JP2015114812A - Tv映像向け超解像処理方法および同方法によるtv映像向け超解像処理装置、第1〜第14超解像処理プログラム、並びに第1〜第4記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (37)
- TV映像を構成する1フレームの光学的劣化を低減して劣化前のフレームを復元した超解像TV映像信号を出力する事によってTV映像を復元するTV映像向け第1超解像処理方法であって、
(S1)1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布をTV映像から準備する第1劣化画像準備工程と、
(S2)前記劣化画像の輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布と成す工程と、
(S3)PSFの輝度分布を特定する第1PSF特定工程と、
(S4)特定された前記PSFの輝度分布をPSF初期値の推定輝度分布と成す工程と、
(S5)最大反復演算回数を設定する工程と、
(S6)反復演算回数を計数するカウンターをリセットする工程と、
(S7)前記復元画像初期値の推定輝度分布を複写しこれを補正復元画像初期値の推定輝度分布と成し、更に、前記PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み演算する際に前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の周辺部に発生する演算困難領域を、前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記演算困難領域を計算し、前記演算困難領域の画素をコピーし、このコピーした画素を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の境界の外側に前記境界に対してミラー対称に成る様に配置する様にペーストし、前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と、
(S8)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を劣化画像の輝度分布と成す工程と、
(S9)前記PSF初期値の推定輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第1の関数を得る工程と、
(S10)前記第1の関数を反転して第2の関数を得る工程と、
(S11)前記第2の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第3の関数を得る工程と、
(S12)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の反転関数を求めこれを第4の関数と成す工程と、
(S13)前記第4の関数を前記第3の関数に畳込み第5の関数を得る工程と、
(S14)前記第5の関数を前記PSF初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元PSFの推定輝度分布を得る工程と、
(S15)前記復元PSFの推定輝度分布を前記PSF初期値の推定輝度分布と入れ替える工程と、
(S16)前記カウンターに1を加算する工程と、
(S17)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えたという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(S9)の工程へ戻るが、もしも検証結果が真であれば前記復元PSFの推定輝度分布を最尤復元PSFの輝度分布として出力する工程と、
(S18)前記(S1)〜(S8)の工程から構成されるPSF復元演算準備工程と、
(S19)前記(S9)〜(S17)の工程から構成される第1PSF復元演算工程と、
(S20)前記PSF復元演算準備工程及び前記第1PSF復元演算工程を備え、前記PSF復元演算準備工程及び前記第1PSF復元演算工程において、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元PSFの輝度分布を出力する第1PSF復元工程と、
(S21)前記カウンターをリセットし更に(S23)へジャンプする工程と、
(S22)前記最尤復元PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第2復元画像初期値補正工程と、
(S23)前記最尤復元PSFの輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第6の関数を得る工程と、
(S24)前記第6の関数を反転して第7の関数を得る工程と、
(S25)前記第7の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第8の関数を得る工程と、
(S26)前記最尤復元PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第9の関数と成す工程と、
(S27)前記第9の関数を前記第8の関数に畳込み第10の関数を得る工程と、
(S28)前記第10の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る工程と、
(S29)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布と入れ替える工程と、
(S30)前記カウンターに1を加算する工程と、
(S31)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えたという仮説を検証し、もしも検証結果が偽で有れば(S22)の工程へ戻るが、もしも検証結果が真であれば前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する工程と、
(S32)前記(S21)の工程から構成される第1画像復元演算準備工程と、
