JPH1132333A - Device for processing compressed picture - Google Patents

Device for processing compressed picture

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JPH1132333A
JPH1132333A JP17424797A JP17424797A JPH1132333A JP H1132333 A JPH1132333 A JP H1132333A JP 17424797 A JP17424797 A JP 17424797A JP 17424797 A JP17424797 A JP 17424797A JP H1132333 A JPH1132333 A JP H1132333A
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dct
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signal
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博久 山口
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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)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the noise of an output signal by operating an arithmetic operation, including an optimal restoration equation related with a block noise and a mosquito noise based on a decoded discrete cosine transformation(DCT) coefficient, and calibrating the obtained value. SOLUTION: When an image is intra-encoded (an I-picture of JPEG and MPEG), this algorithm can directly restore the image by using a decoded DCT coefficient. All encoding processing is converted into the DCT coefficient at first for inter-frame encoded video signals. A predication signal is converted into the DCT coefficient by a DCT part (FDCT) 10. The decoded DCT coefficient (difference) is added to the signal by an adder 16. Then, an artifact (block noise or mosquito noise) is removed by a reproduction algorithm (a reproducing part 18). Thus, an arithmetic operation including an optimal restoration equation for a block noise and a mosquito noise can be performed based on the decoded DCT coefficient, and the obtained value is calibrated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はビデオ信号の処理、
特にDCTベース・ビデオ圧縮信号における雑音の処理
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the processing of video signals,
In particular, it relates to the processing of noise in DCT-based video compression signals.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】画素ブ
ロックに対するDCT(離散コサイン変換)はその高い
圧縮性能から、ビデオ圧縮及びマルチメディア・ビデオ
記憶の主力手段として位置付けられている。然し、圧縮
比が或る閾値を越えると、ブロック歪み(ブロック雑
音)が出現するという問題を有する。従来、復号された
画像のブロック雑音を除去する実用的な手段が見付かっ
ていない。
2. Description of the Related Art DCT (Discrete Cosine Transform) for a pixel block is positioned as a main means of video compression and multimedia video storage because of its high compression performance. However, when the compression ratio exceeds a certain threshold, there is a problem that block distortion (block noise) appears. Heretofore, no practical means has been found for removing block noise in decoded images.

【0003】動き補償されたDCT符号化によるビデオ
信号の圧縮は、モスキート雑音及びブロック雑音と呼ば
れる2種類の歪みを伴う。モスキート雑音を減らす従来
の解決策は、周波数空間及び信号空間の両方に於ける量
子化されたDCT係数の特性の解析に基づいて開発され
ている。
The compression of a video signal by motion-compensated DCT coding involves two types of distortion called mosquito noise and block noise. Conventional solutions for reducing mosquito noise have been developed based on an analysis of the properties of quantized DCT coefficients in both frequency and signal space.

【0004】モスキート雑音は、圧縮比が比較的低い
(10:1乃至20:1)時に支配的な圧縮のアーティ
ファクト(雑音)である。圧縮比が増加するにつれて、
ブロック雑音が支配的になり、モスキート雑音を減らす
空間フィルタは、ブロック歪みを像信号自体から区別す
る有効な手段がない為に、次第に効果がなくなる。
[0004] Mosquito noise is a dominant compression artifact when the compression ratio is relatively low (10: 1 to 20: 1). As the compression ratio increases,
Spatial filters that dominate block noise and reduce mosquito noise gradually become ineffective because there is no effective means to distinguish block distortion from the image signal itself.

【0005】最近の研究において、この問題に対するい
くつかの解決策があるが、こう云う解決策は、復号され
た像信号に対する適当な高域通過動作によって雑音を直
接的に又は間接的に確認することができると云う基本的
な前提条件の為に、失敗する場合が多く、或いは少なく
とも実用的ではない。
In recent studies, there are several solutions to this problem, but these solutions directly or indirectly identify noise by appropriate high-pass operations on the decoded image signal. It often fails, or at least is impractical, because of the basic prerequisite that it can be done.

