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JP2012010297A - Image processing apparatus, image processing method, and image processing program - Google Patents

Image processing apparatus, image processing method, and image processing program Download PDF

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JP2012010297A
JP2012010297A JP2010146953A JP2010146953A JP2012010297A JP 2012010297 A JP2012010297 A JP 2012010297A JP 2010146953 A JP2010146953 A JP 2010146953A JP 2010146953 A JP2010146953 A JP 2010146953A JP 2012010297 A JP2012010297 A JP 2012010297A
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JP
Japan
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frame
image
resolution
change point
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010146953A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nishikawa
浩行 西川
Kenji Kimiyama
健二 君山
Toshikazu Kawamura
敏和 川村
Kenji Baba
賢二 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

【課題】
高速に映像が切り替わるまたは変化する際に複数フレームを使用した超解像度技術では、誤差が多く含まれ映像の精度に欠ける場合があった。
【解決手段】
本画像処理装置は、時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成する第一の画像生成手段と、複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成する第二の画像生成手段と、連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出手段と、前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させる出力手段と、
を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
【Task】
In the super-resolution technique using a plurality of frames when a video is switched or changed at high speed, there are cases where a lot of errors are included and the accuracy of the video is lacking.
[Solution]
The image processing apparatus includes: a first image generating unit that performs intra-frame super-resolution processing on an input frame that is continuously input in time series to generate a first high-resolution frame image; and a plurality of the input frames. Second image generation means for generating a second high-resolution frame image by using; detection means for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input; and If detected, the first high-resolution frame image is output, and if the detection means does not detect a change point, the output means for outputting the second high-resolution frame image;
It is characterized by providing.
[Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program.

ビル、駅構内、空港、街中等の監視のため撮像装置を用いた監視システムが展開されている。   Surveillance systems using an imaging device have been developed for monitoring buildings, station premises, airports, streets, and the like.

この監視システム作動中に、撮像装置のズームやパン機能を用いた場合や、スイッチャで使用する撮像装置を切り替えた場合、予め記録された映像を表示する際にシーンの切り替えが含まれていた際など、表示する映像の切り替わり時や変化時に、複数フレームを用いた超解像技術を利用しようとすると、連続しないフレームを元に超解像処理を行うこととなり、誤差が含まれ易い。   When using the zoom and pan functions of the imaging device or when switching the imaging device used by the switcher during this monitoring system operation, scene switching is included when displaying pre-recorded video For example, if a super-resolution technique using a plurality of frames is to be used at the time of switching or changing the displayed video, super-resolution processing is performed based on discontinuous frames, and errors are likely to be included.

特開2009−217658号公報JP 2009-217658 A

上記の事情に鑑み、出力する画像、全てについて超解像度処理を行いながらも、誤差が少ない出力フレームの高解像度化を実現する画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供する。実施形態では、映像の変化や切り替わりを検出した際に、超解像処理に使用する複数フレームに映像の変化や切り替わりの前後のフレームの双方を含まないように選択させる。このようにすることで、映像の変化や切り替わりによる画素の劣化を防止する画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供する。   In view of the above circumstances, there are provided an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program that realize high resolution of an output frame with few errors while performing super-resolution processing on all output images. In the embodiment, when a video change or switching is detected, a plurality of frames used for the super-resolution processing are selected so that both frames before and after the video change and switching are not included. In this way, an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program that prevent pixel deterioration due to video change or switching are provided.

上記目的を達成するために、本画像処理装置は、
時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成する第一の画像生成手段と、
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成する第二の画像生成手段と、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出手段と、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させる出力手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image processing apparatus includes:
First image generation means for performing intra-frame super-resolution processing on an input frame that is continuously input in time series and generating a first high-resolution frame image;
Second image generation means for generating a second high-resolution frame image using a plurality of the input frames;
Detecting means for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
Output means for outputting the first high-resolution frame image when the detection means detects a change point, and outputting the second high-resolution frame image when the detection means does not detect the change point; ,
It is characterized by providing.

また、本画像処理方法は、
時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成し
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成し、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出し、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させること
を特徴とする。
In addition, this image processing method
Intra-frame super-resolution processing is performed on input frames that are continuously input in time series to generate a first high-resolution frame image, and a plurality of the input frames are used to generate a second high-resolution frame image.
Detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
The second high-resolution frame image is output when the detection unit detects a change point, and the first high-resolution frame image is output when the detection unit does not detect the change point. And

また、本画像処理プログラムは、
時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成する第一の生成処理と、
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成する第二の生成処理と、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出処理と、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させる出力処理と、
を画像処理装置上で動作させること
を特徴とする。
In addition, this image processing program
A first generation process for generating a first high-resolution frame image by performing intra-frame super-resolution processing on an input frame that is continuously input in time series;
A second generation process for generating a second high-resolution frame image using a plurality of the input frames;
A detection process for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
An output process for outputting the second high-resolution frame image when the detection unit detects a change point, and outputting the first high-resolution frame image when the detection unit does not detect the change point; ,
Is operated on an image processing apparatus.

第1の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る画像処理装置の変形例を示すブロック図。The block diagram which shows the modification of the image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る画像処理装置の変形例を示すブロック図。The block diagram which shows the modification of the image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る動作の説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る動作の説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a sixth embodiment. 第6の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 6th Embodiment. 第6の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 6th Embodiment. 第6の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 6th Embodiment. 第6の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 6th Embodiment. 第7の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 7th Embodiment. 第7の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 7th Embodiment. 第8の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on 8th Embodiment. 第8の実施形態に係る動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which concerns on 8th Embodiment. 第8の実施形態に係る動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement which concerns on 8th Embodiment. 超解像度処理の変形例を説明するための図。The figure for demonstrating the modification of a super-resolution process.

以下、各実施態様について図1乃至図29を参照しながら説明する。   Each embodiment will be described below with reference to FIGS.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について、図1乃至図6を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

本実施形態の画像処理装置は、図1に示すように、撮像装置10と、画像処理装置20と、受像装置30とを含む構成である。   As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the present embodiment includes an imaging apparatus 10, an image processing apparatus 20, and an image receiving apparatus 30.

撮像装置10は、被写体を撮像する装置である。デジタルカメラやアナログカメラ等をいい、例えば、PTZカメラ(パンチルトズームレンズ一体型)をいい、高速なパン・ズームを行うことが可能である。また、図2に示すように撮像装置10は、複数台の撮像装置10a…10nから構成されていても良い。撮像装置が複数台の場合カメラの切替等もさらに遠隔操作等により行われることとなる。この撮像装置10が撮像した画像から入力フレームが作成され、この作成された入力フレームを時系列的に画像処理装置20へ送出する。このように本実施形態では入力フレームは時間の経過とともにf1、f2、f3、f4、f5、f6、f7の順に画像処理装置20へ入力されるものとして記載している。   The imaging device 10 is a device that images a subject. It refers to a digital camera, an analog camera, or the like, for example, a PTZ camera (integrated pan / tilt zoom lens), and can perform high-speed pan / zoom. Further, as shown in FIG. 2, the imaging device 10 may include a plurality of imaging devices 10 a to 10 n. When there are a plurality of imaging devices, the switching of the camera and the like is further performed by a remote operation or the like. An input frame is created from the image captured by the imaging device 10 and the created input frame is sent to the image processing device 20 in time series. As described above, in this embodiment, the input frame is described as being input to the image processing apparatus 20 in the order of f1, f2, f3, f4, f5, f6, and f7 with the passage of time.

また、図3に示すように撮像装置10に代えて映像記憶装置12であってもよい。映像記憶装置12は、記憶されている入力フレームを順次画像処理装置20へ送出する。映像記憶装置12を使用した場合には、予め変化ポイントが何点あるか等の情報を保持させることができる。よって、変化ポイントの存在を予め考慮した遅延処理等を行うことができ、出力フレームの出力間隔の調整が容易に行えることから画像の乱れをさらに少なくすることができる。   Further, as shown in FIG. 3, a video storage device 12 may be used instead of the imaging device 10. The video storage device 12 sequentially sends the stored input frames to the image processing device 20. When the video storage device 12 is used, information such as the number of change points can be held in advance. Therefore, it is possible to perform delay processing in consideration of the presence of a change point in advance and easily adjust the output interval of output frames, thereby further reducing image disturbance.

撮像装置制御部11は、撮像装置10の操作を行う。例えば、撮像装置がPTZカメラである場合は、手動または自動の遠隔操作等によりパン・ズーム等を撮像装置10への指示がなされる。撮像装置が複数あるような場合は、各撮像装置10a…10nの入力フレームを画像処理装置20へ送出するカメラの変更を行うスイッチャとしての役割も行う。   The imaging device control unit 11 operates the imaging device 10. For example, when the imaging device is a PTZ camera, panning / zooming or the like is instructed to the imaging device 10 by manual or automatic remote operation. In the case where there are a plurality of imaging devices, it also serves as a switcher for changing the camera that sends the input frames of the imaging devices 10a... 10n to the image processing device 20.

画像処理装置20は、複数フレーム超解像度処理部21と、フレーム内超解像度処理部22と、変化ポイント検出部23と、記憶部24と、出力フレーム選択部25と、を含む装置である。画像処理装置20は、撮像装置10や映像記憶装置12から送られてきた入力フレームを受け取り、超解像度処理を行う。超解像度処理を行った出力フレームを受像装置30へ送出する。画像処理装置20は、その他、画像処理等に必要な演算処理、記憶動作を行う。   The image processing device 20 is a device that includes a multi-frame super-resolution processing unit 21, an intra-frame super-resolution processing unit 22, a change point detection unit 23, a storage unit 24, and an output frame selection unit 25. The image processing device 20 receives an input frame sent from the imaging device 10 or the video storage device 12 and performs super-resolution processing. The output frame subjected to the super-resolution processing is sent to the image receiving device 30. In addition, the image processing apparatus 20 performs arithmetic processing and storage operations necessary for image processing and the like.

超解像度処理とは、高解像度変換処理の一種であり、低解像度フレーム画像から高解像度フレーム画像へと変換する処理をいう。   Super-resolution processing is a type of high-resolution conversion processing and refers to processing for converting a low-resolution frame image into a high-resolution frame image.

複数フレーム超解像度処理部21は、複数の入力フレーム(二または三枚以上の数フレーム)を用いて、超解像度処理を行う。本実施形態では撮像装置10等から送られてきた複数フレーム画像を用いて超解像度処理を行い、高解像度化されたフレーム画像を生成し、出力する。なお、複数フレーム超解像度処理に使われるリファレンスフレームの位置については、予め設定されていてもよいし、画像処理装置20の機能により設定の変更や指示が行われても良い。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using a plurality of input frames (two or three or more frames). In the present embodiment, super-resolution processing is performed using a plurality of frame images sent from the imaging device 10 or the like, and a frame image with a higher resolution is generated and output. Note that the position of the reference frame used for the multi-frame super-resolution processing may be set in advance, or may be changed or instructed by the function of the image processing apparatus 20.

三枚以上の複数フレームを利用して、超解像度処理を行う場合について述べる。例えば、f1〜f3の入力フレームが入力されたとする。この際、最初にf1、f2から超解像度処理を行い途中段階のフレームf1−2を作成する。このf1―2とf3とから超解像度処理を行う。これら途中段階のf1−2についても記憶部24へ送出し記憶させる。なおその他、f1−3、f2−3等を作成してからf2、f1と組み合わせる超解像度処理であっても良い。   A case where super-resolution processing is performed using three or more frames will be described. For example, assume that input frames f1 to f3 are input. At this time, super resolution processing is first performed from f1 and f2, and a frame f1-2 at an intermediate stage is created. Super-resolution processing is performed from f1-2 and f3. These intermediate steps f1-2 are also sent to the storage unit 24 for storage. In addition, after creating f1-3, f2-3, etc., super resolution processing combined with f2, f1 may be used.