(S33)前記(S22)〜(S31)の工程から構成される第1画像復元演算工程と、
(S34)前記第1画像復元演算準備工程及び前記第1画像復元演算工程を備え、前記第1画像復元演算準備工程及び前記第1画像復元演算工程において、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第1画像復元工程と、
(S35)前記最尤復元画像の輝度分布をTV映像化して1フレーム分の超解像TV映像信号を出力する第1TV映像化工程と
を備える事に特徴があるTV映像向け第1超解像処理方法。 - 前記第1PSF復元演算工程の第2の態様は、
(S40)前記PSF初期値の推定輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第11の関数を得る工程と、
(S41)前記第11の関数を反転して第12の関数を得る工程と、
(S42)前記第12の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第13の関数を得る工程と、
(S43)前記復元画像初期値の推定輝度分布の反転関数を求めこれを第14の関数と成す工程と、
(S44)前記第14の関数を前記第13の関数に畳込み第15の関数を得る工程と、
(S45)前記第15の関数を前記PSF初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元PSFの推定輝度分布を得る工程と、
(S46)前記復元PSFの推定輝度分布を前記PSF初期値の推定輝度分布及び復元PSFの推定輝度分布の最終値として出力する工程と、
(S47)前記(S40)〜(S46)の工程を備え、Sの添え数字の小さい順に順番通りに処理する事により1回分の反復演算を行う単分PSF復元工程と、
(S48)前記最大反復演算回数分の前記単分PSF復元工程S47を直列に接続する事により構成される第2PSF復元演算工程と
を備え、
前記第2PSF復元演算工程において、直列に接続された単分PSF復元工程の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の単分PSF復元工程から出力される復元PSFの推定輝度分布の最終値を最尤復元PSFの輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項1に記載のTV映像向け第1超解像処理方法。 - 前記第1画像復元演算工程の第2の態様は、
(S50)前記最尤復元PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第3復元画像初期値補正工程と、
(S51)前記最尤復元PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第16の関数を得る工程と、
(S52)前記第16の関数を反転して第17の関数を得る工程と、
(S53)前記第17の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第18の関数を得る工程と、
(S54)前記最尤復元PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第19の関数と成す工程と、
(S55)前記第19の関数を前記第18の関数に畳込み第20の関数を得る工程と、
(S56)前記第20の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る工程と、
(S57)前記復元画像の推定輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布及び復元画像の推定輝度分布の最終値として出力する工程と、
(S58)前記(S50)〜(S57)の工程を備え、Sの添え数字の小さい順に順番通りに処理する事により1回分の反復演算を行う第1単分画像復元工程と、
(S59)前記最大反復演算回数分の前記第1単分画像復元工程を直列に接続する事により構成される第2画像復元演算工程と
を備え、
前記第2画像復元演算工程において、直列に接続された前記第1単分画像復元工程の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の第1単分画像復元工程から出力される復元画像の推定輝度分布の最終値を最尤復元画像の輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項1に記載のTV映像向け第1超解像処理方法。 - TV映像を構成する1フレームの光学的劣化を低減して劣化前のフレームを復元した超解像TV映像信号を出力する事によってTV映像を復元するTV映像向け第2超解像処理方法であって、
(S60)前記TV映像を見ながら前記TV映像の劣化状況に適したPSFの輝度分布を特定する第2PSF特定工程と、
(S61)1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布をTV映像から準備する第2劣化画像準備工程と、
(S62)前記劣化画像の輝度分布を複写しこれを前記復元画像初期値の推定輝度分布と成し、更に前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第4復元画像初期値補正工程と、
(S63)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を劣化画像の輝度分布と成す工程と、
(S64)最大反復演算回数を設定する工程と、
(S65)反復演算回数を計数するカウンターを0にリセットする工程と、
(S66)前記特定されたPSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第21の関数を得る工程と、
(S67)前記第21の関数を反転して第22の関数を得る工程と、
(S68)前記第22の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第23の関数を得る工程と、
(S69)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第24の関数と成す工程と、
