JP2008067110A - Generation device for superresolution image - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、超解像度画像の生成装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for generating a super-resolution image.
デジタルカメラやビデオカメラで撮影した画像を印刷して写真にしたい場合がある。例えば、パソコンとプリンタを利用し、A3用紙全体に余白なく解像度300ppi(pixel / inch)にて印刷する場合、パソコンのソフトウェアであるPhotoshop7.0(非特許文献1)に、縦横それぞれ4961, 3508画素の画像を入力すれば、Photoshop7.0が印刷を補助してくれるため、簡単に印刷できる。 Sometimes you want to print a picture taken with a digital camera or video camera. For example, when printing with a resolution of 300ppi (pixel / inch) on a whole A3 paper using a personal computer and printer, the software for the personal computer, Photoshop 7.0 (Non-patent Document 1), has 4961 and 3508 pixels respectively. If you input the image of, Photoshop7.0 will help you print, so you can print easily.
もし、撮影した画像が縦横それぞれ4961, 3508画素を満たさないにもかかわらず、A3用紙全体に余白なく解像度300ppi(pixel / inch)にて印刷したい場合は、超解像度化手法といった画素数を増やす技術を利用する方法がある。 A technology to increase the number of pixels, such as a super-resolution technique, if you want to print at a resolution of 300ppi (pixel / inch) with no margins on the entire A3 paper even though the captured image does not satisfy 4961 and 3508 pixels respectively. There is a way to use.
しかしながら超解像度化手法を利用すると、必ずしも画像全体が均一に鮮鋭にはならず、ぼけた部分が混在したむらのある画像が印刷される場合がある。 However, when the super-resolution technique is used, the entire image is not necessarily sharpened uniformly, and an uneven image in which blurred portions are mixed may be printed.
図16、図17に、超解像度化手法を用いて画素数を増やした画像を印刷した例を示す。図17は、図16で印刷した画像のうち、動きのある人物を楕円で囲んだものである。 FIGS. 16 and 17 show examples in which an image with an increased number of pixels is printed using the super-resolution technique. FIG. 17 shows a person in motion surrounded by an ellipse in the image printed in FIG.
図17に示すように、この超解像度化手法を用いて画素数を増やした画像を印刷した例では、楕円で囲んだ人物の部分がぼけているのに対し、それ以外の部分は鮮鋭化されており、その対比がむらとして知覚されていることが分かる。
このように、超高解像度化手法を用いて、画素数を増やし印刷を行っても、印刷された写真のうち鮮鋭化されているところとそうでないところがむらとなって現れることがある。 As described above, even when printing is performed by increasing the number of pixels using the ultra-high resolution technique, a portion of a printed photograph that is sharpened and a portion that is not sharp may appear unevenly.
このためユーザとしては予めパソコンのモニタに超解像度化した画像を表示してむらがあるかないか確認したい。画素数が増やされた画像を解像度がそれよりも少ないパソコンのモニタに表示させるためには、いったん縮小してモニタに表示させる必要がある。しかしながら超解像度化された画像を縮小させるとぼけた部分がより鮮鋭に表現されるために、パソコンのモニタ上ではむらが目立たなくなり確認できないという問題がある。 Therefore, the user wants to check whether there is any unevenness by displaying a super-resolution image on the monitor of the personal computer in advance. In order to display an image with an increased number of pixels on a monitor of a personal computer having a resolution lower than that, it is necessary to reduce the image once and display it on the monitor. However, when a super-resolution image is reduced, the blurred portion is expressed more sharply, and there is a problem that the unevenness is not noticeable on the monitor of the personal computer and cannot be confirmed.
図18に、図17の画像を縮小してモニタに表示させた例を表す。図17において楕円で囲んだ人物のぼけが図18では知覚し難くなっていることが分かる。 FIG. 18 shows an example in which the image of FIG. 17 is reduced and displayed on the monitor. It can be seen that the blurring of the person surrounded by the ellipse in FIG. 17 is difficult to perceive in FIG.
一方、超解像度化された画像を縮小させずにそのまま解像度の低いパソコンのモニタに表示させると、画像中の一部分しかモニタに表示できず、ユーザはスクロールを駆使してむらを確認しなければならない。 On the other hand, if a super-resolution image is displayed as it is on a monitor of a low-resolution personal computer without reducing it, only a part of the image can be displayed on the monitor, and the user must check the unevenness by using scrolling. .
図19は、図17の画像の左上部分のみを縮小させずに表示させた例である。他の部分にむらがないかどうかを確認するためには、画像中の表示位置を移動させ、全ての位置でむらが存在するかどうかスクロールさせながら目視で確認しなければならないことが分かる。 FIG. 19 is an example in which only the upper left portion of the image of FIG. 17 is displayed without being reduced. It can be seen that in order to check whether there is any unevenness in other parts, it is necessary to move the display position in the image and visually check whether there is unevenness in all positions while scrolling.
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、パソコンのモニタを用いてむらの存在を効率的に知覚させ、或いはパソコンのモニタに予め表示させなくてもむらのない最大の倍率を有する超解像度画像を自動的に提供することができる超解像度画像の生成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to efficiently perceive the presence of unevenness using a personal computer monitor, or to display the maximum on a personal computer monitor in advance. An object of the present invention is to provide a super-resolution image generating apparatus capable of automatically providing a super-resolution image having a magnification.
上記目的を達成するために、第1の発明は、
第1の解像度を有する第1の画像が入力され、前記第1の画像を用いて前記第1の解像度よりも高い第2の解像度を有する第2の画像を生成する超解像度化部と、
前記超解像度化部によって生成された前記第2の画像が入力され、前記第2の画像における部分領域ごとの鮮鋭度を計算する鮮鋭度計算部と、
前記鮮鋭度計算部により計算された部分領域ごとの鮮鋭度が入力され、前記鮮鋭度を画像として表示するための値に変換したものを部分領域ごとに持つ第3の画像を生成する鮮鋭度画像生成部と、
前記第1の画像及び前記第3の画像が入力され、前記第1の画像及び前記第3の画像を合成して第4の画像を生成する合成部とを具備することを特徴とする超解像度画像の生成装置を提供する。
In order to achieve the above object, the first invention provides:
A super-resolution processing unit that receives a first image having a first resolution and generates a second image having a second resolution higher than the first resolution by using the first image;
The second image generated by the super-resolution unit is input, and a sharpness calculation unit that calculates the sharpness of each partial region in the second image;
A sharpness image for generating a third image for which each of the partial areas has the sharpness of each partial area calculated by the sharpness calculation unit and is converted into a value for displaying the sharpness as an image. A generator,
A super-resolution comprising: a combining unit that receives the first image and the third image and generates the fourth image by combining the first image and the third image. An image generation apparatus is provided.
