JP2012195880A - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an image processing apparatus, an image processing method, and a program.
近年、超解像技術を採用したテレビジョン受信装置やディスプレイが製品として市販されている。超解像技術は、画像の画素サンプリング時(撮像素子による光電変換時や縮小処理時)に失われる詳細な部分を画像処理によって再現する技術である。たとえば、Digital Versatile Disc(DVD)に記録されている解像度の低い画像情報を再生して表示する際、超解像技術を使うと画像の詳細な部分が再現されて、解像度の高い鮮明な画像が得られる。 In recent years, television receivers and displays that employ super-resolution technology are commercially available. The super-resolution technique is a technique for reproducing a detailed portion lost during image pixel sampling (during photoelectric conversion or reduction processing by an image sensor) by image processing. For example, when playing back and displaying low-resolution image information recorded on a Digital Versatile Disc (DVD), using super-resolution technology reproduces the detailed part of the image, resulting in a clear image with high resolution. can get.
また解像度をさらに向上させるために前処理で画像を解析してノイズ除去を行い、高解像化の処理性能を向上させようという技術がある。また前処理で画像を解析して、解析内容に応じて高解像化する方法を変更する技術もある。 In order to further improve the resolution, there is a technique for improving the processing performance for high resolution by analyzing an image by preprocessing and removing noise. There is also a technique for analyzing an image by preprocessing and changing a method for high resolution according to the analysis content.
入力画像信号に対する前処理を行うと、前処理でノイズと共に高解像処理に必要な情報が除去されて、高解像化に失敗する場合がある。また入力画像信号の画像解析によって得られる解析情報の精度が低い場合、解析情報が高解像化の参照情報として十分に活用されない場合がある。 When preprocessing is performed on an input image signal, information necessary for high resolution processing is removed together with noise in the preprocessing, and high resolution may fail. Further, when the accuracy of analysis information obtained by image analysis of an input image signal is low, the analysis information may not be sufficiently utilized as reference information for high resolution.
現行の高解像処理装置は、入力される画像タイプが、予測不能である環境で使用されている。画像タイプとは、例えば撮影対象の違い、撮影環境の違い、カメラやレンズの違い、伝送方法の特性の違い、記録方法の特性の違などに基づいて区分されるタイプである。これらのタイプは、放送信号やDVDからの再生信号からは予測不可能である。 Current high-resolution processing devices are used in environments where the input image type is unpredictable. The image type is a type that is classified based on, for example, a difference in shooting target, a difference in shooting environment, a difference in camera or lens, a difference in characteristics of a transmission method, a difference in characteristics of a recording method, and the like. These types are unpredictable from broadcast signals and playback signals from DVDs.
このように現行の高解像処理装置は、特定の映像タイプに特化した最適化が十分になされていない。そのために、超解像技術の性能が最大限に発揮されずに、解像度の向上に限界がある。 Thus, the current high-resolution processing apparatus is not sufficiently optimized specifically for a specific video type. For this reason, there is a limit to the improvement in resolution without maximizing the performance of the super-resolution technology.
そこでこの発明の目的は、入力画像信号に対して高解像度化処理を実施する際に、高解像度化に必要な参照情報を豊富にし、高解像度化のための性能を十分に引き出すことができる画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an image that can sufficiently bring out the performance for increasing the resolution by making the reference information necessary for increasing the resolution rich when the resolution increasing process is performed on the input image signal. It is an object to provide a processing device, an image processing method, and a program.
実施形態によれば、画像変換装置は、変換画像信号を生成して中継装置を介して受信装置に送信する。前記受信装置は、受信した前記変換画像信号に対して復元処理および超解像処理を施し、解像度が向上した高解像度画像信号を得るものである。この場合、前記画像変換装置では、前記中継装置の容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を得る。一方、変換特性抽出装置が、前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成する。そして前記変換画像信号および前記画像変換関連情報が前記受信装置へ送信される。 According to the embodiment, the image conversion device generates a converted image signal and transmits the converted image signal to the reception device via the relay device. The receiving device performs a restoration process and a super-resolution process on the received converted image signal to obtain a high-resolution image signal with improved resolution. In this case, the image conversion apparatus obtains the converted image signal by processing the original image signal in order to reduce the capacity of the relay apparatus. On the other hand, the conversion characteristic extraction device generates image conversion related information for assisting the super-resolution processing in order to improve the performance of the super-resolution processing in the receiving device. Then, the converted image signal and the image conversion related information are transmitted to the receiving device.
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、実施形態の構成の一例を示すブロック図である。100は送信装置であり、200は受信装置である。なお本開示で用いている用語「送信装置」、「受信装置」は、送信受信に限定するものではなく、「記録」、「再生」の関係であっても良い。また「撮像部」と「表示部」、「読み取り部」と「出力部」など種々の用語を適用可能であるが、便宜上、以下「送信装置」、「受信装置」として説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the embodiment.
したがって、本開示で述べる装置、方法、プログラム及びプログラム製品は、一般的な通信システム、情報記録再生装置、会社或いは公共機関における監視システム、会社内、家庭内におけるLocal Area Network (LAN)などさまざまな分野に適用可能である。 Therefore, the apparatus, method, program, and program product described in this disclosure include various communication systems, information recording / reproducing apparatuses, monitoring systems in companies or public institutions, local area networks (LAN) in companies, and homes. Applicable to the field.
