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JP7388737B2 - Image processing device, image processing method, and image processing program - Google Patents
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JP7388737B2 - Image processing device, image processing method, and image processing program - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 令和3年2月8日開催 筑波大学情報学群 情報メディア創成学類 卒業研究最終発表会(WEB会議)Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Held on February 8, 2021 University of Tsukuba, College of Information and Media Creation, Graduation Research Final Presentation (WEB Conference)

本発明は画像処理技術に関する。 The present invention relates to image processing technology.

動画像を圧縮する重要な技術の一つとしてフレーム間予測符号化がある。フレーム間予測符号化では、符号化するフレーム(以下「対象フレーム」ともいう)とは異なる時刻の符号化処理済のフレーム(以下「参照フレーム」ともいう)を基に対象フレームの画像を予測し、対象フレームの実際の画像と予測した画像の差分を符号化する。対象フレームの符号化処理済のフレームとの差分を符号化することによりフレームのデータ量を削減することができる。 Interframe predictive coding is one of the important techniques for compressing moving images. In interframe predictive coding, the image of the target frame is predicted based on an encoded frame (hereinafter also referred to as the "reference frame") at a different time from the frame to be encoded (hereinafter also referred to as the "target frame"). , encodes the difference between the actual image and the predicted image of the target frame. By encoding the difference between the target frame and the encoded frame, the data amount of the frame can be reduced.

フレーム間予測符号化では、フレームを複数に分割したブロック単位で以下の(1)~(3)の処理が行われる In interframe predictive coding, the following processes (1) to (3) are performed for each block obtained by dividing a frame into multiple parts.

(1)対象フレーム内のブロック(以下「対象ブロック」という)に類似するブロック(以下「参照ブロック」という)を参照フレーム内から画像マッチング技術を用いて探索する (1) Search for blocks (hereinafter referred to as "reference blocks") similar to blocks in the target frame (hereinafter referred to as "target blocks") from within the reference frame using image matching technology

(2)対象ブロックと探索で得られた参照ブロックとの差分画像を求める (2) Find the difference image between the target block and the reference block obtained by search

(3)探索で得られた参照ブロックから対象ブロックへの動きを示す動きベクトルを求める。 (3) Find a motion vector indicating the movement from the reference block obtained through the search to the target block.

このようにして圧縮された動画像のフレームを復号するとき、参照ブロックと差分画像と動きベクトルから対象ブロックの画像を復元することができる。 When decoding a frame of a moving image compressed in this manner, the image of the target block can be restored from the reference block, difference image, and motion vector.

上述したように上記(1)では、対象ブロックと類似する参照ブロックを探索する際に画像マッチング技術が用いられる。画像マッチング技術として特徴ベースマッチングや領域ベースマッチングといった様々な方式が知られている。動画像内での物体の動きには、移動、伸縮(スケール変化)、および回転が含まれる。 As described above, in (1) above, image matching technology is used when searching for a reference block similar to the target block. Various methods such as feature-based matching and region-based matching are known as image matching techniques. Movement of an object within a video image includes movement, expansion/contraction (change in scale), and rotation.

特許文献1には動画像圧縮における動きを算出する技術が開示されている。画像平面上の現フレ-ムの既知の領域の3点とこれらの3点について探索された3つの平行移動ベクトルを用いて前フレ-ムの領域の3点の座標を求める。更に、現フレ-ムおよび前フレ-ムの領域の6点の位置座標より各々のベクトルの水平と垂直成分を算出し、それらのベクトルのx、y成分より、水平と垂直方向の回転角度、伸縮倍率、平行移動量の6個のアフィン変換パラメータを算出する。 Patent Document 1 discloses a technique for calculating motion in moving image compression. The coordinates of the three points in the area of the previous frame are determined using the three points in the known area of the current frame on the image plane and the three translation vectors searched for these three points. Furthermore, the horizontal and vertical components of each vector are calculated from the position coordinates of the six points in the area of the current frame and the previous frame, and from the x and y components of these vectors, the rotation angle in the horizontal and vertical directions, Six affine transformation parameters including expansion/contraction magnification and translation amount are calculated.

また、非特許文献1には、画像のスケール変化や回転に関連する技術が開示されている。画像ブロックに含まれる画素の勾配に関するヒストグラムを作成し、ヒストグラムの最大値となるピークをキーポイントのオリエンテーションとして割り当てる。そして、キーポイントのオリエンテーション方向に画像を回転する。 Further, Non-Patent Document 1 discloses a technique related to scale change and rotation of an image. A histogram regarding the gradient of pixels included in an image block is created, and the peak that is the maximum value of the histogram is assigned as the orientation of the key point. Then, the image is rotated in the orientation direction of the key point.

特許文献1に開示された技術では、平行移動ベクトルを探索する処理が複雑である。非特許文献1に開示された技術では、画像の勾配強度と勾配方向とを用いてヒストグラムを作成する処理が複雑である。そのため、対象ブロックと参照ブロックとの相対的な拡大または縮小の比率を求める計算量が多くなる。拡大または縮小のことを以下「拡縮」という場合がある。また、拡大または縮小の比率のことを以下「拡縮率」という場合がある。 In the technique disclosed in Patent Document 1, the process of searching for a translation vector is complicated. In the technique disclosed in Non-Patent Document 1, the process of creating a histogram using the gradient strength and gradient direction of an image is complicated. Therefore, the amount of calculation required to determine the relative enlargement or reduction ratio between the target block and the reference block increases. Enlargement or reduction may be referred to as "enlargement/contraction" hereinafter. Further, the ratio of enlargement or reduction may be hereinafter referred to as "enlargement/contraction ratio."

これに対して、特許文献2には、対象領域(対象ブロックに相当)と参照領域(参照ブロックに相当)に互いに対応する複数のサブ領域を定め、サブ領域間の相対的な位置関係すなわちサブ領域の動きを示すベクトルを主成することにより、対象領域の参照領域に対する拡縮率を決定するという手法が開示されている。これにより拡縮率の計算量が低減される。 On the other hand, Patent Document 2 defines a plurality of sub-regions that correspond to each other as a target region (corresponding to a target block) and a reference region (corresponding to a reference block), and a relative positional relationship between the sub-regions, that is, a sub-region is defined. A method has been disclosed in which the scaling ratio of a target area with respect to a reference area is determined by primarily forming a vector indicating the movement of the area. This reduces the amount of calculation for scaling factors.

特許文献2の手法では、対象領域と参照領域に互いに対応する複数のサブ領域を定めるとき、対象領域内に設定したサブ対象領域毎に参照領域内にて探索範囲を決めて、当該サブ対象領域との類似度が高いサブ参照領域を探索する。 In the method of Patent Document 2, when defining a plurality of sub-regions that correspond to each other in a target area and a reference area, a search range is determined within the reference area for each sub-target area set within the target area, and the search range is determined within the reference area, and Search for a sub-reference region that has a high degree of similarity.

特開平9-98424号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-98424 特開2020-030502号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-030502

Gradientベースの特徴抽出-SIFTとHOG- 藤吉弘亘 情報処理学会 研究報告CVIM 160, pp. 211-224, September, 2007.Gradient-based feature extraction - SIFT and HOG - Hironobu Fujiyoshi Information Processing Society of Japan Research Report CVIM 160, pp. 211-224, September, 2007.

特許文献2の手法では、参照領域内にてサブ参照領域を探索する処理において、探索範囲を大きくすればサブ対象領域との類似度の高いサブ参照領域を見つけることができ、拡縮率の精度が上がる。しかし、探索範囲を大きくすれば類似度算出の処理が増大してしまう。 In the method of Patent Document 2, in the process of searching for a sub-reference area within a reference area, by enlarging the search range, a sub-reference area with a high degree of similarity to the sub-target area can be found, and the accuracy of the scaling ratio can be improved. Go up. However, if the search range is increased, the processing for calculating the similarity will increase.

本開示のひとつの目的は、領域同士の拡大または縮小の比率を、より少ない計算量で算出する技術を提供することである。 One objective of the present disclosure is to provide a technique for calculating the enlargement or reduction ratio between regions with a smaller amount of calculation.

本開示のひとつの態様による画像処理装置は、対象領域または参照領域の一方である第1領域内の複数の第1サブ領域のそれぞれに対応する複数の第2サブ領域を、前記対象領域または前記参照領域の他方である第2領域内の探索範囲から探索する探索部と、前記第1領域における前記第1サブ領域と、前記第2領域における前記第2サブ領域との相対的な位置関係に基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出する算出部と、前記比率に基づいて前記探索範囲を更新し、前記探索部による前記第2サブ領域の探索と、前記算出部による前記比率の算出とを再度実行させる更新部と、を有する。 An image processing device according to one aspect of the present disclosure is configured to set a plurality of second sub-regions corresponding to each of a plurality of first sub-regions in a first region, which is one of a target region or a reference region, to the target region or the reference region. a search unit that searches from a search range in a second area that is the other reference area; a relative positional relationship between the first sub-area in the first area and the second sub-area in the second area; a calculation unit that calculates a ratio of expansion or reduction of the first area to the second area based on the ratio; and a calculation unit that updates the search range based on the ratio, and searches the second sub-area by the search unit. and an updating unit that causes the calculation unit to calculate the ratio again.

本開示のひとつの態様によれば、参照領域に対する対象領域の拡大または縮小の比率を、より少ない計算量で算出することができる。 According to one aspect of the present disclosure, the ratio of enlargement or reduction of the target region to the reference region can be calculated with a smaller amount of calculation.

