JP4250553B2 - Image data processing method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、画像データ処理方法及び装置に関し、特に、解像度を落として動画像を圧縮し、復号化時に解像度変換して再生する符号・復号化方法及び装置に関する。   The present invention relates to an image data processing method and apparatus, and more particularly, to an encoding / decoding method and apparatus for compressing a moving image with a reduced resolution and performing resolution conversion at the time of decoding.

BSデジタル放送のように、圧縮ストリームで動画像が配信されるような場合、受信した圧縮動画像を圧縮率を変えて再圧縮し、元ストリームよりも少ないデータ量で蓄積を行ないたいという要求は、蓄積媒体の容量が有限であることから、常に存在する。この要求にこたえるために、圧縮率を変えて再圧縮する圧縮手法は従来から多く提案されている。なかでも、HD(High Definition)映像ストリームをSD(Standard Definition)レベルに解像度を変更し蓄積する手法は一般的である(特許文献1、特許文献2等)。これらの手法を用いて蓄積された動画像を視聴する場合、SDレベルの動画像を解像度変換して表示する。その場合の解像度変換手法は、一般的な解像度変換を用いるものが大半である。例えば特許文献1では、拡大手法として一般的な解像度変換手法である逆離散コサイン変換法、最近接内挿法、共一次内挿法、3次畳み込み内挿法、アダマール変換を挙げている。   When moving images are distributed in a compressed stream as in BS digital broadcasting, a request to recompress the received compressed moving image with a different compression rate and store it in a smaller amount of data than the original stream is It always exists because the capacity of the storage medium is finite. In order to meet this demand, many compression methods for changing the compression rate and recompressing have been proposed. In particular, a method of storing an HD (High Definition) video stream by changing the resolution to an SD (Standard Definition) level is common (Patent Document 1, Patent Document 2, etc.). When viewing a moving image stored using these methods, the SD level moving image is converted in resolution and displayed. Most of the resolution conversion methods in this case use general resolution conversion. For example, in Patent Document 1, an inverse discrete cosine transform method, nearest neighbor interpolation method, bilinear interpolation method, cubic convolution interpolation method, and Hadamard transform, which are general resolution conversion methods, are cited as enlargement methods.

しかし、これらの一般的な拡大手法を用いた場合、圧縮時に縮小によって失われた情報は、復号時の拡大で用いることはできず、拡大は残された情報からのみの補間となり、情報が失われるのは明らかである。つまり、画質が劣化する。
特開平9-331529号公報 特開平2001-16589号公報
However, when these general enlargement methods are used, information lost due to reduction during compression cannot be used for enlargement during decoding, and enlargement is interpolated only from the remaining information, and information is lost. It is clear that That is, the image quality deteriorates.
JP-A-9-331529 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-16589

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、圧縮画像を、解像度を減じて再圧縮する際に、復号時の解像度変換処理を、元信号に近い高画質な画像とすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and when recompressing a compressed image by reducing the resolution, the resolution conversion processing at the time of decoding is made into a high-quality image close to the original signal. With the goal.

上記目的を達成するために、本発明は、a)入力された直交変換画像データから所定の高周波成分を削除し、縮小された直交変換画像データを得る工程と、前記縮小された直交変換画像データ復号化する際に高周波成分を復元するために用いる補間パターンを、予め用意された複数の補間パターンの中から選択する選択工程と、前記選択工程において選択された補間パターンを示すパラメタを、前記縮小された直交変換画像データに付加して、前記縮小された直交変換画像データと前記パラメタとからなる再圧縮画像データを作成する工程と、を含む再圧縮工程と、b)前記再圧縮画像データから、前記パラメタを検出し、検出されたパラメタに対応する補間パターンを用いて高周波成分を取得する取得工程と、前記取得された高周波成分を前記再圧縮画像データに含まれる縮小された直交変換画像データに付加する高周波成分付加工程と、前記高周波成分が付加された縮小された直交変換画像データを逆直交変換する工程と、を含む復号化工程と、を有する画像データ処理方法である。
To achieve the above object, the present invention, a) remove a predetermined frequency component from the input orthogonal transform image data, obtaining a reduced Cartesian converted image data, wherein the reduced orthogonal transformation image the interpolation pattern used to restore the high frequency components in decoding the data, a selecting step of selecting from among a plurality of interpolation patterns prepared in advance, a parameter indicating the selected interpolation pattern in the selection step, in addition to the orthogonal transform image data the reduced, a step of creating a re-compressed image data composed of the a reduced orthogonal transformation image data and the parameter, the re-compression step comprising, b) the re-compressed image from the data, detecting the parameter, an acquisition step of acquiring a high-frequency component by using the interpolation patterns corresponding to the detected parameters, the obtained high frequency component Decoding including a high frequency component adding step of adding the orthogonal transform image data reduced contained in the re-compressed image data, a step of inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation image data to which the high-frequency component is reduced is added, the And an image data processing method.

