JP3470380B2 - ディジタル画像信号の処理装置および方法 - Google Patents
ディジタル画像信号の処理装置および方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、サブサンプリング信
号を受け取って、間引き画素を補間するのに適用される
ディジタル画像信号の処理装置および方法に関する。
号を受け取って、間引き画素を補間するのに適用される
ディジタル画像信号の処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル画像信号を記録したり、伝送
する際の帯域圧縮あるいは情報量削減のための一つの方
法として、画素をサブサンプリングによって間引くこと
によって、伝送データ量を減少させるものがある。その
一例は、ＭＵＳＥ方式における多重サブナイキストサン
プリングエンコーディング方式である。このシステムで
は、受信側で間引かれ、非伝送の画素を補間する必要が
ある。
する際の帯域圧縮あるいは情報量削減のための一つの方
法として、画素をサブサンプリングによって間引くこと
によって、伝送データ量を減少させるものがある。その
一例は、ＭＵＳＥ方式における多重サブナイキストサン
プリングエンコーディング方式である。このシステムで
は、受信側で間引かれ、非伝送の画素を補間する必要が
ある。
【０００３】サブサンプリングの一例としてオフセット
サブサンプリングが知られている。図９は、オフセット
サブサンプリング回路の一例であって、６１で示す入力
端子にディジタルビデオ信号が供給され、プリフィルタ
６２を介してサブサンプリング回路６３に供給される。
サブサンプリング回路６３には、入力端子６４から所定
の周波数のサンプリングパルスが供給される。
サブサンプリングが知られている。図９は、オフセット
サブサンプリング回路の一例であって、６１で示す入力
端子にディジタルビデオ信号が供給され、プリフィルタ
６２を介してサブサンプリング回路６３に供給される。
サブサンプリング回路６３には、入力端子６４から所定
の周波数のサンプリングパルスが供給される。
【０００４】サブサンプリング回路６３でなされる２次
元のオフセットサブサンプリングの一例を図１０に示
す。水平方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）とのサン
プリング間隔（Ｔｘ，Ｔｙ）を原信号における画素間隔
（Ｈｘ，Ｈｙ）の２倍に設定し、１画素おきに間引く
（間引き画素を×で示す）とともに、垂直方向に隣合う
伝送画素（○で示す）をサンプリング間隔の半分（Ｔｘ
／２）だけオフセットするものである。このようなオフ
セットサブサンプリングを行うことによる伝送帯域は、
斜め方向の空間周波数に対して水平あるいは垂直方向の
空間周波数成分を広帯域化することができる。
元のオフセットサブサンプリングの一例を図１０に示
す。水平方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）とのサン
プリング間隔（Ｔｘ，Ｔｙ）を原信号における画素間隔
（Ｈｘ，Ｈｙ）の２倍に設定し、１画素おきに間引く
（間引き画素を×で示す）とともに、垂直方向に隣合う
伝送画素（○で示す）をサンプリング間隔の半分（Ｔｘ
／２）だけオフセットするものである。このようなオフ
セットサブサンプリングを行うことによる伝送帯域は、
斜め方向の空間周波数に対して水平あるいは垂直方向の
空間周波数成分を広帯域化することができる。
【０００５】サブサンプリング回路６３の出力信号がポ
ストフィルタ６５を介して出力端子６６に取り出され
る。プリフィルタ６２は、サンプリングされる画像信号
の帯域を制限し、ポストフィルタは、不要な、あるいは
悪影響を及ぼす信号成分を取り除く。サブサンプリング
によって伝送されるデータ量を減少でき、比較的低い速
度の伝送路を介してディジタルビデオ信号を伝送でき
る。また、受信されたオフセットサブサンプリングされ
た画像信号をモニタに表示したり、プリントアウトする
場合には、間引き画素が隣接画素を使用して補間され
る。
ストフィルタ６５を介して出力端子６６に取り出され
る。プリフィルタ６２は、サンプリングされる画像信号
の帯域を制限し、ポストフィルタは、不要な、あるいは
悪影響を及ぼす信号成分を取り除く。サブサンプリング
によって伝送されるデータ量を減少でき、比較的低い速
度の伝送路を介してディジタルビデオ信号を伝送でき
る。また、受信されたオフセットサブサンプリングされ
た画像信号をモニタに表示したり、プリントアウトする
場合には、間引き画素が隣接画素を使用して補間され
る。
【０００６】ところで、上述のようなオフセットサブサ
ンプリングは、サンプリングの前のプリフィルタが正し
くフィルタリング処理を行っている場合には、非常に有
効な方法であるが、例えばハードウエア上の制約によっ
てプリフィルタを充分にかけられない場合や、伝送帯域
の広帯域化をはかるためにプリフィルタを充分にかけな
い場合等では、折返し歪の発生による画質劣化という問
題が生じる。
ンプリングは、サンプリングの前のプリフィルタが正し
くフィルタリング処理を行っている場合には、非常に有
効な方法であるが、例えばハードウエア上の制約によっ
てプリフィルタを充分にかけられない場合や、伝送帯域
の広帯域化をはかるためにプリフィルタを充分にかけな
い場合等では、折返し歪の発生による画質劣化という問
題が生じる。
【０００７】上述の折返し歪の発生を軽減するために、
適応補間方法が提案されている。これは、サブサンプリ
ング時に最適な補間方法の判定を予め行っておき、その
判定結果を補助情報として伝送あるいは記録する方法で
ある。例えば、水平方向の１／２平均値補間と垂直方向
の１／２平均値補間の何れの方が真値により近いかをサ
ブサンプリング時に検出しておき、１画素当り１ビット
の補助情報として伝送し、補間時には、この補助情報に
従って補間処理を行うものである。
適応補間方法が提案されている。これは、サブサンプリ
ング時に最適な補間方法の判定を予め行っておき、その
判定結果を補助情報として伝送あるいは記録する方法で
ある。例えば、水平方向の１／２平均値補間と垂直方向
の１／２平均値補間の何れの方が真値により近いかをサ
ブサンプリング時に検出しておき、１画素当り１ビット
の補助情報として伝送し、補間時には、この補助情報に
従って補間処理を行うものである。
【０００８】上述の補助情報を使用する適応型補間方法
においては、伝送画素に加えて補助情報を伝送する必要
があり、データ量の圧縮率が低下する問題を生じる。ま
た、伝送、あるいは記録再生の過程において、補助情報
にエラーが生じた場合には、誤った補間がなされるため
に、再生画像の劣化が生じやすい欠点があった。
においては、伝送画素に加えて補助情報を伝送する必要
があり、データ量の圧縮率が低下する問題を生じる。ま
た、伝送、あるいは記録再生の過程において、補助情報
にエラーが生じた場合には、誤った補間がなされるため
に、再生画像の劣化が生じやすい欠点があった。
【０００９】この問題を解決する一つの方法として、本
願出願人の提案による特開昭６３−４８０８８号公報に
は、注目画素の値をその周辺の画素と係数の線形１次結
合で表し、誤差の二乗和が最小となるように、注目画素
の実際の値を使用して最小二乗法によりこの係数の値を
決定するものが提案されている。ここでは、線形１次結
合の係数を予め学習によって決定し、決定係数がメモリ
に格納されている。さらに、注目画素を補間する時に、
周辺の参照画素の平均値を計算し、平均値と各画素の値
との大小関係に応じて、各画素を１ビットで表現し、
（参照画素数×１ビット）のパターンに応じたクラス分
けを行い、注目画素を含む画像の局所的特徴を反映した
補間値を形成している。この方法は、補助情報を必要と
せずに、間引き画素を良好に補間することができる。
願出願人の提案による特開昭６３−４８０８８号公報に
は、注目画素の値をその周辺の画素と係数の線形１次結
合で表し、誤差の二乗和が最小となるように、注目画素
の実際の値を使用して最小二乗法によりこの係数の値を
決定するものが提案されている。ここでは、線形１次結
合の係数を予め学習によって決定し、決定係数がメモリ
に格納されている。さらに、注目画素を補間する時に、
周辺の参照画素の平均値を計算し、平均値と各画素の値
との大小関係に応じて、各画素を１ビットで表現し、
（参照画素数×１ビット）のパターンに応じたクラス分
