変換係
数は、ブロック20で幾分かの精度損失を伴って符号化
され、圧縮画像データとなる。この圧縮データが、記憶
されあるいは送信される。画像を復元するには、圧縮デ
ータがブロック22のN×Nブロックの変換係数に復号
化され、それに逆変換が適用される。次いで、ブロック
24における復元された画像ブロックが再集合され、元
の画像を表す新たな画像となる。
【0020】図3は、典型的先行技術のブロック変換デ
コーダを示す。デコーダ26は、圧縮入力画像データを
読み取り、復号化された変換係数のブロックを生成す
る。逆変換器28はデコーダ26が出力した係数に逆変
換操作を行い、復元された画像のブロックを生成する。
コーダを示す。デコーダ26は、圧縮入力画像データを
読み取り、復号化された変換係数のブロックを生成す
る。逆変換器28はデコーダ26が出力した係数に逆変
換操作を行い、復元された画像のブロックを生成する。
【0021】本発明の好適な一実施例を図4に示す。ボ
ックス30内には図3に示したシステムが配置されてお
り、さらに周波数分析器32及びぼかしフィルタ34が
追加されている。圧縮画像データはデコーダ26に入
り、ここで、復号化された変換係数のブロックTij(i
列/j行目のタイル状像区分ブロック)が生成される。
これらの係数は、次いで逆変換器28及び周波数分析器
32に送られる。逆変換器28は、復号化された変換係
数を、復元された画像データのブロックRijに変換す
る。この復元画像データは元の画像を表すが、ブロック
不純物を伴っている。デコーダ26からの画像データは
また、周波数分析器32にも送られ、ここでブロックT
ijの係数の大きさが分析され、隣接ブロック間のブロッ
ク不純物を除去するのに必要なぼかし量が決定される。
現在の復元画像ブロックRijとその行の前のブロックR
i-1 j との間の垂直境界域に与えられるぼかし量を制御
するための垂直方向のぼかし因子Bv が生成される。現
在の復元画像ブロックRijと前行の隣接ブロックR
i j-1 との間の水平境界域に与えられるぼかし量を制御
するための水平方向のぼかし因子が生成される。これら
の決定因子はぼかしフィルタ34に送られる。ぼかしフ
ィルタ34は、ブロック境界沿いのピクセルを隣のブロ
ックの隣接ピクセルとともにぼかし、ブロック不純物を
含まない元の画像表現を新たに生成する。
ックス30内には図3に示したシステムが配置されてお
り、さらに周波数分析器32及びぼかしフィルタ34が
追加されている。圧縮画像データはデコーダ26に入
り、ここで、復号化された変換係数のブロックTij(i
列/j行目のタイル状像区分ブロック)が生成される。
これらの係数は、次いで逆変換器28及び周波数分析器
32に送られる。逆変換器28は、復号化された変換係
数を、復元された画像データのブロックRijに変換す
る。この復元画像データは元の画像を表すが、ブロック
不純物を伴っている。デコーダ26からの画像データは
また、周波数分析器32にも送られ、ここでブロックT
ijの係数の大きさが分析され、隣接ブロック間のブロッ
ク不純物を除去するのに必要なぼかし量が決定される。
現在の復元画像ブロックRijとその行の前のブロックR
i-1 j との間の垂直境界域に与えられるぼかし量を制御
するための垂直方向のぼかし因子Bv が生成される。現
在の復元画像ブロックRijと前行の隣接ブロックR
i j-1 との間の水平境界域に与えられるぼかし量を制御
するための水平方向のぼかし因子が生成される。これら
の決定因子はぼかしフィルタ34に送られる。ぼかしフ
ィルタ34は、ブロック境界沿いのピクセルを隣のブロ
ックの隣接ピクセルとともにぼかし、ブロック不純物を
含まない元の画像表現を新たに生成する。
【0022】図5に示すジグザグ・パターンで係数の順
序付けをする方法はよく知られている。この方法は、係
数を最低空間周波数から最高空間周波数へと順序づけて
いく方法にほぼ対応する。このパターンを用いるのは、
類似する周波数をグループ化してデータの符号化をより
効率的にすることができるからである。
序付けをする方法はよく知られている。この方法は、係
数を最低空間周波数から最高空間周波数へと順序づけて
いく方法にほぼ対応する。このパターンを用いるのは、
