濾波裝置的制作方法

專利名稱：濾波裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種濾波(Filter)裝置，其用于消除在對分割成不同尺寸的塊 (Block)來進行編碼的圖像信息進行解碼時生成的塊噪聲。
背景技術：
圖像編碼技術，從電視機到可進行圖像處理的便攜式電話，應用在身邊的多種映 像設備中。在圖像編碼技術的領域中，一般而言，是將圖像數據(圖像信息)分割成多個塊， 以分割的塊單位來進行正交變換，并對所得到的變換系數進行量化，在此基礎上，通過所量 化的變換系數的可變長編碼來進行編碼。根據這樣的編碼方法，因在量化中信息會損失，從 而在圖像中會產生劣化。特別地，因在作為執行正交變換的單位的各塊的邊界處產生大的 失真(即，塊噪聲)，從而在圖像中易產生大的劣化。若在圖像編碼處理中，在各塊的邊界處 產生塊噪聲，則在對所編碼的圖像進行解碼時也會產生塊噪聲，故收視圖像的用戶容易感 到不自然。因此，在一般的圖像解碼裝置(或者圖像編碼裝置)中，為了消除塊噪聲，利用 了對在各塊的邊界處生成的塊噪聲進行濾波處理的濾波裝置。在非專利文獻1中，關于基本的濾波處理技術進行了公開。關于在非專利文獻1 中記載的濾波處理技術，參照圖16在以下進行說明。圖16是示意地表示了在塊邊界處的 像素以及該像素的像素值的圖。在圖16中，將像素值為p0的像素P0、像素值為qO的像素QO之間作為塊的邊界， 隨著遠離邊界，依次為像素P1、P2、P3以及像素Q1、Q2、Q3。另外，將在各像素中的像素值分 別設置為pl、p2、p3以及像素值q I、q2、q3。即，在圖16中，對于塊邊界處相鄰的兩個塊， 將其中一個塊的像素值表示為Pk (k為根據到邊界的距離所定的值)，將另一個塊的像素值 表示為qk(k為根據到邊界的距離所定的值)。此外，在圖16中，關于邊界是水平方向的邊 界還是垂直方向的邊界，沒有區分。另外，在非專利文獻1中，關于多種濾波處理進行了公開，但在本說明書等中，將 舉出利用了被稱作BS = 4的模式的濾波處理為例來進行說明。在BS = 4中，利用下式(13)以及式(14)，d = ABS (p0-q0)…(13)ap = ABS (p2_q0)…(14)來計算表示邊界的狀態的值“d”以及“ap”。下一步，濾波裝置在所計算出的“d”以及“即”對規定的閾值α、β滿足d < α、 且ap< β時，實施濾波處理。此外，當不滿足上述條件時，不執行對于處理對象像素的濾 波處理。當滿足上述條件時，即實施濾波處理時，濾波裝置基于圖17(a)以及圖17(b)所示 的濾波系數(加權)，對成為濾波處理的處理對象的像素實施濾波處理。即，利用下列式子p0' = (p2+2 X pl+2 X pO+2 X q0+ql) /8
Pl'=(p2+pl+p0+q0)/4
P2'=(2 X p3+3 X p2+p1+pO+qO)/8
q0'=(q2+2 X ql+2 X qO+2 X pO+pl)/8
ql'=(q2+ql+q0+p0)/4
q2'=(2 X q3+3 X q2+ql+q0+p0)/8
來計算經濾波處理后的像素值。此外，上式中的像素值PO‘、pl'、p2'、q0'、ql'以及q2'’表示了在濾波處理后的各處理對象像素中的像素值。另外，圖17(a)以及圖
17(b)是表示了在實施濾波處理后的各像素值中的濾波系數的圖。這樣，在非專利文獻1中，關于通過參照成為濾波處理的對象的處理對象像素周 邊的像素的像素值、以及成為濾波處理的對象的邊界周邊的像素的像素值來實施濾波處理 的濾波處理方法，進行了公開。然而，在非專利文獻1中所公開的濾波處理方法要求運算量 非常大的處理，故在實際的濾波處理中，利用對在非專利文獻1中記載的處理技術進行了 簡化的技術(例如，專利文獻1)。而即使是在專利文獻1中記載的濾波處理技術，濾波裝置也與非專利文獻1的所 公開的濾波處理技術相同，計算表示在實施濾波處理前的塊邊界的狀態的值。即，濾波裝置 計算ABS(pl-q0)、ABS(p0-q0)以及ABS (qO-ql)。然后，當表示這些塊邊界的狀態的值小于 規定的閾值時，濾波裝置對成為濾波處理的對象的處理對象像素實施濾波處理。此外，當這 些值在規定的閾值以上時，不執行對處理對象像素的濾波處理。當計算出的表示塊邊界的狀態的值小于規定的閾值時，即實施濾波處理時，專利 文獻1中記載的濾波裝置利用塊邊界像素的周邊的像素Pl以及像素Ql的像素值Pl以及 像素值ql來進行直線插值(interpolation)，并計算與塊邊界相鄰的像素PO以及像素QO 的濾波處理后的像素值PO'以及像素值q0'。具體而言，利用下式(15)以及式(16)p0' = pl+(pl_ql)/3... (15)q0' = q0+(ql_pl)/3... (16)來計算濾波處理后的像素PO'的像素值p0'以及像素QO'的像素值q0'。圖18是示意地表示專利文獻1中的濾波處理的圖。此外，在專利文獻1中，除了上述的濾波處理技術以外，還關于通過參照更多的像 素來實施曲線的插值的方法進行了公開。近年來，隨著編碼對象圖像的高精細化，探討了進行正交變換的塊尺寸的擴大 (例如，參照非專利文獻2)。如非專利文獻2公開所示，當擴大了進行正交變換的塊的尺寸 時，圖像的低頻成分、即圖像中的緩慢變化會容易表現。專利文獻1 日本公開專利公報“特開2005-39766號公報”(
公開日2005年2月 10日)非專利文獻1 :ITU-T、“IS0/IEC14496-10，，、2003 年 5 月、第 144 153 頁非專利文獻2 境田慎一等、“AVC/H. 264 ^直交変換寸^ <拡張(二 J 3超高細映 像符號化”，即“利用AVC/H. 264的正交變換尺寸擴大的超高精細映像編碼”、電子信息通 信學會綜合大會D-11-41 (2006)當擴大實施正交變換等變換的塊的尺寸時，與實施正交變換等變換的塊的尺寸相 對應的濾波處理是必要的。即，有必要也對于比現有技術更大尺寸的塊實施濾波處理。
然而，在非專利文獻1記載的濾波處理技術中，必須參照在成為濾波處理的對象 的處理對象像素周邊的像素的像素值、以及成為濾波處理的對象的邊界周邊的像素的像素 值。因此，當實施正交變換的塊的尺寸較大時，即使是現有技術的塊尺寸，原本龐大的運算 量也會變得進一步龐大。即，在非專利文獻1中記載的濾波處理技術不能成為對于比現有 技術更大尺寸的塊的濾波處理的現實方法。另外，在專利文獻1中記載的濾波處理方法，是在不考慮成為濾波處理的對象的 處理對象像素的原始的像素值的前提下進行插值的方法，故當實施濾波處理的范圍變大 時，將不能進行適當的插值。因此，在實施了濾波處理的解碼圖像中，依然會有產生畫質的 劣化的問題。

發明內容
本發明正是鑒于上述問題點而提出的，其主要目的在于，能夠提供一種濾波裝置， 其既抑制因塊尺寸的變大而引起的運算量的增加，又防止所解碼的圖像的畫質的劣化。為了解決上述課題，本發明的濾波裝置，其用于在對分割成尺寸不同的多個塊而 進行了編碼的圖像信息進行解碼時，修正位于某塊和與該某塊相鄰的相鄰塊之間的邊界附 近且屬于所述某塊的處理對象像素的像素值，該濾波裝置的特征在于包括第一判定單元，其判定所述某塊的尺寸是否在第一閾值以上；和像素值計算單元，其當所述某塊的尺寸在所述第一閾值以上時，基于屬于該某塊 的至少1個像素的像素值與屬于所述相鄰塊的至少1個像素的像素值來計算上述處理對象 像素的修正后的像素值。本發明的濾波裝置包括像素值計算單元，其當某塊的尺寸在第一閾值以上且在某 塊中的邊界像素的像素值、和在相鄰塊中與該邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值之間的差 分絕對值比第二閾值小時，基于處理對象像素的修正前的像素值、以及相鄰像素的像素值， 來計算處理對象像素的修正后的像素值。在本發明的濾波裝置進行的第一閾值以上的尺寸的塊中的濾波處理中，參照最小 需要的像素的像素值，來計算處理對象像素的修正后的像素值。即，通過最小需要的運算 量，能夠對處理對象像素實施濾波處理。這樣，本發明的濾波裝置將起到這樣的效果能夠既抑制因成為塊噪聲的消除對 象的塊的尺寸的變大而引起的運算量的增加，又防止在解碼的圖像中的畫質的劣化。在本發明的濾波裝置中，進一步地，上述像素值計算單元，當上述處理對象像素在 行以及列方向的任意一個的方向上均位于上述某塊與上述相鄰塊之間的邊界附近時，優選 將與上述行方向的邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值、以及與上述列方向的邊界像素相鄰 的相鄰像素的像素值用作為上述相鄰像素的像素值。根據上述構成，當處理對象像素在行方向以及列方向的任意一個方向上均位于某 塊與相鄰塊之間的邊界附近時，即，當處理對象像素包含在與塊的角落那樣的，與相鄰的塊 的水平方向以及垂直方向的任意一個邊界部均接近的區域中時，能夠同時實施水平方向的 濾波處理和垂直方向的濾波處理。這樣，能夠防止因對處理對象像素2重地實施水平方向的濾波處理和垂直方向的 濾波處理而造成的畫質的劣化。即，起到能夠進一步防止解碼了的圖像的畫質劣化。