送信装置100は、原画像信号の入力装置101を有し、原画像信号は、画像変換装置102、変換特性抽出装置103に入力する。画像変換装置102は、原画像信号を例えば縮小処理して、変換画像信号を出力する。この場合、変換特性抽出装置103は、例えば変換特性として「縮小変換特性」を画像変換関連情報として生成する。
The
ここで、画像変換装置102は、原画像信号を一例として縮小処理すると述べたが、本開示では、縮小処理に限定されるものではなく、後述する各種の変換処理も実施形態として含まれることも留意されたい。したがって、変換特性抽出装置103は、各種の変換処理に応じた変換特性を抽出することになる。
Here, it has been described that the
上記変換画像信号と画像変換関連情報は、接続装置104により、中継装置400(通信回線401または蓄積媒体402を含む)に出力される。接続装置104は、高周波変調器、高周波受信機、相互認証装置を含んでもよい。また接続装置104は、送受信を目的とした符号化・復号化処理機能なども含んでもよい。ここで、通信回線は、例えばインターネット、有線通信ライン、無線通信ライン、赤外線の通信ライン、光学的な通信ラインなどを含み、通信エリアは限定されない。また蓄積装置は、録再装置、サーバー、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどを含み特定の記憶媒体に限定されることはない。統括制御ブロック111は、送信装置100内の各ブロックの動作シーケンス及び動作内容をソフトウエアプログラムにより統括的に制御する。
The converted image signal and the image conversion related information are output by the
上記変換画像信号と画像変換関連情報は、中継装置400を介して、受信装置200の接続装置201に入力する。接続装置201は、高周波受信機、高周波変調器、相互認証装置を含んでもよい。また接続装置201は、送受信を目的とした符号化・復号化処理機能なども含んでもよい。接続装置201を介して取り込まれた変換画像信号と画像変換関連情報は、超解像処理装置202に入力する。超解像処理装置202は、変換画像信号に対して復元処理および超解像処理を施し、解像度が向上した高解像度画像信号を得る。超解像処理装置202において、超解像処理が実施されるとき、超解像処理が精度良く行われ、超解像処理の性能が高められるように、前記画像変換関連情報は、超解像処理を補助するために利用される。超解像処理が施された高解像度画像信号は、表示装置203に入力される。統括制御ブロック211は、受信装置200内の各ブロックの動作シーケンス及び動作内容をソフトウエアプログラムにより統括的に制御する。
The converted image signal and the image conversion related information are input to the
超解像処理装置202は、図1の下段にそのブロック構成の一例を示している。接続装置201から入力した信号、例えばパケット列は、分離器221にて分離され、画像変換関連情報を含むパケットは、変換特性情報反映器230に入力され、画像情報を含むパケットは、画像復元回路223に入力される。画像復元回路223は、送信装置100にて変換された変換画像信号を、元の画像信号に復元するもので復元画像信号を得る。画像復元回路223は、例えばパケットストリームから、画像信号を抽出している。復元画像信号は、例えば初期画像生成器229で画像処理されて高解像度画像生成器225に入力される。また復元画像信号は、誤差検出器224にも入力される。分離器221、画像復元回路223は接続装置201内に含まれていても良い。
An example of the block configuration of the
高解像度画像生成器225は、超解像技術を利用して例えば画素の補正処理などで画像信号の解像度の向上を行う。画像信号は送信側のサンプル数以上に高解像度化されることができる。高解像度画像生成器225の出力は、予測低解像度画像生成器226に入力される。予測低解像度画像生成回路226は、送信装置から送られてきた画像信号と同じ解像度の画像信号(予測低解像度画像信号)を生成し、誤差検出器224に入力する。
The high-
予測低解像度画像生成回路226は、予測低解像度画像信号を生成する際、Point Spread Function (PSF:点広がり関数)を利用して、予測低解像度画像信号を生成している。ここで、PSFのパラメータを適用する際、変換特性情報反映器230からの補正パラメータが利用される。
The predicted low resolution
予測低解像度画像信号は、本来ならば送信された画像信号と同じである筈である。しかし、変換処理・伝送処理・超解像処理の経路で誤差が生じている可能性がある。そこで、上記のように予測低解像度画像生成回路226では、変換特性情報反映器230からの補正パラメータを利用している。変換特性情報は、補正パラメータを指示する為の情報である。指示された補正パラメータは、例えば、原画像信号と予測低解像度画像信号との間の誤差分を改善できる補正パラメータである。
The predicted low resolution image signal should be the same as the originally transmitted image signal. However, there may be an error in the path of conversion processing, transmission processing, and super-resolution processing. Therefore, as described above, the prediction low-resolution
予測低解像度画像生成回路226は、補正パラメータを用いて、予測低解像度画像信号に生じる歪成分を抑制すべく処理(例えばフィルタリング処理・レベル調整処理など)を実行している。
The predicted low resolution
これにより、誤差検出器224は、送られてきた変換画像信号内における誤差信号の発生箇所、誤差信号の大きさなどを明確にした正確な誤差信号を出力する。この誤差信号を用いて、高解像度画像生成器225における予測原画像信号が原画像信号に近づくように修正される。このような処理が超解像処理として繰り返し実行されている。高解像度画像生成器225は、解像度が向上した超解像の画像信号を出力回路227に供給する。
Thereby, the
上記したように、画像変換装置102では、中継装置400(通信回線または蓄積媒体)の容量を低減するために原画像信号を処理して変換画像信号を得る。一方、変換特性抽出装置103が、超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成する。そして、接続装置104が、変換画像信号および画像変換関連情報を通信回線または蓄積媒体へ出力するようにしている。
As described above, the
受信装置200では、超解像処理の性能を高めるために、前記変換特性情報を反映させている。上記した本実施形態では、直接的に変換特性情報が送信側から送られてくるために、受信側では、変換特性を予測する必要が無く、変換特性情報を正確に認識し、かつ利用することができる。つまり受信装置は、変換特性情報を直接かつ正確に把握することができる。そして、予測原画像信号に含まれる誤差が確実に修正される。このために超解像処理装置202は、その性能を十分に発揮できる。
In the receiving
次に、送信側での変換特性情報の作成方法および装置、受信側での変換特性情報の反映方法および装置について説明する。 Next, a method and apparatus for creating conversion characteristic information on the transmission side and a method and apparatus for reflecting conversion characteristic information on the reception side will be described.