類似する周波数をグループ化してデータの符号化をより
効率的にすることができるからである。
【0023】本発明の好適な一実施例によれば、ブロッ
ク境界域沿いのぼかし量は、隣接する両ブロック中にお
ける非ゼロ係数の最高値に依存する。8×8アレイの変
換された値がほぼ周波数の増加する順に1次元リストに
配列される。図5は、8×8アレイの係数がほぼ周波数
の増加する順に1次元リストに変換される様を示す。こ
のリスト中の非ゼロ係数の最高値、すなわちカットオフ
周波数は、復号手順の結果として既知なので、この値は
記憶され後に周波数分析器32で使用される。周波数分
析器32の機能は、この1次元リストをブロックごとに
調べて、ブロック境界域に与える適切なぼかし量を決め
ることである。図6に示す好適な実施例では、活性度レ
ベルAijは、活性度分析器36で決定される。この活性
度レベルは、リストにおける最後の係数の位置に対応
し、その値は既定のしきい値を越えている。活性度レベ
ルAijはこのようにして効率化のため選択される。活性
度レベルは、次いで活性度レベル記憶部38に記憶さ
れ、その間2つの隣接するブロックAi-1 j 及びA
i j-1 の活性度レベルが活性度レベル記憶部38から読
み出される。これらの3つの値は、ぼかし選択部40に
送られて所要量のぼかしBv 及びBh が決定され、現復
元画像ブロックRijと先行隣接復元画像ブロックとの間
の水平及び垂直境界域に与えられる。
ク境界域沿いのぼかし量は、隣接する両ブロック中にお
ける非ゼロ係数の最高値に依存する。8×8アレイの変
換された値がほぼ周波数の増加する順に1次元リストに
配列される。図5は、8×8アレイの係数がほぼ周波数
の増加する順に1次元リストに変換される様を示す。こ
のリスト中の非ゼロ係数の最高値、すなわちカットオフ
周波数は、復号手順の結果として既知なので、この値は
記憶され後に周波数分析器32で使用される。周波数分
析器32の機能は、この1次元リストをブロックごとに
調べて、ブロック境界域に与える適切なぼかし量を決め
ることである。図6に示す好適な実施例では、活性度レ
ベルAijは、活性度分析器36で決定される。この活性
度レベルは、リストにおける最後の係数の位置に対応
し、その値は既定のしきい値を越えている。活性度レベ
ルAijはこのようにして効率化のため選択される。活性
度レベルは、次いで活性度レベル記憶部38に記憶さ
れ、その間2つの隣接するブロックAi-1 j 及びA
i j-1 の活性度レベルが活性度レベル記憶部38から読
み出される。これらの3つの値は、ぼかし選択部40に
送られて所要量のぼかしBv 及びBh が決定され、現復
元画像ブロックRijと先行隣接復元画像ブロックとの間
の水平及び垂直境界域に与えられる。
【0024】しきい値は通常、効率がきわめてよくなる
ゼロに設定される。デコーダ26は、符号化されたリス
トの最後の非ゼロ係数の位置を識別する。これは標準J
PEGアルゴリズムでは、ブロック末端符号は最後の非
ゼロ係数の後に送信されることを要するからである。
ゼロに設定される。デコーダ26は、符号化されたリス
トの最後の非ゼロ係数の位置を識別する。これは標準J
PEGアルゴリズムでは、ブロック末端符号は最後の非
ゼロ係数の後に送信されることを要するからである。
【0025】好適な実施例においては、2つのぼかし因
子Bv 及びBh は、ぼかし選択部40内で、2つの隣接
するブロックからの活性度レベル(Bv に対しAij及び
Ai j-1 、Bh に対しAij及びAi j-1 )をぼかし値の
2次元テーブルの指標として用いることにより、決定さ
れる。テーブル中のぼかし値は、境界域沿いのピクセル
のRMSエラーが最小限になるように実験的に決定され
る。結果として、復元画像のRMSエラーを低減させつ
つ、ブロック不純物を除去することができる。ぼかしフ
ィルタ34は、ぼかし値としてゼロから1の間の数を使
用する。このフィルタは、境界域沿いの各ピクセルごと
に、ピクセルの元の値P1 と隣接ブロックの隣接ピクセ
ルの値P2 を用いて、元の値に代わる新たな値P1 ′を
決める。P1 ′は、次の等式によって計算される。
子Bv 及びBh は、ぼかし選択部40内で、2つの隣接
