JP4321483B2 - Spatial resolution conversion method and spatial resolution conversion program - Google Patents
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Description
本発明は空間解像度変換方法及び空間解像度変換プログラムに係り、特に高精細な空間解像度を持つ映像と、それより低い空間解像度を持つ映像とのうち、一方の映像を構成している画像フレームの空間解像度を他方の空間解像度に変換するための空間解像度変換方法及び空間解像度変換プログラムに関する。 The present invention relates to a spatial resolution conversion method and a spatial resolution conversion program, and in particular, a space of an image frame constituting one of a video having a high-definition spatial resolution and a video having a lower spatial resolution. The present invention relates to a spatial resolution conversion method and a spatial resolution conversion program for converting resolution to the other spatial resolution.
従来のスケーラブル符号化においては図18(A)〜(C)に示すように、ある解像度から縦、横ともに半分ずつ縮小するような空間解像度を設定し、これらの空間解像度を自由に切り替えることができるように構成することで空間方向のスケーラビリティを実現することが一般的である。 In the conventional scalable coding, as shown in FIGS. 18A to 18C, a spatial resolution is set such that a certain resolution is reduced by half both vertically and horizontally, and these spatial resolutions can be freely switched. In general, it is possible to achieve scalability in the spatial direction by configuring it as possible.
また、このような縦、横とも半分ずつ縮小することで得られる空間解像度では対応できない空間解像度、例えば、横1920画素、縦1080画素のHD解像度から、横720画素、縦480画素への空間解像度変換に対しては、図19の画像102,105が示すようなクロッピング処理、図19の縮小画像108,109,110が示すようなレターボックス処理、図23の画像502,503が示すようなスクイーズ処理を行うことにより、HD(High Definition)解像度からSD(Standard Definition)解像度への空間解像度変換を作ったスケーラブル符号化及び復号化を実現している(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
Further, the spatial resolution that cannot be supported by the spatial resolution obtained by reducing the vertical and horizontal sides by half, for example, the spatial resolution from the HD resolution of 1920 pixels horizontally and 1080 pixels vertically to 720 pixels horizontally and 480 pixels vertically For conversion, cropping processing as shown by
また、16:9や4:3のアスペクト比をもつディスプレイ装置において、より柔軟な空間解像度変換を利用して多様な表示を実現しているものも多く存在する(例えば、特許文献4参照)。 Many display devices having an aspect ratio of 16: 9 or 4: 3 realize various displays using more flexible spatial resolution conversion (see, for example, Patent Document 4).
従来は、画像信号に対してスケーラブル符号化及び復号化を行う場合、高解像度の画像信号に対して所定の空間フィルタリング処理を施した後に2:1の割合でダウンサンプリングして、低解像度の画像信号を生成する。例えば、HD解像度の画像信号を所定の空間フィルタリング処理を行った後に2:1の割合でダウンサンプリングして低解像度の画像信号を生成する。 Conventionally, when scalable encoding and decoding are performed on an image signal, a predetermined spatial filtering process is performed on the high-resolution image signal and then down-sampling at a ratio of 2: 1 to obtain a low-resolution image. Generate a signal. For example, the HD resolution image signal is subjected to a predetermined spatial filtering process and then down-sampled at a ratio of 2: 1 to generate a low resolution image signal.
この低解像度の画像信号を符号化して伝送すると、その画像のアスペクト比は元のHD解像度の画像信号のそれの16:9のままである。よって、4:3のアスペクト比であるNTSC方式のテレビジョン受像機において、HD解像度の画像信号からダウンサンプリングして得られた、1/4の解像度の画像信号をモニタすることができないという問題があり、その問題に関しては多くの検討が行われていることで改善が進んでいる。 When this low resolution image signal is encoded and transmitted, the aspect ratio of the image remains 16: 9 that of the original HD resolution image signal. Therefore, in an NTSC television receiver having an aspect ratio of 4: 3, there is a problem that it is impossible to monitor a 1/4 resolution image signal obtained by down-sampling from an HD resolution image signal. There are many studies on the problem, and the improvement is progressing.
しかしながら、従来のHD解像度からSD解像度への空間解像度変換を利用した空間解像度スケーラブル符号化においては、いくつかの問題点が生じる。 However, there are some problems in the spatial resolution scalable encoding using the spatial resolution conversion from the conventional HD resolution to the SD resolution.
図19(A)〜(C)は、HD解像度からSD解像度へ空間解像度変換を行う際にクロッピング処埋を用いた例である。ここで説明を簡単にするために、特に断らない限り、以後、水平方向1920画素、垂直方向1080画素(1920×1080画素)をもつ解像度はHD解像度とする。また、水平方向720画素、垂直方向480画素(720×480画素)をもつ解像度はSD解像度とする。 FIGS. 19A to 19C are examples in which cropping processing is used when performing spatial resolution conversion from HD resolution to SD resolution. In order to simplify the description here, unless otherwise specified, the resolution having 1920 pixels in the horizontal direction and 1080 pixels in the vertical direction (1920 × 1080 pixels) is hereinafter referred to as HD resolution. The resolution having 720 pixels in the horizontal direction and 480 pixels in the vertical direction (720 × 480 pixels) is the SD resolution.
図19において、まず同図(A)に示すHD解像度の動画像の画像フレーム101からより重要な領域を特定して同図(B)に102で示す領域にクロッピング処理を行う。領域102は、同図(C)に示す領域105が示すSD解像度を縦、横ともに2.25倍することで、前の画素をHD解像度の縦の画素と同じ画素領域とし、HD解像度内に収まり、かつ、SD解像度のアスペクト比で表現できる最大の画素領域を用いてHD解像度からクロッピングされた領域である。
19, first, a more important area is identified from the
その後、図19(B)に102で示す画像フレームを、本来のSD解像度である720×480画素とするために、縦、横ともに1/2.25倍に縮小するための所定のフィルタリング処理を行うことで同図(C)に示すSD解像度に縮小する。このようにして得られたSD解像度の動画像フレーム105は、HD解像度の動画像フレームからクロッピングした領域102内のテクスチャ情報を最大限利用することができる代わりに、図19(B)に103,104で示すようなSD解像度内では表現できない領域が生じてしまう。
Then, in order to reduce the image frame indicated by 102 in FIG. 19B to the original SD resolution of 720 × 480 pixels, a predetermined filtering process for reducing the image frame by 1 / 2.25 times both vertically and horizontally is performed. By doing so, the SD resolution shown in FIG. The SD resolution moving
図20は、図19が示すようなクロッピング処理を利用して空間スケーラビリティをもつ動画像符号化において、それぞれの空間解像度間の符号化処理を示している。一般に、空間解像度変換を伴う空間スケーラブル符号化では、基本となる空間解像度を持つベースレイヤと、このベースレイヤに対して空間解像度を向上させるための付加情報を持つエンハンスレイヤを設定して符号化を行う。 FIG. 20 shows encoding processing between spatial resolutions in moving image encoding having spatial scalability using the cropping processing as shown in FIG. In general, in spatial scalable coding with spatial resolution conversion, encoding is performed by setting a base layer having a basic spatial resolution and an enhancement layer having additional information for improving the spatial resolution for the base layer. Do.
このエンハンスレイヤは、少なくとも1つのレイヤによって構成される。複数のエンハンスレイヤを用いることで、より細かな解像度のスケーラビリティを実現することができるが、その分複数のエンハンスレイヤを構成するためのオーバヘッド情報が必要となり、符号化効率に影響を与えるため注意が必要である。図20では、同図(A)の201がベースレイヤ、同図(D)の206,207,208がエンハンスレイヤとなる。 This enhancement layer is composed of at least one layer. By using multiple enhancement layers, it is possible to achieve finer resolution scalability. However, overhead information for configuring multiple enhancement layers is required, which affects coding efficiency. is necessary. In FIG. 20, 201 in FIG. 20A is a base layer, and 206, 207, and 208 in FIG.
図20に示すように、ベースレイヤ201が元のHD解像度からクロッピング処理によって生成したSD解像度に基づいて符号化されるため、ベースレイヤ201を符号化した後に復号化して得られるローカルデコード画像に対して縦、横ともに2.25倍すると、同図(B)に示す画像202を得る。この画像202は、空間スケーラブル符号化においては各レイヤ(図20ではレイヤを階層と表現している)間での予測符号化を行う。
As shown in FIG. 20, since the
しかし、図20(C)に示すHD解像度のレイヤのローカルデコード画像において、画像202と相関が高い領域は203のみであることから、204、205の領域はレイヤ間の相関を利用することができずに面内符号化であるイントラ符号化の対象領域となる。レイヤ間の予測符号化を行うことで、図20(D)に示すように、領域202と領域203との予測符号化の結果生じるレイヤ間の予測符号情報206と、領域204をイントラ符号化した結果生じるイントラ符号情報207と、領域205をイントラ符号化した結果生じるイントラ符号情報208とを得る。また、予測符号化においては、動きベクトル情報や符号化時の状態を表す情報などを含む各種付加情報であるレイヤ間予測符号化付加情報を得る。この206,207,208及びレイヤ間予測符号化付加情報がエンハンスレイヤを構成するための情報となる。
However, in the locally decoded image of the HD resolution layer shown in FIG. 20C, only the
このように、空間スケーラブル符号化において解像度変換にクロッピング処理を利用した場合には、イントラ符号情報207,208のようなイントラ符号化を伴うため、符号化効率を低下させるとともに、符号化及び復号化時の演算量を増大させる要因となる。
As described above, when cropping processing is used for resolution conversion in spatial scalable coding, intra coding such as the
また、図20(D)に示すレイヤ間予測符号情報206を得るレイヤ間予測符号化と、イントラ符号情報207,208を得るイントラ符号化といった別々の符号化を行うことから、復号結果の画像品質にばらつきが生じる。その結果、復号結果の主観的な画像品質に影響を与えるだけでなく、画像品質が均一でないことが更に上位のエンハンスレイヤを構成しようとした際に符号化効率を低下させる要因となる。
Further, since separate encoding such as inter-layer prediction encoding for obtaining the inter-layer
図21は、図20と同様に図19が示すようなクロッピング処理を利用して空間スケーラビリティをもつ動画像符号化において、それぞれの空間解像度間の符号化処理を示す。図21は、ベースレイヤに関しては図20と同様である。図21において、エンハンスレイヤに関しては、まず第1のエンハンスレイヤとして図21(A)に示すクロッピング領域外の領域301に対するイントラ符号化結果により構成し、この第1のエンハンスレイヤから再度復号化することで得られるローカルデコード画像302,303を用いる。
FIG. 21 shows encoding processing between spatial resolutions in moving image encoding having spatial scalability using the cropping processing as shown in FIG. 19 as in FIG. FIG. 21 is the same as FIG. 20 regarding the base layer. In FIG. 21, with respect to the enhancement layer, first, the first enhancement layer is constituted by the intra-coding result for the
また、第2のエンハンスレイヤを構成するために、領域301,画像302,303に対して所定の拡大処理を行うことで図21(B)に示すような画像304,305,306を得る。その後、画像304,305,306と、図21(C)に示すローカルデコード画像307との間でレイヤ間予測符号化を行い、得られた結果を第2のエンハンスレイヤとすることで、空間スケーラビリティをもつ動画像符号化を行うことができる。
Further, in order to configure the second enhancement layer, predetermined enlargement processing is performed on the
しかし、このような構成であっても、図20の構成で起こりうる要因は根本的には改善することが難しい。 However, even with such a configuration, it is difficult to fundamentally improve the factors that can occur in the configuration of FIG.