また、第2の発明は、
第1の解像度を有する第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像を用いて前記第1の解像度より縦横の画素密度をそれぞれ増加させた第2の解像度を有する第2の画像を生成する超解像度化部と、
前記第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像間で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
前記動き検出部によって検出された動きベクトルが入力され、前記動きベクトルを用いて前記複数の第1の画像の位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数を数える画素数算出部と、
前記画素数算出部により算出された前記画素数及び前記第1の画像が入力され、前記画素数を用いて第2の画像の部分領域ごとの鮮鋭度を計算する鮮鋭度計算部と、
前記鮮鋭度計算部により計算された部分領域ごとの鮮鋭度が入力され、前記鮮鋭度を画像として表示するための値に変換したものを部分領域ごとに持つ第3の画像を生成する鮮鋭度画像生成部と、
前記第1の画像及び前記第3の画像が入力され、前記第1の画像及び前記第3の画像を合成して第4の画像を生成する合成部とを具備することを特徴とする超解像度画像の生成装置を提供する。
In addition, the second invention,
A plurality of first images having a first resolution are input, and a second image having a second resolution obtained by increasing the vertical and horizontal pixel densities from the first resolution by using the plurality of first images. A super-resolution section for generating
A plurality of the first images, and a motion vector detection unit that detects a motion vector between the plurality of first images;
A motion vector detected by the motion detector, and a pixel number calculator that counts the number of pixels present in a partial region of the position of the plurality of first images using the motion vector;
The number of pixels calculated by the number-of-pixels calculation unit and the first image are input, and a sharpness calculation unit that calculates the sharpness of each partial region of the second image using the number of pixels;
A sharpness image for generating a third image for which each of the partial areas has the sharpness of each partial area calculated by the sharpness calculation unit and is converted into a value for displaying the sharpness as an image. A generator,
A super-resolution comprising: a combining unit that receives the first image and the third image and generates the fourth image by combining the first image and the third image. An image generation apparatus is provided.
を提供する。 I will provide a.
また、第3の発明は、
第1の解像度を有する第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像を用いて前記第1の解像度より縦横の画素密度をそれぞれM倍及びN倍に増加させた第2の解像度を有する第2の画像を生成する超解像度化部と、
前記第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像間で動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部によって検出された動きが入力され、前記動きを用いて前記複数の第1の画像の位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数nを数える画素数算出部と、
前記画素数算出部により算出された前記画素数n、予め設定された閾値及び予め設定された縦方向と横方向の画素密度倍率の比(M/N)が入力され、前記画素数nを前記Mと前記Nの積で除算した値(n/MN)が、前記閾値以上となり、前記比(M/N)の関係を満たす最大のMとNを決定する画素密度倍率決定部とを具備し、
前記超解像度化部は、前記画素密度倍率決定部により決定された画素密度倍率が入力され、前記画素密度倍率を用いて前記第2の画像を生成することを特徴とする超解像度画像の生成装置を提供する。
In addition, the third invention,
A second resolution in which a plurality of first images having a first resolution are input, and the vertical and horizontal pixel densities are increased by M and N times, respectively, from the first resolution using the plurality of first images. A super-resolution section for generating a second image having:
A plurality of the first images are input, and a motion detection unit that detects motion between the plurality of first images;
A motion detection unit that receives motion detected by the motion detection unit and counts the number of pixels n in a partial region of the position of the plurality of first images using the motion;
The pixel number n calculated by the pixel number calculation unit, a preset threshold value, and a preset ratio of vertical and horizontal pixel density magnifications (M / N) are input, and the pixel number n is A value obtained by dividing M by the product of N (n / MN) is equal to or greater than the threshold value, and includes a pixel density magnification determining unit that determines the maximum M and N satisfying the relationship of the ratio (M / N). ,
A super-resolution image generating apparatus, wherein the super-resolution conversion unit receives the pixel density magnification determined by the pixel density magnification determination unit and generates the second image using the pixel density magnification. I will provide a.
パソコンのモニタ上に、鮮鋭度に関する情報が提示されるため、鮮鋭度の低い部分があるかどうかが分かりやすくなる。また、超解像度化に必要な画素数を倍率で除算した値を鮮鋭度に用いることで、ぼけが生じない範囲で最大のサイズの画像を提供することができる。 Since information on the sharpness is presented on the monitor of the personal computer, it is easy to understand whether there is a portion with low sharpness. Further, by using the value obtained by dividing the number of pixels necessary for super-resolution by the magnification for the sharpness, it is possible to provide an image having the maximum size within a range where no blur occurs.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく種々工夫して用いることができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can be devised variously.
図4は、第1の発明の実施形態に関わる超解像度画像の生成装置のブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram of a super-resolution image generating apparatus according to the embodiment of the first invention.
