JP2010108205A - Super resolution image creating method - Google Patents

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Yoshinori Musha
義則 武者
Takeshi Nishio
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise generation in super resolution image processing when a block image which is a unit image for motion detecting comparison does not have a uniform spacial illumination change but has a pitched illumination change. <P>SOLUTION: Each of two block images which are a source candidate and a destination candidate respectively and used for motion detecting comparison is divided into a plurality of small sub-block images, and an brightness average is calculated for each sub-block. An offset is calculated by subtracting a brightness average of a sub-block image of a candidate destination block image from a brightness average of a sub-block image of a candidate source block image, in the two sub-block images which are located in a same coordinate in a block image. Then, by adding each offset to brightness of each sub-block image of the candidate destination block image, a candidate destination block image is generated with an illumination change removed. The motion detecting comparison is performed by comparing the source block image with the candidate destination block whose illumination change is removed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は,2枚の画像を利用して超解像処理を行うことで,元の解像度より高い解像度の画像を作成する技術に関する。   The present invention relates to a technique for creating an image having a higher resolution than the original resolution by performing super-resolution processing using two images.

2枚の画像から元の解像度より解像度の画像を作成する技術として,超解像処理が存在する。この超解像処理には,画像中のブロック画像毎に,画素の輝度比較による動き探索を実施するものがある。それでは,動き探索によるピクセルレベル動きベクトルを用いて,ピクセル間のサブピクセルレベル動きベクトルを求める。   Super-resolution processing exists as a technique for creating an image having a resolution higher than the original resolution from two images. In this super-resolution processing, a motion search is performed by comparing pixel luminances for each block image in an image. Then, a sub-pixel level motion vector between pixels is obtained using a pixel level motion vector obtained by motion search.

サブピクセルレベル動きベクトルの情報を利用して,2枚の画像にピクセル再構成を行い1枚の超解像画像を作成する。影や光源の移動等による2枚の画像間で照度の変化が発生した場合の動き探索方法として,例えば特開2007−74592号公報(特許文献1)のような各画素の輝度から輝度平均値を減算したデータを比較する方法が存在する。   Using the sub-pixel level motion vector information, pixel reconstruction is performed on two images to create one super-resolution image. As a motion search method in the case where a change in illuminance occurs between two images due to movement of a shadow, a light source, or the like, for example, the luminance average value from the luminance of each pixel as disclosed in JP 2007-74592 A (Patent Document 1) There is a method for comparing data obtained by subtracting.

特開2007−74592号公報JP 2007-74592 A

上記従来技術の問題点を,以下に説明する。
比較を行う単位であるブロック画像内での空間的な照度変化が一様でなく,ある箇所では照度が高いがある箇所に向かうにつれ照度が徐々に下がっていくといった勾配のある照度変化が発生している場合,ブロック画像の各画素の輝度の値からブロック画像の輝度平均値を減算しても,勾配の影響を除去することができず,誤った動き探索結果が求められる問題がある。
The problems of the above prior art will be described below.
The spatial illuminance change in the block image, which is the unit for comparison, is not uniform. In this case, even if the average luminance value of the block image is subtracted from the luminance value of each pixel of the block image, there is a problem that the influence of the gradient cannot be removed and an erroneous motion search result is obtained.

また,従来技術を超解像に適用しても,輝度平均値を減算した2枚の画像から超解像画像を作成するため,本来の輝度の超解像画像が作成できずノイズが増加するという問題がある。   In addition, even if the conventional technology is applied to super-resolution, a super-resolution image is created from two images obtained by subtracting the luminance average value, so that a super-resolution image with the original luminance cannot be created and noise increases. There is a problem.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ブロックノイズが増加しない超解像処理を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a super-resolution process in which block noise does not increase.

本願において開示される発明のうち,代表的なものの概要を簡単に説明すると,次の通りである。
動き探索の比較に用いる移動元と移動先候補の2つのブロック画像を,それぞれ小さなサブブロック画像に分割し,サブブロック画像毎に輝度の平均値を算出する。ブロック画像中で同じ座標に位置する2つのサブブロック画像のうち,移動元ブロック画像のサブブロック画像の輝度平均値から,移動先候補ブロック画像のサブブロック画像の輝度平均値を減算しオフセットとする。それぞれのオフセットを,移動先候補ブロック画像の各サブブロック画像の輝度に加算する。これにより,2つのブロック画像間の相対的な照度変化を除去した移動先候補ブロック画像を作成する。動き探索の比較時は,移動元ブロック画像と照度変化を除去した移動先候補ブロック画像を用いて比較を行う。
Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
The two block images of the movement source and the movement destination candidate used for the motion search comparison are each divided into small sub-block images, and an average luminance value is calculated for each sub-block image. Of the two sub-block images located at the same coordinates in the block image, the average luminance value of the sub-block image of the destination candidate block image is subtracted from the average luminance value of the sub-block image of the source block image to obtain an offset. . Each offset is added to the luminance of each sub-block image of the movement destination candidate block image. As a result, a movement destination candidate block image in which the relative illuminance change between the two block images is removed is created. At the time of motion search comparison, comparison is performed using a source block image and a destination candidate block image from which the illuminance change is removed.

