JP2009093676A - Image processor, image processing method, and program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関し、特に、高解像度の画像を生成する処理を高速化することができるようにした画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a program, and more particularly, to an image processing apparatus, an image processing method, and a program that can speed up a process for generating a high-resolution image.
低解像度の画像から高解像度の画像を生成する手法として超解像がある。 Super-resolution is a technique for generating a high-resolution image from a low-resolution image.
超解像とは、重なりを持つ複数の低解像度の画像から、1フレームの高解像度の画像におけるそれぞれの画素の画素値を求めることにより、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子が有する解像度以上の解像度の画像を再構成する手法である。例えば、高解像度の衛星写真を生成するときなどに超解像は用いられる。 Super-resolution is a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) by finding the pixel value of each pixel in a high-resolution image of one frame from multiple overlapping low-resolution images. This is a technique for reconstructing an image having a resolution higher than that of the image sensor. For example, super-resolution is used when generating a high-resolution satellite photograph.
図1、図2は、超解像の原理を示す図である。 1 and 2 are diagrams illustrating the principle of super-resolution.
図1、図2の上方に示されるa,b,c,d,e,fは、ある被写体を撮像して得られた低解像度の画像(LR(Low Resolution)画像)から求めようとする高解像度の画像(SR(Super Resolution)画像)の画素値、すなわち、SR画像の解像度と同じ解像度で被写体を画素化したときのそれぞれの画素の画素値を表す。 1, a, b, c, d, e, and f shown at the top of FIG. 1 and FIG. 2 are high ones to be obtained from a low resolution image (LR (Low Resolution) image) obtained by imaging a certain subject. It represents the pixel value of a resolution image (SR (Super Resolution) image), that is, the pixel value of each pixel when the subject is pixelated with the same resolution as the resolution of the SR image.
例えば、撮像素子の1つの画素の幅が、被写体を構成する画素の2つ分の幅だけあり、被写体を、その解像度のまま取り込むことができない場合、図1に示されるように、撮像素子の3つの画素のうちの左側の画素においてはaとbの画素値を混合したAの画素値が取り込まれ、中央の画素においてはcとdの画素値を混合したBの画素値が取り込まれる。また、右側の画素においてはeとfの画素値を混合したCの画素値が取り込まれる。A,B,Cは、撮像して得られたLR画像を構成する画素の画素値を表す。 For example, when the width of one pixel of the image sensor is only the width of two pixels constituting the subject and the subject cannot be captured at its resolution, as shown in FIG. Among the three pixels, the pixel value of A, which is a mixture of the pixel values of a and b, is captured in the left pixel, and the pixel value of B, which is a mixture of the pixel values of c and d, is captured in the center pixel. In the right pixel, a C pixel value obtained by mixing e and f pixel values is captured. A, B, and C represent pixel values of pixels constituting an LR image obtained by imaging.
手ぶれなどにより、図1の被写体とともに、図1の被写体の位置を基準として、被写体を構成する画素の0.5画素分の幅だけシフトさせた位置の被写体が図2に示されるようにして取り込まれた場合(シフトさせながら取り込まれた場合)、撮像素子の3つの画素のうちの左側の画素においてはaの半分とbの全体とcの半分の画素値を混合したDの画素値が取り込まれ、中央の画素においてはcの半分とdの全体とeの半分の画素値を混合したEの画素値が取り込まれる。また、右側の画素においてはeの半分とfの全体の画素値を混合したFの画素値が取り込まれる。D,E,Fも、撮像して得られたLR画像を構成する画素の画素値を表す。 As shown in FIG. 2, the subject at a position shifted by the width of 0.5 pixels of the pixels constituting the subject with reference to the subject position in FIG. If the pixel value is shifted (taken while being shifted), the left pixel of the three pixels of the image sensor takes in the D pixel value obtained by mixing the pixel values of the half of a, the whole of b, and the half of c. In the center pixel, the pixel value of E, which is a mixture of the pixel values of half of c, the whole of d, and half of e, is captured. Further, in the pixel on the right side, the F pixel value obtained by mixing half of e and the whole pixel value of f is captured. D, E, and F also represent pixel values of pixels constituting the LR image obtained by imaging.
このようなLR画像の撮像結果から下式(1)が求められる。式(1)からa,b,c,d,e,fをそれぞれ求めることによって、撮像素子が有する解像度より高い解像度の画像を得ることが可能になる。 The following equation (1) is obtained from the imaging result of such an LR image. By obtaining a, b, c, d, e, and f from Equation (1), it is possible to obtain an image with a resolution higher than that of the image sensor.
図3は、バックプロジェクション(Back Projection)による超解像処理によってSR画像を生成する従来の画像処理装置1の構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a conventional
図3の画像処理装置1は例えばデジタルカメラに設けられ、撮像して得られた静止画の処理を行う。
The
図3に示されるように、画像処理装置1は、超解像処理器110乃至112、合算回路12、加算回路13、およびSR画像バッファ14から構成される。
As shown in FIG. 3, the
撮像して得られたLR画像であるLR0は超解像処理器110に入力され、LR1は超解像処理器111に入力される。また、LR2は超解像処理器112に入力される。LR0乃至LR2は連続して撮像された画像であり、それぞれ撮像範囲に重なりを有している。連続して撮像が行われた場合、通常、撮像結果の画像に写る被写体の範囲はそれぞれ手ぶれなどにより若干ずれたものとなり、完全に一致せずに重なりを一部に有するものとなる。
LR 0 which is an LR image obtained by imaging is input to the
超解像処理器110は、LR0と、SR画像バッファ14に記憶されているSR画像に基づいて、それらの差分を表す差分画像を生成し、フィードバック値を合算回路12に出力する。フィードバック値は、SR画像と同じ解像度の差分画像を表す値になっている。
なお、SR画像バッファ14には、直前に行われた超解像処理によって生成されたSR画像が記憶されている。処理の開始直後であり、SR画像がまだ1フレームも生成されていない場合、例えば、LR0を、SR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングして得られた画像がSR画像バッファ14に記憶される。
The SR
同様に、超解像処理器111は、LR1とSR画像バッファ14に記憶されているSR画像に基づいて、それらの差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像を表すフィードバック値を合算回路12に出力する。
Similarly, the
超解像処理器112は、LR2とSR画像バッファ14に記憶されているSR画像に基づいて、それらの差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像を表すフィードバック値を合算回路12に出力する。
The
合算回路12は、超解像処理器110乃至112から供給されたフィードバック値を平均化し、平均化して求められた、SR画像と同じ解像度の画像を加算回路13に出力する。
Summing
加算回路13は、SR画像バッファ14に記憶されているSR画像と合算回路12から供給されたSR画像を加算し、加算して得られたSR画像を出力する。加算回路13の出力は、超解像処理の結果として画像処理装置1の外部に供給されるとともに、SR画像バッファ14に供給され、記憶される。
The
図4は、超解像処理器11n(超解像処理器110,111,112)の構成例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the super-resolution processor 11 n (
図4に示されるように、超解像処理器11nは、動きベクトル検出回路21、動き補償回路22、ダウンサンプリングフィルタ23、加算回路24、アップサンプリングフィルタ25、逆方向動き補償回路26から構成される。
As shown in FIG. 4, the
SR画像バッファ14から読み出されたSR画像は動きベクトル検出回路21と動き補償回路22に入力され、撮像して得られたLRnは動きベクトル検出回路21と加算回路24に入力される。
The SR image read from the
動きベクトル検出回路21は、入力されたSR画像とLRnに基づいて、SR画像を基準とした動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを動き補償回路22と逆方向動き補償回路26に出力する。
The motion
動き補償回路22は、動きベクトル検出回路21から供給された動きベクトルに基づいてSR画像に動き補償を施し、動き補償を施して得られた画像をダウンサンプリングフィルタ23に出力する。動き補償を施して得られた画像に写るオブジェクトの位置は、LRnに写るオブジェクトの位置に近い位置になる。
The
ダウンサンプリングフィルタ23は、動き補償回路22から供給された画像をダウンサンプリングすることによってLRnと同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を加算回路24に出力する。SR画像とLRnから動きベクトルを求め、求めた動きベクトルによって動き補償して得られた画像をLR画像と同じ解像度の画像にすることは、撮像して得られる画像を、SR画像バッファ14に記憶されているSR画像に基づいてシミュレートすることに相当する。
加算回路24は、LRnと、そのようにしてシミュレートされた画像の差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像をアップサンプリングフィルタ25に出力する。
The
アップサンプリングフィルタ25は、加算回路24から供給された差分画像をアップサンプリングすることによってSR画像と同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を逆方向動き補償回路26に出力する。
The
逆方向動き補償回路26は、動きベクトル検出回路21から供給された動きベクトルに基づいて、アップサンプリングフィルタ25から供給された画像に逆方向の動き補償を施し、逆方向の動き補償を施して得られた画像を表すフィードバック値を合算回路12に出力する。逆方向の動き補償を施して得られた画像に写るオブジェクトの位置は、SR画像バッファ14に記憶されているSR画像に写るオブジェクトの位置に近い位置になる。
The reverse
バックプロジェクションによる超解像処理は、通常、十分な解像度を有する1フレームのSR画像を得るのに複数回繰り返される。例えば、図3の画像処理装置1により生成され、加算回路13から出力されたSR画像が十分な解像度を有していない場合、そのSR画像は、SR画像バッファ14に記憶された後、超解像処理器110乃至112の入力として再度用いられ、超解像処理が繰り返される。
The super-resolution processing by back projection is usually repeated a plurality of times to obtain one frame of SR image having sufficient resolution. For example, if the SR image generated by the
従って、十分な解像度を有するSR画像を得るまでに時間がかかってしまう。 Therefore, it takes time to obtain an SR image having a sufficient resolution.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高解像度の画像を生成する処理を高速化することができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to speed up a process of generating a high-resolution image.
本発明の一側面の画像処理装置は、入力された第1の解像度の画像と、前記第1の解像度より高い第2の解像度の画像との差分を表す前記第2の解像度の差分画像の画素を、入力された前記第2の解像度の画像の画素として加える加算処理を行う加算手段を複数含み、それぞれ異なる前記第1の解像度の画像と、直前の前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の前記加算処理を行い、所定の回数だけ前記加算処理を行うことによって処理結果の前記第2の解像度の画像を生成する画像処理手段を備える。 The image processing apparatus according to one aspect of the present invention provides a pixel of the second resolution difference image that represents a difference between the input first resolution image and a second resolution image higher than the first resolution. Are added as pixels of the input image of the second resolution, and a plurality of addition means for performing the addition process, each of the different first resolution images and the second image obtained by the immediately preceding addition process are included. Image processing means is provided for generating the second resolution image as a processing result by performing the addition processing for the second and subsequent times with the resolution image as an input, and performing the addition processing a predetermined number of times.
前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像を入力として次の前記加算処理を行うか否かを、前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像に基づいて制御する制御手段をさらに設けることができる。 Control means for controlling, based on the image of the second resolution obtained by the addition process, whether or not to perform the next addition process by using the image of the second resolution obtained by the addition process as an input. Can be further provided.
前記差分画像を表す信号のゲインの調整を行う調整手段をさらに設けることができる。 Adjustment means for adjusting the gain of the signal representing the difference image can be further provided.
前記差分画像を求めるのに用いられる画像として入力された前記第2の解像度の画像を表す信号のゲインの調整と、求められた前記差分画像を表す信号のゲインの調整のうちの少なくともいずれかを行う調整手段をさらに設けることができる。 At least one of adjustment of gain of a signal representing the second resolution image input as an image used to obtain the difference image and adjustment of gain of a signal representing the obtained difference image Further adjustment means can be provided.
1回目の前記加算処理の入力となる前記第2の解像度の初期画像を生成する生成手段をさらに設けることができる。撮像されたnフレーム目の前記第1の解像度の画像を用いて、nフレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像を前記画像処理手段が生成する場合、前記生成手段には、n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像を構成する一部の画素を、nフレーム目の前記第1の解像度の画像をアップサンプリングして得られた画像を構成する画素で置き換えた画像を前記初期画像として生成させることができる。 Generation means for generating an initial image of the second resolution that becomes an input of the first addition process can be further provided. When the image processing means generates the second resolution image of the processing result of the nth frame using the captured image of the first resolution of the nth frame, the generation means includes n− Some pixels constituting the second resolution image of the processing result of the first frame are replaced with pixels constituting the image obtained by upsampling the image of the first resolution of the n frame. An image can be generated as the initial image.
