[发明专利]图像解码装置及其方法、图像编码装置及其方法

说明书

本申请是申请号为200510120467.0、申请日为2005年11月18日、发明名称为“图像解码装置、程序、方法、及图像编码装置、程序、方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及图像解码装置、图像解码程序、图像解码方法、图像编码装置、图像编码程序以及图像编码方法。

背景技术

已知从通过把视频编码数据进行解码所再生的多个低清晰图像(以下，把「低清晰」记为LR)生成高清晰图像(以下，把「高清晰」记为HR)的超清晰技术(以下，把「超清晰」记为SR)(例如，参照「C.A.Segall et al.，“High-Resolution Images from Low-Resolution Compressed Vidio”，IEEE Signal Processing Magazine，2003年5月，pp.37-48」(以下称为「非专利文献1」))。

在SR技术中，把多个LR图像与1张HR图像的关系建模，通过统计性地处理已知信息以及推测信息，能够从多个LR图像生成HR图像。图1表示LR图像与HR图像之间的模型。在该模型中，假定从1张原图像HR图像101生成多帧(L张)的原图像LR图像104。在该假定中，为了生成原图像LR图像104-1、104-2、......、104-L，对于原图像HR图像101适用动态模型201-1、201-2、......、201-L。这时，如果对于HR图像，根据低通滤波器和降抽样的取样模型202，实施取样处理，则生成原图像LR图像104-1、104-2、......、104-L。这里，如果把通过解码视频编码数据生成的再生LR图像102-1、102-2、......、102-L与原图像LR图像104-1、104-2、......、104-L的差分假定为量化噪声103-1、103-2、......、103-L，则帧k的原图像HR图像f_k(x，z)，1≤x≤2M，1≤z≤2N与帧l的再生LR图像y_l(m，n)，1≤m≤M，1≤n≤N的关系能够按照以下的公式1建模。

y_l＝AHC(d_lk)·f_k+e_l    ......(式1)

式中，l是从1到L的整数，C(d_lk)是帧k与帧l的HR图像之间的动态模型的矩阵，AH是取样模型的矩阵(H是表示HR图像的滤波处理的4MN×4MN的矩阵，A是MN×4MN的降抽样矩阵)，e_l表示帧l的再生LR图像的量化噪声。

这样，视频编码数据的某个再生LR图像与1张HR图像能够用表示LR-HR图像之间的时空对应的动态模型和在从HR图像向LR图像的恶化过程中发生的噪声的信号模型建模。从而，为了从多个再生LR图像生成1张HR图像，使用统计性的方法定义评价动态模型或者信号模型的推测值的成本函数，求解非线性的优化处理。在该优化处理中，对于多个LR图像的每一个，求表示LR图像-HR图像之间的时空对应的动态信息(SR动态信息)和HR图像的解。

作为优化处理的方法，例如有coordinate decent法(参照「H.He，L.P.Kondi，“MAP Based Resolution Enhancement of Video SequencesUsing a Huber-Markov Random Field Image Prior Model，Proc.OfIEEE International Conference on Image Processing Vol.II，(西班牙)”，2003年9月，pp.933-936」(以下，称为「非专利文献2」))。在该方法中，首先，从再生LR图像通过内插处理生成虚拟HR图像(伴随着利用了反复处理的优化的暂时的HR图像)。把HR图像固定，利用成本函数，求表示虚拟HR图像与多个LR图像之间的时空对应的动态信息。接着，把求出的动态信息固定，利用成本函数更新虚拟HR图像。进而，把虚拟HR图像固定，更新动态信息。反复进行该处理，使解收敛。

发明内容

在现有的超清晰技术中，在从多个图像生成清晰度更高的图像的清晰度扩充处理中，由于低清晰度图像的编码噪声以及取样不清楚，以及作为假定的模型的不确定性等的影响，难以高精度地进行低清晰图像与高清晰图像之间的动态检测。另外，为了进行图像之间的动态检测或者优化处理，在清晰度扩充处理中需要巨大的运算量。

本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于提供减轻图像清晰度扩充处理中的运算量，同时能够提高图像之间的动态检测精度的图像解码装置、图像解码程序、图像解码方法、图像编码装置、图像编码程序以及图像编码方法。