また,ピクセル再構成も同様に移動元ブロック画像と照度変化を除去した移動先候補ブロック画像を用いて行う。   Similarly, pixel reconstruction is performed using the movement source block image and the movement destination candidate block image from which the illuminance change is removed.

本願において開示される発明のうち,代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すると以下の通りである。
ブロック画像をサブブロックに分割し,輝度の平均値の差分を無くすことで,比較単位であるブロック画像内の照度に勾配がある場合でも,勾配の影響を受けず比較・ピクセル再構成を行うことができるため,ノイズが増加しない本来の超解像画像を得ることができる。
Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
By dividing the block image into sub-blocks and eliminating the difference in the average luminance value, even if there is a gradient in the illuminance in the block image that is the comparison unit, comparison and pixel reconstruction are performed without being affected by the gradient Therefore, an original super-resolution image that does not increase noise can be obtained.

以下,本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお,実施の形態を説明するための全図において,同一の部材には原則として同一の符号を付し,その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1により,本発明の第一の実施例である,2枚の画像を利用して元の解像度より高い解像度の画像を作成する画像超解像装置を適用したシステム構成について説明する。   With reference to FIG. 1, a system configuration to which an image super-resolution apparatus that creates an image having a higher resolution than the original resolution by using two images, which is a first embodiment of the present invention, will be described.

本実施形態は,超解像処理を用いて高解像度の画像を作成するために利用する時刻t=Tの超解像実施対象画像データ101,超解像処理を用いて高解像度の画像を作成するために利用する時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ102,動き探索対象領域をブロック画像として出力する動き探索領域出力部103,動き探索において移動先候補の領域をブロック画像として対応する動きベクトルと共に出力するブロック画像出力部104,ブロック画像をサブブロック画像に分割して出力するサブブロック画像出力部105,画像の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出部106,輝度平均値の差をオフセットとして算出するオフセット算出部107,オフセット算出部107から出力されるオフセットをブロック画像出力部104から出力されるブロック画像の各画素に加算するオフセット加算部108,画像を比較し類似度を算出する比較部109,比較部109から得られる類似度からピクセルレベル動きベクトルを選択する動きベクトル選択部110,サブピクセルレベル動きベクトルを求めるサブピクセルレベル位置合わせ部111,超解像画像を作成するためにピクセル再構成を行うピクセル再構成部112から構成されている。   In the present embodiment, super-resolution execution target image data 101 at time t = T used for creating a high-resolution image using super-resolution processing, and creating a high-resolution image using super-resolution processing. The super-resolution execution target image data 102 at the time t = T + 1 used for the motion search, the motion search region output unit 103 that outputs the motion search target region as a block image, and the motion destination candidate region in the motion search as a block image. A block image output unit 104 for outputting together with a motion vector, a sub-block image output unit 105 for dividing and outputting the block image into sub-block images, a luminance average value calculating unit 106 for calculating an average luminance of the image, and a luminance average value An offset calculation unit 107 that calculates the difference as an offset, and an offset output from the offset calculation unit 107 is a block image output unit 104. Offset addition unit 108 for adding to each pixel of the block image output from the image, comparison unit 109 for comparing the images and calculating the similarity, and a motion vector selection unit for selecting a pixel level motion vector from the similarity obtained from the comparison unit 109 110, a sub-pixel level alignment unit 111 for obtaining a sub-pixel level motion vector, and a pixel reconstruction unit 112 that performs pixel reconstruction to create a super-resolution image.

本実施例でのデータフローを以下に説明する。
超解像処理により解像度を高める時刻t=Tの超解像実施対象画像データ101を動き探索対象領域出力103に,照度差が生じた時刻t=Tの超解像実施対象画像データ102をブロック画像出力部104に入力する。
The data flow in the present embodiment will be described below.
The super-resolution execution target image data 101 at the time t = T at which resolution is increased by super-resolution processing is blocked in the motion search target area output 103, and the super-resolution execution target image data 102 at the time t = T when the illuminance difference occurs is blocked. Input to the image output unit 104.

動き探索対象領域出力部103は,時刻t=Tの超解像実施対象画像データ101から超解像処理を行う領域を抜き出してブロック画像として,またブロック画像の時刻t=Tの超解像実施対象画像データ101中の座標を位置情報として出力する。ブロック画像出力部104は,時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ102から移動先候補の領域をブロック画像として抜き出す。   The motion search target region output unit 103 extracts a region to be subjected to super-resolution processing from the super-resolution execution target image data 101 at time t = T, and performs the super-resolution execution at time t = T of the block image. The coordinates in the target image data 101 are output as position information. The block image output unit 104 extracts a movement destination candidate area as a block image from the super-resolution execution target image data 102 at time t = T + 1.