【0006】ブロック雑音を減らすか除くには、従来の
解決策の微視的な信号処理とは対照的に、像信号全体に
対する巨視的な信号処理が必要である。これは必然的に
像全体の画素数の大きさの行列演算を伴う解決策に通ず
るが、これは実用的ではない。然し、反復的な微視的計
算の形で、よい解決策を導き出すことはでき、これは直
接的にすぐれたリアルタイムのASIC/DSP解決策
に通ずる。
[0006] To reduce or eliminate block noise, macroscopic signal processing on the entire image signal is required, in contrast to the microscopic signal processing of conventional solutions. This necessarily leads to a solution involving a matrix operation of the number of pixels of the whole image, but this is not practical. However, in the form of iterative microscopic calculations, a good solution can be derived, which leads directly to a good real-time ASIC / DSP solution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、量子化値から
DCT係数を復号する変換部と、前記変換部により復号
されたDCT係数に基づいて、ブロック雑音とモスキー
ト雑音についての最適復元方程式を含む演算をなす再生
部と、前記再生部における演算で得られた値を校正し雑
音を抑制した出力信号を得る手段とを含む圧縮画像の処
理装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a transform unit for decoding a DCT coefficient from a quantized value, and an optimal restoration equation for block noise and mosquito noise based on the DCT coefficient decoded by the transform unit. Provided is a compressed image processing apparatus including: a reproducing unit that performs an operation including the above;

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に理論的考察を含め一実施例
を説明する。ブロック雑音を減少するには、DCT係数
を若干変えることを必要とするが、これはモスキート雑
音に影響する。この為、この問題は、モスキート雑音E
2 が増加しないと云う制約の下にブロック雑音D2 を減
少することとして公式化される。これは次の最小化によ
って表わされる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment including theoretical considerations will be described below. Reducing block noise requires slightly changing the DCT coefficients, which affects mosquito noise. Therefore, this problem is caused by the mosquito noise E
It is formulated as reducing the block noise D 2 under the constraint that 2 does not increase. This is represented by the following minimization:

【数1】 min(D2 +λE2 ) 式(1) ここで、λは最小化過程でブロック雑音とモスキート雑
音の釣合いを決定する乗数を表わす。
[Number 1] min (D 2 + λE 2) Equation (1) where, lambda represents a multiplier for determining the balance of the block noise and mosquito noise in a minimized process.

【0009】DCT係数の量子化は、8×8の寸法のブ
ロックに分けて実施される。像信号空間に於ける量子化
雑音の分布は各々のブロック内で一様ではないが、像の
1つのブロック内の雑音が隣接するブロック内の雑音と
は無関係であると考えられる。従って、ブロック雑音D
2 は、図1及び式(2)で示す様に、4つのブロック境
界DL 2 ,DR 2 ,DT 2 ,DB 2 に於ける画素値の差
の自乗の和によって表わすのが最も合理的である。図1
は現在のブロックの周りの4 つのブロック境界を示す。
一つの境界の両側の量子化雑音は独立しており、その相
対的な差はブロック内の信号差より大きい。
[0009] The quantization of the DCT coefficient is performed by dividing the block into 8 × 8 blocks. Although the distribution of quantization noise in the image signal space is not uniform within each block, it is believed that the noise in one block of the image is independent of the noise in adjacent blocks. Therefore, the block noise D
2 is most represented by the sum of the squares of the pixel value differences at the four block boundaries D L 2 , D R 2 , D T 2 , and D B 2 , as shown in FIG. 1 and equation (2). It is reasonable. FIG.
Indicates four block boundaries around the current block.
The quantization noise on both sides of one boundary is independent, and the relative difference is larger than the signal difference in the block.

【0010】式(1)の最小化はDCT係数空間で実施
される。従って、式(3)及び(4)で示す様に、D2
を更にDCT係数Fuvで展開する必要がある。式(4)
は周知の離散コサイン基本ベクトルを示す。
The minimization of equation (1) is performed in the DCT coefficient space. Therefore, as shown in equations (3) and (4), D 2
Needs to be further expanded with the DCT coefficient F uv . Equation (4)
Denotes a well-known discrete cosine basic vector.