予測低解像度画像生成回路226内でのPSFの情報には、低解像度の例えば1つの画素が、周辺のどの高解像度の複数の画素から生成されるのかが記述される。低解像度の画素が作成される場合、画像サイズの縮小(低解像度化)を行う前に、高解像度の画像に対してローパスフィルタ処理を行い、ナイキスト周波数以上の高周波成分を除去することが好ましい。一方、超解像化処理を行うためには、事前にローパスフィルタ処理しないほうが理論的には超解像化に好都合である。
The PSF information in the predictive low-resolution
図2の例は、画像変換及び伝送と、受信処理と、変換特性情報の利用状態の例を示している。送信側で原画像信号SIG1(画素X11−X33)をフィルタ処理Fし、次に、1/3に縮小処理し、変換画像信号SIG2(画素Y)を得ている。受信側では、3倍の拡大処理Gを行い、予測原画像信号SIG3(画素X’11−X’33)を得ている。この予測原画像信号SIG3に対して、仮の補正処理が実施され超解像処理が実施される。 The example of FIG. 2 shows an example of image conversion and transmission, reception processing, and use state of conversion characteristic information. The original image signal SIG1 (pixels X11 to X33) is filtered F on the transmission side, and then reduced to 1/3 to obtain a converted image signal SIG2 (pixel Y). On the reception side, a three-fold enlargement process G is performed to obtain a predicted original image signal SIG3 (pixels X′11 to X′33). Temporary correction processing is performed on the predicted original image signal SIG3, and super-resolution processing is performed.
ここで予測原画像信号SIG3がより一層、原画像信号SIG1に近似する信号となるように、超解像処理が実施される。即ち、予測原画像信号SIG3は、送信側と同じ特性でフィルタ処理Fされ、1/3に縮小される。この予測低解像度画像信号Y’は、誤差検出器224にて、伝送されてきた低解像度画像信号Yと比較される。この比較結果で得られた誤差ERR=Y−Y’は、補正回路228に入力され、予測原画像信号SIG3を補正するために利用される。
Here, the super-resolution processing is performed so that the predicted original image signal SIG3 becomes a signal that more closely approximates the original image signal SIG1. That is, the predicted original image signal SIG3 is subjected to filter processing F with the same characteristics as the transmission side, and is reduced to 1/3. The predicted low resolution image signal Y ′ is compared with the transmitted low resolution image signal Y by the
上記の補正処理が繰り返されることにより、予測原画像信号SIG3は原画像信号SIG1に一層近似するようになる。そして誤差信号のレベルが許容範囲になったときが、有用な高解像度画像信号であるとして判定される。 By repeating the above correction process, the predicted original image signal SIG3 becomes more approximate to the original image signal SIG1. When the level of the error signal falls within an allowable range, it is determined that the signal is a useful high-resolution image signal.
図2には、フィルタ処理Fを行う変換特性情報、つまりここではフィルタ特性の例を2種類示しており、1つは平均値フィルタによるフィルタリングを実施する例であり、他の1つはガウシアンフィルタによりフィルタリングを実施する例であり、いずれが採用されてもよい。 FIG. 2 shows two types of conversion characteristic information for performing the filter processing F, that is, here, examples of filter characteristics. One is an example of performing filtering by an average value filter, and the other is a Gaussian filter. This is an example of performing filtering, and any of them may be adopted.
上記のように送信側で行った変換特性情報(ここではフィルタ処理Fの特性)が、受信側においても直接利用される。このために、予測原画像信号SIG3を原画像信号SIG1に近似させるための処理速度・処理負担が軽減する。 The conversion characteristic information (the characteristic of the filter processing F here) performed on the transmission side as described above is also directly used on the reception side. For this reason, the processing speed and processing load for approximating the predicted original image signal SIG3 to the original image signal SIG1 are reduced.
図3は、画像変換及び伝送と、受信処理と、変換特性情報の利用状態とさらに他の例を示している。中継装置の容量を低減するために原画像信号を処理して変換画像信号を得る方法は、図2に示した方法に限定されるものではなく多数存在する。 FIG. 3 shows image conversion and transmission, reception processing, use state of conversion characteristic information, and other examples. The method for obtaining the converted image signal by processing the original image signal in order to reduce the capacity of the relay device is not limited to the method shown in FIG.
図3において、送信側で原画像信号SIG1(画素X11−X33)に対してフィルタ処理Fを行い、フィルタ処理画像信号SIG2(画素Y11−Y33)を得ている。フィルタ処理Fは、例えば、水平方向フィルタHF,垂直方向フィルタVF1による2次元のフィルタ処理である。このフィルタ処理においては、空間方向(時間方向)のフィルタ処理が実施されてもよい。フィルタ処理された変換画像信号SIG2は、中継装置を介して伝送される。 In FIG. 3, the filter processing F is performed on the original image signal SIG1 (pixels X11 to X33) on the transmission side to obtain the filtered image signal SIG2 (pixels Y11 to Y33). The filter process F is, for example, a two-dimensional filter process using a horizontal filter HF and a vertical filter VF1. In this filtering process, a filtering process in the spatial direction (time direction) may be performed. The filtered converted image signal SIG2 is transmitted via the relay device.
この場合、変換画像信号は符号化されて伝送されてもよいし、そのまま伝送されてもよい。 In this case, the converted image signal may be encoded and transmitted, or may be transmitted as it is.
