JP2011164967A - Image processor and image processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and circuit for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing at low cost. <P>SOLUTION: The image processor includes: a first high resolution converting part for performing high resolution conversion of a low resolution input image to generate a high resolution input image; a low resolution converting part for making a high resolution input image or high resolution image to be an estimated high resolution image and performing low resolution conversion of the estimated high resolution image to generate a low resolution image; a difference image generating part for generating a difference image from the low resolution image and the low resolution input image; a second high resolution converting part for performing high resolution conversion of the difference image to generate a difference high resolution image; a high resolution image generating part for generating a high resolution image obtained by the difference high resolution image and the estimated high resolution image; and a control part for controlling whether to make the high resolution image generating part repeatedly generate a high resolution image on the basis of the estimated high resolution image or to output the estimated high resolution image as a super-resolution image to finish the processing. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、画像処理装置および画像処理方法に関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method.

ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影機器の普及が進み、それらで撮影した映像を家庭用テレビ等の表示機器で再生表示したり、インターネットで手軽に映像を配信したりできるようになりつつある。ここで、撮影機器と表示機器では、一般に映像の解像度が異なることが多いため、多様な撮影機器で撮影した映像を多様な表示機器で表示する際には、映像の解像度を変換するアップコンバートやダウンコンバートを適用する必要がある。例えば、携帯電話カメラで撮影したQVGAサイズの映像をハイビジョンテレビで表示する際は、見やすい大きさで鑑賞するために、大幅なアップコンバートを行い、各フレームの画素数を増やす必要がある。   Shooting devices such as a video camera and a digital still camera are spreading, and it is becoming possible to play back and display images shot with them on a display device such as a home TV, or to distribute images easily over the Internet. Here, since the resolution of video is generally different between the shooting device and the display device, when displaying the video shot with various shooting devices on various display devices, up-conversion and video conversion are performed. It is necessary to apply down-conversion. For example, when displaying a QVGA-size image taken with a mobile phone camera on a high-definition television, it is necessary to perform a significant up-conversion and increase the number of pixels in each frame in order to view the image in an easy-to-view size.

まず、映像をアップコンバートする一般的な方法として、オリジナル画素を拡大倍率の回数分繰り返しコピーする最近傍法、周辺画素間で線形補間して拡大する線形補間法、あるいは双三次補間法などの方法がある。しかし、これらのアップコンバート方法では、オリジナル映像が持つ空間周波数の範囲で拡大するため、拡大後の映像がぼけたり、エッジが太くなったりする弊害がある。   First, as a general method for up-converting video, the nearest neighbor method that repeatedly copies the original pixel by the number of enlargement magnifications, the linear interpolation method that linearly interpolates between the surrounding pixels, or the bicubic interpolation method. There is. However, these up-conversion methods enlarge in the range of the spatial frequency of the original video, and thus have a detrimental effect that the enlarged video is blurred or the edges become thick.

このようなアップコンバート方法に対して、オリジナル映像が持つ空間周波数を超える帯域を再現し高解像度のアップコンバート映像を生成する方法として超解像と呼ばれる処理がある。超解像処理は、大別して二次元超解像と三次元超解像に分けられる。二次元超解像では、オリジナル映像が目標とするサイズのアップコンバート後の映像を縮小して生成されていると仮定し、この縮小過程を定義し、オリジナル映像に対して逆変換を施すことでオリジナル映像の空間周波数を超える周波数帯の信号を推定しシャープなアップコンバート映像を得る。また、三次元超解像では、オリジナル映像フレームに隣接する複数のフレームから、オリジナルフレーム内には存在しない情報を参照及び補間することで、実際にオリジナルフレームの空間周波数を超える高解像度の映像を生成する(例えば、特許文献1)。   In contrast to such an up-conversion method, there is a process called super-resolution as a method for reproducing a band exceeding the spatial frequency of the original video and generating a high-resolution up-converted video. Super-resolution processing can be broadly divided into two-dimensional super-resolution and three-dimensional super-resolution. In 2D super-resolution, it is assumed that the original video is generated by reducing the up-converted video of the target size, this reduction process is defined, and the original video is inversely transformed. Estimate signals in a frequency band that exceeds the spatial frequency of the original video to obtain a sharp up-converted video. In 3D super-resolution, high resolution video that actually exceeds the spatial frequency of the original frame can be obtained by referring to and interpolating information that does not exist in the original frame from multiple frames adjacent to the original video frame. Generate (for example, Patent Document 1).

しかしながら、昨今では、ビデオカメラで高精細な静止画を撮影し、またデジタルスチルカメラでもハイビジョン品質の動画を撮影するニーズが高くなってきたことから、単一の撮影機器を用いて高精細な動画と高精細な静止画の両方を撮影できるものが主流になりつつある。   However, in recent years, there has been a growing need for shooting high-definition still images with video cameras and shooting high-definition quality videos with digital still cameras. And high-definition still images are becoming mainstream.

特開2008−140012JP2008-140012

従来の画像処理装置では、単一の撮影機器を用いて高精細な動画と高精細な静止画の双方を撮影するために、撮影機器の光学系、イメージセンサと画像処理回路のすべてを高解像度化して構成する場合、装置が大型化すると共に高コスト化するという問題がある。   In conventional image processing devices, all of the optical system, image sensor, and image processing circuit of the imaging device have high resolution in order to capture both high-definition movies and high-definition still images using a single imaging device. However, there is a problem that the size of the apparatus increases and the cost increases.

また、従来の画像処理装置では、低解像度の光学系、イメージセンサを用いると共に超解像処理で高解像度化を行う場合、静止画と動画双方の高解像度化のために二次元超解像と三次元超解像の双方を画像処理回路に搭載すると、画像処理回路が大規模化し高コスト化するという問題があった。   In addition, when a conventional image processing apparatus uses a low-resolution optical system and an image sensor and achieves high resolution by super-resolution processing, two-dimensional super-resolution is required to increase the resolution of both still images and moving images. When both of the three-dimensional super-resolutions are mounted on an image processing circuit, there is a problem that the image processing circuit becomes large and expensive.

そのため、超解像処理を内蔵ソフトウェアで実装して低コスト化を図ることもできるが、1秒間に30〜120フレームを処理しなければならない映像機器では処理速度(フレームレート)の要求を満たすことは困難であった。   For this reason, super-resolution processing can be implemented with built-in software to reduce costs, but video equipment that must process 30 to 120 frames per second must meet the requirements for processing speed (frame rate). Was difficult.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、二次元超解像処理と三次元超解像処理を行う装置や回路を低コストで提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an apparatus and a circuit that perform two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing at low cost.

この発明に係る画像処理装置は、低解像度入力画像を高解像度変換して高解像度入力画像を生成する第1の高解像度変換部と、この第1の高解像度変換部が生成した高解像度入力画像または高解像度画像を推定高解像度画像として、この推定高解像度画像を低解像度変換して低解像度画像を生成する低解像度変換部と、この低解像度変換部が生成した低解像度画像と前記低解像度入力画像とから差分画像を生成する差分画像生成部と、この差分画像生成部が生成した差分画像を高解像度変換して差分高解像度画像を生成する第2の高解像度変換部と、この第2の高解像度変換部が生成した差分高解像度画像と前記推定高解像度画像とから得られる前記高解像度画像を生成する高解像度画像生成部と、前記推定高解像度画像に基づいて前記高解像度画像生成部に高解像度画像を反復して生成させるか、または前記推定高解像度画像を超解像画像として出力して終了するかを制御する制御部とを備えた。   An image processing apparatus according to the present invention includes a first high-resolution conversion unit that generates a high-resolution input image by converting a low-resolution input image into a high-resolution image, and a high-resolution input image generated by the first high-resolution conversion unit. Alternatively, a high-resolution image is used as an estimated high-resolution image, a low-resolution conversion unit that generates a low-resolution image by converting the estimated high-resolution image to low resolution, and the low-resolution image generated by the low-resolution conversion unit and the low-resolution input A difference image generation unit that generates a difference image from the image, a second high resolution conversion unit that generates a difference high resolution image by performing high resolution conversion on the difference image generated by the difference image generation unit, and the second A high-resolution image generation unit that generates the high-resolution image obtained from the differential high-resolution image generated by the high-resolution conversion unit and the estimated high-resolution image; and the high-resolution image based on the estimated high-resolution image. Or generate iteratively high resolution images to degrees image generation unit, or the estimated high resolution image and a control unit that controls whether to terminate with a super-resolution image.

この発明に係る画像処理装置によれば、二次元超解像処理と三次元超解像処理を行う装置や回路を低コストで提供することができる。   According to the image processing apparatus of the present invention, it is possible to provide an apparatus and a circuit that perform two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing at a low cost.

この発明の実施の形態1に係る画像処理方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the image processing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図(二次元超解像モード)である。It is a block block diagram (two-dimensional super-resolution mode) which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図(三次元超解像モード)である。It is a block block diagram (three-dimensional super-resolution mode) which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る画像処理方法における高解像度変換、低解像度変換の定義の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the definition of high resolution conversion and low resolution conversion in the image processing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る画像処理方法の一例を示すフローチャート(第1の部分変更例)である。It is a flowchart (1st partial change example) which shows an example of the image processing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る画像処理方法の一例を示すフローチャート(第2の部分変更例)である。It is a flowchart (2nd partial modification) which shows an example of the image processing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る画像処理装置の動き検出部が検出した動き領域の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the motion area | region which the motion detection part of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention detected. この発明の実施の形態5に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る画像処理方法における三次元超解像処理の一例を示すフローチャート(動き検出の部分変更例)である。It is a flowchart (example of a partial change of motion detection) which shows an example of the three-dimensional super-resolution process in the image processing method which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6に係る画像処理方法における三次元超解像処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the three-dimensional super-resolution process in the image processing method which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7に係る画像処理装置の画像入力系の光軸中心からの距離とMTFの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship from the optical axis center of the image input system of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention, and MTF. この発明の実施の形態7に係る画像処理装置の画像入力系の光軸中心からの距離と変換パラメータの修正係数の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the distance from the optical axis center of the image input system of the image processing apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention, and the correction coefficient of a conversion parameter.

この発明の画像処理装置および画像処理方法は、低解像度画像を高解像度化する超解像処理して高解像度画像を生成するものである。この発明の画像処理装置および画像処理方法では、二次元超解像処理と三次元超解像処理を超解像モードで指定して切り替えることで所望の超解像処理を行うことができる。超解像モードは、二次元超解像モードまたは三次元超解像モードで指定するものとする。   The image processing apparatus and the image processing method according to the present invention generate a high-resolution image by performing super-resolution processing for increasing the resolution of a low-resolution image. In the image processing apparatus and the image processing method of the present invention, desired super-resolution processing can be performed by specifying and switching between the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing in the super-resolution mode. The super-resolution mode is designated by the two-dimensional super-resolution mode or the three-dimensional super-resolution mode.

この発明の画像処理装置および画像処理方法による超解像処理は、共通のハードウェア構成で、二次元超解像処理と三次元超解像処理を切り替えて、一部異なる手順で動作させる制御を行うことで所望の超解像処理を実現する。以下、この発明の画像処理装置および画像処理方法による超解像処理について説明する。なお、この発明の画像処理装置および画像処理方法についての説明中、例えば画像番号nの低解像度入力画像をf(n)のように表記するところ、具体的に画像番号n=1のような数値で番号が与えられるときには括弧を付さずf1と表記して説明するものとする。   The super-resolution processing by the image processing apparatus and the image processing method of the present invention is a common hardware configuration, and switches between two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing, and controls to operate in a partly different procedure. By performing this, a desired super-resolution process is realized. Hereinafter, super-resolution processing by the image processing apparatus and image processing method of the present invention will be described. In the description of the image processing apparatus and the image processing method of the present invention, for example, a low-resolution input image with an image number n is represented as f (n), and a specific numerical value such as an image number n = 1. When a number is given in Fig. 1, it is described as f1 without parentheses.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1では、二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 1 FIG.
In Embodiment 1 of the present invention, an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing will be described.

図1は、この発明の実施の形態1に係る画像処理方法の一例を示すフローチャートである。図において、ステップST201からステップST207は二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う共通処理ステップ、ステップST207で分岐したステップST208からステップST214は二次元超解像処理を行う処理ステップ、またステップST302からステップST314は三次元超解像処理を行う処理ステップを示している。この図1のフローチャートでは、連続して入力される各低解像度入力画像に対応する超解像画像を繰り返し生成するループを含むものとなっている。以下、図1のフローチャートに基づいて、この発明の実施の形態1に係る二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う画像処理方法を、次に説明する共通の画像処理装置の構成と対応付けて説明する。   FIG. 1 is a flowchart showing an example of an image processing method according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, steps ST201 to ST207 are common processing steps for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing, and steps ST208 to ST214 branched at step ST207 are processing steps for performing two-dimensional super-resolution processing. Steps ST302 to ST314 indicate processing steps for performing a three-dimensional super-resolution process. The flow chart of FIG. 1 includes a loop for repeatedly generating super-resolution images corresponding to each low-resolution input image that is continuously input. Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 1, an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing according to Embodiment 1 of the present invention will be described below. This is explained in association with

図2および図3は、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。この図2は、二次元超解像モード時において、画像番号n=1のときに二次元超解像処理を行う処理の状態、画像名を示したものである。また、図3は、図2とブロック構成は共通であるが、三次元超解像モード時において、画像番号n=1のときに三次元超解像処理を行う処理の状態、画像名を示したものである。図において、低解像度入力画像記憶部11aは、解像度の低い入力画像(以下、低解像度入力画像という)g(n)を記憶する。第1の高解像度変換部12aは、低解像度入力画像記憶部11aが記憶した低解像度入力画像g(n)を高解像度変換(T−1)して高解像度入力画像を生成する。推定高解像度画像記憶部13aは、第1の高解像度変換部12aが生成した高解像度入力画像または高解像度画像f’(n)を推定高解像度画像f(n)として記憶する。低解像度変換部14は、推定高解像度画像記憶部13aが記憶した推定高解像度画像f(n)を低解像度変換(T)して低解像度画像g’(n)を生成する。低解像度画像記憶部15は、低解像度変換部14が生成した低解像度画像g’(n)を記憶する。差分画像生成部(減算部)16は、低解像度入力画像記憶部11aが記憶した低解像度入力画像g(n)と低解像度画像記憶部15が記憶した低解像度画像g’(n)とから差分画像g”(n)を生成する。差分画像記憶部17aは、差分画像生成部(減算部)16が生成した差分画像g”(n)を記憶する。指標値算出部18は、低解像度入力画像記憶部11aが記憶した低解像度入力画像g(n)と低解像度画像記憶部15が記憶した低解像度画像g’(n)とから指標値eを算出する。第2の高解像度変換部19は、差分画像記憶部17aが記憶した差分画像g”(n)を高解像度変換(T−1)して差分高解像度画像j(n)を生成する。差分高解像度画像記憶部20は、第2の高解像度変換部19が生成した差分高解像度画像j(n)を記憶する。高解像度画像生成部(加算部)21は、推定高解像度画像記憶部13aが記憶した推定高解像度画像f(n)と差分高解像度画像記憶部20が記憶した差分高解像度画像j(n)とから高解像度画像f’(n)を生成する。制御部(図示せず)は、推定高解像度画像記憶部13aが記憶した推定高解像度画像f(n)に基づいて高解像度画像生成部(加算部)21に高解像度画像f’(n)を反復して生成させるか、または推定高解像度画像f(n)を超解像画像として出力して終了するかを制御する。 2 and 3 are block configuration diagrams showing an example of the image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows the processing state and image name for performing the two-dimensional super-resolution processing when the image number n = 1 in the two-dimensional super-resolution mode. FIG. 3 has the same block configuration as FIG. 2, but shows the state and image name of the 3D super-resolution processing when the image number n = 1 in the 3D super-resolution mode. It is a thing. In the figure, a low resolution input image storage unit 11a stores an input image with a low resolution (hereinafter referred to as a low resolution input image) g (n). The first high resolution conversion unit 12a performs high resolution conversion (T −1 ) on the low resolution input image g (n) stored in the low resolution input image storage unit 11a to generate a high resolution input image. The estimated high resolution image storage unit 13a stores the high resolution input image or the high resolution image f ′ (n) generated by the first high resolution conversion unit 12a as the estimated high resolution image f (n). The low resolution conversion unit 14 performs low resolution conversion (T) on the estimated high resolution image f (n) stored in the estimated high resolution image storage unit 13a to generate a low resolution image g ′ (n). The low resolution image storage unit 15 stores the low resolution image g ′ (n) generated by the low resolution conversion unit 14. The difference image generation unit (subtraction unit) 16 calculates a difference from the low resolution input image g (n) stored in the low resolution input image storage unit 11a and the low resolution image g ′ (n) stored in the low resolution image storage unit 15. The image g ″ (n) is generated. The difference image storage unit 17a stores the difference image g ″ (n) generated by the difference image generation unit (subtraction unit) 16. The index value calculation unit 18 calculates the index value e from the low resolution input image g (n) stored in the low resolution input image storage unit 11a and the low resolution image g ′ (n) stored in the low resolution image storage unit 15. To do. The second high resolution conversion unit 19 performs high resolution conversion (T −1 ) on the difference image g ″ (n) stored in the difference image storage unit 17a to generate a difference high resolution image j (n). The resolution image storage unit 20 stores the differential high resolution image j (n) generated by the second high resolution conversion unit 19. The high resolution image generation unit (addition unit) 21 includes the estimated high resolution image storage unit 13a. A high resolution image f ′ (n) is generated from the stored estimated high resolution image f (n) and the differential high resolution image j (n) stored in the differential high resolution image storage unit 20. Control unit (not shown) Is to cause the high-resolution image generation unit (adding unit) 21 to repeatedly generate the high-resolution image f ′ (n) based on the estimated high-resolution image f (n) stored in the estimated high-resolution image storage unit 13a, Alternatively, the estimated high resolution image f (n) is output as a super resolution image. Control whether to exit.

