JP2006221221A - Generation of high resolution image using two or more low resolution image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の低解像度画像から高解像度画像を生成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for generating a high resolution image from a plurality of low resolution images.
デジタルビデオカメラで撮影された動画像は、動画像の1シーンをそれぞれ表現する複数のフレーム画像を含んでいる。従来から、複数のフレーム画像を用いて、フレーム画像よりも画素の密度の高い(すなわち解像度の高い)静止画像を生成する処理が知られている(例えば、特許文献1参照)。この処理は、「高解像度化処理」又は「高精細化処理」とも呼ばれている。 A moving image photographed by a digital video camera includes a plurality of frame images each representing one scene of the moving image. Conventionally, a process for generating a still image having a higher pixel density (that is, higher resolution) than a frame image using a plurality of frame images is known (see, for example, Patent Document 1). This processing is also called “high resolution processing” or “high definition processing”.
なお、本明細書において、「精細度が高い」という文言は、単に解像度(画素密度)が高いだけでなく、画像情報量が多いことを意味する。従って、例えば単純水増し処理によって解像度を2倍にした場合には、解像度は2倍になるが、精細度は変わらない。 In the present specification, the phrase “high definition” means that not only the resolution (pixel density) is high but also the amount of image information is large. Therefore, for example, when the resolution is doubled by the simple padding process, the resolution is doubled, but the definition is not changed.
この高解像度化処理では、複数のフレーム画像を合成することによって1枚の高解像度な画像を作成するので、より高精細な画像を得ることができる。しかし、フレーム画像内のうちで画像成分が平滑な画像領域(いわゆる低周波画像領域)では、高解像度化によって画像の精細度はそれほど大きく向上しない。逆に、平滑な画像領域では、高解像度化によってノイズが強調されてしまい、画質が劣化する場合もある。特に、動画はかなりのノイズを含んでいるので、複数のフレーム画像を合成することによって、平滑な画像領域のノイズが増大してしまうという問題が生じ易い傾向にある。 In this high resolution processing, a single high resolution image is created by combining a plurality of frame images, so that a higher definition image can be obtained. However, in an image region (so-called low-frequency image region) in which the image component is smooth in the frame image, the definition of the image is not greatly improved by increasing the resolution. On the other hand, in a smooth image area, noise is enhanced due to high resolution, and image quality may deteriorate. In particular, since a moving image includes a considerable amount of noise, there is a tendency that a problem that noise in a smooth image region increases by combining a plurality of frame images.
なお、このような問題は、動画像を用いて静止画像を生成する場合に限らず、一般に、複数の低解像度画像を用いて高解像度画像を生成する場合に共通する問題であった。 Such a problem is not limited to a case where a still image is generated using a moving image, but is generally a problem common to a case where a high resolution image is generated using a plurality of low resolution images.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、低解像度画像の合成による高解像度化に伴うノイズの増大を軽減しつつ、高精細な画像を得ることが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a technique capable of obtaining a high-definition image while reducing an increase in noise caused by a higher resolution by combining low-resolution images. The purpose is to do.
本発明による画像処理装置は、
参照画像を含む複数の低解像度画像を用いて1枚の高解像度画像を作成する画像処理装置であって、
前記参照画像を解析することによって、前記参照画像内のエッジを検出するエッジ検出部と、
前記複数の低解像度画像に基づいて、1枚の高解像度画像を作成するための高解像度化処理を実行する高解像度化処理部と、
を備え、
前記高解像度化処理は、前記複数の低解像度画像のうちの少なくとも1つをそれぞれ利用する高解像度化処理モードとして、高精細化効果が互いに異なる複数の高解像度化処理モードを有しており、
前記高解像度化処理部は、高解像度化処理の処理対象となっている処理位置のエッジ量の大きさに応じて、前記複数の高解像度化処理モードの中から1つの高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行する。
An image processing apparatus according to the present invention includes:
An image processing apparatus that creates a single high-resolution image using a plurality of low-resolution images including a reference image,
An edge detection unit that detects edges in the reference image by analyzing the reference image;
A high-resolution processing unit that executes a high-resolution processing for creating one high-resolution image based on the plurality of low-resolution images;
With
The high resolution processing has a plurality of high resolution processing modes having different high definition effects as high resolution processing modes each using at least one of the plurality of low resolution images.
The high-resolution processing unit uses one high-resolution processing mode from among the plurality of high-resolution processing modes according to the size of the edge amount of the processing position that is the processing target of the high-resolution processing. Select and execute high resolution.
高精細化効果の大きな処理モードでは、精細度は高くなるがノイズも強調してしまう傾向がある。逆に、高精細化効果の小さな処理モードでは、精細度はあまり高くない代わりにノイズもあまり強調されることが無い。ところで、エッジが大きな位置では画素値の変化が大きいので、高精細化の効果の大きな処理モードを選択的に使用すれば、高精細な画像を得ることができる。一方、エッジが小さな位置では画素値の変化が少ないので、異なる高解像度化処理モードによって実際に得られる精細度にはあまり大きな差異は生じない。また、エッジが小さな位置にノイズが含まれているときに高精細化効果の大きな処理モードで高解像度化すると、ノイズが強調されて却って画質が劣化してしまうおそれがある。本発明では、高精細化効果が互いに異なる複数の高解像度化処理モードを準備しておき、処理位置のエッジ量の大きさに応じてその中の1つを選択的に実行するので、低解像度画像の高解像度化に伴うノイズの増大を軽減しつつ、高精細な画像を得ることができる。 In a processing mode having a large high-definition effect, there is a tendency for noise to be emphasized although the definition becomes high. Conversely, in a processing mode with a small high-definition effect, the definition is not so high, but the noise is not so emphasized. By the way, since the change of the pixel value is large at the position where the edge is large, a high-definition image can be obtained by selectively using a processing mode which has a large effect of high-definition. On the other hand, since the change in the pixel value is small at the position where the edge is small, there is no great difference in the resolution actually obtained by the different high resolution processing modes. In addition, if the resolution is increased in a processing mode having a high definition effect when noise is included at a position where the edge is small, the noise may be emphasized and the image quality may be deteriorated. In the present invention, a plurality of high resolution processing modes having different high definition effects are prepared, and one of them is selectively executed according to the size of the edge amount at the processing position. A high-definition image can be obtained while reducing an increase in noise accompanying the increase in resolution of the image.
前記複数の高解像度化処理モードは、
前記複数の低解像度画像を合成することによって前記高解像度画像を作成する合成高解像度化処理モードと、
前記参照画像のみを用いて、前記参照画像の解像度を高める単純高解像度化処理とシャープネス強調処理とを実行するシャープネス強調高解像度化処理モードと、
前記参照画像のみを用いて、前記参照画像の解像度を高める単純高解像度化処理とノイズ除去処理とを実行するノイズ除去高解像度化処理モードと、
を有し、
前記高解像度化処理部は、
(i)エッジ量が大きな位置では前記合成高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行し、
(ii)エッジ量が中程度の位置では前記シャープネス強調高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行し、
(iii)エッジ量が小さな位置では前記ノイズ除去高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行するようにしてもよい。
The plurality of high resolution processing modes are:
A combined high-resolution processing mode for creating the high-resolution image by combining the plurality of low-resolution images;
A sharpness-enhancing and high-resolution processing mode for executing a simple high-resolution process and a sharpness-enhancing process for increasing the resolution of the reference image using only the reference image;
A noise removal and high resolution processing mode for performing simple high resolution processing and noise removal processing for increasing the resolution of the reference image using only the reference image;
Have
The high resolution processing unit
(I) Select and execute high resolution in the composite high resolution processing mode at a position where the edge amount is large,
(Ii) In the position where the edge amount is medium, the high resolution is selected and executed by the sharpness enhancement high resolution processing mode;
(Iii) In a position where the edge amount is small, high resolution in the noise removal high resolution processing mode may be selected and executed.