この複数フレーム超解像度処理は、二つの過程により行われる。一つ目の過程は、位置合せ処理である。二枚のフレーム画像を利用して超解像度処理をする場合について説明する。超解像度処理に利用する複数のフレームのうちの一枚をリファレンス(基準)フレームとして、他の入力フレームとの動きベクトルを求める。動きベクトルを求める際には、サブピクセル(小数点画素)を利用する。まず、領域ベースのテンプレートマッチング方式で整数画素精度の動きベクトルを求める(サーチ範囲は任意)。その結果に対して、パラボラフィッティングや等角直線フィッティングによって、サブピクセル精度の動きベクトルの推定値を計算して求める。もう一つの過程は、再構成処理である。リファレンスフレームの対照ブロックに他の入力フレームにおける対応するブロックと再構成(例えば重ね合せ)して高解像度画像を再構成する。本実施形態ではこのような処理で説明するが、その他複数枚のフレームを用いて低解像度フレームから高解像度フレームへ変換する処理であってもよい。   This multi-frame super-resolution processing is performed by two processes. The first process is an alignment process. A case where super-resolution processing is performed using two frame images will be described. One of a plurality of frames used for super-resolution processing is used as a reference frame, and a motion vector with another input frame is obtained. When obtaining a motion vector, subpixels (decimal point pixels) are used. First, a motion vector with integer pixel precision is obtained by a region-based template matching method (search range is arbitrary). The estimated value of the motion vector with sub-pixel accuracy is calculated and obtained for the result by parabolic fitting or equiangular straight line fitting. Another process is a reconstruction process. A high-resolution image is reconstructed by reconstructing (e.g., superimposing) the control block of the reference frame with the corresponding block in another input frame. In the present embodiment, such a process will be described, but a process of converting from a low resolution frame to a high resolution frame using a plurality of other frames may be used.

フレーム内超解像度処理部22は、一枚のフレーム画像を用いて、超解像度処理を行う。本実施形態では、撮像装置10等から送られてきた一枚のフレーム内の対応付けを用いた超解像度処理により高解像度化された出力フレームを出力する。複数フレーム超解像度処理と並行して行う際は、複数フレーム超解像度処理に利用されるリファレンスフレームと同一のフレームに対してフレーム内超解像度処理を行う。   The intra-frame super-resolution processing unit 22 performs super-resolution processing using one frame image. In the present embodiment, an output frame that has been increased in resolution by super-resolution processing using association in one frame sent from the imaging device 10 or the like is output. When performing in parallel with multi-frame super-resolution processing, intra-frame super-resolution processing is performed on the same frame as the reference frame used for multi-frame super-resolution processing.

このフレーム内超解像度処理は、例えば、被写体の輪郭などのエッジ部分がそのエッジに沿って輝度の変化が類似したパターンが並ぶことが多いという自然画像の性質(自己合同性)を利用する。入力フレーム中で注目するライン(縦又は横方向の画素列)と輝度パターンが類似するラインをほかの隣接する数ラインから検出する。次に、ほかのラインにある画素を、注目するライン内で対応する位置にコピーする。コピーされた画素に基づき高解像度画像を生成する。   This intra-frame super-resolution processing uses, for example, the nature (self-congruity) of a natural image that edge portions such as the contour of a subject often have patterns with similar brightness changes along the edges. A line whose luminance pattern is similar to the line of interest (vertical or horizontal pixel column) in the input frame is detected from other adjacent lines. Next, pixels in other lines are copied to corresponding positions in the line of interest. A high resolution image is generated based on the copied pixels.

このように、一枚のフレーム画像内の情報に基づき、出力フレームの画素数(ピクセル)を増加させ高解像度フレーム画像を作成する。   Thus, based on the information in one frame image, the number of pixels (pixels) of the output frame is increased to create a high-resolution frame image.

変化ポイント検出部23は、映像の変化や切り替わり(変化ポイント)を検出する。具体的には連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上の変化点(変化ポイント)を検出する。例えば、フレーム間差分により解析し、予め定めた一定値(閾値)以上の差分を検出した場合に変化があったとして、変化ポイントとして検出する。このほか、2フレーム間の相違を、例えば面輝度法やTM法、度数分布法、CTM法、色度数分布法、χ検定法および分割χ検定法等により解析し判別する方法や、動きベクトル(動き量)等の画像特微量の変化を検出する。これらの変化が一定以上である場合、変化があったとし検出する。 The change point detection unit 23 detects a change or switching (change point) of the video. Specifically, a change point (change point) of a certain level or more between two input frames that are continuously input is detected. For example, it is analyzed as an inter-frame difference, and when a difference greater than a predetermined value (threshold value) is detected, it is detected as a change point if there is a change. In addition, for example, a method for analyzing and discriminating a difference between two frames by a surface luminance method, a TM method, a frequency distribution method, a CTM method, a chromatic frequency distribution method, a χ 2 test method, a divided χ 2 test method, Changes in image features such as vectors (motion amount) are detected. If these changes are above a certain level, it is detected that there has been a change.

記憶部24は、出力フレーム画像を記憶する記憶媒体である。本実施形態では、複数フレーム超解像度処理部21やフレーム内解像度処理部22で超解像度処理され、送られてきた高解像度フレーム画像(出力フレーム)を記憶する。出力フレーム選択部25からの読み出し指令に応答し、受像装置30へ出力フレームを出力する。データが記憶される媒体としては、一般に使用されるディスク装置、光ディスク装置、半導体メモリ等の各種記憶媒体が利用できる。これらの記憶媒体は一時記憶されるように利用してもよい。なお、本実施形態では、超解像度処理がなされたフレームを記憶するとしているが、その他入力フレームを一時記憶する際に利用してもよい。   The storage unit 24 is a storage medium that stores output frame images. In the present embodiment, a high-resolution frame image (output frame) that has been super-resolution processed by the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the intra-frame resolution processing unit 22 and sent is stored. In response to a read command from the output frame selection unit 25, an output frame is output to the image receiving device 30. As storage media for data, various storage media such as generally used disk devices, optical disk devices, and semiconductor memories can be used. These storage media may be used so as to be temporarily stored. In this embodiment, the frames subjected to the super-resolution processing are stored, but may be used when temporarily storing other input frames.

出力フレーム選択部25は、記憶部24に記憶された高解像度フレーム画像から出力するフレームを選択する。本実施形態では、変化ポイント検出部23が変化ポイントを検出した場合には、記憶部24からリファレンスフレームに対応するフレーム内超解像度処理がなされた出力フレームの出力を指示する。変化ポイント検出部23が変化ポイントを検出しない場合には、記憶部24からリファレンスフレームに対応する複数フレーム超解像度処理がなされた出力フレームの出力を指示する。   The output frame selection unit 25 selects a frame to be output from the high resolution frame image stored in the storage unit 24. In this embodiment, when the change point detection unit 23 detects a change point, the storage unit 24 instructs the output of an output frame that has been subjected to the intra-frame super-resolution processing corresponding to the reference frame. When the change point detection unit 23 does not detect the change point, the storage unit 24 instructs the output of the output frame that has been subjected to the multi-frame super-resolution processing corresponding to the reference frame.

受像装置30は、画像処理装置20で超解像度処理された画像を受像し、表示する。受像装置としては、画像を表示することができるものであれば良く、例えば携帯電話やパソコンの画面、テレビ画面等の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等各種画像・映像表示機器を利用することができる。   The image receiving device 30 receives and displays the image that has been super-resolution processed by the image processing device 20. The image receiving device may be any device that can display an image. For example, a liquid crystal display such as a mobile phone or a personal computer screen, a television screen, a plasma display, an organic EL display, or other various image / video display devices may be used. Can do.


次に、第1の実施形態の動作について図4、図5、図6を参照しながら説明する。

Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.

図4は、第1の実施形態の動作を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the first embodiment.

撮像装置10は、被写体の低解像度画像を撮影し、この低解像画像をフレーム化し、入力フレームとして画像処理装置20へ送出する。   The imaging device 10 captures a low-resolution image of the subject, frames the low-resolution image, and sends it to the image processing device 20 as an input frame.

送出された入力フレームは、画像処理装置20に入力される(ステップS101)。   The sent input frame is input to the image processing apparatus 20 (step S101).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21およびフレーム内超解像度処理部22に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。この際、入力フレームを画像処理装置内に記憶させておいて複数回の読み出しに利用してもよい。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the intra-frame super-resolution processing unit 22 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames. At this time, the input frame may be stored in the image processing apparatus and used for multiple readings.

複数フレーム超解像度処理部21は、複数の入力フレーム(二または三枚以上の数フレーム)を用いて、超解像度処理を行う。例えば、二枚の入力フレームを利用した複数フレーム超解像度処理について説明する。本実施形態では簡単のため二枚の入力フレームについて説明しているが、三枚以上であっても同様に超解像度処理が行われる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using a plurality of input frames (two or three or more frames). For example, multi-frame super-resolution processing using two input frames will be described. In the present embodiment, two input frames are described for the sake of simplicity, but super-resolution processing is similarly performed for three or more frames.

図5に示すように、リファレンスフレームは送られてきた二枚の入力フレームのうち後のフレームが使用されるように設定されていたとする。f1〜f7の入力フレームが順次撮像装置10や映像記憶装置12から送られてくる。この入力フレームf1をリファレンスフレームとしてf1と図示しないf1の一つ前のフレームとにより複数フレーム超解像度処理が行われ、出力フレームF1が画像記憶部24に一時記憶または記憶される。次に、リファレンスフレームをf2とし、f1、f2を使用して複数フレーム超解像度処理が行われ出力フレームF2が記憶部24に送られ記憶される。この動作が繰り返される。   As shown in FIG. 5, it is assumed that the reference frame is set to use the later frame of the two input frames sent. Input frames f1 to f7 are sequentially sent from the imaging device 10 and the video storage device 12. Using this input frame f1 as a reference frame, multi-frame super-resolution processing is performed using f1 and a frame immediately before f1 (not shown), and the output frame F1 is temporarily stored or stored in the image storage unit 24. Next, the reference frame is set to f2, and multi-frame super-resolution processing is performed using f1 and f2, and the output frame F2 is sent to the storage unit 24 and stored therein. This operation is repeated.

また、図6に示すように、超解像度処理に利用する二枚のフレームのうちリファレンスフレームとして前のフレームを利用するよう設定されている場合について述べる。f1〜f7の入力フレームが連続して撮像装置10や映像記憶装置12から送られてきており、f1をリファレンスフレームとしてf1、f2を使用して複数フレーム超解像度処理が行われる。超解像度処理が行われた出力フレームF1が記憶部24に送られ記憶される(ステップS102、ステップS103)。   In addition, as shown in FIG. 6, a case will be described in which the previous frame is set to be used as a reference frame among the two frames used for the super-resolution processing. Input frames f1 to f7 are continuously sent from the imaging device 10 and the video storage device 12, and multi-frame super-resolution processing is performed using f1 and f2 with f1 as a reference frame. The output frame F1 that has been subjected to the super-resolution processing is sent to and stored in the storage unit 24 (steps S102 and S103).

フレーム内超解像度処理部22は、上記複数フレーム超解像度処理部21の超解像度処理と並行して、フレーム内超解像度処理を行う。例えば、図5、図6に示すようにf1〜f7の入力フレームが撮像装置10等から送られてきた場合、f1〜f7の各フレームに対しフレーム内超解像度処理が行われ、記憶部24に一時記憶または記憶される(ステップS104、ステップS105)。   The intra-frame super-resolution processing unit 22 performs intra-frame super-resolution processing in parallel with the super-resolution processing of the multi-frame super-resolution processing unit 21. For example, as shown in FIGS. 5 and 6, when input frames f1 to f7 are sent from the imaging device 10 or the like, intra-frame super-resolution processing is performed on each frame of f1 to f7, and the storage unit 24 stores the frames. Temporarily stored or stored (step S104, step S105).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される2つの入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する。例えば、フレーム間差分により解析し、予め定めた一定値(閾値)以上の差分を検出した場合に変化があったとして、変化ポイントとして検出する。図5ではf1〜f7と入力されてくる入力フレームのf1とf2、f2とf3、f3とf4、f4とf5、f5とf6、f6とf7のフレーム間差分等を比較し変化ポイントを検出する(ステップS106)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are continuously input. For example, it is analyzed as an inter-frame difference, and when a difference greater than a predetermined value (threshold value) is detected, it is detected as a change point if there is a change. In FIG. 5, f1 and f2, f2 and f3, f3 and f4, f4 and f5, f5 and f6, and inter-frame differences between f6 and f7, etc., are detected by detecting the change point. (Step S106).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出されない場合(ステップS106−NO)は、出力フレーム選択部25は、記憶部24に記憶されている複数フレーム超解像度処理画像を順次読み出し、受像装置30へ出力する。図5では、入力フレームf4とf5の間以外について変化ポイントが検出されていないので、出力フレームF1〜F4、F6、F7については複数フレーム超解像度処理がなされた出力フレームが出力される。図6では、出力フレームF1〜F3、F5〜F7が複数フレーム超解像度処理がなされて出力される。(ステップS107)。   If the change point is not detected by the change point detection unit 23 (NO in step S106), the output frame selection unit 25 sequentially reads out the multi-frame super resolution processed images stored in the storage unit 24 and outputs them to the image receiving device 30. To do. In FIG. 5, since no change point is detected except for between the input frames f4 and f5, output frames subjected to the multi-frame super-resolution processing are output for the output frames F1 to F4, F6, and F7. In FIG. 6, the output frames F1 to F3 and F5 to F7 are subjected to a multi-frame super-resolution process and output. (Step S107).