(S70)前記第24の関数を前記第23の関数に畳込み第25の関数を得る工程と、
(S71)前記第25の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る工程と、
(S72)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布と入れ替える工程と、
(S73)前記カウンターに1を加算する工程と、
(S74)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数以上であるという仮説を検証し、もしも検証結果が偽の場合には(S75)の工程へジャンプするが、もしも検証結果が真の場合に(S77)の工程へジャンプする工程と、
(S75)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第5復元画像初期値補正工程と、
(S76)S66へジャンプする工程と、
(S77)前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する工程と、
(S78)前記(S60)〜(S65)の工程から構成される第2画像復元演算準備工程と、
(S79)前記(S66)〜(S77)の工程から構成される第3画像復元演算工程と、
(S80)前記第2画像復元演算準備工程及び第3画像復元演算工程を備え、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第2画像復元工程と、
(S81)前記最尤化された最尤復元画像の輝度分布をTV映像化して1フレーム分の超解像TV映像信号を出力する第2TV映像化工程と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第2超解像処理方法。 - 前記第3画像復元演算工程の第2の態様は、
(S85)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第6復元画像初期値補正工程と、
(S86)前記PSFの輝度分布に前記復元画像初期値の推定輝度分布を畳込み第26の関数を得る工程と、
(S87)前記第26の関数を反転して第27の関数を得る工程と、
(S88)前記第27の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第28の関数を得る工程と、
(S89)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第29の関数と成す工程と、
(S90)前記第29の関数を前記第28の関数に畳込み第30の関数を得る工程と、
(S91)前記第30の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る工程と、
(S92)前記復元画像の推定輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布及び復元画像の推定輝度分布の最終値として出力する工程と、
(S93)前記(S85)〜(S92)の工程を備え、Sの添え数字の小さい順に処理する事により1回分の反復演算を行う第2単分画像復元工程と、
(S94)前記最大反復演算回数分の前記第2単分画像復元工程を直列に接続する事により構成される第4画像復元演算工程と
を備え、
前記第4画像復元演算工程において、直列に接続された前記第2単分画像復元工程の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の第2単分画像復元工程から出力される復元画像の推定輝度分布の最終値を最尤復元画像の輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項4に記載のTV映像向け第2超解像処理方法。 - 前記第3画像復元演算工程の第3の態様は、
(S100)反復演算回数を計数する前記カウンターをリセットする工程と、
(S101)前記カウンターの値が0以外であるという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(S102)へジャンプし、もしも検証結果が真であれば(S103)へジャンプする工程と、
(S102)前記劣化画像の輝度分布を劣化画像の輝度分布保存用バッファー及び復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーに転送する工程と、
(S103)前記復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーから復元画像初期値の推定輝度分布を読込む工程と、
(S104)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正工程と同じ処理手順から成る第7復元画像初期値補正工程と、
(S105)前記PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第31の関数を得る工程と、
(S106)前記第31の関数を反転して第32の関数を得る工程と、
(S107)前記第32の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第33の関数を得る工程と、
(S108)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第34の関数と成す工程と、
(S109)前記第34の関数を前記第33の関数に畳込み第35の関数を得る工程と、
(S110)前記第35の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る工程と、
(S111)前記カウンターに1を加算する工程と、
(S112)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(S113)へジャンプし、もしも検証結果が真であれば(S115)へジャンプする工程と、