ここで、直交変換画像データは、直交変換が施された画像データを指す。但し、直交変換が施された後に、量子化、符号化が施された画像データ、さらに、復号化、逆量子化が施された画像データも含む。   Here, the orthogonal transformation image data refers to image data subjected to orthogonal transformation. However, image data that has been subjected to orthogonal transformation and then subjected to quantization and encoding, and image data that has been subjected to decoding and inverse quantization are also included.

また、本発明は、画像再圧縮部と画像復号部とを備える画像データ処理装置であって、前記画像再圧縮部は、入力された直交変換画像データから所定の高周波成分を削除し、縮小された直交変換画像データを得る画像圧縮部と、前記縮小された直交変換画像データ復号化する際に高周波成分を復元するために用いる補間パターンを、予め用意された複数の補間パターンの中から選択する選択部と、前記選択部で選択された補正パターンを示すパラメタを、前記縮小された直交変換画像データに付加して、前記縮小された直交変換画像データと前記パラメタとからなる再圧縮画像データを作成する作成部と、を有し、前記画像復号部は、前記再圧縮画像データから、前記パラメタを検出し、検出されたパラメタに対応する補間パターンを用いて高周波成分を取得する取得部と、前記取得された高周波成分を、前記再圧縮画像データに含まれる縮小された直交画像変換画像データに付加する高周波成分付加部と、前記高周波成分が付加された前記縮小された直交変換画像データを逆直交変換する逆直交変換部と、を有することを特徴とする画像データ処理装置である。 The present invention is also an image data processing apparatus including an image recompression unit and an image decoding unit, wherein the image recompression unit deletes a predetermined high-frequency component from the input orthogonal transform image data and reduces the image data. and an image compressing portion for obtaining a Cartesian conversion image data, the interpolation pattern used to restore the high frequency components in decoding the orthogonal transformation image data the reduced, from the plurality of interpolation patterns prepared in advance a selection selecting section you select, a parameter indicating a correction pattern selected by the selection unit, in addition to the orthogonal transform image data the reduced, comprising the the reduced orthogonal transformation image data and the parameter re anda creating unit for creating compressed image data, the image decoding unit, from said re-compressed image data, using an interpolation pattern for detecting the parameter corresponding to the detected parameters A resulting portion preparative you get a high frequency component, the obtained high frequency component, the a high frequency component adding unit for adding the orthogonal image converted image data reduced contained in the re-compressed image data, the high frequency component is added and inverse orthogonal transform unit said you inverse orthogonal transformation on the reduced orthogonal transformation image data has an image data processing apparatus characterized by having a.

本発明によれば、圧縮画像を、解像度を減じて再圧縮する際に、復号時の解像度変換処理を元信号に近い高画質な画像とすることができる。   According to the present invention, when a compressed image is recompressed by reducing the resolution, the resolution conversion process at the time of decoding can be made to be a high-quality image close to the original signal.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係る画像データ処理装置を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an image data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1において、101はMPEG2Videoストリームを入力する入力部、102は画像再圧縮部、103はMPEG2ビットストリームを解析する第一のビットストリーム解析部、104はMPEG2Videoのマクロブロックのハフマン復号処理を行なう第一のハフマンデコード部、105はMPEG2ストリームの逆量子化を行なう第一の逆量子化部、106は逆量子化の終了したDCT係数を規格どおりにIDCTする第一のIDCT部、107は逆量子化の終了したDCT係数の低周波領域に対して、高周波数領域に後述するパターンを順に適用していく高周波領域パターン選択部、108は低周波数領域に高周波数領域パターン選択部107が選択したパターンを適用した高周波領域を合わせてIDCTする第二のIDCT部、109は、第一のIDCT部105の結果と、第二のIDCT部107の結果の相関を計算し評価するパターン評価部、110はDCT係数の低周波領域のみを量子化する量子化部、111は量子化されたDCTブロックをハフマンエンコードするハフマンエンコード部、112はMPEG2の規格に高周波領域パターンを加えたビットストリームを作成するビットストリーム作成部、113はビットストリーム作成部112で圧縮された再圧縮ストリームを蓄積する蓄積装置、114は画像復号部、115は再圧縮ストリームを解析する第二のビットストリーム解析部、116は再圧縮ストリームのマクロブロックのハフマン復号処理を行なう第二のハフマンデコード部、117は再圧縮ストリームの逆量子化を行なう第二の逆量子化部、118は逆量子化後のDCT係数と、高周波領域パターン係数から、高周波領域パターンを適用して高周波領域を補間する高周波領域補間部、119は規格どおりのIDCTを行なう第三のIDCT部、120は動きベクトルを用いて動き補償を行なう動き補償部、121は出力部である。   In FIG. 1, 101 is an input unit for inputting an MPEG2Video stream, 102 is an image recompression unit, 103 is a first bitstream analysis unit for analyzing an MPEG2 bitstream, and 104 is a Huffman decoding process for an MPEG2Video macroblock. One Huffman decoding unit, 105 is a first inverse quantization unit that performs inverse quantization of the MPEG2 stream, 106 is a first IDCT unit that performs IDCT on the DCT coefficients after the inverse quantization in accordance with the standard, and 107 is an inverse quantum. The high-frequency region pattern selection unit 108 applies a pattern to be described later in order to the high-frequency region with respect to the low-frequency region of the DCT coefficient that has been converted into a pattern, and the pattern 108 selected by the high-frequency region pattern selection unit 107 in the low-frequency region The second IDCT unit 109 that performs IDCT together with the high frequency region to which is applied is the result of the first IDCT unit 105 and the result of the second IDCT unit 107. A pattern evaluation unit that calculates and evaluates the function, 110 is a quantization unit that quantizes only the low-frequency region of the DCT coefficient, 111 is a Huffman encoding unit that Huffman-encodes the quantized DCT block, and 112 is a high-frequency signal conforming to the MPEG2 standard A bit stream creation unit that creates a bit stream to which an area pattern is added, 113 is a storage device that accumulates the recompressed stream compressed by the bit stream creation unit 112, 114 is an image decoding unit, and 115 is a first unit that analyzes the recompressed stream. A second bit stream analyzing unit 116 is a second Huffman decoding unit that performs a Huffman decoding process of a macroblock of the recompressed stream, 117 is a second dequantizing unit that performs inverse quantization of the recompressed stream, and 118 is an inverse unit High frequency domain pattern is applied from the quantized DCT coefficient and high frequency domain pattern coefficient. A high frequency region interpolating unit for interpolating the frequency region, 119 is a third IDCT unit for performing IDCT according to the standard, 120 is a motion compensating unit for performing motion compensation using a motion vector, and 121 is an output unit.