この構成によれば、エッジ量が大きな位置では高精細な画像を得ることができ、エッジ量が小さな位置ではノイズの小さな画像を得ることができ、エッジ量が中程度の位置では精細度及びノイズ量の双方において中間的な画像を得ることができる。従って、精細度とノイズのバランスが良好な高解像度画像を得ることができる。 According to this configuration, a high-definition image can be obtained at a position where the edge amount is large, a low-noise image can be obtained at a position where the edge amount is small, and the definition and noise can be obtained at a position where the edge amount is medium. An intermediate image can be obtained in both quantities. Therefore, it is possible to obtain a high-resolution image with a good balance between definition and noise.
前記シャープネス高解像度化処理モードでは、シャープネス強調処理の強さはエッジ量が大きいほど大きく設定されるようにしてもよい。 In the sharpness high-resolution processing mode, the strength of the sharpness enhancement processing may be set larger as the edge amount is larger.
シャープネス強調処理の強さが高いほど、精細度は高くなり、ノイズは強調され難くなる傾向にある。従って、この構成によれば、精細度とノイズのバランスがさらに良好な高解像度画像を得ることができる。 The higher the strength of the sharpness enhancement processing, the higher the definition, and the noise tends to be less emphasized. Therefore, according to this configuration, it is possible to obtain a high-resolution image with a better balance between definition and noise.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像処理方法および装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, an image processing method and apparatus, a computer program for realizing the function of the method or apparatus, a recording medium on which the computer program is recorded, It can be realized in the form of a data signal including the computer program and embodied in a carrier wave.
次に、この発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.実施例:
B.合成高解像度化処理の詳細:
C.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Example:
B. Details of composite high-resolution processing:
C. Variations:
A.実施例:
図1は、本発明の一実施例としての画像処理システムの構成を示すブロック図である。この画像処理システム800は、プリンタ500と、デジタルビデオカメラ300とを有している。プリンタ500は、データ処理部100と、印刷実行部700(印刷機構)と、を有している。図示は省略しているが、プリンタ500は、画像や操作ガイダンスを表示するための表示部と、ユーザがプリンタ500の動作を指定するための操作部と、を備えている。動画の中から高解像度化のために使用する複数のフレームを選択する操作は、これらの表示部や操作部を用いて行われる。
A. Example:
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing system as an embodiment of the present invention. The
データ処理部100は、ビデオカメラ300から動画像を受け取り、高解像度化処理(後述)を行って高解像度画像を生成するとともに、その印刷データを生成する。印刷実行部700は、この印刷データを受け取って印刷を行う。印刷実行部700としては、インクジェット印刷機構や、熱転写印刷機構等の、周知の種々の印刷機構を採用することができる。
The
図2は、データ処理部100の内部構成を示すブロック図である。データ処理部100は、エッジ検出部420と、複数のラインバッファ430と、高解像度化処理部440と、印刷データ生成部450と、動きベクトル検出部460を備えている。エッジ検出部420と、高解像度化処理部440と、印刷データ生成部450と、動きベクトル検出部460の機能は、図示しないCPUがコンピュータプログラムを実行することによって実現されている。従って、これらの各部を「プログラムモジュール」、あるいは、単に「モジュール」と呼ぶことも可能である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
本実施例では、3枚のフレーム画像Iimg1〜3(以下、「入力画像」と呼ぶ)を用いて1枚の高解像度画像Oimgを生成し、その印刷を実行する。3枚の入力画像Iimg1〜3は、動画像の中から選択されたものであり、ここでは所定の時間間隔Δtだけ離れた3枚のフレーム画像が選択されている。但し、入力画像の枚数や時間間隔は任意に設定することが可能である。 In the present embodiment, one high-resolution image Oimg is generated using three frame images Iimg1 to 3 (hereinafter referred to as “input images”), and printing is executed. The three input images Iimg1 to 3 are selected from the moving images. Here, three frame images separated by a predetermined time interval Δt are selected. However, the number of input images and the time interval can be arbitrarily set.
3枚の入力画像Iimg1〜3のうちの中央の画像Iimg2は、参照入力画像Rimg(「参照画像」とも呼ぶ)として利用される。後述するように、参照入力画像Rimgは、種々の目的のために使用される。すなわち、(i)エッジ検出の対象となり、また、(ii)単純高解像度化処理の元画像として使用される。なお、参照入力画像Rimgとしては、複数の入力画像Iimgの中の任意の画像を選択することが可能である。 The central image Iimg2 of the three input images Iimg1 to 3 is used as a reference input image Rimg (also referred to as “reference image”). As will be described later, the reference input image Rimg is used for various purposes. That is, (i) it becomes an object of edge detection, and (ii) it is used as an original image for simple high resolution processing. As the reference input image Rimg, it is possible to select any image from among the plurality of input images Iimg.
ラインバッファ430は、エッジ検出処理のために、参照入力画像Rimgの3ラインLi-1,Li,Li+1(iはライン番号)の画像データを保持するバッファである。エッジ検出部420は、これらの3ライン分の画像データからエッジの有無を検出する(詳細は後述)。
The
高解像度化処理部440は、ノイズ除去高解像度化処理部441と、シャープネス強調高解像度化処理部443と、合成高解像度化処理部444とを含んでいる。ノイズ除去高解像度化処理部441は、参照入力画像Rimgのみを用いて単純高解像度化とノイズ除去処理とを実行する。一方、シャープネス強調高解像度化処理部443は、参照入力画像Rimgのみを用いて単純高解像度化とシャープネス強調処理とを実行する。合成高解像度化処理部444は、3枚の入力画像Iimg1〜3を合成することによって高解像度化を実行する。本明細書では、ノイズ除去高解像度化処理部441による処理を「ノイズ除去高解像度化モード」と呼び、シャープネス強調高解像度化処理部443による処理を「シャープネス処理高解像度化モード」と呼び、合成高解像度化処理部444による処理を「合成高解像度化モード」と呼ぶ。高解像度化処理部440は、エッジ検出の結果に応じて、ノイズ除去高解像度化モードとシャープネス強調高解像度化モードと合成高解像度化モードとのうちの1つを選択して実行する。本実施例では、高解像度化は、処理対象となる1ラインLi 毎に行われる。
The high
高解像度化によって作成された高解像度画像Oimgは、印刷データ生成部450に供給される。印刷データ生成部450は、高解像度画像Oimgの印刷データを生成し、印刷実行部700(図1)に供給して印刷を実行させる。
The high-resolution image Oimg created by the high resolution is supplied to the print
図3は、低解像度画像と高解像度画像の画素位置の関係の一例を示す説明図である。図3において低解像度画像の画素位置を○印で示し、高解像度画像の画素位置を×印で示す。この例では、高解像度画像の画素ピッチPhighは、低解像度画像の画素ピッチPlow の半分である。すなわち、高解像度画像は、低解像度画像の2倍の解像度(すなわち2倍の画素密度)を有している。また、高解像度画像の画素位置は、低解像度画像の画素位置から高解像度画素ピッチPhighの1/2だけ水平方向及び垂直方向にずれている。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a relationship between pixel positions of a low resolution image and a high resolution image. In FIG. 3, the pixel position of the low-resolution image is indicated by a circle, and the pixel position of the high-resolution image is indicated by a cross. In this example, the pixel pitch Phigh of the high resolution image is half of the pixel pitch Plow of the low resolution image. That is, the high resolution image has twice the resolution (that is, twice the pixel density) of the low resolution image. The pixel position of the high resolution image is shifted from the pixel position of the low resolution image in the horizontal direction and the vertical direction by 1/2 of the high resolution pixel pitch Phigh.
