JP6031260B2 - 画像符号化装置および画像復号装置 - Google Patents
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[2]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である画像符号化装置は、デルタ配列のレンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像を、前記複数の要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とすることでデルタ状に画素が配列された部分画像であるデルタ画素配列部分画像の集合に変換し、正方格子状に画素が配列された正方画素配列部分画像の画素ごとに、当該画素の領域を占める前記デルタ画素配列部分画像の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、前記デルタ画素配列部分画像の集合を前記正方画素配列部分画像の集合に変換する画像変換部と、前記画像変換部が取得した前記正方画素配列部分画像の集合を圧縮符号化する圧縮符号化部と、を備えることを特徴とする。
[3]上記[1]または[2]いずれか記載の画像符号化装置において、前記複数の要素画像の画素ピッチが前記レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない場合に、前記複数の要素画像を、画素ピッチが前記レンズピッチの整数の逆数倍に等しくなる複数の正規化要素画像に変換する画像正規化部をさらに備え、前記画像変換部は、前記画像正規化部が取得した前記複数の正規化要素画像を、前記複数の正規化要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像の集合に変換することを特徴とする。
[4]上記[1]から[3]いずれか記載の画像符号化装置において、前記画像変換部は、前記部分画像の集合を配列した画像を生成し、前記圧縮符号化部は、前記画像変換部が生成した前記画像を圧縮符号化することを特徴とする。
[5]上記[1]から[4]いずれか記載の画像符号化装置において、前記圧縮符号化部は、前記画像変換部が取得した前記部分画像の集合を、部分画像ごとに圧縮符号化することを特徴とする。
[7]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である画像復号装置は、デルタ配列のレンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像それぞれにおける、正方格子状に画素が配列された正方画素配列部分画像の集合を圧縮符号化して得られた符号化データを復号し、前記正方画素配列部分画像の集合を取得する復号部と、前記復号部が取得した前記正方画素配列部分画像の集合を、前記複数の要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像であるデルタ状に画素が配列されたデルタ画素配列部分画像の画素ごとに、当該画素の領域を占める前記正方画素配列部分画像の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、前記デルタ画素配列部分画像の集合に変換し、前記デルタ画素配列部分画像の集合を前記複数の要素画像に変換する画像復元部と、を備えることを特徴とする。
[8]上記[6]または[7]いずれか記載の画像復号装置において、前記複数の要素画像の画素ピッチが前記レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない場合に、前記画像復元部が取得した前記複数の要素画像を、前記画素ピッチと同一の画素ピッチに等しくなるよう変換する画像逆正規化部をさらに備えることを特徴とする。
[9]上記[6]から[8]いずれか記載の画像復号装置において、前記復号部は、前記部分画像の集合が配列した画像を圧縮符号化して得られた符号化データを復号して前記画像を取得し、前記画像復元部は、前記復号部が取得した前記画像に配列された各部分画像における同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする要素画像を配列した、前記複数の要素画像に変換することを特徴とする。
[10]上記[6]から[8]いずれか記載の画像復号装置において、前記復号部は、前記部分画像の集合を部分画像ごとに圧縮符号化して得られた複数の符号化データそれぞれを復号して前記部分画像の集合を取得することを特徴とする。
[第1の実施の形態]
本発明の第1実施形態である画像符号化装置は、インテグラル・フォトグラフィ(Integral Photography)方式の画像生成装置が生成した要素画像群データ(要素画像群とも呼ぶ)を取り込む。画像生成装置は、例えば、インテグラル・フォトグラフィ方式の撮影装置やコンピュータ・グラフィックス作成装置である。また、要素画像群は、複数の要素画像を二次元配列した画像である。
