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JP2919986B2 - Image signal decoding device - Google Patents

Image signal decoding device

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JP2919986B2
JP2919986B2 JP3054935A JP5493591A JP2919986B2 JP 2919986 B2 JP2919986 B2 JP 2919986B2 JP 3054935 A JP3054935 A JP 3054935A JP 5493591 A JP5493591 A JP 5493591A JP 2919986 B2 JP2919986 B2 JP 2919986B2
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block
distortion
transform
variable
coefficients
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JP3054935A
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Japanese (ja)
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Inventor
弘之 福田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高圧縮符号化された後、
伝送もしくは記録された画像を復号する復号化装置に適
用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention is applied to a decoding device that decodes a transmitted or recorded image.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCDに代表される固体撮像装置等によ
り撮像された画像信号をメモリカード、磁気ディスクあ
るいは磁気テープ等の記憶装置にディジタルデータとし
て記憶する場合、そのデータ量は膨大なものとなるた
め、限られた記憶容量の範囲で記録しようとするには、
得られた画像信号のデータに対し、何らかの高能率な圧
縮を行なうことが必要となる。
2. Description of the Related Art When an image signal picked up by a solid-state image pickup device represented by a CCD or the like is stored as digital data in a storage device such as a memory card, a magnetic disk or a magnetic tape, the amount of data becomes enormous. Therefore, in order to record in a limited storage capacity range,
It is necessary to perform some highly efficient compression on the obtained image signal data.

【0003】高能率な画像データの圧縮方式としては、
直交変換符号化を利用した符号化方法が広く知られてお
り、この方式についての一例を図7を用いて以下に説明
する。
As a highly efficient image data compression method,
An encoding method using orthogonal transform encoding is widely known, and an example of this method will be described below with reference to FIG.

【0004】まず入力画像データ(f)を所定の大きさ
のブロックに分割して、(fb)を得、分割されたブロ
ック毎に直交変換として2次元のDCT(離散コサイン
変換)を行なって(F)に変換する。次に各周波数成分
に応じた線形量子化を行ない、この量子化された値(F
Q )に対し可変長符号化としてハフマン符号化を行な
い、その結果が圧縮データ(C)として伝送または記録
される。この時、前記線形量子化の量子化幅は、各周波
数成分に対する視覚特性を考慮にいれた相対的な量子化
特性を表す量子化マトリックスを用意し、この量子化マ
トリックスを定数倍することで量子化幅を決定してい
る。一方、圧縮データから画像データを再生するとき、
可変長符号(C)をデコード(復号)することで変換係
数の量子化値(FQ )が得られるが、この値から量子化
前の真値(F)を得ることは不可能で、逆量子化によっ
て得られる結果は、誤差を含んだ(F′)になる。この
誤差がいわゆる量子化誤差として再生画像(f′)の画
質劣化の原因となっている。
First, the input image data (f) is divided into blocks of a predetermined size to obtain (fb), and two-dimensional DCT (discrete cosine transform) is performed for each of the divided blocks as orthogonal transform ( F). Next, linear quantization according to each frequency component is performed, and this quantized value (F
Q ) is subjected to Huffman coding as variable-length coding, and the result is transmitted or recorded as compressed data (C). At this time, the quantization width of the linear quantization is determined by preparing a quantization matrix representing a relative quantization characteristic taking into account the visual characteristic for each frequency component, and multiplying this quantization matrix by a constant. Has been determined. On the other hand, when reproducing image data from compressed data,
The quantized value (F Q ) of the transform coefficient is obtained by decoding the variable length code (C), but it is impossible to obtain the true value (F) before the quantization from this value. The result obtained by the quantization is (F ′) including an error. This error is a so-called quantization error, which causes deterioration of the image quality of the reproduced image (f ').

【0005】もう少し具体的に説明すると、まず、図3
(a)に示すように、1フレームの画像データを所定の
大きさのブロック(例えば、8×8の画素よりなるブロ
ックA,B,C…)に分割し、この分割されたブロック
毎に直交変換として2次元のDCTを行ない、8×8の
マトリックス上に順次格納する。
More specifically, first, FIG.
As shown in (a), one frame of image data is divided into blocks of a predetermined size (for example, blocks A, B, C,... Formed of 8 × 8 pixels), and each of the divided blocks is orthogonal. Two-dimensional DCT is performed as conversion, and the data is sequentially stored on an 8 × 8 matrix.