受信側では、フィルタ処理画像信号SIG2に対して逆フィルタ処理Gを実施することにより、予測原画像信号SIG3(画素X’11−X’33)を得ている。逆フィルタ処理Gは、同図(B)の(b1)と(b2)に比較して示すように、フィルタ処理Fが高域周波数を抑圧する特性であるとき、逆フィルタ処理Gは、高域周波数を強調する特性である。このように得られた予測原画像信号SIG3に対して、仮の補正処理が実施され超解像処理が実施される。 On the reception side, a predicted original image signal SIG3 (pixels X′11 to X′33) is obtained by performing inverse filtering G on the filtered image signal SIG2. As shown in comparison with (b1) and (b2) in FIG. 5B, the inverse filter processing G has a characteristic that suppresses the high frequency, and the inverse filter processing G It is a characteristic that emphasizes frequency. Temporary correction processing is performed on the predicted original image signal SIG3 obtained in this way, and super-resolution processing is performed.
ここで予測原画像信号SIG3がより一層、原画像信号SIG1に近似する信号となるように、超解像処理が実施される。即ち、予測原画像信号SIG3は、送信側と同じ特性でフィルタ処理Fされ、予測フィルタ処理画像信号SIG4(画素Y’11−Y’33)として再現される。この予測フィルタ処理画像信号SIG4(画素Y’11−Y’33)は、誤差検出器224において、伝送されてきたフィルタ処理画像信号SIG2(画素Y11−Y33)と比較される。この比較結果で得られた誤差ERR=Y−Y’は、補正回路228に入力され、予測原画像信号SIG3を補正するために利用される。
Here, the super-resolution processing is performed so that the predicted original image signal SIG3 becomes a signal that more closely approximates the original image signal SIG1. That is, the predicted original image signal SIG3 is subjected to filter processing F with the same characteristics as those on the transmission side, and is reproduced as a predicted filtered image signal SIG4 (pixels Y′11 to Y′33). The prediction filtered image signal SIG4 (pixels Y'11-Y'33) is compared with the transmitted filtered image signal SIG2 (pixels Y11-Y33) in the
上記の補正処理が繰り返されることにより、予測原画像信号SIG3は原画像信号SIG1に一層近似するようになる。そして誤差信号のレベルが許容範囲になったときが、有用な高解像度画像信号であるとして判定される。 By repeating the above correction process, the predicted original image signal SIG3 becomes more approximate to the original image signal SIG1. When the level of the error signal falls within an allowable range, it is determined that the signal is a useful high-resolution image signal.
図4は、画像変換及び伝送と、受信処理と、変換特性情報の利用状態とのさらに他の例を示している。ここでは中継装置の容量を低減するために原画像信号SG1を処理して変換画像信号SG2を得る他の方法として、符号化処理を示している。原画像信号SG1の画素データが、符号化され、中継装置を介して受信側において復号化される。復号化により得られた復号画像信号SG3(画素X’11−X’33)の画素データには、周辺に誤差データが発生している。誤差データは、例えばブロックノイズなどである。 FIG. 4 shows still another example of image conversion and transmission, reception processing, and use state of conversion characteristic information. Here, an encoding process is shown as another method for processing the original image signal SG1 to obtain the converted image signal SG2 in order to reduce the capacity of the relay apparatus. The pixel data of the original image signal SG1 is encoded and decoded on the receiving side via the relay device. In the pixel data of the decoded image signal SG3 (pixels X′11 to X′33) obtained by decoding, error data is generated in the vicinity. The error data is, for example, block noise.
このブロックノイズを含む復号画像信号が、超解像処理された後、そのまま、予測原画像信号SIG4(画素Z11−Z33)として採用されると、予測原画像信号にブロックノイズが含まれているか、ブロックノイズの影響で生じた成分が含まれる。 After the decoded image signal including the block noise is subjected to super-resolution processing and is directly used as the predicted original image signal SIG4 (pixels Z11 to Z33), whether the predicted original image signal includes block noise, Contains components caused by block noise.
そこで、本実施形態では、上記予測原画像信号SIG4(画素Z11−Z33)のノイズを除去するために、予測低解像度画像信号をフィルタFi2でフィルタ処理Fする。そしてフィルタ処理された予測復号画像信号(画素R11−R33)と、復号画像信号SG3(画素X’11−X’33)との比較を行い、その誤差信号ERR=X’−Rに応じて予測原画像信号SIG4(画素Z11−Z33)を補正(フィルタ特性の可変、レベル調整など)し、誤差信号のレベルを低減させる。誤差信号のレベルが許容範囲になったときが、有用な高解像度画像信号である。なお、復号画像信号SG3と予測原画像信号SIG4の間のフィルタ処理Gは、最初の予測原画像信号を生成するときに使用するフィルタ処理であり、例えばランダムなノイズフィルタ処理などである。 Therefore, in the present embodiment, in order to remove the noise of the predicted original image signal SIG4 (pixels Z11 to Z33), the predicted low-resolution image signal is filtered F by the filter Fi2. The filtered predicted decoded image signal (pixels R11-R33) and the decoded image signal SG3 (pixels X′11-X′33) are compared, and prediction is performed according to the error signal ERR = X′-R. The original image signal SIG4 (pixels Z11 to Z33) is corrected (variation of filter characteristics, level adjustment, etc.) to reduce the level of the error signal. A useful high resolution image signal is when the level of the error signal falls within an acceptable range. The filter process G between the decoded image signal SG3 and the predicted original image signal SIG4 is a filter process used when generating the first predicted original image signal, and is, for example, a random noise filter process.
