JP5502765B2 - サブピクセル値補間方法 - Google Patents
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Description
あるシーンを例にとってみると、このシーンは背景などの静止要素と、アナウンサーの顔や交通の流れなどの動要素とを含む。あるいは、このシーンを記録するカメラ自体が動くこともある。すると、画像中のすべての要素が同様の動きをする。
多くの場合、ある画像フレームと次の画像フレームとの間の変化は小さい。当然のことながら、ここでは運動の本質が前提となる。例えば、あるフレームから次のフレームへの変化は、運動が速ければ速いほど大きくなる。また、あるシーンが複数の動要素を含んでいれば、動要素が1つの場合よりも変化は大きい。
画像中の輝度成分や色差成分の表示には、いわゆるYUVカラーモデルを用いるのが一般的である。輝度成分(Y)は画像の強度(明るさ)を表し、2つの色差成分(UおよびV)は画像の色の内容を表す。
こうして、因数2を用いて色差成分をx方向およびy方向に空間的にサブサンプルする。その結果、16×16ピクセルの輝度ブロックと2つの8×8ピクセルの色差ブロックとが得られる。これらの集合をYUVマクロブロック、あるいは単にマクロブロックと称す。
圧縮された動画像において発生するフレームを図3に示す。図示するように、動画像はINTRAフレームあるいはIフレーム30から開始される。矢印33は予測過程の進行方向を示し、Pフレーム34を形成する。また、矢印31aおよび31bは双方向予測過程の進行方向を示し、Bフレーム36を形成する。
動き補償予測を用いるビデオエンコーダが提供する利点は、予測誤差フレーム内の予測誤差情報と予測に必要な動き情報とを共に表示することで、現在のフレームの概要を得られるという点である。
動きベクトル[Δx(x,y),Δy(x,y)]は、動き領域推定ブロック11で算出される。また、現フレームの一連の動きベクトル[Δx(・),Δy(・)]は動きベクトル領域と称される。
一致するブロックを見つける機会を最大限にするには参照フレーム全体を検索するのが理想的だが、それではビデオエンコーダに過大な負荷がかかってしまう。したがって、図4(c)に示すように検索領域を[−p,p]に限定する。これは、現フレーム内のマクロブロックの元々の位置の周辺領域である。
予測フレームPn(x,y)は、エンコーダ10の動き補償予測ブロック13において構築され、次式から求められる。
動きベクトルについての情報を伝達する情報ストリーム2は、マルチプレクサ16で予測誤差に関する情報と組み合わされる。そして、少なくともこれら2タイプの情報を含む情報ストリーム3がデコーダ20へ送られる。
デコーダ20のフレームメモリ24は、先に再構築した参照フレームRn(x,y)を格納する。デコーダ20の動き補償予測ブロック21では、方程式(5)をもとに予測フレームPn(x,y)が構築される。その際、受信した動き係数情報と参照フレームRn(x,y)のピクセル値とを用いる。予測誤差復号化ブロック22では、送信された予測誤差フレームEn(x,y)の変換係数を用いて、復号化された予測誤差フレームE~ n(x,y)を構築する。
復号化された現フレームI~ n(x,y)のピクセルは、その後予測フレームPn(x,y)と復号化された予測誤差フレームE~ n(x,y)とを加えることによって再構築される。
動きベクトル[Δx(x,y),Δy(x,y)]は、参照フレームRn(x,y)に対する現フレームのマクロブロックの動きを示す。前述したデジタル画像の動き補償符号化および復号化において、動きベクトルは参照フレーム内のいずれのピクセルを指し示してもよい。つまり、デジタル動画像のフレーム間の動きは、フレーム内の画像ピクセルによって定められた解像度(いわゆるフルピクセル解像度)でのみ表現することができる。
動きベクトルが有することのできる解像度がフルピクセル解像度または1/2ピクセル解像度であるビデオ符号化体系の場合、サブピクセル解像度での動き予測は2段階過程で実行するのが一般的である(図5を参照)。
第2段階では、第1段階で決定された動きベクトルを絞り込み、1/2ピクセル解像度を実現する。図5に示す例の場合、16×16ピクセルから成る8つの新しい検索ブロックを形成することによって1/2ピクセル解像度を実現する。図5の各ブロックの左上端にはX印を付す。この位置は[Δx+m/2、Δy+n/2]で表され、mおよびnは−1、0または1の値をとる。ただし、mとnとが同時に0の値をとることはできない。
1/2ピクセル解像度でサブピクセルの値を補間すると、8つの検索ブロックはそれぞれマクロブロックと比較される。このマクロブロックの動きベクトルが検索されている。フルピクセル解像度で動きベクトルを決定するために実行されたブロックマッチング過程と同様、マクロブロックは、例えばSADなど何らかの基準を用いて、8つの検索ブロックのそれぞれと比較される。比較の結果、最小SADが得られる。
エンコーダにかかる負荷を抑えるために、すべてのサブピクセル値をエンコーダに関係するメモリで前もって計算し格納するという代替的な方法もある。本明細書においては、この解決策を「事前」補間と称す。
デコーダでは数回にわたって同一のサブピクセル値が用いられるが、中にはまったく必要とされない値もある。したがって、デコーダにおいては事前補間を全く行わないほうがよい。すなわち、サブピクセル値は事前に計算しないのが望ましい。
これら3つの図は、各補間方法の理解を助けるとともに、各補間方法の差異を明確にするためのものである。3つの図のいずれにおいても、文字Aは原画像ピクセル(フルピクセル解像度)を表す。より具体的には、文字Aは動画像のフレームに相当し、画像データにおけるピクセルの位置を表している。
本明細書では、特定のピクセル位置およびサブピクセル位置を識別するため、一貫して以下の語を用いる。
「1ピクセル垂直位置」は、原画像データの1行に並んだサブピクセルの位置である。図10(a)および図11(a)の同じ行に並んだサブピクセルbおよびd、図12(a)の同じ行に並んだサブピクセルbおよびdは、1ピクセル垂直位置にある。
この定義によると、ピクセルAは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあることになる。
同様に、「1/2ピクセル垂直位置」は1/2ピクセル解像度で1行に並んだサブピクセルの位置である。図10(a)および図11(a)のサブピクセルc、dと、図12(a)のサブピクセルe、f、hとがこれにあたる。
同様に、「1/4ピクセル垂直位置」は1/4ピクセル解像度で1行に並んだサブピクセルの位置を説明する。図10(a)のサブピクセルe、f、図11(a)のe、f、g、図12(a)のe、f、hがこれにあたる。
前述した各語の定義は、対応する図に描かれた「包絡線」によって示される。
1. 1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセル値、すなわち図10(a)の1/2解像度サブピクセルbは、6タップフィルタを用いて算出される。このフィルタは6つのピクセル(A1乃至A6)の値に基づいて1/2解像度サブピクセルbを補間する。
図10(b)に示すように、これら6つのピクセル(A1乃至A6)は、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、bについて対称である。このサブピクセルbの値は、b=(A1−5A2+20A3+20A4−5A5+A6+16)/32から求められる。演算子/は切捨てを伴う除算を表す。この演算の結果はクリッピングされ、[0,2n−1]の範囲内に収められる。
補間過程のこの時点で、すべての1/2解像度サブピクセルの値が算出される。過程はさらに、1/4解像度サブピクセル値の算出へと進行する。
TML5のもう1つの欠点は、1/4解像度サブピクセル値を補間するためには1/2解像度サブピクセルを格納しなければならないという点である。したがって、最終的に不要な結果を格納するための超過メモリが必要となる。
図11(c)を参照すると、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルcの中間値c′は、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置で1列に並んだ、サブピクセルcについて対称な6つのピクセル(A1乃至A6)の値に基づいて計算される。中間値c′は、c′=(A1−5A2+20A3+20A4−5A5+A6)から求められる。1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルcの値は、c=(c′+16)/32から求められる。
1/4ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置の1/4解像度サブピクセルdの値は、隣接する1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセル(ピクセルA)の値と、段階(1)で算出された1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセル(サブピクセルb)の中間値b′とから、d=(32A+b′+32)/64にしたがって算出される。
1ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置の1/4解像度サブピクセルeは、隣接する1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセル(ピクセルA)の値と、段階(2)で算出された1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルcの中間値c′とから、e=(32A+c′+32)/64にしたがって求められる。
ここでも演算子/は切捨てを伴う除算を表す。最終的に得られた1/4解像度サブピクセル値eはクリッピングされ、[0,2n−1]の範囲内に収められる。
これらのフィルタ係数は、サブピクセル値の補間の際に、同列中の各ピクセルあるいはサブピクセルに適用される。
a)1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置の値とが必要なとき、これらの値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルの加重合計を用いて直接補間する段階。
第1および第2サブピクセルまたはピクセルは、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルについて(等距離で)対称的に位置する。第1加重および第2加重は等しい値を有してもよい。
段階b)の1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値の第2加重合計は、1/2Nピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルが必要なときに用いられてもよい。
1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルの値は、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値との平均をとることによって補間される。
1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルは、水平方向に交互に補間されてもよい。
