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JP4210950B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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JP4210950B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、標準解像度の画像を、高解像度の画像に変換する場合などに用いて好適な画像処理装置および画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly to an image processing apparatus and an image processing method suitable for use when converting a standard resolution image into a high resolution image.

例えば、標準解像度または低解像度の画像(以下、適宜、SD画像という)を、高解像度の画像(以下、適宜、HD画像という)に変換したり、また、画像を拡大したりする場合においては、いわゆる補間フィルタなどによって、不足している画素の画素値の補間(補償)が行われるようになされている。   For example, when converting a standard resolution or low resolution image (hereinafter referred to as an SD image as appropriate) to a high resolution image (hereinafter referred to as an HD image as appropriate) or enlarging the image, Interpolation (compensation) of the pixel values of the missing pixels is performed by a so-called interpolation filter or the like.

しかしながら、補間フィルタによって画素の補間を行っても、SD画像に含まれていない、HD画像の成分(高周波成分)を復元することはできないため、高解像度の画像を得ることは困難であった。   However, even if pixel interpolation is performed using an interpolation filter, it is difficult to obtain a high-resolution image because the HD image component (high-frequency component) that is not included in the SD image cannot be restored.

そこで、本件出願人は、SD画像を、そこに含まれていない高周波成分をも含むHD画像に変換する画像変換装置を先に提案している。   Therefore, the applicant of the present application has previously proposed an image conversion apparatus that converts an SD image into an HD image that also includes a high-frequency component not included therein.

この画像変換装置においては、SD画像と、所定の予測係数との線形結合により、HD画像の画素の予測値を求める適応処理を行うことで、SD画像には含まれていない高周波成分が復元されるようになされている。   In this image conversion apparatus, high-frequency components not included in the SD image are restored by performing an adaptive process for obtaining a prediction value of a pixel of the HD image by linear combination of the SD image and a predetermined prediction coefficient. It is made so that.

即ち、例えば、いま、HD画像を構成する画素(以下、適宜、HD画素という)の画素値yの予測値E[y]を、幾つかのSD画素(SD画像を構成する画素)の画素値(以下、適宜、学習データという)x1,x2,・・・と、所定の予測係数w1,w2,・・・の線形結合により規定される線形1次結合モデルにより求めることを考える。この場合、予測値E[y]は、次式で表すことができる。 That is, for example, the predicted value E [y] of the pixel value y of a pixel constituting the HD image (hereinafter referred to as HD pixel as appropriate) is set to the pixel value of several SD pixels (pixels constituting the SD image). (Hereinafter referred to as “learning data” where appropriate) It is considered to obtain by a linear first combination model defined by a linear combination of x 1 , x 2 ,... And predetermined prediction coefficients w 1 , w 2 ,. . In this case, the predicted value E [y] can be expressed by the following equation.

E[y]=w11+w22+・・・
・・・(1)
E [y] = w 1 x 1 + w 2 x 2 +...
... (1)

そこで、一般化するために、予測係数wの集合でなる行列W、学習データの集合でなる行列X、および予測値E[y]の集合でなる行列Y’を、   Therefore, in order to generalize, a matrix W composed of a set of prediction coefficients w, a matrix X composed of a set of learning data, and a matrix Y ′ composed of a set of predicted values E [y],

Figure 0004210950
で定義すると、次のような観測方程式が成立する。
Figure 0004210950
Then, the following observation equation holds.

XW=Y’
・・・(2)
XW = Y '
... (2)

そして、この観測方程式に最小自乗法を適用して、HD画素の画素値yに近い予測値E[y]を求めることを考える。この場合、教師データとなるHD画素の真の画素値yの集合でなる行列Y、およびHD画素の画素値yに対する予測値E[y]の残差eの集合でなる行列Eを、   Then, it is considered to apply the least square method to this observation equation to obtain a predicted value E [y] close to the pixel value y of the HD pixel. In this case, a matrix Y composed of a set of true pixel values y of HD pixels serving as teacher data and a matrix E composed of a set of residuals e of predicted values E [y] with respect to the pixel values y of HD pixels,

Figure 0004210950
で定義すると、式(2)から、次のような残差方程式が成立する。
Figure 0004210950
From the equation (2), the following residual equation is established.

XW=Y+E
・・・(3)
XW = Y + E
... (3)

この場合、HD画素の画素値yに近い予測値E[y]を求めるための予測係数wiは、例えば、自乗誤差 In this case, the prediction coefficient w i for obtaining the prediction value E [y] close to the pixel value y of the HD pixel is, for example, a square error

Figure 0004210950
を最小にすることで求めることができる。
Figure 0004210950
Can be obtained by minimizing.

従って、上述の自乗誤差を予測係数wiで微分したものが0になる場合、即ち、次式を満たす予測係数wiが、HD画素の画素値yに近い予測値E[y]を求めるため最適値ということになる。 Therefore, in order to obtain the prediction value E [y] near the pixel value y of the HD pixel, when the above-mentioned square error differentiated by the prediction coefficient w i is 0, that is, the prediction coefficient w i satisfying the following equation: That is the optimum value.

Figure 0004210950
・・・(4)
Figure 0004210950
... (4)

そこで、まず、式(3)を、予測係数wiで微分することにより、次式が成立する。 Therefore, first, the following equation is established by differentiating the equation (3) by the prediction coefficient w i .

Figure 0004210950
・・・(5)
Figure 0004210950
... (5)

式(4)および(5)より、式(6)が得られる。   From equations (4) and (5), equation (6) is obtained.

Figure 0004210950
・・・(6)
Figure 0004210950
... (6)

さらに、式(3)の残差方程式における学習データx、予測係数w、教師データy、および残差eの関係を考慮すると、式(6)から、次のような正規方程式を得ることができる。   Further, considering the relationship among the learning data x, the prediction coefficient w, the teacher data y, and the residual e in the residual equation of Equation (3), the following normal equation can be obtained from Equation (6). .

Figure 0004210950
・・・(7)
Figure 0004210950
... (7)

式(7)の正規方程式は、求めるべき予測係数wの数と同じ数だけたてることができ、従って、式(7)を解くことで(但し、式(7)を解くには、式(7)において、予測係数wにかかる係数で構成される行列が正則である必要がある)、最適な予測係数wを求めることができる。なお、式(7)を解くにあたっては、例えば、掃き出し法(Gauss-Jordanの消去法)などを適用することが可能である。   The normal equation of the equation (7) can be formed by the same number as the number of prediction coefficients w to be obtained. Therefore, by solving the equation (7) (however, to solve the equation (7), the equation (7) 7), the matrix composed of the coefficients related to the prediction coefficient w needs to be regular), and the optimal prediction coefficient w can be obtained. In solving equation (7), for example, a sweep-out method (Gauss-Jordan elimination method) or the like can be applied.

以上のようにして、最適な予測係数wを求めておき、さらに、その予測係数wを用い、式(1)により、HD画素の画素値yに近い予測値E[y]を求めるのが適応処理である。   As described above, the optimum prediction coefficient w is obtained, and further, using the prediction coefficient w, it is adaptive to obtain the prediction value E [y] close to the pixel value y of the HD pixel by the equation (1). It is processing.

なお、適応処理は、SD画像には含まれていない、HD画像に含まれる成分が再現される点で、補間処理とは異なる。即ち、適応処理では、式(1)だけを見る限りは、いわゆる補間フィルタを用いての補間処理と同一であるが、その補間フィルタのタップ係数に相当する予測係数wが、教師データyを用いての、いわば学習により求められるため、HD画像に含まれる成分を再現することができる。即ち、容易に、高解像度の画像を得ることができる。このことから、適応処理は、いわば画像(の解像度)の創造作用がある処理ということができる。   Note that the adaptive processing is different from the interpolation processing in that a component included in the HD image that is not included in the SD image is reproduced. In other words, the adaptive process is the same as the interpolation process using a so-called interpolation filter as long as only Expression (1) is seen, but the prediction coefficient w corresponding to the tap coefficient of the interpolation filter uses the teacher data y. In other words, since it is obtained by learning, the components included in the HD image can be reproduced. That is, a high-resolution image can be easily obtained. From this, it can be said that the adaptive process is a process having an effect of creating an image (its resolution).

図12は、以上のような適応処理により、SD画像をHD画像に変換する画像変換装置の構成例を示している。   FIG. 12 shows a configuration example of an image conversion apparatus that converts an SD image into an HD image by the adaptive processing as described above.

SD画像は、クラス分類部201および適応処理部204に供給されるようになされている。クラス分類部201は、クラスタップ生成回路202およびクラス分類回路203で構成され、そこでは、適応処理により予測値を求めようとするHD画素(注目しているHD画素)(以下、適宜、注目画素という)が、その注目画素に対応するSD画像の画素の性質に基づいて、所定のクラスにクラス分類される。   The SD image is supplied to the class classification unit 201 and the adaptive processing unit 204. The class classification unit 201 includes a class tap generation circuit 202 and a class classification circuit 203, in which an HD pixel (a focused HD pixel) for which a predicted value is to be obtained by adaptive processing (hereinafter referred to as a focused pixel as appropriate). Is classified into a predetermined class based on the property of the pixel of the SD image corresponding to the target pixel.

即ち、クラスタップ生成回路202では、注目画素のクラス分類を行うのに用いる。その注目画素に対応するSD画素(以下、適宜、クラスタップという)として、例えば、注目画素に対して所定の位置関係にある複数のSD画素が、クラス分類部201に供給されるSD画像から抽出され、クラス分類回路203に供給される。クラス分類回路203では、クラスタップ生成回路202からのクラスタップを構成するSD画素の画素値のパターン(画素値の分布)が検出され、そのパターンにあらかじめ割り当てられた値が、注目画素のクラスとして、適応処理部204に供給される。   That is, the class tap generation circuit 202 is used to classify the pixel of interest. As SD pixels corresponding to the target pixel (hereinafter referred to as class taps as appropriate), for example, a plurality of SD pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel are extracted from the SD image supplied to the class classification unit 201. And supplied to the class classification circuit 203. The class classification circuit 203 detects the pixel value pattern (pixel value distribution) of the SD pixels constituting the class tap from the class tap generation circuit 202, and the value assigned in advance to the pattern is used as the class of the target pixel. To the adaptive processing unit 204.

具体的には、例えば、いま、HD画像が、図13において、×印で示す画素(HD画素)で構成され、SD画像が、同図において、○印で示す画素(SD画素)で構成されるとする。なお、図13では、SD画像が、HD画像の横または縦の画素数をそれぞれ1/2にして構成されている。ここで、図13においては(後述する図14乃至図16においても同様)、左からi+1番目で、上からj+1番目のSD画素(図中、○印で示す部分)をXi,jと表し、同様に、左からi’+1番目で、上からj’+1番目のHD画素(図中、×印で示す部分)をYi',j'と表してある。この場合、SD画素Xi,jの位置と、HD画素Y2i,2jの位置とは一致する。 Specifically, for example, now, an HD image is composed of pixels (HD pixels) indicated by x in FIG. 13, and an SD image is composed of pixels (SD pixels) indicated by ◯ in FIG. Let's say. In FIG. 13, the SD image is configured by halving the number of horizontal or vertical pixels of the HD image. Here, in FIG. 13 (the same applies to FIGS. 14 to 16 described later), the i + 1th SD pixel from the left and the j + 1th SD pixel from the top (the portion indicated by a circle in the figure) is represented as X i, j. Similarly, the i ′ + 1-th HD pixel from the left and the j ′ + 1-th HD pixel from the top (portion indicated by a cross in the figure) is represented as Y i ′, j ′ . In this case, the position of the SD pixel X i, j coincides with the position of the HD pixel Y 2i, 2j .

いま、あるSD画素としての、例えば、X2,2の位置と一致するHD画素Y4,4を注目画素とすると、クラスタップ生成回路202では、そのHD画素Y4,4に対応するSD画素として、例えば、HD画素Y4,4との相関が高いと予想されるHD画素Y4,4の位置と一致するSD画素X2,2を中心とする3×3(横×縦)のSD画素X1,1,X2,1,X3,1,X1,2,X2,2,X3,2,X1,3,X2,3,X3,3(図13において点線で囲んである範囲のSD画素)が抽出され、それが、注目画素(HD画素)Y4,4のクラスタップとされる。 Assuming that an HD pixel Y 4,4 that coincides with the position of X 2,2 , for example, as a certain SD pixel is a pixel of interest, the class tap generation circuit 202 uses the SD pixel corresponding to the HD pixel Y 4,4. as, for example, SD HD pixels Y 4, 4 and 3 × 3 centered on the SD pixels X 2, 2 correlation coincides with the position of HD pixel Y 4, 4 which are expected to be high for (horizontal × vertical) Pixels X 1,1 , X 2,1 , X 3,1 , X 1,2 , X 2,2 , X 3,2 , X 1,3 , X 2,3 , X 3,3 (dotted line in FIG. 13) SD pixels in a range surrounded by) are extracted, and are used as class taps of the target pixel (HD pixel) Y4,4 .

また、例えば、X2,2の位置と一致するHD画素Y4,4の右隣のHD画素Y5,4が注目画素とされた場合には、クラスタップ生成回路202では、そのHD画素Y5,4に対応するSD画素として、例えば、図14において点線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成されるクラスタップの中のSD画素X1,2に代えて、SD画素X4,2を含めたものが抽出され、その9個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y5,4のクラスタップとされる。 For example, when the HD pixel Y 5,4 right next to the HD pixel Y 4,4 that coincides with the position of X 2,2 is set as the target pixel, the class tap generation circuit 202 causes the HD pixel Y 5,4 to be the target pixel. As SD pixels corresponding to 5 and 4 , for example, as shown by being surrounded by a dotted line in FIG. 14, SD pixels X 1 and X 1 in the class tap formed when the HD pixel Y 4 and 4 is set as the target pixel. Instead of 2 pixels, those including SD pixels X 4 and 2 are extracted, and the 9 SD pixels are class taps of the target pixel (HD pixel) Y 5 and 4 .

さらに、例えば、X2,2の位置と一致するHD画素Y4,4の下に隣接するHD画素Y4,5が注目画素とされた場合には、クラスタップ生成回路202では、そのHD画素Y4,5に対応するSD画素として、例えば、図15において点線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成されるクラスタップの中のSD画素X2,1に代えて、SD画素X2,4を含めたものが抽出され、その9個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y4,5のクラスタップとされる。 Further, for example, when the HD pixel Y 4,5 adjacent below the HD pixel Y 4,4 coinciding with the position of X 2,2 is set as the target pixel, the class tap generation circuit 202 causes the HD pixel As the SD pixel corresponding to Y 4,5 , for example, as shown by being surrounded by a dotted line in FIG. 15, the SD pixel X 2 in the class tap formed when the HD pixel Y 4,4 is set as the target pixel. , 1 are extracted including the SD pixels X 2,4 , and the nine SD pixels are used as class taps of the target pixel (HD pixel) Y 4,5 .

また、例えば、X2,2の位置と一致するHD画素Y4,4の右斜め下に隣接するHD画素Y5,5が注目画素とされた場合には、クラスタップ生成回路202では、そのHD画素Y5,5に対応するSD画素として、例えば、図16において点線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成されるクラスタップの中のSD画素X1,1に代えて、SD画素X4,4を含めたものが抽出され、その9個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y5,5のクラスタップとされる。 Further, for example, when the HD pixel Y 5,5 adjacent to the lower right of the HD pixel Y 4,4 that coincides with the position of X 2,2 is the target pixel, the class tap generation circuit 202 As the SD pixels corresponding to the HD pixels Y 5,5 , for example, as shown by being surrounded by a dotted line in FIG. 16, the SD pixels in the class tap formed when the HD pixel Y 4,4 is the target pixel. Instead of X 1,1 , a pixel including SD pixels X 4,4 is extracted, and the nine SD pixels are used as class taps of the target pixel (HD pixel) Y 5,5 .

そして、クラス分類回路203では、クラスタップ生成回路202で構成されたクラスタップとしての9個のSD画素(画素値)のパターンが検出され、そのパターンに対応する値が、注目画素のクラスとして出力される。   The class classification circuit 203 detects a pattern of nine SD pixels (pixel values) as the class tap configured by the class tap generation circuit 202, and outputs a value corresponding to the pattern as a class of the target pixel. Is done.

このクラスは、適応処理部204における係数ROM(Read Only Memory)207のアドレス端子(AD)に供給される。   This class is supplied to an address terminal (AD) of a coefficient ROM (Read Only Memory) 207 in the adaptive processing unit 204.

ここで、画像を構成する画素には、一般的に、8ビットなどが割り当てられる。いま、SD画素に8ビットが割り当てられているとすると、例えば、図13に示した3×3画素の正方形状のクラスタップだけを考えても、画素値のパターン数は、(289通りという莫大な数となり、その後の処理の迅速化が困難となる。 Here, 8 bits or the like are generally assigned to the pixels constituting the image. Assuming that 8 bits are allocated to the SD pixel, for example, even if only the 3 × 3 pixel square class tap shown in FIG. 13 is considered, the number of pixel value patterns is (2 8 ) 9. The number of streets becomes enormous, and it is difficult to speed up subsequent processing.

そこで、クラス分類を行う前の前処理として、クラスタップには、それを構成するSD画素のビット数を低減するための処理である、例えばADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)処理などが施される。   Therefore, as preprocessing before class classification, the class tap is subjected to, for example, ADRC (Adaptive Dynamic Range Coding) processing, which is processing for reducing the number of bits of SD pixels constituting the class tap.

即ち、ADRC処理では、まず、クラスタップを構成する9個のSD画素から、その画素値の最大のもの(以下、適宜、最大画素という)と最小のもの(以下、適宜、最小画素という)とが検出される。そして、最大画素の画素値MAXと最小画素の画素値MINとの差分DR(=MAX−MIN)が演算され、このDRをクラスタップの局所的なダイナミックレンジとし、このダイナミックレンジDRに基づいて、クラスタップを構成する各画素値が、元の割当ビット数より少ないKビットに再量子化される。つまり、クラスタップを構成する各画素値から最小画素の画素値MINが減算され、各減算値が、DR/2Kで除算される。 That is, in the ADRC processing, first, from the nine SD pixels constituting the class tap, those having the maximum pixel value (hereinafter referred to as the maximum pixel as appropriate) and those having the minimum value (hereinafter referred to as the minimum pixel as appropriate). Is detected. Then, a difference DR (= MAX−MIN) between the pixel value MAX of the maximum pixel and the pixel value MIN of the minimum pixel is calculated, and this DR is set as a local dynamic range of the class tap. Based on the dynamic range DR, Each pixel value constituting the class tap is requantized to K bits smaller than the original number of assigned bits. That is, the pixel value MIN of the minimum pixel from each pixel value is subtracted forming the class taps, each subtraction value is divided by DR / 2 K.

その結果、クラスタップを構成する各画素値はKビットで表現されるようになる。従って、例えばK=1とした場合、9個のSD画素の画素値のパターン数は、(219通りになり、ADRC処理を行わない場合に比較して、パターン数を非常に少ないものとすることができる。 As a result, each pixel value constituting the class tap is expressed by K bits. Therefore, for example, when K = 1, the number of patterns of the pixel values of the nine SD pixels is (2 1 ) 9 and the number of patterns is very small compared to the case where ADRC processing is not performed. It can be.

一方、適応処理部204は、予測タップ生成回路205、予測演算回路206、および係数ROM207で構成され、そこでは、適応処理が行われる。   On the other hand, the adaptive processing unit 204 includes a prediction tap generation circuit 205, a prediction calculation circuit 206, and a coefficient ROM 207, where adaptive processing is performed.

即ち、予測タップ生成回路205では、適応処理部204に供給されるSD画像から、予測演算回路206において注目画素の予測値を求めるのに用いる、その注目画素に対して所定の位置関係にある複数のSD画素が抽出され、これが予測タップとして、予測演算回路206に供給される。   That is, in the prediction tap generation circuit 205, a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel used in the prediction calculation circuit 206 to obtain the predicted value of the target pixel from the SD image supplied to the adaptive processing unit 204. SD pixels are extracted and supplied to the prediction calculation circuit 206 as prediction taps.

具体的には、例えば、HD画素Y4,4が注目画素とされ、図13で説明したようなクラスタップが構成される場合、予測タップ生成回路205では、例えば、HD画素Y4,4との相関が高いと予想されるSD画素として、同図に実線で囲んで示す範囲の、注目画素Y4,4の位置に一致するSD画素X2,2を中心とする5×5のSD画素が抽出され、これが、注目画素(HD画素)Y4,4の予測タップとされる。 Specifically, for example, HD pixel Y 4, 4 is a pixel of interest, when the class tap as described in FIG. 13 constituted, the prediction tap generating circuit 205, for example, an HD pixel Y 4, 4 5 × 5 SD pixels centered on the SD pixel X 2,2 that coincides with the position of the target pixel Y 4,4 in the range surrounded by the solid line in FIG. Are extracted and used as prediction taps for the target pixel (HD pixel) Y 4,4 .