在本發明的濾波裝置中，進一步優選的是，在所述某塊的各行所含的像素中，將從 與所述相鄰塊相鄰的邊界像素起，到在行方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初 在第三閾值以上的像素為止、或者在所述某塊的各列所含的像素中，將從與所述相鄰塊相 鄰的邊界像素起，到在列方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初在第三閾值以上 的像素作為所述處理對象像素。根據上述構成，通過根據與相鄰塊相鄰的邊界像素來計算在行方向上相鄰的像素 間的像素值的差分絕對值，從而能夠更恰當對設定作為處理對象像素的像素的范圍進行設定。這樣，將起到以下效果本發明的濾波裝置能夠按行或者列恰當地設定在行或者 列中有可能成為實施濾波處理的對象的處理對象像素的像素的范圍，即某塊與相鄰塊之間 的邊界的附近所示的范圍。本發明的濾波裝置，進一步優選的是，還包括第二判定單元，其在上述某塊的尺寸 比上述第一閾值小時，判定與上述某塊相鄰的任意一個相鄰塊的尺寸是否在上述第一閾值 以上，且上述像素值計算單元的構成滿足當上述相鄰塊的其中一個的尺寸在上述第一閾 值以上時，與上述相鄰塊的尺寸均比上述第一閾值小時比較，其濾波強度強。根據上述構成，較之于與某塊相鄰的相鄰塊的尺寸小于第一閾值時，當相鄰的相 鄰塊的尺寸在第一閾值以上時，能夠明顯地消除易產生的塊噪聲。這樣，起到能夠進一步防止要解碼的圖像的畫質的劣化的效果。在本發明的濾波裝置中，進一步優選的是，上述像素值計算單元利用下式(1)，即WlXp+W2Xq/(ffl+ff 2)— (1)(上述式(1)中，ρ為上述處理對象像素的像素值，q為上述相鄰像素的像素值，Wl 以及W2表示規定的加權系數)來計算上述處理對象像素的修正后的像素值。另外，在本發明的濾波裝置中，進一步優選的是，上述像素值計算單元利用下式 ⑵，即WP Xp+WHX q+WV X r/ (WP+WH+WV)…O)(上述式O)中，ρ為上述處理對象像素的像素值，q為與行方向的邊界像素相鄰 的相鄰像素的像素值，r為與列方向的邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值，WP、WH以及WV表 示規定的加權系數)來計算上述處理對象像素的修正后的像素值。為了解決上述課題，本發明的濾波處理方法，其用于在對分割成尺寸不同的多個 塊來進行編碼的圖像信號進行解碼時，修正位于某塊和與該某塊相鄰的相鄰塊之間的邊界 附近且屬于所述某塊的處理對象像素的像素值，該濾波處理方法的特征在于，包括第一判定步驟，其判定所述某塊的尺寸是否在第一閾值以上；差分值計算步驟，其當所述某塊的尺寸在所述第一閾值以上時，計算邊界像素的 像素值和在所述相鄰塊中與該邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值之間的差分絕對值，其 中，所述邊界像素是在具有上述處理對象像素的行以及列的至少其中一個所含的上述某塊 內的像素，且是與上述相鄰塊相鄰的像素；和像素值計算步驟，其當計算出的所述差分絕對值比第二閾值小時，基于所述處理 對象像素的像素值和所述相鄰像素的像素值，計算該處理對象像素的修正后的像素值。根據上述構成，起到與本發明的濾波裝置同樣的作用效果。
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另外，關于具備本發明的濾波裝置的解碼裝置以及編碼裝置，也包含在本發明的 范疇以內。此外，為了計算上述處理對象像素的修正后的像素值而參照的像素只要是屬于上 述某塊的至少1個像素、以及屬于上述相鄰塊的至少1個像素，則能夠起到與上述濾波裝置 同樣的效果。S卩，本發明的濾波裝置，在對分割成尺寸不同的多個塊而進行了編碼的圖像信號 進行解碼時，修正位于某塊和與該某塊相鄰的相鄰塊之間的邊界附近且屬于上述某塊的處 理對象像素的像素值，該濾波處理裝置的構成可以是，包括第一判定單元，其判定上述某 塊的尺寸是否在第一閾值以上；和像素值計算單元，其當上述某塊的尺寸在上述第一閾值 以上時，基于屬于該某塊的至少一個像素的像素值和屬于上述相鄰塊的至少一個像素的像 素值，計算上述處理對象像素的修正后的像素值。另外，上述像素值計算單元，其構成可以 為當上述某塊的尺寸在上述第一閾值以上時，相比在該某塊的尺寸比所述第一閾值小時 使用的像素的數目，使用少數目的像素來計算所述處理對象像素的修正后的像素值。本發明的濾波裝置，如上所述，包括像素值計算單元，其在成為消除塊噪聲的對象 的某塊的尺寸為第一閾值以上、且某塊的邊界像素的像素值與在相鄰塊中與該邊界像素相 鄰的相鄰像素的像素值之間的差分絕對值比第二閾值小時，基于位于某塊與邊界塊之間的 邊界附近的處理對象像素的修正前的像素值以及相鄰像素的像素值，計算處理對象像素的 修正后的像素值。這樣，本發明的濾波裝置，起到以下效果既抑制因具有處理對象像素的對象塊的 尺寸的變大而引起的運算量的增加，又能夠防止所解碼的圖像的畫質的劣化。


圖1是表示實施方式1的濾波裝置的要部構成的框圖。圖2是表示實施方式1的濾波裝置的動作的流程圖。圖3是示意地表示在某圖像數據中的塊分割的圖。圖4是示意地表示在對象塊的尺寸為閾值Thl以上的塊中的具有處理對象像素的 區域的圖。圖5是示意地表示在塊的邊界部分的像素的圖。圖6是表示像素PO P7以及像素QO的濾波系數的一例的圖。圖7是示意地表示在對象塊的尺寸小于閾值Thl、相鄰塊的尺寸在閾值Thl以上的 塊中的具有處理對象像素的區域的圖。圖8是示意地表示在塊的邊界部分的像素的圖。圖9是表示閾值Th3的設定方法的流程圖。圖10是表示在對象塊中、與相鄰的塊的水平方向以及垂直方向的任意一個的邊 界部接近的區域的圖。圖11是示意地表示在圖10中用斜線表示的區域中的像素的圖。圖12是示意地表示實施平面的濾波處理的區域的圖。圖13是表示在實施平面的濾波處理時的濾波系數的一例的圖，(a)表示了 WV的 濾波系數，(b)表示了 WH的濾波系數，(c)表示了 WP的濾波系數。
圖14是表示在實施平面的濾波處理時的濾波系數的變形例的一例的圖，(a)表示 了 WV'的濾波系數，(b)表示了 WP'的濾波系數。圖15是表示實施方式2的解碼裝置的要部構成的框圖。圖16是示意地表示在塊邊界中的像素以及該像素的像素值的圖。圖17是表示濾波系數的一例的圖，(a)表示了在計算像素值p0'、pl'、p2'時 的濾波系數，(b)表示了在計算像素值q0'、ql'、q2'時的濾波系數。圖18是示意地表示在現有技術中的濾波處理的圖。附圖標記說明1:濾波裝置10:塊尺寸判定部(第一判定單元)11:差分值計算部12:像素值 計算部13:相鄰塊尺寸判定部(第二判定單元)14:輸出部100:圖像解碼裝置101:可 變長編碼解碼部102:逆量化 逆變換部103:預測圖像生成部104:幀存儲器105:塊尺
寸管理部