前記生成手段には、撮像して得られたnフレーム目の前記第1の解像度の画像をアップサンプリングするアップサンプリング処理手段と、n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像と、前記アップサンプリング処理手段によるアップサンプリングによって得られた画像に基づいて検出した動きベクトルを用いて、n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像に動き補償を施す補正手段と、前記補正手段により動き補償が施されることによって得られた画像のうち、動き補償によって位置が移動したオブジェクトが表示されていた領域の画素を、対応する位置にある領域の、前記アップサンプリング処理手段によるアップサンプリングによって得られた画像の画素で置き換えることによって前記初期画像を生成する画像生成手段とをさらに設けることができる。 The generation means includes an upsampling processing means for upsampling the image of the first resolution of the nth frame obtained by imaging, and an image of the second resolution of the processing result of the (n-1) th frame. Correcting means for performing motion compensation on the image of the second resolution of the processing result of the (n-1) th frame using a motion vector detected based on the image obtained by upsampling by the upsampling processing means; Of the image obtained by performing motion compensation by the correcting means, the upsampling processing means for the area in the area where the object whose position has been moved by motion compensation is displayed is the corresponding area. An image that generates the initial image by replacing with pixels of the image obtained by upsampling by It may further include a forming means.
本発明の一側面の画像処理方法またはプログラムは、それぞれ異なる第1の解像度の画像と、直前の加算処理により得られた第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の加算処理を行い、所定の回数だけ加算処理を行うことによって処理結果の第2の解像度の画像を生成するステップを含む。 An image processing method or program according to an aspect of the present invention performs an addition process for the second and subsequent times by inputting an image having a different first resolution and an image having a second resolution obtained by the immediately preceding addition process, A step of generating a second resolution image as a processing result by performing the addition processing a predetermined number of times;
本発明の一側面においては、それぞれ異なる第1の解像度の画像と、直前の加算処理により得られた第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の加算処理が行われ、所定の回数だけ加算処理が行われることによって処理結果の第2の解像度の画像が生成される。 In one aspect of the present invention, the second and subsequent addition processes are performed by inputting an image with a different first resolution and an image with a second resolution obtained by the immediately preceding addition process, and a predetermined number of times. By performing the addition process, a second resolution image as a result of the process is generated.
本発明の一側面によれば、高解像度の画像を生成する処理を高速化することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to speed up the process of generating a high-resolution image.
図5は、本発明の一実施形態に係る撮像装置31を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an
撮像装置31はデジタルカメラであり、ユーザによる操作に応じて静止画を撮像する機能と、所定のフレームレートの動画を撮像する機能を有する。また、撮像装置31は、そのような撮像機能によって得られたLR画像を用い、解像度の高いSR画像を超解像処理により生成する機能をも有する。
The
図6は、超解像処理の例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of super-resolution processing.
図6の例においては、撮像して得られたLR画像であるLR0乃至LR2に基づいて画像の再構成が行われ、1フレームのSR画像が生成されている。LR0乃至LR2は連続して撮像されたLR画像であり、撮像範囲に重なりを有している。図6のLR0乃至LR2に重ねて示される縦線、横線は説明の便宜上付しているものである。 In the example of FIG. 6, image reconstruction is performed based on LR 0 to LR 2 which are LR images obtained by imaging, and one frame of SR image is generated. LR 0 to LR 2 are LR images captured continuously, and have overlapping imaging ranges. The vertical lines and horizontal lines that are superimposed on LR 0 to LR 2 in FIG. 6 are given for convenience of explanation.
撮像装置31においては、SR画像を生成するとき、図6に示されるようなLR画像に加えて、SR画像をも用いて超解像処理が行われる。
In the
図7は、撮像装置31の構成例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図7に示されるように、撮像装置31は、撮像部41、画像処理部42、および記録部43から構成される。
As illustrated in FIG. 7, the
撮像部41は、静止画、動画の撮像を行い、撮像して得られたLR画像を画像処理部42に出力する。
The
画像処理部42は、撮像部41から供給されたLR画像に基づいて超解像処理を行い、超解像処理によって得られたSR画像を記録部43に出力する。画像処理部42による超解像処理は、記録部43による制御に従って、目標とする解像度を有するSR画像が生成されるまで繰り返される。
The
記録部43は、画像処理部42から供給されたSR画像が十分な解像度を有している場合、そのSR画像をフラッシュメモリなどの所定の記録媒体に記録させるとともに、画像処理部42を制御して超解像処理を繰り返すのを停止させる。記録媒体に記録されるSR画像の解像度は、撮像部41に設けられる撮像素子の解像度よりも高くなる。
When the SR image supplied from the
図8は、図7の画像処理部42の構成例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図8に示される画像処理部42の構成は、例えば、静止画の撮像機能を実現するものとして用意され、超解像処理器510乃至512、加算回路520乃至522、スイッチ53、初期画像生成回路54、およびSR画像バッファ55から構成される。
The configuration of the
図8の例においては、超解像処理器510により求められたフィードバック値はSR画像バッファ55に記憶されているSR画像に加算され、その1回目の加算処理によって得られたSR画像が次の超解像処理器511により求められたフィードバック値に加算され、さらに、その2回目の加算処理によって得られたSR画像が次の超解像処理器512により求められたフィードバック値に加算されるといったように、ガウスザイデル法を用いた超解像処理によってSR画像が生成されるようになされている。
In the example of FIG. 8, the feedback value obtained by the
図3の従来の構成においては、LR画像とSR画像に基づいて求められた複数のフィードバック値が合算回路12において平均化されてからSR画像に加えられるようになされているが、図8に示されるように、LR画像とSR画像に基づいて求められたフィードバック値によって表されるSR画像に対して、次の超解像処理器によって求められたフィードバック値がすぐに加算されるようにすることにより、フィードバックの回数が多くなり、十分な解像度を有するSR画像を得ることができるまでの時間(収束するまでの時間)を短縮することができる。すなわち、SR画像を得る処理を高速化することができる。
In the conventional configuration shown in FIG. 3, a plurality of feedback values obtained based on the LR image and the SR image are averaged in the summing
以下、適宜、入力されたLR画像とSR画像を用いて超解像処理器510乃至512により行われるフィードバック値を求める処理をフィードバック値演算処理といい、フィードバック値により表される画像をSR画像に加算することによって1フレームのSR画像を生成する処理を加算処理という。超解像処理は、フィードバック値演算処理と加算処理が繰り返されることによって実現される。
Hereinafter, as appropriate, using the input LR image and the SR image is called a feedback value arithmetic processing process for obtaining the feedback values to be performed by the
撮像部41によって得られたLR画像であるLR0は超解像処理器510に入力され、LR1は超解像処理器511に入力される。また、LR2は超解像処理器512に入力される。LR0乃至LR2は連続して撮像されたLR画像であり、それぞれ撮像範囲に重なりを有している。
LR 0 that is an LR image obtained by the
超解像処理器510は、LR0と、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、SR画像と同じ解像度の画像を表すフィードバック値を加算回路520に出力する。
The
加算回路520は、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像と超解像処理器510から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し(SR画像バッファ55に記憶されているSR画像にない画素の画素値として、フィードバック値により表されるSR画像に含まれる画素の画素値を加え)、加算して得られた1フレームのSR画像を1回目の加算処理の結果として出力する。加算回路520から出力されたSR画像は超解像処理器511と加算回路521に入力される。
Addition circuit 52 0 is stored in adds the SR image represented by the feedback value supplied from the SR image and
超解像処理器511は、LR1と、加算回路520から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路521に出力する。
加算回路521は、加算回路520から供給されたSR画像と超解像処理器511から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を2回目の加算処理の結果として出力する。加算回路521から出力されたSR画像は超解像処理器512と加算回路522に入力される。
The adder circuit 52 1 adds the SR image supplied from the adder circuit 52 0 and the SR image represented by the feedback value supplied from the
超解像処理器512は、LR2と、加算回路521から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路522に出力する。
加算回路522は、加算回路521から供給されたSR画像と超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られたSR画像を3回目の加算処理の結果、すなわち超解像処理の結果として出力する。加算回路522から出力されたSR画像は、記録部43に入力されるとともに、スイッチ53を介してSR画像バッファ55に供給され、記憶される。
The adder circuit 52 2 adds the SR image supplied from the adder circuit 52 1 and the SR image represented by the feedback value supplied from the
スイッチ53は、初期画像生成回路54により初期画像が生成されたとき、端子aに接続し、初期画像をSR画像バッファ55に記憶させる。また、スイッチ53は、超解像処理の結果として得られたSR画像が加算回路522から供給されたとき、端子bに接続し、SR画像をSR画像バッファ55に記憶させる。
When the initial image is generated by the initial
初期画像生成回路54は、ある1フレームのSR画像を超解像処理によって生成することを開始するとき、例えば、LR0をSR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングすることによって初期画像を生成し、生成した初期画像を、端子aに接続させたスイッチ53を介してSR画像バッファ55に記憶させる。
The initial
SR画像バッファ55は、初期画像生成回路54により生成された初期画像、または、加算回路522から供給されたSR画像を記憶する。
図9は、超解像処理器51n(超解像処理器510,511,512)の構成例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the super-resolution processor 51 n (
図9に示されるように、超解像処理器51nは図4の構成と同様の構成を有しており、動きベクトル検出回路61、動き補償回路62、ダウンサンプリングフィルタ63、加算回路64、アップサンプリングフィルタ65、および逆方向動き補償回路66から構成される。
As shown in FIG. 9, the
フィードバック値の演算に用いるものとして供給されたSR画像は動きベクトル検出回路61と動き補償回路62に入力され、撮像して得られたLRnは動きベクトル検出回路61と加算回路64に入力される。超解像処理器511の動きベクトル検出回路61と動き補償回路62にはSR画像バッファ55に記憶されているSR画像が入力され、超解像処理器511または超解像処理器512の動きベクトル検出回路61と動き補償回路62には前段に設けられる加算回路520,521から出力されたSR画像が入力される。
The SR image supplied for use in the calculation of the feedback value is input to the motion
動きベクトル検出回路61は、入力されたSR画像とLRnに基づいて、SR画像を基準とした動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを動き補償回路62と逆方向動き補償回路66に出力する。
The motion
動き補償回路62は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいてSR画像に動き補償を施し、動き補償を施して得られた画像をダウンサンプリングフィルタ63に出力する。動き補償を施して得られた画像に写るオブジェクトの位置は、LRnに写るオブジェクトの位置に近い位置になる。
The
ダウンサンプリングフィルタ63は、動き補償回路62から供給された画像をダウンサンプリングすることによってLRnと同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を加算回路64に出力する。SR画像とLRnから動きベクトルを求め、求めた動きベクトルによって動き補償して得られた画像をLR画像と同じ解像度の画像にすることは、撮像して得られる画像をSR画像に基づいてシミュレートすることに相当する。
加算回路64は、LRnと、そのようにしてシミュレートされた画像の差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像をアップサンプリングフィルタ65に出力する。
The
アップサンプリングフィルタ65は、加算回路64から供給された差分画像をアップサンプリングすることによってSR画像と同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を逆方向動き補償回路66に出力する。
The
逆方向動き補償回路66は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいて、アップサンプリングフィルタ65から供給された画像に逆方向の動き補償を施し、逆方向の動き補償を施して得られた画像を表すフィードバック値を加算回路52nに出力する。逆方向の動き補償を施して得られた画像に写るオブジェクトの位置は、SR画像に写るオブジェクトの位置に近い位置になる。
The reverse
ここで、図10のフローチャートを参照して、図8の構成を有する画像処理部42により行われる超解像処理について説明する。
Here, the super-resolution processing performed by the
この処理は、撮像部41により静止画の撮像が行われ、LR0が超解像処理器510に、LR1が超解像処理器511に、LR2が超解像処理器512にそれぞれ入力されたときに開始される。
In this process, a still image is picked up by the
ステップS1において、初期画像生成回路54は、例えば、LR0をSR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングすることによって初期画像を生成し、生成した初期画像をスイッチ53を介してSR画像バッファ55に記憶させる。撮像部41により得られたLR0は初期画像生成回路54にも入力される。
In step S1, the initial
ステップS2において、超解像処理器510は、LR0と、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路520に出力する。フィードバック値演算処理については図11のフローチャートを参照して後述する。
In step S2, the
ステップS3において、加算回路520は、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像と、ステップS2で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器510から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を1回目の加算処理の結果として出力する。
In step S3, the addition circuit 52 0, and the SR image stored in the
ステップS4において、超解像処理器511は、LR1と、加算回路520から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路521に出力する。
In step S4, the
ステップS5において、加算回路521は、加算回路520から供給されたSR画像と、ステップS4で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器511から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を2回目の加算処理の結果として出力する。
In step S5, the addition circuit 52 1, and the SR image supplied from the addition circuit 52 0, determined by the feedback value calculation process performed in step S4, the feedback value supplied from the
ステップS6において、超解像処理器512は、LR2と、加算回路521から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路522に出力する。
In step S6, the
ステップS7において、加算回路522は、加算回路521から供給されたSR画像と、ステップS6で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算する。
In step S7, the addition circuit 52 2, and the SR image supplied from the addition circuit 52 1, determined by the feedback value calculation process performed in step S6, the feedback value supplied from the
ステップS8において、加算回路522は、加算回路521から供給されたSR画像と、超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算して得られたSR画像を超解像処理の結果として記録部43に出力するとともに、SR画像バッファ55に記憶させる。
In step S8, the addition circuit 52 2, and the SR image supplied from the addition circuit 52 1, SR image obtained by adding the SR image represented by the feedback value supplied from the
その後、記録部43においては、加算回路522から出力されたSR画像が十分な解像度を有しているか否かが判断され、十分な解像度を有していないと判断された場合、処理はステップS2に戻り、以上の処理が繰り返される。繰り返し行われる超解像処理のうちの1回目のフィードバック値演算処理、加算処理においては、ステップS8の処理でSR画像バッファ55に記憶されたSR画像が用いられる。
Thereafter, the
一方、加算回路522から出力されたSR画像が十分な解像度を有していると判断された場合、超解像処理を繰り返すことは停止され、その十分な解像度を有する画像が記録される。 On the other hand, if it is determined that the SR image outputted from the addition circuit 52 2 has a sufficient resolution, to repeat the super-resolution processing is stopped, the image having the sufficient resolution are recorded.
