JPH11215500A - ブロック歪低減装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロック歪の補正の対象となる絵柄に対して
適応的にブロック歪の判定条件を追加・変更すること
で、ブロック歪判定の際の誤判定を防止する 【解決手段】 ブロック毎に符号化が行われる入力画像
データの符号化難易度を評価する符号化難易度評価手段
３と、ブロック歪の判定に必要なパラメータを演算する
パラメータ演算手段４と、パラメータ演算手段４からの
パラメータ及び上記符号化難易度評価手段５からの符号
化難易度を用いて、ブロック境界を含む所定の範囲内に
おける画素値のパターンを認識することでブロック歪を
判定する判定手段６と、判定手段６からの判定結果及び
上記符号化難易度評価手段３からの符号化難易度を用い
て、上記所定の範囲内における画素値を変更することで
ブロック歪を補正するブロック歪補正手段７とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画データや動
画データ等の入力データをブロック化してＤＣＴ符号化
等を施すようなブロック符号化におけるブロック歪を低
減するためのブロック歪低減装置及び方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、静止画データや動画データ等を効
率よく圧縮符号化するための符号化方式として、ブロッ
クＤＣＴ（離散コサイン変換）符号化等のブロック符号
化が知られている。

【０００３】このようなブロック符号化による画像デー
タ等の圧縮／伸張の際には、ブロック歪（ブロック雑
音）が発生することがあり、圧縮率が高くなるほど歪を
発生させ易い。このブロック歪は、ＤＣＴ符号化等がブ
ロック内の閉じた空間で変換を行っており、ブロック境
界を越えた相関を考慮していないため、ブロック境界で
の連続性が保存できず、隣接ブロックとの境界部での再
生データ値のずれが雑音として知覚されるものである。
画像データをブロック符号化した場合に発生するブロッ
ク歪は、一種の規則性を有するため一般のランダム雑音
に比べて知覚され易く、画質劣化の大きな要因となって
いる。

【０００４】このブロック歪を低減するために、例え
ば、「井田、駄竹，“ＭＣ−ＤＣＴ符号化方式における
ノイズ除去フィルタ”，1990年電子情報学会春季全国大
会講演論文集，7-35」の文献においては、画像本来の情
報であるエッジを保存し、それらのノイズを除去するた
め、フィルタのon,offの決定に量子化ステップサイズを
用いたり、処理していく方向を変えて複数回処理を行う
技術が開示されている。また、「井澤，“画像のブロッ
ク符号化における適応形雑音除去フィルタの特性”，信
州大学工学部紀要 第７４号、pp.89-100 」の文献にお
いては、周辺ブロックまで抜き出してＤＣＴ変換を行い
ノイズ周波数成分を除去する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のノイ
ズ除去フィルタをon,offする方法では、処理が簡単な反
面、画像の高周波成分が欠落して、解像度が劣化すると
いう欠点がある。

【０００６】また、後者の適応形雑音除去フィルタを用
いる方法では、解像度が保存されながら効果的なブロッ
ク歪の低減が行えるものの、処理が複雑でコストが嵩
み、特に民生用機器等に適用するには不適当である。

【０００７】また、ブロック歪判定の際の誤判定によ
り、完全にブロック歪が除去できなかったり、エッジを
誤補正して擬似エッジを発生させたりする、という問題
点がある。

【０００８】ここで、補正後に新たなエッジが生ずると
きとしては、図２６に示すような一例がある。なお、こ
の図２６は、例えばブロック境界を介して一列に画素が
配列されているときにおいて、当該ブロック境界を含む
補正範囲における各画素の輝度値の大きさを縦方向に示
した図である。また、この図２６においては、補正前の
各画素の輝度値を白丸で示し、補正後の各画素の輝度値
を黒丸で示している。

【０００９】この図２６によれば、diff3とdiff4との輝
度値の大きさが非常に近く、画素ｄ〜ｅ間における輝度
値が増加しているのに対して画素ｆ〜ｇ間における輝度
値が減少しているために、以下の式で表される補正後の
ブロック境界における補正後の段差stepが非常に小さな
値となってしまう。 補正後の段差 step ＝(diff3+diff4)/2 また、図２６の場合においては、補正前におけるブロッ
ク境界差分｜tmp0｜が大きいために、以下の式で示す補
正値σ0の値が大きなものとなっている。 ｜tmp0｜≧corr_th のとき、σ0＝（｜tmp0｜−｜step
｜）／４ ｜tmp0｜＜corr_th のとき、σ0＝（｜tmp0｜−｜step
｜）／２ ここに、corr_thは、ブロック歪を補正するときの補正
量の強弱を決定するための閾値である。

【００１０】このような場合には、補正後の段差stepの
値が補正値σ0と比較して極端に小さくなる。このた
め、補正を行った結果、ブロック境界の近傍画素とそれ
に接近する画素の間で新たにエッジを生じてしまう。す
なわち、補正後においては、画素ｄ〜ｅ間の輝度値が大
きくなってしまいエッジとなってしまう。このようなエ
ッジは、ブロック歪として知覚される。

【００１１】このように、上述したブロック歪の除去フ
ィルタでは、除去フィルタを通過させた画像データにブ
ロック歪補正処理を施した後にさらに新たな疑似エッジ
が生じた場合、再度ブロック歪を考慮されていない。ま
た、補正後に生ずる新たな疑似エッジを補正前に予測す
る等の処理もなされてない。

【００１２】また、従来のブロック歪の判定の際には、
ブロック境界において所定の条件下でブロック歪の有無
を判別しており、ブロック歪とは判別されないが、ブロ
ック境界の近傍の画素においてエッジが生じていること
もある。このように、ブロック境界の近傍でエッジが生
じていると、ブロック歪として知覚されることがあり、
本来的には、画像データの絵柄に対して適応的にブロッ
ク歪の判定条件を変化させることが望ましい。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、ブロック歪の補正の対象となる絵柄に対
して適応的にブロック歪の判定条件を追加・変更するこ
とで、ブロック歪判定の際の誤判定を防止し得るような
ブロック歪低減装置及び方法を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、ブロック毎に符号化が行われる入力
画像データの符号化難易度を評価し、ブロック歪の判定
に必要なパラメータを演算し、このパラメータ及び符号
化難易度を用いて、ブロック境界を含む所定の範囲内に
おける画素値のパターンを認識することでブロック歪を
判定し、判定結果及び符号化難易度を用いて、上記所定
の範囲内における画素値を変更することでブロック歪を
補正することを特徴とする。

【００１５】このような本発明によれば、所定の範囲内
における画素値のパターンを認識することで、例えば入
力画像データが示す絵柄等に応じてブロック歪か否かを
判定し、判定結果に応じてブロック歪を補正する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００１７】図１には、第１の実施の形態に係るブロッ
ク歪低減装置１の概略構成を示している。この図１に示
すブロック歪低減装置１は、ＭＰＥＧデータストリーム
を復号処理するＭＰＥＧデコーダを内蔵している一例で
ある。すなわち、このブロック歪低減装置１は、ＭＰＥ
Ｇデコーダでデコード処理が施された画像データに生ず
るブロック歪を低減するようになされている。

【００１８】このブロック歪低減装置１は、入力された
画像データにデコード処理を施すＭＰＥＧデコーダ２
と、デコード処理が施された画像データの符号化難易度
を評価する符号化難易度評価回路３と、ブロック歪の判
定に必要なパラメータを演算するパラメータ演算回路４
と、画像データの垂直方向の相関を検出する垂直相関検
出回路５と、画像データのブロック歪の状態を判定する
ブロック歪判定回路６と、画像データに生じたブロック
歪を補正するブロック歪補正回路７とを備える。

【００１９】ＭＰＥＧデコーダ２には、ＭＰＥＧ方式の
画像データが入力される。このＭＰＥＧデコーダ２は、
入力された画像データに逆量子化、逆ＤＣＴ（離散コサ
イン変換）を施すことで、デコード処理を施す。このと
き、ＭＰＥＧデコーダ２は、複数のマクロブロックから
なるＤＣＴブロック単位でデコードを施す。このＭＰＥ
Ｇデコーダ２は、デコード処理を施した結果得たＩＤＣ
Ｔ（逆ＤＣＴ）係数と、動きベクトル差分ＭＶを検出し
て符号化難易度評価回路３及びブロック歪補正回路７に
出力する。

【００２０】符号化難易度評価回路３は、ＭＰＥＧデコ
ーダ２からの動きベクトル差分ＭＶとＩＤＣＴ係数とを
用いて、画像データの符号化難易度を示すパラメータＫ
ｐを生成する。ここで、動きベクトル差分ＭＶはＭＰＥ
Ｇデコーダ２に入力される画像データに含まれている動
きベクトルの差分値であり、ＩＤＣＴ係数はＭＰＥＧデ
コーダ２に入力される画像データに含まれている量子化
されたＤＣＴ係数を逆量子化した後に逆ＤＣＴした結果
得られる係数である。

【００２１】動きベクトル差分ＭＶ及びＩＤＣＴ係数
は、画像データが示す画像の複雑度に応じて図２及び図
３に示すような関係を有する。この図２及び図３は、そ
れぞれ（ａ）として一般的に符号化難易度の高い第１の
サンプル（ｙａｓｈｉ）についての動きベクトル差分Ｍ
Ｖ及びＩＤＣＴ係数を示し、それぞれ（ｂ）として一般
的に符号化難易度の低い第２のサンプル（ｆｌｏｗｅ
ｒ）についての動きベクトル差分ＭＶ及びＩＤＣＴ係数
を示した図である。

【００２２】この図２及び図３によれば、動きが激しく
て複雑なマクロブロックや、高周波成分を含むマクロブ
ロックでは、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、
ＭＰＥＧデコーダ２で得られる動きベクトル差分ＭＶ及
びＩＤＣＴ係数が高い値を示しており、動きが単調で緩
やかなマクロブロックや、高周波成分の少ない平坦なマ
クロブロックでは、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すよ
うに、ＭＰＥＧデコーダ２で得られる動きベクトル差分
ＭＶ及びＩＤＣＴ係数が低い値を示していることが確認
される。

【００２３】このことから、符号化難易度評価回路３で
は、ＭＰＥＧデコーダ２で得られる動きベクトル差分Ｍ
Ｖ及びＩＤＣＴ係数が大きいときには、符号化を行うと
きの難易度が高いと判断して、符号化難易度を示すパラ
メータＫｐを高い値に設定する。なお、上述の図２及び
図３については、B-picture,P-pictureのみについての
動きベクトル差分ＭＶ及びＩＤＣＴ係数を用いて説明し
たが、I-pictureについては、ＩＤＣＴ係数のみを用い
て符号化難易度を示すパラメータＫｐを設定する。

【００２４】この符号化難易度評価回路３では、１フレ
ーム内の画像データについて符号化難易度Ｋｐを設定す
るときには、先ず図４に示すように各マクロブロックが
配列しているとき、各マクロブロック毎についての動き
ベクトル差分ＭＶとＩＤＣＴ係数を計算する。例えば、
マクロブロックＭＢ０についての下式に示すように算出
する。

【００２５】 MB0=(MB1+MB2+MB3+MB4+MB5+MB6+MB7+MB8)/9 すなわち、図４に示したマクロブロックＭＢについて動
きベクトル差分ＭＶ及びＩＤＣＴ係数を算出するときに
は、周囲に隣接するマクロブロックＭＢも考慮して算出
される。

