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図面 (5)

課題

直交変換によって得られた圧縮画像縮小して再生するにあたり、ブロックノイズの低減と処理の高速化との両立を図ること。

解決手段

本発明は、画像データ1を空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理装置であり、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成するIDCT処理部3と、直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成するDC成分抽出部4と、IDCT処理部3で生成したM行×M列画素のデータと、DC成分抽出4で抽出した直流成分とを組み合わせるとともに、M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する平滑化処理部5と、平滑化処理部5で生成された画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する任意サイズ縮小部6とを備えている。

概要

背景

従来、特許文献1(特開2003−234907号公報)では、JPEG(Joint Photographic Experts Group)伸長処理で、DCT係数低周波成分高周波成分とを分離し、低周波成分を隣接する複数ブロックから平滑化して求めた値に置き換えることでブロックノイズを低減している。また、特許文献2(特開2001−189937号公報)では、2次元ブロック単位で画像を処理する際、各ブロックに平滑化を行うための重み付け係数の情報を付加し、係数の値に応じて平滑化度合いを変えることによってブロックノイズを除去している。

特開2003−234907号公報
特開2001−189937号公報

概要

直交変換によって得られた圧縮画像縮小して再生するにあたり、ブロックノイズの低減と処理の高速化との両立をること。本発明は、画像データ1を空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理装置であり、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成するIDCT処理部3と、直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成するDC成分抽出部4と、IDCT処理部3で生成したM行×M列画素のデータと、DC成分抽出4で抽出した直流成分とを組み合わせるとともに、M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する平滑化処理部5と、平滑化処理部5で生成された画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する任意サイズ縮小部6とを備えている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理装置において、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成する逆変換処理部と、前記直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成する直流成分抽出部と、前記逆変換処理部で生成した前記M行×M列画素のデータと、前記直流成分抽出で抽出した直流成分とを組み合わせるとともに、前記M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する平滑化処理部と、前記平滑化処理部で生成された画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する縮小部とを備えることを特徴とする画像処理装置。

請求項2

前記画像データの縮小率に応じて前記逆変換処理部での前記M行×M列の値を選択する縮小処理制御部を備えていることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。

請求項3

前記逆変換処理部は、前記M行×M列の複数サイズ逆変換を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。

請求項4

前記平滑化処理部は、前記画像データのブロック内におけるエッジ部分を抽出し、前記エッジ部分が無いと判断したブロックのみを平滑化することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。

請求項5

前記平滑化処理部は、前記画像データの縮小率と量子化テーブル値とによって平滑化するか否かを選択することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。

請求項6

画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理方法において、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成する工程と、前記直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成する処理とを選択する工程と、前記逆直交変換して得た前記M行×M列画素のデータと、前記直流成分とを組み合わせるとともに、前記M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する工程と、生成した前記画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する工程とを有することを特徴とする画像処理方法。

請求項7

前記逆直交変換を行う工程では、前記画像データの縮小率に応じて前記M行×M列の値を選択することを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。

請求項8

前記逆直交変換を行う工程では、前記M行×M列の複数サイズの逆変換を行うことを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。

請求項9

前記画像データのブロック内におけるエッジ部分を抽出し、前記エッジ部分が無いと判断したブロックのみ前記平滑化を行うことを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。

請求項10

前記画像データの縮小率と量子化テーブル値とによって前記平滑化を行うか否かを選択することを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。

請求項11

画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理プログラムにおいて、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成するステップと、前記直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成する処理とを選択するステップと、前記逆直交変換して得た前記M行×M列画素のデータと、前記直流成分とを組み合わせるとともに、前記M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成するステップと、生成した前記画像データから任意サイズの縮小画像データを生成するステップとを有することを特徴とする画像処理プログラム。

請求項12

前記逆直交変換を行うステップでは、前記画像データの縮小率に応じて前記M行×M列の値を選択することを特徴とする請求項11記載の画像処理プログラム。

請求項13

前記逆直交変換を行うステップでは、前記M行×M列の複数サイズの逆変換を行うことを特徴とする請求項11記載の画像処理プログラム。

請求項14

前記画像データのブロック内におけるエッジ部分を抽出し、前記エッジ部分が無いと判断したブロックのみ前記平滑化を行うことを特徴とする請求項11記載の画像処理プログラム。

請求項15

前記画像データの縮小率と量子化テーブル値とによって前記平滑化を行うか否かを選択することを特徴とする請求項11記載の画像処理プログラム。

技術分野

0001

本発明は、DCT(Discrete Cosine Transform)等の圧縮画像から縮小画像を生成するにあたり、ブロックノイズを除去することができる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。

背景技術

0002

従来、特許文献1(特開2003−234907号公報)では、JPEG(Joint Photographic Experts Group)伸長処理で、DCT係数低周波成分高周波成分とを分離し、低周波成分を隣接する複数ブロックから平滑化して求めた値に置き換えることでブロックノイズを低減している。また、特許文献2(特開2001−189937号公報)では、2次元ブロック単位で画像を処理する際、各ブロックに平滑化を行うための重み付け係数の情報を付加し、係数の値に応じて平滑化度合いを変えることによってブロックノイズを除去している。

