JP5492139B2 - 画像圧縮装置、画像伸長装置、方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
H=UpixelsGHV
一方、画素実空間における低解像度画素ベクトルLは同様に、次式となる。
L=UpixelsGLV
上記の2式から、画素実空間の低解像度画像(低解像度画素ベクトルL)から画素固有空間→個人差固有空間を経由して画素固有空間→画素実空間に戻し、画素実空間における高解像度画像を得る場合、次式の射影によって変換可能である。
H=UpixelsGHV=UpixelsGH(UpixelsGL)−1L
(手順1):各学習サンプル間(総当り)で、類似しているか否かを表す類似度行列:Sを求める。
(手順2):類似行列Sの各行のΣを求め対角行列:Dを求める。
(手順3):ラプラシアン行列:L=D−Sを求める。
(手順4):以下の一般固有値問題を解く。
X・L・XT・u=λ・X・D・XT・u
例えば、[1]Cholesky分解や[2]一般固有値問題を逆行列算出により、固有値問題に変形して解く。
(手順5):固有値λの小さい方から固有値に対応する固有ベクトルuをソートしてLPP射影行列:Uが得られる。
11:画像縮小手段
12:縮小画像圧縮手段
13:縮小画像伸長手段
14:関心領域設定手段
15:高解像度変換手段
16:差分画像生成手段
17:差分画像符号化手段
18:保存・伝送手段
20:入力画像
21〜23:関心領域
30:画像伸長装置
31:入力手段
32:縮小画像復元手段
33:高解像度画像生成手段
34:差分画像復元手段
35:画像合成手段
40:コンピュータ
41:CPU
42:RAM
43:ROM
44:ハードディスク装置
45:キーボード
46:マウス
47:ディスプレイ
48:外部インタフェース
49:バス
101:入力学習画像セット
102:LPP固有射影行列
103:LPP射影核テンソル
104:低画質画像
105、107:情報
106:高画質画像
Claims (9)
- 第1の解像度の入力画像を所定の縮小率で縮小し、第1の解像度よりも低い第2の解像度の縮小画像を生成する画像縮小手段と、
前記縮小画像を圧縮し縮小画像データを生成する縮小画像圧縮手段と、
前記縮小画像データを伸長する縮小画像伸長手段と、
前記入力画像中に所定の対象物に対応する関心領域を設定する関心領域設定手段と、
事前に前記所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記伸長された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換し、かつ、少なくとも前記伸長された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して前記入力画像のサイズに拡大し、該拡大した画像と前記第1の解像度に変換された部分画像とを合成した合成画像を生成する高解像度変換手段と、
前記入力画像と前記合成画像との差分を差分画像として生成する差分画像生成手段と、
前記差分画像を符号化し差分画像データを生成する差分画像符号化手段と、
前記縮小画像データと前記差分画像データとを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする画像圧縮装置。 - 前記伸長された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換する際に用いられる予測処理が、対象を細分化するための特徴量を用いた予測処理であることを特徴とする請求項1に記載の画像圧縮装置。
- 前記関心領域設定手段を複数備えており、該複数の関心領域設定手段が、それぞれ種類が相互に異なる複数の対象物に対応する関心領域を設定するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像圧縮装置。
- 前記出力手段が、更に前記設定された関心領域の位置に関する情報を出力するものであることを特徴とする請求項1から3何れかに記載の画像圧縮装置。
- 請求項1から4何れかに記載の画像圧縮装置を用いて圧縮された画像を伸長する画像伸長装置であって、
前記画像圧縮装置から出力された前記縮小画像データと前記差分画像データとを入力する入力手段と、
前記縮小画像データを伸長し、縮小画像を復元する縮小画像復元手段と、
事前に所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記復元された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換し、かつ、少なくとも前記復元された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して前記画像圧縮装置の入力画像のサイズに拡大し、該拡大した画像に前記第1の解像度に変換された部分画像を重ねて高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、