図19(A)の画像フレーム101と同図(D)の縮小画像108、及び上記画像フレーム101,同図(E)の画像109,同図(F)の画像110は、それぞれHD解像度からSD解像度へ空間解像度変換を行う際にレターボックス処理を用いた例である。縮小画像108は、画像フレーム101から直接縦横比固定でHD解像度の画像フレーム101に対して所定の空間フィルタリング処理及び縮小処理を行うことで縦、横共に3/8倍し、SD解像度に収めるために上下の領域を所定の画素値、通常は黒を表現するための画素値で補填することで生成された画像である。
The
図19(E)に示す画像109は、まず、HD解像度の画像フレーム101の横サイズを縦横比固定でSD解像度の2.25倍の横サイズに合わせるために、画像フレーム101に対して所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理により縦、横ともに27/32倍するとともに、上下の領域を所定の画素値、通常は黒を表現するための画素値で補填することで生成される。その後、図19(E)に示す画像109に対して所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理を行い、縦、横共に1/2.25倍することで図19(F)に示す縮小画像110が生成される。
An
このような縮小画像108,110が示すSD解像度の動画像フレームは、HD解像度の動画像フレームからレターボックス処理によりSD解像度に内接するように所定の空間フィルタリング及び縮小処理により生成されるため、動画像フレーム101全体の特徴を利用することができる代わりに、図19(C)に示した縮小画像105よりも更に縮小処理を行うため、縮小画像108,110に含まれる領域内のテクスチャ情報、つまり画像の細部を表現するための高周波数成分情報が縮小画像105に比べて少ない状態となってしまう。
The SD resolution moving image frames indicated by the reduced
図22は、図19が示すようなレターボックス処理を利用して空間スケーラビリティをもつ動画像符号化において、それぞれの空間解像度間の符号化処理を示している。図22では、401がベースレイヤ、405がエンハンスレイヤとなる。まず、図22(A)に示すSD解像度の画像401に対して、上下に充填した画素の除去を行うとともに、所定の空間フィルタリング処理による拡大処理により縦、横ともに8/3倍することで、画像401から図22(C)に示す画像403を直接得る。
FIG. 22 shows encoding processing between spatial resolutions in moving image encoding having spatial scalability using the letterbox processing as shown in FIG. In FIG. 22, 401 is a base layer and 405 is an enhancement layer. First, by removing pixels filled up and down from the
もしくは、画像401に対して所定の空間フィルタリング処理による拡大処理により縦、横ともに2.25倍することで図22(B)に示す画像402を得る。その後、画像402に対して上下に充填した画素の除去を行うとともに、所定の空間フィルタリング処理による拡大処理により縦、横ともに32/27倍することで図22(C)に示す画像403を得る。
Alternatively, the
次に、図22(E)に示す画像405のエンハンスレイヤを構成するために、画像403と図22(D)に示すHD解像度のローカルデコード画像404との間でレイヤ間予測符号化を行い、得られた同図(E)に示すレイヤ間予測符号化情報405をエンハンスレイヤとすることで、空間スケーラビリティをもつ動画像符号化を行うことができる。
Next, in order to construct an enhancement layer of the
このような空間スケーラブル符号化において、解像度変換にレターボックス処理を利用した場合には、図20や図21のような解像度変換にクロッピング処理を用いた場合と比べて、図22(A)に示す画像401に含まれるテクスチャ情報、つまり画像の細部を表現するための高周波数成分情報が少ないため、画像401に対して拡大処理を行って得られた図22(C)に示す画像403は、仮にベースレイヤの符号化の影響が出ないように可逆符号化を適用して符号化及び復号化を行った場合であっても、図20に示した画像202,204,205や図21に示した画像304,305,306と比較して精細感の乏しいボケた画像となる。
In such spatial scalable coding, when letterbox processing is used for resolution conversion, as shown in FIG. 22A, compared with the case where cropping processing is used for resolution conversion as shown in FIGS. Since there is little texture information included in the
従って、解像度変換にレターボックス処理を利用することは、図20や図21のベースレイヤの復号画像の画像品質と比較して、復号化時に得られるベースレイヤの復号画像の画像品質を劣化させる要因となる。また、エンハンスレイヤを利用して図20や図21と同等の画像品質を維持しようとした場合には、より多くの符号量をエンハンスレイヤに割く必要が生じる。 Therefore, the use of letterbox processing for resolution conversion is a factor that degrades the image quality of the base layer decoded image obtained at the time of decoding as compared with the image quality of the base layer decoded image of FIG. 20 or FIG. It becomes. Further, when trying to maintain the same image quality as that of FIG. 20 or FIG. 21 using the enhancement layer, it is necessary to allocate a larger amount of code to the enhancement layer.
図23(A)、(B)、(D)及び図23(A)、(C)、(D)は、HD解像度からSD解像度へ空間解像度変換を行う際にスクイーズ処理を用いた例を示す。図23(C)に示す画像502は、同図(A)に示すHD解像度の画像フレーム501の横方向に所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理により27/32倍することでスクイーズ処理を行うことで生成される。その後、画像502に対して所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理を行うことで、縦、横共に1/2.25倍することで図23(D)に示す縮小画像503が生成される。
23 (A), (B), (D) and FIGS. 23 (A), (C), (D) show examples of using squeeze processing when performing spatial resolution conversion from HD resolution to SD resolution. . The
また、図23(B)に示す画像504は、同図(A)に示すHD解像度の画像フレーム501に対して所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理を行うことで、縦、横共に4/9倍することで生成される。その後、画像504の横方向に所定の空間フィルタリング処理及び所定の縮小処理により27/32倍してスクイーズ処理を行うことで図23(D)に示す縮小画像503が生成される。
Further, an
このようにして得られた縮小画像503が示すSD解像度の動画像フレームは、HD解像度の動画像の画像フレーム501からスクイーズ処理により横方向に対して所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで生成されるため、画像フレーム501全体の特徴を利用することができる代わりに、図19(C)に示した縮小画像105よりも横方向に対して更に縮小処理を行うため、図23(D)に示す縮小画像503に含まれる領域内の横方向のテクスチャ情報、つまり画像の細部を表現するための高周波数成分情報が前記縮小画像105に比べて少ない状態となってしまう。
The SD resolution moving image frame indicated by the reduced
また、前記縮小画像105はより重要とされた領域に対してクロッピング処埋を行った結果得られた画像であり、このクロッピング処理された領域に対しては画像の縦横比を保っているが、スクイーズ処理を行って生成された縮小画像503の場合には、図23(D)に示したように、画像全体に渡って横方向の縮小処理を行うことから本来の画像の縦横比を保つことができずに、画像全体として歪んだ画像となってしまう。
Further, the reduced
図24は、図23が示すようなスクイーズ処理を利用して空間スケーラビリティをもつ動画像符号化において、それぞれの空間解像度間の符号化処理を示す。図24では、(A)に示す601がベースレイヤ、(E)に示す606がエンハンスレイヤとなる。まず、図24(A)に示すSD解像度の画像601に対して所定の空間フィルタリング処理による拡大処理を行い、縦、横ともに2.25倍することで図24(B)に示す画像603を得る。
FIG. 24 shows coding processing between spatial resolutions in moving image coding having spatial scalability using the squeeze processing as shown in FIG. In FIG. 24, 601 shown in (A) is a base layer, and 606 shown in (E) is an enhancement layer. First, an enlargement process by a predetermined spatial filtering process is performed on the
その後、スクイーズを解除するために画像603に対して横方向に所定の空間フィルタリング処理による拡大処理を行って32/27倍することで、図24(D)に示す画像604を生成する。もしくは、SD解像度の画像601に対して先にスクイーズを解除することで図24(C)に示す画像602を生成し、その後所定の空間フィルタリング処理による拡大処理により、縦・横ともに2.25倍することで同図(D)に示す画像604を得る。
Thereafter, in order to cancel the squeeze, the
次に、画像606のエンハンスレイヤを構成するために、画像604と図24(F)に示すHD解像度のローカルデコード画像605との間でレイヤ間予測符号化を行い、得られた図24(E)に示すレイヤ間予測符号化情報606をエンハンスレイヤの画像情報とすることで、空間スケーラビリティをもつ動画像符号化を行うことができる。
Next, in order to construct an enhancement layer of the
このような空間スケーラブル符号化において解像度変換にスクイーズ処理を利用した場合には、図20や図21のような解像度変換にクロッピング処理を用いた場合と比べてベースレイヤの画像601に含まれる横方向のテクスチャ情報、つまり画像の細部を表現するための高周波数成分情報が少ないため、図24のスクイーズ解除及び拡大処理によって得られた画像604は、仮にベースレイヤの符号化の影響が出ないように可逆符号化を適用して符号化及び復号化を行った場合であっても、図20の202,204,205や図21の304,305,306と比較して横方向に対して精細感の乏しいボケた画像となる。
When squeeze processing is used for resolution conversion in such spatial scalable encoding, the horizontal direction included in the
従って、解像度変換にスクイーズ処理を利用することは、図20や図21のベースレイヤの復号画像の画像品質と比較して、復号化時に得られるベースレイヤの復号画像の画像品質を劣化させる要因となる。また、エンハンスレイヤを利用して図20や図21と同等の画像品質を維持しようとした場合には、より多くの符号量をエンハンスレイヤに割く必要が生じる。 Therefore, the use of squeeze processing for resolution conversion is a factor that degrades the image quality of the decoded image of the base layer obtained at the time of decoding as compared with the image quality of the decoded image of the base layer shown in FIGS. Become. Further, when trying to maintain the same image quality as that of FIG. 20 or FIG. 21 using the enhancement layer, it is necessary to allocate a larger amount of code to the enhancement layer.
更に、スケーラブル復号化時にベースレイヤの復号画像を表示しようとした場合には、スクイーズ処理が施されていることから画像全体が歪んでいるため、正しく表示しようとした場合には画像全体に対して再度スクイーズを解除し、表示対象がSD解像度のアスペクト比である場合には、表示領域に対してクロッピング処理を行わなければならないという問題が生じる。 Furthermore, when trying to display the decoded image of the base layer during scalable decoding, the entire image is distorted because of the squeeze process, so when attempting to display correctly, the entire image is displayed. When the squeeze is canceled again and the display target has an SD resolution aspect ratio, a problem arises in that a cropping process must be performed on the display area.