画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of an image processing device. 画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of an image processing device. 画像処理装置による全体処理のフローチャートである。3 is a flowchart of overall processing by the image processing device. 対象画像の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a target image. 参照画像の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a reference image. 第1の拡縮演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the 1st expansion/contraction calculation process. 対象領域内にサブ対象領域が作成された様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing how a sub-target area is created within the target area. 参照領域に設定された初期の探索範囲を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an initial search range set as a reference area. 参照領域内でサブ参照領域が決定された様子を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing how a sub-reference area is determined within a reference area. サブ参照領域を基準として正規化されたサブ対象領域の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a sub-target region normalized using a sub-reference region as a reference. ステップS203で求めた複数のベクトルの主成分の固有ベクトルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing eigenvectors of principal components of a plurality of vectors obtained in step S203. 第2の拡縮演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the 2nd expansion/contraction calculation process. 参照領域内にサブ参照領域が作成された様子を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing how a sub-reference area is created within the reference area. 対象領域に設定された初期の探索範囲を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an initial search range set in a target area. 対象領域内でサブ対象領域が決定された様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing how a sub-target area is determined within the target area. ステップS303で求めた複数のベクトルの主成分の固有ベクトルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing eigenvectors of principal components of a plurality of vectors obtained in step S303. 拡縮決定処理のフローチャートである。It is a flowchart of enlargement/reduction determination processing.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態では、画像の拡大あるいは縮小の比率を算出する装置の一例として画像の差分符号化を行う画像符号化装置を例示する。差分符号化は、符号化の対象となる静止画フレームの画像(対象画像)と、符号化に利用する静止画フレームの画像(参照画像)から予測した画像(予測画像)との差分を符号化する符号化方式である。例えば、対象画像は、動画像において符号化の対象となっている静止画フレームの画像であり、参照画像は、動画像において既に符号化された前フレームの画像である。 In the present embodiment, an image encoding device that performs differential encoding of an image will be exemplified as an example of a device that calculates the ratio of enlargement or reduction of an image. Differential encoding encodes the difference between the still image frame image to be encoded (target image) and the image predicted from the still image frame image (reference image) used for encoding (predicted image). This is an encoding method. For example, the target image is an image of a still frame that is a target of encoding in a moving image, and the reference image is an image of a previous frame that has already been encoded in the moving image.

参照画像から対象画像にできるだけ近い予測画像を生成すれば、対象画像と予測画像との差分が小さくなり、その結果、符号化後のデータ量を小さくすることができる。例えば、対象画像に限りなく近い予測画像が得られれば差分がほとんどなくなり、符号化後のデータ量は小さくなる。逆に、予測が不能であれば、例えば、対象画像と参照画像との差分をそのまま符号化し、符号化後のデータ量が大きくなる。 If a predicted image as close as possible to the target image is generated from the reference image, the difference between the target image and the predicted image becomes smaller, and as a result, the amount of data after encoding can be reduced. For example, if a predicted image as close as possible to the target image is obtained, the difference will be almost eliminated and the amount of data after encoding will be small. On the other hand, if prediction is impossible, for example, the difference between the target image and the reference image is encoded as is, and the amount of data after encoding becomes large.

図1は、画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図2は、画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of an image processing device. FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the image processing device.

図1を参照すると、画像処理装置1は、制御部10と、記憶部20とを備える。記憶部20には、フレーム情報21と、差分符号情報22とが格納される。フレーム情報21は、動画を構成する各フレームの画像データである。差分符号情報22は、差分符号化により符号化された各フレームの画像データである。 Referring to FIG. 1, the image processing device 1 includes a control section 10 and a storage section 20. The storage unit 20 stores frame information 21 and differential code information 22. The frame information 21 is image data of each frame making up a moving image. The differential code information 22 is image data of each frame encoded by differential encoding.

制御部10は、記憶部20に格納されたフレーム情報21を用いてフレームの画像を符号化し、符号化後の画像データを差分符号情報22として記憶部20に記録する。 The control unit 10 encodes the image of the frame using the frame information 21 stored in the storage unit 20, and records the encoded image data in the storage unit 20 as differential code information 22.

図2を参照すると、画像処理装置1のハードウェアは一例としてコンピュータ装置400である。コンピュータ装置400は、制御回路401と、記憶装置402と、読書装置403と、記録媒体404と、通信インターフェイス405と、入出力インターフェイス406と、入力装置407と、表示装置408とを有している。制御回路401、記憶装置402、読書装置403、通信インターフェイス405、入出力インターフェイス406、および表示装置408はバス410により互いに接続される。記録媒体404は読書装置403に接続される。入力装置407は入出力インターフェイス406に接続される。また通信インターフェイス405はネットワーク409と接続される。 Referring to FIG. 2, the hardware of the image processing device 1 is a computer device 400 as an example. The computer device 400 includes a control circuit 401, a storage device 402, a reading device 403, a recording medium 404, a communication interface 405, an input/output interface 406, an input device 407, and a display device 408. . Control circuit 401, storage device 402, reading device 403, communication interface 405, input/output interface 406, and display device 408 are connected to each other by bus 410. Recording medium 404 is connected to reading device 403 . Input device 407 is connected to input/output interface 406 . Further, the communication interface 405 is connected to a network 409.

制御回路401は、コンピュータ装置400全体を制御する。制御回路401は一例としてプロセッサである。制御回路401は、記憶装置402に記録された不図示の画像処理プログラムを実行することにより、図1に示した制御部10として動作する。 A control circuit 401 controls the entire computer device 400. The control circuit 401 is, for example, a processor. The control circuit 401 operates as the control unit 10 shown in FIG. 1 by executing an image processing program (not shown) recorded in the storage device 402.

記憶装置402は、制御回路401を制御部10として機能させる画像処理プログラムを記憶する。また、記憶装置402は、制御回路401が動作するための各種データを記憶する。また、記憶装置402は、図1における記憶部20として機能する。 The storage device 402 stores an image processing program that causes the control circuit 401 to function as the control unit 10. Furthermore, the storage device 402 stores various data for the control circuit 401 to operate. Furthermore, the storage device 402 functions as the storage unit 20 in FIG.

読書装置403は、着脱可能な記録媒体404からデータを読み出し、また記録媒体404へデータを書き込む。 The reading device 403 reads data from a removable recording medium 404 and writes data to the recording medium 404 .

記録媒体404は、SD(Secure Digital)メモリーカード、FD(Floppy Disk)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、BD(Blu-ray Disk:登録商標)、およびフラッシュメモリなどの非一時的記録媒体である。記録媒体404は、例えば、コンピュータ装置400に与えるデータ、コンピュータ装置400で生成されたデータ、およびコンピュータ装置400で取得されたデータを格納する。また、記録媒体404は、図1に示した記憶部20内の情報を記憶してもよい。 The recording medium 404 is a non-temporary storage medium such as an SD (Secure Digital) memory card, an FD (Floppy Disk), a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disk), a BD (Blu-ray Disk (registered trademark)), and a flash memory. It is a recording medium. The recording medium 404 stores, for example, data given to the computer device 400, data generated by the computer device 400, and data acquired by the computer device 400. Further, the recording medium 404 may store information in the storage unit 20 shown in FIG. 1.

通信インターフェイス405は、ネットワーク409を介してコンピュータ装置400と不図示の他の装置とを通信可能に接続する。 Communication interface 405 communicably connects computer device 400 and other devices (not shown) via network 409.

入出力インターフェイス406は、入力装置407等の各種入出力装置と接続するインターフェイスである。入出力インターフェイス406は、入力装置407から入力された信号を、バス410を介して制御回路401に出力する。また、入出力インターフェイス406は、制御回路401から出力された信号を、バス410を介して入出力装置に出力する。入力装置407は入出力装置の例である。 The input/output interface 406 is an interface that connects to various input/output devices such as the input device 407. Input/output interface 406 outputs a signal input from input device 407 to control circuit 401 via bus 410. Further, the input/output interface 406 outputs the signal output from the control circuit 401 to the input/output device via the bus 410. Input device 407 is an example of an input/output device.

入力装置407は、キーボード、マウス等の入力装置である。入力装置407は、ユーザによる情報の入力操作を受け付け、入力された情報に対応する信号を入出力インターフェイス406に出力する。例えば、ユーザが入力装置407に映像の差分符号化の開始の指示を入力すると、入力装置407は指示を示す信号を入出力インターフェイス406に出力する。 The input device 407 is an input device such as a keyboard or a mouse. The input device 407 accepts an information input operation by a user, and outputs a signal corresponding to the input information to the input/output interface 406. For example, when a user inputs an instruction to start differential encoding of a video into the input device 407, the input device 407 outputs a signal indicating the instruction to the input/output interface 406.

表示装置408は、制御回路401からの制御により各種情報を画面に表示する。 The display device 408 displays various information on the screen under control from the control circuit 401.

ネットワーク409は、コンピュータ装置400と他の装置を通信可能に接続する。 Network 409 communicably connects computer device 400 and other devices.

以下、図1の制御部10の詳細について説明する。 The details of the control unit 10 in FIG. 1 will be described below.

図1を参照すると、制御部10は、参照領域決定部11と、拡縮算出部12と、予測画像生成部16と、差分符号化部17とを含む。 Referring to FIG. 1, the control unit 10 includes a reference area determination unit 11, a scaling calculation unit 12, a predicted image generation unit 16, and a difference encoding unit 17.

