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JP2018023034A - Super-resolution frame selection apparatus, super-resolution device, and program - Google Patents

Super-resolution frame selection apparatus, super-resolution device, and program Download PDF

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JP2018023034A JP2016153752A JP2016153752A JP2018023034A JP 2018023034 A JP2018023034 A JP 2018023034A JP 2016153752 A JP2016153752 A JP 2016153752A JP 2016153752 A JP2016153752 A JP 2016153752A JP 2018023034 A JP2018023034 A JP 2018023034A
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菊文 神田
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Abstract

【課題】復号画像を超解像処理した際における超解像画像の画質を向上させる。【解決手段】超解像フレーム選択装置11は、残差画像を分割ブロックごとに、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度が高いか低いかの判定を行う動き予測確度判定部111と、イントラ予測が行われた分割ブロックに対しては、単一フレームによる超解像処理を指示し、インター予測が行われた分割ブロックに対しては、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が高いと判定された場合に複数フレームによる超解像処理を指示し、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が低いと判定された場合に単一フレームによる超解像処理を指示するフレーム選択情報を出力するフレーム選択部112と、を備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the image quality of a super-resolution image when super-resolution processing a decoded image. A super-resolution frame selection device (11), for each divided block of a residual image, a motion prediction accuracy determination unit (111) that determines whether the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is high or low. For a divided block on which intra prediction has been performed, super-resolution processing by a single frame is instructed, and for a divided block on which inter prediction has been performed, the prediction accuracy of motion prediction by the motion prediction accuracy determination unit. Indicates that the super-resolution processing is performed by a plurality of frames when it is determined to be high, and instructs the super-resolution processing by a single frame when the prediction accuracy of the motion prediction is determined to be low by the motion prediction accuracy determination unit. And a frame selection unit 112 that outputs frame selection information. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、超解像画像を生成するために用いられる超解像フレーム選択装置、超解像装置、及びそれらのプログラムに関する。   The present invention relates to a super-resolution frame selection device, a super-resolution device, and their programs used for generating a super-resolution image.

入力画像をより高解像の画像に変換する超解像技術として、一般的に、単一フレームを用いて超解像処理を行う単一フレーム超解像処理と、複数フレームを用いて超解像処理を行う複数フレーム超解像処理とが知られている。   In general, as a super-resolution technology that converts an input image into a higher-resolution image, single-frame super-resolution processing that uses a single frame and super-resolution that uses multiple frames. Multi-frame super-resolution processing that performs image processing is known.

例えば、特許文献1には、単一フレーム内の類似箇所を探索して、その空間高周波成分から原画像の標本化周波数を超える超解像高周波成分を生成する単一フレーム超解像処理が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a single-frame super-resolution process that searches for a similar portion in a single frame and generates a super-resolution high-frequency component that exceeds the sampling frequency of the original image from the spatial high-frequency component. Has been.

非特許文献1には、MPEGデータの動きベクトルを用いた複数フレーム超解像処理が開示されている。MPEGの動きベクトルは必ずしも高い確度を持っていないため、遮蔽が生じているかの判定、外部の位置ずれ量検出による位置合わせの正確さ判定、及び対応する画素の明るさが等しいかの判定を行うことで動きベクトルの確度を測っている。   Non-Patent Document 1 discloses multi-frame super-resolution processing using a motion vector of MPEG data. Since an MPEG motion vector does not necessarily have high accuracy, it is determined whether occlusion has occurred, alignment accuracy is determined by detecting the amount of external displacement, and whether the brightness of corresponding pixels is equal. This measures the accuracy of the motion vector.

また、特許文献2には、動き補償誤差が大きい場合には単一フレーム超解像処理を行い、動き補償誤差が小さく且つ動きの速度が遅い場合には複数フレーム超解像処理を行う手法が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a method of performing single frame super-resolution processing when the motion compensation error is large, and performing multi-frame super resolution processing when the motion compensation error is small and the motion speed is slow. It is disclosed.

