JPH11511632A - 離散コサイン変換を用いて画像をリサイズする方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて画像（１０８）をリサイズする方法および装置である。画像を縮小する場合、本方法および装置は、ＤＣＴの畳込み−乗算特性を利用し、ＤＣＴ領域においてアンチエイリアシングフィルタを実現し、次にフィルタ係数を処理して縮小サイズ画像のＤＣＴ係数を生成する。画像を拡大する場合は、原画像のＤＣＴ係数を処理して、より大きな画像の係数を生成し、次にＤＣＴの畳込み−乗算特性を用いてアンチイメージングフィルタを実現する。これらのＤＣＴ操作は、画像全体に適用してもよいし、画像の非重複ブロックに適用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 離散コサイン変換を用いて画像をリサイズする方法および装置 本願は、１９９５年１０月１２日に提出された米国仮出願第６０／００５，１ ０６号の利益を請求するものである。 本発明は、画像処理の方法に関し、特に画像をリサイズする方法および装置に 関する。 背景 ディジタル画像の量や用途の爆発的な増加に伴って、このような画像を操作す る効率の良いツールに対するニーズが生じるようになってきた。画像リサイズは 、基本的で極めて重要なタイプの画像操作である。従って、画像リサイズを効率 良く行うことができる画像リサイズ技法や、他の画像処理機能と容易に組み合わ せることのできる画像リサイズ技法は、大きな価値を有する。 ディジタル画像をリサイズするために、画像処理システムは、通常、画像に対 して二つの動作、すなわちサンプリングレートの変更と低域フィルタリング、を 行う。画像を元のサイズの４分の１（各次元で２分の１）に縮小する場合、通常 のリサイズ技法は、先ずアンチエイリアシング（anti-aliasing）低域フィルタ を用い、各次元において率２でダウンサンプリングを行う。通常は、低域フィル タリングおよびダウンサンプリング（または間引き(decimation)）の双方が画素 領域（pixel domain）で行われる。 画像を元のサイズの４倍に拡大する場合、通常の技法は、各次元において率２ でアップサンプリングを行い、次いで補間用のアンチイメージング（anti-imagi ng）低域フィルタを用いる。ここでも、アップサンプリング（または補間(inter polation)）とフィルタリングの双方が画素領域で行われる。 画像のサイズを縮小する他の方法は、画像に対して順離散コサイン変換（ＤＣ Ｔ）を適用し、更に、順ＤＣＴに比べて小さな逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ） を適用する。画像を縮小するこのような方式は、１９９３年１１月１６日に発行 された米国特許５，２６２，８５４号に開示されている。なお、この文献は、参 照文献として本明細書に組み込まれる。しかしながら、複数領域画像処理を用い る画像リサイズは一般に複雑であり、コストが高く、あまり高速ではない。 離散コサイン変換（ＤＣＴ）は、画像圧縮のための重要な技術となっており、 多くの圧縮規格、例えばJoint Picture Experts Group（ＪＰＥＧ）画像圧縮規 格やMoving Picture Experts Group（ＭＰＥＧ）映像圧縮規格、の基礎を成して いる。ＤＣＴを計算する効率の良い技法がこれまでも開発されており、また現在 も開発が続いている。