1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルの値が必要とされる場合には、これらの値は、最も近い複数のピクセルの平均をとることによって交互に補間されてもよい。
1/2N−1サブピクセル解像度を有するサブピクセルの中間値は、1/2Nサブピクセル解像度を有するサブピクセル値の計算に用いられてもよい。
b)1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルの値が必要なとき、これらの値を、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値を用いて、段階a)に従って直接補間する段階。
c)1/4ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置のサブピクセルの値が必要なとき、これらの値を、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値と、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルの値とから成る第1組と、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルの値と、1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルの値とから成る第2組とのうち少なくとも1組の平均をとることによって補間する段階。
b)サブピクセル水平位置およびサブピクセル垂直位置のサブピクセルの値が必要なとき、これらの値を、計算されるサブピクセルの垂直位置に対応した垂直位置のサブピクセルの値の第1加重合計と、計算されるサブピクセルの水平位置に対応した水平位置のサブピクセルの値の第2加重合計との選択を用いて直接補間する段階。
第2加重合計で用いられるサブピクセルは、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルであってもよい。また、第2加重合計は、1/2Nピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値を補間するために用いられてもよい。
前述の説明において、Nは2,3,4の値から成るリストから選択した整数に等しくてもよい。
ダイナミックレンジという用語は、サブピクセル値および加重合計がとることのできる値の範囲を表す。
拡張または縮小によってダイナミックレンジを好適に変更することは、ダイナミックレンジを表すのに用いられるビットの数を変更することに等しい。
この方法は、ビデオ符号化において用いられるのが好ましい。また、この方法は、ビデオ復号化において用いられるのが好ましい。
代替的な実施例においては、この方法は事前補間およびオンデマンド補間の組み合わせとして実行される。その場合、一定の比率あるいは種類のサブピクセル値が計算され、予測フレームの決定に用いられる前に格納される。また、別の一定のサブピクセル値は、動き予測符号化中に必要とされる場合にのみ計算される。
この方法が復号化に用いられる場合には、サブピクセルは、動きベクトルがその必要を表示する場合にのみ補間されるのが望ましい。
このビデオコーダは、ビデオエンコーダを備えていてもよい。また、ビデオデコーダを備えていてもよい。ビデオエンコーダおよびビデオデコーダの両方を備えるコーデックがあってもよい。
通信端末は、ユーザインターフェースと、プロセッサと、送信ブロックおよび受信ブロックのうち少なくとも1つと、本発明の第3および第4の態様のうち少なくとも1つによるビデオコーダとを備えるのが好ましい。プロセッサは、送信ブロックおよび/または受信ブロックとビデオコーダとの動作を制御するのが望ましい。
また、補間器は、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値を用いて第1加重合計を形成してもよい。また、第2加重合計を用いて1/2Nピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値を補間してもよい。
補間器は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルの値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値とから成る第1組と、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルの値と、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの値とから成る第2組のうち少なくとも1組の平均をとることによって補間してもよい。
端末60は、通信ネットワークを介して送信されるマルチメディアデータストリームをキャプチャし、符号化し、多重化する素子を含む。また、受信したマルチメディアコンテンツを逆多重化し、復号化し、表示する素子も含む。ITU−T勧告のH.324は端末の全体的な動作を定義するとともに、さまざまな構成部品を制御するほかの勧告を参照する。
図6のH.324端末は、本発明の方法によるアプリケーションに適した多数のマルチメディア端末のひとつに過ぎない。また、端末装置の位置および実装についても多数の選択肢が存在する。
また、このマルチメディア端末は外部モデムに接続してもよい。モデムは、マルチメディア端末が形成した多重化デジタルデータおよび制御信号を、PSTNを介した伝送に適したアナログ形式に変換する。また、マルチメディア端末がPSTNから受信したアナログ形式のデータおよび制御信号をデジタルデータストリームに変換する。このデジタルデータストリームは多重化され、端末によって適切な方法で処理される。
H.324マルチメディア端末は、移動体通信アプリケーションに適用されてもよい。無線通信リンクで使用される場合には、モデム71は任意の適切な無線インターフェースと置き換えることができる。例えば、図6では代替ブロック73がこれにあたる。H.324/Mマルチメディア端末は、GSM方式の第2世代携帯電話ネットワークに接続する無線送受信機を含んでいてもよい。あるいは、UMTS方式の第3世代携帯電話ネットワークへの接続が可能な無線送受信機を含んでいてもよい。
マルチメディア端末60は、「端末装置」と称されるさまざまな素子を含む。ビデオ装置61、オーディオ装置62、テレマティクス装置63などがこれにあたる。
ビデオ装置61は、例えば動画像をキャプチャするためのビデオカメラ、受信したビデオコンテンツを表示するためのモニタ、任意のビデオ処理装置などを含んでいてもよい。オーディオ装置62は、発話メッセージをキャプチャするためのマイクロホン、受信したオーディオコンテンツを再形成するためのラウドスピーカ、追加的なオーディオ処理装置を含んでいてもよい。また、テレマティクス装置63は、データ端末、キーボード、電子ホワイトボード、あるいはファクス機器などの静止画像受信機を含んでいてもよい。
ビデオコーデック65は、キャプチャしたビデオデータを適切な形式で符号化し、通信リンクを介してさらに送信する。また、圧縮されたビデオコンテンツを通信ネットワークから受信し、復号化する。図6に示す例においては、ビデオコーデックは適切な変更を加えられ、ITU−T勧告のH.263にしたがって実装される。そして、エンコーダおよびデコーダの両方で、本発明によるサブピクセル補間方法を実施する。
マルチメディア端末からのデータの送信中に、MUX/DMUX装置70は、符号化および同期化されたビデオストリームおよびオーディオストリームと、テレマティクス装置63から入力されたデータおよび制御データとを結合し、1つのビットストリームを形成する。
複数(一般的には数十)のBTSと、基地局を制御する1つのBSCとから成るエンティティを、基地局サブシステム(BSS)と称す。BSCは無線通信チャネルおよびハンドオーバーを管理する。また、いわゆるAインターフェースを通して移動体通信交換局(MSC)にも接続する。MSCは移動体へ/からの接続の成立を調整する。さらに、MSCを通して、移動体通信網の外への接続も確立される。
エンコーダ700は、カメラや他の画像ソース(図示せず)からの画像信号を受信するための入力端末701と、DCT変換器705と、量子化器706と、逆量子化器709と、逆DCT変換器710と、結合器712および716と、事前サブピクセル補間ブロック730と、フレームストア740と、オンデマンド補間ブロック750とを備える。オンデマンド補間ブロック750と動き補償ブロック760とは組み合わせて用いる。
続いて、エンコーダは、以下の状況のいずれかに当てはまらない限り、各フレームをINTER形式で符号化するようプログラムされる。
2)所定のINTRAフレーム繰り返し間隔が終了した。
3)受信端末から、INTRA形式で符号化されたフレームを要求するフィードバックを受信した。
状況3)は、制御マネジャ720が、例えば制御ライン718を介して受信端末からフィードバック信号を受信する場合に発生する。フィードバック信号は、受信端末がINTRAフレームの更新を必要としていることを表す。
エンコーダおよびデコーダは、1/4ピクセル解像度までの動きベクトルの測定が可能なように実装される。また、後述するように、より高い解像度も可能である。
MUX/DMUX790は、INTRA符号化された画像情報と、制御情報(例えばヘッダデータ、量子化パラメータ情報、誤差訂正データなど)とを結合し、符号化された画像情報725の1つのビットストリームを形成する。圧縮されたビデオビットストリームの冗長性の削減には、可長変符号化(VLC)を用いる。これは当業者には周知の技術である。
現フレームの次のマクロブロックが受信され、ブロック705、706、709、710、712における符号化段階および復号化段階を経ると、フレームストア740には復号化されたINTRAフレームが形成される。現フレームの最後のマクロブロックがINTRA符号化され、続いて復号化されるとき、フレームストア740は完全に復号化されたフレームを含む。このフレームは、続いて受信されたINTER形式のビデオフレームを符号化する際に、予測参照フレームとして使用することができる。
事前サブピクセル値補間が行われる本発明の実施例においては、フレームストア740が格納している参照フレームは、少なくとも部分的にサブピクセル解像度へ補間される。
INTRA符号化されたフレームに関して前述したように、事前サブピクセル値補間を行う本発明の実施例においては、結合器712からの出力は事前サブピクセル補間ブロック730に印加される。したがって、INTER符号化モードでの事前サブピクセル値補間ブロック730への入力は、復号化された画像ブロックの形をとる場合もある。
事前サブピクセル補間が行われない実施例では、エンコーダアーキテクチャ内に事前サブピクセル補間ブロックは存在しない。また、結合器712からの出力は復号化された画像ブロックを含み、フレームストア740に直接印加される。
このフレームは、続いて受信した画像フレームをINTER形式に符号化する際に、予測参照フレームとして用いられる。事前サブピクセル値補間が行われる本発明の実施例においては、フレームストア740に格納された参照フレームは、少なくとも部分的にサブピクセル解像度に補間される。
INTER形式で符号化されたフレームはいずれも動き補償予測を行うための参照フレームを必要とする。つまり、動画像を符号化する場合、最初に符号化されるフレームは、それがその動画像の最初のフレームかあるいは別のフレームかにかかわらず、INTRA形式で符号化されなければならない。