参照領域決定部11は、記憶部20のフレーム情報21から符号化対象である対象画像の画像データを取得し、対象画像内にあるブロック領域(対象領域)の符号化に利用する参照画像における対象領域に類似する領域を参照領域として決定する。類似するというのは、類似の程度を示す指標の値が大きいことをいう。以下、類似の程度を示す指標を類似度ともいう。画像同士の類似度の評価方法は特に限定されないが、例えば画素値の二乗誤差和などで評価することができる。例えば、対象領域との類似度が所定の閾値を超える領域を参照領域としてもよい。あるいは対象領域との類似度が参照画像における他の領域と比べて高い領域を参照領域としてもよい。参照領域を決定するとき、参照領域決定部11は、参照画像内で参照領域の候補を順次スライドしながら、総当たりで候補の領域と対象領域との類似度を算出することにより、対象領域との類似度が高い領域を探索する。後述する予測画像の作成において参照領域を拡大または縮小して対象領域の画像を予測するので、参照領域は対象領域の拡大または縮小の基準となる。 The reference area determining unit 11 acquires image data of a target image to be encoded from the frame information 21 of the storage unit 20, and selects an object in the reference image to be used for encoding a block area (target area) in the target image. A region similar to the region is determined as a reference region. Being similar means that the value of the index indicating the degree of similarity is large. Hereinafter, an index indicating the degree of similarity will also be referred to as similarity. Although the method for evaluating the similarity between images is not particularly limited, it can be evaluated using, for example, the sum of squared errors of pixel values. For example, a region whose degree of similarity to the target region exceeds a predetermined threshold may be used as the reference region. Alternatively, a region having a higher degree of similarity to the target region than other regions in the reference image may be used as the reference region. When determining a reference region, the reference region determination unit 11 sequentially slides reference region candidates within the reference image and calculates the degree of similarity between the candidate region and the target region in a round-robin manner. Search for areas with high similarity. In creating a predicted image, which will be described later, the image of the target area is predicted by enlarging or reducing the reference area, so the reference area serves as a reference for enlarging or reducing the target area.

拡縮算出部12は、対象領域内の複数のサブ対象領域と、各サブ対象領域に対応する参照領域内の複数のサブ参照領域との相対的な位置関係に基づいて、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率を決定する。拡縮算出部12は探索部13と算出部14と更新部15とを有し、それらが連携動作することにより、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率を決定する。 The scaling calculation unit 12 scales the target area with respect to the reference area based on the relative positional relationship between the multiple sub-target areas within the target area and the multiple sub-reference areas within the reference area corresponding to each sub-target area. Determine the percentage of expansion or contraction. The enlargement/reduction calculation unit 12 includes a search unit 13, a calculation unit 14, and an update unit 15, which work together to determine the ratio of enlargement or reduction of the target area to the reference area.

探索部13は、対象領域内の複数のサブ対象領域のそれぞれに対応する複数のサブ参照領域を、参照領域内の探索範囲から探索する。算出部14は、対象領域におけるサブ対象領域と、参照領域におけるサブ参照領域との相対的な位置関係に基づいて、参照領域に対する対象領域の拡大または縮小の比率を算出する。更新部15は、算出部14により算出された比率に基づいて、参照領域における探索範囲を更新し、探索部13によるサブ参照領域の探索と、算出部14による比率の算出とを再度実行させる。ここに示した探索部13によるサブ参照領域の探索と算出部14による比率の算出と更新部15による探索範囲の更新とを含む一連の処理が複数回繰り返される。このように、拡大または縮小の比率を一旦決定し、その比率に基づいて決定した探索範囲内でサブ領域を探索し、得られたサブ領域を用いて拡大または縮小の比率を再度算出するので、探索範囲を大きくしなくても好適なサブ領域を見つけることができ、領域同士の拡大または縮小の比率を、より少ない計算量で算出することができる。 The search unit 13 searches for a plurality of sub-reference regions corresponding to each of the plurality of sub-target regions within the target region from a search range within the reference region. The calculation unit 14 calculates the ratio of expansion or reduction of the target area to the reference area based on the relative positional relationship between the sub-target area in the target area and the sub-reference area in the reference area. The update unit 15 updates the search range in the reference area based on the ratio calculated by the calculation unit 14, and causes the search unit 13 to search for the sub-reference area and the calculation unit 14 to perform the calculation of the ratio again. A series of processes including the search for the sub-reference area by the search unit 13, the calculation of the ratio by the calculation unit 14, and the update of the search range by the update unit 15 shown here are repeated multiple times. In this way, the enlargement or reduction ratio is determined once, the sub-region is searched within the search range determined based on that ratio, and the enlargement or reduction ratio is calculated again using the obtained sub-region. A suitable sub-region can be found without enlarging the search range, and the ratio of expansion or contraction between regions can be calculated with a smaller amount of calculation.

なお、ここでは、対象領域内のサブ対象領域を基に参照領域内でサブ参照領域を探索し、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率を算出する例を示したが、参照領域内のサブ参照領域を基に対象領域内でサブ対象領域を探索しても、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率を算出することができる。本実施形態では、対象領域内のサブ対象領域を基に参照領域内でサブ参照領域を探索して算出した比率と、参照領域内のサブ参照領域を基に対象領域内でサブ対象領域を探索して算出した比率とを基に、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率を決定するものとする。ただし、いずれか一方のみを行い、それにより得られた比率を用いることにしてもよい。例えば、対象画像と参照画像が時間的に離れていない場合、比率が1に近いことが分かっている場合にいずれか一方のみを行うことにし、計算を簡略化してもよい。本実施形態における処理の詳細は後述する。 Note that here we have shown an example in which a sub-reference area is searched within a reference area based on a sub-target area within a target area, and the ratio of enlargement or reduction of the target area to the reference area is calculated. Even if a sub-target area is searched within the target area based on the sub-reference area, it is possible to calculate the enlargement or reduction ratio of the target area with respect to the reference area. In this embodiment, the sub-reference area is searched within the target area based on the ratio calculated by searching the sub-reference area within the reference area based on the sub-target area within the target area, and the sub-reference area is searched within the target area based on the sub-reference area within the reference area. Based on the calculated ratio, the ratio of enlargement or reduction of the target area to the reference area is determined. However, it is also possible to perform only one of them and use the resulting ratio. For example, if the target image and the reference image are not temporally separated, or if it is known that the ratio is close to 1, only one of them may be performed to simplify the calculation. Details of the processing in this embodiment will be described later.

予測画像生成部16は、参照領域を拡縮算出部12により決定された比率で拡大または縮小した画像を用いて、参照画像から対象画像を予測した予測画像を生成する。 The predicted image generation unit 16 generates a predicted image in which the target image is predicted from the reference image using an image in which the reference area is enlarged or reduced at a ratio determined by the enlargement/reduction calculation unit 12.

差分符号化部17は、予測画像生成部16で生成された予測画像と対象画像との差分を符号化する。差分を符号化した符号データは記憶部20に差分符号情報22として記録される。 The difference encoding unit 17 encodes the difference between the predicted image generated by the predicted image generation unit 16 and the target image. Code data obtained by encoding the difference is recorded in the storage unit 20 as difference code information 22.

本実施形態によれば、より少ない計算量で比率を計算し、その比率で参照領域を拡大または縮小した画像を用いて対象領域の予測画像を生成するので、少ない計算量で良好な差分符号化を行うことができる。 According to this embodiment, a ratio is calculated with a smaller amount of calculation, and a predicted image of the target area is generated using an image in which the reference area is enlarged or reduced by that ratio, so that good differential encoding can be performed with less amount of calculation. It can be performed.

なお、参照領域決定部11は、参照画像内の互いに重複可能な複数の領域を候補領域とし、候補領域を所定の回転角度だけ回転させた回転候補領域と、対象領域との類似度を算出し、類似度に基づいて、複数の候補領域の中から参照領域を決定することにしてもよい。参照画像内の領域を回転させた領域と対象領域との類似度を用いて参照領域を探索するので、良好な参照領域を決定することができ、その結果、良好な差分符号化をすることができる。このとき、例えば、複数の回転角度を予め定めておき、それぞれの候補領域について各回転角度だけ回転させた回転候補領域を作成し、それら複数の回転候補領域と対象領域との類似度を総当たりで算出し、最も類似度の高い回転候補領域の元の候補領域を参照領域とすることにしてもよい。また、このときの回転候補領域の回転角度が、対象領域と参照領域の相対的な回転角度であると言える。 Note that the reference region determination unit 11 uses a plurality of regions in the reference image that can overlap with each other as candidate regions, and calculates the degree of similarity between a rotated candidate region obtained by rotating the candidate region by a predetermined rotation angle and the target region. , a reference region may be determined from among a plurality of candidate regions based on the degree of similarity. Since the reference area is searched using the similarity between the rotated area in the reference image and the target area, it is possible to determine a good reference area, and as a result, it is possible to perform good differential encoding. can. At this time, for example, multiple rotation angles are determined in advance, a rotation candidate area is created by rotating each candidate area by each rotation angle, and the similarity between the multiple rotation candidate areas and the target area is calculated by round-trip calculation. The original candidate region of the rotation candidate region with the highest degree of similarity may be used as the reference region. Further, it can be said that the rotation angle of the rotation candidate area at this time is the relative rotation angle between the target area and the reference area.

図3は、画像処理装置による全体処理のフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart of the overall processing by the image processing device.