(S113)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーへ転送する工程と、
(S114)(S103)へジャンプする工程と、
(S115)前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する工程と、
(S116)前記(S100)〜(S115)の工程を備え、Sの添え数字の小さい順に順番通りに実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第5画像復元演算工程と
を備える事に特徴が有る請求項4に記載のTV映像向け第2超解像処理方法。 - 請求項1に記載された第1PSF特定工程及び請求項4に記載された第2PSF特定工程は、
(S120)モニタに映し出されるTV映像の光学的な劣化度合いに応じた劣化示数を設定する工程と、
(S121)前記劣化示数に紐づけられたPSFの輝度分布をPSFの輝度分布データベースから抽出して出力する工程と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理方法及びTV映像向け第2超解像処理方法。 - 請求項1に記載された第1劣化画像準備工程及び請求項4に記載された第2劣化画像準備工程は、
(S130)1フレーム分のTV映像信号からフレームを構成するRGB信号を取り出すRGB信号抽出工程と、
(S131)前記1フレーム分のTV映像信号の内、RGB信号を取り出した残りのTV映像信号を1フレーム分遅延して出力する遅延工程と、
(S132)前記RGB信号をYUV変換してYUV信号と成すYUV変換工程と、
(S133)前記YUV信号の内、輝度成分であるY信号のみから成る劣化画像の輝度分布を抽出してY劣化画像の輝度分布と成し、残りのU信号のみから成るU劣化画像の分布及びV信号のみから成るV劣化画像の分布を保持するY劣化画像抽出工程と、
(S134)前記Y劣化画像の輝度分布のデガンマ処理を行い1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布と成し出力するデガンマ処理工程と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理方法及びTV映像向け第2超解像処理方法。 - 請求項1に記載された第1TV映像化工程及び請求項4に記載された第2TV映像化工程は、
(S140)前記最尤復元画像の輝度分布のガンマ処理を行うガンマ処理工程と、
(S141)前記Y劣化画像抽出工程で保持した前記U劣化画像の分布及び前記V劣化画像の分布とY成分から成るガンマ処理後の最尤復元画像の輝度分布から1枚のYUV復元画像の分布を合成する復元画像合成工程と、
(S142)前記YUV復元画像の分布のRGB変換を行いRGB復元画像の分布と成すRGB変換工程と、
(S143)前記RGB復元画像の分布を読み取りRGB信号を出力するRGB信号変換工程と、
(S144)前記RGB信号を前記遅延工程が出力する前記RGB信号を取り出した残りのTV映像信号と合成して1フレーム分の超解像TV映像信号と成し出力するTV映像信号合成工程と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理方法及びTV映像向け第2超解像処理方法。 - 請求項1〜5に記載されたPSFの輝度分布は、縁の無い正方形状の同一サイズの画素から成るものであって、中心が最も明るい2次元正規分布であり、そのサイズが5x5画素である事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理方法及びTV映像向け第2超解像処理方法。
- 請求項1に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を構成する前記第1PSF復元工程及び前記第1画像復元工程内の全ての工程を実行させるための第1超解像処理プログラム。
- 請求項1〜2に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を構成する前記PSF復元演算準備工程、前記第2PSF復元演算工程及び前記第1画像復元工程内の全ての工程を実行させるための第2超解像処理プログラム。
- 請求項1、3に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を構成する前記第1PSF復元工程、前記第1画像復元演算準備工程及び前記第2画像復元演算工程内の全ての工程を実行させるための第3超解像処理プログラム。
- 請求項1〜3に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を構成する前記PSF復元演算準備工程、前記第2PSF復元演算工程、前記第1画像復元演算準備工程及び前記第2画像復元演算工程内の全ての工程を実行させるための第4超解像処理プログラム。
- 請求項4に記載されたTV映像向け第2超解像処理方法を構成する前記第2画像復元工程内の全ての工程を実行させるための第5超解像処理プログラム。
- 請求項4〜5に記載されたTV映像向け第2超解像処理方法を構成する前記第2画像復元演算準備工程及び前記第4画像復元演算工程内の全ての工程を実行させるための第6超解像処理プログラム。
- 請求項4、6に記載されたTV映像向け第2超解像処理方法を構成する前記第2画像復元演算準備工程及び前記第5画像復元演算工程内の全ての工程を実行させるための第7超解像処理プログラム。
- 請求項1、7〜10に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を用いて、TV映像を構成する1フレームの光学的劣化を低減して劣化前のフレームを復元した超解像TV映像信号を出力する事によってTV映像を復元するTV映像向け第1超解像処理装置であって、
(W1)1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布をTV映像から準備する第1劣化画像準備手段と、
(W2)前記劣化画像の輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布と成す手段と、