【0006】画像データは2次元平面で眺めてみると、
濃淡情報の分布に基づく周波数情報である空間周波数を
有している。従って、上記DCTを行なうことにより、
画像データは図3(b)に示すように、直流成分DCと
交流成分ACに変換され、8×8のマトリックス上には
原点位置(0,0位置)に直流成分DCの値を示すデー
タが、そして、0,7位置には横軸方向の交流成分AC
の最大周波数値を示すデータが、そして、7,0位置に
は縦軸方向の交流成分ACの最大周波数値を示すデータ
が、さらに、7,7位置には斜方向の交流成分ACの最
大周波数値を示すデータがそれぞれ格納され、中間位置
ではそれぞれの座標位置により関係付けられる方向にお
ける周波数データが、原点側より順次高い周波数のもの
が出現する形で格納されることになる。
When viewing image data on a two-dimensional plane,
It has a spatial frequency which is frequency information based on the distribution of density information. Therefore, by performing the above DCT,
As shown in FIG. 3B, the image data is converted into a DC component DC and an AC component AC, and data indicating the value of the DC component DC at the origin position (0, 0 position) on the 8 × 8 matrix. , And at the 0,7 position, the AC component AC in the horizontal axis direction.
Data indicating the maximum frequency value of AC component AC, data indicating the maximum frequency value of AC component AC in the vertical axis direction at position 7,0, and maximum frequency value of AC component AC in the oblique direction at position 7,7. Data indicating a value is stored, and at the intermediate position, frequency data in a direction associated with each coordinate position is stored in such a manner that data having a frequency higher than the origin side appears.

【0007】次に、このマトリックスにおける各座標位
置の格納データを、各周波数成分毎の量子化幅で割るこ
とにより、各周波数成分に応じた線形量子化を行ない、
この量子化された値に対し可変長符号化としてハフマン
符号化を行なう。この時、直流成分DCに関しては近傍
ブロックの直流成分との差分値をハフマン符号化する。
交流成分ACに関してはジグザグスキャンと呼ばれる低
い周波数成分から高い周波数成分へのスキャンを行な
い、無効(値が“0”)の成分の連続する個数(零のラ
ン数)と、それに続く有効な成分の値の2次元のハフマ
ン符号化を行ないデータとする。この方法において圧縮
率は前記量子化の量子化幅を変化させることによって制
御されるのが一般的で、圧縮率が高くなるほど、量子化
幅は大きくなり、従って量子化誤差が大きくなり再生画
像の画質劣化が目立つようになる。この変換係数の量子
化誤差は、再生画像においてブロック境界部分に不連続
が発生するいわゆるブロック歪みとして現われる傾向に
ある。このブロック歪みは視覚的に目立つために、たと
えS/Nが良好であっても主観的な印象は悪くなってし
まうので、復号器によって再生された画像に、歪み除去
処理として低域通過(ローパス)フィルターをかける方
法が考え出された。この後置フィルターは、比較的良好
に歪みを除去することができるが、画像中にエッヂ等が
含まれている場合にそれらがボケてしまい、逆にボケを
減らすためにローパスの度合いをゆるくするとブロック
歪みが完全に除去できなくなるといった不具合があっ
た。そこで、この不具合を解消するために変換係数をど
の程度伝送するかを決めて、その範囲内の係数を量子
化、符号化して伝送し、それと同時に伝送された範囲も
情報として多重化して伝送し、復号器側では、その情報
を利用して後置フィルターの度合いを局所的に変化させ
るようにした方法もある。
Next, linear quantization corresponding to each frequency component is performed by dividing the data stored at each coordinate position in the matrix by the quantization width for each frequency component.
Huffman coding is performed on the quantized value as variable length coding. At this time, the difference value between the DC component DC and the DC component of the neighboring block is Huffman-coded.
With respect to the AC component AC, a scan from a low frequency component to a high frequency component called a zigzag scan is performed, and a continuous number of invalid (value is “0”) components (zero run number) and a succeeding valid component The data is subjected to two-dimensional Huffman encoding of the value to obtain data. In this method, the compression ratio is generally controlled by changing the quantization width of the quantization. The higher the compression ratio, the larger the quantization width, and therefore the larger the quantization error and the larger the reproduction image. Image quality degradation becomes noticeable. The quantization error of the transform coefficient tends to appear as so-called block distortion in which a discontinuity occurs at a block boundary portion in a reproduced image. Since the block distortion is visually conspicuous, the subjective impression deteriorates even if the S / N ratio is good. Therefore, the image reproduced by the decoder is subjected to low-pass (low-pass) processing as distortion removal processing. ) A way to filter has been devised. This postfilter can remove distortion relatively well, but if the image contains edges etc., they will be blurred, and conversely if the degree of low pass is reduced to reduce blurring There was a problem that block distortion could not be completely removed. Therefore, in order to solve this problem, the extent to which the transform coefficients are transmitted is determined, and the coefficients within the range are quantized, coded and transmitted. On the decoder side, there is a method in which the information is used to locally change the degree of the post-filter.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法で
は、符号器側で変換係数の送られた範囲を示す信号を送
り、その信号に従ってフィルターの度合いを変化させる
ので、変換係数の送られた範囲を示す信号を伝送しなけ
ればならない分だけ情報に無駄があり、従って圧縮率を
あまり上げることができないといった不具合があった。
However, in the above-mentioned method, the encoder sends a signal indicating the range in which the transform coefficient has been sent, and changes the degree of the filter in accordance with the signal. There is a problem that information is wasted as much as the signal indicating the range must be transmitted, and therefore the compression ratio cannot be increased much.