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、スケーラブル符号化及び復号化を行う際に、より効率良く符号化及び復号化できるようにするための空間解像度変換方法及び空間解像度変換プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a spatial resolution conversion method and a spatial resolution conversion program for enabling more efficient encoding and decoding when performing scalable encoding and decoding. For the purpose.
上記の目的を達成するため、第1の発明の空間解像度変換方法は、第1の空間解像度を有する映像信号を、当該映像信号を構成している画像フレーム単位で、第1の空間解像度よりも低い第2の空間解像度を有する映像信号に変換するための空間解像度変換方法であって、
第1の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第1の画像フレーム内で、第2の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第2の画像フレームとするための画像領域であるクロッピング領域を特定する第1のステップと、クロッピング領域内で画像形状を歪ませずに空間解像度変換を行う領域である第1のオリジナル領域を特定すると共に、第1の画像フレームにおける第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報を生成する第2のステップと、クロッピング領域内における第1のオリジナル領域外の領域を、画像形状を歪ませて空間解像度変換を行う領域である第1の歪み領域に特定する第3のステップと、第2の画像フレームのサイズと第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第1のオリジナル領域を第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して第2のオリジナル領域とすると共に、第1の画像フレームにおける第1のオリジナル領域外の領域を、第1の歪み領域を第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して第2の歪み領域とし、第2の画像フレームにおける第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報を生成して、第2のオリジナル領域と第2の歪み領域とにより、第2の空間解像度を有する第2の画像フレームを生成する第4のステップとを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a spatial resolution conversion method according to a first aspect of the present invention provides a video signal having a first spatial resolution, in units of image frames constituting the video signal, more than the first spatial resolution. A spatial resolution conversion method for converting into a video signal having a low second spatial resolution,
Cropping, which is an image area for making a second image frame that is an image frame of a video signal having a second spatial resolution within a first image frame that is an image frame of a video signal having a first spatial resolution A first step of specifying an area, a first original area that is an area for performing spatial resolution conversion without distorting the image shape in the cropping area, and a first original area in the first image frame The second step of generating the first area information that is information for specifying the area and the area outside the first original area in the cropping area are areas for performing spatial resolution conversion by distorting the image shape. According to the third step of identifying the first distortion region and the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame, the first orientation is determined. With the second original area by reducing the null region without distorting the image shape in the first reduction mode, the first original region outside the region in the first image frame, the first strained region The image shape is distorted by the second reduction method so as to become a region that matches the region reduced by the first reduction method, and the second distortion region is obtained by reducing the image shape. 2nd area information which is information for specifying 2 original areas is generated, and a 2nd image frame which has the 2nd spatial resolution is generated by the 2nd original area and the 2nd distortion area And a fourth step.
この発明では、オリジナル領域の画像情報は歪ませることなく第1の解像度の画像情報をそのまま第2の解像度に変換し、クリッピング領域内でオリジナル領域の外側の領域の第1の解像度の画像情報は、第2の解像度に変換して歪み領域に収まるようにしたため、第1の解像度の画像領域内の画像情報をすべて第2の解像度に変換することができると共に、画像情報として重要な領域はオリジナル領域として第2の解像度への変換時にも歪ませることなく解像度変換をすることができる。 In the present invention, the image information of the first area is directly converted into the second resolution without distorting the image information of the original area, and the image information of the first resolution of the area outside the original area in the clipping area is Since the image data is converted to the second resolution so as to be within the distortion area, all the image information in the image area of the first resolution can be converted to the second resolution, and the area important as the image information is the original. As a region, resolution conversion can be performed without distortion even when converting to the second resolution.
また、上記の目的を達成するため、第2の発明は、上記の第1の発明の空間解像度変換方法により、第1の空間解像度を有する映像信号の第1の画像フレームから変換された、前記第1の空間解像度よりも低い第2の空間解像度を有する第2の画像フレームの映像信号を、当該映像信号を構成している画像フレーム単位で、再度、前記第1の空間解像度を有する映像信号に変換する空間解像度変換方法であって、
空間解像度変換対象の第2の画像フレームは、第1の画像フレーム内で第2の画像フレームとするための画像領域である第1のクロッピング領域内において空間解像度変換を行う第1のオリジナル領域を、第2の画像フレームのサイズと第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して得られた第2のオリジナル領域と、第1の画像フレームにおける第1のオリジナル領域外の領域を、第1の歪み領域を第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して得られた第2の歪み領域とよりなり、
第2の画像フレームにおける第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報に基づき、第2の画像フレーム内で第2のオリジナル領域を特定する第1のステップと、第2の画像フレームを第2のクロッピング領域と特定する第2のステップと、第2のクロッピング領域内における、第2のオリジナル領域外の領域を、第2の歪み領域として特定する第3のステップと、第2の画像フレームのサイズと第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第2のオリジナル領域を第1の拡大方法にて画像形状を歪ませずに拡大して第1のオリジナル領域を復元すると共に、第1及び第2の画像フレームの各サイズと、第1の画像フレームにおける第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報と第2の領域情報とに基づき、第2の歪み領域を、第1の画像フレームにおける第1のオリジナル領域外の領域と一致する領域となるように、第2の拡大方法にて画像形状を歪ませて拡大して第1のオリジナル領域外の領域を復元し、復元した第1のオリジナル領域と復元した第1のオリジナル領域外の領域とにより、第1の空間解像度を有する第1の画像フレームを復元する第4のステップとを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the second invention converts the first image frame of the video signal having the first spatial resolution by the spatial resolution conversion method of the first invention. The video signal of the second image frame having the second spatial resolution lower than the first spatial resolution is again converted into the video signal having the first spatial resolution in units of image frames constituting the video signal. A spatial resolution conversion method for converting to
The second image frame to be subjected to spatial resolution conversion is a first original area that is subjected to spatial resolution conversion in a first cropping area that is an image area for making a second image frame in the first image frame. A second original area obtained by reducing the image shape without distorting the image by the first reduction method according to a ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame; The image shape is determined by the second reduction method so that the area outside the first original area in the first image frame coincides with the area obtained by reducing the first distortion area by the first reduction method. And a second strain region obtained by distorting and shrinking,
A first step of specifying a second original area in the second image frame based on second area information which is information for specifying a second original area in the second image frame; A second step of identifying the image frame as a second cropping region, a third step of identifying a region outside the second original region within the second cropping region as a second distortion region, According to the ratio of the size of the second image frame and the size of the first image frame, the first original region is enlarged without distorting the image shape by the first enlargement method using the first enlargement method. together to restore, and the size of the first and second image frames, the first area information and second area information is information for specifying the first original region in the first image frame The basis of the second strained region, such that the first original area outside the realm Match region in the first image frame, to enlarge distort the image shape by the second expansion method A region outside the first original region is restored, and a first image frame having a first spatial resolution is restored by using the restored first original region and the restored region outside the first original region . These steps are provided.
この発明では、第1の発明で第1の解像度から第2の解像度に変換された画像フレームを、元の第1の解像度の画像フレームへ解像度変換することができる。 In this invention, the image frame converted from the first resolution to the second resolution in the first invention can be converted to the original image frame of the first resolution.
また、上記の目的を達成するため、第3の発明の解像度変換プログラムは、第1の空間解像度を有する映像信号を、当該映像信号を構成している画像フレーム単位で、第1の空間解像度よりも低い第2の空間解像度を有する映像信号に変換するための空間解像度変換を、コンピュータにより実行させるための空間解像度変換プログラムであって、コンピュータに、第1の発明の各ステップを順次実行させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a resolution conversion program according to a third aspect of the present invention provides a video signal having a first spatial resolution, in units of image frames constituting the video signal, from the first spatial resolution. A spatial resolution conversion program for causing a computer to execute a spatial resolution conversion for converting into a video signal having a lower second spatial resolution, and causing the computer to sequentially execute each step of the first invention. It is characterized by.
また、上記の目的を達成するため、第4の発明の解像度変換プログラムは、第1の発明の空間解像度変換方法により、第1の空間解像度を有する映像信号から変換された、第1の空間解像度よりも低い第2の空間解像度を有する映像信号を、当該映像信号を構成している画像フレーム単位で、再度、第1の空間解像度を有する映像信号に変換する空間解像度変換を、コンピュータにより実行させるための空間解像度変換プログラムであって、コンピュータに、第2の発明の各ステップを順次実行させることを特徴とする。
更に、上記の目的を達成するため、第5の発明の解像度変換装置は、第1の発明の各ステップをハードウェアにより実現することを特徴とし、第6の発明の解像度変換装置は、第1の発明の各ステップをハードウェアにより実現することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a resolution conversion program according to a fourth aspect of the present invention provides a first spatial resolution converted from a video signal having the first spatial resolution by the spatial resolution conversion method according to the first aspect. The computer executes spatial resolution conversion for converting a video signal having a lower second spatial resolution into a video signal having the first spatial resolution again in units of image frames constituting the video signal. A spatial resolution conversion program for causing a computer to sequentially execute the steps of the second invention.
Furthermore, in order to achieve the above object, the resolution converter of the fifth invention is characterized in that each step of the first invention is realized by hardware, and the resolution converter of the sixth invention is the first Each step of the invention is realized by hardware.
本発明によれば、第1の解像度の画像領域内の画像情報をすべて第2の解像度に変換し、画像情報として重要な領域はオリジナル領域として第2の解像度への変換時にも歪ませることなく解像度変換をするようにしたため、以下の特長を有する。 According to the present invention, all the image information in the image area of the first resolution is converted to the second resolution, and the area important as the image information is not distorted even when converted to the second resolution as the original area. Since the resolution is converted, it has the following features.
(1)オリジナル領域内の画像に対しては歪ませることなく領域内の画素を保護しつつ、オリジナル領域外の画像に対しては各方向に対して縮小処理を行って歪み領域に格納することで、従来のクロッピング処理では欠落していたクロッピング領域外の画像情報をクロッピング領域内に反映できる。 (1) Protect pixels in the area without distorting the image in the original area, and store the image outside the original area in the distorted area by performing reduction processing in each direction. Thus, image information outside the cropping area that was missing in the conventional cropping process can be reflected in the cropping area.
(2)従来のスクイーズ処理によるHD解像度からSD解像度への変換では変換した画像全体が歪んでしまうため、SD解像度をそのまま表示することは視覚的に問題を生じていたが、本発明では視覚上重要な部分を歪ませることなくSD解像度の画像領域内に格納することができるため、SD解像度の画像をそのまま表示した場合であっても、視覚的な影響を軽減できる。 (2) In the conventional conversion from HD resolution to SD resolution by squeeze processing, the entire converted image is distorted, and thus displaying the SD resolution as it is visually causes a problem. Since the important part can be stored in the SD resolution image area without being distorted, the visual influence can be reduced even when the SD resolution image is displayed as it is.