図3を参照すると、まず、ステップS101にて、参照領域決定部11は、対象画像内の対象領域に類似する参照画像内の領域を参照領域として決定する。 Referring to FIG. 3, first, in step S101, the reference area determination unit 11 determines an area in the reference image that is similar to the target area in the target image as a reference area.

図4は対象画像の一例を示す図である。図5は参照画像の一例を示す図である。ここでは図4に示した対象画像100内の対象領域110と類似度が高い領域を、図5に示した参照画像200内から探索するものとする。本例では、参照領域決定部11は、参照画像200内で参照領域の候補である候補領域211を順次スライドさせ、候補領域211を所定の回転角度だけ回転させて回転候補領域とし、対象領域110との類似度を算出し、類似度が最も高かった回転候補領域の元となった候補領域211を参照領域210とする。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a target image. FIG. 5 is a diagram showing an example of a reference image. Here, it is assumed that a region having a high degree of similarity to the target region 110 in the target image 100 shown in FIG. 4 is searched from within the reference image 200 shown in FIG. 5. In this example, the reference area determining unit 11 sequentially slides the candidate area 211 that is a reference area candidate in the reference image 200, rotates the candidate area 211 by a predetermined rotation angle to make it a rotated candidate area, and sets the target area 110 as a rotated candidate area. The candidate region 211, which is the source of the rotation candidate region with the highest similarity, is set as the reference region 210.

次に、拡縮算出部12は以下に説明するステップS102~ステップS106による拡縮算出処理を実行する。 Next, the scaling calculation unit 12 executes scaling calculation processing in steps S102 to S106, which will be described below.

まず、ステップS102にて、拡縮算出部12は第1の拡縮演算処理を実行する。第1の拡縮演算処理は対象領域から参照領域を見た場合の拡大または縮小に関する演算処理である。 First, in step S102, the scaling calculation unit 12 executes a first scaling calculation process. The first enlargement/contraction calculation process is a calculation process related to enlargement or reduction when the reference area is viewed from the target area.

図6は、第1の拡縮演算処理のフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart of the first scaling calculation process.

図6を参照すると、まず、ステップS201にて、拡縮算出部12は、対象領域内に複数のサブ対象領域を作成する。図7は、対象領域内にサブ対象領域が作成された様子を示す図である。図7に示すように、拡縮算出部12は、対象領域110の中心を中心とする円周上に等間隔で複数のサブ対象領域(第1サブ対象領域)121を作成する。ここでは1から8までの番号が付された8個のサブ対象領域121が作成されている。 Referring to FIG. 6, first, in step S201, the scaling calculation unit 12 creates a plurality of sub-target regions within the target region. FIG. 7 is a diagram showing how a sub-target area is created within the target area. As shown in FIG. 7, the enlargement/reduction calculation unit 12 creates a plurality of sub-target regions (first sub-target regions) 121 at equal intervals on a circumference centered on the center of the target region 110. Here, eight sub-target regions 121 numbered from 1 to 8 are created.

次に、ステップS202にて、拡縮算出部12は、参照領域210に探索範囲を設定し、探索部13により、探索範囲内で、複数のサブ対象領域121のそれぞれに類似する領域(サブ参照領域)を探索する。 Next, in step S202, the scaling calculation unit 12 sets a search range in the reference area 210, and the search unit 13 searches for areas similar to each of the plurality of sub-target areas 121 (sub-reference areas) within the search range. ) to explore.

図8は、参照領域に設定された初期の探索範囲を示す図である。図8を参照すると、参照領域210に探索範囲220が設定されている。探索範囲220は、サブ対象領域121のそれぞれに対して個々に設定される。初期の探索範囲220は、対象領域110における各サブ対象領域121を切り出した位置と同じ参照領域210内の位置から、参照領域210の中心を軸として対象領域110と参照領域210との相対的な回転角度だけ回転させた位置の近傍に、所定の形状および大きさで設定される。 FIG. 8 is a diagram showing an initial search range set as a reference area. Referring to FIG. 8, a search range 220 is set in the reference area 210. The search range 220 is individually set for each of the sub-target regions 121. The initial search range 220 is calculated from the position in the reference area 210 that is the same as the position where each sub-target area 121 in the target area 110 was cut out, and from the relative position between the target area 110 and the reference area 210 with the center of the reference area 210 as the axis. It is set in a predetermined shape and size near the position rotated by the rotation angle.

拡縮算出部12は、図7に示したそれぞれのサブ対象領域121に類似する領域を、それぞれの探索範囲220内で探索し、類似度の高い領域を当該サブ対象領域121に対応するサブ参照領域(第1サブ参照領域)とする。具体例としては、拡縮算出部12は、探索範囲220内に候補の領域をスライドさせながら、その都度、その候補の領域とサブ対象領域121との類似度を評価し、評価した中で類似度の最も高い候補の領域をサブ参照領域と定めることにしてもよい。 The scaling calculation unit 12 searches for regions similar to each of the sub-target regions 121 shown in FIG. (first sub-reference area). As a specific example, the scaling calculation unit 12 slides a candidate area within the search range 220 and evaluates the degree of similarity between the candidate area and the sub-target area 121 each time. The region with the highest candidate value may be defined as the sub-reference region.

図9は、参照領域内でサブ参照領域が決定された様子を示す図である。図9を参照すると、参照領域210内に各サブ対象領域121に対応するサブ参照領域221が決定されている。 FIG. 9 is a diagram showing how the sub-reference area is determined within the reference area. Referring to FIG. 9, sub-reference areas 221 corresponding to each sub-target area 121 are determined within the reference area 210.

全てのサブ対象領域121に対応するサブ参照領域221が決定したら、次に、ステップS203にて、拡縮算出部12は、算出部14により、対象領域110の中心を原点とし複数のサブ対象領域121の位置を示す座標ベクトルの大きさが1となるように、参照領域210の中心を原点とし複数のサブ参照領域221の位置を示す座標ベクトルを正規化した複数のベクトル(第1ベクトル)を求める。ここで求めたベクトルの集合は、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率の方向毎の分布を示す。図10は、正規化されたサブ対象領域の一例を示す図である。図10には、正規化の結果として、対応するサブ参照領域221に対して原点Oからの距離が拡大または縮小されたサブ対象領域122が示されている。 Once the sub-reference areas 221 corresponding to all the sub-target areas 121 have been determined, next in step S203, the scaling calculation unit 12 causes the calculation unit 14 to set the center of the target area 110 as the origin and set the multiple sub-target areas 121. Find a plurality of vectors (first vectors) by normalizing the coordinate vectors indicating the positions of the plurality of sub-reference areas 221 with the center of the reference area 210 as the origin so that the magnitude of the coordinate vector indicating the position of is 1. . The set of vectors obtained here indicates the distribution of the ratio of enlargement or reduction of the target region to the reference region in each direction. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a normalized sub-target region. FIG. 10 shows a sub-target region 122 whose distance from the origin O has been expanded or reduced relative to the corresponding sub-reference region 221 as a result of normalization.

次に、ステップS204にて、拡縮算出部12は、算出部14により、ステップS203で求めた複数のベクトルを主成分分析して主成分(主成分A)を求める。ここで求まる主成分の固有ベクトルは拡大または縮小の方向を示し、固有値は拡大または縮小の比率を示す。第1主成分の固有値をα´とし、第2主成分の固有値をβ´とする。第1主成分の固有ベクトルをVα´とし、第2主成分の固有ベクトルをVβ´とする。図11は、ステップS203で求めた複数のベクトルの主成分の固有ベクトルを示す図である。図11を参照すると、第1主成分の固有ベクトルVα´と、第2主成分の固有ベクトルVβ´とが示されている。 Next, in step S204, the scaling calculation unit 12 uses the calculation unit 14 to perform principal component analysis on the plurality of vectors obtained in step S203 to obtain a principal component (principal component A). The eigenvector of the principal component found here indicates the direction of expansion or contraction, and the eigenvalue indicates the ratio of expansion or contraction. The eigenvalue of the first principal component is α', and the eigenvalue of the second principal component is β'. Let the eigenvector of the first principal component be Vα', and the eigenvector of the second principal component be Vβ'. FIG. 11 is a diagram showing the eigenvectors of the principal components of the plurality of vectors obtained in step S203. Referring to FIG. 11, the eigenvector Vα' of the first principal component and the eigenvector Vβ' of the second principal component are shown.

図3に戻り、更に、ステップS103にて、拡縮算出部12は第2の拡縮演算処理を実行する。第2の拡縮演算処理は参照領域から対象領域を見た場合の拡大または縮小に関する演算処理である。 Returning to FIG. 3, further, in step S103, the scaling calculation unit 12 executes a second scaling calculation process. The second enlargement/contraction calculation process is a calculation process related to enlargement or reduction when the target area is viewed from the reference area.

図12は、第2の拡縮演算処理のフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart of the second scaling calculation process.

図12を参照すると、まず、ステップS301にて、拡縮算出部12は、参照領域内に複数のサブ参照領域を作成する。図13は、参照領域内にサブ参照領域が作成された様子を示す図である。図13に示すように、拡縮算出部12は、参照領域210の中心を中心とする円周上に等間隔で複数のサブ参照領域(第2サブ参照領域)222を作成する。ここでは1から8までの番号が付された8個のサブ参照領域222が作成されている。 Referring to FIG. 12, first, in step S301, the scaling calculation unit 12 creates a plurality of sub-reference areas within the reference area. FIG. 13 is a diagram showing how a sub-reference area is created within the reference area. As shown in FIG. 13, the scaling calculation unit 12 creates a plurality of sub-reference areas (second sub-reference areas) 222 at equal intervals on a circumference centered on the center of the reference area 210. Here, eight sub-reference areas 222 numbered from 1 to 8 are created.