また、例えば、HD画素Y5,4が注目画素とされた場合には、予測タップ生成回路205では、例えば、図14において実線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成される予測タップの中のSD画素X0,2に代えて、SD画素X5,2を含めたものが抽出され、その25個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y5,4のクラスタップとされる。 For example, when the HD pixel Y 5,4 is set as the target pixel, the prediction tap generation circuit 205 sets the HD pixel Y 4,4 as the target pixel, for example, as shown by a solid line in FIG. Then, instead of the SD pixel X 0,2 in the prediction tap formed, the one including the SD pixel X 5,2 is extracted, and the 25 SD pixels are the target pixel (HD pixel) The class tap is Y 5,4 .

さらに、例えば、HD画素Y4,5が注目画素とされた場合には、予測タップ生成回路205では、例えば、図15において実線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成される予測タップの中のSD画素X2,0に代えて、SD画素X2,5を含めたものが抽出され、その25個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y4,5の予測タップとされる。 Further, for example, when the HD pixel Y 4,5 is set as the target pixel, the prediction tap generation circuit 205 sets the HD pixel Y 4,4 as the target pixel as shown by a solid line in FIG. In the prediction tap formed in this case, SD pixels X 2,5 are extracted instead of the SD pixels X 2,0 , and the 25 SD pixels are extracted as the target pixel (HD pixel). The prediction tap is Y 4,5 .

また、例えば、HD画素Y5,5が注目画素とされた場合には、予測タップ生成回路205では、例えば、図16において実線で囲んで示すように、HD画素Y4,4が注目画素とされた場合に形成されるクラスタップの中のSD画素X0,0に代えて、SD画素X5,5を含めたものが抽出され、その25個のSD画素が、注目画素(HD画素)Y5,5の予測タップとされる。 For example, when the HD pixel Y 5,5 is set as the target pixel, the prediction tap generation circuit 205 sets the HD pixel Y 4,4 as the target pixel as shown by a solid line in FIG. 16, for example. In the class tap formed in this case, SD pixels X 5,5 are extracted instead of the SD pixels X 0,0 , and the 25 SD pixels are extracted as target pixels (HD pixels). The prediction tap is Y 5,5 .

そして、予測演算回路206には、予測タップ生成回路205から予測タップが供給される他、係数ROM207から予測係数も供給される。   The prediction calculation circuit 206 is supplied with the prediction coefficient from the coefficient ROM 207 in addition to the prediction tap from the prediction tap generation circuit 205.

即ち、係数ROM207は、あらかじめ学習が行われることにより求められた予測係数を、クラスごとに記憶しており、クラス分類回路203からクラスが供給されると、そのクラスに対応するアドレスに記憶されている予測係数を読み出し、予測演算回路206に供給する。   That is, the coefficient ROM 207 stores the prediction coefficient obtained by learning in advance for each class. When a class is supplied from the class classification circuit 203, the coefficient ROM 207 is stored at an address corresponding to the class. The prediction coefficient is read out and supplied to the prediction calculation circuit 206.

これにより、予測演算回路206には、注目画素に対応する予測タップと、その注目画素のクラスについての予測係数とが供給される。そして、予測演算回路206では、係数ROM207からの予測係数w,w2,・・・と、予測タップ生成回路6からの予測タップ(を構成するSD画素)x1,x2,・・・とを用いて、式(1)に示した演算が行われることにより、注目画素(HD画素)yの予測値E[y]が求められ、これが、HD画素の画素値として出力される。 As a result, the prediction calculation circuit 206 is supplied with the prediction tap corresponding to the target pixel and the prediction coefficient for the class of the target pixel. In the prediction arithmetic circuit 206, the prediction coefficients w, w 2 ,... From the coefficient ROM 207 and the prediction taps (constituting SD pixels) x 1 , x 2 ,. Is used to calculate the prediction value E [y] of the pixel of interest (HD pixel) y, and this is output as the pixel value of the HD pixel.

以上の処理が、すべてのHD画素を注目画素として行われ、これにより、SD画像がHD画像に変換される。なお、クラスタップ生成回路202および予測タップ生成回路205では、同一のHD画素を注目画素として処理が行われる。   The above processing is performed with all the HD pixels as the target pixel, whereby the SD image is converted into an HD image. Note that the class tap generation circuit 202 and the prediction tap generation circuit 205 perform processing using the same HD pixel as the target pixel.

次に、図17は、図12の係数ROM207に記憶させる予測係数を算出する学習処理を行う学習装置の構成例を示している。   Next, FIG. 17 shows a configuration example of a learning apparatus that performs a learning process for calculating a prediction coefficient to be stored in the coefficient ROM 207 of FIG.

学習における教師データyとなるべきHD画像が、間引き回路211および教師データ抽出回路146に供給されるようになされており、間引き回路211では、HD画像が、例えば、その画素数が間引かれることにより少なくされ、これによりSD画像とされる。即ち、間引き回路211では、HD画像の横または縦の画素数がそれぞれ1/2にされ、これにより、SD画像が形成される。このSD画像は、クラス分類部212および予測タップ生成回路145に供給される。   The HD image to be the teacher data y in learning is supplied to the thinning circuit 211 and the teacher data extraction circuit 146. In the thinning circuit 211, for example, the number of pixels of the HD image is thinned out. Thus, an SD image is obtained. That is, in the thinning circuit 211, the number of horizontal or vertical pixels of the HD image is halved, thereby forming an SD image. The SD image is supplied to the class classification unit 212 and the prediction tap generation circuit 145.

クラス分類部212または予測タップ生成回路145では、図12のクラス分類部201または予測タップ生成回路205における場合とそれぞれ同様の処理が行われ、これにより注目画素のクラスまたは予測タップがそれぞれ出力される。クラス分類部212が出力するクラスは、予測タップメモリ147および教師データメモリ148のアドレス端子(AD)に供給され、予測タップ生成回路145が出力する予測タップは、予測タップメモリ147に供給される。なお、クラス分類部212および予測タップ生成回路145では、同一のHD画素を注目画素として処理が行われる。   In the class classification unit 212 or the prediction tap generation circuit 145, the same processing as that in the class classification unit 201 or the prediction tap generation circuit 205 in FIG. 12 is performed, whereby the class or prediction tap of the pixel of interest is output, respectively. . The class output from the class classification unit 212 is supplied to the prediction tap memory 147 and the address terminal (AD) of the teacher data memory 148, and the prediction tap output from the prediction tap generation circuit 145 is supplied to the prediction tap memory 147. Note that the class classification unit 212 and the prediction tap generation circuit 145 perform processing using the same HD pixel as the pixel of interest.

予測タップメモリ147では、クラス分類部212から供給されるクラスに対応するアドレスに、予測タップ生成回路145から供給される予測タップが記憶される。   The prediction tap memory 147 stores the prediction tap supplied from the prediction tap generation circuit 145 at an address corresponding to the class supplied from the class classification unit 212.

一方、教師データ抽出回路146では、クラス分類部212および予測タップ生成回路145において注目画素とされるHD画素が、そこに供給されるHD画像から抽出され、教師データとして、教師データメモリ148に供給される。   On the other hand, in the teacher data extraction circuit 146, the HD pixel that is the target pixel in the class classification unit 212 and the prediction tap generation circuit 145 is extracted from the HD image supplied thereto, and is supplied to the teacher data memory 148 as teacher data. Is done.

そして、教師データメモリ148では、クラス分類部212から供給されるクラスに対応するアドレスに、教師データ抽出回路146から供給される教師データが記憶される。   The teacher data memory 148 stores the teacher data supplied from the teacher data extraction circuit 146 at the address corresponding to the class supplied from the class classification unit 212.

以上の処理が、あらかじめ学習用に用意されたすべてのHD画像を構成するすべてのHD画素を、順次、注目画素として行われる。   The above processing is sequentially performed on all HD pixels constituting all HD images prepared for learning in advance as the target pixel.

その結果、教師データメモリ148または予測タップメモリ147の同一のアドレスには、そのアドレスに対応するクラスのHD画素、またはそのHD画素にについて図13乃至図16において説明した予測タップを構成する位置にあるSD画素が、教師データyまたは学習データxとして、それぞれ記憶される。   As a result, at the same address in the teacher data memory 148 or the prediction tap memory 147, the HD pixel of the class corresponding to the address, or the position that constitutes the prediction tap described in FIGS. A certain SD pixel is stored as teacher data y or learning data x, respectively.

なお、予測タップメモリ147と教師データメモリ148においては、同一アドレスに複数の情報を記憶することができるようになされており、これにより、同一アドレスには、同一のクラスに分類される複数の学習データxと教師データyを記憶することができるようになされている。   The prediction tap memory 147 and the teacher data memory 148 can store a plurality of pieces of information at the same address, whereby a plurality of learnings classified into the same class are stored at the same address. Data x and teacher data y can be stored.

その後、演算回路149は、予測タップメモリ147または教師データメモリ148から、同一アドレスに記憶されている学習データとしての予測タップまたは教師データとしてのHD画素を読み出し、それらを用いて、例えば、最小自乗法によって、予測値と教師データとの間の誤差を最小にする予測係数を算出する。即ち、演算回路149では、クラスごとに、式(7)に示した正規方程式がたてられ、これを解くことにより予測係数が求められる。   Thereafter, the arithmetic circuit 149 reads prediction pixels as learning data or HD pixels as teacher data stored in the same address from the prediction tap memory 147 or the teacher data memory 148, and uses them, for example, the minimum self A prediction coefficient that minimizes an error between the predicted value and the teacher data is calculated by multiplication. That is, in the arithmetic circuit 149, the normal equation shown in Expression (7) is established for each class, and the prediction coefficient is obtained by solving this.

以上のようにして、演算回路149で求められたクラスごとの予測係数が、図12の係数ROM207における、各クラスに対応するアドレスに記憶されている。   As described above, the prediction coefficient for each class obtained by the arithmetic circuit 149 is stored in the address corresponding to each class in the coefficient ROM 207 of FIG.

なお、以上のような学習処理において、予測係数を求めるのに必要な数の正規方程式が得られないクラスが生じる場合があるが、そのようなクラスについては、例えば、クラスを無視して正規方程式をたてて解くことにより得られる予測係数などが、いわばデフォルトの予測係数として用いられる。   In the learning process as described above, there may occur a class in which the number of normal equations necessary for obtaining the prediction coefficient cannot be obtained. For such a class, for example, the class is ignored and the normal equation is ignored. The prediction coefficient obtained by solving the above is used as a default prediction coefficient.

適応処理によれば、元のSD画像には含まれていない高周波成分を含んだHD画像を得ることができる。また、注目画素について、クラス分類処理を行い、その結果得られるクラスに対応した予測係数を用いて適応処理を行うことで、注目画素に適した適応処理を施すことができる。   According to the adaptive processing, it is possible to obtain an HD image including a high-frequency component that is not included in the original SD image. Further, by performing class classification processing on the target pixel and performing adaptive processing using the prediction coefficient corresponding to the class obtained as a result, the adaptive processing suitable for the target pixel can be performed.

ところで、上述した画像変換装置(図12)や学習装置(図17)においては、クラスタップは、画像の特性とは無関係に、注目画素に対して、例えば、図13乃至16で説明したような位置関係にあるSD画素によって構成される。   By the way, in the above-described image conversion device (FIG. 12) and learning device (FIG. 17), the class tap is performed on the target pixel regardless of the characteristics of the image, for example, as described in FIGS. It is composed of SD pixels in a positional relationship.

即ち、クラスタップは、図13乃至16で説明したように、注目画素の近くにある9個のSD画素によって構成される。   That is, the class tap is configured by nine SD pixels near the target pixel, as described with reference to FIGS.

一方、画像は、輝度値や色などが近似した画素でなる領域、即ち、所定の物体が表示された領域や、所定の色、模様を有する領域などに分割し得る。従って、上述のようなクラス分類を行うと、画像の中の異なる領域であっても、例えば、画素の変化がほとんどないような部分については、注目画素が、すべて同一のクラスに分類されることがある。   On the other hand, an image can be divided into areas composed of pixels with approximate luminance values, colors, and the like, that is, areas where predetermined objects are displayed, areas having predetermined colors and patterns, and the like. Therefore, when class classification as described above is performed, even in different regions in the image, for example, in a portion where there is almost no change in pixels, the target pixel is all classified into the same class. There is.

しかしながら、そのような部分であっても、例えば、注目画素から幾分離れたSD画素をクラスタップに含めてクラス分類を行うことにより、同一のクラスに分類されていた注目画素が、異なるクラスに分類されることがある。即ち、より広い範囲のSD画素でクラスタップを構成することにより、注目画素を、その注目画素にあったクラスにクラス分類することができる場合がある。   However, even in such a portion, for example, by classifying by classifying SD pixels that are somewhat separated from the target pixel into the class tap, the target pixels that have been classified into the same class are changed to different classes. May be classified. That is, by configuring a class tap with a wider range of SD pixels, the target pixel may be classified into a class that matches the target pixel.

そして、このように、注目画素を、それにったクラスにクラス分類することができれば、注目画素に、より適した適応処理を施すことが可能となり、その結果得られるHD画像の画質を向上させることが可能となる。   If the target pixel can be classified into the class according to the class, it is possible to perform more suitable adaptive processing on the target pixel, and improve the image quality of the resulting HD image. Is possible.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画質の向上を図ることができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is intended to improve image quality.

本発明の第1の側面の画像処理装置は、第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理装置であって、注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2および第3の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出するアクティビティ検出手段と、前記第2および第3の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する画像を選択する選択手段と、前記注目画素に対応する、選択された画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をクラスとすることにより、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行うクラス分類手段と、前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する予測手段とを備え、前記予測手段は、前記第2および第3の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を、前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段と、前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2および第3の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める予測値演算手段とを有することを特徴とする。   The image processing apparatus according to the first aspect of the present invention includes a second image in which the first image is represented by a smaller number of pixels than the number of pixels of the first image, and the number of pixels of the second image. An image processing apparatus that performs a process for obtaining the first image using a third image represented by a small number of pixels, and the pixel of the first image of interest is a pixel of interest. Activity detecting means for detecting an activity of a portion corresponding to the target pixel in the second and third images, and an image having an activity exceeding a predetermined threshold among the second and third images. A selection means for selecting, and a value corresponding to a pixel value pattern of a pixel in a predetermined area centered on a pixel of the selected image corresponding to the target pixel, as a class, and Class to classify Class classification means for performing classification, and prediction means for predicting the predicted value of the pixel of interest corresponding to the class of the pixel of interest, wherein the prediction means includes the pixels of the second and third images. Prediction coefficient storage means for storing a prediction coefficient for calculating a prediction value of the target pixel by linear combination for each class, the prediction coefficient for the class of the target pixel, the second and third Prediction value calculation means for obtaining a predicted value of the target pixel by linearly combining pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel. Features.

前記選択された画像の前記所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値は、前記所定領域内の画素の画素値をADRC処理して得られるようにすることができる。   The value corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area of the selected image can be obtained by ADRC processing the pixel values of the pixels in the predetermined area.

前記第2および第3の画像は、前記第1の画像の隣接する複数画素の画素値を加算して1つの画素の画素値とすることによって、画素数が前記第1の画像より少なくされた画像とさせることができる。   The second and third images have a smaller number of pixels than the first image by adding pixel values of adjacent pixels of the first image to a pixel value of one pixel. It can be an image.

本発明の第1の側面の画像処理方法は、第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理方法であって、注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2および第3の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出し、前記第2および第3の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する画像を選択し、前記注目画素に対応する、選択された画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をクラスとすることにより、前記注目画素を所定のクラスに分類し、前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測し、前記注目画素の予測値を予測する場合、前記第2および第3の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2および第3の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求めることを特徴とする。   The image processing method according to the first aspect of the present invention is based on a second image in which the first image is represented by a smaller number of pixels than the number of pixels of the first image, and the number of pixels of the second image. And a third image represented by a small number of pixels, and an image processing method for performing processing for obtaining the first image, wherein the pixel of the first image of interest is a pixel of interest Detecting an activity of a portion corresponding to the target pixel in the second and third images, selecting an image having an activity exceeding a predetermined threshold from the second and third images, and By classifying a value corresponding to a pixel value pattern of a pixel in a predetermined area centered on a pixel of the selected image corresponding to the target pixel, the target pixel is classified into a predetermined class, and the target The predicted value of the pixel, the class of the pixel of interest When predicting correspondingly and predicting the predicted value of the target pixel, a prediction coefficient for calculating the predicted value of the target pixel is calculated for each class by linear combination with the pixels of the second and third images. A plurality of the prediction coefficients for the class of the target pixel acquired from the stored prediction coefficient storage means and a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel among the pixels of the second and third images The prediction value of the target pixel is obtained by linearly combining the pixel value of the pixel of interest.

本発明の第1の側面においては、注目している第1の画像の画素を注目画素とし、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像、および前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティが検出され、前記第2および第3の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する画像が選択される。また、前記注目画素に対応する、選択された画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をクラスとすることにより、前記注目画素が所定のクラスに分類される。前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する場合、前記第2および第3の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2および第3の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とが線形結合され、前記注目画素の予測値が求められる。   In the first aspect of the present invention, the second image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the first image, wherein the pixel of the first image of interest is the pixel of interest, and the second Activity of a portion corresponding to the target pixel in the third image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the image of the first image, and an activity exceeding a predetermined threshold among the second and third images An image having is selected. Further, by classifying a value corresponding to a pixel value pattern of a pixel in a predetermined area centered on a pixel of the selected image corresponding to the target pixel, the target pixel is classified into a predetermined class. The When predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel, a prediction coefficient for calculating the predicted value of the target pixel by linear combination with the pixels of the second and third images The prediction coefficient for the class of the target pixel acquired from the prediction coefficient storage means stored for each class, and a predetermined position with respect to the target pixel among the pixels of the second and third images Pixel values of a plurality of related pixels are linearly combined, and a predicted value of the target pixel is obtained.

本発明の第2の側面の画像処理装置は、第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像と、前記第3の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第4の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理装置であって、注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2乃至第4の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出するアクティビティ検出手段と、前記第2乃至第4の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する複数の画像を選択する選択手段と、前記注目画素に対応する、選択された複数の画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をそれぞれ取得し、1つのビット列にすることにより、前記注目画素を前記ビット列で表される所定のクラスに分類するクラス分類を行うクラス分類手段と、前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する予測手段とを備え、前記予測手段は、前記第2乃至第4の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を、前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段と、前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2乃至第4の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める予測値演算手段とを有することを特徴とする。   The image processing apparatus according to the second aspect of the present invention includes a second image in which the first image is represented by a smaller number of pixels than the number of pixels of the first image, and the number of pixels of the second image. Using the third image represented by a smaller number of pixels and the fourth image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the third image, a process for obtaining the first image is performed. An activity detection means for detecting an activity of a portion corresponding to the target pixel in the second to fourth images, wherein the pixel of the first image of interest is the target pixel; Selection means for selecting a plurality of images having an activity exceeding a predetermined threshold from the second to fourth images, and a predetermined centering on pixels of the selected plurality of images corresponding to the target pixel Corresponds to the pixel value pattern of the pixels in the region And classifying means for classifying the pixel of interest into a predetermined class represented by the bit sequence by making each bit string, and the predicted value of the pixel of interest Prediction means for predicting corresponding to a class, wherein the prediction means includes a prediction coefficient for calculating a prediction value of the pixel of interest by linear combination with pixels of the second to fourth images. A plurality of prediction coefficient storage means stored for each, the prediction coefficient for the class of the target pixel, and a plurality of pixels of the second to fourth images that are in a predetermined positional relationship with the target pixel Prediction value calculation means for obtaining a prediction value of the target pixel by linearly combining the pixel value of the pixel of interest.

前記選択された複数の画像の前記所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値は、前記所定領域内の画素の画素値をADRC処理して得られるようにすることができる。   The value corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined region of the selected plurality of images can be obtained by performing ADRC processing on the pixel values of the pixels in the predetermined region.

前記第2乃至第4の画像は、前記第1の画像の隣接する複数画素の画素値を加算して1つの画素の画素値とすることによって、画素数が前記第1の画像より少なくされた画像とさせることができる。   The second to fourth images have a smaller number of pixels than the first image by adding pixel values of adjacent pixels of the first image to a pixel value of one pixel. It can be an image.

本発明の第2の側面の画像処理方法は、第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像と、前記第3の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第4の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理方法であって、注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2乃至第4の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出し、前記第2乃至第4の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する複数の画像を選択し、前記注目画素に対応する、選択された複数の画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をそれぞれ取得し、1つのビット列にすることにより、前記注目画素を前記ビット列で表される所定のクラスに分類し、前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測し、前記注目画素の予測値を予測する場合、前記第2乃至第4の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2乃至第4の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求めることを特徴とする。   In the image processing method according to the second aspect of the present invention, the first image is represented by a second image in which the number of pixels is smaller than the number of pixels of the first image, and the number of pixels of the second image. Using the third image represented by a smaller number of pixels and the fourth image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the third image, a process for obtaining the first image is performed. In the image processing method, the pixel of the first image being noticed is set as the pixel of interest, the activity of the portion corresponding to the pixel of interest in the second to fourth images is detected, and the second A pixel value of a pixel in a predetermined area centering on a pixel of the selected plurality of images corresponding to the target pixel is selected from among the fourth to fourth images having an activity exceeding a predetermined threshold. Each value corresponding to the pattern is acquired and converted into one bit string. By classifying the target pixel into a predetermined class represented by the bit string, predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel, and predicting the predicted value of the target pixel The pixel of interest acquired from the prediction coefficient storage means for storing the prediction coefficient for calculating the prediction value of the pixel of interest by linear combination with the pixels of the second to fourth images for each class. The target pixel is obtained by linearly combining the prediction coefficient for the class and pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel among the pixels of the second to fourth images. It is characterized in that a predicted value of is obtained.

