JP6163919B2 - 画像処理装置、補正方法および補正プログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態にかかる補正方法の一実施例を示す説明図である。図1において、画像処理装置100は、階層的動き予測を行うコンピュータである。画像処理装置100は、例えば、MPEG(Moving Picture Experts Group)2、MPEG4、H.264、HEVC(High Efficiency Video Coding)等の規格が定める圧縮方式に従って動き予測を行う。
つぎに、図1に示した画像処理装置100が適用されるコンピュータシステム300のハードウェア構成例について説明する。コンピュータシステム300は、例えば、動画像を記録・再生する機能を有するシステムであり、具体的には、例えば、パーソナル・コンピュータ、テレビジョン、レコーダ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォンなどである。
つぎに、フレームFを区切って分割されたブロックBのエッジ方向に略直交する画素成分の具体例について説明する。以下の説明では、ブロックBのエッジ方向に略直交する画素成分を「エッジ直交成分」と表記する場合がある。このエッジ直交成分は、上述した第1画素成分に相当する。
つぎに、フレームFを区切って分割されたブロックBごとに作成されるエッジ情報Eのデータ構造について説明する。
つぎに、画像処理装置100が用いるエッジ情報テーブル600の記憶内容について説明する。エッジ情報テーブル600は、例えば、図3に示したメモリ302により実現される。
図7は、画像処理装置100の機能的構成例を示すブロック図である。図7において、画像処理装置100は、入力部701と、作成部702と、生成部703と、第1の検出部704と、特定部705と、第1の設定部706と、算出部707と、補正部708と、第2の設定部709と、第2の検出部710と、出力部711と、を含む構成である。各機能部は、具体的には、例えば、論理積回路であるAND、否定論理回路であるINVERTER、論理和回路であるOR、論理和否定回路であるNORや、ラッチ回路であるFF(Flip Flop)などの素子によって形成されてもよい。また、各機能部は、例えば、Verilog−HDL(Hardware Description Language)などの記述によって機能定義し、その記述を論理合成してFPGA(Field Programmable Gate Array)によって実現してもよい。また、各機能部は、例えば、図3に示したメモリ302に記憶されたプログラムをCPU301に実行させることにより、または、アクセラレータ304により、または、CPU301とアクセラレータ304とで処理を分担し、全体で、その機能を実現することにしてもよい。各機能部の処理結果は、例えば、メモリ302に記憶される。
つぎに、詳細MEの動き予測における探索範囲SR2の設定例について説明する。
つぎに、エッジ直交成分ECと対象ブロックTBとのブロックマッチを行う際に、エッジ直交成分ECに対応する探索範囲SR1内の画素成分が、対象ブロックTBから外れる場合の対処例について説明する。ここで、エッジ直交成分ECに対応する探索範囲SR1内の画素成分が、対象ブロックTBから外れる場合は、下記(i)および(ii)の2通りである。
図10は、エッジ直交成分ECに対応する画素成分が対象ブロックTBから外れる場合の第1の対処例を示す説明図である。図10において、対象ブロックTBと、エッジ直交成分ECに対応する対象画素成分TC1〜TC4との位置関係が示されている。
図11は、エッジ直交成分ECに対応する画素成分が対象ブロックTBから外れる場合の第2の対処例を示す説明図である。図11において、対象ブロックTBと、エッジ直交成分ECに対応する対象画素成分TC1〜TC3との位置関係が示されている。
図12は、エッジ直交成分ECに対応する画素成分が対象ブロックTBから外れる場合の第3の対処例を示す説明図である。図12において、対象ブロックTBと、エッジ直交成分ECに対応する対象画素成分TC1〜TC3との位置関係が示されている。
第4の対処例としては、算出部707は、対象画素成分TCの一部または全部が対象ブロックTBから外れる場合には、対象画素成分TCの評価値vを算出しないことにしてもよい。
つぎに、図13および図14を用いて、フレームFiを区切って分割されたブロックBjのエッジ直交成分のバリエーションについて説明する。
つぎに、画像処理装置100の画像処理手順について説明する。ここでは、画像処理装置100が実行する画像処理の一例として、対象フレームTFから分割された対象ブロックTBの動きベクトルを検出する処理について説明する。
つぎに、図15に示したステップS1502のエッジ情報作成処理の具体的な処理手順について説明する。
つぎに、図15に示したステップS1507の第1動きベクトル補正処理の具体的な処理手順について説明する。
つぎに、図15に示したステップS1508の第2動きベクトル検出処理の具体的な処理手順について説明する。
つぎに、画像処理装置100を符号化装置1900に適用した場合の装置構成例について説明する。
前記検出部によって検出された前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正する補正部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
前記第2の設定部によって設定された前記第2探索範囲において、前記対象ブロックに対応する前記第2探索範囲内の参照ブロックごとに、前記対象ブロックの画素値と前記参照ブロックの画素値との差分を表す評価値を算出する第2の算出部と、
前記第2の算出部によって算出された前記参照ブロックごとの評価値に基づいて、前記対象ブロックの第2動きベクトルを検出する第2の検出部と、
を有することを特徴とする付記1に記載の画像処理装置。
前記補正後の第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の点を中心として、前記第2画素成分に直交する方向の幅に比べて、前記第2画素成分に平行な方向の幅が狭い矩形領域を前記第2探索範囲に設定することを特徴とする付記2に記載の画像処理装置。
前記設定部は、
前記特定部によって特定された前記第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の画像処理装置。
前記特定部は、
前記作成部によって作成された前記ブロックごとのエッジ情報を参照して、前記第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の位置に配置した前記対象ブロックと、前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する画素成分との重なり度合いが最大となるブロックのエッジ方向に略直交する画素成分を前記第1画素成分として特定し、
前記算出部は、