S.A.Martucciによる「離散サイン変換または離散コサイン 変換を用いた画像のディジタルフィルタリング（Digital Filtering Of Images Using The Discrete Sine Or Cosine Transform）」（SPIE Vol.2308 Visual Co mmunications and Images Processing '94（イリノイ州シカゴ）、1322〜1333頁 、1994年9月）（Martucci I）、およびS.A.Martucciによる「対称畳込みならび に離散サイン変換および離散コサイン変換（Symmetric Convolution And The Di screte Sine And Cosine Transforms）」（IEEE Transactions on Signal Proce ssing,vol.42,1038〜1051頁、1994年5月）（Martucci II）に開示されるように 、ＤＣＴを用いてディジタルフィルタを実現することも可能である。 ＤＣＴを用いることで、これらのフィルタを画像全体に適用したり、変換の前 後で重なり合った後、適当に組み合わされて画像全体にわたる線形畳込みと同じ 結果を与える複数のブロックに適用したり、あるいは互いに独立に処理される複 数の非重複ブロック（non-overlapping block）に適用することができる。ＤＣ Ｔは、画像ブロックの境界における滑らかな対称拡張を意味する対称畳込み（sy mmetric convolution）を実施するので、この非重複ブロック処理から可視アー チファクトはほとんど生じない。このようなブロックを用いる利点としては、フ ィルタリング操作の複雑さが大きく減少することや、符号化のために計算された 同じＤＣＴ係数にフィルタを適用できることなどが挙げられる。 従来、ＤＣＴ変換はそのフィルタリング役割のためにしか利用されておらず、 間引き／補間プロセスでは使用されていない。従って、この技術では、画像リサ イズプロセスにおいて、フィルタリング機能と間引き／補間機能の双方をＤＣＴ 領域内で組み合わせることが要望されている。 発明の概要 本発明は、入力画像をリサイズする方法である。この方法は、（ａ）入力画像 に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行って複数のＤＣＴ係数を生成するステ ップと、（ｂ）前記複数のＤＣＴ係数を操作して入力画像のフィルタリングを行 うステップと、（ｃ）この操作済ＤＣＴ係数に対して逆離散コサイン変換（ＩＤ ＣＴ）を行い、入力画像のリサイズ画像を生成するステップと、を備えている。 また、本発明は、入力画像をリサイズする装置を提供する。この装置は、入力 画像に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行って複数のＤＣＴ係数を生成する 第１の変換手段と、前記第１変換手段に結合され、前記複数のＤＣＴ係数を操作 して入力画像のサンプリングを行う操作手段と、前記操作手段に結合され、前記 操作済ＤＣＴ係数に対して逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）を行って入力画像の リサイズ画像を生成する第２の変換手段と、を備えている。 図面の簡単な説明 本発明の開示内容は、添付図面とともに以下の詳細な説明を考察することによ って容易に理解することができる。ここで、 図１は、本発明の方法を実施する汎用コンピュータシステムを示す図であり、 図２は、本発明の適用の結果生じる画素リサンプリングパターンを示す図であ り、 図３は、画像縮小を行うために用いられるルーチンのフローチャートを示す図 であり、 図４は、画像拡大を行うために用いられるルーチンのフローチャートを示す図 である。 理解を容易にするため、図面に共通の同一要素には可能な限り同一の参照番号 を使用している。 詳細な説明 図１は、本発明を利用する画像処理システム１００のブロック図である。画像 処理システム１００は、画像生成装置１０２、コンピュータシステム１０８、お よび出力表示装置１１６を有している。以下の開示を通じて、用語「画像（imag e）」は、本発明によって処理されるデータを記述するために用いられるが、こ の 用語「画像」は、任意の二次元データセットとして広い意味が与えられるものと 理解すべきである。