具體實施例方式[實施方式1]將本發明的濾波裝置的一實施方式作為實施方式1，以下參照圖1 14進行說明。 本發明的濾波裝置用于消除在對分割成多個塊進行編碼的圖像數據(圖像信息)進行解碼 時生成的塊噪聲。這樣的塊噪聲在相鄰塊的邊界特別明顯。因此，本發明的濾波裝置實施 濾波處理，其用于對位于塊的邊界附近的處理對象像素來消除塊噪聲。(濾波裝置1的構成)圖1表示本實施方式中的濾波裝置1的構成。圖1是表示濾波裝置1的要部構成 的框圖。如圖1所示，濾波裝置1將濾波處理前的像素值(修正前的像素值)作為輸入，而 將濾波處理后的像素值(修正后的像素值)作為輸出。像素值的輸入輸出的單位，可以是1 像素單位，也可以將在具有成為濾波處理的對象的處理對象像素的對象塊中的塊邊界周邊 的多個像素值作為進行輸入輸出的單位。另外，濾波裝置1為了決定在計算濾波處理后的 像素值時參照的像素值，將參照其中具有實施濾波處理的處理對象像素的對象塊的尺寸。濾波裝置1，如圖1所示，包括塊尺寸判定部10、差分值計算部11、像素值計算部 12、相鄰塊尺寸判定部13、以及輸出部14。關于各構件，以下進行說明。(塊尺寸判定部10)塊尺寸判定部10，在分割圖像數據的多個塊中，判定具有實施濾波處理的處理對 象像素的對象塊的尺寸是否在閾值Thl以上。作為閾值Thl，能夠使用諸如塊的面積(包含在塊中的像素的總數)的值。例如， 在將閾值Thl設定為IOM的情況下，塊尺寸判定部10在8X8、16X 16、以及32X32尺寸的 塊中，判定32X32尺寸的塊為閾值Thl以上的尺寸。當然，作為閾值Thl，還能夠使用除了 塊的面積以外的值。作為除了塊的面積以外的值，例如，能夠將在塊的縱向或者橫向中的像 素的數目設置為閾值Thl。此外，在本說明書中，所說的成為濾波處理的對象的“塊”與成為在變換或者逆變 換處理中的變換或者逆變換的單位的塊是相同的。即，在本說明書等中所說的“塊的尺寸” 是與在變換或者逆變換中的變換尺寸相同的尺寸。即，在濾波裝置1中的塊的尺寸等于在
9圖像編碼裝置(未圖示)中實施正交變換的尺寸，另外，等于在圖像解碼裝置(未圖示)中 實施正交逆變換的變換尺寸。例如，在使用8X8DCT進行正交變換的情況下，成為濾波處理 的對象的塊的尺寸為8X8的尺寸。另外，存在有這樣的情況在圖像編碼裝置中，在正交變換前進行縮小·間隔取值 (采樣=Sampling),而在圖像解碼裝置中的正交逆變換后進行擴大·插值。在這種情況下， 成為濾波處理的對象的塊的尺寸，不會是與所述的進行了正交變換的變換尺寸相同的尺 寸。這種情況下的塊的尺寸是與正交變換前的縮小 間隔取值前的塊的尺寸(擴大 插值 后的塊的尺寸)相同的尺寸。此外，塊的尺寸不是標量值，而是由橫X縱表示的矢量值。在此，所說的表示塊的尺寸的“AXA”，表示了在塊中的橫方向的像素的數目與縱 方向的像素的數目。即，在本說明書等中的“8X8”，意味著是由橫方向上的8像素、縱方向 上的8像素共計64像素構成的塊。(差分值計算部11)差分值計算部11計算像素值的差分絕對值。更具體地說，計算與對象塊相鄰的相 鄰塊的像素相鄰的像素即邊界像素的像素值、和在相鄰塊中與邊界像素相鄰的相鄰像素的 像素值之間的差分絕對值。另外，根據不同情況，也計算對象塊中的像素的像素值的差分絕 對值。在差分值計算部11中計算的差分絕對值根據對象塊的尺寸來決定。關于在怎樣的 情況下計算怎樣的差分絕對值，下面將詳述。此外，在本說明書等中的“相鄰”，意思是對于成為基準的像素或者塊，在縱方向 (垂直方向)或者橫方向(水平方向)相接。即，而對于成為基準的像素或者塊而言在傾斜 方向上相接的塊或者像素，不包含在本說明書等中相鄰的像素或者塊的范疇中。另外，在本說明書等中的“差分絕對值”意思是像素值的差分的絕對值。(像素值計算部I2)像素值計算部12通過對對象塊中的處理對象像素進行濾波處理，來計算處理對 象像素中的濾波處理后的處理后像素值。關于根據處理對象像素的濾波處理前的處理前像 素值來計算處理后像素值的計算方法，其根據對象塊的尺寸大小進行決定。關于在怎樣的 情況下用怎樣的計算方法，下面將詳述。(相鄰塊尺寸判定部13)相鄰塊尺寸判定部13，當對象塊的尺寸比閾值Thl小時，判定與對象塊相鄰的任 意一個的相鄰塊的尺寸是否在閾值Thi以上。即，判定在與對象塊相鄰的塊中是否有閾值 Thl以上的尺寸的塊。(輸出部14)輸出部14將處理對象像素的處理前像素值置換成像素值計算部12計算出的處理 后像素值。即，是置換處理對象像素的像素值的像素值置換單元。此外，關于處理后像素值 的輸出目的地，可根據裝備了濾波裝置1的裝置以及濾波裝置1的用途，適當改變。例如， 當濾波裝置1作為環路(Loop)濾波而裝備在圖像解碼裝置中時，輸出部14對存儲了解碼 圖像的幀(Frame)存儲器進行輸出。(濾波裝置1的動作的概要)接下來，關于濾波裝置1的動作的概要，參照圖2以下進行說明。圖2是表示濾波 裝置1的動作的概要的流程圖。
首先，濾波裝置1設定其中具有實施濾波處理的處理對象像素的對象塊(步驟 Si)。接下來，塊尺寸判定部10判定對象塊的尺寸是否在閾值Thl以上(步驟S2)。當對 象塊的尺寸在閾值Thl以上時(在步驟S2中為“是”)，差分值計算部11計算差分絕對值 (步驟S3)。此外，關于在步驟S3中所算出的差分絕對值，下面將詳述。像素值計算部12，當在步驟S3中所計算出的差分絕對值比閾值Th2(第二閾值) 小時，計算處理對象像素的處理后像素值(步驟S4)。此外，當差分絕對值在閾值Th2以上 時，像素值計算部12不計算處理對象像素的處理后像素值。即，濾波裝置1中止對處理對 象像素的濾波處理。最后，輸出部14輸出已計算出的處理后像素值(步驟S5)。以下，將在 對象塊的尺寸為閾值Thl以上時的濾波裝置1的處理稱作類型(PatterrOA。另一方面，當對象塊的尺寸小于閾值Thl時(在步驟S2中為“否”)，相鄰塊尺寸 判定部13判定與對象塊相鄰的相鄰塊的尺寸是否在閾值Thl以上(步驟S6)。當相鄰塊的 尺寸在閾值Thl以上時(在步驟S6中為“是”)，差分值計算部11計算差分絕對值(步驟 S7)。此外，此時在差分值計算部11中所計算的差分絕對值與在步驟S3中所計算的差分絕 對值不同。關于在步驟S7中計算的差分絕對值，下面將詳述。像素值計算部12，當在步驟S7中計算出的差分絕對值比規定的閾值小時，計算處 理對象像素的處理后像素值(步驟S8)。此外，在步驟S8中的處理后像素值的計算方法與 在步驟S4中的處理后像素值的計算方法不同。另外，當差分絕對值在規定以上時，像素值 計算部12不計算處理對象像素的處理后像素值。即，中止對處理對象像素的濾波處理。最后，輸出部14輸出已計算出的處理后像素值(步驟S5)。以下，將在對象塊的尺 寸小于閾值Thl、且相鄰塊的尺寸在閾值Thl以上時的濾波裝置1的處理稱作類型B。另外，當相鄰塊的尺寸小于閾值Thl時(在步驟S6中為“否”)。差分值計算部11 計算差分絕對值(步驟S9)。此外，此時差分值計算部11計算的差分絕對值與在步驟S3以 及步驟S7中所計算的差分絕對值不同。關于在步驟S9中所計算的差分絕對值，下面將詳 述。像素值計算部12，當在步驟S9中計算出的差分絕對值比規定的閾值小時，計算處 理對象像素的處理后像素值(步驟S10)。此外，在步驟SlO中的處理后像素值的計算方法 與在步驟S4以及步驟S8中的處理后像素值的計算方法不同。另外，當差分絕對值在規定 以上時，像素值計算部12不計算處理對象像素的處理后像素值。即，中止對處理對象像素 的濾波處理。最后，輸出部14輸出已計算出的處理后像素值(步驟S5)。以下，將在對象塊的尺 寸小于閾值Thl、且相鄰塊的尺寸也小于閾值Thl時的濾波裝置1的處理稱作類型C。如以上說明，濾波裝置1的處理按照對象塊的塊尺寸以及與對象塊尺寸相鄰的相 鄰塊尺寸的尺寸，分成3種處理類型(類型A C)。關于這3種處理的詳細情況，以下將說明。(類型A當對象塊的尺寸在閾值Thl以上時)關于具有濾波處理的處理對象像素的對象塊的尺寸在閾值Thl以上時的處理對 象像素的像素值的計算方法(類型A)的詳細情況，參照圖3 6以下進行說明。在此，在本項中，以成為濾波處理的對象的圖像如圖3所示進行分割的情況為例 進行說明。圖3是示意地表示在某圖像中的塊分割的一例的圖。如圖3所示，成為濾波處理的對象的圖像，被分割成32X32的尺寸的塊、16X16的尺寸的塊、以及8X8的尺寸的塊 的3種尺寸的塊。S卩，圖3所示的圖像數據根據不同尺寸的塊進行分割。另外，在本項中，以閾值Thl為“1024”的情況為例進行說明。因此，在圖3中，在 閾值Thl以上的塊是32X32的尺寸的塊。即，根據類型A的動作來實施濾波處理的像素為 圖4中用斜線所示區域的像素。圖4是示意地表示在對象塊的尺寸為閾值Thl以上的塊中 具有實施濾波處理的像素的區域的圖。圖5是示意地表示由圖4中的斜線表示的區域中所含的像素的圖。即，是示意地 表示在塊的邊界部分的像素的圖。在圖5中，關于互為相鄰的塊，將其中一個塊的像素設為 Pi，而將另一個塊的像素設為像素Qi (i為0 n，n為任意的整數)。此外，在像素Pi以及 像素Qi中的i離塊邊界越近，其值越小。另外，在圖5中，將與像素Pi以及像素Qi對應的像素值分別表示為像素值pi以 及像素值qi，而將與處理對象像素1 的處理前的像素值pk對應的處理后的像素值表示為 Pk'。在此，k為閾值Th3以下的整數。