本実施の形態では、入力部101から入力されたMPEG2Videoストリームは、再圧縮部102でDCT係数の低周波数領域と、高周波数領域を推定するためのパラメタを用いて圧縮率を高めて再圧縮され、蓄積装置113に蓄積される。本実施形態では、再圧縮部102が、本発明の画像データ符号化装置を構成する。また、蓄積装置113は、本発明の符号化データ記憶部に相当する。再圧縮されたストリームは、高周波数領域推定パラメタが付加されており、MPEG2規格から外れた再圧縮ストリームとなる。蓄積された再圧縮ストリームは、画像復号部114で、復号されるDCT係数の低周波数領域と、高周波数領域推定パラメタから、元画像と同サイズ・同程度の画質で復号される。本実施形態では、画像復号部114が、本発明の画像データ復号化装置を構成する。   In the present embodiment, the MPEG2 Video stream input from the input unit 101 is recompressed by the recompressing unit 102 using the DCT coefficient low frequency region and a parameter for estimating the high frequency region to increase the compression rate. Are stored in the storage device 113. In the present embodiment, the recompression unit 102 constitutes the image data encoding device of the present invention. The storage device 113 corresponds to the encoded data storage unit of the present invention. The recompressed stream has a high frequency region estimation parameter added thereto, and becomes a recompressed stream that is out of the MPEG2 standard. The accumulated recompressed stream is decoded by the image decoding unit 114 with the same size and the same image quality as the original image from the low frequency region and high frequency region estimation parameter of the DCT coefficient to be decoded. In the present embodiment, the image decoding unit 114 constitutes an image data decoding device of the present invention.

まず、再圧縮部102の動作の流れを説明する。   First, the operation flow of the recompression unit 102 will be described.

入力部101から入力されたMPEG2Videoストリームは、第一のビットストリーム解析部103で解析される。MPEG2Videoストリームの復号過程の詳細については本実施の形態では説明しない。DCT係数のまとまりであるマクロブロック、ブロックについての動作につ
いてのみ記述する事にする。
The MPEG2 Video stream input from the input unit 101 is analyzed by the first bit stream analysis unit 103. Details of the decoding process of the MPEG2 Video stream will not be described in this embodiment. Only the operation of macroblocks and blocks that are a group of DCT coefficients will be described.

解析されたビットストリームのうち、マクロブロックの情報は第一のハフマンデコード部104でハフマン復号処理される。ハフマンデコードされたMPEG2Videoストリームのマクロブロックは、第一の逆量子化部105で逆量子化され、8×8の輝度DCT係数4つと、8×8の色差DCT係数2つが得られる。簡単のため、以後はDCT係数に関連する説明を1つの輝度DCT係数のみで行なうが、他の輝度DCT係数、色差DCT係数についてもまったく同一に扱うことができる。   Of the analyzed bitstream, the macroblock information is subjected to Huffman decoding processing by the first Huffman decoding unit 104. The macro block of the MPEG2 Video stream subjected to the Huffman decoding is dequantized by the first dequantization unit 105 to obtain four 8 × 8 luminance DCT coefficients and two 8 × 8 color difference DCT coefficients. For simplicity, the description related to the DCT coefficient will be described below using only one luminance DCT coefficient, but other luminance DCT coefficients and color difference DCT coefficients can be handled in exactly the same way.

逆量子化の完了したDCT係数は、第一のIDCT部106と、高周波領域パターン選択部107及び量子化部110に送られる。   The DCT coefficient for which inverse quantization has been completed is sent to the first IDCT unit 106, the high frequency region pattern selection unit 107, and the quantization unit 110.