ここで、上記フィルタ処理Fは、事前にシミュレーションなどで判明している特性を適用できる。したがって、符号化・復号化処理の種類に応じて、対応するフィルタ処理特性のパラメータを送信側から受信側で伝送することができる。 Here, the filter processing F can apply characteristics that have been found in advance by simulation or the like. Therefore, according to the type of encoding / decoding process, the corresponding filter processing characteristic parameter can be transmitted from the transmission side to the reception side.
上記の処理は、予測低解像度画像信号に対して、修正を行う実施形態を示した。しかし、復号画像信号の超解像処理を行う前に復元画像信号に対して事前処理を行っても良い。 The above processing has shown an embodiment in which the predicted low resolution image signal is corrected. However, preprocessing may be performed on the restored image signal before performing the super-resolution processing of the decoded image signal.
そのためには、例えば、復号画像信号に作用するフィルタ特性を決めるための情報が事前に受信装置に設定されていてもよい。 For this purpose, for example, information for determining a filter characteristic acting on the decoded image signal may be set in the receiving apparatus in advance.
図5は、変換特性情報反映器230にセットするための変換特性情報及び補正パラメータを事前に作成する例を示している。中継装置の容量を低減するために原画像信号SG1を処理して変換画像信号SG2を得る例として符号化処理を示している。原画像信号SG1の画素データは送信側で符号化され、中継装置を介して受信側において復号化されるが、復号化したときに誤差データが生じる。そこで、予め、この誤差データを消去或いは低減できるようなフィルタ特性を事前に調査する。
FIG. 5 shows an example in which conversion characteristic information and correction parameters to be set in the conversion
即ち、復号画像信号SIG3は、フィルタFi3を介して誤差検出器RrD1に入力される。誤差検出器RrD1には、原画像信号SIG1が入力されている。誤差検出器RrD1は、原画像信号SIG1の画素と復号画像信号SIG3の対応する画素を比較し、誤差を検出する。これにより、誤差データが検出される。誤差データに応じて、フィルタFi3のフィルタ係数が可変される。そして誤差データのレベルが許容値以下になったときのフィルタ係数が変換特性情報反映器230に補正パラメータ(フィルタ係数を補正するパラメータ)として決定される。
That is, the decoded image signal SIG3 is input to the error detector RrD1 through the filter Fi3. The original image signal SIG1 is input to the error detector RrD1. The error detector RrD1 compares the pixel of the original image signal SIG1 with the corresponding pixel of the decoded image signal SIG3, and detects an error. Thereby, error data is detected. The filter coefficient of the filter Fi3 is varied according to the error data. Then, the filter coefficient when the level of the error data is equal to or less than the allowable value is determined as a correction parameter (a parameter for correcting the filter coefficient) in the conversion
このときの符号化・復号化方式の識別情報と、対応する補正パラメータは、例えばメモリに格納され、受信装置の変換特性情報反映器230にセットされる。受信装置200は、符号化・復号化方式の識別情報を受信したとき、変換特性情報反映器230にセットされている補正パラメータを出力し、先に説明したフィルタ処理Fに対して補正パラメータに基づくフィルタ係数を設定する。
The identification information of the encoding / decoding method and the corresponding correction parameter at this time are stored in a memory, for example, and set in the conversion
上記の処理により予測原画像信号のノイズが低減され、良質の超解像処理を実現することができる。 With the above processing, noise of the predicted original image signal is reduced, and high-quality super-resolution processing can be realized.
図6は、さらに変換特性情報反映器230にセットするための変換特性情報及び補正パラメータを事前に作成する他の例を示している。
FIG. 6 shows another example in which conversion characteristic information and correction parameters to be set in the conversion
この例は、送信側で画像を縮小して送信し、受信側で縮小画像を拡大するシステムに適用するための変換特性情報及び補正パラメータの作成装置の例である。入力端子501に例えばテスト画像信号を入力する。テスト画像信号(原画像信号)は縮小器502に入力されて縮小される。縮小画像は、拡大器503で拡大されて元の画像信号(予測原画像信号)に復元される。
This example is an example of an apparatus for creating conversion characteristic information and correction parameters to be applied to a system in which an image is reduced and transmitted on the transmission side and a reduced image is enlarged on the reception side. For example, a test image signal is input to the
誤差情報検出器504は、原画像信号と予測原画像信号とを、例えば予め設定されたブロック単位で比較している。誤差情報検出器504は、ここで画像縮小・拡大の経路において発生したノイズや歪を検出する。誤差情報検出器504が検出したノイズや歪は、誤差抽出器505で抽出され、誤差低減情報生成器506に入力される。
The
誤差低減情報生成器506は、誤差が低減する方向の補正パラメータを作成して、補正回路511に与える。補正パラメータとしては、水平・垂直フィルタ係数、レベル制御情報などがある。補正回路511は、補正パラメータに応じて、拡大器503からの予測原画像信号にするフィルタ処理特性、あるいはレベル制御特性の可変を実行する。誤差低減情報生成器506は、誤差が許容範囲内に低減したら、そのときの補正パラメータを確定する。
The error