【0011】次にモスキート雑音を考える。この説明を
例で示す為、図2にDCT係数の例を1次元で示す。図
2において示される様に、量子化ステップの高さが最小
DCT係数より高いとき、その量子化雑音はホワイト・
ノイズではない。この結果、DCTベース画像圧縮にお
いて可視アーティファクトが生じる。
Next, consider mosquito noise. To illustrate this description by way of example, FIG. 2 shows one-dimensional examples of DCT coefficients. When the height of the quantization step is higher than the minimum DCT coefficient, as shown in FIG.
Not noise. This results in visible artifacts in DCT-based image compression.

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】この例では、帯域1及び帯域2のDCT係
数が量子化されて0として符号化される。然し、こう云
う帯域の量子化雑音が0に符号化されない帯域内にある
ものと同じではないことに注意することが重要である。
0に符号化されない帯域に於ける量子化雑音は一様であ
り、0符号化帯域に於ける雑音は比較的エネルギが小さ
い。この為、量子化のステップの高さを下げると、0に
符号化されない帯域が膨張し、最後には0符号化区域が
完全に縮小し、周波数空間でも信号空間でも一様なホワ
イト・ノイズになる。この量子化効果による像のブロッ
ク内での量子化雑音の分布が一様でないことが、モスキ
ート雑音の原因である。信号空間内での雑音の一様でな
い分布は、量子化雑音がブロックの他の部分より一層小
さくなる位置があることを意味しており、この様な位置
に於ける信号の値に影響するDCT係数の変化は、歪み
を除くよりも、不可避的に信号を劣化させる。式(1)
の最小化に対する制約で云うと、この状態が、0符号化
帯域(帯域1及び帯域2)に於けるパワー・スペクトル
の脱落する形そのものである。
In this example, the DCT coefficients of band 1 and band 2 are quantized and coded as 0. It is important to note, however, that the quantization noise in these bands is not the same as in bands not coded to zero.
The quantization noise in the band not coded to 0 is uniform, and the noise in the 0 coded band has relatively small energy. For this reason, when the height of the quantization step is reduced, the band that is not coded to 0 expands, and finally the 0 coded area is completely reduced, resulting in uniform white noise in both frequency space and signal space. Become. The non-uniform distribution of the quantization noise in the image block due to the quantization effect is the cause of the mosquito noise. The non-uniform distribution of noise in the signal space means that there are locations where the quantization noise is much smaller than in the rest of the block, and the DCT that affects the value of the signal at such locations. Changes in the coefficients inevitably degrade the signal rather than removing distortion. Equation (1)
In terms of the constraint on minimization of this, this state is the very form in which the power spectrum in the 0 coding band (band 1 and band 2) drops.

【0014】ゼロ・コード・パワー・スペクトル帯域が
0符号化されないスペクトル・セグメントの形からよい
精度で推定し得る為には、0に量子化されないスペクト
ルを平滑することによって脱落セグメントが得られれば
最も好ましい。この仮定の有効性の十分条件は、下記の
式
In order for the zero code power spectral band to be able to be estimated with good accuracy from the form of the non-zero encoded spectral segments, it is most useful if the missing segments are obtained by smoothing the spectrum which is not quantized to zero. preferable. A sufficient condition for the validity of this assumption is

【数3】 の右辺が存在することである。この式でS(ω)及びR
(x)は夫々像信号のパワー・スペクトル及び自己相関
関数を表わす。パワー・スペクトルS(ω)が連続して
いる為の十分条件は式(5)から
(Equation 3) The right side of exists. In this equation, S (ω) and R
(X) represents the power spectrum and the autocorrelation function of the image signal, respectively. A sufficient condition for the power spectrum S (ω) to be continuous is from equation (5).