図3において、破線で示す枠は、各低解像度画素に対応付けられた4つの高解像度画素の範囲を示している。単純高解像度化においては、1つの低解像度画像の画素値が、この破線内の4つの高解像度画素にコピーされる。すなわち、この破線内の高解像度画素の画素値は、低解像度画素の画素値と同一に設定される。従って、この単純高解像度化では、解像度は高くなるが精細度は変わらない。但し、単純高解像度化処理において、バイリニア法等による補間演算を用いて高解像度画素の画素値を算出してもよい。高解像度化の際に補間演算を利用すると、精細度も若干向上する。ノイズ除去高解像度化処理では、単純高解像度化とともに、ノイズ除去処理が実行される。ノイズ除去処理を行うと、精細度は低下する。また、シャープネス強調高解像度化処理では、単純高解像度化とともに、シャープネス強調処理が実行される。シャープネス強調処理を行うと精細度は向上する。一方、合成高解像度化処理では、参照入力画像Rimgのみでなく、複数の入力画像Iimg1〜3を共に使用して高解像度画素の画素値が算出される(詳細は後述)。従って、合成高解像度化処理では、解像度のみでなく精細度も向上する。高精細化の効果は、合成高解像度化処理が最も大きく、ノイズ除去高解像度化処理が最も小さく、シャープネス強調高解像度化はこれらの中間である。 In FIG. 3, a frame indicated by a broken line indicates a range of four high-resolution pixels associated with each low-resolution pixel. In the simple high resolution, the pixel value of one low resolution image is copied to the four high resolution pixels in the broken line. That is, the pixel value of the high resolution pixel in the broken line is set to be the same as the pixel value of the low resolution pixel. Therefore, with this simple high resolution, the resolution is increased, but the definition is not changed. However, in the simple high resolution processing, the pixel value of the high resolution pixel may be calculated using an interpolation calculation by a bilinear method or the like. When interpolation is used for higher resolution, the definition is slightly improved. In the noise removal high resolution processing, noise removal processing is executed along with simple high resolution. When the noise removal process is performed, the definition decreases. Further, in the sharpness enhancement high resolution processing, sharpness enhancement processing is executed along with simple high resolution. When sharpness enhancement processing is performed, the definition is improved. On the other hand, in the composite high-resolution processing, pixel values of high-resolution pixels are calculated using not only the reference input image Rimg but also a plurality of input images Iimg1 to 3 (details will be described later). Therefore, in the composite high resolution processing, not only the resolution but also the definition is improved. The effect of high definition is the highest in the combined high resolution processing, the smallest in the noise removal high resolution processing, and the sharpness-enhanced high resolution is between these.
図4は、低解像度画像と高解像度画像の画素位置の関係の他の例を示す説明図である。この例では、高解像度画像内の1/4の画素の位置は、低解像度画像の画素の位置と一致している。低解像度画像と高解像度画像の画素位置の関係としては、図3及び図4に示したもの以外の種々のものを採用することも可能である。但し、以下に説明する実施例では、図3に示した位置関係を使用している。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating another example of the relationship between the pixel positions of the low resolution image and the high resolution image. In this example, the position of the quarter pixel in the high resolution image matches the position of the pixel in the low resolution image. As the relationship between the pixel positions of the low-resolution image and the high-resolution image, various things other than those shown in FIGS. 3 and 4 can be adopted. However, in the embodiment described below, the positional relationship shown in FIG. 3 is used.
なお、一般に、高解像度画像の画素ピッチPhighは、低解像度画像の画素ピッチPlow の1/M倍(Mは1より大きな任意の値)に設定可能である。但し、Mは2以上に設定することが好ましく、本実施例では、M=2に設定されている。 In general, the pixel pitch Phigh of the high resolution image can be set to 1 / M times the pixel pitch Plow of the low resolution image (M is an arbitrary value larger than 1). However, M is preferably set to 2 or more, and in this embodiment, M = 2.
図5は、本実施例における高解像度化処理の全体手順を示すフローチャートである。ステップS40では、各種の初期化が行われる。この際、高解像度化処理の対象ラインを示す対象ライン番号Nlineと、対象画素を示す対象画素番号Npix も0に初期化される。対象ラインNlineと対象画素Npixは、参照画像Rimg内のライン及び画素(低解像度画素)を示している。 FIG. 5 is a flowchart showing the overall procedure of the resolution enhancement processing in this embodiment. In step S40, various initializations are performed. At this time, the target line number Nline indicating the target line of the resolution enhancement process and the target pixel number Npix indicating the target pixel are also initialized to zero. The target line Nline and the target pixel Npix indicate lines and pixels (low resolution pixels) in the reference image Rimg.
ステップS41では、動きベクトル検出部460によって、各入力画像Iimgの動きベクトル(相対移動量)が算出される。この動きベクトルは、参照入力画像Rimgの全体と、他の入力画像(Iimg1又はIimg3)の全体と、の相対的な位置を表すベクトルである。従って、入力画像が3枚のときは、2つの動きベクトルが得られる。これらの動きベクトルは、合成高解像度化処理の際に利用される。なお、一般に、入力画像Iimgの数が、参照入力画像Rimgを含めてN+1個(Nは1以上の整数)のときには、N個の動きベクトルが算出される。
In step S41, the motion
ステップS42では、対象ラインNlineを中心とした3ライン分の画像データが、参照入力画像Rimgから選択されてラインバッファ430(図2)に入力される。なお、Nline=0が画像領域の上端ラインを示すものとすると、Nline=0のときには対象ラインNline(=Li)の手前のラインLi-1は現実には存在しない。この場合には、ラインLi-1の画像データとして、対象ラインNline(=Li)の画像データをコピーして使用してもよい。あるいは、ステップS42以降の処理を、Nline=1から開始するようにしてもよい。対象画素Npixに関しても同様である。 In step S42, image data for three lines centered on the target line Nline is selected from the reference input image Rimg and input to the line buffer 430 (FIG. 2). If Nline = 0 indicates the upper end line of the image area, when Nline = 0, the line Li-1 before the target line Nline (= Li) does not actually exist. In this case, the image data of the target line Nline (= Li) may be copied and used as the image data of the line Li-1. Or you may make it start the process after step S42 from Nline = 1. The same applies to the target pixel Npix.