【００２６】そして、符号化難易度評価回路３では、垂
直方向のブロック境界の符号化難易度を示すパラメータ
Ｋｐを算出するとき、図５に示すように、各マクロブロ
ックの間のブロック境界であるマクロブロック境界にお
いては、双方のマクロブロックのＩＤＣＴ係数と動きベ
クトル差分ＭＶとを算出することで符号化難易度を示す
パラメータＫｐを算出する。また、ブロック境界におい
ては、当該マクロブロックのＩＤＣＴ係数と動きベクト
ル差分ＭＶとをそのまま符号化難易度を示すパラメータ
Ｋｐとして用いる。

【００２７】垂直相関検出回路５は、ブロック境界に沿
った方向のエッジの相関の強さを検出する。具体的に
は、パラメータＫｐは、符号化難易度が高いほど大きく
なるように、０〜１の範囲内に多段階に設定して、ブロ
ック歪判定回路６及びブロック垂直相関検出回路５で
は、このようにして抽出されたエッジ成分のブロック境
界における垂直相関の強さを求める。このときの垂直相
関の強さを求める方法の一例を図６を用いて説明する。

【００２８】この図６において、注目するブロック境界
を含む領域ｂとその近傍の領域ａおよびｃに分割する。
先に抽出したエッジ成分の数を各領域毎に算出する。こ
れらをＥａ、Ｅｂ、Ｅｃとする。図６において、エッジ
として抽出された画素を１と記し、エッジではないと判
別された画素を０と記している。本例では、Ｅａ＝５、
Ｅｂ＝１２、Ｅｃ＝５となる。

【００２９】また、この垂直相関検出部３９は、検出し
た垂直相関の強さを、ブロック歪判定回路６に出力する
場合のみならず、相関検出の強さを符号化するときの難
易度として、ブロック歪補正回路７にも出力しても良
い。すなわち、垂直相関検出回路５で検出される垂直相
関が大きいほど符号化を行う難易度が高いとみなして、
垂直相関に応じたパラメータをブロック歪補正回路７に
出力して、ブロック歪補正回路７で算出した補正値に当
該パラメータを乗算処理する。

【００３０】ブロック境界を含む領域とそうでない領域
におけるエッジ成分の数の比Ｋｖを求め、クラス分けを
行う。

【００３１】例えば、 Ｋｖ≧４ の時、 クラス１ ２≦Ｋｖ＜４ の時、 クラス２ １≦Ｋｖ＜２ の時、 クラス３ Ｋｖ＜１ の時、 クラス４ とする。図１６の例では、 Ｋｖ＝（２×１２）／（５＋５） ＝２．４ なのでクラス２となる。

【００３２】次に、ブロック歪判定回路６の役割につい
て説明する。各クラスに応じて重み係数Ｋｃを割り当て
る。この各クラス毎の重み係数Ｋｃとしては、例えば とすることが挙げられる。

【００３３】一方、パラメータ演算回路４で求めた各パ
ラメータ値から、補正ＯＦＦ／弱／強の判定を行い、重
み係数Ｋｐを得る。

【００３４】 重み係数ＫｃおよびＫｐの積（Ｋｃｐ＝Ｋｃ×Ｋｐ）後
を補正値算出部に送り、ブロック歪補正量の制御を行
う。

【００３５】よって、ブロック境界部の垂直相関が強い
場合には、補正量が大きくなり、ブロック歪の除去が効
果的に行うことができる。つまり、ブロック歪の検出精
度を高めることになる。

【００３６】ブロック歪判定回路６は、図１に示すよう
に、ＭＰＥＧデコーダ２からデコード処理が施された画
像データが入力される。

【００３７】ここで、ブロック歪を判定するときに用い
られる画素について、図７を参照しながら説明する。こ
の図７の例では、例えば、ブロック符号化にＤＣＴ符号
化が用いられ、８×８画素でＤＣＴブロックを構成する
場合の処理対象の具体例を示している。すなわち、図中
の左右のＤＣＴブロック５１Ｌ，５１Ｒのブロック境界
から左側及び右側にそれぞれ５画素ずつがブロック歪低
減処理に用いられ、ブロック境界から４画素ずつが補正
範囲とされるとき、エッジ抽出ブロック５２はブロック
境界を中心とする８×８画素のブロックであり、ブロッ
ク歪補正処理ブロック５３は、このエッジ抽出ブロック
５２内の１ライン上の８画素から成るブロックである。

【００３８】そして、このブロック歪判定回路６は、ブ
ロック歪の判定に必要なパラメータを算出する。このブ
ロック歪判定回路６は、パラメータとして、境界差分｜
tmp0｜、アクティビティ｜tmp｜及び隣接差分｜diff｜
を次の計算式により求める。

【００３９】｜tmp0｜＝｜f-e｜ ｜tmp｜＝（｜b-a｜+｜c-b｜+｜d-c｜+｜e-d｜+｜g-f｜
+｜h-g｜+｜i-h｜+｜j-i｜）／８ ｜diff2｜＝｜d-c｜ ｜diff3｜＝｜e-d｜ ｜diff4｜＝｜g-f｜ ｜diff5｜＝｜h-g｜ これらの計算式から明らかなように、境界差分｜tmp0｜
は、図７のＤＣＴブロックの境界を挟んで隣接する画素
ｅ，ｆ間の差分の絶対値であり、アクティビティ｜tmp
｜ は、ブロック歪処理ブロック５３についての各隣接
画素間（ただしｅ，ｆ間を除く）の差分の絶対値の平均
値であり、隣接差分｜diff｜は、画素ｃ，ｄ間、ｄ，ｅ
間、ｆ，ｇ間、ｇ，ｈ間の各差分の絶対値である。そし
て、ブロック歪判定回路６は、これらの各パラメータを
ブロック歪補正回路７に出力する。

【００４０】ブロック歪判定回路６は、符号化難易度評
価回路３からのパラメータＫｐ、パラメータ演算回路４
からの各パラメータ、垂直相関検出回路５からの重み係
数Ｋｃを用いて、ブロック歪の有無を判定する。また、
このブロック歪補正回路７は、ブロック歪を行うか否か
の閾値det_thを有している。

【００４１】具体的には、このブロック歪判定回路６
は、｜tmp0｜＞｜tmp｜が満たされているときには、ブ
ロック境界に段差があると判定する。また、このブロッ
ク歪補正回路７は、｜tmp0｜＜det_thが満たされている
ときには、ブロック境界にエッジがないと判断する。｜
tmp0｜≧｜diff3｜及び｜tmp0｜≧｜diff4｜が満たされ
ていると判断したときには、ブロック境界の両側にエッ
ジがないことを判断する。

【００４２】また、このブロック歪判定回路６は、上述
の重み係数Ｋｃ及びＫｐを用いることで、ブロック歪を
行うための閾値det_thを変更する。そして、このブロッ
ク歪判定回路６では、上述のように判定した結果に応じ
たフラグをたてて、ブロック歪補正回路７を制御する。

【００４３】ブロック歪補正回路７は、ブロック歪判定
回路６からのフラグと符号化難易度評価回路３からのパ
ラメータＫｐ、垂直相関検出回路５からの重み係数Ｋｃ
を用いてブロック歪を有する画像データに補正を行う補
正値を算出する。また、このブロック歪補正回路７は、
ブロック歪を補正するときに用いる閾値をcorr_thとす
ると、画像の性質、特に線形性に基づいて、隣接差分か
ら補正後の境界段差｜step｜を、 ｜step｜＝｜diff3＋diff4｜／２ の式から求める。そして、補正後にこれだけの境界段差
｜step｜を持たせるために必要な補正量｜σ｜を、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／２ により求める。ここで、上記境界差分｜tmp0｜を所定の
閾値corr_th で弁別して補正の強さを切り換えることが
好ましく、この場合、｜tmp0｜＜corr_th となって補正
の強さを強（補正強）とするとき、補正量｜σ｜を、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／２ とし、｜tmp0｜≧corr_th となって補正弱のとき、上記
補正量｜σ｜を半分に減らして、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／４ の補正を行う。また、ブロック歪補正回路７は、この｜
σ｜に上述の重み係数Ｋｃ，パラメータＫｐを乗算処理
することで、ＩＤＣＴ係数、動きベクトル差分ＭＶ、垂
直相関を考慮して、補正量｜σ｜を決定しても良い。さ
らに、ブロック歪補正回路７は、上述の閾値corr_thを
上述のＫｃ，Ｋｐに基づいて変更させても良い。

【００４４】これは、上記境界差分｜tmp0｜が所定の閾
値corr_th より大きい場合は、本当はブロック境界にエ
ッジが存在するのに、ブロック歪判定で誤判定された可
能性もあるので、誤補正を回避するために、上記補正の
強さを強／弱に切り換えるものである。

【００４５】そして、ブロック歪補正回路７は、得られ
た補正値｜σ｜から、各画素毎の補正値を求める。隣の
補正範囲とのつなぎ目を滑らかにする為、またブロック
歪は境界付近程強く現れることから、次の式に示すよう
に、境界からの距離に反比例した補正値を求める。

【００４６】具体的には、図６の補正範囲５３内の各画
素ｂ〜ｉについての各補正値をそれぞれ｜σ_b｜〜｜σ_i
｜とするとき、上記補正値｜σ｜を用いて、 ｜σ_e｜＝｜σ｜ ，｜σ_f｜＝｜σ｜ ｜σ_d｜＝｜σ｜／２ ，｜σ_g｜＝｜σ｜／２ ｜σ_c｜＝｜σ｜／４ ，｜σ_h｜＝｜σ｜／４ ｜σ_b｜＝｜σ｜／８ ，｜σ_i｜＝｜σ｜／８ のような各補正値をそれぞれ求める。

【００４７】そして、ブロック歪補正回路７は、各画素
ｂ〜ｉ毎の補正値｜σ_b｜〜｜σ_i｜、を用いて、ブロッ
ク歪補正された映像信号（画像データ）ＳＢ_b〜ＳＢ_iを
求める。

【００４８】具体的には、ブロック歪補正回路７は、補
正前の各画素ｂ〜ｉの入力画像データをＳ_b〜Ｓ_iとする
とき、上記tmp0の正負に応じて、補正された画像データ
ＳＢ_b〜ＳＢ_iを、 tmp0≧０：ＳＢ_b＝Ｓ_b＋｜σ_b｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_b＝Ｓ_b−｜σ_b｜ tmp0≧０：ＳＢ_c＝Ｓ_c＋｜σ_c｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_c＝Ｓ_c−｜σ_c｜ tmp0≧０：ＳＢ_d＝Ｓ_d＋｜σ_d｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_d＝Ｓ_d−｜σ_d｜ tmp0≧０：ＳＢ_e＝Ｓ_e＋｜σ_e｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_e＝Ｓ_e−｜σ_e｜ tmp0≧０：ＳＢ_f＝Ｓ_f−｜σ_f｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_f＝Ｓ_f＋｜σ_f｜ tmp0≧０：ＳＢ_g＝Ｓ_g−｜σ_g｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_g＝Ｓ_g＋｜σ_g｜ tmp0≧０：ＳＢ_h＝Ｓ_h−｜σ_h｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_h＝Ｓ_h＋｜σ_h｜ tmp0≧０：ＳＢ_i＝Ｓ_i−｜σ_i｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_i＝Ｓ_i＋｜σ_i｜ とするような補正をＭＰＥＧデコーダ２からの画像デー
タに対して行う。

【００４９】したがって、このようなブロック歪低減装
置１では、ＭＰＥＧデコーダ２からＩＤＣＴ係数、動き
ベクトル差分ＭＶに基づく符号化難易度を示すパラメー
タＫｐを用いて、ブロック歪の判定及びブロック歪の補
正を行うことができるので、安定したブロック歪の低減
あるいは除去が図れ、さらに、ブロック歪判定の際の誤
判定を防止することができる。