すなわち、制御マネジャ720がビデオエンコーダ700をINTER符号化モードに切り替えると、エンコーダのフレームストア740では既に完全な参照フレームを利用できる。この参照フレームは、以前に符号化されたフレームを部分的に復号化することによって形成される。一般的に、参照フレームは、INTRA符号化されたフレームまたはINTER符号化されたフレームを部分的に復号化することによって形成される。
現フレームのマクロブロックの予測の第1段階は、動き推定ブロック760によって行われる。動き推定ブロック760はライン727を介して符号化中のフレームの現在のマクロブロックを受信する。また、ブロックマッチング操作を行って、実質的に現在のマクロブロックと一致する参照フレームの領域を特定する。
現フレームのマクロブロックと、最小差分値をもたらす参照フレームのピクセル値/サブピクセル値のテスト領域候補との間のオフセットは、当該マクロブロックの動きベクトルを規定する。本発明のある実施例においては、初めにピクセル精度の動きベクトルの当初推定が決定され、それから前述のサブピクセル精度のレベルまで高められていく。
この場合、動き推定ブロック760はブロックマッチングを1段階で行うよう実装される。すると、所望のサブピクセル解像度を有する動きベクトルが直接探し出される。あるいは、動き推定ブロック760は、ブロックマッチングを2段階で行ってもよい。2段階の場合には、第1段階で例えばフルピクセルあるいは1/2ピクセル解像度の動きベクトルの調査を行い、第2段階で動きベクトルを所望のサブピクセル解像度まで精緻化してもよい。
この場合、ブロックマッチング過程の第2段階で用いられるサブピクセル値を連続して比較するとともに複数回計算する必要がある。ただし、重複する計算の数は、事前サブピクセル値計算が行われない場合よりかなり少ない。また、事前サブピクセル値補間のみが行われる場合の実施例と比べ、メモリの消費も抑えられる。
動きモデルは一般的に一連の基底関数を有する。より具体的には、動き領域符号化ブロック770は動きベクトルを一連の係数値(「動き係数」と称す)として表す。動き係数は基底関数によって乗算され、動きベクトルの近似値を形成する。動き係数724は、動き領域符号化ブロック770から動き補償予測ブロック780に渡される。
動き補償予測ブロック780は、動き領域符号化ブロック770と、最も適合するテスト領域候補のピクセル/サブピクセル値とが発生する動きベクトルの近似表示を用いて、予測されるピクセル値のマクロブロックを作り出す。予測されるピクセル値のマクロブロックは、補間された参照フレームから発生した現マクロブロックのピクセル値の予測を表示する。
動き領域符号化ブロックが形成した動き係数724は、MUX/DMUX790にも渡される。動き係数724はMUX/DMUX790において当該マクロブロックの予測誤差情報723と結合され、符号化されたビデオストリーム725を形成する。このビデオストリーム725は受信端末へ送信される。
INTRAフレームが復号化されると、符号化されたビデオストリーム725は逆多重化され、INTRA符号化されたマクロブロックおよび制御情報となる。INTRA符号化されたフレームの符号化されたビデオストリームは動きベクトルを含まない。復号化過程は、マクロブロックごとに行われる。
逆量子化されたマクロブロックは、続いて逆DCT変換器830で逆DCT変換され、画像情報の復号化されたブロックを形成する。制御マネジャ870は結合器860を制御し、INTRA符号化されたマクロブロックの復号化に参照情報が使いられるのを防止する。画像情報の復号化されたブロックは、デコーダのビデオ出力端末880に渡される。
オンデマンドサブピクセル値補間を行わない本発明の実施例においては、事前サブピクセル値補間ブロック845がすべてのサブピクセル値を補間する。
連続するマクロブロックが復号化および事前補間および格納されるとき、少なくとも部分的にサブピクセル解像度に補間された復号化されたフレームは、フレームストア850において漸次組み立てられ、動き補償予測の参照フレームとして利用できるようになる。
制御マネジャ870は逆量子化器820を制御し、動画像ストリーム725で受信した制御情報にしたがって、符号化された予測誤差情報のマクロブロックを適度に逆量子化する。逆量子化された予測誤差情報のマクロブロックは、続いて逆DCT変換器830で逆DCT変換され、マクロブロックの復号化された予測誤差情報をもたらす。
再構成された動きベクトルは、いずれのピクセルあるいはサブピクセルを指してもよい。動きベクトルが、現マクロブロックの予測がピクセル値(すなわち1ピクセル位置でのピクセルの値)から形成されることを示すのであれば、これらのピクセル値は各フレームの復号化中に直接得られるので、単にフレームストア850から読み出される。
エンコーダ700およびデコーダ800において、フレームが事前サブピクセル補間される範囲と、オンデマンドサブピクセル値補間が実施される量とは、ビデオエンコーダ700のハードウェア実装や使用環境により決定される。例えば、ビデオエンコーダが利用できるメモリが限られている場合、あるいはメモリを他の機能のために蓄えておかなければならない場合、行われる事前サブピクセル値補間の量を制限しておくのが適当である。
しかし、エンコーダとデコーダとでそれぞれの動作を最適化するのに行われる事前補間およびオンデマンド補間の量は異なるが、エンコーダもデコーダも事前サブピクセル値補間とオンデマンドサブピクセル値補間との間で同一の分割を用いるように実装されることは理解しておかなければならない。
1/2解像度サブピクセルbの値は、初めにK次近似フィルタを用いて中間値b′を計算することによって、次式から得られる。
1/2解像度サブピクセルbの最終的な値は、一定の比率1で中間値b′を分割することによって計算される。その際、切捨てにより整数値を得る。また、結果はクリッピングされ[0,2n−1]の範囲内に収められる。本発明の別の実施例においては、切捨ての代わりに切上げを行ってもよい。一定の比率1を選択してフィルタ係数xiの和に等しくするのが好ましい。
水平方向で中間値b′を用いると、垂直方向で中間値b′を用いたのと同じ結果が得られる。
1/4解像度サブピクセルhの値の補間には2つの方法がある。両方法とも、補間される1/4解像度サブピクセルhに隣接する1/2解像度サブピクセルをつなぐ対角線に沿って線形補間を行う。
TML環境での模擬計算によって、両実施例の圧縮効率は類似していることが証明された。ただし、第2の実施例ではサブピクセルcを計算するにはいくつかの中間値を計算しなければならないため複雑性が高い。したがって、第1の実施例の方が好ましい。
言い換えれば、1/4解像度サブピクセルdの値は、水平方向に隣接する原画像ピクセルAと1/2解像度サブピクセルbとの平均をとることによって得られる。同様に、1/4解像度サブピクセルgの値は、水平方向に隣接した1/2解像度サブピクセルbと1/2解像度サブピクセルcとの平均をとることによって得られる。
ピクセルAと1/2解像度サブピクセルbとの合計値に1を加算すると、切上げまたは切捨て効果が得られる。この操作を適用して、サブピクセルdの値の切上げまたは切捨てを行い、続いて次に最も高い整数値を切上げまたは切捨てる。これは、いずれの整数の合計値にも当てはまる。また、本発明の方法に従って平均をとり、切上げまたは切捨て効果を制御してもよい。
TML5では、1/4解像度サブピクセルのうちいくつかの値は、以前に補間された値に依存する。この値は、別の1/4解像度サブピクセルのために得られたものである。本発明による補間方法では、すべての1/4解像度サブピクセルを、原画像ピクセルまたは1/2解像度サブピクセルの位置から線形補間を用いて計算する。
具体的には、必要とされる1/2解像度サブピクセル値が既に利用できる場合(例えば、1/2解像度サブピクセル値が事前に計算されている場合)、事前に計算された1/2解像度サブピクセルから1/4解像度サブピクセル値を補間するのに必要な計算の数は、利用可能な1/2解像度サブピクセル値から別の1/4解像度サブピクセルを補間するのに必要な計算の数と同じである。
例えば、デコーダが1/4解像度サブピクセルfの値を必要とする場合、1/2解像度サブピクセルcは垂直方向に補間されなければならない。1/4解像度サブピクセルgの値が必要な場合には、cの値を水平方向で補間するのがよい。このように、1/4解像度サブピクセルの値を求める場合、本発明による補間方法は柔軟であると言える。TML5にはこうした柔軟性はない。
ここでは、i)1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルの計算およびii)1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルの計算を説明する。
1/2解像度サブピクセルの最終的な値は、(b′+16)/32として計算される。ここで、演算子/は切捨てを伴う除算を示す。結果はクリッピングされ、[0,255]の範囲内に収められる。
次に、1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の1/2解像度サブピクセルの計算について説明する。
また、本発明によるデコーダでは、サブピクセルbの補間の方向は、(もし存在するならば)どの1/4解像度サブピクセルが1/2解像度サブピクセルcを用いて補間されるのかにしたがって選択される。
続いて、i)1/4ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置と、ii)1/4ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置と、iii)1ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置と、iv)1/2ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置との1/4解像度サブピクセルの計算を説明する。
1/4水平位置および1/4垂直位置での1/4解像度サブピクセルの計算は、以下の通りである。
5. 1/4解像度サブピクセルiの値は、4つの最も近い原画像ピクセルAを用いて、i=(A1+A2+A3+A4+2)/4から計算される。ここでも、演算子/は切捨てを伴う除算を表す。
エンコーダでは同一のサブピクセル値が複数回計算されてしまう。したがって、前述したように、すべてのサブピクセル値を事前に計算し、メモリに格納することによって、エンコーダの複雑性を軽減することができる。しかし、この解決方法はメモリ消費を大幅に増やしてしまう。
しかし、事前補間により1/2解像度サブピクセルを事前に計算するのと同一の方法をTML6の直接補間体系と併せて用いる場合、メモリの必要量は補間されていない原画像を格納するのに必要なメモリの9倍となる。これは、TML6の各1/2解像度サブピクセルに関連した高精度の中間値を格納するには大量のビットが必要であることに起因する。
さらに、動き補償の実行中に行われるサブピクセル補間は、TML6における場合より複雑である。これは、スケーリングとクリッピングとが1/2サブピクセル位置および1/4サブピクセル位置ごとに行われなければならないためである。
各方法は、特定のN×Mブロックで補間されるすべてのサブピクセルに共通の中間値が1度だけ計算されるような方法に基づいて、ブロック内で実行される。図14にこの例を示す。図14を参照すると、1/2解像度サブピクセルcの4×4ブロックを計算するためには、最初に1/2解像度サブピクセルbの9×4ブロックが計算されることがわかる。