(3)従来のスクイーズ処理によるHD解像度からSD解像度への変換では変換した画像全体が歪んでしまうため、SD解像度の画像を表示するためには再度スクイーズを解除するために拡大処埋を行った後に表示領域を、再度クロッピング処理を行った上で表示する必要があったが、本発明では表示したいクロッピング領域に含まれる歪み領域に対してのみ拡大処理を行えばよいため表示に至るまでの処理を削減できる。 (3) Since the entire converted image is distorted in the conversion from HD resolution to SD resolution by the conventional squeeze processing, in order to display the SD resolution image, enlargement processing is performed to cancel the squeeze again. Although it was necessary to display the display area after performing the cropping process again later, in the present invention, since the enlargement process only needs to be performed on the distortion area included in the cropping area to be displayed, the process up to the display is performed. Can be reduced.
(4)本発明ではオリジナル領域を必要に応じて自由に設定することができるため、画質を維持したい領域を自由に設定できる。 (4) In the present invention, since the original area can be freely set as necessary, the area where the image quality is desired to be maintained can be freely set.
(5)本発明では歪み領域へ格納する際の縮小率を変化させることができるため、必要に応じて画像情報として重要な部分の周波数成分情報をできるだけ維持しつつ歪み領域へ格納できる。 (5) In the present invention, since the reduction ratio at the time of storing in the distortion area can be changed, it is possible to store the frequency component information of the important part as image information in the distortion area as much as possible as necessary.
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。本発明は、HD解像度からSD解像度へ空間解像度変換を行う際に、変換対象となるSD解像度の画像領域内に、HD解像度内においてできるだけ本来の画像情報を維持するための領域であるオリジナル領域を設けると共に、HD解像度内の本来の画像情報を多少犠牲にしつつも、可能な限りSD解像度内にHD解像度内の画像情報の特徴を取り込むための領域である歪み領域をオリジナル領域の外側かつSD解像度の画像領域内に設けるものである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present invention, when performing spatial resolution conversion from HD resolution to SD resolution, an original area, which is an area for maintaining original image information as much as possible in the HD resolution, is included in the SD resolution image area to be converted. In addition, while providing some sacrifice of the original image information in the HD resolution, a distortion area, which is an area for capturing the characteristics of the image information in the HD resolution, is included in the SD resolution as much as possible outside the original area and in the SD resolution. Are provided in the image area.
図1は本発明になる空間解像度変換方法の一実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。HD解像度の画像領域は、エンハンス領域であるものとする。図1では、エンハンス領域を定義するために、領域11の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。換言すると、領域11は、HD解像度の画像領域であり、エンハンス領域である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an image area converted by an embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. It is assumed that the HD resolution image area is an enhancement area. In Figure 1, to define an enhanced region, the upper left coordinate of the area 11 E (X E, Y E ), the lateral size of W E, the longitudinal size and H E. In other words, the
また、SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域12の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。換言すると、領域12は、SD解像度の画像領域であり、クロッピング領域である。更に、オリジナル領域を定義するために、領域13の左上の座標をO(XO,YO)、横方向の大きさをWO、縦方向の大きさをHOとする。このオリジナル領域13はクロッピング領域12内にある。
Further, it is assumed that the image area of the SD resolution is a cropping area, and in order to define the cropping area, the upper left coordinates of the
このオリジナル領域13は、エンハンス領域11のHD解像度の画像を歪ませずに元のままの縦横比で画像が格納される領域である。これに対し、クロッピング領域12内で、かつ、オリジナル領域13の外側の領域は、オリジナル領域13の外側にあるエンハンス領域11のHD解像度の画像情報を所定のフィルタリング及び縮小処理して歪ませて取り込んだ画像情報の領域(歪み領域)である。すなわち、クロッピング領域12内で、かつ、オリジナル領域13の外側の領域は、HD解像度内の本来の画像情報を多少犠牲にしつつも、可能な限りSD解像度のクロッピング領域12内にHD解像度内の画像情報の特徴を取り込むための歪み領域である。
The
本発明では、エンハンス領域11のHD解像度の画像情報の空間解像度を、オリジナル領域13を含むクロッピング領域12の画像情報の空間解像度に変換するか、あるいは、上記の逆方向の空間解像度の変換を行うものである。
In the present invention, the spatial resolution of the HD resolution image information in the
図2は本発明の空間解像度変換方法の一実施の形態によって一般的な横1920画素、縦1080画素のHD解像度から、横720画素、縦480画素のSD解像度へ空間解像度変換を行う処理過程を示す。また、図3は本発明の空間解像度変換方法の一実施の形態の処理説明用フローチャートである。この図2と図3を用いて本発明の一実施の形態の処理過程を以下に説明する。 FIG. 2 illustrates a process of performing spatial resolution conversion from a general HD resolution of 1920 horizontal pixels and 1080 vertical pixels to an SD resolution of 720 horizontal and 480 vertical pixels according to an embodiment of the spatial resolution conversion method of the present invention. Show. FIG. 3 is a flowchart for explaining processing of an embodiment of the spatial resolution conversion method of the present invention. A processing process according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、高精細なHD解像度の画像フレームを取得する(図3のステップS101)。図2(A)に21で示すHD解像度の全画像領域をエンハンス領域(図1の11に相当)とする。続いて、このエンハンス領域21内のクロッピング領域(図1の12に相当)を特定する(図3のステップS102)。このステップS102では、図2(A)に点線で示されるように、SD解像度の画像領域を2.25倍することでクロッピング領域の縦の大きさをHD解像度の画像領域の縦の大きさに合わせる。また、クロッピング領域の横方向に対しては所定の位置とすることで、エンハンス領域21内に図2(A)に点線の四角形で示されるクロッピング領域22を設定する。
First, a high-definition HD resolution image frame is acquired (step S101 in FIG. 3). The entire HD
ここでは、図2(A)に点線の四角形で示すように、クロッピング領域22をクロッピング領域の外側の領域が均等になるように配置している。これは、一般に画面内の中央付近に映像としてより重要な内容が含まれることを想定した場合に相当する。ただし、クロッピング領域の配置は、エンハンス領域21内であれば特に限定されるものではなく、SD解像度に変換した際に、より映像の特徴を残すことができる位置に配置することが望ましい。
Here, as shown by a dotted rectangle in FIG. 2A, the cropping
次に、画像情報を維持するためのオリジナル領域(図1の13に相当)の形状を特定する(図3のステップS103)とともに、オリジナル領域を設定する(図3のステップS104)。ここでは、オリジナル領域の形状は矩形とし、オリジナル領域を図2(B)に23で示す位置に設定している。なお、オリジナル領域の形状は、図4に示されるような形状モードIDが与えられることにより特定することができるようにするとよい。このオリジナル領域23の配置は、クロッピング領域22内であれば特に限定されるものではない。
Next, the shape of the original area (corresponding to 13 in FIG. 1) for maintaining the image information is specified (step S103 in FIG. 3), and the original area is set (step S104 in FIG. 3). Here, the shape of the original area is a rectangle, and the original area is set at a position indicated by 23 in FIG. Note that the shape of the original area may be specified by giving a shape mode ID as shown in FIG. The arrangement of the
次に、歪み領域を設定する(図3のステップS105)。ここでは、クロッピング領域外に存在する通常であれば情報が欠落してしまう領域の分だけクロッピング領域側に折り返した分の領域を歪み領域とする。すなわち、クロッピング領域22内で、かつ、オリジナル領域23の外側の2つの領域が歪み領域(後述の図2(C)の26,27に相当)に設定される。これにより、図2(B)に示すように、オリジナル領域23の外の左側の領域24の画像情報と、オリジナル領域23の外の右側の領域25の画像情報とが、それぞれの歪み領域(後述の図2(C)の26,27に相当)に格納される縮小処理対象となる。
Next, a distortion area is set (step S105 in FIG. 3). Here, a region that is folded back to the cropping region side by an amount corresponding to a region where information is normally lost outside the cropping region is defined as a distortion region. That is, two regions within the cropping
続いて、この縮小処理対象となる領域24,25の画像情報に対して、縮小方法を特定し(図3のステップS106)、横方向に対する所定の空間フィルタリング処理及び縮小処理を行い(図3のステップS107)、その結果を歪み領域に格納する(図3のステップS108)。このような処理を行うことで、図2(C)に示すように、オリジナル領域23と、歪み領域26及び27とからなるクロッピング領域22を生成する。
Subsequently, a reduction method is specified for the image information of the
この図2(C)に示すクロッピング領域22は最終目標であるSD解像度の領域の縦,横ともに2.25倍した領域であることから、このオリジナル領域23と、歪み領域26及び27とからなるクロッピング領域の画像情報に対して所定の空間フィルタリング及び縮小処理により1/2.25倍に縮小する処理を行うことで、図2(E)に示すように、オリジナル領域28及び歪み領域31,32で構成される最終目標である、空間解像度変換後のSD解像度の大きさの画像を得ることができる(図3のステップS109)。
The cropping
なお、上記の説明では、図2(B)に示したオリジナル領域23の外側の領域24、25の画像情報に対して縮小処理を行うものとして説明したが、図2(B)に示した全体の画像領域の画像情報に対して所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行い、1/2.25倍に縮小して、図2(D)に示すような領域28,29,30からなる縮小画像を得た後、その縮小画像のオリジナル領域28の外側の領域29、30の画像情報に対して所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行い、その結果を歪み領域31、32に格納することで、図2(E)に示した、オリジナル領域28及び歪み領域31,32で構成される最終目標である、空間解像度変換後のSD解像度の大きさの画像を得るようにしてもよい。
In the above description, the image information in the
更に、以上の実施の形態では、いずれも歪み領域については2段階の縮小処理を行っているが、図2(B)に示す全領域の画像情報のうち、オリジナル領域23の外の左側の領域24の画像情報と、オリジナル領域23の外の右側の領域25の画像情報に対しては、横方向及び縦方向に対して同時に1段階の所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行い、その結果を同図(E)に示す歪み領域31、32に格納すると共に、オリジナル領域23に対しても1回の所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことにより1/2.25倍に縮小する処理を行って同図(E)に示すオリジナル領域28を得るようにしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the two-stage reduction processing is performed for the distortion region. Of the image information of all regions shown in FIG. 2B, the left region outside the