また、制御部は、指標値算出部18が算出した指標値eに基づいて、第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19の高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14の低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)の更新を判断する。 Further, the control unit performs high resolution conversion (T −1 ) and low resolution of the first high resolution conversion unit 12 a and the second high resolution conversion unit 19 based on the index value e calculated by the index value calculation unit 18. The update of the conversion definition (conversion parameter) of the low resolution conversion (T) of the conversion unit 14 is determined.

ここで、低解像度入力画像記憶部11aは、低解像度入力画像を蓄積する蓄積部111aと、蓄積部111aが記憶した低解像度入力画像の出力先として第1の高解像度変換部12a、差分画像生成部(減算部)16のいずれかに切り替えるスイッチ(SWa)112aを有する。また、推定高解像度画像記憶部13aは、推定高解像度画像を蓄積する蓄積部132と、蓄積部132に記憶させる推定高解像度画像の入力元として第1の高解像度変換部12aまたは高解像度画像生成部(加算部)21のいずれかに切り替えるスイッチ(SWb)131aと、蓄積部132が記憶した推定高解像度画像の出力先として低解像度変換部14、高解像度画像生成部(加算部)21、装置の外部出力のいずれかに切り替えるスイッチ(SWc)133aを有する。制御部は、これらのスイッチによる画像の入力元や出力先を切り替えて処理経路を制御することで、所望の超解像処理を実行する。   Here, the low resolution input image storage unit 11a includes a storage unit 111a for storing the low resolution input image, a first high resolution conversion unit 12a as an output destination of the low resolution input image stored by the storage unit 111a, and a differential image generation. Switch (SWa) 112a for switching to one of the units (subtraction unit) 16. The estimated high-resolution image storage unit 13a also stores a storage unit 132 that stores the estimated high-resolution image, and a first high-resolution conversion unit 12a or a high-resolution image generator as an input source of the estimated high-resolution image to be stored in the storage unit 132. Switch (SWb) 131a for switching to any one of the unit (adding unit) 21, the output unit for the estimated high resolution image stored in the storage unit 132, the low resolution conversion unit 14, the high resolution image generating unit (adding unit) 21, and the device Switch (SWc) 133a for switching to any one of the external outputs. The control unit executes a desired super-resolution process by controlling the processing path by switching the input source and output destination of the image by these switches.

最初に、この発明の実施の形態1に係る二次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について、図1に示される画像処理方法のフローチャートを二次元超解像処理では図2、三次元超解像処理では図3に示される画像処理装置のブロック構成図と対応付けて説明する。   First, regarding the image processing apparatus and the image processing method for performing the two-dimensional super-resolution processing according to Embodiment 1 of the present invention, the flowchart of the image processing method shown in FIG. The three-dimensional super-resolution processing will be described in association with the block configuration diagram of the image processing apparatus shown in FIG.

(1)二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う共通処理ステップ
最初に、図1に示される画像処理方法のフローチャートにおける二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う共通処理ステップであるステップST201からステップST207について説明する。ステップST201では、画像番号nおよび第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)を初期化する。例えば、画像番号nは初期値に1を設定する。
(1) Common processing steps for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing First, two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing in the flowchart of the image processing method shown in FIG. 1 are performed. Steps ST201 to ST207, which are common processing steps, will be described. In step ST201, high resolution conversion (T −1 ) performed by the image number n, the first high resolution conversion unit 12a and the second high resolution conversion unit 19, and low resolution conversion (T) performed by the low resolution conversion unit 14 are performed. Initialize conversion definition (conversion parameter). For example, the image number n is set to 1 as an initial value.

ステップST202では、その画像番号nの低解像度入力画像g(n)を低解像度入力画像記憶部11aに記憶する。   In step ST202, the low resolution input image g (n) of the image number n is stored in the low resolution input image storage unit 11a.

ステップST203では、低解像度入力画像g(n)を第1の高解像度変換部12aで高解像度変換(T−1)を適用して高解像度入力画像を生成して、生成した高解像度入力画像を推定高解像度画像f(n)の初期画像として推定高解像度画像記憶部13aに記憶する。このとき、制御部は、スイッチ(SWa)112a、スイッチ(SWb)131aを制御して画像データの経路を確保して記憶させる。 In step ST203, the high resolution conversion (T −1 ) is applied to the low resolution input image g (n) by the first high resolution conversion unit 12a to generate a high resolution input image, and the generated high resolution input image is displayed. The estimated high resolution image storage unit 13a stores the estimated high resolution image f (n) as an initial image. At this time, the control unit controls the switch (SWa) 112a and the switch (SWb) 131a to secure and store the path of the image data.

第1の高解像度変換部12aにおける高解像度変換(T−1)は、例えば特許文献1に記載の逆投影法を用いることができ、推定高解像度画像f(n)を生成する算式は次の(式1)のように表せる。ここで、pは逆投影カーネルと呼ばれるパラメータを表し、(式1)における"×"はコンボリュージョン(畳み込み)演算子を表す。 The high-resolution conversion (T −1 ) in the first high-resolution conversion unit 12 a can use, for example, the back projection method described in Patent Document 1, and the formula for generating the estimated high-resolution image f (n) is as follows: It can be expressed as (Equation 1). Here, p represents a parameter called a backprojection kernel, and “x” in (Expression 1) represents a convolution operator.

Figure 2011164967
Figure 2011164967

なお、この発明の実施の形態1では、超解像処理方式として逆投影法およびその正変換となる投映法を用いる場合について示したが、その限りでなく、例えばLR法(Lucy-Richardson法)や条件確率を用いるベイズ法など、一般的な超解像処理方式を用いてもよい。   In the first embodiment of the present invention, the case of using the back projection method and the projection method as the forward conversion thereof as the super-resolution processing method has been described. However, the present invention is not limited thereto, and for example, the LR method (Lucy-Richardson method). Or, a general super-resolution processing method such as a Bayes method using conditional probabilities may be used.

ステップST204では、推定高解像度画像f(n)を低解像度変換部14で低解像度変換(T)を適用して低解像度画像g’(n)を生成して低解像度画像記憶部15に記憶する。このとき、制御部は、スイッチ(SWc)133aを制御して画像データの経路を確保して記憶させる。低解像度変換部14における低解像度変換(T)は、第1の高解像度変換部12aにおける高解像度変換(T−1)に対する正変換とし、例えば特許文献1に記載の逆投影法の正変換となる投映法を用いることができ、低解像度画像g’(n)を生成する算式は次の(式2)のように表せる。ここで、hは、カメラの光学系におけるボケ過程を表し、例えば点広がり関数やガウス関数などを用いることができる。 In step ST204, the low resolution conversion unit 14 applies low resolution conversion (T) to the estimated high resolution image f (n) to generate a low resolution image g ′ (n) and stores it in the low resolution image storage unit 15. . At this time, the controller controls the switch (SWc) 133a to ensure and store the path of the image data. The low-resolution conversion (T) in the low-resolution conversion unit 14 is a positive conversion for the high-resolution conversion (T −1 ) in the first high-resolution conversion unit 12a. The formula for generating the low resolution image g ′ (n) can be expressed as the following (Formula 2). Here, h represents a blurring process in the optical system of the camera, and for example, a point spread function or a Gaussian function can be used.

Figure 2011164967
Figure 2011164967

ステップST205では、低解像度画像g’(n)を低解像度入力画像g(n)から減算器(差分画像生成部)16で減じて差分画像g”(n)を生成して差分画像記憶部17aに記憶する。このとき、制御部は、スイッチ(SWa)112aを制御して画像データの経路を確保して記憶させる。差分画像g”(n)を生成する算式は、次の(式3)のように表せる。   In step ST205, the low-resolution image g ′ (n) is subtracted from the low-resolution input image g (n) by the subtractor (difference image generation unit) 16 to generate a difference image g ″ (n), and the difference image storage unit 17a. At this time, the control unit controls the switch (SWa) 112a to secure and store the path of the image data. The formula for generating the difference image g ″ (n) is the following (formula 3). It can be expressed as

Figure 2011164967
Figure 2011164967

ステップST206では、低解像度入力画像g(n)と低解像度画像g’(n)に対して所定の指標値eを算出し、これらの画像の類似度(相関性)を定量化する。指標値eとしては、例えば差分絶対値和であれば、次の(式4)のように表せる。次式中、低解像度画像のサイズをU×Vとしてu、vは座標を表し、画像番号nはの表記は省略している。   In step ST206, a predetermined index value e is calculated for the low resolution input image g (n) and the low resolution image g ′ (n), and the similarity (correlation) between these images is quantified. As the index value e, for example, if it is a sum of absolute differences, it can be expressed as the following (Equation 4). In the following equation, the size of the low resolution image is U × V, u and v are coordinates, and the image number n is not shown.

Figure 2011164967
Figure 2011164967

なお、この発明の実施の形態1では、指標値として差分絶対値和を用いる場合について説明したため、図2のブロック構成図では差分画像g”(n)から指標値を算出するように示しているが、低解像度入力画像g(n)と低解像度画像g’(n)から指標値を算出する指標値算出部18としても構わない。また、指標値は差分絶対値和に限らず、差分二乗和、最小二乗法やPSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)など、2枚の画像の差を定量化できる一般的な指標値を用いてもよい。   In the first embodiment of the present invention, since the case where the sum of absolute differences is used as the index value has been described, the block configuration diagram of FIG. 2 shows that the index value is calculated from the difference image g ″ (n). However, the index value calculation unit 18 may calculate an index value from the low-resolution input image g (n) and the low-resolution image g ′ (n). A general index value that can quantify the difference between two images, such as a sum, least squares method, or PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio), may be used.

ステップST207では、超解像モードの指定が二次元超解像モードか否かを判定する。二次元超解像モードが指定されている(Yes)とき、ステップST208からステップST214の二次元超解像処理に進む。一方、二次元超解像モードが指定されていない(三次元超解像モードが指定されている)(No)とき、ステップST302からステップST314の三次元超解像処理に進む。このとき、制御部は、二次元超解像モードが指定されているならば、二次元超解像処理に進み、また三次元超解像モードが指定されているならば、三次元超解像処理に進むように制御する。   In step ST207, it is determined whether or not the designation of the super-resolution mode is the two-dimensional super-resolution mode. When the two-dimensional super-resolution mode is designated (Yes), the process proceeds from step ST208 to the two-dimensional super-resolution process in step ST214. On the other hand, when the two-dimensional super-resolution mode is not designated (the three-dimensional super-resolution mode is designated) (No), the process proceeds from step ST302 to the three-dimensional super-resolution process of step ST314. At this time, if the two-dimensional super-resolution mode is designated, the control unit proceeds to the two-dimensional super-resolution processing. If the three-dimensional super-resolution mode is designated, the control unit performs the three-dimensional super-resolution. Control to proceed to processing.

(2)二次元超解像処理を行う処理ステップ
次に、図1に示される画像処理方法のフローチャートにおける二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う共通処理ステップであるステップST201からステップST207に続いて、ステップST207以降の二次元超解像処理を行う処理ステップであるステップST208からステップST214について説明する。
(2) Processing Step for Performing Two-Dimensional Super-Resolution Processing Next, from step ST201, which is a common processing step for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing in the flowchart of the image processing method shown in FIG. Subsequent to step ST207, steps ST208 to ST214, which are processing steps for performing the two-dimensional super-resolution processing after step ST207, will be described.

ステップST208では、差分画像g”(n)を第2の高解像度変換部19で高解像度変換(T−1)を適用して差分高解像度画像j(n)を生成して差分高解像度画像記憶部20に記憶する。差分高解像度画像j(n)を生成する算式は、次の(式5)のように表せる。ここで、pは(式1)の高解像度変換(T−1)の演算で説明したパラメータである。 In step ST208, the high-resolution conversion (T −1 ) is applied to the difference image g ″ (n) by the second high-resolution conversion unit 19 to generate the difference high-resolution image j (n) and the difference high-resolution image storage. This is stored in the unit 20. An equation for generating the differential high resolution image j (n) can be expressed as the following (Expression 5), where p is the high resolution conversion (T −1 ) of (Expression 1). This is the parameter described in the calculation.

Figure 2011164967
Figure 2011164967

ステップST209では、差分高解像度画像j(n)を推定高解像度画像f(n)に加算器(高解像度画像生成部)21で加えて高解像度画像f’(n)を生成し、推定高解像度画像f(n)として推定高解像度画像記憶部13aに再記憶して更新する。このとき、制御部は、スイッチ(SWc)133a、スイッチ(SWb)131aを制御して画像データの経路を確保して更新させる。先に記憶された推定高解像度画像f(n)は、高解像度画像f’(n)で推定高解像度画像記憶部13aに上書きされる。高解像度画像f’(n)を生成する算式は、次の(式6)のように表せる。   In step ST209, the difference high resolution image j (n) is added to the estimated high resolution image f (n) by the adder (high resolution image generating unit) 21 to generate a high resolution image f ′ (n), and the estimated high resolution image The image f (n) is re-stored and updated in the estimated high-resolution image storage unit 13a. At this time, the control unit controls the switch (SWc) 133a and the switch (SWb) 131a to secure and update the image data path. The estimated high resolution image f (n) stored previously is overwritten in the estimated high resolution image storage unit 13a with the high resolution image f '(n). An equation for generating the high resolution image f ′ (n) can be expressed as the following (Equation 6).

Figure 2011164967
Figure 2011164967

ステップST210では、ステップST206で算出した指標値eが所定の収束条件を満たすか否かによって類似度を判定する。ここで、所定の収束条件は、例えば指標値eが所定のしきい値以下になるか否かとする。すなわち、指標値eが所定のしきい値以下となり、所定の収束条件を満足している(Yes)と判定された場合は、ステップST212に進み、所定の収束条件を満足していない(No)と判定された場合は、ステップST211に進む。このとき、制御部は、指標値eを参照し、所定の収束条件を満たしているか否かによって、高解像度変換(T−1)、低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)の適正を判定する。 In step ST210, the similarity is determined based on whether or not the index value e calculated in step ST206 satisfies a predetermined convergence condition. Here, the predetermined convergence condition is, for example, whether or not the index value e is equal to or less than a predetermined threshold value. That is, if it is determined that the index value e is equal to or less than the predetermined threshold value and the predetermined convergence condition is satisfied (Yes), the process proceeds to step ST212, and the predetermined convergence condition is not satisfied (No). If determined to be, the process proceeds to step ST211. At this time, the control unit refers to the index value e, and determines whether the conversion definition (conversion parameter) of high resolution conversion (T −1 ) or low resolution conversion (T) is appropriate depending on whether or not a predetermined convergence condition is satisfied. Determine.

指標値eが所定の収束条件を満足していないとステップST210で判定された場合は、まだ十分な超解像効果が得られていないものとして、ステップST211で、第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)を修正する。なお、指標値eが所定のしきい値以下となり、所定の収束条件を満たしていると判定した場合は、第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)を修正しないものとする。このように、ステップST211で高解像度変換および低解像度変換の変換定義(変換パラメータ)を更新した後、二次元超解像処理のステップST202からステップST210の処理ステップを指標値eが所定の収束条件を満足するまで低解像度入力画像g(n)に対する二次元超解像処理を反復して継続する。 If it is determined in step ST210 that the index value e does not satisfy the predetermined convergence condition, it is assumed that a sufficient super-resolution effect has not yet been obtained, and in step ST211, the first high-resolution conversion unit 12a The conversion definition (conversion parameter) of the high resolution conversion (T −1 ) performed by the second high resolution conversion unit 19 and the low resolution conversion (T) performed by the low resolution conversion unit 14 is corrected. When the index value e is equal to or less than a predetermined threshold value and it is determined that the predetermined convergence condition is satisfied, the high resolution conversion performed by the first high resolution conversion unit 12a and the second high resolution conversion unit 19 is performed. (T −1 ), the low resolution conversion (T) conversion definition (conversion parameter) performed by the low resolution conversion unit 14 is not corrected. As described above, after updating the conversion definition (conversion parameter) of the high resolution conversion and the low resolution conversion in step ST211, the processing steps from step ST202 to step ST210 of the two-dimensional super-resolution processing are performed according to a predetermined convergence condition. The two-dimensional super-resolution process for the low-resolution input image g (n) is repeated until it is satisfied.