図4に示すように、この超解像度画像の生成装置0201は、低解像度画像データ1が入力される入力部0202と、ユーザからのサイズ指示データ0310を受けるサイズ指示受理部0311と、ぼけであるかどうかの判断基準になる閾値データ0210が入力される閾値指示受理部0501と、ぼけ領域の色指示データ0212が入力される合成色指示受理部0502と、低解像度画像データ1を用いて高解像度画像データ2を生成する超解像度化部0203と、高解像度画像データ2における部分領域ごとの鮮鋭度データ0205を計算する鮮鋭度計算部0204と、閾値データ0503に基づいて鮮鋭度データ0205を部分領域ごとに画像表示する鮮鋭度画像データ3を生成する鮮鋭度画像生成部0206と、切り替え指示データ0211により低解像度画像データ1と高解像度画像データ2とを切り替える切り替え部0207と、低解像度画像データ1と鮮鋭度画像データ3とを合成する合成部0208と、合成部0208からの表示画像データ4を表示する表示部0209とを具備している。
As shown in FIG. 4, the super-resolution
次に、この超解像度画像の生成装置0201について動作の説明を行う。
Next, the operation of the super-resolution
先ず、超解像度画像の生成装置0201の外部から、低解像度画像データ1が入力部0202へ入力される。また、サイズ指示データ0310がサイズ指示受理部0311へ入力され、閾値指示データ0210が閾値指示受理部0501へ入力される。また、切り替え指示データ0211が切り替え部0207へ入力され、合成色指示データ0212が合成色指示受理部0502へ入力される。
First, the low
ここで、画像データとは、画像の縦方向、横方向の画素数と、各画素に濃淡や色を表す値を持ったデータである。例えば、高さがHで幅がWの濃淡画像データは、HとW、H行W列の行列により定義できる。また、サイズ指示データ0310は、後で説明する超解像度化部0203において生成する解像度を増加させた高解像度画像データ2の高さと幅を表すデータである。
Here, the image data is data having the number of pixels in the vertical direction and the horizontal direction of the image, and a value representing light and shade or color in each pixel. For example, grayscale image data having a height of H and a width of W can be defined by a matrix of H, W, and H rows and W columns. The
次に、入力部0202では、低解像度画像データ1がそのまま出力され、超解像度化部0203と切り替え部0207に送られる。
Next, the
サイズ指示受理部0311では、サイズ指示データ0310がそのまま出力され、超解像度化部0203に送られる。
The size
次に、閾値指示受理部0501では、閾値指示データ0210に従い、閾値データ0503が設定されて出力され、鮮鋭度画像生成部0206に送られる。閾値指示受理部0501は、例えば、スライドバーであり、閾値指示データ0210は、スライドバーの位置を表すデータである。このとき閾値の最小値と最大値とを予め設定しておくことにより、閾値データ0503がスライドバーの位置から計算されて設定されることになる。
Next, the threshold value
また、閾値指示データ0210により閾値データ0503が変更されたときに、後で説明する表示画像データ4がそれに連動して表示も変化されるようにできるため、どの部分の鮮鋭度が低く、どの部分が高いか分かりやすくなる。ここで、鮮鋭度とは、ある被写体がどれだけ鮮鋭にうつっているかを示す値である。
Further, when the
合成色指示受理部0502では、合成色指示データ0212に従い、合成色データ0504が設定されて出力され、合成部0208に送られる。合成色指示受理部0502は、例えば、カラーパレットであり、合成色指示データ0212は、そのカラーパレット中の位置を表すデータである。合成色データ0504はその位置に対応した色として設定される。
In the composite color
また、合成色指示データ0212により合成色データ0504が変更されたときに、後で説明する表示画像データ4がそれに連動して表示も変化されるようにできるため、ユーザの好む合成色で合成された画像が表示されるようになる。もし、合成色データ0504を予め定めた色で固定するのであれば、合成色指示データ0212と合成色指示受理部0502は不要である。
Further, when the
超解像度化部0203では、低解像度画像データ1がサイズ指示データ0310の表す高さHと幅Wに超解像度化された高解像度画像データ2が生成される。この超解像度化部0203では、複数の入力画像を基にして画素数を増加させたり、画像の相似性を利用して画素数を増やしたりといった超解像度手法を用いることができる。次に、この超解像度化部0203で生成された高解像度画像データ2は鮮鋭度計算部0204と切り替え部0207に送られる。
The
鮮鋭度計算部0204では、高解像度画像データ2の部分領域ごとに、鮮鋭度が計算され、それら部分領域ごとの鮮鋭度の集合が鮮鋭度データ0205として出力され、鮮鋭度画像生成部0206に送られる。
The
ここで部分領域は、例えば、縦横それぞれA個、B個の画素の領域である。高解像度画像データ2中に部分領域が縦横それぞれC個、D個あれば、鮮鋭度データ0205をC行D列の行列で表現できる。その行列の各要素が各部分領域の鮮鋭度である。ある部分領域の鮮鋭度は、例えば、その部分領域内の画素の濃淡値に2次元離散フーリエ変換を施して得られる係数のうち、高い周波数に対応するものほど大きな重みをつけて加算した値により定義できる。またはその値をその部分領域内の画素数で除算した値により定義できる。
Here, the partial area is, for example, an area of A and B pixels in the vertical and horizontal directions. If there are C and D partial areas in the high
これらの定義では、高い周波数成分を持つ部分領域ほど鮮鋭度が高くなる。A=B=8など、AとBを2の累乗にすると、2次元離散フーリエ変換の計算に都合が良い。AとBを利用者が設定できるようにしても良い。 In these definitions, the sharpness increases as the partial region has a higher frequency component. When A and B are raised to powers of 2 such as A = B = 8, it is convenient for calculation of a two-dimensional discrete Fourier transform. A and B may be set by the user.
次に、鮮鋭度画像生成部0206では、鮮鋭度データ0205が閾値データ0503よりも小さい部分領域に1、それ以外の領域に0を持つ鮮鋭度画像データ3が生成され、合成部0208に送られる。
Next, the sharpness
図7に、高解像度画像データ2を重なりなく部分領域に分割した例を表す。ここで、図7中の丸が画素を表し、四角形が部分領域を表す。この例では、画素数横W=24、画素数縦H=16、部分領域画素数横A=8、部分領域画素数縦B=8、部分領域数縦C=2、部分領域数横D=3である。
FIG. 7 shows an example in which the high
また、図8に、図7の高解像度画像データ2に対して画素数と画素密度が1/4の低解像度画像データ1と、図7で説明した部分領域に対応する部分領域を表す。この例では、画素数横W=12、画素数縦H=8、部分領域画素数横A=4、部分領域画素数縦B=4、部分領域数縦C=2、部分領域数横D=3である。
Further, FIG. 8 shows low
次に、切り替え部0207では、低解像度画像データ1と高解像度画像データ2とが切り替え指示データ0211により切り替えられ、それらのうちのいずれか一方が合成部0208に送られる。
Next, in the
合成部0208では、低解像度画像データ1または高解像度画像データ2のうち、鮮鋭度画像データ3が1である領域と対応する領域が合成色データ0504と半透明に合成され、残りの領域は低解像度画像データ1または高解像度画像データ2と同じである表示画像データ4が生成され、表示部0209に送られる。表示部0209では、表示画像データ4の表す画像が表示される。
In the combining
図15に、このようにして合成色データ0504が赤(図15では網掛けで表現)である場合の表示画像データ4の表す画像がコンピュータのモニタに表示された例を表す。
FIG. 15 shows an example in which the image represented by the
次に、第1の発明に関わる超解像度画像の生成装置0201の処理の流れを、図1を参照しながら説明する。
Next, the processing flow of the super-resolution
先ず、図1に示すように、入力部0202に低解像度画像データ1が入力される(ステップS0101)。
First, as shown in FIG. 1, low
次に、低解像度画像データ1が超解像度化部0203にて超解像度化処理が施され、解像度が増加した高解像度画像データ2が生成される(ステップS0102)。
Next, the low
次に、鮮鋭度計算部0204にて高解像度画像データ2の部分領域ごとの鮮鋭度の集合である鮮鋭度データ0205が計算される(ステップS0103)。
Next, the
次に、鮮鋭度画像生成部0206にて鮮鋭度データ0205が閾値データ0503よりも小さい部分領域に1、それ以外の領域に0を持つ鮮鋭度画像データ3が生成される(ステップS0104)。
Next, the sharpness
次に、低解像度画像データ1または高解像度画像データ2のうち、鮮鋭度画像データ3が1である領域と対応する領域が合成色0504と半透明に合成され、残りの領域は低解像度画像データ1または高解像度画像データ2と同じである表示画像データ4が生成される(ステップS0105)。
Next, in the low-
次に、表示画像データ4がコンピュータのモニタに表示される(ステップS0106)。