次に、図11のフローチャートを参照して、図10のステップS2,S4,S6において行われるフィードバック値演算処理について説明する。 Next, feedback value calculation processing performed in steps S2, S4, and S6 of FIG. 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS11において、動きベクトル検出回路61は、入力されたSR画像とLRnに基づいて、SR画像を基準とした動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを動き補償回路62と逆方向動き補償回路66に出力する。
In step S11, the motion
ステップS12において、動き補償回路62は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいてSR画像に動き補償を施し、動き補償を施して得られた画像をダウンサンプリングフィルタ63に出力する。
In
ステップS13において、ダウンサンプリングフィルタ63は、動き補償回路62から供給された画像をダウンサンプリングすることによってLRnと同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を加算回路64に出力する。
In step S <
ステップS14において、加算回路64は、入力されたLRnと、ダウンサンプリング結果としてダウンサンプリングフィルタ63から供給された画像の差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像をアップサンプリングフィルタ65に出力する。
In step S <
ステップS15において、アップサンプリングフィルタ65は、加算回路64から供給された差分画像をアップサンプリングすることによってSR画像と同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を逆方向動き補償回路66に出力する。
In step S <b> 15, the
ステップS16において、逆方向動き補償回路66は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいて、アップサンプリング結果としてアップサンプリングフィルタ65から供給された画像に逆方向の動き補償を施し、逆方向の動き補償を施して得られた画像を表すフィードバック値を加算回路52nに出力する。その後、図10のステップS2,S4,S6に戻り、それ以降の処理が行われる。
In step S <b> 16, the backward
図12は、画像処理部42の他の構成例を示すブロック図である。図8の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating another configuration example of the
図12の画像処理部42の構成は、ループコントロール回路710および711、スイッチ720および721がさらに設けられ、ループコントロール回路710によるスイッチ720の切り替えとループコントロール回路711によるスイッチ721の切り替えに応じて、加算処理の結果が記録部43に出力されるのか、または、次の加算処理に用いられるのかが制御される点が、図8の構成と異なる。
Configuration of the
すなわち、図12の画像処理部42においては、ループコントロール回路710によるスイッチ720の切り替えに応じて、加算回路520から出力された1回目の加算処理の結果が2回目の加算処理に用いられるのか、または、記録部43にそのまま出力されるのかが制御され、ループコントロール回路711によるスイッチ721の切り替えに応じて、加算回路521から出力された2回目の加算処理の結果が3回目の加算処理に用いられるのか、または、記録部43にそのまま出力されるのかが制御されるようになされている。
That is, the
例えば、1回目の加算処理の結果として十分な解像度のSR画像が得られていない場合にだけ2回目以降のフィードバック値演算処理、加算処理を行い、加算回路521から出力された2回目の加算処理の結果として十分な解像度のSR画像が得られていない場合にだけ3回目のフィードバック値演算処理、加算処理を行うといったように、LR0乃至LR2の各LR画像を用いた処理が終了する毎にSR画像の解像度を確認し、十分な解像度が得られていない場合には次のフィードバック値演算処理、加算処理を行い、反対に、十分な解像度が得られている場合にはそこで処理を打ち切ることにより、場合によってはフィードバック値演算処理、加算処理を少ない回数で終わらせることができ、超解像処理を高速化することが可能となる。 For example, the first addition result as sufficient resolution by the second and subsequent feedback value arithmetic processing when the SR image is not obtained in the process, it performs addition processing, second addition output from the addition circuit 52 1 Only when the SR image having sufficient resolution is not obtained as a result of the processing, the processing using the LR images of LR 0 to LR 2 is completed so that the third feedback value calculation processing and addition processing are performed. Check the resolution of the SR image every time, and if sufficient resolution is not obtained, perform the following feedback value calculation processing and addition processing, and conversely, if sufficient resolution is obtained, perform processing there. By terminating the processing, the feedback value calculation process and the addition process can be completed with a small number of times, and the super-resolution process can be speeded up.
超解像処理器510は、LR0と、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路520に出力する。
The
加算回路520は、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像と超解像処理器510から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を1回目の加算処理の結果として出力する。加算回路520から出力されたSR画像は、ループコントロール回路710とスイッチ720に供給される。
Addition circuit 52 0 adds the SR image represented by the feedback value supplied from the SR image and
ループコントロール回路710は、加算回路520から供給されたSR画像の解像度(画質)を確認し、十分な解像度が得られている場合には、スイッチ720を端子aに接続させることによって、1回目の加算処理の結果のSR画像を記録部43に出力させる。また、ループコントロール回路710は、十分な解像度が得られていない場合には、スイッチ720を端子bに接続させることによって、1回目の加算処理の結果のSR画像を超解像処理器511と加算回路521に出力させる。
Loop control circuit 71 0, when check the resolution (image quality) of the SR image supplied from the addition circuit 52 0, and sufficient resolution can be obtained, by connecting the switch 72 0 to the terminal a, The SR image as a result of the first addition process is output to the
ループコントロール回路710に対しては、例えば、SR画像の解像度を確認するのに用いられる基準のSR画像が与えられており、その基準のSR画像との差分、最小二乗誤差、共分散などに基づいて、加算処理の結果のSR画像の出力先が判断される。例えば、基準のSR画像との差分が閾値として設定されている差より小さい場合、加算処理の結果のSR画像は記録部43に出力される。例えば、基準のSR画像としては、SR画像バッファ55に記録されているSR画像であったり、超解像処理器520乃至522のいずれかより出力されたSR画像が適宜選択されるようにしてもよい。
For loop control circuit 71 0, for example, it is given a reference of the SR image used to check the resolution of the SR image, the difference between the SR image of the reference, the minimum square error, etc. covariance Based on this, the output destination of the SR image as a result of the addition process is determined. For example, when the difference from the reference SR image is smaller than the difference set as the threshold value, the SR image as a result of the addition process is output to the
超解像処理器511は、LR1と、スイッチ720を介して加算回路520から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路521に出力する。
加算回路521は、スイッチ720を介して加算回路520から供給されたSR画像と超解像処理器511から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を2回目の加算処理の結果として出力する。加算回路521から出力されたSR画像は、ループコントロール回路711とスイッチ721に供給される。
The adder circuit 52 1 adds the SR image supplied from the adder circuit 52 0 via the switch 72 0 and the SR image represented by the feedback value supplied from the
ループコントロール回路711は、加算回路521から供給されたSR画像の解像度を確認し、十分な解像度が得られている場合には、スイッチ721を端子aに接続させることによって、2回目の加算処理の結果のSR画像を記録部43に出力させる。また、ループコントロール回路711は、十分な解像度が得られていない場合には、スイッチ721を端子bに接続させることによって、2回目の加算処理の結果のSR画像を超解像処理器512と加算回路522に出力させる。
The loop control circuit 71 1 confirms the resolution of the SR image supplied from the adder circuit 52 1 , and if a sufficient resolution is obtained, the switch 72 1 is connected to the terminal a to connect the second time. The SR image as a result of the addition process is output to the
ループコントロール回路711に対しても、SR画像の解像度を確認するのに用いられる基準のSR画像が与えられている。 Also for the loop control circuit 71 1, SR image of the reference used to check the resolution of the SR image is given.
超解像処理器512は、LR2と、スイッチ721を介して加算回路521から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路522に出力する。
The
加算回路522は、スイッチ721を介して加算回路521から供給されたSR画像と超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を超解像処理の結果として出力する。加算回路522から出力されたSR画像は、記録部43に供給されるとともに、スイッチ53を介してSR画像バッファ55に供給され、記憶される。
The adder circuit 52 2 adds the SR image supplied from the adder circuit 52 1 via the switch 72 1 and the SR image represented by the feedback value supplied from the
なお、図12の超解像処理器510乃至512も、それぞれ、図9に示される構成と同じ構成を有している。
Incidentally, the
ここで、図13のフローチャートを参照して、図12の構成を有する画像処理部42により行われる超解像処理について説明する。
Here, the super-resolution processing performed by the
この処理も、撮像部41により静止画の撮像が行われ、LR0が超解像処理器510、LR1が超解像処理器511、LR2が超解像処理器512にそれぞれ入力されたときに開始される。
Also in this processing, a still image is picked up by the
ステップS21において、初期画像生成回路54は、LR0をアップサンプリングするなどして初期画像を生成し、生成した初期画像をスイッチ53を介してSR画像バッファ55に記憶させる。
In
ステップS22において、超解像処理器510は、LR0と、SR画像バッファ55に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路520に出力する。ここでは、図11を参照して説明した処理と同じ処理が行われる。
In step S22, the
ステップS23において、加算回路520は、ステップS22で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器510から供給されたフィードバック値により表されるSR画像をSR画像バッファ55に記憶されているSR画像に加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を1回目の加算処理の結果として出力する。
In step S23, the adder circuit 52 0 is determined by the feedback value calculation process performed in step S22, stores the SR image represented by the feedback value supplied from the
ステップS24において、ループコントロール回路710は、加算回路520から供給されたSR画像の画質を確認する。 In step S24, the loop control circuit 71 0 checks the image quality of the SR image supplied from the addition circuit 52 0.
ステップS25において、ループコントロール回路710は、フィードバック値演算処理などを繰り返すか否かをSR画像の画質の確認結果に基づいて判定する。 In step S25, the loop control circuit 71 0 determines based on whether repeat such feedback value arithmetic processing check result of the image quality of the SR image.
ステップS25においてフィードバック値演算処理を繰り返すと判定された場合、ステップS26において、超解像処理器511は、LR1と、スイッチ720を介して加算回路520から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路521に出力する。
If it is determined that repetition of the feedback value calculation process in step S25, in step S26, the
ステップS27において、加算回路521は、ステップS26で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器511から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を、加算回路520から供給されたSR画像に加算し、加算して得られたSR画像を2回目の加算処理の結果として出力する。
In step S27, the adding circuit 52 1 obtains the SR image obtained by the feedback value calculation process performed in step S26 and represented by the feedback value supplied from the
ステップS28において、ループコントロール回路711は、加算回路521から供給されたSR画像の画質を確認する。 In step S28, the loop control circuit 71 1 checks the image quality of the SR image supplied from the addition circuit 52 1 .
ステップS29において、ループコントロール回路711は、フィードバック値演算処理などを繰り返すか否かをSR画像の画質の確認結果に基づいて判定する。 In step S29, the loop control circuit 71 1 determines based on whether repeat such feedback value arithmetic processing check result of the image quality of the SR image.