ステップS43では、エッジ検出部420がラインバッファ430内の画像データを用いて、参照画像Rimg内の対象画素Npixのエッジを検出する。図6は、エッジ検出の方法を示す説明図である。図6(A)は、x方向とy方向のエッジ検出用の1次微分フィルタFLx,FLyを示している。図6(B)は、x方向とy方向のエッジ検出用のソーベルフィルタFLx,FLyを示している。本実施例では、1次微分フィルタFLx,FLyを用いている。但し、エッジ検出用フィルタ(「エッジ量算出用フィルタ」とも呼ぶ)としては、これら以外の任意のフィルタを用いることが可能であり、例えば2次微分フィルタを用いることも可能である。
In step S43, the
2つの1次微分フィルタFLx,FLyを用いて対象画素Npixにフィルタ処理を行うことによって、対象画素Npixのx方向のエッジ量成分Edxとy方向のエッジ量成分Edyとを算出することができる。対象画素Npixのエッジ量Ed及びエッジ方向θは、例えば図6(C)に示した式に従って算出することができる。このエッジ量Edは、x方向のエッジ量成分Edyとy方向のエッジ量成分Edyとを総合したエッジ量(「総合エッジ量」とも呼ぶ)である。この例のように、エッジの検出(エッジ量の判定)に用いるエッジ量としては、2つの方向のエッジ量成分を含む総合エッジ量を使用することが好ましい。なお、例えばラプラシアンフィルタを用いて得られるエッジ量は、総合エッジ量の一種と考えることが可能である。 By performing filter processing on the target pixel Npix using the two first-order differential filters FLx and FLy, the edge amount component Edx in the x direction and the edge amount component Edy in the y direction of the target pixel Npix can be calculated. The edge amount Ed and the edge direction θ of the target pixel Npix can be calculated, for example, according to the equation shown in FIG. This edge amount Ed is an edge amount (also referred to as “total edge amount”) obtained by combining the edge amount component Edy in the x direction and the edge amount component Edy in the y direction. As in this example, as the edge amount used for edge detection (edge amount determination), it is preferable to use a total edge amount including edge amount components in two directions. For example, the edge amount obtained using a Laplacian filter can be considered as a kind of total edge amount.
エッジ量の判定は、エッジ量Edと所定の閾値Eth1,Eth2との比較によって行われる。すなわち、エッジ量Edが第1の閾値Eth1以下のときにはエッジ量は小であると判定され、2つの閾値Eth1,Eth2の間にあるときにはエッジ量は中程度であると判定され、第2の閾値Eth2以上のときにはエッジ量が大であるものと判定される。 The determination of the edge amount is performed by comparing the edge amount Ed with predetermined thresholds Eth1 and Eth2. That is, when the edge amount Ed is equal to or smaller than the first threshold value Eth1, the edge amount is determined to be small, and when the edge amount Ed is between the two threshold values Eth1, Eth2, the edge amount is determined to be medium, and the second threshold value is determined. When it is greater than Eth2, it is determined that the edge amount is large.
図5のステップS44において、対象画素のエッジが小であると判断された場合には、ステップS45aにおいてノイズ除去高解像度化処理部441が高解像度化処理を実行し、対象画素に対応付けられた複数の高解像度画素(図3において破線で囲まれた4つの高解像度画素)の画素値を算出する。具体的には、まず、参照入力画像Rimgに単純高解像度化処理を行って解像度を2倍にし、その後、ノイズ除去処理を実行する。単純高解像度化処理は、例えば、低解像度画像の画素値を4つの高解像度画素にコピーすることによって実現される。画素値のコピーの代わりに、高解像度画素に近接する複数の低解像度画素の画素値を補間することによって高解像度画素の画素値を決定してもよい。すなわち、単純高解像度化処理では、参照入力画像Rimgのみを用い、1つ以上の最近接画素を参照して各高解像度画素の画素値を生成することができる。ノイズ除去処理としては、例えば平滑化処理を利用することができる。なお、単純高解像度化処理とノイズ除去処理の順番を逆してもよい。
If it is determined in step S44 of FIG. 5 that the edge of the target pixel is small, the noise removal and high
エッジ量が小である滑らかな画像部分は、多くのノイズを含んでいる傾向にある。従って、エッジ量が小さい位置においてノイズ除去処理を行うようにすれば、ノイズの少ない滑らかな高解像度画像を得ることができる。 A smooth image portion having a small edge amount tends to include a lot of noise. Therefore, if noise removal processing is performed at a position where the edge amount is small, a smooth high-resolution image with little noise can be obtained.
ステップS44において対象画素のエッジ量が中程度であると判断された場合には、ステップS45bにおいてシャープネス強調高解像度化処理部443が高解像度化処理を実行する。具体的には、まず、参照入力画像Rimgに単純高解像度化処理を行って解像度を2倍にし、その後、シャープネス強調処理を実行する。シャープネス強調処理としては、例えばアンシャープマスクを用いた処理を利用することができる。なお、単純高解像度化処理とシャープネス強調処理の順番を逆してもよい。
If it is determined in step S44 that the edge amount of the target pixel is medium, the sharpness enhancement high
アンシャープマスクを用いたシャープネス強調処理は以下の式で表される。
S’=S+k(S−U)
ここで、S’はシャープネス強調処理後の画素値、Sは元の画素値、Uはアンシャープ処理(平滑化処理)後の画素値、kは係数である。
Sharpness enhancement processing using an unsharp mask is expressed by the following equation.
S ′ = S + k (S−U)
Here, S ′ is a pixel value after sharpness enhancement processing, S is an original pixel value, U is a pixel value after unsharpening processing (smoothing processing), and k is a coefficient.
シャープネス強調処理の強さは、例えば上式の係数kを変更することによって調整することが可能である。シャープネス強調処理の強さを、エッジ量の大きさに応じて調整するようにしても良い。例えば、エッジ量が中程度の範囲(Eth1〜Eth2の範囲)をさらにいくつかのレベル(例えば3〜5個のレベル)に区分し、そのエッジ量のレベルに適した係数kの値を予め設定しておくことができる。この場合には、エッジ量が大きいほどシャープネス強調処理の強さ(すなわち係数kの値)も大きくすることが好ましい。こうすることによって、エッジ量がより大きな位置では精細度をより高くすることができ、エッジ量がより小さな位置ではノイズをあまり強調しないようにすることができる。 The strength of the sharpness enhancement process can be adjusted, for example, by changing the coefficient k in the above equation. The strength of the sharpness enhancement process may be adjusted according to the size of the edge amount. For example, a medium edge amount range (Eth1 to Eth2 range) is further divided into several levels (eg, 3 to 5 levels), and a coefficient k suitable for the edge amount level is set in advance. Can be kept. In this case, it is preferable to increase the strength of sharpness enhancement processing (that is, the value of the coefficient k) as the edge amount increases. By doing so, the definition can be made higher at a position where the edge amount is larger, and noise can be hardly emphasized at a position where the edge amount is smaller.