このように、本発明の方法は、任意の二次元データセットを リサイズすることができる。 画像生成装置１０２は、コンピュータグラフィックスシステムや、イメージス キャナ、フレームグラバなどとすることができる。以下の説明では、この画像生 成装置は、あるパターン（例えば、均一な複数の行）に配列された複数の画素値 を含むビットマップ画像（入力画像）を生成するイメージスキャナであるとする 。この画素値の行が累積すると、画像リサイズ方法に対する入力画像を形成する 。この画像リサイズ方法は、画像サイズを拡大するか、あるいは画像サイズを縮 小することにより、画像をリサイズする。結果として得られた画像は、出力画像 表示装置１１６、例えばコンピュータスクリーンやイメージプリンタ、に表示さ れる。 この画像リサイズ方法は、参照符号１０８で全体的に示されるパーソナルコン ピュータ、コンピュータワークステーション、または他のコンピュータシステム 上でソフトウェアルーチンを実行することにより実施することができる。このた め、入力画像生成用のスキャナの代わりとして、コンピュータシステム１０８上 で動作するグラフィックスソフトウェアを用いて入力画像を生成することもでき る。従って、入力画像は、入力画像を規定するデータのコンピュータファイルと いうことになる。 装置１０２またはグラフィックスソフトウェアのいずれかにより生成された入 力画像は、入力画像記憶装置１０４に一時的に保存される。この入力画像記憶装 置１０４は、ハードディスクドライブや集積回路ランダムアクセスメモリとする ことができる。この記憶装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０６によるアクセス を受け、このＣＰＵは、復元された画像に対して画像リサイズを実行する。 ＣＰＵ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０７、リードオンリー メモリ（ＲＯＭ）１１０、および一般的な支援回路１１２（例えば、電源やクロ ックや、具体的に全部を示すことはしないが他のこのような回路）などの標準的 なハードウェアによって支援された従来のマイクロプロセッサである。ＣＰＵ１ ０６は、入力画像内に位置する画素を処理することにより画像リサイズを実行す る。ディスプレイドライバ１１４は、出力画像、すなわちリサイズされた入力画 像を、出力画像表示装置１１６が利用可能な表示形式にフォーマットする。 本発明を実施する例示のプラットフォームとして汎用コンピュータシステムが 示されているが、ＣＰＵ１０６およびその支援回路は、画像リサイズ機能を必要 とする画像符号化または復号化システムの一部であってもよい。このようなシス テムでは、リサイズ画像を表示せずに、伝送または保存のためにリサイズ画像を 更に処理する場合がある。 具体的に述べると、ＣＰＵ１０６は、画像のリサイズを行うため、ＲＡＭ１０ ７に記憶されたリサイズルーチン１１８を実行する。これらのルーチンは図３お よび図４に示されており、以下で説明される。これらのルーチンは、ＣＰＵに入 力画像または入力画像の一部を復元させる。次に、このリサイズルーチンは、入 力画像内の画素を処理して画像のサイズを拡大または縮小する。これらのルーチ ンを詳細に説明する前に、本発明の一部として離散コサイン変換（ＤＣＴ）の使 用を簡単に説明すれば、読者は、本発明の利点を十分に理解することができる。 画像圧縮に一般的に使用されるＤＣＴは、まとめて離散三角関数変換（ＤＴＴ ）と呼ばれる１６個の離散サイン変換および離散コサイン変換からなるファミリ ーの一員である。ＤＴＴの畳込みモードは、「対称畳込み」と呼ばれる特殊なタ イプである。対称畳込みおよびＤＴＴを用いたその実施の詳細は、Martucci Iお よびMartucci IIに開示されている。 