【0009】本発明の画像信号復号化装置は、このよう
な課題に着目してなされたもので、その目的とするとこ
ろは、高圧縮された画像に対して簡単な回路により、適
応的にブロック歪み除去処理を行なうことのできる画像
データの復号化装置を提供することにある。
The image signal decoding apparatus of the present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to adaptively block a highly compressed image with a simple circuit. An object of the present invention is to provide an image data decoding device capable of performing distortion removal processing.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の画像信号復号化装置は、画像データをブ
ロックに分割し、この分割されたブロック毎に直交変換
を行なってからこの変換出力を量子化手段により量子化
し、その後、この量子化出力を可変長符号化手段に与え
て可変長符号化して圧縮された画像データを復号化する
可変長符号デコード手段と、逆量子化手段と、逆直交変
換手段と、前記逆直交変換手段からの変換出力に対して
歪み除去処理を行なう歪み除去手段と、前記各ブロック
の符号量かまたは、各ブロックの変換係数の有意な係数
の個数、もしくは各ブロックの変換係数の有意な係数の
夫々のシーケンスによって予め定められている重みの和
の何れかに基づいて前記歪み除去手段の歪み除去特性を
変化させる歪み除去決定手段とを具備している。
In order to solve the above-mentioned problems, an image signal decoding apparatus according to the present invention divides image data into blocks, and performs an orthogonal transform for each of the divided blocks. Variable-length code decoding means for quantizing the transformed output by a quantization means, and thereafter providing the quantized output to a variable-length coding means to decode the variable-length-encoded and compressed image data; An inverse orthogonal transforming means; a distortion removing means for performing a distortion removing process on a transform output from the inverse orthogonal transforming means; and a code amount of each of the blocks or the number of significant coefficients of transform coefficients of each of the blocks. Or a distortion removal function that changes the distortion removal characteristic of the distortion removal means based on any of the sums of weights determined in advance by respective sequences of significant coefficients of each block. It is provided with a determination unit.

【0011】[0011]

【作用】すなわち、本発明においては、可変長符号デコ
−ド手段からの復号化出力を逆量子化、逆直交変換する
ことによって得られる出力デ−タに対して歪み除去処理
を行なう歪み除去回路の特性を、前記各ブロックの符号
量かまたは、各ブロックの変換係数の有意な係数の個
数、もしくは各ブロックの変換係数の有意な係数の夫々
のシーケンスによって予め定められている重みの和の何
れかに基づいて変化させるものである。
That is, in the present invention, a distortion removing circuit for performing a distortion removing process on output data obtained by inversely quantizing and inverse orthogonal transforming the decoded output from the variable length code decoding means. Of the code amount of each block, the number of significant coefficients of transform coefficients of each block, or the sum of weights determined in advance by respective sequences of significant coefficients of transform coefficients of each block. It is changed based on crab.

【0012】[0012]

【実施例】まず、本発明の基本的概念を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic concept of the present invention will be described.

【0013】一般に、ブロック歪みの目立ちやすさは近
傍の画像の持つ空間周波数によって変化する。つまり、
細かな構造を有する高い空間周波数まで成分を持ってい
るような部分にブロック歪みが発生している場合にはあ
まりブロック歪みは目立たない。逆に、比較的に変化の
緩やかな低い空間周波数成分しか無い部分にブロック歪
みが発生している場合は、ブロック歪みが目立ちやすく
なる。
In general, the degree of conspicuousness of block distortion changes depending on the spatial frequency of a nearby image. That is,
When block distortion occurs in a portion having components up to a high spatial frequency having a fine structure, the block distortion is not so noticeable. Conversely, when block distortion occurs in a portion having only a low spatial frequency component that changes relatively slowly, the block distortion becomes more conspicuous.