確定した補正パラメータは、補正情報テーブル生成器510に入力されて、補正情報テーブルに登録される。補正パラメータが確定したとき、画像変換特性情報も確定される。画像変換特性情報としては、たとえば、拡大・縮小率の値を示す変換方式情報、画像の静止画或いは動画を示す静画・動画情報、動画の場合は画像動き速度はF1,F2,F3のいずれであるかを示す画像動き速度情報、平均輝度レベルはA1,A2,A3のいずれであるかを示す輝度レベル情報、輝度分散の情報があり、これらの特定された画像変換特性情報も前記補正情報テーブルに登録される。
The fixed correction parameter is input to the correction
これらの登録用の情報は、画像特性判定器507、処理情報認識装置508によって作成されている。画像特性判定器507は、テスト信号としての原画像信号が静止画或いは動画であるか、動画の場合は画像動き速度はF1,F2,F3のいずれであるか、平均輝度レベルはA1,A2,A3のいずれであるかを判定している。また輝度分散・輝度ヒストグラムなどの情報も取得することができる。処理情報認識装置508は、制御ブロックからの制御情報を利用して、拡大・縮小率の値を判定している。
Such registration information is created by an image
この作成された補正情報テーブルは、予め受信装置200の変換特性情報反映器230のメモリに格納されている。変換特性情報反映器230は、送信装置100から、画像変換特性情報を受け取ったとき、画像変換特性情報に対応する補正パラメータ(誤差消去用情報と称しても良い)をテーブル上で指定することができる。そして変換特性情報反映器230は、指定された補正パラメータをメモリから読出し、補正回路228に与える。このために予測原画像信号から、変換経路の特性により固定的に生じる誤差が抑制され、高解像度画像生成器225に入力される。
The created correction information table is stored in advance in the memory of the conversion
上記のように、特にこのシステムは、原画像信号を変換処理し、変換画像を復元したときに生じる誤差を測定し、予め誤差消去用情報として直接受信装置200に送信して準備している。このために、受信装置200で誤差を抑制するための効果が顕著である。よって、予測原画像信号を原画像信号にできるだけ一致させることができ、超解像処理装置202の性能を最大限に発揮させることができる。
As described above, in particular, this system measures the error that occurs when the original image signal is converted and the converted image is restored, and is prepared in advance by transmitting it directly to the receiving
上記した例は、画像変換特性が画像の縮小・拡大に関する変換方式情報と、静画・動画情報、画像動き速度情報、輝度レベル情報、輝度分散情報などを示したが、これらの全部の情報が必要なわけではない。少なくとも変換方式情報だけでも本装置の効果は発揮される。上記の変換方式情報は、縮小・拡大に関する情報に限定されることはない。 In the above example, the image conversion characteristics show conversion method information regarding image reduction / enlargement, still image / moving image information, image motion speed information, luminance level information, luminance dispersion information, etc. It is not necessary. The effect of the present apparatus is exhibited even at least with the conversion method information alone. The above conversion method information is not limited to information relating to reduction / enlargement.
上記の説明では、縮小器502からの変換画像信号を拡大器503に直接入力した。しかし途中に中継装置400に相当する特性(減衰特性・周波数特性など)を擬似中継装置511により与えても良い。また上記の装置は、図1の送信装置100とは独立して構成されてもよいし、図1の送信装置100内部に一体に組み込まれてもよい。
In the above description, the converted image signal from the
図7は、さらに変換特性情報反映器230にセットするための変換特性情報及び補正パラメータを事前に作成するさらにまた他の例を示している。この例は、送信側で、原画像信号を符号化(圧縮)して符号化画像信号を生成し、符号化画像信号を送信する、受信側で、符号化画像信号を受信して復号し、復号化画像信号を生成し、そしてさらに復号化画像信号を高解像度化する装置の例である。図2の装置と同様な機能を持つブロックは図2のブロックと同じ符号を付している。図2のブロックと大きく異なる部分は、テスト信号(原画像信号)を符号化器502が符号化し符号化画像信号を生成し、この符号化画像信号を復号化器503が復号化し復号化画像信号を生成している点である。
FIG. 7 shows still another example in which conversion characteristic information and correction parameters to be set in the conversion
補正情報テーブル生成器510内の補正情報テーブルには、符号化・復号化方式に応じて変換及び復元誤差を低減するための補正パラメータが登録される。
In the correction information table in the correction
符号化・復号化方式は、各種の方式があり、例えばJoint Photographic Experts Group (JPEG), Moving Picture Experts Group 1/2 (MPEG 1/2), H 264/Advanced Video Coding (AVC) などの方式がある。各方式により、また送信側の変換特性により、特有の復元誤差が生じる。この復元誤差を低減することで、受信側における超解像処理の機能が十分に発揮される。 There are various encoding / decoding methods such as Joint Photographic Experts Group (JPEG), Moving Picture Experts Group 1/2 (MPEG 1/2), H 264 / Advanced Video Coding (AVC), etc. is there. A unique restoration error is caused by each method and by the conversion characteristics on the transmission side. By reducing this restoration error, the function of super-resolution processing on the receiving side is sufficiently exhibited.
上記の図では、符号化器522からの変換画像信号を復号化器523に直接入力した。しかし途中に中継装置400に相当する特性(減衰特性・周波数特性など)を擬似中継装置511により与えても良い。また上記の装置は、図1の送信装置100とは独立して構成されてもよいし、図1の送信装置100内部に一体に組み込まれてもよい。
In the above figure, the converted image signal from the
上記した実施形態において、変換特性情報は上記した例に限定されるものではなく、カラーフォーマット変換特性情報と、カラーフォーマット変換特性に伴う補正パラメータであっても良い。 In the above-described embodiment, the conversion characteristic information is not limited to the above-described example, and may be color format conversion characteristic information and a correction parameter associated with the color format conversion characteristic.