Next, the
このようにして図15で説明したように、解像度の低いコンピュータのモニタ上にも鮮鋭度データ0205が閾値データ0503よりも小さい部分領域が合成色データ0504と半透明に合成されて表示される。このようにしてコンピュータのモニタ上で鮮鋭度の低い部分と高い部分の混在が一目で分かるようになる。したがって、むらの有無が一目でわかるようになり、むらのない超解像度画像を生成しやすくなる。
In this way, as described with reference to FIG. 15, the partial area in which the
上述した実施形態では、低解像度画像データ1として、濃淡画像の場合を例にとって説明したが、カラー画像であっても構わない。その場合、鮮鋭度データ0205はカラー画像を濃淡画像に変換してから計算したり、各色成分に関して計算した鮮鋭度の平均を鮮鋭度データ0205として定義しなおしたりする。これにより、濃淡画像だけでなく、カラー画像にも適用できるようになる。
In the above-described embodiment, the low-
また、本実施形態では、鮮鋭度データ0205の計算方法の例として、2次元離散フーリエ変換を利用する方法を挙げたが、他の計算方法を利用しても構わない。
In this embodiment, as an example of a method for calculating the
次に、図5のブロック図を用いて、第2の発明に係る超解像度画像の生成装置について説明する。この超解像度画像の生成装置は、複数の低解像度画像データ1を利用して高解像度画像を生成するものであり、複数の低解像度画像データ間の重なりが、超解像度化による画素密度の倍率に対して大きいほど、高解像度画像データの鮮鋭さが増すという性質を利用したものであり、低解像度画像データ間の重なり具合を表す値を、超解像度化による画素密度の倍率で除算した値により鮮鋭度データを計算したものである。
Next, a super-resolution image generating apparatus according to the second invention will be described with reference to the block diagram of FIG. This super-resolution image generating apparatus generates a high-resolution image using a plurality of low-
図5に示すように、この超解像度画像の生成装置0201は、低解像度画像データ1が複数入力される入力部0202と、複数の低解像度画像データ1を用いて縦横の画素密度をそれぞれM倍及びN倍に増加させた高解像度画像データ2を生成する超解像度化部0203と、低解像度画像データ1が複数入力され、複数の低解像度画像データ1間で動きを検出する動き検出部0301と、動き検出部0301によって検出された動きデータ0302が入力され、この動きデータ0302を用いて複数の低解像度画像データの位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数nを数え全部分領域に画素数nの集合が与えられた画素数データ0304を算出する画素数算出部0303と、画素数算出部0303により算出された画素数データ0304及び低解像度画像データ1が入力され、画素数nデータ0304を用いて低解像度画像データ1の部分領域ごとの鮮鋭度データ0205を計算する鮮鋭度計算部0204と、鮮鋭度計算部0204により計算された部分領域ごとの鮮鋭度データ0205が入力され、鮮鋭度データ0205を部分領域ごとに画像表示する鮮鋭度画像データ3を生成する鮮鋭度画像生成部0206と、低解像度画像データ1及び鮮鋭度画像データ3が入力され低解像度画像データ1及び鮮鋭度画像データ3を合成して表示画像データ4を生成する合成部0208と、合成部0208によって合成された表示画像データ4が入力され、表示画像データ4を表示する表示部0209とを具備している。
As shown in FIG. 5, this super-resolution
また、第1の発明と同様に、ユーザからのサイズの指示を受けるサイズ指示受理部0311と、ぼけであるかどうかの判断基準になる閾値データ0210が入力される閾値指示受理部0501と、ぼけ領域の色を指示する合成色指示受理部0502と、超解像度化指示データが入力され超解像度化部0203に超解像度を指示する超解像度化指示受理部0313とを具備している。
Similarly to the first invention, a size
入力部0202では、低解像度画像データ1が複数出力され、動き検出部0301、画素数算出部0303と鮮鋭度計算部0204に送られる。
The
動き検出部0301では、複数の低解像度画像データ1に含まれる画像間の動きが低解像度画像データ1の画素間隔よりも細かい精度で検出され、動きデータ0302として出力され、画素数算出部0303に送られる。この動きデータ0302は、画像全体の動きとして求められたり、画像中の部分領域ごとの動きとして求められたり、各画素の動きとして求められたりする。
In the
画素数算出部0303では、低解像度画像データ1の高さと幅、動きデータ0302が入力され、これらから複数の低解像度画像データ1に含まれる画像のうちの1枚を基準として、低解像度画像データ1中の画像の位置が合わされる。そして、生成される高解像度画像データ2の部分領域と同じ位置の領域における画素数nが数えられ、全部分領域に対するnの集合が画素数データ0304として鮮鋭度計算部0204に送られる。
In the pixel
この画素数データの算出方法について図9乃至図14を用いて説明する。 A method of calculating the pixel number data will be described with reference to FIGS.
図9及び図11は、低解像度画像データ1を示し、図10は、これらの低解像度画像データ1の画素数を縦横それぞれ3倍に増やした高解像度画像データ2を示す。図中丸が1つの画素を表している。
9 and 11 show the low-
図12は、図9及び図11で示す低解像度画像データ1をそれぞれ位置合わせした様子を示す。
FIG. 12 shows how the low-
また、図13は、図10の高解像度画像データ2の画素のある部分領域を四角形で表現している。
FIG. 13 represents a partial area in which pixels of the high-
また、図14は、図12で示した位置あわせした低解像度画像データ1について、図13で示した部分領域と同じ位置にある部分領域を四角形で表現している。このように図14の四角形内に画素は2つあるため、図13の部分領域と同じ位置の部分領域における画素数nは2となる。
14 represents the partial area at the same position as the partial area shown in FIG. 13 with a quadrilateral for the aligned low-
鮮鋭度計算部0204では、各部分領域での鮮鋭度が、画素数データ0304中のその部分領域の画素数nを、超解像度化による画素密度の倍率mで除算することにより計算される。先程の例と同様に、画素の位置が図9に示す通りである低解像度画像データ1から、画素数を縦横それぞれ3倍に増やした図10の高解像度画像データ2を生成する場合を考える。この場合、画素数が(3×3=)9倍に増え、画素密度の倍率は9となるため、m=9である。画素数データ0304中のその部分領域の画素数nは2であった。したがって、nをmで除算した2/9という値が図13の部分領域の鮮鋭度となる。
In the
他の部分領域に対しても同様に鮮鋭度を算出してまとめたデータが鮮鋭度データ0205として出力される。
Similarly, the data obtained by calculating the sharpness for the other partial regions and outputting them are output as the
このように鮮鋭度計算部0204では、生成する高解像度画像データ2の各部分領域での鮮鋭度が、低解像度画像データ1の高さと幅、サイズ指示データ0310、画素数データ0304とから計算され、全部分領域に対する鮮鋭度n/mの集合が鮮鋭度データ0205として鮮鋭度画像生成部0206に送られる。
As described above, the
この定義では、鮮鋭度の計算のために、超解像度化の処理が必要ない。したがって、超解像度画像を生成する前に鮮鋭度を計算できる。その分、表示画像データ4を表示するまでの時間を短くできる。時間が短くなるため、利用者がサイズ指示データ0310を変化させることによりmを変化させてから、表示画像データ4が表示されるまでの時間が短くなる。表示までの時間が短くなるため、利用者に与えるストレスを軽減できる。
This definition does not require super-resolution processing for sharpness calculation. Therefore, the sharpness can be calculated before generating the super-resolution image. Accordingly, the time until the
動き検出の精度が信頼できない画素は、鮮鋭度の計算のための画素としては数えないようにしてもよい。また、動き検出の精度が信頼できる画素ほど大きな重みを与えて数えるように定義を変更してもよい。 Pixels with unreliable motion detection accuracy may not be counted as pixels for sharpness calculation. In addition, the definition may be changed so that a pixel with reliable motion detection accuracy is given a greater weight and counted.
次に、第2の発明に関わる超解像度画像の生成装置0201の処理の流れを、図2を参照しながら説明する。
Next, the processing flow of the super-resolution
先ず、図2に示すように、入力部0202に第1の画像データ(低解像度画像データ)1が複数入力される(ステップS0301)。 First, as shown in FIG. 2, a plurality of first image data (low-resolution image data) 1 is input to the input unit 0202 (step S0301).