ここで、高解像度変換(T−1)、低解像度変換(T)の定義について説明する。図4は、この発明の実施の形態1に係る画像処理方法における高解像度変換(T−1)、低解像度変換(T)の定義の一例を示す説明図である。ここでは、画像番号n=1として説明する。図に示すように、例えば、低解像度変換Tは点広がり関数で定義できる。(a)は推定高解像度画像f1においてインパルス信号が存在する様子を示している。また、(b)は低解像度入力画像g1で観察されるインパルス応答を示している。このステップST208における変換定義の修正は、例えば低解像度変換Tがこの点広がり関数として定義される場合、(b)のインパルス応答として標準偏差σとする±3σに対して、より広範囲な分布状態に広げるか、より狭い範囲の分布状態に狭めることで行う。標準偏差σは、分布の90%以上をカバーする分布範囲を示す。よって、低解像度変換Tの定義をより広範囲な分布状態に広げるように修正することで、対応する高解像度変換T−1の定義はより補正をより強めるように修正される。また、低解像度変換Tの定義をより狭い範囲の分布状態に狭めるように修正することで、対応する高解像度変換T−1の定義は補正をより弱めるように修正される。 Here, definitions of high resolution conversion (T −1 ) and low resolution conversion (T) will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of definitions of high resolution conversion (T −1 ) and low resolution conversion (T) in the image processing method according to Embodiment 1 of the present invention. Here, description will be made assuming that the image number n = 1. As shown in the figure, for example, the low resolution conversion T can be defined by a point spread function. (A) shows a state in which an impulse signal exists in the estimated high-resolution image f1. Further, (b) shows an impulse response observed in the low resolution input image g1. For example, when the low-resolution conversion T is defined as this point spread function, the correction of the conversion definition in step ST208 has a wider distribution state with respect to ± 3σ as the standard deviation σ as the impulse response of (b). This is done by widening or narrowing the distribution to a narrower range. The standard deviation σ indicates a distribution range that covers 90% or more of the distribution. Therefore, by correcting the definition of the low resolution conversion T so as to extend to a wider distribution state, the definition of the corresponding high resolution conversion T- 1 is corrected so as to further enhance the correction. Further, by correcting the definition of the low resolution conversion T so as to narrow the distribution state to a narrower range, the definition of the corresponding high resolution conversion T- 1 is corrected so as to weaken the correction.

また、指標値eが所定の収束条件を満足しているとステップST210で判定された場合は、十分な超解像効果が得られているものとして、ステップST212で、推定高解像度画像記憶部13aに記憶された推定高解像度画像f(n)を超解像画像(二次元超解像画像)として出力する。二次元超解像画像を出力することで、低解像度入力画像g(n)に対する二次元超解像処理を終了となる。このとき、制御部は、スイッチ(SWc)133aを制御して画像データの経路を確保して出力させる。   If it is determined in step ST210 that the index value e satisfies a predetermined convergence condition, it is assumed that a sufficient super-resolution effect is obtained, and in step ST212, the estimated high-resolution image storage unit 13a is obtained. The estimated high-resolution image f (n) stored in is output as a super-resolution image (two-dimensional super-resolution image). By outputting the two-dimensional super-resolution image, the two-dimensional super-resolution processing for the low-resolution input image g (n) is completed. At this time, the control unit controls the switch (SWc) 133a to secure and output the path of the image data.

ステップST213では、低解像度入力画像g(n)以降の画像があるか判定し、続く画像があって終了しない(No)ならば、ステップST214に進み、続く画像がなく終了する(Yes)ならば、二次元超解像処理を終了する。このとき、制御部は、低解像度入力画像g(n)以降の画像があるか判定して二次元超解像処理を継続または終了させる。   In step ST213, it is determined whether there is an image after the low resolution input image g (n). If there is a subsequent image and does not end (No), the process proceeds to step ST214, and if there is no subsequent image and ends (Yes). Then, the two-dimensional super-resolution processing is finished. At this time, the control unit determines whether there is an image after the low-resolution input image g (n) and continues or ends the two-dimensional super-resolution processing.

ステップST214では、画像番号nを更新する。画像番号nを更新した後、新しい低解像度入力画像g(n)に対する二次元超解像処理をステップST202から開始する。   In step ST214, the image number n is updated. After updating the image number n, the two-dimensional super-resolution process for the new low-resolution input image g (n) is started from step ST202.

このように図1のステップST201からステップST214の処理ステップを実行することにより、低解像度入力画像g1、g2、…から二次元超解像画像f1、f2、…を生成することができる。   As described above, by executing the processing steps from step ST201 to step ST214 in FIG. 1, two-dimensional super-resolution images f1, f2,... Can be generated from the low resolution input images g1, g2,.

なお、この発明の実施の形態1では、ステップST210の二次元超解像処理の収束条件判定において、指標値eにより収束したか否かを判定し、この判定を二次元超解像処理における第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)の修正処理の要否判定と、低解像度入力画像g(n)の二次元超解像処理の反復処理の終了判定と兼用するものとしたが、この限りでない。例えば、図5および図6は、この発明の実施の形態1に係る画像処理方法の一例を示すフローチャート(第1、第2の部分変更例)である。図1のステップST210およびステップST211の部分において、図5に示すように、指標値eをステップST211の高解像度変換および低解像度変換の変換定義(変換パラメータ)の修正処理の要否判定のみに用い、追加したステップST215で、低解像度入力画像g(n)の二次元超解像処理の反復処理の終了判定として、反復回数を計数することで、所定回数だけ反復処理したか否かで判定してもよい。また、図6に示すように、図5に対して、ステップST210の二次元超解像処理の収束条件判定において、指標値eが収束した場合(Yes)に、低解像度入力画像g(n)の二次元超解像処理の反復処理が所定回数に満たなくても終了できるように、ステップST215でなく、ステップST212に進むようにしてもよい。 In the first embodiment of the present invention, in the convergence condition determination of the two-dimensional super-resolution process in step ST210, it is determined whether or not the index value e has converged, and this determination is performed in the second-dimensional super-resolution process. Correction processing of conversion definition (conversion parameter) of high resolution conversion (T −1 ) performed by one high resolution conversion unit 12 a, second high resolution conversion unit 19, and low resolution conversion (T) performed by the low resolution conversion unit 14 However, the present invention is not limited to this. For example, FIGS. 5 and 6 are flowcharts (first and second partial modification examples) showing an example of the image processing method according to the first embodiment of the present invention. In step ST210 and step ST211 in FIG. 1, as shown in FIG. 5, the index value e is used only for determining whether or not the high resolution conversion and low resolution conversion conversion definition (conversion parameter) correction processing in step ST211 is necessary. In the added step ST215, as an end determination of the iterative process of the two-dimensional super-resolution processing of the low resolution input image g (n), it is determined whether the iterative process has been performed a predetermined number of times by counting the number of repetitions. May be. Further, as shown in FIG. 6, when the index value e converges (Yes) in FIG. 5 in the convergence condition determination of the two-dimensional super-resolution processing in step ST210 (Yes), the low-resolution input image g (n) The process may be advanced to step ST212 instead of step ST215 so that the iterative process of the two-dimensional super-resolution process can be completed even if it does not reach the predetermined number of times.

(3)三次元超解像処理を行う処理ステップ
また、図1に示される画像処理方法のフローチャートにおける二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う共通処理ステップであるステップST201からステップST207に続いて、ステップST207以降の三次元超解像処理を行う処理ステップであるステップST302からステップST314について説明する。
(3) Processing Steps for Performing 3D Super-Resolution Processing Steps ST201 to ST201 are common processing steps for performing 2D super-resolution processing and 3D super-resolution processing in the flowchart of the image processing method shown in FIG. Subsequent to ST207, steps ST302 to ST314, which are processing steps for performing the three-dimensional super-resolution processing after step ST207, will be described.

ステップST302では、画像番号nの低解像度入力画像g(n)に対するステップST202と同様に、その画像番号(n+1)の低解像度入力画像g(n+1)を低解像度入力画像記憶部11aに記憶する。先にステップST202で記憶された低解像度入力画像g(n)は、低解像度入力画像g(n+1)で低解像度入力画像記憶部11aに上書きされる。   In step ST302, similarly to step ST202 for the low resolution input image g (n) of image number n, the low resolution input image g (n + 1) of the image number (n + 1) is stored in the low resolution input image storage unit 11a. The low resolution input image g (n) previously stored in step ST202 is overwritten in the low resolution input image storage unit 11a with the low resolution input image g (n + 1).

ステップST303では、画像番号nの推定高解像度画像f(n)に対するステップST203と同様に、低解像度入力画像g(n+1)を第1の高解像度変換部12aで高解像度変換(T−1)を適用して高解像度入力画像を生成して、生成した高解像度入力画像を推定高解像度画像f(n+1)の初期画像として推定高解像度画像記憶部13aに記憶する。このとき、制御部は、スイッチ(SWa)112a、スイッチ(SWb)131aを制御して画像データの経路を確保して記憶させる。先にステップST203で記憶された推定高解像度画像f(n)は、推定高解像度画像f(n+1)で推定高解像度画像記憶部13aに上書きされる。 In step ST303, similarly to step ST203 for the estimated high resolution image f (n) of the image number n, the first high resolution conversion unit 12a performs high resolution conversion (T −1 ) on the low resolution input image g (n + 1). The high-resolution input image is generated by application, and the generated high-resolution input image is stored in the estimated high-resolution image storage unit 13a as an initial image of the estimated high-resolution image f (n + 1). At this time, the control unit controls the switch (SWa) 112a and the switch (SWb) 131a to secure and store the path of the image data. The estimated high resolution image f (n) previously stored in step ST203 is overwritten in the estimated high resolution image storage unit 13a with the estimated high resolution image f (n + 1).

ステップST308では、画像番号nの差分高解像度画像j(n)に対するステップST208と同様に、差分画像g”(n)を第2の高解像度変換部19で高解像度変換(T−1)を適用して差分高解像度画像j(n)を生成して差分高解像度画像記憶部20に記憶する。 In step ST308, similarly to step ST208 for the differential high-resolution image j (n) with the image number n, the high-resolution conversion (T −1 ) is applied to the differential image g ″ (n) by the second high-resolution conversion unit 19. Then, a differential high resolution image j (n) is generated and stored in the differential high resolution image storage unit 20.

ステップST309では、差分高解像度画像j(n)を推定高解像度画像f(n+1)に加算器(高解像度画像生成部)21で加えて高解像度画像f’(n+1)を生成し、推定高解像度画像f(n+1)として推定高解像度画像記憶部13aに再記憶して更新する。このとき、制御部は、スイッチ(SWc)133a、スイッチ(SWb)131aを制御して画像データの経路を確保して更新させる。先にステップST303で記憶された推定高解像度画像f(n+1)は、高解像度画像f’(n+1)で推定高解像度画像記憶部13aに上書きされる。高解像度画像f’(n+1)を生成する算式は、次の(式7)のように表せる。   In step ST309, the high-resolution image f ′ (n + 1) is generated by adding the difference high-resolution image j (n) to the estimated high-resolution image f (n + 1) by the adder (high-resolution image generation unit) 21 to generate the estimated high-resolution image. The image f (n + 1) is re-stored and updated in the estimated high-resolution image storage unit 13a. At this time, the control unit controls the switch (SWc) 133a and the switch (SWb) 131a to secure and update the image data path. The estimated high resolution image f (n + 1) previously stored in step ST303 is overwritten in the estimated high resolution image storage unit 13a with the high resolution image f '(n + 1). An equation for generating the high resolution image f ′ (n + 1) can be expressed as the following (Equation 7).

Figure 2011164967
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ステップST310では、ステップST210と同様に、ステップST206で算出した指標値eが所定の収束条件を満たすか否かによって類似度を判定する。ここで、所定の収束条件は、例えば指標値eが所定のしきい値以下になるか否かとする。すなわち、指標値eが所定のしきい値以下となり、所定の収束条件を満足している(Yes)と判定された場合は、ステップST312に進み、所定の収束条件を満足していない(No)と判定された場合は、ステップST311に進む。このとき、制御部は、指標値eを参照し、所定の収束条件を満たしているか否かによって、高解像度変換(T−1)、低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)の適正を判定する。 In step ST310, similar to step ST210, the degree of similarity is determined based on whether or not the index value e calculated in step ST206 satisfies a predetermined convergence condition. Here, the predetermined convergence condition is, for example, whether or not the index value e is equal to or less than a predetermined threshold value. That is, if it is determined that the index value e is equal to or less than the predetermined threshold value and the predetermined convergence condition is satisfied (Yes), the process proceeds to step ST312 and the predetermined convergence condition is not satisfied (No). If determined to be, the process proceeds to step ST311. At this time, the control unit refers to the index value e, and determines whether the conversion definition (conversion parameter) of high resolution conversion (T −1 ) or low resolution conversion (T) is appropriate depending on whether or not a predetermined convergence condition is satisfied. Determine.

指標値eが所定の収束条件を満足していないとステップST310で判定された場合は、まだ十分な超解像効果が得られていないものとして、ステップST311で、ステップST211と同様に、第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)を修正する。なお、指標値eが所定のしきい値以下となり、所定の収束条件を満たしていると判定した場合は、第1の高解像度変換部12a、第2の高解像度変換部19が行う高解像度変換(T−1)、低解像度変換部14が行う低解像度変換(T)の変換定義(変換パラメータ)を修正しないものとする。なお、三次元超解像処理では、二次元超解像処理のように反復処理せず、指標値eが所定の収束条件を満たすか否かに関わらず、ステップST312に進む。 If it is determined in step ST310 that the index value e does not satisfy the predetermined convergence condition, it is assumed that a sufficient super-resolution effect has not yet been obtained, and in step ST311, as in step ST211, the first The conversion definition (conversion parameter) of the high resolution conversion (T −1 ) performed by the high resolution conversion unit 12 a, the second high resolution conversion unit 19, and the low resolution conversion (T) performed by the low resolution conversion unit 14 is corrected. When the index value e is equal to or less than a predetermined threshold value and it is determined that the predetermined convergence condition is satisfied, the high resolution conversion performed by the first high resolution conversion unit 12a and the second high resolution conversion unit 19 is performed. (T −1 ), the low resolution conversion (T) conversion definition (conversion parameter) performed by the low resolution conversion unit 14 is not corrected. In the three-dimensional super-resolution process, the process is not repeated as in the two-dimensional super-resolution process, and the process proceeds to step ST312 regardless of whether or not the index value e satisfies a predetermined convergence condition.

ステップST312では、推定高解像度画像記憶部13aに記憶された推定高解像度画像f(n+1)を超解像画像(三次元超解像画像)として出力する。三次元超解像画像を出力することで、低解像度入力画像g(n)に対する三次元超解像処理を終了となる。このとき、制御部は、スイッチ(SWc)133aを制御して画像データの経路を確保して出力させる。   In step ST312, the estimated high resolution image f (n + 1) stored in the estimated high resolution image storage unit 13a is output as a super resolution image (three-dimensional super resolution image). By outputting the three-dimensional super-resolution image, the three-dimensional super-resolution processing for the low-resolution input image g (n) is completed. At this time, the control unit controls the switch (SWc) 133a to secure and output the path of the image data.

ステップST313では、低解像度入力画像g(n+1)以降の画像があるか判定し、続く画像があって終了しない(No)ならば、ステップST314に進み、続く画像がなく終了する(Yes)ならば、三次元超解像処理を終了する。このとき、制御部は、低解像度入力画像g(n+1)以降の画像があるか判定して三次元超解像処理を継続または終了させる。   In step ST313, it is determined whether there is an image after the low resolution input image g (n + 1). If there is a subsequent image and does not end (No), the process proceeds to step ST314, and if there is no subsequent image and ends (Yes). Then, the three-dimensional super-resolution processing is finished. At this time, the control unit determines whether there is an image after the low-resolution input image g (n + 1), and continues or ends the three-dimensional super-resolution processing.

ステップST314では、画像番号nを更新する。画像番号nを更新した後、新しい低解像度入力画像g(n)に対する三次元超解像処理をステップST202から開始する。   In step ST314, the image number n is updated. After updating the image number n, the three-dimensional super-resolution process for the new low-resolution input image g (n) is started from step ST202.