一方、変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出された場合(ステップS106−YES)、出力フレーム選択部25は、複数フレーム超解像度処理画像の出力に代えて、フレーム内超解像度処理画像を受像装置30へ出力する。図5では、入力フレームf4とf5の間で変化ポイントが検出されているので、入力フレームf5をリファレンスとした複数フレーム超解像度処理画像に代えて、フレーム内超解像度処理された出力フレームF5が出力される。図6では、入力フレームf4とf5の間で変化ポイントが検出されており、入力フレームf4をリファレンスとした複数フレーム超解像度処理画像は出力されない。これに代えてフレーム内超解像度処理がなされた出力フレームF4が出力され、受像装置30に送信される(ステップS108)。   On the other hand, when the change point is detected by the change point detection unit 23 (YES in step S106), the output frame selection unit 25 receives the intra-frame super-resolution processed image instead of outputting the multi-frame super-resolution processed image. Output to 30. In FIG. 5, since a change point is detected between the input frames f4 and f5, an output frame F5 subjected to intra-frame super-resolution processing is output instead of the multi-frame super-resolution processing image using the input frame f5 as a reference. Is done. In FIG. 6, a change point is detected between the input frames f4 and f5, and a multi-frame super-resolution processed image with the input frame f4 as a reference is not output. Instead, the output frame F4 subjected to the intra-frame super-resolution processing is output and transmitted to the image receiving device 30 (step S108).


このように、変化ポイントがあった場合には、複数フレーム超解像度処理画像に代えてフレーム内超解像度処理画像を出力することにより、全ての入力フレームに対して超解像度処理を行った出力フレームを出力することができる。全ての入力フレームに対して超解像度処理を行っているため、高精度の高解像度処理または映像を提供することができる。また、先に変化ポイントがあるかないかを検出した後に超解像度処理を行うのではなく、同時並行して処理を行っているため超解像度処理を行った出力フレームを速やかに提供することができ、さらに高画質の映像を提供することができる。

As described above, when there is a change point, by outputting the intra-frame super-resolution processed image instead of the multi-frame super-resolution processed image, the output frames obtained by performing the super-resolution processing on all the input frames are output. Can be output. Since super-resolution processing is performed on all input frames, high-precision high-resolution processing or video can be provided. In addition, instead of performing super-resolution processing after detecting whether there is a change point in advance, it is possible to quickly provide an output frame that has undergone super-resolution processing because it performs processing in parallel. In addition, high-quality images can be provided.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の態様について図7、図8を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
The aspect of 2nd Embodiment is demonstrated referring FIG. 7, FIG.

第1の実施形態との違いは、主に複数フレーム超解像度処理部21と、出力フレーム選択部25にある。その他、これらの違いに従い記憶部24が記憶するフレーム画像のデータ等が異なる。   The difference from the first embodiment is mainly in the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the output frame selection unit 25. In addition, the frame image data and the like stored in the storage unit 24 differ according to these differences.

第2の実施形態の複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。本実施形態では、図8に示すように三枚の複数フレームのうち最後のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合について述べる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 according to the second embodiment performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. In the present embodiment, a case will be described in which the last frame of three frames is used as a reference frame as shown in FIG.

図8に示したように入力フレームf1〜f3が入力される。この場合、f3をリファレンスフレームとしてf1〜f3を使用して超解像度処理を行うのであるが、f2とf3を利用した超解像度処理を少なくとも行い、作成されたf2−3を記憶部24へ記憶させる。本実施形態ではこのf2−3とf1を利用して三枚の超解像度処理を行うことが好適である。しかし、これとは別にf1−2を作成した後、f1−2とf3を使用して超解像度処理を行っても良い。次に、f2〜f4以降についてもと同様の処理が行われ、以降も同様に処理される。三枚のフレームを用いた超解像度処理について述べたが4枚以上であっても同様の原理を利用することができる。   As shown in FIG. 8, input frames f1 to f3 are input. In this case, although super resolution processing is performed using f1 to f3 with f3 as a reference frame, at least super resolution processing using f2 and f3 is performed, and the created f2-3 is stored in the storage unit 24. . In the present embodiment, it is preferable to perform three super-resolution processes using f2-3 and f1. However, after creating f1-2 separately, super-resolution processing may be performed using f1-2 and f3. Next, the same processing is performed for f2 to f4 and thereafter, and the same processing is performed thereafter. Although super-resolution processing using three frames has been described, the same principle can be used even with four or more frames.

また第2の実施形態の出力フレーム選択部25は、前回の変化ポイント検出手段23の検出処理において変化ポイントが検出されたか否かについて判定機能をさらに備える。変化ポイント検出手段23が変化ポイントを検出せず、かつ、出力フレーム選択部25の判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されたとされた場合には、規定数のフレームを利用した超解像度処理画像ではなく、記憶部24に記憶された規定数よりも少ないフレームを利用した複数フレーム超解像度画像を選択し出力させる。変化ポイント検出手段23が変化ポイントを検出せず、かつ、出力フレーム選択部25の判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されないとされた場合には、規定数のフレーム数を利用した超解像度処理画像を出力する。変化ポイントが検出されなかった場合は、フレーム内著解像度処理画像を出力する。その他の機能については第1の実施形態と同様である。   The output frame selection unit 25 of the second embodiment further includes a determination function as to whether or not a change point has been detected in the detection process of the previous change point detection unit 23. If the change point detection means 23 does not detect a change point and it is determined that a change point has been detected in the previous detection process in the determination by the determination function of the output frame selection unit 25, a predetermined number of frames are detected. Instead of the used super-resolution processed image, a multi-frame super-resolution image using fewer frames than the specified number stored in the storage unit 24 is selected and output. If the change point detection means 23 does not detect a change point and it is determined that a change point is not detected in the previous detection process in the determination by the determination function of the output frame selection unit 25, the specified number of frames Outputs super-resolution processed images using. If no change point is detected, an in-frame resolution processed image is output. Other functions are the same as those in the first embodiment.

具体的には、複数フレームに利用するフレーム枚数の規定数が三枚である場合について図8を用いて説明する。図8に示したように入力フレームf1〜f7が入力される。ここで、f4とf5の間に変化ポイントがある。よって、f3とf4とf5が入力された場合、f5に対応する出力フレームF5はフレーム内超解像度処理がなされた出力フレームを出力させる。次に、f4とf5とf6が入力された場合、f6をリファレンスとして規定数より一枚少ないf5とf6の二枚のフレームを利用した超解像度画像を選択し出力させる。   Specifically, the case where the prescribed number of frames used for a plurality of frames is three will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, input frames f1 to f7 are input. Here, there is a change point between f4 and f5. Therefore, when f3, f4, and f5 are input, the output frame F5 corresponding to f5 outputs an output frame that has been subjected to intra-frame super-resolution processing. Next, when f4, f5, and f6 are input, a super-resolution image using two frames f5 and f6, which is one less than the specified number, is selected and output with f6 as a reference.


第2の実施形態の動作について図7、図8を参照しながら説明する。

The operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS201)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S201).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21およびフレーム内超解像度処理部22に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the intra-frame super-resolution processing unit 22 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames.

複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。例えば、図8に示すように三枚の複数フレームのうち最後のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合について述べる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. For example, as shown in FIG. 8, a case will be described in which the last frame is used as a reference frame among three plural frames.

図8に示したように入力フレームf1〜f3が入力される。この場合、f3をリファレンスフレームとしてf1〜f3を使用して超解像度処理を行うのであるが、この際、f2とf3を利用した超解像度処理を行い、作成されたf2−3を記憶部24へ記憶させる。このf2−3とf1を利用してさらに三枚の超解像度処理を行い作成されたF3(f1−2−3)を記憶部24へ記憶する。次に、f2〜f4以降についてもと同様に二枚の入力フレーム超解像度処理が行われた後、その二枚の超解像度処理画像を利用して三枚の入力フレームを利用した超解像度処理画像の作成が行われる。この動作により、リファレンスフレームとリファレンスフレームの一枚前の入力フレームを利用した超解像度処理画像と、リファレンスフレームとリファレンスフレームの一枚前および二枚前の入力フレームを利用した超解像度処理画像が記憶部に記憶される(ステップS202、ステップS203)。   As shown in FIG. 8, input frames f1 to f3 are input. In this case, super resolution processing is performed using f1 to f3 using f3 as a reference frame. At this time, super resolution processing using f2 and f3 is performed, and the created f2-3 is stored in the storage unit 24. Remember. F3 (f1-2-3) created by further performing three super-resolution processing using f2-3 and f1 is stored in the storage unit 24. Next, after two input frame super-resolution processes are performed in the same manner for f2 to f4 and thereafter, a super-resolution processed image using three input frames using the two super-resolution processed images. Is created. With this operation, a super-resolution processed image using the reference frame and the input frame immediately before the reference frame, and a super-resolution processed image using the reference frame and the input frame before and two frames before the reference frame are stored. (Step S202, step S203).

フレーム内超解像度処理部22は、上記複数フレーム超解像度処理部21の超解像度処理と並行して、フレーム内超解像度処理を行う。例えば、図7に示すようにf1〜f7の入力フレームが撮像装置10等から送られてきた場合、f1〜f7の各フレームに対しフレーム内超解像度処理が行われ、記憶部24に一時記憶または記憶される(ステップS204、ステップS205)。   The intra-frame super-resolution processing unit 22 performs intra-frame super-resolution processing in parallel with the super-resolution processing of the multi-frame super-resolution processing unit 21. For example, as shown in FIG. 7, when input frames f1 to f7 are sent from the imaging device 10 or the like, intra-frame super-resolution processing is performed on each frame of f1 to f7 and is temporarily stored in the storage unit 24. Stored (step S204, step S205).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する。例えば、フレーム間差分により解析し、予め定めた一定値(閾値)以上の差分を検出した場合に変化があったとして、変化ポイントとして検出する。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input. For example, it is analyzed as an inter-frame difference, and when a difference greater than a predetermined value (threshold value) is detected, it is detected as a change point if there is a change.

図7ではf1〜f7と入力されてくる入力フレームのf1とf2、f2とf3、f3とf4、f4とf5、f5とf6、f6、f7とのフレーム間差分等を比較し変化ポイントを検出する(ステップS206)。   In FIG. 7, f1 and f2, f2 and f3, f3 and f4, f4 and f5, f5 and f6, f6 and f7, and the difference between frames of the input frames inputted as f1 to f7 are compared to detect a change point. (Step S206).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出された場合(ステップS206―YES)、フレーム内超解像度処理画像を出力する。本実施形態の図7では、入力フレームf5を利用したフレーム内超解像度処理画像が出力フレームF5として出力される(ステップS210)。   When the change point is detected by the change point detection unit 23 (step S206—YES), the intra-frame super-resolution processed image is output. In FIG. 7 of the present embodiment, the intra-frame super-resolution processed image using the input frame f5 is output as the output frame F5 (step S210).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出されない場合(ステップS206−NO)、出力フレーム選択部25は、さらに前回の検出処理で変化ポイントを行った否かを判定する。変化ポイントを検出し、さらに判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されたとされた場合(ステップS207−YES)には、記憶部24に記憶された規定数よりも少ないフレームを利用した複数フレーム超解像度画像を出力させる。本実施形態では、f5とf6の間では変化ポイントは検出されないが前回の検出処理で行われたf4とf5の間には変化ポイントが検出されるため、出力フレームF6は、f6をリファレンスとしf5とf6の二枚を利用した超解像度処理画像を出力する(ステップS208)。   When the change point is not detected by the change point detection unit 23 (NO in step S206), the output frame selection unit 25 further determines whether or not the change point is performed in the previous detection process. If a change point is detected and a change point is detected in the previous detection process in the determination by the determination function (YES in step S207), the number of frames is smaller than the specified number stored in the storage unit 24. A multi-frame super-resolution image using is output. In the present embodiment, no change point is detected between f5 and f6, but a change point is detected between f4 and f5 performed in the previous detection process. Therefore, the output frame F6 uses f6 as a reference and f5. And a super-resolution processed image using the two images f6 (step S208).

変化ポイント検出部23および出力フレーム選択部25により変化ポイントが連続して検出されなかった場合、規定数つまり三枚の超解像度処理を行ったフレームを出力される。本実施形態では、F1〜F4、F7である(ステップS209)。   When the change points are not continuously detected by the change point detection unit 23 and the output frame selection unit 25, a prescribed number, that is, three frames subjected to super-resolution processing are output. In this embodiment, it is F1-F4 and F7 (step S209).