在本項中，以k為0 7的情況，即閾值Th3 = 7 的情況為例進行說明。此外，關于閾值Th3的詳細的設定方法下面將詳述，故在此省略其說 明。在類型A的處理中，差分值計算部11計算邊界像素的像素值與相鄰像素的像素值 之間的差分絕對值，當像素值計算部12計算出的差分絕對值比閾值Th2小時，基于處理對 象像素的像素值和相鄰像素的像素值，計算處理對象像素的修正后的像素值。若用具體例更詳細地說明，則差分值計算部11計算與對象塊相鄰的相鄰塊的像 素相鄰的作為對象塊的像素的邊界像素PO的像素值po、以及在相鄰塊中與邊界像素PO相 鄰的相鄰像素QO的像素值qO之間的差分絕對值d。即，差分值計算部11，在圖2的步驟S3 中，利用下式(1)d = ABS(pO-qO)··· (1)來計算差分絕對值d。接下來，像素值計算部12判定差分值計算部11計算出的差分絕對值d是否小于 閾值Th2。即，判定是否滿足d < α ( α =閾值Th2)。當差分絕對值d小于閾值Th2時，即 d< α時，像素值計算部12基于處理對象像素1 的處理前的像素值pk以及相鄰像素QO 的像素值q0，來計算處理對象像素1 的處理后的像素值沖‘。更具體地說，利用下式O)pk' = (WlXpk+W2XqO)/(ffl+ff2)— (2)來計算處理后的像素值pk'。此外，在式O)中，Wl以及W2是根據邊界像素的像素數所設定的規定的濾波系數 (加權系數)，是滿足0彡Wl、W2彡W1+W2的值。各像素的濾波系數的具體的例子在圖6中表示。圖6是表示像素PO P7以及像 素QO的濾波系數的一例的圖。若用圖6所示的濾波系數表示處理對象像素PO P7的處 理后的像素值PO' p7'的計算式，則為p0' = (4XpO+4XqO)/8pi' = (4Xpl+4XqO)/8p2' = (5Xp2+3XqO)/8
p3' = (5Xp3+3XqO)/8p4' = (6Xp4+2XqO)/8p5' = (6Xp5+2XqO)/8p6' = (6Xp6+2XqO)/8p7' = (7Xp7+lXqO)/8最后，輸出部14輸出像素值計算部12計算出的處理后像素值pk'。此外，關于輸 出部14輸出濾波處理后的像素值pk'的目的地，可以根據搭載了濾波裝置1的裝置的種類 而適當改變。此外，在此以處理對象像素為像素1 的情況為例進行了說明，但毋庸置疑地處理 對象像素也可以為像素Qk。在這種情況下，將上式O)中的像素值Pk以及像素值qO分別 換成像素值qk以及像素值pO即可。(關于類型A的處理動作的優點)如以上說明所述，在濾波裝置1的類型A的處理中，僅根據處理對象像素1 的像 素值Pk以及相鄰像素QO的像素值qO的兩個像素的像素值，來計算處理對象像素1 的處 理后的像素值Pk'。這是由于，在塊尺寸大的塊中，即使利用處理對象像素1 周邊的像素 的像素值來計算處理后的像素值Pk'，所計算的像素值Pk'的值也幾乎不變化。若更具體地說明，則關于對分割成多個尺寸的塊進行編碼的編碼方式的情況，含 高頻成分的區域(像素值的變化大的區域)用小尺寸的塊進行編碼，含低頻成分的區域 (像素值的變化小的區域)用大尺寸的塊進行編碼。特別地，在32X32的尺寸的塊等大大 超過8 X 8尺寸的塊中，僅由低頻成分組成的區域多。因而，在大尺寸的塊中，處理對象像素1 的像素值pk與處理對象像素1 的周邊 的像素(例如，像素沖-1的像素值Pk-I以及像素沖+1的像素值pk+Ι)之間的差小。因此， 在計算處理后的像素值Pk'時，即使加到處理對象像素1 的像素值pk中而參照了處理對 象像素1 的周邊的像素，所計算的像素值也幾乎不變化。另外，若在某像素的濾波處理中利用其周邊的像素值，則能夠抑制像素值的變化。 然而，此效果對塊邊界附近的像素而言有效，但針對遠離塊邊界的像素則不需要。在尺寸大 的塊中，遠離塊邊界的處理對象像素比尺寸小的塊的情況下較多，故不必參照處理對象像 素周邊的像素的像素值的處理對象像素也較多。這樣，在閾值Thl以上的尺寸的塊中的濾波處理中，為了計算濾波處理后的像素 值，僅用處理對象像素以及相鄰像素的像素值就足夠了。即，濾波裝置1僅根據處理對象像 素1 的像素值Pk以及相鄰像素QO的像素值qO這兩個像素的像素值來計算處理對象像素 1 的處理后的像素值Pk'即可。這樣，濾波裝置1能夠既抑制因塊的尺寸變大引起的運算 量的增加，又防止解碼圖像中的畫質的劣化。此外，在本說明書等中所說的“防止”，不表示完全防止畫質的劣化的意思，而表示 與現有技術比較，即使只有一點兒劣化也要抑制。(類型B對象塊的尺寸小于閾值Thl、相鄰塊的尺寸在閾值Thl以上的情況)接下來，關于具有濾波處理的處理對象像素的對象塊的尺寸小于閾值Thl、相鄰塊 的尺寸在閾值Thl以上時的處理對象像素的像素值的計算方法(類型B)的詳細情況，以下 進行說明。此外，在本項中，以與上述的類型A中的處理同樣地、成為濾波處理的對象的圖像如圖3所示進行分割、且閾值Thl為“1024”的情況為例進行說明。S卩，閾值Thl以上的 塊為32X32的尺寸的塊，小于閾值Thl的塊為8X8的尺寸以及4X4的尺寸的塊。因此，根據類型B的動作來實施濾波處理的像素是圖7所示的斜線表示的區域中 所含的像素。圖7是示意地表示在對象塊的尺寸小于閾值Thl、與對象塊相鄰的相鄰塊的尺 寸在閾值Thl以上的塊中具有實施濾波處理的像素的區域的圖。此外，在本項中，舉出以圖5所示的像素Qk為處理對象像素的情況為例進行說明。 即，與處理前的像素值qk對應的處理后的像素值為像素值qk'。此外，k為閾值Th3以下 的整數。在本項中，舉閾值Th3 = 2的情況，即k = 0 2的情況為例進行說明。在類型B的處理中，差分值計算部11計算與對象塊相鄰的相鄰塊的像素相鄰的且 為對象塊的像素的邊界像素QO的像素值q0、與在相鄰塊中與邊界像素QO相鄰的相鄰像素 PO的像素值pO之間的差分絕對值d，并且，計算邊界像素QO的像素值q0與像素Q2的像素 值q2之間的差分絕對值ap。即，差分值計算部11，在圖2的步驟S7中，利用下式(3)以及 式d = ABS (p0-q0)…(3)ap = ABS (q2_q0)…來計算差分絕對值d以及差分絕對值ap。下一步，像素值計算部12判定計算出的差分絕對值d以及差分絕對值ap是否分 別小于規定的閾值α 1以及β 1。即，像素值計算部12判定是否滿足d< α 1且ap< β 1。當差分值計算部11計算出的差分絕對值d以及差分絕對值ap滿足d < α 1且ap < β 1時，像素值計算部12基于相鄰像素PO的像素值pO、處理對象像素Qk的處理前的像 素值qk以及處理對象像素Qk周邊的像素的像素值，來計算處理對象像素Qk的處理后的像 素值qk'。以下表示處理對象像素Q0、Q1以及Q2的處理后的像素q0'、ql'、q2'的具體的 計算式的一例。q0' = (q2+2 X ql+2 X qO+3 X pO) /8ql' = (q2+ql+q0+p0)/4q2' = (2 X q3+2 X q2+ql+q0+2 X pO) /8毋庸置疑地，下式中的濾波系數的數值是一例，其數值能夠適當改變。最后，輸出部14輸出在像素值計算部12計算出的處理后像素值qk'。(類型C當對象塊的尺寸小于閾值Thl、相鄰塊的尺寸也小于閾值Thl時)最后，關于當具有濾波處理的處理對象像素的對象塊的尺寸小于閾值Thl、且相鄰 塊的尺寸小于閾值Thl時的處理對象像素的像素值的計算方法(類型C)的詳細情況，以下 進行說明。在此，舉出以與類型A以及類型B的情況同樣地、圖像數據如圖3所示進行分割 的情況為例進行說明。在這種情況下，實施類型C的濾波處理的處理對象像素，是圖4以及 圖7中用斜線表示的區域以外的區域中所含的像素。類型C的處理，通過與現有技術的濾波裝置的處理同樣的方法來進行處理即可。 關于類型C的處理，以下具體說明。此外，在本項中，以圖5中所示的像素1 為處理對象像 素1 的情況為例進行說明。即，與處理前的像素值Pk對應的處理后的像素值為pk'。在 此，k為閾值Th3以下的整數。在本項中，以閾值Th3 = 2的情況，S卩k = 0 2的情況為例進行說明。差分值計算部11計算與對象塊相鄰的相鄰塊的像素相鄰的作為對象塊的像素的 邊界像素PO的像素值po、與在相鄰塊中與邊界像素PO相鄰的相鄰像素QO的像素值q0之 間的差分絕對值d。并且，計算邊界像素PO的像素值p0與像素P2的像素值p2之間的差分 絕對值ap。即，差分值計算部11在圖2的步驟S9中，利用下式(5)以及(6)d = ABS (p0-q0)... (5)ap = ABS (p2_p0)…(6)來計算差分絕對值d以及差分絕對值ap。接下來，像素值計算部12判定差分值計算部11計算出的差分絕對值d以及差分 絕對值ap是否分別小于規定的閾值α 2以及β 2。即，像素值計算部12判定是否滿足d