TML5で用いられるサブピクセル補間方法と比較して、本発明による方法は、演算処理的な複雑性が低い。これは以下のような理由による。
この例において、TML5によるサブピクセル値補間方法では、全部で88個の1/2解像度サブピクセルを補間しなければならない。一方、本発明による方法では、72個の1/2解像度サブピクセルを計算すればよい。図15(b)から明らかなように、本発明によれば、1/2解像度サブピクセルcを水平方向に補間することによって、必要な計算の数を削減する。
1/2解像度サブピクセルを計算することによって、原画像ピクセルの4×4のブロックにおける1/4解像度サブピクセルhの値が得られる。TML5による方法を用いると、全部で56個の1/2解像度サブピクセルを補間する必要がある。一方、本発明の方法によると、40個の1/2解像度サブピクセルを補間すればよい。
1/4解像度サブピクセルiの補間は、i=(A1+A2+A3+A4+2)/4により計算される。これは双一次補間で、2つの線形補間操作を効率的に備える。図17には、原画像ピクセルの4×4の1つのブロックでサブピクセル値を補間するのに必要な操作を15個のサブピクセル位置ごとに一覧で示す。各サブピクセル位置には、わかりやすいように番号を付す。
図18は、本発明による方法の拡張アプリケーションにおいて、ピクセル、1/2解像度サブピクセル、1/4解像度サブピクセル、1/8解像度サブピクセルの説明に用いられる用語を示している。
サブピクセルbi(i=1,2,3)の最終的な値は、bi=(bi′+128)/256にしたがって計算される。ここで、演算子/は切捨てを伴う除算を表す。結果はクリッピングされ、[0,255]の範囲内に収められる。
本発明の別の実施例においては、1/2解像度および1/4解像度のサブピクセルcijは、水平方向の中間値b1′、b2′およびb3′を用いて同様の方法で計算される。
表2に示すのは、1つの原画像ピクセルの4×4ブロック中にある63個の1/8解像度サブピクセルのそれぞれを補間するのに必要な操作の数である。各サブピクセル位置は、図20に示した数によって特定される。
Claims (80)
- 画像を補間する方法であって、
前記画像が、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
前記画像はサブピクセルのサブピクセル値を発生し、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記方法は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にそれぞれ存在するピクセルのピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の第1加重合計か、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の第2加重合計のいずれか1つを用いて補間することであって、第1および第2加重合計は段階a)に従って求められ、前記第2中間サブピクセル値は、前記第1または第2加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記第1または第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、の前記段階と、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間する段階であって、前記補間する段階は、
1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置の第1サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置の第2サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、
1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均
のいずれかをとることによる、ただし、変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内の整数値をとり、第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置する、前記補間する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
第1および第2加重は前記段階c)に記載の加重平均において用いられ、前記加重の相対値は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルと、前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々との対角直線上の近接性に依存することを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法において、
前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々が、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルについて対称的に配置されており、
前記第1加重と第2加重とは等しい値を有することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記段階b)における第1加重合計が、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値が補間されるときに用いられることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記段階b)における第2加重合計が、1/2Nピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値が補間されるときに用いられることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の所定のサブピクセルのサブピクセル値を、請求項1に記載の段階c)の例外として、前記補間されるサブピクセルの最隣接ピクセルである複数のピクセルのピクセル値の平均をとることによって補間することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
Nは、2、3、4のいずれか1つの整数値に等しいことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記第1中間サブピクセル値のダイナミックレンジは、前記段階a)の加重合計で用いられる各々のピクセルのピクセル値を表示するために用いられるビット数と、前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計を表示するために必要なビット数との和によって定義される、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記第1中間サブピクセル値を第1スケールファクタで数学的に除することによって、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることを含み、
前記第1スケールファクタは前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値を有すること、
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記第2中間サブピクセル値を第2スケールファクタで数学的に除することによって、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることを含み、ここで、前記第2スケールファクタは、
前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値に前記段階b)の第1または第2加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じた値に等しい値を有すること、
を特徴とする方法。 - 画像を補間する方法であって、
前記画像は、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
サブピクセルのサブピクセル値を発生させ、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記方法は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルにそれぞれ存在するピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の第1加重合計か、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルの補間値の第2加重合計のいずれか1つを用いて補間する段階であって、第1加重合計および第2加重合計は前記段階a)に従って求められ、前記第2中間サブピクセル値は、前記第1または第2加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記第1または第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、の前記段階と、
c)1/4ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置の特定のサブピクセルのサブピクセル値を、少なくとも1組の値の加重平均をとることによって補間する段階であって、
ここで前記少なくとも1組とは、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の対角線上で対向するサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値とから成る第1組と、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の対角線上反対側のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値とから成る第2組とのうちの少なくとも1組であり、
前記第1組および第2組は補間されるサブピクセルに対して相互に対角線上に位置する、前記補間する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 画像を補間するための補間器であって、
前記画像が、縦横に配置され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