前記設定部によって設定された前記探索範囲において、前記特定部によって特定された前記第1画素成分の画素値を含むエッジ情報に基づいて、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出することを特徴とする付記4に記載の画像処理装置。
処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出し、
検出した前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定し、
設定した前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正する、
処理を実行することを特徴とする補正方法。
処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出し、
検出した前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定し、
設定した前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正する、
処理を実行させることを特徴とする補正プログラム。
処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出し、
検出した前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定し、
設定した前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正する、
処理を実行させる補正プログラムを記録したことを特徴とする前記コンピュータに読み取り可能な記録媒体。
701 入力部
702 作成部
703 生成部
704 第1の検出部
705 特定部
706 第1の設定部
707 算出部
708 補正部
709 第2の設定部
710 第2の検出部
711 出力部
Claims (5)
- 処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正する補正部と、
前記補正部によって補正された補正後の第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の点を中心として、前記第2画素成分に直交する方向の幅に比べて、前記第2画素成分に平行な方向の幅が狭い矩形領域を、前記参照フレーム上の第2探索範囲に設定する第2の設定部と、
前記第2の設定部によって設定された前記第2探索範囲において、前記対象ブロックに対応する前記第2探索範囲内の参照ブロックごとに、前記対象ブロックの画素値と前記参照ブロックの画素値との差分を表す評価値を算出する第2の算出部と、
前記第2の算出部によって算出された前記参照ブロックごとの評価値に基づいて、前記対象ブロックの第2動きベクトルを検出する第2の検出部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の位置に配置した前記対象ブロックと前記参照フレーム上のブロックとの重なり度合いに基づいて、前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分を特定する特定部を有し、
前記設定部は、
前記特定部によって特定された前記第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記参照フレームを区切って分割されたブロックごとに、前記ブロックのエッジを検出することにより、前記ブロックのエッジ方向を示す方向情報と、当該エッジ方向に略直交する画素成分の画素値と、を含むエッジ情報を作成する作成部を有し、
前記特定部は、
前記作成部によって作成された前記ブロックごとのエッジ情報を参照して、前記第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の位置に配置した前記対象ブロックと、前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する画素成分との重なり度合いが最大となるブロックのエッジ方向に略直交する画素成分を前記第1画素成分として特定し、
前記算出部は、
前記設定部によって設定された前記探索範囲において、前記特定部によって特定された前記第1画素成分の画素値を含むエッジ情報に基づいて、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - コンピュータが、
処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出し、
検出した前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定し、
設定した前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正し、
補正した補正後の第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の点を中心として、前記第2画素成分に直交する方向の幅に比べて、前記第2画素成分に平行な方向の幅が狭い矩形領域を、前記参照フレーム上の第2探索範囲に設定し、
設定した前記第2探索範囲において、前記対象ブロックに対応する前記第2探索範囲内の参照ブロックごとに、前記対象ブロックの画素値と前記参照ブロックの画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記参照ブロックごとの評価値に基づいて、前記対象ブロックの第2動きベクトルを検出する、
処理を実行することを特徴とする補正方法。 - コンピュータに、
処理対象となる対象フレームの縮小画像と前記対象フレームの参照先となる参照フレームの縮小画像とに基づいて、前記対象フレームを区切って分割された対象ブロックの第1動きベクトルを検出し、
検出した前記第1動きベクトルから特定される前記参照フレーム上のブロックのエッジ方向に略直交する第1画素成分に対応する前記対象ブロック上の画素列を含む当該画素列に平行な探索範囲を設定し、
設定した前記探索範囲において、前記第1画素成分に対応する前記探索範囲内の第2画素成分ごとに、前記第1画素成分の画素値と前記第2画素成分の画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記第2画素成分ごとの評価値に基づいて、前記第1動きベクトルを補正し、
補正した補正後の第1動きベクトルが示す前記参照フレーム上の点を中心として、前記第2画素成分に直交する方向の幅に比べて、前記第2画素成分に平行な方向の幅が狭い矩形領域を、前記参照フレーム上の第2探索範囲に設定し、
設定した前記第2探索範囲において、前記対象ブロックに対応する前記第2探索範囲内の参照ブロックごとに、前記対象ブロックの画素値と前記参照ブロックの画素値との差分を表す評価値を算出し、
算出した前記参照ブロックごとの評価値に基づいて、前記対象ブロックの第2動きベクトルを検出する、
処理を実行させることを特徴とする補正プログラム。
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