本発明の第2の側面においては、注目している第1の画像の画素を注目画素とし、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像、および前記第3の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第4の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティが検出され、前記第2乃至第4の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する複数の画像が選択される。そして、前記注目画素に対応する、選択された複数の画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をそれぞれ取得し、1つのビット列にすることにより、前記注目画素が前記ビット列で表される所定のクラスに分類される。前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する場合、前記第2乃至第4の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2乃至第4の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とが線形結合され、前記注目画素の予測値が求められる。   In the second aspect of the present invention, the second image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the first image, where the pixel of the first image of interest is the pixel of interest, Activity of a portion corresponding to the target pixel in the third image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the image and the fourth image represented by the number of pixels smaller than the number of pixels of the third image Is detected, and a plurality of images having activities exceeding a predetermined threshold are selected from the second to fourth images. Then, each of the values corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area centered on the selected pixels of the plurality of images corresponding to the target pixel is obtained and converted into one bit string. Pixels are classified into a predetermined class represented by the bit string. When predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel, a prediction coefficient for calculating the predicted value of the target pixel by linear combination with the pixels of the second to fourth images The prediction coefficient for the class of the target pixel acquired from the prediction coefficient storage means stored for each class, and a predetermined position with respect to the target pixel among the pixels of the second to fourth images Pixel values of a plurality of related pixels are linearly combined, and a predicted value of the target pixel is obtained.

本発明によれば、注目している第1の画像の画素である注目画素を、より適したクラスに分類することができ、HD画像の画質を向上させることが可能となる。   According to the present invention, the target pixel that is the pixel of the first image of interest can be classified into a more suitable class, and the image quality of the HD image can be improved.

図1は、本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成例を示している。   FIG. 1 shows a configuration example of an embodiment of an image processing apparatus to which the present invention is applied.

この画像処理装置においては、異なる画素数で構成される複数のSD画像(第2や第3の画像)を処理することにより、そのSD画像よりも画素数の多い(ここでは、解像度も高い)HD画像(第1の画像)が生成されるようになされている。   In this image processing apparatus, by processing a plurality of SD images (second and third images) having different numbers of pixels, the number of pixels is larger than the SD image (here, the resolution is also higher). An HD image (first image) is generated.

即ち、第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、第3階層メモリ103には、第1乃至第3階層のSD画像が記憶されている。なお、第1階層のSD画像を基準とすると、第2階層のSD画像は、第1階層のSD画像の画素数を少なくしたものとなっており、第3階層のSD画像は、第2階層のSD画像の画素数を少なくしたものとなっている。   That is, the first to third hierarchy SD images are stored in the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, and the third hierarchy memory 103. When the SD image of the first hierarchy is used as a reference, the SD image of the second hierarchy is obtained by reducing the number of pixels of the SD image of the first hierarchy, and the SD image of the third hierarchy is the second hierarchy. The number of pixels of the SD image is reduced.

第1階層メモリ101に記憶されている第1階層のSD画像、第2階層メモリ102に記憶されている第2階層のSD画像、および第3階層メモリ103に記憶されている第3階層のSD画像は、いずれも、多階層クラス分類部104に供給される。また、第1階層メモリ101に記憶されている第1階層のSD画像は、適応処理部105にも供給される。   SD image of the first hierarchy stored in the first hierarchy memory 101, SD image of the second hierarchy stored in the second hierarchy memory 102, and SD of the third hierarchy stored in the third hierarchy memory 103 All the images are supplied to the multi-layer class classification unit 104. Further, the SD image of the first hierarchy stored in the first hierarchy memory 101 is also supplied to the adaptive processing unit 105.

多階層クラス分類部104は、多階層クラス分類回路104a乃至104dで構成され、適応処理により予測値を求めようとするHD画素である注目画素が、第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、第3階層メモリ103それぞれからの第1乃至第3階層の画像を構成する画素のうちの、注目画素に対応するものを用いて、クラス分類の1つである多階層クラス分類される。   The multi-hierarchy class classifying unit 104 includes multi-hierarchy class classifying circuits 104a to 104d, and the target pixel, which is an HD pixel for which a prediction value is to be obtained by adaptive processing, is the first hierarchic memory 101, the second hierarchic memory 102, Of the pixels constituting the first to third layer images from the third layer memory 103, the pixel corresponding to the target pixel is used for multi-layer class classification, which is one of the class classifications.

ここで、本実施の形態においては、例えば、第1階層のSD画像の横または縦の画素数をそれぞれ2倍にした数の画素数で構成されるHD画像が生成されるようになされている。この場合、図13乃至図16を参照して説明したことから、あるSD画素(ここでは、第1階層のSD画素)に対して、そのSD画素と同一位置に配置されるHD画素と、そのHD画素の右、下、右斜め下にそれぞれ隣接する3つのHD画素との合計4つのHD画素を生成する必要がある。即ち、第1階層の1つのSD画素に対して、4つのHD画素を生成する必要がある。このため、この4つのHD画素のクラス分類処理(ここでは、多階層クラス分類処理)を同時に行うために、多階層クラス分類部104は、4つの多階層クラス分類回路104a乃至104dで構成されている。   Here, in the present embodiment, for example, an HD image composed of the number of pixels obtained by doubling the number of horizontal or vertical pixels of the first layer SD image is generated. . In this case, as described with reference to FIGS. 13 to 16, for an SD pixel (here, the SD pixel in the first layer), an HD pixel arranged at the same position as the SD pixel, It is necessary to generate a total of four HD pixels including three HD pixels adjacent to the right, lower, and diagonally lower right of the HD pixel. That is, it is necessary to generate four HD pixels for one SD pixel in the first layer. Therefore, in order to simultaneously perform the four HD pixel class classification processing (here, the multi-layer class classification processing), the multi-layer class classification unit 104 includes four multi-layer class classification circuits 104a to 104d. Yes.

多階層クラス分類回路104a乃至104dにおける、4つの注目画素のクラス分類結果は、いずれも適応処理部105に供給される。適応処理部105は、多階層クラス分類部104が4つの多階層クラス分類回路104a乃至104dで構成されるのと同様の理由から、やはり、4つの適応処理回路105a乃至105dで構成されており、その4つの適応処理回路105a乃至105dそれぞれでは、多階層クラス分類回路104a乃至104dからのクラス分類結果それぞれに対応して適応処理が行われ、4つの注目画素それぞれの予測値が求められる。適応処理回路105a乃至105dにおいて求められた予測値は、HD画像メモリ106に供給されて記憶される。   All of the class classification results of the four target pixels in the multi-layer class classification circuits 104 a to 104 d are supplied to the adaptive processing unit 105. The adaptive processing unit 105 is also composed of four adaptive processing circuits 105a to 105d for the same reason that the multi-layer class classification unit 104 is composed of four multi-layer class classification circuits 104a to 104d. In each of the four adaptive processing circuits 105a to 105d, adaptive processing is performed corresponding to each of the class classification results from the multi-layer class classification circuits 104a to 104d, and the predicted values of the four target pixels are obtained. The prediction values obtained by the adaptive processing circuits 105a to 105d are supplied to and stored in the HD image memory 106.

即ち、HD画像メモリ106は、多階層クラス分類部104や適応処理部105における場合と同様に、4つのメモリ106a乃至106dで構成されている。そして、メモリ106a乃至106dにおいて、適応処理部105a乃至105dから供給される予測値が、それぞれ記憶される。   That is, the HD image memory 106 includes four memories 106 a to 106 d as in the case of the multi-layer class classification unit 104 and the adaptive processing unit 105. Then, the prediction values supplied from the adaptive processing units 105a to 105d are stored in the memories 106a to 106d, respectively.

なお、ここでは、第1階層のあるSD画素に対して、そのSD画素と同一位置に配置されるHD画素については、例えば、多階層クラス分類回路104aまたは適応処理回路105aにおいて多階層クラス分類または適応処理が行われ、その予測値が、メモリ106aに記憶されるようになされている。また、第1階層のあるSD画素に対して、そのSD画素と同一位置に配置されるHD画素の右、下、または右斜め下にそれぞれ隣接するHD画素については、多階層クラス分類回路104bおよび適応処理回路105b、多階層クラス分類回路104cおよび適応処理回路105c、または多階層クラス分類回路104dおよび適応処理回路105dにおいてそれぞれ処理が行われ、その結果得られるそれぞれの予測値が、メモリ106b乃至106dに記憶されるようになされている。   Here, with respect to an SD pixel in the first hierarchy, for an HD pixel arranged at the same position as the SD pixel, for example, in the multi-hierarchy class classification circuit 104a or the adaptive processing circuit 105a, An adaptive process is performed, and the predicted value is stored in the memory 106a. In addition, with respect to an SD pixel in the first hierarchy, an HD pixel adjacent to the right, lower, or diagonally lower right of the HD pixel arranged at the same position as the SD pixel, the multi-layer class classification circuit 104b and Processing is performed in the adaptive processing circuit 105b, the multi-layer class classification circuit 104c and the adaptive processing circuit 105c, or the multi-layer class classification circuit 104d and the adaptive processing circuit 105d, and the respective predicted values obtained as a result are stored in the memories 106b to 106d. To be remembered.

次に、多階層クラス分類部104および適応処理部15の詳細について説明するが、その前に、第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、第3階層メモリ103にそれぞれ記憶されている第1乃至第3階層のSD画像の生成方法について説明する。   Next, the details of the multi-level class classifying unit 104 and the adaptive processing unit 15 will be described. Before that, the first level memory 101, the second level memory 102, and the third level memory 103 are stored in the first level memory A method for generating the SD image of the third layer will be described.

図2は、第1乃至第3階層のSD画像を生成する記憶装置の構成例を示している。   FIG. 2 shows a configuration example of a storage device that generates SD images of the first to third layers.

この記憶装置は、例えば、1チップのCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などで構成され、そこに入力されるSD画像を第1階層のSD画像として、その第1階層のSD画像よりも画素数の少ない第2のSD画像、およびその第2のSD画像よりも画素数の少ない第3のSD画像を生成する3階層の階層符号化を行うようになされている。   This storage device is composed of, for example, a one-chip CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the SD image input thereto is used as a first-level SD image and has a number of pixels higher than that of the first-level SD image. Three-level hierarchical encoding is performed to generate a small second SD image and a third SD image having a smaller number of pixels than the second SD image.

即ち、アドレス供給回路1には、記憶装置に入力される画像を構成するSD画素の水平方向または垂直方向の位置に対応したアドレスそれぞれとしての水平アドレスまたは垂直アドレスが供給されるようになされている。   That is, the address supply circuit 1 is supplied with a horizontal address or a vertical address as an address corresponding to the position in the horizontal direction or the vertical direction of the SD pixel constituting the image input to the storage device. .

なお、本実施の形態では、例えば、図3に示すような、水平方向が512画素で、垂直方向が512ラインで1画面が構成される画像(ディジタル画像データ)が、第1階層のSD画像として入力されるものとする。従って、水平アドレスおよび垂直アドレスは、いずれも9(=log2512)ビットで表される。 In this embodiment, for example, as shown in FIG. 3, an image (digital image data) in which one screen is composed of 512 pixels in the horizontal direction and 512 lines in the vertical direction is an SD image in the first layer. As input. Therefore, both the horizontal address and the vertical address are represented by 9 (= log 2 512) bits.

また、本実施の形態では、上述したように、第1階層のSD画像の横または縦の画素数をそれぞれ2倍にしたHD画像が生成されるから、そのHD画像の1画面は、1024×1024画素で構成されることになる。   In the present embodiment, as described above, an HD image in which the number of horizontal or vertical pixels of the SD image in the first layer is doubled is generated. Therefore, one screen of the HD image is 1024 × It is composed of 1024 pixels.

アドレス供給回路1は、そこに供給される水平アドレスおよび垂直アドレスを必要に応じて加工して、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、および第3階層メモリ4に供給するようになされている。なお、アドレス供給回路1には、水平アドレスおよび垂直アドレスの他、クロック(後述する図4乃至図6おいては図示せず)、R/W(Read/Write)信号、および階層フラグも供給されるようになされており、アドレス供給回路1は、そのクロックに同期して、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、および第3階層メモリ4にアドレスを供給するようになされている。また、アドレス供給回路1は、R/W信号や階層フラグに対応して、そこに供給される水平アドレスおよび垂直アドレスを加工するようになされている。さらに、アドレス供給回路1は、必要に応じて、所定の制御信号を、RMW(Read Modify Write)回路5に供給するようになされている。   The address supply circuit 1 processes the horizontal address and the vertical address supplied to the address supply circuit 1 as necessary, and supplies the processed addresses to the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4. Yes. In addition to the horizontal address and the vertical address, the address supply circuit 1 is also supplied with a clock (not shown in FIGS. 4 to 6 to be described later), an R / W (Read / Write) signal, and a hierarchy flag. The address supply circuit 1 supplies addresses to the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4 in synchronization with the clock. Further, the address supply circuit 1 processes a horizontal address and a vertical address supplied thereto corresponding to the R / W signal and the hierarchy flag. Further, the address supply circuit 1 supplies a predetermined control signal to an RMW (Read Modify Write) circuit 5 as necessary.

ここで、R/W信号は、記憶装置からの画像データの読み出し、または記憶装置への画像データの書き込みを指示する信号であり、階層フラグは、記憶装置に記憶された画像を読み出す場合に、第1乃至第3階層のSD画像のうちのいずれを読み出すかを指示するための、例えば2ビットのフラグである。なお、画像データの書き込みは、例えば、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、および第3階層メモリ4に対して同時に行われるようになされており、従って、R/W信号が書き込みを表している場合は、階層フラグは無視される(意味をもたない)。また、読み出しは、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4それぞれについて個別に行われるようになされており、従って、階層フラグは、読み出し時においてのみ有効となる。但し、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4からの読み出しも同時に行うようにすることが可能である。この場合、階層フラグは用いる必要がない。   Here, the R / W signal is a signal for instructing reading of image data from the storage device or writing of image data to the storage device, and the hierarchy flag is used when reading an image stored in the storage device. This is, for example, a 2-bit flag for instructing which one of the first to third layer SD images is to be read. Note that the image data is written to the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4, for example, so that the R / W signal represents the writing. The hierarchy flag is ignored (meaningless). Further, reading is performed individually for each of the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4, and therefore the hierarchy flag is valid only at the time of reading. However, it is possible to simultaneously read from the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4. In this case, the hierarchy flag need not be used.

第1階層メモリ2は、アドレス供給回路1によって指定されるアドレスに、RMW回路5から供給される画像データを記憶し、また、そのアドレスに記憶されている画像データを読み出してRMW回路5に出力するようになされている。なお、第1階層メモリ2は、第1階層のSD画像、即ち、ここでは、記憶装置に入力される画像データを記憶するようになされている。また、第1階層メモリ2は、少なくとも、1画面分の第1階層のSD画像、即ち、ここでは、図2に示したように、512×512画素の画像データを記憶することができるようになされている。さらに、第1階層メモリ2を構成するメモリセルは、少なくとも、第1階層のSD画像を構成する画素に割り当てられたビット数と同一のデータ長を有している。即ち、第1階層のSD画像を構成する画素が、例えば、8ビットで表されるとき、第1階層メモリ2を構成するメモリセルは、少なくとも8ビットのデータ長を有している。   The first hierarchical memory 2 stores the image data supplied from the RMW circuit 5 at the address specified by the address supply circuit 1, and reads out the image data stored at the address and outputs it to the RMW circuit 5. It is made to do. The first hierarchy memory 2 stores the first hierarchy SD image, that is, the image data input to the storage device here. Further, the first hierarchical memory 2 can store at least one screen of the first hierarchical SD image, that is, here, image data of 512 × 512 pixels as shown in FIG. Has been made. Further, the memory cells constituting the first hierarchy memory 2 have at least the same data length as the number of bits assigned to the pixels constituting the first hierarchy SD image. That is, when the pixels constituting the first layer SD image are represented by, for example, 8 bits, the memory cells constituting the first layer memory 2 have a data length of at least 8 bits.

第2階層メモリ3は、アドレス供給回路1によって指定されるアドレスに、RMW回路5から供給される画像データを記憶し、また、そのアドレスに記憶されている画像データを読み出してRMW回路5に出力するようになされている。なお、第2階層メモリ3は、第2階層のSD画像を記憶するようになされている。即ち、本実施の形態では、例えば、第1階層のSD画像を構成する、隣接する2×2(横×縦)の4画素の加算値が、第2階層の1の画素とされるようになされており、第2階層メモリ3は、そのような画素で構成される第2階層のSD画像を記憶するようになされている。また、第2階層メモリ3は、少なくとも、1画面分の第2階層のSD画像を記憶することのできる記憶容量を有している。即ち、ここでは、第1階層の2×2画素から第2階層の1の画素が形成されるから、第2階層のSD画像は、256×256(=512/2×512/2)画素で構成されることになる。従って、第2階層メモリ2は、そのような数の画素数で構成される第2階層のSD画像を、少なくとも記憶することができるようになされている。さらに、第2階層メモリ3を構成するメモリセルは、少なくとも、第2階層のSD画像を構成する画素を桁落ちさせずに記憶することのできるデータ長を有している。即ち、本実施の形態では、第1階層の画素が8ビットで表されるから、そのような8ビットの画素の4つの加算値である第2階層の画素は10(=log2(28+28+28+28))ビットで表されることになる。従って、第2階層メモリ3を構成するメモリセルは、少なくとも10ビットのデータ長を有している。 The second hierarchical memory 3 stores the image data supplied from the RMW circuit 5 at the address specified by the address supply circuit 1, and reads out the image data stored at the address and outputs it to the RMW circuit 5. It is made to do. The second hierarchical memory 3 is adapted to store the second hierarchical SD image. That is, in the present embodiment, for example, an added value of four adjacent 2 × 2 (horizontal × vertical) pixels constituting the first layer SD image is set as one pixel of the second layer. The second layer memory 3 is configured to store a second layer SD image composed of such pixels. Further, the second hierarchy memory 3 has a storage capacity capable of storing at least one screen of the second hierarchy SD image. That is, here, since 1 pixel of the second layer is formed from 2 × 2 pixels of the first layer, the SD image of the second layer is 256 × 256 (= 512/2 × 512/2) pixels. Will be composed. Therefore, the second hierarchy memory 2 can store at least a second hierarchy SD image having such a number of pixels. Further, the memory cells constituting the second hierarchy memory 3 have a data length that can store at least the pixels constituting the SD image of the second hierarchy without dropping. That is, in the present embodiment, since the pixels of the first layer are represented by 8 bits, the pixels of the second layer which are four addition values of such 8-bit pixels are 10 (= log 2 (2 8 +2 8 +2 8 +2 8 )) bits. Therefore, the memory cells constituting the second hierarchy memory 3 have a data length of at least 10 bits.

第3階層メモリ4は、アドレス供給回路1によって指定されるアドレスに、RMW回路5から供給される画像データを記憶し、また、そのアドレスに記憶されている画像データを読み出してRMW回路5に出力するようになされている。なお、第3階層メモリ4は、第3階層のSD画像を記憶するようになされている。即ち、本実施の形態では、例えば、第2階層のSD画像を構成する、隣接する2×2の4画素、従って、第1階層のSD画像を構成する4×4画素の加算値が、第3階層の1の画素とされるようになされており、第3階層メモリ4は、そのような画素で構成される第3階層のSD画像を記憶するようになされている。また、第3階層メモリ4は、少なくとも、1画面分の第3階層のSD画像を記憶することのできる記憶容量を有している。即ち、ここでは、第2階層の2×2画素から第3階層の1の画素が形成されるから、第2階層のSD画像は、128×128(=256/2×256/2)画素で構成されることになる。従って、第3階層メモリ4は、そのような数の画素数で構成される第3階層のSD画像を、少なくとも記憶することができるようになされている。さらに、第3階層メモリ4を構成するメモリセルは、少なくとも、第3階層のSD画像を構成する画素を桁落ちさせずに記憶することができるデータ長を有している。即ち、本実施の形態では、第2階層の画素が、上述したように10ビットで表されるから、そのような10ビットの画素の4つの加算値である第3階層の画素は12(=log2(210+210+210+210))ビットで表されることになる。従って、第3階層メモリ4を構成するメモリセルは、少なくとも12ビットのデータ長を有している。 The third hierarchical memory 4 stores the image data supplied from the RMW circuit 5 at the address specified by the address supply circuit 1, and reads out the image data stored at the address and outputs it to the RMW circuit 5. It is made to do. The third hierarchical memory 4 is adapted to store the third hierarchical SD image. That is, in the present embodiment, for example, the adjacent 2 × 2 4 pixels constituting the second layer SD image, and therefore the added value of the 4 × 4 pixels constituting the first layer SD image is The third hierarchy memory 4 is configured to store a third hierarchy SD image composed of such pixels. Further, the third hierarchy memory 4 has a storage capacity capable of storing at least a third hierarchy SD image for one screen. That is, in this case, since 1 pixel of the third layer is formed from 2 × 2 pixels of the second layer, the SD image of the second layer is 128 × 128 (= 256/2 × 256/2) pixels. Will be composed. Therefore, the third hierarchy memory 4 can store at least a third hierarchy SD image composed of such a number of pixels. Further, the memory cells constituting the third hierarchy memory 4 have a data length that can store at least the pixels constituting the SD image of the third hierarchy without dropping. That is, in the present embodiment, since the second layer pixel is represented by 10 bits as described above, the third layer pixel, which is four addition values of such 10 bit pixels, is 12 (= log 2 (2 10 +2 10 +2 10 +2 10 )) bits. Accordingly, the memory cells constituting the third hierarchy memory 4 have a data length of at least 12 bits.