このように、変化ポイントがあった場合には、複数フレーム超解像度処理画像に代えてフレーム内超解像度処理画像を出力することにより、全ての入力フレームに対して超解像度処理を行った出力フレームを出力することができる。全ての入力フレームに対して超解像度処理を行っているため、画像劣化が少ない高解像度処理を実現することができる。

As described above, when there is a change point, by outputting the intra-frame super-resolution processed image instead of the multi-frame super-resolution processed image, the output frames obtained by performing the super-resolution processing on all the input frames are output. Can be output. Since super-resolution processing is performed on all input frames, high-resolution processing with little image degradation can be realized.

さらに、三枚以上の入力フレームを使用して超解像度処理を行う場合、変化ポイントを検出した場合であっても、変化ポイントを検出した次の次(つまり変化ポイントから数えて二枚)の入力フレームが入力されてからは、二枚以上の複数枚フレームを利用した超解像度処理画像を出力することができ、より多くの数の複数フレーム超解像度処理がなされた画像を出力フレームとして利用することができ、さらなる高解像のフレーム出力が可能となる。   In addition, when super-resolution processing is performed using three or more input frames, even if a change point is detected, the next input after detecting the change point (that is, two images counted from the change point) is input. After a frame is input, a super-resolution processed image using two or more frames can be output, and a larger number of multi-frame super-resolution processed images can be used as output frames. This makes it possible to output a frame with higher resolution.


(第3の実施形態)
第3の実施形態の態様について図9、図10を参照しながら説明する。

(Third embodiment)
The aspect of 3rd Embodiment is demonstrated referring FIG. 9, FIG.

第2の実施形態との違いは、主に出力フレーム選択部25にある。その他、これらの違いに従い記憶部24が記憶するフレーム画像のデータ等が異なる。   The difference from the second embodiment is mainly in the output frame selection unit 25. In addition, the frame image data and the like stored in the storage unit 24 differ according to these differences.

第3の実施形態の複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。本実施形態では、図10に示すように三枚の複数フレームのうち最初のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合について述べる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 of the third embodiment performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a case where the first frame of three frames is used as a reference frame will be described.

図10に示したように入力フレームf1〜f3が入力される。この場合、f1をリファレンスフレームとしてf1〜f3を使用して超解像度処理を行うのであるが、f1とf2を利用した超解像度処理を少なくとも行い、作成されたf1−2を記憶部24へ記憶させる。本実施形態ではこのf1−2とf3を利用して三枚の超解像度処理を行うことが好適である。次に、f2〜f4以降についてもと同様の処理が行われ、以降も同様に処理される。三枚のフレームを用いた超解像度処理について述べたが4枚以上であっても同様の原理を利用することができる。   As shown in FIG. 10, input frames f1 to f3 are input. In this case, super resolution processing is performed using f1 to f3 using f1 as a reference frame. At least super resolution processing using f1 and f2 is performed, and the created f1-2 is stored in the storage unit 24. . In the present embodiment, it is preferable to perform three super-resolution processes using f1-2 and f3. Next, the same processing is performed for f2 to f4 and thereafter, and the same processing is performed thereafter. Although super-resolution processing using three frames has been described, the same principle can be used even with four or more frames.

また、本実施形態の出力フレーム選択部25は、第2の実施形態と同様に前回の変化ポイント検出手段23の検出処理において変化ポイントが検出されたか否かについて判定機能を備える。変化ポイント検出手段23が変化ポイントを検出し、かつ、出力フレーム選択部25の判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されたと判定された場合には、記憶部24に記憶されたフレーム内超解像度処理された画像を出力する。変化ポイント検出手段23が変化ポイントを検出し、かつ、出力フレーム選択部25の判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されないと判定された場合には、記憶部24に記憶された規定数よりも少ないフレームを利用した複数フレーム超解像度画像を選択し出力させる。   Further, the output frame selection unit 25 of the present embodiment has a determination function as to whether or not a change point has been detected in the detection process of the previous change point detection means 23 as in the second embodiment. When the change point detection unit 23 detects the change point and the determination by the determination function of the output frame selection unit 25 determines that the change point has been detected in the previous detection process, the change point detection unit 23 stores the change point in the storage unit 24. The processed intra-frame super-resolution image is output. When the change point detection unit 23 detects the change point and the determination by the determination function of the output frame selection unit 25 determines that the change point is not detected in the previous detection process, the change point detection unit 23 stores the change point in the storage unit 24. A multi-frame super-resolution image using frames smaller than the specified number is selected and output.

具体的には、複数フレームに利用するフレーム枚数の規定数が三枚である場合について図10を用いて説明する。図10に示したように入力フレームf1〜f7が入力される。ここで、f4とf5の間に変化ポイントがある。よって、f3とf4とf5が入力された場合、f3に対応する出力フレームF3はf3をリファレンスとして規定数より一枚少ないf3とf4の二枚のフレームを利用した超解像度処理画像を選択し出力させる。次に、f4とf5とf6が入力された場合、f4をリファレンスとしたフレーム内超解像度処理がなされた出力フレームを出力させる。   Specifically, the case where the prescribed number of frames used for a plurality of frames is three will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, input frames f1 to f7 are input. Here, there is a change point between f4 and f5. Therefore, when f3, f4, and f5 are input, the output frame F3 corresponding to f3 selects and outputs a super-resolution processed image that uses two frames, f3 and f4, which are one fewer than the specified number with f3 as a reference. Let Next, when f4, f5, and f6 are input, an output frame that has been subjected to intra-frame super-resolution processing with f4 as a reference is output.


第3の実施形態の動作について図9、図10を参照しながら説明する。

The operation of the third embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS301)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S301).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21およびフレーム内超解像度処理部22に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the intra-frame super-resolution processing unit 22 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames.

複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。本実施形態では、図10に示すように三枚の複数フレームのうち最後のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合について述べる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. In the present embodiment, a case will be described in which the last frame of three frames is used as a reference frame as shown in FIG.

図10に示したように入力フレームf1〜f3が入力される。この場合、f1をリファレンスフレームとしてf1〜f3を使用して超解像度処理を行うのであるが、この際、f1とf2を利用した超解像度処理を行い、作成されたf1−2を記憶部24へ記憶させる。このf1−2とf3を利用してさらに三枚の超解像度処理を行い作成されたF3(f1−2−3)を記憶部24へ記憶する。次に、f2〜f4以降についても同様に二枚の入力フレーム超解像度処理が行われた後、その二枚の超解像度処理画像を利用して三枚の入力フレームを利用した超解像度処理画像の作成が行われる。この動作により、リファレンスフレームとリファレンスフレームの一枚後の入力フレームを利用した超解像度処理画像と、リファレンスフレームとリファレンスフレームの一枚後および二枚後の入力フレームを利用した超解像度処理画像が記憶部に記憶される(ステップS302、ステップS303)。   As shown in FIG. 10, input frames f1 to f3 are input. In this case, super resolution processing is performed using f1 to f3 using f1 as a reference frame. At this time, super resolution processing using f1 and f2 is performed, and the created f1-2 is stored in the storage unit 24. Remember. F3 (f1-2-3) created by further performing three super-resolution processes using f1-2 and f3 is stored in the storage unit 24. Next, after two input frame super-resolution processes are similarly performed for f2 to f4 and thereafter, a super-resolution process image using three input frames is obtained using the two super-resolution process images. Creation is done. With this operation, a super-resolution processed image using the reference frame and the input frame after the reference frame, and a super-resolution processed image using the reference frame and the input frame after the reference frame are stored. (Step S302, step S303).

フレーム内超解像度処理部22は、上記複数フレーム超解像度処理部21の超解像度処理と並行して、フレーム内超解像度処理を行う。例えば、図10に示すようにf1〜f7の入力フレームが撮像装置10等から送られてきた場合、f1〜f7の各フレームに対しフレーム内超解像度処理が行われ、記憶部24に一時記憶または記憶される(ステップS304、ステップS305)。   The intra-frame super-resolution processing unit 22 performs intra-frame super-resolution processing in parallel with the super-resolution processing of the multi-frame super-resolution processing unit 21. For example, as shown in FIG. 10, when input frames f1 to f7 are sent from the imaging device 10 or the like, intra-frame super-resolution processing is performed on each of the frames f1 to f7 and is temporarily stored in the storage unit 24. Stored (step S304, step S305).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する。例えば、フレーム間差分により解析し、予め定めた一定値(閾値)以上の差分を検出した場合に変化があったとして、変化ポイントとして検出する。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input. For example, it is analyzed as an inter-frame difference, and when a difference greater than a predetermined value (threshold value) is detected, it is detected as a change point if there is a change.

図10ではf1〜f7と入力されてくる入力フレームのf1とf2、f2とf3、f3とf4、f4とf5、f5とf6、f6、f7とのフレーム間差分等を比較し変化ポイントを検出する(ステップS306)。   In FIG. 10, f1 and f2, f2 and f3, f3 and f4, f4 and f5, f5 and f6, f6 and f7, and the difference between frames of the input frames input as f1 to f7 are compared to detect the change point. (Step S306).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS306―YES)、規定数つまり三枚の超解像度処理を行ったフレームを出力される。本実施形態の図7では、入力フレームf5を利用したフレーム内超解像度処理画像が出力フレームF5として出力される(ステップS308)。   If no change point is detected by the change point detection unit 23 (YES in step S306), a prescribed number, that is, three frames subjected to super-resolution processing are output. In FIG. 7 of the present embodiment, the intra-frame super-resolution processed image using the input frame f5 is output as the output frame F5 (step S308).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出された場合(ステップS306−YES)、出力フレーム選択部25は、さらに前回の検出処理で変化ポイントを行った否かを判定する。変化ポイント検出部23が変化ポイントを検出し、さらに出力フレーム選択部25の判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されたとされた場合(ステップS307−YES)には、記憶部24に記憶されたフレーム内超解像度処理画像を出力する。本実施形態では、f5とf6の間では変化ポイントは検出されないが前回の検出処理で行われたf4とf5の間には変化ポイントが検出されるため、出力フレームF6は、f6をリファレンスとしf5とf6の二枚を利用した超解像度処理画像を出力する(ステップS310)。   When the change point is detected by the change point detection unit 23 (YES in step S306), the output frame selection unit 25 further determines whether or not the change point is performed in the previous detection process. When the change point detection unit 23 detects the change point, and it is determined that the change point is detected in the previous detection process in the determination by the determination function of the output frame selection unit 25 (step S307—YES), the storage is performed. The intra-frame super-resolution processed image stored in the unit 24 is output. In the present embodiment, no change point is detected between f5 and f6, but a change point is detected between f4 and f5 performed in the previous detection process. Therefore, the output frame F6 uses f6 as a reference and f5. And a super-resolution processed image using the two images f6 (step S310).

変化ポイント検出部23により変化ポイントが検出され、出力フレーム選択部25により変化ポイントが検出されなかった場合、規定数よりも少ないフレームを利用した複数フレーム超解像度画像を出力させる。本実施形態では、F3である(ステップS309)。   When the change point is detected by the change point detection unit 23 and the change point is not detected by the output frame selection unit 25, a multi-frame super-resolution image using fewer frames than the specified number is output. In this embodiment, it is F3 (step S309).


このように、変化ポイントがあった場合には、複数フレーム超解像度処理画像に代えてフレーム内超解像度処理画像を出力することにより、全ての入力フレームに対して超解像度処理を行った出力フレームを出力することができる。全ての入力フレームに対して超解像度処理を行っているため、画像劣化が少ない高解像度処理を実現することができる。

As described above, when there is a change point, by outputting the intra-frame super-resolution processed image instead of the multi-frame super-resolution processed image, the output frames obtained by performing the super-resolution processing on all the input frames are output. Can be output. Since super-resolution processing is performed on all input frames, high-resolution processing with little image degradation can be realized.

さらに、三枚以上の入力フレームを使用して超解像度処理を行う場合、変化ポイントを検出した場合であっても、変化ポイントを検出した次の次(つまり変化ポイントから数えて二枚)の入力フレームが入力されてからは、二枚以上の複数枚フレームを利用した超解像度処理画像を出力することができ、より多くの数の複数フレーム超解像度処理がなされた画像を出力フレームとして利用することができ、さらなる高解像のフレーム出力が可能となる。   In addition, when super-resolution processing is performed using three or more input frames, even if a change point is detected, the next input after detecting the change point (that is, two images counted from the change point) is input. After a frame is input, a super-resolution processed image using two or more frames can be output, and a larger number of multi-frame super-resolution processed images can be used as output frames. This makes it possible to output a frame with higher resolution.


