JPH03253180A - 画像生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は画像の拡大あるいは縮小率と、水平および垂直
方向への平行移動量を表わすパラメータを用いて画像を
生成する方法に関し、特に画像の高能率符号化に係るも
のである。

（従来の技術） 従来、２つの画像フレームから拡大あるいは縮小率のパ
ラメータ（ズーム・パラメータ）と水平および垂直方向
への平行移動のパラメータ（バン・パラメータ）を検出
し、バン・ズーム補償を行うことによってフレーム間符
号化の予測効率を改善する方法が提案されている。

第１図は２つの画像とそれらの画像間の変化率を示した
ものである。通常、時間的に前の画像（時刻ｔの画像）
からの後の画像（時刻ｔ＋１の画像）への倍率の変化と
移動量を求める方法が用いられる（パラメータＡ）、そ
の結果、前の画像の整数座標を変形すると補償するため
の予測画像の座標は実数で与えられることになる。これ
は第２図に示す時刻ｔの整数座標位置の画素の時刻ｔ＋
１への変換と座標計算において白丸印Ｏから黒丸印・へ
のａ倍変換に相当し、白丸印の画素の１−＋ｊ座標は、
夫々パラメータＡにより、ｘ＝ａｘ十り。

ｙ＝ａｙ＋ｖの黒丸印座標となる。ここで、ｈは水平方
向、■は垂直方向を示す。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ディジタル動画像の高能率符号化では予測す
る画像の画素数、座標位置が等しくないとフレーム間差
分処理を行うことができない。したがって、実数座標で
与えられた画像の整数座標位置における画素値（第２図
中の自回角印口）を計算すればよいことになるが、予測
画像の特定の座標の画素値を求めるためにその近傍に存
在する実数値座標の数点（第２図中では口の周囲の黒三
角印ムと黒丸印・）を探索により検出する必要が生じ、
そのために多くのメモリを必要とする欠点があった。

また、倍率が大きくなると（例えば２倍以上）特定の画
素の近傍の探索範囲をどの程度に設定すればよいかが処
理前に不明であり、実際のハードウェア化が困難になる
欠点があった。

また、予測画像の生成に用いる４点の画素とその内部に
存在する求めるべき画素値の座標によって定まる内分比
が得られたとしても、実数精度あるいは任意の精度に内
分比を量子化して線形補間を行う限り除算を避けられな
いため、ハードウェアによる実現が複雑化する欠点があ
った。

第３図の線形補間の処理において画素Ａ、Ｃおよび任意
の実数Ｒ１およびＲ２が与えられたとき、補間画素Ｂの
計算に際し Ｂ＝（Ｒ２ＸＡ＋Ｒ，ＸＣ）／（Ｒ，＋Ｒ２）からＲ１
＋Ｒ２で割る除算処理が必要となる。とくにバン・ズー
ム補償を動画像の高能率符号化における符号化・復号化
システムに取り入れた場合、バン・ズーム補償回路は復
号器側にも必要であるため、ハードウェア規模の増大は
大きな欠点であった・ （発明の目的） 本発明は上述した従来技術の事情に鑑み、バン・ズーム
補償のための座標計算と予測画像の生成を、従来のよう
な補間画素の計算に必要な除算処理を不要とし、簡単な
ハードウェアにより実現できる高能率符号化が可能な画
像生成方法を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、画像の拡大あるいは
縮小率のズーム・パラメータ及び画像の水平方向と垂直
方向への平行移動量を表わすバン・パラメータを用いて
、バン・ズームが行なわれた画像を作成する画像生成方
法であって、画像を生成する際に時間的に後の画像を基
準にして前の画像への拡大あるいは縮小率と、平行移動
量を用い、後の画像の各画素のＸｙ　ｙ座標に拡大ある
いは縮小率を乗じ、平行移動量を加算して前の画像の中
の参照すべき画素の座標を実数精度で求め、整数部を切
り捨てた座標と切り上げた座標をｘ、ｙ軸夫々について
求め、これらの隣合う４点の画素を前の画像から選び、
これらの画素値を用いて作成すべき画素の値を決定する
ことを主な特徴とする。