第一のIDCT部106は通常のIDCTを行い、8×8の画素値もしくは動き補償用の画素差分値が得られる。   The first IDCT unit 106 performs normal IDCT, and an 8 × 8 pixel value or a pixel difference value for motion compensation is obtained.

高周波領域パターン選択部107は、8×8のDCT係数の4×4の低周波数領域を用いて、後述する高周波領域の補間パターンを基準に高周波数領域成分を補間する。高周波領域を補間したDCT係数について、第二のIDCT部108で通常のIDCTを行い、高周波領域が補間されている8×8の画素値もしくは動き補償用の画素差分値が得られる。   The high frequency region pattern selection unit 107 uses the 4 × 4 low frequency region of the 8 × 8 DCT coefficient to interpolate the high frequency region component with reference to the interpolation pattern of the high frequency region described later. With respect to the DCT coefficient obtained by interpolating the high frequency region, normal IDCT is performed by the second IDCT unit 108, and an 8 × 8 pixel value or a pixel difference value for motion compensation in which the high frequency region is interpolated is obtained.

パターン評価部109は、第一のIDCT部106の通常の結果と、高周波数領域が補間されている第二のIDCT部108の結果の相関を比較し、相関値を記憶する。高周波領域パターン選択部107からパターン評価部109までの一連の動作を、あらかじめ用意してある高周波領域パターンの数だけ繰り返し、もっとも相関値の高いパターンを選択する。   The pattern evaluation unit 109 compares the correlation between the normal result of the first IDCT unit 106 and the result of the second IDCT unit 108 in which the high frequency region is interpolated, and stores the correlation value. A series of operations from the high frequency region pattern selection unit 107 to the pattern evaluation unit 109 is repeated for the number of high frequency region patterns prepared in advance, and the pattern having the highest correlation value is selected.

量子化部110は、第一の逆量子化部105の結果である16×16のDCT係数のうち、低周波数領域の4×4のみを量子化する。ハフマンエンコード部111は、量子化部110の出力した結果をMPEG2の規格に沿ってハフマンエンコードする。ここで、本発明の画像圧縮部は、量子化部110又は、量子化部110、ハフマンエンコード部111によって構成される。   The quantization unit 110 quantizes only 4 × 4 in the low frequency region among the 16 × 16 DCT coefficients that are the result of the first inverse quantization unit 105. The Huffman encoding unit 111 performs Huffman encoding on the result output from the quantization unit 110 in accordance with the MPEG2 standard. Here, the image compression unit of the present invention includes the quantization unit 110 or the quantization unit 110 and the Huffman encoding unit 111.

ビットストリーム作成部112は、ハフマンエンコードされたDCT係数を、元のビットストリーム情報とあわせてMPEG2形式のビットストリームに、パターン評価部109の選択した高周波領域パターンを示すパラメタを付加した独自の再圧縮ビットストリームを作成する。作成された再圧縮ビットストリームは、蓄積装置113に蓄積される。本実施形態では、ビットストリーム生成部112が、本発明の選択情報付加部に相当する。また、ビットストリーム生成部112及びハフマンエンコード部111が本発明の縮小直交変換画像データ符号化部に相当する。   The bitstream creation unit 112 performs original recompression by adding a parameter indicating the high-frequency region pattern selected by the pattern evaluation unit 109 to the MPEG2 format bitstream together with the original bitstream information and the DCT coefficient encoded by the Huffman Create a bitstream. The created recompressed bitstream is stored in the storage device 113. In the present embodiment, the bit stream generation unit 112 corresponds to the selection information addition unit of the present invention. Further, the bit stream generation unit 112 and the Huffman encoding unit 111 correspond to the reduced orthogonal transform image data encoding unit of the present invention.

本実施の形態では、高周波数領域を補間するためのパターンを選択する手法が重要である。高周波領域パターン決定の過程をさらに詳細に説明する。   In this embodiment, a technique for selecting a pattern for interpolating a high frequency region is important. The process of determining the high frequency region pattern will be described in more detail.

まず、DCT係数の低周波領域から高周波数領域を推定する手法の従来例の一つとして、係数折り返しの手法がある。この手法は、例えば図2において、4×4の低周波数領域DCT係数A0から高周波数領域A1〜A3を補間して8×8のDCT係数を作成する場合に、A1についてはA0を水平方向に折り返し、A2については垂直方向に折り返し、A3については水平及び垂直に折り返すと、良好な結果画像が得られるというものである。   First, as one conventional example of a method for estimating a high frequency region from a low frequency region of a DCT coefficient, there is a method of coefficient folding. In this method, for example, in FIG. 2, when an 8 × 8 DCT coefficient is created by interpolating a high frequency area A1 to A3 from a 4 × 4 low frequency area DCT coefficient A0, A0 is horizontally set for A1. When A2 is folded back in the vertical direction and A3 is folded back horizontally and vertically, a good result image can be obtained.