このように図1のステップST201からステップST207、およびステップST302からステップST314の処理ステップを実行することにより、低解像度入力画像g1、g2、…から三次元超解像画像f2、f3、…を生成することができる。   Thus, by executing the processing steps from step ST201 to step ST207 and from step ST302 to step ST314 in FIG. 1, three-dimensional super-resolution images f2, f3,... Are generated from the low resolution input images g1, g2,. can do.

なお、この発明の実施の形態1では、二次元超解像処理または三次元超解像処理の終了を判定して終了でないときに、画像番号nを更新してそれまでに修正された変換定義(変換パラメータ)をそのまま適用して二次元超解像処理または三次元超解像処理を繰り返す場合について示したが、この限りでなく、低解像度入力画像g(n)ごとに変換定義を最初に再初期化してもよい。   In the first embodiment of the present invention, when the end of the two-dimensional super-resolution process or the three-dimensional super-resolution process is determined and not ended, the conversion definition modified so far by updating the image number n is updated. (Conversion parameter) is applied as it is, and the case where 2D super-resolution processing or 3D super-resolution processing is repeated has been shown. However, the present invention is not limited to this, and the conversion definition for each low-resolution input image g (n) is first set. It may be reinitialized.

また、この発明の実施の形態1では、ステップST206の指標値eの算出をステップST205の低解像度入力画像g(n)と低解像度画像g’(n)の差分を算出する差分画像g”(n)の生成の直後(または同時)に行うように示しているが、指標値eを差分画像g”(n)から算出するのであれば、差分画像g”(n)が維持されている限り、低解像度入力画像g(n)と低解像度画像g’(n)が更新されても影響がないので、現状の図1の処理位置から指標値eから収束条件を判定するステップST210およびステップST310の前までのどの位置で算出してもよい。   Further, in the first embodiment of the present invention, the index value e in step ST206 is calculated as a difference image g ″ () that calculates the difference between the low resolution input image g (n) and the low resolution image g ′ (n) in step ST205. n) is performed immediately after (or simultaneously with) the generation, but if the index value e is calculated from the difference image g ″ (n), as long as the difference image g ″ (n) is maintained. Even if the low-resolution input image g (n) and the low-resolution image g ′ (n) are updated, there is no effect, so that the convergence condition is determined from the index value e from the current processing position in FIG. You may calculate in any position before.

また、この発明の実施の形態1では、指標値eから収束条件の判定と変換定義の修正を二次元超解像画像f(n)または三次元超解像画像f(n+1)の出力直前に行うように示しているが、二次元超解像処理では終了判定を別途行うようにすれば、三次元超解像処理ともに、指標値e算出以降であれば現状の図1の処理位置までのどの位置で判定して変換定義の修正するようにしてもよい。   In the first embodiment of the present invention, the convergence condition is determined from the index value e and the conversion definition is corrected immediately before the output of the two-dimensional super-resolution image f (n) or the three-dimensional super-resolution image f (n + 1). However, if the end determination is separately performed in the two-dimensional super-resolution processing, both the three-dimensional super-resolution processing and the current processing position in FIG. The conversion definition may be corrected by determining at any position.

また、この発明の実施の形態1では、三次元超解像処理におけるステップST302の低解像度入力画像g(n+1)の蓄積は、低解像度入力画像g(n)を参照するステップST205の差分画像g”(n)の生成以降であれば、ステップST303の推定高解像度画像f(n+1)の蓄積で制約される推定高解像度画像f(n)の蓄積を参照するステップST204の低解像度画像g’(n)の生成以降となるので、現状の図1の処理位置までのどの位置で行ってもよい。   Further, in Embodiment 1 of the present invention, the accumulation of the low resolution input image g (n + 1) in step ST302 in the three-dimensional super-resolution processing is the difference image g in step ST205 referring to the low resolution input image g (n). If it is after the generation of “(n)”, the low-resolution image g ′ (step ST204) referring to the accumulation of the estimated high-resolution image f (n) restricted by the accumulation of the estimated high-resolution image f (n + 1) in step ST303. Since it is after the generation of n), it may be performed at any position up to the current processing position of FIG.

このように、この発明の実施の形態1の画像処理方法では、図1に示されるように、二次元超解像処理と三次元超解像処理は、ステップST207以降の共通処理ステップでない処理ステップでも、図2および図3の画像処理装置の高解像度画像生成部(加算部)21に入力する画像を切り替えた高解像度画像f’(n)またはf’(n+1)を生成と、反復処理の有無の違いはあるが、特別に異なる処理部を必要としないので、同一構成の画像処理装置で実現することができることは明らかである。   Thus, in the image processing method according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are processing steps that are not common processing steps after step ST207. However, the high-resolution image f ′ (n) or f ′ (n + 1) in which the image input to the high-resolution image generation unit (addition unit) 21 of the image processing apparatus of FIGS. Although there is a difference in the presence or absence, it does not require a specially different processing unit, so that it can be realized by an image processing apparatus having the same configuration.

また、この発明の実施の形態1の画像処理装置では、図1に示される画像処理方法の各処理を画像データの参照や更新に制約がない限り、パイプラインを組んで並列処理することができることは明らかである。   Further, in the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, each process of the image processing method shown in FIG. 1 can be processed in parallel by forming a pipeline as long as there is no restriction on reference or update of image data. Is clear.

以上のように、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   As described above, according to the image processing device and the image processing method according to Embodiment 1 of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are configured in the same configuration, and the two-dimensional super-resolution processing is performed. Alternatively, by controlling to execute the three-dimensional super-resolution processing, a two-dimensional super-resolution image or a three-dimensional super-resolution image obtained by super-resolution processing of the low-resolution input image can be generated.

また、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to the first embodiment of the present invention, it is not necessary to provide two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing circuits separately, so that the device scale and circuit Scale reduction and cost reduction can be achieved.

また、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了した時点で、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the first embodiment of the present invention, the processing of the next low-resolution input image is performed when the reference of the current low-resolution input image is finished in the three-dimensional super-resolution processing. Since it can be started, it is possible to efficiently construct a pipeline and perform three-dimensional super-resolution processing, minimize the time lag of inter-frame processing, and maintain the frame rate during moving image processing.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2では、この発明の実施の形態1と異なる装置構成で、二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment of the present invention, an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing with an apparatus configuration different from that of the first embodiment of the present invention will be described.

最初に、三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法として動作する場合について説明する。   First, the case of operating as an image processing apparatus and an image processing method for performing three-dimensional super-resolution processing will be described.

図7は、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。図7のブロック構成図は、この発明の実施の形態1に係る三次元超解像処理を行う画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図3に対し、低解像度入力画像記憶部11aの蓄積部114a、推定高解像度画像記憶部13aの蓄積部134の追加と、それに伴うスイッチ(SWd)113の追加およびスイッチ(SWa)112b、スイッチ(SWb)131b、スイッチ(SWc)133bの入出力数の変更をしたものである。その他の処理ブロックは、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図3に同一番号を付した処理ブロックと同様である。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The block configuration diagram of FIG. 7 is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus that performs the three-dimensional super-resolution processing according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of the low-resolution input image storage unit 11a. The addition of the storage unit 114a, the storage unit 134 of the estimated high-resolution image storage unit 13a, the addition of the switch (SWd) 113 and the number of inputs / outputs of the switch (SWa) 112b, the switch (SWb) 131b, and the switch (SWc) 133b. This is a change. Other processing blocks are the same as the processing blocks denoted by the same reference numerals in FIG. 3, which is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図7において、低解像度入力画像記憶部11aのスイッチ113は、入力される低解像度入力画像を蓄積部111a、114aに振り分ける。蓄積部114aは、低解像度入力画像g(n+1)を記憶する。スイッチ112bは、蓄積部111aに蓄積された低解像度入力画像g(n)、蓄積部114aに蓄積された低解像度入力画像g(n+1)を第1の高解像度変換部12aまたは差分画像生成部(減算部)16に出力する。このスイッチ112bは、1入力1出力で単一で転送動作しても、例えば差分画像g”(n)の生成のために差分画像生成部(減算部)16に低解像度入力画像g(n)を参照させながら、同時に低解像度入力画像g(n+1)を第1の高解像度変換部12aに送る2入力2出力で同時に転送動作しても構わない。推定高解像度画像記憶部13aのスイッチ131bは、高解像度入力画像と高解像度画像を蓄積部132、134に振り分ける。このスイッチ131bは、例えば高解像度画像f’(n)を蓄積部132に送りながら、同時に高解像度入力画像f(n+1)を蓄積部134に送ることができる。蓄積部134は、推定高解像度画像f(n+1)を記憶する。スイッチ133bは、蓄積部132、134に蓄積された推定高解像度画像f(n)、f(n+1)を低解像度変換部14、高解像度画像生成部(加算部)21または差分画像生成部(減算部)16に出力する。このスイッチ133bは、1入力1出力で単一で転送動作しても、例えば推定高解像度画像f(n)を低解像度変換部14に送りながら、同時に推定高解像度入力画像f(n+1)を外部に送る2入力2出力で同時に転送動作しても構わない。このとき、制御部は、スイッチ(SWd)113、スイッチ(SWa)112b、スイッチ(SWb)131bおよびスイッチ(SWc)133bを制御して画像データの経路を確保して出力させる。   In FIG. 7, the switch 113 of the low resolution input image storage unit 11a distributes the input low resolution input image to the storage units 111a and 114a. The accumulation unit 114a stores the low resolution input image g (n + 1). The switch 112b converts the low resolution input image g (n) accumulated in the accumulation unit 111a and the low resolution input image g (n + 1) accumulated in the accumulation unit 114a into the first high resolution conversion unit 12a or the difference image generation unit ( Output to the subtracting unit 16. Even if the switch 112b performs a single transfer operation with one input and one output, for example, a low-resolution input image g (n) is input to the difference image generation unit (subtraction unit) 16 in order to generate a difference image g ″ (n). The low-resolution input image g (n + 1) may be simultaneously transferred with two inputs and two outputs that are sent to the first high-resolution conversion unit 12a while the switch 131b of the estimated high-resolution image storage unit 13a is referred to. The high resolution input image and the high resolution image are distributed to the storage units 132 and 134. The switch 131b, for example, sends the high resolution image f ′ (n) to the storage unit 132 and simultaneously transmits the high resolution input image f (n + 1). The storage unit 134 can store the estimated high resolution image f (n + 1), and the switch 133b can store the estimated high resolution stored in the storage units 132 and 134. The images f (n) and f (n + 1) are output to the low resolution conversion unit 14, the high resolution image generation unit (addition unit) 21, or the difference image generation unit (subtraction unit) 16. This switch 133b has one input and one output. Even if a single transfer operation is performed, for example, while the estimated high resolution image f (n) is sent to the low resolution conversion unit 14, the estimated high resolution input image f (n + 1) is simultaneously sent to the outside and simultaneously transferred with two inputs and two outputs. At this time, the control unit controls the switch (SWd) 113, the switch (SWa) 112b, the switch (SWb) 131b, and the switch (SWc) 133b to secure and output the image data path. Let

三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法としての動作は、図1のフローチャートにおいて、三次元超解像モードが選択された場合に対応し、この発明の実施の形態1に係る画像処理方法における三次元超解像処理と同様に説明できる。   The operation as the image processing apparatus and the image processing method for performing the three-dimensional super-resolution processing corresponds to the case where the three-dimensional super-resolution mode is selected in the flowchart of FIG. 1, and relates to the first embodiment of the present invention. This can be explained in the same manner as the three-dimensional super-resolution processing in the image processing method.

なお、連続して画像を三次元超解像処理する場合、低解像度入力画像記憶部11aに入力される低解像度入力画像g(n)は、例えば蓄積部111a、113に交互に振り分けて、画像番号nを更新していくことで、画像番号n、n+1の低解像度入力画像g(n)、g(n+1)の相対関係を保ち続ける。   In addition, when the image is continuously subjected to three-dimensional super-resolution processing, the low-resolution input image g (n) input to the low-resolution input image storage unit 11a is alternately distributed to the storage units 111a and 113, for example. By updating the number n, the relative relationship between the low resolution input images g (n) and g (n + 1) of the image numbers n and n + 1 is kept.

この発明の実施の形態2に係る画像処理装置の三次元超解像処理がこの発明の実施の形態1に係る画像処理装置の三次元超解像処理と相違する点は、低解像度入力画像記憶部11aに低解像度入力画像g(n+1)、推定高解像度画像記憶部13aに推定高解像度画像f(n+1)に各生成時に、低解像度入力画像g(n)、推定高解像度画像f(n)に上書きしなくてよいため、低解像度入力画像g(n)を参照する差分画像g”(n)の生成を待たずに低解像度入力画像g(n+1)を開始できることである。低解像度入力画像g(n+1)の開始を早めることで、以降の処理もこの発明の実施の形態1に係る画像処理装置の三次元超解像処理よりも早めることができ、三次元超解像処理の効率が向上する。   The difference between the three-dimensional super-resolution processing of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention and the three-dimensional super-resolution processing of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is that low-resolution input image storage is performed. The low-resolution input image g (n + 1) and the estimated high-resolution image f (n + 1) are generated in the estimated high-resolution image storage unit 13a. Therefore, the low resolution input image g (n + 1) can be started without waiting for the generation of the difference image g ″ (n) referring to the low resolution input image g (n). By speeding up the start of g (n + 1), the subsequent processing can also be accelerated compared to the three-dimensional super-resolution processing of the image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and the efficiency of the three-dimensional super-resolution processing is improved. improves.

次に、二次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法として動作する場合について説明する。   Next, a description will be given of the case of operating as an image processing apparatus and image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing.

図7のブロック構成図は、この発明の実施の形態1に係る二次元超解像処理を行う画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図2に対しても図3に対するのと同様に、低解像度入力画像記憶部11aの蓄積部114a、推定高解像度画像記憶部13aの蓄積部134の追加と、それに伴うスイッチ(SWd)113の追加およびスイッチ(SWa)112b、スイッチ(SWb)131b、スイッチ(SWc)133bの入出力数の変更をしたものである。その他の処理ブロックは、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図2に同一番号を付した処理ブロックと同様である。   The block configuration diagram of FIG. 7 is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus that performs the two-dimensional super-resolution processing according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is similar to FIG. The addition of the storage unit 114a of the low-resolution input image storage unit 11a, the storage unit 134 of the estimated high-resolution image storage unit 13a, the addition of the switch (SWd) 113 and the switch (SWa) 112b, the switch (SWb) 131b, The number of inputs and outputs of the switch (SWc) 133b is changed. Other processing blocks are the same as the processing blocks denoted by the same reference numerals in FIG. 2, which is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

二次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法としての動作は、図1のフローチャートにおいて、二次元超解像モードが選択された場合に対応し、この発明の実施の形態1に係る画像処理方法における二次元超解像処理と同様に説明できる。   The operation as the image processing apparatus and the image processing method for performing the two-dimensional super-resolution processing corresponds to the case where the two-dimensional super-resolution mode is selected in the flowchart of FIG. 1, and relates to the first embodiment of the present invention. This can be explained in the same manner as the two-dimensional super-resolution processing in the image processing method.

ここで、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図7の構成において、この発明の実施の形態1の図2に対して追加した低解像度入力画像記憶部11aの蓄積部114a、推定高解像度画像記憶部13aの蓄積部134を使用しないようにすることで、この発明の実施の形態1と同様の二次元超解像処理を説明できることはいうまでもない。また、低解像度入力画像記憶部11aの蓄積部111a、114a、推定高解像度画像記憶部13aの蓄積部132、134を例えばそれぞれ交互に両方を使用して二次元超解像処理を実行してもよい。   Here, in the configuration of FIG. 7 which is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the low resolution input image storage added to FIG. 2 of the first embodiment of the present invention. It goes without saying that the two-dimensional super-resolution processing similar to that of Embodiment 1 of the present invention can be explained by not using the storage unit 114a of the unit 11a and the storage unit 134 of the estimated high-resolution image storage unit 13a. Absent. Further, even if the storage units 111a and 114a of the low-resolution input image storage unit 11a and the storage units 132 and 134 of the estimated high-resolution image storage unit 13a are alternately used, for example, the two-dimensional super-resolution processing is executed. Good.

また、低解像度入力画像記憶部11aの蓄積部114a、推定高解像度画像記憶部13aの蓄積部134を使用して、独立した低解像度入力画像の二次元超解像処理を三次元超解像処理と同様にパイプラインを構成して処理ブロックの使用が重ならないように効率よく並行して実行することも可能となる。   In addition, the storage unit 114a of the low resolution input image storage unit 11a and the storage unit 134 of the estimated high resolution image storage unit 13a are used to perform two-dimensional super-resolution processing of independent low-resolution input images. In the same manner as described above, it is possible to configure a pipeline and execute it efficiently in parallel so that the use of processing blocks does not overlap.