なお、実際には、要素画像は同図のものよりもさらに高精細(例えば、16画素×16画素、32画素×32画素等)であるが、ここでは、図を簡略にして説明を簡単にするために、各要素画像が64個の画素を含むものとして説明する。
画像符号化装置10は、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の撮影装置に接続されたり組み込まれたりする。また、画像復号装置20は、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の画像表示装置やプロジェクタ装置に接続されたり組み込まれたりする。
画像変換部11は、図示しないレンズアレイを構成する正方格子状に配列した複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像(要素画像群データ)を取り込む。そして、画像変換部11は、取り込んだ複数の要素画像を、各要素画像における同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像を、要素画像における画素配列にしたがって配列した多視点画像(部分画像の集合)に変換する。部分要素画像は一画素でもよいし、隣接する複数の画素でもよい。例えば、画像変換部11は、要素画像における画素配列と同一の配列により、部分画像を配列する。または、画像変換部11は、要素画像を回転した画像、要素画像の鏡像、または鏡像を回転した画像における画素配列と同一の配列により、部分画像を配列する。回転角度は、例えば、平面内で90度、180度、270度である。このように、画像変換部11が、要素画像における画素配列にしたがって部分画像を配列して多視点画像を得ることにより、多視点画像の統計的性質が、通常の二次元画像の統計的性質に類似するものとなる。
画像変換部11は、多視点画像を圧縮符号化部12に供給する。
復号部21は、画像符号化装置10が生成した符号化データを取り込んで、この符号化データを復号して多視点画像を取得し、この多視点画像を画像復元部22に供給する。
具体的に、復号部21は、レンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像それぞれにおける、同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像を配列した多視点画像(部分画像の集合)を圧縮符号化して得られた符号化データを取り込む。そして、復号部21は、その符号化データを復号して多視点画像を取得し、この多視点画像を画像復元部22に供給する。
具体的に、画像復元部22は、多視点画像における各部分画像から、同一の位置および範囲の部分要素画像を抽出し、これらの部分要素画像を、部分画像におけるレンズ座標で示される要素画像とすることにより、要素画像群を生成する。
本発明の第2実施形態は、要素画像群を得るためのレンズアレイが正方格子状に円形の要素レンズを配列し、且つ要素画像群の水平方向および垂直方向の画素ピッチが、レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない例である。
画像符号化装置10aは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の撮影装置に接続されたり組み込まれたりする。また、画像復号装置20aは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の画像表示装置やプロジェクタ装置に接続されたり組み込まれたりする。
画像正規化13は、図示しないレンズアレイを構成する正方格子状に配列した複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像(要素画像群データ)を取り込む。また、画像正規化部13は、レンズアレイのレンズピッチと、要素画像群の画素ピッチとを、あらかじめ記憶している。なお、画像正規化部13は、要素画像群データとレンズピッチと画素ピッチとを別々に、または対応付けて取り込んでもよい。
具体的に、画像正規化部13は、正規化要素画像群の画素ピッチを、前記の式(1)により計算する。そして、画像正規化部13は、正規化要素画像群の画素ごとに、当該画素の領域を占める正規化前の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、要素画像群から正規化要素画像群を生成する。
復号部21aは、画像符号化装置10aが生成した符号化データおよび正規化パラメータを取り込む。そして、復号部21aは、符号化データを復号して多視点画像を取得し、この多視点画像を画像復元部22に供給する。また、復号部21aは、正規化パラメータを画像逆正規化部23に供給する。
画像逆正規化部23は、生成した要素画像群を要素画像群データとして出力する。
本発明の第3実施形態は、要素画像群を得るためのレンズアレイがデルタ状に円形の要素レンズを配列し、且つ要素画像群の水平方向および垂直方向の画素ピッチが、レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない例である。