なお、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、および第3階層メモリ4には、クロックが供給されるようになされており、このクロックに同期して、データの読み書きが行われるようになされている。   Note that a clock is supplied to the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4, and data is read and written in synchronization with this clock. ing.

RMW回路5は、記憶装置に供給される画像データを、第1階層のSD画像として、第1階層メモリ2に書き込むようになされている。また、RMW回路5は、第1階層のSD画像から第2階層のSD画像を算出する処理を行い、第2階層メモリ3に書き込むようになされている。さらに、RMW回路5は、第1階層のSD画像(または第2階層のSD画像)から第3階層のSD画像を算出する処理を行い、第3階層メモリ4に書き込むようになされている。また、RMW回路5は、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、または第3階層メモリ4にそれぞれ記憶された画像データを読み出して出力するようにもなされている。なお、RMW回路5には、クロック、R/W信号、階層フラグ、アドレス供給回路1が出力する制御信号が供給されるようになされており、RMW回路5は、クロックに同期し、R/W信号、階層フラグ、制御信号に基づいて各種の処理を行うようになされている。   The RMW circuit 5 writes image data supplied to the storage device in the first hierarchy memory 2 as a first hierarchy SD image. In addition, the RMW circuit 5 performs a process of calculating the second hierarchy SD image from the first hierarchy SD image and writes the second hierarchy SD image in the second hierarchy memory 3. Further, the RMW circuit 5 performs processing for calculating a third layer SD image from the first layer SD image (or second layer SD image) and writes the third layer SD image in the third layer memory 4. The RMW circuit 5 is also configured to read out and output the image data stored in the first hierarchical memory 2, the second hierarchical memory 3, or the third hierarchical memory 4, respectively. The RMW circuit 5 is supplied with a clock, an R / W signal, a hierarchy flag, and a control signal output from the address supply circuit 1. The RMW circuit 5 synchronizes with the clock, and the R / W Various processes are performed based on the signal, the hierarchy flag, and the control signal.

次に、その動作について、図3乃至図5を参照して説明する。   Next, the operation will be described with reference to FIGS.

なお、ここでは、上述の図3に示したように、1画面が512×512画素で構成され、各画素が8ビットで表される画像データが、第1階層のSD画像として記憶装置に供給されるものとする。また、画像データは、いわゆる順次走査されて供給されるものとする。   Here, as shown in FIG. 3 described above, one screen is composed of 512 × 512 pixels, and image data in which each pixel is represented by 8 bits is supplied to the storage device as an SD image of the first layer. Shall be. The image data is supplied by being sequentially scanned.

さらに、第1階層のSD画像を構成する画素を、その最も左上の画素をh(0,0)とし、以下、同様にして、左からx+1番目で、上からy+1番目にある画素をh(x,y)と表す。第1階層のSD画像は、上述したように、512×512画素で構成されるから、x,yは、いずれも0乃至511(=29−1)の範囲の整数値をとる。 Further, the pixel constituting the SD image of the first hierarchy is h (0, 0) in the upper left pixel, and the pixel in the x + 1th position from the left and the y + 1th position from the top is similarly defined as h ( x, y). Since the SD image of the first hierarchy is composed of 512 × 512 pixels as described above, x and y both take integer values in the range of 0 to 511 (= 2 9 −1).

また、0乃至255(=29/2−1)の範囲の整数値をとる変数s,tを考えると、第2階層のSD画像を構成する画素は、第1階層の隣接する2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)の加算値となるが、それをm(s,t)と表す。従って、式
m(s,t)=h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1)+h(2s+1,2t+1)
・・・(8)
が成り立つ。
Further, considering variables s and t that take integer values in the range of 0 to 255 (= 2 9 / 2-1), the pixels constituting the second hierarchy SD image are adjacent 2 × 2 pixels of the first hierarchy. An added value of the pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), and h (2s + 1, 2t + 1) is represented by m (s, t). Therefore, the formula
m (s, t) = h (2s, 2t) + h (2s + 1,2t) + h (2s, 2t + 1) + h (2s + 1,2t + 1)
... (8)
Holds.

さらに、0乃至127(=29/4−1)の範囲の整数値をとる変数m,nを考えると、第3階層のSD画像を構成する画素は、第2階層の隣接する2×2画素m(2m,2n),m(2m+1,2n),m(2m,2n+1),m(2m+1,2n+1)の加算値、即ち、第1階層の隣接する4×4画素h(4m,4n),h(4m+1,4n),h(4m+2,4n),h(4m+3,4n),h(4m,4n+1),h(4m+1,4n+1),h(4m+2,4n+1),h(4m+3,4n+1),h(4m,4n+2),h(4m+1,4n+2),h(4m+2,4n+2),h(4m+3,4n+2),h(4m,4n+3),h(4m+1,4n+3),h(4m+2,4n+3),h(4m+3,4n+3)の加算値となるが、それをq(m,n)と表す。従って、式
q(m,n)=m(2m,2n)+m(2m+1,2n)+m(2m,2n+1)+m(2m+1,2n+1)
=h(4m,4n)+h(4m+1,4n)+h(4m+2,4n)+h(4m+3,4n)
+h(4m,4n+1)+h(4m+1,4n+1)+h(4m+2,4n+1)+h(4m+3,4n+1)
+h(4m,4n+2)+h(4m+1,4n+2)+h(4m+2,4n+2)+h(4m+3,4n+2)
+h(4m,4n+3)+h(4m+1,4n+3)+h(4m+2,4n+3)+h(4m+3,4n+3)
・・・(9)
が成り立つ。
Further, considering the variables m and n taking integer values in the range of 0 to 127 (= 2 9 / 4-1), the pixels constituting the SD image of the third hierarchy are adjacent 2 × 2 of the second hierarchy. Addition value of pixels m (2m, 2n), m (2m + 1, 2n), m (2m, 2n + 1), m (2m + 1, 2n + 1), that is, adjacent 4 × 4 pixels h (4m, 4n) in the first layer , h (4m + 1,4n), h (4m + 2,4n), h (4m + 3,4n), h (4m, 4n + 1), h (4m + 1,4n + 1), h ( 4m + 2,4n + 1), h (4m + 3,4n + 1), h (4m, 4n + 2), h (4m + 1,4n + 2), h (4m + 2,4n + 2) , h (4m + 3,4n + 2), h (4m, 4n + 3), h (4m + 1,4n + 3), h (4m + 2,4n + 3), h (4m + 3,4n The added value of +3) is expressed as q (m, n). Therefore, the formula
q (m, n) = m (2m, 2n) + m (2m + 1,2n) + m (2m, 2n + 1) + m (2m + 1,2n + 1)
= h (4m, 4n) + h (4m + 1,4n) + h (4m + 2,4n) + h (4m + 3,4n)
+ h (4m, 4n + 1) + h (4m + 1,4n + 1) + h (4m + 2,4n + 1) + h (4m + 3,4n + 1)
+ h (4m, 4n + 2) + h (4m + 1,4n + 2) + h (4m + 2,4n + 2) + h (4m + 3,4n + 2)
+ h (4m, 4n + 3) + h (4m + 1,4n + 3) + h (4m + 2,4n + 3) + h (4m + 3,4n + 3)
... (9)
Holds.

また、アドレス供給回路1には、データの書き込み時および読み出し時のいずれの場合も、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAの組合せ(HA,VA)が、
(0,0),(1,0),・・・,(511,0),
(0,1),(1,1),・・・,(511,1),



(511,0),(511,1),・・・,(511,511)
の順(順次走査に対応する順)で、クロックに同期して供給されるものとする。
Further, the address supply circuit 1 has a combination (HA, VA) of the horizontal address HA and the vertical address VA in both cases of data writing and data reading.
(0,0), (1,0), ..., (511,0),
(0, 1), (1, 1), ..., (511, 1),



(511,0), (511,1), ..., (511,511)
In this order (the order corresponding to the sequential scanning), the signals are supplied in synchronization with the clock.

さらに、9ビットの水平アドレスHAの各ビットを、その最下位ビットをha0として、ha1,ha2,・・・,ha8(ha8は最上位ビット)と表すとともに、9ビットの垂直アドレスVAの各ビットも同様に、その最下位ビットをva0として、va1,va2,・・・,va8(va8は最上位ビット)と表す。   Further, each bit of the 9-bit horizontal address HA is represented as ha1, ha2,..., Ha8 (ha8 is the most significant bit) with its least significant bit ha0, and each bit of the 9-bit vertical address VA. Similarly, va0 is represented as va1, va2,..., Va8 (va8 is the most significant bit) with the least significant bit as va0.

また、記憶装置への画像データの書き込み時には、RMW回路5には、第1階層のSD画像が、クロックに同期して順次走査されて供給され、これに伴い、アドレス供給回路1には、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAが、上述したように供給されるものとする。   At the time of writing image data to the storage device, the SD image of the first layer is supplied to the RMW circuit 5 while being sequentially scanned in synchronization with the clock. Assume that the address HA and the vertical address VA are supplied as described above.

この場合、第1階層メモリ2へのアクセスは、次のようにして行われる。   In this case, access to the first hierarchy memory 2 is performed as follows.

即ち、図4に示すように、まず書き込み時(R/W信号が書き込みを表している場合)においては、アドレス供給回路1は、そこに供給される水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAを、そのまま、第1階層メモリ2のアドレス端子(ADh,ADv)に供給する。一方、RMW回路5は、そこに供給される第1階層のSD画像データ(SD画素(画素値))を、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAによって指定されている第1階層メモリ2のメモリセル(図示せず)に書き込む。以下、同様の処理が行われることで、512×512画素で構成される1画面分の第1階層のSD画像が、第1階層メモリ2に記憶される。即ち、これにより、第1階層メモリ2のアドレス
(0,0),(1,0),・・・,(511,0),
(0,1),(1,1),・・・,(511,1),
・・・
(511,0),(511,1),・・・,(511,511)
には、第1階層の画素(画素値)
h(0,0),h(1,0),・・・,h(511,0),
h(0,1),h(1,1),・・・,h(511,1),
・・・
h(511,0),h(511,1),・・・,h(511,511)
がそれぞれ記憶される。
That is, as shown in FIG. 4, at the time of writing (when the R / W signal indicates writing), the address supply circuit 1 uses the horizontal address HA and the vertical address VA supplied thereto as they are. This is supplied to the address terminals (ADh, ADv) of the first hierarchy memory 2. On the other hand, the RMW circuit 5 converts the first layer SD image data (SD pixel (pixel value)) supplied thereto into memory cells (first layer memory 2 specified by the horizontal address HA and the vertical address VA). (Not shown). Thereafter, the same processing is performed, and the first layer SD image for one screen composed of 512 × 512 pixels is stored in the first layer memory 2. That is, as a result, the addresses (0, 0), (1, 0),..., (511, 0),
(0, 1), (1, 1), ..., (511, 1),
...
(511,0), (511,1), ..., (511,511)
Includes the first layer pixel (pixel value)
h (0,0), h (1,0),..., h (511,0),
h (0, 1), h (1, 1), ..., h (511, 1),
...
h (511,0), h (511,1),..., h (511,511)
Are stored respectively.

読み出し時(R/W信号が読み出しを表している場合)においては、アドレス供給回路1は、階層フラグが第1階層を表していれば、やはり、そこに供給される水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAを、そのまま、第1階層メモリ2のアドレス端子に供給する。そして、RMW回路5は、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAによって指定されている第1階層メモリ2のメモリセルに記憶されている第1階層のSD画像データを読み出し、以下、同様の処理が行われることで、512×512画素で構成される1画面分の第1階層のSD画像が、第1階層メモリ2から読み出される。即ち、これにより、順次走査された第1階層のSD画像が出力される。   At the time of reading (when the R / W signal indicates reading), the address supply circuit 1 also supplies the horizontal address HA and the vertical address VA supplied thereto if the hierarchy flag indicates the first hierarchy. Is supplied to the address terminal of the first hierarchical memory 2 as it is. Then, the RMW circuit 5 reads the first layer SD image data stored in the memory cell of the first layer memory 2 specified by the horizontal address HA and the vertical address VA, and the same processing is performed thereafter. As a result, an SD image of the first hierarchy for one screen composed of 512 × 512 pixels is read from the first hierarchy memory 2. In other words, the SD image of the first hierarchy scanned sequentially is thereby output.

次に、第2階層メモリ3へのアクセスについて説明する。   Next, access to the second hierarchy memory 3 will be described.

まず書き込み時においては、アドレス供給回路1は、例えば、図5に示すように、そこに供給される水平アドレスHAの一部としての、そのうちの最下位ビットha0を除く上位8ビットha1乃至ha8と、垂直アドレスVAの一部としての、最下位ビットva0を除く上位8ビットva1乃至va8を、第2階層メモリ3のアドレス端子に供給する。さらに、アドレス供給回路1は、水平アドレスHAの最下位ビットha0と、垂直アドレスVAの最下位ビットva0を、制御信号として、RMW回路5に出力する。   First, at the time of writing, as shown in FIG. 5, for example, the address supply circuit 1 includes upper 8 bits ha1 to ha8 excluding the least significant bit ha0 as a part of the horizontal address HA supplied thereto. The upper 8 bits va1 to va8 excluding the least significant bit va0 as a part of the vertical address VA are supplied to the address terminals of the second hierarchical memory 3. Further, the address supply circuit 1 outputs the least significant bit ha0 of the horizontal address HA and the least significant bit va0 of the vertical address VA to the RMW circuit 5 as control signals.

従って、例えば、図3にD1で示すような第1階層の2×2の4画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)が、RMW回路5に供給されるタイミングにおいては、いずれのタイミングでも、アドレス供給回路1は、第2階層メモリ3の同一アドレス(s,t)を指定する信号を、第2階層メモリ3に出力する。   Therefore, for example, 2 × 2 4 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer as indicated by D1 in FIG. At any timing supplied to the RMW circuit 5, the address supply circuit 1 outputs a signal designating the same address (s, t) of the second hierarchy memory 3 to the second hierarchy memory 3. .

一方、RMW回路5では、そこに供給される第1階層のSD画像データが、演算器13に入力される。演算器13には、第1階層のSD画像データの他、スイッチ12の出力が供給されるようになされており、演算器13は、それらを加算して、書き込み部14に供給するようになされている。   On the other hand, in the RMW circuit 5, the first layer SD image data supplied thereto is input to the calculator 13. The computing unit 13 is supplied with the output of the switch 12 in addition to the SD image data of the first layer, and the computing unit 13 adds them and supplies them to the writing unit 14. ing.

スイッチ12は、NORゲート15の出力に対応して、端子12aまたは12bのうちのいずれか一方を選択するようになされており、また、端子12aまたは12bには、読み出し部11の出力または0がそれぞれ供給されるようになされている。NORゲート15には、アドレス供給回路1からの水平アドレスHAの最下位ビットha0と、垂直アドレスVAの最下位ビットva0とが供給されるようになされており、従って、その出力は、最下位ビットha0およびva0がいずれも0の場合、即ち、第1階層の2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)のうちの左上の画素h(2s,2t)が、演算器13に供給されるタイミングの場合のみ、Hレベルとなり、他の場合はLレベルとなるようになされている。   The switch 12 selects one of the terminals 12a and 12b corresponding to the output of the NOR gate 15, and the terminal 12a or 12b receives the output of the reading unit 11 or 0. Each is supplied. The NOR gate 15 is supplied with the least significant bit ha0 of the horizontal address HA from the address supply circuit 1 and the least significant bit va0 of the vertical address VA. Therefore, the output of the NOR gate 15 is the least significant bit. When both ha0 and va0 are 0, that is, out of 2 × 2 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer The pixel h (2s, 2t) at the upper left is set to the H level only at the timing when it is supplied to the calculator 13, and is set to the L level in other cases.

そして、スイッチ12は、NORゲート15の出力がLレベルまたはHレベルのとき、端子12aまたは12bをそれぞれ選択するようになされている。   The switch 12 selects the terminal 12a or 12b when the output of the NOR gate 15 is L level or H level.

また、読み出し部11は、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレスに記憶されているデータ(記憶データ)を読み出すようになされている。   The reading unit 11 reads data (stored data) stored at an address corresponding to a signal output from the address supply circuit 1.

従って、第1階層の2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)のうちの左上の画素h(2s,2t)が演算器13に供給されるタイミングにおいては、読み出し部11において、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に記憶されたデータが読み出され、端子12aに供給されるが、この場合、水平アドレスHAの最下位ビットha0、および垂直アドレスVAの最下位ビットva0はいずれも0であるから、NORゲート15の出力はHレベルとなり、スイッチ12は端子12bを選択する。   Accordingly, the upper left pixel h (2s, 2t) among the 2 × 2 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer is obtained. At the timing supplied to the arithmetic unit 13, the data stored in the address (s, t) of the second hierarchical memory 3 is read by the reading unit 11 and supplied to the terminal 12 a. Since the least significant bit ha0 of the address HA and the least significant bit va0 of the vertical address VA are both 0, the output of the NOR gate 15 becomes H level, and the switch 12 selects the terminal 12b.

その結果、演算器13には、スイッチ12を介して0が供給される。   As a result, 0 is supplied to the calculator 13 via the switch 12.

演算器13では、この0と第1階層の画素h(2s,2t)とが加算され、その加算値(0+h(2s,2t))が、書き込み部14に供給される。書き込み部14は、演算器13の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に書き込む。   In the arithmetic unit 13, the 0 and the first-layer pixel h (2s, 2t) are added, and the added value (0 + h (2s, 2t)) is supplied to the writing unit 14. The writing unit 14 writes the output of the arithmetic unit 13 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (s, t) of the second hierarchy memory 3.

次に、第1階層の2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)のうちの左上の画素h(2s,2t)の右隣の画素h(2s+1,2t)が演算器13に供給されるタイミングにおいては、読み出し部11において、やはり、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に記憶されたデータ(ここでは、0+h(2s,2t))が読み出され、端子12aに供給される。   Next, the upper left pixel h (2s, 2t) of the 2 × 2 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer At the timing at which the pixel h (2s + 1, 2t) on the right side of the signal is supplied to the calculator 13, the data stored in the address (s, t) of the second hierarchical memory 3 in the reading unit 11 (here, , 0 + h (2s, 2t)) is read and supplied to the terminal 12a.

一方、この場合、水平アドレスHAの最下位ビットha0は1で、垂直アドレスVAの最下位ビットva0は0となっているから、NORゲート15の出力はLレベルとなり、スイッチ12は端子12aを選択する。   On the other hand, in this case, since the least significant bit ha0 of the horizontal address HA is 1 and the least significant bit va0 of the vertical address VA is 0, the output of the NOR gate 15 becomes L level, and the switch 12 selects the terminal 12a. To do.

その結果、演算器13には、スイッチ12を介して、読み出し部11において読み出されたデータ(記憶データ)(ここでは、0+h(2s,2t))が供給される。   As a result, the data (stored data) read in the reading unit 11 (here, 0 + h (2s, 2t)) is supplied to the arithmetic unit 13 via the switch 12.

演算器13では、スイッチ12を介して供給されるデータと、第1階層の画素h(2s+1,2t)とが加算され、その加算値(0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t))が、書き込み部14に供給される。書き込み部14は、演算器13の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に書き込む。   In the arithmetic unit 13, the data supplied via the switch 12 is added to the pixel h (2s + 1, 2t) in the first layer, and the added value (0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t)) is obtained. , Supplied to the writing unit 14. The writing unit 14 writes the output of the arithmetic unit 13 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (s, t) of the second hierarchy memory 3.

その後、第1階層の上から2t+1ライン目の画像データの供給が開始され、第1階層の2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)のうちの左下の画素h(2s,2t+1)が、演算器13に供給されると、読み出し部11において、やはり、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に記憶されたデータ(ここでは、0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t))が読み出され、端子12aに供給される。   Thereafter, the supply of image data on the 2t + 1 line from the top of the first layer is started, and 2 × 2 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h of the first layer are started. When the lower left pixel h (2s, 2t + 1) of (2s + 1, 2t + 1) is supplied to the calculator 13, it is also stored in the address (s, t) of the second hierarchical memory 3 in the reading unit 11. The data (here, 0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t)) is read and supplied to the terminal 12a.