【数4】 R(x)<σ2 x-1-0 式(6) であり、ここでσ2 は像信号の分散である。像信号にあ
まり雑音がない時、自己相関関数が次のモデルによって
表わされることが知られている。
R (x) <σ 2 x −1−0 Equation (6), where σ 2 is the variance of the image signal. It is known that when the image signal is less noisy, the autocorrelation function is represented by the following model:

【0015】[0015]

【数5】 これは確実に要求される十分条件式(6)を満たす。適
当な形の加重(cost)関数に対する1次の推定に
は、それが0でないF (0) i,j を持つ係数に対して一様
(1.0)であり、0のF(0) i,j を持つ係数に対して
は平滑した値又は補間した値に反比例することが必要で
ある。これが式(8)で表わされた加重関数の関数形式
に通ずる。この場合、パラメータκは量子化のステップ
の寸法の半分を表わし、これが加重関数の臨界的な閾値
位置を決定し、gu,i は平滑フィルタの係数である。こ
の平滑作用がDCT係数に作用し、gu,i は一定であっ
てもよいし、或いはF(0) i,j の形に応じて適応形で決
定してもよいことに注意されたい。
(Equation 5)This satisfies the sufficiently required conditional expression (6). Suitable
For a first-order estimation of the proper form of the cost function
Is F that is not 0 (0) i, jUniform for coefficients with
(1.0) and 0 F(0) i, jFor coefficients with
Must be inversely proportional to the smoothed or interpolated value.
is there. This is the function form of the weighting function represented by equation (8)
Lead to. In this case, the parameter κ is the quantization step
Which is half of the dimension of
Determine the position, gu, iIs a coefficient of the smoothing filter. This
Acts on the DCT coefficient, and gu, iIs constant
Or F(0) i, jIs determined according to the shape of the
Note that it may be specified.

【0016】[0016]

【数6】 これを使うと、モスキート雑音E2 を次の式によって表
わされる。
(Equation 6) Using this, the mosquito noise E 2 is represented by the following equation.

【0017】[0017]

【数7】 ここで、F(0) i,j は、ビット・ストリームから復号さ
れたばかりの量子化されたDCT係数を表わす。
(Equation 7) Where F (0) i, j represents the quantized DCT coefficients just decoded from the bit stream.

【0018】式(1)の直接的な解決には、(画素数)
2 の規模のマトリクスを必要とするので、実際的ではな
い。以下に、線形方程式の解で広く知られているガウス
及びザイデルの方法を適用することによって、収斂の速
い解決策をつくることができることを示す。
The direct solution of equation (1) is (number of pixels)
Not practical as it requires a matrix of size two . The following shows that a fast convergence solution can be created by applying the well-known Gauss and Seidel method of solving linear equations.

【0019】最初に次の様に、DCT係数Fl,m に対す
る反復的な係数更新過程を定める。
First , an iterative coefficient updating process for the DCT coefficient F l, m is defined as follows.

【数8】 ここで、αl,m (k) はk番目の反復サイクルに於けるD
CT係数の増分であり、式(8)でφl,m =0である
時、Pl,m =0である。差し当たって、マトリクスPは
任意である。
(Equation 8) Here, α l, m (k) is D at the k-th iteration cycle.
This is the increment of the CT coefficient. When φ l, m = 0 in equation (8), P l, m = 0. For the moment, the matrix P is arbitrary.

【0020】次に式(1)のFu,v を式(10)の右辺
で置き換え、
Next, F u, v in equation (1) is replaced with the right side of equation (10),

【数9】 によって、αl,m (k) の最適値を導き出す。この結果は
次の式になる。
(Equation 9) Derives the optimal value of α l, m (k) . The result is:

【0021】[0021]

【数10】 この反復過程を簡単にする為、次の式によって定義され
たαl,m (k) を取込んだ代替のパラメータを導入する。
(Equation 10) To simplify this iterative process, we introduce an alternative parameter that incorporates α l, m (k) defined by

【0022】[0022]

【数11】 ここで、Pl,m は、(l,m)にある要素以外はその要
素が全てゼロである様なマトリクスの(l,m)要素
(=1)として定義される。Pl,m の選び方は任意であ
るが、マトリクスの反転を用いずに式(12)の解が得
られる様にする唯一の選択である。
[Equation 11] Here, P l, m is defined as an (l, m) element (= 1) of a matrix in which all elements other than the element at (l, m) are zero. The choice of P l, m is arbitrary, but is the only choice that allows the solution of equation (12) to be obtained without using matrix inversion.