このように、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した所望の二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   As described above, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the second embodiment of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are the same as in the first embodiment of the present invention. By controlling to execute 2D super-resolution processing or 3D super-resolution processing, the desired 2D super-resolution image or 3D super-resolution image obtained by super-resolution processing of the low-resolution input image is controlled. A resolution image can be generated.

また、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing circuits are individually provided. Therefore, the device scale and circuit scale can be reduced and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、より効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the second embodiment of the present invention, the processing of the next low-resolution input image is performed before the reference of the current low-resolution input image is finished in the three-dimensional super-resolution processing. Since it can be started, the pipeline can be more efficiently configured to perform the three-dimensional super-resolution processing, the time lag of the inter-frame processing can be minimized, and the frame rate during the moving image processing can be maintained.

また、この発明の実施の形態2に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、処理ブロックの使用が重ならないようにしさえすれば、より効率的にパイプラインを構成して並行して二次元超解像処理することができ、処理時間の短縮を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the second embodiment of the present invention, the processing of the next low resolution input image is performed before the reference of the current low resolution input image is finished in the two-dimensional super-resolution processing. Since it can be started, as long as the use of processing blocks does not overlap, a pipeline can be configured more efficiently and two-dimensional super-resolution processing can be performed in parallel, thereby shortening the processing time. .

実施の形態3.
この発明の実施の形態3では、この発明の実施の形態1および実施の形態2と異なる装置構成で、二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing with an apparatus configuration different from those of Embodiments 1 and 2 of the present invention. explain.

図8は、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。図8のブロック構成図は、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図2および図3に対し、第1の高解像度変換部12aと第2の高解像度変換部19を共通化した高解像度変換部12bに、共通化して統合した高解像度変換部122、この高解像度変換部122の入力元を切り替えるスイッチ(SWp)121と出力先を切り替えるスイッチ(SWq)123を設けたものである。その他の処理ブロックは、この発明の実施の形態1に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図2および図3に同一番号を付した処理ブロックと同様である。   FIG. 8 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The block configuration diagram of FIG. 8 is a block configuration diagram illustrating an example of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 and FIG. A high resolution conversion unit 122 that is integrated and integrated with a high resolution conversion unit 12b that shares the resolution conversion unit 19, a switch (SWp) 121 that switches an input source of the high resolution conversion unit 122, and a switch that switches an output destination (SWq ) 123 is provided. Other processing blocks are the same as the processing blocks denoted by the same reference numerals in FIGS. 2 and 3, which are block configuration diagrams showing an example of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図8において、高解像度変換部12bは、スイッチ(SWp)121、高解像度変換部122、スイッチ(SWq)123を有する。スイッチ(SWp)121は、低解像度入力画像記憶部11aが記憶する低解像度入力画像g(n)と差分画像記憶部17aが記憶する差分画像g”(n)を入力として、低解像度入力画像g(n)または差分画像g”(n)を出力する。高解像度変換部122は、スイッチ(SWp)121が出力する低解像度入力画像g(n)または差分画像g”(n)を高解像度変換して出力する。スイッチ(SWq)123は、高解像度変換部122が低解像度入力画像g(n)を高解像度変換した高解像度入力画像を推定高解像度画像記憶部13aに出力するとともに、高解像度変換部122が低解像度入力画像g(n)を高解像度変換した差分高解像度画像j(n)を差分高解像度画像記憶部20に出力する。このとき、制御部は、スイッチ(SWp)121およびスイッチ(SWq)123を制御して画像データの経路を確保して出力させる。   In FIG. 8, the high resolution conversion unit 12 b includes a switch (SWp) 121, a high resolution conversion unit 122, and a switch (SWq) 123. The switch (SWp) 121 receives the low resolution input image g (n) stored in the low resolution input image storage unit 11a and the difference image g ″ (n) stored in the difference image storage unit 17a as inputs. (N) or the difference image g ″ (n) is output. The high resolution conversion unit 122 converts the low resolution input image g (n) or the difference image g ″ (n) output from the switch (SWp) 121 into a high resolution and outputs it. The switch (SWq) 123 outputs the high resolution conversion. The unit 122 outputs the high resolution input image obtained by converting the low resolution input image g (n) to the high resolution image storage unit 13a, and the high resolution conversion unit 122 converts the low resolution input image g (n) to the high resolution. The converted differential high-resolution image j (n) is output to the differential high-resolution image storage unit 20. At this time, the control unit controls the switch (SWp) 121 and the switch (SWq) 123 to ensure the path of the image data. And output.

二次元超解像処理または三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法として動作する場合については、いずれも図1のフローチャートにおけるこの発明の実施の形態1に係る画像処理方法における二次元超解像処理または三次元超解像処理の動作と同様に説明できる。   In the case of operating as an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing or three-dimensional super-resolution processing, both of the two in the image processing method according to the first embodiment of the present invention in the flowchart of FIG. This can be explained in the same manner as the operation of the three-dimensional super-resolution processing or the three-dimensional super-resolution processing.

この発明の実施の形態3に係る画像処理装置の二次元超解像処理および三次元超解像処理がこの発明の実施の形態1に係る画像処理装置の二次元超解像処理および三次元超解像処理と相違する点は、図8の高解像度変換部12bに、この発明の実施の形態1の図2および図3における第1の高解像度変換部12aと第2の高解像度変換部19を共通化して統合することで、1つの高解像度変換部で構成できることである。2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模を小さくでき、低コスト化を図ることが可能となる。   The two-dimensional super-resolution process and the three-dimensional super-resolution process of the image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention are the same as the two-dimensional super-resolution process and the three-dimensional super-resolution of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The difference from the resolution processing is that the high resolution converter 12b in FIG. 8 is different from the first high resolution converter 12a and the second high resolution converter 19 in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment of the present invention. Can be configured with a single high-resolution conversion unit. By sharing two high-resolution conversion units and integrating them into one high-resolution conversion unit, the apparatus scale and circuit scale can be reduced, and the cost can be reduced.

このように、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1および実施の形態2と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した所望の二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   Thus, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the third embodiment of the present invention, as in the first and second embodiments of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are performed. By controlling the resolution processing to execute two-dimensional super-resolution processing or three-dimensional super-resolution processing with the same configuration, the desired two-dimensional super-resolution obtained by super-resolution processing of the low-resolution input image An image or a three-dimensional super-resolution image can be generated.

また、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1および実施の形態2と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to Embodiment 3 of the present invention, as in Embodiments 1 and 2 of the present invention, two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution. Since it is not necessary to provide a processing circuit separately, it is possible to reduce the apparatus scale, circuit scale, and cost.

また、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模をより小さくでき、低コスト化を図れる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to the third embodiment of the present invention, by sharing two high resolution conversion units and integrating them into one high resolution conversion unit, the device scale and circuit scale can be reduced. It can be made smaller and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1と同様に、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了した時点で、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the third embodiment of the present invention, as in the first embodiment of the present invention, the reference of the current low resolution input image is finished in the three-dimensional super-resolution processing. Since the processing of the next low-resolution input image can be started at that point, it is possible to efficiently construct a pipeline and perform 3D super-resolution processing, minimizing the time lag of inter-frame processing, The frame rate during processing can be maintained.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4では、この発明の実施の形態1ないし実施の形態3と異なる装置構成で、二次元超解像処理および三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing with an apparatus configuration different from the first to third embodiments of the present invention. explain.

図9は、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。図9のブロック構成図は、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図8に対する低解像度入力画像記憶部11a、推定高解像度画像記憶部13aをこの発明の実施の形態2に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図7に対する低解像度入力画像記憶部11b、推定高解像度画像記憶部13bに置き換えたものである。各処理ブロックは、この発明の実施の形態2および3に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図7および図8に同一番号を付した処理ブロックと同様である。   FIG. 9 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 9 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The low-resolution input image storage unit 11a and the estimated high-resolution image storage unit 13a with respect to FIG. FIG. 7 is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus according to the second embodiment, which is replaced with a low resolution input image storage unit 11b and an estimated high resolution image storage unit 13b with respect to FIG. Each processing block is the same as the processing block given the same number in FIGS. 7 and 8, which is a block configuration diagram showing an example of the image processing apparatus according to Embodiments 2 and 3 of the present invention.

二次元超解像処理または三次元超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法として動作する場合については、いずれも図1のフローチャートにおけるこの発明の実施の形態1に係る画像処理方法における二次元超解像処理または三次元超解像処理の動作と同様に説明できる。   In the case of operating as an image processing apparatus and an image processing method for performing two-dimensional super-resolution processing or three-dimensional super-resolution processing, both of the two in the image processing method according to the first embodiment of the present invention in the flowchart of FIG. This can be explained in the same manner as the operation of the three-dimensional super-resolution processing or the three-dimensional super-resolution processing.

このように、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1ないし実施の形態3と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した所望の二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   As described above, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention, as in the first to third embodiments of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are performed. By controlling the resolution processing to execute two-dimensional super-resolution processing or three-dimensional super-resolution processing with the same configuration, the desired two-dimensional super-resolution obtained by super-resolution processing of the low-resolution input image An image or a three-dimensional super-resolution image can be generated.

また、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1ないし実施の形態3と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention, as in the first to third embodiments of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution. Since it is not necessary to provide a processing circuit separately, it is possible to reduce the apparatus scale, circuit scale, and cost.

また、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態3と同様に、2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模をより小さくでき、低コスト化を図れる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention, as in the third embodiment of the present invention, the two high resolution conversion units are shared to form one high resolution conversion unit. By integrating, the device scale and circuit scale can be further reduced, and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2と同様に、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、より効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention, as in the second embodiment of the present invention, the reference of the current low resolution input image is finished in the three-dimensional super-resolution processing. Since the processing of the next low-resolution input image can be started before, it is possible to configure the pipeline more efficiently and perform the three-dimensional super-resolution processing, minimizing the time lag of inter-frame processing, The frame rate during video processing can be maintained.

また、この発明の実施の形態4に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2と同様に、二次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、処理ブロックの使用が重ならないようにしさえすれば、より効率的にパイプラインを構成して並行して二次元超解像処理することができ、処理時間の短縮を図ることができる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention, as in the second embodiment of the present invention, the reference of the current low-resolution input image is finished in the two-dimensional super-resolution processing. Since the processing of the next low resolution input image can be started before, as long as the use of processing blocks does not overlap, it is possible to construct a pipeline more efficiently and perform two-dimensional super-resolution processing in parallel. The processing time can be shortened.

実施の形態5.
この発明の実施の形態5では、この発明の実施の形態2のブロック構成を示す図7、またはこの発明の実施の形態4の構成を示す図9のように、三次元超解像処理を行う際に、低解像度入力画像記憶部に映像の連続する2枚の低解像度入力画像g(n)、g(n+1)を記憶し、その2枚の低解像度入力画像から動き検出して、動きのある領域を動き補償して参照した差分画像g”(n)から差分高解像度画像j(n)を生成して超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment of the present invention, three-dimensional super-resolution processing is performed as shown in FIG. 7 showing the block configuration of the second embodiment of the present invention or FIG. 9 showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention. In this case, two low-resolution input images g (n) and g (n + 1) of continuous video are stored in the low-resolution input image storage unit, motion is detected from the two low-resolution input images, and the motion is detected. An image processing apparatus and an image processing method for generating a differential high-resolution image j (n) from a differential image g ″ (n) that is referred to after motion compensation of a certain region and performing super-resolution processing will be described.

図10は、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置の動き検出部が検出した動き領域の一例を示す説明図である。図において、前フレームと現フレーム間の画像情報を用いて動き検出を行い、例えば、木を含む背景領域は静止しており、動きのある領域とは検出されず、移動する人物の周囲の領域が動きのある領域(動き検出領域)として検出される場合を示している。動きのない領域および動きのある領域のそれぞれは、1枚の画像に1領域に限らず、また連続した領域でも分割された状態で複数の領域として検出してもよい。また、動きのある領域は動きのある対象物の形状のまま抽出しても、周囲の背景を含む矩形のブロック等の形状で抽出してもよい。動き検出に用いる領域のサイズは、1つに固定しても、また複数を組み合わせても構わない。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the motion region detected by the motion detection unit of the image processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, motion detection is performed using image information between the previous frame and the current frame. For example, a background area including a tree is stationary, a moving area is not detected, and an area around a moving person Is detected as a region with motion (motion detection region). Each of the non-moving region and the moving region is not limited to one region per image, and may be detected as a plurality of regions in a divided state even in continuous regions. Further, the region with movement may be extracted as the shape of the moving object, or may be extracted with a shape such as a rectangular block including the surrounding background. The size of the region used for motion detection may be fixed to one, or a plurality may be combined.

図11は、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。図において、この発明の実施の形態3のブロック構成を示す図7と異なる部分は、動き情報を検出する動き検出部(MV)31aを備えたことである。また、差分画像記憶部17bは、動き検出部(MV)31aが検出した動き情報に基づいて差分画像g”(n)を出力する。その他の処理ブロックは、この発明の実施の形態3に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図7に同一番号を付した処理ブロックと同様である。   FIG. 11 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, the part different from FIG. 7 showing the block configuration of the third embodiment of the present invention is that a motion detection unit (MV) 31a for detecting motion information is provided. Further, the difference image storage unit 17b outputs a difference image g ″ (n) based on the motion information detected by the motion detection unit (MV) 31a. Other processing blocks according to the third embodiment of the present invention. It is the same as the processing block which attached | subjected the same number to FIG. 7 which is a block block diagram which shows an example of an image processing apparatus.

動き検出部(MV)31aは、低解像度入力画像記憶部11cの蓄積部111b、114bに記憶された低解像度入力画像g(n)、g(n+1)を参照して領域単位に動き情報を検出(動き検出)し、差分画像記憶部17bに出力する。差分画像記憶部17bは、動き検出部(MV)31aが検出した動き情報に基づいて、高解像度変換部19で高解像度変換する差分高解像度画像j(n)の領域に対応した差分画像g”(n)の参照画像領域を出力する。高解像度変換部19は、差分画像記憶部17bが動き情報に基づいて出力した差分画像g”(n)の参照画像領域を高解像度変換して差分高解像度画像j(n)を生成する。差分高解像度画像記憶部20は、高解像度変換部19が生成した差分高解像度画像j(n)を対応する領域に記憶する。このとき、制御部は、高解像度変換部19で高解像度変換する差分高解像度画像j(n)の領域に対応した差分画像g”(n)の参照画像領域が差分画像記憶部17bから出力されるように、動き検出部(MV)31aに動き情報を出力させ、動き情報の検出対象とした各領域について動き補償された差分高解像度画像j(n)を生成させる。   The motion detection unit (MV) 31a detects motion information in units of regions with reference to the low resolution input images g (n) and g (n + 1) stored in the storage units 111b and 114b of the low resolution input image storage unit 11c. (Motion detection) and output to the difference image storage unit 17b. The difference image storage unit 17b, based on the motion information detected by the motion detection unit (MV) 31a, the difference image g ″ corresponding to the region of the difference high resolution image j (n) to be high resolution converted by the high resolution conversion unit 19. The high resolution conversion unit 19 converts the reference image region of the differential image g ″ (n) output by the differential image storage unit 17b based on the motion information to high resolution and outputs a high differential image. A resolution image j (n) is generated. The differential high resolution image storage unit 20 stores the differential high resolution image j (n) generated by the high resolution conversion unit 19 in a corresponding area. At this time, the control unit outputs, from the difference image storage unit 17b, the reference image region of the difference image g ″ (n) corresponding to the region of the difference high resolution image j (n) subjected to high resolution conversion by the high resolution conversion unit 19. As described above, the motion detection unit (MV) 31a outputs motion information, and generates a motion-compensated differential high-resolution image j (n) for each region targeted for motion information detection.

図12は、この発明の実施の形態5に係る画像処理方法における三次元超解像処理の一例を示すフローチャート(動き検出の部分変更例)である。図1のステップST308の部分において、図12に示すように、領域単位に、ステップST3081で、動き検出部(MV)31aは動き情報を検出する。ステップST3082では、動き検出部(MV)31aが検出した動き情報に基づいて、生成しようとする差分高解像度画像j(n)の領域に対応した差分画像g”(n)の参照領域を差分画像記憶部17bから出力させ、高解像度変換部19で高解像度変換して差分高解像度画像j(n)を差分高解像度画像記憶部20に記憶する。ステップST3083では、最終領域まで差分高解像度画像j(n)を生成したか判定し、未処理の領域が残っていれば、その領域についてステップSY3081から繰り返し、未処理の領域がなくなれば、差分高解像度画像j(n)の生成を終了してステップST309へ進む。このとき、制御部は、これらの処理を領域ごとに行うように制御する。   FIG. 12 is a flowchart (partial change example of motion detection) showing an example of the three-dimensional super-resolution processing in the image processing method according to Embodiment 5 of the present invention. In step ST308 of FIG. 1, as shown in FIG. 12, in step ST3081, the motion detection unit (MV) 31a detects motion information for each region. In step ST3082, based on the motion information detected by the motion detection unit (MV) 31a, the reference image of the differential image g ″ (n) corresponding to the region of the differential high-resolution image j (n) to be generated is the differential image. The output is output from the storage unit 17b, and the high resolution conversion unit 19 performs high resolution conversion, and the differential high resolution image j (n) is stored in the differential high resolution image storage unit 20. In step ST3083, the differential high resolution image j is output up to the final region. It is determined whether (n) has been generated. If an unprocessed area remains, the process repeats from step SY3081 for that area. If there is no unprocessed area, the generation of the differential high resolution image j (n) is terminated. Proceeding to step ST309, at this time, the control unit controls to perform these processes for each region.