次に、ステップS302にて、拡縮算出部12は、対象領域110に探索範囲を設定し、探索部13部により、探索範囲内で、複数のサブ参照領域222のそれぞれに類似する領域(サブ対象領域)を探索する。 Next, in step S302, the scaling calculation unit 12 sets a search range in the target area 110, and the search unit 13 sets an area similar to each of the plurality of sub-reference areas 222 (sub-target area).

図14は、対象領域に設定された初期の探索範囲を示す図である。図14を参照すると、対象領域110に探索範囲120が設定されている。探索範囲120は、サブ参照領域221のそれぞれに対して個々に設定される。初期の探索範囲120は、参照領域210における各サブ参照領域221を切り出した位置と同じ対象領域110内の位置から、対象領域110の中心を軸として参照領域210と対象領域110との相対的な回転角度だけ回転させた位置の近傍に、所定の形状および大きさで設定される。 FIG. 14 is a diagram showing the initial search range set in the target area. Referring to FIG. 14, a search range 120 is set in the target area 110. The search range 120 is individually set for each sub-reference area 221. The initial search range 120 is calculated from the position in the target area 110 that is the same as the position where each sub-reference area 221 in the reference area 210 was cut out, and from the relative position between the reference area 210 and the target area 110 with the center of the target area 110 as an axis. It is set in a predetermined shape and size near the position rotated by the rotation angle.

拡縮算出部12は、図13に示したそれぞれのサブ参照領域222に類似する領域を、それぞれの探索範囲120内で探索し、類似度の高い領域を当該サブ参照領域222に対応するサブ対象領域(第2サブ対象領域)とする。具体例としては、拡縮算出部12は、探索範囲120内に候補の領域をスライドさせながら、その都度、その候補の領域とサブ参照領域222との類似度を評価し、評価した中で類似度の最も高い候補の領域をサブ対象領域と定めることにしてもよい。 The scaling calculation unit 12 searches for regions similar to each of the sub-reference regions 222 shown in FIG. (second sub-target area). As a specific example, the scaling calculation unit 12 slides a candidate area within the search range 120 and evaluates the degree of similarity between the candidate area and the sub-reference area 222 each time. The candidate region with the highest value may be determined as the sub-target region.

図15は、対象領域内でサブ対象領域が決定された様子を示す図である。図15を参照すると、対象領域110内に各サブ参照領域221に対応するサブ対象領域122が決定されている。 FIG. 15 is a diagram showing how a sub-target area is determined within the target area. Referring to FIG. 15, sub-target regions 122 corresponding to each sub-reference region 221 are determined within the target region 110.

全てのサブ参照領域222に対応するサブ対象領域122が決定したら、次に、ステップS303にて、拡縮算出部12は、算出部14により、参照領域210の中心を原点とし複数のサブ参照領域222の位置を示す座標ベクトルの大きさが1となるように正規化した、対象領域110の中心を原点とし複数のサブ対象領域122の位置を示す座標ベクトルである複数のベクトル(第2ベクトル)を求める。ここで求めたベクトルの集合は、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の比率の方向毎の分布を示す。 Once the sub-target regions 122 corresponding to all the sub-reference regions 222 have been determined, next, in step S303, the scaling calculation unit 12 causes the calculation unit 14 to set the center of the reference region 210 as the origin and select the sub-reference regions 222 from the plural sub-reference regions 222. A plurality of vectors (second vectors), which are coordinate vectors indicating the positions of the plurality of sub-target regions 122 with the center of the target region 110 as the origin, are normalized so that the magnitude of the coordinate vectors indicating the positions of are 1. demand. The set of vectors obtained here indicates the distribution of the ratio of enlargement or reduction of the target region to the reference region in each direction.

次に、ステップS304にて、拡縮算出部12は、算出部14により、ステップS303で求めた複数のベクトルを主成分分析して主成分(主成分B)を求める。ここで求まる主成分の固有ベクトルは拡大または縮小の方向を示し、固有値は拡大または縮小の比率を示す。第1主成分の固有値をαとし、第2主成分の固有値をβとする。第1主成分の固有ベクトルをVαとし、第2主成分の固有ベクトルをVβとする。図16は、ステップS303で求めた複数のベクトルの主成分の固有ベクトルを示す図である。図16を参照すると、第1主成分の固有ベクトルをVαと、第2主成分の固有ベクトルをVβとが示されている。 Next, in step S304, the scaling calculation unit 12 causes the calculation unit 14 to perform principal component analysis on the plurality of vectors obtained in step S303 to obtain a principal component (principal component B). The eigenvector of the principal component found here indicates the direction of expansion or contraction, and the eigenvalue indicates the ratio of expansion or contraction. The eigenvalue of the first principal component is α, and the eigenvalue of the second principal component is β. Let the eigenvector of the first principal component be Vα, and the eigenvector of the second principal component be Vβ. FIG. 16 is a diagram showing the eigenvectors of the principal components of the plurality of vectors obtained in step S303. Referring to FIG. 16, the eigenvector of the first principal component is shown as Vα, and the eigenvector of the second principal component is shown as Vβ.

なお、上述した第1の拡縮演算処理と第2の拡縮演算処理を実行する順序は特に限定されない。第2の拡縮演算処理を第1の拡縮演算処理より先に実行してもよい。 Note that the order in which the first scaling calculation process and the second scaling calculation process described above are executed is not particularly limited. The second scaling calculation process may be executed before the first scaling calculation process.

図3に戻り、更に、ステップS104にて、拡縮算出部12は、拡縮決定処理を実行する。拡縮決定処理は第1の拡縮演算処理の処理結果と第2の拡縮演算処理の処理結果とに基づき、対象領域の参照領域に対する拡大または縮小の方向および比率を決定する処理である。 Returning to FIG. 3, further, in step S104, the scaling calculation unit 12 executes scaling determination processing. The scaling determination process is a process that determines the direction and ratio of expansion or contraction of the target area with respect to the reference area based on the processing results of the first scaling calculation process and the processing results of the second scaling calculation process.

図17は、拡縮決定処理のフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart of the enlargement/reduction determination process.

図17を参照すると、拡縮算出部12は、ステップS401にて、αα´≦1かつββ´<1であるか否か判定する。ステップS401の判定がYESであれば、拡縮算出部12は、ステップS402にて、固有ベクトルVαが示す方向に固有値αが示す比率で縮小し、固有ベクトルVβが示す方向に固有値βが示す比率で縮小していると判断する。 Referring to FIG. 17, in step S401, the enlargement/reduction calculation unit 12 determines whether αα′≦1 and ββ′<1. If the determination in step S401 is YES, the scaling calculation unit 12, in step S402, reduces the size in the direction indicated by the eigenvector Vα at the ratio indicated by the eigenvalue α, and in the direction indicated by the eigenvector Vβ at the ratio indicated by the eigenvalue β. It is determined that

ステップS401の判定がNOであれば、拡縮算出部12は、ステップS403にて、αα´>1かつββ´≧1であるか否か判定する。ステップS403の判定がYESであれば、拡縮算出部12は、ステップS404にて、固有ベクトルVα´が示す方向に固有値α´が示す比率で拡大し、固有ベクトルVβ´が示す方向に固有値β´が示す比率で拡大していると判断する。 If the determination in step S401 is NO, the scaling calculation unit 12 determines in step S403 whether αα′>1 and ββ′≧1. If the determination in step S403 is YES, in step S404, the expansion/contraction calculation unit 12 expands in the direction indicated by the eigenvector Vα' at the ratio indicated by the eigenvalue α', and in the direction indicated by the eigenvector Vβ' as indicated by the eigenvalue β'. It is judged that the ratio is expanding.

ステップS403の判定がNOであれば、拡縮算出部12は、ステップS405にて、αα´>1かつββ´<1かつ固有ベクトルVαと固有ベクトルVα´のなす角が所定角度(例えば45°)より小さいか否か判定する。ステップS405の判定がYESであれば、拡縮算出部12は、ステップS406にて、拡大あるいは縮小の再計算を行う。再計算では、拡縮算出部12は、固有ベクトルVα´付近の第1ベクトルと、固有ベクトルVβ付近の第2ベクトルとの和集合に対して主成分分析をし、得られた主成分の固有値を拡大または縮小の比率とし、固有ベクトルを拡大または縮小の方向とする。なお、固有ベクトルVα´付近のベクトルにいうのは、固有ベクトルVα´に方向が近いベクトルという意味であり、つまり、固有ベクトルVα´の方向と所定範囲内に方向が向いているベクトルをいう。また、本例において、固有ベクトルVαと固有ベクトルVα´のなす角が所定角度(例えば45°)より小さいことを条件としているのは、固有ベクトルVαと固有ベクトルVα´は本来的には近い方向にあるはずなので、これらのなす角度が大きい場合を除外するものである。 If the determination in step S403 is NO, the scaling calculation unit 12 determines in step S405 that αα′>1 and ββ′<1, and the angle formed by the eigenvector Vα and the eigenvector Vα′ is smaller than a predetermined angle (for example, 45°). Determine whether or not. If the determination in step S405 is YES, the enlargement/reduction calculation unit 12 recalculates enlargement or reduction in step S406. In the recalculation, the expansion/contraction calculation unit 12 performs principal component analysis on the union of the first vector near the eigenvector Vα' and the second vector near the eigenvector Vβ, and expands or expands the eigenvalue of the obtained principal component. Let the ratio of reduction be the ratio of reduction, and let the eigenvector be the direction of expansion or reduction. Note that a vector near the eigenvector Vα' means a vector whose direction is close to the eigenvector Vα', that is, a vector whose direction is within a predetermined range of the direction of the eigenvector Vα'. Furthermore, in this example, the reason why the angle between the eigenvector Vα and the eigenvector Vα′ is required to be smaller than a predetermined angle (for example, 45°) is because the eigenvector Vα and the eigenvector Vα′ should originally be in close directions. , this excludes cases where the angles formed by these are large.