また,動き探索対象領域出力部103から入力される位置情報を用いて,抜き出したブロック画像の縦横の移動距離を動きベクトルとして出力する。サブブロック画像出力部105は,動き探索対象領域出力103及びブロック画像出力部104から入力されるブロック画像を,より小さな領域のサブブロック画像に分割して出力する。輝度平均値算出部106は,入力されたサブブロック画像の各画素の輝度の平均値を算出して出力する。   Also, using the position information input from the motion search target area output unit 103, the vertical and horizontal movement distances of the extracted block image are output as motion vectors. The sub-block image output unit 105 divides the block image input from the motion search target region output 103 and the block image output unit 104 into sub-block images of a smaller region and outputs them. The average brightness value calculation unit 106 calculates and outputs the average brightness value of each pixel of the input sub-block image.

オフセット算出部107は,2つの輝度平均値算出部106から入力されるサブブロック画像のうち,時刻t=Tの各サブブロック画像の輝度平均値から時刻t=T+1の各サブブロック画像の輝度平均値を減算し,それを各サブブロック画像の輝度のオフセットとする。オフセット加算部108は,ブロック画像出力部104から入力されるブロック画像のサブブロックに,オフセット算出部107から入力されるオフセットを加算する。   Of the sub-block images input from the two luminance average value calculation units 106, the offset calculation unit 107 calculates the luminance average of each sub-block image at time t = T + 1 from the luminance average value of each sub-block image at time t = T. Subtract the value and use it as the luminance offset of each sub-block image. The offset addition unit 108 adds the offset input from the offset calculation unit 107 to the sub-block of the block image input from the block image output unit 104.

これにより,t=Tとt=T+1の照度差が除去されたt=T+1のブロック画像を作成する。作成した照度差が除去されたt=T+1のブロック画像は,動きベクトルと共に出力される。比較部109は,動き探索対象領域出力部103から入力されるブロック画像と,オフセット加算部108から入力される照度差を除去したブロック画像の比較し,類似度を算出する。算出した類似度を動きベクトルと共に出力する。   Thereby, a block image of t = T + 1 from which the illuminance difference between t = T and t = T + 1 is removed is created. The created t = T + 1 block image from which the illuminance difference is removed is output together with the motion vector. The comparison unit 109 compares the block image input from the motion search target region output unit 103 with the block image from which the illuminance difference input from the offset addition unit 108 is removed, and calculates the similarity. The calculated similarity is output together with the motion vector.

動きベクトル選択部110は,比較部109から入力される複数の類似度から,類似度の高いものを選び,それとペアになっている動きベクトルをピクセルレベル動きベクトルとして出力する。これにより,ピクセルレベルの位置合わせが完了する。   The motion vector selection unit 110 selects one having a high similarity from the plurality of similarities input from the comparison unit 109, and outputs a motion vector paired therewith as a pixel level motion vector. This completes the pixel level alignment.

サブピクセルレベル位置合わせ部111は,動きベクトル選択部110から入力される動きベクトルを元に,サブピクセルレベルで位置合わせを行った動きベクトルをサブピクセルレベル動きベクトルとして出力する。ピクセル再構成部112は,動き探索対象領域出力部103から出力されるブロック画像を,サブピクセルレベル動きベクトルとオフセット加算部110から出力される照度差を除去したブロック画像を用いて解像度を向上させるピクセル再構成を実施する。   The subpixel level alignment unit 111 outputs a motion vector that has been aligned at the subpixel level based on the motion vector input from the motion vector selection unit 110 as a subpixel level motion vector. The pixel reconstruction unit 112 improves the resolution of the block image output from the motion search target region output unit 103 by using the block image from which the illuminance difference output from the sub-pixel level motion vector and the offset addition unit 110 is removed. Perform pixel reconstruction.

本実施例を適用することで,照度勾配の影響を除去した超解像画像を作成することができる。   By applying this embodiment, it is possible to create a super-resolution image from which the influence of the illuminance gradient is removed.

図2により,本発明の第二の実施例である,2枚の画像を利用して元の解像度より高い解像度の画像を作成する超像超解像装置を適用したシステム構成について説明する。   With reference to FIG. 2, a system configuration to which a super-image super-resolution apparatus that creates an image having a higher resolution than the original resolution using two images, which is a second embodiment of the present invention, will be described.