ステップS44において対象画素のエッジ量が大きいと判断された場合には、ステップS45cにおいて、合成高解像度化処理部444が高解像度化処理を実行し、対象画素に対応付けられた複数の高解像度画素(図3において破線で囲まれた4つの高解像度画素)の画素値を算出する。この合成高解像度化処理では、参照入力画像Rimgのみでなく、複数の入力画像Iimg1〜3を共に使用して高解像度画素の画素値が算出される。なお、合成高解像度化処理の詳細についてはさらに後述する。
If it is determined in step S44 that the edge amount of the target pixel is large, in step S45c, the combined high
こうして作成された高解像度化画像の画素値は、高解像度化処理部440から印刷データ生成部450(図2)に順次供給される。
The pixel values of the resolution-enhanced image created in this way are sequentially supplied from the resolution-
図5のステップS47では、対象画素番号Npixが更新される。なお、対象画素が各ラインの終端に達した場合には、対象ライン番号Nlineも更新される。全画素の処理が完了していなければ、ステップS48からステップS42に戻り、ラインバッファ430内の画像データが必要に応じて更新されてステップS43〜S48の処理が繰り返される。
In step S47 of FIG. 5, the target pixel number Npix is updated. When the target pixel reaches the end of each line, the target line number Nline is also updated. If the processing for all the pixels has not been completed, the process returns from step S48 to step S42, the image data in the
このように、本実施例では、エッジ量が大きいと判定された画素位置では合成高解像度化処理を実行するので、画素値の変化が急峻な画像部分についてはより高精細な画像を得ることができる。一方、エッジ量が小さいと判定された画素位置では、ノイズ除去高解像度化処理を実行するので、画素値の変化が緩慢な画像部分についてはノイズを低減することができる。さらに、エッジ量が中程度と判定された画素位置では、シャープネス強調高解像度化処理を実行するので、鮮鋭度とノイズのバランスの良い画像を得ることができる。また、ノイズ除去高解像度化処理やシャープネス強調高解像度化処理は、合成高解像度化処理に比べて処理時間が短いので、全体の処理時間を短縮できるという利点もある。 As described above, in the present embodiment, since the synthetic high resolution processing is executed at the pixel position where the edge amount is determined to be large, a higher definition image can be obtained for the image portion where the pixel value changes sharply. it can. On the other hand, at the pixel position where the edge amount is determined to be small, the noise removal and high resolution processing is executed, so that noise can be reduced for the image portion where the change in pixel value is slow. Furthermore, since the sharpness-enhancing and high-resolution processing is executed at the pixel position where the edge amount is determined to be medium, an image with a good balance between sharpness and noise can be obtained. In addition, the noise removal high resolution processing and sharpness enhancement high resolution processing have an advantage that the overall processing time can be shortened because the processing time is shorter than the synthetic high resolution processing.
なお、上記実施例では、個々の低解像度画素毎に高解像度化処理モードの選択を行っていたが、この代わりに、各ライン毎に高解像度化処理モードの選択を行うようにしてもよい。例えば、参照入力画像Rimgの各ライン毎に、エッジ量の和に相関のあるエッジ量指標値(例えば、エッジ量の和や、エッジ量の自乗和など)を算出し、そのエッジ量指標値に応じてエッジ量の大きさを判断すれば、各ライン毎に高解像度化処理モードの選択を行うことが可能である。 In the above embodiment, the high resolution processing mode is selected for each individual low resolution pixel, but instead, the high resolution processing mode may be selected for each line. For example, for each line of the reference input image Rimg, an edge amount index value (for example, a sum of edge amounts or a square sum of edge amounts) having a correlation with the sum of edge amounts is calculated, and the edge amount index value is calculated. If the size of the edge amount is determined accordingly, it is possible to select the high resolution processing mode for each line.
B.合成高解像度化処理の詳細:
図7は、合成高解像度化処理部444の内部構成を示すブロック図である。合成高解像度化処理部444は、制御部210と、画像選択部215と、低解像度画像推定部220と、高解像度画像推定部230と、低解像度差分画像生成部240と、移動量算出部250と、高解像度差分画像生成部260と、出力高解像度画像更新部270と、を有している。これらの各構成要素の機能については後述する。
B. Details of composite high-resolution processing:
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of the composite high
図8は、合成高解像度化処理の内容を示す説明図である。図8の例では、3枚の入力画像Iimgから、1枚の高解像度な出力画像Oimgを生成している。以後、図中において、符号LR(Low Resolution)が付された画像は低解像度な画像を表し、符号HR(High Resolution)が付された画像は高解像度な画像を表すこととする。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the contents of the composite high resolution processing. In the example of FIG. 8, one high-resolution output image Oimg is generated from three input images Iimg. Hereinafter, in the figure, an image with a symbol LR (Low Resolution) represents a low resolution image, and an image with a symbol HR (High Resolution) represents a high resolution image.
図9は、合成高解像度化処理の手順を示すフローチャートである。ステップS110では、高解像度画像推定部230(図7)が、入力画像Iimgを用いて仮の出力画像Oimgを生成する。図8の例では、時系列に沿った順番が中央である参照入力画像Rimgを用いて仮の出力画像Oimgを生成する。具体的には、高解像度画像推定部230は、周知のバイリニア法を用いて、低解像度な参照入力画像Rimgから高解像度な仮の出力画像Oimgを生成する。
FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the composite high resolution processing. In step S110, the high resolution image estimation unit 230 (FIG. 7) generates a temporary output image Oimg using the input image Iimg. In the example of FIG. 8, the temporary output image Oimg is generated using the reference input image Rimg having the center in the order along the time series. Specifically, the high-resolution
なお、後述するように、最終的な出力画像Oimgは、仮の出力画像Oimgを修正することによって生成される。従って、仮の出力画像Oimgの生成方法としては、バイリニア法に限らず、種々の方法を採用することができる。例えば、ニアレストネイバ法を用いてもよい。 As will be described later, the final output image Oimg is generated by correcting the temporary output image Oimg. Therefore, the method for generating the temporary output image Oimg is not limited to the bilinear method, and various methods can be employed. For example, the nearest neighbor method may be used.
また、参照入力画像Rimgを他の規則に従って定めてもよい。例えば、時系列に沿った順番が先頭の入力画像Iimgを参照入力画像Rimgとして用いることとしてもよい。 Further, the reference input image Rimg may be determined according to other rules. For example, the first input image Iimg in the order along the time series may be used as the reference input image Rimg.
次のステップS120では、移動量算出部250(図7)が、各入力画像Iimgの相対移動量を算出する。この相対移動量は、ある入力画像Iimgの全体と、参照入力画像Rimgの全体と、の相対的な位置を表す値である。このような相対移動量(相対動き量とも呼ぶ)としては、例えば、入力画像Iimg全体の参照入力画像Rimg全体に対する動きベクトルを用いることができる。また、相対移動量としては、画像の平行移動を表す移動量に限らず、他の種々の動きを表す移動量を採用することができる。例えば、平行移動と回転移動とを含む動きを表す移動量を採用してもよい。いずれの場合も、相対移動量の算出方法としては、周知の種々の方法を採用することができる。例えば、各入力画像Iimgから特徴点を抽出し、特徴点の移動量を算出することによって相対移動量を算出する方法を採用することができる。 In the next step S120, the movement amount calculation unit 250 (FIG. 7) calculates the relative movement amount of each input image Iimg. This relative movement amount is a value representing a relative position between the entire input image Iimg and the entire reference input image Rimg. As such a relative movement amount (also referred to as a relative motion amount), for example, a motion vector of the entire input image Iimg relative to the entire reference input image Rimg can be used. The relative movement amount is not limited to the movement amount representing the parallel movement of the image, and other movement amounts representing various movements can be employed. For example, you may employ | adopt the movement amount showing the motion containing a parallel movement and a rotational movement. In either case, various known methods can be employed as a method for calculating the relative movement amount. For example, a method of calculating a relative movement amount by extracting a feature point from each input image Iimg and calculating a movement amount of the feature point can be employed.