0003

特開2003−234907号公報
特開2001−189937号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載されている方法では、隣接するブロックの低周波成分を平滑化した値を用いるため、ブロックノイズだけでなくエッジ情報まで除去されてしまうという問題がある。また、エッジに近いブロックは逆にノイズが増加するという問題がある。また、特許文献2に記載されている方法では、ブロックごとにあらかじめ平滑化を行うための重み付け係数の情報を付加しておく必要があり、処理が複雑になるため画像復号化処理高速化には適していない。

課題を解決するための手段

0005

本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理装置であり、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成する逆変換処理部と、直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成する直流成分抽出部と、逆変換処理部で生成したM行×M列画素のデータと、直流成分抽出で抽出した直流成分とを組み合わせるとともに、M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する平滑化処理部と、平滑化処理部で生成された画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する縮小部とを備えている。

0006

また、本発明は、画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理方法であり、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成する工程と、直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成する工程と、逆直交変換して得たM行×M列画素のデータと、直流成分とを組み合わせるとともに、M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成する工程と、生成した画像データから任意サイズの縮小画像データを生成する工程とを有する方法である。

0007

また、本発明は、画像データを空間領域から周波数領域に直交変換して成る圧縮画像から縮小画像データを生成する画像処理プログラムであり、直交変換係数のM行×M列データ(Mは自然数)を逆直交変換してM行×M列画素のデータを生成するステップと、直交変換係数のうち直流成分を取得し1×1画素のデータを生成するステップと、逆直交変換して得たM行×M列画素のデータと、直流成分とを組み合わせるとともに、M行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化して画像データを生成するステップと、生成した画像データから任意サイズの縮小画像データを生成するステップとを有するプログラムである。

0008

このような本発明では、直交変換係数のある大きさであるM行×M列データを逆直交変換してM行×M列の画素データを得るとともに、直流成分による1×1画素のデータを生成し、これらを組み合わせるとともにM行×M列画素のデータを必要に応じて平滑化するため、直流成分のみで縮小画像を生成する場合に比べてM行×M列画素のデータを用いることでエッジ成分再現性に優れ、また直流成分を用いることによる演算時間の短縮化を図ることができる。

発明の効果

0009

したがって、本発明によれば、直交変換によって圧縮された画像を縮小して再現するにあたり、直交変換係数の低周波成分から1/2、1/4、1/8等の縮小画像を生成する処理部を備え、縮小率に応じていずれかの逆変換処理を行い、また量子化テーブルの値や縮小率からブロックノイズ除去方法を切り換えることにより、画像縮小処理の高速化とブロックノイズ低減との両方を実現させることが可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図1は、本実施形態に係る画像処理装置を説明するブロック図である。本実施形態の画像処理装置は、画像データを空間領域から周波数領域に直交変換する、例えばDCT(Discrete Cosine Transform)による圧縮画像から縮小画像データを生成するものであり、構成として、縮小処理制御部2、IDCT(Inverse DCT)処理部3、DC(直流)成分抽出部4、平滑化処理部5、任意サイズ縮小部6を備えている。

0011

入力データ1は、JPEG(Joint Photographic Experts Group)画像などのDCT圧縮された画像データと縮小後サイズ情報とが含まれ、縮小処理制御部2に渡される。縮小処理制御部2は、入力された画像の幅、高さ情報と縮小後の画像サイズ情報から縮小率を求め、IDCT処理、平滑化処理、任意サイズ縮小処理それぞれの方式を選択する。

0012

まず、入力画像の幅、高さと縮小後のサイズから、縦横それぞれの縮小率を求める。次に、縦横の縮小率のうち大きい方の値が(1)1/2より大、(2)1/2以下、(3)1/4以下、(4)1/8以下のどれに当てはまるかを調べ、(1)の場合は8×8IDCT処理部、(2)の場合は4×4IDCT処理部、(3)の場合は2×2IDCT処理部、(4)の場合はDC成分抽出部を選択する。

0013

IDCT処理部3は、図2に示すように8×8サイズのIDCT処理を行う8×8IDCT処理部32、4×4IDCT処理部33、2×2IDCT処理部34、これらの3種類のIDCT処理を選択する処理選択部31を備えている。

0014

8×8サイズのDCT係数をIDCT処理すると、図3(a)に示すように8×8画素の画像データが得られる。Y成分のIDCT処理は数式1で表される。ここでは、u、v座標のDCT係数をFY(u,v)とする。

0015

0016

同様に、4×4サイズ、2×2サイズのDCT係数をIDCT処理すると、それぞれ図3(b)、(c)に示すように4×4画素、2×2画素の画像データが得られる。

0017

次に、平滑化処理部5では、所定サイズの画像データとDC成分による画像データとを組み合わせるとともに、量子化テーブルの値によって平滑化処理を行う。まず、量子化テーブルの平均値を計算し、値が閾値以上の場合は低周波成分が多く含まれエッジ情報が少ないと判断し、平滑化処理を行う。逆に、量子化テーブルの平均値が閾値未満の場合はエッジ情報が多く含まれると判断し、平滑化処理を行わない。また、量子化テーブルの平均値を計算する代わりに、DC成分の量子化テーブル値を用いてもよい。