けを行い、注目画素を含む画像の局所的特徴を反映した
補間値を形成している。この方法は、補助情報を必要と
せずに、間引き画素を良好に補間することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一方、伝送画素につい
て考えると、プリフィルタ３２およびポストフィルタ３
５を介して伝送されるために、高域成分が失われ、その
結果、信号波形がなまる問題が生じる。つまり、サブサ
ンプリングのために必要とされるフィルタリングの処理
は、伝送画素についても悪影響を与えている。
て考えると、プリフィルタ３２およびポストフィルタ３
５を介して伝送されるために、高域成分が失われ、その
結果、信号波形がなまる問題が生じる。つまり、サブサ
ンプリングのために必要とされるフィルタリングの処理
は、伝送画素についても悪影響を与えている。
【００１１】従って、この発明の目的は、サブサンプリ
ング信号を復号する時に、伝送画素についてフィルタ等
により失われた帯域を補償することが可能なディジタル
画像信号の処理装置および方法を提供することにある。
ング信号を復号する時に、伝送画素についてフィルタ等
により失われた帯域を補償することが可能なディジタル
画像信号の処理装置および方法を提供することにある。
【００１２】この発明の他の目的は、間引き画素の補間
または伝送画素の補正のためのクラス分類を比較的少な
いクラス数でもって、高精度に行うことができるディジ
タル画像信号の処理装置および方法を提供することにあ
る。
または伝送画素の補正のためのクラス分類を比較的少な
いクラス数でもって、高精度に行うことができるディジ
タル画像信号の処理装置および方法を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プリ
フィルタを介されたディジタル画像信号をサンプリング
し、サンプリングによって画素数が減少された信号を受
け取り、サンプリングにより間引かれた画素を補間する
ようにしたディジタル画像信号の処理装置において、受
け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画素
の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列す
る伝送画素間の差分を生成し、差分に基づいて、注目伝
送画素のクラスを決定するためのクラス分類手段と、入
力ディジタル画像信号中に含まれ、注目伝送画素の空間
的および／または時間的に近傍の複数の伝送画素の値と
係数の線形１次結合によって、注目伝送画素の値を作成
した時に、作成された値と注目伝送画素の真値との誤差
を最小とするような、係数をクラス毎に発生するための
係数発生手段と、係数と注目伝送画素の空間的および／
または時間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次
結合によって、補正された注目伝送画素の値を生成する
ための演算手段とからなることを特徴とするディジタル
画像信号の処理装置である。また請求項７の発明に記載
の発明は、プリフィルタを介されたディジタル画像信号
をサンプリングし、サンプリングによって画素数が減少
された信号を受け取り、サンプリングにより間引かれた
画素を補間するようにしたディジタル画像信号の処理方
法において、受け取ったディジタル画像信号中に存在す
る注目伝送画素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一
の方向に整列する伝送画素間の差分を生成し、差分に基
づいて、注目伝送画素のクラスを決定し、入力ディジタ
ル画像信号中に含まれ、注目伝送画素の空間的および／
または時間的に近傍の複数の伝送画素の値と係数の線形
１次結合によって、注目伝送画素の値を作成した時に作
成された値と注目伝送画素の真値との誤差を最小とする
ような、係数をクラス毎に発生し、係数と注目伝送画素
の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝送画素
の値との線形１次結合によって、補正された注目伝送画
素の値を生成するようにしたことを特徴とするディジタ
ル画像信号の処理方法である。
フィルタを介されたディジタル画像信号をサンプリング
し、サンプリングによって画素数が減少された信号を受
け取り、サンプリングにより間引かれた画素を補間する
ようにしたディジタル画像信号の処理装置において、受
け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画素
の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列す
る伝送画素間の差分を生成し、差分に基づいて、注目伝
送画素のクラスを決定するためのクラス分類手段と、入
力ディジタル画像信号中に含まれ、注目伝送画素の空間
的および／または時間的に近傍の複数の伝送画素の値と
係数の線形１次結合によって、注目伝送画素の値を作成
した時に、作成された値と注目伝送画素の真値との誤差
を最小とするような、係数をクラス毎に発生するための
係数発生手段と、係数と注目伝送画素の空間的および／
または時間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次
結合によって、補正された注目伝送画素の値を生成する
ための演算手段とからなることを特徴とするディジタル
画像信号の処理装置である。また請求項７の発明に記載
の発明は、プリフィルタを介されたディジタル画像信号
をサンプリングし、サンプリングによって画素数が減少
された信号を受け取り、サンプリングにより間引かれた
画素を補間するようにしたディジタル画像信号の処理方
法において、受け取ったディジタル画像信号中に存在す
る注目伝送画素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一
の方向に整列する伝送画素間の差分を生成し、差分に基
づいて、注目伝送画素のクラスを決定し、入力ディジタ
ル画像信号中に含まれ、注目伝送画素の空間的および／
または時間的に近傍の複数の伝送画素の値と係数の線形
１次結合によって、注目伝送画素の値を作成した時に作
成された値と注目伝送画素の真値との誤差を最小とする
ような、係数をクラス毎に発生し、係数と注目伝送画素
の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝送画素
の値との線形１次結合によって、補正された注目伝送画
素の値を生成するようにしたことを特徴とするディジタ
ル画像信号の処理方法である。
【００１４】
【作用】伝送画素について、予め学習により獲得された
係数と周辺の伝送画素の値との線形１次結合によって補
正値、すなわち、予測された伝送画素の値を形成するこ
とができる。この係数は、伝送画素を含む部分的な小領
域の特徴と対応するクラス毎に決定される。この場合、
その周囲の複数の伝送画素に関して、同一方向に整列す
る伝送画素間の差分が生成され、この差分の中の最小値
が検出される。複数の方向における差分の最小値が検出
され、最小値を生じさせるものを指示する方向データが
形成される。複数の方向データによって、クラスを指示
するクラスコードが構成される。このクラスコードで指
示されるクラスに対応する係数が使用される。この補正
値は、フィルタリング処理で失われた解像度を補償する
ことができる。また、予め学習によって伝送画素値の平
均値、あるいは正規化された値を求めておき、この平均
値を補正値とすることもできる。
係数と周辺の伝送画素の値との線形１次結合によって補
正値、すなわち、予測された伝送画素の値を形成するこ
とができる。この係数は、伝送画素を含む部分的な小領
域の特徴と対応するクラス毎に決定される。この場合、
その周囲の複数の伝送画素に関して、同一方向に整列す
る伝送画素間の差分が生成され、この差分の中の最小値
が検出される。複数の方向における差分の最小値が検出
され、最小値を生じさせるものを指示する方向データが
形成される。複数の方向データによって、クラスを指示
するクラスコードが構成される。このクラスコードで指
示されるクラスに対応する係数が使用される。この補正
値は、フィルタリング処理で失われた解像度を補償する
ことができる。また、予め学習によって伝送画素値の平
均値、あるいは正規化された値を求めておき、この平均
