JP2004159354A - 補間画像生成装置および隠蔽領域推定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】隠蔽領域補間部20は、それぞれのフレームのオブジェクトに他のオブジェクトに隠れた隠蔽領域があるか否かを検出して、隠蔽領域がある場合にその隠蔽領域を補間してそれぞれのオブジェクト画像を生成する。補間オブジェクト画像生成部30は、隣接するフレームのオブジェクトの三角パッチを形状変換して、対応の画素値を線形予測により補間画像の画素値を推定して、それぞれの補間画像を生成する。補間画像合成部14は、オブジェクト毎の補間画像を合成して補間フレームを生成する。
【選択図】図10
Description
x1={(t1-t0)・x2+(t2-t1)・x0}/(t2-t0) ・・・(3)
y1={(t1-t0)・y2+(t2-t1)・y0}/(t2-t0) ・・・(4)
頂点位置推定部120 は、同様に、頂点B1,C1 および他の三角パッチの頂点位置を求めて、その結果を第1のアフィン変換係数演算部122 および第2のアフィン変換係数演算部128 に供給する。
h1={(t1-t0)・h2+(t2-t1)・h0}/(t2-t0) ・・・(5)
輪郭距離推定部124 は、上式(5) にて補間画像の正規化された三角パッチでの輪郭との距離を順次求めて、その結果とともに補間画像の正規化された三角パッチの頂点位置の座標値をアフィン変換部126 に供給する。
Q1={(t1-t0)・Q0+(t2-t1)・Q2}/(t2-t0) ・・・(6)
テクスチャ推定部130 は、三角パッチ内およびシェイプ領域のすべての画素値を順次推定して補間フレームのオブジェクト画像を生成して補間画像合成部14に供給する。
x6={(t10-t0)・x5+(t20-t1)・x4}/(t20-t0) ・・・(7)
y6={(t10-t0)・y5+(t20-t1)・y4}/(t20-t0) ・・・(8)
線形推定部230 は、参照フレーム検出部228 と同様に参照パッチ検出部222 にて参照パッチが検出できないときのみ動作し、その結果は隠蔽領域推定部24および補間オブジェクト画像生成部30に供給される。
12,30,48 補間オブジェクト画像生成部
14 補間画像合成部
20 隠蔽領域補間部
22,42 頂点座標値推定部
24,44 隠蔽領域推定部
26 テクスチャ推定部
40 オブジェクト検出部
100 アフィン変換係数演算部
102 アフィン変換部
104 輪郭距離演算部
Claims (30)
- 動画像を表わす複数のフレームからそれらの間の補間フレームをそれぞれ形成する補間画像生成装置において、該装置は、
それぞれのフレームのオブジェクトに他のオブジェクトに隠れた隠蔽領域があるか否かを検出して、隠蔽領域がある場合にその隠蔽領域を補完してそれぞれのオブジェクト画像を生成する隠蔽領域補完部と、
該隠蔽領域補完部にて補完したオブジェクト画像に基づいて補間フレームのそれぞれのオブジェクト画像を生成するオブジェクト画像生成部と、
該オブジェクト画像生成手段からのそれぞれのオブジェクト画像を合成して補間フレームを生成する補間画像合成部とを含み、
前記隠蔽領域補完部は、
動画像中のオブジェクトを多角形の領域に分割し、他のオブジェクトに隠れた隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を他のフレームのパッチ群の頂点の座標値から推定する頂点座標値推定手段と、
該頂点座標値推定手段からの座標値に基づいて隠蔽領域の範囲を推定する隠蔽領域推定手段と、
該隠蔽領域推定手段にて推定された隠蔽領域のそれぞれの点の画素値を他のフレームの対応するパッチから予測するテクスチャ推定手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記頂点座標値推定手段は、
対象となるオブジェクトに隠蔽領域があるか否かをそのオブジェクトを多角形のパッチに分割した際のパッチのそれぞれの頂点の座標値から判定する判定手段と、
オブジェクトに隠蔽領域がある場合にその隠蔽領域に対応するパッチの座標値が定義された他のフレームのパッチを検出する参照パッチ検出手段と、
隠蔽領域のパッチの近辺に存在するパッチとこれに対応する他のフレームのパッチとから形状変換係数を求める変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段からの変換係数にて前記参照パッチ検出手段にて検出した他のフレームのパッチを変換して隠蔽領域のパッチの座標値を推定する変換推定手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項2に記載の装置において、前記頂点座標値推定手段は、