【0023】式(13)及び(14)は映像全体毎に1
回各々のDCT係数を更新し、その間、更新された係数
が、映像内の原因となる相次ぐ位置にある係数のブロッ
クの更新に使われる。像の中の全てのDCT係数が更新
された時、最小化の式(1)が収斂するまで、同じ過程
を繰返す必要がある。繰返しの回数が4回前後であるこ
とを後で示す。
Equations (13) and (14) give 1 for each image
Each time the DCT coefficients are updated, during which the updated coefficients are used to update blocks of successively occurring coefficients in the video. When all DCT coefficients in the image have been updated, the same process needs to be repeated until the minimization equation (1) converges. It will be shown later that the number of repetitions is about four.

【0024】[0024]

【数12】 この時、αl,m (k) の最適値は式(15)によって与え
られ、ここで次の便利な関係が、表記を単純化するため
に使用される。
(Equation 12) At this time, the optimal value of α l, m (k) is given by equation (15), where the following convenient relation is used to simplify the notation.

【0025】[0025]

【数13】 次に式(1)の乗数λを見付ける。(Equation 13) Next, the multiplier λ of the equation (1) is found.

【0026】最初に安定性条件First, stability conditions

【数14】 を適用する。これによって次の式が出てくる。[Equation 14] Apply This yields the following equation:

【0027】[0027]

【数15】 式(18)に対する直観的な解を導き出す為、φ(k)
u,v =φ(0) u,v と仮定し、φ(k) u,v がFi,j (k) の
関数ではないと仮定する。この時、式(18)を積分す
ると、
(Equation 15) To derive an intuitive solution to equation (18), φ (k)
Suppose u, v = φ (0) u, v and φ (k) u, v is not a function of F i, j (k) . At this time, integrating equation (18) gives:

【数16】 ここで、D(0)2及びD(k)2が、ブロック歪みの初期値及
び収斂値を表わす。
(Equation 16) Here, D (0) 2 and D (k) 2 represent the initial value and the convergence value of the block distortion.

【0028】従って、λが、減少したブロック雑音とモ
スキート雑音の減少の比であることが分かる。
Thus, it can be seen that λ is the ratio of the reduced block noise to the mosquito noise reduction.

【数17】 1.0よりずっと大きいλの値は、モスキート雑音を有
効に除去するが、若干のブロック雑音を残す。これに対
して、1.0よりずっと小さい値は、ブロック及び信号
境界を過度に平滑する。λの最適値は1.0の近くであ
る。λは、繰返し、並びにブロック内のDCT係数の更
に詳しいスペクトル情報に従って変えることもできる。
[Equation 17] A value of λ much greater than 1.0 effectively removes mosquito noise but leaves some blockiness. On the other hand, values much less than 1.0 over-smooth block and signal boundaries. The optimal value of λ is near 1.0. λ can be varied according to the repetition, as well as the more detailed spectral information of the DCT coefficients within the block.

【0029】新しい雑音減少アルゴリズムの性能を検証
する為、最初にDCT及び量子化によって種々の試験像
を圧縮した。DC係数は量子化せず、AC係数では、固
定の量子化ステップを使った。非線形量子化への拡張は
簡単である。次に信号再生アルゴリズムの式(13)及
び(14)を反復的に適用した。図3は、目的とするS
NRの改良を示している。
To test the performance of the new noise reduction algorithm, various test images were first compressed by DCT and quantization. The DC coefficients were not quantized, and the AC coefficients used a fixed quantization step. Extension to nonlinear quantization is straightforward. Next, equations (13) and (14) of the signal reproduction algorithm were repeatedly applied. FIG. 3 shows the target S
This shows an improvement in NR.