【0014】一方、ブロック歪みはブロック境界での不
連続性によるもので、非常に高い空間周波数まで成分を
持っている。従って歪みの近傍の画像の持つ周波数より
も高い空間周波数成分を除いてやることによって、ブロ
ック歪みは目立たなくすることができる。そこで、ブロ
ック毎にどの程度まで周波数成分を含んでいたかを求
め、その値に基づいて歪み除去特性を適応的に変化させ
ることで、画像にボケなどを生じさせずにブロック歪み
を除去することができる。
On the other hand, block distortion is caused by discontinuity at block boundaries and has components up to very high spatial frequencies. Therefore, the block distortion can be made inconspicuous by removing a spatial frequency component higher than the frequency of the image near the distortion. Therefore, it is necessary to determine the extent to which the frequency component is included in each block, and adaptively change the distortion removal characteristic based on the value to remove the block distortion without blurring the image. Can be.

【0015】本発明が適用されるような符号化において
圧縮率を上げていくと量子化幅が大きくなっていき、係
数が0に量子化される確立が高くなる。特に高周波成分
は一般的にパワーが少ないのでほとんどが0に量子化さ
れ、有意な係数として残るものは少ない。従って零のラ
ン数とそれに続く有意な係数の値の2次元のハフマン符
号化等を用いた場合に高周波成分の少ないブロックの発
生符号量は少なくなり、高周波成分まで有意な係数があ
るようなブロックは発生符号量が多くなる傾向にある。
つまり、ブロック内の符号量が多い場合には周波数の高
い係数まで値を持っていたことがわかる。そこで、本発
明では、ブロック毎に周波数成分をどの程度まで含んで
いたかを求めるのに、ブロック毎の符号量や、変換係数
の零でないものの個数等を利用し、それに基づいて歪み
除去の特性を適応的に変化させている。この歪み除去特
性決定方法について以下に図6を用いて説明する。
[0015] In the encoding to which the present invention is applied, as the compression ratio is increased, the quantization width increases, and the probability that the coefficient is quantized to zero increases. In particular, since the high-frequency components generally have low power, most of them are quantized to 0, and few remain as significant coefficients. Therefore, when two-dimensional Huffman coding or the like of the zero run number and the subsequent significant coefficient value is used, the generated code amount of a block having a small high-frequency component is reduced, and a block having a significant coefficient up to the high-frequency component is generated. Tends to increase the generated code amount.
In other words, it can be seen that when the code amount in the block is large, the coefficient has a value up to a high frequency coefficient. Therefore, in the present invention, the amount of frequency components contained in each block is determined by using the code amount of each block, the number of non-zero transform coefficients, and the like. Is adaptively changed. The method for determining the distortion removal characteristic will be described below with reference to FIG.

【0016】前述したように有意な係数の存在していた
帯域が、注目ブロックについて例えば、最高周波数(f
max )の半分の周波数成分までで構成されていることが
わかったとすると、(fmax /2 )までの帯域を持って
いたことになるのでこの帯域より高い成分をカットすれ
ば良い。つまり、図6の斜線部を通過域とする帯域カッ
トを行なえば良い。これを式であらわすと、 H=F×G ……(1) となる。ここで、式(1)は周波数領域でのフィルタリ
ングを表わしていて、F,G、Hは夫々データ、フィル
タ、処理結果のフーリエ面での係数で、Gの成分は図6
のような帯域透過特性にすればよいことになる。ところ
が、空間周波数面でフィルタリングを行なう場合、フィ
ルタの特性を変化させながら処理を行なうことはできな
いので、画像をブロッキングしてから空間周波数面でフ
ィルタリングして逆変換後に合成しなければならず、そ
の時にブロッキングの影響を考慮しなければならないと
いった問題点も存在する。そこで、このフィルタリング
を実空間でのコンボリューションで実現して、畳み込ま
れる係数を変化させるようにした。
As described above, the band in which a significant coefficient exists is, for example, the highest frequency (f
If it is found that the frequency band consists of up to half the frequency component of (max), it means that the band has a band up to (fmax / 2). In other words, it is only necessary to perform a band cut in which the hatched portion in FIG. This is represented by the following equation: H = F × G (1) Here, equation (1) represents filtering in the frequency domain, F, G, and H are coefficients on the Fourier plane of the data, the filter, and the processing result, respectively.
That is, the band transmission characteristics as shown in FIG. However, when performing filtering in the spatial frequency plane, it is not possible to perform processing while changing the characteristics of the filter. There is also a problem that the influence of blocking must be considered. Therefore, this filtering is realized by convolution in the real space, and the convolved coefficient is changed.