このような処理を行うことで、オリジナル領域28に対しては従来のクロッピング処理と同等の画像品質を維持し、従来のスクイーズ処理によるHD解像度からSD解像度への変換で生じていた画像全体の歪みは視覚上重要なオリジナル領域28では発生せず、視覚的な影響を軽減できる。更に、上記の実施の形態では、歪み領域31、32に対してはクロッピング領域以外のエンハンス領域に含まれる画像情報を最も少ない劣化で格納することができ、従来のクロッピング処理では欠落していたクロッピング領域外の画像情報をクロビング領域内に反映することができる。
By performing such processing, the image quality equivalent to that of the conventional cropping process is maintained for the
次に、本発明の空間解像度変換方法における縮小方法について説明する。図5は本発明方法おける歪み領域を作成するための縮小方法の一例を示す。ここでは説明を簡単にするため、図2のような空間解像度変換を行うものとする。図5において、オリジナル領域と歪み領域との境界を原点とし、クロッピング領域の境界までの長さをB、エンハンス領域の境界までの長さをAとしている。図2の例では、同図(B)に示す領域23や24の横方向の長さをA、同図(C)に示す歪み領域26や27の横方向の長さをBであるとする。また、一般的には、図1のように、オリジナル領域13と歪み領域との境界を基準として、DEO1,DEO2,DEO3,DEO4は上記のAに対応し、DCO1,DCO2,DCO3,DCO4は上記のBに対応する。
Next, a reduction method in the spatial resolution conversion method of the present invention will be described. FIG. 5 shows an example of a reduction method for creating a distortion region in the method of the present invention. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that spatial resolution conversion as shown in FIG. 2 is performed. In FIG. 5, the boundary between the original area and the distortion area is the origin, B is the length to the boundary of the cropping area, and A is the length to the boundary of the enhancement area. In the example of FIG. 2, it is assumed that the horizontal lengths of the
図5において、41は、区間Aの領域に含まれる画素の位置を区間Bの領域に含まれる画素に再配置を行うための変換式の一例である。変換式41の定義域は42に示すものとする。変換式41中のγが”1”の場合は、図5(A)に43で示す特性の変換及び同図(B)に示すような変換となる。上記のγが”1”よりも小さくなるにつれて、図5(A)に示す特性44及び同図(C)、同図(A)に示す特性45及び同図(D)といったように、オリジナル領域と歪み領域との境界である原点から離れるにつれて縮小率が変化するように画素を再配置することができる。
In FIG. 5, 41 is an example of a conversion formula for rearranging the positions of the pixels included in the section A area to the pixels included in the section B area. The domain of the
また、所定の空間フィルタリングで用いられる手法としては、一般には、下記の数1で表わされるフィルタ特性のLanczos2,あるいは下記の数2で表わされるフィルタ特性のLanczos3などを用いる。
Further, as a technique used in the predetermined spatial filtering, generally, the filter
次に、本発明の空間解像度変換方法の一実施の形態におけるオリジナル領域に隣接する領域に対する解像度変換処理の様子について説明する。図6(A)、(B)、(C)、(D)は、オリジナル領域の上側、下側、左側、右側の領域に対する解像度変換処理の様子を示す。図6(A)に示すオリジナル領域13の上側に存在する領域52が歪み領域であり、領域51,52に含まれる画像に対して、所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、歪み領域52に格納する。すなわち、図6(A)に51,52で示すようにオリジナル領域13の外の上側の画素領域に対して、歪み領域52に収まるように所定のフィルタリングによる縮小処理を行い、歪み領域52に格納する。
Next, the state of the resolution conversion process for the area adjacent to the original area in the embodiment of the spatial resolution conversion method of the present invention will be described. 6A, 6B, 6C, and 6D show the state of resolution conversion processing for the upper, lower, left, and right regions of the original region. An
また、図6(B)に示すオリジナル領域13の下側の領域53及び54、同図(C)に示すオリジナル領域13の左側の領域55及び56、同図(D)に示すオリジナル領域13の右側の領域57及び58に対しても所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、同様に歪み領域54、56、58にそれらの領域の画像情報を格納する。その後、本来のSD解像度を得るために所定のフィルタリングによる縮小処理を行うことで、HD解像度からSD解像度への変換を行う。
Further, the
また、図7(A)、(B)、(C)、(D)は、オリジナル領域の左上側、左下側、右上側、右下側の領域に対する解像度変換処理の様子を示す。図7(A)に示すオリジナル領域13の左上側に存在する領域62が歪み領域であり、領域61,62に含まれる画像に対して、所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、歪み領域62に格納する。
7A, 7B, 7C, and 7D show the state of resolution conversion processing for the upper left, lower left, upper right, and lower right areas of the original area. An
また、図7(B)に示すオリジナル領域13の左下側の領域63及び64、同図(C)に示すオリジナル領域13の右上側の領域65及び66、同図(D)に示すオリジナル領域13の右下側の領域67及び68に対しても所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、同様に歪み領域64、66、68にそれらの領域の画像情報を格納する。
Further, the lower
また、図8(A)、(B)、(C)、(D)は、オリジナル領域の上側、下側、左側、右側の領域に対する解像度変換処理の様子を示す。図8(A)に示すオリジナル領域13の上側に存在する領域72が歪み領域であり、領域71,72に含まれる画像に対して、所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、歪み領域72に格納する。
8A, 8B, 8C, and 8D show the state of resolution conversion processing for the upper, lower, left, and right regions of the original region. An
また、図8(B)に示すオリジナル領域13の下側の領域73及び74、同図(C)に示すオリジナル領域13の左側の領域75及び76、同図(D)に示すオリジナル領域13の右側の領域77及び78に対しても所定の空間フィルタリング及び縮小処理を行うことで、同様に歪み領域74、76、78にそれらの領域の画像情報を格納する。
8B, the
ここで、図6のような処理では縦方向及び横方向の処理が別々に行われるため、図7に示した左上側、右上側、左下側、右下側の領域61〜68に対しては空間的なフィルタリング及び縮小処理を行うことで図8で示す領域とは別の処理を行っても構わない。図8で示す領域71〜78に対しては、図6で示したような横方向、縦方向のフィルタリング及び縮小処理を行う。このように、図6のフィルタリング及び縮小処理にてオリジナル領域に隣接する領域に対する解像度変換処理を行うか、図7と図8のフィルタリング及び縮小処理を組み合わせてオリジナル領域に隣接する領域に対する解像度変換処理を行う。
Here, in the process as shown in FIG. 6, since the vertical and horizontal processes are performed separately, the upper left, upper right, lower left, and lower
次に、本発明の空間解像度変換方法を用いた空間スケーラブル符号化方法について図9の画像変換の過程を示す図を用いて説明する。まず、空間スケーラブル符号化を行うにあたり、元のHD解像度をもつ画像フレームを利用して、本発明の空間解像度変換処理を図2に示すように行うことで、図2(E)に示すオリジナル領域28及び歪み領域31と32で構成されるSD解像度の大きさの画像フレームを得る。
Next, a spatial scalable encoding method using the spatial resolution conversion method of the present invention will be described with reference to the image conversion process of FIG. First, in performing spatial scalable encoding, the original region shown in FIG. 2E is obtained by performing the spatial resolution conversion processing of the present invention as shown in FIG. 2 using an image frame having the original HD resolution. 28 and an image frame having a size of SD resolution composed of the
このオリジナル領域と歪み領域を含むSD解像度の画像フレームをベースレイヤとし、このベースレイヤに対して所定の符号化を行う。エンハンスレイヤは、図9(F)の元のHD解像度を持つ画像フレーム97とする。その後、所定の復号化を行うことで、図9(A)に示すように、オリジナル領域81及び歪み領域82,83で構成されるSD解像度の大きさの復号画像フレームを得る。領域81,82,83は、図2(E)の領域28,31,32に相当する。なお、図9(A)及び(B)にハッチングを付して示す領域は、本来のHD解像度では画像が存在していたが、前述した歪み処理によって必要なくなった存在しない領域を仮想的に示したものである。
An SD resolution image frame including the original area and the distortion area is used as a base layer, and predetermined encoding is performed on the base layer. The enhancement layer is the
このオリジナル領域81及び歪み領域82,83からなる復号画像フレームのクロッピング領域の全体に対して所定の空間フィルタリング及び拡大処理により2.25倍に拡大することで、図9(B)に示すように、拡大されたオリジナル領域89と歪み領域90,91からなる画像フレームのクロッピング領域を得る。その後、歪み領域90,91に対して所定の空間フィルタリング及び拡大処理を行い、その処理結果をオリジナル領域89の外側に格納することで、図9(D)に示すオリジナル領域89と横方向の歪みが解消された領域92,93とからなるHD解像度の画像フレームを得る。
As shown in FIG. 9B, the entire cropped area of the decoded image frame including the
なお、上記の処理の替わりに、図9(A)の歪み領域82,83に対して先に所定の空間フィルタリング及び拡大処理を行い、その処理結果をオリジナル領域の外側に格納することで、同図(C)に示すようなオリジナル領域81と横方向の歪みが解消された領域86,87からなるクリッピング領域の画像フレームを取得し、この画像フレーム全体に対して所定の空間フィルタリング及び2.25倍の拡大処理を行うことにより、同様に図9(D)に示すオリジナル領域89と歪みが解消された領域92,93からなるHD解像度の拡大画像フレームを得るようにしてもよい。
Instead of the above processing, predetermined spatial filtering and enlargement processing is first performed on the
あるいは、以上の歪み領域の2段階の拡大処理に替えて、図9(A)の歪み領域82,83に対して先に所定の空間フィルタリング及び拡大処理を行うと共に、オリジナル領域81に対しては所定の空間フィルタリング及び2.25倍の拡大処理を行うことにより、直接に図9(D)に示したオリジナル領域89と歪みが解消された領域92,93からなるHD解像度の拡大画像フレームを得るようにしてもよい。
Alternatively, instead of the above-described two-stage enlargement processing of the distortion region, predetermined distortion filtering and enlargement processing is first performed on the
その後、ベースレイヤから得られた図9(D)に示す画像フレームと、図9(F)に示すエンハンスレイヤ97との間で階層間の予測符号化を行う。なお、図9(F)中、点線で囲んだ領域97は、クロッピング領域を示す。この階層間の予測符号化によって得られた図9(E)に示すレイヤ間の予測符号情報98に対して所定の符号化を行うことで、エンハンスレイヤの符号化出力を得る。このような処理を行うことで、本発明の空間スケーラブル符号化方法を実現することができる。
Thereafter, predictive coding between layers is performed between the image frame shown in FIG. 9D obtained from the base layer and the
また、本発明の空間スケーラブル復号化方法としては、符号化方法で行ったベースレイヤの復号処理と同様の処理を行うことで、図9(D)に示した領域89,92,93を得ると共に、エンハンスレイヤの復号処理を行うことでレイヤ間の予測符号情報98を得る。その後、ベースレイヤとエンハンスレイヤとの間で階層間の予測復号化を行うことで、クリッピング領域97を復号することで、本発明の空間スケーラブル復号化方法を実現することができる。
Further, as the spatial scalable decoding method of the present invention, by performing the same process as the base layer decoding process performed by the encoding method, the