前記差分画像データを復号化し、差分画像を復元する差分画像復元手段と、
前記高解像度画像と前記復元された差分画像とを合成し、前記画像圧縮装置の入力画像に対応する画像を復元する画像合成手段とを備えたことを特徴とする画像伸長装置。 - 第1の解像度の入力画像を所定の縮小率で縮小し、第1の解像度よりも低い第2の解像度の縮小画像を生成するステップと、
前記縮小画像を圧縮し縮小画像データを生成するステップと、
前記縮小画像データを伸長するステップと、
前記入力画像中に所定の対象物に対応する関心領域を設定するステップと、
事前に前記所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記伸長された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換するステップと、
少なくとも前記伸長された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して前記入力画像のサイズに拡大するステップと、
前記拡大された画像と前記第1の解像度に変換された部分画像とを合成した合成画像を生成するステップと、
前記入力画像と前記合成画像との差分を取り、差分画像を生成するステップと、
前記差分画像を符号化し差分画像データを生成するステップと、
前記縮小画像データと前記差分画像データとを出力するステップとを有することを特徴とする画像圧縮方法。 - 請求項6に記載の画像圧縮方法を用いて圧縮された画像を伸長する画像伸長方法であって、
前記出力された前記縮小画像データと前記差分画像データとを入力するステップと、
前記縮小画像データを伸長し、縮小画像を復元するステップと、
事前に所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記復元された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換するステップと、
少なくとも前記復元された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して前記画像圧縮装置の入力画像のサイズに拡大するステップと、
前記拡大された画像に前記第1の解像度に変換された部分画像を重ねて高解像度画像を生成するステップと、
前記差分画像データを復号化し、差分画像を復元するステップと、
前記高解像度画像と前記復元された差分画像とを合成し、前記画像圧縮装置の入力画像に対応する画像を復元するステップとを有することを特徴とする画像伸長方法。 - コンピュータに、
第1の解像度の入力画像を所定の縮小率で縮小し、第1の解像度よりも低い第2の解像度の縮小画像を生成する手順と、
前記縮小画像を圧縮し縮小画像データを生成する手順と、
前記縮小画像データを伸長する手順と、
前記入力画像中に所定の対象物に対応する関心領域を設定する手順と、
事前に前記所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記伸長された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換する手順と、
少なくとも前記伸長された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して前記入力画像のサイズに拡大する手順と、
前記拡大された画像と前記第1の解像度に変換された部分画像とを合成した合成画像を生成する手順と、
前記入力画像と前記合成画像との差分を取り、差分画像を生成する手順と、
前記差分画像を符号化し差分画像データを生成する手順と、
前記縮小画像データと前記差分画像データとを出力する手順とを実行させるためのプログラム。 - 請求項8に記載のプログラムをコンピュータに実行させることで圧縮された画像を伸長するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記出力された前記縮小画像データと前記差分画像データとを入力する手順と、
前記縮小画像データを伸長し、縮小画像を復元する手順と、
事前に所定の対象物を学習することで得られた学習結果を用いた予測処理を利用して、前記復元された縮小画像における前記関心領域に対応する領域内の部分画像を前記第1の解像度の部分画像に変換する手順と、
少なくとも前記復元された縮小画像のうちの前記関心領域に対応する領域以外の部分を、事前に画像を学習することで得られた、画像信号の一般的特徴に注目した予測処理を利用し、前記伸長された縮小画像には含まれていない情報を予測し補間して画像圧縮の際の入力画像のサイズに拡大する手順と、
前記拡大された画像に前記第1の解像度に変換された部分画像を重ねて高解像度画像を生成する手順と、
前記差分画像データを復号化し、差分画像を復元する手順と、
前記高解像度画像と前記復元された差分画像とを合成し、前記画像圧縮装置の入力画像に対応する画像を復元する手順とを実行させるためのプログラム。
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