【００５０】図８は、第２の実施の形態となるブロック
歪低減装置１０の概略構成を示すブロック図である。な
お、ブロック歪低減は、ブロック歪除去、ブロック雑音
除去等とも称される。

【００５１】この図８において、入力端子１１、１２に
は、ブロック符号化を含む画像符号化が施された後に復
号された映像信号あるいは画像データのクロマ信号、輝
度信号がそれぞれ供給される。このブロック符号化を含
む画像符号化の具体例としては、いわゆるＭＰＥＧの符
号化規格が挙げられる。このＭＰＥＧとは、ＩＳＯ／Ｉ
ＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ29（International Organization
for Standardization/ International Electrotechnic
al Commission, Joint Technical Committee1 / Sub Co
mmittee 29：国際標準化機構／国際電気標準会議 合同
技術委員会１／専門部会２９）の動画像圧縮符号化の検
討組織（Moving Picture Experts Group）の略称であ
り、ＭＰＥＧ１標準としてISO11172が、ＭＰＥＧ２標準
としてISO13818がある。これらの国際標準において、マ
ルチメディア多重化の項目でISO11172-1及びISO13818-1
が、映像の項目でISO11172-2及びISO13818-2が、また音
声の項目でISO11172-3及びISO13818-3がそれぞれ標準化
されている。

【００５２】ここで、画像圧縮符号化規格としてのISO1
1172-2又はISO13818-2においては、画像信号を、ピクチ
ャ（フレーム又はフィールド）単位で、画像の時間及び
空間方向の相関を利用して、圧縮符号化を行っており、
空間方向の相関の利用は、ブロックＤＣＴ符号化を用い
ることで実現している。

【００５３】このように、例えばブロックＤＣＴ符号化
を含む圧縮符号化が施されて、シリアル伝送されたり記
録再生された後に、デコーダ側で逆ＤＣＴされた映像信
号データ（画像データ）のクロマ（色）成分及び輝度成
分が、図８のクロマ信号入力端子１１及び輝度信号入力
端子１２にそれぞれ供給される。

【００５４】クロマ信号入力端子１１に供給された入力
画像データのクロマ（色）成分は、遅延回路１４を介し
てクロマ信号出力端子１７より取り出される。遅延回路
１４は、輝度成分についてのブロック歪低減処理が施さ
れるのに要する時間を遅延させて、出力される輝度成分
とクロマ成分とのタイミングを合わせるためのものであ
る。

【００５５】ＨＤ・ＶＤ入力端子１３には、水平同期信
号及び垂直同期信号が入力され、制御信号発生部２６に
送られて、各回路で必要なタイミング信号が作成され
る。

【００５６】端子１２より入力された輝度信号は、補正
信号算出部１５と、パラメータ算出部１６と、エッジ抽
出部１７と、切換選択スイッチ１９と、動き検出部２０
とに送られる。

【００５７】補正信号算出部１５において、上記入力さ
れた輝度信号が加算器３１及び補正値算出部３２に送ら
れている。補正値算出部３２では、境界の両隣の画素の
隣接差分から補正後の傾きを予測して補正値を求め、ま
た、ブロック歪判定部からの補正強／弱情報に基づいて
これに応じた補正を求め、さらに境界の距離に反比例し
た各画素毎の補正値を求める。この補正値算出部３２か
らの補正値を加算器３１に送って上記入力輝度信号と加
算している。

【００５８】また、入力輝度信号は、エッジ抽出部１７
のＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３４に入力され、エッジ
要素の検出の為に２次微分を行う。この第２の実施の形
態では、例えばラプラシアンを用いて、エッジ要素の抽
出を行う。ＨＰＦ３４でエッジ抽出された信号は、最大
値抽出部３５に入力される。ここでは、次段の２値化部
３６で必要なしきい値を求める為に、ブロック境界をは
さんだエッジ抽出ブロック内において最大値の検出を行
う。

【００５９】２値化部３６では、最大値抽出部３５で求
められたしきい値と、ＨＰＦ３４でエッジ要素抽出され
た信号が入力され、しきい値をもとに、信号の２値化を
行う。ハフ変換部３７では、２値化された信号をもと
に、ブロック境界をはさむエッジ抽出ブロック内でハフ
変換を行い、これによりエッジ要素をパラメータ空間
（ρ、θ）に写像することにより、ブロック内の直線
（ρ０、θ０）を求める。求まったρ０、θ０はブロッ
ク歪判定部１８へ入力される。

【００６０】また、端子１２からの上記入力輝度信号
は、パラメータ演算部１６のパラメータ演算回路３３へ
入力され、ブロック歪判定部１８で必要な補正ブロック
内のパラメータを求める。

【００６１】また、上記入力輝度信号は、動き検出部２
０のメモリ２２へ入力され、メモリコントローラ２１か
らの制御によって書き込みが行われる。メモリコントロ
ーラ２１によって、メモリから読みだされた前フィール
ドの輝度信号は、パターンマッチング部２３へ入力さ
れ、一方で入力された輝度信号とパターンマッチングが
行われる。このパターンマッチングの演算結果は動きベ
クトル判定部２４へ入力され、動きの大きさを判断でき
る。ここで、求まった動きの有無はブロック歪判定部１
８に入力される。また、この動き検出部２０では、動き
ベクトルＭＶを検出することで、動きベクトルＭＶに基
づいて符号化の難易度を示すパラメータとしてブロック
歪判定部１８及び補正値算出部３２に出力しても良い。

【００６２】ブロック歪判定部１８では、エッジ抽出部
からのブロック内の直線成分（ρ０、θ０）とパラメー
タ演算部からの補正ブロック内のパラメータと動き検出
部からの動きの大きさを用いて、ブロック歪か否かの判
定、ブロック歪補正値を制御して使うか（弱）否か
（強）の判定を行い、この補正強／弱信号を補正信号算
出部１５の補正値算出回路３２へ送り、また補正ＯＮ／
ＯＦＦ信号を切換選択スイッチ（セレクタ）１９のコン
トロール端子に送る。

【００６３】また、上記入力輝度信号は、補正信号算出
部１５の加算器３１に入力され、輝度信号と補正値算出
部３２から求めた補正値を加算することにより、ブロッ
ク歪除去された信号が求められ、切換選択スイッチ（セ
レクタ）１９へ送られる。

【００６４】セレクタ１９では、ブロック歪判定部１８
からのブロック歪ＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて、入力され
た輝度信号をそのまま出力するか、補正された信号を出
力するかを選択する。

【００６５】一方、入力されたクロマ信号は遅延回路１
４に入力され、補正回路を通過する輝度信号との遅延を
合わせる。

【００６６】なお、セレクタ１９を使わずに、ブロック
歪判定部１８からのブロック歪ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦ
Ｆの場合には補正値算出部３２からの出力である補正信
号を０にする方法を用いてもよい。

【００６７】なお、この図８に示した第２の実施の形態
に係るノイズ除去装置では、輝度信号についてのみブロ
ック歪低減処理を施すことを想定しているが、クロマ信
号についても同様の処理を施すことができる。

【００６８】ところで、上述した図８の構成のブロック
歪低減装置１０は、例えば図９に示すようなビデオＣＤ
プレーヤのブロック歪低減回路１０７として用いること
ができる。

【００６９】この図９において、ビデオＣＤやＣＤ−Ｒ
ＯＭ等のディスク１０１から、光ピックアップ１０２に
より読み出されたＲＦ信号は、ＲＦアンプ１０３に入力
される。ここで増幅されたＲＦ信号は、ＥＦＭ（８−１
４変調）復調回路１０４で復調され、シリアルデータと
して、ディスク記録フォーマットのデコーダである例え
ばＣＤ−ＲＯＭデコーダ１０５に入る。

【００７０】ＣＤ−ＲＯＭデコーダ１０５では、シリア
ルデータから例えばＭＰＥＧビットストリーム信号に変
換し、ＭＰＥＧデコーダ１０６に送る。このＭＰＥＧ
は、上述したように、画像の時間及び空間方向の相関を
利用して圧縮符号化を行うものであり、空間方向の相関
性を利用するためにブロックＤＣＴ符号を採用してい
る。ＭＰＥＧデコーダ１０６では、例えばＭＰＥＧ１フ
ォーマットに従い復号を行っており、この復号の際に、
逆量子化器１６１による逆量子化処理後に逆ＤＣＴ回路
１６２による逆ＤＣＴ処理を施す。さらに、必要に応じ
て補間などの処理を行った後出力する。

【００７１】ＭＰＥＧデコーダ１０６から出力された映
像信号は、ノイズリデューサとしてのブロック歪低減回
路１０７に入力されるが、ここでの信号はＭＰＥＧ１で
の圧縮／伸張によるノイズが含まれているので、ブロッ
ク歪低減回路１０７でこれらのノイズ除去を行う。この
ブロック歪低減回路１０７として、上述した図９に示す
ような本発明の実施の形態が適用される。

【００７２】ブロック歪低減回路１０７での処理後、Ｎ
ＴＳＣエンコーダ１０８で同期信号の付加、クロマ信号
の変調などを行いＮＴＳＣ映像信号を生成する。このＮ
ＴＳＣ映像信号がＤ／Ａ変換器１０９を介して出力端子
１１０に出力される。

【００７３】ブロック歪低減回路１０７と関連して、マ
イクロコンピュータ等を用いた制御回路１１１が設けら
れ、制御回路１１１に対しては操作部１１２からの制御
信号が供給される。操作部１１２には、ノイズリダクシ
ョン、例えばブロック歪低減の制御スイッチが設けられ
ており、ブロック歪低減のオン／オフの切り替えがなさ
れる。制御回路１１１は、ブロック歪低減回路１０７の
他の回路、例えばＭＰＥＧデコーダ１０６の制御にも用
いられることが多い。

【００７４】次に、上記図８の構成のブロック歪低減装
置１０におけるブロック歪低減処理のアルゴリズムにつ
いて、さらに詳細に説明する。図１０は、本発明の実施
の形態となるブロック歪低減方法のアルゴリズムを説明
するためのフローチャートを示している。この図１０の
例では、Ｈ（水平）方向についての処理のアルゴリズム
を示しているが、Ｖ（垂直）方向についてのブロック歪
低減アルゴリズムは、Ｈ方向の処理がＶ方向に変わる以
外は同様であるため説明を省略する。

【００７５】この図１０において、最初のステップＳＴ
４１では、Ｈ方向の総てのブロック境界について、ブロ
ック歪低減処理が終了したか否かを判別しており、ＹＥ
Ｓの場合は処理を終了し、ＮＯの場合に次のステップＳ
Ｔ４２に進む。

【００７６】ここで、ブロック歪低減処理のために用い
られる画素については、上述の第１の実施の形態で説明
した図７と同様である。そして、上記図１０の最初のス
テップＳＴ４１では、ブロック歪補正処理が全ての補正
処理ブロック５３について行われたか否かを判断してい
る。

【００７７】次のステップＳＴ４２では、ブロック歪か
否かの判定に必要とされるパラメータとしての境界差分
｜tmp0｜、アクティビティ｜tmp｜ 及び隣接差分｜diff
｜を、上述の第１の実施の形態と同様の計算式により求
める。

【００７８】次に、ステップＳＴ４３において、補正処
理ブロックに対応する上記エッジ抽出ブロック５２内の
エッジ抽出を行い、直線成分（ρ０、θ０）を求める。
このエッジ抽出処理の詳細については、後ほど説明す
る。