なお、図5に示した処理手順ではステップS11において動きベクトル(相対移動量)が算出されている。従って、ステップS120では、その演算を再度行う必要は無く、ステップS11で得られた値をそのまま使用することができる。この場合には、ステップS120及び移動量算出部250を省略することができる。
In the processing procedure shown in FIG. 5, a motion vector (relative movement amount) is calculated in step S11. Therefore, in step S120, there is no need to perform the calculation again, and the value obtained in step S11 can be used as it is. In this case, step S120 and the movement
次のステップS130では、低解像度画像推定部220(図7)が、高解像度な仮の出力画像Oimgを用いて、低解像度な3枚の推定画像Eimgを生成する(詳細は後述)。これらの推定画像Eimgは、仮の出力画像Oimgと整合性のある入力画像を表している。換言すれば、これらの推定画像Eimgは、仮の出力画像Oimgが最適な画像であると仮定した場合に、各入力画像Iimgが有すべき画像を表している。ここで、各推定画像Eimgと各入力画像Iimgとは、一対一に対応付けられている。 In the next step S130, the low resolution image estimation unit 220 (FIG. 7) generates three low resolution estimated images Eimg using the high resolution temporary output image Oimg (details will be described later). These estimated images Eimg represent input images that are consistent with the temporary output image Oimg. In other words, these estimated images Eimg represent images that each input image Iimg should have, assuming that the temporary output image Oimg is an optimal image. Here, each estimated image Eimg and each input image Iimg are associated one to one.
具体的には、ステップS130において、低解像度画像推定部220は、仮の出力画像Oimgと、各相対移動量と、を用いて、各推定画像Eimgを生成する。図8の例では、低解像度画像推定部220は、仮の出力画像Oimgに対してぼかし処理を行い、さらに、相対移動量に従って画像を移動させ、低解像度化処理を実行することによって、推定画像Eimgを生成する。ぼかし処理(平滑化処理)としては、周知の種々の処理を採用することができる。画像の移動処理では、仮の出力画像Oimgが、各入力画像Iimgと重なるように移動される。また、低解像度化処理としては、周知の種々の処理を採用することができる。例えば、バイリニア法やニアレストネイバ法等の補間処理を採用することができる。また、各推定画像Eimgの画素位置が、仮の出力画像Oimgの画素位置と重なっている場合には、単純に画素を間引く処理を採用してもよい。
Specifically, in step S130, the low resolution
次のステップS140では、低解像度差分画像生成部240(図7)が、3枚の入力画像Iimgと3枚の推定画像Eimgとを用いて、各入力画像Iimg毎の低解像度差分画像LDimgを生成する。この低解像度差分画像LDimgの各画素値は、入力画像Iimgと推定画像Eimgとの同じ画素位置における画素値の差分(=Eimg−Iimg)に設定される。この低解像度差分画像LDimgの意味は、以下のように説明できる。仮の出力画像Oimgと、各入力画像Iimgと、の関係が理想的な状態の場合、すなわち、仮の出力画像Oimgと、各入力画像Iimgと、が、位置(相対移動量)のみが異なる同じ画像を表す場合には、各低解像度差分画像LDimgの各画素値はゼロに近い値となる。一方、仮の出力画像Oimgと理想的な出力画像との間の差異が大きい場合、すなわち、仮の出力画像Oimgと各入力画像Iimgとの間の差異が大きい場合には、その差異によって、各低解像度差分画像LDimgの画素値がゼロから離れることとなる。このように、低解像度差分画像LDimgの画素値のゼロからのズレの大きさは、仮の出力画像Oimgと理想的な出力画像との違いの大きさを意味することになる。従って、低解像度差分画像LDimgの画素値を仮の出力画像Oimgにフィードバックさせれば、仮の出力画像Oimgを理想的な出力画像に近づけることが可能となる。 In the next step S140, the low resolution difference image generation unit 240 (FIG. 7) generates a low resolution difference image LDimg for each input image Iimg using the three input images Iimg and the three estimated images Eimg. To do. Each pixel value of the low resolution difference image LDimg is set to a difference (= Eimg−Iimg) of pixel values at the same pixel position between the input image Iimg and the estimated image Eimg. The meaning of this low resolution difference image LDimg can be explained as follows. When the relationship between the temporary output image Oimg and each input image Iimg is in an ideal state, that is, the temporary output image Oimg and each input image Iimg are the same in only the position (relative movement amount). In the case of representing an image, each pixel value of each low resolution difference image LDimg is a value close to zero. On the other hand, when the difference between the temporary output image Oimg and the ideal output image is large, that is, when the difference between the temporary output image Oimg and each input image Iimg is large, The pixel value of the low resolution difference image LDimg will depart from zero. Thus, the magnitude of the deviation of the pixel value of the low resolution difference image LDimg from zero means the magnitude of the difference between the temporary output image Oimg and the ideal output image. Therefore, if the pixel value of the low resolution difference image LDimg is fed back to the temporary output image Oimg, the temporary output image Oimg can be brought close to an ideal output image.
次のステップS150では、高解像度差分画像生成部260(図7)は、各低解像度差分画像LDimg毎に高解像度な差分画像HDimgを生成する。具体的には、高解像度差分画像生成部260は、低解像度差分画像LDimgに対して高解像度化処理を行い、さらに、シャープネス強調処理を行い、その後、推定相対移動量に従って画像を移動させることによって、各高解像度差分画像HDimgを生成する。高解像度化処理としては、周知の種々の処理を採用することができる。例えば、バイリニア法やニアレストネイバ法を採用することができる。シャープネス強調処理としては、周知の種々の処理を採用することができる。例えば、アンシャープマスクを利用した処理を採用してもよい。さらに、画像の移動処理は、高解像度差分画像HDimgが仮の出力画像Oimgと重なるように行われる。この際、各高解像度差分画像HDimgの各画素値は、仮の出力画像Oimgと同じ画素位置の画素値を表すように補正される。画素値を補正する処理としては、周知の種々の補間処理を採用することができる。
In the next step S150, the high resolution difference image generation unit 260 (FIG. 7) generates a high resolution difference image HDimg for each low resolution difference image LDimg. Specifically, the high-resolution difference
次のステップS160では、高解像度差分画像生成部260は、各高解像度差分画像HDimgを合成して1枚の合成済高解像度差分画像CHDimgを生成する。この合成済高解像度差分画像CHDimgの各画素値は、各高解像度差分画像HDimgの同じ画素位置の画素値の和に設定される。
In the next step S160, the high resolution difference
次のステップS170では、出力高解像度画像更新部270は、合成済高解像度差分画像CHDimgを仮の出力画像Oimgにフィードバックする。このフィードバックは、仮の出力画像Oimgの各画素値を、以下の式(1)に従って修正することによって行われる。
In the next step S170, the output high-resolution
更新後画素値 = 更新前画素値 + α×差分画素値 ...(1) Pixel value after update = Pixel value before update + α × Difference pixel value ... (1)
ここで、更新後画素値は、フィードバック後の仮の出力画像Oimgの画素値である。更新前画素値は、フィードバック前の仮の出力画像Oimgの画素値である。差分画素値は、合成済高解像度差分画像CHDimgの同じ画素位置の画素値である。αは、フィードバックの強度を表す係数である。この係数αは、フィードバックが過剰とならないように予め実験的に設定しておけばよい。なお、この係数αの正負は、負のフィードバックを実現するように決定される。本実施例では、差分画素値は、推定画像Eimgから入力画像Iimgを差し引いた値(Eimg−Iimg)から得られているので、係数αは、負の値である。 Here, the updated pixel value is the pixel value of the provisional output image Oimg after feedback. The pre-update pixel value is a pixel value of the temporary output image Oimg before feedback. The difference pixel value is a pixel value at the same pixel position in the combined high-resolution difference image CHDimg. α is a coefficient representing the strength of feedback. This coefficient α may be experimentally set in advance so that feedback does not become excessive. The sign α of the coefficient α is determined so as to realize negative feedback. In the present embodiment, the difference pixel value is obtained from a value obtained by subtracting the input image Iimg from the estimated image Eimg (Eimg−Iimg), and thus the coefficient α is a negative value.