ただし同図において、各正規化要素画像における画像座標(−4,4),(−3,4),(−4,3),(2,4),(3,4),(3,3),(−4,−3),(−4,−4),(−3,−4),(3,−3),(2,−4),(3,−4)に対応する12個の正規化画素は、対応する要素レンズを通過する光線が当たらない画素であり、有効な画素情報を有していない無効画素である。つまり、同図において、一正規化要素画像あたりの有効画素は、12個の無効画素を除く60個の画素である。
画像符号化装置10bは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の撮影装置に接続されたり組み込まれたりする。また、画像復号装置20bは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の画像表示装置やプロジェクタ装置に接続されたり組み込まれたりする。
画像正規化13bは、図示しないレンズアレイを構成するデルタ状に配列した複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像(要素画像群データ)を取り込む。また、画像正規化部13bは、レンズアレイの水平方向のレンズピッチおよび垂直方向のレンズピッチまたはいずれかと、要素画像群の画素ピッチとを、あらかじめ記憶している。なお、画像正規化部13は、要素画像群データとレンズピッチと画素ピッチとを別々に、または対応付けて取り込んでもよい。
具体的に、画像正規化部13bは、正規化要素画像群の画素ピッチを、前記の式(2)および式(3)により計算する。そして、画像正規化部13bは、正規化要素画像群の画素ごとに、当該画素の領域を占める正規化前の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、要素画像群から正規化要素画像群を生成する。
画像変換部11bは、多視点画像(正方画素配列部分画像の集合)を圧縮符号化部12bに供給する。
復号部21bは、画像符号化装置10bが生成した符号化データおよび正規化パラメータを取り込む。そして、復号部21bは、符号化データを復号して多視点画像(正方画素配列部分画像の集合)を取得し、この多視点画像を画像復元部22bに供給する。また、復号部21bは、正規化パラメータを画像逆正規化部23bに供給する。
具体的に、画像復元部22bは、各正方画素配列部分画像を、デルタ画素配列部分画像に変換する。具体的に、画像復元部22bは、デルタ画素配列部分画像の画素ごとに、当該画素の領域を占める変換前の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、正方画素配列部分画像の集合を、デルタ画素配列部分画像の集合に変換する。
画像復元部22bは、正規化要素画像群を画像逆正規化部23bに供給する。
画像逆正規化部23bは、生成した要素画像群を要素画像群データとして出力する。
第1実施形態から第3実施形態における画像符号化復号システム1,1a,1bでは、画像符号化装置10,10a,10bが、部分画像の集合を配列した画像である多視点画像を圧縮符号化し、画像復号装置20,20a,20bが、符号化データを復号して多視点画像を得る例とした。
本発明の第4実施形態では、画像符号化装置が、部分画像の集合を部分画像ごとに圧縮符号化し多重化して符号化データを生成し、画像復号装置が、符号化データを分離し、分離後の各データを復号して部分画像の集合を得る例である。
画像符号化装置10cは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の撮影装置に接続されたり組み込まれたりする。また、画像復号装置20cは、例えばインテグラル・フォトグラフィ方式の画像表示装置やプロジェクタ装置に接続されたり組み込まれたりする。
分離部24は、画像符号化装置10が生成した符号化データを取り込んで、この符号化データを分離して複数の復号部21に供給する。
各復号部21は、分離部24が供給する符号化データを取り込んで、この符号化データを復号して部分画像を取得し、この部分画像を画像復元部22に供給する。
画像符号化装置は、要素画像における画素配列にしたがって部分画像を配列して多視点画像を得る。このように構成することにより、多視点画像の統計的性質が、通常の二次元画像の統計的性質に類似するものとなり、圧縮符号化部を、二次元画像用の圧縮符号化方式を適用して構成することができる。
また、各実施形態における画像復号装置によれば、その圧縮符号化された符号化データを復号して要素画像群を得ることができる。
10,10a,10b,10c 画像符号化装置
11,11b 画像変換部
12,12a,12b 圧縮符号化部
13,13b 画像正規化部
14 多重化部
20,20a,20b,20c 画像復号装置
21,21a,21b 復号部
22,22b 画像復元部
23,23b 画像逆正規化部
24 分離部
Claims (10)
- レンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像を、前記複数の要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像の集合に変換する画像変換部と、