<α 2 且 ap < β 2。當差分值計算部11計算出的差分絕對值d以及差分絕對值ap滿足d < α 2且ap
<β 2時，像素值計算部12基于處理對象像素1 的處理前的像素值pk以及處理對象像素 1 周邊的像素的像素值，來計算處理對象像素1 的處理后的像素值Pk'。以下表示處理對象像素P0、P1以及P2的處理后的像素p0'、pl'、p2'的具體的 計算式的一例。p0' = (p2+2 X pl+2 X pO+2 X q0+ql) /8pi' = (p2+pl+p0+q0)/4p2' = (2 X p3+3 X p2+p 1+pO+qO) /8毋庸置疑地，下式中的濾波系數的數值是一例，其數值能夠適當改變。最后，輸出部14輸出像素值計算部12計算出的處理后像素值pk'。另外，可以將處理對象像素設為Qk。在這種情況下，將上式的“P”置換成“q”即 可。即變為q0' = (q2+2 X ql+2 X qO+2 X p0+pl) /8ql' = (q2+ql+q0+p0)/4q2' = (2 X q3+3 X q2+ql+q0+p0) /8在此，當與對象塊相鄰的相鄰塊的尺寸在閾值Thl以上時，與相鄰塊的尺寸小于 閾值Thl時比較，塊的邊界處的塊噪聲變得明顯的情況多。這是由于，在比閾值Thl大的尺 寸的塊中，塊的像素值的變化小，即圖像平坦。因此，在類型B的濾波處理中，相比類型C的 濾波處理，優選增強其濾波強度。S卩，當對類型B中的閾值α 1以及β 1和類型C中的閾值α 2以及β 2進行比較 時，優選滿足α1>α2且β1>β2。這樣，類型B的處理，其濾波更容易施加，故能夠實 施比類型C的處理強的濾波。另外，也可以設定為把與類型B的處理中的各像素值相乘的濾波系數的值設定 得比類型C的處理低通效果更高。相比這種情況下的類型C的處理，類型B的處理能夠對 處理對象像素實施濾波強度更強的處理。(類型A的變形例)如上所述，在基于類型A的處理的濾波方法中，當在與對象塊相鄰的相鄰塊中在 邊界方向上垂直的成分的像素值的變化大時，即像素值q0周邊的變化大時，僅使用相鄰像
15素QO的像素值q0。然而，在與對象塊相鄰的相鄰塊中的相鄰像素的像素值中，當該像素值 的周邊的變化大時，會出現有濾波處理造成的像素值的變化延及對象塊的情況。在這種情 況下，成為濾波處理對象的對象塊有時會產生波動(產生線上的噪聲)。這樣的噪聲，在濾 波對象范圍變寬的情況下，特別顯著，從而解碼了的圖像從視覺上看上去不自然的可能性高。因此，在這種情況下，優選在處理對象像素1 的像素值pk'的計算中不直接使用 相鄰像素QO的像素值q0，而是使用預先濾波處理過的相鄰像素的像素值。關于預先對相鄰 像素進行濾波處理時的濾波處理(類型A的處理的變形例)，以下將具體說明。圖8是圖5的擴展圖，不是僅表示與對象塊相鄰的1個邊界，而是表示與對象塊相 鄰的邊界整體的圖。在圖8中，在互為相鄰的塊中，將其中一個塊的像素設為像素PijJf 另一個塊的像素設為Qij(i為0 n，n為任意整數)。此外，像素Pij以及像素Qij中的i 離塊邊界越近，其值越小。j是用于表現在邊界處垂直成分的索引，取從0到“對象塊的垂 直方向的像素值-1”的值。因此，在像素Pij的像素值Pij'的計算時，對相鄰塊的各相鄰像素QOj的像素值 qOj進行預濾波處理，并參照其濾波處理后的像素值q0j ‘。在這種情況下，若表示處理對象像素POj P7j的處理后的像素值pOj' p7j' 的計算式的一例，則為pOj' = (4Xp0j+4Xq0j' )/8plj' = (4Xplj+4Xq0j' )/8p2j' = (5Xp2j+3Xq0j' )/8p3j' = (5Xp3j+3Xq0j' )/8p4j' = (6Xp4j+2Xq0j' )/8p5j' = (6Xp5j+2Xq0j' )/8p6j' = (6Xp6j+2Xq0j' )/8p7j' = (7Xp7j+lXq0j' )/8此外，計算像素QOj的像素值qOj'即可，以使與邊界方向垂直的像素間，實現低 通效果。例如，根據qOk' = (5Xq0k-l+6Xq0k+5Xq0k+l)/16這樣的計算式計算即可。此 外，在此，k是j的取值范圍內的任意的整數。通過進行這樣的處理，即使在相鄰像素的周邊的像素值的變化大的情況下，也能 夠防止解碼了的圖像中的塊噪聲的產生。另外，濾波處理的對象范圍越寬，同樣的變化在水平方向或者垂直方向的特定方 向上連續得越長。因此，在塊邊界產生的塊噪聲顯著的可能性越高。即，即使是如上所述計 算出像素QOj的像素值qOj'的情況，也有在對象塊和相鄰塊之間的塊噪聲顯著的情況。在此情況下，如以下所示，優選使之滿足隨著濾波處理對象像素的位置離開塊邊 界，改變qOk'。更具體地說，優選使之滿足取代像素值qOk'，使用根據作為利用了像素QOk的 像素值qOk'的計算式的下式q0k〃 = (5 XqOk-I' +6 XqOk' +5Xq0k+l' )/16
所計算的像素值q0k〃。同樣地，當為像素值qOk"‘時，使用作為利用了像素QOk的像素值qOk"的計算 式的下式q0k〃 ‘ = (5XqOk-I" +6XqOk" +5Xq0k+l〃 )/16即可。通過這樣，若表示處理對象像素POj P7j的處理后的像素值pOj' p7j'的計 算式的一例，則為p0j'=(4Xp0j+4Xq0j')/8plj'=(4Xplj+4Xq0j')/8p2j'=(5Xp2j+3Xq0j")/8p3j'=(5Xp3j+3Xq0j")/8p4j'=(6Xp4j+2Xq0j"')p5j'=(6Xp5j+2Xq0j"')p6j'=(6Xp6k+2Xq0j〃')p7j'=(7Xp7j+lXq0j"')此外，當對成為濾波處理對象的對象塊中的1個邊界進行每一次濾波處理時，隨 時計算相鄰塊的相鄰像素值qOj'、q0"等，會導致處理量的增加，不是優選方案。即，相鄰 塊的相鄰像素值qOj'、q0"等，優選在濾波處理前預先進行計算。另外，在上述變形例中，舉了垂直方向時的例子進行了說明，但毋庸置疑地當為水 平方向時也相同。(閾值Th3的詳細設定方法)接下來，關于閾值Th3、即對象塊中的處理對象像素的范圍的設定，以下進行說明。 閾值Th3是從作為某塊中的行或者列中所含的像素的與某塊相鄰的相鄰塊相鄰的邊界像 素起、到在行或者列方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初成為閾值Th4(第三 閾值)以上的像素為止的像素數。閾值Th3可以是預先所設定的值，也可以是根據規定的 算法所設定的值。換言之，濾波裝置1，在某塊的各行或者各列所含的像素中，將從與相鄰塊 相鄰的邊界像素起、到在行方向或者列方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初成 為閾值Th4以上的像素為止作為處理對象像素。此外，在本說明書等中所說的“像素數”，意味著表示以邊界像素為基點的、是第幾 個像素的值。具體而言，若參照圖5進行說明，則像素數2的像素是在以像素PO為基點時 的像素P2。此外，像素數0的像素為像素P0。關于閾值Th3的設定方法，參照圖9以下進行說明。圖9是表示閾值Th3的設定 方法的流程圖。此外，在本項中的像素1 ，表示了對象塊中的任意的像素，像素值Pk表示了 像素1 的像素值。另外，k為任意的整數。k = 0的像素、即像素PO表示了在對象塊中的 邊界像素，隨著k的值變大，離邊界像素的距離越遠。即，k的值與像素1 的像素數的值一 致。首先，濾波裝置1將k的值設定為“0”，即將作為對象的像素設定為像素PO (步驟 S20)。接下來，差分值計算部11計算像素PO的像素值p0、和在與對象塊相鄰的相鄰塊中與 像素PO相鄰的相鄰像素QO的像素值q0之間的差分絕對值(步驟S21)。然后，差分值計算部11判定計算出的差分絕對值是否在閾值Th2以上(步驟S2》。當計算出的差分絕對值 在閾值Th2以上時(在步驟S22中為“是”)，濾波裝置1中止對處理對象像素的濾波處理。 這與在上述的濾波裝置1的動作(圖2)中說明的步驟S4中的處理相同。當計算出的差分絕對值小于閾值Th2時(在步驟S22中為“否”)，濾波裝置1將k 的值加“1”(步驟S2!3)。