この手法では、ある程度良好な結果が得られるものの、本来高周波数領域に値のないような場合でも値を入れてしまい、ノイズが発生するという問題もある。   Although this method can obtain a good result to some extent, there is also a problem that noise is generated because a value is entered even when there is originally no value in the high frequency region.

本実施の形態では、高周波数領域の補間のパターンとして、(パターン0)0挿入、(パターン1)コピー、(パターン2)水平方向折り返し、(パターン3)垂直方向折り返し、(パターン4)水平・垂直折り返しの計5パターンを用意し、本来のDCT係数をIDCTした結果と、1〜5の手法で高周波数領域を補間したDCT係数をIDCTした結果を比較し、最もよいパターンを選択することを特徴とする。   In the present embodiment, (pattern 0) 0 insertion, (pattern 1) copy, (pattern 2) horizontal wrapping, (pattern 3) vertical wrapping, (pattern 4) horizontal Prepare a total of 5 patterns of vertical folding, compare the result of IDCT with the original DCT coefficient and the result of IDCT with the DCT coefficient interpolated in the high frequency region by the method 1-5, and select the best pattern Features.

4×4の低周波数領域に対する高周波領域補間パターンを図3に示す。   A high frequency region interpolation pattern for a 4 × 4 low frequency region is shown in FIG.

図4に高周波数領域パターン決定部の構成を示すブロック図を、図5に高周波領域パターン決定のアルゴリズムを示す。本実施形態では、高周波数領域パターン決定部、すなわち、第一のIDCT部106、高周波領域パターン選択部107、第二のIDCT部108、パターン評価部109によって本発明の高周波成分選択部が構成される。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the high frequency region pattern determining unit, and FIG. 5 shows an algorithm for determining the high frequency region pattern. In the present embodiment, the high frequency region pattern determination unit, that is, the first IDCT unit 106, the high frequency region pattern selection unit 107, the second IDCT unit 108, and the pattern evaluation unit 109 constitute the high frequency component selection unit of the present invention. The

まず、高周波領域パターン選択部107は、本来の8×8のDCT係数から、低周波数領域である4×4を抜き出す(S1)。このようにして抜き出されたものが、図2のA0である。次に、A1〜A3に、高周波領域パターンを適用する(S2)。高周波領域パターンの適用は、高周波領域パターンの組み合わせの数だけ実行する。本実施の形態では、パターンの組み合わせは高周波数領域パターン5つをA1〜A3の3つに適用する組み合わせで、125通りになる。   First, the high frequency region pattern selection unit 107 extracts 4 × 4, which is a low frequency region, from the original 8 × 8 DCT coefficient (S1). What was extracted in this way is A0 in FIG. Next, a high frequency region pattern is applied to A1 to A3 (S2). The application of the high-frequency region pattern is executed by the number of combinations of the high-frequency region patterns. In the present embodiment, there are 125 combinations of patterns, which are combinations of applying five high frequency region patterns to three of A1 to A3.

高周波領域パターン選択部107で高周波数領域を補間したDCT係数は、第二のIDCT部108でIDCTされ、輝度値となる(S3)。この工程は一般のIDCTとまったく同一である。   The DCT coefficient obtained by interpolating the high frequency region by the high frequency region pattern selection unit 107 is IDCTed by the second IDCT unit 108 and becomes a luminance value (S3). This process is exactly the same as general IDCT.

上述したように、第一のIDCT部106においては通常のIDCTを行っている(S4)。パターン評価部109は、第一のIDCT部106と第二のIDCT部108の結果を比較する。2つのIDCTの相関を計算する手法は任意だが、本実施の形態では輝度値の差分の合計と、差の最大値を評価値とする。本実施の形態では125通りのパターンについて順に評価する。すなわち、各パターンで差分値を合計し(S5)、最大差分値を取得する(S6)。これを繰り返す(S7、S8)。125通りの評価値の算出ができたら、パターンを選択する。第一の評価基準として、差分の合計が最小となるものを選択する(S9)。第一の評価基準で選択されたものについて、第二の評価基準として、差の最大値を調べ(S10,S11)、閾値以下であれば最良のパターンとして選択される。   As described above, the first IDCT unit 106 performs normal IDCT (S4). The pattern evaluation unit 109 compares the results of the first IDCT unit 106 and the second IDCT unit 108. The method for calculating the correlation between the two IDCTs is arbitrary, but in this embodiment, the sum of the luminance value differences and the maximum difference value are used as the evaluation values. In this embodiment, 125 patterns are evaluated in order. That is, the difference values are summed up in each pattern (S5), and the maximum difference value is acquired (S6). This is repeated (S7, S8). Once 125 evaluation values have been calculated, select a pattern. As the first evaluation criterion, the one with the smallest difference is selected (S9). For the one selected by the first evaluation criterion, the maximum value of the difference is examined as the second evaluation criterion (S10, S11), and if it is not more than the threshold value, it is selected as the best pattern.