次に、入力部0202から複数の低解像度画像データ1が動き検出部0301に入力され、これらの複数の低解像度画像データ1から動きデータ0302が算出される(ステップS0302)。
Next, a plurality of low
次に、画素数算出部0303にて、低解像度画像データ1中の画像間の位置が合わされ、生成する表示画像データ4の各部分領域に対応する画素の数の集合である画素数データ0304が求められる(ステップS0303)。
Next, the pixel
次に、鮮鋭度計算部0204にて、画素数データ0304を用いて高解像度画像データ2に対応する部分領域ごとの鮮鋭度の集合である鮮鋭度データ0205が計算される(ステップS0304)。
Next, the
次に、鮮鋭度画像生成部0206にて鮮鋭度データ0205が閾値データ0503よりも小さい部分領域に1、それ以外の領域に0を持つ鮮鋭度画像データ3が生成される(ステップS0305)。
Next, the sharpness
次に、合成部0208にて、鮮鋭度画像データ3が1である領域と対応する領域が合成色データ0504と半透明に合成され、残りの領域は第1の画像データと同じである表示画像データ4が生成される(ステップS0306)。
Next, in the combining
次に、表示画像データ4がコンピュータのモニタに表示される(ステップS0307)。
Next, the
なお、超解像度化部0203では、超解像度化指示データ0312が入力されると、低解像度画像データ1と動きデータ0302とから、低解像度画像データ1のうち少なくとも1枚がサイズ指示データ0310の表す幅と高さに超解像度化された高解像度画像データ2が生成される。
When the
超解像度化手法の一つとして、学習用の低解像度画像と高解像度画像の組から、それらの部分領域ごとに対応関係をデータベースに登録し、そのデータベースを利用して超解像度化の処理を行うものがある。この手法では、部分領域ごとに超解像度化の処理を行う。 As one of the super-resolution techniques, from the set of learning low-resolution images and high-resolution images, the correspondence relationship is registered in a database for each partial area, and the super-resolution processing is performed using the database. There is something. In this method, the super-resolution processing is performed for each partial region.
この手法では、先ず、超解像度化したい低解像度画像のある部分領域と類似した低解像度画像の部分領域を、学習時に登録したデータベース中の低解像度画像の部分領域との距離が小さいものを見つけることにより探索する。そして、それと対応する高解像度画像の部分領域の特徴を利用して、超解像度画像を生成する。 In this method, first, a partial region of a low resolution image similar to a partial region of a low resolution image to be super-resolution is found that has a small distance from the partial region of the low resolution image in the database registered at the time of learning. Search by. Then, a super-resolution image is generated by using the feature of the partial region of the high-resolution image corresponding to it.
例えば、その対応する高解像度画像の部分領域を、超解像度画像の部分領域としてそのまま採用する場合がある。また、超解像度化する低解像度画像を内挿法により拡大したものに、その対応する高解像度画像の部分領域の高周波成分を加算する場合もある。いずれにせよ、データベースから探索された低解像度画像の部分領域の、超解像度化したい低解像度画像の部分領域に対する距離dが近いほど鮮鋭な超解像度画像が生成されるという性質がある。 For example, the corresponding partial area of the high-resolution image may be employed as it is as the partial area of the super-resolution image. In some cases, the high-resolution component of the corresponding partial region of the high-resolution image is added to the enlarged low-resolution image to be super-resolution by interpolation. In any case, there is a property that a sharper super-resolution image is generated as the distance d of the partial area of the low-resolution image searched from the database to the partial area of the low-resolution image desired to be super-resolution is closer.
そこで、この性質を利用し、1/(d+ε)を鮮鋭度として用いることができる。ここで、εは0に近い正の小さな数であり、dが0のときに0で除算するのを防ぐための数である。こうすることでデータベースから探索されたものが、超解像度化するものに近いほど大きな鮮鋭度になるように定義することができる。この方法では、鮮鋭度は距離さえ算出できれば計算できるため、超解像度画像を生成する前に計算できる。 Therefore, using this property, 1 / (d + ε) can be used as the sharpness. Here, ε is a small positive number close to 0, and is a number for preventing division by 0 when d is 0. By doing so, it is possible to define so that what is searched from the database has a greater sharpness as it becomes closer to the super resolution. In this method, the sharpness can be calculated as long as the distance can be calculated. Therefore, it can be calculated before the super-resolution image is generated.
したがって、利用者がmを変化させてから、表示画像データ4が表示されるまでの時間を短くできるという効果がある。
Therefore, there is an effect that the time from when the user changes m to when the
また、本実施形態では、超解像度画像の全部分領域に関して鮮鋭度を計算したが、平坦な部分領域ではぼけを知覚しにくいため、鮮鋭度の計算を省略するように変更しても構わない。この変更に伴い、鮮鋭度の計算を省略した部分領域では鮮鋭度に関する情報を提示しないように変更すると良い。平坦な部分領域は、低解像度画像データ1または超解像度画像に対してエッジ検出を施し、エッジがないと判定された部分領域と定義すれば良い。これにより、計算量を削減できる。
In this embodiment, the sharpness is calculated for all partial areas of the super-resolution image. However, since it is difficult to perceive blur in the flat partial area, the sharpness calculation may be omitted. Along with this change, it is preferable to change so that information regarding the sharpness is not presented in the partial region where the calculation of the sharpness is omitted. The flat partial region may be defined as a partial region that has been subjected to edge detection on the low-
また、鮮鋭度の計算方法として、例えば、超解像度画像とそれに平均値フィルタを施した画像の部分領域からそれぞれ求めたデルタヒストグラムの差分を鮮鋭度として用いることができる。 In addition, as a sharpness calculation method, for example, a difference between delta histograms respectively obtained from a partial area of a super-resolution image and an image subjected to an average value filter can be used as the sharpness.
ここで、画像の部分領域からデルタヒストグラムを求める方法を説明する。 Here, a method for obtaining a delta histogram from a partial region of an image will be described.
先ず、画像の部分領域内のある画素の濃淡値と、その画素の左上、上、右上、左、右、左下、下、右下に隣接する画素の濃淡値の差分の絶対値をそれぞれ求める。こうして8つの値が求められる。 First, the gray value of a certain pixel in the partial region of the image and the absolute value of the difference between the gray values of the pixels adjacent to the upper left, upper, upper right, left, right, lower left, lower and lower right of the pixel are obtained. In this way, eight values are obtained.
次に、部分領域内の他の画素でも同様にして、これら8つの値を求める。そうすると、部分領域内の外周以外の画素数Eに8を掛け合わせた数である8E個の値が求められる。最後に、その8E個の値から、横軸に差分の絶対値、縦軸に頻度をとったヒストグラムを求める。ここで、8階調の濃淡画像であれば、差分の絶対値は0から255の値をとる。こうして、画像の部分領域のデルタヒストグラムが求められる。 Next, these eight values are obtained in the same manner for other pixels in the partial region. Then, 8E values which are the number obtained by multiplying the number E of pixels other than the outer periphery in the partial region by 8 are obtained. Finally, a histogram having the absolute value of the difference on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis is obtained from the 8E values. Here, in the case of a grayscale image of 8 gradations, the absolute value of the difference takes a value from 0 to 255. Thus, a delta histogram of the partial area of the image is obtained.
デルタヒストグラムH(1)とH(2)の差分は、例えば、
により計算する。ここで、max(・,・)は2つの値の最大値をとる関数であり、min(・,・)は最小値をとる関数である。 Calculate with Here, max (·, ·) is a function that takes the maximum value of two values, and min (·, ·) is a function that takes the minimum value.
また、超解像度画像とそれに平均値フィルタを施した画像の部分領域からそれぞれ求めた累積デルタヒストグラムの差分を鮮鋭度として用いても良い。 Further, the difference between the accumulated delta histograms obtained from the partial area of the super-resolution image and the image subjected to the average value filter may be used as the sharpness.
