JP5410232B2 - Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device - Google Patents

Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device Download PDF

Info

Publication number
JP5410232B2
JP5410232B2 JP2009231176A JP2009231176A JP5410232B2 JP 5410232 B2 JP5410232 B2 JP 5410232B2 JP 2009231176 A JP2009231176 A JP 2009231176A JP 2009231176 A JP2009231176 A JP 2009231176A JP 5410232 B2 JP5410232 B2 JP 5410232B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
complexity
sample
correspondence
sample points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009231176A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011081477A (en
Inventor
俊枝 三須
康孝 松尾
善明 鹿喰
慎一 境田
和久 井口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
Priority to JP2009231176A priority Critical patent/JP5410232B2/en
Publication of JP2011081477A publication Critical patent/JP2011081477A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5410232B2 publication Critical patent/JP5410232B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)

Description

本発明は、入力画像が複数に分割された部分領域毎の複雑さを示す複雑度を用いて、不等間隔で標本化された不等間隔標本化画像から復元画像を復元する技術に関する。   The present invention relates to a technique for restoring a restored image from non-uniformly sampled images sampled at unequal intervals, using a complexity indicating the complexity of each partial region obtained by dividing an input image into a plurality of parts.

従来から、画像の解像度を変換する技術として、最近傍法(ニアレストネイバー法)、双一次法(バイリニア法)、双三次法(バイキュービック法)等の補間処理に基づく技術が知られている。   Conventionally, techniques based on interpolation processing such as nearest neighbor method (nearest neighbor method), bilinear method (bilinear method), and bicubic method (bicubic method) are known as techniques for converting the resolution of an image. .

また、解像度が低い低解像度画像を解像度が高い高解像度画像に変換する技術として、時間方向に各画素乃至ブロックの移動量を入力画像(低解像度画像)から推定し、推定された移動量と複数時点の画像群とに基づいて高解像度画像を生成する超解像技術がある(例えば、特許文献1,2参照)。   Further, as a technique for converting a low-resolution image with a low resolution into a high-resolution image with a high resolution, the movement amount of each pixel or block is estimated from the input image (low-resolution image) in the time direction, There is a super-resolution technique for generating a high-resolution image based on a point-in-time image group (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、エッジ等の空間的な画像特徴を適応的に判断しつつ補間値を生成することで、線形補間よりも鮮鋭な画質の高解像度画像を生成する超解像技術がある(例えば、非特許文献1参照)。さらに、視覚的に重要な領域の解像度を損なわぬように、空間的に不均等な画像変形を行うseam carving法がある(例えば、非特許文献2参照)。   In addition, there is a super-resolution technique that generates a high-resolution image with sharper image quality than linear interpolation by generating an interpolation value while adaptively determining spatial image features such as edges (for example, non-patented). Reference 1). Further, there is a seam carving method that performs spatially unequal image deformation so as not to impair the resolution of a visually important region (see, for example, Non-Patent Document 2).

特開2006−127241号公報(特許第3837575号公報)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-127241 (Patent No. 38337575) 特開2008−109375号公報JP 2008-109375 A

松本信幸、井田孝,“フレーム内再構成型超解像の領域適応処理による高画質化の検討,” 電子情報通信学会技術報告,Vol.108, No.4,pp.31−36(2008).Nobuyuki Matsumoto, Takashi Ida, “Examination of image quality improvement by region adaptive processing of intra-frame reconstruction super-resolution,” IEICE Technical Report, Vol. 108, no. 4, pp. 31-36 (2008). Shai Avidan, Ariel Shamir,“Seam Carving for Content-Aware Image Resizing,”ACM Trans.Graph.26,3,10.Shai Avidan, Ariel Shamir, “Seam Carving for Content-Aware Image Resizing,” ACM Trans.Graph. 26, 3, 10.

しかし、前記した従来技術では、以下で述べるような様々な問題がある。
最近傍法、双一次法、双三次法等の補間処理に基づく技術を用いて、入力された高解像度画像を低解像度画像に変換し、この低解像度画像を高解像度画像にさらに再変換して出力した場合を考える。この場合、入力された高解像度画像に含まれていた画像情報の高周波成分、すなわち、細かい模様に関する情報が失われ、再変換した高解像度画像がぼけてしまう。
However, the above-described prior art has various problems as described below.
Using techniques based on interpolation processing such as nearest neighbor, bilinear method, bicubic method, etc., the input high resolution image is converted into a low resolution image, and this low resolution image is further reconverted into a high resolution image. Consider the case of output. In this case, the high-frequency component of the image information included in the input high-resolution image, that is, information on the fine pattern is lost, and the re-converted high-resolution image is blurred.

また、特許文献1,2及び非特許文献1に記載の超解像技術では、時間方向に各画素乃至ブロックの移動量を入力画像から推定し、画像特徴に応じた複雑な非線形演算により補間値を生成する必要があり、演算量が大きくなる。   In the super-resolution techniques described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, the amount of movement of each pixel or block is estimated from the input image in the time direction, and an interpolation value is obtained by a complicated nonlinear calculation according to the image feature. Need to be generated, and the amount of calculation becomes large.

また、非特許文献2に記載のseam carving法では、視覚的に重要な部分の解像度や形状を保持したまま非線形的な写像を行って画像サイズを変形するものであり、復元に必要な変形の度合等を記述する方法が与えられておらず、元の画像を復元することは考慮されていない。すなわち、非特許文献2に記載のseam carving法では、非線形な写像で変形されたものを復元するための逆写像が必要になるが、この非線形な逆写像の情報は、元の画像における全標本点の情報であるため、その情報量が大きくなるという問題がある。   In addition, the seam carving method described in Non-Patent Document 2 performs a non-linear mapping while deforming the image size while maintaining the resolution and shape of a visually important part. A method for describing the degree or the like is not given, and restoration of the original image is not considered. That is, in the seam carving method described in Non-Patent Document 2, a reverse mapping is required to restore a deformed non-linear mapping. Information on this non-linear reverse mapping is obtained from all samples in the original image. Since this is point information, there is a problem that the amount of information increases.

そこで、本発明は、簡易な演算で、情報量が少ない変形パラメータを用いて、不等間隔標本化画像から、鮮明な復元画像を復元する技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for restoring a clear restored image from non-uniformly sampled images by using a deformation parameter with a small amount of information by a simple calculation.

前記した課題を解決するため、本願第1発明に係る画像復元装置は、入力画像を複数に分割した部分領域毎の複雑さを示す複雑度と、前記複雑度を用いて、予め設定された空間方向又は時間方向の標本軸において前記入力画像を不等間隔で標本化した不等間隔標本化画像とが不等間隔標本化装置から入力されると共に、前記複雑度を用いて、前記不等間隔標本化画像から復元画像を復元する画像復元装置であって、対応関係算出手段と、画像復元手段と、を備え、前記複雑度が電子透かしとして付加された前記不等間隔標本化画像が入力されると共に、当該不等間隔標本化画像から前記複雑度を検出する電子透かし検出手段をさらに備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an image restoration apparatus according to the first invention of the present application uses a complexity indicating a complexity for each partial region obtained by dividing an input image, and a space set in advance using the complexity. An unequal interval sampled image obtained by sampling the input image at unequal intervals on the sample axis in the direction or time direction is input from the unequal interval sampling device, and the unequal interval is obtained using the complexity. An image restoration apparatus for restoring a restored image from a sampled image, comprising: a correspondence calculation unit; and an image restoration unit, wherein the unequal interval sampled image to which the complexity is added as a digital watermark is input Rutotomoni, further comprising characterized Rukoto digital watermark detection means for detecting the complexity from the non-equidistant sampling images.

かかる構成によれば、画像復元装置は、対応関係算出手段によって、前記標本軸の方向に連続した全ての前記部分領域を通過する走査線毎に、前記複雑度から、予め設定された標本点の数だけ、前記複雑度が高い部分領域では標本点が多く、かつ、前記複雑度が低い部分領域では前記標本点が少なくなるように、前記復元画像における標本点の座標と前記不等間隔標本化画像における標本点の座標との対応関係を算出する。この複雑度は、不等間隔標本化画像を復元するときに必要となる変形パラメータであり、部分領域毎に算出する情報である。つまり、複雑度は、全標本点の情報である従来の変形パラメータに比べて、その情報量が少ない。   According to such a configuration, the image restoration device uses the correspondence calculation unit to calculate a predetermined sample point from the complexity for each scanning line passing through all the partial regions continuous in the sample axis direction. The number of sample points in the restored image and the unequal interval sampling so that there are a large number of sample points in the partial area having a high complexity and a small number of sample points in the partial area having a low complexity. The correspondence with the coordinates of the sample points in the image is calculated. This complexity is a deformation parameter required when restoring non-uniformly sampled images, and is information calculated for each partial region. That is, the amount of information of the complexity is smaller than that of a conventional deformation parameter that is information of all sample points.

また、画像復元装置は、画像復元手段によって、前記対応関係算出手段が算出した対応関係に基づいて、前記不等間隔標本化画像における標本点の座標に対応する画素の画素値を、前記復元画像における標本点の座標に対応する画素の画素値として、前記復元画像を復元する。ここで、不等間隔標本化画像は、入力画像で複雑な部分は細かく標本化され、かつ、入力画像で単純な部分は粗く標本化されたものである。つまり、画像復元装置は、等間隔で標本化された画像を復元したときに比べて、同程度の情報量で細かな表現がされた復元画像を復元できる。さらに、画像復元装置は、1次元での復元処理を行うことから、その演算が簡易である。さらに、画像復元装置は、複雑度の存在を隠蔽することができる。 In addition, the image restoration device uses the image restoration unit to calculate pixel values of pixels corresponding to the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image based on the correspondence calculated by the correspondence calculation unit. The restored image is restored as the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample point at. Here, the non-uniformly sampled image is an input image in which a complicated part is finely sampled, and a simple part in the input image is roughly sampled. In other words, the image restoration apparatus can restore a restored image that is expressed finely with the same amount of information as compared to when images sampled at equal intervals are restored. Further, since the image restoration apparatus performs a one-dimensional restoration process, the calculation is simple. Furthermore, the image restoration apparatus can hide the presence of complexity.

なお、不等間隔の標本化とは、標本点同士の間隔が異なるように標本化することを言い、必ずしも全標本点の間隔が異ならなくとも良い。
また、等間隔の標本化とは、全標本点の間隔が等しくなるように標本化することを言う。
Note that sampling with unequal intervals means sampling with different intervals between sample points, and the intervals between all sample points do not necessarily have to be different.
Also, sampling at equal intervals refers to sampling so that the intervals of all sample points are equal.

また、前記した課題を解決するため、本願第発明に係る画像復元装置は、前記不等間隔標本化装置から、前記入力画像を2以上の前記標本軸で標本化した不等間隔標本化画像と、前記標本軸毎に算出された複雑度とが入力され、前記対応関係算出手段は、前記標本軸毎に前記対応関係を、当該標本軸毎に算出された複雑度から算出する2以上の対応関係算出部と、前記2以上の対応関係算出部が算出した対応関係を合成する対応関係合成部と、さらに備え、前記画像復元手段は、前記対応関係合成部が合成した対応関係に基づいて、前記2以上の標本軸で標本化した不等間隔標本化画像から、前記復元画像を復元することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the image restoration device according to the second invention of the present application is an unequal interval sampled image obtained by sampling the input image from two or more sample axes from the unequal interval sampling device. And the complexity calculated for each sample axis, and the correspondence calculation means calculates the correspondence for each sample axis from two or more complexity calculated for each sample axis. A correspondence relationship calculation unit; and a correspondence relationship synthesis unit that synthesizes the correspondence relationships calculated by the two or more correspondence relationship calculation units. The image restoration unit is further configured based on the correspondence relationship synthesized by the correspondence relationship synthesis unit. The restored image is restored from the non-uniformly sampled images sampled at the two or more sample axes.

かかる構成によれば、画像復元装置は、2以上の標本軸で標本化した不等間隔標本化画像についても、復元処理を1回行うだけで復元画像を復元できるので、その演算が簡易である。   According to such a configuration, the image restoration apparatus can restore a restored image by performing the restoration process only once even for non-uniformly sampled images sampled at two or more sample axes, and thus the calculation is simple. .

また、前記した課題を解決するため、本願第発明に係る画像復元プログラムは、コンピュータを、前記の画像復元装置として機能させる。 In order to solve the above-described problem, an image restoration program according to the third invention of the present application causes a computer to function as the image restoration device.

また、前記した課題を解決するため、本願第発明に係る多次元画像復元装置は、入力画像を複数に分割した部分領域毎の複雑さを示す複雑度と、前記複雑度を用いて、予め設定された空間方向又は時間方向の標本軸において前記入力画像を不等間隔で標本化した不等間隔標本化画像とが不等間隔標本化装置から入力されると共に、前記複雑度を用いて、前記不等間隔標本化画像から復元画像を復元する画像復元装置であって、前記標本軸の方向に連続した全ての前記部分領域を通過する走査線毎に、前記複雑度から、予め設定された標本点の数だけ、前記複雑度が高い部分領域では標本点が多く、かつ、前記複雑度が低い部分領域では前記標本点が少なくなるように、前記復元画像における標本点の座標と前記不等間隔標本化画像における標本点の座標との対応関係を算出する対応関係算出手段と、前記対応関係算出手段が算出した対応関係に基づいて、前記不等間隔標本化画像における標本点の座標に対応する画素の画素値を、前記復元画像における標本点の座標に対応する画素の画素値として、前記復元画像を復元する画像復元手段と、を備える画像復元装置をk台直列に接続した多次元画像復元装置であって、第1の画像復元装置は、前記不等間隔標本化画像としてk次元画像が入力されると共に、当該k次元画像を、予め設定された空間方向又は時間方向の第1標本軸で復元し、第kの画像復元装置は、第k−1の不等間隔標本化装置によって復元された復元画像が入力されると共に、当該復元画像を、第k標本軸の方向に復元することを特徴とする(但し、kは2以上の整数)。 In order to solve the above-described problem, the multidimensional image restoration apparatus according to the fourth invention of the present application uses a complexity indicating the complexity of each partial region obtained by dividing the input image, and the complexity to be used in advance. An unequal interval sampled image obtained by sampling the input image at unequal intervals in the set spatial direction or time direction sample axis is input from the unequal interval sampling device, and using the complexity, An image restoration apparatus that restores a restored image from the non-uniformly sampled images, and is set in advance from the complexity for each scanning line that passes through all the partial regions that are continuous in the direction of the sample axis. The coordinates of the sample points in the restored image and the inequality so that there are many sample points in the partial area with the high complexity as many as the number of sample points and the sample points in the partial area with the low complexity. In interval sampled images A pixel value of a pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image based on the correspondence relationship calculated by the correspondence relationship calculating unit; Is a multi-dimensional image restoration device in which k image restoration devices comprising image restoration means for restoring the restored image as pixel values of pixels corresponding to the coordinates of the sample points in the restored image are connected in series. The first image restoration device receives a k-dimensional image as the non-uniformly sampled image, and restores the k-dimensional image with a first sample axis in a preset spatial direction or time direction, The kth image restoration device is characterized in that the restored image restored by the k-1 unequal interval sampling device is inputted and the restored image is restored in the direction of the kth sample axis. that (however, k is 2 or more Integer).