一方、非特許文献2には、ITU−T H.265/MPEG−H HEVC(以下、単に「HEVC」と称する。)では、符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)を階層的に4分木分割することで可変サイズの符号化ユニット(CU:Coding Unit)を生成し、各CUを更にインター予測/イントラ予測用の予測ユニット(PU:Prediction Unit)に分割し、該PUごとに予測処理を行うことが記載されている。   On the other hand, Non-Patent Document 2 describes ITU-T H.264. In H.265 / MPEG-H HEVC (hereinafter, simply referred to as “HEVC”), a coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit) is hierarchically divided into quadtrees to divide a variable-size coding unit (CU). Coding Unit) is generated, and each CU is further divided into prediction units (PU: Prediction Unit) for inter prediction / intra prediction, and prediction processing is performed for each PU.

特開2015−203952号公報JP2015-203952A 特許第5021017号公報Japanese Patent No. 5021017

田中正行,矢口陽一,古川英治,奥富正敏,“位置ずれ量を考慮した画素選択に基づくロバスト超解像処理”,電子情報通信学会論文誌D,VOl.92−D,nO.5,pp.650−660,May2009.Masayuki Tanaka, Yoichi Yaguchi, Eiji Furukawa, Masatoshi Okutomi, “Robust Super-Resolution Processing Based on Pixel Selection Considering Misalignment”, IEICE Transactions D, Vol. 92-D, nO. 5, pp. 650-660, May2009. 大久保榮監修、「インプレス標準教科書シリーズ H.265/HEVC教科書」、株式会社インプレスジャパン、2013年10月21日Supervised by Satoshi Okubo, “Impress Standard Textbook Series H.265 / HEVC Textbook”, Impress Japan Co., Ltd., October 21, 2013

従来の複数フレーム超解像処理では、符号化信号が持つ動き予測情報を用いて超解像処理を行う場合に、動きベクトルの大きさや外部の位置ずれ量検出法により動き予測確度を測っていた。しかし、動き予測確度は必ずしも動きベクトルの大きさで測れるものではなく、また外部の位置ずれ量を用いることは計算量のコスト増につながるという課題があった。   In the conventional multi-frame super-resolution processing, when performing the super-resolution processing using the motion prediction information of the encoded signal, the motion prediction accuracy is measured by the motion vector size and the external displacement detection method. . However, the motion prediction accuracy is not necessarily measured by the magnitude of the motion vector, and there is a problem that the use of an external positional deviation amount leads to an increase in calculation cost.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、復号画像を超解像処理した際における超解像画像の画質を向上させることが可能な超解像フレーム選択装置、超解像装置、及びそれらのプログラムを提供することにある。   An object of the present invention made in view of such circumstances is a super-resolution frame selection device, a super-resolution device, and those capable of improving the quality of a super-resolution image when a decoded image is subjected to super-resolution processing. Is to provide a program.

上記課題を解決するため、本発明に係る超解像フレーム選択装置は、原画像に対して動き予測を行って生成された符号化データを復号処理する復号装置から、復号処理に用いられた分割情報及び残差画像を入力する超解像フレーム選択装置であって、前記分割情報は、動き予測をする際の各分割ブロックのサイズを示す情報であり、前記残差画像は、原画像と動き予測によって生成された予測画像との差分の画像であり、前記残差画像を分割ブロックごとに、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度が高いか低いかの判定を行う動き予測確度判定部と、イントラ予測が行われた分割ブロックに対しては、単一フレームによる超解像処理を指示し、インター予測が行われた分割ブロックに対しては、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が高いと判定された場合に複数フレームによる超解像処理を指示し、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が低いと判定された場合に単一フレームによる超解像処理を指示するフレーム選択情報を出力するフレーム選択部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the super-resolution frame selection device according to the present invention includes a segmentation unit used in decoding processing from a decoding device that decodes encoded data generated by performing motion prediction on an original image. A super-resolution frame selection device that inputs information and a residual image, wherein the division information is information indicating a size of each divided block when performing motion prediction, and the residual image includes an original image and a motion A motion prediction accuracy determination unit that determines whether the prediction accuracy of motion prediction corresponding to each divided block is high or low for each divided block of the residual image, which is a difference image from a prediction image generated by prediction. For a divided block for which intra prediction has been performed, super-resolution processing using a single frame is instructed, and for a divided block for which inter prediction has been performed, the motion prediction accuracy determination unit performs motion prediction. When it is determined that the prediction accuracy is high, super-resolution processing by a plurality of frames is instructed, and when the motion prediction accuracy determination unit determines that the prediction accuracy of motion prediction is low, the super-resolution processing by a single frame A frame selection unit that outputs frame selection information for instructing.