（作　用） 本発明は、第１図において、バン・ズーム補償における
予測画像の生成を時間的に前の画像（時刻ｔの画像）か
ら後の画像（時刻を十ｉの画像）への倍率変化や平行移
動量を求めるのではなく、逆に、後の画像から前の画像
への変化（第１図のパラメータＢ）を補償画像の生成に
用いることによって、予測すべき画像の画素が前の画像
ではどの４点の画素に囲まれていたかを計算する方法で
あり、１点の画素（補償画像の整数座標位置に存在する
画素）に対して乗算２回、加算２回により取り囲む４点
の座標（前の画像の整数座標、第４図におけるＯ）で示
すＰｌｌ、Ｐ１□　ｐ２□、Ｐ２□を求めることができ
る。

したがって本発明方法は、従来法のように、前の画像の
整数座標を倍率や平行移動分だけ変化させて実数座標と
したのちに、この補償画像の整数座標の周囲にある実数
座標上の画素を探索する必要がない。

また、時間的に後の画像から前の画像へのズーム・パラ
メータを予め求めておけば、前の画像がら後の画像への
ズーム・パラメータの逆数を計算する必要はない。した
がって、除算あるいはメモリ（ＲＯＭ）による数値変換
が必要ないという利点がある。

次に、本発明は４点の画素と水平、垂直方向の内分点が
与えられたもとでの補間の際に、画素間の距離を２のべ
き乗に分割し、内分比を量子化することにより、線形補
間の処理に除算を含まないようにした。その結果少ない
ハードウェア量で実現可能である。従来技術に比べ、量
子化レベル数が２のべき乗に限定したために、線形補間
の処理に除算が含まる欠点が改善されている。

（実施例） 第５図は本発明方法を実施するための装置のブロック構
成図を示し１図中、１は実数座標演算回路で、予測すべ
き画像（時刻ｔ＋１における画像に対する補償画像）の
中の求めるべき画素の座標（ｉ、ｊ）、バン・パラメー
タｈ、ｖ及びズーム・パラメータｂが入力される。２は
整数座標演算回路で、前記実数座標演算回路上での積和
演算Ｘ。

ｙを入力とし、４点の整数座標に対する画像値Ｐ□１９
　Ｐ１２ｔ　ｐ２□、Ｐ２□（第４図参照）及び座標の
小数点以下の値ｄｘ、ｄｙを出力する。３は量子化回路
で、前記整数座標演算回路２の出力ｄｘ、　ｄｙを量子
化した値ｆｙｇを出力する。４は補間回路で前記画素値
Ｐ１□、　ＰＩ３．　Ｐ、１．　Ｐ２□及び量子化値ｆ
、ｇを入力とし、線形補間値（予測値）Ｐを出力する。

次に動作を説明すると、予測すべき画像（時刻ｔ＋１に
おける画像に対する補償画像）のなかの求めるべき画像
の座標（ｉ、ｊ）およびバン・ズーム・パラメータ（ｈ
、ｖ、ｂ）が実数座標演算回路１に入力される。実数座
標演算回路では第４図に示した積和演算、すなわち ｘ　＝　ｂ　ｊ　−ｈ　　　　　　　・・・・・・（１
）ｙ＝ｂｊ−ｖ　　　　　　　・・・・・・（２）によ
り、座標（ｉ、ｊ）がｔ時刻にはどの座標に相当してい
たかが実数精度で計算され、Ｘ座標、ｙ座標として出力
される。

Ｘ＋　ｙ座標は整数座標演算回路２に入力されＸ。

ｙのデータの小数点以下を切り捨て、切り上げすること
により、（ｘ、ｙ）を囲む４点の整数座標が計算される
。４点の整数座標に対応する画素値（Ｐｌｌ、　Ｐ工、
、　Ｐ２１．　Ｐ２□）は補間回路４に入力される。

一方、整数座標演算回路２から座標の小数点以下の値 ｄｘ＝ｘ　　　［ｘｌ　　　　　　　・・・・・・（３
）ｄｙ”ｙ−［ｙコ　　　　　　・旧・・（４）が出力
される。内分点を表わすｄｘ、ｄｙは量子化回路３に入
力される。この量子化回路３では小数点以下を量子化し
、その量子化値ｆｙｇが出力される。これらの内分点の
量子化値ｆ＋ｇは補間回路４に入力され、線形補間値Ｐ
が ・・・・・・（５） ただし、Ｆ、Ｇは水平、垂直方向 １画素間量子化レベル数 により計算される。線形補間値（予測値）Ｐが最終的に
補間回路４から出力される。