本実施形態は,時刻t=Tの超解像実施対象画像データ201,時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ202,動き探索対象領域をブロック画像として出力する動き探索領域出力部203,動き探索において移動先候補の領域をブロック画像として対応する動きベクトルと共に出力するブロック画像出力部204,ブロック画像中の各画素の輝度を一次関数に近似する近似ブロック画像作成部205,輝度の差をオフセットとして算出するオフセット算出部206,オフセット算出部206から出力されるオフセットをブロック画像出力部204から出力されるブロック画像の各画素に加算するオフセット加算部207,画像を比較し類似度を算出する比較部208,比較部208から得られる類似度からピクセルレベル動きベクトルを選択する動きベクトル選択部209,サブピクセルレベル動きベクトルを求めるサブピクセルレベル位置合わせ部210,超解像画像を作成するためにピクセル再構成を行うピクセル再構成部211から構成されている。   This embodiment includes super-resolution execution target image data 201 at time t = T, super-resolution execution target image data 202 at time t = T + 1, a motion search region output unit 203 that outputs a motion search target region as a block image, In the motion search, a block image output unit 204 that outputs a movement destination candidate area as a block image together with a corresponding motion vector, an approximate block image creation unit 205 that approximates the luminance of each pixel in the block image to a linear function, and a luminance difference An offset calculating unit 206 that calculates the offset, an offset adding unit 207 that adds the offset output from the offset calculating unit 206 to each pixel of the block image output from the block image output unit 204, and compares the images to calculate the similarity. The pixel level motion vector from the similarity obtained from the comparison unit 208 and the comparison unit 208 Motion vector selection unit 209 for selecting the sub-pixel level positioning portion 210 for determining the sub-pixel level motion vector, and a pixel reconstruction unit 211 that performs pixel reconstruction to create a super-resolution image.

本実施例でのデータフローを以下に説明する。オフセット算出部207以降の処理は,実施例1と同様である。   The data flow in the present embodiment will be described below. The processing after the offset calculation unit 207 is the same as that in the first embodiment.

超解像処理により解像度を高める時刻t=Tの超解像実施対象画像データ201を動き探索対象領域出力203に,照度差が生じた時刻t=Tの超解像実施対象画像データ202をブロック画像出力部204に入力する。動き探索対象領域出力部203は,時刻t=Tの超解像実施対象画像データ201から超解像処理を行う領域を抜き出してブロック画像として,またブロック画像の時刻t=Tの超解像実施対象画像データ201中の座標を位置情報として出力する。   Block the super-resolution execution target image data 202 at time t = T when the illuminance difference has occurred in the motion search target area output 203 with the super-resolution execution target image data 201 at time t = T to increase resolution by super-resolution processing. Input to the image output unit 204. The motion search target region output unit 203 extracts a region to be subjected to super-resolution processing from the super-resolution execution target image data 201 at time t = T, and performs the super-resolution execution at time t = T of the block image. The coordinates in the target image data 201 are output as position information.

ブロック画像出力部204は,時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ202から移動先候補の領域をブロック画像として抜き出す。また,動き探索対象領域出力部203から入力される位置情報を用いて,抜き出したブロック画像の縦横の移動距離を動きベクトルとして出力する。   The block image output unit 204 extracts a movement destination candidate area as a block image from the super-resolution execution target image data 202 at time t = T + 1. Also, using the position information input from the motion search target region output unit 203, the vertical and horizontal movement distances of the extracted block images are output as motion vectors.

近似ブロック画像作成部205は,動き探索対象領域出力部203及びブロック画像出力部204から入力されるブロック画像の各画素の輝度を,最小二乗法を用いて一次関数に近似し,時刻t=Tの近似ブロック画像及び時刻t=T+1の近似ブロック画像として出力する。   The approximate block image creation unit 205 approximates the luminance of each pixel of the block image input from the motion search target region output unit 203 and the block image output unit 204 to a linear function using the least square method, and time t = T And the approximate block image at time t = T + 1.

オフセット算出部206は,2つの近似ブロック画像作成部205から入力される近似ブロック画像のうち,時刻t=Tの近似ブロック画像の各画素の輝度から,時刻t=T+1の近似ブロック画像の各画素の輝度を減算し,各画素のオフセットとして出力する。以降は,実施例1と同様の処理を行う。   The offset calculation unit 206 calculates each pixel of the approximate block image at time t = T + 1 from the luminance of each pixel of the approximate block image at time t = T among the approximate block images input from the two approximate block image creation units 205. Is subtracted and output as an offset for each pixel. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed.

本実施例を適用することで,実施例1のサブブロック画像の境界の不連続データによる誤差を除去することができる。   By applying this embodiment, errors due to discontinuous data at the boundary of the sub-block image of Embodiment 1 can be removed.

図3および図4により,本発明の第三の実施例である,2枚の画像を利用して元の解像度より高い解像度の画像を作成する画像超解像装置を適用したシステム構成について説明する。   With reference to FIGS. 3 and 4, a system configuration to which an image super-resolution device that creates an image having a higher resolution than the original resolution using two images, which is a third embodiment of the present invention, will be described. .