二つの有限数列（finite sequence）の対称畳込みは、第１の数列を両端で対 称的に拡張し、第２の数列を左側でのみ対称的に拡張し、両者を線形に畳み込ん だ後、その結果をウィンドウ操作することに等しい。この第２数列は、「フィル タ・ライト・ハーフ(filter-right-half)」と呼ばれ、対称フィルタが生成され るように対称畳込み操作が拡張する特殊なタイプである。この対称フィルタは、 第１数列が両端で対称的に拡張されてフィルタリング用の境界値を供給した後、 第１数列に適用される。対称畳込みは、入力の順ＤＴＴの要素同士の積の適当な 逆ＤＴＴを取ることにより実施することもできる。従って、ＤＴＴを用いること で、フィルタリングのタイプが対称畳込みタイプであるディジタルフィルタを実 現することができる。 別個のタイプの対称畳込みが４０個あり、別個のＤＴＴが１６個ある。本発明 の技法は、２種類の対称畳込みと２個のＤＴＴしか使用しない。本発明の技法は 、１種類のＤＴＴ、すなわちタイプ２のＤＣＴしか計算する必要がない。以下の 説明ではタイプ１のＤＣＴに言及するが、本技法はタイプ１のＤＣＴを計算する 必要はない。 後述する重み関数は、次のように定義される。 数列ｘ(ｎ)，ｎ＝０，１，２，…Ｎ−１のタイプ２ＤＣＴ（Ｃ_IIE）の直交形 は一般に画像圧縮に用いられ、次の式に従って計算される。 本発明の技法は、等長対称フィルタ（even-length symmetric filter）を用い て全てのフィルタリングを行う。Ｌタップフィルタｈ(ｎ)，ｎ＝Ｌ／２，…，Ｌ ／２−１がこのようなフィルタであるとする。対称畳込みの場合、フィルタ・ラ イト・ハーフは、 によって定義される。ここで、Ｌ／２≦Ｎである。次に、この技法は、次の式 に従い、タイプ２ＤＣＴ（Ｃ_2e）の畳込み形を用いてフィルタ変換係数を計算す る。 数列ｘ(ｎ)を元の長さの２分の１に間引き（decimate）する第１のステップは 、ｈ(ｎ)を用いてｘ(ｎ)を低域フィルタリングする。この間引きプロセスがＤＣ Ｔ領域で達成される点に注目すべきである。本技法は、次の２つの等式 １ＤＣＴの直交形を示し、“×”は要素間の乗算を示す。長さ−(Ｎ＋１)数列ｗ (ｎ)は、低域フィルタリング済みのｘ(ｎ)である。ｗ(ｎ)をダウンサンプリング するために、本技法は、数列Ｙ_I(ｍ)を直接操作して、式（６）をバイパスする 。すなわち、タイプ１ＤＣＴを使用しない。 本技法は、ＤＣＴを用いて画素領域サンプリングレートの変更を行う新規な手 法である。Ｃ_IIEのダウンサンプリング特性は、Ｎ−偶数に対して、 の場合、 であることを表す。 この後ｘ(ｎ)を間引きするために、本技法は、式（５）を用いて式（８）に従 うフィルタリングを行い、画素領域ダウンサンプリングを実行する。重み関数ｋ (ｎ)は、式（６）を式（７）と異なるものにするが、その差異はｎ＝０およびｎ ＝Ｎにおけるサンプルにしか影響しない。式（８）におけるダウンサンプリング 操作がそれらのサンプルを除去するので、式（６）のｋ(ｎ)は無視することがで き、また式（５）のＹ_I(ｍ)を式（８）に直接用いて所望のｙ_d(ｎ)を生成するこ とができる。 数列ｘ(ｎ)を元の長さの２倍に補間する第１のステップは、アップサンプリン グである。Ｃ_IIEのアップサンプリング特性は、次の事項を表す。すなわち、 Ｘ_II(m)=Ｃ_IIE{x(n)} m,n=0,1,...,N/2-1 (9) の場合、本技法がＸ_II(ｍ)＝０，ｍ＝Ｎ／２，…，Ｎと設定すると、 となる。ここで、 である。 本手法は、式（１０）を用いてｘ(ｎ)のＣ_IIE係数を操作し、アップサンプリン グ済みのｘ_u(ｎ)のＣ_IE係数を生成する。 本技法は、ゲインが２のｈ(ｎ)による低域フィルタリングを用いたアップサン プリングに続く。