値を補正値とすることもできる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明をサブサンプリング信号補間
装置に対して適用した一実施例について説明する。図１
において、１は、オフセットサブサンプリングされたデ
ィジタルビデオ信号の入力端子である。具体的には、放
送などによる伝送、ＶＴＲ等からの再生信号が入力端子
１に供給される。伝送画素の値は、８ビットのコードで
表されている。２は、テレビジョンラスター順序で到来
する入力信号をブロックの順序に変換するための時系列
変換回路である。
装置に対して適用した一実施例について説明する。図１
において、１は、オフセットサブサンプリングされたデ
ィジタルビデオ信号の入力端子である。具体的には、放
送などによる伝送、ＶＴＲ等からの再生信号が入力端子
１に供給される。伝送画素の値は、８ビットのコードで
表されている。２は、テレビジョンラスター順序で到来
する入力信号をブロックの順序に変換するための時系列
変換回路である。
【００１６】時系列変換回路２の出力信号がクラス分類
回路３および４に供給される。クラス分類回路３は、補
間の対象の注目間引き画素のクラスを決定するもので、
そのクラスを指示するクラスコードがメモリ５に対して
アドレスとして供給される。クラス分類回路４は、補正
の対象の注目伝送画素のクラスを決定するもので、その
クラスを指示するクラスコードがメモリ６に対してアド
レスとして供給される。メモリ５から読出された予測係
数が補間値生成回路７に供給され、メモリ６から読出さ
れた予測係数が補正値生成回路８に供給される。
回路３および４に供給される。クラス分類回路３は、補
間の対象の注目間引き画素のクラスを決定するもので、
そのクラスを指示するクラスコードがメモリ５に対して
アドレスとして供給される。クラス分類回路４は、補正
の対象の注目伝送画素のクラスを決定するもので、その
クラスを指示するクラスコードがメモリ６に対してアド
レスとして供給される。メモリ５から読出された予測係
数が補間値生成回路７に供給され、メモリ６から読出さ
れた予測係数が補正値生成回路８に供給される。
【００１７】メモリ５および６には、後述のように、予
め学習により獲得された予測係数が格納されている。こ
の係数は、間引き画素の補間値と伝送画素の補正値をそ
れぞれ予測するために必要とされる。補間値および補正
値は、何れも予測値であるが、間引き画素に対する予測
値を補間値と称し、伝送画素に対する予測値を補正値と
称している。補間値生成回路７および補正値生成回路８
に対しては、注目画素の周囲の複数の画素の値が時系列
変換回路２から供給される。そして、補間値生成回路７
は、注目間引き画素の予測値をメモリ５からの係数と周
囲の伝送画素の値との線形１次結合によって生成する。
同様に、補正値生成回路８は、注目伝送画素の補正値を
メモリ６からの係数と周囲の伝送画素の値との線形１次
結合によって生成する
め学習により獲得された予測係数が格納されている。こ
の係数は、間引き画素の補間値と伝送画素の補正値をそ
れぞれ予測するために必要とされる。補間値および補正
値は、何れも予測値であるが、間引き画素に対する予測
値を補間値と称し、伝送画素に対する予測値を補正値と
称している。補間値生成回路７および補正値生成回路８
に対しては、注目画素の周囲の複数の画素の値が時系列
変換回路２から供給される。そして、補間値生成回路７
は、注目間引き画素の予測値をメモリ５からの係数と周
囲の伝送画素の値との線形１次結合によって生成する。
同様に、補正値生成回路８は、注目伝送画素の補正値を
メモリ６からの係数と周囲の伝送画素の値との線形１次
結合によって生成する
【００１８】生成された補正値および補間値とが合成回
路９に供給され、出力端子１０に間引き画素が補間さ
れ、また、フィルタ処理で失われた周波数成分を補償さ
れたディジタルビデオ信号が出力される。図示しない
が、出力端子１０に対して時系列変換回路が接続され、
ブロックの順序からラスター走査の順序へ変換されたデ
ィジタルビデオ信号が形成される。
路９に供給され、出力端子１０に間引き画素が補間さ
れ、また、フィルタ処理で失われた周波数成分を補償さ
れたディジタルビデオ信号が出力される。図示しない
が、出力端子１０に対して時系列変換回路が接続され、
ブロックの順序からラスター走査の順序へ変換されたデ
ィジタルビデオ信号が形成される。
【００１９】クラス分類回路３は、注目間引き画素の近
傍の伝送画素の値を使用して、この注目間引き画素のク
ラスを決定する。図２Ａに示すように、注目間引き画素
の上下左右の伝送画素（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のレベル分布
のパターンをクラスとして決定する。一例として、この
参照される４画素の平均値Ａｖを求め、平均値Ａｖに対
する大小関係によって、周囲の画素を８ビットから１ビ
ットへ圧縮する。すなわち、図３に一例を示すように、
平均値Ａｖより大きい値の場合は、`1' を割り当て、平
均値Ａｖより小さい値の場合は、`0' を割り当てる。図
３の例では、（１０１０）のクラスコードがクラス分類
回路３から発生する。
傍の伝送画素の値を使用して、この注目間引き画素のク
ラスを決定する。図２Ａに示すように、注目間引き画素
の上下左右の伝送画素（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のレベル分布
のパターンをクラスとして決定する。一例として、この
参照される４画素の平均値Ａｖを求め、平均値Ａｖに対
する大小関係によって、周囲の画素を８ビットから１ビ
ットへ圧縮する。すなわち、図３に一例を示すように、
平均値Ａｖより大きい値の場合は、`1' を割り当て、平
均値Ａｖより小さい値の場合は、`0' を割り当てる。図
３の例では、（１０１０）のクラスコードがクラス分類
回路３から発生する。
【００２０】クラス分類回路４は、注目伝送画素のクラ
スを決定する。図２Ｂに示すように、注目伝送画素（そ
の値をｙとする）とその上下左右の伝送画素ａ、ｂ、
ｃ、ｄとその斜め上あるいは斜め下の伝送画素ｅ、ｆ、
ｇ、ｈを使用してクラス分けを行う。クラス分けは、周
辺の伝送画素の値ａ〜ｈおよび注目伝送画素の値ｙに関
して、同一方向に整列する画素の値の差分の絶対値に基
づいてクラス分けを行う。このクラス分けについて図４
を参照して説明する。
スを決定する。図２Ｂに示すように、注目伝送画素（そ
の値をｙとする）とその上下左右の伝送画素ａ、ｂ、
ｃ、ｄとその斜め上あるいは斜め下の伝送画素ｅ、ｆ、
ｇ、ｈを使用してクラス分けを行う。クラス分けは、周
辺の伝送画素の値ａ〜ｈおよび注目伝送画素の値ｙに関
して、同一方向に整列する画素の値の差分の絶対値に基
づいてクラス分けを行う。このクラス分けについて図４
を参照して説明する。
【００２１】図４Ａは、垂直方向に整列する画素間の値
の差分を演算する場合を示す。すなわち、以下に示す４
個の差分の絶対値が求められる。ここで、０〜３の値
は、各差分を区別するための２ビットの方向データの値
を表している。 ０：｜ｈ−ｇ｜ １：｜ａ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｃ｜ ３：｜ｅ−ｆ｜
の差分を演算する場合を示す。すなわち、以下に示す４
個の差分の絶対値が求められる。ここで、０〜３の値
は、各差分を区別するための２ビットの方向データの値
を表している。 ０：｜ｈ−ｇ｜ １：｜ａ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｃ｜ ３：｜ｅ−ｆ｜
【００２２】この４個の差分の絶対値の中の最小値が検
出され、最小値をとるものを指示する、垂直方向に関す
る２ビットの方向データが決定される。例えば｜ａ−ｙ
｜の値が最小値の場合には、１（すなわち、０１）の方
向データが決定される。図４Ｂは、右上がりの斜め方向
に整列する画素間の値の差分を演算する場合を示す。す
なわち、 ０：｜ｈ−ｄ｜ １：｜ｅ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｇ｜ ３：｜ｂ−ｆ｜ の差分の絶対値が演算される。そして、その中の最小値
が検出され、最小値のものを指示する、斜め方向に関す
る２ビットの方向データが決定される。
出され、最小値をとるものを指示する、垂直方向に関す
る２ビットの方向データが決定される。例えば｜ａ−ｙ
｜の値が最小値の場合には、１（すなわち、０１）の方