図3は本実施例全体の構成図である。
図3において,時刻t=Tの超解像実施対象画像データ301,時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ302,動き探索対象領域をブロック画像として出力する動き探索領域出力部303,ブロック画像をサブブロック画像に分割して出力するサブブロック画像出力部304,画像の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出部305,計算量削減のためブロック画像出力とサブブロックごとの輝度平均値を算出して出力するブロック画像・輝度平均値出力部306,輝度平均値の差をオフセットとして算出するオフセット算出部307,オフセット算出部307から出力されるオフセットをブロック画像・輝度平均値出力部306から出力されるブロック画像の各画素に加算するオフセット加算部308,画像を比較し類似度を算出する比較部309,比較部309から得られる類似度からピクセルレベル動きベクトルを選択する動きベクトル選択部310,サブピクセルレベル動きベクトルを求めるサブピクセルレベル位置合わせ部311,超解像画像を作成するためにピクセル再構成を行うピクセル再構成部312から構成されている。
FIG. 3 is a block diagram of the entire embodiment.
In FIG. 3, super-resolution execution target image data 301 at time t = T, super-resolution execution target image data 302 at time t = T + 1, a motion search region output unit 303 that outputs a motion search target region as a block image, a block Sub-block image output unit 304 that divides and outputs an image into sub-block images, luminance average value calculation unit 305 that calculates an average luminance value of the image, block image output and luminance average value for each sub-block for reducing the amount of calculation The block image / luminance average value output unit 306 that calculates and outputs the difference, the offset calculation unit 307 that calculates the difference between the luminance average values as an offset, and the offset output from the offset calculation unit 307 as the block image / luminance average value output unit 306 Offset addition unit 308 that adds to each pixel of the block image output from, and compares the images to calculate the similarity A comparison unit 309, a motion vector selection unit 310 that selects a pixel level motion vector from the similarity obtained from the comparison unit 309, a sub-pixel level alignment unit 311 that calculates a sub-pixel level motion vector, and a super-resolution image The pixel reconstruction unit 312 performs pixel reconstruction.

図4は,ブロック画像・輝度平均値出力部306の内部構成図である。
図4において,ブロック画像・輝度平均値出力部306は,入力画像のサブブロック分割位置を指定するサブブロック画像分割位置指定部401,入力画像をサブブロックに分割して出力するサブブロック画像出力部402,入力画像の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出部403,輝度平均値算出部403で算出した輝度の平均値を保存する輝度平均値保存部404,ブロック画像として出力するサブブロック画像の領域を指定するブロック領域指定部405,入力画像に対し指示された範囲の領域を抜き出してブロック画像として出力する画像抜き出し部406から構成されている。
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the block image / brightness average value output unit 306.
In FIG. 4, a block image / luminance average value output unit 306 includes a sub-block image division position designation unit 401 that designates a sub-block division position of the input image, and a sub-block image output unit that divides the input image into sub-blocks and outputs the sub-block. 402, a luminance average value calculation unit 403 that calculates the average luminance value of the input image, a luminance average value storage unit 404 that stores the average luminance value calculated by the luminance average value calculation unit 403, and a sub-block image that is output as a block image A block area designating unit 405 for designating an area of the image, and an image extracting unit 406 for extracting an area in the range designated for the input image and outputting it as a block image.

本実施例でのデータフローを以下に説明する。オフセット算出部307以降の処理は,実施例1と同様である。
超解像処理により解像度を高める時刻t=Tの超解像実施対象画像データ301を動き探索対象領域出力303に,照度差が生じた時刻t=Tの超解像実施対象画像データ302をブロック画像出力部306に入力する。
The data flow in the present embodiment will be described below. The processing after the offset calculation unit 307 is the same as that in the first embodiment.
The super-resolution execution target image data 301 at time t = T at which resolution is increased by super-resolution processing is blocked in the motion search target area output 303, and the super-resolution execution target image data 302 at time t = T when the illuminance difference occurs is blocked. Input to the image output unit 306.

動き探索対象領域出力部303は,時刻t=Tの超解像実施対象画像データ301から超解像処理を行う領域を抜き出してブロック画像として,またブロック画像の時刻t=Tの超解像実施対象画像データ301の座標を位置情報として出力する。   The motion search target region output unit 303 extracts a region to be subjected to super-resolution processing from the super-resolution execution target image data 301 at time t = T, and performs the super-resolution execution at time t = T of the block image. The coordinates of the target image data 301 are output as position information.