さらに、本発明に係る超解像フレーム選択装置において、前記動き予測確度判定部は、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値以下である場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は高いと判定し、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値を超える場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は低いと判定することを特徴とする。   Furthermore, in the super-resolution frame selection device according to the present invention, the motion prediction accuracy determination unit, when the power per pixel of the residual image of the divided block is equal to or less than a threshold value, the motion corresponding to the divided block It is determined that the prediction accuracy of prediction is high, and when the power per pixel of the residual image of the divided block exceeds a threshold, it is determined that the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is low. To do.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る超解像装置は、上記超解像フレーム選択装置と、前記フレーム選択情報に基づいて、単一フレームによる超解像処理又は複数フレームによる超解像処理を行う超解像処理部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a super-resolution apparatus according to the present invention includes a super-resolution process using a single frame or a super-resolution using a plurality of frames based on the super-resolution frame selection apparatus and the frame selection information. And a super-resolution processor that performs image processing.

さらに、本発明に係る超解像装置において、復号画像から残差画像を減算した画像を被超解像フレーム画像として生成する被超解像画像生成部を備え、前記超解像処理部は、前記復号装置から前記原画像を復号処理した復号画像、及び前記動き予測により検出された動きベクトルを示す動き予測情報を入力し、前記フレーム選択情報が単一フレームによる超解像処理を指示している場合には、前記復号画像を超解像処理し、前記フレーム選択情報が複数フレームによる超解像処理を指示している場合には、前記被超解像フレーム画像を前記動き予測情報を用いて超解像処理することを特徴とする。   Further, in the super-resolution device according to the present invention, the super-resolution image generating unit that generates an image obtained by subtracting the residual image from the decoded image as a super-resolution frame image, the super-resolution processing unit, A decoded image obtained by decoding the original image from the decoding device and motion prediction information indicating a motion vector detected by the motion prediction are input, and the frame selection information instructs a super-resolution process using a single frame. If the decoded image is super-resolved, and the frame selection information indicates super-resolution processing by a plurality of frames, the super-resolved frame image is used for the motion prediction information. And super-resolution processing.

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記超解像フレーム選択装置として機能させることを特徴とする。   In order to solve the above problem, a program according to the present invention causes a computer to function as the super-resolution frame selection device.

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記超解像装置として機能させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a program according to the present invention causes a computer to function as the super-resolution device.

本発明によれば、復号画像を超解像処理した際における超解像画像の画質を向上させることができるようになる。   According to the present invention, it is possible to improve the quality of a super-resolution image when a decoded image is subjected to super-resolution processing.

本発明の一実施形態に係る超解像装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the super-resolution apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る超解像装置が情報を取得する復号装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the decoding apparatus from which the super-resolution apparatus which concerns on one Embodiment of this invention acquires information. 本発明の一実施形態に係る超解像装置における動き予測確度判定部の処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a process of the motion prediction accuracy determination part in the super-resolution apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る超解像装置の構成例を示すブロック図である。超解像装置1は、復号装置2から分割情報と、動き予測情報と、残差画像と、復号画像とを取得する。そこで、まず復号装置2について説明する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a super-resolution apparatus according to an embodiment of the present invention. The super-resolution device 1 acquires division information, motion prediction information, a residual image, and a decoded image from the decoding device 2. First, the decoding device 2 will be described.

復号装置2は、原画像に対して動き予測(動き補償)を行って符号化データを生成する符号化装置(図示せず)から符号化データを入力し、該符号化データを復号処理する装置である。HEVCなどの符号化方式では、動き予測としてインター予測(フレーム間予測)、及びイントラ予測(フレーム内予測)が用いられる。インター予測は時間的に前後する参照フレームから予測画像を生成し、原画像と予測画像との差分を符号化する予測符号化方式である。イントラ予測はフレーム内符号化されるブロックに対して、符号化済みの隣接ブロックの画素から予測画像を生成し、原画像と予測画像との差分を符号化する予測符号化方式である。   The decoding device 2 is a device that inputs encoded data from an encoding device (not shown) that generates encoded data by performing motion prediction (motion compensation) on the original image, and decodes the encoded data. It is. In an encoding method such as HEVC, inter prediction (interframe prediction) and intra prediction (intraframe prediction) are used as motion prediction. Inter-prediction is a predictive coding method in which a predictive image is generated from reference frames that are temporally changed and a difference between an original image and a predictive image is encoded. Intra prediction is a predictive coding method in which a predicted image is generated from pixels of adjacent blocks that have been encoded for a block to be intraframe-encoded, and a difference between the original image and the predicted image is encoded.