一方、この場合、水平アドレスHAの最下位ビットha0は0で、垂直アドレスVAの最下位ビットva0は1となっているから、NORゲート15の出力はLレベルとなり、スイッチ12は端子12aを選択する。   On the other hand, in this case, since the least significant bit ha0 of the horizontal address HA is 0 and the least significant bit va0 of the vertical address VA is 1, the output of the NOR gate 15 becomes L level, and the switch 12 selects the terminal 12a. To do.

その結果、演算器13には、スイッチ12を介して、読み出し部11において読み出されたデータ(記憶データ)(ここでは、0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t))が供給される。   As a result, the data (stored data) read in the reading unit 11 (here, 0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t)) is supplied to the arithmetic unit 13 via the switch 12.

演算器13では、スイッチ12を介して供給されるデータと、第1階層の画素h(2s,2t+1)とが加算され、その加算値(0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1))が、書き込み部14に供給される。書き込み部14は、演算器13の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に書き込む。   The arithmetic unit 13 adds the data supplied via the switch 12 and the pixel h (2s, 2t + 1) in the first layer and adds the value (0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t) + h ( 2s, 2t + 1)) is supplied to the writing unit 14. The writing unit 14 writes the output of the arithmetic unit 13 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (s, t) of the second hierarchy memory 3.

次に、第1階層の2×2画素h(2s,2t),h(2s+1,2t),h(2s,2t+1),h(2s+1,2t+1)のうちの左下の画素h(2s,2t+1)の右隣の画素h(2s+1,2t+1)が、演算器13に供給されると、読み出し部11において、やはり、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に記憶されたデータ(ここでは、0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1))が読み出され、端子12aに供給される。   Next, the lower left pixel h (2s, 2t + 1) of 2 × 2 pixels h (2s, 2t), h (2s + 1, 2t), h (2s, 2t + 1), h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer When the pixel h (2s + 1, 2t + 1) on the right side is supplied to the computing unit 13, the data stored in the address (s, t) of the second hierarchy memory 3 (here, 0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t) + h (2s, 2t + 1)) is read and supplied to the terminal 12a.

一方、この場合、水平アドレスHAの最下位ビットha0および垂直アドレスVAの最下位ビットva0は、いずれも1となっているから、NORゲート15の出力はLレベルとなり、スイッチ12は端子12aを選択する。   On the other hand, in this case, since the least significant bit ha0 of the horizontal address HA and the least significant bit va0 of the vertical address VA are both 1, the output of the NOR gate 15 becomes L level, and the switch 12 selects the terminal 12a. To do.

その結果、演算器13には、スイッチ12を介して、読み出し部11において読み出されたデータ(記憶データ)(ここでは、0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1))が供給される。   As a result, the arithmetic unit 13 receives the data (stored data) read by the reading unit 11 via the switch 12 (here, 0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t) + h (2s, 2t + 1)). ) Is supplied.

演算器13では、スイッチ12を介して供給されるデータと、第1階層の画素h(2s+1,2t+1)とが加算され、その加算値(0+h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1)+h(2s+1,2t+1))が、書き込み部14に供給される。書き込み部14は、演算器13の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)に書き込む。   The computing unit 13 adds the data supplied via the switch 12 and the pixel h (2s + 1, 2t + 1) in the first layer and adds the value (0 + h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t) + h ( 2s, 2t + 1) + h (2s + 1, 2t + 1)) is supplied to the writing unit 14. The writing unit 14 writes the output of the arithmetic unit 13 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (s, t) of the second hierarchy memory 3.

従って、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)には、最終的には、式h(2s,2t)+h(2s+1,2t)+h(2s,2t+1)+h(2s+1,2t+1)で表される加算値、即ち、上述の式(8)に示した第2階層の画素(画素値)m(s,t)が記憶されることになる。   Therefore, the address (s, t) of the second hierarchical memory 3 is finally expressed by the equation h (2s, 2t) + h (2s + 1, 2t) + h (2s, 2t + 1) + h (2s + 1, 2t + 1). That is, the second layer pixel (pixel value) m (s, t) shown in the above equation (8) is stored.

以上のようにして、第2階層メモリ3には、256×256画素で1画面が構成される第2階層のSD画像が記憶される。   As described above, the second hierarchical memory 3 stores the second hierarchical SD image in which one screen is composed of 256 × 256 pixels.

以上のように、第1階層のSD画像データを、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAによって指定される第1階層メモリ2のアドレス(HA,VA)に書き込むとともに、水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAの一部ha1乃至ha8およびva1乃至va8によって指定される第2階層メモリのアドレスから、そこに記憶されている記憶データを読み出し、その記憶データと第1階層のSD画像データとを加算する処理を行い、その加算値を記憶データが記憶されていた第2階層メモリのアドレスに書き込むようにしたので、第1階層のSD画像データを記憶するのと同時に、第2階層のSD画像データを生成して記憶することができる。即ち、リアルタイムで、第2階層のSD画像データを得ることができる。   As described above, the SD image data of the first hierarchy is written to the address (HA, VA) of the first hierarchy memory 2 specified by the horizontal address HA and the vertical address VA, and one of the horizontal address HA and the vertical address VA. Reads out the stored data stored in the address of the second hierarchical memory specified by the sections ha1 to ha8 and va1 to va8, and adds the stored data and the first hierarchical SD image data, Since the addition value is written to the address of the second hierarchical memory where the stored data was stored, the SD image data of the second hierarchy is generated and stored at the same time as the SD image data of the first hierarchy is stored. can do. That is, SD image data of the second hierarchy can be obtained in real time.

次に、第2階層メモリ3からの第2階層のSD画像の読み出しについて説明する。   Next, reading of the second layer SD image from the second layer memory 3 will be described.

読み出し時においては、アドレス供給回路1は、階層フラグが第2階層を表している場合、やはり、そこに供給される水平アドレスHAまたは垂直アドレスVAのそれぞれ上位8ビットha1乃至ha8またはva1乃至va8を、第2階層メモリ2のアドレス端子に供給するとともに、それぞれの最下位ビットha0またはva0を、制御信号として、RMW回路5に出力する。   At the time of reading, when the hierarchy flag indicates the second hierarchy, the address supply circuit 1 again uses the upper 8 bits ha1 to ha8 or va1 to va8 of the horizontal address HA or the vertical address VA supplied thereto, respectively. Are supplied to the address terminals of the second hierarchical memory 2, and the least significant bits ha0 or va0 are output to the RMW circuit 5 as control signals.

一方、RMW回路5では、読み出し部11に対して、階層フラグ、R/W信号、およびNORゲート15の出力が供給されるようになされており、読み出し部11は、R/W信号が読み出しを表しており、かつ階層フラグが第2階層を表している場合には、NORゲート15の出力がHレベルのときだけ、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレスに記憶されている第2階層のSD画像データを読み出して出力する。   On the other hand, in the RMW circuit 5, the hierarchy flag, the R / W signal, and the output of the NOR gate 15 are supplied to the reading unit 11, and the reading unit 11 reads the R / W signal. When the hierarchy flag represents the second hierarchy, the second stored in the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1 only when the output of the NOR gate 15 is at the H level. The SD image data of the hierarchy is read and output.

即ち、上述したことから、水平アドレスHAと垂直アドレスVAとの組が(2s,2t),(2s+1,2t),(2s,2t+1),(2s+1,2t+1)の場合は、アドレス供給回路1からは、いずれも同一のアドレス(s,t)が出力される。従って、単純に、アドレス供給回路1が出力する信号に対応する第2階層メモリ3のアドレスからデータを読み出したのでは、同一のデータが4回重複して読み出されることになる。   That is, from the above, when the set of the horizontal address HA and the vertical address VA is (2s, 2t), (2s + 1, 2t), (2s, 2t + 1), (2s + 1, 2t + 1), the address supply circuit 1 All output the same address (s, t). Therefore, when data is simply read from the address of the second hierarchical memory 3 corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, the same data is read four times.

そこで、読み出し部11では、水平アドレスHAと垂直アドレスVAとの組が(2s,2t),(2s+1,2t),(2s,2t+1),(2s+1,2t+1)のうちの、例えば、(2s,2t)となるときだけ、即ち、NORゲート15の出力がHレベルのときだけ、第2階層メモリ3のアドレス(s,t)から、第2階層の画素(画素値)m(s,t)を読み出すようになっている。   Therefore, in the reading unit 11, a set of the horizontal address HA and the vertical address VA is (2s, 2t), (2s + 1, 2t), (2s, 2t + 1), (2s + 1, 2t + 1), for example, (2s, 2t), that is, only when the output of the NOR gate 15 is at the H level, from the address (s, t) of the second hierarchy memory 3, the pixel (pixel value) m (s, t) of the second hierarchy Is read out.

読み出し部11が読み出した第2階層のSD画像データは、スイッチ16に供給される。スイッチ16は、R/W信号が読み出しを表している場合のみオンになり、他の場合はオフになっており、従って、いまの場合、スイッチ16はオンになっているから、読み出し部11によって読み出された第2階層のSD画像データは、スイッチ16を介して出力される。   The second layer SD image data read by the reading unit 11 is supplied to the switch 16. The switch 16 is turned on only when the R / W signal indicates reading, and is turned off in other cases. Therefore, in this case, the switch 16 is turned on. The read second-layer SD image data is output via the switch 16.

以上のようにして、第2階層メモリ3からは、そこに記憶されている256×256画素で構成される1画面分の第2階層のSD画像が読み出される。即ち、これにより、順次走査された第2階層のSD画像が出力される。   As described above, the second-layer SD image of one screen composed of 256 × 256 pixels stored therein is read from the second-layer memory 3. That is, the SD image of the second hierarchy scanned sequentially is thereby output.

次に、第3階層メモリ4へのアクセスについて説明する。   Next, access to the third hierarchy memory 4 will be described.

まず書き込み時においては、アドレス供給回路1は、例えば、図6に示すように、そこに供給される水平アドレスHAの一部としての、そのうちの下位2ビットha0およびha1を除く上位7ビットha2乃至ha8と、垂直アドレスVAの一部としての、下位2ビットva0およびva1を除く上位7ビットva2乃至va8を、第3階層メモリ4のアドレス端子に供給する。さらに、アドレス供給回路1は、水平アドレスHAの下位2ビットha0およびha1と、垂直アドレスVAの下位2ビットva0およびva1を、制御信号として、RMW回路5に出力する。   First, at the time of writing, as shown in FIG. 6, for example, the address supply circuit 1 uses the upper 7 bits ha2 to ha2 and excluding the lower 2 bits ha0 and ha1 as part of the horizontal address HA supplied thereto. ha8 and the upper 7 bits va2 to va8 excluding the lower 2 bits va0 and va1 as a part of the vertical address VA are supplied to the address terminals of the third hierarchy memory 4. Furthermore, the address supply circuit 1 outputs the lower 2 bits ha0 and ha1 of the horizontal address HA and the lower 2 bits va0 and va1 of the vertical address VA to the RMW circuit 5 as control signals.

従って、例えば、図3にD2で示すような第1階層の4×4の16画素h(4m,4n),h(4m+1,4n),h(4m+2,4n),h(4m+3,4n),h(4m,4n+1),h(4m+1,4n+1),h(4m+2,4n+1),h(4m+3,4n+1),h(4m,4n+2),h(4m+1,4n+2),h(4m+2,4n+2),h(4m+3,4n+2),h(4m,4n+3),h(4m+1,4n+3),h(4m+2,4n+3),h(4m+3,4n+3)が、RMW回路5に供給されるタイミングにおいては、いずれのタイミングでも、アドレス供給回路1は、第3階層メモリ4の同一アドレス(m,n)を指定する信号を出力する。   Therefore, for example, as shown by D2 in FIG. 3, 4 × 4 16 pixels h (4m, 4n), h (4m + 1, 4n), h (4m + 2, 4n), h (4m + 3, 4n), h (4m, 4n + 1), h (4m + 1, 4n + 1), h (4m + 2, 4n + 1), h (4m + 3, 4n + 1), h (4m, 4n + 2), h (4m + 1, 4n + 2), h (4m + 2, 4n + 2), h (4m + 3, 4n + 2), h (4m, 4n + 3), h (4m + 1, 4n + 3), h (4m + 2, 4n + 3), h (4m + 3, 4n + 3) are supplied to the RMW circuit 5 at any timing. The address supply circuit 1 outputs a signal designating the same address (m, n) of the third hierarchy memory 4.

一方、RMW回路5では、そこに供給される第1階層のSD画像データが、演算器23に入力される。演算器23には、第1階層のSD画像データの他、スイッチ22の出力が供給されるようになされており、演算器23は、それらを加算して、書き込み部24に供給するようになされている。   On the other hand, in the RMW circuit 5, the first layer SD image data supplied thereto is input to the computing unit 23. The computing unit 23 is supplied with the output of the switch 22 in addition to the SD image data of the first layer, and the computing unit 23 adds them and supplies them to the writing unit 24. ing.

スイッチ22は、NORゲート25の出力に対応して、端子22aまたは22bのうちのいずれか一方を選択するようになされており、また、端子22aまたは22bには、読み出し部21の出力または0がそれぞれ供給されるようになされている。NORゲート25には、アドレス供給回路1からの水平アドレスHAの下位2ビットha0およびha1と、垂直アドレスVAの下位2ビットva0およびva1とが供給されるようになされており、従って、その出力は、下位2ビットha0およびha1並びにva0およびva1がいずれも0の場合、即ち、第1階層の4×4画素h(4m,4n),h(4m+1,4n),h(4m+2,4n),h(4m+3,4n),h(4m,4n+1),h(4m+1,4n+1),h(4m+2,4n+1),h(4m+3,4n+1),h(4m,4n+2),h(4m+1,4n+2),h(4m+2,4n+2),h(4m+3,4n+2),h(4m,4n+3),h(4m+1,4n+3),h(4m+2,4n+3),h(4m+3,4n+3)のうちの左上の画素h(4m,4n)が、演算器23に供給されるタイミングの場合のみ、Hレベルとなり、他の場合はLレベルとなるようになされている。   The switch 22 selects one of the terminals 22a and 22b corresponding to the output of the NOR gate 25. The terminal 22a or 22b receives the output of the reading unit 21 or 0. Each is supplied. The NOR gate 25 is supplied with the lower 2 bits ha0 and ha1 of the horizontal address HA from the address supply circuit 1 and the lower 2 bits va0 and va1 of the vertical address VA. When the lower 2 bits ha0 and ha1 and va0 and va1 are both 0, that is, 4 × 4 pixels h (4m, 4n), h (4m + 1, 4n), h (4m + 2, 4n), h in the first layer (4m + 3, 4n), h (4m, 4n + 1), h (4m + 1, 4n + 1), h (4m + 2, 4n + 1), h (4m + 3, 4n + 1), h (4m, 4n + 2), h (4m + 1, 4n + 2), h ( 4m + 2, 4n + 2), h (4m + 3, 4n + 2), h (4m, 4n + 3), h (4m + 1, 4n + 3), h (4m + 2, 4n + 3), h (4m 3, 4n + 3) top left pixel h (4m of, 4n) is the case of the timing to be supplied to the arithmetic unit 23 only, the H level, in other cases have been made so as to be L level.

そして、スイッチ22は、NORゲート25の出力がLレベルまたはHレベルのとき、端子22aまたは22bをそれぞれ選択するようになされている。   The switch 22 selects the terminal 22a or 22b when the output of the NOR gate 25 is L level or H level.

また、読み出し部21は、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレスに記憶されているデータ(記憶データ)を読み出すようになされている。   The reading unit 21 reads data (stored data) stored at an address corresponding to a signal output from the address supply circuit 1.

従って、第1階層の画素h(4m,4n)が演算器23に供給されるタイミングにおいては、読み出し部21において、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に記憶されたデータが読み出され、端子22aに供給されるが、この場合、水平アドレスHAの下位2ビットha0およびha1、並びに垂直アドレスVAの下位2ビットva0およびva1はいずれも0であるから、NORゲート25の出力はHレベルとなり、スイッチ22は端子22bを選択する。   Therefore, at the timing when the pixel h (4m, 4n) in the first hierarchy is supplied to the computing unit 23, the data stored at the address (m, n) in the third hierarchy memory 4 is read out by the readout unit 21. In this case, since the lower 2 bits ha0 and ha1 of the horizontal address HA and the lower 2 bits va0 and va1 of the vertical address VA are both 0, the output of the NOR gate 25 is H The switch 22 selects the terminal 22b.

その結果、演算器23には、スイッチ22を介して0が供給される。   As a result, 0 is supplied to the computing unit 23 via the switch 22.

演算器23では、この0と第1階層の画素h(4m,4n)とが加算され、その加算値(0+h(4m,4n))が、書き込み部24に供給される。書き込み部24は、演算器23の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に書き込む。   In the computing unit 23, 0 and the pixel h (4m, 4n) of the first layer are added, and the added value (0 + h (4m, 4n)) is supplied to the writing unit 24. The writing unit 24 writes the output of the arithmetic unit 23 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (m, n) of the third hierarchy memory 4.

次に、第1階層の画素h(4m,4n)の右隣の画素h(4m+1,4n)が演算器23に供給されるタイミングにおいては、読み出し部21において、やはり、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に記憶されたデータ(ここでは、0+h(4m,4n))が読み出され、端子22aに供給される。   Next, at the timing when the pixel h (4m + 1, 4n) on the right side of the pixel h (4m, 4n) in the first hierarchy is supplied to the computing unit 23, the readout unit 21 again stores the third hierarchy memory 4 in the third hierarchy memory 4. Data stored in the address (m, n) (here, 0 + h (4m, 4n)) is read and supplied to the terminal 22a.

一方、この場合、水平アドレスHAの下位2ビットha0またはha1はそれぞれ1または0で、垂直アドレスVAの下位2ビットva0およびva1はいずれも0となっているから、NORゲート25の出力はLレベルとなり、スイッチ22は端子22aを選択する。   On the other hand, in this case, the lower 2 bits ha0 or ha1 of the horizontal address HA are 1 or 0, respectively, and the lower 2 bits va0 and va1 of the vertical address VA are both 0. Therefore, the output of the NOR gate 25 is L level. Thus, the switch 22 selects the terminal 22a.

その結果、演算器23には、スイッチ22を介して、読み出し部21において読み出されたデータ(記憶データ)(ここでは、0+h(4m,4n))が供給される。   As a result, the data (stored data) read in the reading unit 21 (here, 0 + h (4m, 4n)) is supplied to the computing unit 23 via the switch 22.

演算器23では、スイッチ22を介して供給されるデータと、第1階層の画素h(4m+1,4n)とが加算され、その加算値(0+h(4m,4n)+h(4m+1,4n))が、書き込み部24に供給される。書き込み部24は、演算器23の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に書き込む。   In the computing unit 23, the data supplied via the switch 22 and the pixel h (4m + 1, 4n) of the first layer are added, and the added value (0 + h (4m, 4n) + h (4m + 1, 4n)) is obtained. , Supplied to the writing unit 24. The writing unit 24 writes the output of the arithmetic unit 23 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (m, n) of the third hierarchy memory 4.

次に、第1階層の画素h(4m+1,4n)の右隣の画素h(4m+2,4n)が演算器23に供給されるタイミングにおいては、読み出し部21において、やはり、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に記憶されたデータ(ここでは、0+h(4m,4n)+h(4m+1,4n))が読み出され、端子22aに供給される。   Next, at the timing when the pixel h (4m + 2, 4n) on the right side of the pixel h (4m + 1, 4n) in the first hierarchy is supplied to the computing unit 23, the readout unit 21 again stores the third hierarchy memory 4 in the third hierarchy memory 4. Data stored in the address (m, n) (here, 0 + h (4m, 4n) + h (4m + 1, 4n)) is read and supplied to the terminal 22a.

一方、この場合、水平アドレスHAの下位2ビットha0またはha1はそれぞれ1または0で、垂直アドレスVAの下位2ビットva0およびva1はいずれも0となっているから、NORゲート25の出力はLレベルとなり、スイッチ22は端子22aを選択する。   On the other hand, in this case, the lower 2 bits ha0 or ha1 of the horizontal address HA are 1 or 0, respectively, and the lower 2 bits va0 and va1 of the vertical address VA are both 0. Therefore, the output of the NOR gate 25 is L level. Thus, the switch 22 selects the terminal 22a.

その結果、演算器23には、スイッチ22を介して、読み出し部21において読み出されたデータ(記憶データ)(ここでは、0+h(4m,4n)+h(4m+1,4n))が供給される。   As a result, the data (stored data) read in the reading unit 21 (here, 0 + h (4m, 4n) + h (4m + 1, 4n)) is supplied to the computing unit 23 via the switch 22.

演算器23では、スイッチ22を介して供給されるデータと、第1階層の画素h(4m+2,4n)とが加算され、その加算値(0+h(4m,4n)+h(4m+1,4n)+h(4m+2,4n))が、書き込み部24に供給される。書き込み部24は、演算器23の出力を、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレス、即ち、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)に書き込む。   In the arithmetic unit 23, the data supplied via the switch 22 and the pixel h (4m + 2, 4n) of the first layer are added, and the added value (0 + h (4m, 4n) + h (4m + 1, 4n) + h ( 4m + 2, 4n)) is supplied to the writing unit 24. The writing unit 24 writes the output of the arithmetic unit 23 to the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, that is, the address (m, n) of the third hierarchy memory 4.