前記補間器は、端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を発生するよう構成され、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記補間器は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にそれぞれ存在するピクセルのピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間をし、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨て、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、それぞれ1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値から成る第1加重合計か、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの補間値から成る第2加重合計のいずれか1つを用いて補間することであって、前記第1および第2加重合計は前記a)に従って求められ、前記第2中間サブピクセル値は、前記第1または第2加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記第1または第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間をし、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨て、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間し、ここで、
1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置の第1サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置の第2サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均のいずれかをとることによる、ただし、
変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内で整数値をとり、第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置することとする、前記補間する
よう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項14に記載の補間器において、
前記補間器は、第1および第2加重を前記段階c)に記載の加重平均において用いるように構成され、
前記加重の相対値は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルと、前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々との対角直線上の近接性に依存することを特徴とする補間器。 - 請求項15に記載の補間器において、
前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々が、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルについて対称的に配置されており、
等しい値を有する前記第1加重と第2加重を使用するように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項14に記載の補間器において、前記補間器は、前記段階b)における第1加重合計を、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値が補間されるときに用いるよう構成されることを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、前記補間器は、前記段階b)における第2加重合計を、1/2Nピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値が補間されるときに用いるよう構成されることを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、前記補間器は、前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間するよう構成されることを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、前記補間器は、前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間するよう構成されることを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、前記補間器は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の所定のサブピクセルのサブピクセル値を、請求項14に記載の段階c)の例外として、前記補間されるサブピクセルの最隣接ピクセルである複数のピクセルのピクセル値の平均をとることによって補間することを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、Nは、2、3、4のいずれか1つの整数値であることを特徴とする補間器。
- 請求項14に記載の補間器において、
前記第1中間サブピクセル値のダイナミックレンジは、前記段階a)の加重合計で用いられる各々のピクセルのピクセル値を表示するために用いられるビット数と、前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計を表示するために必要なビット数との和によって定義される、
ことを特徴とする補間器。 - 請求項14に記載の補間器において、
前記第1中間サブピクセル値を第1スケールファクタで数学的に除することによって、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てるように構成され、ここで、
前記第1スケールファクタは、前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値を有すること、
を特徴とする補間器。 - 請求項14に記載の補間器において、
前記第2中間サブピクセル値を第2スケールファクタで数学的に除することによって、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てるように構成され、ここで前記第2スケールファクタは、
前記段階a)の加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値に前記段階b)の加重合計で用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じた値に等しい値を有すること、
を特徴とする補間器。 - 請求項14乃至25のいずれかに記載の補間器を備えることを特徴とするビデオエンコーダ、ビデオデコーダ、コーデックまたは通信端末。
- 画像を補間するためのコンピュータプログラムであって、
前記画像が、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
前記画像はサブピクセルのサブピクセル値を発生し、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記コンピュータプログラムは、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にそれぞれ存在するピクセルのピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、のコードと、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の第1加重合計か、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の第2加重合計のいずれか1つを用いて補間するコードであって、第1および第2加重合計は段階a)に従って求められ、前記第2中間サブピクセル値は、前記第1または第2加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記第1または第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、のコードと、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間するコードであって、前記補間するコードは、
1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置の第1サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置の第2サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、
1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均
のいずれかをとることによる、ただし、変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内の整数値をとり、第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置する、前記補間するコードと、
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 画像を補間する方法であって、
前記画像が、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
サブピクセルのサブピクセル値を発生し、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記方法は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にそれぞれ存在するピクセルのピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、段階a)で求められる1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第2中間サブピクセル値は、前記加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間する段階であって、前記補間する段階は、
1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置の第1サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置の第2サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、
1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均
のいずれかを用いて補間することによる、ただし、変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内の整数値をとり、第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置する、前記補間する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項28に記載の方法において、
第1および第2加重は前記段階c)に記載の加重平均において用いられ、
前記加重の相対値は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルと、前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々との対角直線上の近接性に依存することを特徴とする方法。 - 請求項29に記載の方法において、