ステップS29においてフィードバック値演算処理を繰り返すと判定された場合、ステップS30において、超解像処理器512は、LR2と、スイッチ721を介して加算回路521から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路522に出力する。
If it is determined in step S29 that the feedback value calculation process is to be repeated, in step S30, the
ステップS31において、加算回路522は、ステップS30で行われたフィードバック値演算処理により求められ、超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を、加算回路521から供給されたSR画像に加算する。
In step S31, the addition circuit 52 2 is determined by the feedback value calculation process performed in step S30, the SR image represented by the feedback value supplied from the
ステップS32において、加算回路522は、加算回路521から供給されたSR画像と、超解像処理器512から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算して得られたSR画像を超解像処理の結果として記録部43に出力するとともに、SR画像バッファ55に記憶させる。その後、処理はステップS22に戻り、以上の処理が繰り返される。
In step S32, the addition circuit 52 2, and the SR image supplied from the addition circuit 52 1, SR image obtained by adding the SR image represented by the feedback value supplied from the
一方、ステップS25,S29においてフィードバック値演算処理などを繰り返さないと判定された場合、十分な画質を有していると判断されたSR画像が記録部43に出力され、処理は終了される。
On the other hand, when it is determined in steps S25 and S29 that the feedback value calculation process or the like is not repeated, the SR image determined to have sufficient image quality is output to the
図14は、超解像処理器51nの他の構成例を示すブロック図である。図9の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 14 is a block diagram showing another configuration example of the
図14の超解像処理器51nの構成は、逆方向動き補償回路66の後段にフィードバックゲインコントロール回路81がさらに設けられる点が図9の構成と異なる。
The
フィードバックゲインコントロール回路81は、逆方向動き補償回路66から供給されたフィードバック値のゲインを調整し、ゲインを調整して得られたフィードバック値を加算回路52nに出力する。逆方向動き補償回路66からは、LRnとSR画像の差分画像をアップサンプリングした画像に逆方向の動き補償を施すことによって得られた画像がフィードバック値として供給されてくる。
Feedback
例えば、フィードバックゲインコントロール回路81は、逆方向動き補償回路66から供給されたフィードバック値によって表されるSR画像の画像信号の全体の周波数成分を任意倍のものにすることによってゲインを調整したり、周波数成分毎に異なる値を乗算することによってゲインを調整したりする。
For example, the feedback
また、フィードバックゲインコントロール回路81は、ゲインを上げてSR画像に加えたときに画質に悪影響を与えそうな周波数成分の信号については、逆にゲインを下げたりする。画質に悪影響を与えるものであるか否かは、例えば、逆方向動き補償回路66から供給されたフィードバック値に含まれるノイズの量や、動きベクトル検出時に求められるSAD(Sum of Absolute Difference)等の動きベクトルの信頼度に基づいて判断される。なお、ゲインを調整する処理が画像全体に均一に施されるようにしてもよいし、領域毎に施されるようにしてもよい。
Also, the feedback
図15A乃至Dは、フィードバックゲインコントロール回路81により実現されるゲイン調整の特性の例を示す図である。
15A to 15D are diagrams illustrating examples of gain adjustment characteristics realized by the feedback
横軸は周波数、縦軸はゲインを表し、図15Aに示される特性は、低い周波数成分のゲインを下げ、高い周波数成分のゲインを上げるものになっている。図15Bに示される特性は、低い周波数成分のゲインを上げ、高い周波数成分のゲインを下げるものになっている。図15Cに示される特性は、中間付近の周波数成分のゲインを上げ、それ以外の成分のゲインを下げるものになっている。図15Dに示される特性は、全ての周波数成分のゲインを下げるものになっている。 The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents gain. The characteristics shown in FIG. 15A lower the gain of the low frequency component and increase the gain of the high frequency component. The characteristics shown in FIG. 15B increase the gain of the low frequency component and decrease the gain of the high frequency component. The characteristics shown in FIG. 15C increase the gain of the frequency component near the middle and decrease the gain of the other components. The characteristic shown in FIG. 15D lowers the gain of all frequency components.
ここで、図16のフローチャートを参照して、図14の構成を有する超解像処理器51nにより行われるフィードバック値演算処理について説明する。この処理も、図10のステップS2,S4,S6において行われる。
Here, a feedback value calculation process performed by the
図16に示される処理は、ゲインを調整する処理が加えられている点を除いて図11を参照して説明した処理と同じである。すなわち、ステップS41において、動きベクトル検出回路61は、入力されたSR画像とLRnに基づいて動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを動き補償回路62と逆方向動き補償回路66に出力する。
The process shown in FIG. 16 is the same as the process described with reference to FIG. 11 except that a process for adjusting the gain is added. That is, in step S41, the motion
ステップS42において、動き補償回路62は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいてSR画像に動き補償を施し、動き補償を施して得られた画像をダウンサンプリングフィルタ63に出力する。
In
ステップS43において、ダウンサンプリングフィルタ63は、動き補償回路62から供給された画像をダウンサンプリングすることによってLRnと同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を加算回路64に出力する。
In step S43, the down-
ステップS44において、加算回路64は、入力されたLRnと、ダウンサンプリング結果としてダウンサンプリングフィルタ63から供給された画像の差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像をアップサンプリングフィルタ65に出力する。
In step S44, the
ステップS45において、アップサンプリングフィルタ65は、加算回路64から供給された画像をアップサンプリングすることによってSR画像と同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を逆方向動き補償回路66に出力する。
In step S <b> 45, the
ステップS46において、逆方向動き補償回路66は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいて、アップサンプリング結果としてアップサンプリングフィルタ65から供給された画像に逆方向の動き補償を施し、逆方向の動き補償を施して得られた画像をフィードバックゲインコントロール回路81に出力する。
In step S 46, the backward
ステップS47において、フィードバックゲインコントロール回路81は、逆方向動き補償回路66から供給された、逆方向の動き補償の結果である画像を表す信号のゲインを調整し、ゲインを調整して得られたフィードバック値を加算回路52nに出力する。その後、図10のステップS2,S4,S6に戻り、それ以降の処理が行われる。
In step S47, the feedback
図17は、超解像処理器51nのさらに他の構成例を示すブロック図である。図14の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 17 is a block diagram showing still another configuration example of the
図17の超解像処理器51nの構成は、フィードバックゲインコントロール回路81が、逆方向動き補償回路66の後段ではなく加算回路64とアップサンプリングフィルタ65の間に設けられる点で図14の構成と異なる。すなわち、図17の構成においては、加算回路64により求められた差分画像がフィードバックゲインコントロール回路81に供給され、この段階で差分画像に対してゲインの調整が行われるようになされている。
The
このように、フィードバックゲインコントロール回路81の挿入位置は逆方向動き補償回路66の後段の位置に限定されるものではない。図17に示されるように加算回路64とアップサンプリングフィルタ65の間にフィードバックゲインコントロール回路81を挿入するとした場合、アップサンプリングフィルタ65の機能とフィードバックゲインコントロール回路81の機能を1つの回路によって実現するようにしてもよい。
As described above, the insertion position of the feedback
図18は、超解像処理器51nの他の構成例を示すブロック図である。図9の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 18 is a block diagram showing another configuration example of the
図18の超解像処理器51nの構成は、動き補償回路62の前段にテイストコントロール回路101が設けられ、逆方向動き補償回路66の後段にテイストコントロール回路102が設けられる点で図9の構成と異なる。
The
図18に示されるように、フィードバック値の演算に用いられるSR画像は動きベクトル検出回路61とテイストコントロール回路101に供給される。テイストコントロール回路101に対しては、ユーザによる操作に応じたテイストパラメータも供給される。テイストパラメータはテイストコントロール回路102にも供給される。
As shown in FIG. 18, the SR image used for the calculation of the feedback value is supplied to the motion
テイストパラメータは、例えば、図19に示されるようなGUI(Graphical User Interface)を用いてユーザにより調整された値を表すものであり、この値に応じて、処理に用いられるフィルタが選択され、選択されたフィルタに応じた画質のSR画像が超解像処理器51nにより生成される。図19の例においては、ユーザはスライドバー111をスライドさせることによって値を調整することができるようになされており、現在の調整値が表示部112に表示されている。
The taste parameter represents, for example, a value adjusted by the user using a GUI (Graphical User Interface) as shown in FIG. 19, and a filter used for processing is selected and selected according to this value. An SR image having an image quality corresponding to the filtered filter is generated by the
図18の説明に戻り、テイストコントロール回路101は、テイストパラメータに応じてフィルタを選択し、選択したフィルタを用いて、SR画像にフィルタリングを施す。テイストコントロール回路101は、フィルタリングを施して得られたSR画像を動き補償回路62に出力する。
Returning to the description of FIG. 18, the
後段の回路においては上述した処理と同様の処理が行われる。すなわち、動き補償回路62においては、テイストコントロール回路101から供給されたSR画像に対して動き補償が施され、動き補償を施して得られた画像が、ダウンサンプリングフィルタ63においてダウンサンプリングされる。加算回路64においてはLRnとの差分を表す差分画像が生成され、差分画像をアップサンプリングフィルタ65においてアップサンプリングした画像に対して、逆方向の動き補償が逆方向動き補償回路66において施される。逆方向の動き補償を施して得られたSR画像はテイストコントロール回路102に供給される。
In the subsequent circuit, processing similar to that described above is performed. That is, in the
テイストコントロール回路102は、テイストパラメータに応じてフィルタを選択し、選択したフィルタを用いて、逆方向動き補償回路66から供給されたSR画像に対してフィルタリングを施す。テイストコントロール回路102は、フィルタリングを施して得られたSR画像をフィードバック値として加算回路52nに出力する。
The
図20A乃至Dは、テイストコントロール回路101,102において選択されるフィルタの特性の例を示す図である。
20A to 20D are diagrams illustrating examples of characteristics of filters selected in the
図20A乃至Dに示される特性は、それぞれ、図15A乃至Dに示される特性と同じものであり、このようなフィルタの特性が、図20Aに示されるようにテイストパラメータに応じて調整される。 The characteristics shown in FIGS. 20A to 20D are the same as the characteristics shown in FIGS. 15A to 15D, respectively, and the characteristics of such a filter are adjusted according to taste parameters as shown in FIG. 20A.
例えば、加算回路52nから出力されるSR画像の画質が、ぎらつき感が多いようなものであり、それを少なくするようにユーザが調整した場合、テイストコントロール回路102によりLPF(Low Pass Filter)が選択され、加算回路52nから出力されるSR画像の画質がよりマイルドなものになるように調整される。
For example, when the image quality of the SR image output from the adder circuit 52 n has a lot of glare, and the user adjusts to reduce it, the
ここで、図21のフローチャートを参照して、図18の構成を有する超解像処理器51nにより行われるフィードバック値演算処理について説明する。
Here, with reference to the flowchart of FIG. 21, the feedback value calculation process performed by the
図21に示される処理は、画質を調整する処理が加えられている点を除いて図11などを参照して説明した処理と同じである。 The process shown in FIG. 21 is the same as the process described with reference to FIG. 11 and the like except that a process for adjusting the image quality is added.
ステップS51において、テイストコントロール回路101は、テイストパラメータに応じてフィルタを選択し、選択したフィルタを用いて、供給されたSR画像に対してフィルタリングを施す(テイストコントロールを施す)。テイストコントロール回路101は、フィルタリングを施して得られたSR画像を動き補償回路62に出力する。
In step S51, the
ステップS52において、動きベクトル検出回路61は、入力されたSR画像とLRnに基づいて動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを動き補償回路62と逆方向動き補償回路66に出力する。
In step S52, the motion
ステップS53において、動き補償回路62は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいて、テイストコントロールが施され、テイストコントロール回路101から供給されたSR画像に動き補償を施し、動き補償を施して得られた画像をダウンサンプリングフィルタ63に出力する。
In step S53, the
ステップS54において、ダウンサンプリングフィルタ63は、動き補償回路62から供給された画像をダウンサンプリングすることによってLRnと同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を加算回路64に出力する。
In step S <
ステップS55において、加算回路64は、入力されたLRnと、ダウンサンプリング結果としてダウンサンプリングフィルタ63から供給された画像の差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像をアップサンプリングフィルタ65に出力する。
In step S55, the
ステップS56において、アップサンプリングフィルタ65は、加算回路64から供給された画像をアップサンプリングすることによってSR画像と同じ解像度の画像を生成し、生成した画像を逆方向動き補償回路66に出力する。
In step S <b> 56, the
ステップS57において、逆方向動き補償回路66は、動きベクトル検出回路61から供給された動きベクトルに基づいて、アップサンプリング結果としてアップサンプリングフィルタ65から供給された画像に逆方向の動き補償を施し、逆方向の動き補償を施して得られた画像をテイストコントロール回路102に出力する。
In step S57, the backward
ステップS58において、テイストコントロール回路102は、テイストパラメータに応じてフィルタを選択し、選択したフィルタを用いて、逆方向動き補償回路66から供給されたSR画像に対してフィルタリングを施す。テイストコントロール回路102は、フィルタリングを施して得られたSR画像をフィードバック値として加算回路52nに出力する。その後、図10のステップS2,S4,S6に戻り、それ以降の処理が行われる。
In step S58, the
図22は、超解像処理器51nのさらに他の構成例を示すブロック図である。図18の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 22 is a block diagram showing still another configuration example of the
図22の超解像処理器51nの構成は、テイストコントロール回路101が、動き補償回路62の前段ではなくダウンサンプリングフィルタ63と加算回路64の間に設けられる点と、テイストコントロール回路102が、逆方向動き補償回路66の後段ではなく加算回路64とアップサンプリングフィルタ65の間に設けられる点で図18の構成と異なる。
The configuration of the
すなわち、図22の構成においては、ダウンサンプリングフィルタ63により得られた画像がテイストコントロール回路101に供給され、LRnと同じ解像度の画像に対してフィルタリングが施されるようになされている。また、加算回路64により求められた差分画像がテイストコントロール回路102に供給され、この段階で差分画像に対してフィルタリングが施されるようになされている。
That is, in the configuration of FIG. 22, the image obtained by down-
このように、テイストコントロール回路101は、差分画像を求める構成である加算回路64より前段の位置であれば、超解像処理器51n内のどの位置に設けられるようにしてもよい。また、テイストコントロール回路102は、加算回路64より後段の位置であれば、超解像処理器51n内のどの位置に設けられるようにしてもよい。例えば、DSF,USFとの合成フィルタによって、テイストコントロール回路101,102を実現することも可能である。
As described above, the
なお、テイストコントロール回路101とテイストコントロール回路102のうち、いずれか一方だけが設けられるようにしてもよい。
Note that only one of the
次に、動画の撮像機能を実現する構成について説明する。 Next, a configuration for realizing a moving image imaging function will be described.