(W3)PSFの輝度分布を特定する第1PSF特定手段と、
(W4)特定された前記PSFの輝度分布をPSF初期値の推定輝度分布と成す手段と、
(W5)最大反復演算回数を設定する手段と、
(W6)反復演算回数を計数するカウンターをリセットする手段と、
(W7)前記復元画像初期値の推定輝度分布を複写しこれを補正復元画像初期値の推定輝度分布と成し、更に、前記PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み演算する際に前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の周辺部に発生する演算困難領域を、前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記演算困難領域を計算し、前記演算困難領域の画素をコピーし、このコピーした画素を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の境界の外側に前記境界に対してミラー対称に成る様に配置する様にペーストし、前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と、
(W8)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を劣化画像の輝度分布と成す手段と、
(W9)前記PSF初期値の推定輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第36の関数を得る手段と、
(W10)前記第36の関数を反転して第37の関数を得る手段と、
(W11)前記第37の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第38の関数を得る手段と、
(W12)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布の反転関数を求めこれを第39の関数と成す手段と、
(W13)前記第39の関数を前記第38の関数に畳込み第40の関数を得る手段と、
(W14)前記第40の関数を前記PSF初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元PSFの推定輝度分布を得る手段と、
(W15)前記復元PSFの推定輝度分布を前記PSF初期値の推定輝度分布と入れ替える手段と、
(W16)前記カウンターに1を加算する手段と、
(W17)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えたという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(W9)の手段へ戻るが、もしも検証結果が真であれば前記復元PSFの推定輝度分布を最尤復元PSFの輝度分布として出力する手段と、
(W18)前記(W1)〜(S8)の手段から構成されるPSF復元演算準備手段と、
(W19)前記(W9)〜(W17)の手段から構成される第1PSF復元演算手段と
を備え、
(W20)前記PSF復元演算準備手段及び前記第1PSF復元演算手段において、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元PSFの輝度分布を出力する第1PSF復元手段と、
(W21)前記カウンターをリセット更に(S23)へジャンプする手段と、
(W22)前記最尤復元PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ処理手順から成る第2復元画像初期値補正手段と、
(W23)前記最尤復元PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第41の関数を得る手段と、
(W24)前記第41の関数を反転して第42の関数を得る手段と、
(W25)前記第42の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第43の関数を得る手段と、
(W26)前記最尤復元PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第44の関数と成す手段と、
(W27)前記第44の関数を前記第43の関数に畳込み第45の関数を得る手段と、
(W28)前記第45の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る手段と、
(W29)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布と入れ替える手段と、
(W30)前記カウンターに1を加算する手段と、
(W31)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えたという仮説を検証し、もしも検証結果が偽で有れば(W22)の手段へ戻るが、もしも検証結果が真であれば前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する手段と、
(W32)前記(W21)の手段から構成される第1画像復元演算準備手段と、
(W33)前記(W22)〜(W31)の手段から構成される第1画像復元演算手段と
を備え、
(W34)前記第1画像復元演算準備手段及び第1画像復元演算手段において、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第1画像復元手段と、
(W35)前記最尤復元画像の輝度分布をTV映像化して1フレーム分の超解像TV映像信号を出力する第1TV映像化手段と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理装置。 - 前記第1PSF復元手段の第2の態様は、
(W40)前記PSF初期値の推定輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第46の関数を得る手段と、