前記変換係数算出手段にて隠蔽領域の近辺に頂点の座標値が定義されたパッチが存在しない場合に、隠蔽領域に対応するパッチの座標値が定義された前記参照パッチ検出手段にて検出したフレームと異なる他のフレームを検出する参照フレーム検出手段と、
これら2つのフレームのパッチの座標値から隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を線形予測する線形予測手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項2に記載の装置において、前記変換係数算出手段は、それぞれ三角形のパッチに分割された隠蔽領域の近辺の三角パッチとこれに対応する他のフレームの三角パッチとからアフィン変換係数を求めることを特徴とする補間画像生成装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記隠蔽領域推定手段は、
隠蔽領域を含むフレームに隣接して隠蔽領域を含まない少なくとも2個のフレームを検出する参照フレーム検出手段と、
該参照フレーム検出手段にて検出したフレームのパッチと基準となる所定の多角形との間にて形状変形の変換係数を求め、該変換係数にてそれぞれのフレームのパッチと輪郭との間の領域を変換して正規化する第1の変換手段と、
正規化後のパッチの辺から輪郭までの距離を求める輪郭距離算出手段と、
該輪郭距離算出手段にて求めた値から隠蔽領域を含むフレームでのパッチから輪郭までの距離を推定する距離推定手段と、
正規化された隠蔽領域のパッチと前記頂点座標値推定手段にて推定した隠蔽領域のパッチとの間にて形状変形の変換係数を求め、該変換係数を用いて正規化された隠蔽領域のパッチと前記距離推定手段にて求めた値にて含まれるシェイプ領域の各点を形状変換して隠蔽領域の範囲を推定する第2の変換手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項5に記載の装置において、
前記第1の変換手段は、三角形のパッチに分割されたフレームの三角パッチと基準となる直角二等辺三角形とからアフィン変換係数を求め、その変換係数にてそれぞれのフレームの三角パッチと輪郭との間の領域をアフィン変換して正規化し、
前記第2の変換手段は、正規化された三角パッチと推定された三角パッチとの間にてアフィン変換係数を求め、その変換係数を用いて隠蔽領域のそれぞれの点をアフィン変換によって算出することを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記テクスチャ推定手段は、
隠蔽領域を含むフレームに隣接して隠蔽領域を含まない少なくとも2個のフレームを検出する参照フレーム検出手段と、
該参照フレーム検出手段にて検出したフレームのパッチと前記隠蔽領域推定手段にて推定した隠蔽領域のパッチとの間にて形状変形の変換係数を算出する変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段にて求めた変換係数にて隠蔽領域の画素の座標値を変換して前記参照フレーム検出手段にて検出したフレームのパッチの座標位置を対応付ける参照位置算出手段と、
該参照位置算出手段にて対応付けた2個のフレームの画素値に基づいて隠蔽領域の画素値を推定する画素値推定手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項7に記載の装置において、
前記変換係数算出手段は、それぞれ三角形のパッチに分割された画像の三角パッチおよび推定された三角パッチからアフィン変換係数を求め、
前記参照位置算出手段は、隠蔽領域の画素の座標値をアフィン変換にて変換して、対応の参照フレームの座標値を求めることを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記オブジェクト画像生成部は、
前記隠蔽領域補完部にて補完された隣接するフレームのオブジェクトのパッチの頂点の座標値から補間画像のオブジェクトのパッチの頂点の座標値を推定する頂点位置推定手段と、
該頂点位置推定手段にて推定した補間画像のパッチと基準となる所定の多角形とから補間画像のパッチの形状変形の変換係数を求め、かつ参照フレームのパッチと基準となる所定の多角形とから形状変形の変換係数を求める第1の変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段にて求めた変換係数にて参照画像のパッチおよびそのパッチと輪郭との間の領域を正規化する正規化手段と、