次に、ベースレイヤであるSD解像度からエンハンスレイヤであるHD解像度への、拡大方向の本発明の解像度変換方法の一実施の形態について、更に図10及び図11と共に説明する。図10は拡大方向の本発明の解像度変換方法の一実施の形態の概念図を示す。図10(A)に示すSD解像度のベースレイヤ画像から同図(D)に示すHD解像度のエンハンスレイヤ画像に拡大方向の解像度変換を行う場合、少なくともエンハンスレイヤ画像の領域707の左上端E1と右下端E2の各座標(XE1,YE1)、(XE2,YE2)と、オリジナル領域706の左上端E3と右下端E4の各座標(XE3,YE3)、(XE4,YE4)、若しくはエンハンスレイヤ画像の2つの領域706、707を特定するためのこれらの座標情報を取得するための代替情報が必要となる。つまり、E3、E4によってエンハンスレイヤ側で対応するオリジナル領域706を特定できる。その周囲の領域707は、歪み領域を元に戻した後の画像を格納する領域である。
Next, an embodiment of the resolution conversion method of the present invention in the enlargement direction from the SD resolution as the base layer to the HD resolution as the enhancement layer will be further described with reference to FIGS. FIG. 10 shows a conceptual diagram of an embodiment of the resolution conversion method of the present invention in the enlargement direction. When the resolution conversion in the enlargement direction is performed from the SD resolution base layer image shown in FIG. 10A to the HD resolution enhancement layer image shown in FIG. 10D, at least the upper left edge E1 and the right edge of the enhancement
また、図10(A)に示すベースレイヤ画像の領域702の左上端B1と右下端B2の各座標(XB1,YB1)、(XB2,YB2)と、オリジナル領域701の左上端B3と右下端B4の各座標(XB3,YB3)、(XB4,YB4)、若しくはベースレイヤ画像の2つの領域701、702を特定するためのこれらの座標情報を取得するための代替情報が必要となる。つまり、B3、B4によってベースレイヤ側のオリジナル領域701を特定できる。その周囲の領域702は、歪み領域である。
Further, the coordinates (XB1, YB1) and (XB2, YB2) of the upper left end B1 and the lower right end B2 of the
なお、座標の基準点は、説明を簡単にするため、E1、B1を(0,0)として説明する。また、B2,B3,B4はB1を基準にした図であるものとする。次に、図11のフローチャートと共に本実施の形態の空間解像度変換動作について説明する。まず、SD解像度のベースレイヤ画像のオリジナル領域の形状を特定するための情報を取得することで、オリジナル領域(図10(A)の701)の形状を特定し(ステップS201)、続いてHD解像度からSD解像度に変換したときに得られるE1、E2、E3、E4、及びB1、B2、B3、B4の座標情報を取得する(ステップS202)。若しくは、エンハンスレイヤ及びベースレイヤに含まれる各領域を特定するための座標情報を取得するための代替情報を取得し、これらの座標を特定する。これらの情報からオリジナル領域を特定する(ステップS203)。 Note that the coordinate reference point is described with E1 and B1 as (0, 0) for the sake of simplicity. B2, B3, and B4 are diagrams based on B1. Next, the spatial resolution conversion operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, by acquiring information for specifying the shape of the original region of the SD resolution base layer image, the shape of the original region (701 in FIG. 10A) is specified (step S201), followed by HD resolution. The coordinate information of E1, E2, E3, E4, and B1, B2, B3, B4 obtained when converting from SD to SD resolution is acquired (step S202). Alternatively, alternative information for acquiring coordinate information for specifying each region included in the enhancement layer and the base layer is acquired, and these coordinates are specified. The original area is specified from these pieces of information (step S203).
次に、クロッピング領域を特定する(ステップS204)。このステップS204の処理では、説明を簡単にするために図10(B)に示す仮想画像Mを考える。この仮想画像Mの左上端M1と右下端M2によって特定できる領域がエンハンスレイヤ画像内で対応するクロッピング領域となる。そこで、このM1、M2によって特定できる領域の求め方を以下説明する。 Next, a cropping area is specified (step S204). In the process of step S204, a virtual image M shown in FIG. 10B is considered in order to simplify the description. An area that can be specified by the upper left end M1 and the lower right end M2 of the virtual image M is a corresponding cropping area in the enhancement layer image. Therefore, how to determine the area that can be specified by M1 and M2 will be described below.
まず、ベースレイヤ画像のオリジナル領域701の点B3、B4と、エンハンスレイヤ画像のオリジナル領域の点E3、E4に注目する。これらの点の座標からベースレイヤ画像のオリジナル領域701を、エンハンスレイヤ画像の対応するオリジナル領域706に拡大するための拡大率を算出する。拡大率は点B3、B4及びE3、E4から得られる各領域の対応する辺同士の比から算出する。
First, attention is paid to points B3 and B4 of the
求めた拡大率に基づいて、図10(A)のベースレイヤ画像を拡大すると、同図(B)の仮想画像Mのような拡大したオリジナル領域を含むベースレイヤ画像が得られる。拡大処理により、B1はM1、B2はM2、B3はM3、B4はM4に対応する。 When the base layer image shown in FIG. 10A is enlarged based on the obtained enlargement ratio, a base layer image including an enlarged original area like the virtual image M shown in FIG. 10B is obtained. By the enlargement process, B1 corresponds to M1, B2 corresponds to M2, B3 corresponds to M3, and B4 corresponds to M4.
しかし、この段階では、図10(B)の点M1、M2、M3、M4は、同図(D)のエンハンスレイヤ画像内のどの部分に対応するかが分からないため、M3とE3、M4とE4の座標が対応するように、仮想画像Mの点M1、M2、M3、M4の座標を平行移動して対応させる。このような処理を行うことで、M1、M2がエンハンスレイヤ画像内のどの位置に対応するかを特定する。このようにして修正したM1、M2の座標をエンハンスレイヤ画像内の対応するクロッピング領域として特定する。 However, at this stage, it is not known which point in the enhancement layer image in FIG. 10D corresponds to the points M1, M2, M3, and M4 in FIG. The coordinates of the points M1, M2, M3, and M4 of the virtual image M are translated to correspond so that the coordinates of E4 correspond. By performing such processing, it is specified which position in the enhancement layer image M1 and M2 correspond to. The coordinates of M1 and M2 corrected in this way are specified as corresponding cropping regions in the enhancement layer image.
次に、クロッピング領域内で、かつ、オリジナル領域の外側の歪み領域を特定する(ステップS205)。ここでは、図10(D)のE1、E2、E3、E4の関係から歪み領域707を特定する。また、ベースレイヤ画像から歪み領域を先に元に戻す必要がある場合は、E1、E2、E3、E4の座標から特定されるエンハンスレイヤ画像の大きさを仮想画像Mを作成した時の拡大率の逆数により縮小率を算出し、エンハンスレイヤ画像の各座標を縮小率を用いて縮小することで図10(C)に示す仮想画像Nを生成する。
Next, a distortion region within the cropping region and outside the original region is specified (step S205). Here, the
生成した仮想画像Nの左上端N1、右下端N2からなる領域内の点N3、N4によって特定されるオリジナル領域の外側の領域を特定することができる。これらの領域に対して、本実施の形態の解像度変換方法を用いて歪みを元に戻すことができる。 An area outside the original area specified by the points N3 and N4 in the area composed of the upper left end N1 and the lower right end N2 of the generated virtual image N can be specified. For these areas, the distortion can be restored by using the resolution conversion method of the present embodiment.
次に、歪み領域に含まれる画像を拡大する際の拡大方法を特定するための情報を取得することで拡大方法を特定し(ステップS206)、その特定した拡大方法によって歪み領域を元に戻すための拡大処理を行う(ステップS207)。歪み領域を元に戻した後の画像をオリジナル領域外に格納する(ステップS208)。これにより、例えば仮想画像Nのオリジナル領域704の外側の領域705に歪み領域の画像情報を元に戻した画像情報が格納される。
Next, an enlargement method is specified by acquiring information for specifying an enlargement method for enlarging an image included in the distortion region (step S206), and the distortion region is restored by the specified enlargement method. Is enlarged (step S207). The image after restoring the distortion area is stored outside the original area (step S208). Thereby, for example, the image information obtained by restoring the image information of the distortion area to the
最後に、クロッピング領域に含まれる画像を所定の拡大方法により拡大する(ステップS209)。ここでは、仮想画像Mを想定する場合は、ステップS204のクロッピング領域特定ステップにおいてクロッピング領域の拡大を行ってもよい。また、クロッピング領域内に含まれる画像であるベースレイヤ画像内のオリジナル領域に対して拡大処理を行ってもよい。また、仮想画像Nを想定する場合は、ベースレイヤ画像から仮想画像Nを作成するために歪み領域拡大ステップS207を行った後、仮想画像NのN1、N2の座標から特定される縮小後のクロッピング領域に対してステップS208の拡大処理を行う。このときの拡大では、E3、E4、B3、B4の関係から求めた拡大率を利用する。 Finally, the image included in the cropping area is enlarged by a predetermined enlargement method (step S209). Here, when the virtual image M is assumed, the cropping area may be enlarged in the cropping area specifying step in step S204. Further, the enlargement process may be performed on the original area in the base layer image which is an image included in the cropping area. When the virtual image N is assumed, after performing the distortion region enlargement step S207 in order to create the virtual image N from the base layer image, the reduced cropping specified from the coordinates of N1 and N2 of the virtual image N The enlargement process in step S208 is performed on the region. In the enlargement at this time, the enlargement ratio obtained from the relationship between E3, E4, B3, and B4 is used.
なお、以上の実施の形態では、説明を簡単にするために図1を用いて本発明で利用する各領域について説明している。この説明において、オリジナル領域は矩形であるものとして話を進めているが、必ずしもオリジナル領域は矩形である必要はない。図12から図17は、オリジナル領域の形状について示した概念図である。 In the above embodiment, each region used in the present invention is described with reference to FIG. 1 in order to simplify the description. In this explanation, the original area is assumed to be rectangular, but the original area is not necessarily rectangular. 12 to 17 are conceptual diagrams showing the shape of the original area.