(W41)前記第46の関数を反転して第47の関数を得る手段と、
(W42)前記第47の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第48の関数を得る手段と、
(W43)前記復元画像初期値の推定輝度分布の反転関数を求めこれを第49の関数と成す手段と、
(W44)前記第49の関数を前記第48の関数に畳込み第50の関数を得る手段と、
(W45)前記第50の関数を前記PSF初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元PSFの推定輝度分布を得る手段と、
(W46)前記復元PSFの推定輝度分布を前記PSF初期値の推定輝度分布及び復元PSFの推定輝度分布の最終値として出力する手段と、
(W47)前記(W40)〜(W46)の手段を備え、Sの添え数字の小さい順に順番通りに処理する事により1回分の反復演算を行う単分PSF復元手段と、
(W48)前記最大反復演算回数分の前記単分PSF復元手段を直列に接続する事により構成される第2PSF復元演算手段と
を備え、
前記第2PSF復元演算手段において、直列に接続された単分PSF復元手段の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の単分PSF復元手段から出力される復元PSFの推定輝度分布の最終値を最尤復元PSFの輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項18に記載のTV映像向け第1超解像処理装置。 - 前記第1画像復元手段の第2の態様は、
(W50)前記最尤復元PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ構成から成る第3復元画像初期値補正手段と、
(W51)前記最尤復元PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第51の関数を得る手段と、
(W52)前記第51の関数を反転して第52の関数を得る手段と、
(W53)前記第52の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第53の関数を得る手段と、
(W54)前記最尤復元PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第54の関数と成す手段と、
(W55)前記第54の関数を前記第53の関数に畳込み第55の関数を得る手段と、
(W56)前記第55の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る手段と、
(W57)前記復元画像の推定輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布及び復元画像の推定輝度分布の最終値として出力する手段と、
(W58)前記(W50)〜(W57)の手段を備え、Sの添え数字の小さい順に順番通りに処理する事により1回分の反復演算を行う第1単分画像復元手段と、
(W59)前記最大反復演算回数分の前記第1単分画像復元手段を直列に接続する事により構成される第2画像復元演算手段と
を備え、
前記第2画像復元演算手段において、直列に接続された前記第1単分画像復元手段の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の第1単分画像復元手段から出力される復元画像の推定輝度分布の最終値を最尤復元画像の輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項18に記載のTV映像向け第1超解像処理装置。 - 請求項4、7〜10に記載されたTV映像向け第2超解像処理方法を用いて、TV映像を構成する1フレームの光学的劣化を低減して劣化前のフレームを復元した超解像TV映像信号を出力する事によってTV映像を復元するTV映像向け第2超解像処理装置であって、
(W60)前記TV映像を見ながら前記TV映像の劣化状況に適したPSFの輝度分布を特定する第2PSF特定手段と、
(W61)1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布をTV映像から準備する第2劣化画像準備手段と、
(W62)前記劣化画像の輝度分布を複写しこれを前記復元画像初期値の推定輝度分布と成し、更に前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ処理手順から成る第4復元画像初期値補正手段と、
(W63)前記補正復元画像初期値の推定輝度分布を劣化画像の輝度分布と成す手段と、
(W64)最大反復演算回数を設定する手段と、
(W65)反復演算回数を計数するカウンターを0にリセットする手段と、
(W66)前記特定されたPSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第56の関数を得る手段と、
(W67)前記第56の関数を反転して第57の関数を得る手段と、
(W68)前記第57の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第58の関数を得る手段と、
(W69)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第59の関数と成す手段と、
(W70)前記第59の関数を前記第23の関数に畳込み第60の関数を得る手段と、
(W71)前記第60の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る手段と、
(W72)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布と入れ替える手段と、
(W73)前記カウンターに1を加算する手段と、
(W74)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数以上であるという仮説を検証し、もしも検証結果が偽の場合には(W75)の手段へジャンプするが、もしも検証結果が真の場合に(W77)の手段へジャンプする手段と、