該正規化手段にて正規化したパッチおよび輪郭との間の領域からそれぞれのパッチの辺から輪郭までの距離を求め、その結果から補間画像でのパッチと輪郭との間の距離を推定する輪郭距離推定手段と、
該輪郭距離推定手段にて推定した輪郭距離と正規化された補間画像の三角パッチとを前記第1の変換係数算出にて求めた変換係数にて変換して実際のフレームでの三角パッチと輪郭の座標値に変換する変換手段と、
隣接フレームのパッチと補間画像のパッチとから形状変形の変換係数を算出する第2の変換係数算出手段と、
該第2の変換係数算出手段にて求めた変換係数を用いて隣接するフレームの画像と補間画像のそれぞれの画素とを対応付け、その結果に基づいて補間画像の画素値を隣接するフレームの画素値から推定して補間画像のテクスチャを推定するテクスチャ推定手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項9に記載の装置において、
前記第1の変換係数算出手段は、三角形のパッチにて分割した画像のパッチと基準となる直角二等辺三角形とからアフィン変換係数をそれぞれ求め、
前記正規化手段は、第1の変換係数算出手段にて求めたアフィン変換係数にて参照画像のパッチおよび輪郭との間の領域をアフィン変換により正規化し、
前記第2の変換係数算出手段は、それぞれ画像の三角形のパッチからアフィン変換係数を求め、
前記テクスチャ推定手段は、第2の変換係数算出手段にて求めたアフィン変換係数を用いて補間画像の画素の座標値をアフィン変換して隣接フレームの対応の座標値を求めることを特徴とする補間画像生成装置。 - 動画像を表わす複数のフレームからそれらの間の補間フレームをそれぞれ形成する補間画像生成装置において、該装置は、
複数のオブジェクトを含むフレームの中からそれぞれのオブジェクトを検出するオブジェクト検出部と、
該オブジェクト検出部にて検出したオブジェクトを多角形の領域に分割し、他のオブジェクトに隠れた隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を他のフレームのパッチ群の頂点の座標値から推定する頂点位置推定部と、
該頂点位置推定部からの座標値に基づいて隠蔽領域の範囲を推定する隠蔽領域推定部と、
前記オブジェクト検出部にて検出したそれぞれのオブジェクトを前記隠蔽領域推定部にて推定した隠蔽領域を含む輪郭形状として表わす輪郭データ生成部と、
該隠蔽領域補完部にて補完したオブジェクト画像に基づいて補間フレームのそれぞれのオブジェクト画像を生成するオブジェクト画像生成部と、
該オブジェクト画像生成手段からのそれぞれのオブジェクト画像を合成して補間フレームを生成する補間画像合成部とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項11に記載の装置において、前記頂点位置推定部は、
対象となるオブジェクトに隠蔽領域があるか否かをそのオブジェクトを多角形のパッチに分割した際のパッチのそれぞれの頂点の座標値から判定する判定手段と、
オブジェクトに隠蔽領域がある場合にその隠蔽領域に対応するパッチの座標値が定義された他のフレームのパッチを検出する参照パッチ検出手段と、
隠蔽領域のパッチの近辺に存在するパッチとこれに対応する他のフレームのパッチとから形状変換係数を求める変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段からの変換係数にて前記参照パッチ検出手段にて検出した他のフレームのパッチを変換して隠蔽領域のパッチの座標値を推定する座標値推定部とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項12に記載の装置において、前記変換係数算出手段は、それぞれ三角形のパッチに分割された隠蔽領域の近辺のパッチとこれに対応する他のフレームのパッチとからアフィン変換係数を求めることを特徴とする補間画像生成装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記隠蔽領域推定部は、
隠蔽領域を含むフレームに隣接して隠蔽領域を含まない少なくとも2個のフレームを検出する参照フレーム検出手段と、
該参照フレーム検出手段にて検出したフレームのパッチと隠蔽領域を含むフレームのパッチとの間にて形状変形の変換係数を求める変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段にて求めた変換係数を用いて隠蔽領域の画素に対応する参照フレームの画素の位置を算出する参照画素位置算出手段と、