以下、第1階層の画素h(4m+3,4n),h(4m,4n+1),h(4m+1,4n+1),h(4m+2,4n+1),h(4m+3,4n+1),h(4m,4n+2),h(4m+1,4n+2),h(4m+2,4n+2),h(4m+3,4n+2),h(4m,4n+3),h(4m+1,4n+3),h(4m+2,4n+3),h(4m+3,4n+3)が、演算器23に供給されるタイミングにおいては、いずれにおいても、上述の場合と同様の処理が行われ、これにより、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)には、最終的には、上述の式(9)に示した第3階層の画素(画素値)q(m,n)が記憶されることになる。   Hereinafter, pixels h (4m + 3, 4n), h (4m, 4n + 1), h (4m + 1, 4n + 1), h (4m + 2, 4n + 1), h (4m + 3, 4n + 1), h (4m, 4n + 2), h in the first layer (4m + 1, 4n + 2), h (4m + 2, 4n + 2), h (4m + 3, 4n + 2), h (4m, 4n + 3), h (4m + 1, 4n + 3), h (4m + 2, 4n + 3), h (4m + 3, 4n + 3) In any case, the same processing as described above is performed at the timing supplied to the device 23, and as a result, the address (m, n) of the third hierarchical memory 4 is finally set to the above-described case. The pixel (pixel value) q (m, n) in the third hierarchy shown in Expression (9) is stored.

以上のようにして、第3階層メモリ4には、128×128画素で1画面が構成される第3階層のSD画像が記憶される。   As described above, the third hierarchical memory 4 stores the third hierarchical SD image in which one screen is composed of 128 × 128 pixels.

従って、第1階層のSD画像データを記憶するのと同時に、第2階層のSD画像データ、さらには、第3階層のSD画像データを生成して記憶することができる。即ち、リアルタイムで、第2および第3階層のSD画像データを得ることができる。   Accordingly, the SD image data of the second hierarchy, and further the SD image data of the third hierarchy can be generated and stored at the same time as the SD image data of the first hierarchy is stored. That is, SD image data of the second and third hierarchies can be obtained in real time.

次に、第3階層メモリ4からの第3階層のSD画像の読み出しについて説明する。   Next, reading of the third hierarchy SD image from the third hierarchy memory 4 will be described.

読み出し時においては、アドレス供給回路1は、階層フラグが第3階層を表している場合、やはり、そこに供給される水平アドレスHAまたは垂直アドレスVAのそれぞれ上位7ビットha2乃至ha8またはva2乃至va8を、第3階層メモリ4のアドレス端子に供給するとともに、それぞれの下位2ビットha0およびha1またはva0およびva1を、制御信号として、RMW回路5に出力する。   At the time of reading, when the hierarchy flag indicates the third hierarchy, the address supply circuit 1 again uses the upper 7 bits ha2 to ha8 or va2 to va8 of the horizontal address HA or the vertical address VA supplied thereto, respectively. The lower two bits ha0 and ha1 or va0 and va1 are output to the RMW circuit 5 as control signals.

一方、RMW回路5では、読み出し部21に対して、階層フラグ、R/W信号、およびNORゲート25の出力が供給されるようになされており、読み出し部21は、R/W信号が読み出しを表しており、階層フラグが第3階層を表している場合には、NORゲート25の出力がHレベルのときだけ、アドレス供給回路1が出力する信号に対応するアドレスに記憶されている第3階層のSD画像データを読み出して出力する。   On the other hand, in the RMW circuit 5, the hierarchy flag, the R / W signal, and the output of the NOR gate 25 are supplied to the reading unit 21, and the reading unit 21 reads the R / W signal. When the hierarchy flag represents the third hierarchy, the third hierarchy stored in the address corresponding to the signal output from the address supply circuit 1 only when the output of the NOR gate 25 is at the H level. SD image data is read out and output.

即ち、上述したことから、水平アドレスHAと垂直アドレスVAとの組が、(4m,4n),(4m+1,4n),(4m+2,4n),(4m+3,4n),(4m,4n+1),(4m+1,4n+1),(4m+2,4n+1),(4m+3,4n+1),(4m,4n+2),(4m+1,4n+2),(4m+2,4n+2),(4m+3,4n+2),(4m,4n+3),(4m+1,4n+3),(4m+2,4n+3),(4m+3,4n+3)の場合は、アドレス供給回路1からは、いずれも同一のアドレス(m,n)が出力される。従って、単純に、アドレス供給回路1が出力する信号に対応する第3階層メモリ4のアドレスからデータを読み出したのでは、同一のデータが16回重複して読み出されることになる。   That is, from the above, the set of the horizontal address HA and the vertical address VA is (4m, 4n), (4m + 1, 4n), (4m + 2, 4n), (4m + 3, 4n), (4m, 4n + 1), ( 4m + 1, 4n + 1), (4m + 2, 4n + 1), (4m + 3, 4n + 1), (4m, 4n + 2), (4m + 1, 4n + 2), (4m + 2, 4n + 2), (4m + 3, 4n + 2), (4m, 4n + 3), (4m + 1, In the case of (4n + 3), (4m + 2, 4n + 3), (4m + 3, 4n + 3), the address supply circuit 1 outputs the same address (m, n). Therefore, simply reading out data from the address of the third hierarchical memory 4 corresponding to the signal output from the address supply circuit 1, the same data is read out 16 times.

そこで、読み出し部21では、水平アドレスHAと垂直アドレスVAとの組が、上述のうちの、例えば、(4m,4n)となるときだけ、即ち、NORゲート25の出力がHレベルのときだけ、第3階層メモリ4のアドレス(m,n)から、第3階層の画素(画素値)m(m,n)を読み出すようになっている。   Therefore, in the reading unit 21, only when the set of the horizontal address HA and the vertical address VA is, for example, (4m, 4n), that is, only when the output of the NOR gate 25 is at the H level. The third layer pixel (pixel value) m (m, n) is read from the address (m, n) of the third layer memory 4.

読み出し部21が読み出した第3階層のSD画像データは、スイッチ26に供給される。スイッチ26は、R/W信号が読み出しを表している場合のみオンになり、他の場合はオフになっており、従って、いまの場合、スイッチ26はオンになっているから、読み出し部21によって読み出された第3階層のSD画像データは、スイッチ26を介して出力される。   The third-layer SD image data read by the reading unit 21 is supplied to the switch 26. The switch 26 is turned on only when the R / W signal indicates reading, and is turned off in other cases. Therefore, in this case, the switch 26 is turned on. The read third-layer SD image data is output via the switch 26.

以上のようにして、第3階層メモリ4からは、そこに記憶されている128×128画素で構成される1画面分の第3階層のSD画像が読み出される。即ち、これにより、順次走査された第3階層のSD画像が出力される。   As described above, the third hierarchy SD image for one screen composed of 128 × 128 pixels stored therein is read out from the third hierarchy memory 4. That is, the SD image of the 3rd hierarchy scanned sequentially is output by this.

なお、第2階層メモリ3からの第2階層のSD画像データの読み出しは、上述したようにして行う他、例えば、アドレス供給回路1から、水平アドレスHAの下位8ビットha0乃至ha7と、垂直アドレスVAの下位8ビットva0乃至va7を、第2階層メモリ3のアドレスとして与えることにより行うことも可能である。同様に、第3階層メモリ4からの第3階層のSD画像データの読み出しも、アドレス供給回路1から、水平アドレスHAの下位7ビットha0乃至ha6と、垂直アドレスVAの下位7ビットva0乃至va6を、第3階層メモリ4のアドレスとして与えることにより行うことが可能である。   The reading of the second layer SD image data from the second layer memory 3 is performed as described above. For example, the lower 8 bits ha0 to ha7 of the horizontal address HA and the vertical address are read from the address supply circuit 1. It is also possible to perform by giving the lower 8 bits va0 to va7 of VA as the address of the second hierarchical memory 3. Similarly, when reading the third layer SD image data from the third layer memory 4, the address supply circuit 1 reads the lower 7 bits ha0 to ha6 of the horizontal address HA and the lower 7 bits va0 to va6 of the vertical address VA. This can be done by giving it as the address of the third hierarchical memory 4.

図1の第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、または第3階層メモリ103には、以上のようにして、図2の第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、または第3階層メモリ4に記憶された第1乃至第3階層のSD画像がそれぞれ記憶されている。従って、図1の第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、または第3階層メモリ103は、基本的に、図2の第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、または第3階層メモリ4とそれぞれ同様に構成される。   As described above, the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, or the third hierarchy memory 103 of FIG. 1 includes the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, or the third hierarchy memory of FIG. The SD images of the first to third layers stored in 4 are stored. Accordingly, the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, or the third hierarchy memory 103 of FIG. 1 is basically the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, or the third hierarchy memory 4 of FIG. Each is configured similarly.

次に、図7は、図1の多階層クラス分類部104(多階層クラス分類回路104a乃至104dそれぞれ)の構成例を示している。   Next, FIG. 7 shows a configuration example of the multi-hierarchy class classification unit 104 (multi-hierarchy class classification circuits 104a to 104d) in FIG.

第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、または第3階層メモリ103にそれぞれ記憶されている第1乃至第3階層のSD画像は、選択回路112に供給されるようになされている。また、第1または第2階層のSD画像は、アクティビティ検出回路1111または1112にもそれぞれ供給されるようになされている。 The first to third hierarchy SD images respectively stored in the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, or the third hierarchy memory 103 are supplied to the selection circuit 112. In addition, the SD image of the first or second hierarchy is also supplied to the activity detection circuit 111 1 or 111 2 , respectively.

アクティビティ検出回路1111または1112は、例えば、第1または第2階層のSD画像における、注目画素の位置付近にあるSD画素を用いて、そのアクティビティを検出し、その検出結果を、選択回路112に検出するようになされている。選択回路112は、アクティビティ検出回路1111および1112からのアクティビティに基づいて、第1乃至第3階層のSD画像のうちのいずれかを選択し、クラスタップ生成回路113に供給するようになされている。また、選択回路112は、第1乃至第3階層のうちのいずれを選択したかを表す、例えば、2ビットの選択信号を合成回路115に出力するようにもなされている。クラスタップ生成回路113は、選択回路112からの画像を用いて、注目画素のクラス分類を行うためのクラスタップを生成し、クラス分類回路114に供給するようになされている。クラス分類回路114は、クラスタップ生成回路113からのクラスタップを用いてクラス分類を行い、そのクラス分類結果を、合成回路115に供給するようになされている。合成回路115は、選択回路112からの選択信号と、クラス分類回路114からのクラス分類結果としてのクラスとを合成して、1つの値にし、これを、注目画素の最終的なクラス分類結果として、適応処理部105(図1)に供給するようになされている。 For example, the activity detection circuit 111 1 or 111 2 detects the activity using the SD pixel near the position of the target pixel in the SD image of the first or second hierarchy, and the detection result is used as the selection circuit 112. Has been made to detect. The selection circuit 112 selects any one of the first to third layer SD images based on the activities from the activity detection circuits 111 1 and 111 2 and supplies the selected SD image to the class tap generation circuit 113. Yes. In addition, the selection circuit 112 is configured to output, for example, a 2-bit selection signal to the synthesis circuit 115 indicating which one of the first to third layers is selected. The class tap generation circuit 113 generates a class tap for classifying the target pixel using the image from the selection circuit 112 and supplies the class tap to the class classification circuit 114. The class classification circuit 114 performs class classification using the class tap from the class tap generation circuit 113 and supplies the class classification result to the synthesis circuit 115. The synthesis circuit 115 synthesizes the selection signal from the selection circuit 112 and the class as the class classification result from the class classification circuit 114 into one value, which is used as the final class classification result of the pixel of interest. The adaptive processing unit 105 (FIG. 1) is supplied.

次に、その動作について説明する。   Next, the operation will be described.

まず、アクティビティ検出回路1111または1112において、第1または第2階層のSD画像における、注目画素付近のアクティビティがそれぞれ検出される。 First, the activity detection circuit 111 1 or 111 2 detects an activity near the target pixel in the SD image of the first or second hierarchy.

即ち、アクティビティ検出回路1111では、第1階層のSD画像を構成する画素のうちの、例えば、注目画素の位置に一致する画素を中心とした3×3画素の範囲におけるアクティビティが検出される。また、アクティビティ検出回路1112でも、第2階層のSD画像を構成する画素のうちの、例えば、注目画素の位置に一致する画素を中心とした3×3画素の範囲におけるアクティビティが検出される。 In other words, the activity detection circuit 111 1 detects an activity in a range of 3 × 3 pixels centering on, for example, a pixel that coincides with the position of the target pixel among the pixels constituting the SD image of the first hierarchy. Also, the activity detection circuit 111 2 detects an activity in a 3 × 3 pixel range centering on, for example, a pixel that coincides with the position of the target pixel among the pixels constituting the SD image of the second hierarchy.

ここで、第2階層のSD画像は、第1階層のSD画像の横または縦の画素数をそれぞれ1/2にした画像であるから、第1階層のSD画像を基準に考えれば、アクティビティ検出回路1112では、アクティビティ検出回路1111における範囲よりも広範囲におけるアクティビティが検出される。 Here, since the SD image in the second layer is an image in which the number of horizontal or vertical pixels of the SD image in the first layer is halved, the activity detection can be performed based on the SD image in the first layer. The circuit 111 2 detects an activity in a wider range than the range in the activity detection circuit 111 1 .

なお、以上のように、注目画素の位置に一致する第1および第2階層のSD画素を中心とする3×3画素の範囲、即ち、図13で説明したクラスタップに対応するような正方形状の範囲のアクティビティが検出されるのは、例えば、多階層クラス分類回路104aにおいてであって、他の多階層クラス分類回路104b乃至104dでは、例えば、図14乃至図16で説明したクラスタップに対応するような範囲それぞれのアクティビティが検出される。   As described above, a 3 × 3 pixel range centering on the first and second layer SD pixels that coincides with the position of the target pixel, that is, a square shape corresponding to the class tap described in FIG. The activity in the range is detected in, for example, the multi-layer class classification circuit 104a, and the other multi-layer class classification circuits 104b to 104d correspond to, for example, the class taps described in FIGS. Each activity in the range is detected.

アクティビティ検出回路1111または1112でそれぞれ検出された第1または第2階層の画像についてのアクティビティは、いずれも、選択回路112に供給される。選択回路112では、アクティビティ検出回路1111および1112からのアクティビティに基づいて、第1乃至第3階層のSD画像のうちのいずれかが選択される。 Any activity on the first or second layer image detected by the activity detection circuit 111 1 or 111 2 is supplied to the selection circuit 112. In the selection circuit 112, one of the first to third hierarchy SD images is selected based on the activities from the activity detection circuits 111 1 and 111 2 .

即ち、選択回路112は、第1階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きいか否かを判定する。第1階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きい場合、選択回路112は、第1階層の画像を選択し、クラスタップ生成回路113に供給する。   That is, the selection circuit 112 determines whether or not the activity for the image in the first layer is greater than the predetermined threshold ε. When the activity for the first layer image is larger than the predetermined threshold ε, the selection circuit 112 selects the first layer image and supplies it to the class tap generation circuit 113.

また、第1階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きくない場合、選択回路112は、第2階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きいかどうかを判定する。第2階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きい場合、選択回路112は、第2階層の画像を選択し、クラスタップ生成回路113に供給する。   When the activity for the first layer image is not greater than the predetermined threshold ε, the selection circuit 112 determines whether the activity for the second layer image is greater than the predetermined threshold ε. When the activity for the second layer image is larger than the predetermined threshold ε, the selection circuit 112 selects the second layer image and supplies it to the class tap generation circuit 113.

そして、第2階層の画像についてのアクティビティが、所定の閾値εより大きくない場合、選択回路112は、第3階層の画像を選択し、クラスタップ生成回路113に供給する。   If the activity for the second layer image is not greater than the predetermined threshold ε, the selection circuit 112 selects the third layer image and supplies it to the class tap generation circuit 113.

さらに、選択回路112は、選択した階層を表す選択信号を、合成回路115に供給する。   Further, the selection circuit 112 supplies a selection signal representing the selected hierarchy to the synthesis circuit 115.

クラスタップ生成回路113では、選択回路112から供給される階層の画像を用いてクラスタップが生成(形成)される。   In the class tap generation circuit 113, a class tap is generated (formed) using the hierarchical image supplied from the selection circuit 112.

即ち、選択回路112において第1階層のSD画像が選択された場合、つまり、図8においてR1で示す、第1階層のSD画像を構成するSD画素のうちの、注目画素の位置に一致するSD画素を中心とした3×3画素の範囲のアクティビティが閾値εより大きい場合には、クラスタップ生成回路113では、その3×3の第1階層のSD画素がクラスタップとされ、クラス分類回路114に供給される。なお、図8において、○印は第1階層のSD画素を、×印はHD画素を示している。   That is, when the first level SD image is selected by the selection circuit 112, that is, the SD corresponding to the position of the target pixel among the SD pixels constituting the first level SD image indicated by R1 in FIG. When the activity in the range of 3 × 3 pixels centered on the pixel is larger than the threshold ε, the class tap generation circuit 113 sets the 3 × 3 first-layer SD pixel as a class tap, and the class classification circuit 114 To be supplied. In FIG. 8, the ◯ marks indicate the first-level SD pixels, and the X marks indicate the HD pixels.

また、選択回路112において第2階層のSD画像が選択された場合、即ち、第1階層のSD画像を基準とすれば、図8においてR2で示す、第2階層のSD画像(第1階層のSD画像の横または縦の画素数をそれぞれ1/2にした画像)を構成するSD画素のうちの、注目画素の位置に一致するSD画素を中心とした3×3画素の範囲のアクティビティが閾値εより大きい場合には、クラスタップ生成回路113では、その3×3の第2階層のSD画素がクラスタップとされ、クラス分類回路114に供給される。従って、この場合、第1階層のSD画像を基準とすれば、第1階層のSD画像が選択された場合における範囲の横または縦がそれぞれ4倍の範囲における9個の第2階層のSD画素からクラスタップが形成される。   Further, when the SD image of the second hierarchy is selected by the selection circuit 112, that is, based on the SD image of the first hierarchy, the SD image of the second hierarchy (R1 in FIG. 8) is indicated by R2. Among the SD pixels constituting the SD image (the image in which the number of horizontal or vertical pixels is halved), the activity in the range of 3 × 3 pixels centering on the SD pixel that matches the position of the target pixel is the threshold value. If it is greater than ε, the class tap generation circuit 113 sets the 3 × 3 second-layer SD pixel as a class tap and supplies it to the class classification circuit 114. Accordingly, in this case, if the SD image in the first layer is used as a reference, nine SD pixels in the second layer in the range in which the horizontal or vertical range is four times when the SD image in the first layer is selected. A class tap is formed.

さらに、選択回路112において第3階層のSD画像が選択された場合、クラスタップ生成回路113では、第1階層のSD画像を基準とすれば、図8においてR3で示す、第3階層のSD画像(第1階層のSD画像の横または縦の画素数をそれぞれ1/4にした画像)を構成するSD画素のうちの、注目画素の位置に一致するSD画素を中心とした3×3画素がクラスタップとされ、クラス分類回路114に供給される。従って、この場合、第1階層のSD画像を基準とすれば、第1階層のSD画像が選択された場合における範囲の横または縦がそれぞれ16倍の範囲における9個の第3階層のSD画素からクラスタップが形成される。   Further, when the SD image of the third hierarchy is selected by the selection circuit 112, the class tap generation circuit 113 uses the SD image of the first hierarchy as a reference, and the SD image of the third hierarchy indicated by R3 in FIG. Of the SD pixels constituting (the image in which the number of horizontal or vertical pixels of the SD image in the first layer is ¼), 3 × 3 pixels centered on the SD pixel that matches the position of the target pixel are The class tap is supplied to the class classification circuit 114. Accordingly, in this case, if the SD image of the first hierarchy is used as a reference, nine SD pixels of the third hierarchy in the range of 16 times the horizontal or vertical range when the SD image of the first hierarchy is selected. A class tap is formed.

なお、以上のように、注目画素の位置に一致する第1乃至第3階層のSD画素を中心とする3×3画素の範囲、即ち、図13で説明したような位置関係のSD画素によるクラスタップが形成されるのは、例えば、多階層クラス分類回路104aにおいてであって、他の多階層クラス分類回路104b乃至104dでは、例えば、図14乃至図16で説明したような位置関係の画素によるクラスタップがそれぞれ形成される。   As described above, the 3 × 3 pixel range centered on the first to third layer SD pixels that coincides with the position of the target pixel, that is, the class based on the SD pixels in the positional relationship as described in FIG. The tap is formed in, for example, the multi-layer class classification circuit 104a, and in the other multi-layer class classification circuits 104b to 104d, for example, the pixels having the positional relationship described with reference to FIGS. 14 to 16 are used. Each class tap is formed.