累積デルタヒストグラムは、上述の方法で求めたデルタヒストグラムから、縦軸を累積頻度にすることで求められる。その他は同様にして計算できる。 The cumulative delta histogram is obtained by making the vertical axis the cumulative frequency from the delta histogram obtained by the above method. Others can be calculated in the same way.
また、超解像度画像の部分領域における鮮鋭度を計算し、その部分領域と対応する低解像度画像データ1の領域の鮮鋭度をさらに計算し、前者を後者で除算した値を改めて鮮鋭度として用いることができる。
Also, the sharpness of the partial area of the super-resolution image is calculated, the sharpness of the area of the low-
こうすることによって超解像度化の処理によってぼけた部分の鮮鋭度が小さくなるため、超解像度化によって発生したむらの位置が分かりやすくなる。 By doing so, the sharpness of the portion blurred by the super-resolution processing is reduced, so that the position of unevenness generated by the super-resolution processing becomes easy to understand.
また、超解像度画像のうち、鮮鋭度が低い部分領域付近をパーソナルコンピュータのモニタに表示させることもできる。これにより、鮮鋭度の低い部分がどの程度ぼけているのかを目視しやすくなる。もちろん、利用者が超解像度画像のどの部分を表示させるか、選択できるようにしても良い。これにより、利用者が特に注目したい部分がぼけていないかどうかを確認しやすくなる。 In addition, in the super-resolution image, the vicinity of a partial area with low sharpness can be displayed on the monitor of the personal computer. This makes it easy to see how much the low sharpness portion is blurred. Of course, the user may be allowed to select which part of the super-resolution image is displayed. Thereby, it becomes easy to confirm whether or not the part that the user particularly wants to pay attention is not blurred.
また、超解像度画像全体が表示部0209におさまるように画像サイズを変更してから表示させることもできる。これにより、超解像度化により不自然なノイズが発生した場合に発見しやすくなる。
It is also possible to display the image after changing the image size so that the entire super-resolution image fits on the
また、本実施形態では、閾値データ0503よりも鮮鋭度が低い部分だけが合成色データ0504と半透明に合成されるようにしたが、別の方法で合成しても構わない。
In the present embodiment, only the portion having sharpness lower than the
例えば、閾値データ0503よりも鮮鋭度が高い部分だけが合成色データ0504と半透明に合成されるようにしても良い。このように変更しても、鮮鋭度の低い部分と高い部分が混在することを一目で確認できる。
For example, only a portion having a higher sharpness than the
また、閾値データ0503を利用せず、鮮鋭度データ0205の値に比例、あるいは、反比例させてアルファ値と呼ばれる透過度を設定し、合成色データ0504と半透明に合成されるようにできる。これにより、鮮鋭度が高いほど、あるいは、低いほど、合成色0504が濃く半透明に合成されるようになる。この変更に伴い、閾値指示受理部0501や閾値指示データ0210、閾値データ0503は不要となる。
Further, without using the
また、本実施形態では、低解像度画像データ1の全体を超解像度化したが、その一部分だけを保存したり、印刷したりできる。超解像度画像を縮小表示させてもむらの有無が分かりにくかったために、保存したり、印刷したりする領域を選択するのが困難だった。それに対し、表示された表示画像データ4から領域を指定させ、その領域と対応する超解像度画像中の領域だけを保存したり、印刷したりすることにより、むらのない領域を選択しやすくなる。その結果としてむらのない超解像度画像を保存したり、印刷したりしやすくなる。
In the present embodiment, the entire low-
また、本実施形態では、低解像度画像データ1の全体を超解像度化したが、低解像度画像データ1中の一部分だけを超解像度化するようにできる。鮮鋭度が超解像度化の前に計算できる場合、超解像度化の前に表示画像データ4を生成して表示できる。表示された表示画像データ4に基づいて、利用者が超解像度化する領域を選択できるようにすれば、むらのない超解像度画像を生成しやすくなる。
In the present embodiment, the entire low-
また、超解像度画像を印刷するのに適した用紙サイズを提示するように変更しても良い。超解像度画像中の印刷領域と印刷時の解像度が決定すれば、それに適したA3、A4などの用紙サイズを計算できる。印刷領域としては、表示した表示画像データ4から領域を指定させることで、それに対応する超解像度画像の領域が設定されるようにする。解像度は、プリンタの性能から自動的に決定したり、写真の求める画質により決定したりする。
Further, the paper size suitable for printing the super-resolution image may be changed to be presented. If the printing area in the super-resolution image and the resolution at the time of printing are determined, paper sizes such as A3 and A4 suitable for the printing area can be calculated. As the print area, an area of the super-resolution image corresponding to the displayed
縦に印刷するか横に印刷するかという印刷方向を、印刷領域の高さと幅から自動的に決定するようにすると良い。これにより、利用者がわざわざ縦か横かを指定しなくても済むようになる。 It is preferable to automatically determine the print direction of whether to print vertically or horizontally from the height and width of the print area. As a result, the user does not have to specify whether the user is vertically or horizontally.
用紙サイズと印刷方向、解像度が決まっていれば、印刷に必要な縦方向と横方向の画素数を計算できる。この性質を利用して、利用者が用紙サイズと印刷方向、解像度を設定すると、印刷領域を指定しやすくできる。具体的には、計算した画素数の大きさの矩形を表示させ、それを利用者が移動させられるようにすれば、印刷領域を指定しやすくなる。表示画像データ4上にその矩形を表示させれば、鮮鋭度が高く、かつ、利用者が好む画角の印刷領域を指定しやすい。
If the paper size, printing direction, and resolution are determined, the number of vertical and horizontal pixels necessary for printing can be calculated. Using this property, the user can easily specify the print area by setting the paper size, print direction, and resolution. Specifically, if a rectangle having the calculated number of pixels is displayed and the user can move it, the print area can be easily specified. If the rectangle is displayed on the
また、超解像度化部0203では、複数の低解像度画像データ1同士を繋ぎ合わせ、さらにそれを超解像度化することにより、超解像度画像の画角を広げることができる。
Further, the
図20は、この超解像度画像の生成装置0201のブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram of the super-resolution
図5の構成に対し、接合部2001と領域指示受理部2004、倍率指示受理部2007が追加され、サイズ指示受理部0311が削除されている。その他図5と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
In the configuration of FIG. 5, a joining
入力部0202では、低解像度画像データ1がそのまま出力され、動き検出部0301と接合部2001とに送られる。
The
接合部2001では、動きデータ0302と低解像度画像データ1とから、低解像度画像データ1中の画像が繋ぎ合わされた画像データ5が生成され画素数算出部0303に送られる。
In the
これらの処理を図21乃至図25に富士山の画像を例にして説明する。 These processes will be described with reference to FIG. 21 to FIG.