図2に、復号装置2の構成例を示すブロック図を示す。図2に示す例では、復号装置2は、エントロピー復号部21と、逆量子化部22と、逆変換部23と、加算部24と、記憶部25と、予測部26とを備える。本図では、符号化データ及び符号化データの演算処理により生成されるデータの流れを実線の矢印で示し、符号化データの復号処理に用いられる情報の流れを破線の矢印で示している。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the decoding device 2. In the example illustrated in FIG. 2, the decoding device 2 includes an entropy decoding unit 21, an inverse quantization unit 22, an inverse transformation unit 23, an addition unit 24, a storage unit 25, and a prediction unit 26. In this figure, the flow of data generated by the encoded data and the calculation process of the encoded data is indicated by a solid line arrow, and the flow of information used for the decoding process of the encoded data is indicated by a broken line arrow.

エントロピー復号部21は、符号化装置から入力された符号化データを復号し、量子化係数、分割情報、及び動き予測情報を取得する。そして、量子化係数を逆量子化部22に出力し、分割情報を逆量子化部22、予測部26、及び超解像装置1に出力し、動き予測情報を予測部26及び超解像装置1に出力する。   The entropy decoding unit 21 decodes the encoded data input from the encoding device, and acquires quantization coefficients, division information, and motion prediction information. Then, the quantization coefficient is output to the inverse quantization unit 22, the division information is output to the inverse quantization unit 22, the prediction unit 26, and the super-resolution device 1, and the motion prediction information is output to the prediction unit 26 and the super-resolution device. Output to 1.

ここで、量子化係数とは、符号化装置により演算された、残差画像の変換係数を量子化した値を意味する。残差画像とは、原画像と、動き予測によって生成された予測画像との差分の画像である。   Here, the quantization coefficient means a value obtained by quantizing the transform coefficient of the residual image, which is calculated by the encoding device. A residual image is a difference image between an original image and a predicted image generated by motion prediction.

分割情報とは、符号化装置により決定された、動き予測をする際の各分割ブロックのサイズを示す情報である。HEVCでは分割ブロックとはPUを意味する。また、分割情報は、分割ブロックがインター予測及びイントラ予測のいずれの処理が行われたブロックであるかを示す情報も含む。   The division information is information indicating the size of each divided block when performing motion prediction, which is determined by the encoding device. In HEVC, a divided block means a PU. Further, the division information includes information indicating whether the division block is a block on which inter prediction or intra prediction has been performed.

動き予測情報とは、動き予測により検出された動きベクトルを示す情報である。   The motion prediction information is information indicating a motion vector detected by motion prediction.

逆量子化部22は、エントロピー復号部21から入力された量子化係数に量子化ステップを乗算してブロックごとの変換係数を復元し、逆変換部23に出力する。量子化ステップは符号化装置から取得してもよいし、予め符号化装置と共通の量子化テーブルを有していてもよい。   The inverse quantization unit 22 multiplies the quantization coefficient input from the entropy decoding unit 21 by the quantization step to restore the transform coefficient for each block, and outputs the restored transform coefficient to the inverse transform unit 23. The quantization step may be acquired from the encoding device, or may have a quantization table common to the encoding device in advance.

逆変換部23は、逆量子化部22から入力された変換係数に対して逆変換を行ってブロックごとに残差画像を復元する。そして、残差画像を加算部24及び超解像装置1に出力する。   The inverse transform unit 23 performs inverse transform on the transform coefficient input from the inverse quantization unit 22 to restore a residual image for each block. Then, the residual image is output to the adding unit 24 and the super resolving device 1.