向データが決定される。図４Ｂは、右上がりの斜め方向
に整列する画素間の値の差分を演算する場合を示す。す
なわち、 ０：｜ｈ−ｄ｜ １：｜ｅ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｇ｜ ３：｜ｂ−ｆ｜ の差分の絶対値が演算される。そして、その中の最小値
が検出され、最小値のものを指示する、斜め方向に関す
る２ビットの方向データが決定される。
【００２３】図４Ｃは、左上がりの斜め方向に整列する
画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜ｄ−ｇ｜ １：｜ｈ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｆ｜ ３：｜ｅ−ｂ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜ｄ−ｇ｜ １：｜ｈ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｆ｜ ３：｜ｅ−ｂ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
【００２４】さらに、図４Ｄは、水平方向に整列する画
素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜ｈ−ｅ｜ １：｜ｄ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｂ｜ ３：｜ｇ−ｆ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、水平方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜ｈ−ｅ｜ １：｜ｄ−ｙ｜ ２：｜ｙ−ｂ｜ ３：｜ｇ−ｆ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、水平方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
【００２５】以上の４個の方向に関する合計８ビットの
方向データが注目伝送画素のクラスを指示するクラスコ
ードと決定される。ここで、差分の絶対値の中の最小値
の他に、減算の式を固定しておき、得られる差分の極性
を指示する１ビットを付加しても良い。例えば（ａ−
ｙ）の式で得られる差分の絶対値が最小の場合に、差分
の極性を１ビットで表し、方向データの２ビットと合わ
せて３ビットのコード信号を形成しても良い。この場合
には、クラスを指示するクラスコードは、１２ビットで
ある。
方向データが注目伝送画素のクラスを指示するクラスコ
ードと決定される。ここで、差分の絶対値の中の最小値
の他に、減算の式を固定しておき、得られる差分の極性
を指示する１ビットを付加しても良い。例えば（ａ−
ｙ）の式で得られる差分の絶対値が最小の場合に、差分
の極性を１ビットで表し、方向データの２ビットと合わ
せて３ビットのコード信号を形成しても良い。この場合
には、クラスを指示するクラスコードは、１２ビットで
ある。
【００２６】クラス情報として、方向データに加えて、
注目伝送画素の値ｙを再量子化あるいはＡＤＲＣ（ダイ
ナミックレンジに適応した符号化）によって、８ビット
からより少ないビット数へ変換した値を使用しても良
い。例えば注目伝送画素の値を３ビットへ量子化した場
合では、８ビット＋３ビット＝１１ビットがクラスコー
ドとなる。
注目伝送画素の値ｙを再量子化あるいはＡＤＲＣ（ダイ
ナミックレンジに適応した符号化）によって、８ビット
からより少ないビット数へ変換した値を使用しても良
い。例えば注目伝送画素の値を３ビットへ量子化した場
合では、８ビット＋３ビット＝１１ビットがクラスコー
ドとなる。
【００２７】このように、注目伝送画素を中心とする小
領域内で、同一方向の中で差分値が最小のものを検出す
ることによって、方向データを形成し、さらに、複数の
方向に関する方向データからなるクラス分けを行うこと
によって、少ないビット数、言い換えると少ないクラス
数でもって注目伝送画素のクラスを決定することができ
る。方向データにさらに、注目伝送画素の値の量子化値
を加えてクラス情報とすることができるので、より高い
精度のクラス分けが可能となる。若し、周辺の伝送画素
の８ビットデータをそのまま使用すると、クラス数が膨
大となり、メモリの容量、メモリの制御回路等のハード
ウエアの規模が大きくなりすぎる。周辺の伝送画素ａ〜
ｈをそれぞれ２ビットへ圧縮したとしても、合計のビッ
ト数が１６ビットとなり、やはり、クラス数が多過ぎ
る。この発明は、かかる問題点を解消できる。
領域内で、同一方向の中で差分値が最小のものを検出す
ることによって、方向データを形成し、さらに、複数の
方向に関する方向データからなるクラス分けを行うこと
によって、少ないビット数、言い換えると少ないクラス
数でもって注目伝送画素のクラスを決定することができ
る。方向データにさらに、注目伝送画素の値の量子化値
を加えてクラス情報とすることができるので、より高い
精度のクラス分けが可能となる。若し、周辺の伝送画素
の８ビットデータをそのまま使用すると、クラス数が膨
大となり、メモリの容量、メモリの制御回路等のハード
ウエアの規模が大きくなりすぎる。周辺の伝送画素ａ〜
ｈをそれぞれ２ビットへ圧縮したとしても、合計のビッ
ト数が１６ビットとなり、やはり、クラス数が多過ぎ
る。この発明は、かかる問題点を解消できる。
【００２８】補間値生成回路７は、メモリ５からの予測
係数と周辺画素の値との線形１次結合によって、補間値
を生成する。図２Ａに示すように、クラス分類のために
４個の画素が使用されているが、予測のためには、より
多くの画素の値（圧縮されない）が使用される。これと
同様に、補正値生成回路８は、メモリ６からの予測係数
の周囲の伝送画素の値の線形１次結合によって、補正値
を生成する。この予測のためには、自分自身の値ｙを使
用しない。また、予測のための画素数は、ａ〜ｈの８画
素またはこれより多い数の周囲の伝送画素が使用され
る。
係数と周辺画素の値との線形１次結合によって、補間値
を生成する。図２Ａに示すように、クラス分類のために
４個の画素が使用されているが、予測のためには、より
多くの画素の値（圧縮されない）が使用される。これと
同様に、補正値生成回路８は、メモリ６からの予測係数
の周囲の伝送画素の値の線形１次結合によって、補正値
を生成する。この予測のためには、自分自身の値ｙを使
用しない。また、予測のための画素数は、ａ〜ｈの８画
素またはこれより多い数の周囲の伝送画素が使用され
る。
【００２９】複数の周辺画素の値と予測係数とを使用し
て線形１次結合によって、注目伝送画素の補正値が生成
される。補間値生成回路７も、注目間引き画素の補間値
を上述と同様に、メモリ５から読出された予測係数と周
囲の伝送画素の値との線形１次結合によって生成する。
メモリ５および６に格納されている予測係数は、予め学
習により獲得されたものである。
て線形１次結合によって、注目伝送画素の補正値が生成
される。補間値生成回路７も、注目間引き画素の補間値
を上述と同様に、メモリ５から読出された予測係数と周
囲の伝送画素の値との線形１次結合によって生成する。
メモリ５および６に格納されている予測係数は、予め学
習により獲得されたものである。
【００３０】図５は、予測係数を決定するための学習時
の構成を示す。学習は、図１の入力端子１に供給される
ディジタルビデオ信号を原ディジタルビデオ信号から形
成する処理と同様の処理を行なう。学習によって、注目
伝送画素および注目間引き画素の真値に対する予測値が
有する誤差の二乗和を最小とするような係数が最小二乗
法により決定される。
の構成を示す。学習は、図１の入力端子１に供給される
ディジタルビデオ信号を原ディジタルビデオ信号から形
成する処理と同様の処理を行なう。学習によって、注目
伝送画素および注目間引き画素の真値に対する予測値が
有する誤差の二乗和を最小とするような係数が最小二乗
法により決定される。
【００３１】図５において、１１で示す入力端子に原デ
ィジタルビデオ信号が供給される。入力端子１１に対し
て、プリフィルタ１２、サブサンプリング回路１３およ
びポストフィルタ１５が接続される。サブサンプリング
回路１３には、入力端子１４からオフセットサブサンプ
リングを行うための所定の周波数のサンプリングパルス