ステップS405の判定がNOであれば、拡縮算出部12は、ステップS407にて、αα´=1かつββ´=1であるか否か判定する。ステップS407の判定がYESであれば、拡縮算出部12は、ステップS408にて、対象領域は参照領域に対して拡大も縮小もしていないと判断する。ステップS407の判定がNOであれば、拡縮算出部12は、ステップS409にて、対象領域は参照領域に対して拡大しているのか縮小しているのか不明であると判断する。 If the determination in step S405 is NO, the scaling calculation unit 12 determines in step S407 whether αα′=1 and ββ′=1. If the determination in step S407 is YES, the enlargement/reduction calculation unit 12 determines in step S408 that the target area is neither enlarged nor reduced with respect to the reference area. If the determination in step S407 is NO, the enlargement/reduction calculation unit 12 determines in step S409 that it is unclear whether the target area is enlarged or reduced relative to the reference area.

図3に戻り、更に、ステップS105にて、拡縮算出部12は、所定の終了条件を満たしたか否か判定する。終了条件は特に限定されないが、ここでは一例として、ステップS104による比率の決定を所定回数実行したら、終了するという条件であるとする。 Returning to FIG. 3, further in step S105, the enlargement/reduction calculation unit 12 determines whether a predetermined termination condition is satisfied. The termination condition is not particularly limited, but here, as an example, it is assumed that the process is terminated after the ratio determination in step S104 has been executed a predetermined number of times.

終了条件が満たされていなければ、ステップS106にて、拡縮算出部12は、更新部15により探索範囲を更新してステップS102に戻す。ここでは第1の拡縮演算処理と第2の拡縮演算処理に用いる探索範囲をそれぞれ更新する。 If the termination condition is not met, in step S106, the scaling calculating unit 12 updates the search range using the updating unit 15, and returns to step S102. Here, the search ranges used for the first scaling calculation process and the second scaling calculation process are updated.

拡縮算出部12は、拡縮決定処理にて算出された比率が、対象領域110が参照領域210に対して拡大となる比率であれば、第1の拡縮演算処理に用いる探索範囲を参照領域210の中心に近づく方向に更新し、対象領域110が参照領域210に対して縮小となる比率であれば、第1の拡縮演算処理に用いる探索範囲を参照領域210の中心から遠ざかる方向に移動させる。探索範囲をどの程度移動させるかは特に限定されない。例えば、移動量を所定の固定値としてもよいし、比率に応じた値としてもよい。 If the ratio calculated in the scaling determination process is such that the target area 110 is expanded relative to the reference area 210, the scaling calculation unit 12 sets the search range used in the first scaling calculation process to the reference area 210. If the target area 110 is updated in a direction closer to the center, and if the ratio is such that the target area 110 is reduced with respect to the reference area 210, the search range used for the first scaling calculation process is moved in the direction away from the center of the reference area 210. There is no particular limitation on how much the search range is moved. For example, the amount of movement may be a predetermined fixed value or may be a value according to a ratio.

また、拡縮算出部12は、拡縮決定処理にて算出された比率が、対象領域110が参照領域210に対して拡大となる比率であれば、第2の拡縮演算処理に用いる探索範囲を対象領域110の中心に近づく方向に更新し、対象領域110が参照領域210に対して縮小となる比率であれば、第2の拡縮演算処理に用いる探索範囲を対象領域110の中心から遠ざかる方向に移動させる。探索範囲をどの程度移動させるかは特に限定されない。例えば、移動量を所定の固定値としてもよいし、比率に応じた値としてもよい。 Further, if the ratio calculated in the scaling determination process is such that the target area 110 is expanded with respect to the reference area 210, the scaling calculation unit 12 sets the search range used in the second scaling calculation process to the target area. 110, and if the target area 110 is at a reduced ratio with respect to the reference area 210, the search range used for the second scaling calculation process is moved in the direction away from the center of the target area 110. . There is no particular limitation on how much the search range is moved. For example, the amount of movement may be a predetermined fixed value or may be a value according to a ratio.

探索範囲が更新された後、第1の拡縮演算処理、第2の拡縮演算処理、および拡縮決定処理が再び実行される。 After the search range is updated, the first scaling calculation process, the second scaling calculation process, and the scaling determination process are executed again.

ステップS105にて終了条件が満たされていれば、更に、ステップS107にて、予測画像生成部16は、参照画像200から対象画像100を予測した予測画像を生成する。その際、予測画像生成部16は、参照領域210を拡縮算出部12により最終的に決定された比率で拡大または縮小した画像を予測画像の対象領域110に相当する領域の予測に用いる。そのために、予測画像生成部16は、参照領域から対象領域への移動量を示す動きベクトルと、参照領域210の画像から予測した画像と対象領域110の画像との差分画像とを生成する。生成されたデータは予測画像のデータに含められる。なお、拡縮算出部12が拡大しているのか縮小しているのか不明と判断した対象領域に相当する領域には等倍の参照領域の画像を用いてもよい。 If the end condition is satisfied in step S105, the predicted image generation unit 16 further generates a predicted image by predicting the target image 100 from the reference image 200 in step S107. At this time, the predicted image generation unit 16 uses an image obtained by enlarging or reducing the reference area 210 at a ratio finally determined by the enlargement/reduction calculation unit 12 for predicting an area corresponding to the target area 110 of the predicted image. For this purpose, the predicted image generation unit 16 generates a motion vector indicating the amount of movement from the reference area to the target area, and a difference image between the image predicted from the image of the reference area 210 and the image of the target area 110. The generated data is included in the predicted image data. Note that an image of the reference area at the same size may be used for the area corresponding to the target area for which the expansion/reduction calculation unit 12 has determined that it is unclear whether it is being expanded or reduced.

続いて、ステップS108にて、差分符号化部17は、予測画像生成部16で生成された予測画像と対象画像100との差分画像を用いて対象画像100を符号化し、差分を符号化した符号データを記憶部20に差分符号情報22として記録する。 Subsequently, in step S108, the differential encoding unit 17 encodes the target image 100 using the difference image between the predicted image generated by the predicted image generation unit 16 and the target image 100, and generates a code obtained by encoding the difference. The data is recorded in the storage unit 20 as differential code information 22.

以上説明した実施形態には以下に示す事項が含まれている。ただし、本実施形態に含まれる事項が以下に示すものに限定されることはない。 The embodiment described above includes the following matters. However, the matters included in this embodiment are not limited to those shown below.

(事項1)
対象領域または参照領域の一方である第1領域内の複数の第1サブ領域のそれぞれに対応する複数の第2サブ領域を、前記対象領域または前記参照領域の他方である第2領域内の探索範囲から探索する探索部と、
前記第1領域における前記第1サブ領域と、前記第2領域における前記第2サブ領域との相対的な位置関係に基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出する算出部と、
前記比率に基づいて前記探索範囲を更新し、前記探索部による前記第2サブ領域の探索と、前記算出部による前記比率の算出とを再度実行させる更新部と、
を有する画像処理装置。
これによれば、拡大または縮小の比率を一旦決定し、その比率に基づいて決定した探索範囲内でサブ領域を探索し、得られたサブ領域を用いて拡大または縮小の比率を再度算出するので、探索範囲を大きくしなくても好適なサブ領域を見つけることができ、領域同士の拡大または縮小の比率を、より少ない計算量で算出することができる。
(Item 1)
Searching for a plurality of second sub-regions corresponding to each of the plurality of first sub-regions in a first region, which is one of the target region or the reference region, within a second region, which is the other of the target region or the reference region. A search section that searches from a range,
Based on the relative positional relationship between the first sub-region in the first region and the second sub-region in the second region, calculate an expansion or contraction ratio of the first region with respect to the second region. a calculation unit that performs
an updating unit that updates the search range based on the ratio and causes the search unit to search the second sub-region and the calculation unit to calculate the ratio again;
An image processing device having:
According to this, the ratio of expansion or reduction is determined once, a sub-area is searched within the search range determined based on that ratio, and the ratio of expansion or reduction is calculated again using the obtained sub-area. , a suitable sub-region can be found without enlarging the search range, and the ratio of expansion or contraction between regions can be calculated with a smaller amount of calculation.

(事項2)
前記探索部は、前記第1領域に所定の円周上に前記第1サブ領域を作成し、前記第2領域における前記第1サブ領域に対応する位置の近傍に初期の探索範囲を作成し、
前記更新部は、前記比率が拡大であれば前記探索範囲を前記円周の中心に近づく方向に更新し、前記比率が縮小であれば前記探索範囲を前記中心から遠ざかる方向に更新する、
事項1に記載の画像処理装置。
(Item 2)
The search unit creates the first sub-region on a predetermined circumference in the first region, and creates an initial search range in the vicinity of a position corresponding to the first sub-region in the second region,
The updating unit updates the search range in a direction closer to the center of the circumference if the ratio is increasing, and updates the search range in a direction away from the center if the ratio is decreasing.
The image processing device according to item 1.