するブロックからの活性度レベル(Bv に対しAij及び
Ai j-1 、Bh に対しAij及びAi j-1 )をぼかし値の
2次元テーブルの指標として用いることにより、決定さ
れる。テーブル中のぼかし値は、境界域沿いのピクセル
のRMSエラーが最小限になるように実験的に決定され
る。結果として、復元画像のRMSエラーを低減させつ
つ、ブロック不純物を除去することができる。ぼかしフ
ィルタ34は、ぼかし値としてゼロから1の間の数を使
用する。このフィルタは、境界域沿いの各ピクセルごと
に、ピクセルの元の値P1 と隣接ブロックの隣接ピクセ
ルの値P2 を用いて、元の値に代わる新たな値P1 ′を
決める。P1 ′は、次の等式によって計算される。
【0026】 P1 ′=(P1 ×B)+(P2 ×(1−B)) 図7は、上記の等式にて定めたステップを実行するフィ
ルタの設計例を示す。このフィルタ設計は、不純物の除
去がよくでき、効率も良い設計である。大型の、さらに
複雑なフィルタを用いて不純物を完全に除去することも
できるが、その分多大の実行時間を要することになる。
ルタの設計例を示す。このフィルタ設計は、不純物の除
去がよくでき、効率も良い設計である。大型の、さらに
複雑なフィルタを用いて不純物を完全に除去することも
できるが、その分多大の実行時間を要することになる。
【0027】なお、図8には、水平方向に隣接する2つ
のブロック間の垂直縦境界域を形成するピクセルの配置
を示している。
のブロック間の垂直縦境界域を形成するピクセルの配置
を示している。
【0028】フローチャートの説明 図9及び図10に本発明によるフローチャートを示す。
ブロック100では、復号化する画像ブロックの行及び
列をトラッキングするため、変数i及びjの初期値を設
定する。ブロック101では、現在の画像ブロックの変
換係数を復号化するために圧縮データを十分に読み取
る。ブロック102では、圧縮データを復号し、変換係
数のN×NブロックTijを生成する。ブロック103で
は、Tijを逆変換しN×Nブロックの復元画像データR
ijを生成する。ブロック104では、変換係数Tijを分
析して画像ブロックに活性度レベルAijを割り当てる。
判断ブロック105では、現在の画像ブロックが行の最
初のブロックかどうかを調べて、先行復元画像ブロック
Ri-1 j に垂直境界域があるかどうかを決める。ブロッ
ク106では、現在のブロックと前のブロックとの間の
垂直境界域に与えるべきぼかし量Bv を、ブロックAij
及びAi-1 j の活性度レベルに基づいて選択する。ブロ
ック107では、垂直ブロック境界域にぼかしを入れ
る。判断ブロック108では、現在のブロックが画像の
最初の行にあるかどうかを調べて、現在の画像ブロック
の上側にこれとの水平境界域を形成するブロックがある
かどうかを決める。ブロック109では、現在のブロッ
クRijと前行の対応するブロックRi j-1 との間の水平
境界域に与えるべきぼかし量Bh を、ブロックAij及び
Ai j-1 の活性度レベルに基づいて選択し、ブロック1
10では、水平ブロック境界域にぼかしを入れる。ブロ
ック111では、列カウンタiをインクリメントし、判
断ブロック112では、現在の画像行末に達したかどう
かを調べる。達していなければ、その行の次のブロック
が同様に処理される。画像行末に達していれば、列カウ
ンタが0にリセットされ、行カウンタがブロック113
でインクリメントする。判断ブロック114では画像末
端に到達したかどうかを調べる。達していなければ次行
が同様に処理され、達していれば処理が終了する。
ブロック100では、復号化する画像ブロックの行及び
列をトラッキングするため、変数i及びjの初期値を設
定する。ブロック101では、現在の画像ブロックの変
換係数を復号化するために圧縮データを十分に読み取
る。ブロック102では、圧縮データを復号し、変換係
数のN×NブロックTijを生成する。ブロック103で
は、Tijを逆変換しN×Nブロックの復元画像データR
ijを生成する。ブロック104では、変換係数Tijを分
析して画像ブロックに活性度レベルAijを割り当てる。
判断ブロック105では、現在の画像ブロックが行の最
初のブロックかどうかを調べて、先行復元画像ブロック
Ri-1 j に垂直境界域があるかどうかを決める。ブロッ
ク106では、現在のブロックと前のブロックとの間の
垂直境界域に与えるべきぼかし量Bv を、ブロックAij
及びAi-1 j の活性度レベルに基づいて選択する。ブロ
ック107では、垂直ブロック境界域にぼかしを入れ
る。判断ブロック108では、現在のブロックが画像の
最初の行にあるかどうかを調べて、現在の画像ブロック
の上側にこれとの水平境界域を形成するブロックがある
かどうかを決める。ブロック109では、現在のブロッ
クRijと前行の対応するブロックRi j-1 との間の水平
境界域に与えるべきぼかし量Bh を、ブロックAij及び
Ai j-1 の活性度レベルに基づいて選択し、ブロック1
10では、水平ブロック境界域にぼかしを入れる。ブロ
ック111では、列カウンタiをインクリメントし、判
断ブロック112では、現在の画像行末に達したかどう
かを調べる。達していなければ、その行の次のブロック
が同様に処理される。画像行末に達していれば、列カウ
ンタが0にリセットされ、行カウンタがブロック113
でインクリメントする。判断ブロック114では画像末
端に到達したかどうかを調べる。達していなければ次行
が同様に処理され、達していれば処理が終了する。
【0029】もちろん、周波数分析器には一層複雑なア
ルゴリズムを用いることもでき、例えば、低周波数係数
の大きさを調べ、あるいは水平及び垂直の最高周波数を
調べて、水平及び垂直境界に異なる処理を行う等の方法
も考えられる。
ルゴリズムを用いることもでき、例えば、低周波数係数
の大きさを調べ、あるいは水平及び垂直の最高周波数を
調べて、水平及び垂直境界に異なる処理を行う等の方法
も考えられる。
【0030】
【発明の効果】本発明の重要な利点は、JPEG DC
Tにより処理された画像の画質が、標準と認められる圧
縮アルゴリズムの変更を要せずして向上することであ
る。いうまでもなく、本発明のフィルタ作動はJPEG
DCTに準拠して記載したが、いずれのDCTによる
圧縮アルゴリズムにも同様に適用可能であり、より一般
的には、いずれの周波数変換によるアルゴリズムにも適
用可能である。
Tにより処理された画像の画質が、標準と認められる圧
縮アルゴリズムの変更を要せずして向上することであ
る。いうまでもなく、本発明のフィルタ作動はJPEG
DCTに準拠して記載したが、いずれのDCTによる
圧縮アルゴリズムにも同様に適用可能であり、より一般
的には、いずれの周波数変換によるアルゴリズムにも適
用可能である。
【0031】本発明の他の実施方法は、DCTアルゴリ
ズムのソフトウェア・インプリメンテーションを変更し
て、本発明のフィルタ操作に用いることである。フィル
タ作動はきわめて迅速で高周波数領域の画像を劣化させ
ない。
ズムのソフトウェア・インプリメンテーションを変更し
て、本発明のフィルタ操作に用いることである。フィル
タ作動はきわめて迅速で高周波数領域の画像を劣化させ
ない。
【0032】本発明は、周波数変換を導入した圧縮アル
ゴリズムを用いて処理されたデジタル化画像の送信及び
記憶にも適用できる。
ゴリズムを用いて処理されたデジタル化画像の送信及び
記憶にも適用できる。
【図1】当技術分野で公知の理論的変換モデルを示す機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【図2】公知のブロック画像圧縮変換の使用方法を示す
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
【図3】公知の一般的なブロック変換の復元処理を示す
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
【図4】本発明の好適な一実施例を示す機能ブロック図
である。
である。
【図5】2次元変換係数を1次元リストに配列する方法
を示す図である。
を示す図である。
【図6】図4に示す周波数分析器の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図7】図4に示すぼかしフィルタの構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図8】水平方向に隣接する2つのブロック間の垂直縦
境界域を形成するピクセルの配置を示す図である。
境界域を形成するピクセルの配置を示す図である。
【図9】本発明の好適な一実施例を示すフローチャート
の前半部分を示す図である。
の前半部分を示す図である。
【図10】本発明の好適な一実施例を示すフローチャー
トの後半部分を示す図である。
トの後半部分を示す図である。
26 デコーダ 28 逆変換器 32 周波数分析器 34 ぼかしフィルタ 36 活性度分析器 38 活性度レベル記憶部 40 ぼかし選択部
Claims (21)
- 【請求項1】 復元された画像のブロック不純物を減少
するためにブロック境界域を適切に処理するブロック変
換画像の復号化方法において、 圧縮された画像データから変換係数を復号化するステッ
プと、 圧縮された画像データから得た係数に逆変換を施すステ
ップと、 復号化された変換係数を周波数分析して、ブロック間の
境界域沿いの画像の周波数成分を決定するステップと、 ブロック境界域沿いの変換された画像の周波数成分の分
析結果に応じ、ローパスぼかしフィルタを調整するステ
ップと、 を含むことを特徴とする画像データ復号化方法。 - 【請求項2】 請求項1の方法において、 変換が離散余弦関数であることを特徴とする画像データ
復号化方法。 - 【請求項3】 請求項1の方法において、 変換がフーリエ変換であることを特徴とする画像データ
復号化方法。 - 【請求項4】 請求項1の方法において、 変換がハダマード変換であることを特徴とする画像デー
タ復号化方法。 - 【請求項5】 請求項1の方法において、 変換がハール変換であることを特徴とする画像データ復
号化方法。 - 【請求項6】 各画像を複数点からなるブロックに区分
けするブロック変換を用いる圧縮画像データの復号方法
において、 圧縮画像データを変換係数のブロックに復号化するステ
ップと、 変換係数に双方向の変換を施すステップと、 変換係数をぼかし制御のために送信するステップと、 隣接するブロック境界域に沿った変換係数に応じてロー
パスフィルタのぼかしの量を調整し、復元画像のブロッ
ク不純物を除去するステップと、 を含むことを特徴とする画像データ復号化方法。 - 【請求項7】 各画像を複数点からなるブロックに区分
けするブロック変換を用いる圧縮画像データの復号化方
法において、 圧縮画像データを読み取るステップと、 圧縮データを復号化して変換係数ブロックを生成するス
テップと、 前記変換係数に逆変換を施して復元画像データブロック
を供与するステップと、 前記変換係数ブロックを分析して該ブロックの活性度レ
ベルを決定するステップと、 前記活性度レベルに基づいて可変強度ぼかしフィルタの
ぼかし量を調整するステップと、 を含むことを特徴とする画像データ復号化方法。 - 【請求項8】 請求項7の方法において、 変換が離散余弦関数であることを特徴とする画像データ
復号化方法。 - 【請求項9】 請求項7の方法において、 変換がフーリエ変換であることを特徴とする画像データ
復号化方法。 - 【請求項10】 請求項7の方法において、 変換がハダマード変換であることを特徴とする画像デー
タ復号化方法。 - 【請求項11】 請求項7の方法において、 変換がハール変換であることを特徴とする画像データ復
号化方法。 - 【請求項12】 各画像を複数点からなるブロックに区
分けするブロック変換を用いる圧縮画像データの復号化
方法において、 圧縮画像データを変換係数に復号化する手段と、 前記変換係数に逆変換を施して圧縮画像信号をローパス
ぼかしフィルタに供給する手段と、 復号化された変換係数の周波数を分析する手段と、 ローパスフィルタのぼかし量を周波数成分に従って調整
し、隣接ブロックとの境界域沿いのブロック不純物を除
去する手段と、 を含むことを特徴とする画像データ復号化装置。 - 【請求項13】 請求項12の装置において、 変換が離散余弦であることを特徴とする画像データ復号
化装置。 - 【請求項14】 請求項12の装置において、 変換がフーリエ変換であることを特徴とする画像データ
復号化装置。 - 【請求項15】 請求項12の装置において、 変換がハダマード変換であることを特徴とする画像デー
タ復号化装置。 - 【請求項16】 請求項12の装置において、 変換がハール変換であることを特徴とする画像データ復
号化装置。 - 【請求項17】 各画像を複数点からなるブロックに区
分けするブロック変換を用いる圧縮画像データの復号化
方法において、 圧縮データを読み取る手段と、 圧縮データを復号化して変換係数ブロックを生成する手
段と、 前記変換係数に逆変換を施して復元画像データブロック
を得る手段と、 前記ブロック内の変換係数を分析して該ブロックの活性
度レベルを決定する手段と、 前記活性度に基づいて可変強度ぼかしフィルタの前記ぼ
かしレベルを設定する手段と、を含むことを特徴とする
画像データ復号化装置。 - 【請求項18】 請求項17の装置において、 変換が離散余弦であることを特徴とする画像データ復号
化装置。 - 【請求項19】 請求項17の装置において、 変換がフーリエ変換であることを特徴とする画像データ
復号化装置。 - 【請求項20】 請求項17の装置において、 変換がハダマード変換であることを特徴とする画像デー
タ復号化装置。 - 【請求項21】 請求項17の装置において、 変換がハール変換であることを特徴とする画像データ復
号化装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US740241 | 1985-05-31 | ||
| US07/740,241 US5454051A (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Method of reducing block artifacts created by block transform compression algorithms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304610A true JPH05304610A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=24975643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208054A Pending JPH05304610A (ja) | 1991-08-05 | 1992-08-04 | 画像データ復号化方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5454051A (ja) |
| EP (1) | EP0526885A2 (ja) |
| JP (1) | JPH05304610A (ja) |
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| JP2015176162A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | 株式会社メガチップス | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| US10395344B2 (en) | 2014-03-12 | 2019-08-27 | Megachips Corporation | Image processing method |
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| US5359676A (en) * | 1993-07-19 | 1994-10-25 | Xerox Corporation | Decompression of standard ADCT-compressed document images |
| JP3365572B2 (ja) * | 1993-11-15 | 2003-01-14 | ソニー株式会社 | 画像信号処理方法 |
| JP3013698B2 (ja) * | 1994-04-20 | 2000-02-28 | 松下電器産業株式会社 | ベクトル量子化符号化装置と復号化装置 |
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