この発明の実施の形態5に係る画像処理装置では、例えば動き検出する単位領域を固定のサイズとすれば、低解像度入力画像記憶部の蓄積部111b、114b、推定高解像度画像記憶部の蓄積部132、134、動き情報によって領域参照される差分画像記憶部17bは記憶する対象の各画像1枚の容量を必要とするが、低解像度画像記憶部15、差分高解像度画像記憶部20は領域単位で三次元超解像処理を進めることで1領域分の容量で実装してもよい。ただし、この画像処理装置と同一の構成で行う二次元超解像処理も領域単位で行うことになる。   In the image processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, for example, if the unit area for motion detection is a fixed size, the storage units 111b and 114b of the low resolution input image storage unit and the storage unit of the estimated high resolution image storage unit 132 and 134, the difference image storage unit 17b whose area is referred to by the motion information requires the capacity of one image to be stored, but the low resolution image storage unit 15 and the difference high resolution image storage unit 20 are area units. Then, the three-dimensional super-resolution processing may be advanced to implement a capacity of one area. However, the two-dimensional super-resolution processing performed with the same configuration as this image processing apparatus is also performed in units of regions.

この発明の実施の形態5に係る画像処理装置では、この発明の実施の形態3の図7のブロック構成に対して動き検出部(MV)31aを設ける例について説明したが、この発明の実施の形態4の図9のブロック構成に対しても同様に、動き検出部(MV)31aを設けた三次元超解像処理を説明できることはいうまでもない。   In the image processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the example in which the motion detection unit (MV) 31a is provided for the block configuration of FIG. 7 according to the third embodiment of the present invention has been described. It is needless to say that the three-dimensional super-resolution processing provided with the motion detection unit (MV) 31a can be similarly described for the block configuration of FIG.

なお、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法を用いて、動き検出部(MV)31aを動作させずに処理すれば、この発明の実施の形態1ないし実施の形態4と同様に二次元超解像処理を行うことができることは明らかである。   It should be noted that the first to fourth embodiments of the present invention can be realized by using the image processing apparatus and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention to perform processing without operating the motion detection unit (MV) 31a. It is obvious that two-dimensional super-resolution processing can be performed in the same manner as in FIG.

このように、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2および実施の形態4と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した所望の二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   Thus, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention, as in the second and fourth embodiments of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing are performed. By controlling the resolution processing to execute two-dimensional super-resolution processing or three-dimensional super-resolution processing with the same configuration, the desired two-dimensional super-resolution obtained by super-resolution processing of the low-resolution input image An image or a three-dimensional super-resolution image can be generated.

また、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2および実施の形態4と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention, as in the second and fourth embodiments of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution. Since it is not necessary to provide a processing circuit separately, it is possible to reduce the apparatus scale, circuit scale, and cost.

また、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態4と同様に、2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模をより小さくでき、低コスト化を図れる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention, as in the fourth embodiment of the present invention, two high resolution conversion units are shared to form one high resolution conversion unit. By integrating, the device scale and circuit scale can be further reduced, and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2および実施の形態4と同様に、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、より効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention, as in the second and fourth embodiments of the present invention, the three-dimensional super-resolution processing is performed on the current low resolution input image. Since the processing of the next low-resolution input image can be started before the reference of is finished, the pipeline can be configured more efficiently to perform the three-dimensional super-resolution processing, and the inter-frame processing time lag is minimized. And the frame rate at the time of moving image processing can be maintained.

また、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理する際に2枚の低解像度入力画像の動き情報を検出して動き補償した差分高解像度画像を生成するので、高解像度画像生成部(加算部)で加算する推定高解像度画像と差分高解像度画像との領域対応が向上するので、より高精度な三次元超解像処理を実現できる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention, when performing the three-dimensional super-resolution processing, the motion information of the two low-resolution input images is detected and the motion compensation is performed. Since the resolution image is generated, the area correspondence between the estimated high resolution image added by the high resolution image generation unit (adding unit) and the difference high resolution image is improved, so that more accurate three-dimensional super-resolution processing can be realized. .

実施の形態6.
この発明の実施の形態6では、この発明の実施の形態5と同様に、この発明の実施の形態2の画像処理装置のブロック構成を示す図7、またはこの発明の実施の形態4の画像処理装置のブロック構成を示す図9のように、三次元超解像処理を行う際に、低解像度入力画像記憶部に映像の連続する2枚の低解像度入力画像g(n)、g(n+1)を記憶し、その2枚の低解像度入力画像から動き検出して、動きのある領域を動き補償して参照した差分画像g”(n)から差分高解像度画像j(n)を生成して超解像処理を行う画像処理装置および画像処理方法について説明する。ただし、この発明の実施の形態6の画像処理装置および画像処理方法では、動き情報を検出して、動きがある領域にはこの発明の実施の形態5と同様の処理を行うが、動きがない領域にはこの発明の実施の形態5と異なる変換処理で低解像度入力画像を高解像度変換する。以下、この発明の実施の形態6における検出された動き情報の有無により適用する高解像度変換、低解像度変換を切り替える画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment of the present invention, as in the fifth embodiment of the present invention, FIG. 7 showing the block configuration of the image processing apparatus of the second embodiment of the present invention, or the image processing of the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9 showing the block configuration of the apparatus, when performing the three-dimensional super-resolution processing, two low-resolution input images g (n) and g (n + 1) in which a video is continuously stored in the low-resolution input image storage unit. , And motion detection is performed from the two low-resolution input images, and a differential high-resolution image j (n) is generated from the differential image g ″ (n) referred to by motion-compensating a motion region. An image processing apparatus and an image processing method for performing resolution processing will be described, except that in the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, motion information is detected and an area with motion is detected in the present invention. The same processing as in the fifth embodiment is performed. The low-resolution input image is converted into a high-resolution conversion in a region where there is no motion by a conversion process different from that in Embodiment 5. Hereinafter, the high-resolution applied depending on the presence or absence of detected motion information in Embodiment 6 of the present invention. An image processing apparatus and an image processing method for switching between conversion and low resolution conversion will be described.

図13は、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である。図において、この発明の実施の形態5のブロック構成を示す図11と異なる部分は、動き情報を検出する動き検出部(MV)31aに代えて動き検出部(MV)31bを備えたことである。また、高解像度変換部12cは、動き情報に基づいて動きのある領域と動きのない領域で異なる高解像度変換(T−1)を適用する。差分画像記憶部17cは、動き情報に基づいて動きのない領域では領域内の差分を0とする。その他の処理ブロックは、この発明の実施の形態5に係る画像処理装置の一例を示すブロック構成図である図11に同一番号を付した処理ブロックと同様である。 FIG. 13 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, the part different from FIG. 11 showing the block configuration of the fifth embodiment of the present invention is that a motion detection unit (MV) 31b is provided instead of the motion detection unit (MV) 31a for detecting motion information. . Further, the high resolution conversion unit 12c applies high resolution conversion (T −1 ) that is different between a region with motion and a region without motion based on the motion information. The difference image storage unit 17c sets the difference in the region to 0 in the region where there is no motion based on the motion information. Other processing blocks are the same as the processing blocks denoted by the same reference numerals in FIG. 11, which is a block configuration diagram showing an example of an image processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.

動き検出部31bは、低解像度入力画像記憶部11cの蓄積部111b、114bに記憶された低解像度入力画像g(n)、g(n+1)を参照して領域単位に動き情報を検出(動き検出)する。検出した動き情報は、高解像度変換部12c、差分画像記憶部17cに通知する。   The motion detection unit 31b refers to the low resolution input images g (n) and g (n + 1) stored in the storage units 111b and 114b of the low resolution input image storage unit 11c to detect motion information in units of regions (motion detection). ) The detected motion information is notified to the high resolution conversion unit 12c and the difference image storage unit 17c.

高解像度変換部12cは、動き検出部31bから通知された動き情報に基づいて、動きのない領域では高解像度変換(T−1)を逆投映法ではなく、より低い処理負荷でも実行できる一般的な画像拡大処理、例えば最近傍法、線形補間法、双三次補間等を適用し、また動きのある領域では高解像度変換部12aと同様に逆投映法による高解像度変換(T−1)を適用する。動きない領域の高解像度入力画像として得られた推定高解像度画像f(n)は、この画像拡大処理された時点で、三次元超解像画像として推定高解像度画像記憶部13bに記憶される。 Based on the motion information notified from the motion detection unit 31b, the high resolution conversion unit 12c can perform high resolution conversion (T −1 ) in a region where there is no motion even with a lower processing load than the reverse projection method. Image enlargement processing, for example, nearest neighbor method, linear interpolation method, bicubic interpolation, etc. are applied, and high-resolution conversion (T −1 ) by backprojection method is applied to a region with motion in the same manner as the high-resolution conversion unit 12a. To do. The estimated high-resolution image f (n) obtained as the high-resolution input image of the non-moving region is stored in the estimated high-resolution image storage unit 13b as a three-dimensional super-resolution image when this image enlargement process is performed.

差分画像記憶部17cは、動き検出部31bから通知された動き情報に基づいて、領域内の差分を0とし、動き検出部31aと同様に差分高解像度画像j(n)を生成する際の各領域に対応した差分画像g”(n)の参照領域を差分画像記憶部17bから出力させる。すなわち、動きのない領域に対しては、低解像度変換部14、低解像度画像記憶部15、減算器(差分画像生成部)16を経由せず、領域の変換、演算を伴わずに差分画像g”(n)=0とすることができる。ここで、動きのない領域の差分画像g”(n)を0にしておくのは、動き情報に基づいて差分高解像度画像j(n)を生成する際に参照される可能性があるためであるが、低解像度入力画像g(n)の三次元超解像処理を開始する際に差分画像g”(n)全体を予め0で初期化するのであれば、動きのない各領域の差分画像の記憶処理の段階になって差分画像g”(n)=0とする必要はない。   The difference image storage unit 17c sets the difference in the region to 0 based on the motion information notified from the motion detection unit 31b, and generates each differential high resolution image j (n) in the same manner as the motion detection unit 31a. The reference region of the difference image g ″ (n) corresponding to the region is output from the difference image storage unit 17b. That is, for the region having no motion, the low resolution conversion unit 14, the low resolution image storage unit 15, and the subtractor. (Difference image generation unit) The difference image g ″ (n) = 0 can be set without going through the region 16 and without converting or calculating the area. Here, the reason why the difference image g ″ (n) in the non-motion region is set to 0 is that it may be referred to when the difference high-resolution image j (n) is generated based on the motion information. If the entire difference image g ″ (n) is initialized in advance when starting the three-dimensional super-resolution processing of the low-resolution input image g (n), the difference image of each region without motion It is not necessary to set the difference image g ″ (n) = 0 at the storage processing stage.

図14は、この発明の実施の形態6に係る画像処理方法における三次元超解像処理の一例を示すフローチャートである。図において、各処理ステップは、この発明の実施の形態5に係る画像処理方法のフローチャートでもある図1および図12に同一番号を付した処理ステップと同様である。   FIG. 14 is a flowchart showing an example of a three-dimensional super-resolution process in the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, each processing step is the same as the processing step denoted by the same reference numeral in FIGS. 1 and 12 which is also the flowchart of the image processing method according to the fifth embodiment of the present invention.

図1に示した画像処理方法のフローチャートは二次元超解像処理および三次元超解像処理の両方を図示したが、超解像モードの指定が二次元超解像モードか否かを判定するステップST207で分岐して、二次元超解像モードの二次元超解像処理および三次元超解像モードの三次元超解像処理のフローチャートをモードごとに示すこともできる。この図14に示した画像処理方法のフローチャートは、動き情報を検出し、動き補償を利用して超解像処理を行う三次元超解像モードの三次元超解像処理を図示したものである。図1に示した画像処理方法のフローチャートに対して、三次元超解像モードの三次元超解像処理には処理手順を変更しているが、二次元超解像モードの二次元超解像処理の処理手順は変更しないものとする。   Although the flowchart of the image processing method shown in FIG. 1 illustrates both two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing, it is determined whether or not the designation of the super-resolution mode is the two-dimensional super-resolution mode. Branching in step ST207, a flowchart of the two-dimensional super-resolution mode two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution mode three-dimensional super-resolution processing can be shown for each mode. The flowchart of the image processing method shown in FIG. 14 illustrates three-dimensional super-resolution processing in a three-dimensional super-resolution mode in which motion information is detected and super-resolution processing is performed using motion compensation. . Compared with the flowchart of the image processing method shown in FIG. 1, the processing procedure is changed for the three-dimensional super-resolution processing in the three-dimensional super-resolution mode, but the two-dimensional super-resolution in the two-dimensional super-resolution mode. The processing procedure is not changed.

ここで、三次元超解像処理として変更されたステップST401からステップ406の処理ステップ、およびステップST407からステップST410の処理ステップは、それぞれ領域単位で行われる。このとき、制御部は、これらの処理を領域ごとに行うように制御する。   Here, the processing steps from step ST401 to step 406 and the processing steps from step ST407 to step ST410, which are changed as the three-dimensional super-resolution processing, are respectively performed in units of regions. At this time, the control unit controls to perform these processes for each region.

ステップST401からステップ406に示される動き検出から差分画像g”(n)を生成するまでの処理ステップについて説明する。ステップST401では、図12のステップ3081と同様に、領域ごとに動き情報を検出する。ここで、検出する各動き情報は、低解像度入力画像g(n)の三次元超解像処理が終わるまで必要とする間保持しておく。   Processing steps from the motion detection shown in step ST401 to the generation of the difference image g ″ (n) shown in step 406 will be described. In step ST401, motion information is detected for each region, as in step 3081 of FIG. Here, each piece of motion information to be detected is held as long as it is necessary until the three-dimensional super-resolution processing of the low-resolution input image g (n) is completed.

ステップST402では、ステップST401で検出した動き情報に基づいて動きの有無を判定し、動きがあったときステップST303に進ませ、動きがなかったときステップST403に進ませる。   In step ST402, the presence / absence of motion is determined based on the motion information detected in step ST401. When there is motion, the process proceeds to step ST303, and when there is no motion, the process proceeds to step ST403.

処理する領域が動きのある領域とステップST402で判定されたとき、図1で説明したように、ステップST303で低解像度入力画像g(n)を逆投映法によって高解像度変換して高解像度入力画像を生成し、推定高解像度画像f(n)として記憶し、ステップST204で推定高解像度画像f(n)を低解像度変換して低解像度画像g’(n)を生成して記憶し、ステップST205で低解像度入力画像g(n)と低解像度画像g’(n)の差分をとって差分画像g”(n)を生成して記憶する。   When it is determined in step ST402 that the area to be processed is a moving area, as described in FIG. 1, the low resolution input image g (n) is converted to a high resolution by the reverse projection method in step ST303 and the high resolution input image is obtained. Is generated and stored as an estimated high resolution image f (n). In step ST204, the estimated high resolution image f (n) is converted to a low resolution to generate and store a low resolution image g ′ (n), and step ST205 is stored. The difference image g ″ (n) is generated and stored by taking the difference between the low resolution input image g (n) and the low resolution image g ′ (n).

また、処理する領域が動きのない領域とステップST402で判定されたとき、ステップST403で低解像度入力画像記憶部11c(蓄積部114b)に記憶された低解像度入力画像g(n+1)を高解像度変換部12cで一般的な画像拡大処理によって高解像度変換して高解像度入力画像を生成し、推定高解像度画像f(n+1)として推定高解像度画像記憶部13b(蓄積部134)に記憶する。   When it is determined in step ST402 that the area to be processed is a non-motion area, the low resolution input image g (n + 1) stored in the low resolution input image storage unit 11c (accumulation unit 114b) in step ST403 is converted to a high resolution. The unit 12c performs high resolution conversion by a general image enlargement process to generate a high resolution input image, and stores it as the estimated high resolution image f (n + 1) in the estimated high resolution image storage unit 13b (storage unit 134).

ステップST405では、差分画像g”(n)=0を生成して差分画像記憶部17bに記憶する。   In step ST405, a difference image g ″ (n) = 0 is generated and stored in the difference image storage unit 17b.