(W75)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ処理手順から成る第5復元画像初期値補正手段と、
(W76)W66へジャンプする手段と、
(W77)前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する手段と、
(W78)前記(W60)〜(W65)の手段から構成される第2画像復元演算準備手段と、
(W79)前記(W66)〜(W77)の手段から構成される第3画像復元演算手段と、
(W80)前記第2画像復元演算準備手段及び第3画像復元演算手段を備え、Sの添え数字の小さい順に実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第2画像復元手段と、
(W81)前記最尤化された最尤復元画像の輝度分布をTV映像化して1フレーム分の超解像TV映像信号を出力する第2TV映像化手段と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第2超解像処理装置。 - 前記第3画像復元手段の第2の態様は、
(W85)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ処理手順から成る第6復元画像初期値補正手段と、
(W86)前記PSFの輝度分布に前記復元画像初期値の推定輝度分布を畳込み第61の関数を得る手段と、
(W87)前記第61の関数を反転して第62の関数を得る手段と、
(W88)前記第62の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第63の関数を得る手段と、
(W89)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第64の関数と成す手段と、
(W90)前記第64の関数を前記第63の関数に畳込み第65の関数を得る手段と、
(W91)前記第65の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る手段と、
(W92)前記復元画像の推定輝度分布を復元画像初期値の推定輝度分布及び復元画像の推定輝度分布の最終値として出力する手段と、
(W93)前記(W85)〜(W92)の手段を備え、Sの添え数字の小さい順に処理する事により1回分の反復演算を行う第2単分画像復元手段と、
(W94)前記最大反復演算回数分の前記第2単分画像復元手段を直列に接続する事により構成される第4画像復元演算手段と
を備え、
前記第4画像復元演算手段において、直列に接続された前記第2単分画像復元手段の数に相当する回数の反復演算を行い、最終段目の第2単分画像復元手段から出力される復元画像の推定輝度分布の最終値を最尤復元画像の輝度分布として出力する事に特徴が有る請求項21に記載のTV映像向け第2超解像処理装置。 - 前記第3画像復元手段の第3の態様は、
(W100)反復演算回数を計数する前記カウンターをリセットする手段と、
(W101)前記カウンターの値が0以外であるという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(W102)へジャンプし、もしも検証結果が真であれば(W103)へジャンプする手段と、
(W102)前記劣化画像の輝度分布を劣化画像の輝度分布保存用バッファー及び復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーに転送する手段と、
(W103)前記復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーから復元画像初期値の推定輝度分布を読込む手段と、
(W104)前記PSFの輝度分布の画像サイズを基にして前記復元画像初期値の推定輝度分布を補正し補正復元画像初期値の推定輝度分布を得る第1復元画像初期値補正手段と同じ処理手順から成る第7復元画像初期値補正手段と、
(W105)前記PSFの輝度分布を前記補正復元画像初期値の推定輝度分布に畳込み第31の関数を得る手段と、
(W106)前記第31の関数を反転して第32の関数を得る手段と、
(W107)前記第32の関数に前記劣化画像の輝度分布を掛け合わせて第33の関数を得る手段と、
(W108)前記PSFの輝度分布の反転関数を求めこれを第34の関数と成す手段と、
(W109)前記第34の関数を前記第33の関数に畳込み第35の関数を得る手段と、
(W110)前記第35の関数を前記復元画像初期値の推定輝度分布に掛け合わせて復元画像の推定輝度分布を得る手段と、
(W111)前記カウンターに1を加算する手段と、
(W112)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしも検証結果が偽であれば(W113)へジャンプし、もしも検証結果が真であれば(W115)へジャンプする手段と、
(W113)前記復元画像の推定輝度分布を前記復元画像初期値の推定輝度分布用バッファーへ転送する手段と、
(W114)(W103)へジャンプする手段と、
(W115)前記復元画像の推定輝度分布を最尤復元画像の輝度分布として出力する手段と、
(W116)前記(W100)〜(W115)の手段を備え、Wの添え数字の小さい順に順番通りに実行する事により前記最大反復演算回数の反復演算を終え、最尤復元画像の輝度分布を出力する第5画像復元演算手段と
を備える事に特徴が有る請求項21に記載のTV映像向け第2超解像処理装置。 - 請求項18に記載された第1PSF特定手段及び請求項21に記載された第2PSF特定手段は、
(W120)モニタに映し出されるTV映像の光学的な劣化度合いに応じた劣化示数を設定する手段と、
(W121)前記劣化示数に紐づけられたPSFの輝度分布をPSFデータベースから抽出する手段と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理装置及びTV映像向け第2超解像処理装置。 - 請求項18に記載された第1劣化画像準備手段及び請求項21に記載された第2劣化画像準備手段は、