【0017】 h=f*g ……(2) 式(2)において、f,g,hは夫々F,G,Hの逆フ
ーリエ変換結果であって式(1)のフィルタリングを実
空間で処理した場合を表わしていて、式(2)のように
データfとgとのコンボリューションになる。このgの
カーネルサイズは有限なので、図6のようなシャープな
カットオフ特性を得るのは無理であるが実用上は問題が
なく、フィルタ係数とカーネルサイズの決め方も任意で
あって、計算時間やカットオフ特性を考慮して決定され
る。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
H = f * g (2) In equation (2), f, g, and h are the inverse Fourier transform results of F, G, and H, respectively, and the filtering of equation (1) is processed in real space. And the convolution of data f and g as shown in equation (2). Since the kernel size of g is finite, it is impossible to obtain a sharp cutoff characteristic as shown in FIG. 6, but there is no problem in practical use, and the filter coefficient and the kernel size can be determined arbitrarily. Determined in consideration of cutoff characteristics. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の画像信号復号化装置の第1
の実施例のブロック構成図である。本実施例の画像信号
復号化装置では、先ず可変長符号デコード回路11にて
伝送または記録された圧縮画像データを受けて、その圧
縮画像データの可変長符号をデコードする。このデコー
ド出力は、逆量子化回路12にて逆量子化される。この
逆量子化された結果を逆直交変換回路13に送り実空間
での画像信号を得る。この結果に対して歪み除去回路1
4で歪み除去処理を行なう。この実空間の画像信号への
歪み除去特性の決定の方法は、ブロック内符号量計数回
路15にて可変長符号デコード回路11に入力される符
号量をブロック毎に監視して各ブロックの符号量によっ
て歪み除去特性決定回路16で歪み除去特性を決定して
いる。歪み除去特性決定回路16では前記ブロック内符
号量の多いブロックでは広い周波数帯域を保存するよう
なローパスフィルタの特性とし、逆に符号量の少ないブ
ロックでは周波数帯域をあまり保存しないような特性の
歪み除去処理を行なうようにしている。
FIG. 1 shows a first embodiment of an image signal decoding apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of FIG. In the image signal decoding apparatus of this embodiment, first, the compressed image data transmitted or recorded by the variable length code decoding circuit 11 is received, and the variable length code of the compressed image data is decoded. This decoded output is inversely quantized by the inverse quantization circuit 12. The result of the inverse quantization is sent to the inverse orthogonal transform circuit 13 to obtain an image signal in the real space. For this result, the distortion removal circuit 1
In step 4, distortion removal processing is performed. The method of determining the distortion removal characteristic from the image signal in the real space is as follows. The code amount in each block is monitored by the intra-block code amount counting circuit 15 for each block. The distortion elimination characteristic is determined by the distortion elimination characteristic determination circuit 16. The distortion removal characteristic determination circuit 16 uses a low-pass filter characteristic that preserves a wide frequency band for the block having a large code amount in the block, and conversely, performs a distortion removal characteristic such that the frequency band is not largely preserved for a block having a small code amount. Processing is performed.

【0019】今、逆直交変換回路13に与えられる注目
ブロックの直交変換係数を図2(a)のような8画素×
8画素のDCT係数とし、斜線のハッチングを施して示
す4×4の部分の係数が零でない、いわゆる有意な係数
であったとする。同様にその隣のブロックのDCT係数
が図2(b)のように3×3の部分の係数が零でなかっ
たとすると、ブロック内符号量計数回路15が求められ
る符号量は、注目ブロックのほうがその隣のブロックに
比べて多くなる。このとき周波数帯域で比べるとやはり
注目ブロックの方が広いことがわかる。そこで、符号量
の多かった注目ブロックに対するフィルター特性は、水
平および垂直の両方向ともに高い周波数のみをカットす
るような特性にすればよいことになる。逆に隣のブロッ
クはもう少し低い周波数成分までカットするような特性
にすればよい。
Now, the orthogonal transform coefficient of the block of interest given to the inverse orthogonal transform circuit 13 is calculated as 8 pixels.times.
It is assumed that a DCT coefficient of eight pixels is used, and a coefficient of a 4 × 4 portion indicated by hatching is a non-zero, so-called significant coefficient. Similarly, assuming that the DCT coefficient of the adjacent block is not zero in the 3 × 3 portion as shown in FIG. 2B, the code amount obtained by the intra-block code amount counting circuit 15 is larger for the target block than for the target block. More than the next block. At this time, it can be seen that the target block is wider than the frequency band. Therefore, the filter characteristics for the block of interest having a large code amount may be such that only high frequencies are cut in both the horizontal and vertical directions. Conversely, the adjacent block may have such a characteristic as to cut to a lower frequency component.