(事項3)
前記探索部は、前記探索範囲の互いに重複可能な複数の領域を候補サブ領域とし、前記候補サブ領域と前記第1サブ領域との類似度を算出し、前記類似度に基づいて前記候補サブ領域のいずれかを前記第2サブ領域と決定する、
事項1に記載の画像処理装置。
これによれば、探索領域内の候補サブ領域と第1サブ領域との類似度を用いて第2サブ領域を探索する構成において、拡大または縮小の比率を一旦決定し、その比率に基づいて更新した探索範囲内で第2サブ領域を探索するので、探索範囲を大きくしなくても類似度の高いサブ領域を見つけることができる。
(Item 3)
The search unit sets a plurality of regions in the search range that can overlap with each other as candidate sub-regions, calculates a similarity between the candidate sub-region and the first sub-region, and selects the candidate sub-region based on the similarity. determining one of them as the second sub-region,
The image processing device according to item 1.
According to this, in a configuration in which a second sub-region is searched using the similarity between a candidate sub-region in a search area and a first sub-region, the ratio of expansion or reduction is once determined, and the ratio is updated based on that ratio. Since the second sub-region is searched within the search range, a sub-region with high similarity can be found without enlarging the search range.

(事項4)
前記算出部は、前記第1領域内の前記第1サブ領域と、前記第2領域内の前記第2サブ領域との相対的な位置関係に基づく複数のベクトルを主成分分析することにより得られる主成分の固有値に基づいて前記比率を算出する、
事項1に記載の画像処理装置。
(Item 4)
The calculation unit is configured to perform principal component analysis on a plurality of vectors based on the relative positional relationship between the first sub-region in the first region and the second sub-region in the second region. calculating the ratio based on the eigenvalues of the principal components;
The image processing device according to item 1.

(事項5)
前記算出部は、前記複数のベクトルを主成分分析して前記主成分の前記固有値および固有ベクトルを算出し、前記第1領域が前記第2領域に対して、前記固有ベクトルに基づいて定まる方向に、前記固有値に基づいて定まる比率で拡大または縮小していることを算出する、
事項4に記載の画像処理装置。
これによれば、拡大または縮小の比率だけでなく拡大または縮小の方向も求まるので、どの方向にどれだけ拡大または縮小しているかを求めることができる。
(Item 5)
The calculation unit performs principal component analysis on the plurality of vectors to calculate the eigenvalues and eigenvectors of the principal components, and the first region is configured to move the first region relative to the second region in a direction determined based on the eigenvector. Calculate that it is expanding or contracting at a rate determined based on the eigenvalues,
The image processing device according to item 4.
According to this, not only the ratio of enlargement or reduction but also the direction of enlargement or reduction can be determined, so it is possible to determine in which direction and how much the image is enlarged or reduced.

(事項6)
前記対象領域は符号化の対象となる対象画像に含まれる領域であり、前記参照領域は前記対象画像の符号化に用いる参照画像に含まれる領域であり、
前記画像処理装置は、
前記対象領域に対して、該対象領域の拡大または縮小の基準となる前記参照領域を決定する領域決定部と、
前記参照領域を前記比率に基づいて拡大または縮小した画像を用いて、前記対象画像を予測した予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記予測画像と前記対象画像との差分を符号化する差分符号化部と、を更に有する、
事項1に記載の画像処理装置。
これによれば、拡大および縮小した画像を用いる予測差分符号化を行う画像処理装置において、より少ない計算量で拡大または縮小の比率を算出し、良好な差分符号化を実現することができる。
(Item 6)
The target area is an area included in a target image to be encoded, and the reference area is an area included in a reference image used for encoding the target image,
The image processing device includes:
an area determining unit that determines, for the target area, the reference area that serves as a reference for enlarging or contracting the target area;
a predicted image generation unit that generates a predicted image that predicts the target image using an image in which the reference area is enlarged or reduced based on the ratio;
further comprising a difference encoding unit that encodes a difference between the predicted image and the target image;
The image processing device according to item 1.
According to this, in an image processing device that performs predictive differential encoding using enlarged and reduced images, it is possible to calculate the enlargement or reduction ratio with a smaller amount of calculation and realize good differential encoding.

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。上記各実施例の装置は、ソフトウェアプログラムをプロセッサで実行することにより実現されるものとして例示したが、これに限定されることはない。制御部10の一部または全部の機能をハードウェアで実現するものであってもよい。また、制御部10の一部または全部の機能を専用プロセッサで実現するものであってもよい。 The embodiments of the present invention described above are illustrative examples of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the invention in various other ways without departing from the scope of the invention. Although the devices of each of the above embodiments have been exemplified as being realized by executing a software program on a processor, the present invention is not limited to this. Some or all of the functions of the control unit 10 may be realized by hardware. Further, part or all of the functions of the control unit 10 may be realized by a dedicated processor.

1…画像処理装置、10…制御部、11…参照領域決定部、12…拡縮算出部、13…探索部、14…算出部、15…更新部、16…予測画像生成部、17…差分符号化部、20…記憶部、21…フレーム情報、22…差分符号情報、100…対象画像、110…対象領域、120…探索範囲、121…サブ対象領域、122…サブ対象領域、200…参照画像、210…参照領域、211…候補領域、220…探索範囲、221…サブ参照領域、222…サブ参照領域、400…コンピュータ装置、401…制御回路、402…記憶装置、403…読書装置、404…記録媒体、405…通信インターフェイス、406…入出力インターフェイス、407…入力装置、408…表示装置、409…ネットワーク、410…バス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Image processing device, 10... Control part, 11... Reference area determination part, 12... Enlargement/reduction calculation part, 13... Search part, 14... Calculation part, 15... Update part, 16... Predicted image generation part, 17... Difference code converting unit, 20... storage unit, 21... frame information, 22... differential code information, 100... target image, 110... target area, 120... search range, 121... sub target area, 122... sub target area, 200... reference image , 210...Reference area, 211...Candidate area, 220...Search range, 221...Sub reference area, 222...Sub reference area, 400...Computer device, 401...Control circuit, 402...Storage device, 403...Reading device, 404... Recording medium, 405... Communication interface, 406... Input/output interface, 407... Input device, 408... Display device, 409... Network, 410... Bus

Claims (6)