(W130)1フレーム分のTV映像信号からフレームを構成するRGB信号を取り出すRGB信号抽出手段と、
(W131)前記1フレーム分のTV映像信号の内、RGB信号を取り出した残りのTV映像信号を1フレーム分遅延して出力する遅延手段と、
(W132)前記RGB信号をYUV変換してYUV信号と成すYUV変換手段と、
(W133)前記YUV信号の内、輝度成分であるY信号のみから成る劣化画像の輝度分布を抽出してY劣化画像の輝度分布と成し、残りのU信号のみから成るU劣化画像の分布及びV信号のみから成るV劣化画像の分布を保持するY劣化画像抽出手段と、
(W134)前記Y劣化画像の輝度分布のデガンマ処理を行い1フレーム分の輝度分布から成る劣化画像の輝度分布と成し出力するデガンマ処理手段と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理装置及びTV映像向け第2超解像処理装置。 - 請求項18に記載された第1TV映像化手段及び請求項21に記載された第2TV映像化手段は、
(W140)前記最尤復元画像の輝度分布のガンマ処理を行うガンマ処理手段と、
(W141)前記Y劣化画像抽出手段で保持した前記U劣化画像の分布及び前記V劣化画像の分布とY成分から成るガンマ処理後の最尤復元画像の輝度分布から1枚のYUV復元画像の分布を合成する復元画像合成手段と、
(W142)前記YUV復元画像の分布のRGB変換を行いRGB復元画像の分布と成すRGB変換手段と、
(W143)前記RGB復元画像の分布を読み取りRGB信号を出力するRGB信号変換手段と、
(W144)前記RGB信号を前記遅延手段が出力する前記RGB信号を取り出した残りのTV映像信号と合成して1フレーム分の超解像TV映像信号と成し出力するTV映像信号合成手段と
を備える事に特徴が有るTV映像向け第1超解像処理装置及びTV映像向け第2超解像処理装置。 - 請求項18に記載されたTV映像向け第1超解像処理装置を構成する前記第1PSF復元手段及び前記第1画像復元手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第1超解像処理装置プログラム。
- 請求項18〜19に記載されたTV映像向け第1超解像処理装置を構成する前記PSF復元演算準備手段、前記第2PSF復元演算手段及び前記第1画像復元手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第2超解像処理装置プログラム。
- 請求項18、20に記載されたTV映像向け第1超解像処理装置を構成する前記第1PSF復元手段、前記第1画像復元演算準備手段及び前記第2画像復元演算手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第3超解像処理装置プログラム。
- 請求項18〜20に記載されたTV映像向け第1超解像処理装置を構成する前記PSF復元演算準備手段、前記第2PSF復元演算手段、前記第1画像復元演算準備手段及び前記第2画像復元演算手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第4超解像処理装置プログラム。
- 請求項21に記載されたTV映像向け第2超解像処理装置を構成する前記第2画像復元手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第5超解像処理装置プログラム。
- 請求項21〜22に記載されたTV映像向け第2超解像処理装置を構成する前記第2画像復元演算準備手段及び前記第4画像復元演算手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第6超解像処理装置プログラム。
- 請求項21、22に記載されたTV映像向け第2超解像処理装置を構成する前記第2画像復元演算準備手段及び前記第5画像復元演算手段内の全ての手段を構成し且つこれ等全ての手段を実行させるための第7超解像処理装置プログラム。
- 請求項11〜14に記載されたTV映像向け第1超解像処理方法を実行するための前記第1超解像処理プログラム、前記第2超解像処理プログラム、前記第3超解像処理プログラム及び前記第4超解像処理プログラムをそれぞれ個別に暗号化して個別に記憶し一方読み出し時には個別に読み出し且つ復号後に提供し、コンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込み可能な第1記憶媒体。
- 請求項15〜17に記載されたTV映像向け第2超解像処理方法を実行するための前記第5超解像処理プログラム、前記第6超解像処理プログラム及び前記第7超解像処理プログラムをそれぞれ個別に暗号化して個別に記憶し一方読み出し時には個別に読み出し且つ復号後に提供し、コンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込み可能な第2記憶媒体。
- 請求項27〜30に記載されたTV映像向け第1超解像処理装置内の全ての手段を構成し且つこれ等の全ての手段を実行するための前記第1超解像処理装置プログラム、前記第2超解像処理装置プログラム、前記第3超解像処理装置プログラム及び前記第4超解像処理装置プログラムをそれぞれ個別に暗号化して個別に記憶し一方読み出し時には個別に読み出し且つ復号後に提供し、コンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込み可能な第3記憶媒体。
- 請求項31〜33に記載されたTV映像向け第2超解像処理装置内の全ての手段を構成し且つこれ等の全ての手段を実行するための前記第5超解像処理装置プログラム、前記第6超解像処理装置プログラム及び前記第7超解像処理装置プログラムをそれぞれ個別に暗号化して個別に記憶し一方読み出し時には個別に読み出し且つ復号後に提供し、コンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込み可能な第4記憶媒体。
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