かかる構成によれば、多次元画像復元装置は、標本点の情報である従来の変形パラメータに比べて、情報量が少ない複雑度を用いる。また、多次元画像復元装置は、等間隔で標本化された画像を復元したときに比べて、同程度の情報量で細かな表現がされた復元画像を復元できる。さらに、多次元画像復元装置は、1次元での復元処理をk回繰り返すだけなので、その演算が簡易である。   According to such a configuration, the multidimensional image restoration apparatus uses a complexity with a small amount of information compared to a conventional deformation parameter that is information of a sample point. In addition, the multidimensional image restoration apparatus can restore a restored image that is finely expressed with the same amount of information as compared with a case where an image sampled at equal intervals is restored. Furthermore, since the multidimensional image restoration apparatus only repeats the one-dimensional restoration process k times, the calculation is simple.

前記したkは、標本化の次元数を示すものであり、2以上の整数である。
ここで、k=2の場合、入力画像(2次元画像)としては、例えば、静止画像がある。また、k=3の場合、入力画像(3次元画像)としては、例えば、動画像又は立体静止画像がある。さらに、k=4の場合、入力画像(4次元画像)としては、例えば、立体動画像がある。
K described above indicates the number of dimensions of sampling, and is an integer of 2 or more.
Here, when k = 2, examples of the input image (two-dimensional image) include a still image. When k = 3, examples of the input image (three-dimensional image) include a moving image or a stereoscopic still image. Further, when k = 4, as an input image (four-dimensional image), for example, there is a stereoscopic moving image.

本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願第発明によれば、簡易な演算で、情報量が少ない変形パラメータを用いて、不等間隔標本化画像から、鮮明な復元画像を復元できる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
According to the fourth invention of the present application, it is possible to restore a clear restored image from a non-uniformly sampled image by using a deformation parameter with a small amount of information with a simple calculation.

本願第発明によれば、複雑度の存在を隠蔽することができ、画像復元装置をデスクランブル装置として用いる場合に特に好ましい。
本願第発明によれば、復元画像の合成を1回で済ませることができ、演算量を低減できる。
According to the first invention of the present application, the presence of complexity can be concealed, which is particularly preferable when the image restoration apparatus is used as a descrambling apparatus.
According to the second invention of the present application, the restored image can be synthesized in one time, and the amount of calculation can be reduced.

本発明における画像変形復元システムの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the image deformation restoration system in the present invention. 等間隔での標本化を説明する図であり、(a)は等間隔の標本化の概念図であり、(b)は等間隔で標本化された画像を示す図である。It is a figure explaining sampling at equal intervals, (a) is a conceptual diagram of sampling at equal intervals, (b) is a figure showing an image sampled at equal intervals. 本発明における変形画像を説明する図であり、(a)は不等間隔の標本化の概念図であり、(b)は変形画像を示す図である。It is a figure explaining the deformation | transformation image in this invention, (a) is a conceptual diagram of the sampling of an unequal interval, (b) is a figure which shows a deformation | transformation image. 図1の画像復元装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image restoration apparatus of FIG. 本発明における複雑度と標本点とを説明する図であり、(a)は複雑度を説明する図であり、(b)は標本点の座標の算出を説明する図であり、(c)は標本点の座標の補間を説明する図である。It is a figure explaining the complexity and sample point in this invention, (a) is a figure explaining complexity, (b) is a figure explaining calculation of the coordinate of a sample point, (c) is a figure. It is a figure explaining the interpolation of the coordinate of a sample point. 図5(a)の最上段の部分領域における標本点の座標の算出を説明する図であり、(a)は複雑度と部分領域位置との関係を示す図であり、(b)は複雑度と画素領域位置との関係を示す図である。6A and 6B are diagrams for explaining the calculation of the coordinates of sample points in the uppermost partial area of FIG. 5A, FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the complexity and the position of the partial area, and FIG. It is a figure which shows the relationship between a pixel area position. 図5(a)の最上段の部分領域における標本点の座標の算出を説明する図であり、(a)は累計複雑度と画素位置との関係を示す図であり、(b)は累計複雑度から算出した標本点の座標を説明する図である。6A and 6B are diagrams for explaining the calculation of the coordinates of sample points in the uppermost partial region of FIG. 5A, FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the cumulative complexity and the pixel position, and FIG. It is a figure explaining the coordinate of the sample point calculated from the degree. 図5(a)の最下段の部分領域における標本点の座標の算出を説明する図であり、(a)は複雑度と部分領域位置との関係を示す図であり、(b)は複雑度と画素領域位置との関係を示す図である。6A and 6B are diagrams illustrating calculation of the coordinates of sample points in the lowermost partial area of FIG. 5A, FIG. 5A is a diagram illustrating the relationship between the complexity and the position of the partial area, and FIG. It is a figure which shows the relationship between a pixel area position. 図5(a)の最下段の部分領域における標本点の座標の算出を説明する図であり、(a)は累計複雑度と画素位置との関係を示す図であり、(b)は累計複雑度から算出した標本点の座標を説明する図である。6A and 6B are diagrams illustrating calculation of the coordinates of sample points in the lowermost partial region of FIG. 5A, FIG. 5A is a diagram illustrating the relationship between cumulative complexity and pixel position, and FIG. It is a figure explaining the coordinate of the sample point calculated from the degree. 図4の画像復元装置による復元処理の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the decompression | restoration process by the image restoration apparatus of FIG. 図4の画素値補間手段の第1例を説明する図である。It is a figure explaining the 1st example of the pixel value interpolation means of FIG. 図4の画素値補間手段の第2例を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd example of the pixel value interpolation means of FIG. 図4の画像復元装置の動作を説明するフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the operation of the image restoration apparatus in FIG. 4. 図4の画像復元装置の変形例1を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification 1 of the image restoration apparatus of FIG. 図4の画像復元装置の変形例2を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification 2 of the image restoration apparatus of FIG. 図4の画像復元装置の変形例3を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification 3 of the image restoration apparatus of FIG. 本発明の第2実施形態に係る画像復元装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image restoration apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る画像復元装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image restoration apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明において、3次元画像の部分領域を示す図である。In this invention, it is a figure which shows the partial area | region of a three-dimensional image. 図19の3次元画像において、中央の部分領域の拡大図である。FIG. 20 is an enlarged view of a central partial region in the three-dimensional image of FIG. 19. 図20を上面視した図である。FIG. 21 is a top view of FIG. 20. 図20を右側面視した図である。FIG. 21 is a right side view of FIG. 20. 図18の画像変形装置による補間処理を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation process by the image deformation apparatus of FIG. 本発明の第4実施形態に係る画像復元装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image restoration apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

[画像変形復元システムの概略]
以下、図1を参照して、本発明における画像変形復元システム1の概略について説明する。図1に示すように、画像変形復元システム1は、画像変形装置2と、画像復元装置3とを備える。また、画像変形復元システム1は、図示を省略したネットワーク又は放送波を介して、画像変形装置2と、画像復元装置3とが接続されている。
[Outline of image deformation restoration system]
The outline of the image deformation restoration system 1 according to the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the image transformation / restoration system 1 includes an image transformation device 2 and an image restoration device 3. In addition, the image deformation / restoration system 1 is connected to an image deformation device 2 and an image reconstruction device 3 via a network or a broadcast wave (not shown).

画像変形装置2は、入力された入力画像の変形パラメータ(複雑度)を算出すると共に、変形パラメータを用いて、標本軸の方向に入力画像を不等間隔で標本化して変形画像(不等間隔標本化画像)を生成する。なお、画像変形装置2の詳細は、省略する。   The image deformation device 2 calculates a deformation parameter (complexity) of the input image, and samples the input image at unequal intervals in the direction of the sample axis by using the deformation parameter. A sampled image). Details of the image deformation device 2 are omitted.

画像復元装置3は、画像変形装置2から変形画像と変形パラメータとが入力されると共に、変形パラメータを用いて、変形画像から復元画像を復元する。具体的には、画像復元装置3は、変形パラメータから入力画像と変形画像との標本点の座標の対応関係を算出し、この対応関係に基づいて、標本軸の方向に変形画像から復元画像を復元する。ここで、画像変形装置2の標本軸と画像復元装置3の標本軸とは、同一方向であることが好ましい。なお、画像復元装置3の詳細は、後記する。   The image restoration device 3 receives the transformation image and the transformation parameters from the image transformation device 2 and restores the restoration image from the transformation image using the transformation parameters. Specifically, the image restoration device 3 calculates a correspondence relationship between the coordinates of the sample points of the input image and the deformation image from the deformation parameter, and based on this correspondence relationship, the image restoration device 3 generates a restoration image from the deformation image in the direction of the sample axis. Restore. Here, the sample axis of the image deformation device 2 and the sample axis of the image restoration device 3 are preferably in the same direction. Details of the image restoration device 3 will be described later.

入力画像は、任意の画像であり、例えば、2次元画像、3次元画像又は4次元画像である。ここで、例えば、入力画像を2次元画像として説明する。
変形画像は、入力画像から、不等間隔の標本化により生成した画像であり、入力画像と同じ次元数となる。なお、変形画像が、請求項に記載の不等間隔標本化画像に相当する。
The input image is an arbitrary image, for example, a two-dimensional image, a three-dimensional image, or a four-dimensional image. Here, for example, the input image will be described as a two-dimensional image.
The deformed image is an image generated from the input image by sampling at unequal intervals, and has the same number of dimensions as the input image. The deformed image corresponds to the non-uniformly sampled image described in the claims.

変形パラメータは、変形画像から復元画像を復元するときに必要となるパラメータであり、入力画像における部分領域毎の模様(濃淡変化)の複雑さを示す複雑度である。
復元画像は、変形パラメータを用いて、変形画像から復元された画像である。
The deformation parameter is a parameter required when restoring the restored image from the deformed image, and has a complexity indicating the complexity of the pattern (shading change) for each partial area in the input image.
The restored image is an image restored from the deformed image using the deformation parameter.

<変形画像の具体例>
以下、図2,図3を参照し、変形画像の具体例について、従来の等間隔で標本化した画像と比べながら説明する。また、図2(a)及び図3(a)では、標本化の間隔(つまり、標本点同士の間隔)を、格子の大きさで示している。つまり、格子が小さくなる程、細かい標本化を行うことを示し、格子が大きくなる程、粗い標本化を行うことを示す。なお、この格子は説明のために図示したものであり、この格子が復元画像に付加されるわけでない。
<Specific examples of deformed images>
Hereinafter, a specific example of the deformed image will be described with reference to FIGS. 2 and 3 in comparison with a conventional image sampled at equal intervals. Further, in FIGS. 2A and 3A, the sampling interval (that is, the interval between sample points) is indicated by the size of the lattice. That is, the smaller the lattice, the smaller the sampling, and the larger the lattice, the coarser the sampling. Note that this lattice is illustrated for explanation, and this lattice is not added to the restored image.

また、図2及び図3に示すように、この具体例の画像は、左上部分が背景(例えば、空及び雲)で、これ以外の部分が被写体(例えば、建物を含めた街の風景)である。従って、この画像は、左上部分が単純な模様となっており、これ以外の部分が複雑な模様となっている。   Also, as shown in FIGS. 2 and 3, the image of this specific example is that the upper left part is the background (for example, sky and clouds), and the other part is the subject (for example, the city scenery including the buildings). is there. Therefore, this image has a simple pattern in the upper left part and a complicated pattern in other parts.

等間隔の標本化では、図2(a)に示すように、各格子が同じ大きさであることから、画像の複雑さに関係なく、模様が複雑な部分でも、模様が単純な部分でも同一の間隔で標本化を行う。また、等間隔で標本化した画像は、図2(b)に示すように、画像に含まれる被写体及び背景が、変形することなく描写されている。   In the case of sampling at equal intervals, as shown in FIG. 2 (a), since each grid is the same size, regardless of the complexity of the image, even if the pattern is complex or the pattern is simple, it is the same. Sampling is performed at intervals of. In addition, in the image sampled at equal intervals, the subject and background included in the image are depicted without deformation as shown in FIG.

