JP2010157094A - 画像処理装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置は、動画から抽出される2つのフレームであってそれぞれのフレーム内での位置がずれている共通の部分画像が含まれる第1および第2フレームの画像データを取得するフレーム抽出部12と、第1フレームにおいて部分画像に対応する画像データと第2フレームにおいて部分画像に対応する画像データとを用いて部分画像の拡大処理を行う拡大対象抽出部20、補間対象画素決定部30、補間位置決定部32、補助画素算出部42、不均等補間処理部50とを備えている。
【選択図】図1
Description
1.25|t|2−3.0|t|+1.75 (0.5<|t|≦1.0)
0.75|t|2−2.0|t|+1.25 (1.0<|t|≦1.5)
−0.25|t|2+|t|−1.0 (1.5<|t|≦2.0)
0 (2.0<|t|)
ところで、上述した標本化関数は、標本位置が等間隔に配置されていることを前提としており、上述した4つの補助画素A1、B1、A2、B2のように画素間隔が等間隔でない場合(不均等間隔の場合)には補間処理に用いることができない。
s2(t)=a2t2+b2t+c2 [(t-2+t-1)/2,t-1]
s3(t)=a3t2+b3t+c3 [t-1,(t-1+t0)/2]
s4(t)=a4t2+b4t+c4 [(t-1+t0)/2,t0]
s5(t)=a5t2+b5t+c5 [t0,(t0+t1)/2]
s6(t)=a6t2+b6t+c6 [(t0+t1)/2,t1]
s7(t)=a7t2+b7t+c7 [t1,(t1+t2)/2]
s8(t)=a8t2+b8t+c8 [(t1+t2)/2,t2]
この式において、次の条件を満たす不均等標本化関数が決定される。
(1)各関数の接合点(標本位置およびその中間点)において値と傾きが連続である。
(2)各関数の接合点での値は、t0以外の標本位置では0である。
(3)標本位置の中間点における関数値は、標本位置における誤差が最小になるように決定される。上記の条件を満たす不均等標本化関数は以下のように表すことができる。
s2(t)=B1(3t−t-1−2t-2)(t−t-1)
s3(t)=−B2(3t−2t0−t-1)(t−t-1)
+2(t−t-1)2/(t0−t-1)2
s4(t)=B2(t−t0)2−2(t−t0)2/(t0−t-1)2
s5(t)=B3(t−t0)2−2(t−t0)2/(t0−t1)2
s6(t)=−B3(3t−2t0−t1)(t−t1)
+2(t−t1)2/(t0−t1)2
s7(t)=B4(3t−t1−2t2)(t−t1)
s8(t)=−B4(t−t2)2
B1=(t0−t-2)/(4(t0−t-1)2(t-1−t-2)+4(t-1−t-2)3)
B2=(t0−t-2)/(4(t0−t-1)(t-1−t-2)2+4(t0−t-1)3)
B3=(t2−t0)/(4(t2−t1)2(t1−t0)+4(t1−t0)3)
B4=(t2−t0)/(4(t2−t1)(t1−t0)2+4(t2−t1)3)
この式で表された不均等標本化関数を用いて補間画素Pの画素値を求める演算は、具体的には以下のようにして行われる。
(a)補助画素A1をt0に、補助画素B1をt1に、補助画素A2をt2に対応させて、補間画素Pに対応する関数値1を演算する。この演算では、不均等標本化関数のt0における関数値が補助画素A1の画素値に一致するように、不均等標本化関数の式に補助画素A1の画素値が乗算される。
(b)補助画素A1をt-1に、補助画素B1をt0に、補助画素A2をt1に、補助画素B2をt2に対応させて、補間画素Pに対応する関数値2を演算する。この演算では、不均等標本化関数のt0における関数値が補助画素B1の画素値に一致するように、不均等標本化関数の式に補助画素B1の画素値が乗算される。
(c)補助画素A1をt-2に、補助画素B1をt-1に、補助画素A2をt0に、補助画素B2をt1に対応させて、補間画素Pに対応する関数値3を演算する。この演算では、不均等標本化関数のt0における関数値が補助画素A2の画素値に一致するように、不均等標本化関数の式に補助画素A2の画素値が乗算される。
(d)補助画素B1をt-2に、補助画素A2をt-1に、補助画素B2をt0に対応させて、補間画素Pに対応する関数値4を演算する。この演算では、不均等標本化関数のt0における関数値が補助画素B2の画素値に一致するように、不均等標本化関数の式に補助画素B2の画素値が乗算される。
(e)このようにして演算された4つの関数値1〜4の合計値が補間画素Pの画素値となる。同様にして、全て補間画素について画素値の演算が行われる。
12 フレーム抽出部
14、16 フレームメモリ
20 拡大対象抽出部
22 拡大対象指示部
30 補間対象画素決定部
32 補間位置決定部
34 拡大倍率指定部
40 エッジ方向算出部
42 補助画素算出部
44 補助画素格納部
50 不均等補間処理部
52 拡大画像格納部
60 表示処理部
70 表示部
100 画像処理部
Claims (18)
- 動画から抽出される2つのフレームであってそれぞれのフレーム内での位置がずれている共通の部分画像が含まれる第1および第2フレームの画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記第1フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データと、前記第2フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データとを用いて、前記部分画像の拡大処理を行う拡大処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記第1フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第1の画素の画素値が含まれており、
前記第2フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第2の画素の画素値が含まれており、