該算出手段にて算出された参照フレームの画素から対応の隠蔽領域の画素の値を求めて隠蔽領域のテクスチャを推定するテクスチャ推定部とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項14に記載の装置において、前記変換係数算出手段は、それぞれ三角形のパッチに分割された隠蔽領域のパッチとこれに対応する他のフレームの三角パッチとからアフィン変換係数を求めることを特徴とする補間画像生成装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記輪郭データ生成部は、
オブジェクトを多角形の領域で分割して、分割したパッチと基準となる所定の多角形との間で形状変形の変換係数を求める変換係数算出手段と、
分割したパッチ内部およびパッチとオブジェクトの輪郭との間の領域のそれぞれの座標値を前記変換係数算出手段にて求めた変換係数を用いて変換して正規化する正規化手段と、
該正規化手段にて変換したパッチの辺から垂直にオブジェクトの輪郭までの距離を算出する輪郭距離検出手段と、
該輪郭距離検出手段にて求めた値とパッチの頂点の座標値を用いて輪郭の形状を表わす輪郭データを形成する輪郭データ形成手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項16に記載の装置において、
前記変換係数算出手段は、オブジェクトを三角形のパッチにて分割し、分割した三角パッチと基準となる直角二等辺三角形との間にてアフィン変換係数を求め、
前記正規化手段は、三角パッチおよび輪郭との間の領域のそれぞれの座標値をアフィン変換して正規化することを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項11に記載の装置において、前記オブジェクト画像生成部は、
隣接するフレームのオブジェクトのパッチの頂点の座標値から補間画像のオブジェクトのパッチの頂点の座標値を推定する頂点位置推定手段と、
該頂点位置推定手段にて推定した補間画像のパッチと基準となる所定の多角形とから補間画像のパッチの形状変形の変換係数を求め、かつ参照フレームのパッチと基準となる所定の多角形とから形状変形の変換係数を求める第1の変換係数算出手段と、
該変換係数算出手段にて求めた変換係数にて参照画像のパッチおよびそのパッチと輪郭との間の領域を正規化する正規化手段と、
該正規化手段にて正規化したパッチおよび輪郭との間の領域からそれぞれのパッチの辺から輪郭までの距離を求め、その結果から補間画像でのパッチと輪郭との間の距離を推定する輪郭距離推定手段と、
隣接フレームのパッチと補間画像のパッチとから形状変形の変換係数を算出する第2の変換係数算出手段と、
該第2の変換係数算出手段にて求めた変換係数を用いて隣接するフレームの画像と補間画像のそれぞれの画素とを対応付け、その結果に基づいて補間画像の画素値を隣接するフレームの画素値から推定して補間画像のテクスチャを推定するテクスチャ推定手段とを含むことを特徴とする補間画像生成装置。 - 請求項18に記載の装置において、
前記第1の変換係数算出手段は、三角形のパッチにて分割した画像のパッチと基準となる直角二等辺三角形とからアフィン変換係数をそれぞれ求め、
前記正規化手段は、第1の変換係数算出手段にて求めたアフィン変換係数にて参照画像のパッチおよび輪郭との間の領域をアフィン変換により正規化し、
前記第2の変換係数算出手段は、それぞれ画像の三角形のパッチからアフィン変換係数を求め、
前記テクスチャ推定手段は、第2の変換係数算出手段にて求めたアフィン変換係数を用いて補間画像の画素の座標値をアフィン変換して隣接フレームの対応の座標値を求めることを特徴とする補間画像生成装置。 - 動画像のそれぞれのフレームのオブジェクトが他のオブジェクトに隠れた領域を有する場合、その隠蔽領域を検出する隠蔽領域推定方法において、該方法は、
オブジェクトを多角形のパッチに分割し、隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を他のフレームの対応するパッチの頂点の座標値から推定する第1の工程と、
該第1の工程にて推定した座標値に基づいて隠蔽領域の範囲を推定する第2の工程と、
該第2の工程にて推定された隠蔽領域のそれぞれの点の画素値を他のフレームの対応するパッチの画素値から予測する第3の工程とを含むことを特徴とする隠蔽領域推定方法。 - 請求項20に記載の方法において、前記第1の工程は、隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を他のフレームの対応する頂点の座標値から推定することを特徴とする隠蔽領域推定方法。