これは、任意のｖ(ｎ)に対して有効な次の二つの等式 Ｖ_I(m)=Ｃ_IE{k(n)v(n)} m,n=0,1,...,N (12) に従ってＤＣＴを用いることにより実施される。 ｘ_u(０)＝ｘ_u(Ｎ)＝０なので、式（１２）の重み関数ｋ(ｎ)は、Ｖ_I(ｍ)＝Ｘ_{u I} (ｍ)を与えるｖ(ｎ)＝ｘ_u(ｎ)のときは効果がない。従って、本技法は、式（１ ２）を用いる必要はないが、代わりにＶ_I(ｍ)をＸ_uI(ｍ)で置き換えて式（１３ ）を用いることができる。まとめると、ｘ(ｎ)を補間するため、本技法は、式（ １０）を用いて、式（１３）に従う画素領域アップサンプリングを行い、ｙ(ｎ) を生成するフィルタリングを実行する。 この後は、画像をリサイズする方法に関して上述した技法の繰り返しである。 この方法は、前節で展開した一次元（１−Ｄ）操作と等価な二次元（２−Ｄ）操 作を、二つの次元の各々において連続して１−Ｄ操作を適用することにより使用 する。この方法は、画像をサイズＮ₁×Ｎ₂画素の非重複ブロックに分割し、各ブ ロックを他のブロックと独立に処理する。２−Ｄフィルタｈ(ｎ₁，ｎ₂)は、画像 ブロックの各次元における長さの２倍までの長さの任意の等長対称低域フィルタ とすることができる。従って、この方法は、望まれているフィルタリング特性が 何であっても、高品質のフィルタを用いることができる。 図２は、本発明の方法によって実行される間引き／補間の前後の８×８画素ブ ロックにおける画素の配置を示している。間引きプロセス（画像縮小）の場合、 本発明は８×８画素ブロック（Ｘで図示）から始まり、４×４画素ブロック（Ｏ で図示）を生成する。補間プロセス（画像拡大）の場合、本発明は４×４画素ブ ロックから始まり、８×８画素ブロックを生成する。１／２サンプルの進みをデ ータに与えるために、等長フィルタが実現される。更に、ＤＣＴ領域ダウン／ア ップサンプリング操作からシフトが生じる。最終的な結果は、サンプリング密度 の変化に加えて、原画像とリサイズ画像との間における画素位置の１／２サンプ ルシフトである。 図３は、画像のサイズを両次元において率２で減少させるステップのフローチ ャート３００である。ステップ３０１では、入力画像が、各々がＮ₁×Ｎ₂画素を 有する複数の非重複ブロックとして供給される。Ｎ₁とＮ₂が等しい必要はない。 すなわち、ブロックは任意のサイズとすることができ、各ブロックのサイズは他 のブロックのサイズと異なっていてもよい。実際、本発明を用いることで、任意 の画像および／またはブロックのリサイズを実行することができる。本方法は、 連続する各ブロックを次のように処理する。すなわち、 １． 各次元で式（２）を用い、画像の各Ｎ₁×Ｎ₂ブロックの順２Ｄ−ＤＣＴを 計算する（ステップ３０２） ２． 式（３）を用いてｈ(ｎ₁，ｎ₂)から抽出され式（４）を用いて変換された ２−Ｄ低域フィルタ・ライト・ハーフの変換係数を各ブロックにポイントワイズ （pointwise）乗算し、式（５）に従ってアンチエイリアシングフィルタを実現 する（ステップ３０４） ３． 式（８）のようにＤＣＴ係数を操作することにより各ブロックの画素領域 ダウンサンプリングと等価な操作を実行する。両次元における係数を折り返し（ fold over）、ポイントワイズ減算を行うことにより、本方法は、Ｎ₁／２×Ｎ₂ ／２画素の対応するダウンサンプリング済ブロックの２Ｄ−ＤＣＴ係数のサイズ Ｎ₁／２×Ｎ₂／２のブロックを生成する（ステップ３０６） ４． 各Ｎ₁／２×Ｎ₂／２ブロックの逆２Ｄ−ＤＣＴを（ステップ３０８で）計 算し、間引き済画像、例えば縮小されたサイズのブロックをステップ３１０で生 成する。 複数の縮小サイズブロックを更に個別に処理したり、これらのブロックを入力 画像よりも小さなサイズの画像に再構築することができる。上記の方法は、画像 を各次元において率２で縮小したが、この方法を用いて画像を任意の率で縮小す ることが可能である。 図４は、画像のサイズを両次元において率２で増加させるステップのフローチ ャート４００を示している。