【００７９】次に、ステップＳＴ４４に進んで、補正処
理ブロックを挟む上記２つのＤＣＴブロック５１Ｌ，５
１Ｒについて、動きの大きさを調べる。この動き検出動
作の詳細については、後ほど説明する。

【００８０】次に、ステップＳＴ４５ａでは、上記各ス
テップＳＴ４２，ＳＴ４３，ＳＴ４４で求めたパラメー
タ、直線成分（ρ０、θ０）、及び動きの大きさを用い
て、このブロック境界にブロック歪があるかどうかの判
定と補正の強さの判定処理を行う。このブロック歪判定
処理の一例については、後ほど説明する。

【００８１】次のステップＳＴ４５ｂで、ブロック歪あ
りとされればステップＳＴ４６ａに進み、ブロック歪無
しとされればステップＳＴ４８に進む。

【００８２】ブロック歪と判定されれば、ステップＳＴ
４６ａに進み、画像の性質、特に線形性に基づいて、隣
接差分から補正後の境界段差｜step｜を、第１の実施の
形態と同様に、 ｜step｜＝｜diff3＋diff4｜／２ という式から求める。そして、補正後にこれだけの境界
段差｜step｜を持たせるために必要な補正量｜σ｜を、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／２ により求める。ここで、上記境界差分｜tmp0｜を所定の
閾値corr_th で弁別して補正の強さを切り換えることが
好ましく、この場合、｜tmp0｜＜corr_th となって補正
の強さを強（補正強）とするとき、補正量｜σ｜を、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／２ とし、｜tmp0｜≧corr_th となって補正弱のとき、上記
補正量｜σ｜を半分に減らして、 ｜σ｜＝（｜tmp0｜−｜step｜）／４ として補正を行う。

【００８３】次のステップＳＴ４６ｂでは、得られた補
正値｜σ｜から、各画素毎の補正値を求める。隣の補正
範囲とのつなぎ目を滑らかにする為、またブロック歪は
境界付近程強く現れることから、上述した第１の実施の
形態と同様に、境界からの距離に反比例した補正値を求
める。

【００８４】具体的には、図７の補正範囲５３内の各画
素ｂ〜ｉについての各補正値をそれぞれ｜σ_b｜〜｜σ_i
｜とするとき、上記補正値｜σ｜を用いて、 ｜σ_e｜＝｜σ｜ ，｜σ_f｜＝｜σ｜ ｜σ_d｜＝｜σ｜／２ ，｜σ_g｜＝｜σ｜／２ ｜σ_c｜＝｜σ｜／４ ，｜σ_h｜＝｜σ｜／４ ｜σ_b｜＝｜σ｜／８ ，｜σ_i｜＝｜σ｜／８ のような各補正値をそれぞれ求める。

【００８５】次のステップＳＴ４６ｃでは、上記ステッ
プＳＴ４６ｂで求められた各画素ｂ〜ｉ毎の補正値｜σ
_b｜〜｜σ_i｜を用いて、ブロック歪補正された映像信号
（画像データ）ＳＢ_b〜ＳＢ_iを求める。

【００８６】具体的には、補正前の各画素ｂ〜ｉの入力
画像データをＳ_b〜Ｓ_iとするとき、上記tmp0の正負に応
じて、補正された画像データＳＢ_b〜ＳＢ_iを、 tmp0≧０：ＳＢ_b＝Ｓ_b＋｜σ_b｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_b＝Ｓ_b−｜σ_b｜ tmp0≧０：ＳＢ_c＝Ｓ_c＋｜σ_c｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_c＝Ｓ_c−｜σ_c｜ tmp0≧０：ＳＢ_d＝Ｓ_d＋｜σ_d｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_d＝Ｓ_d−｜σ_d｜ tmp0≧０：ＳＢ_e＝Ｓ_e＋｜σ_e｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_e＝Ｓ_e−｜σ_e｜ tmp0≧０：ＳＢ_f＝Ｓ_f−｜σ_f｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_f＝Ｓ_f＋｜σ_f｜ tmp0≧０：ＳＢ_g＝Ｓ_g−｜σ_g｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_g＝Ｓ_g＋｜σ_g｜ tmp0≧０：ＳＢ_h＝Ｓ_h−｜σ_h｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_h＝Ｓ_h＋｜σ_h｜ tmp0≧０：ＳＢ_i＝Ｓ_i−｜σ_i｜ ，tmp0＜０：ＳＢ_i＝Ｓ_i＋｜σ_i｜ とするような補正を行う。

【００８７】次のステップＳＴ４７では、このようにブ
ロック歪補正処理された信号を出力する。

【００８８】上記ステップＳＴ４５ｂでブロック歪でな
いと判定されれば、ステップＳＴ４８に進んで、補正範
囲の原信号をそのまま出力する。

【００８９】次に、上記ステップＳＴ４３におけるエッ
ジ検出処理の動作の一例について、図１１を参照しなが
ら説明する。

【００９０】図１１の最初のステップＳＴ６１では、エ
ッジ要素抽出の為、エッジ抽出ブロック内の入力信号に
対して、２次元ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、例えばラ
プラシアンフィルタをかけている。

【００９１】この２次元のラプラシアンフィルタとして
は、例えば図１２の係数のようなものが挙げられるが、
この図１２の例に限定されるものではなく、また例え
ば、 Sobelオペレータ、 Prewittオペレータ、Kirschオ
ペレータ、Robinsonオペレータ等の種々の変形が考えら
れる。

【００９２】次に、ステップＳＴ６２に進んで、上記Ｈ
ＰＦをかけたブロック内の信号の最大値Ｍaxを検出し、
次のステップＳＴ６３でこの最大値Ｍaxに基づく閾値Th
resh（例えばThresh＝Ｍax／２）を用いて２値化を行
い、エッジ要素を抽出する。すなわちこの２値化は、入
力信号Ｓin＞Threshのとき、出力信号Ｓout ＝１とし、
Ｓin≦Threshのとき、Ｓout ＝０とするような処理であ
る。

【００９３】次に、ステップＳＴ６４に進んで、抽出さ
れたエッジ要素に、ハフ変換を行い、パラメータ空間
（ρ，θ）に写像する。このハフ変換は、ブロック内の
エッジ要素（ｘ，ｙ）をパラメータ空間（ρ，θ）に、 ｘcosθ＋ｙsinθ＝ρ の式により写像するものである。

【００９４】次のステップＳＴ６５で、このパラメータ
空間で多くの点が集まる（ρ０，θ０）のを検出する。
この（ρ０，θ０）を通過する直線がエッジ抽出ブロッ
ク内で検出された直線エッジということになり、ステッ
プＳＴ６６でパラメータ（ρ，θ）を出力している。

【００９５】次に、上記図１０のステップＳＴ４４での
動き検出処理の動作の一例について、図１３を参照しな
がら説明する。

【００９６】この図１３の動き検出処理においては、上
記図７における処理する補正処理ブロックのブロック境
界を挟む左右のＤＣＴブロック５１Ｌ，５１Ｒについ
て、パターンマッチングを行う。

【００９７】パターンマッチングはＤＣＴブロック内の
総ての画素について、同一位置の前フィールドの画素を
メモリーから読みだし（ステップＳＴ７２）、次の式
（１）に示す演算式の処理を行い（ステップＳＴ７
３）、メモリに現フィールドの画素を書き込む（ステッ
プＳＴ７４）。

【００９８】

【数１】

【００９９】この式（１）において、Ｓn(i,j)は、ｎフ
ィールドにおける位置（ｉ，ｊ）の画素の輝度信号を示
し、BLK_H，BLK_Vは、それぞれＨ，Ｖ方向のＤＣＴブロ
ックサイズを示している。

【０１００】これらのステップＳＴ７２〜ＳＴ７４の処
理について、ＤＣＴ（Ｍ×Ｎ）ブロック内の全ての画素
について、処理が終わったか否かを最初のステップＳＴ
７１で判別し、ＹESのとき（処理が終了したとき）には
ステップＳＴ７５に進んで、上記式（１）で求めたＣｒ
の値に応じて、動き判定を行っている。

【０１０１】このステップＳＴ７５の動き判定として
は、上記Ｃｒの値に対して所定の閾値mov_thＬ，mov_th
Ｈ（ただしmov_thＬ＜mov_thＨ）を設定し、 Ｃｒ＜mov_thＬ のとき、動き小 mov_thＬ≦Ｃｒ＜mov_thＨ のとき、動き中 mov_thＨ≦Ｃｒ のとき、動き大 のような判定を行うことが挙げられる。

【０１０２】なお、この図１３の例では、パターンマッ
チングをＤＣＴブロック内の総ての画素について行った
が、この例にのみ限定されるものではなく、例えば、Ｌ
ＰＦをかけ、２、４画素の間引き処理を行った後、間引
かれた画素についてパターンマッチングを行う等の変形
も考えられる。

【０１０３】また、図１３の例では、動きの大きさを求
める手段として、同一位置のＤＣＴブロックに対するパ
ターンマッチングを用いたが、この例にのみ限定される
ものではなく、例えば、動き補償範囲内のすべての試行
ベクトルについてパターンマッチングＣ（ｋ）を比較
し、最小のＣ（ｋ）を与える試行ベクトルを動きベクト
ルとして動きの有無を求める変形や、代表点マッチング
を行う等の変形も考えられる。

【０１０４】次に、上記図１０のステップＳＴ４５ａ，
ＳＴ４５ｂにおけるブロック歪判定動作の一例につい
て、図１４を参照しながら説明する。

【０１０５】この図１４に示す例においては、パラメー
タ判定と動き検出による判定とを組み合わせて用いてい
る。

【０１０６】まず、上記図７の補正処理ブロックのブロ
ック境界を挟む左右のＤＣＴブロック５１Ｌ，５１Ｒに
ついて、上述したようなパターンマッチングを行って、
動きの大きさを調べ、ステップＳＴ８１で、検出された
動きが小であるか否かを判別する。両方のＤＣＴブロッ
ク５１Ｌ，５１Ｒ内の動きが小さいとされれば、量子化
誤差は無いと判断し、ステップＳＴ８６に進んで、ブロ
ック歪補正をかけずに処理を終了する。

【０１０７】ステップＳＴ８１でＮＯ、すなわち動きが
小さくないときには、次のステップＳＴ８２に進んで、
直線エッジがブロック境界上に存在するか否かを判別す
る。このとき、ρ０＝エッジ抽出ブロックサイズ／２，
θ０＝π／２とする。ステップＳＴ８２で境界上にある
と判別されれば、強いブロック歪があるとされ、ステッ
プＳＴ８８に進んで、ブロック歪（強）の補正をかけ
る。

【０１０８】ステップＳＴ８２でＮＯと判別されれば、
ステップＳＴ８３に進んで、上記図６の左右のＤＣＴブ
ロック５１Ｌ，５１Ｒの境界の近傍領域（エリア）内を
直線エッジが通過するか否かを判別する。通過すれば、
弱いブロック歪があるとして、ステップＳＴ８７に進ん
で、ブロック歪（弱）の補正をかける。

【０１０９】ステップＳＴ８３でＮＯと判別されたとき
には、パラメータを用いてブロック歪の判定を行って、
補正強か（ステップＳＴ８４）、補正弱か（ステップＳ
Ｔ８５）の判別を行う。補正強と判別されたときにはス
テップＳＴ８８に進み、補正弱と判別されたときにはス
テップＳＴ８７に進む。それ以外は、補正ｏｆｆとさ
れ、ステップＳＴ８６に進む。