ステップST406では、ステップST401からステップ405の処理を最終領域まで行ったか判定し、未処理の領域が残っていればステップST401に戻して繰り返し処理させ、最終領域まで終了していればステップST206へ進む。   In step ST406, it is determined whether the processing from step ST401 to step 405 has been performed to the final area. If there is an unprocessed area, the process returns to step ST401 to repeat the process, and if the process has been completed to the final area, the process proceeds to step ST206. .

次に、ステップST407からステップST410に示される差分高解像度画像j(n)の生成から推定高解像度画像f(n+1)を生成するまでの処理ステップについて説明する。   Next, processing steps from generation of the differential high resolution image j (n) to generation of the estimated high resolution image f (n + 1) shown in steps ST407 to ST410 will be described.

ステップST407では、ステップST401で検出して保持された動き情報に基づいて動きの有無を判定し、動きがあったときステップST408に進ませ、動きがなかったときステップST410に進ませる。   In step ST407, the presence or absence of motion is determined based on the motion information detected and held in step ST401. When there is a motion, the process proceeds to step ST408, and when there is no motion, the process proceeds to step ST410.

ステップST408では、ステップST401で検出して保持された動き情報に基づいて生成しようとする差分高解像度画像j(n)の領域に対応した差分画像g”(n)の参照領域を差分画像記憶部17cから出力させ、高解像度変換部19で高解像度変換して差分高解像度画像j(n)を差分高解像度画像記憶部20に記憶する。   In step ST408, the reference area of the difference image g ″ (n) corresponding to the area of the difference high-resolution image j (n) to be generated based on the motion information detected and held in step ST401 is stored in the difference image storage unit. 17c, and the high resolution conversion unit 19 performs high resolution conversion to store the differential high resolution image j (n) in the differential high resolution image storage unit 20.

ステップST409では、差分高解像度画像j(n)を推定高解像度画像f(n+1)に加算器(高解像度画像生成部)21で加えて高解像度画像f’(n+1)を生成し、推定高解像度画像f(n+1)として推定高解像度画像記憶部13aに再記憶して更新する。   In step ST409, the difference high-resolution image j (n) is added to the estimated high-resolution image f (n + 1) by the adder (high-resolution image generation unit) 21 to generate a high-resolution image f ′ (n + 1). The image f (n + 1) is re-stored and updated in the estimated high-resolution image storage unit 13a.

ステップST410では、ステップST407からステップ409の処理を最終領域まで行ったか判定し、未処理の領域が残っていればステップST407に戻して繰り返し処理させ、最終領域まで終了していればステップST310へ進む。   In step ST410, it is determined whether the processing from step ST407 to step 409 has been performed up to the final region. If an unprocessed region remains, the process returns to step ST407 to repeat the processing. .

なお、この発明の実施の形態6の画像処理装置として、この発明の実施の形態4の画像処理装置のブロック構成を示す図9の高解像度変換部12bに対して動き検出部31bを追加して適用する場合には、動き検出部31bが検出した動き情報を共用高解像度変換部122に通知し、低解像度入力画像g(n+1)を高解像度変換して高解像度入力画像を生成するときに、動き情報に基づいて、動きのある領域に逆投映法による高解像度変換を行い、動きのない領域に一般的な画像拡大処理による高解像度変換を行うように切り替えることで、動き情報の有無を利用した三次元超解像処理することができる。   As an image processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, a motion detection section 31b is added to the high resolution conversion section 12b of FIG. 9 showing the block configuration of the image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. When applying, when the motion information detected by the motion detection unit 31b is notified to the shared high-resolution conversion unit 122 and the low-resolution input image g (n + 1) is converted to high resolution to generate a high-resolution input image, Use the presence / absence of motion information by switching to high-resolution conversion by backprojection for areas with motion based on motion information and high-resolution conversion by general image enlargement processing for areas without motion 3D super-resolution processing can be performed.

このように、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2、実施の形態4および実施の形態5と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した所望の二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   Thus, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, as in the second, fourth and fifth embodiments of the present invention, two-dimensional super-resolution. Processing and 3D super-resolution processing with the same configuration and control to execute 2D super-resolution processing or 3D super-resolution processing. A two-dimensional super-resolution image or a three-dimensional super-resolution image can be generated.

また、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2、実施の形態4および実施の形態5と同様に、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, as in the second embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment of the present invention, Since it is not necessary to separately provide a three-dimensional super-resolution processing circuit, the apparatus scale, the circuit scale, and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態4および実施の形態5と同様に、2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模をより小さくでき、低コスト化を図れる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, as in the fourth and fifth embodiments of the present invention, two high-resolution conversion units are used in common. By integrating the high resolution conversion unit, the device scale and circuit scale can be further reduced, and the cost can be reduced.

また、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態2、実施の形態4および実施の形態5と同様に、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、より効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, the three-dimensional super-resolution processing is performed as in the second, fourth and fifth embodiments of the present invention. Since the processing of the next low-resolution input image can be started before the reference of the current low-resolution input image is completed, it is possible to construct a pipeline more efficiently and perform three-dimensional super-resolution processing. The time lag can be minimized and the frame rate at the time of moving image processing can be maintained.

また、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態5と同様に、三次元超解像処理する際に2枚の低解像度入力画像の動き情報を検出して動き補償した差分高解像度画像を生成するので、高解像度画像生成部(加算部)で加算する推定高解像度画像と差分高解像度画像との領域対応が向上するので、より高精度な三次元超解像処理を実現できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, as in the fifth embodiment of the present invention, two low-resolution input images are processed during the three-dimensional super-resolution processing. Since the difference high resolution image which detected the motion information and compensated the motion is generated, the area correspondence between the estimated high resolution image added by the high resolution image generation unit (adding unit) and the difference high resolution image is improved. Accurate 3D super-resolution processing can be realized.

また、この発明の実施の形態6に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、検出した動き情報に基づいて、動きのある領域に逆投映法による高解像度変換を行い、動きのない領域に一般的な画像拡大処理による高解像度変換を行うように、領域ごとに切り替えるようにしたので、高解像度変換を行う演算負荷を軽減することができる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to the sixth embodiment of the present invention, high-resolution conversion is performed on the moving area by the back projection method based on the detected motion information, and the non-motion area is obtained. Since switching is performed for each region so as to perform high resolution conversion by general image enlargement processing, the calculation load for performing high resolution conversion can be reduced.

実施の形態7.
この発明の実施の形態7では、この発明の実施の形態1ないし6の画像処理装置および画像処理方法において、デジタルスチルカメラなどの撮影機器の光学補正を解像度変換に適用した画像処理装置および画像処理方法について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In Embodiment 7 of the present invention, in the image processing apparatus and image processing method of Embodiments 1 to 6 of the present invention, an image processing apparatus and image processing in which optical correction of a photographing device such as a digital still camera is applied to resolution conversion. A method will be described.

図15は、この発明の実施の形態7に係る画像処理装置の画像入力系の光軸中心からの距離とMTF(Modulation Transfer Function:光学伝達関数)の関係を示す説明図である。デジタルカメラ等の光学系を持つ機器では、レンズ歪みのために画像の中心部より周辺部の解像度が低下する特性(光学特性)がある。すなわち、処理対象画素が光軸中心から離れるに従ってMTFが低下するという画像入力系のレンズの特性として表れる。   FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance from the optical axis center of the image input system and the MTF (Modulation Transfer Function) of the image processing apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. An apparatus having an optical system such as a digital camera has a characteristic (optical characteristic) in which the resolution of the peripheral part is lower than the central part of the image due to lens distortion. In other words, it appears as a characteristic of the lens of the image input system in which the MTF decreases as the processing target pixel moves away from the optical axis center.

このようなレンズの特性(MTF特性)を補正するために、高解像度変換処理において、処理対象画素の光軸中心からの距離rに応じて変換定義(変換パラメータ)を調整する。この光軸中心からの距離rに応じて変換定義を補正する演算は、光軸中心からの距離rを考慮していない(式1)に対して次の(式8)のように表せる。ここで、αは、図15のMTF特性に応じて、光軸中心からの距離rのときに図4の±3σの幅を修正するための係数(修正係数)である。 In order to correct such lens characteristics (MTF characteristics), in the high-resolution conversion process, the conversion definition (conversion parameter) is adjusted according to the distance r from the optical axis center of the processing target pixel. The calculation for correcting the conversion definition according to the distance r from the optical axis center can be expressed as the following (Expression 8) with respect to (Expression 1) that does not consider the distance r from the optical axis center. Here, α r is a coefficient (correction coefficient) for correcting the width of ± 3σ in FIG. 4 at the distance r from the center of the optical axis according to the MTF characteristic in FIG.

Figure 2011164967
Figure 2011164967

図16は、この発明の実施の形態7に係る画像処理装置の画像入力系の光軸中心からの距離と変換パラメータの修正係数の関係を示す説明図である。光軸中心付近に位置する処理対象画素ではMTFが1.0に近く、画像周辺部(光軸中心からの距離r)に位置する処理対象画素では距離rが大きくなるに伴いMTFが低下していくという図15のMTF特性があるので、修正係数αを例えば次のように設定する。 FIG. 16 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance from the optical axis center of the image input system of the image processing apparatus according to Embodiment 7 of the present invention and the correction coefficient of the conversion parameter. The processing target pixel located near the center of the optical axis has an MTF close to 1.0, and the processing target pixel located at the periphery of the image (distance r from the center of the optical axis) decreases the MTF as the distance r increases. Since there is the MTF characteristic shown in FIG. 15, the correction coefficient α r is set as follows, for example.

処理対象画素が光軸中心付近に位置する場合は図15のMTFは1.0に近いため、通常の逆変換T−1に近い変換となる修正係数αを選択する。一方で、処理対象画素が画像周辺部(光軸中心からの距離R)に位置し、より大きなぼけ改善効果を要する場合は、図15のMTF特性に基づく大きさで図4の±3σの幅を広げることで、逆変換T−1による補正度合いを大きくする修正係数αを選択する。ここで、修正係数αを光軸中心からの距離rの関数として定義してもよく、また、光軸中心からの代表的な距離rに対して修正係数αを求めておき、実際の光軸中心からの距離rに近い2点の修正係数から補間、例えば線形補間して設定するようにしてもよい。 When the process object pixel is located near the center optical axis is close to the MTF is 1.0 in FIG. 15, selects a correction coefficient alpha 0 to be converted near the normal inverse transform T -1. On the other hand, when the pixel to be processed is located in the peripheral portion of the image (distance R from the center of the optical axis) and a greater blur reduction effect is required, the width based on the MTF characteristics in FIG. Is selected, the correction coefficient α R that increases the degree of correction by the inverse transformation T −1 is selected. Here, the correction coefficient α r may be defined as a function of the distance r from the center of the optical axis, or the correction coefficient α r is obtained for a representative distance r from the center of the optical axis, and the actual coefficient It may be set by interpolation, for example, linear interpolation, from two correction coefficients close to the distance r from the center of the optical axis.

このようなMTF特性に応じて各処理対象画素が位置する光軸中心からの距離rに基づく修正係数αで補正する高解像度変換(T−1)は、この発明の実施の形態1ないし6に係る画像処理装置および画像処理方法に適用することができることはいうまでもない。このとき、画像処理装置の制御部は、各処理対象画素が位置する光軸中心からの距離rを管理し、修正係数αで補正した高解像度変換(T−1)に適用させる。 The high resolution conversion (T −1 ) corrected with the correction coefficient α r based on the distance r from the optical axis center where each processing target pixel is located in accordance with such MTF characteristics is the first to sixth embodiments of the present invention. Needless to say, the present invention can be applied to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention. At this time, the control unit of the image processing apparatus manages the distance r from the center of the optical axis where each processing target pixel is located, and applies it to the high resolution conversion (T −1 ) corrected with the correction coefficient α r .

変換定義(変換パラメータ)については、例えば図1に示した画像処理方法のフローチャートにおけるステップST201の変換定義の初期化、ステップST211およびステップST311の変換定義の修正は、光軸中心の処理対象画素に対する高解像度変換(T−1)の変換定義(変換パラメータ)を対象とし、さらに実際に各処理対象画素を高解像度変換(T−1)をするステップST203およびステップST303で、この発明の実施の形態7で説明した光軸中心からの距離rに応じた修正係数αを用いて補正した変換定義(変換パラメータ)を適用する。 For the conversion definition (conversion parameter), for example, the initialization of the conversion definition in step ST201 in the flowchart of the image processing method shown in FIG. 1 and the correction of the conversion definition in steps ST211 and ST311 are performed on the processing target pixel at the center of the optical axis. Embodiments of the present invention are described in step ST203 and step ST303 in which conversion definition (conversion parameters) of high resolution conversion (T -1 ) is targeted, and each pixel to be processed is actually subjected to high resolution conversion (T -1 ). The conversion definition (conversion parameter) corrected using the correction coefficient α r corresponding to the distance r from the optical axis center described in 7 is applied.

また、この発明の実施の形態1ないし6に係る画像処理装置および画像処理方法で行う二次元超解像処理および三次元超解像処理では、例えば図1に示した画像処理方法のフローチャートにおけるステップST203およびステップST303で、低解像度入力画像g(n)を高解像度変換(T−1)して高解像度入力画像(推定高解像度画像f(n))を得るときにMTF特性に応じて各処理対象画素が位置する光軸中心からの距離rに基づく修正係数αで補正するだけでなく、ステップST204で、推定高解像度画像f(n)を低解像度変換(T)して低解像度画像g’(n)を得るとき、およびステップST208およびステップST308で、差分画像g”(n)を高解像度変換(T−1)して差分高解像度画像j(n)を得るときにも同様に修正係数で補正する必要がある。この光軸中心からの距離rに基づく修正係数で変換定義を補正する演算は、光軸中心からの距離rを考慮していない(式2)、(式5)に対して次の(式9)、(式10)、のように表せる。ここで、αは、(式8)に示した修正係数、βは、高解像度変換(T−1)の修正係数αに対する低解像度変換(T)のための修正係数である。 In the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing performed by the image processing apparatus and the image processing method according to the first to sixth embodiments of the present invention, for example, steps in the flowchart of the image processing method shown in FIG. In ST203 and step ST303, when the low resolution input image g (n) is subjected to high resolution conversion (T −1 ) to obtain a high resolution input image (estimated high resolution image f (n)), each process is performed according to the MTF characteristics. In addition to correcting with the correction coefficient α r based on the distance r from the optical axis center where the target pixel is located, in step ST204, the estimated high resolution image f (n) is converted to a low resolution (T) and the low resolution image g 'when you get a (n), and obtained in step ST208 and step ST 308, a difference image g "(n) of high-resolution conversion of (T -1) to the differential high-resolution image j (n) In some cases, the correction coefficient needs to be corrected with the correction coefficient, and the calculation for correcting the conversion definition with the correction coefficient based on the distance r from the optical axis center does not consider the distance r from the optical axis center (Formula 2). ) And (Expression 5) can be expressed as the following (Expression 9) and (Expression 10), where α r is the correction coefficient shown in (Expression 8) and β r is the high resolution conversion This is a correction coefficient for low resolution conversion (T) with respect to the correction coefficient α r of (T −1 ).

Figure 2011164967
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Figure 2011164967
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このようなMTFの特性に応じた修正係数を解像度変換に適用するように構成することで、複雑な群構成の光学系が搭載された撮影機器で撮影されるときに、映像のMTFの特性がズーム動作によってダイナミックに変動する場合に対しても、高解像度変換(T−1)、低解像度変換(T)を光軸中心から処理対象画素までの距離に応じて順次補正していくことで好適なMTF補正が実現可能になる。 By configuring such a correction coefficient according to the MTF characteristics for resolution conversion, the MTF characteristics of the image can be obtained when the image is captured by a photographing apparatus equipped with an optical system having a complicated group configuration. Even in the case of dynamic fluctuation due to the zoom operation, it is preferable to sequentially correct the high resolution conversion (T −1 ) and the low resolution conversion (T) according to the distance from the center of the optical axis to the processing target pixel. MTF correction can be realized.

このように、この発明の実施の形態7に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1ないし6に係る画像処理装置および画像処理方法で行う二次元超解像処理および三次元超解像処理に対して、MTFの特性に応じた修正係数で光学補正を適用した各実施の形態と同様の効果をそれぞれ得ることができる。   Thus, according to the image processing device and the image processing method according to Embodiment 7 of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing performed by the image processing device and the image processing method according to Embodiments 1 to 6 of the present invention. In addition, for the three-dimensional super-resolution processing, it is possible to obtain the same effects as those of the respective embodiments in which optical correction is applied with a correction coefficient corresponding to the MTF characteristics.