先ず、図21に示す風景のうち、時刻tでは図22(a)の部分が撮影され、時刻t+1では図22(b)、時刻t+2では図22(c)が撮影された場合を考える。このように低解像度画像データ1が図22で示すようにこれら3枚であった場合、接合部2001では、動きデータ0302に基づいて位置合わせがなされ、画像データ5を生成する。
First, in the landscape shown in FIG. 21, the part of FIG. 22 (a) is photographed at time t, FIG. 22 (b) is photographed at
図23は、この繋ぎ合わされた画像データ5を表している。
FIG. 23 shows the
また、図24は、繋ぎ合わされた画像データ5の画素の位置を表す。図中の丸い形状が画素を表す。このように、画像データ5は、画素の位置を保持している。
FIG. 24 shows the positions of the pixels of the
画素数算出部0303では、画像データ5から、各部分領域内の画素の数nが数えられ、それらの集合が画素数データ0304として出力され、鮮鋭度計算部0204に送られる。
In the pixel
倍率指示受理部2007では、超解像度画像の生成装置0201の外部から入力された倍率指示データ2006から、画素密度倍率2008が決定される。この画素密度倍率2008は、上述のmと同じである。倍率指示受理部2007は例えばテンキーであり、倍率指示2006は利用者によるキー入力である。
In the magnification instruction receiving unit 2007, the
鮮鋭度計算部0204では、生成する超解像度画像の各部分領域での鮮鋭度が、画素密度倍率2008と画素数データ0304とから計算され、全部分領域に対する鮮鋭度の集合が鮮鋭度データ205として出力され、鮮鋭度画像生成部0206に送られる。
In the
領域指示受理部2004では、超解像度画像の生成装置0201の外部から入力された領域指示データ2003から、領域データ2005が決定され合成部0208に送られる。
In the area
領域指示受理部2004は、例えば、マウスなどの入力インターフェースであり、領域指示データ2003はそれを利用した利用者による指示である。領域データ2005は、その指示により決定された領域を表す。
The area
図25に、領域が矩形だった場合の領域データ2005の例を表す。
FIG. 25 shows an example of the
合成部0208では、領域データ2005の輪郭を破線で合成されたものが表示画像データ4として表示部0209に送られる。なお、領域データ2005が指定されていない場合は、破線は合成されない。あるいは、領域データ2005の内部だけを、表示画像データ4として出力するようにしても良い。そうすると、表示させた時に、どのような画角になっているのかを、利用者にわかりやすく伝えられる。
In the combining
図26は、この場合の処理の流れを表すフローチャートである。 FIG. 26 is a flowchart showing the flow of processing in this case.
図26のステップS0601、ステップS0602では、図2で説明したステップS0301、ステップS0302と同様に処理される。 In steps S0601 and S0602 in FIG. 26, the same processing as in steps S0301 and S0302 described in FIG. 2 is performed.
次に、動きに基づいて低解像度画像データ1中の画像が繋ぎ合わされて画像データ5が生成される(ステップS0603)。
Next, the images in the low-
次に、画像データ5の部分領域内の画素数が数えられることにより、画素数データ0304が生成される(ステップS0604)。
Next, by counting the number of pixels in the partial area of the
次に、鮮鋭度データ205が計算される(ステップS0605)。 Next, the sharpness data 205 is calculated (step S0605).
次に、ステップS0606では、図2で説明したステップS0305と同様に処理される。 Next, in step S0606, the same processing as in step S0305 described in FIG. 2 is performed.
次に、表示画像データ4が生成される(ステップS0607)。
Next,
次に、ステップS0608では、図2で説明したステップS0307と同様に処理される。 Next, in step S0608, the same processing as step S0307 described in FIG. 2 is performed.
このようにして動きに基づいて位置合わせを行うことにより繋ぎ合わされた画像は、繋ぎ合わされていないものに対して、高さや幅が大きくなる。その繋ぎ合わされた画像を超解像度化すると、高さと幅がさらに大きくなる。その超解像度化画像が表示装置に、全体がおさまるように縮小されて表示される場合、むらがさらに分かり難くなる。ここでは縮小の割合に関係なく、鮮鋭度の低い領域が合成色データ0504と半透明に合成されるため、むらの有無が分かりやすい。
The images connected by performing alignment based on the movement in this way have a height and width that are larger than those that are not connected. When the connected images are made super-resolution, the height and width are further increased. When the super-resolution image is reduced and displayed on the display device so as to fit the whole image, unevenness becomes even more difficult to understand. Here, regardless of the reduction ratio, the region with low sharpness is combined with the combined
さらに、領域2005が破線で合成されて表示されるため、表示画像データ4のうちどの部分を超解像度化して印刷すればむらが発生しないかが分かりやすい。また、求めた動きを、画像を繋ぎ合わせるために利用し、さらに、鮮鋭度を求めるためにも利用するため、処理に無駄がない。
Furthermore, since the
図6は、第3の発明の実施形態に関わる超解像度画像の生成装置のブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram of a super-resolution image generating apparatus according to the embodiment of the third invention.
図6に示すように、この超解像度画像の生成装置0201は、低解像度画像データ1が複数入力される入力部0202と、比指示データ0801が入力され超解像度化の際の縦方向と横方向の画素密度倍率の比(M/N)である比データ0803を設定する比指示受理部0802と、複数の低解像度画像データ1を用いて縦横の画素密度をそれぞれM倍及びN倍に増加させる超解像度化部0203と、低解像度画像データ1が複数入力され、複数の低解像度画像データ1間で動きを検出する動き検出部0301と、動き検出部0301によって検出された動きが入力され、その動きを用いて複数の画像データの位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数nを数える画素数算出部0303と、閾値指示データ0210が入力され閾値データ0503を設定する閾値指示受理部0501と、画素数算出部0303により算出された画素数nデータ0304、閾値データ0503及び比データ0803が入力され、画素数nデータ0304をMとNの積で除算した値(n/MN)が、閾値データ0503以上となり、比データ0803の関係を満たす最大のMとNを表す画素密度倍率データ0602を決定する画素密度倍率決定部0601と有している。
As shown in FIG. 6, this super-resolution
入力部0202では、低解像度画像データ1がそのまま出力され、動き検出部0301と画素数算出部0303とに送られる。
The
また、画素数算出部0303での処理は、画素数データ0303が画素密度倍率決定部0601に送られる。また、比指示受理部0802は、例えば、テンキーからなり、ユーザにより押されたキー入力列が比指示データ0801として入力され、それが数値に変換されたものが比0803として出力され、画素密度倍率決定部0601に送られる。
Further, in the processing in the pixel
また、画素密度倍率決定部0601では、画素数データ0304と閾値データ0503と比データ0803とから、縦方向の画素密度倍率Mと横方向の画素密度倍率Nがそれぞれ求められ、MとNの組が画素密度倍率データ0602として出力される。
Further, the pixel density
また、超解像度化部0203では、低解像度画像データ1、動きデータ0302と画素密度倍率データ0602とから、低解像度画像データ1のうち少なくとも1枚が画素密度倍率データ0602の表す画素密度倍率で超解像度化された高解像度画像データ2が生成される。
Further, the
次に、画素密度倍率決定部0601でのMとNの計算方法を説明する。ここで、鮮鋭度が、n/mにより定義されているものとする。画素密度の倍率mはMとNの積であるMNに等しいため、MやNを増加させると、mは増加する。したがって、MやNを増加させると、鮮鋭度n/mが減少することになる。
Next, a method for calculating M and N in the pixel density
一方、画素数nデータは、鮮鋭度を計算する超解像度画像の部分領域にのみ依存するため、MやNを増加させても、変化しない。したがって、n_minを閾値データ0503で除算することにより、全部分領域で鮮鋭度が閾値データ0503以上になるmを求められる。ここで、n_minは、鮮鋭度データ0205の中で最小の鮮鋭度である。
On the other hand, since the pixel number n data depends only on the partial region of the super-resolution image for which the sharpness is calculated, it does not change even if M or N is increased. Therefore, by dividing n_min by the
MとNの比が、M=aNにより表される場合、m=MN、M>0、N>0より、全部分領域で鮮鋭度が閾値0503以上になるMとNは、それぞれ、
と決定できる。ここで、aは比データ0803を表し、Tは閾値データ0503を表す。
Can be determined. Here, a represents the
ここでは、比データ0803、すなわちaをユーザが与える構成にしたが、aは必ずしもユーザが与えなくても構わない。例えば、生成する高解像度画像2の高さと幅の比が、表示装置や印刷用紙に同期して定まっている場合、それに合わせてaを自動的に設定すれば良い。あるいは、元の低解像度画像と同じ縦横比にしたい場合、aを1に設定すれば良い。
Here, the
処理の流れを図3に示す。 The flow of processing is shown in FIG.