接下來，差分值計算部11計算像素1 的像素值pk與像素P(k-l) 的像素值P(k-l)之間的差分絕對值(步驟S24)。下一步，濾波裝置1判定在步驟SM中計 算出的差分絕對值是否在閾值Th4以上(步驟S2Q。此外，閾值Th4是在濾波裝置1中預 先所設定的值。閾值Th4可以是濾波裝置1中所固定的值，也可以是用戶適當設定的值。當在步驟SM中計算出的差分絕對值在閾值Th4以上時(在步驟S25中為“否”)， 濾波裝置1將此時的k的值減去“1”而得到的值設定為閾值Th3(步驟S26)。g卩，當k = 3 時，閾值Th3 = 2，濾波裝置將像素PO 像素P2為止的像素作為濾波處理的對象像素。另一方面，當在步驟SM中計算出的差分絕對值小于閾值Th4時(在步驟S25中為 “是”)，濾波裝置1判定此時的k的值是否小于規定值Tn (步驟S26)。當此時的k的值在規 定值Tn以上時(在步驟S27中為“否”)，濾波裝置1將此時的k的值設定為閾值Th3 (步 驟S28)。當k = 3時，閾值Th3 = 3，濾波裝置1將像素PO 像素P3為止的像素作為濾波 處理的對象像素。當此時的k的值小于規定值Tn時(在步驟S27中為“是”)，濾波裝置1將此時的 k的值加“1”(步驟S2!3)，并再次執行從步驟SM開始的處理。按照這樣，濾波裝置1直到 在步驟SM中計算出的差分絕對值到達閾值Th4以上、或者k的值到達規定值Tn以上為止，
重復處理。此外，規定值Tn是在濾波裝置1中預先所設定的值。規定值Tn用于在對象塊中 設定能成為處理對象像素的像素的界限值。如上所述，由于針對位于遠離塊邊界的地方的 像素、即距離邊界像素的像素數大的像素，并沒有濾波處理的必要，故規定值Tn的設定是 為了防止在步驟S24中計算出的差分絕對值小于閾值Th4的情況下、實施濾波處理一直到 沒有必要實施濾波處理的像素。(根據規定的算法來設定閾值Th3的優點)在一般的編碼技術中，生成與編碼對象圖像相近的預測圖像，對作為編碼對象圖 像與預測圖像之間的差的預測誤差進行變換并編碼。因此，成為濾波處理對象的對象塊的 像素值變為根據預測圖像和預測誤差(逆變換后的信號)之和進行解碼的產物。當執行變 換時的塊的尺寸大時，能夠期待預測誤差在塊內的像素值的變化小，但當預測圖像中有大 的變化時，根據預測圖像和預測誤差之和而得到的解碼圖像中的像素值的變化不一定小。 即，由于預測圖像的影響，當解碼圖像中的像素值的變化大時，有必要將實施濾波處理的范 圍設定得小。然而，在非專利文獻1以及專利文獻1中記載的濾波處理技術中，能夠判定是否對 塊邊界一律進行濾波處理，但不能對塊邊界的一部分進行濾波處理的這一類的處理。根據本實施方式的濾波裝置1的構成，能夠解決上述的問題點。即，濾波裝置1，如 上面說明所述，通過計算相鄰像素間的差分絕對值，能夠適當設定在對象塊的行或者列中 的閾值Th3的值。因此，當考慮到解碼圖像中像素值有變化時，在對象塊的行或者列中，能 夠適當改變實施濾波處理的像素的范圍。毋庸置疑地，當考慮到解碼圖像中沒有變化時，可
18以進行濾波處理直到規定的像素數的像素為止。(備注事項)在非專利文獻1以及專利文獻1中記載的濾波處理技術中，作為表示邊界的狀態 的值，計算相當于像素間的像素值的變換的值(例如，ABS(p2-pO)、ABS(pl-pO))，并判定是 否利用此值來實施濾波處理。然而，此判定充其量是判定對作為處理對象的邊界整體是否 實施濾波處理，而不是判定從塊的邊界起到以何種程度遠離像素數的像素為止進行濾波處理。(閾值Th3的設定方法的變形例)接下來，關于閾值Th3的設定方法的變形例進行說明。此變形例是考量了在與對 象塊相鄰的相鄰塊中與邊界方向垂直的成分的像素值的變化大的情況、即像素QO周邊的 像素值的變化大的情況下的方法。將對圖8中的像素Pij的像素值pij進行濾波處理時的 閾值Th3以及規定值Tn分別設為Th3j、規定值Tnj。本變形例的情況，是基于像素值q0 j周邊的值的差分絕對值和等，計算像素值q0 j 周邊的變化的大小MAGj。更具體地說，利用下式MAGk = ABS(qOk-qOk-l)+ABS(qOk-qOk+1)來計算。此外，在此，k為j的取值范圍內的任意的整數。接下來，基于計算出的MAGj的大小，從多個候補中選擇閾值Th3j的值。例如，當 MAGj > Y 1時，設定閾值Th3 j = 2，當MAGj彡Y 1時，設定閾值Th3j = 4，當MAGj ^ y2 時，設定閾值Hi3j = 8。在此，Y 1、Y 2為規定的閾值，例如，Yl = 8，γ2 = 4。另外，規定值Tnj也與閾值Th3j同樣，能夠利用MAG進行設定。例如，當MAGj > Y 1時，設定規定值iTnj = 2，當MAGj彡Y 1時，設定規定值Tnj = 4，當MAGj ( Y 2時，設 定規定值iTnj = 8。只要是這些方法，都能夠對使用上述的像素間的像素值的差分絕對值的方法進行 并用。此外，為了抑制濾波范圍的變化，取代MAGj，優選使用在MAGj中施加了低通濾波 的值。更具體地說，取代MAGk，優選使用作為利用了 MAGk的計算式的下式MAGk' = (MAGk-1+2 X MAGk+2 X MAGk+1)/4而計算出的MAGk'。另外，作為用于抑制濾波范圍的變化的別的方法，取代閾值Th3j，也可以使用在閾 值Th3j中施加了低通濾波的值。在這種情況下，可以利用閾值Th3k'，該閾值Th3k'通過使用作為已利用了閾值 Th3k的計算式的下式閾值 IM' = (Th3k-l+2 X Th3k+2 X Th3k+1) /4而計算出的閾值TMk ‘根據以上說明的閾值Th3的設定方法的變形例，即使在與對象塊相鄰的相鄰塊中 與邊界方向垂直的成分的像素值的變化大時，也能夠防止在濾波處理中成為濾波處理對象 的對象塊產生波動(產生線上的噪聲)。
(備注事項)上述說明中使用的規定的閾值Th2、Th4、Tn、α、β、α 1、β 1、α 2、β 2、γ 1、以及
Y 2優選根據量化參數進行改變。即，優選隨著量化參數變大，改變閾值使其變大。另外，在對象塊中成為處理對象像素的范圍，其優選根據塊的尺寸進行改變。艮口， 當閾值Th3不能根據邊界的狀態進行設定的情況下，按照每個塊的尺寸來決定閾值Th3即 可。在這種情況下，隨著塊的尺寸變大，設定閾值Th3以使其變大。在這種情況下，隨著塊 的尺寸變大，按照每個塊的尺寸來決定規定值Tn即可，以使規定值Tn也變大。(平面的濾波處理)在非專利文獻1以及專利文獻1中所記載的濾波處理技術，按順序處理具有成為 濾波處理的對象的處理對象像素的對象塊中的兩個塊邊界(垂直方向的邊界以及水平方 向的邊界)。然而，如非專利文獻1以及專利文獻1記載的濾波處理技術所述，在按順序對 垂直方向的邊界以及水平方向的邊界進行濾波處理的濾波處理技術中，與對垂直方向的邊 界以及水平方向的邊界同時進行濾波處理的情況相比較，解碼圖像的畫質會產生劣化。若更具體地說明，則在圖10所示的與塊的角落那樣的、與相鄰的塊的水平方向以 及垂直方向的任意一個的邊界部均接近的區域中，2重地實施水平方向的濾波處理和垂直 方向的濾波處理。若2重實施濾波處理，則基于濾波處理的平滑化效果變得過強，故解碼圖 像的畫質會產生劣化。另外，水平方向和垂直方向之間的權重產生差異，也會使解碼圖像的 畫質產生劣化。因此，對于與塊的角落那樣的、與相鄰的塊的水平方向以及垂直方向的任意一個 的邊界部均接近的區域，優選同時實施對水平方向的濾波處理和對垂直方向的濾波處理。 即，通過在一次的處理中同時實施對水平方向的濾波處理和對垂直方向的濾波處理，能夠 防止2重實施濾波處理。此外，在本說明書等中，將對水平方向以及垂直方向同時實施的濾 波處理稱作“平面的濾波處理”。圖10是表示在對象塊中的、與相鄰的塊的水平方向以及垂直方向的任意一個的 邊界部均接近的區域的圖。若更具體地說明，則在塊x(對象塊)中由斜線部表示的區域所 含的像素是從塊X和塊Y之間的邊界(水平方向的邊界)處的邊界像素起閾值Th3以下、 且從塊X與塊Z之間的邊界(垂直方向的邊界)處的邊界像素起閾值Th3以下的像素。圖11表示在圖10中用斜線表示的區域中的像素的一例。圖11所示的像素Pi j， 是在圖10中由塊X的斜線表示的區域所含的像素。另外，在圖11中，將在行方向上位于像 素Pij的最近位置的相鄰像素表示為像素QOj，將在列方向上位于像素Pij的最近位置的相 鄰像素表示為像素RiO。具有像素QOj的相鄰塊，是相對于塊X在橫方向上相鄰的塊Z，具有像素RiO的相 鄰塊是相對于塊X在縱方向上相鄰的塊Y。換言之，在塊X中的像素Pij是在行方向上與像 素QOj距離i個像素、且在列方向上與像素RiO距離j個像素的像素。另外，i以及j均是 閾值Th3以下的值。此外，在本說明書等中，“行”指的是在塊中的縱方向的線(Line)，“列” 指的是在塊中的橫方向的線。在此，實施平面的濾波處理的像素，如圖10所示，優選距離在垂直方向的邊界處 的邊界像素的像素數在閾值Th3以下、且距離在水平方向的邊界處的邊界像素的像素數在 閾值Th3以下的像素。因此，當在圖4所示的區域中實施濾波處理時，平面的濾波處理僅限于圖12中的由斜線表示的區域。S卩，針對作為在圖12中由斜線表示的區域以外的區域、且 在圖4中由斜線表示的區域，將實施水平方向或者垂直方向的濾波處理。(平面的濾波處理的詳細情況)接下來，關于平面的濾波處理中的處理后的像素值的詳細的計算方法進行說明。 此外，在本項中，舉出處理對象像素Pij包含在32X32的尺寸的塊中、像素Pij的行方向 上的相鄰像素為像素QOj、像素Pij的列方向上的相鄰像素為像素RiO的情況為例進行說 明。另外，在本項中，將像素Pij的濾波處理前的像素值設為像素值pij，像素QOj的像素值