ブロック画像・輝度平均値出力部306は,時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ302から移動先候補の領域をブロック画像として抜き出す。また,動き探索対象領域出力部303から入力される位置情報を用いて,抜き出したブロック画像の縦横の移動距離を動きベクトルとして出力する。また,出力するブロック画像をサブブロック画像に分割したものの輝度の平均値を出力する。以降は,実施例1と同様の処理を行う。   The block image / brightness average value output unit 306 extracts a movement destination candidate area from the super-resolution execution target image data 302 at time t = T + 1 as a block image. Also, using the position information input from the motion search target area output unit 303, the vertical and horizontal movement distances of the extracted block images are output as motion vectors. Moreover, the average value of the luminance of the block image to be output divided into sub-block images is output. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed.

つぎに、ブロック画像・輝度平均値出力部306で行う計算量削減方法の原理を,図4,図5を用いて以下に説明する。
サブブロック画像分割位置指定部401は,ブロック画像・輝度平均値出力部306に入力される時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ302全体をサブブロックに分割するためのサブブロック分割位置情報を出力する。
Next, the principle of the calculation amount reduction method performed by the block image / brightness average value output unit 306 will be described below with reference to FIGS.
The sub-block image division position specifying unit 401 sub-block division position information for dividing the entire super-resolution execution target image data 302 at time t = T + 1 input to the block image / luminance average value output unit 306 into sub-blocks. Is output.

サブブロック画像出力部402は,サブブロック分割位置情報を用い,入力された時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ302全体をサブブロック画像に分割して出力する(ステップ501)。また,分割したサブブロック画像の時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ302中の座標を位置情報として出力する。輝度平均値算出部403は,入力されたサブブロックの輝度平均値を算出し,位置情報と共に出力する(ステップ502)。   The sub-block image output unit 402 uses the sub-block division position information to divide the entire super-resolution execution target image data 302 at time t = T + 1 into sub-block images and output them (step 501). Also, the coordinates in the super-resolution execution target image data 302 at time t = T + 1 of the divided sub-block images are output as position information. The average brightness value calculation unit 403 calculates the average brightness value of the input sub-block and outputs it together with the position information (step 502).

輝度平均値保存部404は,入力された輝度平均値と位置情報をペアにして保存する。サブブロック画像組み合わせ位置指定部405は,サブブロック画像分割位置情報を用い,複数のサブブロック画像を組み合わせてブロック画像として出力するために,組み合わせに用いるサブブロックの位置情報を出力する。   The luminance average value storage unit 404 stores the input luminance average value and position information as a pair. The sub-block image combination position specifying unit 405 outputs sub-block position information used for the combination in order to combine the plurality of sub-block images and output as a block image using the sub-block image division position information.

画像抜き出し部406は,サブブロック画像組み合わせ位置指定部405から入力される位置情報を用い,指定したサブブロック画像を全て含む領域をブロック画像として出力する。輝度平均値保存部404は,サブブロック画像指定部405から入力される位置情報に該当するサブブロック画像の輝度平均値を出力する。   The image extracting unit 406 uses the position information input from the sub-block image combination position specifying unit 405 and outputs a region including all the specified sub-block images as a block image. The average luminance value storage unit 404 outputs the average luminance value of the sub-block image corresponding to the position information input from the sub-block image designation unit 405.

サブブロック画像組み合わせ位置指定部405は,ブロック画像として構成可能な全ての組み合わせのサブブロック画像の位置情報を出力することで,複数のブロック画像を出力する(ステップ503)。この際,輝度平均値は輝度平均値保存部404に保存されている値を出力するだけであるため,再計算の必要は無くなり計算量を削減することができる。   The sub-block image combination position specifying unit 405 outputs a plurality of block images by outputting position information of all combinations of sub-block images that can be configured as a block image (step 503). At this time, since the luminance average value only outputs the value stored in the luminance average value storage unit 404, the need for recalculation is eliminated and the calculation amount can be reduced.

サブブロック画像分割位置指定部401は,サブブロック画像組み合わせ位置指定部405が全ての組み合わせのサブブロック画像の位置情報を出力後,サブブロック分割位置をずらした新たなサブブロック分割位置情報を出力する(ステップ504)。   Sub-block image division position designation section 401 outputs new sub-block division position information obtained by shifting sub-block division positions after sub-block image combination position designation section 405 outputs position information of all combinations of sub-block images. (Step 504).

新たなサブブロック分割位置情報を受け取った各モジュールは,その情報をピクセルレベル動きベクトル同様の処理を繰り返す。サブブロック画像分割位置指定部401は,サブブロックとして分割可能な全てのサブブロック分割位置情報を出力する。   Each module that has received new sub-block division position information repeats the same processing as the pixel level motion vector. The sub-block image division position designation unit 401 outputs all sub-block division position information that can be divided as sub-blocks.

本実施例を適用することにより,予め計算済みの輝度平均値を利用することで実施例1より計算量を抑えることができる。   By applying this embodiment, it is possible to reduce the amount of calculation compared to the first embodiment by using a previously calculated average brightness value.

