Blocking artifact reduction using singularities detection and Lipschitz regularity from multiscale edges

다층스케일 웨이블릿 변환영역에서 특이점 검출 및 Lipschitz 정칙 상수를 이용한 블록화 현상 제거

  • 이석환 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실) ;
  • 권기구 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실) ;
  • 김병주 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실) ;
  • 권성근 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실) ;
  • 이종원 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실) ;
  • 이건일 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부 오디오 및 비디오 시스템 공학 연구실)
  • Published : 2002.10.01

Abstract

The current paper presents an effective deblocking algorithm for block-based coded images using singularity detection in a wavelet transform. In block-based coded images, the local maxima of a wavelet transform modulus detect all singularities, including blocking artifacts, from multiscale edges. Accordingly, the current study discriminates between a blocking artifact and an edge by estimation the Lipschitz regularity of the local maxima and removing the wavelet transform modulus of a blocking artifact that has a negative Lipschitz regularity exponent. Experimental results showed that the performance of the proposed algorithm was objectively and subjectively superior.

본 논문에서는 다층스케일 웨이블릿 변환영역에서의 특이점 검출 및 Lipschitz 정칙 상수를 이용한 블록화 현상 제거 방법을 제안하였다. 블록 부호화된 영상에서 블록화 현상 및 에지와 같은 특이점들은 다층스케일 웨이브릿 변환 영역에서 국부 계수 최대치 (local modulus maxima)로 검출된다. 제안한 방법에서는 국부 계수 최대치의 Lipschitz 정칙 상수를 이용하여 블록화 현상 및 에지의 특이점들을 구분하고, 웨이블릿 변환 영역에서 블록화 현상에 의한 특이점들을 연역에 따라 스케일별로 제거한다. 실험 결과로부터 제안한 방법은 기존의 방법에 비하여 PSRN이 0.046~0.42 dB 향상되었고, 복잡한 영역에서 에지의 불연속성이 제거되므로 객관적 화질 및 주관적 화질 측면에서 성능이 우수함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. G. K. Wallace, 'The JPEG still picture compression standard,' IEEE Trans. Consumer Electronics, vol. 38, no. 1, pp. xviii-xxxiv, feb. 1992
  2. ITU-T Recommendation H.263, 'Video coding for low bit rate conununication.'
  3. Motion Picture Experts GrouP, 'MPEG test model 5 draft revision 2,' ISO/IEC/JTCl/SC29/WG11/602, Nov. 1993
  4. MPEG-4 Video Verification Model veision 18.0 (VM 18.0), IS0/IEC/JTC1/SC29/WG11, N3908, 2001
  5. S. Mallat and S. Zhong, 'Characterization of signals from multiscale edges,' IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., vol. 14, pp. 710-732, July 1992 https://doi.org/10.1109/34.142909
  6. S. Mallat and W. L. Hwang, 'Singularity detection and processing with wavelets,' IEEE Trans. on Information Theory, vol. 38, no. 2, pp. 617-643, March 1992 https://doi.org/10.1109/18.119727
  7. B. Ramamurthi and A. Gersho, 'Nonlinear space-variant postprocessing of block coded images,' IEEE Trans. Acoustics, Speech, Signal Processing, vol. ASSP-34, no. 5, pp. 1258-1268, Oct. 1986 https://doi.org/10.1109/TASSP.1986.1164961
  8. S. D. Kim, J. Y. Yi, H. M. Kim, and J. B. Ra. 'A deblocking filter with two separate modes in block-based video coding,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 9, pp. 156-160, Feb. 1999 https://doi.org/10.1109/76.744282
  9. H. W. Park and Y. R. Lee, 'A postprocessing method for reducing quantization effects in low bit-rate moving picture coding,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 9, no. 1, pp. 161-171, Feb. 1999
  10. 이승진, 이석환, 권성근, 이종원, 이건일, '블록분류와 적응적 필터링을 이용한 후처리에서의 양자화 잡음 제거 기법,' 대한전자공학회 논문지, 제38권 SP편, 제 4호, pp. 118-128, 2001년 7월
  11. T. Kasezawa, 'Blockmg artifacts reduction using discrete cosine transforms,' IEEE Trans. Consumer Electronics, vol. 43, no. 1, pp. 48-55, Feb. 1997 https://doi.org/10.1109/30.580384
  12. Y. Yang, N. Galatsanos, and A. Katsaggelos, 'Projection-based spatially adaptive reconstruction of block-transform compressed images,' IEEE Trans. Image Processing, vol. 4, pp. 896-908, July 1995 https://doi.org/10.1109/83.392332
  13. N. C. Kim, I. H. Jang, D. H. Kim, and W. H. Hong, 'Reduction of blocking artifact in blockcoded images usine wavelet transform,' IEEE Trans. Circuits Sys, Video Technol., vol 8. no. 3, pp. 253-257, June 1998 https://doi.org/10.1109/76.678618
  14. Z. Xiong, M. T. Orchard, and Y. Q. Zhang, 'A deblocking algorithm for JPEG compressed images using overcomplete wavelet representations,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol, vol. 7. no. 2, pp. 433-437 Apr. 1997 https://doi.org/10.1109/76.564123
  15. 권기구, 김병주, 이석환, 이종원, 권성근, 이건일, '웨이브릿 변환 영역에서 NNF를 이용한 블록 부호화 영상에서의 블록화 현상 제거,' 한국통신학회 논문지, 제 27권, 제 5A호, pp. 482-489, 2002 년 5월