このようにして決定された高周波領域パターンは、ビットストリーム作成部112で圧縮ビットストリームに付加される。ビットストリーム作成部112はMPEG2Videoの規格に沿って再圧縮を行なうが、DCT係数を示すブロックの前に、図6に示す9ビットのパラメタを付加する。パラメタを付加する部分を、C言語風に記述すると、図7のようになる。図7はISO/IEC 13818-2で記述されているマクロブロックのシンタックスに、本発明のパラメタを付加したものである。本発明のパラメタ以外の記述の内容についてはISO/IEC 13818-2に記載されている。   The high frequency region pattern determined in this way is added to the compressed bit stream by the bit stream creation unit 112. The bit stream creation unit 112 performs recompression according to the MPEG2 Video standard, but adds a 9-bit parameter shown in FIG. 6 before the block indicating the DCT coefficient. The part to which the parameter is added is described in the C language style as shown in FIG. FIG. 7 is a macroblock syntax described in ISO / IEC 13818-2 with the parameters of the present invention added. The contents of the description other than the parameters of the present invention are described in ISO / IEC 13818-2.

以上説明した手法で、圧縮ストリームが生成される。   A compressed stream is generated by the method described above.

次に、復号部114の動作の流れを説明する。   Next, the operation flow of the decoding unit 114 will be described.

蓄積装置113から読み出された再圧縮ビットストリームは、第二のビットストリーム解析部115で解析される。本実施形態では、第二のビットストリーム解析部115が符号化データ取得部に相当する。   The recompressed bit stream read from the storage device 113 is analyzed by the second bit stream analysis unit 115. In the present embodiment, the second bit stream analysis unit 115 corresponds to an encoded data acquisition unit.

再圧縮ビットストリームは、高周波領域パターンを示すパラメタが付加されている以外はMPEG2と同一であるので、復号部の説明についてもマクロブロックの復号の流れ以外は省略する。再圧縮ビットストリームのマクロブロックは第二のハフマンデコード部116に入力され、ハフマン復号される。ハフマン復号されたマクロブロックは、逆量子化部117で逆量子化される。逆量子化されたマクロブロックのDCT係数は、本来の画像の低周波数領域の4×4である。再圧縮ビットストリームには高周波数領域の補間パターンを示すパラメタが付加されているので、高周波領域補間部118はパラメタの示す補間パターンに従い高周波数領域を復元する。この結果、8×8のDCT係数が復元され、第三のIDCT部119で通常のIDCTを行い、8×8の輝度値もしくは動き補償で用いる輝度差分値が得られる。動き補償が必要な場合は動き補償部120で動き補償を行い、出力部121から復号画像が出力される。本実施形態では、高周波領域補間部118が、本発明の、高周波成分取得部及び高周波成分付加部を構成する。また、第三のIDCT部119が、本発明の画像データ逆直交変換部に相当する。   Since the recompressed bitstream is the same as MPEG2 except that a parameter indicating a high frequency region pattern is added, the description of the decoding unit is also omitted except for the decoding flow of the macroblock. The macro block of the recompressed bit stream is input to the second Huffman decoding unit 116 and subjected to Huffman decoding. The Huffman-decoded macroblock is inversely quantized by the inverse quantization unit 117. The DCT coefficient of the inversely quantized macroblock is 4 × 4 in the low frequency region of the original image. Since the parameter indicating the interpolation pattern in the high frequency region is added to the recompressed bitstream, the high frequency region interpolation unit 118 restores the high frequency region according to the interpolation pattern indicated by the parameter. As a result, the 8 × 8 DCT coefficient is restored, and the normal IDCT is performed by the third IDCT unit 119 to obtain an 8 × 8 luminance value or a luminance difference value used for motion compensation. When motion compensation is necessary, the motion compensation unit 120 performs motion compensation, and the output unit 121 outputs a decoded image. In the present embodiment, the high frequency region interpolation unit 118 constitutes a high frequency component acquisition unit and a high frequency component addition unit of the present invention. The third IDCT unit 119 corresponds to the image data inverse orthogonal transform unit of the present invention.

復号部114は、再圧縮部102の作成した再圧縮ストリームを復号するための装置である。基本的にはMPEG2を復号する復号部だが、再圧縮部102が付加した高周波数領域補間パターンを示すパラメタを認識し、高周波数領域を補間してDCT係数を作成するところが特徴である。   The decoding unit 114 is a device for decoding the recompressed stream created by the recompressing unit 102. The decoding unit for decoding MPEG2 is basically characterized in that it recognizes a parameter indicating the high frequency region interpolation pattern added by the recompression unit 102 and interpolates the high frequency region to create a DCT coefficient.

本実施の形態では、高周波領域を補間するパターンを5種類としたが、本発明はこれに限らない。より少ないパターンで実行することも可能であるし、より多いパターンを用いてもかまわない。例えば、処理量を軽減する目的でパターン0とパターン4のみを用いても効果は得られる。また、さらに補間の精度を上げるために、各パターンに符号を付加して計10パターンを用いることも可能である。   In the present embodiment, five types of patterns for interpolating the high frequency region are used, but the present invention is not limited to this. It is possible to execute with fewer patterns, and more patterns may be used. For example, the effect can be obtained by using only the pattern 0 and the pattern 4 for the purpose of reducing the processing amount. Further, in order to further increase the accuracy of interpolation, it is possible to add a code to each pattern and use a total of 10 patterns.