クラス分類回路114では、クラスタップ生成回路113からのクラスタップを用い、図12におけるクラス分類回路203における場合と同様にして、注目画素のクラス分類が行われる。このクラス分類結果は、合成回路115に供給される。合成回路115では、例えば、クラス分類回路114からのクラス分類結果としての値の上位ビットとして、選択回路112からの選択信号が付加され、それが、注目画素の最終的なクラス(クラスを表す値)として、適応処理部105に供給される。   The class classification circuit 114 classifies the pixel of interest using the class tap from the class tap generation circuit 113 in the same manner as in the class classification circuit 203 in FIG. The classification result is supplied to the synthesis circuit 115. In the synthesis circuit 115, for example, the selection signal from the selection circuit 112 is added as the high-order bits of the value as the class classification result from the class classification circuit 114, and this is the final class of the pixel of interest (the value representing the class). ) To the adaptive processing unit 105.

以上のように、第1階層のSD画像を基準として、アクティビティが、ある程度の大きさ(ここでは、閾値ε)になる範囲に対応する階層の画像を用いて、注目画素をクラス分類するためのクラスタップを形成するようにしたので、そのクラスタップを用いてクラス分類を行うことにより、注目画素にあったクラスを得ることが可能となる。   As described above, with reference to the SD image of the first layer, the target pixel is classified using the image of the layer corresponding to the range in which the activity has a certain size (here, the threshold value ε). Since the class tap is formed, it is possible to obtain a class corresponding to the pixel of interest by performing class classification using the class tap.

なお、以上においては、第1および第2階層の画像のアクティビティを検出するようにしたが、その他、第2および第3階層のアクティビティを検出するようにすることも可能である。この場合、例えば、第3階層のアクティビティが所定の閾値ε’よりも小さいときは、第3階層の画像を用いてクラスタップを形成するようにすれば良い。また、第3階層のアクティビティが所定の閾値ε’以上であるが、第2階層のアクティビティが所定の閾値ε’よりも小さい場合には、第2階層の画像を用いてクラスタップを形成するようにすれば良い。さらに、第2階層のアクティビティが所定の閾値ε’以上の場合には、第1階層の画像を用いてクラスタップを形成するようにすれば良い。   In the above description, the activity of the images in the first and second layers is detected. However, it is also possible to detect the activity in the second and third layers. In this case, for example, when the activity of the third hierarchy is smaller than the predetermined threshold ε ′, the class tap may be formed using the image of the third hierarchy. If the activity of the third hierarchy is equal to or higher than the predetermined threshold ε ′, but the activity of the second hierarchy is smaller than the predetermined threshold ε ′, a class tap is formed using the image of the second hierarchy. You can do it. Furthermore, when the activity of the second layer is equal to or higher than the predetermined threshold ε ′, the class tap may be formed using the image of the first layer.

次に、図9は、図1の適応処理部105(適応処理回路105a乃至105dそれぞれ)の構成例を示している。   Next, FIG. 9 shows a configuration example of the adaptive processing unit 105 (each of the adaptive processing circuits 105a to 105d) in FIG.

予測タップ生成回路121、予測演算回路122、または係数ROM123は、図12における、予測タップ生成回路205、予測演算回路206、または係数ROM207とそれぞれ同様に構成されている。   The prediction tap generation circuit 121, the prediction calculation circuit 122, or the coefficient ROM 123 is configured similarly to the prediction tap generation circuit 205, the prediction calculation circuit 206, or the coefficient ROM 207 in FIG.

即ち、予測タップ生成回路121では、第1階層メモリ101(図1)から供給される第1階層のSD画像から、予測演算回路122において注目画素の予測値を求めるのに用いる、その注目画素に対して所定の位置関係にある複数のSD画素が抽出され、これが予測タップとして、予測演算回路122に供給される。   That is, in the prediction tap generation circuit 121, the target pixel used for obtaining the predicted value of the target pixel in the prediction calculation circuit 122 from the SD image of the first layer supplied from the first layer memory 101 (FIG. 1). On the other hand, a plurality of SD pixels having a predetermined positional relationship are extracted and supplied to the prediction calculation circuit 122 as prediction taps.

具体的には、ここでは、例えば、図13乃至図16で説明したような予測タップが(適応処理回路105a乃至105dそれぞれにおける予測タップ生成回路121において)形成され、予測演算回路122に供給される。   Specifically, here, for example, prediction taps as described with reference to FIGS. 13 to 16 are formed (in the prediction tap generation circuit 121 in each of the adaptive processing circuits 105 a to 105 d) and supplied to the prediction calculation circuit 122. .

また、予測演算回路122には、予測タップ生成回路121から予測タップが供給される他、係数ROM123から予測係数も供給される。   In addition to the prediction tap supplied from the prediction tap generation circuit 121, the prediction arithmetic circuit 122 is also supplied with a prediction coefficient from the coefficient ROM 123.

即ち、係数ROM123は、あらかじめ学習が行われることにより求められた予測係数を、クラスごとに記憶しており、また、そのアドレス端子(AD)には、多階層クラス分類部104(図1)から、注目画素のクラスが供給されるようになされている。そして、係数ROM123は、多階層クラス分類部104からクラスが供給されると、そのクラスに対応するアドレスに記憶されている予測係数を読み出し、予測演算回路122に供給する。   That is, the coefficient ROM 123 stores the prediction coefficient obtained by learning in advance for each class, and the address terminal (AD) has a multilevel class classification unit 104 (FIG. 1). The class of the pixel of interest is supplied. When the class is supplied from the multi-layer class classification unit 104, the coefficient ROM 123 reads the prediction coefficient stored at the address corresponding to the class and supplies the prediction coefficient to the prediction calculation circuit 122.

これにより、予測演算回路122には、注目画素に対応する予測タップと、その注目画素のクラスについての予測係数とが供給される。そして、予測演算回路122では、係数ROM123からの予測係数w,w2,・・・と、予測タップ生成回路6からの予測タップ(を構成するSD画素)x1,x2,・・・とを用いて、式(1)に示した演算が行われることにより、注目画素(HD画素)yの予測値E[y]が求められ、これが、HD画素の画素値として出力される。 As a result, the prediction calculation circuit 122 is supplied with the prediction tap corresponding to the target pixel and the prediction coefficient for the class of the target pixel. In the prediction arithmetic circuit 122, the prediction coefficients w, w 2 ,... From the coefficient ROM 123, and the prediction taps (constituting SD pixels) x 1 , x 2 ,. Is used to calculate the prediction value E [y] of the pixel of interest (HD pixel) y, and this is output as the pixel value of the HD pixel.

上述したように、多階層クラス分類部104からは、注目画素に、よりあったクラスが供給されるので、そのクラスに対応して、以上のような適応処理を行うことにより、その結果得られるHD画像の画質を向上させることが可能となる。   As described above, since a more appropriate class is supplied to the target pixel from the multi-layer class classification unit 104, the result is obtained by performing the above-described adaptive processing corresponding to the class. It is possible to improve the image quality of HD images.

次に、図10は、図1の多階層クラス分類部104(多階層クラス分類回路104a乃至104dそれぞれ)の他の構成例を示している。   Next, FIG. 10 illustrates another configuration example of the multi-layer class classification unit 104 (multi-layer class classification circuits 104a to 104d) in FIG.

第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、または第3階層メモリ103に記憶されている第1乃至第3階層の画像データは、クラスタップ生成回路1311乃至1313にそれぞれ供給されるようになされている。 The first to third layer image data stored in the first layer memory 101, the second layer memory 102, or the third layer memory 103 are supplied to the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 , respectively. Has been made.

クラスタップ生成回路1311乃至1313は、例えば、図7のクラスタップ生成回路113における場合と同様に、第1乃至第3階層の画像を用いて、注目画素をクラス分類するためのクラスタップを生成(形成)し、クラス分類回路1321乃至1323にそれぞれ供給するようになされている。クラス分類回路1321乃至1323は、クラスタップ生成回路1311乃至1313からのクラスタップを用い、例えば、図7のクラス分類回路114における場合と同様にして、注目画素のクラス分類を行い、そのクラスを、合成回路133にそれぞれ供給するようになされている。合成回路133は、クラス分類回路1321乃至1323それぞれからのクラスを合成し、その合成結果を、注目画素の最終的なクラスとして、適応処理部105(図1)に供給するようになされている。 For example, as in the case of the class tap generation circuit 113 in FIG. 7, the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 use class taps for classifying the target pixel using the first to third layer images. Generated (formed) and supplied to the classifying circuits 132 1 to 132 3 , respectively. The class classification circuits 132 1 to 132 3 use the class taps from the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 , for example, classify the target pixel in the same manner as in the class classification circuit 114 of FIG. The classes are supplied to the synthesis circuit 133, respectively. The combining circuit 133 combines the classes from the class classification circuits 132 1 to 132 3 and supplies the combined result to the adaptive processing unit 105 (FIG. 1) as the final class of the pixel of interest. Yes.

以上のように構成される多階層クラス分類部104(多階層クラス分類回路104a乃至104dそれぞれ)では、クラスタップ生成回路1311乃至1313において、クラスタップが、第1乃至第3階層の画像を用いてそれぞれ形成される。 In the multi-hierarchy class classification unit 104 (multi-hierarchy class classification circuits 104a to 104d) configured as described above, in the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 , the class taps display the first to third hierarchy images. Respectively.

即ち、クラスタップ生成回路1311乃至1313では、例えば、図7の選択回路112において第1乃至第3階層の画像が選択された場合に、同図のクラスタップ生成回路113が形成するクラスタップと同様のクラスタップが、第1乃至第3階層の画像を用いてそれぞれ形成される。この第1乃至第3階層の画像を用いて形成されたクラスタップは、クラス分類回路1321乃至1323にそれぞれ供給される。 That is, in the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 , for example, when the first to third hierarchy images are selected in the selection circuit 112 of FIG. The same class taps are formed using the first to third layer images. The class taps formed using the first to third layer images are supplied to the class classification circuits 132 1 to 132 3 , respectively.

クラス分類回路1321乃至1323では、クラスタップ生成回路1311乃至1313からのクラスタップを用いて、クラス分類が行われ、その結果得られる注目画素の3つのクラス(第1乃至第3階層の画像それぞれから形成されたクラスタップを用いてのクラス分類結果)は、いずれも、合成回路133に供給される。 In the class classification circuits 132 1 to 132 3 , class classification is performed using the class taps from the class tap generation circuits 131 1 to 131 3 , and three classes (first to third hierarchies) of the pixel of interest obtained as a result are obtained. All of the classification results using class taps formed from the respective images are supplied to the synthesis circuit 133.

合成回路133では、クラス分類回路1321乃至1323それぞれからのクラスが1つに合成される。即ち、合成回路133は、例えば、クラス分類回路1321乃至1323からのクラスを表す値を、それぞれ上位、中位、下位ビットとして1つのビット列にする。そして、この値が、注目画素の最終的なクラスとして、適応処理部105に供給される。 In the synthesis circuit 133, the classes from each of the class classification circuits 132 1 to 132 3 are synthesized into one. That is, for example, the synthesis circuit 133 sets the values representing the classes from the class classification circuits 132 1 to 132 3 into one bit string as the upper, middle, and lower bits, respectively. This value is supplied to the adaptive processing unit 105 as the final class of the pixel of interest.

以上のように、第1階層乃至第3階層のSD画像を用いてクラス分類を行い、そのクラス分類結果を合成したものを、注目画素の最終的なクラス分類結果とするようにしたので、即ち、等価的に、注目画素の近くにあるSD画素だけでなく、注目画素から幾分離れたSD画素をも用いてクラス分類を行うようにしたので、やはり、注目画素を、その注目画素にあったクラスにクラス分類することができる。さらに、そのクラスに対応して適応処理を行うことにより、その結果得られるHD画像の画質を向上させることが可能となる。   As described above, the classification is performed using the SD images of the first to third layers, and the result of combining the classification results is used as the final classification result of the pixel of interest. Equivalently, since the classification is performed using not only the SD pixel near the target pixel but also the SD pixel separated from the target pixel, the target pixel is matched with the target pixel. Can be classified into different classes. Furthermore, by performing adaptive processing corresponding to the class, it is possible to improve the image quality of the resulting HD image.

なお、図8において、例えば、R3で示す範囲にある第1階層のSD画素すべてをクラスタップとして用いてクラス分類を行うことによっても、上述の場合と同様の効果が得られると予想されるが、この場合、範囲R3にある第1階層のSD画素の数が多いので、処理の負担が莫大なものとなる。   In FIG. 8, for example, it is expected that the same effect as in the above case can be obtained by classifying using all SD pixels in the first layer in the range indicated by R3 as class taps. In this case, since the number of SD pixels in the first layer in the range R3 is large, the processing load becomes enormous.

即ち、例えば、図7の実施の形態では、クラスタップ生成回路113において形成されるクラスタップは、図12のクラスタップ生成回路202における場合と同様に、9個のSD画素で構成され、さらに、そのクラスタップを用いたクラス分類結果に、2ビットの選択信号が付加されるから、単純には、211(=29×22)に比例した数のクラスのうちのいずれかにクラス分類が行われる。 That is, for example, in the embodiment of FIG. 7, the class tap formed in the class tap generation circuit 113 is configured by nine SD pixels as in the case of the class tap generation circuit 202 of FIG. Since a 2-bit selection signal is added to the classification result using the class tap, simply classifying it into one of the number of classes proportional to 2 11 (= 2 9 × 2 2 ). Is done.

また、図10の実施の形態では、クラスタップ生成回路1131乃至1133それぞれにおいて、やはり、図12のクラスタップ生成回路202における場合と同様に、9個のSD画素で構成されるクラスタップが形成され、その3つのクラスタップを用いてクラス分類が行われた後、その3つのクラス分類結果が合成されるから、単純には、227(=29×29×29)に比例した数のクラスのうちのいずれかにクラス分類が行われる。 In the embodiment of FIG. 10, each of the class tap generation circuits 113 1 to 113 3 has a class tap composed of nine SD pixels as in the class tap generation circuit 202 of FIG. After forming and classifying using the three class taps, the three class classification results are combined, so it is simply proportional to 2 27 (= 2 9 × 2 9 × 2 9 ) Classification is performed on any of the determined number of classes.

これに対して、図8における範囲R3には、289(=17×17)の第1階層のSD画素が含まれるから、これによりクラスタップを形成した場合には、単純には、2289という莫大な値に比例した数のうちのクラスのいずれかに、クラス分類を行う必要がある。従って、この場合には、処理の負担が莫大なものとなる。 On the other hand, the range R3 in FIG. 8 includes 289 (= 17 × 17) first-layer SD pixels, so that when a class tap is formed by this, it is simply 2 289. It is necessary to classify one of the classes in proportion to the enormous value. Therefore, in this case, the processing burden is enormous.

次に、図11は、図9の係数ROM123に記憶させる予測係数を算出する学習処理を行う学習装置の構成例を示している。なお、図中、図17における場合と対応する部分については、同一の符号を付してある。   Next, FIG. 11 shows a configuration example of a learning apparatus that performs a learning process for calculating a prediction coefficient to be stored in the coefficient ROM 123 of FIG. In the figure, portions corresponding to those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.

学習における教師データyとなるべきHD画像が、間引き回路1411および教師データ抽出回路146に供給されるようになされており、間引き回路1411では、例えば、図2の記憶装置における場合と同様にして(図2の記憶装置において、第1階層のSD画像から第2階層のSD画像を生成するのと同様にして)、HD画像の横または縦の画素数それぞれが1/2にされた第1階層のSD画像が構成される。この第1階層のSD画像は、間引き回路1412、多階層クラス分類部144、および予測タップ生成回路145に供給される。 The HD image to be the teacher data y in learning is supplied to the thinning circuit 141 1 and the teacher data extracting circuit 146. In the thinning circuit 141 1 , for example, as in the storage device of FIG. (In the storage device of FIG. 2, in the same manner as when the SD image of the second layer is generated from the SD image of the first layer), the number of horizontal or vertical pixels of the HD image is halved. A one-layer SD image is constructed. The SD image of the first layer is supplied to the thinning circuit 141 2 , the multi-layer class classification unit 144, and the prediction tap generation circuit 145.

間引き回路1412でも、間引き回路1411における場合と同様にして、第1階層のSD画像の横または縦の画素数それぞれが1/2にされた第2階層のSD画像が構成される。この第2階層のSD画像は、間引き回路1413および多階層クラス分類部144に供給される。間引き回路1413でも、間引き回路1411における場合と同様にして、第2階層のSD画像の横または縦の画素数それぞれが1/2にされた第3階層のSD画像が構成される。この第3階層のSD画像は、多階層クラス分類部144に供給される。 Any thinning circuit 141 2, in the same manner as in thinning circuit 141 1, SD image of the second hierarchy horizontal or vertical number of pixels each of the first hierarchical SD image is 1/2 is constructed. The SD image of the second layer is supplied to the thinning circuit 141 3 and the multi-layer class classification unit 144. Similarly to the case of the thinning circuit 141 1 , the thinning circuit 141 3 also forms a third hierarchical SD image in which the number of horizontal or vertical pixels of the second hierarchical SD image is halved. This third-layer SD image is supplied to the multi-layer class classification unit 144.

多階層クラス分類部144は、図7または図10に示した多階層クラス分類部104と同様に構成され、そこに供給される第1乃至第3階層の画像を用いて、上述したようなクラス分類(多階層クラス分類)が行われる。このクラス分類結果としてのクラスは、予測タップメモリ147および教師データメモリ148のアドレス端子(AD)に供給される。   The multi-hierarchy class classifying unit 144 is configured in the same manner as the multi-hierarchy class classifying unit 104 shown in FIG. 7 or 10, and uses the first to third hierarchies images supplied to the class, as described above. Classification (multi-layer classification) is performed. The class as the classification result is supplied to the prediction tap memory 147 and the address terminal (AD) of the teacher data memory 148.

また、予測タップ生成回路145では、図9の予測タップ生成回路121における場合と同様の処理が行われ、これにより注目画素の予測値を求めるための予測タップが、間引き回路1411からの第1階層のSD画像を用いて形成される。この予測タップは、予測タップメモリ147に供給される。 Further, in the prediction tap generation circuit 145, the same processing as in the prediction tap generation circuit 121 in FIG. 9 is performed, whereby the prediction tap for obtaining the prediction value of the target pixel is the first from the thinning-out circuit 141 1 . It is formed using hierarchical SD images. This prediction tap is supplied to the prediction tap memory 147.

予測タップメモリ147では、多階層クラス分類部144から供給されるクラスに対応するアドレスに、予測タップ生成回路145から供給される予測タップが記憶される。   In the prediction tap memory 147, the prediction tap supplied from the prediction tap generation circuit 145 is stored at the address corresponding to the class supplied from the multi-layer class classification unit 144.

一方、教師データ抽出回路146では、多階層クラス分類部144および予測タップ生成回路145において注目画素とされるHD画素が、そこに供給されるHD画像から抽出され、教師データとして、教師データメモリ148に供給される。   On the other hand, in the teacher data extraction circuit 146, the HD pixel which is the target pixel in the multi-layer class classification unit 144 and the prediction tap generation circuit 145 is extracted from the HD image supplied thereto, and the teacher data memory 148 is used as teacher data. To be supplied.

そして、教師データメモリ148では、多階層クラス分類部144から供給されるクラスに対応するアドレスに、教師データ抽出回路146から供給される教師データが記憶される。   The teacher data memory 148 stores the teacher data supplied from the teacher data extraction circuit 146 at the address corresponding to the class supplied from the multilevel class classifying unit 144.

以上の処理が、あらかじめ学習用に用意されたすべてのHD画像を構成するすべてのHD画素を、順次、注目画素として行われる。   The above processing is sequentially performed on all HD pixels constituting all HD images prepared for learning in advance as the target pixel.

その結果、教師データメモリ148または予測タップメモリ147の同一のアドレスには、そのアドレスに対応するクラスのHD画素、またはそのHD画素にについて図13乃至図16において説明した予測タップを構成する位置にあるSD画素が、教師データyまたは学習データxとして、それぞれ記憶される。   As a result, at the same address in the teacher data memory 148 or the prediction tap memory 147, the HD pixel of the class corresponding to the address, or the position that constitutes the prediction tap described in FIGS. A certain SD pixel is stored as teacher data y or learning data x, respectively.

その後、演算回路149は、予測タップメモリ147または教師データメモリ148から、同一アドレスに記憶されている学習データとしての予測タップまたは教師データとしてのHD画素を読み出し、それらを用いて、例えば、最小自乗法によって、予測値と教師データとの間の誤差を最小にする予測係数を算出する。即ち、演算回路149では、クラスごとに、式(7)に示した正規方程式がたてられ、これを解くことにより予測係数が求められる。   Thereafter, the arithmetic circuit 149 reads prediction pixels as learning data or HD pixels as teacher data stored in the same address from the prediction tap memory 147 or the teacher data memory 148, and uses them, for example, the minimum self A prediction coefficient that minimizes an error between the predicted value and the teacher data is calculated by multiplication. That is, in the arithmetic circuit 149, the normal equation shown in Expression (7) is established for each class, and the prediction coefficient is obtained by solving this.