【０１１０】ここで、上記ブロック歪判定の一例を説明
すると、上記パラメータ｜tmp0｜、｜tmp｜ 及び｜diff
｜に基づいて、次のような条件判別を行うことによりブ
ロック歪か否かの判定を行う。この判定条件は、 (1) 周辺と比べて突出した段差であるか否か。 ：境界差分｜tmp0｜＞アクティビティ｜tmp｜ (2) 直流成分及び低周波成分の量子化誤差による段差で
あるか、すなわち、ブロック歪による段差であるか否
か。 ：境界差分｜tmp0｜＜閾値ｄｉｖ＿ｔｈ ここで、閾値ｄｉｖ＿ｔｈとしては、第２の実施の形態
では固定値を用いたが、各ブロックの量子化ステップサ
イズの最大値に比例した値を用いることもできる。 (3) 境界の両隣に境界の段差より大きな段差がないか、
すなわち、境界の両隣にエッジがないか否か。 ：隣接差分｜diff3｜≦境界差分｜tmp0｜ かつ、隣接差分｜diff4｜≦境界差分｜tmp0｜ の３つである。

【０１１１】これらの３つの判定条件の全てが満たされ
れば、ブロック歪ありとされる。また、補正の強さは、
上記境界差分｜tmp0｜が所定の閾値corr_th より小さい
か否かに応じて決定しており、 ｜tmp0｜＜corr_th のとき、補正強 ｜tmp0｜≧corr_th のとき、補正弱 ただし、corr_th＜div_th としている。

【０１１２】ここで、上記各閾値div_th，corr_th の値
は、上記動き検出処理により得られた動きの大きさによ
って適応的（アダプティブ）に変化させることが好まし
い。例えば、 動き大のとき、div_th ＝DIV_TH （定数） corr_th＝CORR_TH（定数） 動き中のとき、div_th ＝DIV_TH／２ corr_th＝CORR_TH／２ とすればよい。

【０１１３】なお、動き検出処理における動きの大きさ
は、大／中／小の３段階にのみ限定されるものではな
く、上記各閾値div_th，corr_th の値も上記動き大／中
の２段階には限定されず、さらに細かい段階に変化させ
るようにしてもよい。

【０１１４】次に、上記図１１と共に説明したエッジ抽
出処理の方法としては、前述のハフ変換を用いずに、以
下に述べるような簡易な方法で行うこともできる。

【０１１５】この簡易なエッジ抽出の場合の動作を説明
するためのフローチャートを図１５に示し、このエッジ
抽出を用いる場合のブロック歪低減装置の概略構成のブ
ロック図を図１６に示す。

【０１１６】この例においては、先ず、図１５のステッ
プＳＴ９１に示すように、エッジ抽出を１次元（水平方
向）の２次微分（ＢＰＦ：バンドパスフィルタ）により
行っている。２次微分特性の伝達関数Ｈ（ｚ）として
は、例えば、 Ｈ（ｚ）＝（−１＋２ｚ^-1−ｚ^-2）／４ が挙げられる。

【０１１７】２次微分信号の絶対値をとった後、ステッ
プＳＴ９２では処理ブロック内で最大値の検出を行い、
この最大値を用いて次のステップＳＴ９３でＢＰＦ処理
画像の２値化を行い、エッジ検出を行う。２値化する際
の閾値は、前述の例と同様に、例えばブロック内で２次
微分および絶対値処理して得た最大値の１／２とすれば
よい。

【０１１８】図１６のエッジ抽出部１７’では、端子１
２からの輝度信号入力を、ＢＰＦ３４’で上述のように
２次微分し、絶対値化回路３８で絶対値をとり、最大値
検出回路３５で最大値を検出している。そして、最大値
検出回路３５からの閾値を２値化回路３６に送り、絶対
値化回路３８からの信号を２値化している。２値化回路
３６からの出力は、垂直相関検出部３９に送られる。

【０１１９】なお、図１６に示したブロック歪低減装置
１４の他の構成及び動作は、上述した図８の例と同様で
あるため、対応する部分に同じ指示符号を付して説明を
省略する。また、垂直相関検出部３９は、図１の第１の
実施の形態で説明した垂直相関検出回路５と同様の動作
である。

【０１２０】本例では、クラスおよび補正段階をそれぞ
れ４および３段階として説明したが、特にこれに限定さ
れない。また、例えば垂直相関を検出することで算出さ
れる補正量の重み係数Ｋｃを下式により求めても良い。

【０１２１】Ｋｃ＝Ｅｂ／（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ） また、相関検出部３９から得たクラスにより、ブロック
歪判定部の検出の閾値であるdiv_thの値を制御してもよ
い。例えば、垂直相関が弱い程、ブロック歪である可能
性が低いので、検出の閾値div_thの値を大きくし、検出
しにくい方向へ制御する。

【０１２２】なお、本発明の実施の形態におけるエッジ
抽出部、補正信号算出部、ブロック歪判定パラメータ算
出部等については、上述したようなアルゴリズムを用い
たが、これらのアルゴリズムにのみ限定されるものでは
なく、例えば、補正信号算出部にはＬＰＦを用いたり、
エッジ抽出部にはエッジ追跡によるエッジ抽出法などの
種々のエッジ抽出法、ブロック歪判定部には種々のパラ
メータを使うといった種々の変形が考えられる。

【０１２３】また、上述した実施の形態は輝度信号の水
平方向に対してブロック歪補正をかける例であるが、こ
の例にのみ限定されるものではなく、例えば、垂直方向
やクロマ信号にブロック歪補正をかけるといった種々の
変形が考えられる。

【０１２４】つぎに、ブロック歪判定回路６がブロック
歪か否かの判断を行うときにおいて、上述した第１の実
施の形態に及び第２の実施の形態で示した判定条件の他
に、適応的に判定条件を追加してブロック歪を行うとき
の一例について説明する。なお、以下の説明において
は、上述の第１の実施の形態についてのブロック歪判定
回路６で説明する。

【０１２５】ここで、ブロック歪判定回路６において、
例えば図１７に示すように、diff0〜diff7までの全てが
負の値をとりtmp0のみが正の値をとるとき、又はdiff0
〜diff7までの全てが正の値をとりtmp0のみが負の値を
とるという情報がパラメータ演算回路４から入力された
場合についてノイズ除去を行うときについて説明する。
なお、図１７は、ブロック境界に対して直交する方向に
一列に配置された画素ａ〜ｊの輝度信号の大きさを縦軸
として示しており、白丸を補正前の輝度信号の値とし、
黒丸を補正後の輝度信号の値として示している。

【０１２６】このように、画素ａ〜ｅが単調減少してい
て、ブロック境界でのみ輝度値が増加し、画素ｆ〜ｊで
輝度値が単調減少している場合には、符号化又は復号を
行う前にブロック境界でも単調減少していたとみなし
て、補正を行う。

【０１２７】すなわち、ブロック歪判定回路６では、こ
のような画像データを示すパラメータがパラメータ演算
回路４から入力された場合、上述の第１及び第２の実施
の形態で示した判定条件の他に、 (1) diff0〜diff7＞0 又は diff0〜diff7＜0 (2) tmp0×(diff0〜diff7)＜0 (3) Ｋｐ≧diff_th という第１〜第３の判定条件を追加することで、ブロッ
ク歪の判定を行う。すなわち、第１の判定条件では、ブ
ロック境界を除いた補正範囲の輝度値の変化が単調減少
か単調増加であることを判断する。第２の判定条件で
は、ブロック境界での輝度値の変化が補正範囲の他の輝
度値の変化と逆であることを判断する。第３の判定条件
では、符号化難易度を示すパラメータＫｐが所定の閾値
diff_th以上であることを判断する。

【０１２８】ブロック歪判定回路６は、上記の第１〜第
３の判定条件が満たされると、符号化又は復号を行う前
の画像データは単調減少又は単調増加を示す画像データ
であることを示すフラグを生成し、ブロック歪補正回路
７に供給する。

【０１２９】ブロック歪補正回路７では、ブロック歪判
定回路６からのフラグに応じて以下に示すように、補正
値σ0を算出する。このブロック歪補正回路７で決定す
る補正の強さは、上記境界差分｜tmp0｜が所定の閾値co
rr_th より小さいか否かに応じて決定しており、ブロッ
ク境界差分｜tmp0｜＜corr_th のとき、補正値σ0＝
（｜tmp0｜＋｜step｜）／４として、補正を弱くする。
また、｜tmp0｜≧corr_th のとき、補正値σ0＝（｜t
mp0｜＋｜step｜）／２として、補正を強くする。

【０１３０】次に、ブロック境界において、図１８に示
すように、｜diff3｜が｜tmp0｜よりも大きい値を有す
るとき、上述した第１及び第２の実施の形態で示した判
定条件では、ブロック歪として検出される条件を満たし
ていないため、例えば黙視でブロック歪と認識されても
ブロック歪として認識されないような場合、ブロック歪
判定回路６では、 (1)ブロック境界差分｜tmp0｜≧アクティビティ｜tmp｜ (2)ブロック境界差分｜tmp0｜＜det_th (3)diff3×tmp0＜0、diff4×tmp0≧0、diff2×diff3≧0 という第１から第３の判定条件を上述の第１及び第２の
実施の形態で示した判定条件に追加して、ブロック歪を
判定する。すなわち、第１の判定条件ではブロック境界
に突出した段差があるか否かを判断し、第２の判定条件
ではブロック境界におけるエッジの有無を判断し、第３
の判定条件ではブロック境界に近接する画素におけるエ
ッジの有無を判断する。すなわち、第３の判定条件で
は、画素ｄ〜ｅ間の輝度値の変化とブロック境界におけ
る輝度値の変化とが逆であることを判断し、画素ｆ〜ｇ
間の輝度値の変化とブロック境界における輝度値の変化
とが同じであることを判断し、画素ｃ〜ｄ間の輝度値の
変化と画素ｄ〜ｅ間の輝度値の変化とが同じであること
を判断している。また、第３の判定条件では、図１８で
示した場合と逆に、画素ｆ〜ｇ間におけるエッジの有無
を判定するときには、 diff4×tmp0＜0、diff3×tmp0≧0、diff4×diff5≧０ という第３の判定条件を用いてエッジの有無を判断す
る。

【０１３１】ブロック歪補正回路７では、上述の判定条
件に基づいてフラグが入力されたときには、補正の強さ
を境界差分｜ｔｍｐ０｜が所定の閾値corr_th より小さ
いか否かに応じて決定しており、ブロック境界差分｜tm
p0｜≧corr_th のとき、補正値σ0＝（｜tmp0｜＋｜d
iff3｜）／４として、補正を弱くする。また、｜tmp0｜
＜corr_th のとき、補正値σ0＝（｜tmp0｜＋｜diff3
｜）／２として、補正を強くする。また、補正値σ1及
び補正値σ2は、補正値σ1＝diff2／２ とし、補正値
σ2＝diff4／２ とする。また、図１８で示した場合と
逆に画素ｆ〜ｇの間にエッジがある場合には、ブロック
境界差分｜tmp0｜≧corr_th のとき、補正値σ0＝
（｜tmp0｜＋｜diff4｜）／４として、補正を弱くす
る。また、｜tmp0｜＜corr_th のとき、補正値σ0＝
（｜tmp0｜＋｜diff4｜）／２として、補正を強くす
る。また、補正値σ1及び補正値σ2は、補正値σ1＝dif
f3／２ とし、補正値σ2＝diff5／２ とする。

【０１３２】このようにブロック歪判定回路６で判定条
件を変更することで、ブロック境界に近接する画素上に
エッジがあると知覚される場合でも、ブロック歪として
検出することが可能である。

