JPWO2019244439A1 - 画像処理装置と画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
魚眼レンズを用いて撮像した魚眼画像における処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成するイントラ予測部
を備える画像処理装置にある。
魚眼レンズを用いて撮像した魚眼画像における処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行い、予測画像をイントラ予測部で生成すること
を含む画像処理方法にある。
文献1:AVC規格書("Advanced video coding for generic audiovisual services", ITU-T H.264(04/2017))
文献2:HEVC規格書("High efficiency video coding", ITU-T H.265(12/2016))
文献3:FVC アルゴリズム解説書(Algorithm description of Joint Exploration Test Model 7 (JEM7), 2017-08-19)
1.画像処理装置について
2.第1の実施の形態
2−1.画像符号化装置の構成
2−2.画像符号化装置の動作
2−2−1.イントラ予測テーブルについて
2−2−2.符号化処理動作について
2−3.画像復号装置の構成
2−4.画像復号装置の動作
3.第2の実施の形態
3−1.画像符号化装置の構成
3−2.画像符号化装置の動作
3−2−1.イントラ予測テーブルについて
3−2−2.符号化処理動作について
4.応用例
画像処理装置では、魚眼レンズを用いて撮像を行うことにより取得された動画像(以下「魚眼画像」ともいう)の符号化処理、またはこの符号化処理で生成された符号化ストリームの復号処理を行う。また、画像処理装置は、魚眼歪みを生じないレンズ(以下「通常レンズ」ともいう)を用いて撮像を行うことにより取得された動画像(以下「通常画像」ともいう)の符号化処理、またはこの符号化処理で生成された符号化ストリームの復号処理も行えるようにする。
第1の実施の形態では、レンズ歪特性に応じてイントラ予測テーブルを切り替えることで、イントラ予測の符号化効率を向上させる。
図1は、魚眼画像の符号化処理を行う画像符号化装置の構成を例示している。画像符号化装置10は、予測処理を用いて画像データの符号化を行い、例えばH.265/HEVC規格に対応した符号化ストリームを生成する。
<2−2−1.イントラ予測テーブルについて>
次に、イントラ予測部41で用いるイントラ予測テーブルについて説明する。図3は、魚眼画像と通常画像の歪みの違いを説明するための図である。被写体OBは、例えば半径が等間隔で相違する同心円であり、同心円の中心を中央位置として被写体OBを通常レンズまたは魚眼レンズを用いて撮像する。図3の(a)は、通常レンズを用いて取得された通常画像、図3の(b)は、魚眼レンズを用いて取得された魚眼画像を示している。
K=F(r) ・・・(1)
K>1 ・・・(2)
r=f・sinα ・・・(3)
r=f・α ・・・(4)
r=2f・tan(α/2) ・・・(5)
r=2f・sin(α/2) ・・・(6)
r=f・tanα ・・・(7)
tanθ=(y−yg)/(x−xg) ・・・(8)
tanφ=Km・sinθ2/cosθ2=Km・tanθ2 ・・・(9)
tan(θ1+φ)=(ba2+(1−Km)a+Kmb)
/(Kma2+(1−Km)ba+1)・・・(10)
a=tanθ1=(y−yg)/(x−xg) ・・・(11)
b=tan(θ1+θ2) ・・・(12)
次に、符号化処理動作について説明する。図14は、画像符号化装置の符号化処理動作を例示したフローチャートである。
図17は、魚眼画像の符号化ストリームの復号処理を行う画像復号装置の構成を例示しており、画像復号装置50は、図1に示す画像符号化装置10に対応する画像復号装置である。画像符号化装置10で生成された符号化された符号化ストリームは、画像復号装置50に供給されて復号される。
次に、画像復号装置の実施の形態の動作について説明する、図18は画像復号装置の動作を例示したフローチャートである。
第2の実施の形態では、イントラ予測において、方向性予測における予測モードを選択的に用いる。また、予測モードの選択では、魚眼画像の歪みに応じて選択する予測モードを決定する。
第2の実施の形態の画像符号化装置は、図1に示す第1の実施の形態の画像符号化装置と同様に構成されており、可逆符号化部25とイントラ予測部41の動作が異なる。
<3−2−1.イントラ予測テーブルについて>
魚眼画像は、魚眼中心の方向に画像が歪むことから、上述の図8に示すように、周方向に予測方向が密集する特性を生じる。また、魚眼中心からの距離が長くなるに伴い、密集度合いが高くなる。そこで、第2の実施の形態では、基本テーブルの予測モードから、密集する方向や密集度合いに応じて予測モードを選択したイントラ予測モードテーブル(以下「選択テーブル」という)を予め生成しておき、処理対象ブロックの位置に応じた選択テーブルを用いてイントラ予測を行うことで、基本テーブルを用いた場合よりも効率よくイントラ予測を行う。
θd=(θ±90°) ・・・(13)
次に、符号化処理動作について説明する。第2の実施の形態の画像符号化装置の符号化処理動作は、図14に示す第1の実施の形態の画像符号化装置の動作と同様であり、ステップST2のイントラ予測処理が異なる。