図8はさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、送信装置100において、画像特性検出装置106が設けられている。この画像特性検出装置106は、例えば、図6、図7で説明したように動画・静止画、平均輝度レベル、同期乱れ情報などを検出する。さらには、微小な画像動きを含む2エリア以上を選択して、このような画像が存在しないフレームを画像変換装置102が間引くように、該画像変換装置102を制御することができる。このような処理は、例えば、オブジェクトの抽出処理に想到し、背景のみの画像信号のフレームが間引かれることを意味する。またオブジェクトの変位の抽出や分離を意味する。例えば、人の顔などがオブジェクトの場合があり得る。この場合、微小な画像動きを含む2エリアは、人の目の画像の可能性がある。このような機能は監視装置においては重要である。
FIG. 8 shows still another embodiment. In this embodiment, an image
また同期乱れや、平均輝度レベルが異常に大きい場合は、このことが画像特性検出装置106により検出されて、当該フレームの間引きが行われるように、画像変換装置102が制御されても良い。監視システムにおいて、カメラの設置地域が、異常電波の多い地域であり、同期乱れが多い場合の監視映像は不要とされる場合がある。このような場合は、同期乱れにより、同期が乱れている期間のフレームが間引かれるようにしてもよい。また、時々、異常な光線がカメラに入射(例えば車の照明ライト)するような地域の場合、輝度レベルが異常に高くなり、監視映像は不要とされる場合がある。このような場合もフレームが間引かれるか、またはレベルが大きく抑制されるようにしてもよい。
Further, when synchronization is disturbed or the average luminance level is abnormally large, this may be detected by the image
なお変換特性情報と対応する画像信号は互いに同期するように、変換特性情報及び画像信号を送信するそれぞれのパケットストリームに含まれる例えばタイムスタンプが同期情報として利用可能である。 For example, a time stamp included in each packet stream for transmitting the conversion characteristic information and the image signal can be used as the synchronization information so that the image signal corresponding to the conversion characteristic information is synchronized with each other.
図9はさらに他の実施形態を示している。この実施形態の送信装置200は、受信装置200からアップストリームで送信される要求データに対して応答することができる。要求データは、例えば、受信装置200の統括制御ブロック211で発生してもよいし、超解像処理装置202が自動的に発生してもよい。また利用者が操作器213を操作することに応答して、統括制御ブロック211が要求データを発生しても良い。
FIG. 9 shows still another embodiment. The
要求データにより要求する内容は各種が可能である。例えば、変換画像信号や変換特性情報の送信停止、送信再開などのように、変換特性抽出機能を制御するような要求データがある。また画像変換特性の切替え、画像特徴抽出項目の切り替えや変更などを行う要求データがある。たとえば、動画を変換した変換画像信号のみが送信されることを要求したり、静止画のみを変換した変換画像信号のみが送信されることを要求したりすることができる。また、時間帯(たとえば夜間・昼間)に応じて、輝度レベルを抑制しての画像変換、輝度レベルを増強しての画像変換が実効されるようにしてもよい。 Various contents can be requested by the request data. For example, there is request data for controlling the conversion characteristic extraction function, such as transmission stop of transmission of conversion image signals and conversion characteristic information, transmission restart, and the like. There is also request data for switching image conversion characteristics and switching or changing image feature extraction items. For example, it is possible to request that only a converted image signal obtained by converting a moving image is transmitted, or to request that only a converted image signal obtained by converting only a still image is transmitted. Further, image conversion with the luminance level suppressed and image conversion with the luminance level enhanced may be performed according to the time zone (for example, nighttime or daytime).
また、画像変換装置102で得られる複数枚の画像フレームを、中継装置における通信手段また蓄積手段に含まれる多視点映像符号化によって圧縮するような指令を行う要求データでもよい。またフレーム内から画像変換を行うエリアを特定するような要求データであってもよい。
Further, it may be request data for giving a command to compress a plurality of image frames obtained by the
上記した実施形態は装置及び方法として説明したが、このような装置及び方法実現するためのICチップ、コンピュータを動作させるためのプログラム及びこのプログラムを格納した記憶媒体も本発明の範疇である。 Although the above embodiments have been described as apparatuses and methods, an IC chip for realizing such apparatuses and methods, a program for operating a computer, and a storage medium storing the programs are also within the scope of the present invention.
また、本開示では、送信側で原画像信号のデータ量を低減して伝送するための低解像度画像信号を作成しているが、伝送するための画像信号を得る技術は各種存在する。したがって、本開示では、伝送するための画像信号を変換画像信号と総称してもよい。また、受信側では、原画像信号に近似する画像信号を予測原画像信号、予測フィルタ処理画像信号などと称したが、これらの用語にとらわれることはなく、総称して復元画像信号と称してもよい。 Further, in the present disclosure, a low-resolution image signal for transmission with a reduced data amount of the original image signal is created on the transmission side, but there are various techniques for obtaining an image signal for transmission. Therefore, in the present disclosure, image signals to be transmitted may be collectively referred to as converted image signals. In addition, on the receiving side, the image signal that approximates the original image signal is referred to as a predicted original image signal, a prediction filtered image signal, and the like, but is not limited to these terms, and may be collectively referred to as a restored image signal. Good.
即ち、本開示内容は、中継装置を経て受信した変換画像信号に対して復元処理および超解像処理を施し、解像度が向上した高解像度画像信号を得る受信装置に対して、前記変換画像信号を生成して送信する装置に対して画像処理方法を実現するプログラムとして利用できる。そしてこのプログラムは、前記中継装置での容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を生成するステップと、前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成するステップと、前記変換画像信号および前記画像変換関連情報を前記通信回線または蓄積媒体へ出力するステップを有するものである。 That is, the present disclosure discloses that a converted image signal received via a relay device is subjected to restoration processing and super-resolution processing to obtain a high-resolution image signal with improved resolution. It can be used as a program for realizing an image processing method for an apparatus that generates and transmits. And this program processes the original image signal to reduce the capacity in the relay device to generate the converted image signal, and in order to improve the performance of the super-resolution processing in the receiving device, The method includes generating image conversion related information for assisting super-resolution processing, and outputting the converted image signal and the image conversion related information to the communication line or the storage medium.