また、この発明の実施の形態7に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、この発明の実施の形態1ないし6に係る画像処理装置および画像処理方法で行う二次元超解像処理および三次元超解像処理の解像度変換に、MTFの特性に応じた修正係数で光学補正を適用することで、光軸中心から離れた処理対象画素でも劣化のない超解像画像を得ることができる。   Further, according to the image processing device and the image processing method according to Embodiment 7 of the present invention, the two-dimensional super-resolution processing and the tertiary performed by the image processing device and the image processing method according to Embodiments 1 to 6 of the present invention. By applying optical correction to the resolution conversion of the original super-resolution processing with a correction coefficient corresponding to the MTF characteristics, it is possible to obtain a super-resolution image that does not deteriorate even in a processing target pixel far from the optical axis center.

以上のように、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、次のような効果が得られる。   As described above, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the following effects can be obtained.

この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理と三次元超解像処理を同一の構成で、二次元超解像処理または三次元超解像処理を実行するように制御することで、低解像度の入力画像を超解像処理した二次元超解像画像または三次元超解像画像を生成することができる。   According to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the two-dimensional super-resolution processing or the three-dimensional super-resolution processing is executed with the same configuration in the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing. By controlling in this way, it is possible to generate a two-dimensional super-resolution image or a three-dimensional super-resolution image obtained by super-resolution processing of a low-resolution input image.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理と三次元超解像処理の回路を個別に設ける必要がないため、装置規模や回路規模の削減、低コスト化を図ることができる。   In addition, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, it is not necessary to provide two-dimensional super-resolution processing and three-dimensional super-resolution processing circuits separately. Cost can be reduced.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、2つの高解像度変換部を共通化して1つの高解像度変換部に統合することで、装置規模、回路規模をより小さくでき、低コスト化を図れる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, by sharing the two high resolution conversion units and integrating them into one high resolution conversion unit, the apparatus scale and the circuit scale can be further reduced. Cost can be reduced.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了した時点で、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, since the processing of the next low-resolution input image can be started when the reference of the current low-resolution input image is finished in the three-dimensional super-resolution processing, the efficiency Thus, a pipeline can be configured to perform 3D super-resolution processing, the time lag of inter-frame processing can be minimized, and the frame rate during moving image processing can be maintained.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、より効率的にパイプラインを構成して三次元超解像処理することができ、フレーム間処理のタイムラグを最小にすることが可能となり、動画処理時のフレームレートを維持できる。   In addition, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the processing of the next low-resolution input image can be started before the reference of the current low-resolution input image is completed in the three-dimensional super-resolution processing. It is possible to efficiently construct a pipeline and perform 3D super-resolution processing, minimize the time lag of inter-frame processing, and maintain the frame rate during moving image processing.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理を現低解像度入力画像の参照が終了する前に、次低解像度入力画像の処理を開始できるので、処理ブロックの使用が重ならないようにしさえすれば、より効率的にパイプラインを構成して並行して二次元超解像処理することができ、処理時間の短縮を図ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the processing of the next low-resolution input image can be started before the reference of the current low-resolution input image is finished in the two-dimensional super-resolution processing. As long as the blocks are not overlapped, the pipeline can be configured more efficiently and the two-dimensional super-resolution processing can be performed in parallel, and the processing time can be shortened.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、三次元超解像処理する際に2枚の低解像度入力画像の動き情報を検出して動き補償した差分高解像度画像を生成するので、高解像度画像生成部(加算部)で加算する推定高解像度画像と差分高解像度画像との領域対応が向上するので、より高精度な三次元超解像処理を実現できる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, when performing the three-dimensional super-resolution processing, the motion information of the two low-resolution input images is detected and the motion-compensated differential high-resolution image is generated. Therefore, the area correspondence between the estimated high-resolution image and the differential high-resolution image added by the high-resolution image generation unit (adding unit) is improved, so that more accurate three-dimensional super-resolution processing can be realized.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、検出した動き情報に基づいて、動きのある領域に逆投映法による高解像度変換を行い、動きのない領域に一般的な画像拡大処理による高解像度変換を行うように、領域ごとに切り替えるようにしたので、高解像度変換を行う演算負荷を軽減することができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, based on the detected motion information, high-resolution conversion is performed on a region with motion by a reverse projection method, and general image enlargement is performed on a region without motion. Since each region is switched so as to perform high resolution conversion by processing, the calculation load for performing high resolution conversion can be reduced.

また、この発明に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、二次元超解像処理および三次元超解像処理の解像度変換に、MTFの特性に応じた修正係数で光学補正を適用することで、光軸中心から離れた処理対象画素でも劣化のない超解像画像を得ることができる。   Further, according to the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention, the optical correction is applied with the correction coefficient corresponding to the characteristics of the MTF for the resolution conversion of the two-dimensional super-resolution processing and the three-dimensional super-resolution processing. Thus, it is possible to obtain a super-resolution image that does not deteriorate even in the pixel to be processed away from the optical axis center.

11a、11b、11c 低解像度入力画像記憶部
12a、12b、12c 高解像度変換部
13a、13b、13c 推定高解像度画像記憶部
14 低解像度変換部
15 低解像度画像記憶部
16 差分画像生成部(減算部)
17a、17b、17c 差分画像記憶部
18 指標値算出部
19 高解像度変換部
20 差分高解像度画像記憶部
21 高解像度画像生成部(加算部)
31a、31b 動き検出部
111a、111b、114a、114b 蓄積部
112a、112b、113 スイッチ
121、123 スイッチ
122 共用高解像度変換部
131a、131b、133a、133b スイッチ
132、134 蓄積部
11a, 11b, 11c Low-resolution input image storage units 12a, 12b, 12c High-resolution conversion units 13a, 13b, 13c Estimated high-resolution image storage unit 14 Low-resolution conversion unit 15 Low-resolution image storage unit 16 Difference image generation unit (subtraction unit) )
17a, 17b, 17c Difference image storage unit 18 Index value calculation unit 19 High resolution conversion unit 20 Difference high resolution image storage unit 21 High resolution image generation unit (addition unit)
31a, 31b Motion detectors 111a, 111b, 114a, 114b Accumulator 112a, 112b, 113 Switch 121, 123 Switch 122 Shared high resolution converter 131a, 131b, 133a, 133b Switch 132, 134 Accumulator

Claims (12)

低解像度入力画像を高解像度変換して高解像度入力画像を生成する第1の高解像度変換部と、
この第1の高解像度変換部が生成した高解像度入力画像または高解像度画像を推定高解像度画像として、この推定高解像度画像を低解像度変換して低解像度画像を生成する低解像度変換部と、
この低解像度変換部が生成した低解像度画像と前記低解像度入力画像とから差分画像を生成する差分画像生成部と、
この差分画像生成部が生成した差分画像を高解像度変換して差分高解像度画像を生成する第2の高解像度変換部と、
この第2の高解像度変換部が生成した差分高解像度画像と前記推定高解像度画像とから得られる前記高解像度画像を生成する高解像度画像生成部と、
前記推定高解像度画像に基づいて前記高解像度画像生成部に前記高解像度画像を反復して生成させるか、または前記推定高解像度画像を超解像画像として出力して終了するかを制御する制御部と
を備えた画像処理装置。
A first high-resolution conversion unit that generates a high-resolution input image by converting a low-resolution input image into a high-resolution image;
A low-resolution conversion unit that generates a low-resolution image by converting the estimated high-resolution image into a low-resolution image using the high-resolution input image or high-resolution image generated by the first high-resolution conversion unit as an estimated high-resolution image;
A difference image generation unit that generates a difference image from the low resolution image generated by the low resolution conversion unit and the low resolution input image;
A second high-resolution conversion unit that generates a differential high-resolution image by performing high-resolution conversion on the differential image generated by the differential image generation unit;
A high-resolution image generation unit that generates the high-resolution image obtained from the differential high-resolution image generated by the second high-resolution conversion unit and the estimated high-resolution image;
A control unit that controls whether the high resolution image generation unit repeatedly generates the high resolution image based on the estimated high resolution image or outputs the estimated high resolution image as a super-resolution image and ends the output. An image processing apparatus.
前記高解像度画像生成部は、前記低解像度入力画像に対して得られる差分高解像度画像と第2の低解像度入力画像に対して得られる推定高解像度画像とから前記高解像度画像を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The high-resolution image generation unit generates the high-resolution image from a differential high-resolution image obtained for the low-resolution input image and an estimated high-resolution image obtained for the second low-resolution input image. The image processing apparatus according to claim 1, wherein:
前記低解像度入力画像と前記第2の低解像度入力画像とから動き情報を検出する動き検出部
を備え、
前記高解像度画像生成部は、前記低解像度入力画像に対して得られた差分画像を前記動き検出部が検出した動き情報に基づいて参照し、高解像度変換して得られる前記差分高解像度画像と前記第2の低解像度入力画像に対して得られる推定高解像度画像とから前記高解像度画像を生成する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
A motion detector for detecting motion information from the low resolution input image and the second low resolution input image;
The high-resolution image generation unit refers to the differential image obtained for the low-resolution input image based on the motion information detected by the motion detection unit, and the differential high-resolution image obtained by high-resolution conversion The image processing apparatus according to claim 2, wherein the high-resolution image is generated from an estimated high-resolution image obtained for the second low-resolution input image.
前記動き検出部は、領域ごとに動き情報を検出し、
前記第1の高解像度変換部は、前記動き検出部が検出した動き情報に基づいて、動きが検出されない領域には、動きが検出された領域に対する高解像度変換より処理負荷が低い拡大処理を適用して前記高解像度入力画像を生成する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The motion detection unit detects motion information for each region,
Based on the motion information detected by the motion detection unit, the first high-resolution conversion unit applies an enlargement process that has a lower processing load than the high-resolution conversion for the region in which the motion is detected to the region in which no motion is detected. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the high-resolution input image is generated.
前記制御部は、前記低解像度入力画像に対して前記高解像度画像生成部が高解像度画像を反復して生成した回数を計数し、計数された反復して生成した回数に基づいて、前記高解像度画像生成部に前記高解像度画像を反復して生成させるか、または前記推定高解像度画像を超解像画像として出力して終了するかを判定する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像処理装置。
The control unit counts the number of times that the high-resolution image generation unit has repeatedly generated the high-resolution image with respect to the low-resolution input image, and based on the counted number of repeated generations, the high-resolution image 5. The method according to claim 1, wherein the image generation unit determines whether to generate the high-resolution image repeatedly or to output and output the estimated high-resolution image as a super-resolution image. The image processing apparatus according to any one of the above.
前記低解像度入力画像と前記低解像度画像とから指標値を算出する指標値算出部
を備え、
前記制御部は、指標値算出部が算出した指標値に基づいて、前記推定高解像度画像記憶部が記憶した推定高解像度画像を前記低解像度変換部および前記高解像度画像生成部に反復して出力するか、あるいは超解像画像として出力して終了するかを判定する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像処理装置。
An index value calculation unit that calculates an index value from the low resolution input image and the low resolution image;
The control unit repeatedly outputs the estimated high resolution image stored in the estimated high resolution image storage unit to the low resolution conversion unit and the high resolution image generation unit based on the index value calculated by the index value calculation unit. 5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus determines whether or not to output as a super-resolution image and to end.
前記低解像度入力画像と前記低解像度画像とから指標値を算出する指標値算出部
を備え、
前記制御部は、指標値算出部が算出した指標値に基づいて、前記第1、第2の高解像度変換部が行う高解像度変換および前記低解像度変換部が行う低解像度変換を定義する変換パラメータを修正する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像処理装置。
An index value calculation unit that calculates an index value from the low resolution input image and the low resolution image;
The control unit is a conversion parameter that defines high-resolution conversion performed by the first and second high-resolution conversion units and low-resolution conversion performed by the low-resolution conversion unit based on the index value calculated by the index value calculation unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is modified.
前記制御部は、光学系の光軸中心から変換対象画素の位置までの距離に基づいて、前記第1、第2の高解像度変換部が行う高解像度変換および前記低解像度変換部が行う低解像度変換を定義する変換パラメータを修正する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像処理装置。
The control unit is configured to perform high resolution conversion performed by the first and second high resolution conversion units and low resolution performed by the low resolution conversion unit based on a distance from the optical axis center of the optical system to the position of the conversion target pixel. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a conversion parameter that defines the conversion is modified.
低解像度入力画像または差分画像を高解像度変換し、前記低解像度入力画像を高解像度変換した高解像度入力画像または前記差分画像を高解像度変換した差分高解像度画像を生成する高解像度変換部と、
この高解像度変換部が生成した高解像度入力画像または高解像度画像を推定高解像度画像として、この推定高解像度画像を低解像度変換して低解像度画像を生成する低解像度変換部と、
この低解像度変換部が生成した低解像度画像と前記低解像度入力画像とから得られる前記差分画像を生成する差分画像生成部と、
この差分画像生成部が生成した差分画像から前記高解像度変換部が生成した差分高解像度画像と前記推定高解像度画像とから得られる前記高解像度画像を生成する高解像度画像生成部と、
前記推定高解像度画像に基づいて前記高解像度画像生成部に前記高解像度画像を反復して生成させるか、または前記推定高解像度画像を超解像画像として出力して終了するかを制御する制御部と
を備えた画像処理装置。
A high-resolution conversion unit that generates a high-resolution input image obtained by converting a low-resolution input image or a differential image into a high-resolution image, a high-resolution input image obtained by converting the low-resolution input image into a high-resolution image, or a high-resolution converted image obtained by converting the differential image into a high-resolution image;
A high resolution input image or a high resolution image generated by the high resolution converter as an estimated high resolution image, a low resolution converter that generates a low resolution image by converting the estimated high resolution image to a low resolution;
A difference image generation unit for generating the difference image obtained from the low resolution image generated by the low resolution conversion unit and the low resolution input image;
A high-resolution image generation unit that generates the high-resolution image obtained from the difference high-resolution image generated by the high-resolution conversion unit and the estimated high-resolution image from the difference image generated by the difference image generation unit;
A control unit that controls whether the high resolution image generation unit repeatedly generates the high resolution image based on the estimated high resolution image or outputs the estimated high resolution image as a super-resolution image and ends the output. An image processing apparatus.
低解像度入力画像を高解像度変換して高解像度入力画像を生成する第1の高解像度変換ステップと、
この第1の高解像度変換ステップで生成された高解像度入力画像または高解像度画像を推定高解像度画像として、この推定高解像度画像を低解像度変換して低解像度画像を生成する低解像度変換ステップと、
この低解像度変換ステップで生成された低解像度画像と前記低解像度入力画像とから差分画像を生成する差分画像生成ステップと、
この差分画像生成ステップで生成された差分画像を高解像度変換して差分高解像度画像を生成する第2の高解像度変換ステップと、
この第2の高解像度変換ステップで生成された差分高解像度画像と前記推定高解像度画像とから得られる前記高解像度画像を生成する高解像度画像生成ステップと、
前記推定高解像度画像に基づいて前記低解像度変換ステップから前記高解像度画像生成ステップを反復して前記高解像度画像を生成させるか、または前記推定高解像度画像を超解像画像として出力して終了するかを制御する制御ステップと
を有する画像処理方法。
A first high-resolution conversion step of converting a low-resolution input image to high-resolution to generate a high-resolution input image;
A low-resolution conversion step for generating a low-resolution image by converting the estimated high-resolution image into a low-resolution image using the high-resolution input image or the high-resolution image generated in the first high-resolution conversion step as an estimated high-resolution image;
A difference image generation step for generating a difference image from the low resolution image generated in the low resolution conversion step and the low resolution input image;
A second high resolution conversion step of generating a differential high resolution image by converting the differential image generated in the differential image generation step to high resolution;
A high-resolution image generation step for generating the high-resolution image obtained from the differential high-resolution image generated in the second high-resolution conversion step and the estimated high-resolution image;
Based on the estimated high-resolution image, the high-resolution image generation step is repeated from the low-resolution conversion step to generate the high-resolution image, or the estimated high-resolution image is output as a super-resolution image and the processing is terminated. And a control step for controlling the image processing method.
前記高解像度画像生成ステップは、前記低解像度入力画像に対して得られる差分高解像度画像と第2の低解像度入力画像に対して得られる推定高解像度画像とから前記高解像度画像を生成する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理方法。
The high-resolution image generation step includes generating the high-resolution image from a differential high-resolution image obtained for the low-resolution input image and an estimated high-resolution image obtained for the second low-resolution input image. The image processing method according to claim 10.
前記低解像度入力画像と前記低解像度画像とから指標値を算出する指標値算出ステップ
を有し、
前記制御ステップは、指標値算出ステップが算出した指標値に基づいて、前記第1、第2の高解像度変換ステップで行う高解像度変換および前記低解像度変換ステップで行う低解像度変換を定義する変換パラメータを修正する
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の画像処理方法。
An index value calculating step of calculating an index value from the low resolution input image and the low resolution image;
The control step defines a conversion parameter that defines high-resolution conversion performed in the first and second high-resolution conversion steps and low-resolution conversion performed in the low-resolution conversion step based on the index value calculated in the index value calculation step. The image processing method according to claim 10, wherein the image processing method is modified.
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