一方、本発明における不等間隔の標本化では、図3(a)に示すように、模様が複雑な部分では細かい標本化を行い(格子が小さい)、模様が単純な部分では粗い標本化を行う(格子が大きい)。そして、この変形画像を復元した復元画像は、等間隔で標本化された画像を復元したときに比べ、同程度の情報量で細かな表現が可能となる。なお、この変形画像は、図3(b)に示すように、例えば、被写体が背景を埋めるように変形する。   On the other hand, in the non-uniform sampling according to the present invention, as shown in FIG. 3 (a), fine sampling is performed at a portion where the pattern is complex (small lattice), and rough sampling is performed at a portion where the pattern is simple. Do (large grid). The restored image obtained by restoring the deformed image can be expressed finely with the same amount of information as compared with the case where the image sampled at equal intervals is restored. Note that this deformed image is deformed so that the subject fills the background, for example, as shown in FIG.

(第1実施形態)
[画像復元装置の構成]
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。図4に示すように、画像復元装置3は、写像復元手段(対応関係算出手段)31と、画像復元手段33とを備える。
(First embodiment)
[Configuration of image restoration device]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, means having the same function are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 4, the image restoration device 3 includes a mapping restoration unit (corresponding relationship calculation unit) 31 and an image restoration unit 33.

以下、入力画像をI([x,y)、又は、単にIとする。なお、xは水平座標、yは垂直座標であり、いずれも画素単位とする。入力画像の幅をX画素、高さをY画素とする。ここで、上付きTは、転置を示す。
また、変形画像をJ([u,v])、又は、単にJとする。なお、uは水平座標、vは垂直座標であり、いずれも画素単位とする。また、変形画像の幅をU画素、高さをV画素とする。
また、復元画像をI([x,y])、又は、単にIとする。なお、xは水平座標、yは垂直座標であり、いずれも画素単位とする。また、復元画像の幅をX画素、高さをY画素とする。
Hereinafter, the input image is I 0 ([x 0 , y 0 ] T ) or simply I 0 . Incidentally, x 0 is the horizontal coordinate, y 0 is the vertical coordinate, both the pixel unit. The width of the input image X 0 pixels, a height of Y 0 pixel. Here, the superscript T indicates transposition.
Also, the deformed image is J ([u, v] T ) or simply J. Note that u is a horizontal coordinate and v is a vertical coordinate, both of which are in pixel units. The width of the deformed image is U pixels, and the height is V pixels.
Also, the restored image is I ([x, y] T ) or simply I. Note that x is a horizontal coordinate, and y is a vertical coordinate, both in pixel units. The width of the restored image is X pixels and the height is Y pixels.

また、画像復元装置3では、例えば、復元画像Iが、入力画像Iを、スケーリングを除いて近似するように予め設定される。ここで、予め設定される、水平方向及び垂直方向のスケーリングを、正定数α及び正定数βとする。すなわち、α=X/X、及び、β=Y/Yである。このとき、復元画像Iと入力画像Iとの間には、水平座標x=水平座標αx、及び、垂直座標y=垂直座標βyとの対応関係を有する。なお、例えば、復元画像Iと入力画像Iとの各画素のアスペクト比が同一、かつ、復元画像Iと入力画像Iとの全体のアスペクト比が同一の場合、正定数α=正定数β>0である。また、例えば、復元画像Iと入力画像Iとにおいて、水平解像度と垂直解像度とが同一の場合、正定数α=正定数β=1である。さらに、入力画像Iに対し復元画像Iが拡大される場合には正定数α>1かつ正定数β>1であり、入力画像Iに対し復元画像Iが縮小されるときは0<正定数α<1かつ0<正定数β<1である。 In the image restoration apparatus 3, for example, restore image I, the input image I 0, is set in advance to approximate except for scaling. Here, the preset scaling in the horizontal and vertical directions is defined as a positive constant α and a positive constant β. That is, α = X / X 0 and β = Y / Y 0 . At this time, there is a correspondence relationship between the restored image I and the input image I 0 with horizontal coordinates x = horizontal coordinates αx 0 and vertical coordinates y = vertical coordinates βy 0 . Incidentally, for example, the same aspect ratio of each pixel of the restored image I and the input image I 0, and, when the aspect ratio of the whole of restored image I and the input image I 0 is the same, positive constant alpha = positive constant β > 0. Further, for example, when the restored image I and the input image I 0 have the same horizontal resolution and vertical resolution, the positive constant α = the positive constant β = 1. Further, when the restored image I is enlarged with respect to the input image I 0 , the positive constant α> 1 and the positive constant β> 1 are satisfied, and when the restored image I is reduced with respect to the input image I 0, 0 <positive Constant α <1 and 0 <positive constant β <1.

また、入力画像Iは、図1の画像変形装置2によって、水平方向にM個、垂直方向にN個、合計M×N個の部分領域に分割(等分)され、この部分領域毎に複雑度が算出されるとして説明する。ここで、水平方向にm番目(m=0,1,・・・,M−1)で、垂直方向にn番目(n=0,1,・・・,N−1)の部分領域をBm,nとする。 Further, the input image I 0 is divided (equally divided) into a total of M × N partial areas by M in the horizontal direction and N in the vertical direction by the image transformation device 2 in FIG. The description will be made assuming that the complexity is calculated. Here, the mth (m = 0, 1,..., M−1) partial region in the horizontal direction and the nth (n = 0, 1,..., N−1) partial region in the vertical direction are represented by B. Let m, n .

写像復元手段31は、標本点補間手段31aを備えると共に、入力された変形パラメータ(複雑度)に基づいて、復元画像Iにおける標本点の座標と、変形画像Jにおける標本点の座標との対応関係を算出する。なお、写像復元手段31が、請求項に記載の対応関係算出手段に相当する。   The mapping restoration unit 31 includes a sample point interpolation unit 31a, and a correspondence relationship between the coordinates of the sample point in the restored image I and the coordinates of the sample point in the transformed image J based on the input deformation parameter (complexity). Is calculated. The mapping restoration unit 31 corresponds to the correspondence calculation unit described in the claims.

ここで、例えば、復元画像Iにおける標本点の座標[x,y]から、変形画像Jにおける標本点の座標[u,v]を対応付ける式(1)が定義できる。 Here, for example, equation (1) for associating the coordinate [u, v] T of the sample point in the deformed image J with the coordinate [x, y] T of the sample point in the restored image I can be defined.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

また、例えば、変形画像Jにおける標本点の座標[u,v]から、復元画像Iにおける標本点の座標[x,y]を対応付ける式(2)が定義できる。 Further, for example, equation (2) for associating the coordinate [x, y] T of the sample point in the restored image I with the coordinate [u, v] T of the sample point in the deformed image J can be defined.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

以下、式(2)を用いる場合で、走査線を水平方向とした第1例と、走査線を垂直方向とした第2例とをそれぞれ説明する。ここでは、図5(a)に示すように、入力画像Iが、水平方向に4分割(M=4)され、垂直方向に3分割(N=3)されたとして説明する。 Hereinafter, a first example in which the scanning line is in the horizontal direction and a second example in which the scanning line is in the vertical direction in the case where Expression (2) is used will be described. Here, as shown in FIG. 5 (a), the input image I 0, is divided into four in the horizontal direction (M = 4), described as being vertically divided into three (N = 3).

なお、垂直位置がnにおける走査線Sは、部分領域Bm,nの代表点を標本軸の方向に通過するものである。このとき、各部分領域Bm,nには、予め代表点を設定しておく。この代表点は、例えば、各部分領域Bm,nの中心点としても良く、各部分領域Bm,nの頂点(例えば、右上、左上、右下、左下)等の任意の点としても良い。 The scanning line S n vertical positions in n is to bypass part region B m, the representative point of n in the direction of the sample axis. At this time, representative points are set in advance in each of the partial areas Bm, n . The representative point may be, for example, as a central point of the partial regions B m, n, the partial areas B m, n vertices (e.g., upper right, upper left, lower right, lower left) may be arbitrary point, such as .

<走査線が水平方向:第1例>
まず、前提として、複雑度Cm,nに基づいて、標本点の座標を算出する手法を説明する。この場合、図1の画像変形装置2は、水平方向で連続した部分領域Bm,nについて、その代表点を水平方向(標本軸の方向)に通過する走査線Sを生成する。ここで、走査線Sの長さは、復元画像Iの幅Xと同一とする。そして、図1の画像変形装置2は、走査線S上におけるu番目(u=0,・・・,U−1)の標本点の座標x(u)を以下のように算出する(但し、0≦x(u)≦X−1)。なお、Uは走査線Sの一本に予め設定された標本点の数である。
<Scanning line is in horizontal direction: first example>
First, as a premise, a method for calculating the coordinates of the sample point based on the complexity C m, n will be described. In this case, the image transformation apparatus 2 of Figure 1, partial region B m continuous in the horizontal direction, the n, to generate a scan line S n passing through the representative points in the horizontal direction (direction of the sample axis). Here, the length of the scan line S n is the same as the width X of the restored image I. The image transformation apparatus 2 in FIG. 1 calculates u th on the scanning line S n (u = 0, ··· , U-1) coordinates x n sampling points of the (u) as follows ( However, 0 ≦ x n (u) ≦ X−1). Incidentally, U is the number of a preset sampling points on one scan line S n.

まず、複雑度Cm,nに基づき、複雑度の関数c(x)を下記の式(3)のように定義する。 First, based on the complexity C m, n , a function c n (x) of the complexity is defined as the following equation (3).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

図6を参照して、式(3)を説明する。図6(a)は、nを固定しつつmを変化させた場合の複雑度Cm,nの例であり、図5(b)の最上段の走査線Sに対応する。ここで、式(3)右辺において、下記の式(4)の項「M・x/X」の小数点以下を切り捨てた値が、複雑度Cm,nの第一インデックス(m方向)となり、図6(b)の関数が得られる。すなわち、図6(b)のグラフは、図6(a)のグラフを、横軸方向にX/M倍にスケーリング(引き伸ばし)した後、零次ホールドを適用したものとなる。このため、図6(a)の横軸の「部分領域位置m」が、図6(b)の横軸の「画素位置x」に変化する。 Formula (3) is demonstrated with reference to FIG. FIG. 6A shows an example of the complexity C m, n when m is changed while fixing n, and corresponds to the uppermost scanning line Sn in FIG. 5B. Here, on the right side of the equation (3), the value obtained by rounding down the decimal point of the term “M · x / X” in the following equation (4) is the first index (m direction) of the complexity C m, n , The function of FIG. 6B is obtained. That is, the graph of FIG. 6B is obtained by scaling the graph of FIG. 6A by X / M times in the horizontal axis direction and then applying the zero-order hold. Therefore, the “partial region position m” on the horizontal axis in FIG. 6A changes to the “pixel position x” on the horizontal axis in FIG. 6B.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

次に、図7(a)に示すように、複雑度の関数c(x)をx=0からx方向に定積分し、下記の式(5)で表される累計複雑度の関数a(x)とする。 Next, as shown in FIG. 7A, the complexity function c n (x) is definitely integrated in the x direction from x = 0, and the cumulative complexity function a expressed by the following equation (5) is used. Let n (x).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

さらに、図7(b)に示すように、u=0,1,・・・,U−1に対して、a(x)=uを満たすxをξ(u)とする。最後に、下記の式(6)に示すように、ξ(u)の小数点以下を切り捨てて、標本点の座標x(u)とする。 Further, as shown in FIG. 7B, for u = 0, 1,..., U−1, x satisfying a n (x) = u is defined as ξ n (u). Finally, as shown in the following equation (6), the decimal point of ξ n (u) is rounded down to obtain the coordinate x n (u) of the sample point.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

以上より、図1の画像変形装置2は、式(3)から式(6)を用いることで、走査線S毎に、標本点の数Uだけ、複雑度Cm,nが高い部分領域Bm,nでは標本点が多く、かつ、複雑度Cm,nが低い部分領域Bm,nでは標本点が少なくなるように、標本点の座標x(u)を算出する。言い換えると、図1の画像変形装置2は、全ての走査線Sについて、同数の標本点を割り振ることになる。 Thus, an image transformation apparatus 2 in FIG. 1, by using the equation (6) from equation (3), for each scanning line S n, the number U of sample points, complexity C m, n higher partial areas B m, many sample points in n, and the complexity of C m, so that n is lower partial region B m, the sample points in the n decreases, and calculates the coordinates x n sample point (u). In other words, the image transformation apparatus 2 in FIG. 1, for all the scan lines S n, will be allocated the same number of sample points.

ここで、図5(a)の最上段の各部分領域B0,nについて、標本点の座標x(u)の計算例を説明する。このとき、標本点の数Uを12とする。この場合、図6(a)に示すように、複雑度の関数c(x)の値は、6,2,3,1となる。また、この複雑度の関数c(x)に零次ホールドを適用すると、図6(b)のようになる。 Here, an example of calculating the coordinates x n (u) of the sample points for each of the uppermost partial areas B 0, n in FIG. At this time, the number U of sample points is set to 12. In this case, as shown in FIG. 6A, the value of the function c n (x) of the complexity is 6, 2, 3, 1. Further, when a zero-order hold is applied to the complexity function c n (x), the result is as shown in FIG.

そして、複雑度の関数c(x)を式(6)により定積分すると、図7(a)の累計複雑度の関数a(x)が得られる。なお、図7(a)では、累計複雑度の関数a(x)の傾きが複雑度Cm,nを示す。さらに、図7(b)に示すように、累計複雑度の関数a(x)とu(0,・・・,11)の水平線との交点から垂線を延ばす。さらに、この垂線が横軸と交わるxをξ(u)とし、このξ(u)の小数点以下を切り捨てた後、標本点の座標x(u)とする。 Then, when the complexity function c n (x) is definitely integrated by the equation (6), the cumulative complexity function a n (x) of FIG. 7A is obtained. In FIG. 7A, the slope of the cumulative complexity function a n (x) indicates the complexity C m, n . Further, as shown in FIG. 7B, a perpendicular is extended from the intersection of the cumulative complexity function a n (x) and the horizontal line of u (0,..., 11). Furthermore, x where the perpendicular intersects the horizontal axis is ξ n (u), and after the decimal point of ξ n (u) is rounded down, it is set as the coordinate x n (u) of the sample point.