【0020】この時、ブロック内符号量計数回路15は
圧縮符号データの中のブロック境界を検出し、その間に
含まれていた符号量を数えるので処理は非常に簡単で回
路規模も小さくすることができる。
At this time, since the intra-block code amount counting circuit 15 detects the block boundary in the compressed code data and counts the code amount included in the block boundary, the processing is very simple and the circuit scale can be reduced. it can.

【0021】このようにすることによって、ブロック単
位で記録されていた情報の帯域をほとんど失わないよう
にフィルタリングすることができる。つまり、符号量の
少ないブロックは低い空間周波数成分しかないので、広
い範囲に渡って平均化するような強いローパスフィルタ
リングを行ない、逆に符号量の多いブロックは比較的高
い空間周波数成分まで含んでいるので、あまりぼかさな
いような弱いローパスフィルタリングを行なうことで、
ブロック内の構造がぼけない程度のローパスフィルタリ
ングを実現することができる。
By doing so, it is possible to perform filtering so that the band of information recorded in block units is hardly lost. That is, since a block with a small code amount has only a low spatial frequency component, strong low-pass filtering for averaging over a wide range is performed, and a block with a large code amount includes a relatively high spatial frequency component. So by performing weak low-pass filtering that does not blur much,
Low-pass filtering that does not blur the structure in the block can be realized.

【0022】以下に、本発明の第2の実施例を述べる。
この実施例によれば、上記ブロックの周波数帯域を前記
有意係数の個数を用いて求めるものである。この方法
は、可変長符号デコード回路11で復号された係数を有
意な係数であるかどうかを判定し、各ブロック内での有
意な係数の数を数える。この方法によれば、前述の方法
に比べて処理は複雑になるが、直接に変換係数の情報を
利用するので、ブロックに対する歪み除去特性はより好
ましいものを採択することができるようになる。ここ
で、有意な係数とは、量子化によって零にならなかった
係数でもよいし、変換係数の絶対値と予め定めておいた
閾値との比較を行なって判定したもの等でも構わない。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
According to this embodiment, the frequency band of the block is obtained using the number of the significant coefficients. In this method, it is determined whether or not the coefficient decoded by the variable length code decoding circuit 11 is a significant coefficient, and the number of significant coefficients in each block is counted. According to this method, the processing is more complicated than in the above-described method, but since the information of the transform coefficient is directly used, it is possible to adopt a more preferable distortion removal characteristic for the block. Here, the significant coefficient may be a coefficient that has not become zero due to quantization, or may be a coefficient determined by comparing an absolute value of a transform coefficient with a predetermined threshold.

【0023】以下に、本発明の第3の実施例を述べる。
この実施例によれば、前記した有意係数の夫々のシーケ
ンスによって予め定められている重みの和を用いて歪み
除去特性を決定している。この方法を図4を用いて説明
すると、可変長符号データ回路31で復号された係数が
係数判定回路35で零であるかどうかを判定し、重み加
算回路36で零でなかった係数の周波数に応じた重みを
加算していき、その和によって歪み除去特性を決定して
いくものである。この方法によれば、図5(a)のよう
な重みを用いたとすると、重み加算回路36では、8ビ
ットのレジスターを持たせておいてオーバーフローした
時点で加算を中止するように構成すると、レジスターの
値が0.9以下、169以下、それ以上のどれに属する
かによって4通りに分類することができる。この4通り
はそのままブロックの周波数帯域に相当しているのでそ
の結果によって歪み除去特性を決定することができ、前
述の実施例よりも正確にブロックの周波数帯域を求める
ことができる。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
According to this embodiment, the distortion removal characteristics are determined using the sum of the weights determined in advance by the respective sequences of the significant coefficients. This method will be described with reference to FIG. 4. If the coefficient decoded by the variable-length code data circuit 31 is determined to be zero by the coefficient determination circuit 35, the weight addition circuit 36 determines the frequency of the non-zero coefficient. The corresponding weights are added, and the sum is used to determine the distortion removal characteristic. According to this method, assuming that weights as shown in FIG. 5A are used, if the weight addition circuit 36 is configured to have an 8-bit register and stop the addition when overflow occurs, the register Can be classified into four types depending on whether the value belongs to 0.9 or less, 169 or less, or more. Since these four types correspond to the frequency bands of the blocks as they are, the distortion removal characteristics can be determined based on the results, and the frequency bands of the blocks can be obtained more accurately than in the above-described embodiment.