動画像において符号化の対象となるフレームの画像である対象画像内のブロック領域を対象領域とし、前記動画像において既に符号化されたフレームの画像である参照画像における前記対象領域に類似する領域を参照領域とし、前記対象領域または前記参照領域の一方を第1領域とし他方を第2領域とし、前記第1領域内に前記第1領域の中心を中心とする円の円周上に等間隔で離散して配置される複数の第1サブ領域を、後述する探索範囲の更新を可能にする前記円の半径と前記第1サブ領域の形状および大きさとで作成し、前記第1サブ領域と同じ形状および大きさであり前記複数の第1サブ領域のそれぞれに類似する複数の第2サブ領域を、前記第2領域内の探索範囲であって、初期の探索範囲が、前記第1領域における前記第1サブ領域の位置と同じ前記第2領域における位置から前記第2領域の中心を軸として前記第1領域と前記第2領域との相対的な回転角度だけ回転させた位置に、前記第2サブ領域の候補となる複数の候補サブ領域を内部に作成できる形状および大きさで離散して設定された複数の探索範囲のそれぞれから探索する探索部と、
前記第1領域の中心を原点とし前記第1サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、前記第2領域の中心を原点とし前記第2サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、に基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出する算出部と、
前記比率が拡大であれば前記探索範囲を前記第2領域の中心に近づく方向に所定の固定値だけ更新し、前記比率が縮小であれば前記探索範囲を前記中心から遠ざかる方向に所定の固定値だけ更新し、前記探索部による前記第2サブ領域の探索と、前記算出部による前記比率の算出とを実行することを、探索範囲を固定して第2サブ領域を探索する場合よりも計算量が少なくなるように回数を制限する所定の終了条件が満たされるまで繰り返し、最終的に決定された前記比率を出力する更新部と、
を有する画像処理装置。
A block area in a target image, which is an image of a frame to be encoded in a moving image, is defined as a target area, and an area similar to the target area in a reference image, which is an image of a frame that has already been encoded in the moving image, is defined as a target area. a reference area, one of the target area or the reference area is a first area and the other is a second area, and within the first area are arranged at equal intervals on the circumference of a circle centered on the center of the first area. A plurality of discretely arranged first sub-regions are created with the radius of the circle and the shape and size of the first sub-region that enable updating of the search range, which will be described later , and are the same as the first sub-region. A plurality of second sub-regions similar in shape and size to each of the plurality of first sub-regions are searched within the second region, the initial search range being the second sub-region in the first region. The second sub-region is rotated from a position in the second region that is the same as the first sub-region to a position rotated about the center of the second region by a relative rotation angle between the first region and the second region. a search unit that searches from each of a plurality of discrete search ranges set in a shape and size that can create a plurality of candidate sub-regions that are candidates for the sub-region;
Based on the size of a coordinate vector whose origin is the center of the first area and indicates the position of the first sub-area, and the size of the coordinate vector whose origin is the center of the second area and indicates the position of the second sub-area. a calculation unit that calculates a ratio of expansion or contraction of the first area to the second area;
If the ratio is increasing, the search range is updated by a predetermined fixed value in a direction closer to the center of the second area, and if the ratio is reduced, the search range is updated by a predetermined fixed value in a direction away from the center. , and the search for the second sub-area by the search unit and the calculation of the ratio by the calculation unit require less calculation than the case where the search range is fixed and the second sub-area is searched. an updating unit that repeats until a predetermined end condition is met that limits the number of times such that the ratio is reduced , and outputs the finally determined ratio;
An image processing device having:
前記探索部は、前記探索範囲内に候補サブ領域を移動させながら、前記候補サブ領域と前記第1サブ領域との画像同士の画素値の類似度を算出し、前記類似度の最も高い候補サブ領域を前記第2サブ領域と決定する、
請求項1に記載の画像処理装置。
The search unit calculates the similarity of pixel values between the images of the candidate sub-region and the first sub-region while moving the candidate sub-region within the search range, and selects a candidate sub-region with the highest similarity. determining a region as the second sub-region;
The image processing device according to claim 1.
前記算出部は、前記第1領域の中心を原点とし前記第1サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさが1となるように、前記第2領域の中心を原点とし前記第2サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさを変化させた第1ベクトルと、前記第2領域の中心を原点とし前記第2サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさが1となるように、前記第1領域の中心を原点とし前記第1サブ領域の位置を示す座標ベクトルの長さを変化させた第2ベクトルの一方または両方を主成分分析することにより得られる主成分の固有値に基づいて前記比率を算出する、
請求項1に記載の画像処理装置。
The calculation unit is configured to calculate the second sub-region with the center of the second region as the origin so that the magnitude of a coordinate vector indicating the position of the first sub-region with the center of the first region as the origin is 1. The first vector, which is a coordinate vector that indicates the position, has a magnitude changed, and the coordinate vector that indicates the position of the second sub-area, with the origin at the center of the second area, has a magnitude of 1. The ratio is determined based on the eigenvalue of the principal component obtained by principal component analysis of one or both of the second vectors, which have the origin at the center of the region and vary the length of the coordinate vector indicating the position of the first sub-region. calculate,
The image processing device according to claim 1.
前記算出部は、前記主成分の前記固有値および固有ベクトルを算出し、前記第1領域が前記第2領域に対して、前記固有ベクトルが示す方向に、前記固有値に表された比率で拡大または縮小していることに基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出する、
請求項3に記載の画像処理装置。
The calculation unit calculates the eigenvalue and eigenvector of the principal component, and expands or reduces the first region with respect to the second region in a direction indicated by the eigenvector at a ratio represented by the eigenvalue. calculating the ratio of expansion or contraction of the first area to the second area based on the fact that
The image processing device according to claim 3.
探索部が、動画像において符号化の対象となるフレームの画像である対象画像内のブロック領域を対象領域とし、前記動画像において既に符号化されたフレームの画像である参照画像における前記対象領域に類似する領域を参照領域とし、前記対象領域または前記参照領域の一方を第1領域とし他方を第2領域とし、前記第1領域内に前記第1領域の中心を中心とする円の円周上に等間隔で離散して配置される複数の第1サブ領域を、後述する探索範囲の更新を可能にする前記円の半径と前記第1サブ領域の形状および大きさとで作成し、前記第1サブ領域と同じ形状および大きさであり前記複数の第1サブ領域のそれぞれに類似する複数の第2サブ領域を、前記第2領域内の探索範囲であって、初期の探索範囲が、前記第1領域における前記第1サブ領域の位置と同じ前記第2領域における位置から前記第2領域の中心を軸として前記第1領域と前記第2領域との相対的な回転角度だけ回転させた位置に、前記第2サブ領域の候補となる複数の候補サブ領域を内部に作成できる形状および大きさで離散して設定された複数の探索範囲のそれぞれから探索し、
算出部が、前記第1領域の中心を原点とし前記第1サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、前記第2領域の中心を原点とし前記第2サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、に基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出し、
更新部が、前記比率が拡大であれば前記探索範囲を前記第2領域の中心に近づく方向に所定の固定値だけ更新し、前記比率が縮小であれば前記探索範囲を前記中心から遠ざかる方向に所定の固定値だけ更新し、前記探索部による前記第2サブ領域の探索と、前記算出部による前記比率の算出とを実行することを、探索範囲を固定して第2サブ領域を探索する場合よりも計算量が少なくなるように回数を制限する所定の終了条件が満たされるまで繰り返し、最終的に決定された前記比率を出力する、
画像処理方法。
The search unit sets a block area in a target image that is an image of a frame to be encoded in a moving image as a target area, and sets a block area in a reference image that is an image of a frame that has already been encoded in the moving image as a target area. A similar area is a reference area, one of the target area or the reference area is a first area and the other is a second area, and within the first area, on the circumference of a circle centered on the center of the first area. A plurality of first sub-areas arranged discretely at equal intervals are created with the radius of the circle and the shape and size of the first sub-area that enable updating of the search range, which will be described later. A plurality of second sub-regions having the same shape and size as the sub-regions and similar to each of the plurality of first sub-regions are searched within the second region, the initial search range being the first sub-region. from a position in the second region that is the same as the position of the first sub-region in one region to a position rotated by a relative rotation angle between the first region and the second region around the center of the second region. , searching from each of a plurality of discrete search ranges set in a shape and size that can create a plurality of candidate sub-regions that are candidates for the second sub-region;
The calculation unit calculates the size of a coordinate vector whose origin is the center of the first area and indicates the position of the first sub-area, and the size of a coordinate vector whose origin is the center of the second area and indicates the position of the second sub-area. and calculating the ratio of expansion or contraction of the first area to the second area based on
The updating unit updates the search range by a predetermined fixed value in a direction closer to the center of the second area if the ratio is increasing, and updates the search range in a direction away from the center if the ratio is decreasing. When searching a second sub-area with a fixed search range, the searching unit searches the second sub-area and the calculating unit calculates the ratio by updating a predetermined fixed value. Repeat until a predetermined termination condition is met that limits the number of calculations so that the amount of calculation is less than that , and output the finally determined ratio;
Image processing method.
探索部が、動画像において符号化の対象となるフレームの画像である対象画像内のブロック領域を対象領域とし、前記動画像において既に符号化されたフレームの画像である参照画像における前記対象領域に類似する領域を参照領域とし、前記対象領域または前記参照領域の一方を第1領域とし他方を第2領域とし、前記第1領域内に前記第1領域の中心を中心とする円の円周上に等間隔で離散して配置される複数の第1サブ領域を、後述する探索範囲の更新を可能にする前記円の半径と前記第1サブ領域の形状および大きさとで作成し、前記第1サブ領域と同じ形状および大きさであり前記複数の第1サブ領域のそれぞれに類似する複数の第2サブ領域を、前記第2領域内の探索範囲であって、初期の探索範囲が、前記第1領域における前記第1サブ領域の位置と同じ前記第2領域における位置から前記第2領域の中心を軸として前記第1領域と前記第2領域との相対的な回転角度だけ回転させた位置に、前記第2サブ領域の候補となる複数の候補サブ領域を内部に作成できる形状および大きさで離散して設定された複数の探索範囲のそれぞれから探索し、
算出部が、前記第1領域の中心を原点とし前記第1サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、前記第2領域の中心を原点とし前記第2サブ領域の位置を示す座標ベクトルの大きさと、に基づいて、前記第2領域に対する前記第1領域の拡大または縮小の比率を算出し、
更新部が、前記比率が拡大であれば前記探索範囲を前記第2領域の中心に近づく方向に所定の固定値だけ更新し、前記比率が縮小であれば前記探索範囲を前記中心から遠ざかる方向に所定の固定値だけ更新し、前記探索部による前記第2サブ領域の探索と、前記算出部による前記比率の算出とを実行することを、探索範囲を固定して第2サブ領域を探索する場合よりも計算量が少なくなるように回数を制限する所定の終了条件が満たされるまで繰り返し、最終的に決定された前記比率を出力する、
処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
The search unit sets a block area in a target image that is an image of a frame to be encoded in a moving image as a target area, and sets a block area in a reference image that is an image of a frame that has already been encoded in the moving image as a target area. A similar area is a reference area, one of the target area or the reference area is a first area and the other is a second area, and within the first area, on the circumference of a circle centered on the center of the first area. A plurality of first sub-areas arranged discretely at equal intervals are created with the radius of the circle and the shape and size of the first sub-area that enable updating of the search range, which will be described later. A plurality of second sub-regions having the same shape and size as the sub-regions and similar to each of the plurality of first sub-regions are searched within the second region, the initial search range being the first sub-region. from a position in the second region that is the same as the position of the first sub-region in one region to a position rotated by a relative rotation angle between the first region and the second region around the center of the second region. , searching from each of a plurality of discrete search ranges set in a shape and size that can create a plurality of candidate sub-regions that are candidates for the second sub-region;
The calculation unit calculates the size of a coordinate vector whose origin is the center of the first area and indicates the position of the first sub-area, and the size of a coordinate vector whose origin is the center of the second area and indicates the position of the second sub-area. and calculating the ratio of expansion or contraction of the first area to the second area based on
The updating unit updates the search range by a predetermined fixed value in a direction closer to the center of the second area if the ratio is increasing, and updates the search range in a direction away from the center if the ratio is decreasing. When searching a second sub-area with a fixed search range, the searching unit searches the second sub-area and the calculating unit calculates the ratio by updating a predetermined fixed value. Repeat until a predetermined termination condition is met that limits the number of calculations so that the amount of calculation is less than that , and output the finally determined ratio;
An image processing program that allows a computer to perform processing.
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