(第4の実施形態)請求項4
第4の実施態様について図11乃至図15を参照しながら説明する。

(Fourth Embodiment) Claim 4
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

第1、第2、第3の実施形態との違いは、主に複数フレーム超解像度処理部21と、出力フレーム選択部25にある。その他、記憶部24が記憶するフレームのデータ等が異なる。なお、図11には、映像記憶装置12を記載しているが、第1の実施形態と同様に、一台の撮像装置や複数台の撮像装置、これらを制御する撮像装置制御部を含む構成であってもよい。   The differences from the first, second, and third embodiments are mainly in the multi-frame super-resolution processing unit 21 and the output frame selection unit 25. In addition, the frame data stored in the storage unit 24 is different. In FIG. 11, the video storage device 12 is described, but as in the first embodiment, a configuration including one imaging device, a plurality of imaging devices, and an imaging device control unit that controls these imaging devices. It may be.

第4の実施形態の複数フレーム超解像度処理部21は、入力フレームに対して使用する複数枚の入力フレームを同一としたまま、リファレンスフレームを変化させて複数フレーム超解像度処理を行う。複数フレーム超解像度処理がなされたフレームは記憶部24に一時記憶または記憶される。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 of the fourth embodiment performs multi-frame super-resolution processing by changing the reference frame while keeping the plurality of input frames used for the input frame the same. The frame that has been subjected to the multi-frame super-resolution processing is temporarily stored or stored in the storage unit 24.

具体的には、入力フレームf1、f2の二枚を使用して複数フレーム超解像度処理を行う際に、f1をリファレンスフレームとしてf1、f2を使用した超解像度処理と、f2をリファレンスフレームとしてf1、f2を使用した超解像度処理を行う。これらの処理は並行して行われても良いし、処理能力に応じて適宜分割して処理がなされても良い。   Specifically, when performing multi-frame super-resolution processing using two input frames f1 and f2, super-resolution processing using f1 and f2 with f1 as a reference frame, and f1 with f2 as a reference frame, Super resolution processing using f2 is performed. These processes may be performed in parallel, or may be performed by appropriately dividing according to the processing capability.

第4の実施形態の出力フレーム選択部25は、前回の変化ポイント検出部23の検出処理において変化ポイントが検出されたか否かについて判定機能を備える。また、映像の変化ポイントでの遅延時間を調整する遅延調整機能を備えていてもよい。   The output frame selection unit 25 of the fourth embodiment includes a determination function as to whether or not a change point has been detected in the detection process of the previous change point detection unit 23. Further, a delay adjustment function for adjusting a delay time at a video change point may be provided.

変化ポイント検出部23によって変化ポイントが検出されなかった場合であって、上記判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出された場合、予め設定された通常のリファレンスフレームを利用した超解像度処理画像ではなく、リファレンスフレーム位置を変化させた超解像度処理画像を出力させる。リファレンスフレーム位置を変化させた超解像度処理画像が複数枚ある場合は、リファレンスフレーム位置のフレームの入力が早い順から順次出力される。   When a change point is not detected by the change point detection unit 23 and a change point is detected in the previous detection process in the determination by the determination function, a normal reference frame set in advance is used. Instead of the super-resolution processed image, a super-resolution processed image in which the reference frame position is changed is output. When there are a plurality of super-resolution processed images with the reference frame position changed, the frames at the reference frame position are output in order from the earliest.

変化ポイント検出部23によって変化ポイントが検出されなかった場合であって、さらに判定機能による判定において一回前の検出処理において変化ポイントが検出されなかった場合、予め設定された通常のリファレンスフレームを利用した超解像度処理画像を出力する。   When a change point is not detected by the change point detection unit 23 and when a change point is not detected in the previous detection process in the determination by the determination function, a normal reference frame set in advance is used. The super-resolution processed image is output.

上記遅延調整機能は、出力フレームの出力間隔を調整するものであり、必ずしも出力フレーム選択部25に備えられる必要はなく、画像処理装置20内であればよく、受像装置30と画像処理装置20との間に別の装置として設けてもよい。機能としては、予め入力されるフレーム内に変化ポイントがあることを検知し、予め数フレーム分の出力時間を遅らせておく等の処理を行う。その他の機能については第1の実施形態と同様である。   The delay adjustment function adjusts the output interval of the output frames, and is not necessarily provided in the output frame selection unit 25. The delay adjustment function may be provided in the image processing device 20, and the image receiving device 30, the image processing device 20, and the like. You may provide as another apparatus between. As a function, it detects that there is a change point in a frame that is input in advance, and performs processing such as delaying the output time for several frames in advance. Other functions are the same as those in the first embodiment.

具体的に画像処理装置20の動作について、複数フレームに利用するフレーム枚数の規定数が二枚である場合を例に、図13乃至図15を参照しながら説明する。いわゆる通常リファレンスに使用するリファレンスは二枚のフレームのうち後のフレームである。図13に示したように入力フレームf1〜f7が入力される。入力されたフレームは、f2をリファレンスとしてf1、f2を使用して超解像度処理を行いF2を出力する。これをf2〜f7について繰り返す。ここで、f4とf5の間に変化ポイントがある。よって、f4とf5が入力された場合に生成された超解像度処理画像は出力されない。その後、f5とf6が入力された場合は、前回変化ポイントをf4とf5の間に検出しているので、f5をリファレンスとしてf5、f6を利用した超解像度処理画像の出力を指示し、次にf6をリファレンスとしてf5、f6を利用した超解像度処理画像の出力を指示する。   Specifically, the operation of the image processing apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 13 to 15 by taking as an example a case where the prescribed number of frames used for a plurality of frames is two. The reference used for so-called normal reference is the latter frame of the two frames. As shown in FIG. 13, input frames f1 to f7 are input. The input frame is subjected to super-resolution processing using f1 and f2 with f2 as a reference, and F2 is output. This is repeated for f2 to f7. Here, there is a change point between f4 and f5. Therefore, the super-resolution processed image generated when f4 and f5 are input is not output. Thereafter, when f5 and f6 are input, since the previous change point is detected between f4 and f5, the output of the super-resolution processed image using f5 and f6 is instructed with f5 as a reference, and then An instruction to output a super-resolution processed image using f5 and f6 with f6 as a reference is given.

これらの出力する際、図13に示すようにこのまま出力すると出力フレームF4とF5の間に出力すべきフレームがない状態となる。そこで、予め出力フレームの出力時間を一定時間遅らせておくことで、図14に示すように出力フレームF4とF5に欠落がないよう、遅延処理機能による遅延処理を利用して、フレームの欠落を起こさせない。遅延処理機能とは、予め出力フレームの欠落を防ぐために出力フレームの出力タイミングを遅らせておき、図13に示すF4、F5の間のような出力フレームが出力されない場合に、出力フレームのタイミングを早く切替える機能をいう。   When these are output, as shown in FIG. 13, if the output is performed as it is, there is no frame to be output between the output frames F4 and F5. Therefore, by delaying the output time of the output frame for a predetermined time in advance, the delay processing by the delay processing function is used so that the output frames F4 and F5 are not lost as shown in FIG. I won't let you. The delay processing function delays the output timing of the output frame in advance in order to prevent the output frame from being lost. If the output frame between F4 and F5 shown in FIG. 13 is not output, the output frame timing is advanced. The function to switch.

また、図15に示すように通常リファレンスが二枚のうち前のフレームである場合である。f4とf5が入力された場合に生成された超解像度処理画像は記憶のみなされるか、または削除され出力されない。その後、f5とf6が入力された場合は、前回変化ポイントをf4とf5の間に検出しているので、f4をリファレンスとしてf3、f4を利用した超解像度処理画像の出力を指示し、次にf5をリファレンスとしてf5、f6を利用した超解像度処理画像の出力を指示する。   Further, as shown in FIG. 15, the normal reference is the previous frame of the two frames. The super-resolution processed image generated when f4 and f5 are input is only stored or deleted and not output. After that, when f5 and f6 are input, since the previous change point is detected between f4 and f5, the output of the super resolution processing image using f3 and f4 is instructed with f4 as a reference, and then An instruction to output a super-resolution processed image using f5 and f6 with f5 as a reference is given.


次に、第4の実施形態の動作について説明する。

Next, the operation of the fourth embodiment will be described.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS401)
画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。本実施形態では二枚の入力フレームを利用した場合の実施形態を述べるが三枚以上であっても良い。
First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S401).
The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames. In the present embodiment, an embodiment in which two input frames are used will be described, but three or more frames may be used.

いわゆる通常リファレンスに使用するリファレンスは二枚のフレームのうち後のフレームである。この場合、複数フレーム超解像度処理部21は、後のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い(ステップS402)、記憶部24へ記憶させる(ステップS403)。また、前のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い(ステップS404)、記憶させる(ステップS405)。複数枚の場合は、各入力フレームをリファレンスとした超解像度処理を行い、それぞれ記憶させる。   The reference used for so-called normal reference is the latter frame of the two frames. In this case, the multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing with the subsequent frame as a reference (step S402) and stores it in the storage unit 24 (step S403). Also, super-resolution processing is performed using the previous frame as a reference (step S404) and stored (step S405). In the case of a plurality of sheets, super-resolution processing is performed using each input frame as a reference, and each is stored.

具体的には、図13に示すように、f1〜f7が入力されると、f1をリファレンスとし、f1とf2を利用した超解像度処理を行い記憶させ(ステップS402、403)、f2をリファレンスとしf1とf2を利用した超解像度処理を行い記憶させる
(ステップS404、ステップS405)。これをf2〜f7について繰り返す。
Specifically, as shown in FIG. 13, when f1 to f7 are input, f1 is used as a reference, super resolution processing using f1 and f2 is performed and stored (steps S402 and S403), and f2 is used as a reference. Super-resolution processing using f1 and f2 is performed and stored (steps S404 and S405). This is repeated for f2 to f7.

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS406)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of a certain amount or more between two input frames that are successively input (step S406).

変化ポイントが検出された場合、そのまま終了する。図13では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f5をリファレンスとしてf4とf5を使用した超解像度処理画像は出力されない(ステップS406−YES)。   If a change point is detected, the process ends. In FIG. 13, since a change point is detected between f4 and f5, a super-resolution processed image using f4 and f5 with f5 as a reference is not output (step S406—YES).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS406―NO)、さらに前回の変化ポイント検出処理で変化ポイントがあったか否か、または出力フレームが出力されたか否かを検出する(ステップS407)。   If a change point has not been detected (step S406—NO), it is further detected whether there has been a change point in the previous change point detection process or whether an output frame has been output (step S407).

前回変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS407−NO)、通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する。図13では、F1〜F4、F7である。   If the previous change point has not been detected (NO in step S407), a super-resolution processed image using a normal reference is output. In FIG. 13, F1 to F4 and F7.

前回変化ポイントが検出された場合(ステップS407−YES)、リファレンスを変化させた超解像度処理画像を出力し(ステップS408)、次に通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する(ステップS409)。   When the previous change point is detected (step S407-YES), the super resolution processed image with the reference changed is output (step S408), and then the super resolution processed image using the normal reference is output (step S409). ).

これらの出力する際、図13に示すようにこのまま出力すると出力フレームF4とF5の間に出力すべきフレームがない状態となる。そこで、予め出力フレームの出力時間を一定時間遅らせておくことで、図14に示すように出力フレームF4とF5に欠落がないよう、遅延処理機能による遅延処理を利用して、フレームの欠落を起こさせない。   When these are output, as shown in FIG. 13, if the output is performed as it is, there is no frame to be output between the output frames F4 and F5. Therefore, by delaying the output time of the output frame for a predetermined time in advance, the delay processing by the delay processing function is used so that the output frames F4 and F5 are not lost as shown in FIG. I won't let you.

また、図15に示すように通常リファレンスが二枚のうち前のフレームである場合である。f4とf5が入力された場合に生成された超解像度処理画像は記憶のみなされるか、または削除され出力されない。その後、f5とf6が入力された場合は、前回変化ポイントをf4とf5の間に検出しているので、f4をリファレンスとしてf3、f4を利用した超解像度処理画像の出力を指示し(ステップS308)、次にf5をリファレンスとしてf5、f6を利用した超解像度処理画像の出力を指示する(ステップS309)。   Further, as shown in FIG. 15, the normal reference is the previous frame of the two frames. The super-resolution processed image generated when f4 and f5 are input is only stored or deleted and not output. Thereafter, when f5 and f6 are input, since the previous change point is detected between f4 and f5, the output of the super-resolution processed image using f3 and f4 is instructed using f4 as a reference (step S308). Next, an instruction to output a super-resolution processed image using f5 and f6 with f5 as a reference is given (step S309).