図23は、撮像装置31により行われる動画の撮像の概念を示す図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating the concept of moving image capturing performed by the
図23のLRn乃至LRn+5は撮像部41により撮像されたLR画像であり、超解像処理に用いられる。撮像部41においては、例えば、30フレーム/秒のフレームレートでLR画像の撮像が行われる。
LR n to LR n + 5 in FIG. 23 are LR images picked up by the
図23に示されるように、それぞれの超解像処理においては、1回目の処理を除いて、連続して撮像された3フレームのLR画像と、1フレームのSR画像が用いられる。例えば、1回目の超解像処理においては、LRn,LRn+1,LRn+2の3フレームのLR画像が用いられ、1フレームのSR画像であるSRnが生成される。 As shown in FIG. 23, in each super-resolution process, except for the first process, three frames of LR images and one frame of SR image that are continuously captured are used. For example, in the first super-resolution processing, three frames of LR images of LR n , LR n + 1 , and LR n + 2 are used, and SR n that is an SR image of one frame is generated.
また、2回目の超解像処理においては、LRn+1,LRn+2,LRn+3の3フレームのLR画像と、1回目の超解像処理によって生成されたSR画像であるSRnが用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+1が生成される。 Further, in the second super-resolution processing, three frames of LR images of LR n + 1 , LR n + 2 and LR n + 3 and SR images generated by the first super-resolution processing are SR. n is used, and SR n + 1 that is an SR image of one frame is generated.
3回目の超解像処理においては、LRn+2,LRn+3,LRn+4の3フレームのLR画像と、2回目の超解像処理によって生成されたSR画像であるSRn+1が用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+2が生成される。 In the third super-resolution processing, three frames of LR images of LR n + 2 , LR n + 3 and LR n + 4 and SR n + which is an SR image generated by the second super-resolution processing are used. 1 is used, and SR n + 2 that is an SR image of one frame is generated.
このように、撮像装置31においては、超解像処理によって生成されたSR画像が直後の超解像処理にも用いられ、これにより、例えば、図24に示されるようにLR画像だけを用いて超解像処理を行う場合に較べて、処理を高速化することができるようになされている。
As described above, in the
図24は、超解像処理を用いた従来の動画の撮像機能の概念を示す図であり、それぞれの超解像処理においては、連続して撮像された3フレームのLR画像だけが用いられている。例えば、1回目の超解像処理においては、LRn,LRn+1,LRn+2の3フレームのLR画像が用いられ、1フレームのSR画像であるSRnが生成されている。また、2回目の超解像処理においては、LRn+1,LRn+2,LRn+3の3フレームのLR画像が用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+1が生成されている。 FIG. 24 is a diagram showing a concept of a conventional moving image capturing function using super-resolution processing. In each super-resolution processing, only three frames of LR images captured in succession are used. Yes. For example, in the first super-resolution process, three frames of LR images LR n , LR n + 1 , and LR n + 2 are used, and SR n that is a one-frame SR image is generated. In the second super-resolution processing, three frames of LR images of LR n + 1 , LR n + 2 , and LR n + 3 are used, and SR n + 1 that is an SR image of one frame is generated. ing.
図25は、図23に示されるように、連続して撮像された3フレームのLR画像と、直前の超解像処理によって得られた1フレームのSR画像を用いて超解像処理を行い、動画の撮像を実現する画像処理部42の構成例を示すブロック図である。
25, as shown in FIG. 23, super-resolution processing is performed using three frames of LR images captured continuously and one frame of SR image obtained by the previous super-resolution processing, It is a block diagram which shows the structural example of the
図25の画像処理部42は、基本的に、静止画の撮像を実現する図3の構成を動画の撮像を実現するものとして拡張したものである。
The
図25に示されるように、画像処理部42は、超解像処理器2010乃至2012、動画適用処理回路2021,2022、合算回路203、加算回路204、スイッチ205、初期画像生成回路206、およびSR画像バッファ207から構成される。
As shown in FIG. 25, the
撮像して得られたLR画像であるLRnは超解像処理器2010、動画適用処理回路2021,2022、初期画像生成回路206に入力され、LRn+1は超解像処理器2011と動画適用処理回路2021に入力される。LRn+2は超解像処理器2012と動画適用処理回路2022に入力される。
LR n which is an LR image obtained by imaging is input to the super-resolution processor 201 0 , the moving image application processing circuits 202 1 and 202 2 , and the initial
超解像処理器2010は、LRnと、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を合算回路203に出力する。超解像処理器2010に入力されるLRnとSR画像には写っている内容に大きな差がなく、超解像処理器2010によって求められたフィードバック値により表されるSR画像は基本的に全ての画素の情報を加算処理に使うことができると考えられるから、超解像処理器2010の出力は、超解像処理器2011,2012の出力とは異なり、動画適用処理が施されることなく、そのまま合算回路203に出力される。
Super-resolution processor 201 0, and LR n, it performs the feedback value arithmetic processing based on the SR image stored in the
超解像処理器2011は、LRn+1とSR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、SR画像を表すフィードバック値を動画適用処理回路2021に出力する。
The super-resolution processor 201 1 performs feedback value calculation processing based on LR n + 1 and the SR image stored in the
超解像処理器2012は、LRn+2とSR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、SR画像を表すフィードバック値を動画適用処理回路2022に出力する。
The super-resolution processor 201 2 performs feedback value calculation processing based on LR n + 2 and the SR image stored in the
動画適用処理回路2021は、超解像処理器2011から供給されたSR画像の画素のうち、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に加算するのに用いることができると判断した画素の情報だけをフィードバック値として合算回路203に出力する。
The moving image application processing circuit 202 1 determines that it can be used to add to the SR image stored in the
例えば、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に加算したときに画質を落としてしまうと考えられる領域の画素はSR画像に加算するのに用いることができない画素として判断され、加算したときに画質の向上に貢献すると考えられる領域の画素だけが動画適用処理によって抽出される。動画の撮像においては、動きの大きいものが被写体になることが多く、フィードバック値演算処理内の1つの処理として動き補償を行ったときに被写体がぼけて写っている画像が得られてしまうことがあるから、この動画適用処理により、そのようにぼけて写っている領域の画素が除かれる。動画適用処理の詳細については後述する。
For example, a pixel in a region that is considered to deteriorate the image quality when added to the SR image stored in the
動画適用処理回路2022は、超解像処理器2012から供給されたSR画像の画素のうち、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に加算するのに用いることができると判断した画素の情報だけをフィードバック値として合算回路203に出力する。
The moving image application processing circuit 202 2 determines that it can be used to add to the SR image stored in the
合算回路203は、超解像処理器2010、動画適用処理回路2021,2022から供給されたフィードバック値を平均化し、平均化して求められた、SR画像と同じ解像度の画像を加算回路204に出力する。 The summing circuit 203 averages the feedback values supplied from the super-resolution processor 201 0 and the moving image application processing circuits 202 1 and 202 2 , and adds an image having the same resolution as the SR image obtained by averaging. Output to.
加算回路204は、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像と合算回路203から供給されたSR画像を加算し、加算して得られたSR画像を出力する。加算回路204の出力は、超解像処理の結果として記録部43に供給されるとともに、SR画像バッファ207に供給され、記憶される。
The
スイッチ205は、初期画像生成回路206により初期画像が生成されたとき、端子aに接続し、初期画像をSR画像バッファ207に記憶させる。また、スイッチ205は、加算回路204からSR画像が供給されたとき、端子bに接続し、SR画像をSR画像バッファ207に記憶させる。スイッチ205は、繰り返される超解像処理のうち、初回の超解像処理が行われるときに端子aに接続し、2回目以降の超解像処理が行われるときに端子bに接続する。
When the initial image is generated by the initial
初期画像生成回路206は、撮像して得られたLRnと、超解像処理の処理結果として得られた直前のフレームのSR画像であるSRn-1に基づいて初期画像を生成し、生成した初期画像を、端子aに接続させたスイッチ205を介してSR画像バッファ207に記憶させる。例えば、2フレーム目のSR画像を超解像処理によって生成しようとするとき、撮像して得られたLR2と、超解像処理の処理結果として得られたSR画像であるSR1が初期画像生成回路206に供給され、3フレーム目のSR画像を超解像処理によって生成しようとするとき、撮像して得られたLR3と、超解像処理の処理結果として得られたSR画像であるSR2が供給される。
The initial
SR画像バッファ207は、初期画像生成回路206により生成された初期画像、または、加算回路204から出力されたSR画像を記憶する。
The
図26は、初期画像生成回路206の構成例を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration example of the initial
図26に示されるように、初期画像生成回路206は、アップサンプリング処理部221、動き補正部222、および画像生成部223から構成される。LRnはアップサンプリング処理部221に入力され、SRn-1は動き補正部222に入力される。
As shown in FIG. 26, the initial
アップサンプリング処理部221は、LRnを、SR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングし、アップサンプリングして得られた画像を動き補正部222と画像生成部223に出力する。
The
動き補正部222は、SRn-1と、アップサンプリング処理部221から供給された、LRnのアップサンプリング結果に基づいて、LRnのアップサンプリング結果を基準として動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを用いてSRn-1に動き補償を施す。動き補正部222は、動き補償を施して得られた画像を画像生成部223に出力する。
Motion
画像生成部223は、アップサンプリング処理部221から供給されたLRnのアップサンプリング結果と、動き補正部222から供給された動き補償の結果に基づいて初期画像を生成し、生成した初期画像をSR画像バッファ207に記憶させる。画像生成部223は、例えば、動き補正部222から供給されたSR画像のうちの動き補償をうまく行うことができない領域の画素を、同じ位置にある領域の、LRnのアップサンプリング結果のSR画像の画素で置き換えることによって初期画像を生成する。
The
図27A乃至Cは、初期画像の生成の例を示す図である。 27A to 27C are diagrams illustrating an example of initial image generation.
図27Aの左側に示されるLRnはアップサンプリング処理部221に入力されるLR画像であり、右側に示されるSRn-1は動き補正部222に入力されるSR画像である。LRnとSRn-1の大きさの違いは解像度の違いを表す。LRnはSRn-1の生成に用いられたLRn-1の後に撮像されたものであるから、LRnに写る自動車の位置は、SRn-1に写る自動車の位置より進行方向に移動した位置になっている。LRnとSRn-1の背景はほぼ同じ風景である。
LR n shown on the left side of FIG. 27A is an LR image input to the
例えば、このようなLRnがアップサンプリングされ、アップサンプリング結果とSRn-1を用いて動きベクトルが検出される。検出される動きベクトルは、SRn-1に写る自動車の位置から、LRnのアップサンプリング結果に写る自動車の位置に向かうベクトルとなる。そのような動きベクトルを用いてSRn-1に対して動き補償が施された場合、動き補償の結果として、図27Bに示されるようなSR画像が得られる。 For example, such LR n is upsampled motion vector is detected by using the up-sampling result and SR n-1. The detected motion vector is a vector heading from the position of the car shown in SR n-1 to the position of the car shown in the upsampling result of LR n . When motion compensation is performed on SR n−1 using such a motion vector, an SR image as shown in FIG. 27B is obtained as a result of motion compensation.