【0030】[0030]

【数18】 この式でfi,j 及びf′i,j は夫々もとの信号及び再生
された像信号を表わす。
(Equation 18) In this equation, fi , j and f'i , j represent the original signal and the reproduced image signal, respectively.

【0031】図3はSNRの改善と繰返しの回数の関係
を示す。4回の繰返しの後、最大の雑音の減少が達成さ
れた。試験シーケンスはSUSIE(フレーム#70)
である。
FIG. 3 shows the relationship between the improvement in SNR and the number of repetitions. After four iterations, the maximum noise reduction was achieved. The test sequence is SUSIE (frame # 70)
It is.

【0032】繰返し#0に於けるSNRは、復号された
像自体のSNRに対応し、繰返し#1乃至#10は、繰
返しの回数とSMRの改善の間の関係を表わす。このア
ルゴリズムが、4回の繰返しの後に最大の改善を達成す
ることは図からも明らかであり、この特性は他の試験像
でも認められた。
The SNR at iteration # 0 corresponds to the SNR of the decoded image itself, and iterations # 1 through # 10 represent the relationship between the number of iterations and the SMR improvement. It is also evident from the figure that this algorithm achieves the greatest improvement after 4 iterations, and this property was also observed in other test images.

【0033】図4に、DCT係数空間で、ブロック歪み
及びモスキート雑音を含む像を復元する上述の新規な信
号再生アルゴリズムを使用した符号化ループ構造の例を
示す。像がイントラ・エンコードされている時(JPE
G及びMPEGのI−ピクチャ)、このアルゴリズム
は、復号されたDCT係数を使って直接的に像を復元す
ることができる。フレーム間符号化されたビデオ信号で
は、全ての符号化信号を最初にDCT係数に変換する。
図4において、DCT部(FDCT)10にて予測信号
がDCT係数に変換される。その後、加算器16にて、
復号されたDCT係数(差分)がこれらの信号に加えら
れる。次に上述した再生アルゴリズムによってアーティ
ファクト(ブロック雑音及びモスキート雑音)の除去が
行われる(再生部18)。イントラ・エンコード像の場
合は、予測信号が存在しない。
FIG. 4 shows an example of a coding loop structure using the above-described novel signal reproduction algorithm for restoring an image including block distortion and mosquito noise in the DCT coefficient space. When the image is intra-encoded (JPE
G and MPEG I-pictures), this algorithm can directly recover the image using the decoded DCT coefficients. In an inter-frame coded video signal, all coded signals are first converted to DCT coefficients.
In FIG. 4, a DCT unit (FDCT) 10 converts a prediction signal into DCT coefficients. Then, in the adder 16,
The decoded DCT coefficients (differences) are added to these signals. Next, artifacts (block noise and mosquito noise) are removed by the above-described reproduction algorithm (reproduction unit 18). In the case of an intra-encoded image, there is no prediction signal.

【0034】図5は図4の符号器と両立性を持つ復号器
の構造を示す。ビット・ストリーム入力が逆量子化部3
0を介して加算器32で復号DCT(差分)係数と加算
され、再生部34で上述の再生アルゴリズムによりブロ
ック雑音及びモスキート雑音の除去が行なわれる。
FIG. 5 shows the structure of a decoder compatible with the encoder of FIG. Bit stream input is inverse quantization unit 3
The signal is added to the decoded DCT (difference) coefficient by the adder 32 via 0, and the reproduction unit 34 removes block noise and mosquito noise by the above-described reproduction algorithm.