同様に、図5(a)の最下段の各部分領域B2,nについて、標本点の座標x(u)の計算例を説明する。図8(a)に示すように、複雑度の関数c(x)の値は、1,1,3,1となる。また、この複雑度の関数c(x)に零次ホールドを適用すると、図8(b)のようになる。 Similarly, a calculation example of the coordinate x n (u) of the sample point for each of the lowermost partial regions B 2, n in FIG. As shown in FIG. 8A, the value of the complexity function c n (x) is 1, 1, 3, 1. Further, when the zero-order hold is applied to the complexity function c n (x), the result is as shown in FIG.

そして、複雑度の関数c(x)を式(6)により定積分すると、図9(a)の累計複雑度の関数a(x)が得られる。さらに、図9(b)に示すように、累計複雑度の関数a(x)とu(0,・・・,11)の水平線との交点から垂線を延ばす。さらに、この垂線が横軸と交わるxをξ(u)とし、このξ(u)の小数点以下を切り捨てた後、標本点の座標x(u)とする。 Then, when the complexity function c n (x) is definitely integrated by the equation (6), the cumulative complexity function a n (x) of FIG. 9A is obtained. Furthermore, as shown in FIG. 9B, a perpendicular is extended from the intersection of the cumulative complexity function a n (x) and the horizontal line of u (0,..., 11). Furthermore, x where the perpendicular intersects the horizontal axis is ξ n (u), and after the decimal point of ξ n (u) is rounded down, it is set as the coordinate x n (u) of the sample point.

例えば、図5(a)の最上段の各部分領域B0,nでは、複雑度C0,nは、6,2,3,1で合計12となる。一方、図5(a)の最下段の各部分領域B2,nでは、複雑度C2,nは、1,1,3,1で合計6となる。つまり、この例では、入力画像の上側が複雑な模様で、下側が単純な模様と言える。この場合、模様が複雑な箇所の標本点を単純に多くすると、上側の画素数が下側の画素数より多くなる逆台形状のような歪な形状の変形画像になる。このような歪んだ変形画像は、画像処理の際に不都合を生じることが多い。しかし、図1の画像変形装置2は、式(5)を用いることから、複雑度Cm,nの合計値に関わらす、各走査線Sの標本点の数を等しくでき(図5の例では12個)、画像処理に都合が良い、正方形、長方形状等の整った形状の変形画像を生成できる。 For example, in each of the uppermost partial areas B 0, n in FIG. 5 (a), the complexity C 0, n is 6, 2, 3, 1 for a total of 12. On the other hand, in each of the partial regions B 2, n at the lowermost stage in FIG. 5A, the complexity C 2, n is 1, 1 , 3 , 1 , and the total is 6. That is, in this example, it can be said that the upper side of the input image is a complex pattern and the lower side is a simple pattern. In this case, simply increasing the number of sample points at a complicated pattern results in a deformed image having a distorted shape such as an inverted trapezoid in which the number of upper pixels is larger than the number of lower pixels. Such a distorted deformed image often causes inconvenience during image processing. However, the image transformation apparatus 2 of Figure 1, from using Equation (5), complexity C m, to whether the total value of n, can equal the number of sample points of each scan line S n (in FIG. 5 In the example, 12 images can be generated, and a deformed image having a well-shaped shape such as a square shape or a rectangular shape that is convenient for image processing can be generated.

以上をまとめると、写像復元手段31は、下記の式(7)で表される対応関係を用いて、走査線S毎に、標本点の数Uだけ、複雑度Cm,nが高い部分領域Bm,nでは標本点が多く、かつ、複雑度Cm,nが低い部分領域Bm,nでは標本点が少なくなるように、変形画像Jにおける標本点の座標を算出する(図10(a)参照)。 In summary, the mapping restoring means 31, using the relationship expressed by the following equation (7), for each scanning line S n, the number U of sample points, complexity C m, n higher portion region B m, many sample points in n, and the complexity of C m, n is the lower part region B m, so that sample points in n decreases, and calculates the coordinates of the sample points in the modified image J (FIG. 10 (See (a)).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

続いて、写像復元手段31は、標本点補間手段31aによって、式(7)で算出した標本点の座標を、零次補間又は線形補間等の補間処理によって走査線Sの間に補間する(図10(b)参照)。ここで、標本点補間手段31aは、標本点の座標が小数点を含む場合、その小数点を切り捨て、切り上げ又は四捨五入を行い、標本点の座標を整数にしても良い。 Then, mapping restoring means 31, the sample point interpolator 31a, the coordinates of the sample points calculated in Equation (7), to interpolate between the scan line S n by interpolation processing such as zero-order interpolation or linear interpolation ( (Refer FIG.10 (b)). Here, when the coordinates of the sample point include a decimal point, the sample point interpolation unit 31a may round the decimal point, round up, or round off to make the coordinate of the sample point an integer.

例えば、図5(c)では、算出した標本点の座標を黒丸で図示し、補間した標本点の座標を白丸で図示した。ここで、最上段、上から二番目及び最下段の走査線S上にある白丸は、零次外挿によって補間したものである。また、それ以外の走査線S上にある白丸は、線形内挿によって補間したものである。この例では、小数画素位置の標本点に対しては、四捨五入処理を行っている。このように、標本点の座標を補間するので、画像復元装置3は、変形画像Jからより鮮明な復元画像Iを復元できる。その後、この対応関係の関数gと、変形画像Jにおける標本点の座標とを画像復元手段33に出力する。 For example, in FIG. 5C, the coordinates of the calculated sample points are illustrated by black circles, and the coordinates of the interpolated sample points are illustrated by white circles. Here, the white circle top, from the top in the second and lowermost on the scanning line S n, is obtained by interpolating the zero-order extrapolation. Also, the white circles located on the other scanning line S n, is obtained by interpolation by linear interpolation. In this example, rounding processing is performed on the sample point at the decimal pixel position. Thus, since the coordinates of the sample point are interpolated, the image restoration device 3 can restore a clearer restored image I from the deformed image J. Thereafter, the function g of the correspondence relationship and the coordinates of the sample point in the deformed image J are output to the image restoration unit 33.

<走査線が垂直方向:第2例>
この場合、図1の画像変形装置2は、垂直方向で連続した部分領域Bm,nについて、その代表点を垂直方向(標本軸の方向)に通過する走査線Tを生成する。ここで、走査線Tの長さは、入力画像I(x,y)の高さYと同一とする。そして、図1の画像変形装置2は、走査線T上におけるv番目(v=0,・・・,V−1)の標本点の座標y(v)を以下のように算出する(但し、0≦y(v)≦Y−1)。なお、Vは走査線Tの一本に予め設定された標本点の数である。
<Scanning line is vertical direction: second example>
In this case, the image transformation apparatus 2 of Figure 1, continuous partial area B m in the vertical direction, for n, to generate a scan line T m passing through the representative point in the vertical direction (direction of the sample axis). Here, the length of the scan line T m is the same as the height Y of the input image I (x, y). 1 calculates the coordinates y m (v) of the v-th (v = 0,..., V−1) sample point on the scanning line T m as follows ( However, 0 ≦ y m (v) ≦ Y−1). Incidentally, V is the number of a preset sampling points on one scan line T m.

まず、複雑度Cm,nに基づき、複雑度の関数d(y)を下記の式(8)のように定義する。 First, the complexity function d m (y) is defined as in the following equation (8) based on the complexity C m, n .

Figure 0005410232
Figure 0005410232

ここで、式(8)右辺において、下記の式(9)の項「N・y/Y」の小数点以下を切り捨てた値が、複雑度Cm,nの第二インデックス(n方向)となる。 Here, on the right side of Expression (8), a value obtained by rounding down the decimal point of the term “N · y / Y” in Expression (9) below is the second index (in the n direction) of complexity C m, n . .

Figure 0005410232
Figure 0005410232

次に、複雑度の関数d(y)をy=0からy方向に定積分し、下記の式(10)で表される累計複雑度の関数b(y)とする。 Next, the complexity function d m (y) is definitely integrated in the y direction from y = 0 to obtain a cumulative complexity function b m (y) represented by the following equation (10).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

さらに、v=0,1,・・・,V−1に対して、b(y)=vを満たすyをη(v)とする。最後に、下記の式(11)に示すように、η(v)の小数点以下を切り捨てて、標本点の座標y(v)とする。 Further, for v = 0, 1,..., V−1, y satisfying b m (y) = v is defined as η m (v). Finally, as shown in the following formula (11), the fractional part of η m (v) is rounded down to obtain the coordinate y m (v) of the sample point.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

従って、図1の画像変形装置2は、式(8)から式(11)を用いることで、走査線T毎に、標本点の数Vだけ、複雑度Cm,nが高い部分領域Bm,nでは標本点が多く、かつ、複雑度Cm,nが低い部分領域Bm,nでは標本点が少なくなるように、標本点の座標y(v)を算出する。言い換えると、図1の画像変形装置2は、全ての走査線Tについて、同数の標本点を割り振ることになる。 Therefore, the image deformation device 2 in FIG. 1 uses the equations (8) to (11), so that for each scanning line T m , the partial region B having a high complexity C m, n by the number V of sample points. m, many sample points in n, and the complexity of C m, n is the lower part region B m, so that sample points in n decreases, and calculates the coordinates y m of sample points (v). In other words, the image transformation apparatus 2 in FIG. 1, for all the scanning lines T m, will be allocated the same number of sample points.

以上をまとめると、写像復元手段31は、下記の式(12)で表される対応関係を用いて、走査線T毎に、標本点の数Vだけ、複雑度Cm,nが高い部分領域Bm,nでは標本点が多く、かつ、複雑度Cm,nが低い部分領域Bm,nでは標本点が少なくなるように、変形画像Jにおける標本点の座標を算出する。 In summary, the mapping restoration means 31 uses a correspondence relationship represented by the following equation (12), and has a portion having a high complexity C m, n by the number V of sample points for each scanning line T m. region B m, many sample points in n, and calculates the complexity C m, n is the lower part region B m, so that sample points in n decreases, the coordinates of the sample points in the modified image J.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

続いて、写像復元手段31は、標本点補間手段31aによって、式(12)で算出した標本点の座標を、零次補間又は線形補間等の補間処理によって走査線Tの間に補間する。ここで、写像復元手段31は、標本点の座標が小数点を含む場合、その小数点を切り捨て、切り上げ又は四捨五入を行い、標本点の座標を整数にしても良い。その後、写像復元手段31は、この対応関係の関数gと、変形画像Jにおける標本点の座標とを画像復元手段33に出力する。 Then, mapping restoring means 31, the sample point interpolator 31a, the coordinates of the sample points calculated in equation (12), interpolated between scanning lines T m by interpolation processing such as zero-order interpolation or linear interpolation. Here, when the coordinates of the sample point include a decimal point, the mapping restoration unit 31 may round the decimal point, round it up, or round off to make the sample point coordinate an integer. Thereafter, the mapping restoration unit 31 outputs the function g of the correspondence relationship and the coordinates of the sample point in the deformed image J to the image restoration unit 33.

図4に戻り、画像復元装置3の構成について説明を続ける。
画像復元手段33は、画素値補間手段33aを備えると共に、図1の画像変形装置2から変形画像と、写像復元手段31から対応関係の関数gと変形画像Jにおける標本点の座標とが入力される。
Returning to FIG. 4, the description of the configuration of the image restoration apparatus 3 will be continued.
The image restoration means 33 is provided with a pixel value interpolation means 33a, and a deformed image is input from the image deformation device 2 in FIG. 1, and a correspondence function g and the coordinates of the sample point in the deformed image J are input from the mapping restoration means 31. The

まず、画像復元手段33は、復元画像Iの全画素に「未定義」を示す値(例えば、ヌル値)を割り当てる。また、画像復元手段33は、対応関係の関数gに基づいて、入力された変形画像Jにおける標本点の座標[u,v]を、復元画像Iにおける標本点の座標[x,y]に変換する。そして、画像復元手段33は、下記の式(13)に示すように、変形画像Jにおける標本点の座標に対応する画素の画素値J([u,v])を、復元画像Iにおける標本点の座標に対応する画素の画素値I(g([x,y]))とする。

Figure 0005410232
First, the image restoration unit 33 assigns a value (for example, a null value) indicating “undefined” to all pixels of the restored image I. Further, the image restoration means 33 converts the coordinates [u, v] of the sample points in the input deformed image J into the coordinates [x, y] of the sample points in the restored image I based on the correspondence function g. To do. Then, the image restoration means 33 uses the pixel value J ([u, v]) of the pixel corresponding to the coordinates of the sample point in the deformed image J as shown in the following equation (13), as the sample point in the restored image I. The pixel value I (g ([x, y])) of the pixel corresponding to the coordinates of.
Figure 0005410232

つまり、画像復元手段33は、画素値が割り当てられた復元画像Iを生成し、これを出力する(図10(c)参照)。ここで、画素値補間手段33aは、復元画像Iにおいて、画素値が割り当てられていない画素に対して補間処理を行い、その画素に画素値を割り当てる(図10(d)参照)。例えば、画素値補間手段33aは、復元画像Iにおいて、画素値が「未定義」を示す画素に対し、画素値を算出した画素を用いて、補間処理によって画素値を補間する。この場合、画素値補間手段33aは、一次補間、最近傍補間、双一次補間、双三次補間等の補間処理を行う。   That is, the image restoration unit 33 generates a restored image I to which pixel values are assigned and outputs this (see FIG. 10C). Here, the pixel value interpolation means 33a performs an interpolation process on a pixel to which no pixel value is assigned in the restored image I, and assigns a pixel value to that pixel (see FIG. 10D). For example, the pixel value interpolation unit 33a interpolates the pixel value by interpolation processing using the pixel whose pixel value is calculated for the pixel whose pixel value is “undefined” in the restored image I. In this case, the pixel value interpolation means 33a performs interpolation processing such as primary interpolation, nearest neighbor interpolation, bilinear interpolation, and bicubic interpolation.