【0024】また、重みを加算する場合に算術和でなく
て論理和を用いるようにすることも可能である。変換係
数の各シーケンスを図5(b)に示すように25の領域
に分割し、各領域の重みを縦方向の周波数に対応して上
位ビット、および横方向の周波数に対応して下位ビット
の夫々4ビットづつで表わすようにしている。例えば図
中、☆印の4,6位置に有意係数が有ったとすると、レ
ジスターの値と00100100との論理和が取られ
る。つまり、各ビットはそのビットが対応する周波数帯
域に有意なデータが有ったかどうかのフラグとして働く
ので、縦と横の両方向、別々に帯域を求めることができ
る。従って歪み除去特性も縦と横、別々なものを選択し
て、夫々最適な歪み除去処理ができる。これは、前述ま
での方法に比べてさらに処理は複雑になるが、ブロック
に対する歪み除去特性は、方向別に好ましいものを採択
することができるようになるので、縦もしくは横方向に
強いエッヂが存在する場合などに都合がよい。
When adding weights, it is also possible to use a logical sum instead of an arithmetic sum. Each sequence of transform coefficients is divided into 25 regions as shown in FIG. 5 (b), and the weight of each region is divided into upper bits corresponding to the vertical frequency and lower bits corresponding to the horizontal frequency. Each is represented by 4 bits. For example, assuming that there are significant coefficients at positions 4 and 6 indicated by a star in the figure, the logical sum of the register value and 00100100 is obtained. That is, each bit serves as a flag as to whether or not there is significant data in the frequency band corresponding to that bit, so that the band can be obtained separately in both the vertical and horizontal directions. Therefore, it is possible to select different vertical and horizontal distortion removal characteristics, and to perform optimal distortion removal processing respectively. Although this process is more complicated than that of the above-described method, it is possible to select a preferable distortion removal characteristic for each block in each direction, so that a strong edge exists in the vertical or horizontal direction. This is convenient in some cases.

【0025】従って、この発明によれば、このように圧
縮データを復号して得た変換係数の有意データの持って
いる帯域を保存するようなコンボリューション・ローパ
スフィルタをブロック毎に適応的にかけることで、各ブ
ロック内の構造をボケさせずに歪みを除去することがで
きるようになる。また、復号化処理の途中結果である画
像データのみを用いて歪み除去特性を決定するので、符
号器側で歪み除去のための情報を付加する必要はなく、
画像中のエッヂの有無やブロック歪みを検出するような
処理も当然必要としないので、回路的に非常に簡単な構
成で実現できる上に、処理内容もブロック内の符号量や
有意係数をカウントするだけなので処理にかかる時間も
短くできる。
Therefore, according to the present invention, a convolution low-pass filter for preserving a band of significant data of transform coefficients obtained by decoding compressed data is adaptively applied to each block. This makes it possible to remove distortion without blurring the structure in each block. Also, since the distortion removal characteristic is determined using only the image data that is an intermediate result of the decoding process, there is no need to add information for distortion removal on the encoder side.
Naturally, processing for detecting the presence or absence of edges in an image or detecting block distortion is not required, so that it can be realized with a very simple circuit configuration, and the processing content counts the code amount and significant coefficient in the block. Therefore, the processing time can be shortened.

【0026】本発明をカラー画像に応用した場合、輝度
信号と色差信号とで夫々別々に処理してもよいし、輝度
信号を先に処理して色差信号は輝度信号の歪み除去特性
の結果を利用して処理を決定するようにしてもよい。更
に、両方の信号で決定した歪み除去特性の好ましい方を
選択して両方の信号に同じ処理を施すようにしてもよ
い。
When the present invention is applied to a color image, the luminance signal and the chrominance signal may be separately processed, or the luminance signal may be processed first, and the chrominance signal may be used as a result of the distortion removal characteristic of the luminance signal. The processing may be determined using the information. Further, the same processing may be performed on both signals by selecting the preferred one of the distortion removal characteristics determined for both signals.

【0027】また、フィルターのカーネルサイズは任意
であって、フィルタリングに先立ってフィルタ特性を決
めるためのデータや、各ブロックの再生データを全て求
めておいてそれをメモリに格納しておいてフィルタリン
グするようにしても良い。
Further, the kernel size of the filter is arbitrary, and data for determining the filter characteristics prior to the filtering and all the reproduced data of each block are obtained and stored in a memory for filtering. You may do it.