【0035】図6は復号ループの外での信号再生の為の
回路の構造例を示す。復号された信号はDCT係数に変
換し、処理し、その後像信号に逆変換する必要がある。
即ち、信号の再生を符号化ループの外側で行ない、こう
して現存のビデオ圧縮基準、H.20x及びMPEGと
の完全な両立性を維持しなければならない場合、復号器
の構造を図6に示す形にする必要がある。図5の復号器
との主な相違は、図5の復号器においてはQS(量子化
ステップ寸法)及びDCT係数双方が逆量子化部30か
ら再生部34へ入力されるが、図6の構造においてはQ
Sは逆量子化部30から、DCT係数は逆DCT部(I
DCT)20から入力する点である。
FIG. 6 shows an example of the structure of a circuit for reproducing a signal outside the decoding loop. The decoded signal needs to be transformed into DCT coefficients, processed, and then back transformed into an image signal.
That is, the reproduction of the signal takes place outside of the coding loop, and thus the existing video compression standard, H.264. If complete compatibility with 20x and MPEG has to be maintained, the structure of the decoder needs to be as shown in FIG. The main difference from the decoder of FIG. 5 is that in the decoder of FIG. 5, both the QS (quantization step size) and the DCT coefficient are input from the inverse quantization unit 30 to the reproduction unit 34, but the structure of FIG. In Q
S is from the inverse quantization unit 30, and DCT coefficients are from the inverse DCT unit (I
DCT) 20.

【0036】信号再生アルゴリズムの式(13),(1
4)は自己埋め込み反復的アルゴリズム(self-embeddi
ng interative algorithm )であり、図7 (a)に示す
様にブロック・ラスター式に像の1フレームを処理す
る。そしてそのアルゴリズムの自己埋め込み形式が、空
間的なパイプライン式のPEを可能にし、図7(b)に
示す様に所望の処理速度を実現することができる。前述
した様に、復元過程が収斂する為には、フレーム毎の処
理全体を4回繰返す必要がある。この点、コンパクトで
高速のFDCT及びIDCTコアが、同時に微分雑音減
少技術に対する不可欠の素子になり得る。反復的な解決
策はパイプライン式PEアーキテクチャによって高速条
件を満たすことができる様にする。(a)及び(b)の
処理結果は全く同じである。フレーム処理全体は、復元
が収斂する為に、4回繰返す必要がある。
Equations (13) and (1) of the signal reproduction algorithm
4) is a self-embedding iterative algorithm (self-embeddi
ng interative algorithm), and processes one frame of the image in a block-raster manner as shown in FIG. Then, the self-embedding form of the algorithm enables a spatially pipelined PE, and a desired processing speed can be realized as shown in FIG. 7B. As described above, in order for the restoration process to converge, it is necessary to repeat the entire processing for each frame four times. In this regard, compact and fast FDCT and IDCT cores can simultaneously be integral components for differential noise reduction techniques. An iterative solution allows the fast requirements to be met by a pipelined PE architecture. The processing results of (a) and (b) are exactly the same. The entire frame process needs to be repeated four times for the restoration to converge.

【0037】上述の様に、DCTを基本としたビデオ圧
縮は、復号された像に2つの主な歪み、即ち、モスキー
ト雑音及びブロック雑音を生ずる。モスキート雑音を減
少することは、問題の性格が微視的であり、実際、像信
号空間に於ける適応型フィルタ作用によって可視的に納
得のできる結果が得られる。
As mentioned above, DCT based video compression introduces two major distortions in the decoded image: mosquito noise and block noise. Reducing mosquito noise is microscopic in nature and, in fact, produces visually acceptable results with adaptive filtering in the image signal space.

【0038】然し、ブロック雑音は、それが巨視的な性
質である為に、解決するのが一層困難な問題であると考
えられてきた。実施例においては、雑音最小化問題の解
にガウス及びザイデルの方法を適用することにより、D
CT係数空間で有効な解決策を導き出すことができるこ
とを説明した。量子化がDCT係数空間で行なわれ、重
要な制約条件(式(9)のモスキート雑音条件)がこの
信号空間で最も有効に表わすことができるので、これは
妥当な解決策である。
However, block noise has been considered to be a more difficult problem to solve because of its macroscopic nature. In an embodiment, by applying Gauss and Seidel's method to the solution of the noise minimization problem, D
It has been described that an effective solution can be derived in the CT coefficient space. This is a reasonable solution since the quantization is performed in the DCT coefficient space and the important constraints (the mosquito noise condition in equation (9)) can be represented most effectively in this signal space.