座標（Ｘ＋ｊ）の画素−点に対して以上述べた処理が必
要であり、この処理を次々と実行することにより、画面
全体に対するバン・ズーム補償画像が生成される。

第６図は第５図の補間回路４による線形補間値を求める
処理の説明図である。第６図において、量子化値ｆｙｇ
は整数座標演算回路２の内分点を表わすｄｘ、ｄｙから
量子化回路３から計算されることについて第５図でのべ
た。こψ内分点を表わすｄｘ、ｄｙは量子化回路３にお
いて小数点以下を２のべき乗（水平方向２ｍ、垂直方向
２．Ｍ）に量子化し、その量子化値ｆ＋ｇが計算される
。これらの内分点の量子化値ｆ、ｇを用いて、補間回路
４では線形補間値Ｐが、 ｐ＝　（（ｐ□、ｘ（２Ｎ−ｆ）＋ｐ２．ｘｆ）ｘ（２
’−ｇ）＋　（Ｐ２１Ｘ（２１１−ｆ）十Ｐ２□Ｘｆ）
Ｘｇ）Ｘ２”−”・・・・・・（６） により計算される。上式の右辺の最後の除算は２のべき
乗の形をしているから、ディジタル信号処理ではＮ＋Ｍ
ビットのシフトのみでよい、他の部分に対しては整数値
の積和演算により求められる。

例えば簡単な例としてＮ＝Ｍ＝２の場合を説明する。ｆ
＋ｇの取り得る値はＯから４までである。

ｆ＝１．ｇ＝２のとき、Ｐは ｐ＝　（ＣＰ、、＋Ｐ２．）Ｘ３＋Ｐ、、＋Ｐ２□）／
８・・・・・・（７）となり、乗算１回、加算３回、３
ビツトシフト１回の演算量で求められる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば簡単な積和演算の
みでバン・ズーム補償による予測画像を生成することが
でき、バン・ズーム補償を用い。

実時間で動作する高能率画像符号化装置を小型化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時刻ｔと時刻ｔ＋１の各画像の変化率の関係を
示す説明図、第２図は時刻ｔの整数座標位置の画素の時
刻ｔ＋１への変換と座標計算を示す図、第３図は線形補
間の処理（工次元の場合）の説明図、第４図は本発明方
法による時刻ｔ＋１の整数座標の画素のｔ時刻への変換
と座標計算を示す図、第５図は本発明方法を実施するた
めの装置のブロック構成図、第６図は第５図の補間回路
４による線形補間値を求める処理の説明図である。 ｌ　・・・実数座標演算回路、　２・・・整数座標演算
回路、　３　・・・量子化回路、４　・・・補間回路、
（Ｘｔ　ｊ）・・・画素の座標、ｈ、ｖ　・・・水平、
垂直方向のバン・パラメータ、　ｂ　・・・ズーム・パ
ラメータ、Ｘｔ　３’　”’　Ｘｔ　’／座標、ｐｚｘ
ｙ　ｐｚｚｔｐ２１．ｐ２□・・・４点の整数座標に対
する画素値、ｄｘ、　ｄｙ・・・小数点以下の値のＩ！
ｉ標値、　ｆ＋ｇ　　・・・内分点の量子化値。 Ｐ　・・・線形補間値（予測値）。 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像の拡大あるいは縮小率のズーム・パラメータ
   及び画像の水平方向と垂直方向への平行移動量を表わす
   バン・パラメータを用いて、バン・ズームが行なわれた
   画像を作成する画像生成方法であって、 画像を生成する際に時間的に後の画像を基準にして前の
   画像への拡大あるいは縮小率と、平行移動量を用い、後
   の画像の各画素のｘ，ｙ座標に拡大あるいは縮小率を乗
   じ、平行移動量を加算して前の画像の中の参照すべき画
   素の座標を実数精度で求め、整数部を切り捨てた座標と
   切り上げた座標をｘ，ｙ軸夫々について求め、これらの
   隣合う４点の画素を前の画像から選び、これらの画素値
   を用いて作成すべき画素の値を決定することを特徴とす
   る画像生成方法。
2. （２）前の画像の中の参照すべき画素の実数精度の座標
   のうち、小数点以下の部分を２のべき乗の単位に量子化
   し、隣合う４点を用いる予測画素の生成に際し、実数座
   標の小数点以下の部分の量子化値を求めて内分比に基づ
   いて線形補間値を求めることを特徴とする請求項（１）
   記載の画像生成方法。