このように、変化ポイントをまたいで超解像度処理がなされたフレームに関しては、出力がなされず、全ての入力フレームをリファレンス画像として超解像度処理を行った出力フレームを出力することができる。また、全ての入力フレームに対して複数フレーム超解像度処理を行っているため、出力画素数等が同じ出力フレームを出力できる。また、複数フレーム超解像度処理のみを利用した超解像度処理を利用しているため、より確証度の高い出力フレームを出力することができる。

As described above, a frame that has undergone super-resolution processing across the change points is not output, and an output frame that has been subjected to super-resolution processing can be output using all input frames as reference images. In addition, since multiple frame super-resolution processing is performed on all input frames, output frames having the same number of output pixels can be output. Further, since the super-resolution processing using only the multi-frame super-resolution processing is used, it is possible to output an output frame with higher accuracy.


(第5の実施形態)
第5の実施態様について図16乃至図18を参照しながら説明する。

(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態は、第4の実施形態の変形例である。   This embodiment is a modification of the fourth embodiment.

第4の実施形態との違いは、主に出力フレーム選択部25にある。その他、これらの違いに従い記憶部24が記憶するフレーム画像のデータ等が異なる。   The difference from the fourth embodiment is mainly in the output frame selection unit 25. In addition, the frame image data and the like stored in the storage unit 24 differ according to these differences.

第5の実施形態の複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。本実施形態では、図17に示すように二枚の複数フレームのうち先のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合である。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 according to the fifth embodiment performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the previous frame is used as a reference frame among two plural frames.


次に、第5の実施形態の動作について、図17を参照しながら説明する。

Next, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS501)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S501).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames.

複数フレーム超解像度処理部21は、一枚目のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い、記憶部24へ記憶させる。二枚または、四枚以上の場合であっても予め定められたリファレンス画像を用いた同様の超解像度処理を行い、それぞれ記憶させる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using the first frame as a reference, and stores it in the storage unit 24. Even when there are two or four or more images, the same super-resolution processing using a predetermined reference image is performed and stored.

具体的には、図16に示すように、f1〜f7が入力されると、f1をリファレンスとし、f1とf2とを利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップ502、503)。また、同時にf2をリファレンスとし、f1とf2とを利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップS504、505)。   Specifically, as shown in FIG. 16, when f1 to f7 are input, super resolution processing using f1 and f2 is performed using f1 as a reference and stored (steps 502 and 503). At the same time, f2 is used as a reference, and super-resolution processing using f1 and f2 is performed and stored (steps S504 and S505).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS506)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input (a change point) (step S506).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS506―NO)、通常のリファレンス位置の超解像度フレームを作成し出力する。図17では、F1〜F3、F5〜F7である(ステップS507)。   If no change point is detected (step S506—NO), a super-resolution frame at a normal reference position is created and output. In FIG. 17, it is F1-F3 and F5-F7 (step S507).

変化ポイントが検出された場合(ステップ506−YES)、リファレンス位置を変化させた超解像度フレームを作成し出力する。図17では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f4をリファレンスとしてf4とf5を使用した超解像度処理画像出力されず、前回処理で記憶したf4をリファレンスとしf3とf5を使用した超解像度処理画像を記憶部24から読み出しF4として出力する(ステップS508)。   If a change point is detected (step 506-YES), a super-resolution frame with the reference position changed is created and output. In FIG. 17, since a change point is detected between f4 and f5, the super-resolution processed image is not output using f4 and f5 with f4 as a reference, and f3 and f5 are used with f4 stored in the previous process as a reference. The super-resolution processed image is read from the storage unit 24 and output as F4 (step S508).

なお、図18は図17を異なる概念で考えた場合の処理図である。つまり変化ポイントを検出した場合には、既に前に行われた超解像度処理画像を出力するわけであるから、図17で存在するF3とF4の間の処理時間を極めて短時間とすることができる。   FIG. 18 is a processing diagram when FIG. 17 is considered in a different concept. In other words, when a change point is detected, the previously processed super-resolution processing image is output, so that the processing time between F3 and F4 existing in FIG. 17 can be made extremely short. .


このように、リファレンス位置を前にした超解像度処理を行わせ、変化ポイントを検出した場合には、あらかじめ先の処理で行っていたリファレンス位置の異なる超解像度処理画像を出力させることにより、速やかに超解像度処理画像を出力することができる。

In this way, when super-resolution processing with the reference position in front is performed and a change point is detected, a super-resolution processing image with a different reference position that has been performed in the previous processing is output in advance. A super-resolution processed image can be output.


(第6の実施形態)
第6の実施態様について図19乃至図24を参照しながら説明する。

(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態は、第4の実施形態の変形例である。   This embodiment is a modification of the fourth embodiment.

本実施形態では、図19に示すように、入力フレームを記憶する記憶部27をもつ。   In this embodiment, as shown in FIG. 19, it has the memory | storage part 27 which memorize | stores an input frame.

本実施形態では、記憶部27は、記憶部24と分けて記載しているが、同一の媒体であってもよい。   In the present embodiment, the storage unit 27 is described separately from the storage unit 24, but may be the same medium.


次に、第6の実施形態の動作について説明する。

Next, the operation of the sixth embodiment will be described.

本実施形態では図21に示すように、三枚の入力フレームを用いた超解像度処理であって、その三枚の入力フレームのうち二枚目の入力フレームをリファレンスとした例を示す。   In the present embodiment, as shown in FIG. 21, an example of super-resolution processing using three input frames and using the second input frame as a reference among the three input frames is shown.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS601)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S601).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames.

複数フレーム超解像度処理部21は、二枚目のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い、記憶部24へ記憶させる。二枚または、四枚以上の場合であっても予め定められたリファレンス画像を用いた同様の超解像度処理を行い、それぞれ記憶させる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using the second frame as a reference, and stores it in the storage unit 24. Even when there are two or four or more images, the same super-resolution processing using a predetermined reference image is performed and stored.

具体的には、図20に示すように、f1〜f7が入力されると、f2をリファレンスとし、f1とf2とf3を利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップS602、603)。   Specifically, as shown in FIG. 20, when f1 to f7 are input, super resolution processing using f1, f2, and f3 is performed and stored using f2 as a reference (steps S602 and S603).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS604)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input (change point) more than a certain amount (step S604).

変化ポイントが検出された場合、そのまま終了する。図21では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f4をリファレンスとしてf3とf4とf5を使用した超解像度処理画像およびf5をリファレンスとしてf4とf5とf6を使用した超解像度処理画像は出力されない(ステップS604−YES)。   If a change point is detected, the process ends. In FIG. 21, since a change point is detected between f4 and f5, a super-resolution processing image using f3, f4, and f5 with f4 as a reference, and a super-resolution processing using f4, f5, and f6 with f5 as a reference The image is not output (step S604—YES).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS604―NO)、さらに前回の変化ポイント検出処理で変化ポイントがあったか否か、または出力フレームが出力されたか否かを検出する(ステップS605)。   If a change point is not detected (step S604—NO), it is further detected whether there was a change point in the previous change point detection process or whether an output frame was output (step S605).

前回変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS605−NO)、通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する。図21では、F1〜F3、F6、F7である(ステップS608)。   When the previous change point has not been detected (step S605-NO), a super-resolution processed image using a normal reference is output. In FIG. 21, it is F1-F3, F6, F7 (step S608).

前回変化ポイントが検出された場合(ステップS605−YES)、複数フレーム超解像度処理部21は、リファレンスを変更した超解像度処理を行い出力する(ステップS606、ステップS607)。次に通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する(ステップS608)。   When the previous change point is detected (step S605—YES), the multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing with the reference changed and outputs (step S606, step S607). Next, a super-resolution processed image using a normal reference is output (step S608).

図21では、f4とf5とf6を読み込んで超解像度処理をしようとした場合、変化ポイントが検出され、前回のf3とf4とf5を読み込んだ際にも変化ポイントが検出される。検出された次に、複数フレーム超解像度処理部は記憶部27から再度入力フレームを読み出し、f4をリファレンスとし、f2とf3とf4を使用した超解像度処理画像を作成し出力しf5をリファレンスとし、f5とf6とf7を使用した超解像度処理画像を作成し出力し、次に、再度同じ入力フレームを利用しながらも通常のリファレンス位置画像f6をリファレンスとした超解像度処理画像を出力する(ステップS606、ステップS607、ステップS608)。   In FIG. 21, when f4, f5, and f6 are read and super resolution processing is performed, the change point is detected, and the change point is also detected when the previous f3, f4, and f5 are read. Next, the multi-frame super-resolution processing unit reads the input frame again from the storage unit 27, generates and outputs a super-resolution processed image using f2, f3, and f4 as a reference, and uses f5 as a reference. A super-resolution processed image using f5, f6, and f7 is created and output, and then a super-resolution processed image with the normal reference position image f6 as a reference is output while using the same input frame again (step S606). , Step S607, Step S608).

これらの出力する際、図21に示すようにこのまま出力すると出力フレームF3とF4の間に出力すべきフレームがない状態となる。そこで、予め出力フレームの出力時間を一定時間遅らせる遅延処理を利用して、フレームの欠落を起こさせないようにしてもよい。   When these are output, as shown in FIG. 21, if the output is performed as it is, there is no frame to be output between the output frames F3 and F4. In view of this, a delay process for delaying the output time of the output frame by a predetermined time may be used in advance to prevent the frame from being lost.


同様に三枚の入力フレームを用いた超解像度処理であって、その三枚の入力フレームのうち一枚目の入力フレームをリファレンスとした例を図22を参照しながら説明する。

Similarly, an example of super-resolution processing using three input frames and using the first input frame of the three input frames as a reference will be described with reference to FIG.

f1〜f7が入力されると、f3をリファレンスとし、f1とf2とf3を利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップS602、603)。   When f1 to f7 are input, super resolution processing using f1, f2, and f3 is performed using f3 as a reference and stored (steps S602 and S603).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS604)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input (change point) more than a certain amount (step S604).

変化ポイントが検出された場合、そのまま終了する。図22では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f5をリファレンスとしてf3とf4とf5を使用した超解像度処理画像およびf6をリファレンスとしてf4とf5とf6を使用した超解像度処理画像は出力されない(ステップS604−YES)。   If a change point is detected, the process ends. In FIG. 22, since a change point is detected between f4 and f5, a super-resolution processing image using f3, f4 and f5 with f5 as a reference, and a super-resolution processing using f4, f5 and f6 with f6 as a reference The image is not output (step S604—YES).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS604―NO)、さらに前回の変化ポイント検出処理で変化ポイントがあったか否か、または出力フレームが出力されたか否かを検出する(ステップS605)。   If a change point is not detected (step S604—NO), it is further detected whether there was a change point in the previous change point detection process or whether an output frame was output (step S605).

前回変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS605−NO)、通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する。図22では、F1〜F4、F7である(ステップS608)。   When the previous change point has not been detected (step S605-NO), a super-resolution processed image using a normal reference is output. In FIG. 22, it is F1-F4 and F7 (step S608).

前回変化ポイントが検出された場合(ステップS605−YES)、複数フレーム超解像度処理部21は、リファレンスを変更した超解像度処理を行い出力する(ステップS606、ステップS607)。次に通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する(ステップS608)。   When the previous change point is detected (step S605—YES), the multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing with the reference changed and outputs (step S606, step S607). Next, a super-resolution processed image using a normal reference is output (step S608).

図22では、f4とf5とf6を読み込んで超解像度処理をしようとした場合、変化ポイントが検出され、前回のf3とf4とf5を読み込んだ際にも変化ポイントが検出される。検出された次に、複数フレーム超解像度処理部は記憶部27から再度入力フレームを読み出し、f5をリファレンスとし、f5とf6とf7を使用した超解像度処理画像を作成し出力しf6をリファレンスとし、f5とf6とf7を使用した超解像度処理画像を作成し出力し、次に、再度同じ入力フレームを利用しながらも通常のリファレンス位置画像f7をリファレンスとした超解像度処理画像を出力する(ステップS606、ステップS607、ステップS608)。   In FIG. 22, when trying to perform super-resolution processing by reading f4, f5, and f6, the change point is detected, and the change point is also detected when the previous f3, f4, and f5 are read. Next, the multi-frame super-resolution processing unit reads the input frame from the storage unit 27 again, creates and outputs a super-resolution processed image using f5, f6, and f7 as a reference, and uses f6 as a reference. A super-resolution processed image using f5, f6, and f7 is created and output, and then a super-resolution processed image with the normal reference position image f7 as a reference is output while using the same input frame again (step S606). , Step S607, Step S608).