図12は本発明になる空間解像度変換方法の他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1003として回転を許容した長方形を採用した場合の例である。図1で示されたオリジナル領域13の長方形では、長方形を定義するために左上の座標O(X0,Y0)と、長方形の横の大きさWO,縦の大きさHOを採用していたため、オリジナル領域13に対して長方形を回転させた領域を定義することが難しかった。
FIG. 12 is an explanatory view of an image area converted by another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example in the case of adopting a rectangle that allows rotation as the
そこで、図12の実施の形態では、オリジナル領域1003の長方形の中心座標O(X0,Y0)と長方形の左上の座標S1(Xs1,Ys1)を腕の長さとした座標形式で定義する。ここでは、中心座標をO、補助座標をS1としている。なお、図12ではエンハンス領域を定義するために、領域1001の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1002の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
Therefore, in the embodiment of FIG. 12, the rectangular center coordinates O (X 0 , Y 0 ) of the
図13は本発明になる空間解像度変換方法の他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1103として円形を採用した場合の例である。この場合も同様に中心座標O、補助座標をS1としている。また、図13ではエンハンス領域を定義するために、領域1101の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1102の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
FIG. 13 is an explanatory view of an image area converted by another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example in the case where a circle is adopted as the
図14は本発明になる空間解像度変換方法の更に他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1203として回転を許容したひし形を採用した場合の例である。ひし形の場合、対角線の長さが縦方向と横方向で異なることから、中心座標O、補助座標S1,補助座標S2を定義する。また、図14では、エンハンス領域を定義するために、領域1201の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1202の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
FIG. 14 is an explanatory view of an image area converted by still another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example in which a rhombus that allows rotation is adopted as the
図15は本発明になる空間解像度変換方法の更に他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1303として回転を許容した楕円形を採用した場合の例である。オリジナル領域1303の楕円形は2つの焦点が必要となるが、他の形状との整合性を保つため中心座標Oを採用し、1つ目の焦点座標を補助座標S1として中心座標Oと補助座標S1からもうひとつの焦点座標を計算することで2つの焦点を特定する。また、楕円上に補助座標S2を定義することで、回転を許容した楕円形を定義することができる。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an image area converted by still another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example in the case of adopting an ellipse that allows rotation as the
また、図15では、エンハンス領域を定義するために、領域1301の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1302の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
Further, in FIG. 15, to define an enhanced area, upper left coordinates of the E region 1301 (X E, Y E), the lateral size of W E, the longitudinal size and H E. The SD resolution image area is assumed to be a cropping area, and in order to define the cropping area, the upper left coordinates of the
図16は本発明になる空間解像度変換方法の更に他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1403として回転を許容した多角形を採用した場合の例である。オリジナル領域1403の中心座標O、補助座標S1を定義することで、まず円形を想定し、円周を等分する距離に補助座標S2を定義することで、回転を許容した多角形を定義することができる。
FIG. 16 is an explanatory diagram of an image area converted by still another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example in the case of adopting a polygon that allows rotation as the
また、図16では、エンハンス領域を定義するために、領域1401の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1402の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
Further, in FIG. 16, to define an enhanced area, upper left coordinates of the E region 1401 (X E, Y E), the lateral size of W E, the longitudinal size and H E. Assume that the SD resolution image area is a cropping area, and in order to define the cropping area, the upper left coordinate of the
図17は本発明になる空間解像度変換方法の更に他の実施の形態により変換された画像領域の説明図を示す。この実施の形態は、オリジナル領域1503として任意形状を採用した場合の例である。オリジナル領域1503は任意形状であるため、中心座標Oと、複数の補助座標S1、S2等を用意することで任意形状を定義する。
FIG. 17 is an explanatory view of an image area converted by still another embodiment of the spatial resolution conversion method according to the present invention. This embodiment is an example when an arbitrary shape is adopted as the
ただし、以上のような各種のオリジナル領域の形状は、単に中心座標と補助座標の位置や数からでは判断することが難しい。そこで、オリジナル領域の形状を特定するために、図4のような対応表によって管理するとよい。この対応表は、形状を形状モードIDで番号付けする。また、各形状を表現するために必要な中心座標、補助座標の数を特定するための情報との関連付けが行われている。 However, it is difficult to determine the shapes of the various original areas as described above from the position and number of the center coordinates and auxiliary coordinates. Therefore, in order to specify the shape of the original area, it is preferable to manage by using a correspondence table as shown in FIG. This correspondence table numbers shapes by shape mode ID. In addition, association with information for specifying the number of center coordinates and auxiliary coordinates necessary to express each shape is performed.
このような形状モードIDと、中心座標、補助座標の情報を本発明の解像度変換後の画像フレームとともに伝送することで、歪み領域を元に戻す際にオリジナル領域や歪み領域などを特定することができ、正しくもとの大きさの画像フレームに戻すことが可能となる。また、歪み領域へ格納する際の空間フィルタリング及び縮小処理は、図13に示すようなオリジナル領域の法線方向に対して行うとよい。 By transmitting such shape mode ID, center coordinate, and auxiliary coordinate information together with the image frame after resolution conversion of the present invention, it is possible to specify the original region, the distortion region, or the like when restoring the distortion region. It is possible to return to the original image frame size correctly. In addition, the spatial filtering and reduction processing when storing in the distortion region may be performed with respect to the normal direction of the original region as shown in FIG.
なお、図17では、エンハンス領域を定義するために、領域1501の左上の座標をE(XE,YE)、横方向の大きさをWE、縦方向の大きさをHEとする。SD解像度の画像領域はクロッピング領域であるものとし、クロッピング領域を定義するために、領域1502の左上の座標をC(XC,YC)、横方向の大きさをWC、縦方向の大きさをHCとする。
In FIG. 17, to define an enhanced area, upper left coordinates of the E region 1501 (X E, Y E), the lateral size of W E, the longitudinal size and H E. Assume that the SD resolution image area is a cropping area, and in order to define the cropping area, the upper left coordinate of the
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記の実施の形態の空間解像度変換方法をコンピュータにより実行させるコンピュータプログラムも包含するものである。ここで、上記のコンピュータプログラムは記録媒体に記録されており、記録媒体からコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して配信されてコンピュータにダウンロードされるようにしてもよい。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, The computer program which makes the computer execute the spatial resolution conversion method of said embodiment is also included. Here, the above computer program is recorded on a recording medium, and may be taken into the computer from the recording medium, or may be distributed via a communication network and downloaded to the computer.
本発明は、解像度変換装置及び解像度変換プログラムなどに適用できる。また本発明は、スケーラブル符号化装置の解像度変換部及びスケーラブル符号化プログラムの解像度変換手段などに適用できる。更に本発明は、スケーラブル復号化装置の解像度変換部及びスケーラブル復号化プログラムの解像度変換手段などに適用できる。 The present invention can be applied to a resolution conversion apparatus, a resolution conversion program, and the like. Further, the present invention can be applied to a resolution conversion unit of a scalable encoding device, a resolution conversion unit of a scalable encoding program, and the like. Furthermore, the present invention can be applied to a resolution conversion unit of a scalable decoding device, a resolution conversion unit of a scalable decoding program, and the like.
11、21 エンハンス領域
12、22、97 クロッピング領域
13、23、28、81、89、701、706 オリジナル領域
26、27、31、32、82、83、90、91、702 歪み領域
11, 21
Claims (6)
前記第1の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第1の画像フレーム内で、前記第2の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第2の画像フレームとするための画像領域であるクロッピング領域を特定する第1のステップと、
前記クロッピング領域内で画像形状を歪ませずに空間解像度変換を行う領域である第1のオリジナル領域を特定すると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報を生成する第2のステップと、
前記クロッピング領域内における前記第1のオリジナル領域外の領域を、画像形状を歪ませて空間解像度変換を行う領域である第1の歪み領域に特定する第3のステップと、
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第1のオリジナル領域を第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して第2のオリジナル領域とすると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して第2の歪み領域とし、前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報を生成して、前記第2のオリジナル領域と前記第2の歪み領域とにより、前記第2の空間解像度を有する第2の画像フレームを生成する第4のステップと
を備えたことを特徴とする空間解像度変換方法。 Spatial resolution conversion for converting a video signal having a first spatial resolution into a video signal having a second spatial resolution lower than the first spatial resolution in units of image frames constituting the video signal. A method,
An image region for forming a second image frame that is an image frame of the video signal having the second spatial resolution within a first image frame that is an image frame of the video signal having the first spatial resolution. A first step of identifying a cropping region;
Information for specifying the first original area in the first image frame while specifying the first original area that is an area for performing spatial resolution conversion without distorting the image shape in the cropping area. A second step of generating certain first region information;
A third step of identifying an area outside the first original area in the cropping area as a first distortion area that is an area for performing spatial resolution conversion by distorting an image shape;
In accordance with the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame, the first original area is reduced by the first reduction method without distorting the image shape, and the second with the original region, the said first original region outside the region in the first image frame, so that said first strained region an area that matches the reduced area in the first reduction mode In addition, the second area which is information for specifying the second original area in the second image frame by distorting the image shape by the second reduction method to reduce the second distortion area. And a fourth step of generating information and generating a second image frame having the second spatial resolution by using the second original area and the second distortion area. Spatial resolution conversion Method.
空間解像度変換対象の前記第2の画像フレームは、前記第1の画像フレーム内で前記第2の画像フレームとするための画像領域である第1のクロッピング領域内において空間解像度変換を行う第1のオリジナル領域を、前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して得られた第2のオリジナル領域と、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して得られた第2の歪み領域とよりなり、
前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報に基づき、前記第2の画像フレーム内で前記第2のオリジナル領域を特定する第1のステップと、
前記第2の画像フレームを第2のクロッピング領域と特定する第2のステップと、
前記第2のクロッピング領域内における、前記第2のオリジナル領域外の領域を、前記第2の歪み領域として特定する第3のステップと、
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第2のオリジナル領域を第1の拡大方法にて画像形状を歪ませずに拡大して前記第1のオリジナル領域を復元すると共に、前記第1及び第2の画像フレームの各サイズと、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報と前記第2の領域情報とに基づき、前記第2の歪み領域を、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域と一致する領域となるように、第2の拡大方法にて画像形状を歪ませて拡大して前記第1のオリジナル領域外の領域を復元し、前記復元した第1のオリジナル領域と前記復元した第1のオリジナル領域外の領域とにより、前記第1の空間解像度を有する第1の画像フレームを復元する第4のステップと
を備えたことを特徴とする空間解像度変換方法。 A second resolution having a second spatial resolution lower than the first spatial resolution converted from the first image frame of the video signal having the first spatial resolution by the spatial resolution conversion method according to claim 1. the video signal of the image frame, an image frame constituting the video signal, a re-spatial resolution converting method of converting a video signal having the first spatial resolution,
The second image frame to be subjected to spatial resolution conversion is a first image which performs spatial resolution conversion in a first cropping area which is an image area for making the second image frame in the first image frame. A second area obtained by reducing the original area without distorting the image shape by the first reduction method according to the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame. The original area and the area outside the first original area in the first image frame are made to coincide with the area obtained by reducing the first distortion area by the first reduction method. A second distortion region obtained by distorting and reducing the image shape by the second reduction method;
A first step of specifying the second original area in the second image frame based on second area information that is information for specifying the second original area in the second image frame. When,
A second step of identifying the second image frame as a second cropping region;
A third step of identifying an area outside the second original area in the second cropping area as the second distortion area;
Depending on the ratio of the size of the second image frame and the size of the first image frame, the second original area is enlarged without distorting the image shape by the first enlargement method. 1 original area is restored, each size of the first and second image frames, and first area information which is information for specifying the first original area in the first image frame; based on said second area information, the second strained region, such that said first said in the image frame of the first original area outside the realm match area, the second expansion method The image shape is distorted and enlarged to restore the area outside the first original area, and the restored first original area and the restored first original area are used to restore the first original area . Spatial resolution The fourth step and the spatial resolution converting method characterized by comprising a restoring the first image frame.