以上,本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが,本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば,次の事項が可能である。
実施例1のサブブロック画像出力部105及び実施例3のサブブロック画像出力部402において,サブブロック画像の幅,高さは固定であるが,この値を外部から指示することも可能である。これにより,超解像対象画像毎に異なる照度変化への対応や処理量の変更が可能になる。
For example, the following are possible:
In the sub-block image output unit 105 according to the first embodiment and the sub-block image output unit 402 according to the third embodiment, the width and height of the sub-block image are fixed, but it is possible to instruct these values from the outside. As a result, it becomes possible to cope with changes in illuminance and change the processing amount for each super-resolution target image.

実施例3において,サブブロック分割位置を変更する場合,輝度平均値は全て再計算になるが,1つのサブブロック画像の範囲の画素のうち,サブブロック画像範囲から外れる画素の輝度を輝度平均値から減算し,新たにサブブロック画像範囲に加わる画素の輝度を輝度平均値に加算することで,全ての画素分の平均値算出処理が必要なくなり,実施例3より計算量を削減することも可能である。   In the third embodiment, when the sub-block division position is changed, all of the average luminance values are recalculated. Among the pixels in the range of one sub-block image, the luminance of the pixels outside the sub-block image range is determined as the average luminance value. By subtracting from the above and adding the luminance of the pixels newly added to the sub-block image range to the luminance average value, the average value calculation processing for all the pixels is not necessary, and the calculation amount can be reduced as compared with the third embodiment. It is.

本発明の第一の実施例の構成図である。It is a block diagram of the 1st Example of this invention. 本発明の第二の実施例の構成図である。It is a block diagram of the 2nd Example of this invention. 本発明の第三の実施例の構成図である。It is a block diagram of the 3rd Example of this invention. 本発明の第三の実施例における一モジュールの構成図である。It is a block diagram of one module in the 3rd Example of this invention. 本発明の第三の実施例の計算方法削減方法の原理を説明した図である。It is a figure explaining the principle of the calculation method reduction method of the 3rd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101…時刻t=Tの超解像実施対象画像データ、102…時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ、103…動き探索対象領域出力部、104…ブロック画像出力部、105…サブブロック画像出力部、106…輝度平均値算出部、107…オフセット算出部、108…オフセット加算部、109…比較部、110…動きベクトル選択部、111…サブピクセル単位位置合わせ部、112…ピクセル再構成部、201…時刻t=Tの超解像実施対象画像データ、202…時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ、203…動き探索対象領域出力部、204…ブロック画像出力部、205…近似ブロック画像作成部、206…オフセット算出部、207…オフセット加算部、208…比較部、209…動きベクトル選択部、210…サブピクセル単位位置合わせ部、211…ピクセル再構成部、301…時刻t=Tの超解像実施対象画像データ、302…時刻t=T+1の超解像実施対象画像データ、303…動き探索対象領域出力部、304…サブブロック画像出力部、305…輝度平均値算出部、306…ブロック画像・輝度平均値出力部、307…オフセット算出部、308…オフセット加算部、309…比較部、310…動きベクトル選択部、311…サブピクセル単位位置合わせ部、312…ピクセル再構成部、401…サブブロック画像分割位置指定部、402…サブブロック画像出力部、403…輝度平均値算出部、404…輝度平均値保存部、405…サブブロック画像組み合わせ指定部、406…画像抜き出し部、501…サブブロック分割、502…輝度平均値計算、503…ブロック画像出力、504…サブブロック分割位置変更   101 ... Super-resolution execution target image data at time t = T, 102 ... Super-resolution execution target image data at time t = T + 1, 103 ... Motion search target region output unit, 104 ... Block image output unit, 105 ... Sub-block Image output unit 106 ... Average luminance value calculation unit 107 107 Offset calculation unit 108 Offset addition unit 109 109 Comparison unit 110 Motion vector selection unit 111 Sub-pixel unit alignment unit 112 Pixel reconfiguration 201: Super-resolution execution target image data at time t = T, 202 ... Super-resolution execution target image data at time t = T + 1, 203 ... Motion search target region output unit, 204 ... Block image output unit, 205 ... Approximate block image creation unit, 206 ... Offset calculation unit, 207 ... Offset addition unit, 208 ... Comparison unit, 209 ... Motion vector selection unit, 210 ... Subpixel unit alignment unit 211... Pixel reconstruction unit 301. Super-resolution execution target image data at time t = T 302. Super-resolution execution target image data at time t = T + 1 303. Motion search target region output , 304: Sub-block image output unit, 305: Luminance average value calculation unit, 306 ... Block image / luminance average value output unit, 307 ... Offset calculation unit, 308 ... Offset addition unit, 309 ... Comparison unit, 310 ... Motion vector Selection unit, 311 ... Subpixel unit alignment unit, 312 ... Pixel reconstruction unit, 401 ... Subblock image division position designation unit, 402 ... Subblock image output unit, 403 ... Luminance average value calculation unit, 404 ... Luminance average value Storage unit 405 ... Sub-block image combination designation unit 406 ... Image extraction unit 501 ... Sub-block division 502 ... Degrees average calculation, 503 ... block image output, 504 ... sub-block division position change