設為像素值qOj，像素RiO的像素值設為riO，像素Pij的濾波處理后的像素值設為像素值 · /
PiJ °平面的濾波處理中的處理對象像素的處理后的像素值的計算方法基本上與類型A 中的處理后的像素值的計算方法相同。然而，當為平面的濾波處理時，將行方向的與邊界像 素相鄰的相鄰像素的像素值、以及列方向的與邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值用作相鄰 像素的像素值。即，使用相鄰像素QOj的像素值qOj以及相鄰像素RiO的像素值riO兩個 相鄰像素的像素值。因此，像素值計算部12基于像素值pij'和像素值qOj以及像素值riO，計算出處 理對象像素Pij的像素值Pij'。更具體地說，像素值計算部12利用下式(7)pij' = (WP X ρ i j +WV X q0 j +WH X r i 0) / (WP+WV+WH)...(7)來計算處理后的像素值pij'。在此，WP、WV、WH是濾波系數，WH是根據離行方向的邊界像素POj的距離(像素數) 而進行設定的濾波系數，WV是根據離列方向的邊界像素PiO的距離(像素數)而進行設定 的濾波系數，WP是根據WV的值以及WH的值而進行設定的濾波系數。即，通過WV = 16-i、 WH=16-j進行計算。另外，通過WP = 32-(WH或者WV)進行計算。此外，在WP計算時使用 的WH或者WV的值是像素數大的一方的值。即，當處理對象像素在水平方向上像素值為3、 在垂直方向上像素值為1時，使用WH的值。圖13(a) (c)表示WP、WV以及WH的一例。另外，在上式(7)中，(WP+WV+WH)的值即除數(分母)成不了 2的乘方，故除法運 算的運算量有變大的可能。因此，可以使用使除數成為2的乘方(例如，1024)的濾波系數 WP'、WV'、WH'。通過使除數成為2的乘方，能夠取代除法運算，使用移位(Shift)運算。這樣的濾波系數WP'、WV'、WH'能夠利用下式(8) (11)WV' =mXWV…(8)WH' =mXWH…(9)WP' = 1024-(WV' +WH' )...(10)m = 1024/ (WP+WV+WH)…(11)來進行計算。此外，“m”可以參照將(WP+WV+WH)的值與m的值相關聯地進行記錄的表格來設定。在這種情況下，根據下式(12)pij' =(WP' Xpij+ffV' XqOj+WH' XriO) >> 10…(12)來計算像素值pij'。圖14(a)以及圖14(b)是分別表示濾波系數WV'、WP'的一例的圖。此外，在此，關于表示WH'的一例的圖未進行表示，但關于WH'，將圖14(a)中的“水平方向”和“垂直 方向”進行置換即可。(平面的濾波處理的優點)如以上說明所述，濾波裝置1通過實施平面的濾波處理，能夠防止2重實施對處理 對象像素的水平方向的濾波處理和垂直方向的濾波處理。因此，相比按順序各自實施對水平方向的濾波處理和對垂直方向的濾波處理，起 到能夠進一步防止解碼后的圖像的畫質劣化的效果。另外，能夠降低濾波處理的處理量。[實施方式2](圖像解碼裝置100的構成)關于具備有本發明的濾波裝置的圖像解碼裝置，作為實施方式2，以下參照圖15 進行說明。圖15是表示實施方式2的圖像解碼裝置100的要部構成的框圖。此外，對與實 施方式1同樣的構件付與同一記號，故省略其說明。如圖15所示，圖像解碼裝置100包括可變長編碼解碼部101、逆量化·逆變換部 102、預測圖像生成部103、幀存儲部104、塊尺寸管理部105以及濾波裝置1。在圖像解碼裝 置100中的濾波裝置1以外的構件，可以使用與現有技術的圖像解碼裝置同樣的構件。以下，一邊關于除在實施方式1中詳細說明的濾波裝置1以外的各構件進行說明， 一邊關于圖像解碼裝置100的動作進行說明。(圖像解碼裝置100的動作)可變長編碼解碼部101對表示解碼對象塊的預測殘差數據等的編碼參數的編碼 數據進行可變長解碼處理。逆量化 逆變換部102對所輸入的參數進行逆量化且進行逆變 換。即，逆量化 逆變換部102對所解碼的預測殘差數據的量化系數進行逆量化并輸出，并 且，對預測殘差數據的變換系數進行逆正交變換并輸出。另外，塊尺寸管理部105保存通過 可變長解碼處理所解碼得到的變換尺寸。此外，作為逆變換中的變換方法，雖然一般是正交 變換，但是并不局限于此。例如，可以用利用QMF代表的濾波器組(Filter Bank)的方法， 也可以用加博(Gabor)函數代表的基于非正交基底的變換，還可以用微波(Wavelet)變換。在逆量化·逆變換部102中進行了逆變換的逆變換后的信號，其與在預測圖像生 成部103中所生成的預測圖像進行加法運算，并作為解碼圖像進行輸出。所輸出的解碼圖 像保存在幀存儲器104中。濾波器裝置1從塊尺寸管理部105中取得具有處理對象像素的對象塊的塊尺寸以 及與對象塊相鄰的塊的塊尺寸。另外，濾波裝置1參照被記錄在幀存儲器104中的像素值， 輸出濾波處理后的像素值。即，在濾波裝置1中經濾波處理后的像素的像素值被記錄在幀 存儲器104中。此時，在幀存儲器104中，將在濾波裝置1中經濾波處理后的像素值置換成 處理前的像素值。在幀存儲器104中所保存的經濾波處理的圖像用于在預測圖像生成部103中的預 測圖像的生成。另外，在濾波裝置1中經濾波處理的圖像作為輸出圖像而輸出到圖像解碼 裝置100的外部。S卩，濾波裝置1，能夠用作圖像解碼裝置100中的環路濾波器(即，對保存 在幀存儲器中的圖像的濾波器)，另外，還能夠用作后置(Post)濾波器(即，對輸出圖像的 濾波器)。(備注事項)
22CN 102077590 A
說明書
20/21頁 此外，在本實施方式中，關于在圖像解碼裝置100中具備濾波裝置1的情況進行了 例示，但毋庸置疑地也可以作為裝備在圖像編碼裝置中的環路濾波器來裝備濾波裝置1。在 這種情況下，關于濾波裝置1以外的構件，能夠使用與現有技術公知的圖像編碼裝置同樣 的構件。(程序以及記錄介質)濾波裝置1以及圖像解碼裝置100所含的各部由硬件邏輯(Logic)構成即可。另 外，可以如下所示，利用CPU(Central Processing Unit 中央處理單元)通過軟件來實現。S卩，濾波裝置1以及圖像解碼裝置100包括執行可實現各功能的程序的命令的 CPU、保存此程序的ROM (Read Only Memory 只讀存儲器)、將上述程序展開成可執行形式的 RAM (Random Access Memory 隨機訪問存儲器)、以及保存上述程序以及各種數據的存儲器 等的記憶裝置(記錄介質)。根據這樣的構成，本發明的目的通過規定的記錄介質能夠實 現。此記錄介質，將作為實現上述功能的軟件的濾波裝置1以及圖像解碼裝置100的 程序的程序代碼(執行形式程序、中間代碼程序、源程序)用計算機可讀取地進行記錄即 可。對濾波裝置1以及圖像解碼裝置100供給此記錄介質。這樣，作為計算機的濾波裝置1 以及圖像解碼裝置100(或者CPU或者MPU)讀出記錄在所供給的記錄介質中的程序代碼， 并執行即可。將程序代碼供給到濾波裝置1以及圖像解碼裝置100的記錄介質并不局限于特定 的構造或者種類。即，此記錄介質可以是例如磁帶、盒帶等的帶類、包含軟(Floppy:注冊商 標)盤/硬盤等磁盤和⑶-R0M/M0/MD/DVD/⑶-R等光盤的盤類、IC卡(包含存儲卡)/光 卡等卡類、或者掩模R0M/EPR0M/EEPR0M/閃存ROM等半導體存儲器類等。