が供給される。従って、ポストフィルタ１５の出力に
は、オフセットサブサンプリングされたディジタルビデ
オ信号が得られる。
ィジタルビデオ信号が供給される。入力端子１１に対し
て、プリフィルタ１２、サブサンプリング回路１３およ
びポストフィルタ１５が接続される。サブサンプリング
回路１３には、入力端子１４からオフセットサブサンプ
リングを行うための所定の周波数のサンプリングパルス
が供給される。従って、ポストフィルタ１５の出力に
は、オフセットサブサンプリングされたディジタルビデ
オ信号が得られる。
【００３２】ポストフィルタ１５に対して時系列変換回
路１６が接続され、ラスター走査の順序からブロックの
順序へ変換されたビデオデータがクラス分類回路１７お
よび１８に供給される。クラス分類回路１７は、上述の
クラス分類回路３と同様に、注目間引き画素の周辺の伝
送画素を使用して注目間引き画素のクラスを決定する。
クラス分類回路１８は、上述のクラス分類回路４と同様
に、注目伝送画素自身の値とその周辺の伝送画素を使用
して注目伝送画素のクラスを決定する。クラス分類回路
１７および１８からのクラスコードが係数決定回路１９
および２０にそれぞれ供給される。
路１６が接続され、ラスター走査の順序からブロックの
順序へ変換されたビデオデータがクラス分類回路１７お
よび１８に供給される。クラス分類回路１７は、上述の
クラス分類回路３と同様に、注目間引き画素の周辺の伝
送画素を使用して注目間引き画素のクラスを決定する。
クラス分類回路１８は、上述のクラス分類回路４と同様
に、注目伝送画素自身の値とその周辺の伝送画素を使用
して注目伝送画素のクラスを決定する。クラス分類回路
１７および１８からのクラスコードが係数決定回路１９
および２０にそれぞれ供給される。
【００３３】係数決定回路１９および２０は、線形１次
結合で生成される予測値ｙ´とその真値ｙとの誤差の二
乗和を最小とするような予測係数を決定する。入力端子
１１に供給される原データが時系列変換回路２３に供給
され、この回路２３から係数決定回路１９および２０に
対して注目間引き画素の真値および注目伝送画素の真値
が供給される。また、係数決定回路１９および２０に
は、予測のために使用される伝送画素が時系列変換回路
１６から供給される。
結合で生成される予測値ｙ´とその真値ｙとの誤差の二
乗和を最小とするような予測係数を決定する。入力端子
１１に供給される原データが時系列変換回路２３に供給
され、この回路２３から係数決定回路１９および２０に
対して注目間引き画素の真値および注目伝送画素の真値
が供給される。また、係数決定回路１９および２０に
は、予測のために使用される伝送画素が時系列変換回路
１６から供給される。
【００３４】各係数決定回路は、最小二乗法によって最
良の予測係数を決定する。決定された予測係数がメモリ
２１および２２にそれぞれ格納される。格納アドレス
は、クラス分類回路１９および２０からのクラスコード
で指示される。一例として、伝送画素の補正値に関する
係数決定の処理をソフトウェア処理で行う動作につい
て、図６を参照して説明する。なお、間引き画素の補間
値に関する係数決定も、図６と同様の処理でなされる。
良の予測係数を決定する。決定された予測係数がメモリ
２１および２２にそれぞれ格納される。格納アドレス
は、クラス分類回路１９および２０からのクラスコード
で指示される。一例として、伝送画素の補正値に関する
係数決定の処理をソフトウェア処理で行う動作につい
て、図６を参照して説明する。なお、間引き画素の補間
値に関する係数決定も、図６と同様の処理でなされる。
【００３５】まず、ステップ４１から処理の制御が開始
され、ステップ４２の学習データ形成では、既知の画像
に対応した学習データが形成される。ステップ４３のデ
ータ終了では、入力された全データ例えば１フレームの
データの処理が終了していれば、ステップ４６の予測係
数決定へ、終了していなければ、ステップ４４のクラス
決定へ制御が移る。
され、ステップ４２の学習データ形成では、既知の画像
に対応した学習データが形成される。ステップ４３のデ
ータ終了では、入力された全データ例えば１フレームの
データの処理が終了していれば、ステップ４６の予測係
数決定へ、終了していなければ、ステップ４４のクラス
決定へ制御が移る。
【００３６】ステップ４４のクラス決定は、上述のよう
に、注目伝送画素の値とその周辺画素の値のレベル分布
のパターンと対応してクラスを決定するステップであ
る。次のステップ４５の正規方程式生成では、後述する
正規方程式が作成される。
に、注目伝送画素の値とその周辺画素の値のレベル分布
のパターンと対応してクラスを決定するステップであ
る。次のステップ４５の正規方程式生成では、後述する
正規方程式が作成される。
【００３７】ステップ４３のデータ終了から全データの
処理が終了後、制御がステップ４６に移り、ステップ４
６の予測係数決定では、後述する式（８）を行列解法を
用いて解いて、係数を決める。ステップ４７の予測係数
ストアで、予測係数をメモリ２２にストアし、ステップ
４８で学習処理の制御が終了する。
処理が終了後、制御がステップ４６に移り、ステップ４
６の予測係数決定では、後述する式（８）を行列解法を
用いて解いて、係数を決める。ステップ４７の予測係数
ストアで、予測係数をメモリ２２にストアし、ステップ
４８で学習処理の制御が終了する。
【００３８】図６中のステップ４５（正規方程式生成）
およびステップ４６（予測係数決定）の処理をより詳細
に説明する。学習時には、注目伝送画素の真値ｙが既知
である。注目伝送画素の補正値をｙ´、その周囲の画素
の値をｘ1 〜ｘn としたとき、クラス毎に係数ｗ1 〜ｗ
n によるｎタップの線形１次結合 ｙ´＝ｗ1 ｘ1 ＋ｗ2 ｘ2 ＋‥‥＋ｗn ｘn （１） を設定する。学習前はｗi が未定係数である。
およびステップ４６（予測係数決定）の処理をより詳細
に説明する。学習時には、注目伝送画素の真値ｙが既知
である。注目伝送画素の補正値をｙ´、その周囲の画素
の値をｘ1 〜ｘn としたとき、クラス毎に係数ｗ1 〜ｗ
n によるｎタップの線形１次結合 ｙ´＝ｗ1 ｘ1 ＋ｗ2 ｘ2 ＋‥‥＋ｗn ｘn （１） を設定する。学習前はｗi が未定係数である。
【００３９】上述のように、学習はクラス毎になされ、
データ数がｍの場合、式（１）に従って、 ｙj ´＝ｗ1 ｘj1＋ｗ2 ｘj2＋‥‥＋ｗn ｘjn （２） （但し、ｊ＝１，２，‥‥ｍ）
データ数がｍの場合、式（１）に従って、 ｙj ´＝ｗ1 ｘj1＋ｗ2 ｘj2＋‥‥＋ｗn ｘjn （２） （但し、ｊ＝１，２，‥‥ｍ）
【００４０】ｍ＞ｎの場合、ｗ1 〜ｗn は一意には決ま
らないので、誤差ベクトルＥの要素を ｅj ＝ｙj −（ｗ1 ｘj1＋ｗ2 ｘj2＋‥‥＋ｗn ｘjn） （３） （但し、ｊ＝１，２，‥‥ｍ）と定義して、次の式
（４）を最小にする係数を求める。
らないので、誤差ベクトルＥの要素を ｅj ＝ｙj −（ｗ1 ｘj1＋ｗ2 ｘj2＋‥‥＋ｗn ｘjn） （３） （但し、ｊ＝１，２，‥‥ｍ）と定義して、次の式
（４）を最小にする係数を求める。
【００４１】
【数１】
【００４２】いわゆる最小自乗法による解法である。こ
こで式（４）のｗi による偏微分係数を求める。
こで式（４）のｗi による偏微分係数を求める。
【００４３】
【数２】
【００４４】式（５）を０にするように各ｗi を決めれ
ばよいから、
ばよいから、
【００４５】
【数３】
【００４６】として、行列を用いると
【００４７】
【数４】
【００４８】となる。この方程式は一般に正規方程式と
呼ばれている。この方程式を掃き出し法等の一般的な行
列解法を用いて、ｗi について解けば、予測係数ｗi が
求まり、クラスコードをアドレスとして、この予測係数
ｗi をメモリに格納しておく。
呼ばれている。この方程式を掃き出し法等の一般的な行
列解法を用いて、ｗi について解けば、予測係数ｗi が
求まり、クラスコードをアドレスとして、この予測係数
ｗi をメモリに格納しておく。
【００４９】図６は、学習のためのソフトウェア構成を
示しているが、ハードウエアの構成またはソフトウェア
およびハードウエアを併用した構成によって、学習を行
うこともできる。また、補間値および補正値を形成する
のに、予測係数による線形１次結合に限らず、これらの
データの値そのものを学習によって予め作成し、この値
を補間値および補正値としても良い。
示しているが、ハードウエアの構成またはソフトウェア
およびハードウエアを併用した構成によって、学習を行