Claims (5)

2枚の画像を利用して元の解像度より高い解像度の画像を作成する超解像画像作成方法おいて,
動き探索の比較単位である移動元及び移動先候補ブロック画像をサブブロック画像に分割し,
サブブロック画像毎に輝度の平均値を算出し,
ブロック画像中の同じ座標位置に対応するサブブロック画像の平均値の差を算出してオフセットとし,
移動先候補ブロック画像の各サブブロック画像の輝度にオフセットを加算して照度変化除去済みブロック画像とし,
移動元ブロック画像と照度変化除去済みブロック画像を用いて類似度比較処理とピクセル再構成を行うことを特徴とする超解像画像作成方法。
In a super-resolution image creation method that uses two images to create an image with a resolution higher than the original resolution,
The source and destination candidate block images, which are comparison units for motion search, are divided into sub-block images,
Calculate the average brightness for each sub-block image,
The difference between the average values of the sub-block images corresponding to the same coordinate position in the block image is calculated as an offset,
Add the offset to the brightness of each sub-block image of the destination candidate block image to make the block image with illuminance change removed,
A method for creating a super-resolution image, characterized in that similarity comparison processing and pixel reconstruction are performed using a source block image and a block image from which illuminance change has been removed.
2枚の画像を利用して元の解像度より高い解像度の画像を作成する超解像画像作成方法において,
動き探索の比較単位である移動元及び移動先候補ブロック画像の輝度を一次関数に近似して移動元近似ブロック画像及び移動先候補近似ブロック画像とし,
移動元近似ブロック画像と移動先候補近似ブロック画像の各画素の輝度の差を算出してオフセットとし,
移動先候補ブロック画像の各画素の輝度にオフセットを加算して照度変化除去済みブロック画像とし,
移動元ブロック画像と照度変化除去済みブロック画像を用いて類似度比較処理とピクセル再構成を行うことを特徴とする超解像画像作成方法。
In a super-resolution image creation method that uses two images to create an image with a resolution higher than the original resolution,
The luminance of the source and destination candidate block images, which are comparison units for motion search, is approximated to a linear function to obtain a source source approximate block image and a destination candidate approximate block image,
Calculate the luminance difference of each pixel of the source approximate block image and the destination candidate approximate block image as an offset,
Add the offset to the brightness of each pixel of the destination block image to make the block image with illuminance change removed,
A method for creating a super-resolution image, characterized in that similarity comparison processing and pixel reconstruction are performed using a source block image and a block image from which illuminance change has been removed.
請求項1記載の超解像画像作成方法において,
移動先候補画像を含む画像全体を予めサブブロック画像に分割し,
サブブロック画像毎に算出した輝度平均値を保存し,
サブブロック画像の組み合わせで構成するブロック画像とサブブロック画像の保存済み輝度平均値を出力することを特徴とする超解像画像作成方法。
The super-resolution image creation method according to claim 1,
The entire image including the destination candidate image is divided into sub-block images in advance,
Save the brightness average value calculated for each sub-block image,
A super-resolution image generating method, comprising: outputting a block image composed of a combination of sub-block images and a stored brightness average value of the sub-block images.
請求項3記載の超解像画像作成方法において,
サブブロック画像分割位置変更によるサブブロック画像の輝度平均値の再計算の際に,サブブロック画像の範囲に新たに加わる画素の輝度の値を平均値に加算し,
サブブロック画像の範囲から外れる画素の輝度の値を平均値に減算することで新たな輝度平均値を算出することを特徴とする超解像画像作成方法。
The super-resolution image creation method according to claim 3,
When recalculating the average luminance value of the sub-block image by changing the sub-block image division position, the luminance value of the pixel newly added to the sub-block image range is added to the average value,
A super-resolution image creation method, wherein a new luminance average value is calculated by subtracting a luminance value of a pixel outside the range of a sub-block image from the average value.
請求項1,3及び5のいずれかに記載の超解像画像作成方法において,
サブブロック画像の幅及び高さをブロック画像の幅及び高さを超えない範囲で任意に指定することを特徴とする超解像画像作成方法。
In the super-resolution image creation method according to any one of claims 1, 3, and 5,
A super-resolution image creation method, wherein the width and height of a sub-block image are arbitrarily specified within a range not exceeding the width and height of a block image.
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