另外，即使是濾波裝置1以及圖像解碼裝置100與通信網絡可連接地構成，也能夠 實現本發明的目的。在這種情況下，將上述程序代碼經由通信網絡供給到濾波裝置1以及 圖像解碼裝置100。此通信網絡只要是能將程序代碼供給到濾波裝置1以及圖像解碼裝置 100即可，不局限于特定的種類或者方式。例如，可以是因特網anternet)、內聯網、外聯 網、LAN、I SDN、VAN、CATV通信網、虛擬專用網(Virtual Private Network)、電話回路網、移 動通信網、衛星通信網等。構成此通信網絡的傳送介質，可以是可傳送程序代碼的任意的介質，不局限于特 定的構成或者種類。例如，可利用IEEE1394、USB(Universal Serial Bus :通用串行總線)、 電力線輸送、有線電視回線、電話線、ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line :非對稱 數字用戶環路)回線等有線，也可利用IrDA或遙控器等紅外線、Bluetooth(注冊商標)、 802. 11無線、HDR、移動電話網、衛星回線、地面數字網等無線。此外，本發明也可以用表現 為電子傳送上述程序代碼、在載波中加入計算機數據信號的方式來實現。以上，基于實施方式具體地說明了本發明，但本發明不局限于上述的各實施方式， 在權利要求所示的范圍內可以進行各種改變，在不同的實施方式中分別對公開的技術方法 組合而得到的實施方式也包含在本發明的技術范圍中。(產業上的可利用性)本發明的濾波裝置，能夠優選用作在圖像或運動圖像編碼裝置、以及圖像或運動 圖像解碼裝置中的環路濾波器或者后置濾波器而進行動作的濾波裝置。
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權利要求
1.一種濾波裝置，在對分割成尺寸不同的多個塊而進行了編碼的圖像信息進行解碼 時，用于對處理對象像素的像素值進行修正，該處理對象像素位于某塊和與該某塊相鄰的 相鄰塊之間的邊界附近且屬于所述某塊，該濾波裝置的特征在于包括第一判定單元，其判定所述某塊的尺寸是否在第一閾值以上；和像素值計算單元，其當所述某塊的尺寸在所述第一閾值以上時，基于屬于該某塊的至 少1個像素的像素值與屬于所述相鄰塊的至少1個像素的像素值來計算上述處理對象像素 的修正后的像素值。
2.如權利要求1所述的濾波裝置，其特征在于，所述像素值計算單元，當所述某塊的尺寸在所述第一閾值以上時，使用與在該某塊的 尺寸比所述第一閾值小時使用的像素的數目還少的像素來計算所述處理對象像素的修正 后的像素值。
3.如權利要求1或2所述的濾波裝置，其特征在于，還包括差分值計算單元，其當所述第一判定單元判定所述某塊的尺寸在所述第一閾值 以上時，計算邊界像素的像素值和在所述相鄰塊中且與該邊界像素相鄰的相鄰像素的像素 值之間的差分絕對值，其中，所述邊界像素是在具有所述處理對象像素的行以及列的至少 其中一個所含的所述某塊內的像素、且是與所述相鄰塊相鄰的像素，所述像素值計算單元，當所述差分值計算單元計算出的差分絕對值比第二閾值小時， 基于所述處理對象像素的像素值和所述相鄰像素的像素值，計算該處理對象像素的修正后 的像素值。
4.如權利要求3所述的濾波裝置，其特征在于，所述像素值計算單元，當所述處理對象像素在行方向以及列方向的任意一個方向上均 位于所述某塊與所述相鄰塊之間的邊界附近時，將與所述行方向的邊界像素相鄰的相鄰像 素的像素值以及與所述列方向的邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值用作為所述相鄰像素 的像素值。
5.如權利要求1 4中任意一項所述的濾波裝置，其特征在于，根據所述某塊的尺寸來決定作為所述處理對象像素而設定的像素的范圍。
6.如權利要求1 4中任意一項所述的濾波裝置，其特征在于，利用在所述某塊的各行所含的像素的方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值、或 者在所述某塊的各列所含的像素的列方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值來設定 所述處理對象像素。
7.如權利要求1 6中任意一項所述的濾波裝置，其特征在于，還包括第二判定單元，其判定與所述某塊相鄰的相鄰塊的尺寸，所述像素值計算單元以根據所述第二判定單元判定的相鄰塊的尺寸來改變濾波強度 的方式構成。
8.如權利要求6所述的濾波裝置，其特征在于，在所述某塊的各行所含的像素中，將從與所述相鄰塊相鄰的邊界像素到在行方向上相 鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初成為第三閾值以上的像素作為所述處理對象像素、 或者在所述某塊的各列所含的像素中，將從與所述相鄰塊相鄰的邊界像素到在列方向上相鄰的像素間的像素值的差分絕對值最初成為第三閾值以上的像素作為所述處理對象像素。
9.如權利要求7所述的濾波裝置，其特征在于，所述第二判定單元，當所述某塊的尺寸比所述第一閾值小時，判定與所述某塊相鄰的 任意一個相鄰塊的尺寸是否在所述第一閾值以上，所述像素值計算單元，當所述相鄰塊的其中一個的尺寸在所述第一閾值以上時，按照 與當所述相鄰塊的尺寸均比所述第一閾值小時相比使濾波強度變強的方式來構成。
10.如權利要求3所述的濾波裝置，其特征在于，所述像素值計算單元，利用下式(1)，即WlXp+W2Xq/ (W1+W2)— (1)來計算所述處理對象像素的修正后的像素值，其中，在上式(1)中，P為所述處理對象 像素的像素值，q為所述相鄰像素的像素值，Wl以及W2表示規定的加權系數。
11.如權利要求4所述的濾波裝置，其特征在于，所述像素值計算單元，利用下式O)，即WP Xp+WHX q+WV X r/ (WP+WH+WV)…O)來計算所述處理對象像素的修正后的像素值，其中，在上式O)中，P為所述處理對象 像素的像素值，q為與行方向的邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值，r為與列方向的邊界像 素相鄰的相鄰像素的像素值，WP> WH以及WV表示規定的加權系數。
12.一種濾波處理方法，其在對分割成尺寸不同的多個塊而進行了編碼的圖像信號進 行解碼時，用于對處理對象像素的像素值進行修正，該處理對象像素位于某塊和與該某塊 相鄰的相鄰塊之間的邊界附近且屬于所述某塊，該濾波處理方法的特征在于，包括第一判定步驟，判定所述某塊的尺寸是否在第一閾值以上；差分值計算步驟，當所述某塊的尺寸在所述第一閾值以上時，計算邊界像素的像素值 和在所述相鄰塊中與該邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值之間的差分絕對值，其中，所述 邊界像素是在具有所述處理對象像素的行以及列的至少其中一個所含的所述某塊內的像 素，且是與所述相鄰塊相鄰的像素；和像素值計算步驟，當計算出的所述差分絕對值比第二閾值小時，基于所述處理對象像 素的像素值和所述相鄰像素的像素值，計算該處理對象像素的修正后的像素值。
13.—種解碼裝置，其對按尺寸不同的塊進行分割并進行了編碼的圖像信息進行解碼， 其特征在于，具備權利要求1 11中任意一項所述的濾波裝置。
14.一種編碼裝置，其將圖像信息分割成尺寸不同的多個塊并進行編碼，其特征在于，具備權利要求1 11中任意一項所述的濾波裝置。
全文摘要
本發明的濾波裝置(1)包括差分值計算部(11)，其計算塊尺寸在第一閾值以上的處理對象塊的邊界像素的像素值和與邊界像素相鄰的相鄰像素的像素值之間的差分絕對值；和像素值計算部(12)，其當計算出的差分絕對值比第二閾值小時，基于位于處理對象塊和相鄰對象塊之間的邊界附近的處理對象像素的濾波處理前的像素值以及相鄰像素的像素值，計算處理對象像素的濾波處理后的像素值。這樣，能夠提供一種既抑制因分割圖像的塊尺寸的變大而引起的運算量的增加、又防止解碼圖像的畫質的劣化的濾波裝置。
文檔編號H04N7/26GK102077590SQ20098012420
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月30日 優先權日2008年7月3日
發明者豬飼知宏 申請人:夏普株式會社