うこともできる。また、補間値および補正値を形成する
のに、予測係数による線形１次結合に限らず、これらの
データの値そのものを学習によって予め作成し、この値
を補間値および補正値としても良い。
【００５０】図７は、データの値そのものを予め作成す
るための学習を説明するためのフローチャートである。
制御の開始のステップ５１、学習データ形成のステップ
５２、データ終了のステップ５３およびクラス決定のス
テップ５４は、上述の予測係数を決定するための学習に
おけるステップ４１、４２、４３および４４と同様の処
理を行うステップである。
るための学習を説明するためのフローチャートである。
制御の開始のステップ５１、学習データ形成のステップ
５２、データ終了のステップ５３およびクラス決定のス
テップ５４は、上述の予測係数を決定するための学習に
おけるステップ４１、４２、４３および４４と同様の処
理を行うステップである。
【００５１】代表値決定のステップ５５は、クラス毎に
真値の平均値を求め、この平均値を代表値として決定す
るステップである。すなわち、学習の過程で得られた真
値の累積値を累積度数で割算することによって、代表値
が得られる。この場合、データの値そのものを累算する
と、累積したデータ量が多くなるので、ブロック内の基
準値とブロックのダイナミックレンジＤＲで正規化した
値を代表値として求めても良い。
真値の平均値を求め、この平均値を代表値として決定す
るステップである。すなわち、学習の過程で得られた真
値の累積値を累積度数で割算することによって、代表値
が得られる。この場合、データの値そのものを累算する
と、累積したデータ量が多くなるので、ブロック内の基
準値とブロックのダイナミックレンジＤＲで正規化した
値を代表値として求めても良い。
【００５２】すなわち、ブロックの基準値をＢ（例えば
ブロック内の画素の最小値）とし、ダイナミックレンジ
をＤＲで表すと、正規化された代表値Ｇは、 Ｇ＝（ｙ−Ｂ）／ＤＲ で規定される。ステップ５６において、決定された代表
値がメモリに格納され、学習が終了する。
ブロック内の画素の最小値）とし、ダイナミックレンジ
をＤＲで表すと、正規化された代表値Ｇは、 Ｇ＝（ｙ−Ｂ）／ＤＲ で規定される。ステップ５６において、決定された代表
値がメモリに格納され、学習が終了する。
【００５３】上述の一実施例では、間引き画素を図２Ａ
に示すように、注目間引き画素の周囲の伝送画素の値Ａ
〜Ｄの分布に基づいてクラス分けしている。しかしなが
ら、間引き画素に関しても、伝送画素のクラス分けと同
様にクラス分けすることができる。かかる間引き画素の
クラス分類の他の例について、図８を参照して説明す
る。図８において、注目間引き画素の暫定的な値Ｙ（黒
いドットで表す）を周辺の伝送画素の値Ａ〜Ｄの平均値
（1/4(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ))により形成する。次に、この暫
定的な値Ｙと周辺の伝送画素の値とを使用して、上述の
伝送画素のクラス分けと同様の処理でクラス分けを行
う。
に示すように、注目間引き画素の周囲の伝送画素の値Ａ
〜Ｄの分布に基づいてクラス分けしている。しかしなが
ら、間引き画素に関しても、伝送画素のクラス分けと同
様にクラス分けすることができる。かかる間引き画素の
クラス分類の他の例について、図８を参照して説明す
る。図８において、注目間引き画素の暫定的な値Ｙ（黒
いドットで表す）を周辺の伝送画素の値Ａ〜Ｄの平均値
（1/4(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ))により形成する。次に、この暫
定的な値Ｙと周辺の伝送画素の値とを使用して、上述の
伝送画素のクラス分けと同様の処理でクラス分けを行
う。
【００５４】すなわち、周辺の伝送画素の値ａ〜ｈおよ
び注目間引き画素に関して、同一方向に整列する画素の
値の差分の絶対値に基づいてクラス分けを行う。図８Ａ
は、水平方向に整列する画素間の値の差分を演算する場
合を示す。すなわち、以下に示す８個の差分の絶対値が
求められる。ここで、０〜７の値は、各差分を区別する
ための２ビットの方向データの値を表している。 ０：｜Ｈ−Ａ｜ １：｜Ａ−Ｅ｜ ２：｜Ｊ−Ｄ｜ ３：｜Ｄ−Ｙ｜ ４：｜Ｙ−Ｂ｜ ５：｜Ｂ−Ｉ｜ ６：｜Ｇ−Ｃ｜ ７：｜Ｃ−Ｆ｜
び注目間引き画素に関して、同一方向に整列する画素の
値の差分の絶対値に基づいてクラス分けを行う。図８Ａ
は、水平方向に整列する画素間の値の差分を演算する場
合を示す。すなわち、以下に示す８個の差分の絶対値が
求められる。ここで、０〜７の値は、各差分を区別する
ための２ビットの方向データの値を表している。 ０：｜Ｈ−Ａ｜ １：｜Ａ−Ｅ｜ ２：｜Ｊ−Ｄ｜ ３：｜Ｄ−Ｙ｜ ４：｜Ｙ−Ｂ｜ ５：｜Ｂ−Ｉ｜ ６：｜Ｇ−Ｃ｜ ７：｜Ｃ−Ｆ｜
【００５５】この８個の差分の絶対値の中の最小値が検
出され、最小値をとるものを指示する、水平方向に関す
る３ビットの方向データが決定される。図８Ｂは、垂直
方向に整列する画素間の値の差分を演算する場合を示
す。すなわち、 ０：｜Ｈ−Ｇ｜ １：｜Ｋ−Ｄ｜ ２：｜Ｄ−Ｌ｜ ３：｜Ａ−Ｙ｜ ４：｜Ｙ−Ｃ｜ ５：｜Ｍ−Ｂ｜ ６：｜Ｂ−Ｎ｜ ７：｜Ｅ−Ｆ｜ の差分の絶対値が演算される。そして、その中の最小値
が検出され、最小値のものを指示する、斜め方向に関す
る３ビットの方向データが決定される。
出され、最小値をとるものを指示する、水平方向に関す
る３ビットの方向データが決定される。図８Ｂは、垂直
方向に整列する画素間の値の差分を演算する場合を示
す。すなわち、 ０：｜Ｈ−Ｇ｜ １：｜Ｋ−Ｄ｜ ２：｜Ｄ−Ｌ｜ ３：｜Ａ−Ｙ｜ ４：｜Ｙ−Ｃ｜ ５：｜Ｍ−Ｂ｜ ６：｜Ｂ−Ｎ｜ ７：｜Ｅ−Ｆ｜ の差分の絶対値が演算される。そして、その中の最小値
が検出され、最小値のものを指示する、斜め方向に関す
る３ビットの方向データが決定される。
【００５６】図８Ｃは、右上がりの斜め方向に整列する
画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜Ａ−Ｄ｜ １：｜Ｄ−Ｇ｜ ２：｜Ｅ−Ｂ｜ ３：｜Ｂ−Ｃ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜Ａ−Ｄ｜ １：｜Ｄ−Ｇ｜ ２：｜Ｅ−Ｂ｜ ３：｜Ｂ−Ｃ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
【００５７】さらに、図８Ｄは、左上がりの斜め方向に
整列する画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜Ａ−Ｂ｜ １：｜Ｂ−Ｆ｜ ２：｜Ｈ−Ｄ｜ ３：｜Ｄ−Ｃ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
整列する画素間の差分の絶対値、すなわち、 ０：｜Ａ−Ｂ｜ １：｜Ｂ−Ｆ｜ ２：｜Ｈ−Ｄ｜ ３：｜Ｄ−Ｃ｜ を演算する場合を示す。これらの値の中の最小値が検出
され、最小値のものを指示する、斜め方向に関する２ビ
ットの方向データが決定される。
【００５８】以上の４個の方向に関する合計（３＋３＋
２＋２＝１０）ビットの方向データが注目間引き画素の
クラスを指示するクラスコードと決定される。ここで、
差分の絶対値の中の最小値の他に、減算の式を固定して
おき、得られる差分の極性を指示する１ビットを付加し
ても良い。
２＋２＝１０）ビットの方向データが注目間引き画素の
クラスを指示するクラスコードと決定される。ここで、
差分の絶対値の中の最小値の他に、減算の式を固定して
おき、得られる差分の極性を指示する１ビットを付加し
ても良い。
【００５９】クラス情報として、方向データに加えて、
注目間引き画素の暫定的な値Ｙを再量子化あるいはＡＤ
ＲＣ（ダイナミックレンジに適応した符号化）によっ
て、８ビットからより少ないビット数へ変換した値を使
用しても良い。
注目間引き画素の暫定的な値Ｙを再量子化あるいはＡＤ
ＲＣ（ダイナミックレンジに適応した符号化）によっ
て、８ビットからより少ないビット数へ変換した値を使
用しても良い。
【００６０】このように、注目間引き画素を中心とする
小領域内で、同一方向の中で差分値が最小のものを検出
することによって、方向データを形成し、さらに、複数
の方向に関する方向データからなるクラス分けを行うこ
とによって、少ないビット数、言い換えると少ないクラ
ス数でもって注目間引き画素のクラスを決定することが