【0028】さらに、本発明は、前述した実施例で使用
したブロックサイズ、直交変換の種類、可変長符号化の
種類などに限定されるものではない。また、フィルタは
ブロック全体にかけるのではなくブロック境界近傍だけ
にかけるようにしても良いし、フィルタ以外でも歪み除
去効果のあるものであればどのようなものであっても構
わない。
Further, the present invention is not limited to the block size, the type of orthogonal transform, the type of variable length coding, and the like used in the above-described embodiments. The filter may be applied not to the entire block but only to the vicinity of the block boundary, or any filter other than the filter may be used as long as it has a distortion removing effect.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、詳述した構成の本発明は、伝送も
しくは記録された画像情報だけを用いて適応的にブロッ
ク歪みを除去することができ、しかも回路的には簡単な
構成なので、応用する装置のコストダウンと小型化が図
れ、静止画像のみならず、動画像の再生機能付きディジ
タル電子カメラ等にも利用できる。
According to the present invention having the above-described structure, the block distortion can be adaptively removed using only the transmitted or recorded image information, and the circuit is simple in structure. Therefore, the present invention can be applied not only to still images but also to digital electronic cameras with a function of reproducing moving images, etc.

【0030】さらに、本発明によれば、符号化装置は従
来構成のままで良い。即ち標準的な圧縮方式に対しても
復号化装置への工夫のみで効果が上げられ、もちろん従
来通りの再生もでき、また、歪み除去の程度を自由に設
定することができる。
Further, according to the present invention, the encoding device may have the conventional configuration. That is, the effect can be improved only by devising the decoding device for the standard compression method, and the reproduction can be performed as usual, and the degree of distortion removal can be freely set.

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

【図1】本発明の画像信号復号化装置の第1の実施例の
回路構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of an image signal decoding device according to the present invention.

【図2】図2(a)、(b)はブロックの有意係数の存
在する領域を表す図。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing regions where significant coefficients of blocks exist.

【図3】図3(a)はブロッキングを説明するための図
であり、図3(b)はDCT係数を説明するための図。
3A is a diagram for explaining blocking, and FIG. 3B is a diagram for explaining DCT coefficients.

【図4】本発明の画像信号復号化装置の第3の実施例の
回路構成図。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of the image signal decoding device of the present invention.

【図5】図5(a)、(b)は係数毎の重みを説明する
ための図。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining weights for each coefficient.

【図6】理想的フィルタの特性を表す図。FIG. 6 is a diagram illustrating characteristics of an ideal filter.

【図7】従来の符号化・復号化装置の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional encoding / decoding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…可変長符号デコ−ド回路、12…逆量子化回路、
13…逆直交変換回路、14…歪除去回路、15…ブロ
ック内符号量計数回路、16…歪除去特性決定回路。
11: variable length code decoding circuit, 12: inverse quantization circuit,
13: an inverse orthogonal transform circuit, 14: a distortion removal circuit, 15: a code amount counting circuit in a block, 16: a distortion removal characteristic determination circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 画像データをブロックに分割し、この分
割されたブロック毎に直交変換を行なってからこの変換
出力を量子化手段により量子化し、その後この量子化出
力を可変長符号化手段に与えて可変長符号化して圧縮さ
れた画像データを復号化する可変長符号デコード手段
と、 前記可変長符号デコード手段からの復号化出力を逆量子
化する逆量子化手段と、 前記逆量子化手段からの逆量子化出力を逆直交変換する
逆直交変換手段と、 前記逆直交変換手段からの変換出力に対して歪み除去処
理を行なう歪み除去手段と、 前記各ブロックの変換係数の有意な係数の個数、もしく
は各ブロックの変換係数の有意な係数の夫々のシーケン
スによって予め定められている重みの和の何れかに基づ
いて前記歪み除去手段の歪み除去の特性を変化させる歪
み除去特性決定手段とを具備することを特徴とする画像
信号復号化装置。
An image data is divided into blocks, an orthogonal transform is performed for each of the divided blocks, and the transformed output is quantized by a quantizing means. Thereafter, the quantized output is supplied to a variable length coding means. Variable-length code decoding means for decoding image data compressed by variable-length coding and compression, inverse quantization means for inversely quantizing the decoded output from the variable-length code decoding means, and Inverse orthogonal transform means for performing inverse orthogonal transform of the inverse quantized output of the above, distortion removing means for performing a distortion removing process on the transform output from the inverse orthogonal transform means, and the number of significant coefficients of transform coefficients of each block. Or the distortion removal characteristic of the distortion removing means is changed based on any of the sums of weights determined in advance by respective sequences of significant coefficients of the transform coefficients of each block. Image signal decoding apparatus characterized by comprising a strain relief characterization means.
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