ステップ４０１では、入力画像が、各々がＮ₁×Ｎ₂ 画素を有する複数の非重複ブロックとして供給される。ここでも、Ｎ₁とＮ₂が等 しい必要はなく、ブロックは任意のサイズとすることができ、各ブロックのサイ ズが他のブロックのサイズと異なっていてもよい。このように、本発明を用いる ことで、任意の画像および／またはブロックのリサイズを行うことができる。こ の方法は、連続する各ブロックを次のように処理する。すなわち、 １． 各次元において式（２）を用い、画像の各Ｎ₁×Ｎ₂ブロックの順２Ｄ−Ｄ ＣＴを計算する（ステップ４０２） ２． 式（１０）のようにＤＣＴ係数を操作することにより各ブロックの画素領 域ダウンサンプリングと等価な操作を実行する。両次元における係数を反対称拡 張することにより、本方法は、（２Ｎ₁＋１）×（２Ｎ₂＋１）画素の対応するア ップサンプリング済ブロックの２Ｄ−ＤＣＴ係数のサイズ（２Ｎ₁＋１）×（２ Ｎ₂＋１）のブロックを生成する（ステップ４０４） ３． 式（３）を用いてｈ(ｎ₁，ｎ₂)から抽出され式（４）を用いて変換された ２−Ｄ低域フィルタ・ライト・ハーフの変換係数を各ブロックにポイントワイズ 乗算し、式（１３）に従ってアンチイメージングフィルタを実現する（ステップ ４０６） ４． 各２Ｎ₁×２Ｎ₂ブロックの逆２Ｄ−ＤＣＴを（ステップ４０８で）計算し 、補間済画像、例えば拡大されたサイズの画像をステップ４１０で生成する。 複数の拡大サイズブロックを更に個別に処理したり、これらのブロックを入力 画像よりも大きなサイズの画像に再構築することがてきる。上記の方法は、画像 を各次元において率２で拡大したが、この方法を用いて画像を任意の率で拡大す ることが可能である。 上記のステップによる画像リサイズは、画像が全体的に処理されるのではなく ブロック単位で処理されるという点で、画素領域フルフレームフィルタリングお よびダウン／アップサンプリングとは異なる。このブロック処理が導入するアー チファクトはブロックの境界に限定されるが、一般にこれらは目に見えない。フ ィルタリング操作およびサンプリングレート変更操作から生じるハーフサンプル シフトは、ブロック境界の可視性を実際に低減する。この技法を用いてリサイズ されたテスト画像では、境界アーチファクトは未だ目に見えない。 非重複ブロックにより画像を処理する一つの利点は、この処理が、空間的に平 行なインプリメンテーションを可能にすることである。このようなインプリメン テーションは、効率に優れると同時に構造を簡単にすることができる。他の利点 は、このような処理は、任意のブロック−ＤＣＴベースの画像圧縮システムに容 易に組み込むことができ、このときシステムを複雑化することはほとんどないこ とである。このようなシステムには、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ、Ｈ．２６１、および ディジタルテレビジョンが含まれる。 例えば、本発明の技法をＪＰＥＧ環境に組み込むことは容易である。画像リサ イズがＪＰＥＧ符号化に先行する場合は、入力変換ブロックサイズは、ＤＣＴ領 域リサイズが次の段階のＪＰＥＧ圧縮のために準備された８×８ブロックのＤＣ Ｔ係数を生成するように選択すべきである。このとき、更に逆変換または順変換 を行う必要はない。また、フィルタリングを行うために必要な乗算を量子化プロ セスの乗算と組み合わせることにより、計算の複雑さを大きく低減することがで きる。 画像リサイズがＪＰＥＧ復号化の後に続く場合は、リサイズをＪＰＥＧデコー ダの内部で行うことができる。サイズ８×８のＤＣＴ係数ブロックは、ＪＰＥＧ の可変長復号化段階の後に利用することができる。例えば、率４で画像サイズを 縮小する場合は、これらの８×８係数ブロックが処理され、全てのブロックの４ ×４逆ＤＣＴがとられ、その結果、４分の１サイズの復号化画像が得られる。