先ず、入力部0202に複数の低解像度画像データ1が入力される(ステップS0401)。
First, a plurality of low
次に、動き検出部0301にて、この複数の低解像度画像データ1間の動きデータを求める(ステップS0402)。
Next, the
次に、動き検出部0301からの動きデータ0302及び複数の低解像度画像データ1から画素数を算出する(ステップS0403)。
Next, the number of pixels is calculated from the
次に、閾値指示データ0210が入力された閾値指示受理部0510は、閾値データ0503を設定する(ステップS0404)。
Next, the threshold value instruction receiving unit 0510 to which the threshold
次に、比指示受理部0802では、MとNの比である比データ0803(a)を設定する(ステップS0405)。
Next, the ratio
次に、画素密度倍率決定部0601では、画素密度倍率データ0602(MとN)を決定する(ステップS0406)。
Next, the pixel density
このように全部分領域で鮮鋭度n/mが閾値データ0503(T)以上であり、かつ、設定した比の関係を満たす最大のMとNが自動的に決定されるようになる。 As described above, the maximum M and N that have the sharpness n / m equal to or higher than the threshold value data 0503 (T) and satisfy the set ratio are automatically determined in all partial areas.
1・・・低解像度画像データ
2・・・高解像度画像データ
3・・・鮮鋭度画像データ
4・・・表示画像データ
0201・・・超解像度画像の生成装置
0202・・・入力部
0203・・・超解像度化部
0204・・・鮮鋭度計算部
0205・・・鮮鋭度データ
0206・・・鮮鋭度画像生成部
0207・・・切り替え部
0208・・・合成部
0209・・・表示部
0210・・・閾値指示データ
0211・・・切り替えデータ
0212・・・合成色指示データ
0310・・・サイズ指示データ
0311・・・サイズ指示受理部
0501・・・閾値指示受理部
0502・・・合成色指示受理部
0503・・・閾値データ
0504・・・合成色データ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記超解像度化部によって生成された前記第2の画像が入力され、前記第2の画像における部分領域ごとの鮮鋭度を計算する鮮鋭度計算部と、
前記鮮鋭度計算部により計算された部分領域ごとの鮮鋭度が入力され、前記鮮鋭度を画像として表示するための値に変換したものを部分領域ごとに持つ第3の画像を生成する鮮鋭度画像生成部と、
前記第1の画像及び前記第3の画像が入力され、前記第1の画像及び前記第3の画像を合成して第4の画像を生成する合成部とを具備することを特徴とする超解像度画像の生成装置。 A super-resolution processing unit that receives a first image having a first resolution and generates a second image having a second resolution higher than the first resolution by using the first image;
The second image generated by the super-resolution unit is input, and a sharpness calculation unit that calculates the sharpness of each partial region in the second image;
A sharpness image for generating a third image for which each of the partial areas has the sharpness of each partial area calculated by the sharpness calculation unit and is converted into a value for displaying the sharpness as an image. A generator,
A super-resolution comprising: a combining unit that receives the first image and the third image and generates the fourth image by combining the first image and the third image. Image generation device.
前記第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像間で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
前記動き検出部によって検出された動きベクトルが入力され、前記動きベクトルを用いて前記複数の第1の画像の位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数を数える画素数算出部と、
前記画素数算出部により算出された前記画素数及び前記第1の画像が入力され、前記画素数を用いて第2の画像の部分領域ごとの鮮鋭度を計算する鮮鋭度計算部と、
前記鮮鋭度計算部により計算された部分領域ごとの鮮鋭度が入力され、前記鮮鋭度を画像として表示するための値に変換したものを部分領域ごとに持つ第3の画像を生成する鮮鋭度画像生成部と、
前記第1の画像及び前記第3の画像が入力され、前記第1の画像及び前記第3の画像を合成して第4の画像を生成する合成部とを具備することを特徴とする超解像度画像の生成装置。 A plurality of first images having a first resolution are input, and a second image having a second resolution obtained by increasing the vertical and horizontal pixel densities from the first resolution by using the plurality of first images. A super-resolution section for generating
A plurality of the first images, and a motion vector detection unit that detects a motion vector between the plurality of first images;
A motion vector detected by the motion detector, and a pixel number calculator that counts the number of pixels present in a partial region of the position of the plurality of first images using the motion vector;
The number of pixels calculated by the number-of-pixels calculation unit and the first image are input, and a sharpness calculation unit that calculates the sharpness of each partial region of the second image using the number of pixels;
A sharpness image for generating a third image for which each of the partial areas has the sharpness of each partial area calculated by the sharpness calculation unit and is converted into a value for displaying the sharpness as an image. A generator,
A super-resolution comprising: a combining unit that receives the first image and the third image and generates the fourth image by combining the first image and the third image. Image generation device.
前記第1の画像が複数入力され、前記複数の第1の画像間で動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部によって検出された動きが入力され、前記動きを用いて前記複数の第1の画像の位置を合わせたものの部分領域に存在する画素数nを数える画素数算出部と、
前記画素数算出部により算出された前記画素数n、予め設定された閾値及び予め設定された縦方向と横方向の画素密度倍率の比(M/N)が入力され、前記画素数nを前記Mと前記Nの積で除算した値(n/MN)が、前記閾値以上となり、前記比(M/N)の関係を満たす最大のMとNを決定する画素密度倍率決定部とを具備し、
前記超解像度化部は、前記画素密度倍率決定部により決定された画素密度倍率が入力され、前記画素密度倍率を用いて前記第2の画像を生成することを特徴とする超解像度画像の生成装置。 A second resolution in which a plurality of first images having a first resolution are input, and the vertical and horizontal pixel densities are increased by M and N times, respectively, from the first resolution using the plurality of first images. A super-resolution section for generating a second image having:
A plurality of the first images are input, and a motion detection unit that detects motion between the plurality of first images;
A motion detection unit that receives motion detected by the motion detection unit and counts the number of pixels n in a partial region of the position of the plurality of first images using the motion;
The pixel number n calculated by the pixel number calculation unit, a preset threshold value, and a preset ratio of vertical and horizontal pixel density magnifications (M / N) are input, and the pixel number n is A value obtained by dividing M by the product of N (n / MN) is equal to or greater than the threshold value, and includes a pixel density magnification determining unit that determines the maximum M and N satisfying the relationship of the ratio (M / N). ,
A super-resolution image generating apparatus, wherein the super-resolution conversion unit receives the pixel density magnification determined by the pixel density magnification determination unit and generates the second image using the pixel density magnification. .
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