同様に三枚の入力フレームを用いた超解像度処理であって、その三枚の入力フレームのうち一枚目の入力フレームをリファレンスとした例を図23を参照しながら説明する。

Similarly, an example of super-resolution processing using three input frames and using the first input frame of the three input frames as a reference will be described with reference to FIG.

f1〜f7が入力されると、f1をリファレンスとし、f1とf2とf3を利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップS602、603)。   When f1 to f7 are input, super resolution processing using f1, f2, and f3 is performed using f1 as a reference and stored (steps S602 and S603).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS604)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input (change point) more than a certain amount (step S604).

変化ポイントが検出された場合、そのまま終了する。図22では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f3をリファレンスとしてf3とf4とf5を使用した超解像度処理画像およびf4をリファレンスとしてf4とf5とf6を使用した超解像度処理画像は出力されない(ステップS604−YES)。   If a change point is detected, the process ends. In FIG. 22, since a change point is detected between f4 and f5, a super-resolution processing image using f3, f4, and f5 with f3 as a reference, and a super-resolution processing using f4, f5, and f6 with f4 as a reference The image is not output (step S604—YES).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS604―NO)、さらに前回の変化ポイント検出処理で変化ポイントがあったか否か、または出力フレームが出力されたか否かを検出する(ステップS605)。   If a change point is not detected (step S604—NO), it is further detected whether there was a change point in the previous change point detection process or whether an output frame was output (step S605).

前回変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS605−NO)、通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する。図23では、F1、F2、F5〜F7である(ステップS608)。   When the previous change point has not been detected (step S605-NO), a super-resolution processed image using a normal reference is output. In FIG. 23, F1, F2, and F5 to F7 (step S608).

前回変化ポイントが検出された場合(ステップS605−YES)、複数フレーム超解像度処理部21は、リファレンスを変更した超解像度処理を行い出力する(ステップS606、ステップS607)。次に通常のリファレンスを使用した超解像度処理画像を出力する(ステップS608)。   When the previous change point is detected (step S605—YES), the multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing with the reference changed and outputs (step S606, step S607). Next, a super-resolution processed image using a normal reference is output (step S608).

図23では、f4とf5とf6を読み込んで超解像度処理をしようとした場合、変化ポイントが検出され、前回のf3とf4とf5を読み込んだ際にも変化ポイントが検出される。検出された次に、複数フレーム超解像度処理部は記憶部27から再度入力フレームを読み出し、f3をリファレンスとし、f2とf3とf4を使用した超解像度処理画像を作成し出力しf4をリファレンスとし、f2とf3とf4を使用した超解像度処理画像を作成し出力し、次に、再度同じ入力フレームを利用しながらも通常のリファレンス位置画像f7をリファレンスとした超解像度処理画像を出力する(ステップS606、ステップS607、ステップS608)。   In FIG. 23, when f4, f5, and f6 are read and super resolution processing is performed, the change point is detected, and the change point is also detected when the previous f3, f4, and f5 are read. Next, the multi-frame super-resolution processing unit reads the input frame again from the storage unit 27, creates and outputs a super-resolution processed image using f2, f3, and f4 as a reference, and uses f4 as a reference. A super-resolution processed image using f2, f3, and f4 is created and output, and then a super-resolution processed image with the normal reference position image f7 as a reference is output while using the same input frame again (step S606). , Step S607, Step S608).


このように、変化ポイントを二回連続で検出した場合にリファレンス画像を変更した超解像度処理を行い出力することにより、複数フレーム超解像度処理部21により同時に処理を行う必要がない。

As described above, when the change point is detected twice in succession, the super-resolution processing with the changed reference image is performed and output, so that the multi-frame super-resolution processing unit 21 does not need to perform the processing simultaneously.


(第7の実施形態)
第7の実施態様について図24、図25を参照しながら説明する。

(Seventh embodiment)
The seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 24 and 25. FIG.

本実施形態は、第6の実施形態の変形例である。   This embodiment is a modification of the sixth embodiment.

第6の実施形態との違いは、主に出力フレーム選択部25にある。その他、これらの違いに従い記憶部24が記憶するフレーム画像のデータ等が異なる。   The difference from the sixth embodiment is mainly in the output frame selection unit 25. In addition, the frame image data and the like stored in the storage unit 24 differ according to these differences.

第6の実施形態の複数フレーム超解像度処理部21は、設定されたリファレンスフレームの位置により、異なった超解像度処理を行う。本実施形態では、図25に示すように三枚の複数フレームのうち先のフレームをリファレンスフレームとして利用する場合である。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 of the sixth embodiment performs different super-resolution processing depending on the set position of the reference frame. In the present embodiment, as shown in FIG. 25, the previous frame is used as a reference frame among three frames.


次に、第7の実施形態の動作について、図25を参照しながら説明する。

Next, the operation of the seventh embodiment will be described with reference to FIG.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS701)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S701).

画像処理装置20は送られてきた低解像度画像を複数フレーム超解像度処理部21に処理させる。また、変化ポイント検出部23に、入力フレーム間の変化ポイントを検出させる。   The image processing apparatus 20 causes the multi-frame super-resolution processing unit 21 to process the received low-resolution image. Further, the change point detection unit 23 is caused to detect change points between input frames.

複数フレーム超解像度処理部21は、一枚目のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い、記憶部24へ記憶させる。二枚または、四枚以上の場合であっても予め定められたリファレンス画像を用いた同様の超解像度処理を行い、それぞれ記憶させる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using the first frame as a reference, and stores it in the storage unit 24. Even when there are two or four or more images, the same super-resolution processing using a predetermined reference image is performed and stored.

具体的には、図21に示すように、f1〜f7が入力されると、f1をリファレンスとし、f1とf2とf3とを利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップ702、703)。   Specifically, as shown in FIG. 21, when f1 to f7 are input, super resolution processing using f1, f2, and f3 is performed using f1 as a reference and stored (steps 702 and 703).

変化ポイント検出部23は、連続して入力される二枚の入力フレームの一定以上変化(変化ポイント)を検出する(ステップS704)。   The change point detection unit 23 detects a change (change point) of two or more input frames that are successively input (change point) more than a certain amount (step S704).

変化ポイントが検出されなかった場合(ステップS704―NO)、通常のリファレンス位置の超解像度フレームを作成し出力する。図25では、F1、F2、F5〜F7である(ステップS705)。   If no change point is detected (step S704—NO), a super-resolution frame at a normal reference position is created and output. In FIG. 25, they are F1, F2, and F5 to F7 (step S705).

変化ポイントが検出された場合(ステップ704−YES)、リファレンス位置を変化させた超解像度フレームを作成し出力する。図25では、f4とf5の間に変化ポイントが検出されるため、f3をリファレンスとしてf3とf4とf5を使用した超解像度処理画像出力されず、前回処理で記憶したf3をリファレンスとしf2とf3とf4を使用した超解像度処理画像を行いF3として出力する。次にf4をリファレンスとしf2とf3とf4を利用した超解像度処理を行いF4として出力する(ステップS707、78)。   If a change point is detected (step 704-YES), a super-resolution frame with the reference position changed is created and output. In FIG. 25, since a change point is detected between f4 and f5, the super-resolution processed image is not output using f3, f4, and f5 with f3 as a reference, and f2 and f3 are stored with f3 stored in the previous process as a reference. And a super-resolution processed image using f4 and output as F3. Next, super resolution processing using f2, f3, and f4 is performed using f4 as a reference, and output as F4 (steps S707 and 78).


このように、リファレンス位置を前にした超解像度処理を行わせ、変化ポイントを検出した場合には、第5の実施形態と同様にあらかじめ先の処理で行っていたリファレンス位置の異なる超解像度処理画像を出力させることにより、速やかに超解像度処理画像を出力することができる。

As described above, when the super-resolution processing with the reference position in front is performed and the change point is detected, the super-resolution processing image having a different reference position that has been previously performed in the previous processing as in the fifth embodiment. Can output a super-resolution processed image promptly.


(第8の実施形態)
第8の実施態様について図26乃至図28を参照しながら説明する。

(Eighth embodiment)
The eighth embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、第6の実施形態と基本的には同様の構成を用いるが、本実施形態の変化ポイント検出部23は、変化ポイント検出に代えて、映像の最先端か最後端を検出する。   In the present embodiment, basically the same configuration as that of the sixth embodiment is used, but the change point detection unit 23 of the present embodiment detects the leading edge or the end of the video instead of the change point detection. .


次に、第8の実施形態の動作について説明する。

Next, the operation of the eighth embodiment will be described.

本実施形態では、三枚の入力フレームを利用し、リファレンス位置が二枚目に来るように設定している。   In this embodiment, three input frames are used and the reference position is set to be the second.

まず、複数枚の入力フレームが連続して、画像処理装置20に入力される(ステップS801)。   First, a plurality of input frames are continuously input to the image processing apparatus 20 (step S801).

複数フレーム超解像度処理部21は、二枚目のフレームをリファレンスとした超解像度処理を行い、記憶部24へ記憶させる。二枚または、四枚以上の場合であっても予め定められたリファレンス画像を用いた同様の超解像度処理を行い、それぞれ記憶させる。   The multi-frame super-resolution processing unit 21 performs super-resolution processing using the second frame as a reference, and stores it in the storage unit 24. Even when there are two or four or more images, the same super-resolution processing using a predetermined reference image is performed and stored.

具体的には、図28に示すように、f1〜f7が入力されると、f2をリファレンスとし、f1とf2とf3を利用した超解像度処理を行い記憶させる(ステップS802、803)。   Specifically, as shown in FIG. 28, when f1 to f7 are input, super resolution processing using f1, f2, and f3 is performed and stored using f2 as a reference (steps S802 and 803).

変化ポイント検出部23は、映像の最先端または最後端を検出する(ステップS804)。   The change point detection unit 23 detects the leading edge or the end of the video (step S804).

映像の最先端であった場合(ステップS804−YES)さらに、予め設定されたリファレンス画像が一番前か後かを判断する(ステップS805)。   If it is the leading edge of the video (step S804-YES), it is further determined whether the preset reference image is the forefront or the back (step S805).

リファレンス画像が一番前であれば、ステップS803で記憶した通常のリファレンス画像を記憶部24から出力させる(ステップS808)。   If the reference image is the front, the normal reference image stored in step S803 is output from the storage unit 24 (step S808).

リファレンス画像が一番前出ない場合、リファレンス位置を変更した超解像度処理を行い出力させ、その次に、通常のリファレンス一の超解像度処理画像を出力させる(ステップS806、ステップS807、ステップS808)。   When the reference image does not appear the most, the super-resolution processing with the changed reference position is performed and then output, and then the normal-resolution super-resolution processing image is output (step S806, step S807, and step S808).

映像の最先端出ない場合(ステップS804−NO)、通常のリファレンス一の超解像度処理画像が出力される(ステップS809)。   If the leading edge of the video does not appear (step S804-NO), a normal super-resolution processed image is output (step S809).

次に、映像の最後端か否かを判断する(ステップS810)。   Next, it is determined whether it is the last end of the video (step S810).

映像の最後端でなければ、そのまま処理を終了させる。   If it is not the end of the video, the process is terminated.

次に、リファレンス位置が一番後であるか否かを判断する。リファレンス位置が一番後であった場合(ステップS811―YES)、そのまま処理を終了させる。   Next, it is determined whether or not the reference position is the last position. If the reference position is the last position (step S811—YES), the process is terminated as it is.

リファレンス位置が一番最後でなかった場合(ステップS811−NO)、リファレンス位置を変更した超解像度処理を行い、出力させる(ステップS812、ステップS813)。   If the reference position is not the last (step S811-NO), super-resolution processing with the changed reference position is performed and output (steps S812 and S813).


このように、全ての入力フレームをリファレンスとした超解像度処理を行うことができ、フレームの欠落がなく。全ての出力フレームに対して同じ枚数を利用した超解像度処理ができる。

In this way, super-resolution processing with all input frames as a reference can be performed, and there is no missing frame. Super-resolution processing can be performed using the same number for all output frames.


第1の実施形態から第8の実施形態においては、複数フレーム超解像度処理またはフレーム内超解像度処理には、通常の超解像度処理以外にも図29に示すようにしても良い。以下、説明する。

In the first to eighth embodiments, the multi-frame super-resolution process or the intra-frame super-resolution process may be as shown in FIG. 29 in addition to the normal super-resolution process. This will be described below.