<変形画像を基準とした補間処理:第1例>
以下、図11及び図12を参照し、画素値補間手段33aによる補間処理の第1例及び第2例を説明する(適宜図4参照)。なお、図11では、復元画像Iにおいて画素値を補間したい画素を黒丸で図示し、変形画像Jの画素を白丸で図示した。図11に示すように、画素値補間手段33aは、画素値を補間したい画素(注目点)の上下左右に位置する合計4画素から、双一次補間により画素値を求める。この場合、画素値補間手段33aは、下記の式(14)を用いて、画素値を補間しても良い。
<Interpolation Process Using Deformed Image as Reference: First Example>
Hereinafter, a first example and a second example of interpolation processing by the pixel value interpolation unit 33a will be described with reference to FIGS. 11 and 12 (see FIG. 4 as appropriate). In FIG. 11, pixels in the restored image I whose pixel values are to be interpolated are indicated by black circles, and pixels of the modified image J are indicated by white circles. As shown in FIG. 11, the pixel value interpolation means 33a obtains a pixel value by bilinear interpolation from a total of four pixels located above, below, left and right of the pixel (target point) for which the pixel value is to be interpolated. In this case, the pixel value interpolation means 33a may interpolate the pixel value using the following equation (14).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

なお、式(14)では、I00〜I11が復元画像における上下左右の4画素の画素値を示し、Iが変形画像における画素の画素値を示す。また、式(14)では、pが注目点となる画素から上側の画素I00,I01までの長さ、qが注目点となる画素から下側の画素I10,I11までの長さである。さらに、式(14)では、rが注目点を通過する水平線と注目点左側の画素I00,I10の線分との交点から注目点までの長さ、sが注目点を通過する水平線と注目点右側の画素I01,I11の線分との交点から注目点までの長さである。 In Expression (14), I 00 to I 11 indicate the pixel values of the upper, lower, left, and right pixels in the restored image, and I indicates the pixel value of the pixel in the modified image. In Expression (14), p is the length from the pixel as the attention point to the upper pixels I 00 and I 01 , and q is the length from the pixel as the attention point to the lower pixels I 10 and I 11 It is. Furthermore, in Expression (14), r is the length from the intersection point of the horizontal line passing through the attention point and the line segment of the pixels I 00 and I 10 on the left side of the attention point to the attention point, and s is the horizontal line passing through the attention point. This is the length from the intersection with the line segment of the pixels I 01 and I 11 on the right side of the point of interest to the point of interest.

<復元画像を基準とした補間処理:第2例>
図12に示すように、画素値補間手段33aは、画素値を補間したい画素(注目点)の上下左右に位置する合計4画素から、双一次補間により画素値を求める。この場合、画素値補間手段33aは、下記の式(15)を用いて、画素値を補間しても良い。なお、図12では、復元画像Iにおいて画素値を補間したい画素を白丸で図示し、変形画像Jの画素を黒丸で図示した。
<Interpolation process based on restored image: second example>
As shown in FIG. 12, the pixel value interpolating unit 33a obtains a pixel value by bilinear interpolation from a total of four pixels located on the top, bottom, left and right of the pixel (point of interest) whose pixel value is to be interpolated. In this case, the pixel value interpolation means 33a may interpolate the pixel value using the following equation (15). In FIG. 12, in the restored image I, the pixel whose pixel value is to be interpolated is illustrated by a white circle, and the pixel of the modified image J is illustrated by a black circle.

Figure 0005410232
Figure 0005410232

なお、式(15)では、J00〜J11が変形画像における上下左右の4画素の画素値を示し、Iが復元画像における画素の画素値を示す。また、式(15)では、pが注目点となる画素から上側の画素J00,J01までの長さ、qが注目点となる画素から下側の画素J10,J11までの長さである。さらに、式(15)では、rが注目点を通過する水平線と注目点左側の画素J00,J10の線分との交点から注目点までの長さ、sが注目点を通過する水平線と注目点右側の画素J01,J11の線分との交点から注目点までの長さである。 In equation (15), J 00 to J 11 indicate the pixel values of the four pixels in the deformed image, and the pixel values of the pixels in the restored image. Further, in Expression (15), p is the length from the pixel as the attention point to the upper pixels J 00 and J 01 , and q is the length from the pixel as the attention point to the lower pixels J 10 and J 11 It is. Furthermore, in Expression (15), r is the length from the intersection point of the horizontal line passing through the attention point and the line segment of the pixels J 00 and J 10 on the left side of the attention point to the attention point, and s is the horizontal line passing through the attention point. This is the length from the intersection with the line segment of the pixels J 01 and J 11 on the right side of the point of interest to the point of interest.

[画像復元装置の動作]
以下、図13を参照し、図4の画像復元装置の動作について、説明する。まず、画像復元装置3は、写像復元手段31によって、式(7)又は式(12)で表される対応関係の関数g等の対応関係を算出し、変形画像Jにおける標本点の座標を算出する(ステップS1)。
[Operation of image restoration device]
Hereinafter, the operation of the image restoration apparatus in FIG. 4 will be described with reference to FIG. First, the image restoration device 3 calculates the correspondence such as the function g of the correspondence represented by the expression (7) or the expression (12) by the mapping restoration means 31 and calculates the coordinates of the sample point in the deformed image J. (Step S1).

ステップS1の処理に続いて、画像復元装置3は、標本点補間手段31aによって、変形画像Jにおける標本点の座標を補間する(ステップS2)。また、画像復元装置3は、画像復元手段33によって、対応関係の関数g等の対応関係に基づいて、変形画像Jにおける標本点の座標を復元画像Iにおける標本点の座標に変換し、その画素の画素値を、復元画像Iにおける画素の画素値として算出する(ステップS3)。そして、画像復元装置3は、画素値補間手段33aによって、復元画像Iにおける画素の画素値を補間し、復元画像Iとして出力する(ステップS4)。   Following the processing of step S1, the image restoration device 3 interpolates the coordinates of the sample points in the deformed image J by the sample point interpolation means 31a (step S2). Further, the image restoration device 3 uses the image restoration means 33 to convert the coordinates of the sample points in the deformed image J to the coordinates of the sample points in the restored image I based on the correspondence relationship such as the correspondence function g. Is calculated as the pixel value of the pixel in the restored image I (step S3). Then, the image restoration device 3 interpolates the pixel values of the pixels in the restored image I by the pixel value interpolation means 33a and outputs the result as the restored image I (step S4).

以上のように、本発明の第1実施形態に係る画像復元装置3によれば、模様が複雑な部分について細かい標本化を行い、かつ、模様が単純な部分では粗い標本化を行った変形画像を復元する。このため、画像復元装置3によれば、従来の等間隔で標本化を行った画像に比べ、同程度の情報量で細かく表現された復元画像を復元できる。また、画像復元装置3によれば、変形パラメータが部分領域Bm,n毎の情報であることから、従来の全標本点の情報に比べ、その情報量を少なくできる。さらに、画像復元装置3によれば、標本軸方向(1次元)の簡易な演算で変形画像を復元でき、演算負荷を軽減できる。これによって、画像復元装置3は、従来の等間隔の標本化された画像を復元する場合に比べて、効率的な変形画像の復元を可能とする。 As described above, according to the image restoration apparatus 3 according to the first embodiment of the present invention, a modified image in which fine sampling is performed on a portion having a complicated pattern and coarse sampling is performed on a portion having a simple pattern. To restore. Therefore, according to the image restoration device 3, it is possible to restore a restored image that is finely expressed with the same amount of information as compared with a conventional image sampled at equal intervals. Further, according to the image restoration device 3, since the deformation parameter is information for each partial region Bm, n , the amount of information can be reduced as compared with the conventional information on all sample points. Furthermore, according to the image restoration device 3, the deformed image can be restored by a simple calculation in the sample axis direction (one-dimensional), and the calculation load can be reduced. As a result, the image restoration device 3 can restore the deformed image more efficiently than the conventional case of restoring the sampled images at regular intervals.

ここで、画像復元装置3は、変形パラメータが無ければ、変形画像を復元できない。このため、画像復元装置3は、変形パラメータをデスクランブル鍵とするデスクランブル装置として用いることもできる。また、例えば、画像復元装置3は、画像を復号する画像復号装置、又は、画像の解像度を変換する解像度変換装置として利用できる。   Here, the image restoration device 3 cannot restore the deformed image without the deformation parameter. For this reason, the image restoration device 3 can also be used as a descrambling device using the deformation parameter as a descrambling key. Further, for example, the image restoration device 3 can be used as an image decoding device that decodes an image or a resolution conversion device that converts the resolution of an image.

なお、第1実施形態では、標本軸を水平方向又は垂直方向として説明したが、これに限定されない。例えば、標本軸は、斜め方向等の空間方向の軸としても良く、入力画像を動画像としたときは、フレーム画像間又はフィールド画像間の時間方向の軸としても良い。   In the first embodiment, the sample axis is described as the horizontal direction or the vertical direction, but the present invention is not limited to this. For example, the sample axis may be an axis in a spatial direction such as an oblique direction, or may be a time axis between frame images or field images when an input image is a moving image.

なお、第1実施形態では、写像復元手段31が、写像として、対応関係の関数gと、変形画像Jにおける標本点の座標とを画像復元手段33に出力することとしたが、これに限定されない。例えば、C言語等における関数へのポインタを用いる場合、又は、代表的な引数値に対して関数出力値を予め計算しておいたルックアップテーブルを用いる場合等の実装方法に応じて任意に変更できる。例えば、写像復元手段31が、写像として、対応関係の関数gを画像復元手段33に出力しても良く、対応関係の関数gから求めた標本点の座標値を画像復元手段33に出力しても良い。   In the first embodiment, the mapping restoration unit 31 outputs the correspondence function g and the coordinates of the sample point in the deformed image J to the image restoration unit 33 as a mapping. However, the present invention is not limited to this. . For example, when a pointer to a function in C language or the like is used, or when a lookup table in which a function output value is calculated in advance for a typical argument value is used, it is arbitrarily changed according to the mounting method. it can. For example, the mapping restoration unit 31 may output the correspondence function g as a mapping to the image restoration unit 33, and output the coordinate value of the sample point obtained from the correspondence function g to the image restoration unit 33. Also good.

なお、第1実施形態では、本発明に係る画像復元装置を独立した装置として説明したが、本発明では、一般的なコンピュータの演算装置、記憶装置等を、前記した各手段として協調動作させるプログラムによっても実現できる。このプログラムは、通信回線を介して配布しても良く、CD−ROMやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布しても良い。   In the first embodiment, the image restoration apparatus according to the present invention has been described as an independent apparatus. However, in the present invention, a program that causes a general computer arithmetic device, a storage device, and the like to operate cooperatively as the above-described units. Can also be realized. This program may be distributed via a communication line, or may be distributed by writing in a recording medium such as a CD-ROM or a flash memory.

(変形例1)
以下、図4の画像復元装置3の各変形例について、具体的に説明する。
図14に示すように、本発明の変形例1に係る画像復元装置3は、電子透かし検出手段34をさらに備える。この場合、この電子透かし検出手段34は、変形パラメータが電子透かしとして付加された変形画像が入力される。そして、電子透かし検出手段34は、変形画像から変形パラメータを電子透かしとして検出し、検出した変形パラメータを写像復元手段31に出力し、変形パラメータが抜き出された変形画像を画像復元手段33に出力する。これによって、画像復元装置3は、変形パラメータの存在を隠蔽することができ、画像復元装置3をデスクランブル装置として用いる場合、特に好ましい。
(Modification 1)
Hereinafter, each modification of the image restoration device 3 in FIG. 4 will be described in detail.
As shown in FIG. 14, the image restoration device 3 according to the first modification of the present invention further includes a digital watermark detection unit 34. In this case, the digital watermark detection means 34 receives a modified image to which a deformation parameter is added as a digital watermark. Then, the digital watermark detection unit 34 detects the deformation parameter as a digital watermark from the deformed image, outputs the detected deformation parameter to the mapping restoration unit 31, and outputs the modified image from which the deformation parameter is extracted to the image restoration unit 33. To do. Thus, the image restoration device 3 can conceal the presence of the deformation parameter, and is particularly preferable when the image restoration device 3 is used as a descrambling device.

(変形例2)
図15に示すように、本発明の変形例2に係る画像復元装置3は、逆多重化手段35と変形画像復号手段36と、変形パラメータ復号手段37とをさらに備える。
(Modification 2)
As shown in FIG. 15, the image restoration device 3 according to Modification 2 of the present invention further includes demultiplexing means 35, modified image decoding means 36, and modified parameter decoding means 37.

逆多重化手段35は、符号化された変形パラメータと符号化された変形画像とが多重化された多重化信号が、入力される。また、逆多重化手段35は、この多重化信号を逆多重化し、符号化された変形パラメータと、符号化された変形画像とを分離する。そして、逆多重化手段35は、符号化された変形画像を変形画像復号手段36に出力し、符号化された変形パラメータを変形パラメータ復号手段37に出力する。ここで、例えば、多重化信号には、符号化された変形画像と変形パラメータとを区別するための付加的情報(例えば、ヘッダ情報としてのビット列又は同期用のビット列)が、付加されている。   The demultiplexing means 35 receives a multiplexed signal obtained by multiplexing the encoded deformation parameter and the encoded modified image. Further, the demultiplexing means 35 demultiplexes the multiplexed signal and separates the encoded deformation parameter and the encoded modified image. Then, the demultiplexing unit 35 outputs the encoded modified image to the modified image decoding unit 36 and outputs the encoded deformation parameter to the modified parameter decoding unit 37. Here, for example, additional information (for example, a bit string as header information or a bit string for synchronization) is added to the multiplexed signal to distinguish between the encoded modified image and the modified parameter.