前記コンピュータに、
前記第1の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第1の画像フレーム内で、前記第2の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第2の画像フレームとするための画像領域であるクロッピング領域を特定する第1のステップと、
前記クロッピング領域内で画像形状を歪ませずに空間解像度変換を行う領域である第1のオリジナル領域を特定すると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報を生成する第2のステップと、
前記クロッピング領域内における前記第1のオリジナル領域外の領域を、画像形状を歪ませて空間解像度変換を行う領域である第1の歪み領域に特定する第3のステップと、
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第1のオリジナル領域を第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して第2のオリジナル領域とすると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して第2の歪み領域とし、前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報を生成して、前記第2のオリジナル領域と前記第2の歪み領域とにより、前記第2の空間解像度を有する第2の画像フレームを生成する第4のステップと
を順次実行させることを特徴とする空間解像度変換プログラム。 Spatial resolution conversion for converting a video signal having a first spatial resolution into a video signal having a second spatial resolution lower than the first spatial resolution in units of image frames constituting the video signal. Is a spatial resolution conversion program for causing a computer to execute
In the computer,
An image region for forming a second image frame that is an image frame of the video signal having the second spatial resolution within a first image frame that is an image frame of the video signal having the first spatial resolution. A first step of identifying a cropping region;
Information for specifying the first original area in the first image frame while specifying the first original area that is an area for performing spatial resolution conversion without distorting the image shape in the cropping area. A second step of generating certain first region information;
A third step of identifying an area outside the first original area in the cropping area as a first distortion area that is an area for performing spatial resolution conversion by distorting an image shape;
In accordance with the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame, the first original area is reduced by the first reduction method without distorting the image shape, and the second with the original region, and the region where the realm outside the first original region in the first image frame coincides with the first strained region said first reduced area in reduction mode As described above, the second reduction method is used to specify the second original area in the second image frame by distorting the image shape by the second reduction method and reducing it to the second distortion area. Generating region information, and sequentially executing a fourth step of generating a second image frame having the second spatial resolution by the second original region and the second distortion region. Characteristic spatial solution Image conversion program.
空間解像度変換対象の前記第2の画像フレームは、前記第1の画像フレーム内で前記第2の画像フレームとするための画像領域である第1のクロッピング領域内において空間解像度変換を行う第1のオリジナル領域を、前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して得られた第2のオリジナル領域と、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して得られた第2の歪み領域とよりなり、
前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報に基づき、前記第2の画像フレーム内で前記第2のオリジナル領域を特定する第1のステップと、
前記第2の画像フレームを第2のクロッピング領域と特定する第2のステップと、
前記第2のクロッピング領域内における、前記第2のオリジナル領域外の領域を、前記第2の歪み領域として特定する第3のステップと、
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第2のオリジナル領域を第1の拡大方法にて画像形状を歪ませずに拡大して前記第1のオリジナル領域を復元すると共に、前記第1及び第2の画像フレームの各サイズと、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報と前記第2の領域情報とに基づき、前記第2の歪み領域を、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域と一致する領域となるように、第2の拡大方法にて画像形状を歪ませて拡大して前記第1のオリジナル領域外の領域を復元し、前記復元した第1のオリジナル領域と前記復元した第1のオリジナル領域外の領域とにより、前記第1の空間解像度を有する第1の画像フレームを復元する第4のステップと
を順次実行させることを特徴とする空間解像度変換プログラム。 A second resolution having a second spatial resolution lower than the first spatial resolution converted from the first image frame of the video signal having the first spatial resolution by the spatial resolution conversion method according to claim 1. the video signal of the image frame, an image frame constituting the video signal, again, the spatial resolution conversion for converting a video signal having a first spatial resolution, spatial resolution conversion program for causing a computer to execute Because
The second image frame to be subjected to spatial resolution conversion is a first image which performs spatial resolution conversion in a first cropping area which is an image area for making the second image frame in the first image frame. A second area obtained by reducing the original area without distorting the image shape by the first reduction method according to the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame. The original area and the area outside the first original area in the first image frame are made to coincide with the area obtained by reducing the first distortion area by the first reduction method. A second distortion region obtained by distorting and reducing the image shape by the second reduction method;
A first step of specifying the second original area in the second image frame based on second area information that is information for specifying the second original area in the second image frame. When,
A second step of identifying the second image frame as a second cropping region;
A third step of identifying an area outside the second original area in the second cropping area as the second distortion area;
Depending on the ratio of the size of the second image frame and the size of the first image frame, the second original area is enlarged without distorting the image shape by the first enlargement method. 1 original area is restored, each size of the first and second image frames, and first area information which is information for specifying the first original area in the first image frame; based on said second area information, the second strained region, such that said first said in the image frame of the first original area outside the realm match area, the second expansion method The image shape is distorted and enlarged to restore the area outside the first original area, and the restored first original area and the restored first original area are used to restore the first original area . Spatial resolution Spatial resolution conversion program to the fourth feature that is sequentially executed and restoring the first image frame.
前記第1の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第1の画像フレーム内で、前記第2の空間解像度を有する映像信号の画像フレームである第2の画像フレームとするための画像領域であるクロッピング領域を特定するクロッピング領域特定手段と、 An image region for forming a second image frame that is an image frame of the video signal having the second spatial resolution within a first image frame that is an image frame of the video signal having the first spatial resolution. Cropping area specifying means for specifying a cropping area;
前記クロッピング領域内で画像形状を歪ませずに空間解像度変換を行う領域である第1のオリジナル領域を特定すると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報を生成する領域特定・領域情報生成手段と、 Information for specifying the first original area in the first image frame while specifying the first original area that is an area for performing spatial resolution conversion without distorting the image shape in the cropping area. Area specifying / area information generating means for generating certain first area information;
前記クロッピング領域内における前記第1のオリジナル領域外の領域を、画像形状を歪ませて空間解像度変換を行う領域である第1の歪み領域に特定する第1の歪み領域特定手段と、 First distortion area specifying means for specifying an area outside the first original area in the cropping area as a first distortion area that is an area for performing spatial resolution conversion by distorting an image shape;
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第1のオリジナル領域を第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して第2のオリジナル領域とすると共に、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して第2の歪み領域とし、前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報を生成して、前記第2のオリジナル領域と前記第2の歪み領域とにより、前記第2の空間解像度を有する第2の画像フレームを生成する第2の画像フレーム生成手段と In accordance with the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame, the first original area is reduced by the first reduction method without distorting the image shape, and the second And an area outside the first original area in the first image frame is an area that coincides with an area obtained by reducing the first distortion area by the first reduction method. In addition, the second area which is information for specifying the second original area in the second image frame by distorting the image shape by the second reduction method to reduce the second distortion area. Second image frame generating means for generating information and generating a second image frame having the second spatial resolution by the second original area and the second distortion area;
を有することを特徴とする空間解像度変換装置。 A spatial resolution conversion device characterized by comprising:
空間解像度変換対象の前記第2の画像フレームは、前記第1の画像フレーム内で前記第2の画像フレームとするための画像領域である第1のクロッピング領域内において空間解像度変換を行う第1のオリジナル領域を、前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、第1の縮小方法にて画像形状を歪ませずに縮小して得られた第2のオリジナル領域と、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域を、前記第1の歪み領域を前記第1の縮小方法にて縮小した領域と一致する領域となるように、第2の縮小方法にて画像形状を歪ませて縮小して得られた第2の歪み領域とよりなり、 The second image frame to be subjected to spatial resolution conversion is a first image which performs spatial resolution conversion in a first cropping area which is an image area for making the second image frame in the first image frame. A second area obtained by reducing the original area without distorting the image shape by the first reduction method according to the ratio between the size of the second image frame and the size of the first image frame. The original area and the area outside the first original area in the first image frame are made to coincide with the area obtained by reducing the first distortion area by the first reduction method. A second distortion region obtained by distorting and reducing the image shape by the second reduction method;
前記第2の画像フレームにおける前記第2のオリジナル領域を特定するための情報である第2の領域情報に基づき、前記第2の画像フレーム内で前記第2のオリジナル領域を特定する第2のオリジナル領域特定手段と、 A second original that specifies the second original area in the second image frame based on second area information that is information for specifying the second original area in the second image frame. Area identification means;
前記第2の画像フレームを第2のクロッピング領域と特定する第2のクロッピング領域特定手段と、 Second cropping area specifying means for specifying the second image frame as a second cropping area;
前記第2のクロッピング領域内における、前記第2のオリジナル領域外の領域を、前記第2の歪み領域として特定する第2の歪み領域特定手段と、 A second strain region specifying means for specifying a region outside the second original region in the second cropping region as the second strain region;
前記第2の画像フレームのサイズと前記第1の画像フレームのサイズとの比に応じて、前記第2のオリジナル領域を第1の拡大方法にて画像形状を歪ませずに拡大して前記第1のオリジナル領域を復元すると共に、前記第1及び第2の画像フレームの各サイズと、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域を特定するための情報である第1の領域情報と前記第2の領域情報とに基づき、前記第2の歪み領域を、前記第1の画像フレームにおける前記第1のオリジナル領域外の領域と一致する領域となるように、第2の拡大方法にて画像形状を歪ませて拡大して前記第1のオリジナル領域外の領域を復元し、前記復元した第1のオリジナル領域と前記復元した第1のオリジナル領域外の領域とにより、前記第1の空間解像度を有する第1の画像フレームを復元する第1の画像フレーム復元手段と Depending on the ratio of the size of the second image frame and the size of the first image frame, the second original area is enlarged without distorting the image shape by the first enlargement method. 1 original area is restored, each size of the first and second image frames, and first area information which is information for specifying the first original area in the first image frame; Based on the second region information, the second distortion method is performed so that the second distortion region is a region that coincides with a region outside the first original region in the first image frame. An image shape is distorted and enlarged to restore an area outside the first original area, and the first space is obtained by the restored first original area and the restored outside original first area. Resolution First image frame restoring means for restoring the first image frame and
を有することを特徴とする空間解像度変換装置。 A spatial resolution conversion device characterized by comprising:
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