カメラ映像の切り替えまたはシーンの切り替えにトランディション(切り替え効果)を使用する。トランディションの1つとして良く用いられる「フェードイン・フェードアウト、クロスフェード」であるが、位置あわせ処理での前後フレームとの動きベクトルを求める際、トランディションによりフレーム映像全体が変化するためテンプレートマッチングでは動きベクトルの精度は低下(マッチング判定できない)する。そこで、図20の様に、フレーム内のサーチ範囲(範囲は任意)とその範囲の想定される輝度変化(+:明るめ、−:暗め)分のテンプレートを追加してマッチングを行う。これにより、マッチングによる動きベクトルの精度は低下せず、さらに、リファレンスフレームと同程度の輝度のリファレンスフレームとの再構成(例えば重ねあわせ)して高解像度画像を再構成することができる。   Use transitions (switching effects) to switch camera images or scenes. “Fade-in / Fade-out / Crossfade” is often used as one of the transitions, but when finding the motion vector between the previous and next frames in the alignment process, the entire frame video changes due to the transition, so template matching The accuracy of the motion vector is lowered (matching cannot be determined). Therefore, as shown in FIG. 20, matching is performed by adding templates corresponding to the search range (arbitrary range) in the frame and the expected luminance change (+: brighter, −: darker) within the range. As a result, the accuracy of the motion vector due to the matching is not lowered, and a high-resolution image can be reconstructed by reconstructing (for example, superposing) the reference frame with a reference frame having the same luminance as the reference frame.

また、撮像装置制御部11を使用する場合には、撮像装置制御部によるカメラのパンによる撮像画像の変化量を加味した超解像度処理を行っても良い。   When the imaging device control unit 11 is used, super-resolution processing may be performed in consideration of the amount of change in the captured image due to camera panning by the imaging device control unit.


これら実施形態には、変化ポイント検出手段23による変化ポイントの検出には、MPEG等への変換の際に出力されるIフレーム(Iピクチャ)を利用してもよい。

In these embodiments, an I frame (I picture) output at the time of conversion to MPEG or the like may be used for detection of the change point by the change point detection means 23.


本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 … 撮像装置
11 … 撮像装置制御部
12 … 映像記憶装置
20 … 画像処理装置
21 … 複数触れ0無超解像度処理部
22 … フレーム内超解像度処理部
23 … 変化ポイント検出部
24 … 記憶部
25 … 出力フレーム選択部
27 … 記憶部
30 … 受像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Imaging device 11 ... Imaging device control part 12 ... Image | video storage device 20 ... Image processing apparatus 21 ... Multiple touch 0 super-resolution processing part 22 ... Intra-frame super-resolution processing part 23 ... Change point detection part 24 ... Memory | storage part 25 ... Output frame selection unit 27 ... storage unit 30 ... image receiving device

Claims (14)

時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成する第一の画像生成手段と、
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成する第二の画像生成手段と、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出手段と、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させる出力手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
First image generation means for performing intra-frame super-resolution processing on an input frame that is continuously input in time series and generating a first high-resolution frame image;
Second image generation means for generating a second high-resolution frame image using a plurality of the input frames;
Detecting means for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
Output means for outputting the first high-resolution frame image when the detection means detects a change point, and outputting the second high-resolution frame image when the detection means does not detect the change point; ,
An image processing apparatus comprising:
前記第二の画像生成手段はN枚の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成し、
前記出力手段は、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合は第一の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の(N−2)回前いずれの検出処理において変化ポイントが検出されていない場合は、前記第二の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の(N−2)回前のいずれかの検出処理において変化ポイントが検出されている場合は、前記第二の画像生成手段で変化ポイント後に入力された複数枚の入力フレームを利用して生成された複数枚高解像度フレーム画像を出力すること
を特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。
The second image generation means generates a second high-resolution frame image using the N input frames,
The output means includes
If the detection means detects a change point, the first high-resolution frame image is output,
If the detection means does not detect a change point and if no change point is detected in any detection process before (N-2) times of the detection means, the second high-resolution frame image is output,
If the detection means does not detect the change point and if the change point is detected in any detection process before (N-2) times of the detection means, the second image generation means after the change point The image processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of high-resolution frame images generated using a plurality of input frames input are output.
前記出力手段は、
前記検出手段が変化ポイントを検出なかった場合は第二の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合かつ前記検出手段の前回の検出処理において変化ポイントが検出されていた場合は、前記第一の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合かつ前記検出手段の前回の検出処理において変化ポイントが検出されていない場合は、前記第二の画像生成手段で変化ポイント前に入力された複数枚の入力フレームを利用して生成された複数枚高解像度フレーム画像を出力すること
を特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。
The output means includes
If the detection means does not detect the change point, the second high-resolution frame image is output,
If the detection means detects a change point and if a change point has been detected in the previous detection process of the detection means, the first high-resolution frame image is output,
When the detection unit detects a change point and when no change point is detected in the previous detection process of the detection unit, a plurality of input frames input before the change point by the second image generation unit The image processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of high-resolution frame images generated by using an image are output.
時系列的に連続して入力される入力フレームに複数枚のフレームを利用して第三の高解像度フレーム画像を生成する第三の画像生成手段と、
前記第三の高解像度フレーム画像とはリファレンス位置が異なる複数毎フレームを利用して第四の超解像度フレーム画像を生成する第四の画像生成手段と、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出手段と、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合は画像の出力をせず、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の一つ前の検出動作において変化ポイントが検出されていない場合は、前記第三の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の前回の検出処理において変化ポイントが検出されていた場合は、前記第四の高解像度フレーム画像を出力し、次に前記第三の高解像度フレーム画像を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Third image generation means for generating a third high-resolution frame image using a plurality of frames as input frames that are continuously input in time series;
A fourth image generating means for generating a fourth super-resolution frame image using a plurality of frames having different reference positions from the third high-resolution frame image;
Detecting means for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
When the detection means detects a change point, it does not output an image,
If the detection means does not detect a change point and no change point is detected in the previous detection operation of the detection means, the third high-resolution frame image is output,
If the detection means does not detect a change point and if a change point has been detected in the previous detection process of the detection means, the fourth high resolution frame image is output, and then the third high resolution An image processing apparatus comprising: output means for outputting a frame image.
前記出力手段は、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第四の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第三の高解像度フレーム画像を出力すること
を特徴とする請求項4に記載する画像処理装置。
The output means includes
When the detection unit detects a change point, the fourth high-resolution frame image is output, and when the detection unit does not detect the change point, the third high-resolution frame image is output. An image processing apparatus according to claim 4.
前記出力手段は、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合は超解像度処理画像を出力せず、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の前回の検出処理において変化ポイントが検出されていない場合は、前記第三の高解像度フレーム画像を出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合かつ前記検出手段の前回の検出処理において変化ポイントが検出されている場合は、前記第四の画像生成手段で変化ポイント後に入力された複数枚の入力フレームを利用して複数枚高解像度フレーム画像を生成・出力し、次に同じ入力フレームを利用した第三の高解像度フレーム画像を出力すること
を特徴とする請求項4に記載する画像処理装置。
The output means includes
If the detection means detects a change point, does not output a super-resolution processed image,
If the detection means does not detect a change point and the change point is not detected in the previous detection process of the detection means, the third high-resolution frame image is output,
If the detection means does not detect a change point and if a change point has been detected in the previous detection process of the detection means, a plurality of input frames input after the change point by the fourth image generation means. 5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein a plurality of high-resolution frame images are generated and output using the same, and then a third high-resolution frame image using the same input frame is output.
前記出力手段は、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合は、前記第四の画像生成手段で変化ポイント後に入力された複数枚の入力フレームを利用して複数枚高解像度フレーム画像を生成・出力し、
前記検出手段が変化ポイントを検出しなかった場合は、前記第三の高解像度フレーム画像を出力すること
を特徴とする請求項4に記載する画像処理装置。
The output means includes
When the detection means detects a change point, a plurality of high-resolution frame images are generated and output using a plurality of input frames input after the change point by the fourth image generation means,
The image processing apparatus according to claim 4, wherein the third high-resolution frame image is output when the detection unit does not detect a change point.
前記第二の高解像度フレーム画像を生成する場合においてリファレンスフレームを設定する設定手段と、
映像の最先端を検出する最先端検出手段と、
前記最先端検出手段により映像の最先端が検出され、前記リファレンスフレームがN番目のフレームに設定されているときには、先頭フレームから(N−1)番目の入力フレームは前記第一の高解像度フレームを出力すること
を特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。
Setting means for setting a reference frame when generating the second high-resolution frame image;
State-of-the-art detection means to detect the state of the art,
When the leading edge of the video is detected by the leading edge detection means and the reference frame is set to the Nth frame, the (N−1) th input frame from the top frame is the first high resolution frame. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus outputs the image.
前記第二の高解像度フレーム画像を生成する場合においてリファレンス位置を設定する設定手段と、
映像の最後端を検出する最後端検出手段と、
前記最後端検出手段により映像の最後端が検出され、前記リファレンスフレームがN番目のフレームに設定されているときには、(N+1)番目のフレームから最後端の入力フレームに対しては前記第一の高解像度フレームを出力すること
を特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。
Setting means for setting a reference position when generating the second high-resolution frame image;
A trailing edge detecting means for detecting the trailing edge of the image;
When the last end of the video is detected by the last end detecting means and the reference frame is set to the Nth frame, the first high frame is applied to the last input frame from the (N + 1) th frame. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a resolution frame is output.
前記第三の高解像度フレーム画像を生成する場合においてリファレンスフレームを設定する設定手段と、
映像の最先端を検出する最先端検出手段と、
前記最先端検出手段により映像の最先端が検出され、前記リファレンスフレームがN番目のフレームに設定されているときには(N−1)番目のフレームはリファレンスフレームを最先頭のフレームから(N−1)番目フレームに設定した前記第四の超解像度画像フレームを出力すること
を特徴とする請求項4に記載する画像処理装置。
Setting means for setting a reference frame when generating the third high-resolution frame image;
State-of-the-art detection means to detect the state of the art,
When the leading edge of the video is detected by the leading edge detection means and the reference frame is set to the Nth frame, the (N-1) th frame starts with the reference frame from the topmost frame (N-1). The image processing apparatus according to claim 4, wherein the fourth super-resolution image frame set to the th frame is output.
前記第三の高解像度フレーム画像を生成する場合においてリファレンス位置を設定する設定手段と、
映像の最後端を検出する最後端検出手段と、
前記最後端検出手段により映像の最後端が検出され、前記リファレンスフレームがN番目のフレームに設定されているときには、(N+1)番目のフレームから最後端の入力フレームをリファレンスに設定した前記第四の高解像度フレームを出力すること
を特徴とする請求項4に記載する画像処理装置。
Setting means for setting a reference position in generating the third high-resolution frame image;
A trailing edge detecting means for detecting the trailing edge of the image;
When the last end of the video is detected by the last end detection means and the reference frame is set to the Nth frame, the fourth input frame in which the last input frame from the (N + 1) th frame is set as a reference is used. The image processing apparatus according to claim 4, wherein a high-resolution frame is output.
前記第一の高解像度フレーム画像または前記第二の高解像度フレーム画像を生成する場合において、
フレーム内のサーチ範囲と前記サーチ範囲の所定の輝度変化分のテンプレートを追加してマッチングを行い超解像度処理を行うこと
を特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。
In generating the first high-resolution frame image or the second high-resolution frame image,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein super-resolution processing is performed by adding a search range in a frame and a template corresponding to a predetermined luminance change in the search range to perform matching.
時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成し
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成し、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出し、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させること、
を特徴とする画像処理方法。
Intra-frame super-resolution processing is performed on input frames that are continuously input in time series to generate a first high-resolution frame image, and a plurality of the input frames are used to generate a second high-resolution frame image.
Detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
When the detection means detects a change point, the second high-resolution frame image is output, and when the detection means does not detect the change point, the first high-resolution frame image is output;
An image processing method characterized by the above.
時系列的に連続して入力される入力フレームにフレーム内超解像度処理を行い第一の高解像度フレーム画像を生成する第一の生成処理と、
複数の前記入力フレームを利用して第二の高解像度フレーム画像を生成する第二の生成処理と、
連続して入力される前記入力フレームのフレーム間の変化ポイントを検出する検出処理と、
前記検出手段が変化ポイントを検出した場合に、前記第二の高解像度フレーム画像を出力させ、前記検出手段が変化ポイントを検出しない場合は、前記第一の高解像度フレーム画像を出力させる出力処理と、
を画像処理装置上で動作させることを特徴とする画像処理プログラム。
A first generation process for generating a first high-resolution frame image by performing intra-frame super-resolution processing on an input frame that is continuously input in time series;
A second generation process for generating a second high-resolution frame image using a plurality of the input frames;
A detection process for detecting a change point between frames of the input frames that are continuously input;
An output process for outputting the second high-resolution frame image when the detection unit detects a change point, and outputting the first high-resolution frame image when the detection unit does not detect the change point; ,
An image processing program for operating an image processing apparatus on an image processing apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018023034A (en) * 2016-08-04 2018-02-08 日本放送協会 Super-resolution frame selection apparatus, super-resolution device, and program

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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