また、本開示内容は、上記の画像処理方法を実現するプログラムを格納した記憶媒体に対しても適用可能である。即ち、この記憶媒体は、上記ステップをコンピュータに実効させる画像処理プログラムを格納した記憶媒体である。 The present disclosure can also be applied to a storage medium that stores a program that implements the image processing method. That is, this storage medium is a storage medium that stores an image processing program that causes a computer to execute the above steps.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100・・・送信装置、101・・・入力装置、102・・・画像変換装置、103・・・変換特性抽出装置、104・・・接続装置、200・・・受信装置、201・・・接続装置、202・・・超解像処理装置、203・・・表示装置、221・・・分離器、223・・・画像復元回路、224・・・誤差検出器、225・・・高解像度画像生成器、226・・・予測低解像度画像生成装置、227・・・出力回路、228・・・補正回路、230・・・変換特性情報反映器。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記中継装置での容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を得る画像変換装置と、
前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成する変換特性抽出装置と、
前記変換画像信号および前記画像変換関連情報を前記通信回線または蓄積媒体へ出力する接続装置を有する画像処理装置。 An apparatus that generates and transmits the converted image signal to a receiving apparatus that performs a restoration process and a super-resolution process on the converted image signal received through the relay apparatus to obtain a high-resolution image signal with improved resolution. There,
An image conversion device for processing the original image signal to obtain the converted image signal in order to reduce the capacity of the relay device;
A conversion characteristic extraction device that generates image conversion related information for assisting the super-resolution processing in order to enhance the performance of the super-resolution processing in the receiving device;
An image processing apparatus having a connection device that outputs the converted image signal and the image conversion related information to the communication line or a storage medium.
前記変換特性抽出装置は、前記画面サイズの縮小率情報を含む前記画像変換関連情報を生成する、請求項1記載の画像処理装置。 The image conversion device obtains and outputs the converted image signal by reducing the screen size of the original image signal,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the conversion characteristic extraction apparatus generates the image conversion related information including reduction ratio information of the screen size.
前記変換特性抽出装置は、前記符号化処理の方式情報を前記画像変換関連情報に付加する、請求項1記載の画像処理装置。 The image conversion device obtains and outputs the converted image signal by encoding the original image signal,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the conversion characteristic extracting apparatus adds method information of the encoding process to the image conversion related information.
前記変換特性抽出装置は、前記不可逆圧縮処理された前記変換画像信号を復号したときの復号画像信号と前記原画像信号との誤差情報を、前記画像変換関連情報に付加する、請求項1記載の画像処理装置。 The image conversion device generates the converted image signal by irreversibly compressing the original image signal,
The said conversion characteristic extraction apparatus adds the error information of the decoded image signal and the said original image signal when decoding the said conversion image signal by which the said irreversible compression process was decoded to the said image conversion relevant information. Image processing device.
前記変換特性抽出装置は、前記カラーフォーマットの変換情報を、前記画像変換関連情報に付加する、請求項1記載の画像処理装置。 The image conversion device generates the converted image signal by converting a color format of the original image signal,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the conversion characteristic extracting apparatus adds conversion information of the color format to the image conversion related information.
画像変換装置により前記中継装置での容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を生成し、
変換特性抽出装置により前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成し、
接続装置により前記変換画像信号および前記画像変換関連情報を前記通信回線または蓄積媒体へ出力する画像処理方法。 An apparatus for generating and transmitting the converted image signal to a receiving apparatus that performs restoration processing and super-resolution processing on the converted image signal received via the relay apparatus and obtains a high-resolution image signal with improved resolution. An image processing method comprising:
In order to reduce the capacity of the relay device by the image conversion device, the original image signal is processed to generate the converted image signal,
In order to enhance the performance of the super-resolution processing in the receiving device by the conversion characteristic extraction device, generate image conversion related information for assisting the super-resolution processing,
An image processing method for outputting the converted image signal and the image conversion related information to the communication line or the storage medium by a connection device.
前記中継装置での容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を生成するステップと、
前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成するステップと、
前記変換画像信号および前記画像変換関連情報を前記通信回線または蓄積媒体へ出力するステップを有した画像処理プログラム。 To a device that generates and transmits the converted image signal to a receiving device that performs restoration processing and super-resolution processing on the converted image signal received via the relay device and obtains a high-resolution image signal with improved resolution A program for realizing an image processing method for
Processing the original image signal to reduce the capacity at the relay device to generate the converted image signal;
Generating image conversion related information for assisting the super-resolution processing in order to enhance the performance of the super-resolution processing in the receiving device;
An image processing program comprising a step of outputting the converted image signal and the image conversion related information to the communication line or a storage medium.
前記中継装置での容量を低減するために原画像信号を処理して前記変換画像信号を生成するステップと、前記受信装置での超解像処理の性能を高めるために、前記超解像処理を補助するための画像変換関連情報を生成するステップと、前記変換画像信号および前記画像変換関連情報を前記通信回線または蓄積媒体へ出力するステップを実効させる画像処理プログラム、を格納した記憶媒体。 To a device that generates and transmits the converted image signal to a receiving device that performs restoration processing and super-resolution processing on the converted image signal received via the relay device and obtains a high-resolution image signal with improved resolution A storage medium storing a program for realizing an image processing method;
Processing the original image signal to reduce the capacity at the relay device to generate the converted image signal, and performing the super-resolution processing to improve the performance of the super-resolution processing at the receiving device. A storage medium storing an image processing program for executing a step of generating image conversion related information for assisting and a step of outputting the converted image signal and the image conversion related information to the communication line or a storage medium.
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