変形画像復号手段36は、逆多重化手段35からの符号化された変形画像を復号し、その変形画像を画像復元手段33に出力する。例えば、変形画像復号手段36は、静止画用のJPEG(Joint Photographic Experts Group)及びPNG(Portable Network Graphics)、動画像用のMPEG(Moving Picture Experts Group)−2、MPEG−4、MPEG−4 AVC/H.264、Motion JPEG及びWindows(登録商標) Media等のデコーダを用いることができる。   The modified image decoding unit 36 decodes the encoded modified image from the demultiplexing unit 35 and outputs the modified image to the image restoration unit 33. For example, the modified image decoding means 36 is a JPEG (Joint Photographic Experts Group) and PNG (Portable Network Graphics) for still images, a Moving Picture Experts Group (MPEG) -2 for moving images, MPEG-4, MPEG-4 AVC. / H. Decoders such as H.264, Motion JPEG, and Windows (registered trademark) Media can be used.

変形パラメータ復号手段37は、逆多重化手段35からの符号化された変形パラメータを復号し、その変形パラメータを写像復元手段31に出力する。ここで、変形パラメータ復号手段37が用いる手法、アルゴリズム、及び、符号化のパラメータは任意である。例えば、変形パラメータ復号手段37は、座標情報の間引き、及び、ハフマン符号化等のデコーダを用いることができる。   The deformation parameter decoding unit 37 decodes the encoded deformation parameter from the demultiplexing unit 35 and outputs the deformation parameter to the mapping restoration unit 31. Here, the method, algorithm, and encoding parameters used by the deformation parameter decoding unit 37 are arbitrary. For example, the deformation parameter decoding unit 37 can use a decoder such as thinning out coordinate information and Huffman coding.

(変形例3)
図16に示すように、本発明の変形例3に係る画像復元装置3は、写像復元手段31が、変形パラメータ逆多重化部311と、L個の部分写像復元部(対応関係算出部)313A〜313Lと、写像合成部(対応関係合成部)315とを備える(適宜図4参照)。
(Modification 3)
As shown in FIG. 16, in the image restoration device 3 according to the third modification of the present invention, the mapping restoration unit 31 includes a modification parameter demultiplexing unit 311 and L partial mapping restoration units (correspondence calculation units) 313A. ˜313L and a mapping composition unit (corresponding relationship composition unit) 315 (see FIG. 4 as appropriate).

変形パラメータ逆多重化部311は、第1標本軸から第L標本軸までの変形パラメータが多重化された変形パラメータが、図1の画像変形装置2から入力される。また、変形パラメータ逆多重化部311は、多重化された変形パラメータから、第1標本軸の変形パラメータから第L標本軸の変形パラメータまでをそれぞれ分離する。そして、変形パラメータ逆多重化部311は、第1標本軸の変形パラメータを第1の部分写像復元部313Aに出力し、第2標本軸の変形パラメータを第2の部分写像復元部313Bに出力し、第L標本軸の変形パラメータを第Lの部分写像復元部313Lに出力する。なお、Lは、標本化の次元数を示すものであり、2以上の整数である。   The deformation parameter demultiplexing unit 311 receives a deformation parameter obtained by multiplexing the deformation parameters from the first sample axis to the Lth sample axis from the image deformation apparatus 2 in FIG. Further, the deformation parameter demultiplexing unit 311 separates the deformation parameter from the first sample axis to the deformation parameter of the Lth sample axis from the multiplexed deformation parameter. Then, the deformation parameter demultiplexing unit 311 outputs the deformation parameter of the first sample axis to the first partial mapping restoration unit 313A, and outputs the deformation parameter of the second sample axis to the second partial mapping restoration unit 313B. The deformation parameter of the Lth sample axis is output to the Lth partial mapping restoration unit 313L. Note that L indicates the number of sampling dimensions, and is an integer of 2 or more.

第1の部分写像復元部313Aは、変形パラメータ逆多重化部311からの第1標本軸の変形パラメータを用いて、第1標本軸の方向における対応関係を算出する。そして、第1の部分写像復元部313Aは、第1標本軸の方向における対応関係を写像合成部315に出力する。なお、第1の部分写像復元部313Aは、図4の写像復元手段と同様に対応関係を算出するため、その説明を省略する。   The first partial mapping restoration unit 313A calculates the correspondence in the direction of the first sample axis using the deformation parameter of the first sample axis from the deformation parameter demultiplexing unit 311. Then, the first partial mapping restoration unit 313A outputs the correspondence relationship in the direction of the first sample axis to the mapping composition unit 315. Note that the first partial mapping restoration unit 313A calculates the correspondence as in the mapping restoration unit of FIG.

また、第2の部分写像復元部313Bは、第1の部分写像復元部313Aと同様に第2標本軸の方向における対応関係を算出し、写像合成部315に出力する。さらに、第Lの部分写像復元部313Lは、第1の部分写像復元部313Aと同様に第L標本軸の方向における対応関係を算出し、写像合成部315に出力する。なお、L個の部分写像復元部313A〜313Lが、請求項に記載の対応関係算出部に相当する。   In addition, the second partial mapping restoration unit 313B calculates the correspondence in the direction of the second sample axis in the same manner as the first partial mapping restoration unit 313A, and outputs it to the mapping synthesis unit 315. Further, the L-th partial mapping restoration unit 313L calculates the correspondence in the direction of the L-th sample axis in the same manner as the first partial mapping restoration unit 313A, and outputs it to the mapping synthesis unit 315. Note that the L partial mapping restoration units 313A to 313L correspond to the correspondence calculation unit described in the claims.

写像合成部315は、L個の部分写像復元部313A〜313Lのそれぞれから入力された対応関係を合成して、図4の画像復元手段33に出力する。ここで、写像合成部315は、例えば、下記の式(16)を用いて、対応関係を合成する。なお、式(16)では、gは合成した対応関係(写像)を示し、gは各次元(各標本軸)の対応関係を示す。 The mapping composition unit 315 synthesizes the correspondences input from each of the L partial mapping restoration units 313A to 313L and outputs the combined relationship to the image restoration unit 33 in FIG. Here, the mapping composition unit 315 synthesizes the correspondence using, for example, the following equation (16). In Expression (16), g represents the combined correspondence (mapping), and g L represents the correspondence of each dimension (each sample axis).

Figure 0005410232
Figure 0005410232

画像復元手段33(図4参照)は、写像合成部315から入力された対応関係に基づいて、L個の標本軸で標本化した不等間隔標本化画像から復元画像を復元する。なお、画像復元手段33の復元処理は、図4の画像復元手段33と同様であるため、その説明を省略する。これによって、画像復元装置3は、L個の標本軸で標本化した不等間隔標本化画像についても、復元処理を1回行うだけで復元画像を復元できるので、その演算が簡易である。   The image restoration unit 33 (see FIG. 4) restores a restored image from the non-uniformly sampled images sampled with L sample axes based on the correspondence relationship input from the mapping synthesis unit 315. Note that the restoration process of the image restoration unit 33 is the same as that of the image restoration unit 33 of FIG. As a result, the image restoration apparatus 3 can restore the restored image by performing the restoration process only once for the non-uniformly sampled images sampled by the L sample axes, and the calculation is simple.

(第2実施形態)
[画像復元装置の構成]
以下、図17を参照し、本発明の第2実施形態に係る画像復元装置の構成について、説明する。図17に示すように、画像復元装置(多次元画像復元装置)200は、図4の画像復元装置3を2台直列に接続したものであり、第1の画像復元装置3Aと、第2の画像復元装置3Bと、変形パラメータ逆多重化手段38とを備える。なお、画像復元装置200は、請求項6において、k=2の場合に相当する。
(Second Embodiment)
[Configuration of image restoration device]
Hereinafter, the configuration of the image restoration apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, an image restoration device (multidimensional image restoration device) 200 is obtained by connecting two image restoration devices 3 in FIG. 4 in series. An image restoration device 3B and deformation parameter demultiplexing means 38 are provided. The image restoration apparatus 200 corresponds to the case of k = 2 in claim 6.

ここでは、第1標本軸を水平方向とし、第2標本軸を垂直方向として説明する。また、入力画像は、2次元画像(2次元静止画像)である。なお、図17では、第1の画像復元装置3A及び第2の画像復元装置3Bの各手段は、その図示を省略した。   Here, the first sample axis is assumed to be the horizontal direction, and the second sample axis is assumed to be the vertical direction. The input image is a two-dimensional image (two-dimensional still image). In FIG. 17, the respective units of the first image restoration device 3A and the second image restoration device 3B are not shown.

変形パラメータ逆多重化手段38は、図1の画像変形装置2から、第1標本軸(水平方向)の変形パラメータと、第2標本軸(垂直方向)の変形パラメータとが多重化された変形パラメータが入力される。また、変形パラメータ逆多重化手段38は、多重化された変形パラメータから、第1標本軸の変形パラメータと第2標本軸の変形パラメータとを分離する。そして、変形パラメータ逆多重化手段38は、第1標本軸の変形パラメータを第1の画像復元装置3Aに出力し、第2標本軸の変形パラメータを第2の画像復元装置3Bに出力する。   The deformation parameter demultiplexing means 38 is a deformation parameter obtained by multiplexing the deformation parameter of the first sample axis (horizontal direction) and the deformation parameter of the second sample axis (vertical direction) from the image deformation apparatus 2 of FIG. Is entered. Further, the deformation parameter demultiplexing means 38 separates the deformation parameter of the first sample axis and the deformation parameter of the second sample axis from the multiplexed deformation parameter. Then, the deformation parameter demultiplexing means 38 outputs the deformation parameter of the first sample axis to the first image restoration device 3A, and outputs the deformation parameter of the second sample axis to the second image restoration device 3B.

第1の画像復元装置3Aは、変形パラメータ逆多重化手段38から第1標本軸の変形パラメータと、図1の画像変形装置2から変形画像とが入力される。そして、第1の画像復元装置3Aは、第1標本軸の変形パラメータを用いて、この変形画像を第1標本軸の方向で復元する。さらに、第1の画像復元装置3Aは、復元した復元画像を、第2の画像復元装置3Bに出力する。   The first image restoration device 3A receives the deformation parameter of the first sample axis from the deformation parameter demultiplexing means 38 and the deformation image from the image deformation device 2 in FIG. Then, the first image restoration device 3A restores the deformed image in the direction of the first sample axis using the deformation parameter of the first sample axis. Further, the first image restoration device 3A outputs the restored image to the second image restoration device 3B.

第2の画像復元装置3Bは、変形パラメータ逆多重化手段38から第2標本軸の変形パラメータと、第1の画像復元装置3Aから復元画像とが入力される。そして、第2の画像復元装置3Bは、第2標本軸の変形パラメータを用いて、この復元画像を第2標本軸の方向で復元する。さらに、第2の画像復元装置3Bは、復元した復元画像を出力する。   The second image restoration device 3B receives the deformation parameter of the second sample axis from the deformation parameter demultiplexing unit 38 and the restored image from the first image restoration device 3A. Then, the second image restoration device 3B restores the restored image in the direction of the second sample axis using the deformation parameter of the second sample axis. Further, the second image restoration device 3B outputs the restored image.

以上のように、本発明の第2実施形態に係る画像復元装置200によれば、図4の画像復元装置3と同様の効果を奏する。さらに、画像復元装置200によれば、簡易な1次元の復元処理を2回繰り返すだけで2次元画像を復元でき、演算負荷を軽減できる。   As described above, according to the image restoration apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention, the same effects as those of the image restoration apparatus 3 in FIG. 4 are obtained. Furthermore, according to the image restoration apparatus 200, a two-dimensional image can be restored only by repeating a simple one-dimensional restoration process twice, thereby reducing a calculation load.

なお、第2実施形態では、第1標本軸を水平方向とし、第2標本軸を垂直方向として説明したが、これに限定されない。例えば、第1標本軸及び第2標本軸が空間方向の軸であるときは、両軸が交われば良い。また、例えば、第1標本軸及び第2標本軸のうち、その一方を空間方向の軸とし、他方を時間方向の軸としても良い。   In the second embodiment, the first sample axis is the horizontal direction and the second sample axis is the vertical direction. However, the present invention is not limited to this. For example, when the first sample axis and the second sample axis are spatial axes, the two axes need only intersect. Further, for example, one of the first sample axis and the second sample axis may be a spatial axis, and the other may be a temporal axis.

なお、1次元の場合(k=1の場合)、前記した部分領域の分割を1次元の数直線の分割とし、式(7)又は式(12)の関数gの代わりに、式(6)又は式(11)のx(u)(1次元なので、n=0)をそのまま標本点の位置として用いても良い。 In the case of one dimension (in the case of k = 1), the division of the partial area is a division of a one-dimensional number line, and instead of the function g in the formula (7) or the formula (12), the formula (6) Alternatively, x n (u) in Equation (11) (n = 1 because it is one-dimensional) may be used as it is as the position of the sample point.

(第3実施形態)
[画像復元装置の構成]
以下、図18を参照し、本発明の第3実施形態に係る画像復元装置の構成について、説明する。図18に示すように、画像復元装置(多次元画像復元装置)300は、図4の画像復元装置3を3台直列に接続したものであり、第1の画像復元装置3Aと、第2の画像復元装置3Bと、第3の画像復元装置3Cと、変形パラメータ逆多重化手段38Bとを備える。なお、画像復元装置300は、請求項6において、k=3の場合に相当する。
(Third embodiment)
[Configuration of image restoration device]
Hereinafter, the configuration of the image restoration apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 18, an image restoration device (multidimensional image restoration device) 300 is obtained by connecting three image restoration devices 3 in FIG. 4 in series, and includes a first image restoration device 3A and a second image restoration device 3A. An image restoration device 3B, a third image restoration device 3C, and deformation parameter demultiplexing means 38B are provided. The image restoration apparatus 300 corresponds to the case of k = 3 in claim 6.