前記段階c)で用いられる第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々が、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルについて対称的に配置されており、
前記第1加重と第2加重とは等しい値を有することを特徴とする方法。 - 請求項28に記載の方法において、
前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項28に記載の方法において、
前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項28に記載の方法において、
Nは、2、3、4のいずれか1つの整数値に等しいことを特徴とする方法。 - 画像を補間する方法であって、
前記画像は、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
サブピクセルのサブピクセル値を発生し、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記方法は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のそれぞれに存在するピクセルの加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、前記段階a)で求められる1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第2中間サブピクセル値は、前記加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、の段階と、
c)1/4ピクセル水平位置および1/4ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、少なくとも1組の値の加重平均をとることによって補間する段階であって、
ここで前記少なくとも1組とは、1/2ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の対角線上で対向するサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値とから成る第1組と、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2ピクセル水平位置および1/2ピクセル垂直位置の対角線上で対向するサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値とから成る第2組とのうちの少なくとも1組であり、
前記第1組および第2組は補間されているサブピクセルに関し相互に対角線上に位置する
前記補間する段階と、
を特徴とする方法。 - 画像を補間するための補間器であって、
前記画像が、縦横に配置され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
前記補間器は、端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を発生するよう構成され、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記補間器は、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にそれぞれ存在するピクセルの加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間をし、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨て、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、前記段階a)で求められる1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第2中間サブピクセル値は、前記加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間し、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨て、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間し、ここで、
1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置の第1サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置の第2サブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、
1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均
のいずれかをとることによる、ただし、変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内で整数値をとり、第1および第2各々のサブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置することとする、前記補間する
よう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項35に記載の補間器において、
前記補間器は、第1および第2加重を前記段階c)に記載の加重平均において用いるよう構成され、
前記加重の相対値は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルと、前記段階c)で用いられる第1および第2サブピクセルまたはピクセルの各々との対角直線上の近接性に依存することを特徴とする補間器。 - 請求項36に記載の補間器において、
前記補間器は、前記段階c)で用いられる第1および第2サブピクセルまたはピクセルおよびサブピクセルの各々が、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルについて対称的に配置されている状況において、等しい値を有する前記第1加重と第2加重とを用いるよう構成されていることを特徴とする補間器。 - 請求項35に記載の補間器において、
前記補間器は、前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間するよう構成されていることを特徴とする補間器。 - 請求項35に記載の補間器において、
前記補間器は、前記段階c)における1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との平均をとることによって補間するよう構成されていることを特徴とする補間器。 - 請求項35に記載の補間器において、
前記補間器は、2、3、4のいずれか1つの整数値であるNの値を用いるよう構成されていることを特徴とする補間器。 - 請求項35乃至40のいずれかに記載の補間器を備えることを特徴とするビデオエンコーダ、ビデオデコーダ、コーデックまたは通信端末。
- 画像を補間するためのコンピュータプログラムであって、
前記画像が、縦横に配列され所定のダイナミックレンジを有するピクセル値によって表されるピクセルであって、前記所定のダイナミックレンジは前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する、前記ピクセルを備え、
前記ピクセルは1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置にあり、
サブピクセルのサブピクセル値を発生し、ここでサブピクセルは端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置のうち少なくとも1つを有する位置にあって、
前記端数ピクセル水平位置および端数ピクセル垂直位置は数学的表記1/2xにしたがって表され、ここでxは1乃至Nの範囲内の正の整数であり、1/2xは端数ピクセル補間の特定のレベルを表し、Nは端数ピクセル補間の最大レベルを表すことであって、
前記コンピュータプログラムは、
a)第1中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値と、1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値とを、1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のそれぞれに存在するピクセルのピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第1中間サブピクセル値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第1中間サブピクセル値を切り捨てることと、のコードと、
b)第2中間サブピクセル値を求めるために、1/2N−1ピクセル水平位置および1/2N−1ピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を、段階a)で求められる1/2N−1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のサブピクセルの第1中間サブピクセル値の加重合計を用いて補間することであって、前記第2中間サブピクセル値は、前記加重合計に用いられる第1中間サブピクセル値の所定のダイナミックレンジに、前記加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記所定のダイナミックレンジを有する、切り捨てられたサブピクセル値を求めるために、前記第2中間サブピクセル値を切り捨てることと、のコードと、
c)1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置のサブピクセルのサブピクセル値を補間するコードであって、ここで、
第1サブピクセル又はピクセルすなわち1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のピクセルの切り捨てられたサブピクセル値と、第2サブピクセル又はピクセルすなわち1/2N−pピクセル水平位置および1/2N−qピクセル垂直位置のピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均、または、
1ピクセル水平位置および1ピクセル垂直位置のピクセルのピクセル値と、1/2N−mピクセル水平位置および1/2N−nピクセル垂直位置のサブピクセルの切り捨てられたサブピクセル値との加重平均
のいずれかをとることによる、ただし、変数m、n、p、qは1乃至Nの範囲内の整数値をとり、第1サブピクセルおよび第2サブピクセル各々のまたはピクセルおよびサブピクセルの各々は、1/2Nピクセル水平位置および1/2Nピクセル垂直位置の補間されるサブピクセルに対して対角線上に位置することとする、前記補間するコードと、
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 各コーナー間に中間ピクセルを有さない4つのコーナーピクセルにより区画される長方形に境された領域の内部に位置するサブピクセルのサブピクセル値を決定するためのサブピクセル値補間方法において、
前記ピクセルは、前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する所定のダイナミックレンジを伴うピクセル値を有し、