加算部24は、逆変換部23から入力された残差画像と、予測部26から入力された予測画像との各画素値を加算してブロックごとに復号画像を生成し、記憶部25及び超解像装置1に出力する。   The addition unit 24 adds the pixel values of the residual image input from the inverse conversion unit 23 and the prediction image input from the prediction unit 26 to generate a decoded image for each block. Output to the resolution apparatus 1.

記憶部25は、加算部24から入力された復号画像を記憶するメモリである。   The storage unit 25 is a memory that stores the decoded image input from the addition unit 24.

予測部26は、記憶部25に記憶された復号済みの復号画像を参照し、エントロピー復号部21から入力された予測情報に従って予測処理を行って予測画像を生成し、加算部24に出力する。   The prediction unit 26 refers to the decoded decoded image stored in the storage unit 25, performs prediction processing according to the prediction information input from the entropy decoding unit 21, generates a prediction image, and outputs the prediction image to the addition unit 24.

このようにして一般的な復号装置2から、復号処理に用いられた分割情報、動き予測情報、及び残差画像、並びに復号処理の結果である復号画像を、超解像装置1が取得する。再び図1に戻って、超解像装置1の構成について説明する。   In this way, the super-resolution device 1 acquires the division information, the motion prediction information, the residual image, and the decoded image that is the result of the decoding process from the general decoding device 2. Returning to FIG. 1 again, the configuration of the super-resolution device 1 will be described.

図1に示す例では、超解像装置1は、超解像フレーム選択装置11と、被超解像画像生成部12と、超解像処理部13とを備える。超解像フレーム選択装置11は、動き予測確度判定部111と、フレーム選択部112とを備える。本図では、画像の流れを実線の矢印で示し、超解像処理に用いられる情報の流れを破線の矢印で示している。   In the example illustrated in FIG. 1, the super-resolution device 1 includes a super-resolution frame selection device 11, a super-resolution image generation unit 12, and a super-resolution processing unit 13. The super-resolution frame selection device 11 includes a motion prediction accuracy determination unit 111 and a frame selection unit 112. In this figure, the flow of images is indicated by solid arrows, and the flow of information used for super-resolution processing is indicated by broken arrows.

動き予測確度判定部111は、分割情報及び残差画像を入力して、残差画像を分割ブロックごとに、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度が高いか低いかの判定を行い、判定結果を示す動き予測確度判定情報をフレーム選択部112に出力する。動き予測確度は、残差画像に基づき判定することができる。例えば、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値以下である場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は高いと判定し、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値を超える場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は低いと判定する。   The motion prediction accuracy determination unit 111 inputs division information and a residual image, and determines whether the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is high or low for each divided block of the residual image. The motion prediction accuracy determination information indicating the result is output to the frame selection unit 112. The motion prediction accuracy can be determined based on the residual image. For example, when the power per pixel of the residual image of the divided block is less than or equal to the threshold value, it is determined that the prediction accuracy of the motion prediction corresponding to the divided block is high, and the per pixel of the residual image of the divided block If the power exceeds the threshold, it is determined that the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is low.

図3は、動き予測確度判定部111の処理の一例を示す図である。図3示すように、分割ブロックのサイズを異なるサイズとすることができる。動き予測確度判定部111はサイズの異なる分割ブロックについて、それぞれ動き予測確度の判定を行う。ここでは、動き予測確度判定情報を、動き予測確度が低いと判定した場合に“0”とし、動き予測確度が高いと判定した場合に“1”とする1ビットのフラグとし、分割ブロックごとにフラグの値を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of processing of the motion prediction accuracy determination unit 111. As shown in FIG. 3, the sizes of the divided blocks can be different sizes. The motion prediction accuracy determination unit 111 determines motion prediction accuracy for each of the divided blocks having different sizes. Here, the motion prediction accuracy determination information is a 1-bit flag that is “0” when it is determined that the motion prediction accuracy is low, and “1” when it is determined that the motion prediction accuracy is high. Indicates the value of the flag.