以上のようにして、演算回路149で求められたクラスごとの予測係数が、図9の係数ROM123における、そのクラスに対応するアドレスに記憶されている。   As described above, the prediction coefficient for each class obtained by the arithmetic circuit 149 is stored in the address corresponding to the class in the coefficient ROM 123 of FIG.

なお、図7の実施の形態では、選択回路112において、第1乃至第3階層のSD画像のうちのいずれか1つを選択し、クラスタップ生成回路113において、その1の階層の画像を用いてクラスタップを形成するようにしたが、その他、例えば、選択回路112には、第1乃至第3階層のSD画像のうちの2つを選択させ、クラスタップ生成回路113には、その2つの階層それぞれを用いてクラスタップを形成させるようにすることができる。この場合、クラス分類回路114において、その2つの階層を用いて形成されたクラスタップそれぞれについてクラス分類を行わせ、合成回路115において、その2つのクラス分類結果を1つに合成させるようにすれば良い。   In the embodiment of FIG. 7, the selection circuit 112 selects any one of the first to third hierarchy SD images, and the class tap generation circuit 113 uses the image of the first hierarchy. However, for example, the selection circuit 112 selects two of the SD images of the first to third hierarchies, and the class tap generation circuit 113 displays the two class taps. Class taps can be formed using each hierarchy. In this case, the class classification circuit 114 performs class classification for each of the class taps formed using the two hierarchies, and the synthesis circuit 115 combines the two class classification results into one. good.

また、本実施の形態では、第1乃至第3階層のSD画像のうち、最も画素数の多い第1階層の画像を用いて予測タップを形成するようにしたが、予測タップは、第1乃至第3階層の画像の2以上を用いて形成するようにすることも可能である。   Further, in the present embodiment, the prediction tap is formed using the first layer image having the largest number of pixels among the first to third layer SD images. It is also possible to form the image using two or more of the third layer images.

さらに、本実施の形態では、図2の記憶装置において、第2階層メモリ3や第3階層メモリ4に対しては、第1階層メモリ2に与える水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAの一部を与えてアクセスするようにしたが、第2階層メモリ3や第3階層メモリ4には、第1階層メモリ2に与える水平アドレスHAおよび垂直アドレスVAとは別に、専用の(独立の)アドレスを与えてアクセスするようにすることも可能である。   Further, in the present embodiment, in the storage device of FIG. 2, the second hierarchical memory 3 and the third hierarchical memory 4 are given a part of the horizontal address HA and the vertical address VA given to the first hierarchical memory 2. However, in addition to the horizontal address HA and the vertical address VA given to the first hierarchy memory 2, dedicated (independent) addresses are given to the second hierarchy memory 3 and the third hierarchy memory 4. It is also possible to access.

また、本実施の形態では、図2の記憶装置において、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4に対して、SD画像を構成する画素の水平または垂直方向の位置にそれぞれ対応する水平アドレスまたは垂直アドレスを与えてアクセスするようにしたが、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4には、その他、例えば、時間方向に対応するアドレスをさらに与えてアクセスするようにすることなども可能である。この場合、第2や第3階層の画素は、横および縦の空間方向に散らばる第1階層の画素の他、時間方向に散らばる第1階層の画素も加算して形成されることになる。   Further, in the present embodiment, in the storage device of FIG. 2, the pixels constituting the SD image are positioned in the horizontal or vertical direction with respect to the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4. Each of the first hierarchical memory 2, the second hierarchical memory 3 and the third hierarchical memory 4 is further accessed with, for example, an address corresponding to the time direction. It is also possible to give access. In this case, the second and third layer pixels are formed by adding the first layer pixels scattered in the time direction in addition to the first layer pixels scattered in the horizontal and vertical spatial directions.

同様に、クラスタップや予測タップについても、空間方向だけでなく、時間方向に散らばるSD画素も用いて形成することが可能である。   Similarly, class taps and prediction taps can also be formed using SD pixels scattered not only in the spatial direction but also in the temporal direction.

さらに、図1における第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、第3階層メモリ103や、図2における第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4は、それぞれ物理的に1つのメモリである必要はなく、それらのすべてを、1のメモリで構成することも可能である。この場合、1のメモリの記憶領域を、第1階層メモリ101、第2階層メモリ102、第3階層メモリ103の3つそれぞれや、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4の3つそれぞれに割り当てるようにすれば良い。   Further, the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, and the third hierarchy memory 103 in FIG. 1, and the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory 4 in FIG. It is not necessary to have a single memory, and it is possible to configure all of them with a single memory. In this case, the storage area of one memory is divided into three memory areas of the first hierarchy memory 101, the second hierarchy memory 102, and the third hierarchy memory 103, the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, and the third hierarchy memory, respectively. 4 may be assigned to each of the three.

また、本実施の形態では、図2において、アドレス供給回路1、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、第3階層メモリ4、およびRMW回路5のすべてを、1チップ上に形成するようにしたが、これらは、必ずしも1チップ上に形成する必要はない。   Further, in the present embodiment, in FIG. 2, all of the address supply circuit 1, the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, the third hierarchy memory 4, and the RMW circuit 5 are formed on one chip. However, these are not necessarily formed on one chip.

さらに、本実施の形態では、第1階層の画素のビット割当量を8ビットとし、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、または第3階層メモリ4のメモリセルのデータ長を、第1乃至第3階層の画素の桁落ちがないように、それぞれ8,10、または12ビットとしたが、第1階層メモリ2、第2階層メモリ3、および第3階層メモリ4のメモリセルのデータ長は、例えば、一律に8ビットなどとすることも可能である。但し、この場合、第2または第3階層の画素については、第1または第2階層の2×2画素の加算値の下位2ビットを切り捨てた値(この値は、加算値を4で除算したものに相当するから、平均値となる)をそれぞれ記憶させることになり、従って、桁落ちが生じるので、データの可逆性は失われることになる。   Furthermore, in the present embodiment, the bit allocation amount of the pixels in the first hierarchy is 8 bits, and the data length of the memory cells in the first hierarchy memory 2, the second hierarchy memory 3, or the third hierarchy memory 4 is set to the first Or 8 bits, 10 bits, or 12 bits so as not to drop the pixels in the third layer, but the data lengths of the memory cells of the first layer memory 2, the second layer memory 3, and the third layer memory 4 For example, it may be uniformly 8 bits. However, in this case, for pixels in the second or third hierarchy, a value obtained by rounding down the lower 2 bits of the addition value of the 2 × 2 pixels in the first or second hierarchy (this value is obtained by dividing the addition value by 4). Therefore, the loss of data will be lost.

また、本発明は、ノンインターレース走査される画像およびインターレース走査される画像のいずれにも適用可能である。   The present invention is applicable to both non-interlaced scanned images and interlaced scanned images.

さらに、本実施の形態では、SD画像の階層数を3としたが、階層数は2であっても良いし、あるいは、4以上であっても良い。   Furthermore, in the present embodiment, the number of hierarchies of the SD image is three, but the number of hierarchies may be two, or four or more.

また、本実施の形態では、下位階層の2×2の4つのSD画素の加算値を、その1つ上位の上位階層のSD画素(画素値)とするようにしたが、上位階層のSD画素の形成の仕方は、これに限定されるものではない。   Further, in the present embodiment, the addition value of 4 SD pixels of 2 × 2 in the lower hierarchy is set as the upper hierarchy SD pixel (pixel value) one level higher. The method of forming is not limited to this.

さらに、本発明はハードウェアによっても、また、コンピュータに、上述の処理を行わせるようなプログラムを実行させることによっても実現可能である。   Furthermore, the present invention can be realized by hardware and also by causing a computer to execute a program that performs the above-described processing.

また、本実施の形態では、画素(画素値)を、例えば、RAM(Random Access Memory)などに代表されるメモリに記憶させるようにしたが、画素は、その他、例えば、磁気ディスクや、光磁気ディスク、磁気テープ、光カードなどの記録媒体に記憶(記録)させるようにすることも可能である。   In this embodiment, pixels (pixel values) are stored in a memory represented by, for example, a RAM (Random Access Memory). However, the pixels may be stored in, for example, a magnetic disk or a magneto-optical device. It is also possible to store (record) in a recording medium such as a disk, a magnetic tape, or an optical card.

さらに、図1の画像処理装置と、図2の記憶装置とは、別々の装置として構成する他、一体的に構成することも可能である。   In addition, the image processing apparatus in FIG. 1 and the storage apparatus in FIG. 2 can be configured as separate devices or in an integrated manner.

また、本発明は、SD画像をHD画像に変換する場合の他、例えば、画像を拡大する場合などにも適用可能である。   Further, the present invention can be applied not only when an SD image is converted into an HD image but also when an image is enlarged, for example.

さらに、クラスタップや予測タップを構成させるSD画素の位置関係は、上述したものに限定されるものではない。   Furthermore, the positional relationship of the SD pixels constituting the class tap and the prediction tap is not limited to the above.

本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態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 one Embodiment of the image processing apparatus to which this invention is applied. 第1乃至第3階層のSD画像を生成する記憶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 memory | storage device which produces | generates the 1st thru | or 3rd hierarchy SD image. 第1階層のSD画像の1画面の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 1 screen of the SD image of a 1st hierarchy. 図2の記憶装置の第1の機能的構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a first functional configuration example of the storage device of FIG. 2. 図2の記憶装置の第2の機能的構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a second functional configuration example of the storage device of FIG. 2. 図2の記憶装置の第3の機能的構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a third functional configuration example of the storage device in FIG. 2. 図1の多階層クラス分類回路104a乃至104dそれぞれの第1の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a first configuration example of each of multi-layer class classification circuits 104a to 104d in FIG. 図7のクラスタップ生成回路113が生成するクラスタップを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the class tap which the class tap generation circuit 113 of FIG. 7 produces | generates. 図1の適応処理回路105a乃至105dそれぞれの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of each of adaptive processing circuits 105a to 105d in FIG. 1. 図1の多階層クラス分類回路104a乃至104dそれぞれの第2の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a second configuration example of each of the multilevel class classification circuits 104a to 104d in FIG. 1. 図9の係数ROM123に記憶させる予測係数の学習を行う学習装置の一実施の形態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 one Embodiment of the learning apparatus which learns the prediction coefficient memorize | stored in coefficient ROM123 of FIG. 従来の画像変換装置の一例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an example of the conventional image converter. クラスタップと予測タップの形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of a class tap and a prediction tap. クラスタップと予測タップの形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of a class tap and a prediction tap. クラスタップと予測タップの形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of a class tap and a prediction tap. クラスタップと予測タップの形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of a class tap and a prediction tap. 図12の係数ROM207に記憶させる予測係数の学習を行う学習装置の一例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an example of the learning apparatus which learns the prediction coefficient memorize | stored in coefficient ROM207 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 アドレス供給回路, 2 第1階層メモリ, 3 第2階層メモリ, 4 第3階層メモリ, 5 RMW回路, 11 読み出し部, 12 スイッチ, 12a,12b 端子, 13 演算器, 14 書き込み部, 15 NORゲート, 16 スイッチ, 21 読み出し部, 22 スイッチ, 22a,22b 端子, 23 演算器, 24 書き込み部, 25 NORゲート, 26 スイッチ, 101 第1階層メモリ, 102 第2階層メモリ, 103 第3階層メモリ, 104 多階層クラス分類部, 104a乃至104d 多階層クラス分類回路, 105 適応処理部, 105a乃至105d 適応処理回路, 106 HD画像メモリ, 106a乃至106d メモリ, 1111,1112 アクティビティ検出回路, 112 選択回路, 113 クラスタップ生成回路, 114 クラス分類回路, 115 合成回路, 121 予測タップ生成回路, 122 予測演算回路, 123 係数ROM, 1311乃至1313 クラスタップ生成回路, 1321乃至1323 クラス分類回路, 133 合成回路, 1411乃至1413 間引き回路, 144 多階層クラス分類部, 145 予測タップ生成回路, 146 教師データ抽出回路, 147 予測タップメモリ, 148 教師データメモリ, 149 演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Address supply circuit, 2 1st hierarchy memory, 3 2nd hierarchy memory, 4 3rd hierarchy memory, 5 RMW circuit, 11 reading part, 12 switch, 12a, 12b terminal, 13 calculator, 14 writing part, 15 NOR gate , 16 switch, 21 reading unit, 22 switch, 22a, 22b terminal, 23 arithmetic unit, 24 writing unit, 25 NOR gate, 26 switch, 101 first layer memory, 102 second layer memory, 103 third layer memory, 104 Multi-layer class classification unit, 104a to 104d multi-layer class classification circuit, 105 adaptive processing unit, 105a to 105d adaptive processing circuit, 106 HD image memory, 106a to 106d memory, 111 1 , 111 2 activity detection circuit, 112 selection circuit, 113 Class tap generation times , 114 classifying circuit, 115 combining circuit, 121 the prediction tap generating circuit, 122 predictive operation circuit, 123 coefficients ROM, 131 1 to 131 3 class-tap generating circuit, 132 1 to 132 3 classification circuit 133 synthesizing circuit, 141 1 Thru | or 141 3 thinning circuit, 144 multi-layer class classification | category part, 145 prediction tap production | generation circuit, 146 teacher data extraction circuit, 147 prediction tap memory, 148 teacher data memory, 149 arithmetic circuit

Claims (8)

第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理装置であって、
注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2および第3の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出するアクティビティ検出手段と、
前記第2および第3の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する画像を選択する選択手段と、
前記注目画素に対応する、選択された画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をクラスとすることにより、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行うクラス分類手段と、
前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する予測手段と
を備え、
前記予測手段は、
前記第2および第3の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を、前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段と、
前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2および第3の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める予測値演算手段と
を有する
ことを特徴とする画像処理装置。
A second image in which the first image is represented by a number of pixels smaller than the number of pixels in the first image, and a third image in which the number of pixels is smaller than the number of pixels in the second image. An image processing apparatus for performing a process for obtaining the first image,
Activity detection means for detecting a part of the second and third images corresponding to the target pixel in the second and third images, with the pixel of the first image being focused on as the target pixel;
A selection means for selecting an image having an activity exceeding a predetermined threshold from the second and third images;
Class classification that classifies the pixel of interest into a predetermined class by setting a value corresponding to a pixel value pattern of a pixel in a predetermined region centered on a pixel of the selected image corresponding to the pixel of interest as a class Classification means for performing
Predicting means for predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel;
The prediction means includes
Prediction coefficient storage means for storing, for each class, a prediction coefficient for calculating a prediction value of the target pixel by linear combination with the pixels of the second and third images;
By linearly combining the prediction coefficient for the class of the target pixel and pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel among the pixels of the second and third images. And an estimated value calculating means for obtaining a predicted value of the target pixel.
前記選択された画像の前記所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値は、前記所定領域内の画素の画素値をADRC処理して得られる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The value corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area of the selected image is obtained by performing ADRC processing on the pixel values of the pixels in the predetermined area. Image processing device.
前記第2および第3の画像は、前記第1の画像の隣接する複数画素の画素値を加算して1つの画素の画素値とすることによって、画素数が前記第1の画像より少なくされた画像である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The second and third images have a smaller number of pixels than the first image by adding pixel values of adjacent pixels of the first image to a pixel value of one pixel. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image.
第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理方法であって、
注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2および第3の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出し、
前記第2および第3の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する画像を選択し、
前記注目画素に対応する、選択された画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をクラスとすることにより、前記注目画素を所定のクラスに分類し、
前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測し、
前記注目画素の予測値を予測する場合、前記第2および第3の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2および第3の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める
ことを特徴とする画像処理方法。
A second image in which the first image is represented by a number of pixels smaller than the number of pixels in the first image, and a third image in which the number of pixels is smaller than the number of pixels in the second image. Using an image processing method for performing a process for obtaining the first image,
A pixel of the first image of interest is a pixel of interest, and an activity of a portion corresponding to the pixel of interest in the second and third images is detected;
Selecting an image having an activity exceeding a predetermined threshold from the second and third images;
Classifying the pixel of interest into a predetermined class by classifying a value corresponding to a pixel value pattern of a pixel in a predetermined region centered on a pixel of the selected image corresponding to the pixel of interest;
Predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel;
When predicting the predicted value of the target pixel, a prediction coefficient that stores, for each class, a prediction coefficient for calculating the predicted value of the target pixel by linear combination with the pixels of the second and third images The prediction coefficient for the class of pixel of interest acquired from the storage means, and pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the pixel of interest among the pixels of the second and third images An image processing method characterized by obtaining a predicted value of the target pixel by linearly combining.
第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像と、前記第3の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第4の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理装置であって、
注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2乃至第4の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出するアクティビティ検出手段と、
前記第2乃至第4の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する複数の画像を選択する選択手段と、
前記注目画素に対応する、選択された複数の画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をそれぞれ取得し、1つのビット列にすることにより、前記注目画素を前記ビット列で表される所定のクラスに分類するクラス分類を行うクラス分類手段と、
前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測する予測手段と
を備え、
前記予測手段は、
前記第2乃至第4の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を、前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段と、
前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2乃至第4の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める予測値演算手段と
を有する
ことを特徴とする画像処理装置。
A second image representing a first image with a number of pixels less than the number of pixels of the first image; a third image representing a number of pixels less than the number of pixels of the second image; An image processing apparatus that performs processing for obtaining the first image using a fourth image represented by a smaller number of pixels than the number of pixels of the third image,
Activity detecting means for detecting a part of the second image to the fourth image corresponding to the target pixel in the second to fourth images, using the first image pixel of interest as the target pixel;
Selecting means for selecting a plurality of images having an activity exceeding a predetermined threshold from the second to fourth images;
Each of the values corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area centered on the selected pixels of the plurality of images corresponding to the target pixel is obtained and converted into one bit string. Class classification means for classifying into a predetermined class represented by the bit string;
Predicting means for predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel;
The prediction means includes
Prediction coefficient storage means for storing, for each class, a prediction coefficient for calculating a prediction value of the target pixel by linear combination with the pixels of the second to fourth images;
By linearly combining the prediction coefficient for the class of the target pixel and pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the target pixel among the pixels of the second to fourth images. And an estimated value calculating means for obtaining a predicted value of the target pixel.
前記選択された複数の画像の前記所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値は、前記所定領域内の画素の画素値をADRC処理して得られる
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
The value corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area of the selected plurality of images is obtained by ADRC processing the pixel values of the pixels in the predetermined area. The image processing apparatus described.
前記第2乃至第4の画像は、前記第1の画像の隣接する複数画素の画素値を加算して1つの画素の画素値とすることによって、画素数が前記第1の画像より少なくされた画像である
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
The second to fourth images have a smaller number of pixels than the first image by adding pixel values of adjacent pixels of the first image to a pixel value of one pixel. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the image processing apparatus is an image.
第1の画像を、前記第1の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第2の画像と、前記第2の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第3の画像と、前記第3の画像の画素数よりも少ない画素数で表した第4の画像とを用いて、前記第1の画像を求めるための処理を行う画像処理方法であって、
注目している前記第1の画像の画素を注目画素とし、前記第2乃至第4の画像の中の前記注目画素に対応する部分のアクティビティを検出し、
前記第2乃至第4の画像のうち、所定の閾値を超えるアクティビティを有する複数の画像を選択し、
前記注目画素に対応する、選択された複数の画像の画素を中心とする所定領域内の画素の画素値のパターンに対応する値をそれぞれ取得し、1つのビット列にすることにより、前記注目画素を前記ビット列で表される所定のクラスに分類し、
前記注目画素の予測値を、その注目画素のクラスに対応して予測し、
前記注目画素の予測値を予測する場合、前記第2乃至第4の画像の画素との線形結合により前記注目画素の予測値を算出するための予測係数を前記クラスごとに記憶している予測係数記憶手段から取得される前記注目画素のクラスについての前記予測係数と、前記第2乃至第4の画像の画素のうち、前記注目画素に対して所定の位置関係にある複数の画素の画素値とを線形結合することにより、前記注目画素の予測値を求める
ことを特徴とする画像処理方法。
A second image representing a first image with a number of pixels less than the number of pixels of the first image; a third image representing a number of pixels less than the number of pixels of the second image; An image processing method for performing processing for obtaining the first image using a fourth image represented by a smaller number of pixels than the number of pixels of the third image,
A pixel of the first image of interest is a pixel of interest, and an activity of a portion corresponding to the pixel of interest in the second to fourth images is detected;
Selecting a plurality of images having an activity exceeding a predetermined threshold from the second to fourth images;
Each of the values corresponding to the pixel value pattern of the pixels in the predetermined area centered on the selected pixels of the plurality of images corresponding to the target pixel is obtained and converted into one bit string. Classify into a predetermined class represented by the bit string,
Predicting the predicted value of the target pixel corresponding to the class of the target pixel;
When predicting the predicted value of the pixel of interest, a prediction coefficient storing a prediction coefficient for calculating the predicted value of the pixel of interest by linear combination with the pixels of the second to fourth images for each class The prediction coefficient for the class of pixel of interest acquired from the storage means, and pixel values of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship with respect to the pixel of interest among the pixels of the second to fourth images An image processing method characterized by obtaining a predicted value of the target pixel by linearly combining.
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