次に、本技術の画像処理装置の応用例について説明する。本技術の画像処理装置は、例えば魚眼レンズを用いて動画像を撮影する撮像装置に適用できる。この場合、撮像装置に画像符号化装置10を設ければ、魚眼画像を効率よく符号化して、符号化ストリームを記録媒体に記録あるいは外部機器に出力できる。また、撮像装置に画像復号装置50を設ければ、符号化ストリームを復号して魚眼画像の記録再生を行うことができる。また、画像符号化装置10を設けた撮像装置を、例えば、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械(トラクター)などのいずれかの種類の移動体に搭載すれば、移動体の周囲全体の画像を効率よく記録あるいは外部機器に伝送することができるようになる。さらに、魚眼レンズを用いて動画像を撮影する機能を有した携帯型電子機器に本技術の画像処理装置を設ければ、記録媒体に魚眼画像を記録する際に、従来よりもデータ量を削減することが可能となる。また、復号処理を行う画像処理装置を画像再生装置に設ければ、全天球画像をヘッドマウントディスプレイ等で表示できるようになる。
(1) 魚眼レンズを用いて撮像した魚眼画像における処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成するイントラ予測部を備える画像処理装置。
(2) 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向を前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じて変更したテーブルである(1)に記載の画像処理装置。
(3) 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記処理対象ブロックの位置で生じる魚眼歪みを補正する補正率に基づいて前記予測方向が変更したテーブルである(2)に記載の画像処理装置。
(4) 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向から前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じて選択した予測方向を示すテーブルである(1)に記載の画像処理装置。
(5) 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記魚眼中心に対する処理対象ブロックの方向に対して直交する円周方向を密集方向として、前記所定の複数の予測方向から選択した予測方向を示すテーブルである(4)に記載の画像処理装置。
(6) 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記魚眼中心から処理対象ブロックまでの距離が長くなるに伴い密集度合いを高くして、前記所定の複数の予測方向から選択した予測方向を示すテーブルである(4)または(5)に記載の画像処理装置。
(7) 前記魚眼画像の魚眼中心を基準として前記魚眼画像を径方向および周方向に複数の領域に区分して、領域毎に前記イントラ予測モードテーブルを設けて、
前記イントラ予測部は、前記処理対象ブロックが含まれる領域に対応するイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行う(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像処理装置。
(8) 前記魚眼中心を対象点として点対称の領域に、等しいイントラ予測モードテーブルを設けた(7)に記載の画像処理装置。
(9) 前記魚眼中心を含む領域のイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向を示すテーブルである(7)または(8)に記載の画像処理装置。
(10) 前記魚眼レンズのレンズ特性に応じて、前記径方向の領域区分数を設定した(7)乃至(9)のいずれかに記載の画像処理装置。
(11) 前記魚眼レンズのレンズ特性に応じて、前記径方向の領域区分間隔を設定した(7)乃至(10)に記載の画像処理装置。
(12) 入力画像が魚眼画像である場合、前記入力画像の符号化ストリームに魚眼情報を含める可逆符号化部をさらに備える(1)乃至(11)のいずれかに記載の画像処理装置。
(13) 前記魚眼情報は、少なくとも前記入力画像が魚眼画像であることと前記魚眼画像の魚眼中心を示す情報を含む(12)に記載の画像処理装置。
(14) 前記魚眼情報は、前記魚眼画像の取得に用いた魚眼レンズに関する情報を含む(13)に記載の画像処理装置。
(15) 前記魚眼画像の符号化ストリームを復号する可逆復号部をさらに備え、
前記可逆復号部は、前記符号化ストリームに含まれる魚眼情報と最適イントラ予測モードをパースして、
前記イントラ予測部は、前記可逆復号部で得られた魚眼情報と最適イントラ予測モードに基づき処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いて予測画像を生成する(1)乃至(11)のいずれかに記載の画像処理装置。
(16) 前記魚眼情報は、少なくとも前記入力画像が魚眼画像であることと前記魚眼画像の魚眼中心を示す情報を含み、
前記イントラ予測部は、前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いる(15)に記載の画像処理装置。
(17) 前記魚眼情報は、前記魚眼画像の取得に用いた魚眼レンズに関する情報を含み、
前記イントラ予測部は、前記魚眼レンズに関する情報と前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いる(16)に記載の画像処理装置。
21,68・・・画面並べ替えバッファ
22,33,65・・・演算部
23・・・直交変換部
24・・・量子化部
25・・・可逆符号化部
26・・・蓄積バッファ
27・・・レート制御部
31,63・・・逆量子化部