前記画像変換部が取得した前記部分画像の集合を圧縮符号化する圧縮符号化部と、
を備え、
前記部分画像のうち前記要素レンズを通過する光線の当たらない部分画素をゼロ値で埋める、
ことを特徴とする画像符号化装置。 - デルタ配列のレンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像を、前記複数の要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とすることでデルタ状に画素が配列された部分画像であるデルタ画素配列部分画像の集合に変換し、正方格子状に画素が配列された正方画素配列部分画像の画素ごとに、当該画素の領域を占める前記デルタ画素配列部分画像の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、前記デルタ画素配列部分画像の集合を前記正方画素配列部分画像の集合に変換する画像変換部と、
前記画像変換部が取得した前記正方画素配列部分画像の集合を圧縮符号化する圧縮符号化部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 前記複数の要素画像の画素ピッチが前記レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない場合に、前記複数の要素画像を、画素ピッチが前記レンズピッチの整数の逆数倍に等しくなる複数の正規化要素画像に変換する画像正規化部をさらに備え、
前記画像変換部は、前記画像正規化部が取得した前記複数の正規化要素画像を、前記複数の正規化要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像の集合に変換する
ことを特徴とする請求項1または2いずれか記載の画像符号化装置。 - 前記画像変換部は、前記部分画像の集合を配列した画像を生成し、
前記圧縮符号化部は、前記画像変換部が生成した前記画像を圧縮符号化する
ことを特徴とする請求項1から3いずれか記載の画像符号化装置。 - 前記圧縮符号化部は、前記画像変換部が取得した前記部分画像の集合を、部分画像ごとに圧縮符号化する
ことを特徴とする請求項1から4いずれか記載の画像符号化装置。 - レンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像それぞれにおける、同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とし、前記要素レンズを通過する光線の当たらないゼロ値で埋められた部分画素が除かれた部分画像の集合を、圧縮符号化して得られた符号化データを復号し、前記部分画像の集合を取得する復号部と、
前記復号部が取得した前記部分画像の集合を、各部分画像における同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする要素画像を配列した、前記複数の要素画像に変換する画像復元部と、
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - デルタ配列のレンズアレイを構成する複数の要素レンズを通して得られる光束から得た複数の要素画像それぞれにおける、正方格子状に画素が配列された正方画素配列部分画像の集合を圧縮符号化して得られた符号化データを復号し、前記正方画素配列部分画像の集合を取得する復号部と、
前記復号部が取得した前記正方画素配列部分画像の集合を、前記複数の要素画像それぞれにおける同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする部分画像であるデルタ状に画素が配列されたデルタ画素配列部分画像の画素ごとに、当該画素の領域を占める前記正方画素配列部分画像の画素の面積比に応じた内挿処理を実行することにより、前記デルタ画素配列部分画像の集合に変換し、前記デルタ画素配列部分画像の集合を前記複数の要素画像に変換する画像復元部と、
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 前記複数の要素画像の画素ピッチが前記レンズアレイのレンズピッチの整数の逆数倍に等しくない場合に、前記画像復元部が取得した前記複数の要素画像を、前記画素ピッチと同一の画素ピッチに等しくなるよう変換する画像逆正規化部
をさらに備えることを特徴とする請求項6または7のいずれか記載の画像復号装置。 - 前記復号部は、前記部分画像の集合が配列した画像を圧縮符号化して得られた符号化データを復号して前記画像を取得し、
前記画像復元部は、前記復号部が取得した前記画像に配列された各部分画像における同一の位置および範囲の部分要素画像を要素とする要素画像を配列した、前記複数の要素画像に変換する
ことを特徴とする請求項6から8いずれか記載の画像復号装置。 - 前記復号部は、前記部分画像の集合を部分画像ごとに圧縮符号化して得られた複数の符号化データそれぞれを復号して前記部分画像の集合を取得する
ことを特徴とする請求項6から8いずれか記載の画像復号装置。
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