また、本実施の形態では、第一のIDCT部106の結果と第二のIDCT部108の結果の評価に、画素差分値の総和と最大差分値を用いた手法を説明したが、本発明はこれに限らない。第一のIDCT部106の結果と第二のIDCT部108の結果の相関をとることができる手法であれば、どのようなものでも用いることができる。   In the present embodiment, the method using the sum of the pixel difference values and the maximum difference value for evaluating the result of the first IDCT unit 106 and the result of the second IDCT unit 108 has been described. Not limited to this. Any method can be used as long as the result of the first IDCT unit 106 and the result of the second IDCT unit 108 can be correlated.

本発明に係る解像度変換装置の実施の形態を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of a resolution conversion apparatus according to the present invention. 従来の高周波数領域DCT係数補間方式を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the conventional high frequency domain DCT coefficient interpolation system. 図1における高周波領域パターン選択部の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining operation | movement of the high frequency area | region pattern selection part in FIG. 本発明の実施形態における高周波領域パターン選択の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the operation | movement of the high frequency area | region pattern selection in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における高周波領域パターン選択の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the operation | movement of the high frequency area | region pattern selection in embodiment of this invention. 図1におけるビットストリーム作成部の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining operation | movement of the bit stream preparation part in FIG. 図1におけるビットストリーム作成部の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining operation | movement of the bit stream preparation part in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101 入力部
102 画像再圧縮部
103 第一のビットストリーム解析部
104 第一のハフマンデコード部
105 第一の逆量子化部
106 第一のIDCT部
107 高周波領域パターン選択部
108 第二のIDCT部
109 パターン評価部
110 量子化部
111 ハフマンエンコード部
112 ビットストリーム作成部
113 蓄積装置
114 画像復号部
115 第二のビットストリーム解析部
116 第二のハフマンデコード部
117 第二の逆量子化部
118 高周波領域補間部
119 第三のIDCT部
120 動き補償部
121 出力部
101 Input Unit 102 Image Recompression Unit 103 First Bitstream Analysis Unit 104 First Huffman Decoding Unit 105 First Inverse Quantization Unit 106 First IDCT Unit 107 High Frequency Area Pattern Selection Unit 108 Second IDCT Unit 109 Pattern evaluation unit 110 Quantization unit 111 Huffman encoding unit 112 Bit stream creation unit 113 Storage device 114 Image decoding unit 115 Second bit stream analysis unit 116 Second Huffman decoding unit 117 Second inverse quantization unit 118 High frequency domain interpolation Unit 119 third IDCT unit 120 motion compensation unit 121 output unit

Claims (4)