0018

平滑化処理は、まず左右の隣接するブロックのDC成分を抽出し、注目ブロックDC成分値と比較する。左ブロックとの差と、右ブロックとの差がどちらも閾値以下の場合はエッジ情報が含まれていないブロックと判断し、平滑化を行う。逆に、差が閾値以上の場合はエッジ情報を含んでいるブロックと判断し、平滑化は行わない。

0019

平滑化処理を行う場合、左右のブロックのDC成分を平均した値と注目ブロックのDC成分値との差dを求め、平滑化係数s(0≦s≦1)を掛けた値を注目ブロックのDC成分に加える。これらの処理をすべてのブロックについて行う。ただし、左端、右端ブロックは平滑化を行わない。

0020

平滑化を行わない場合には、所定サイズの画像データとDC成分による画像データとを市松模様状に配列する。例えば、1/4の縮小を行う場合、IDCT処理によって得た2×2画素のデータとDC成分で生成した2×2画素のデータとをブロック毎に交互に配置する。これにより、エッジ成分はIDCT処理による2×2画素のデータによって再現されるとともに、DC成分で生成した2×2画素のデータを用いることで処理の高速化も図ることができる。

0021

DC成分抽出部4では、DCT係数のDC成分を抽出し、IDCT処理を行う。縮小率が1/8以下の場合は8×8DCT係数のデータに対し、IDCT処理を行った1×1画素のデータを出力する。DC成分だけのIDCT処理は数式2で表される。

0022

0023

次に、IDCT処理部と同様に平滑化処理を行う。ただし、ここでは量子化テーブルの値によらず、常に平滑化処理を行う。処理の内容はIDCT処理部での平滑化処理と同様である。

0024

また、平滑化処理部5は、画像の縮小率と量子化テーブルの平均値に応じて、隣接ブロックとの境界部分の画素値の平滑化を行う。なお、IDCT処理部3またはDC成分抽出部4で平滑化処理を行った場合は、ここでは平滑化を行わない。また、縮小率が1/8以下で、量子化テーブルの平均値が閾値以上の場合も、ブロック境界部分の平滑化は行わない。

0025

任意サイズ縮小部6は、IDCT処理部またはDC成分抽出部でIDCT変換した画像を任意サイズに縮小する。縮小する際の補間方法としては線形補間が考えられるが、投影法などでもかまわない。これらの処理を行うことによって所望のサイズに縮小された出力画像が得られる。

0026

また、上記の処理の流れをフローチャートで示すと図4のようになる。先ず、縮小処理制御部2によって縮小後の画像サイズから圧縮率を求める(ステップS1)。次いで、求めた圧縮率によってIDCT処理のサイズを選択し(ステップS2)、その選択したIDCT処理を行う(ステップS3)。

0027

次に、注目ブロックにおけるDC成分の値と隣接ブロックのDC成分の値とを比較してその差が閾値以上であるか否かを判断し(ステップS4)、閾値未満である場合にはエッジ成分を含まないとして平滑化処理部5による平滑化を行う(ステップS5)。

0028

一方、閾値以上である場合にはステップS6へ進み、量子化テーブル値が閾値以上であるか否かを判断する。ここで閾値未満である場合にはエッジ成分を含まないとして平滑化処理部5による平滑化を行う(ステップS7)。一方、閾値以上である場合にはエッジ成分を含むとして平滑化処理を行わない。その後、画像データを任意のサイズへ縮小することで(ステップS8)、所望の縮小画像データを出力する。以上の処理をすべてのブロックに対して行い、エッジ部分以外を平滑化した縮小画像を生成する。

0029

上記フローチャートに沿った画像処理方法は、各ステップをプログラム処理によって実現することが可能である。すなわち、この画像処理方法をプログラム処理によって実現することで、パーソナルコンピュータ等で実行されるグラフィックスソフトウェアでの一機能として本実施形態の画像処理方法をプログラムとして組み込んだり、本実施形態の画像処理方法もしくはこれが組み込まれたソフトウェアCD−ROMやDVD−ROM等の媒体に格納して流通させたり、ネットワークを介して配信することが可能となる。

0030

なお、上記説明した本実施形態では、主として直交変換後の圧縮画像のブロックが8×8サイズである場合を例としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、2n×2nサイズ(nは自然数)のブロックであれば適用可能である。この場合、IDCT処理部は2n-1×2n-1サイズ〜2×2サイズまでの処理部を各々用意すればよい。

図面の簡単な説明

0031

本実施形態に係る画像処理装置を説明するブロック図である。
IDCT処理部の内部構成を説明するブロック図である。
各サイズのIDCT処理を説明する模式図である。
本実施形態に係る画像処理方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

0032

1…入力データ、2…縮小処理制御部、3…IDCT処理部、4…DC成分抽出部、5…平滑化処理部、6…任意サイズ縮小部、7…出力データ、31…処理選択部、32…8×8IDCT処理部、33…4×4IDCT処理部、34…2×2IDCT処理部

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