できる。上述したように、かかるクラス分けは、周辺の
伝送画素の８ビットデータをそのまま使用するのと比較
して、クラス数を減少でき、メモリの容量、メモリの制
御回路等のハードウエアの規模が大きくなりすぎること
を防止することができる。
小領域内で、同一方向の中で差分値が最小のものを検出
することによって、方向データを形成し、さらに、複数
の方向に関する方向データからなるクラス分けを行うこ
とによって、少ないビット数、言い換えると少ないクラ
ス数でもって注目間引き画素のクラスを決定することが
できる。上述したように、かかるクラス分けは、周辺の
伝送画素の８ビットデータをそのまま使用するのと比較
して、クラス数を減少でき、メモリの容量、メモリの制
御回路等のハードウエアの規模が大きくなりすぎること
を防止することができる。
【００６１】なお、この発明におけるクラス分類あるい
は予測演算のために、空間的に注目画素の周囲の画素の
値を使用するものに限らず、時間方向で注目画素と近い
画素（例えば前フレームの同一の画素）も使用すること
ができる。
は予測演算のために、空間的に注目画素の周囲の画素の
値を使用するものに限らず、時間方向で注目画素と近い
画素（例えば前フレームの同一の画素）も使用すること
ができる。
【００６２】
【発明の効果】この発明は、サンプリングにより間引か
れた画素のみならず、伝送画素の値も補正しているの
で、サンプリングのためのフィルタリング処理によって
失われた高域成分を補償することができる。従って、復
号信号の波形のなまりを補償でき、復号画像の質を向上
できる。
れた画素のみならず、伝送画素の値も補正しているの
で、サンプリングのためのフィルタリング処理によって
失われた高域成分を補償することができる。従って、復
号信号の波形のなまりを補償でき、復号画像の質を向上
できる。
【００６３】また、この発明は、注目画素のクラス分け
のために、注目画素を含む小領域の相関の強い方向を検
出し、その方向によって、クラス分けを行うために、ク
ラス数が多くなり過ぎずに、高精度でクラス分けを行う
ことができる。
のために、注目画素を含む小領域の相関の強い方向を検
出し、その方向によって、クラス分けを行うために、ク
ラス数が多くなり過ぎずに、高精度でクラス分けを行う
ことができる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図である。
【図２】クラス分けのために参照する画素の位置を示す
ための略線図である。
ための略線図である。
【図３】間引き画素のクラス分けの方法の一例を説明す
るための略線図である。
るための略線図である。
【図４】伝送画素のクラス分けを説明するための略線図
である。
である。
【図５】予測係数を求めるための構成の一例のブロック
図である。
図である。
【図６】予測係数を求めるための学習をソフトウェア処
理で行う時のフローチャートである。
理で行う時のフローチャートである。
【図７】代表値を求めるための学習をソフトウェア処理
で行う時のフローチャートである。
で行う時のフローチャートである。
【図８】間引き画素のクラス分けの他の例を説明するた
めの略線図である。
めの略線図である。
【図９】オフセットサブサンプリングのための構成の一
例のブロック図である。
例のブロック図である。
【図１０】２次元のオフセットサブサンプリングの構造
を示す略線図である。
を示す略線図である。
【符号の説明】
３，４ クラス分類回路
４，６ 予測係数が格納されたメモリ
７ 補間値生成回路
８ 補正値生成回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−178277（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−319872（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−326674（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−263382（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−212752（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−154642（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−328185（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 7/00 - 7/088
H04N 7/24 - 7/68
Claims (12)
- 【請求項１】 プリフィルタを介されたディジタル画像
信号をサンプリングし、上記サンプリングによって画素
数が減少された信号を受け取り、上記サンプリングによ
り間引かれた画素を補間するようにしたディジタル画像
信号の処理装置において、 受け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画
素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列
する伝送画素間の差分を生成し、上記差分に基づいて、
上記注目伝送画素のクラスを決定するためのクラス分類
手段と、 上記入力ディジタル画像信号中に含まれ、上記注目伝送
画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝送
画素の値と係数の線形１次結合によって、上記注目伝送
画素の値を作成した時に、作成された値と上記注目伝送
画素の真値との誤差を最小とするような、係数を上記ク
ラス毎に発生するための係数発生手段と、 上記係数と上記注目伝送画素の空間的および／または時
間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次結合によ
って、補正された注目伝送画素の値を生成するための演
算手段とからなることを特徴とするディジタル画像信号
の処理装置。 - 【請求項２】 プリフィルタを介されたディジタル画像
信号をサンプリングし、上記サンプリングによって画素
数が減少された信号を受け取り、上記サンプリングによ
り間引かれた画素を補間するようにしたディジタル画像
信号の処理装置において、 受け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画
素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列
する伝送画素間の差分を生成し、上記差分に基づいて、
上記注目伝送画素のクラスを決定するためのクラス分類
手段と、 予め学習により獲得された代表値が上記クラス毎に貯え
られ、上記クラス分類手段によって決定された上記クラ
スと対応する上記代表値を上記注目伝送画素の値として
出力するためのメモリ手段とからなることを特徴とする
ディジタル画像信号の処理装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のディジ
タル画像信号の処理装置において、 間引かれた画素を補間するための補間回路は、 注目間引き画素の空間的および／または時間的に近傍の
複数の伝送画素の値から、上記注目間引き画素の暫定的
な値を形成し、上記注目間引き画素の周囲の複数の伝送
画素に関して、同一の方向に整列する伝送画素間の差分
並びに上記暫定的な値と伝送画素間の差分を生成し、上
記差分に基づいて、上記注目間引き画素のクラスを決定
するためのクラス分類手段と、 上記入力ディジタル画像信号中に含まれ、上記注目間引
き画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝
送画素の値と係数の線形１次結合によって、上記注目間
引き画素の値を作成した時に、作成された値と上記注目
間引き画素の真値との誤差を最小とするような、係数を
上記クラス毎に発生するための係数発生手段と、 上記係数と上記注目間引き画素の空間的および／または
時間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次結合に
よって、上記注目間引き画素の補間値を生成するための
手段とからなることを特徴とするディジタル画像信号の
処理装置。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載のディジ