ま た、フィルタリングのための乗算を逆量子化のための乗算と組み合わせると、計 算量をかなり節約することができる。 本発明は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて画像をリサイズする新規な方 法および装置、例えば画像または他の２次元データを両次元において率２でスケ ーリングする方法および装置を表している。この方法は、画像を縮小する際にも 有用であり、例えば画像を元のサイズの１／４に縮小することができる。この方 法は、ＤＣＴの畳込み−乗算特性を利用してＤＣＴ領域内にアンチエイリアシン グフィルタを実現し、次にフィルタリング済みの係数を処理して縮小サイズの画 像のＤＣＴ係数を生成する。画像を元のサイズの４倍に拡大するためには、原画 像のＤＣＴ係数を処理して、より大きな画像の係数を生成し、次いでＤＣＴの畳 込み−乗算特性を用いてアンチイメージングフィルタを実現する。双方の場合に おいて、本方法は、適切にフィルタリングされリサンプリングされた画像を生成 する。このようなＤＣＴ操作は画像全体に適用してもよいし、画像の非重複ブロ ックに適用してもよい。これらの非重複ブロックは、ＪＰＥＧなど、従来のブロ ック−ＤＣＴベースの画像圧縮方式によって使用されるものと同じであってもよ い。ただし、同じにする必要はない。 特に、画像のサイズを両次元において率２で減少させる方法ステップは、以下 の通りである。 １． 画像の各ｎ×ｎブロックに対して順２次元離散コサイン変換（２Ｄ−ＤＣ Ｔ）を行う。ＪＰＥＧ圧縮画像を間引きするときは、ＪＰＥＧ画像の可変長復号 化の後に２Ｄ−ＤＣＴ係数を使用することができる。 ２． 低域フィルタ・ライト・ハーフの変換係数を各ブロックにポイントワイズ 乗算する。これにより、フィルタリング操作が効率良く行われる。 ３． ＤＣＴ係数を操作することにより各ブロックの画素領域ダウンサンプリン グと等価な操作を行う。両次元における値を折り返してポイントワイズ減算を行 うとにより、ｎ／２×ｎ／２画素の対応するダウンサンプリング済ブロックの２ Ｄ−ＤＣＴ係数であるサイズｎ／２×ｎ／２のブロックを得る。 ４． 各ｎ／２×ｎ／２ブロックに対して逆２Ｄ−ＤＣＴを行い、間引き済画像 を生成する。間引きがＪＰＥＧ符号化に先行する場合は、逆変換を行う必要はな い。 画像のサイズを両次元において率２で増加させるステップは、以下の通りであ る。 １． 画像の各ｎ×ｎブロックに対して順２Ｄ−ＤＣＴを行う。ＪＰＥＧ圧縮画 像を補間する場合は、ＪＰＥＧ画像の可変長復号化の後に２Ｄ−ＤＣＴ係数を使 用することができる。 ２． ＤＣＴ係数を操作することにより各ブロックの画素領域アップサンプリン グと等価な操作を行う。両次元における値を対称拡張することにより、２ｎ×２ ｎ画素の対応するアップサンプリング済ブロックの２Ｄ−ＤＣＴ係数であるサイ ズ２ｎ×２ｎのブロックが得られる。 ３． 低域フィルタ・ライト・ハーフの変換係数を各ブロックにポイントワイズ 乗算する。これにより、フィルタリング操作が効率良く行われる。 ４． 各２ｎ×２ｎブロックに対して逆２Ｄ−ＤＣＴを行い、補間済画像を生成 する。補間がＪＰＥＧ符号化に先行する場合は、逆変換を行う必要はない。 上記の二つの手順は、画像ブロックの各次元における長さの２倍までの長さの 等長対称フィルタを実現し、これにより高品質のフィルタを可能にしている。他 の利点は、画像リサイズがＪＰＥＧ符号化とともに行われる場合に、量子化／逆 量子化に必要な乗算をフィルタリング用の乗算と組み合わせることによって複雑 さを更に低減できることである。 本発明の方法は、効率の良いフィルタのインプリメンテーションとサンプリン グルートの変更をＤＣＴ領域において全体的に動作させることにより組み合わせ る方法を示すものである。