ここで、第1標本軸を水平方向とし(図19〜図22のx方向)、第2標本軸を垂直方向(図19〜図22のy方向)とし、第3標本軸を奥行方向(図19〜図22のz方向)として説明する。また、入力画像は、3次元画像(立体静止画像)である。なお、図18では、第1の画像変形装置2A、第2の画像変形装置2B及び第3の画像変形装置2Cの各手段は、その図示を省略した。また、第1の画像復元装置3A及び第2の画像復元装置3Bは、図17の各装置と同様のものであるため、説明を省略する。   Here, the first sample axis is the horizontal direction (x direction in FIGS. 19 to 22), the second sample axis is the vertical direction (y direction in FIGS. 19 to 22), and the third sample axis is the depth direction (see FIG. 19). 19 to z in FIG. 22). The input image is a three-dimensional image (stereoscopic still image). In FIG. 18, the respective units of the first image deformation device 2A, the second image deformation device 2B, and the third image deformation device 2C are not shown. The first image restoration device 3A and the second image restoration device 3B are the same as the respective devices in FIG.

変形パラメータ逆多重化手段38Bは、図1の画像変形装置2から、第1標本軸(水平方向)の変形パラメータと、第2標本軸(垂直方向)の変形パラメータと、第3標本軸(奥行方向)の変形パラメータとが多重化された変形パラメータが入力される。また、変形パラメータ逆多重化手段38Bは、多重化された変形パラメータから、第1標本軸の変形パラメータと第2標本軸の変形パラメータと第3標本軸の変形パラメータとを分離する。そして、変形パラメータ逆多重化手段38Bは、第1標本軸の変形パラメータを第1の画像復元装置3Aに出力し、第2標本軸の変形パラメータを第2の画像復元装置3Bに出力し、第3標本軸の変形パラメータを第3の画像復元装置3Cに出力する。   The deformation parameter demultiplexing means 38B receives the deformation parameter of the first sample axis (horizontal direction), the deformation parameter of the second sample axis (vertical direction), and the third sample axis (depth) from the image deformation apparatus 2 in FIG. A deformation parameter obtained by multiplexing the deformation parameter of (direction) is input. Further, the deformation parameter demultiplexing means 38B separates the deformation parameter for the first sample axis, the deformation parameter for the second sample axis, and the deformation parameter for the third sample axis from the multiplexed deformation parameters. Then, the deformation parameter demultiplexing means 38B outputs the deformation parameter of the first sample axis to the first image restoration device 3A, outputs the deformation parameter of the second sample axis to the second image restoration device 3B, and The deformation parameters of the three sample axes are output to the third image restoration device 3C.

第3の画像復元装置3Cは、変形パラメータ逆多重化手段38Bから第3標本軸の変形パラメータと、第2の画像復元装置3Bから復元画像とが入力される。そして、第3の画像復元装置3Cは、第3標本軸の変形パラメータを用いて、この復元画像を第3標本軸の方向で復元する。さらに、第3の画像復元装置3Cは、復元した復元画像を出力する。   The third image restoration device 3C receives the deformation parameter of the third sample axis from the deformation parameter demultiplexing unit 38B and the restored image from the second image restoration device 3B. Then, the third image restoration device 3C restores the restored image in the direction of the third sample axis using the deformation parameter of the third sample axis. Further, the third image restoration device 3C outputs the restored image.

<3次元画像の部分領域、走査線及び標本点の補間>
以下、図19〜図23を参照し、3次元画像の部分領域、走査線及び標本点の補間について、詳細に説明する。入力画像が3次元画像であることから、第1の画像復元装置3Aは、図19に示すように、入力画像(3次元画像)を立方体又は直方体状の部分領域に分割する。なお、図20は、図19の中央に位置する部分領域の拡大図である。また、図19及び図20では、説明を簡易にするため、部分領域の一部のみを図示した。
<Interpolation of partial area, scanning line and sample point of 3D image>
Hereinafter, with reference to FIGS. 19 to 23, the interpolation of the partial region, the scanning line, and the sample point of the three-dimensional image will be described in detail. Since the input image is a three-dimensional image, the first image restoration device 3A divides the input image (three-dimensional image) into cubic or cuboid partial regions as shown in FIG. FIG. 20 is an enlarged view of a partial region located in the center of FIG. Further, in FIG. 19 and FIG. 20, only a part of the partial area is shown for the sake of simplicity.

また、第1の画像復元装置3Aは、図20に示すように、この部分領域毎に、第1標本軸(水平方向)の複雑度から標本点の座標を算出する。図20の例では、左上手前側の部分領域BL1の複雑度が5であり、左下手前側の部分領域BL2の複雑度が2であり、右上手前側の部分領域BL3の複雑度が2であり、右下手前側の部分領域BL4の複雑度が3である。また、図20の例では、走査線S〜Sの一本あたりの標本点の数Uを5とする。なお、奥側の部分領域BL5〜BL8については、説明を簡易にするため、複雑度の図示を省略した。 Further, as shown in FIG. 20, the first image restoration device 3A calculates the coordinates of the sample points from the complexity of the first sample axis (horizontal direction) for each partial region. In the example of FIG. 20, the complexity of the partial area BL1 on the upper left front side is 5, the complexity of the partial area BL2 on the lower left front side is 2, and the complexity of the partial area BL3 on the upper right front side is 2. The complexity of the partial area BL4 on the lower right front side is 3. In the example of FIG. 20, the number U of sample points per scanning line S 1 to S 4 is 5. Note that the complexity of the rear partial regions BL5 to BL8 is omitted for the sake of simplicity.

まず、第1の画像復元装置3Aは、部分領域BL1〜BL8の代表点(例えば、中心点)を水平方向に通過する走査線S〜S毎に、標本点の座標を算出する。ここで、走査線Sは、図21,図22に示すように、部分領域BL1,BL3の中心点を水平方向に通過する。また、走査線Sは、部分領域BL2,BL4の中心点を水平方向に通過する。そして、走査線Sは、部分領域BL5,BL7の中心点を水平方向に通過する。さらに、走査線Sは、部分領域BL6,BL8の中心点を水平方向に通過する。 First, the first image restoration apparatus 3A, the representative point of the partial region BL1 to BL8 (e.g., center point) of each scan line S 1 to S 4 which passes in the horizontal direction to calculate the coordinates of the sampled points. Here, the scan lines S 1 is 21, as shown in FIG. 22, it passes through the center point of the partial region BL1, BL3 horizontally. Further, the scanning lines S 2 passes through the center point of the partial region BL2, BL4 in the horizontal direction. Then, the scan lines S 3 passes through the center point of the partial region BL5, BL7 horizontally. Further, the scanning lines S 4 passes through the center point of the partial region BL6, BL8 horizontally.

なお、図21は図20を上面視した図(図20の黒矢印の方向からの図)であり、図22は、図20を右側面視した図(図20の白矢印の方向からの図)である。ここで、図22では、走査線S〜Sは、右側面視すると、点のように見える。 21 is a top view of FIG. 20 (view from the direction of the black arrow in FIG. 20), and FIG. 22 is a right side view of FIG. 20 (view from the direction of the white arrow in FIG. 20). ). Here, in FIG. 22, the scanning lines S 1 to S 4 look like dots when viewed from the right side.

また、第1の画像復元装置3Aは、図23に示すように、標本点の座標を算出する。なお、図23では、算出した標本点を黒丸で図示し、補間した標本点を白丸で図示した。具体的には、図23(b)に示すように、第1の画像復元装置3Aは、2本の走査線S,Sの間の走査線S上に、補間処理によって、5個の標本点の座標を補間する。また、図23(c)に示すように、第1の画像復元装置3Aは、2本の走査線S,Sの間の走査線S上に、補間処理によって、5個の標本点の座標を補間する。さらに、図23(d)に示すように、第1の画像復元装置3Aは、2本の走査線S,Sの間の走査線S上に、補間処理によって、5個の標本点の座標を補間する。 Further, the first image restoration device 3A calculates the coordinates of the sample points as shown in FIG. In FIG. 23, the calculated sample points are indicated by black circles, and the interpolated sample points are indicated by white circles. More specifically, as shown in FIG. 23 (b), the first image restoration apparatus 3A, on the scanning line S 5 between the scan lines S 1, S 2 of the two, by interpolation, 5 Interpolate the coordinates of the sample points. Further, as shown in FIG. 23 (c), the first image restoration apparatus 3A, on the scanning line S 6 between the scan lines S 3, S 2 of the two, by interpolation, the five sample points Interpolate the coordinates of. Furthermore, as shown in FIG. 23 (d), the first image restoration apparatus 3A, on the scanning line S 7 between the S 5, S 6 2 scanning lines, by interpolation, the five sample points Interpolate the coordinates of.

図19〜図23では、第1の画像復元装置3Aによって標本点を水平方向に補間する例を説明した。また、同様の手順にて、第2の画像復元装置3Bによって標本点を垂直方向に補間し、第3の画像復元装置3Cによって標本点を奥行方向に補間するので、その説明は省略する。   In FIG. 19 to FIG. 23, the example in which the sample point is horizontally interpolated by the first image restoration device 3 </ b> A has been described. Further, in the same procedure, the sample point is interpolated in the vertical direction by the second image restoration device 3B and the sample point is interpolated in the depth direction by the third image restoration device 3C.

以上のように、本発明の第3実施形態に係る画像復元装置300によれば、図4の画像復元装置3と同様の効果を奏する。さらに、画像復元装置300によれば、簡易な1次元の復元処理を3回繰り返すだけで3次元画像を復元でき、演算負荷を軽減できる。   As described above, according to the image restoration apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention, the same effects as those of the image restoration apparatus 3 in FIG. 4 can be obtained. Furthermore, according to the image restoration apparatus 300, a three-dimensional image can be restored only by repeating a simple one-dimensional restoration process three times, thereby reducing a calculation load.

(第4実施形態)
[画像復元装置の構成]
以下、図24を参照し、本発明の第4実施形態に係る画像復元装置の構成について、説明する。図24に示すように、画像復元装置(多次元画像復元装置)400は、図4の画像復元装置3を4台直列に接続したものであり、第1の画像復元装置3Aと、第2の画像復元装置3Bと、第3の画像復元装置3Cと、第4の画像復元装置3Dと、変形パラメータ逆多重化手段38Cとを備える。なお、画像復元装置400は、請求項6において、k=4の場合に相当する。
(Fourth embodiment)
[Configuration of image restoration device]
The configuration of the image restoration apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 24, an image restoration device (multidimensional image restoration device) 400 is obtained by connecting four image restoration devices 3 of FIG. 4 in series, and includes the first image restoration device 3A and the second image restoration device 3A. An image restoration device 3B, a third image restoration device 3C, a fourth image restoration device 3D, and a deformation parameter demultiplexing means 38C are provided. The image restoration apparatus 400 corresponds to the case of k = 4 in claim 6.

ここで、第1標本軸を水平方向とし、第2標本軸を垂直方向とし、第3標本軸を奥行方向とし、第4標本軸を時間方向として説明する。また、入力画像は、4次元画像(立体動画像)である。なお、図24では、第1の画像復元装置3A、第2の画像復元装置3B、第3の画像復元装置3C及び第4の画像復元装置3Dの各手段は、その図示を省略した。また、第1の画像復元装置3A、第2の画像復元装置3B及び第3の画像復元装置3Cは、図18の各装置と同様のものであるため、説明を省略する。   Here, the first sample axis is the horizontal direction, the second sample axis is the vertical direction, the third sample axis is the depth direction, and the fourth sample axis is the time direction. The input image is a four-dimensional image (stereoscopic moving image). In FIG. 24, the respective units of the first image restoration device 3A, the second image restoration device 3B, the third image restoration device 3C, and the fourth image restoration device 3D are not shown. The first image restoration device 3A, the second image restoration device 3B, and the third image restoration device 3C are the same as the respective devices in FIG.

変形パラメータ逆多重化手段38Cは、図1の画像変形装置2から、第1標本軸(水平方向)の変形パラメータと、第2標本軸(垂直方向)の変形パラメータと、第3標本軸(奥行方向)の変形パラメータと、第4標本軸(時間方向)の変形パラメータとが多重化された変形パラメータが入力される。また、変形パラメータ逆多重化手段38Cは、多重化された変形パラメータから、第1標本軸の変形パラメータと第2標本軸の変形パラメータと第3標本軸の変形パラメータと第4標本軸の変形パラメータとを分離する。そして、変形パラメータ逆多重化手段38Cは、第1標本軸の変形パラメータを第1の画像復元装置3Aに出力し、第2標本軸の変形パラメータを第2の画像復元装置3Bに出力し、第3標本軸の変形パラメータを第3の画像復元装置3Cに出力し、第4標本軸の変形パラメータを第4の画像復元装置3Dに出力する。   The deformation parameter demultiplexing means 38C receives the deformation parameter of the first sample axis (horizontal direction), the deformation parameter of the second sample axis (vertical direction), and the third sample axis (depth) from the image deformation apparatus 2 of FIG. (Direction) deformation parameter and the fourth sample axis (time direction) deformation parameter are multiplexed. Further, the deformation parameter demultiplexing means 38C determines the deformation parameter of the first sample axis, the deformation parameter of the second sample axis, the deformation parameter of the third sample axis, and the deformation parameter of the fourth sample axis from the multiplexed deformation parameters. And are separated. Then, the deformation parameter demultiplexing means 38C outputs the deformation parameter of the first sample axis to the first image restoration device 3A, outputs the deformation parameter of the second sample axis to the second image restoration device 3B, and The deformation parameters of the three sample axes are output to the third image restoration device 3C, and the deformation parameters of the fourth sample axis are output to the fourth image restoration device 3D.