a)入力された直交変換画像データから所定の高周波成分を削除し、縮小された直交変換画像データを得る工程と、
前記縮小された直交変換画像データ復号化する際に高周波成分を復元するために用いる補間パターンを、予め用意された複数の補間パターンの中から選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された補間パターンを示すパラメタを、前記縮小された直交変換画像データに付加して、前記縮小された直交変換画像データと前記パラメタとからなる再圧縮画像データを作成する工程と、
を含む再圧縮工程と、
b)前記再圧縮画像データから、前記パラメタを検出し、検出されたパラメタに対応する補間パターンを用いて高周波成分を取得する取得工程と、
前記取得された高周波成分を前記再圧縮画像データに含まれる縮小された直交変換画像データに付加する高周波成分付加工程と、
前記高周波成分が付加された縮小された直交変換画像データを逆直交変換する工程と、を含む復号化工程と、
を有する画像データ処理方法。
and a) remove a predetermined frequency component from the input orthogonal transform image data to obtain a reduced Cartesian converted image data process,
A selection step of selecting from among a plurality of interpolation patterns interpolation pattern, prepared in advance to be used to restore the high frequency components in decoding the orthogonal transformation image data the reduced,
The parameter indicating the interpolation pattern selected in said selecting step, a step of adding the orthogonal transform image data the reduced, to create a re-compressed image data composed of the a reduced orthogonal transformation image data and the parameter ,
A recompression process comprising:
b) an acquisition step of detecting the parameter from the recompressed image data and acquiring a high-frequency component using an interpolation pattern corresponding to the detected parameter ;
A high frequency component adding step of adding the orthogonal transform image data reduced include the acquired high-frequency component in the re-compressed image data,
A decoding step including the steps of inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation image data to which the high-frequency component is reduced is added,
An image data processing method comprising:
前記入力された直交変換画像データの逆量子化処理を行う逆量子化工程を有し、  An inverse quantization process for performing an inverse quantization process on the input orthogonal transformation image data;
前記選択工程は、  The selection step includes
前記逆量子化工程で逆量子化処理して得られたDCT係数をIDCT処理する第一のIDCT工程  The first IDCT process for IDCT processing the DCT coefficient obtained by the inverse quantization process in the inverse quantization process
と、When,
前記逆量子化工程で得られた前記DCT係数の中から低周波成分を抜き出し、前記DCT係数の低周波成分に対して予め用意された前記複数の補間パターンをそれぞれ適用して、補間パターン毎にDCT係数の高周波成分を補間する補間工程と、  A low frequency component is extracted from the DCT coefficients obtained in the inverse quantization process, and each of the plurality of interpolation patterns prepared in advance is applied to the low frequency components of the DCT coefficients, and each interpolation pattern is applied. An interpolation process for interpolating the high-frequency component of the DCT coefficient;
前記補間工程で高周波成分が補間されたDCT係数をIDCT処理する第二のIDCT工程と、  A second IDCT process for IDCT processing DCT coefficients interpolated with high frequency components in the interpolation process;
前記第一のIDCT工程で得られた結果と前記第二のIDCT工程で得られた結果とを用いて各補間パターンを評価し、前記複数の補間パターンから1つを選択するパターン選択工程と、  A pattern selection step of evaluating each interpolation pattern using the result obtained in the first IDCT step and the result obtained in the second IDCT step, and selecting one from the plurality of interpolation patterns,
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像データ処理方法。The image data processing method according to claim 1, further comprising:
画像再圧縮部と画像復号部とを備える画像データ処理装置であって、
前記画像再圧縮部は、
入力された直交変換画像データから所定の高周波成分を削除し、縮小された直交変換画像データを得る画像圧縮部と、
前記縮小された直交変換画像データ復号化する際に高周波成分を復元するために用いる補間パターンを、予め用意された複数の補間パターンの中から選択する選択部と、
前記選択部で選択された補正パターンを示すパラメタを、前記縮小された直交変換画像データに付加して、前記縮小された直交変換画像データと前記パラメタとからなる再圧縮画像データを作成する作成部と、
を有し、
前記画像復号部は、
前記再圧縮画像データから、前記パラメタを検出し、検出されたパラメタに対応する補間パターンを用いて高周波成分を取得する取得部と、
前記取得された高周波成分を、前記再圧縮画像データに含まれる縮小された直交画像変換画像データに付加する高周波成分付加部と、
前記高周波成分が付加された前記縮小された直交変換画像データを逆直交変換する逆直交変換部と、
を有する
ことを特徴とする画像データ処理装置。
An image data processing device comprising an image recompression unit and an image decoding unit,
The image recompression unit includes:
Remove the predetermined high-frequency component from the input orthogonal transform image data, an image compression unit for obtaining a reduced Cartesian converted image data,
A selection selecting section you selected from the plurality of interpolation patterns interpolation pattern used to restore the high frequency components, prepared in advance when decoding the orthogonal transformation image data the reduced,
The parameter indicating the correction pattern selected by the selecting section, wherein in addition to reduced orthogonal transformation image data, created to create a re-compressed image data composed of the a reduced orthogonal transformation image data and the parameter part When,
Have
The image decoding unit
Wherein the recompressed image data, detects the parameters, and the resulting unit preparative you get a high-frequency component by using the interpolation patterns corresponding to the detected parameters,
A high frequency component adding unit that adds the obtained high-frequency component, the orthogonal image converted image data reduced contained in the re-compressed image data,
And inverse orthogonal transform unit you inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation image data to which the high-frequency component is the reduced is added,
Have
An image data processing apparatus.
前記入力された直交変換画像データの逆量子化処理を行う逆量子化部を有し、  An inverse quantization unit that performs an inverse quantization process on the input orthogonal transform image data;
前記選択部は、  The selection unit includes:
前記逆量子化部で逆量子化処理して得られたDCT係数をIDCT処理する第一のIDCT部と、  A first IDCT unit that performs IDCT processing on a DCT coefficient obtained by inverse quantization processing in the inverse quantization unit;
前記逆量子化部で得られた前記DCT係数の中から低周波成分を抜き出し、前記DCT成分の低周波成分に対して予め用意された前記複数の補間パターンをそれぞれ適用して、補間パターン毎にDCT係数の高周波成分を補間し、高周波成分が補間されたDCT係数をIDCT処理する第二のIDCT部と、  A low frequency component is extracted from the DCT coefficients obtained by the inverse quantization unit, and each of the plurality of interpolation patterns prepared in advance is applied to the low frequency component of the DCT component. A second IDCT unit that interpolates the high-frequency component of the DCT coefficient and IDCT-processes the DCT coefficient interpolated with the high-frequency component;
前記第一のIDCT部で得られた結果と前記第二のIDCT部で得られた結果とを用いて各補間パターンを評価し、前記複数の補間パターンから1つを選択するパターン評価部と、  A pattern evaluation unit that evaluates each interpolation pattern using the result obtained in the first IDCT unit and the result obtained in the second IDCT unit, and selects one from the plurality of interpolation patterns;
を有することを特徴とする請求項3に記載の画像データ処理装置。The image data processing apparatus according to claim 3, further comprising:
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