画像の非重複ブロックを用いて実行する場合、画素領 域フルフレームフィルタリングおよびサンプリングレート変更との唯一の差異は 、画像が全体的に処理されるのではなくブロック単位で処理されることである。 このブロック処理が導入しうる唯一のアーチファクトはブロック境界に限定され るが、これらは一般的に目に見えない。 更にまた、本発明は、メモリから呼び出されＣＰＵによって実行されるルーチ ンとして表されているが、当業者であれば、上記の機能を種々の物理フィルタに よって実現できることが分かるであろう。 本明細書では本発明の開示内容を組み込んだ一実施形態を挙げて詳細に説明し てきたが、当業者は、これらの内容が依然として組み込まれた他の変形例を数多 く考案することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 入力画像をリサイズする方法であって、 （ａ）入力画像に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行い、複数のＤＣＴ係 数を生成するステップと、 （ｂ）前記複数のＤＣＴ係数を操作して、前記入力画像のフィルタリングを行 うステップと、 （ｃ）この操作済ＤＣＴ係数に対して逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）を行い 、前記入力画像のリサイズ画像を生成するステップと、 を備える方法。 ２． 前記操作ステップ（ｂ）は、前記入力画像のサンプリングを更に行う、請 求項１記載の方法。 ３． 前記操作ステップ（ｂ）は、 （ｂ１）前記複数のＤＣＴ係数をフィルタリングするステップと、 （ｂ２）この複数のフィルタリング済ＤＣＴ係数をダウンサンプリングするス テップと、 を備えている、請求項２記載の方法。 ４． 前記フィルタリングステップ（ｂ１）は、（ｂ１１）前記複数のＤＣＴ係 数に２次元低域フィルタ・ライト・ハーフの複数の変換係数をポイントワイズ乗 算するステップを備えており、 前記ダウンサンプリングステップ（ｂ２）は、（ｂ２１）前記複数のフィルタ リング済ＤＣＴ係数を両次元において折り返してポイントワイズ減算を行うステ ップを備えている、請求項３記載の方法。 ５． 前記操作ステップ（ｂ）は、 （ｂ１）前記複数のＤＣＴ係数をアップサンプリングするステップと、 （ｂ２）この複数のサンプリング済ＤＣＴ係数をフィルタリングするステップ と、 を備えている、請求項２記載の方法。 ６． 前記アップサンプリングステップ（ｂ１）は、（ｂ１１）二つの次元にお いて前記複数のＤＣＴ係数を拡張するステップを備えており、 前記フィルタリングステップ（ｂ２）は、（ｂ２１）前記複数のサンプリング 済ＤＣＴ係数に二次元低域フィルタ・ライト・ハーフの複数の変換係数をポイン トワイズ乗算するステップを備えている、請求項５記載の方法。 ７． 入力画像をリサイズする装置であって、 入力画像に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行い、複数のＤＣＴ係数を生 成する第１の変換手段と、 前記第１変換手段に結合され、前記複数のＤＣＴ係数を操作して前記入力画像 のサンプリングを行う操作手段と、 前記操作手段に結合され、前記操作済ＤＣＴ係数に対して逆離散コサイン変換 （ＩＤＣＴ）を行い、前記入力画像のリサイズ画像を生成する第２の変換手段と 、を備える装置。 ８． 前記操作手段は、前記入力画像のフィルタリングを更に行う、請求項７記 載の装置。 ９． 前記操作手段は、 前記複数のＤＣＴ係数に二次元低域フィルタ・ライト・ハーフの複数の変換係 数をポイントワイズ乗算することにより前記複数のＤＣＴ係数をフィルタリング するフィルタリング手段と、 前記フィルタリング手段に結合され、両次元において前記複数のフィルタリン グ済ＤＣＴ係数を折り返してポイントワイズ減算を行うことにより前記複数のフ ィルタリング済ＤＣＴ係数をサンプリングするサンプリング手段と、 を備えている、請求項８記載の装置。