第4の画像復元装置3Dは、変形パラメータ逆多重化手段38Cから第4標本軸の変形パラメータと、第3の画像復元装置3Cから復元画像とが入力される。そして、第4の画像復元装置3Dは、第4標本軸の変形パラメータを用いて、この復元画像を第4標本軸の方向で復元する。さらに、第4の画像復元装置3Dは、復元した復元画像を出力する。   The fourth image restoration device 3D receives the deformation parameter of the fourth sample axis from the deformation parameter demultiplexing unit 38C and the restored image from the third image restoration device 3C. Then, the fourth image restoration device 3D restores the restored image in the direction of the fourth sample axis using the deformation parameter of the fourth sample axis. Furthermore, the fourth image restoration device 3D outputs the restored image.

以上のように、本発明の第4実施形態に係る画像復元装置400によれば、図4の画像復元装置3と同様の効果を奏する。さらに、画像復元装置400によれば、簡易な1次元の復元処理を4回繰り返すだけで4次元画像を復元でき、演算負荷を軽減できる。   As described above, according to the image restoration apparatus 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the same effects as those of the image restoration apparatus 3 in FIG. 4 can be obtained. Furthermore, according to the image restoration apparatus 400, a four-dimensional image can be restored only by repeating a simple one-dimensional restoration process four times, thereby reducing a calculation load.

1 画像変形復元システム
2 画像変形装置
3 画像復元装置
3A 第1の画像復元装置
3B 第2の画像復元装置
3C 第3の画像復元装置
3D 第4の画像復元装置
31 写像復元手段(対応関係算出手段)
31a 標本点補間手段
311 変形パラメータ逆多重化部
313A〜313L 部分写像復元部(対応関係算出部)
315 写像合成部(対応関係合成部)
33 画像復元手段
33a 画素値補間手段
34 電子透かし検出手段
35 逆多重化手段
36 変形画像復号手段
37 変形パラメータ復号手段
38,38B,38C 変形パラメータ逆多重化手段
200 画像復元装置(多次元画像復元装置)
300 画像復元装置(多次元画像復元装置)
400 画像復元装置(多次元画像復元装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image deformation | transformation restoration system 2 Image deformation | transformation apparatus 3 Image restoration apparatus 3A 1st image restoration apparatus 3B 2nd image restoration apparatus 3C 3rd image restoration apparatus 3D 4th image restoration apparatus 31 Mapping restoration means (correspondence calculation means) )
31a Sampling point interpolation means 311 Deformation parameter demultiplexing units 313A to 313L Partial mapping restoration unit (correspondence calculation unit)
315 Mapping composition unit (corresponding relationship composition unit)
33 Image restoration means 33a Pixel value interpolation means 34 Digital watermark detection means 35 Demultiplexing means 36 Modified image decoding means 37 Modified parameter decoding means 38, 38B, 38C Modified parameter demultiplexing means 200 Image restoration apparatus (multidimensional image restoration apparatus) )
300 Image restoration device (multidimensional image restoration device)
400 image restoration device (multi-dimensional image restoration device)

Claims (4)

入力画像を複数に分割した部分領域毎の複雑さを示す複雑度と、前記複雑度を用いて、予め設定された空間方向又は時間方向の標本軸において前記入力画像を不等間隔で標本化した不等間隔標本化画像とが不等間隔標本化装置から入力されると共に、前記複雑度を用いて、前記不等間隔標本化画像から復元画像を復元する画像復元装置であって、
前記標本軸の方向に連続した全ての前記部分領域を通過する走査線毎に、前記複雑度から、予め設定された標本点の数だけ、前記複雑度が高い部分領域では標本点が多く、かつ、前記複雑度が低い部分領域では前記標本点が少なくなるように、前記復元画像における標本点の座標と前記不等間隔標本化画像における標本点の座標との対応関係を算出する対応関係算出手段と、
前記対応関係算出手段が算出した対応関係に基づいて、前記不等間隔標本化画像における標本点の座標に対応する画素の画素値を、前記復元画像における標本点の座標に対応する画素の画素値として、前記復元画像を復元する画像復元手段と、
を備え
前記複雑度が電子透かしとして付加された前記不等間隔標本化画像が入力されると共に、当該不等間隔標本化画像から前記複雑度を検出する電子透かし検出手段をさらに備えることを特徴とする画像復元装置。
The input image is sampled at unequal intervals using a complexity indicating the complexity of each partial area obtained by dividing the input image and the complexity, and a predetermined sample axis in the spatial direction or time direction. A non-uniformly sampled image is input from the nonuniformly sampled device, and using the complexity, an image restoring device that restores a restored image from the nonuniformly sampled image,
For each scanning line that passes through all the partial areas that are continuous in the direction of the sample axis, there are many sample points in the high-complexity partial area from the complexity by the number of preset sample points, and Correspondence calculating means for calculating the correspondence between the coordinates of the sample points in the restored image and the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image so that the number of sample points is reduced in the partial area with low complexity When,
Based on the correspondence calculated by the correspondence calculation means, the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image is changed to the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the restored image. Image restoration means for restoring the restored image;
Equipped with a,
Wherein with complexity is added to said non-equidistant sampled image as a digital watermark is input, further comprising characterized Rukoto digital watermark detection means for detecting the complexity from the non-equidistant sampling image Image restoration device.
入力画像を複数に分割した部分領域毎の複雑さを示す複雑度と、前記複雑度を用いて、予め設定された空間方向又は時間方向の標本軸において前記入力画像を不等間隔で標本化した不等間隔標本化画像とが不等間隔標本化装置から入力されると共に、前記複雑度を用いて、前記不等間隔標本化画像から復元画像を復元する画像復元装置であって、
前記標本軸の方向に連続した全ての前記部分領域を通過する走査線毎に、前記複雑度から、予め設定された標本点の数だけ、前記複雑度が高い部分領域では標本点が多く、かつ、前記複雑度が低い部分領域では前記標本点が少なくなるように、前記復元画像における標本点の座標と前記不等間隔標本化画像における標本点の座標との対応関係を算出する対応関係算出手段と、
前記対応関係算出手段が算出した対応関係に基づいて、前記不等間隔標本化画像における標本点の座標に対応する画素の画素値を、前記復元画像における標本点の座標に対応する画素の画素値として、前記復元画像を復元する画像復元手段と、
を備え、
前記不等間隔標本化装置から、前記入力画像を2以上の前記標本軸で標本化した不等間隔標本化画像と、前記標本軸毎に算出された複雑度とが入力され、
前記対応関係算出手段は、
前記標本軸毎に前記対応関係を、当該標本軸毎に算出された複雑度から算出する2以上の対応関係算出部と、
前記2以上の対応関係算出部が算出した対応関係を合成する対応関係合成部と、さらに備え、
前記画像復元手段は、
前記対応関係合成部が合成した対応関係に基づいて、前記2以上の標本軸で標本化した不等間隔標本化画像から、前記復元画像を復元することを特徴とする画像復元装置。
The input image is sampled at unequal intervals using a complexity indicating the complexity of each partial area obtained by dividing the input image and the complexity, and a predetermined sample axis in the spatial direction or time direction. A non-uniformly sampled image is input from the nonuniformly sampled device, and using the complexity, an image restoring device that restores a restored image from the nonuniformly sampled image,
For each scanning line that passes through all the partial areas that are continuous in the direction of the sample axis, there are many sample points in the high-complexity partial area from the complexity by the number of preset sample points, and Correspondence calculating means for calculating the correspondence between the coordinates of the sample points in the restored image and the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image so that the number of sample points is reduced in the partial area with low complexity When,
Based on the correspondence calculated by the correspondence calculation means, the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image is changed to the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the restored image. Image restoration means for restoring the restored image;
With
From the unequal interval sampling apparatus, the unequal interval sampled image obtained by sampling the input image with two or more sample axes, and the complexity calculated for each sample axis are input,
The correspondence calculation means
Two or more correspondence calculation units for calculating the correspondence for each sample axis from the complexity calculated for each sample axis;
Additionally and a correspondence synthesizing unit for synthesizing the correspondence between said two or more correspondence calculation unit has calculated,
The image restoration means includes
The correspondence relationship combining unit based on the synthesized correspondence, the two or more from the non-equidistant sampling images that have been sampled at a sampling axis, images restoration device characterized by restoring the restored image.
コンピュータを、請求項1又は請求項2に記載の画像復元装置として機能させるための画像復元プログラム。An image restoration program for causing a computer to function as the image restoration device according to claim 1. 入力画像を複数に分割した部分領域毎の複雑さを示す複雑度と、前記複雑度を用いて、予め設定された空間方向又は時間方向の標本軸において前記入力画像を不等間隔で標本化した不等間隔標本化画像とが不等間隔標本化装置から入力されると共に、前記複雑度を用いて、前記不等間隔標本化画像から復元画像を復元する画像復元装置であって、
前記標本軸の方向に連続した全ての前記部分領域を通過する走査線毎に、前記複雑度から、予め設定された標本点の数だけ、前記複雑度が高い部分領域では標本点が多く、かつ、前記複雑度が低い部分領域では前記標本点が少なくなるように、前記復元画像における標本点の座標と前記不等間隔標本化画像における標本点の座標との対応関係を算出する対応関係算出手段と、
前記対応関係算出手段が算出した対応関係に基づいて、前記不等間隔標本化画像における標本点の座標に対応する画素の画素値を、前記復元画像における標本点の座標に対応する画素の画素値として、前記復元画像を復元する画像復元手段と、
を備える画像復元装置をk台直列に接続した多次元画像復元装置であって、
第1の画像復元装置は、前記不等間隔標本化画像としてk次元画像が入力されると共に、当該k次元画像を、予め設定された空間方向又は時間方向の第1標本軸で復元し、
第kの画像復元装置は、第k−1の不等間隔標本化装置によって復元された復元画像が入力されると共に、当該復元画像を、第k標本軸の方向に復元することを特徴とする多次元画像復元装置(但し、kは2以上の整数)。
The input image is sampled at unequal intervals using a complexity indicating the complexity of each partial area obtained by dividing the input image and the complexity, and a predetermined sample axis in the spatial direction or time direction. A non-uniformly sampled image is input from the nonuniformly sampled device, and using the complexity, an image restoring device that restores a restored image from the nonuniformly sampled image,
For each scanning line that passes through all the partial areas that are continuous in the direction of the sample axis, there are many sample points in the high-complexity partial area from the complexity by the number of preset sample points, and Correspondence calculating means for calculating the correspondence between the coordinates of the sample points in the restored image and the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image so that the number of sample points is reduced in the partial area with low complexity When,
Based on the correspondence calculated by the correspondence calculation means, the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the non-uniformly sampled image is changed to the pixel value of the pixel corresponding to the coordinates of the sample points in the restored image. Image restoration means for restoring the restored image;
A multi-dimensional image restoration apparatus connected to the image restoration apparatus in k stand series with a,
The first image restoration device receives a k-dimensional image as the non-uniformly sampled image, and restores the k-dimensional image with a preset first sample axis in a spatial direction or a time direction,
The kth image restoration device is characterized in that the restored image restored by the k-1 unequal interval sampling device is inputted and the restored image is restored in the direction of the kth sample axis. Multidimensional image restoration apparatus (where k is an integer of 2 or more).
JP2009231176A 2009-10-05 2009-10-05 Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device Expired - Fee Related JP5410232B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231176A JP5410232B2 (en) 2009-10-05 2009-10-05 Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231176A JP5410232B2 (en) 2009-10-05 2009-10-05 Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011081477A JP2011081477A (en) 2011-04-21
JP5410232B2 true JP5410232B2 (en) 2014-02-05

Family

ID=44075494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009231176A Expired - Fee Related JP5410232B2 (en) 2009-10-05 2009-10-05 Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5410232B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5754635B2 (en) * 2011-08-02 2015-07-29 日本電信電話株式会社 Image encoding device, image decoding device, image encoding method, image decoding method, image encoding program, and image decoding program
CN116309058B (en) * 2023-03-15 2024-04-19 长沙观谱红外科技有限公司 Human body infrared image amplification processing method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS628694A (en) * 1985-07-04 1987-01-16 Canon Inc Recording system for compressed information signal
JPS63116570A (en) * 1986-11-04 1988-05-20 Canon Inc Image transmitting system
JPH02211785A (en) * 1989-02-10 1990-08-23 Sony Corp Decoder

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011081477A (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9652830B2 (en) Method and apparatus for performing hierarchical super-resolution of an input image
JP5727873B2 (en) Motion vector detection device, encoding device, and program thereof
JP6188005B2 (en) Gray image encoding apparatus and decoding apparatus
US20050094899A1 (en) Adaptive image upscaling method and apparatus
JP2007067917A (en) Image data processing apparatus
JP2011523275A (en) Improving image resolution
JP4987688B2 (en) Method and apparatus for increasing image resolution
WO2011111819A1 (en) Image processing device, image processing program, and method for generating images
US20090129703A1 (en) Signal processing method, apparatus, and program
JP2008054267A (en) Image processing apparatus, image encoding device and image decoding device
JP2000244851A (en) Picture processor and method and computer readable storage medium
US8514932B2 (en) Content adaptive and art directable scalable video coding
US8149913B2 (en) Moving picture converting apparatus and method, and computer program
Qiu Interresolution look-up table for improved spatial magnification of image
JP5410232B2 (en) Image restoration device, program thereof, and multidimensional image restoration device
JP4095204B2 (en) Image processing apparatus, method, and computer-readable storage medium
JP2000152250A (en) Image processing unit, method and computer readable storage medium
JP5410231B2 (en) Unequally spaced sampling device, program thereof, and multidimensional unequally spaced sampling device
WO2017199149A1 (en) A new pyramid algorithm for video compression and video analysis
Behnad et al. Image interpolation with hidden Markov model
JP2006209396A (en) Image conversion method/device, program and server client system
JP6059899B2 (en) Frame interpolation apparatus and program
KR101059649B1 (en) Encoding device, method and decoding device using adaptive interpolation filter
Sharma et al. Zooming digital images using modal interpolation
KR101428531B1 (en) A Multi-Frame-Based Super Resolution Method by Using Motion Vector Normalization and Edge Pattern Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120321

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5410232

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees