JP4360809B2 - 精緻化されたクアドリリニア補間 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、エッジにより区切られ、エラー値が関係する点を含む面の中のエラーを隠蔽する方法であって、前記面上の少なくとも１つの点の新たな値を、補間対象点の直交方向への前記面のエッジ上への投影により定義される補間点から補間するステップと前記補間対象点と前記補間点間で定義される第１距離を決定するステップを有する方法に関する。

このような隠蔽方法は、Ｓｕｓａｎｎａ ＡｉｇｎとＫｈａｌｅｄ Ｆａｚｅｌによる「Ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｎｄ Ｓｐａｔｉａｌ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ＭＰＥＧ−２ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ」（Ｐｒｏ． Ｇｌｏｂｅｃｏｍ ’９５， ｐｐ． １７７８−１７８３）により知られている。この文献において与えられているエラー隠蔽方法では、エラー面のエッジに補間される点の直交方向への投影に対応する補間点の値から、エラー値が関連する点の新たな値を補間することが提案されている。この新しい値は、補間される点と投影方向に関する補間点と対向する補間点との距離により各補間点の値を重み付けすることにより得られる。この対向する補間点が存在しない場合、距離は０とされる。このエラー隠蔽方法は、エラー面内部あるいはエラー面のエッジにおける不連続を生成することなくエラー面の隠蔽を可能にする。

本発明は以下の検討に関する。

従来技術によるエラー隠蔽方法では、エラー面の形状に関係なく、同一の方法で各補間点の値に重み付けがなされる。エラー面が最も拡張される方向での投影に対応する補間点が、もう一方の方向での投影に対応する補間点より大きなウェートで重み付けされる。この特性がエラー隠蔽の質を不十分なものにする。例えば、エラー面が画像面である場合、得られる隠蔽の質は視覚的に低いものとなる。この質の低さが、従来技術に関する引用文献において開示されるようなクアドリリニア補間（ｑｕａｄｒｉｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）によるエラー隠蔽方法の特徴である。

本発明の課題は、クアドリリニア補間によるエラー隠蔽の質を向上させることにある。

実際、導入パラグラフで与えられた本発明によるエラー隠蔽方法は、各方向の複数の第１距離の和である第２距離を計算するステップを備え、補間ステップは補間される点の新たな値を、各第１距離と第２距離に従い重み付けされた補間点の値から決定することができるという点を特徴とする。

補間対象点と各方向での面のエッジへの補間対象点の投影に対応する各点の間の距離の和の計算により、エラー面の幾何を把握し、この幾何を考慮した補間点の重み付けを可能にする。これにより、互いに最も近い補間点がより大きいウェートを持つよう点の値は重み付けされる。本発明による方法によると、補間対象点の新たな値の計算において、様々な点のウェートをバランスさせることを可能にする。

しかしながら、隣接する２点間の不連続性が面の１つのエッジに存在する場合。本発明による方法によると、面の内部のこれら隣接する２点の値を伝播させることにより、不連続性が拡張される。本発明の他の課題は、面の内部の不連続性の拡張現象を低減させることにある。

本発明の好適な実施例では、本発明による方法は、補間ステップが、補間対象点の新たな値を、第１及び第２距離に従い重み付けされた補間点の近傍の点と補間点からなる点集合の平均値から決定することができることを特徴とする。

この実施例の課題は、高周波数に対応する不連続性を除去することにより補間点の値のため一種のローパスフィルタを生成することにある。

本発明は、エラーが存在しうるデータの処理のための任意の装置において実現されうる。その応用事例の１つとして、本発明の方法を実現する隠蔽モジュールを含むパラメータにより特徴付けられた点集合により定義されるデジタル画像の符号化データからなるビットストリームを復号するデコーダに関する。

本発明はまた、本発明を実現するデコーダにおいて使用されるプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムプロダクツに関する。

本発明はさらに、図面に示された発明を制限しない実施例を参照することにより説明される。

以下の説明は、当業者が本発明の実現及び利用できるよう与えられる。説明は特許出願及びその要件の文脈において与えられる。好適な実施例の様々な代替となるものが当業者には明らかとなるであろう。そして、ここで開示される発明の一般原理は他の実施例にも適用可能である。従って、本発明は以下で説明される実施例に制限されるものではなく、説明される原理及び特徴に従うより広範な範囲を持つものと考えられる。

図１は、本発明による方法の機能図を示す。本発明による方法は、入力として補間対象の点ＩＰの座標とこの点の値Ｖ［ＩＰ］を受け取る。本発明による方法を示すために、図３は面Ｓにおける当該方法の様々なステップを視覚的に示す。図３では、点ＩＰは少なくとも１つの補間対象点ＩＰが誤った値と関連するエラー面に位置する。この値は、エラーであるか欠落していると検出されるかもしれない。データの欠落は、デジタル画像データストリーム内のデータ送信エラーに対し特に観察される。本発明の機能は、値が補間の必要があると検出された点とすでに関係しているか知ることに追われることなく、その点のみに関心を持つ。図１を参照するに、第１ステップＰＲＯは補間対象の点ＩＰをその直交方向に関してエラー面のエッジ上に投影する。この投影結果による各点は、補間点ＬＰ、ＴＰ、ＲＰ及びＢＰである。これらの補間点が図３に示される。補間点の位置に加えて、補間点を知ることによりこれらの点の値Ｖ［ＬＰ］、Ｖ［ＴＰ］、Ｖ［ＲＰ］及びＶ［ＢＰ］を知ることが可能となる。ステップＰＤＣでは、補間点の位置により、各補間点ＬＰ、ＴＰ、ＲＰ及びＢＰに対し、第１距離ＬＤ、ＴＤ、ＲＤ及びＢＤの決定を可能にする。各第１距離は、その反対の補間点が存在しない場合、ゼロとされる。各第１距離は、補間対象点ＩＰと補間点との距離に対応する。そしてＳＤＣステップでは、本発明の好適な実施例において、各方向での第１距離の和である第２距離ＶＳ及びＨＳが計算される。図３を参照するに、第１距離ＬＤ、ＴＤ、ＲＤ及びＢＤが第２距離ＨＳ及びＶＳとともに示される。

引用された従来技術に関する文書では、第１距離のみを利用したウェートの算出が提案されている。各補間点に関するウェートは、

である。

エラー面が最も拡張される方向への投影に対応した補間点は、他の方向への投影に対応した補間点よりもより大きな重み付けがなされる。このことは、非平方面が観察されると、良好な補間を提供せず、これにより質の低いエラー隠蔽を生じさせる。

本発明は、第２距離ＨＳ及びＶＳを観察することによりこれらの問題を低減する。ステップＰＣＣにおいて、第１及び第２距離に従い各補間点の値に配分されるウェートが算出される。第２距離ＨＳが第２距離ＶＳより大きい場合、補間点ＴＰとＢＰは補間点ＬＰとＲＰよりも点ＩＰに近いといえる。本発明によると、例えば、点ＬＰとＲＰに対応するウェートは変えずに、点ＴＰとＢＰに対応するウェートが増やされる。逆に、第２距離ＶＳが第２距離ＨＳより大きい場合、本発明によると、例えば、点ＴＰとＢＰに対応するウェートは変えずに、点ＬＰとＲＰに対応するウェートが増やされる。ウェート変更は、距離ＨＳ及びＶＳに従い計算されることが効果的である。従って、補間点に割り当てられたウェートは、例えば、

となりうる。

このような重み付けを利用して、面からの距離が最も小さい補間点に対しウェートが増やされ、面からの距離が最も大きい補間点に対しウェートが減らされる。

これらのウェートと補間点の値Ｖ［ＬＰ］、Ｖ［ＴＰ］、Ｖ［ＲＰ］及びＶ［ＢＰ］が補間ステップＩＮＴの入力となり、これらの入力データに従い新たな値Ｖ’［ＩＰ］が算出される。

この計算は以下のようになされる。

本発明によると、新しい補間対象点の値Ｖ’［ＩＰ］の計算において相異なる点のウェートのバランスをとることが可能になる。

しかしながら、２つの隣接点間の不連続性が面のエッジの１つにある場合、本発明による方法では、面の内部にあるエラーのためこれら２つの隣接点の値の伝播により、面の内部の不連続性が拡張される。なぜなら、面のエッジ上の２つの隣接点は、各々が面の１本のライン上に位置するすべての点の補間のために利用されるまったく異なった値を持っているからである。２つの隣接ラインはそれぞれ対応する補間点の値に近い値を持っている。これにより、エラー隠蔽のかなりの質の低下をもたらされる。

本発明の他の目的は、面内部の寄生的な不連続性の拡張現象を低減させることにある。

図４に説明的に示される本発明の好適な実施例において、補間ステップＩＮＴでは、補間対象点の新しい値が、第１及び第２距離に従い重み付けされた補間点を含めた補間点の近くにある点群の値の平均から決定することができる。ある実施例を示した図４を参照するに、補間点ＬＰ、ＴＰ、ＲＰ及びＢＰに隣接した点が補間対象点ＩＰの新たな値の評価に利用される。この例では、補間点に隣接する２つの点と補間点を含む３つの点の値の平均が計算される。この計算は、補間対象点を面のエッジ上に投影するステップ後、特定のステップにおいて実行されうる。この平均値は、その後、値Ｖ［ＬＰ］、Ｖ［ＴＰ］、Ｖ［ＲＰ］及びＶ［ＢＰ］の代わりに補間ステップで利用される。面の内部における高周波数の伝播を防ぐために、このような手続きはローパスフィルタを補間点に適用することを意味する。

図２は、値により定義された点集合により定義されたデジタル画像の符号化データＤＡＴからなるビットストリームを復号するための本発明による方法が実現されるデコーダＤＥＣを概略的に示す。データは任意の既知の送信手段を介し受信され、エラーを含んでいてもよい。図示されたデコーダは、有効データＤＤＡＴを復号し、不良なデータＣＤＡＴを検出する映像デコードモジュールＶＤＥＣを備える。従来的には、有効データはメモリモジュールＭＥＭに保存される。エラー隠蔽モジュールＤＩＳＳはデコードモジュールに接続され、不良なデータＣＤＡＴを受信する。これらのデータの中には、本発明のエラー隠蔽方法により特に隠蔽されることが意図されるものがある。従って、隠蔽モジュールＤＩＳＳは補間点とその値を決定することができる投影モジュールＰＲＯを備える。モジュールＰＤＣとＳＤＣが、上記の計算に従い第１及び第２距離を計算し、補間点の異なる値の重み付けを算出するためモジュールＰＣＣの入力として計算された距離を送信する。新しい値の補間は、補間モジュールＩＮＴ内において実行される。新たな値Ｖ’［ＩＰ］は、再現された画像ＩＭにおいて利用するため、メモリモジュールに保存される。

本発明による方法のステップにおいて与えられる機能を実行するモジュールは、従来のデコーダにおける追加的アプリケーションとして統合されてもよいし、また従来のデコーダに接続された本発明の機能を実行する独立なエラー隠蔽モジュールにおいて利用されてもよい。

当業者が入手可能なソフトウェア手段及び／またはハードウェア手段により本発明の方法の各ステップにおいて与えられる機能を実現するための多くの方法がある。この理由のため、図は概略的なものとなっている。従って、図は異なる機能が異なるユニットにより実行されるように描かれているが、このことは単一のソフトウェア手段及び／またはハードウェア手段が複数の機能を実行することを排除するものではない。また、ソフトウェア手段及び／またはハードウェア手段の組み合わせが１つの機能を実行することを排除するものでもない。

本発明が与えられた実施例に従い説明されたが、これらの実施例には本発明の意図及び範囲内の様々な変形があるということは当業者には容易に考えられるであろう。従って、以下のクレームにより定義された意図及び範囲から排除されることなく、当業者により多くの変更が可能であるだろう。

図１は、本発明によるエラー隠蔽方法の好適な実施例の機能図である。 図２は、本発明よる装置の説明図である。 図３は、本発明の第１実施例による方法に関する機能の概略図である。 図４は、本発明の第２実施例による方法に関する機能の概略図である。

Claims (5)

1. デジタル画像上のエッジで区切られた面であって、各エラー値に係る各点を含む前記面における自動エラー隠蔽方法であって、
   前記面上の前記各エラー値に係る各点のうちの少なくとも１つの点の新たな値を、前記少なくとも１つの点の前記面のエッジ上への各直交方向の投影により定義される各補間点から補間するステップと、前記補間された少なくとも１つの点と前記各補間点との間で定義される第１距離を決定するステップを有する方法であって：
   第２距離と呼ばれる前記各直交方向における前記第１距離の和を計算するステップ；
   を備え、
   前記補間ステップは、前記第１距離及び第２距離の両方に従って、分子が決定される分数であるウェートと重み付けされた前記各補間点に係る各値とを乗じることによって、前記各値から前記新たな値を決定することができることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の隠蔽方法であって、前記補間ステップは前記新たな値を、前記第１距離及び第２距離に従い重み付けされた前記各補間点と前記各補間点の近傍の各点とに係る各値の平均から決定することができることを特徴とする方法。
3. 各値が関連付けされた各点の集合により定義されるデジタル画像の符号化データからなり、前記デジタル画像上のエッジで区切られた面であって、各エラー値に係る各点を含む前記面の存在から生じるエラーを含むビットストリームを復号するためのデコーダであって、前記デジタル画像上のエッジで区切られた面におけるエラーを隠蔽するためのエラー隠蔽モジュールを有するデコーダであって、
   前記エラー隠蔽モジュールは、
   前記面上の前記各エラー値に係る各点のうちの少なくとも１つの点の新たな値を、前記少なくとも１つの点の前記面のエッジ上への各直交方向の投影により定義される各補間点から補間する補間手段と、
   前記補間された少なくとも１つの点と前記各補間点との間で定義される第１距離を決定する決定手段と、
   第２距離と呼ばれる前記各直交方向における前記第１距離の和を計算する計算手段と、
   を備え、
   前記補間手段は、前記第１距離及び第２距離の両方の関数として、分子が決定される分数であるウェートと重み付けされた前記各補間点に係る各値とを乗じることによって、前記各値から前記新たな値を決定するのに適していることを特徴とするデコーダ。
4. 請求項３記載のデコーダであって、前記補間手段は前記新たな値を、前記第１距離及び第２距離に従い重み付けされた前記各補間点と前記各補間点の近傍の各点とに係る各値の平均から決定することができることを特徴とするデコーダ。
5. デコーダ内で実現されるプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムであって：
   請求項１または２記載のエラー隠蔽方法の各ステップを実行するためのインストラクション群；
   からなることを特徴とするコンピュータプログラム。

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