【0039】他方、ガウス及びザイデル方法は反復的な
解に対する唯一の方式ではない。最急降下法及び勾配法
も利用し得るし、要は、ブロック雑音及びモスキート雑
音の性質を理解してそれを最適復元方程式で公式化する
ことが重要である。
On the other hand, the Gauss and Seidel method is not the only method for iterative solutions. Steepest descent and gradient methods can also be used, and it is important to understand the properties of block noise and mosquito noise and formulate them with optimal recovery equations.

【0040】上述の様に本発明を一実施例に関し説明し
たが、本発明はこれに限られるものではない。
Although the present invention has been described with reference to an embodiment as described above, the present invention is not limited to this.

【0041】[0041]

【発明の効果】DCTベース・ビデオ圧縮における復号
像の主な歪みであるモスキート雑音及びブロック雑音双
方を効果的に減少する。
The present invention effectively reduces both mosquito noise and block noise, which are the main distortions of a decoded image in DCT-based video compression.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】現在のブロックの周りの4つのブロック境界を
示す図。
FIG. 1 illustrates four block boundaries around a current block.

【図2】DCT係数及び量子化効果の間の関係を示す
図。
FIG. 2 shows the relationship between DCT coefficients and quantization effects.

【図3】本発明において使用するアルゴリズムの効果を
説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating the effect of an algorithm used in the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係る符号化ループ構造のブ
ロック図。
FIG. 4 is a block diagram of a coding loop structure according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4の符号器と両立性を持つ復号化ループ構造
例のブロック図。
FIG. 5 is a block diagram of a decoding loop structure example compatible with the encoder of FIG. 4;

【図6】別の復号化構造例のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of another example of a decoding structure.

【図7】本発明において使用するアルゴリズムによる効
果を説明する図。
FIG. 7 is a view for explaining the effect of the algorithm used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 DCT部 12 量子化部 14 逆量子化部 16 加算器 18 再生部 20 逆DCT部 22 メモリ部 24 動き補償部 26 減算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DCT part 12 Quantization part 14 Inverse quantization part 16 Adder 18 Reproduction part 20 Inverse DCT part 22 Memory part 24 Motion compensation part 26 Subtractor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 量子化値からDCT係数を復号する変換
部と、 前記変換部により復号されたDCT係数に基づいて、ブ
ロック雑音とモスキート雑音についての最適復元方程式
を含む演算をなす再生部と、 前記再生部における演算で得られた値を校正し雑音を抑
制した出力信号を得る手段と、 を含む圧縮画像の処理装置。
A transform unit for decoding a DCT coefficient from a quantized value; a reproducing unit for performing an operation including an optimal restoration equation for block noise and mosquito noise based on the DCT coefficient decoded by the transform unit; Means for calibrating the value obtained by the calculation in the reproduction unit to obtain an output signal with reduced noise.
【請求項2】 再生部でなされる演算はガウス・ザイデ
ルの反復法を含むことを特徴とする請求項1記載の圧縮
画像の処理装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the operation performed by the reproducing unit includes a Gauss-Seidel iterative method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6728414B1 (en) * 1998-11-25 2004-04-27 Samsung Electronics Co., Ltd. De-blocking method and apparatus
CN100388755C (en) * 2004-11-12 2008-05-14 诺日士钢机株式会社 Image Noise Removal Method
US8090216B2 (en) 2008-04-16 2012-01-03 Aptina Imaging Corporation Image noise level estimation from JPEG data
JP2017103723A (en) * 2015-12-04 2017-06-08 日本放送協会 Encoding device, decoding device, and program

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