タル画像信号の処理装置において、 間引かれた画素を補間するための補間回路は、 注目間引き画素の空間的および／または時間的に近傍の
複数の伝送画素の値から、上記注目間引き画素の暫定的
な値を形成し、上記注目間引き画素の周囲の複数の伝送
画素に関して、同一の方向に整列する伝送画素間の差分
並びに上記暫定的な値と伝送画素間の差分を生成し、上
記差分に基づいて、上記注目間引き画素のクラスを決定
するためのクラス分類手段と、 予め学習により獲得された代表値が上記クラス毎に貯え
られ、上記クラス分類手段によって決定された上記クラ
スと対応する上記代表値を上記注目画素の値として出力
するためのメモリ手段とからなることを特徴とするディ
ジタル画像信号の処理装置。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３または請
求項４に記載のディジタル画像信号の処理装置におい
て、 クラス分類手段は、注目伝送画素または注目間引き画素
の値を量子化した値をクラス情報としてさらに出力する
ことを特徴とするディジタル画像信号の処理装置。 - 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３または請
求項４に記載のディジタル画像信号の処理装置におい
て、 クラス分類手段は、生成された差分の極性をクラス情報
として出力することを特徴とするディジタル画像信号の
処理装置。 - 【請求項７】 プリフィルタを介されたディジタル画像
信号をサンプリングし、上記サンプリングによって画素
数が減少された信号を受け取り、上記サンプリングによ
り間引かれた画素を補間するようにしたディジタル画像
信号の処理方法において、 受け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画
素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列
する伝送画素間の差分を生成し、上記差分に基づいて、
上記注目伝送画素のクラスを決定し、 上記入力ディジタル画像信号中に含まれ、上記注目伝送
画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝送
画素の値と係数の線形１次結合によって、上記注目伝送
画素の値を作成した時に、作成された値と上記注目伝送
画素の真値との誤差を最小とするような、係数を上記ク
ラス毎に発生し、 上記係数と上記注目伝送画素の空間的および／または時
間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次結合によ
って、補正された注目伝送画素の値を生成するようにし
たことを特徴とするディジタル画像信号の処理方法。 - 【請求項８】 プリフィルタを介されたディジタル画像
信号をサンプリングし、上記サンプリングによって画素
数が減少された信号を受け取り、上記サンプリングによ
り間引かれた画素を補間するようにしたディジタル画像
信号の処理方法において、 受け取ったディジタル画像信号中に存在する注目伝送画
素の周囲の複数の伝送画素に関して、同一の方向に整列
する伝送画素間の差分を生成し、上記差分に基づいて、
上記注目伝送画素のクラスを決定し、 メモリ手段では、予め学習により獲得された代表値が上
記クラス毎に貯えられ、決定された上記クラスと対応す
る上記代表値を上記注目伝送画素の値として出力される
ようにしたことを特徴とするディジタル画像信号の処理
方法。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載のディジ
タル画像信号の処理方法において、 間引かれた画素を補間するための補間回路では、注目間
引き画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の
伝送画素の値から、上記注目間引き画素の暫定的な値を
形成し、上記注目間引き画素の周囲の複数の伝送画素に
関して、同一の方向に整列する伝送画素間の差分並びに
上記暫定的な値と伝送画素間の差分を生成し、上記差分
に基づいて、上記注目間引き画素のクラスを決定し、 上記入力ディジタル画像信号中に含まれ、上記注目間引
き画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の伝
送画素の値と係数の線形１次結合によって、上記注目間
引き画素の値を作成した時に、作成された値と上記注目
間引き画素の真値との誤差を最小とするような、係数を
上記クラス毎に発生し、 上記係数と上記注目伝送画素の空間的および／または時
間的に近傍の複数の伝送画素の値との線形１次結合によ
って、上記注目間引き画素の補間値を生成するようにし
たことを特徴とするディジタル画像信号の処理方法。 - 【請求項１０】 請求項７または請求項８に記載のディ
ジタル画像信号の処理方法において、 間引かれた画素を補間するための補間回路では、注目間
引き画素の空間的および／または時間的に近傍の複数の
伝送画素の値から、上記注目間引き画素の暫定的な値を
形成し、上記注目間引き画素の周囲の複数の伝送画素に
関して、同一の方向に整列する伝送画素間の差分並びに
上記暫定的な値と伝送画素間の差分を生成し、上記差分
に基づいて、上記注目間引き画素のクラスを決定し、 メモリ手段では、予め学習により獲得された代表値が上
記クラス毎に貯えられ、決定された上記クラスと対応す
る上記代表値を上記注目画素の値として出力するように
したことを特徴とするディジタル画像信号の処理方法。 - 【請求項１１】 請求項７、請求項８、請求項９または
請求項１０に記載のディジタル画像信号の処理方法にお
いて 注目伝送画素または注目間引き画素の値を量子化した値
をクラス情報としてさらに出力するようにしたことを特
徴とするディジタル画像信号の処理方法。 - 【請求項１２】 請求項７、請求項８、請求項９または
請求項１０に記載のディジタル画像信号の処理方法にお
いて、 生成された差分の極性をクラス情報として出力するよう
にしたことを特徴とするディジタル画像信号の処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05313094A JP3470380B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ディジタル画像信号の処理装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05313094A JP3470380B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ディジタル画像信号の処理装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240903A JPH07240903A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3470380B2 true JP3470380B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=12934236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05313094A Expired - Lifetime JP3470380B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ディジタル画像信号の処理装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470380B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4126709B2 (ja) | 1997-06-16 | 2008-07-30 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP05313094A patent/JP3470380B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07240903A (ja) | 1995-09-12 |
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