以上の処理によって、仮の出力画像Oimgを入力画像Iimgにより適した画像に更新することが可能となる。ステップS170の後は、ステップS130に戻り、ステップS130〜S170の処理が繰り返し実行される。そして、合成済高解像度差分画像CHDimgの画素値が充分に小さくなった時点で、制御部210は、処理が収束したものと判断して、更新を完了する。こうして最終的に更新された出力画像Oimgは、最終的な出力画像Oimgとして利用される。
Through the above processing, the temporary output image Oimg can be updated to an image more suitable for the input image Iimg. After step S170, the process returns to step S130, and the processes of steps S130 to S170 are repeatedly executed. Then, when the pixel value of the combined high-resolution difference image CHDimg becomes sufficiently small, the
なお、この実施例では、ステップS130においてぼかし処理(平滑化処理)を実行しているので、低解像度差分画像LDimgにおいて、各入力画像Iimgの鮮鋭な部分の画素値の絶対値を平滑な部分の画素値の絶対値よりも大きくすることができる。さらに、ステップS150でシャープネス強調処理を実行しているので、高解像度差分画像HDimgにおいて、各入力画像Iimgの鮮鋭な部分を強調させることができる。その結果、更新後の仮の出力画像Oimgを、各入力画像Iimgと整合性のある鮮鋭な画像とすることができる。 In this embodiment, since the blurring process (smoothing process) is executed in step S130, the absolute value of the pixel value of the sharp part of each input image Iimg in the low resolution difference image LDimg is the smooth part. The absolute value of the pixel value can be made larger. Furthermore, since the sharpness enhancement process is executed in step S150, it is possible to emphasize a sharp portion of each input image Iimg in the high resolution difference image HDimg. As a result, the updated temporary output image Oimg can be a sharp image that is consistent with each input image Iimg.
なお、図8及び図9に示した合成高解像度化処理は、1枚の画像全体に対しても実行することができ、あるいは、1ライン毎に実行することも可能である。1ライン毎に実行する場合には、図8の各画像Eimg,LDimg,HDimg,CHDimg,Oimgとしては、処理対象とする1ライン分の画像が少なくとも生成される。 Note that the composite high resolution processing shown in FIGS. 8 and 9 can be executed for the entire image, or can be executed for each line. When the process is executed for each line, at least one line image to be processed is generated as each image Eimg, LDimg, HDimg, CHDimg, and Oimg in FIG.
ところで、図5で説明した高解像度化処理モードの選択は、前述したように各画素毎又は各ライン毎に実行することができる。各画素素毎に高解像度化処理モードの選択を行う場合には、例えば、図8及び図9に示した合成高解像度化処理を各ライン毎に実行し、その後、単純高解像度化処理を選択すべき画素に関しては、合成高解像度化処理で得られた画素値の代わりに単純高解像度化処理で得られた画素値を使用することによって、高解像度画像を生成することが可能である。 Incidentally, the selection of the high resolution processing mode described with reference to FIG. 5 can be executed for each pixel or for each line as described above. When selecting the high resolution processing mode for each pixel element, for example, the composite high resolution processing shown in FIGS. 8 and 9 is executed for each line, and then the simple high resolution processing is selected. With respect to the pixel to be used, it is possible to generate a high-resolution image by using the pixel value obtained by the simple high-resolution processing instead of the pixel value obtained by the synthetic high-resolution processing.
C.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
C1.変形例1:
上記実施例では、図5に示した3つの高解像度化処理を利用していたが、これら以外の種々の高解像度化処理を利用することも可能である。具体的には、例えば、図5のステップS45aにおいて、ノイズ除去高解像度化処理の代わりに単純高解像度化処理(ノイズ除去を行わない処理)を選択するようにしてもよい。また、ステップS45bにおいて、シャープネス強調高解像度化処理の代わりに、単純高解像度化処理(シャープネス強調を行わない処理)を選択するようにしてもよい。また、図5に示した3つの高解像度化処理に加えて、単純高解像度化処理も選択肢として追加するようにしてもよい。単純高解像度化処理は、高精細化効果とノイズの両方の観点において、ノイズ除去高解像度化処理とシャープネス強調高解像度化処理の中間的な効果を有している。
C1. Modification 1:
In the above embodiment, the three resolution enhancement processes shown in FIG. 5 are used. However, various resolution enhancement processes other than these can also be used. Specifically, for example, in step S45a in FIG. 5, a simple high resolution process (a process that does not perform noise removal) may be selected instead of the noise removal high resolution process. In step S45b, instead of the sharpness enhancement high resolution processing, simple high resolution processing (processing that does not perform sharpness enhancement) may be selected. Further, in addition to the three resolution enhancement processes shown in FIG. 5, a simple resolution enhancement process may be added as an option. The simple high-resolution processing has an intermediate effect between the noise removal high-resolution processing and the sharpness-enhanced high-resolution processing in terms of both the high definition effect and the noise.
これらの説明からも理解できるように、高解像度化処理モードとしては、複数の低解像度画像のうちの1つ以上を利用するものであって、高精細化の効果が異なる複数の処理モードを利用することが可能である。また、複数の高解像度化処理モードとしては、3つ以上を予め準備しておくことが好ましい。このようにすれば、得られた高解像度画像内において、各処理モードで処理された位置同士の境界が目立ち難くなるので、全体として画質を向上させることができる。 As can be understood from these explanations, as the high resolution processing mode, one or more of a plurality of low resolution images are used, and a plurality of processing modes having different high definition effects are used. Is possible. Also, it is preferable to prepare three or more resolution enhancement processing modes in advance. In this way, in the obtained high-resolution image, the boundary between the positions processed in each processing mode becomes inconspicuous, so that the image quality as a whole can be improved.
C2.変形例2:
合成高解像度化処理としては、図8及び図9に示したもの以外の種々の処理を採用することが可能である。例えば、他の合成高解像度化処理としては、各高解像度画素に近接した低解像度画素を3つの入力画像Iimg1〜3からそれぞれ1つずつ選択し、これらの3つの低解像度画素画素の画素値を補間することによって高解像度画素の画素値を求める方法を採用することができる。また、画素値の補間演算方法としては、例えばバイリニア法やバイキュービック法などの種々の方法を使用することが可能である。
C2. Modification 2:
Various processes other than those shown in FIGS. 8 and 9 can be employed as the composite high resolution process. For example, as another composite high resolution processing, low resolution pixels close to each high resolution pixel are selected one by one from the three input images Iimg1 to Iimg3, and the pixel values of these three low resolution pixel pixels are selected. A method of obtaining the pixel value of the high resolution pixel by interpolation can be employed. Also, as a pixel value interpolation calculation method, various methods such as a bilinear method and a bicubic method can be used.