フレーム選択部112は、分割情報及び動き予測確度判定情報を入力し、分割ブロックごとに単一フレーム超解像処理を行うか複数フレーム超解像処理を行うか指示するフレーム選択情報を生成し、超解像処理部13に出力する。具体的には、イントラ予測が行われた分割ブロックに対しては、単一フレームによる超解像処理を指示する。また、インター予測が行われた分割ブロックに対しては、動き予測確度判定部111により動き予測の予測確度が高いと判定された場合に複数フレームによる超解像処理を指示し、動き予測確度判定部111により動き予測の予測確度が低いと判定された場合に単一フレームによる超解像処理を指示する。フレーム選択情報は、例えば単一フレーム超解像処理を指示する場合に“0”とし、複数フレーム超解像処理を指示する場合に“1”とする1ビットのフラグとすることができる。   The frame selection unit 112 receives the division information and the motion prediction accuracy determination information, and generates frame selection information for instructing whether to perform single-frame super-resolution processing or multi-frame super-resolution processing for each divided block. The data is output to the super-resolution processor 13. Specifically, super-resolution processing with a single frame is instructed for the divided blocks for which intra prediction has been performed. In addition, for a divided block subjected to inter prediction, when the motion prediction accuracy determination unit 111 determines that the prediction accuracy of motion prediction is high, super-resolution processing with a plurality of frames is instructed, and motion prediction accuracy determination is performed. When it is determined by the unit 111 that the prediction accuracy of motion prediction is low, super resolution processing with a single frame is instructed. The frame selection information can be, for example, a 1-bit flag that is “0” when instructing single-frame super-resolution processing and “1” when instructing multi-frame super-resolution processing.

被超解像画像生成部12は、復号画像と残差画像とを入力して、複数フレーム超解像に用いる被超解像フレーム画像を生成し、超解像処理部13に出力する。具体的には、被超解像画像生成部12は、復号画像から残差画像を減算した画像を被超解像フレーム画像とする。   The super-resolution image generation unit 12 receives the decoded image and the residual image, generates a super-resolution frame image used for multi-frame super-resolution, and outputs it to the super-resolution processing unit 13. Specifically, the super-resolution image generation unit 12 sets an image obtained by subtracting the residual image from the decoded image as a super-resolution frame image.

超解像処理部13は、フレーム選択部112から入力されたフレーム選択情報に基づいて、単一フレームによる超解像処理又は複数フレームによる超解像処理を行う。単一フレームによる超解像処理は、例えば特許文献1に記載の手法など、任意の既知の手法を用いることができる。複数フレームによる超解像処理は、例えば非特許文献1に記載の手法など、任意の既知の手法を用いることができる。   The super-resolution processing unit 13 performs super-resolution processing by a single frame or super-resolution processing by a plurality of frames based on the frame selection information input from the frame selection unit 112. For the super-resolution processing using a single frame, any known method such as the method described in Patent Document 1 can be used. For the super-resolution processing using a plurality of frames, any known method such as the method described in Non-Patent Document 1 can be used.

具体的には、超解像処理部13は、超解像フレーム選択装置11から入力されたフレーム選択情報が単一フレームによる超解像処理を指示している場合には、復号装置2から入力された復号画像を超解像処理する。また、超解像フレーム選択装置11から入力されたフレーム選択情報が複数フレームによる超解像処理を指示している場合には、被超解像画像生成部12から入力された被超解像フレーム画像を、復号装置2から入力された動き予測情報を用いて超解像処理する。   Specifically, the super-resolution processing unit 13 receives an input from the decoding device 2 when the frame selection information input from the super-resolution frame selection device 11 indicates a super-resolution process using a single frame. The decoded image is subjected to super-resolution processing. In addition, when the frame selection information input from the super-resolution frame selection device 11 indicates super-resolution processing using a plurality of frames, the super-resolution frame input from the super-resolution image generation unit 12 The image is super-resolution processed using the motion prediction information input from the decoding device 2.

なお、上述した超解像装置1として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、超解像装置1の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。超解像フレーム選択装置11についても同様にコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、超解像フレーム選択装置11の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、これらのプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。   It should be noted that a computer can be suitably used to cause the above-described super-resolution device 1 to function, and such a computer can store a program describing processing contents for realizing each function of the super-resolution device 1 in the computer. It can be realized by storing the program in a storage unit and reading and executing the program by the CPU of the computer. Similarly, a computer can be suitably used for the super-resolution frame selection device 11, and such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the super-resolution frame selection device 11. The program can be realized by reading out and executing the program by the CPU of the computer. These programs can be recorded on a computer-readable recording medium.