前記第1および第2フレームのそれぞれに対応する前記部分画像を重ねたときに、前記第1の画素の画素位置と前記第2の画素の画素位置とがずれていることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記拡大処理手段は、複数の前記第1の画素の間あるいは複数の前記第2の画素の間に補間画素を設定し、この補間画素の画素値の算出を、前記第1および第2の画素の両方の画素値を用いて行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項3において、
前記部分画像に含まれるエッジの方向を算出するエッジ方向算出手段をさらに備え、
前記拡大処理手段は、前記エッジ方向算出手段で算出されたエッジの方向に沿って前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項4において、
前記拡大処理手段は、前記補間画素を通る前記エッジ方向に沿ったライン上に、前記第1の画素に基づいて画素値が算出される第1の補助画素と、前記第2の画素に基づいて画素値が算出される第2の補助画素とを生成し、これら第1および第2の補助画素の画素値を用いて前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5において、
前記第1および第2の補助画素の画素値を用いた前記補助画素の画素値の算出は、標本位置が不均等間隔な標本化関数を用いて行われることを特徴とする画像処理装置。 - 動画から抽出される2つのフレームであってそれぞれのフレーム内での位置がずれている共通の部分画像が含まれる第1および第2フレームの画像データを画像データ取得手段によって取得する画像データ取得ステップと、
前記第1フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データと、前記第2フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データとを用いて、前記部分画像の拡大処理を拡大処理手段によって行う拡大処理ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7において、
前記第1フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第1の画素の画素値が含まれており、
前記第2フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第2の画素の画素値が含まれており、
前記第1および第2フレームのそれぞれに対応する前記部分画像を重ねたときに、前記第1の画素の画素位置と前記第2の画素の画素位置とがずれていることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項8において、
前記拡大処理手段は、複数の前記第1の画素の間あるいは複数の前記第2の画素の間に補間画素を設定し、この補間画素の画素値の算出を、前記第1および第2の画素の両方の画素値を用いて行うことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項9において、
前記部分画像に含まれるエッジの方向をエッジ方向算出手段によって算出するエッジ方向算出ステップをさらに有し、
前記拡大処理手段は、前記エッジ方向算出手段で算出されたエッジの方向に沿って前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10において、
前記拡大処理手段は、前記補間画素を通る前記エッジ方向に沿ったライン上に、前記第1の画素に基づいて画素値が算出される第1の補助画素と、前記第2の画素に基づいて画素値が算出される第2の補助画素とを生成し、これら第1および第2の補助画素の画素値を用いて前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項11において、
前記第1および第2の補助画素の画素値を用いた前記補助画素の画素値の算出は、標本位置が不均等間隔な標本化関数を用いて行われることを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、
動画から抽出される2つのフレームであってそれぞれのフレーム内での位置がずれている共通の部分画像が含まれる第1および第2フレームの画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記第1フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データと、前記第2フレームにおいて前記部分画像に対応する画像データとを用いて、前記部分画像の拡大処理を行う拡大処理手段と、
して機能させるための画像処理プログラム。 - 請求項13において、
前記第1フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第1の画素の画素値が含まれており、
前記第2フレームの画像データには、前記部分画像を構成する第2の画素の画素値が含まれており、
前記第1および第2フレームのそれぞれに対応する前記部分画像を重ねたときに、前記第1の画素の画素位置と前記第2の画素の画素位置とがずれている画像処理プログラム。 - 請求項14において、
前記拡大処理手段は、複数の前記第1の画素の間あるいは複数の前記第2の画素の間に補間画素を設定し、この補間画素の画素値の算出を、前記第1および第2の画素の両方の画素値を用いて行う画像処理プログラム。 - 請求項15において、
コンピュータを、さらに、前記部分画像に含まれるエッジの方向を算出するエッジ方向算出手段として機能させ、
前記拡大処理手段は、前記エッジ方向算出手段で算出されたエッジの方向に沿って前記補間画素の画素値を算出する画像処理プログラム。 - 請求項16において、
前記拡大処理手段は、前記補間画素を通る前記エッジ方向に沿ったライン上に、前記第1の画素に基づいて画素値が算出される第1の補助画素と、前記第2の画素に基づいて画素値が算出される第2の補助画素とを生成し、これら第1および第2の補助画素の画素値を用いて前記補間画素の画素値を算出する画像処理プログラム。 - 請求項17において、
前記第1および第2の補助画素の画素値を用いた前記補助画素の画素値の算出は、標本位置が不均等間隔な標本化関数を用いて行われる画像処理プログラム。
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