C3.変形例3:
上記実施例においては、データ処理部100をプリンタ内に設けることとしたが、この代わりに、データ処理部100を、一般的なパーソナルコンピュータを用いて構成することとしてもよい。また、データ処理部100を、情報携帯端末や、携帯電話、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の他の種々の電子機器に実装することとしてもよい。
C3. Modification 3:
In the above embodiment, the
C4.変形例4:
上記各実施例では、動画像から高解像度な静止画像を生成することとしているが、この代わりに、複数枚の低解像度な静止画像から、高解像度な静止画像を生成することとしてもよい。
C4. Modification 4:
In each of the above embodiments, a high-resolution still image is generated from a moving image. Instead, a high-resolution still image may be generated from a plurality of low-resolution still images.
C5.変形例5:
上記各実施例において、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。
C5. Modification 5:
In each of the above embodiments, a part of the configuration realized by software may be replaced by hardware, and conversely, a part of the configuration realized by hardware may be replaced by software. .
100…データ処理部
210…制御部
215…画像選択部
220…低解像度画像推定部
230…高解像度画像推定部
240…低解像度差分画像生成部
250…移動量算出部
260…高解像度差分画像生成部
270…出力高解像度画像更新部
300…デジタルビデオカメラ
420…エッジ検出部
430…ラインバッファ
440…高解像度化処理部
441…ノイズ除去高解像度化処理部
443…シャープネス強調高解像度化処理部
444…合成高解像度化処理部
450…印刷データ生成部
460…動きベクトル検出部
500…プリンタ
700…印刷実行部
800…画像処理システム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記参照画像を解析することによって、前記参照画像内のエッジを検出するエッジ検出部と、
前記複数の低解像度画像に基づいて、1枚の高解像度画像を作成するための高解像度化処理を実行する高解像度化処理部と、
を備え、
前記高解像度化処理は、前記複数の低解像度画像のうちの少なくとも1つをそれぞれ利用する高解像度化処理モードとして、高精細化効果が互いに異なる複数の高解像度化処理モードを有しており、
前記高解像度化処理部は、高解像度化処理の処理対象となっている処理位置のエッジ量の大きさに応じて、前記複数の高解像度化処理モードの中から1つの高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行する、画像処理装置。 An image processing apparatus that creates a single high-resolution image using a plurality of low-resolution images including a reference image,
An edge detection unit that detects edges in the reference image by analyzing the reference image;
A high-resolution processing unit that executes a high-resolution processing for creating one high-resolution image based on the plurality of low-resolution images;
With
The high resolution processing has a plurality of high resolution processing modes having different high definition effects as high resolution processing modes each using at least one of the plurality of low resolution images.
The high-resolution processing unit uses one high-resolution processing mode from among the plurality of high-resolution processing modes according to the size of the edge amount of the processing position that is the processing target of the high-resolution processing. An image processing apparatus that selects and executes resolution enhancement.
前記複数の高解像度化処理モードは、
前記複数の低解像度画像を合成することによって前記高解像度画像を作成する合成高解像度化処理モードと、
前記参照画像のみを用いて、前記参照画像の解像度を高める単純高解像度化処理とシャープネス強調処理とを実行するシャープネス強調高解像度化処理モードと、
前記参照画像のみを用いて、前記参照画像の解像度を高める単純高解像度化処理とノイズ除去処理とを実行するノイズ除去高解像度化処理モードと、
を有し、
前記高解像度化処理部は、
(i)エッジ量が大きな位置では前記合成高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行し、
(ii)エッジ量が中程度の位置では前記シャープネス強調高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行し、
(iii)エッジ量が小さな位置では前記ノイズ除去高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行する、画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1,
The plurality of high resolution processing modes are:
A combined high-resolution processing mode for creating the high-resolution image by combining the plurality of low-resolution images;
A sharpness-enhancing and high-resolution processing mode for executing a simple high-resolution process and a sharpness-enhancing process for increasing the resolution of the reference image using only the reference image;
A noise removal and high resolution processing mode for performing simple high resolution processing and noise removal processing for increasing the resolution of the reference image using only the reference image;
Have
The high resolution processing unit
(I) Select and execute high resolution in the composite high resolution processing mode at a position where the edge amount is large,
(Ii) In the position where the edge amount is medium, the high resolution is selected and executed by the sharpness enhancement high resolution processing mode;
(Iii) An image processing apparatus that selects and executes high resolution in the noise removal high resolution processing mode at a position where the edge amount is small.
前記シャープネス高解像度化処理モードでは、シャープネス強調処理の強さはエッジ量が大きいほど大きく設定される、画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 2,
In the sharpness high-resolution processing mode, the strength of sharpness enhancement processing is set to be larger as the edge amount is larger.
(a)前記参照画像を解析することによって、前記参照画像内のエッジを検出する工程と、
(b)前記複数の低解像度画像に基づいて、1枚の高解像度画像を作成するための高解像度化処理を実行する工程と、
を備え、
前記高解像度化処理は、前記複数の低解像度画像のうちの少なくとも1つをそれぞれ利用する高解像度化処理モードとして、高精細化効果が互いに異なる複数の高解像度化処理モードを有しており、
前記工程(b)は、高解像度化処理の処理対象となっている処理位置のエッジ量の大きさに応じて、前記複数の高解像度化処理モードの中から1つの高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行する工程を含む、画像処理方法。 An image processing method for creating a single high-resolution image using a plurality of low-resolution images including a reference image,
(A) detecting an edge in the reference image by analyzing the reference image;
(B) executing a high resolution process for creating one high resolution image based on the plurality of low resolution images;
With
The high resolution processing has a plurality of high resolution processing modes having different high definition effects as high resolution processing modes each using at least one of the plurality of low resolution images.
In the step (b), a high resolution processing mode is selected from the plurality of high resolution processing modes according to the size of the edge amount of the processing position that is the processing target of the high resolution processing. An image processing method including a step of selecting and executing resolution.
前記参照画像を解析することによって、前記参照画像内のエッジを検出するエッジ検出機能と、
前記複数の低解像度画像に基づいて、1枚の高解像度画像を作成するための高解像度化処理を実行する高解像度化処理機能と、
をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムを含み、
前記高解像度化処理は、前記複数の低解像度画像のうちの少なくとも1つをそれぞれ利用する高解像度化処理モードとして、高精細化効果が互いに異なる複数の高解像度化処理モードを有しており、
前記高解像度化処理機能は、高解像度化処理の処理対象となっている処理位置のエッジ量の大きさに応じて、前記複数の高解像度化処理モードの中から1つの高解像度化処理モードによる高解像度化を選択して実行する機能を含む、コンピュータプログラム。 A computer program for creating one high-resolution image using a plurality of low-resolution images including a reference image,
An edge detection function for detecting an edge in the reference image by analyzing the reference image;
A high resolution processing function for executing a high resolution processing for creating a single high resolution image based on the plurality of low resolution images;
Including a computer program for causing a computer to realize
The high resolution processing has a plurality of high resolution processing modes having different high definition effects as high resolution processing modes each using at least one of the plurality of low resolution images.
The high resolution processing function is based on one high resolution processing mode from among the plurality of high resolution processing modes according to the size of the edge amount of the processing position that is the processing target of the high resolution processing. A computer program that includes the function to select and execute high resolution.
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