図27Bに示されるSR画像は、図27AのSRn-1と較べて自動車の位置が進行方向に移動したものになっている。領域A1は、SRn-1には写っていない背景の領域であり、この領域A1が、動き補償をうまく行うことができない領域として抽出される。 The SR image shown in FIG. 27B is obtained by moving the position of the automobile in the traveling direction as compared with SR n-1 in FIG. 27A. The region A 1 is a background region that is not shown in SR n−1 , and this region A 1 is extracted as a region where motion compensation cannot be performed well.
図27Cに示されるSR画像は、図27Bに示されるSR画像のうちの領域A1の画素を、LRnのアップサンプリング結果のうちの領域A1と同じ位置にある領域の画素で置き換えた画像である。このように、動き補償をうまく行うことができない領域の画素を、LRnのアップサンプリング結果の画素によって置き換えたSR画像が初期画像として用いられる。なお、図27Cの初期画像に示される領域A1を表す枠は説明の便宜上付しているものであり、実際に画像に写っているものではない。 The SR image shown in FIG. 27C is an image in which the pixels in the region A 1 in the SR image shown in FIG. 27B are replaced with the pixels in the region at the same position as the region A 1 in the upsampling result of LR n. It is. In this way, an SR image in which pixels in a region where motion compensation cannot be performed successfully is replaced with pixels of the upsampling result of LR n is used as an initial image. Note that the frame representing the area A 1 shown in the initial image of FIG. 27C is attached for convenience of explanation, and is not actually shown in the image.
このような初期画像の生成が、繰り返し行われる超解像処理のうちの初回の超解像処理の開始時に行われる。 Such initial image generation is performed at the start of the first super-resolution process among the repeated super-resolution processes.
図28は、動画適用処理回路2021の構成例を示すブロック図である。 Figure 28 is a block diagram showing a configuration example of a moving picture application processing circuit 202 1.
図28に示されるように、動画適用処理回路2021は、差分画像生成部231、二値化処理部232、拡大処理部233、およびマスク処理部234から構成される。
As illustrated in FIG. 28, the moving image application processing circuit 202 1 includes a difference
撮像して得られたLRnとLRn+1は差分画像生成部231に入力され、超解像処理器2011によりフィードバック値演算処理が行われることによって得られたSR画像はマスク処理部234に入力される。
LR n and LR n + 1 obtained by imaging is input to the differential
差分画像生成部231は、LRnとLRn+1の差分を表す差分画像を求め、求めた差分画像を二値化処理部232に出力する。
The difference
二値化処理部232は、差分画像生成部231から供給された差分画像に基づいて、例えば、LRnとLRn+1の差分がほとんどない領域を1、差分が閾値よりある領域を0で表す二値化画像を生成し、生成した二値化画像を拡大処理部233に出力する。
拡大処理部233は、二値化処理部232により生成された二値化画像をSR画像と同じ解像度の画像に拡大し、マスク画像としてマスク処理部234に出力する。
The
マスク処理部234は、拡大処理部233から供給されたマスク画像を用いて、超解像処理器2011から供給されたSR画像にマスク処理を施し、マスク処理を施した結果をフィードバック値として合算回路203に出力する。
The
図29A乃至Cは、マスク画像の生成の例を示す図である。 29A to 29C are diagrams illustrating an example of generation of a mask image.
図29Aの左側に示されるLRn+1と右側に示されるLRnは差分画像生成部231に入力されるLR画像である。例えば、このようなLR画像から差分画像が求められ、二値化される。
LR n + 1 shown on the left side of FIG. 29A and LR n shown on the right side are LR images input to the difference
図29Bは二値化画像の例を示す図であり、二値化画像全体のうち、領域A11は、LRn+1とLRnのいずれのLR画像にも背景が写っている領域に対応する領域であり、差分がほとんどないから、この領域が1で表される。 FIG. 29B is a diagram illustrating an example of a binarized image. Of the entire binarized image, the region A 11 corresponds to a region in which the background is reflected in both the LR n + 1 and LR n LR images. This area is represented by 1 because there is almost no difference.
一方、領域A12は、LRn+1においては自動車が写っている領域、LRnにおいては背景が写っている領域にそれぞれ対応する領域であるから、差分があり、この領域が0で表される。領域A13は、LRn+1においては背景が写っている領域、LRnにおいては自動車が写っている領域にそれぞれ対応する領域であるから、差分があり、この領域も0で表される。 On the other hand, since the area A 12 is an area corresponding to the area where the car is shown in LR n + 1 and the area where the background is shown in LR n , there is a difference, and this area is represented by 0. The Since the area A 13 is an area corresponding to the area where the background is shown in LR n + 1 and the area where the car is shown in LR n , there is a difference, and this area is also represented by 0.
図29Cに示されるSR画像は、図29Bに示される二値化画像をSR画像と同じ解像度の画像に拡大して得られたマスク画像である。フィードバック値演算処理により得られたSR画像に対して、このようなマスク画像を用いたマスク処理が施される。マスク処理により、フィードバック値演算処理により得られたSR画像のうち、図29Cのマスク画像において黒色で表される領域に対応する領域の画素が0で置き換えられ、そのように一部が0で置き換えられたSR画像がフィードバック値として合算回路203に出力される。 The SR image shown in FIG. 29C is a mask image obtained by enlarging the binarized image shown in FIG. 29B to an image having the same resolution as the SR image. Mask processing using such a mask image is performed on the SR image obtained by the feedback value calculation processing. In the SR image obtained by the feedback value calculation process, the pixels in the area corresponding to the area represented by black in the mask image in FIG. 29C are replaced with 0 by the mask process, and a part of them is replaced with 0. The obtained SR image is output to the summing circuit 203 as a feedback value.
このようなマスク処理がフィードバック値演算処理の結果に施されることにより、動きのはげしい被写体の領域の画素の情報がフィードバックされ、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に加えられるのを防ぐことができる。動きのはげしい被写体の領域は、被写体ぶれを起こしている可能性があるから、そのような領域の画素の情報がフィードバックされるのを防ぐことにより、SR画像の画質が劣化するのを防ぐことができる。
By performing such a mask process on the result of the feedback value calculation process, it is possible to prevent the pixel information of the region of the subject that moves rapidly from being fed back and added to the SR image stored in the
なお、動画適用処理回路2022も図28の構成と同じ構成を有している。動画適用処理回路2022においては、LRn+1に替えてLRn+2が用いられ、上述した処理と同様の処理が行われる。 Note that the moving image application processing circuit 202 2 has the same configuration as that of FIG. In the moving picture application processing circuit 202 2, LR n + 2 is used instead of LR n + 1, the same processing as the above-described process is performed.
ここで、図30のフローチャートを参照して、図25の構成を有する画像処理部42により行われる動画撮像時の超解像処理について説明する。
Here, with reference to the flowchart of FIG. 30, the super-resolution processing at the time of moving image capturing performed by the
この処理は、撮像部41により動画の撮像が行われ、LRnが超解像処理器2010、動画適用処理回路2021,2022、および初期画像生成回路206に入力され、LRn+1が超解像処理器2011と動画適用処理回路2021に入力され、LRn+2が超解像処理器2012と動画適用処理回路2022に入力されたときに開始される。
In this process, the moving image is picked up by the
ステップS101において、初期画像生成回路206は初期画像生成処理を実行し、生成した初期画像をSR画像バッファ207に記憶させる。初期画像生成処理については図31のフローチャートを参照して後述する。
In step S <b> 101, the initial
ステップS102において、超解像処理器2010乃至2012は、それぞれ、LR画像とSR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を出力する。
In step S102, the super-resolution processor 201 0 to 201 2, respectively, it performs the feedback value arithmetic processing based on the SR image stored in the LR image and the
超解像処理器2010においてはLRnとSR画像に基づいて、超解像処理器2011においてはLRn+1とSR画像に基づいて、超解像処理器2012においてはLRn+2とSR画像に基づいて、それぞれ、図11を参照して説明した処理と同様の処理が行われる。超解像処理器2010から出力されたフィードバック値は合算回路203に入力され、超解像処理器2011から出力されたフィードバック値は動画適用処理回路2021に入力される。超解像処理器2012から出力されたフィードバック値は動画適用処理回路2022に入力される。 Based on LR n and the SR image in the super-resolution processor 201 0, based on LR n + 1 and the SR image in the super-resolution processor 201 1, the super-resolution processor 201 2 LR n + Based on 2 and the SR image, processing similar to that described with reference to FIG. 11 is performed. Feedback value outputted from the super-resolution processor 201 0 is input to the summing circuit 203, a feedback value outputted from the super-resolution processor 201 1 is input to the moving picture application processing circuit 202 1. Feedback value outputted from the super-resolution processor 201 2 is inputted to the moving picture application processing circuit 202 2.
ステップS103において、動画適用処理回路2021,2022は、それぞれ動画適用処理を行い、動画適用処理によって得られたフィードバック値を合算回路203に出力する。動画適用処理については図32のフローチャートを参照して後述する。 In step S103, the moving image application processing circuits 202 1 and 202 2 each perform moving image application processing, and output the feedback value obtained by the moving image application processing to the summing circuit 203. The moving image application process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
ステップS104において、合算回路203は、超解像処理器2010、動画適用処理回路2021,2022から供給されたフィードバック値を合算し、合算した結果を加算回路204に出力する。
In step S < b > 104, the summing circuit 203 sums the feedback values supplied from the super-resolution processor 201 0 and the moving image application processing circuits 202 1 and 202 2 , and outputs the summed result to the adding
ステップS105において、加算回路204は、合算回路203から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に加算する。
In step S <b> 105, the adding
ステップS106において、加算回路204は、加算して得られたSR画像を記録部43に出力するとともに、SR画像バッファ207に供給し、記憶させる。
In step S106, the
画像処理部42から出力されたSR画像の解像度が十分な解像度を有していると判断されるまで、ステップS102以降の処理が繰り返される。
Until it is determined that the resolution of the SR image output from the
次に、図31のフローチャートを参照して、図30のステップS101において行われる初期画像生成処理について説明する。 Next, the initial image generation process performed in step S101 in FIG. 30 will be described with reference to the flowchart in FIG.
ステップS111において、初期画像生成回路206のアップサンプリング処理部221は、LRnを、SR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングし、アップサンプリングして得られた画像を動き補正部222と画像生成部223に出力する。
In step S111, the up-
ステップS112において、動き補正部222は、SRn-1と、アップサンプリング処理部221から供給された、LRnのアップサンプリング結果に基づいて動きベクトルを検出する。
In step S112, the
ステップS113において、動き補正部222は、検出した動きベクトルを用いてSRn-1に動き補償を施し、得られた画像を画像生成部223に出力する。
In step S < b > 113, the
ステップS114において、画像生成部223は、アップサンプリング処理部221から供給されたLRnのアップサンプリング結果のSR画像と、動き補正部222から供給された動き補償の結果のSR画像を比較し、動き補償の結果のSR画像のうち、動き補償を行うことができない領域を抽出する。
In step S < b > 114, the
ステップS115において、画像生成部223は、ステップS114で抽出した領域の画素を、同じ位置にある領域の、LRnのアップサンプリング結果のSR画像の画素で置き換えることによって初期画像を生成する。その後、図30のステップS101に戻り、それ以降の処理が行われる。
In step S115, the
次に、図32のフローチャートを参照して、図30のステップS103において行われる動画適用処理について説明する。ここでは、動画適用処理回路2021が行う処理について説明する。同様の処理が動画適用処理回路2022においても行われる。 Next, the moving image application process performed in step S103 in FIG. 30 will be described with reference to the flowchart in FIG. Here, a description will be given of a process moving picture application processing circuit 202 1 performs. Similar processing is performed in the moving image application processing circuit 202 2 .
ステップS121において、動画適用処理回路2021の差分画像生成部231は、LRnとLRn+1の差分を表す差分画像を求め、求めた差分画像を二値化処理部232に出力する。
In step S121, the
ステップS122において、二値化処理部232は、差分画像生成部231から供給された差分画像に基づいて、例えば、LRnとLRn+1の差分がほとんどない領域を1、差分が閾値よりある領域を0で表す二値化画像を生成し、生成した二値化画像を拡大処理部233に出力する。
In step S122, the
ステップS123において、拡大処理部233は、二値化処理部232により生成された二値化画像をSR画像と同じ解像度(サイズ)の画像に拡大し、マスク画像としてマスク処理部234に出力する。
In step S123, the
ステップS124において、マスク処理部234は、拡大処理部233から供給されたマスク画像を用いて、超解像処理器2011から供給されたSR画像にマスク処理を施し、マスク処理を施した結果をフィードバック値として合算回路203に出力する。
In step S124, the
図33は、動画適用処理回路2021の他の構成例を示すブロック図である。 Figure 33 is a block diagram showing another configuration example of the moving picture application processing circuit 202 1.