32,64・・・逆直交変換部
34,66・・・デブロッキングフィルタ
35,67・・・SAOフィルタ
36,71・・・フレームメモリ
37,72・・・選択部
41・・・イントラ予測部
42・・・インター予測部
43・・・予測選択部
50・・・画像復号装置
61・・・蓄積バッファ
62・・・可逆復号部
73・・・イントラ予測部
74・・・動き補償部
411・・・ブロック位置算出部
412・・・テーブル選択部
413・・・予測画像生成部
414・・・最適モード決定部
Claims (18)
- 魚眼レンズを用いて撮像した魚眼画像における処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成するイントラ予測部
を備える画像処理装置。 - 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向を前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じて変更したテーブルである
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記処理対象ブロックの位置で生じる魚眼歪みを補正する補正率に基づいて前記予測方向が変更したテーブルである
請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向から前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じて選択した予測方向を示すテーブルである
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記魚眼中心に対する処理対象ブロックの方向に対して直交する円周方向を密集方向として、前記所定の複数の予測方向から選択した予測方向を示すテーブルである
請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルは、前記魚眼中心から処理対象ブロックまでの距離が長くなるに伴い密集度合いを高くして、前記所定の複数の予測方向から選択した予測方向を示すテーブルである
請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼画像の魚眼中心を基準として前記魚眼画像を径方向および周方向に複数の領域に区分して、領域毎に前記イントラ予測モードテーブルを設けて、
前記イントラ予測部は、前記処理対象ブロックが含まれる領域に対応するイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行う
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼中心を対象点として点対称の領域に、等しいイントラ予測モードテーブルを設けた
請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼中心を含む領域のイントラ予測モードテーブルは、所定の複数の予測方向を示すテーブルである
請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼レンズのレンズ特性に応じて、前記径方向の領域区分数を設定した
請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼レンズのレンズ特性に応じて、前記径方向の領域区分間隔を設定した
請求項7に記載の画像処理装置。 - 入力画像が魚眼画像である場合、前記入力画像の符号化ストリームに魚眼情報を含める可逆符号化部をさらに備える
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼情報は、少なくとも前記入力画像が魚眼画像であることと前記魚眼画像の魚眼中心を示す情報を含む
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼情報は、前記魚眼画像の取得に用いた魚眼レンズに関する情報を含む
請求項13に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼画像の符号化ストリームを復号する可逆復号部をさらに備え、
前記可逆復号部は、前記符号化ストリームに含まれる魚眼情報と最適イントラ予測モードをパースして、
前記イントラ予測部は、前記可逆復号部で得られた魚眼情報と最適イントラ予測モードに基づき処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いて予測画像を生成する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼情報は、少なくとも前記入力画像が魚眼画像であることと前記魚眼画像の魚眼中心を示す情報を含み、
前記イントラ予測部は、前記魚眼画像の魚眼中心に対する前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いる
請求項15に記載の画像処理装置。 - 前記魚眼情報は、前記魚眼画像の取得に用いた魚眼レンズに関する情報を含み、
前記イントラ予測部は、前記魚眼レンズに関する情報と前記処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いる
請求項16に記載の画像処理装置。 - 魚眼レンズを用いて撮像した魚眼画像における処理対象ブロックの位置に応じたイントラ予測モードテーブルを用いてイントラ予測を行い予測画像をイントラ予測部で生成すること
を含む画像処理方法。
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