ピクセルおよびサブピクセルは行列に配置され、前記ピクセルおよびサブピクセルの位置は前記長方形に境された領域の内部で座標表記K/2N,L/2Nを用いて数学的に表現可能であり、KおよびLは各々ゼロと2Nとの間の値を有する正の整数であり、Nは1よりも大きい正の整数であってサブピクセル値補間の特定の程度を表し、
前記方法は:
第1中間値を生成するために、偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルと、ゼロに等しいKおよび偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルとについて、それぞれ行および列に位置するピクセルの値の第1加重合計を用いてサブピクセル値を補間することであって、前記第1中間値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記第1中間値を第1スケールファクタで数学的に除することによって、前記第1中間値を切り捨てることであって、前記第1スケールファクタは、前記ピクセルの所定のダイナミックレンジに等しいダイナミックレンジを有する、切り捨てられた補間サブピクセル値を形成するために、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を有する、前記切り捨てることと、の段階と;
第2中間値を生成するために、偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計か、または、ゼロに等しいKおよび偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計かのうち、選択した1つを用いて、偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間することであって、前記第2中間値は、前記第2加重合計に用いられる第1中間値の所定のダイナミックレンジに、前記第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記第2中間値を第2スケールファクタで数学的に除することによって、前記第2中間値を切り捨てることであって、前記第2スケールファクタは、前記ピクセルの所定のダイナミックレンジに等しいダイナミックレンジを有する、切り捨てられた補間サブピクセル値を形成するために、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に、前記第2加重合計に用いられる各々の加重の合計を乗じたものに等しい値を有する、前記切り捨てることと、の段階と;
最隣接するピクセルのピクセル値と座標1/2,1/2に位置するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との加重平均と、座標1/2,1/2を有する前記サブピクセルと前記最隣接するピクセルとによって区画される長方形に境された領域の象限内に位置し、ゼロを含む偶数値のKおよびLの座標を有する1組の対角線上に対向するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値の加重平均とのうち、選択した1つに従って、奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階と;
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するために選択された加重平均の第1加重および第2加重を用いる段階を備え、前記選択された加重平均が、最隣接するピクセルの値と座標1/2,1/2に位置するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との加重平均である場合に、前記最隣接するピクセルと前記座標1/2,1/2に位置するサブピクセルとのそれぞれの直線的な対角距離に反比例するように、サブピクセル値を補間中の前記いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルに対する前記第1加重および第2加重の相対的な大きさを選択することを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するために選択された加重平均に第1加重および第2加重を用いる段階を備え、前記選択された加重平均が、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有する1組の対角線的に対向するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値の加重平均である場合に、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルのそれぞれの直線的な対角距離に反比例するように、サブピクセル値を補間中の前記いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルに対する前記第1加重および第2加重の相対的な大きさを選択することを特徴とする方法。 - 請求項44に記載の方法において、
最隣接するピクセルと座標1/2,1/2に位置するサブピクセルとが、サブピクセル値を補間中のいずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルから等距離にある場合、等しい値の第1加重および第2加重を用いる段階を含むことを特徴とする方法。 - 請求項45に記載の方法において、
いずれも偶数値のKおよびLの座標を有する複数のサブピクセルが、サブピクセル値を補間中のいずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルから等距離にある場合、等しい値の第1加重および第2加重を用いる段階を含むことを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ある偶数値に等しいKおよびある奇数値に等しいLの座標を有するサブピクセルのサブピクセル値も必要である場合に、ある偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計を用いて、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ある奇数値に等しいKおよびある偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルのサブピクセル値も必要である場合に、ゼロに等しいKおよびある偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計を用いて、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ゼロに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、1に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
2Nに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2N−2に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2N−1に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ゼロに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、1に等しいKと2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
2Nに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2N−2に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2N−1に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ゼロに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、ゼロに等しいKおよび2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、ゼロに等しいKおよび1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
2Nに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2Nに等しいKおよび2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2Nに等しいKおよび1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
ゼロに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、ゼロに等しいKおよび2N−2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、ゼロに等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
2Nに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2Nに等しいKおよび2N−2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2Nに等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
長方形に境された領域を区画する4つのコーナーピクセルのピクセル値の加重平均をとることによって、2N−1に等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
2,3,4の値からなるリストからNの値を選択する段階を備えることを特徴とする方法。 - 請求項43に記載の方法において、
前記第1中間値のダイナミックレンジは、前記第1加重合計で用いられる各々のピクセルのピクセル値を表示するために用いられるビット数と、前記第1加重合計で用いられる各々の加重の合計を表示するために必要なビット数との和によって定義される、
ことを特徴とする方法。 - サブピクセル値補間のための補間器であって、前記補間器は各コーナー間に中間ピクセルを有さない4つのコーナーピクセルにより区画される長方形に境された領域の内部に位置するサブピクセルのサブピクセル値を決定するよう構成され、
前記ピクセルは、前記ピクセルがとることのできる値の範囲に相当する所定のダイナミックレンジを伴うピクセル値を有し、
ピクセルおよびサブピクセルは行列に配置され、前記ピクセルおよびサブピクセルの位置は前記長方形に境された領域の内部で座標表記K/2N,L/2Nを用いて数学的に表現可能であり、KおよびLは各々ゼロと2Nとの間の値を有する正の整数であり、Nは1よりも大きい正の整数であってサブピクセル値補間の特定の程度を表し、前記補間器は:
最隣接するピクセルの値と座標1/2,1/2に位置するサブピクセルの値との加重平均と、座標1/2,1/2を有する前記サブピクセルと前記最隣接するピクセルとによって区画される長方形に境された領域の象限内に位置し、ゼロを含む偶数値のKおよびLの座標を有する1組の対角線上に対向するサブピクセルの値の加重平均とのうち、選択した1つに従って、奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間し;