図25の例においては、動画適用処理に用いられるLR画像として、LRnが動画適用処理回路2021,2022に、LRn+1が動画適用処理回路2021に、LRn+2が動画適用処理回路2022にそれぞれ入力されるものとしたが、LRnに替えて、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像が入力されるようにすることも可能である。
In the example of FIG. 25, LR n is used for the moving image application processing circuits 202 1 and 202 2 , LR n + 1 is used for the moving image application processing circuit 202 1 , and LR n + 2 is the moving image as LR images used for the moving image application processing. It was assumed to be input to the application processing circuit 202 2, but instead of LR n, it is also possible to have SR image stored in the
図33の例においては、動画適用処理回路2021は、アップサンプリング処理部241、差分画像生成部242、二値化処理部243、およびマスク処理部244から構成されており、撮像して得られたLRn+1はアップサンプリング処理部241に入力され、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像は差分画像生成部242に入力される。超解像処理器2011によりフィードバック値演算処理が行われることによって得られたSR画像はマスク処理部244に入力される。
In the example of FIG. 33, the moving image application processing circuit 202 1 includes an
アップサンプリング処理部241は、LRn+1をSR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングし、アップサンプリングして得られた画像を差分画像生成部242に出力する。
The
差分画像生成部242は、LRn+1のアップサンプリング結果とSR画像の差分を表す差分画像を求め、求めた差分画像を二値化処理部243に出力する。
The difference
二値化処理部243は、差分画像生成部242から供給された差分画像に基づいて、例えば、LRn+1のアップサンプリング結果とSR画像の差分がほとんどない領域を1、差分が閾値よりある領域を0で表す二値化画像を生成し、生成した二値化画像をマスク画像としてマスク処理部244に出力する。
Based on the difference image supplied from the difference
マスク処理部244は、二値化処理部243から供給されたマスク画像を用いて、超解像処理器2011から供給されたSR画像に対してマスク処理を施し、マスク処理を施した結果をフィードバック値として合算回路203に出力する。
The
図34A乃至Cは、マスク画像の生成の例を示す図である。 34A to 34C are diagrams illustrating examples of mask image generation.
図34Aの左側に示されるLRn+1はアップサンプリング処理部241に入力されるLR画像であり、右側に示されるSR画像は差分画像生成部242に入力されるSR画像である。例えば、このようなLR画像がアップサンプリングされ、アップサンプリングの結果とSR画像から差分画像が求められ、二値化される。
LR n + 1 shown on the left side of FIG. 34A is an LR image input to the
図34Bは二値化画像の例を示す図であり、二値化画像全体のうち、領域A21は、LRn+1のアップサンプリング結果とSR画像のいずれの画像にも背景が写っている領域に対応する領域であり、差分がほとんどないから、この領域が1で表される。 FIG. 34B is a diagram illustrating an example of a binarized image. Of the entire binarized image, the region A 21 has a background in both the LR n + 1 upsampling result and the SR image. Since this is an area corresponding to the area and there is almost no difference, this area is represented by 1.
一方、領域A22は、LRn+1のアップサンプリング結果においては自動車が写っている領域、SR画像においては背景が写っている領域にそれぞれ対応する領域であるから、差分があり、この領域が0で表される。領域A23は、LRn+1のアップサンプリング結果においては背景が写っている領域、SR画像においては自動車が写っている領域にそれぞれ対応する領域であるから、差分があり、この領域も0で表される。 On the other hand, since the region A 22 is a region corresponding to the region where the car is shown in the upsampling result of LR n + 1 and the region where the background is shown in the SR image, there is a difference. It is represented by 0. The region A 23 is a region corresponding to the region where the background is reflected in the upsampling result of LR n + 1 , and the region corresponding to the region where the car is reflected in the SR image, so there is a difference, and this region is also 0. expressed.
図34Cに示されるSR画像は、図34Bに示される二値化画像から得られたマスク画像である。超解像処理器2011により得られたSR画像に対して、このようなマスク画像を用いたマスク処理が施される。マスク処理により、フィードバック値演算処理により得られたSR画像のうち、図34Cのマスク画像において黒色で表される領域に対応する領域の画素が0で置き換えられ、そのように一部が0で置き換えられたSR画像がフィードバック値として合算回路203に出力される。 The SR image shown in FIG. 34C is a mask image obtained from the binarized image shown in FIG. 34B. Against SR image obtained by the super-resolution processor 201 1, a mask process using such a mask image is performed. In the SR image obtained by the feedback value calculation process, the pixels in the area corresponding to the area represented by black in the mask image in FIG. 34C are replaced with 0 by the mask process, and a part of them is replaced with 0. The obtained SR image is output to the summing circuit 203 as a feedback value.
このようなマスク処理がフィードバック値演算処理の結果に対して施されることによっても、動きのはげしい被写体の領域の画素の情報がフィードバック値として用いられるのを防ぐことができる。 By performing such a mask process on the result of the feedback value calculation process, it is possible to prevent the information on the pixels in the region of the subject that moves rapidly from being used as the feedback value.
動画適用処理回路2022も図33の構成と同じ構成を有するようにすることができる。この場合、動画適用処理回路2022においては、LRn+1に替えてLRn+2が用いられ、上述した処理と同様の処理が行われる。 The moving picture application processing circuit 202 2 can also have the same configuration as that of FIG. In this case, in the moving picture application processing circuit 202 2, LR n + 2 is used instead of LR n + 1, the same processing as the above-described process is performed.
次に、図35のフローチャートを参照して、図33の構成を有する動画適用処理回路2021によって行われる動画適用処理について説明する。 Next, the moving image application processing performed by the moving image application processing circuit 202 1 having the configuration of FIG. 33 will be described with reference to the flowchart of FIG.
この処理は、図30のステップS103において行われる処理である。ここでは、動画適用処理回路2021が行う処理について説明する。同様の処理が動画適用処理回路2022においても行われる。 This process is a process performed in step S103 of FIG. Here, a description will be given of a process moving picture application processing circuit 202 1 performs. Similar processing is performed in the moving image application processing circuit 202 2 .
ステップS131において、アップサンプリング処理部241は、LRn+1をSR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングし、アップサンプリングして得られた画像を差分画像生成部242に出力する。
In step S131, the
ステップS132において、差分画像生成部242は、LRn+1のアップサンプリング結果とSR画像の差分を表す差分画像を求め、求めた差分画像を二値化処理部243に出力する。
In step S132, the difference
ステップS133において、二値化処理部243は、差分画像生成部242から供給された差分画像を二値化することによってマスク画像を生成し、生成したマスク画像をマスク処理部244に出力する。
In step S133, the
ステップS134において、マスク処理部244は、二値化処理部243から供給されたマスク画像を用いて、超解像処理器2011から供給されたSR画像にマスク処理を施し、マスク処理を施した結果をフィードバック値として合算回路203に出力する。
In step S134, the
図36は、動画の撮像を実現する画像処理部42の他の構成例を示すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram illustrating another configuration example of the
図36の画像処理部42においては、連続して撮像された3フレームのLR画像と、直前の加算処理によって得られた1フレームのSR画像を用いてそれぞれの加算処理が行われる。図25の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
In the
図36の例においては、画像処理部42は、超解像処理器2010乃至2012、動画適用処理回路2021,2022、加算回路2510乃至2512、スイッチ205、初期画像生成回路206、およびSR画像バッファ207から構成される。
In the example of FIG. 36, the
図36の画像処理部42は、ガウスザイデル法を用いた超解像処理によってSR画像を生成する図8の構成を動画の撮像を実現するものとして拡張したものである。
An
撮像部41から供給されたLR画像であるLRnは超解像処理器2010、動画適用処理回路2021,2022、および初期画像生成回路206に入力され、LRn+1は超解像処理器2011と動画適用処理回路2021に入力される。また、LRn+2は超解像処理器2012と動画適用処理回路2022に入力される。LRn乃至LRn+2は連続して撮像されたLR画像である。
LR n that is an LR image supplied from the
超解像処理器2010は、LRnと、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を加算回路2510に出力する。
The super-resolution processor 201 0 performs a feedback value calculation process based on LR n and the SR image stored in the
加算回路2510は、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像と超解像処理器2010から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を1回目の加算処理の結果として出力する。加算回路2510から出力されたSR画像は超解像処理器2011と加算回路2511に入力される。
The addition circuit 251 0 adds the SR image stored in the
超解像処理器2011は、LRn+1と、加算回路2510から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を動画適用処理回路2021に出力する。 The super-resolution processor 201 1 performs feedback value calculation processing based on LR n + 1 and the SR image supplied from the addition circuit 251 0, and outputs the feedback value to the moving image application processing circuit 202 1 .
動画適用処理回路2021は、超解像処理器2011から供給されたSR画像の画素のうち、SR画像に加算するのに用いることができると判断した画素の情報だけをフィードバック値として加算回路2511に出力する。
The moving image application processing circuit 202 1 uses only the information of the pixels determined to be usable for addition to the SR image among the pixels of the SR image supplied from the
加算回路2511は、加算回路2510から供給されたSR画像と動画適用処理回路2021から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を2回目の加算処理の結果として出力する。加算回路2511から出力されたSR画像は超解像処理器2012と加算回路2512に入力される。 The adder circuit 251 1 adds the SR image supplied from the adder circuit 251 0 and the SR image represented by the feedback value supplied from the moving image application processing circuit 202 1 , and adds one frame of the SR image obtained by the addition. Is output as a result of the second addition process. The SR image output from the adder circuit 251 1 is input to the super-resolution processor 201 2 and the adder circuit 251 2 .
超解像処理器2012は、LRn+2と、加算回路2511から供給されたSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値を動画適用処理回路2022に出力する。 The super-resolution processor 201 2 performs a feedback value calculation process based on LR n + 2 and the SR image supplied from the adder circuit 251 1, and outputs the feedback value to the moving image application processing circuit 202 2 .
加算回路2512は、加算回路2511から供給されたSR画像と動画適用処理回路2022から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られた1フレームのSR画像を超解像処理の結果として出力する。加算回路2512から出力されたSR画像は、記録部43に入力されるとともに、スイッチ205を介してSR画像バッファ207に供給され、記憶される。
The adding circuit 251 2 adds the SR image supplied from the adding circuit 251 1 and the SR image represented by the feedback value supplied from the moving image application processing circuit 202 2 , and adds one frame of the SR image obtained by the addition. Is output as a result of the super-resolution processing. The SR image outputted from the addition circuit 251 2 is inputted to the
スイッチ205は、初期画像生成回路206により初期画像が生成されたとき、端子aに接続し、初期画像をSR画像バッファ207に記憶させる。また、スイッチ205は、加算回路2512からSR画像が供給されたとき、端子bに接続し、SR画像をSR画像バッファ207に記憶させる。
When the initial image is generated by the initial
初期画像生成回路206は、超解像処理を開始するとき、例えば、図31を参照して説明したようにして初期画像を生成し、生成した初期画像を、端子aに接続させたスイッチ205を介してSR画像バッファ207に記憶させる。
When starting the super-resolution processing, the initial
SR画像バッファ207は、初期画像生成回路206により生成された初期画像、または、加算回路2512から供給されたSR画像を記憶する。
図36の例においては、1フレームのSR画像と、3フレームのLR画像が用いられて一連の超解像処理が行われるものとしたが、超解像処理に用いられるLR画像の数は任意である。 In the example of FIG. 36, one series of SR images and three frames of LR images are used to perform a series of super-resolution processing. However, the number of LR images used for the super-resolution processing is arbitrary. It is.
例えば、それぞれの超解像処理が、図37に示されるように、直前の超解像処理によって生成された1フレームのSR画像と、2フレームのLR画像が用いられることによって行われるようにすることも可能であるし、図38に示されるように、直前の超解像処理によって生成された1フレームのSR画像と、1フレームのLR画像が用いられることによって行われるようにすることも可能である。 For example, as shown in FIG. 37, each super-resolution process is performed by using one frame of SR image and two frames of LR image generated by the previous super-resolution process. As shown in FIG. 38, it is also possible to use one frame of SR image and one frame of LR image generated by the previous super-resolution processing. It is.