このように、本発明によれば、残差画像を分割ブロックごとに、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度が高いか低いかの判定を行い、イントラ予測が行われた分割ブロックに対しては、単一フレームによる超解像処理を指示し、インター予測が行われた分割ブロックに対しては、動き予測の予測確度が高いと判定された場合に複数フレームによる超解像処理を指示し、動き予測の予測確度が低いと判定された場合に単一フレームによる超解像処理を指示する。したがって、この指示に基づいて超解像処理を行うことにより、復号画像を超解像処理した際における超解像画像の画質を向上させることができる。   Thus, according to the present invention, for each divided block of the residual image, it is determined whether the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is high or low, and the divided block subjected to intra prediction is determined. In this case, a super-resolution process with a single frame is instructed, and a super-resolution process with a plurality of frames is instructed when it is determined that the prediction accuracy of motion prediction is high for a divided block for which inter prediction has been performed. When it is determined that the prediction accuracy of motion prediction is low, super-resolution processing with a single frame is instructed. Therefore, by performing the super-resolution processing based on this instruction, the image quality of the super-resolution image when the decoded image is subjected to the super-resolution processing can be improved.

動き予測の予測確度は、特に、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値以下であるか否かを判定することにより、正確に判定することができる。   The prediction accuracy of motion prediction can be determined accurately by determining whether or not the power per pixel of the residual image of the divided block is not more than a threshold value.

なお、符号化誤差を含む画像に対して動き予測情報を用いて超解像処理すると、超解像画像に符号化誤差が含まれてしまう。そのため、複数フレームによる超解像処理は、復号画像から符号化誤差である残差画像を減算した画像を動き予測情報を用いて超解像処理するのが好適である。   Note that if super-resolution processing is performed using motion prediction information for an image including an encoding error, the super-resolution image includes the encoding error. For this reason, in the super-resolution processing using a plurality of frames, it is preferable to perform super-resolution processing on an image obtained by subtracting a residual image that is an encoding error from a decoded image using motion prediction information.

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。   Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks described in the embodiments can be combined into one, or one constituent block can be divided.

1 超解像装置
2 復号装置
11 超解像フレーム選択装置
12 被超解像画像生成部
13 超解像処理部
21 エントロピー復号部
22 逆量子化部
23 逆変換部
24 加算部
25 記憶部
26 予測部
111 動き予測確度判定部
112 フレーム選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Super-resolution apparatus 2 Decoding apparatus 11 Super-resolution frame selection apparatus 12 Super-resolved image generation part 13 Super-resolution processing part 21 Entropy decoding part 22 Inverse quantization part 23 Inverse conversion part 24 Adder part 25 Storage part 26 Prediction Unit 111 motion prediction accuracy determination unit 112 frame selection unit

Claims (6)