第1中間値を生成するために、偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルと、ゼロに等しいKおよび偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルとについて、それぞれ行および列に位置するピクセルの値の第1加重合計を用いてサブピクセル値を補間することであって、前記第1中間値は、前記所定のダイナミックレンジに、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記第1中間値を第1スケールファクタで数学的に除することによって、前記第1中間値を切り捨てることであって、前記第1スケールファクタは、前記ピクセルの所定のダイナミックレンジに等しいダイナミックレンジを有する、切り捨てられた補間サブピクセル値を形成するために、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を有する、前記切り捨てをし;
第2中間値を生成するために、偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計か、または、ゼロに等しいKおよび偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計かのうち、選択した1つを用いて、偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間することであって、前記第2中間値は、前記第2加重合計に用いられる第1中間値の所定のダイナミックレンジに、前記第2加重合計に用いられる各々の加重の合計に等しい値を乗じたものと等しいダイナミックレンジを有する、前記補間することと、前記第2中間値を第2スケールファクタで数学的に除することによって、前記第2中間値を切り捨てることであって、前記第2スケールファクタは、前記ピクセルの所定のダイナミックレンジに等しいダイナミックレンジを有する、切り捨てられた補間サブピクセル値を形成するために、前記第1加重合計に用いられる各々の加重の合計に、前記第2加重合計に用いられる各々の加重の合計を乗じたものに等しい値を有する、前記切り捨てをし;
最隣接するピクセルのピクセル値と座標1/2,1/2に位置するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との加重平均と、座標1/2,1/2を有する前記サブピクセルと前記最隣接するピクセルとによって区画される長方形に境された領域の象限内に位置し、ゼロを含む偶数値のKおよびLの座標を有する1組の対角線上に対向するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値の加重平均とのうち、選択した1つに従って、奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間する;
よう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、前記補間器は、いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するために選択された加重平均に第1加重および第2加重を用いるように構成され、前記選択された加重平均が、隣接するピクセルの値と座標1/2,1/2に位置するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との加重平均である場合に、前記補間器は、前記隣接するピクセルと前記座標1/2,1/2に位置するサブピクセルとのそれぞれの直線的な対角距離に反比例するように、サブピクセル値を補間中の前記いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルに対する前記第1加重および第2加重の相対的な大きさを選択するよう構成されることを特徴とする補間器。
- 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するために選択された加重平均に第1加重および第2加重を用いるように構成され、前記選択された加重平均が、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有する1組の対角線上に対向するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値の加重平均である場合に、前記補間器は、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルのそれぞれの直線的な対角距離に反比例するように、サブピクセル値を補間中の前記いずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルに対する前記第1加重および第2加重の相対的な大きさを選択するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項62に記載の補間器において、
前記補間器は、隣接するピクセルと座標1/2,1/2に位置するサブピクセルとが、サブピクセル値を補間中のいずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルから等距離にあるとき、等しい値の第1加重および第2加重を用いるように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項63に記載の補間器において、
前記補間器は、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルが、サブピクセル値を補間中のいずれも奇数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルから等距離にあるとき、等しい値の第1加重および第2加重を用いるように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、ある偶数値に等しいKおよびある奇数値に等しいLの座標を有するサブピクセルのサブピクセル値も必要である場合に、ある偶数値に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計を用いて、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、ある奇数値に等しいKおよびある偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルのサブピクセル値も必要である場合に、ゼロに等しいKおよびある偶数値に等しいLの座標を有するサブピクセルの第1中間値と、隣接する長方形に境された領域において対応する座標を有するサブピクセルの第1中間値との第2加重合計を用いて、いずれも偶数値のKおよびLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、ゼロに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と2に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、1に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、2Nに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2N−2に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2N−1に等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
ゼロに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、1に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、2Nに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルの値と、2N−2に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルの値との平均をとることによって、2N−1に等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するように構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、ゼロに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、ゼロに等しいKおよび2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、ゼロに等しいKおよび1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、2Nに等しいKおよびゼロに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2Nに等しいKおよび2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2Nに等しいKおよび1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、ゼロに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、ゼロに等しいKおよび2N−2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、ゼロに等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、2Nに等しいKおよび2Nに等しいLの座標を有するピクセルのピクセル値と、2Nに等しいKおよび2N−2に等しいLの座標を有するサブピクセルの切り捨てられた補間サブピクセル値との平均をとることによって、2Nに等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、
前記補間器は、長方形に境された領域を区画する4つのコーナーピクセルのピクセル値の加重平均をとることによって、2N−1に等しいKおよび2N−1に等しいLの座標を有するサブピクセルについてサブピクセル値を補間するよう構成されることを特徴とする補間器。 - 請求項61に記載の補間器において、Nは2に等しく設定されることを特徴とする補間器。
- 請求項61に記載の補間器において、Nは3に等しく設定されることを特徴とする補間器。
- 請求項61に記載の補間器において、
前記第1中間値のダイナミックレンジは、前記第1加重合計で用いられる各々のピクセルのピクセル値を表示するために用いられるビット数と、前記第1加重合計で用いられる各々の加重の合計を表示するために必要なビット数との和によって定義される、
ことを特徴とする補間器。 - 請求項61乃至79のいずれかに記載の補間器を備えることを特徴とするビデオエンコーダ、ビデオデコーダ、通信端末またはビデオコーデック。
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