図37の例においては、それぞれの超解像処理は、1回目の処理を除いて、連続して撮像された2フレームのLR画像と、1フレームのSR画像が用いられることによって行われている。1回目の超解像処理においては、LRn,LRn+1の2フレームのLR画像が用いられ、1フレームのSR画像であるSRnが生成されている。 In the example of FIG. 37, each super-resolution process is performed by using two frames of LR images and one frame of SR images that are continuously captured, except for the first process. . In the first super-resolution processing, two frames of LR images, LR n and LR n + 1 , are used, and SR n that is one frame of SR image is generated.
また、2回目の超解像処理においては、LRn+1,LRn+2の2フレームのLR画像と、1回目の超解像処理によって得られたSR画像であるSRnが用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+1が生成されている。 In the second super-resolution process, two frames of LR images LR n + 1 and LR n + 2 and SR n which is an SR image obtained by the first super-resolution process are used. SR n + 1 that is an SR image of one frame is generated.
3回目の超解像処理においては、LRn+2,LRn+3の2フレームのLR画像と、2回目の超解像処理によって得られたSR画像であるSRn+1が用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+2が生成されている。 In the third super-resolution process, two frames of LR images LR n + 2 and LR n + 3 and SR n + 1 which is an SR image obtained by the second super-resolution process are used. SR n + 2 that is an SR image of one frame is generated.
図38の例においては、それぞれの超解像処理は、1回目の処理を除いて、1フレームのLR画像と、1フレームのSR画像が用いられることによって行われている。1回目の超解像処理においては、LRnの1フレームのLR画像が用いられ、1フレームのSR画像であるSRnが生成されている。例えば、LRnがSR画像と同じ解像度の画像にアップサンプリングされることによってSRnが生成される。 In the example of FIG. 38, each super-resolution process is performed by using one frame of the LR image and one frame of the SR image except for the first process. In the first super-resolution processing, one frame LR image of LR n is used, and SR n that is one frame SR image is generated. For example, SR n is generated by up-sampling LR n to an image having the same resolution as the SR image.
また、2回目の超解像処理においては、LRn+1の1フレームのLR画像と、1回目の超解像処理によって得られたSR画像であるSRnが用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+1が生成されている。 In the second super-resolution processing, one frame LR image of LR n + 1 and SR n which is an SR image obtained by the first super-resolution processing are used, and one frame SR image is used. SR n + 1 is generated.
3回目の超解像処理においては、LRn+2の1フレームのLR画像と、2回目の超解像処理によって得られたSR画像であるSRn+1が用いられ、1フレームのSR画像であるSRn+2が生成されている。 In the third super-resolution process, one frame LR image of LR n + 2 and SR n + 1 which is an SR image obtained by the second super-resolution process are used, and one frame SR image is used. SR n + 2 is generated.
図39は、図38に示されるように、1フレームのLR画像と1フレームのSR画像を用いてそれぞれの超解像処理を行い、動画の撮像を実現する画像処理部42のさらに他の構成例を示すブロック図である。図36の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
FIG. 39 shows still another configuration of the
図39の画像処理部42は、基本的に、2回目のフィードバック値演算処理、加算処理を行うための構成である超解像処理器2011、動画適用処理回路2021、加算回路2511と、3回目のフィードバック値演算処理、加算処理を行うための構成である超解像処理器2012、動画適用処理回路2022、加算回路2512が除かれている点を除いて、図36の構成と同じ構成を有している。
The
超解像処理器2010は、LRnと、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像に基づいてフィードバック値演算処理を行い、フィードバック値演算処理の結果を加算回路2510に出力する。
The super-resolution processor 201 0 performs a feedback value calculation process based on LR n and the SR image stored in the
加算回路2510は、SR画像バッファ207に記憶されているSR画像と超解像処理器2010から供給されたフィードバック値により表されるSR画像を加算し、加算して得られたSR画像を出力する。加算回路2510から出力されたSR画像は、超解像処理の結果として記録部43に供給されるとともに、スイッチ205を介してSR画像バッファ207に供給され、記憶される。
Addition circuit 251 0 adds the SR image represented by the feedback value supplied from the SR image and super-resolution processor 201 0 stored in the
このように、1回の超解像処理に用いるLR画像の数を減らすことにより、超解像処理を高速化することが可能となる。 Thus, by reducing the number of LR images used for one super-resolution process, it is possible to speed up the super-resolution process.
なお、図37に示されるように、1フレームのSR画像と、2フレームのLR画像を用いて超解像処理を行う画像処理部42は、図36の画像処理部42の構成に対して、3回目のフィードバック値演算処理、加算処理を行うための構成である超解像処理器2012、動画適用処理回路2022、加算回路2512を除いたものになる。
As shown in FIG. 37, the
以上においては、LR画像と、直前の超解像処理によって生成されたSR画像が用いられてそれぞれの超解像処理が行われるものとしたが、撮像部41が、動画の撮像中に静止画の撮像を行うことができる機能を有している場合、LR画像と、それと同じタイミングで撮像された1フレームの静止画を用いて超解像処理が行われるようにしてもよい。この場合、動画の撮像中に撮像された静止画の解像度はLR画像の解像度より大きいものとされる。 In the above description, the LR image and the SR image generated by the previous super-resolution process are used to perform the respective super-resolution processes. In the case of having a function capable of performing the above-described imaging, the super-resolution processing may be performed using an LR image and one frame of a still image captured at the same timing. In this case, the resolution of the still image captured during the capturing of the moving image is greater than the resolution of the LR image.
図40は、LR画像と、動画の撮像中に撮像された1フレームの静止画を用いて行われる超解像処理の概念を示す図である。 FIG. 40 is a diagram illustrating a concept of super-resolution processing performed using an LR image and one frame of a still image captured during moving image capturing.
図40の例においては、4回目の超解像処理が、LRn+3,LRn+4,LRn+5の3フレームのLR画像と、LRn+3の撮像と同時に撮像された1フレームの静止画である静止画n+3を用いて行われている。 In the example of FIG. 40, the fourth super-resolution processing is performed at the same time as the LR n + 3 , LR n + 4 , and LR n + 5 three-frame LR images and LR n + 3. This is performed using a still image n + 3 that is a still image of a frame.
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。 The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software executes various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a program recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
図41は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するパーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。 FIG. 41 is a block diagram showing an example of the configuration of a personal computer that executes the above-described series of processing by a program.
CPU(Central Processing Unit)301は、ROM(Read Only Memory)302、または記憶部308に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM(Random Access Memory)303には、CPU301が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU301、ROM302、およびRAM303は、バス304により相互に接続されている。
A CPU (Central Processing Unit) 301 executes various processes according to a program stored in a ROM (Read Only Memory) 302 or a
CPU301にはまた、バス304を介して入出力インタフェース305が接続されている。入出力インタフェース305には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部306、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部307が接続されている。CPU301は、入力部306から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU301は、処理の結果を出力部307に出力する。
An input /
入出力インタフェース305に接続されている記憶部308は、例えばハードディスクからなり、CPU301が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部309は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークを介して外部の装置と通信する。
The
入出力インタフェース305に接続されているドライブ310は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア311が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部308に転送され、記憶される。
A
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図41に示すように、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア311、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM302や、記憶部308を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースである通信部309を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。
As shown in FIG. 41, a program recording medium for storing a program that is installed in a computer and is ready to be executed by the computer includes a magnetic disk (including a flexible disk), an optical disk (CD-ROM (Compact Disc-Read Only). Memory), DVD (Digital Versatile Disc), a magneto-optical disk, a
なお、本明細書において、プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In this specification, the steps for describing a program are not only processes performed in time series in the order described, but also processes that are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series. Is also included.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
31 撮像装置, 41 撮像部, 42 画像処理部, 43 記録部, 510乃至512 超解像処理器, 520乃至522 加算回路, 53 スイッチ, 54 初期画像生成回路, 55 SR画像バッファ, 61 動きベクトル検出回路, 62 動き補償回路, 63 ダウンサンプリングフィルタ, 64 加算回路, 65 アップサンプリングフィルタ, 66 逆方向動き補償回路
31
Claims (8)
それぞれ異なる前記第1の解像度の画像と、直前の前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の前記加算処理を行い、所定の回数だけ前記加算処理を行うことによって処理結果の前記第2の解像度の画像を生成する画像処理手段を備える
画像処理装置。 Pixels of the second resolution difference image representing the difference between the input first resolution image and the second resolution image higher than the first resolution are input to the second resolution image. Including a plurality of addition means for performing addition processing to be added as image pixels;
The addition process is performed for the second and subsequent times by inputting the different images of the first resolution and the image of the second resolution obtained by the immediately preceding addition process, and the addition process is performed a predetermined number of times. An image processing apparatus comprising image processing means for generating an image of the second resolution as a processing result.
請求項1に記載の画像処理装置。 Control means for controlling, based on the image of the second resolution obtained by the addition process, whether or not to perform the next addition process by using the image of the second resolution obtained by the addition process as an input. The image processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, further comprising an adjusting unit configured to adjust a gain of a signal representing the difference image.
請求項1に記載の画像処理装置。 At least one of adjustment of gain of a signal representing the second resolution image input as an image used to obtain the difference image and adjustment of gain of a signal representing the obtained difference image The image processing apparatus according to claim 1, further comprising adjustment means for performing the adjustment.
撮像されたnフレーム目の前記第1の解像度の画像を用いて、nフレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像を前記画像処理手段が生成する場合、
前記生成手段は、n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像を構成する一部の画素を、nフレーム目の前記第1の解像度の画像をアップサンプリングして得られた画像を構成する画素で置き換えた画像を前記初期画像として生成する
請求項1に記載の画像処理装置。 A generating unit configured to generate an initial image of the second resolution to be an input of the first addition process;
When the image processing means generates the second resolution image of the processing result of the nth frame, using the captured image of the first resolution of the nth frame,
The generation means is an image obtained by up-sampling a part of pixels constituting the second resolution image of the processing result of the (n-1) th frame and the first resolution image of the nth frame. The image processing apparatus according to claim 1, wherein an image replaced with pixels constituting the image is generated as the initial image.
撮像して得られたnフレーム目の前記第1の解像度の画像をアップサンプリングするアップサンプリング処理手段と、
n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像と、前記アップサンプリング処理手段によるアップサンプリングによって得られた画像に基づいて検出した動きベクトルを用いて、n−1フレーム目の処理結果の前記第2の解像度の画像に動き補償を施す補正手段と、
前記補正手段により動き補償が施されることによって得られた画像のうち、動き補償によって位置が移動したオブジェクトが表示されていた領域の画素を、対応する位置にある領域の、前記アップサンプリング処理手段によるアップサンプリングによって得られた画像の画素で置き換えることによって前記初期画像を生成する画像生成手段と
をさらに備える請求項5に記載の画像処理装置。 The generating means includes
Upsampling processing means for upsampling an image of the first resolution of the nth frame obtained by imaging;
The processing result of the (n-1) th frame using the image of the second resolution of the processing result of the (n-1) th frame and the motion vector detected based on the image obtained by the upsampling by the upsampling processing means Correction means for performing motion compensation on the image of the second resolution
Of the image obtained by performing motion compensation by the correcting means, the upsampling processing means for the area in the area where the object whose position has been moved by motion compensation is displayed is the corresponding area. The image processing apparatus according to claim 5, further comprising: an image generation unit configured to generate the initial image by replacing with a pixel of an image obtained by upsampling according to.
それぞれ異なる前記第1の解像度の画像と、直前の前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の前記加算処理を行い、所定の回数だけ前記加算処理を行うことによって処理結果の前記第2の解像度の画像を生成するステップを含む
画像処理方法。 Pixels of the second resolution difference image representing the difference between the input first resolution image and the second resolution image higher than the first resolution are input to the second resolution image. In an image processing method of an image processing apparatus including a plurality of addition means for performing addition processing to be added as image pixels,
The addition process is performed for the second and subsequent times by inputting the different images of the first resolution and the image of the second resolution obtained by the immediately preceding addition process, and the addition process is performed a predetermined number of times. An image processing method including a step of generating an image of the second resolution as a processing result.
それぞれ異なる前記第1の解像度の画像と、直前の前記加算処理により得られた前記第2の解像度の画像とを入力として2回目以降の前記加算処理を行い、所定の回数だけ前記加算処理を行うことによって処理結果の前記第2の解像度の画像を生成するステップを含む
プログラム。 Pixels of the second resolution difference image representing the difference between the input first resolution image and the second resolution image higher than the first resolution are input to the second resolution image. In a program for causing a computer to perform image processing of an image processing apparatus including a plurality of addition means for performing addition processing to be added as image pixels,
The addition process is performed for the second and subsequent times by inputting the different images of the first resolution and the image of the second resolution obtained by the immediately preceding addition process, and the addition process is performed a predetermined number of times. Thereby generating a second resolution image as a result of processing.
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