- 請求項20に記載の方法において、前記第1の工程は、
隠蔽領域のパッチの近辺に存在するパッチと、そのパッチに対応する他のフレームのパッチとから形状変形の変換係数を求める工程と、
他のフレームのパッチの頂点の座標値を求めた変換係数にて変換する工程と、
その結果に基づいて隠蔽領域のパッチの頂点の座標値を推定する工程とを含むことを特徴とする隠蔽領域推定方法。 - 請求項22に記載の方法において、前記第1の工程の変換係数は、三角形のパッチに分割されたオブジェクトのパッチから求めたアフィン変換係数であることを特徴とする隠蔽領域推定方法。
- 請求項20に記載の方法において、前記第2の工程は、
前記第1の工程にて推定した隠蔽領域のパッチおよび他のフレームの対応するパッチのそれぞれと基準となる所定の多角形とにて形状変換の変換係数を求める工程と、
その変換係数を用いて隠蔽領域のパッチおよび他のフレームのパッチを正規化する工程と、
正規化した他のフレームのパッチにてその辺から輪郭までの距離を算出する工程と、
該工程にて求めた結果から隠蔽領域にて正規化したパッチの辺から輪郭までの距離を推定する工程と、
正規化した隠蔽領域のパッチと画像上での隠蔽領域のパッチとから形状変形の変換係数を求める工程と、
該工程にて求めた変換係数にて正規化したパッチおよびその辺と輪郭との間の領域を形状変換して、隠蔽領域の形状を推定する工程とを含むことを特徴とする隠蔽領域推定方法。 - 請求項24に記載の方法において、前記第2の工程の正規化は、三角形のパッチに分割されたオブジェクトのパッチと直角二等辺三角形との間にて算出されたアフィン変換係数にてそれぞれのパッチをアフィン変換することを特徴とする隠蔽領域推定方法。
- 請求項24に記載の方法において、前記第2の工程の形状変換は、隠蔽領域の正規化された三角パッチと予測した三角パッチとから求めたアフィン変換係数を用いて、正規化したパッチおよび輪郭との間の領域をアフィン変換することを特徴とする隠蔽領域推定方法。
- 請求項20に記載の方法において、前記第3の工程は、
隠蔽領域のパッチの頂点の座標値と他のフレームの対応するパッチの頂点の座標値とから形状変形の変換係数を求める工程と、
該工程にて求めた変換係数を用いて隠蔽領域のパッチの画素と他のフレームの画素を対応付ける工程と、
該工程にて対応付けた他のフレームの画素の値に基づいて隠蔽領域のパッチおよび輪郭との間の領域の画素値を推定することを特徴とする隠蔽領域推定方法。 - 請求項27に記載の方法において、前記第3の工程は、隠蔽領域の三角パッチと他のフレームの三角パッチとからアフィン変換係数を求め、該変換係数にて隠蔽領域の画素の座標値をアフィン変換して他のフレームの対応の画素位置を求めることを特徴とする隠蔽領域推定方法。
- 請求項28に記載の隠蔽領域推定方法を用いて推定されたそれぞれのフレームの画像から動画像の補間フレームを生成する補間画像生成方法であって、該方法は、
隣接するフレームのオブジェクトのパッチの頂点の座標値から補間画像のオブジェクトのパッチの頂点の座標値を推定する第1の工程と、
該工程にて推定した補間画像のパッチと基準となる所定の多角形とから補間画像のパッチの形状変形の変換係数を求め、かつ参照フレームのパッチと基準となる所定の多角形とから形状変形の変換係数を求める第2の工程と、
該工程にて求めた変換係数にて参照画像のパッチおよびそのパッチと輪郭との間の領域を正規化する第3の工程と、
該工程にて正規化したパッチおよび輪郭との間の領域からそれぞれのパッチの辺から輪郭までの距離を求め、その結果から補間画像でのパッチと輪郭との間の距離を推定する第4の工程と、
隣接フレームのパッチと補間画像のパッチとから形状変形の変換係数を算出する第5の工程と、
該工程にて求めた変換係数を用いて隣接するフレームの画像と補間画像のそれぞれの画素とを対応付け、その結果に基づいて補間画像の画素値を隣接するフレームの画素値から推定して補間画像のテクスチャを推定する第6の工程を含むことを特徴とする補間画像生成方法。 - 請求項29に記載の補間画像生成方法において、該方法は、前記第1の工程ないし第6の工程にてそれぞれのオブジェクト毎に補間画像を生成し、それらオブジェクト画像を合成して補間フレームを生成することを特徴とする補間画像生成方法。
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