【０１３３】また、上述の垂直相関検出回路５では、図
１９に示すように、ブロック境界に平行してブロック歪
と検出されるエッジを示す画素があっても、当該エッジ
が閾値以上に存在するときには補正を行わないように制
御しても良い。なお、図１９では、垂直相関検出回路５
でエッジと認められる画素については１と図示し、エッ
ジであると認められない画素については０と図示してい
る。すなわち、図１９に示すように、現在ブロック歪の
補正を行っているラインＡと、当該ラインＡの垂直方向
Ｖに隣接するラインのエッジの位置を垂直相関検出範囲
で検出し、上下方向における３ラインで同じ位置にエッ
ジがある場所をカウントする。このとき、エッジとして
検出される画素の数をnum_edgeとし、補正を行うか否か
の閾値をedge_thとすると、ブロック歪判定回路６は、 num_edge＞edge_th という条件を満たすときに補正を行わないようなフラグ
を生成し、ブロック歪補正回路７に出力する。このよう
に垂直相関検出回路５で垂直方向の相関を検出して、ブ
ロック歪判定回路６で判定条件を変更することで、例え
ばエッジとは異なる、垂直方向に細かい縞模様があるよ
うな絵柄であっても、それをブロック歪として誤検出し
てしまうようなことを抑制することができる。

【０１３４】さらに、ブロック歪判定回路６では、上述
の第１及び第２の実施の形態でブロック歪に対する補正
の処理を行った結果、新たにエッジが生じないようにす
るために、図２０に示すようなブロック歪の補正を行う
とき、 (1) ｜step｜＜σ0×corr_ratio (2) σ0＞｜diff3｜ かつ σ0＞｜diff4｜ (3) ｜tmp0｜＜corr_th という第１〜第３の判定条件を追加して、ブロック歪を
判定する。すなわち、第１の判定条件では補正後の段差
｜step｜が補正量σ0に比べて一定の比（corr_ratio）
よりも小さいか否かを判断し、第２の判定条件では補正
量σ0がブロック境界の両脇の段差（diff3,diff4）より
も大きいか否かを判断し、第３の判定条件ではブロック
境界の段差｜step｜が補正量決定の為の閾値corr_thよ
りも小さいか否かを判断する。なお、第３の判定条件に
おいて、補正後の段差｜step｜と補正量との比を０＜co
rr_th＜１とする。

【０１３５】そして、ブロック歪判定回路６では、これ
ら第１〜第３の判定条件が成立するとき、そのようなこ
とを示すフラグをブロック歪補正回路７に出力し、ブロ
ック歪補正回路７では、画素ｅ及び画素ｆの補正値σ0'
を、 σ0'＝σ0／２ として第１及び第２の実施の形態で算出される補正値σ
0を修正する。また、画素ｅ及び画素ｆの周辺の画素に
ついての補正値σ1，σ2，σ3は、 σ1＝σ0'／２ σ2＝σ0'／４ σ3＝σ0'／８ とする。このように補正値を決定することで、補正後の
輝度値は、図２０の黒丸で示すように、新たにブロック
歪と知覚されるような段差が発生しないこととなる。

【０１３６】このようにブロック歪判定回路６は、第１
〜第３の判定条件を追加することで、ブロック境界の近
傍の輝度値のパターンを識別し、上述の第１及び第２の
実施の形態で示した判定条件で補正を行った場合に補正
後に新たなエッジが生ずるかを予測し、補正値を制御す
ることができる。したがって、このような第１〜第３の
判定条件を追加することで、補正後新たに生じるエッジ
の発生を未然に防止することができる。

【０１３７】また、処理を行うことにより、ブロック歪
判定回路６では、上述の第１及び第２の実施の形態で
は、上述の図２６に示すように、補正後のdiff3の値が
大きくなって新たに生じたエッジとして検出されるよう
なことがない。

【０１３８】このようなブロック歪低減装置１でブロッ
ク歪の低減処理を行うときには、図２１に示すようなフ
ローチャートにしたがって行う。

【０１３９】すなわち、このフローチャートによれば、
先ず、ステップＳＴ１０１において、動画像を構成する
全てのフレームについての処理が終了したか否かの判断
を行う。そして、全てのフレームについての処理が終了
したと判断したときには、ステップＳＴ１０２に進み処
理を終了し、処理が終了していないと判断したときに
は、ステップＳＴ１０３に進む。

【０１４０】ステップＳＴ１０３では、ブロック歪低減
処理の対象となるフレームがI-pictureであるか否かを
判断し、I-pictureであると判断したときにはステップ
ＳＴ１０４に進み、I-pictureでないと判断したときに
はステップＳＴ１０５に進む。

【０１４１】ステップＳＴ１０４では符号化難易度評価
回路３においてＭＰＥＧデコーダ２からＩＤＣＴ係数を
用いて符号化難易度を示すパラメータＫｐを算出し、ス
テップＳＴ１０５では、ＩＤＣＴ係数及び動きベクトル
差分信号ＭＶを用いて符号化難易度を示すパラメータＫ
ｐを算出し、ブロック歪判定回路６及びブロック歪補正
回路７に出力して、ステップＳＴ１０６に進む。

【０１４２】ステップＳＴ１０６では、処理の対象とな
っているフレームの全てのＤＣＴブロックについて処理
が終了したか否かの判断を行う。そして、処理が終了し
たと判断した場合には、上記のステップＳＴ１０１に戻
り、次のフレームについて処理を行い、処理が終了して
いないと判断したときには、ステップＳＴ１０７に進
む。

【０１４３】ステップＳＴ１０７では、パラメータ演算
回路４でブロック境界の近傍におけるアクティビティ｜
tmp｜、ブロック境界差分｜tmp0｜、隣接差分｜diff0｜
〜｜diff7｜の各パラメータを算出し、ブロック歪判定
回路６に出力して、ステップＳＴ１０８に進む。

【０１４４】ステップＳＴ１０８では、垂直相関検出回
路５でエッジ抽出を行うことで、重み係数Ｋｃを算出
し、当該重み係数Ｋｃをブロック歪判定回路６及びブロ
ック歪補正回路７に出力して、ステップＳＴ１０９に進
む。

【０１４５】ステップＳＴ１０９では、ブロック歪判定
回路６で、垂直相関検出回路５からの垂直相関値Ｋｃ及
び符号化難易度評価回路３からの符号化難易度を示すパ
ラメータＫｐを用いて、閾値det_th及びcorr_thを決定
する。

【０１４６】次にステップＳＴ１１０では、ブロック歪
判定回路６で、 ｜tmp0｜＞｜tmp｜及び｜tmp0｜＜det_th という判定条件が適用されることで、ブロック境界にお
ける段差が周辺の画素と比べて突出した段差であるか否
か、直流成分及び低周波成分の量子化誤差による段差で
あるか、すなわち、ブロック歪による段差であるか否か
が判断される。そして、これらの２つの判定条件のいづ
れにも該当しない場合には、ステップＳＴ１１１に進
み、ブロック歪補正回路７では補正処理が施されずに原
信号がそのまま出力されることとなる。一方、上記の２
つの判定条件のいづれかに該当する場合には、ブロック
歪があるとみなされ、ステップＳＴ１１２に進む。

【０１４７】ステップＳＴ１１２では、ブロック歪判定
回路６で、図１７を用いて説明したように、処理の対象
となる画像データが (1) diff0〜diff7＞0 又は diff0〜diff7＜0 (2) tmp0×(diff0〜diff7)＜0 (3) Ｋｐ≧diff_th という判定条件を満たすか否かを判断する。そして、こ
の判定条件を満たす場合は、ブロック境界を除いた補正
範囲の輝度値の変化が単調減少か単調増加であることを
判断してステップＳＴ１１５に進み、この判定条件を満
たさない場合には、ステップＳＴ１１３に進む。

【０１４８】ステップＳＴ１１５では、ブロック歪補正
回路７でステップＳＴ１１２での判定結果を示すフラグ
が入力されると、｜tmp0｜＞corr_thを満たすか否かを
判断し、この条件を満たす場合にはステップＳＴ１１６
に進み補正を弱とし、満たさない場合にはステップＳＴ
１１７に進み補正を強としてステップＳＴ１２１に進
む。

【０１４９】ステップＳＴ１１３では、ブロック歪判定
回路６で、図１８を用いて説明したように、｜tmp0｜≧
｜diff3｜及び｜tmp0｜≧｜diff4｜という判断条件を満
たすか否かを判断することで、上述の第１及び第２の実
施の形態で示した条件ではブロック歪として認識されな
いような場合における判定条件を変更する。その結果、
上記の条件を満たす場合にはブロック境界以外にエッジ
がないと判断して、ステップＳＴ１１４に進み、満たさ
ない場合にはブロック境界以外にエッジがあると判断し
て、ステップＳＴ１１８に進み、後述する特殊処理を行
う。

【０１５０】ステップＳＴ１１４では、ブロック歪判定
回路６で、上述のステップＳＴ１１５と同様の処理を行
い、条件を満たすときにはステップＳＴ１２０に進み、
条件を満たさないときにはステップＳＴ１１９に進む。

【０１５１】ステップＳＴ１１９では、ブロック歪判定
回路６で、上述の図２０を用いて説明した処理を行う。
すなわちこのステップＳＴ１１９では、上述の第１及び
第２の判定条件を判断する。なお、上述の第３の判定条
件は、ステップＳＴ１１４で満たされている。このよう
な判定条件を適用することで、上述したように、補正後
にブロック境界の近傍に新たなエッジが生じないか否か
を判断する。そして、ステップＳＴ１１９では、第１の
判定条件及び第２の判定条件が満たされているときには
補正後に新たなエッジが生ずると判断して補正を弱とす
るようにステップＳＴ１２０に進み、満たされていない
ときには補正後に新たなエッジが生じないと判断して補
正を強とするようにステップＳＴ１２１に進む。

【０１５２】ステップＳＴ１２０及びステップＳＴ１２
１では、ブロック歪補正回路７で上述のステップＳＴ１
１６、ステップＳＴ１１７と同様の処理を行い、補正の
強弱を決定してステップＳＴ１２２に進む。

【０１５３】ステップＳＴ１２２では、ブロック歪補正
回路７で、符号化難易度評価回路３からの符号化難易度
を示すパラメータＫｐ及び垂直相関検出回路５からの相
関を示す重み係数Ｋｃとを補正値σ0に乗算処理して、
ステップＳＴ１２３に進む。

【０１５４】ステップＳＴ１２３では、ブロック歪補正
回路７で補正範囲における各画素の補正値を決定する。
このとき、ブロック歪補正回路７では、ブロック境界の
近傍程補正を強とする。そして、各画素についての補正
値σ1,σ2,σ3を決定したら、ステップＳＴ１２４に進
む。

【０１５５】ステップＳＴ１２４では、ブロック歪補正
回路７で、ステップＳＴ１２３で決定した補正値を原信
号に加算し、補正された画像データを得て、ステップＳ
Ｔ１２５でブロック歪補正回路７からブロック歪が低減
された画像データを出力し、ステップＳＴ１２６で１つ
のＤＣＴブロックについてのブロック歪低減処理及び補
正処理を終了して、ステップＳＴ１０６に戻る。すなわ
ち、このフローチャートによれば、１フレームを構成す
る各ＤＣＴブロックについてステップＳＴ１０６〜ステ
ップＳＴ１２５を行うことでノイズ低減処理及び補正処
理を行い、ステップＳＴ１０６で１フレーム内の全ての
ＤＣＴブロックの処理が終了したら、次のフレームに移
って、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０６を繰り
返すことで、動画像を構成する全てのフレームについて
処理を行う。

【０１５６】つぎに、上述のステップＳＴ１１８の特殊
処理について図２２に示すフローチャートを用いて説明
する。

【０１５７】このフローチャートによれば、先ず、ステ
ップＳＴ１３１で、図１９を用いて説明したように、垂
直相関検出回路５で垂直方向Ｖにおけるエッジの数num_
edgeをカウントし、ブロック歪判定回路６でnum_edge＞
edge_thという判定条件を満たすか否かを判断する。こ
の条件を満たすときにはステップＳＴ１３２に進んでノ
イズ低減処理を行わずに原信号をそのまま出力する。す
なわち、原信号がブロック境界の近傍に縞模様を示す画
像データであると判断する。また、条件を満たさないと
きにはステップＳＴ１３３に進む。

【０１５８】ステップＳＴ１３３では、ブロック歪判定
回路６で、上述のブロック境界以外に存在するエッジが
ブロック境界の左側に存在するか否かを判断する。すな
わち、ステップＳＴ１３３では、 diff3×tmp0＜0、diff4×tmp0≧0、diff2×diff3≧0 という条件を満たすか否かをブロック歪判定回路６で判
断する。その結果、この判定条件を満たす場合にはステ
ップＳＴ１３４に進み、満たさない場合にはステップＳ
Ｔ１３９に進む。

【０１５９】ステップＳＴ１３９では、ブロック歪判定
回路６で、上述のブロック境界以外に存在するエッジが
ブロック境界の右側に存在するかを判断する。すなわ
ち、ステップＳＴ１３３では、 diff4×tmp0＜0、diff3×tmp0≧0、diff4×diff5≧0 という条件を満たすか否かをブロック歪判定回路６で判
断する。その結果、この判定条件を満たす場合にはステ
ップＳＴ１４０に進み、満たさない場合にはブロック境
界の左右側にはエッジとみなされる部分がないとして、
ステップＳＴ１３２に進んで、原信号をそのまま出力す
る。

【０１６０】ステップＳＴ１３４では、ブロック歪補正
回路７で｜tmp0｜＞corr_thを満たすか否かを判断し、
この条件を満たす場合にはステップＳＴ１３５に進み補
正を弱とし、満たさない場合にはステップＳＴ１３６に
進み補正を強としてそれぞれステップＳＴ１３７に進
む。

【０１６１】ステップＳＴ１３７では、ブロック歪補正
回路７で、符号化難易度評価回路３からの符号化難易度
を示すパラメータＫｐ及び垂直相関検出回路５からの相
関を示す重み係数Ｋｃとを補正値σ0に乗算処理して、
ステップＳＴ１３８に進む。

【０１６２】ステップＳＴ１３８では、補正値σ0で補
正される画素の両側に隣接する画素についての補正値σ
1及びσ2を σ1＝diff2/2 , σ2＝diff4/2 で示される式で算出する。

【０１６３】ステップＳＴ１４０〜ステップＳＴ１４６
では、上述のステップＳＴ１３４〜ステップＳＴ１３８
とほぼ同様の処理を行う。異なる点は、ステップＳＴ１
４１及びステップＳＴ１４２で補正の強弱を決定する点
と、ステップＳＴ１４４で補正値σ1により補正を行う
隣接差分がdiff3であり補正値σ2により補正を行う隣接
差分がdiff5である点である。

【０１６４】次にステップＳＴ１４５では上述のステッ
プＳＴ１２３と同様の処理を行い、ステップＳＴ１４６
では上述のステップＳＴ１２４と同様の処理を行うこと
で処理を終了する。

【０１６５】また、本実施の形態に係るブロック歪低減
装置は、上述の図２０を用いて説明したように、補正後
新たに生じるブロック歪を予測して補正値を制御して補
正を行っても良いが、ブロック歪補正回路７で補正を行
った後の画像データに対して再補正を行うようになされ
ていても良い。すなわち、このブロック歪低減装置は、
図２３に示すように、ブロック歪補正回路７から補正処
理がなされた画像データが入力されるパラメータ再演算
回路１２１と、パラメータを用いてブロック歪の状態を
判定するブロック歪再判定回路１２２と、判定結果を用
いてブロック歪の補正を行うブロック歪再補正回路１２
３とを備えている。なお、以下の説明においては、上述
したブロック歪低減装置１と同一部分については同一符
号を付することでその詳細な説明を省略する。

【０１６６】この図２３に示したブロック歪低減装置に
おいて、パラメータ再演算回路１２１は上述のパラメー
タ演算回路４と同様の動作をし、ブロック歪再判定回路
１２２は上述のブロック歪判定回路６と同様の動作を
し、ブロック歪再補正回路１２３は上述のブロック歪補
正回路７と同様の動作をする。

【０１６７】このブロック歪低減装置により図２４に示
すような画像データに対して再補正処理を行うときの一
例について説明する。このブロック歪低減装置では、パ
ラメータ再演算回路１２１からのパラメータを用いて、
ブロック歪再判定回路１２２で、 ｜tmp0｜＜｜diff3｜×recorr_ratio 又は ｜tmp0｜＜｜diff4｜×recorr_ratio という判定条件を適用することで、ブロック境界の段差
｜tmp0｜と｜diff3｜，｜diff4｜に比べて一定の比reco
rr_ratioよりも小さいことを判断する。ここで、ブロッ
ク境界の段差｜tmp0｜と｜diff3｜，｜diff4｜との比を ０＜recorr_ratio＜１ とする。これらのいづれかの判定条件を満たす場合、図
２４に示すように、画素ｅについての補正値σ0を、 σ0＝diff3/2 とし、画素ｆについての補正値σ0'を、 σ0'＝diff4/2 としてブロック歪補正回路７からの画像データに補正を
行う。また、図２３におけるブロック境界の周辺画素に
ついての補正値σ1，σ2，σ3，σ1'，σ2'，σ3'につ
いては、 σ1＝σ0／２ σ2＝σ0／４ σ3＝σ0／８ σ1'＝σ0'／２ σ2'＝σ0'／４ σ3'＝σ0'／８ として各画素の補正を行う。

【０１６８】したがって、この図２３に示したブロック
歪低減装置によれば、ブロック歪補正回路７で補正を行
った後にブロック境界の近傍でエッジと認められる部分
が生じているか否かを判断して、エッジが生じていると
判断したときには再補正を行うことで、補正後に生ずる
エッジを補正することができる。

【０１６９】このようなブロック歪低減装置でブロック
歪の補正を行うときの一例を図２５に示すフローチャー
トを用いて説明する。

【０１７０】この図２５に示すフローチャートによれ
ば、先ず、ステップＳＴ１５１において、動画像を構成
する全てのフレームについての処理が終了したか否かの
判断を行う。そして、全てのフレームについての処理が
終了したと判断したときには、ステップＳＴ１５２に進
み処理を終了し、処理が終了していないと判断したとき
には、ステップＳＴ１５３に進む。

【０１７１】次に、ステップＳＴ１５３では、処理の対
象となっているフレームの全てのＤＣＴブロックについ
て処理が終了したか否かの判断を行う。そして、処理が
終了したと判断した場合には、上記のステップＳＴ１５
１に戻って次のフレームについて処理を開始し、処理が
終了していないと判断したときには、ステップＳＴ１５
４に進む。

【０１７２】次に、ステップＳＴ１５４では、パラメー
タ演算回路４でブロック境界の近傍におけるアクティビ
ティ｜tmp｜、ブロック境界差分｜tmp0｜、隣接差分｜d
iff0｜〜｜diff7｜の各パラメータを算出し、ブロック
歪判定回路６に出力して、ステップＳＴ１５５に進む。

【０１７３】ステップＳＴ１５５では、垂直相関検出回
路５でエッジ抽出を行うことで、重み係数Ｋｃを算出
し、当該重み係数Ｋｃをブロック歪判定回路６及びブロ
ック歪補正回路７に出力して、ステップＳＴ１５６に進
む。

【０１７４】ステップＳＴ１５６では、ブロック歪判定
回路６で、 (1)｜tmp0｜＞tmp (2)｜tmp0｜＜det_th (3)｜tmp0｜≧｜diff3｜ という判定条件を満たすか否かを判断し、これらの判定
条件のすべてを満たす場合にはステップＳＴ１５７に進
み、満たさない場合にはステップＳＴ１５８に進んでブ
ロック歪補正回路７から補正処理を行わずに画像データ
を出力して、ステップＳＴ１６５に進む。

【０１７５】ステップＳＴ１５７では、ブロック歪判定
回路６でブロック境界差分｜tmp0｜がcorr_thよりも大
きいか否かを判断する。この条件を満たす場合にはステ
ップＳＴ１５９に進み補正を弱とし、満たさない場合に
はステップＳＴ１６０に進み補正を強としてステップＳ
Ｔ１６１に進む。

【０１７６】ステップＳＴ１６１では、ブロック歪補正
回路７で、上記のステップＳＴ１５９及びステップＳＴ
１６０において算出した補正値σ0に垂直相関検出回路
５からの相関を示す重み係数Ｋｃを乗算処理して、ステ
ップＳＴ１６２に進む。

【０１７７】ステップＳＴ１６２では、ブロック歪補正
回路７で補正範囲における各画素の補正値を決定する。
このとき、ブロック歪補正回路７では、ブロック境界の
近傍程補正を強とする。そして、各画素についての補正
値σ1,σ2,σ3を決定したら、ステップＳＴ１６３に進
む。

【０１７８】ステップＳＴ１６３では、ブロック歪補正
回路７で、ステップＳＴ１６２で決定した補正値を原信
号に加算し、補正された画像データを得て、ステップＳ
Ｔ１６４でブロック歪補正回路７からブロック歪が低減
された画像データをパラメータ再演算回路１２１に出力
する。

【０１７９】ステップＳＴ１６５では、パラメータ再演
算回路１２１で算出したパラメータを用いて、ブロック
歪再判定回路１２２では、 ｜tmp0｜＜｜diff3｜×recorr_ratio 又は ｜tmp0｜＜｜diff4｜×ｒｅｃｏｒｒ＿ｒａｔｉｏ という判定条件を適用することで、ブロック境界の段差
｜ｔｍｐ０｜と｜diff3｜，｜diff4｜に比べて一定の比
recorr_ratioよりも小さいことを判断する。そして、こ
れらの判定条件のいづれかを満たすときにはブロック歪
補正回路７で行った補正により新たにエッジが生じてい
ると判断してステップＳＴ１６６に進み、満たさないと
きにはステップＳＴ１６７に進んでブロック歪の判定処
理及び補正処理を終了する。

【０１８０】ステップＳＴ１６６では、ブロック歪再補
正回路１２３でブロック歪補正回路７から出力された画
像データを修正する補正値σ0及びσ0'を決定して、ス
テップＳＴ１６８に進む。

【０１８１】ステップＳＴ１６８では、ブロック歪再補
正回路１２３で、図２４を用いて説明したように、ブロ
ック歪の補正範囲において、各画素についての補正値を
算出して、ステップＳＴ１６９に進む。

【０１８２】ステップＳＴ１６９では、ブロック歪再補
正回路１２３で、上述のステップＳＴ１６６及びステッ
プＳＴ１６８で算出した補正値を用いて入力された画像
データを修正し、ステップＳＴ１６７に進み、補正を行
った画像データを出力して、１５３に戻る。

【０１８３】そして、このフローチャートでは、フレー
ム毎にステップＳＴ１５３〜ステップＳＴ１６７の処理
を行うことで１フレーム毎に再補正処理を行い、動画像
を構成するすべてのフレームについて再補正処理を行
う。

【０１８４】なお、この図２２に示したブロック歪低減
装置１では、ブロック歪補正回路７で補正を行っても、
補正がなされていない画素、補正が不十分である画素に
ついて再補正を行っても良いことは勿論である。

【０１８５】また、図１７〜図２５を参照して説明した
ブロック歪低減装置の動作については、第１の実施の形
態に係るブロック歪低減装置１についてのみ説明した
が、第２の実施の形態に係るブロック歪低減回路でも適
用可能である。このとき、第２の実施の形態で説明した
ブロック歪低減回路では、ブロック歪判定部１８で上述
したような画像データの絵柄に対応して上述した判定条
件を適用することで、絵柄に応じてブロック歪の判定を
行い、補正値算出部３２で補正を行う。

【０１８６】以上の説明からも明らかなように、本発明
に係るブロック歪低減装置及び方法の実施の形態によれ
ば、高周波成分の欠落がなく解像度を保ったブロック歪
低減を行いながら、補正による破綻を軽減できる。ま
た、ハードウェア構成も簡易であるので、業務用のみな
らず、ＤＣＴ符号化等のブロック符号化を用いた圧縮処
理を行う種々の民生機器、例えばビデオＣＤプレーヤ、
ディジタルビデオディスクプレーヤ、ディジタルテレビ
ジョン受像機、テレビ電話等にも搭載可能である。勿
論、ソフトウェア処理により上述したようなアルゴリズ
ムを実現することもでき、いわゆるインターネットやマ
ルチメディアでの動画のリアルタイム再生におけるブロ
ック歪低減、ブロック歪除去も容易に実現できる。

【０１８７】さらに、本発明の実施の形態によれば、エ
ッジ抽出、動き検出の有効な情報を用いることによっ
て、ブロック歪判定による誤判定を少なくすることがで
きる。

【０１８８】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態にお
いては水平（Ｈ）方向の処理について述べたが、垂直
（Ｖ）方向についても同様に適用可能である。また、補
正値の計算やフィルタ処理の具体例は上述の例に限定さ
れないことは勿論である。

【０１８９】

【発明の効果】本発明によれば、入力画像データからの
パラメータ及び符号化難易度を用いて、ブロック境界を
含む所定の範囲内における画素値のパターンを認識する
ことでブロック歪の判定が有効に行え、誤判定を防止で
きる。従って、ブロック歪の誤判定により生じていた弊
害、例えば完全に歪が除去できなかったり、エッジを誤
補正して擬似エッジを発生させたりするような問題点を
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブロック歪低
減装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】（ａ）が符号化が容易なサンプルについての動
きベクトル差分ＭＶの値とサンプル数との関係を示す図
であり、（ｂ）が符号化が困難なサンプルについての動
きベクトル差分ＭＶの値とサンプル数との関係を示す図
である。

【図３】（ａ）が符号化が容易なサンプルについてのＩ
ＤＣＴ係数の値とサンプル数との関係を示す図であり、
（ｂ）が符号化が困難なサンプルについてのＩＤＣＴ係
数の値とサンプル数との関係を示す図である。

【図４】１フレーム内においてＩＤＣＴ係数と動きベク
トル差分ＭＶを算出するときの一例を説明するための図
である。

【図５】垂直方向のブロック境界の符号化難易度の求め
方の一例を説明するための図である。

【図６】垂直相関の強さを求める方法を説明するための
ＤＣＴブロック境界近傍の画素を示す図である。

【図７】ブロック歪補正のためのブロック境界近傍の画
素を示す図である。

【図８】本発明に係る第２の実施の形態となる画像デー
タのブロック歪低減装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図９】本発明に係る第２の実施の形態となる画像デー
タのブロック歪低減装置が用いられたデコーダシステム
の概略構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明に係る第２の実施の形態となるブロッ
ク歪低減方法の処理手順を説明するためのフローチャー
トである。

【図１１】エッジ抽出処理の動作の一例を説明するため
のフローチャートである。

【図１２】ラプラシアンフィルタの係数の一例を示す図
である。

【図１３】動き検出処理の動作の一例を説明するための
フローチャートである。

【図１４】ブロック歪判定処理の動作の一例を説明する
ためのフローチャートである。

【図１５】１次元の２次微分によりエッジ抽出を行う場
合の処理動作の一例を説明するためのフローチャートで
ある。

【図１６】図１５のエッジ抽出を行う場合の画像データ
のブロック歪低減装置の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図１７】ブロック境界を介して各画素の輝度値が単調
減少していて、ブロック境界でのみ輝度値が増加してい
るときにおけるブロック歪低減処理を説明するための図
である。

【図１８】ブロック境界以外に生ずるエッジに対するブ
ロック歪低減処理を説明するための図である。

【図１９】ブロック境界に平行してブロック歪と検出さ
れるエッジを示す画素があるときにおけるブロック歪低
減処理を説明するための図である。

【図２０】補正後に新たに生ずるエッジを抑制するとき
の補正処理を説明するための図である。

【図２１】第１の実施の形態に係るブロック歪低減装置
でブロック歪低減処理を行うときのフローチャートであ
る。

【図２２】ブロック低減処理における特殊処理を行うと
きのフローチャートである。

【図２３】ブロック歪低減装置の他の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２４】ブロック歪補正回路で補正を行った後に新た
に生じたブロック歪を除去する処理を説明するための図
である。

【図２５】図２３に示したブロック歪低減装置でブロッ
ク歪補正回路７で補正を行った後に新たに生じたブロッ
ク歪を除去するときのフローチャートである。

【図２６】従来におけるブロック歪の低減方法の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ ブロック歪低減装置、２ ＭＰＥＧデコーダ、３
符号化難易度評価回路、４ パラメータ演算回路、５
垂直相関検出回路、６ ブロック歪判定回路、７ ブロ
ック歪補正回路、１５ 補正信号算出部、１６ パラメ
ータ算出部、１７ エッジ抽出部、１８ ブロック歪判
定部、１９ 切換選択スイッチ、２０動き検出部、３２
補正値算出部、１２１ パラメータ再演算回路、１２
２ ブロック歪再判定回路、１２３ ブロック歪再補正
回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 博 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 福田 京子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロック毎に符号化が行われる入力画像
   データの符号化難易度を評価する符号化難易度評価手段
   と、 ブロック歪の判定に必要なパラメータを演算するパラメ
   ータ演算手段と、 上記パラメータ演算手段からのパラメータ及び上記符号
   化難易度評価手段からの符号化難易度を用いて、ブロッ
   ク境界を含む所定の範囲内における画素値のパターンを
   認識することでブロック歪を判定する判定手段と、 上記判定手段からの判定結果及び上記符号化難易度評価
   手段からの符号化難易度を用いて、上記所定の範囲内に
   おける画素値を変更することでブロック歪を補正するブ
   ロック歪補正手段とを備えることを特徴とするブロック
   歪低減装置。
2. 【請求項２】 上記判定手段は、上記パラメータ演算手
   段からのパラメータを用いて、ブロック歪が存在するか
   否かを判定する領域において、ブロック境界を構成する
   画素以外の画素の値が単調に減少又は増加していると判
   断してブロック歪の状態を判定することを特徴とする請
   求項１記載のブロック歪低減装置。
3. 【請求項３】 上記判定手段は、上記パラメータ演算手
   段からのパラメータを用いて、ブロック境界を構成する
   画素値の差分より、大きな画素値の差分があることを判
   断してブロック歪の状態を判定することを特徴とする請
   求項１記載のブロック歪低減装置。
4. 【請求項４】 上記判定手段は、上記パラメータ演算手
   段からのパラメータを用いて、上記ブロック歪補正手段
   で補正した結果新たに生じるエッジを予測して判定結果
   を生成することを特徴とする請求項１記載のブロック歪
   低減装置。
5. 【請求項５】 入力画像データのブロック境界の方向に
   おける相関を検出する相関検出手段を備え、 上記判定手段は、上記相関検出手段からの相関検出の結
   果を用いて、判定結果を生成することを特徴とする請求
   項１記載のブロック歪低減装置。
6. 【請求項６】 上記ブロック歪補正手段で補正が施され
   た画像データに再補正を施す再補正手段を備えることを
   特徴とする請求項１記載のブロック歪低減装置。
7. 【請求項７】 上記再補正手段は、 上記ブロック歪補正手段で補正が施されたことで生じた
   ブロック歪の判定に必要なパラメータを演算するパラメ
   ータ再演算手段と、 上記パラメータ再演算手段で演算されたパラメータを用
   いて、ブロック歪が生じているか否かを判定するブロッ
   ク歪再判定手段と、 上記ブロック歪再判定手段での判定結果を用いて、ブロ
   ック歪を補正するブロック歪再補正手段とを備えること
   を特徴とする請求項６記載のブロック歪低減装置。
8. 【請求項８】 ブロック毎に符号化が行われる入力画像
   データの符号化難易度を評価する符号化難易度評価工程
   と、 ブロック歪の判定に必要なパラメータを演算するパラメ
   ータ演算工程と、 上記パラメータ演算工程からのパラメータ及び上記符号
   化難易度評価工程からの符号化難易度を用いて、ブロッ
   ク境界を含む所定の範囲内における画素値のパターンを
   認識することでブロック歪を判定する判定工程と、 上記判定工程からの判定結果及び上記符号化難易度評価
   工程からの符号化難易度を用いて、上記所定の範囲内に
   おける画素値を変更することでブロック歪を補正するブ
   ロック歪補正工程とを有することを特徴とするブロック
   歪低減方法。
9. 【請求項９】 上記判定工程は、上記パラメータ演算工
   程からのパラメータを用いて、ブロック歪が存在するか
   否かを判定する領域において、ブロック境界を構成する
   画素以外の画素の値が単調に減少又は増加していると判
   断してブロック歪の状態を判定することを特徴とする請
   求項８記載のブロック歪低減方法。
10. 【請求項１０】 上記判定工程は、上記パラメータ演算
    工程からのパラメータを用いて、ブロック境界を構成す
    る画素値の差分より、大きな画素値の差分があることを
    判断してブロック歪の状態を判定することを特徴とする
    請求項８記載のブロック歪低減方法。
11. 【請求項１１】 上記判定工程は、上記パラメータ演算
    工程からのパラメータを用いて、上記ブロック歪補正工
    程で補正した結果新たに生じるエッジを予測して判定結
    果を生成することを特徴とする請求項８記載のブロック
    歪低減方法。
12. 【請求項１２】 入力画像データのブロック境界の方向
    における相関を検出する相関検出工程を有し、 上記判定工程は、上記相関検出工程からの相関検出の結
    果を用いて、判定結果を生成することを特徴とする請求
    項８記載のブロック歪低減方法。
13. 【請求項１３】 上記ブロック歪補正工程で補正が施さ
    れた画像データに再補正を施す再補正工程を有すること
    を特徴とする請求項８記載のブロック歪低減方法。
14. 【請求項１４】 上記再補正工程は、 上記ブロック歪補正工程で補正が施されたことで生じた
    ブロック歪の判定に必要なパラメータを演算するパラメ
    ータ再演算工程と、 上記パラメータ再演算工程で演算されたパラメータを用
    いて、ブロック歪が生じているか否かを判定するブロッ
    ク歪再判定工程と、 上記ブロック歪再判定工程での判定結果を用いて、ブロ
    ック歪を補正するブロック歪再補正工程とを有すること
    を特徴とする請求項１３記載のブロック歪低減方法。