原画像に対して動き予測を行って生成された符号化データを復号処理する復号装置から、復号処理に用いられた分割情報及び残差画像を入力する超解像フレーム選択装置であって、
前記分割情報は、動き予測をする際の各分割ブロックのサイズを示す情報であり、
前記残差画像は、原画像と動き予測によって生成された予測画像との差分の画像であり、
前記残差画像を分割ブロックごとに、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度が高いか低いかの判定を行う動き予測確度判定部と、
イントラ予測が行われた分割ブロックに対しては、単一フレームによる超解像処理を指示し、インター予測が行われた分割ブロックに対しては、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が高いと判定された場合に複数フレームによる超解像処理を指示し、前記動き予測確度判定部により動き予測の予測確度が低いと判定された場合に単一フレームによる超解像処理を指示するフレーム選択情報を出力するフレーム選択部と、
を備えることを特徴とする超解像フレーム選択装置。
A super-resolution frame selection device that inputs division information and a residual image used for decoding processing from a decoding device that decodes encoded data generated by performing motion prediction on an original image,
The division information is information indicating the size of each divided block when performing motion prediction,
The residual image is an image of a difference between an original image and a predicted image generated by motion prediction,
A motion prediction accuracy determination unit that determines, for each divided block of the residual image, whether the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is high or low;
For a divided block for which intra prediction has been performed, super-resolution processing using a single frame is instructed, and for a divided block for which inter prediction has been performed, the prediction accuracy of motion prediction is determined by the motion prediction accuracy determination unit. Instructing super-resolution processing with a plurality of frames when it is determined that the motion prediction accuracy is high, and instructing super-resolution processing with a single frame when the motion prediction accuracy determination unit determines that the prediction accuracy of motion prediction is low A frame selection unit for outputting frame selection information;
A super-resolution frame selection device comprising:
前記動き予測確度判定部は、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値以下である場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は高いと判定し、分割ブロックの残差画像の1画素あたりのパワーが閾値を超える場合には、該分割ブロックに対応する動き予測の予測確度は低いと判定することを特徴とする、請求項1に記載の超解像フレーム選択装置。   The motion prediction accuracy determination unit determines that the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is high when the power per pixel of the residual image of the divided block is equal to or less than a threshold, and the remaining of the divided block is determined. The super-resolution frame selection device according to claim 1, wherein when the power per pixel of the difference image exceeds a threshold, it is determined that the prediction accuracy of motion prediction corresponding to the divided block is low. . 請求項1又は2に記載の超解像フレーム選択装置と、
前記フレーム選択情報に基づいて、単一フレームによる超解像処理又は複数フレームによる超解像処理を行う超解像処理部と、
を備えることを特徴とする超解像装置。
The super-resolution frame selection device according to claim 1 or 2,
A super-resolution processing unit that performs super-resolution processing by a single frame or super-resolution processing by a plurality of frames based on the frame selection information;
A super-resolution device comprising:
復号画像から残差画像を減算した画像を被超解像フレーム画像として生成する被超解像画像生成部を備え、
前記超解像処理部は、前記復号装置から前記原画像を復号処理した復号画像、及び前記動き予測により検出された動きベクトルを示す動き予測情報を入力し、前記フレーム選択情報が単一フレームによる超解像処理を指示している場合には、前記復号画像を超解像処理し、前記フレーム選択情報が複数フレームによる超解像処理を指示している場合には、前記被超解像フレーム画像を前記動き予測情報を用いて超解像処理することを特徴とする、請求項3に記載の超解像装置。
A super-resolution image generation unit that generates an image obtained by subtracting the residual image from the decoded image as a super-resolution frame image;
The super-resolution processing unit inputs a decoded image obtained by decoding the original image from the decoding device and motion prediction information indicating a motion vector detected by the motion prediction, and the frame selection information is based on a single frame. When super-resolution processing is instructed, the decoded image is super-resolution processed, and when the frame selection information indicates super-resolution processing by a plurality of frames, the super-resolution frame The super-resolution apparatus according to claim 3, wherein the image is subjected to super-resolution processing using the motion prediction information.
コンピュータを、請求項1又は2に記載の超解像フレーム選択装置として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the super-resolution frame selection device according to claim 1. コンピュータを、請求項3又は4に記載の超解像装置として機能させるためのプログラム。
The program for functioning a computer as a super-resolution apparatus of Claim 3 or 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020156044A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 日本放送協会 Video image encoding device, video image decoding device and program
CN111784581A (en) * 2020-07-03 2020-10-16 苏州兴钊防务研究院有限公司 SAR image super-resolution reconstruction method based on self-normalization generation countermeasure network

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009100112A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 Hitachi Ltd Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP2012010297A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Toshiba Corp Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
JP2012049747A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Video encoding system, video encoding device, video decoding device, video encoding method, video encoding program, and video decoding program
JP2012085214A (en) * 2010-10-14 2012-04-26 Fujitsu Ltd Data compression method and data compression device
JP5021017B2 (en) * 2008-12-03 2012-09-05 シャープ株式会社 Efficient video space-time upscaling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009100112A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 Hitachi Ltd Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP5021017B2 (en) * 2008-12-03 2012-09-05 シャープ株式会社 Efficient video space-time upscaling
JP2012010297A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Toshiba Corp Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
JP2012049747A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Video encoding system, video encoding device, video decoding device, video encoding method, video encoding program, and video decoding program
JP2012085214A (en) * 2010-10-14 2012-04-26 Fujitsu Ltd Data compression method and data compression device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020156044A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 日本放送協会 Video image encoding device, video image decoding device and program
CN111784581A (en) * 2020-07-03 2020-10-16 苏州兴钊防务研究院有限公司 SAR image super-resolution reconstruction method based on self-normalization generation countermeasure network

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