图像处理方法及装置，图像处理用程序及记录有该程序的记录介质的制作方法

专利名称：图像处理方法及装置，图像处理用程序及记录有该程序的记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理方法及其装置，能够以简化后的处理实现滤波 处理，将原图像变换为具有规定的客观的图像质量评价值的图像，本发 明还涉及为了实现该图像处理方法而使用的图像处理用程序及记录有 该程序的计算机能够读取的记录介质。
本申请要求2006年7月3日提出的日本专利申请2006-182931号的 优先权，并在此引用其内容。
背景技术：
作为影像编码的预处理而被经常使用的前置滤波器(prefilter),已 知有能够緩和伴随编码而来的块失真(block distortion)和蚊式噪声 (mosquito noise )等从而提高主观的图像质量的效果。通过对应用的前 置滤波器的通带宽度(以下，称为带宽)进行限制，能够除去原图像中 包含的噪声并提高编码效率，但是当将带宽限制得过于狭窄时，会使图 像质量显著下降。
图7表示进行频带限制的图像处理方法。
在进行频带限制的图像处理方法中，如该图所示，首先在最初输入 原图像数据B ( 1 )，将其变换成频率成分I ( 1 )(步骤S100)。接着， 以带宽rl (0<rl<l )对该频率成分I ( 1 )进行频带限制，获得频率成分 I (rl )(步骤S101 )。接着，通过对该频率成分I (rl )进行图像变换， 生成进行滤波处理后的图像数据B (rl )(步骤S102)。
在对某个影像的所有的帧均以相同的带宽应用这种图像处理的情 况下，因为每帧的图像的频率特性不同，所以应用滤波后的每帧的图像 质量不同，含低频成分较多的图像与原图像的差分较小，主观和客观的 图像质量下降均较小，但是在含高频成分较多的图像中，存在边缘等被 平滑化而变模糊，主观和客观的图像质量均显著下降的问题。
再有，作为客观上的图像质量评价值经常使用PSNR(Peak Signal to NoiseRatio:峰值信噪比)。这里，如果以S表示信号水平，以N表示噪声水平(level),则PSNR以下式表示。
PSNR=20xlogl。 ( S/N )
针对该问题，可以考虑通过对所有的图像进行循环式(round robin) 的频带限制而进行主观和客观的图像质量控制的方法。
图8表示通过进行循环式的频带限制而生成最优滤波图像数据的最 优滤波图像生成装置100的装置结构。
如该图所示，最优滤波图像生成装置100包括原图像数据输入部 101;频率成分分析部102;带宽手动选择部103;频带限制部104;图 像数据生成部105; PSNR计算部106;图像质量判定部107;和最优频 带限制图像数据输出部108。
图9表示进行在以上述方式构成的最优滤波图像生成装置100中执 行的循环式的频带限制，从而生成最优滤波图像数据的图像处理方法。
在以上述方式构成的最优滤波图像生成装置100中，首先，最初在 原图像数据输入部101输入原图像数据B ( 1 )，在频率成分分析部102 将其变换成频率成分I ( 1 )(步骤S200)。
接着，在带宽手动选择部103手动选择暂定的带宽rl(步骤S201)。 接着，在频带限制部104以选择的带宽rl对变换后的频率成分I(l)进 行频带限制，获得频率成分I (rl)(步骤S202)。
接着，在图像数据生成部105通过对该频率成分I (rl)进行图像 变换而生成图像数据B(rl )(步骤S203 )。接着，在PSNR计算部106 对原图像数据B ( 1 )和该图像数据B (rl )进行比较，计算PSNR ( rl ) (以下，称为P (rl))(步骤S204)。
接着，在图像质量判定部107对计算出的P (rl)是否为期望的图 像质量进行判定(步骤S205 )。然后，如果为期望的图像质量，则在最 优频带限制图像数据输出部108,作为最优频带限制图像数据(最优滤 波图像数据)输出图像数据B (rl)(步骤S206)。
但是，在第一次处理中得到的P (rl )很少为期望的图像质量，在 不是期望的图像质量的情况下，返回至带宽手动选择部103的处理(步 骤S201的处理)，再次选择带宽r2,使得频带限制处理后的图像接近 期望的图像质量，同样地重复进行频带限制、图像生成和PSNR计算处 理。
于是，反复进行N次本处理直到获得期望的图像质量，将最终得到的带宽rN作为最优带宽，在最优频带限制图像数据输出部108,将使用 该带宽rN制作的图像数据B (rN)作为最优频带限制图像数据(最优 滤波图像数据)输出(步骤S206)。
但是，对各种各样的影像以及构成它们的所有的帧进行滤波处理， 并对每次得到的图像信号的主观或客观的图像质量进行评价，对影像的 所有的帧循环式地反复进行本处理直至获得同等的图像质量的该方法， 在处理大量的图像的情况下存在时间上和成本上均不合适，且不现实的 问题。
对于该问题，已知有一种技术，通过图像和影像的编码信息求取最 优带宽并进行图像处理(例如，参照专利文献l)。
图10表示通过使用编码信息生成最优滤波图像数据的最优滤波图 像生成装置200的装置结构。
如该图所示，最优滤波图像生成装置200包括原图像数据输入部 201;频率成分分析部202;图像数椐编码部203;最优频带限制宽度决 定部204;频带限制部205;图像数据生成部206;和最优频带限制图像 数椐输出部207。
图11表示在以上述方式构成的最优滤波图像生成装置200中执行 的、通过使用编码信息生成最优滤波图像数椐的图像处理方法。
在以上述方式构成的最优滤波图像生成装置200中，首先，在最初 在原图像数据输入部201输入原图像数据B ( 1 ),在频率成分分析部 202将其变换成频率成分I ( 1 )(步骤S300 )。
接着，在图像数据编码部203对输入的原图像数据B (1 )进行编 码(步骤S301)。接着，在最优频带限制宽度决定部204,根据通过编 码而获得的码量信息决定最优带宽rl (步骤S302)。
接着，在频带限制部205对变换后的频率成分I ( 1 )以决定的最优 带宽rl进行频带限制，获得频率成分I(rO (步骤S303 )。接着，在 图像数据生成部206通过对该频率成分I (rl)进行图像变换而生成图 像数据B ( rl )(步骤S304 )。
最后，在最优频带限制图像数据输出部207将图像数椐B (rl)作 为最优频带限制图像数据(最优滤波图像数据)输出(步骤S305 )。
这样，在如图10所示那样构成的最优滤波图像生成装置200中， 进行编码后，根据通过该编码得到的编码信息决定最优带宽，由此，不需进行在如图8所示那样构成的最优滤波图像生成装置100中需要的反 复处理，就能够生成最优滤波图像数据。
专利文献1:日本专利申请公开平6-225276号公报
本发明要解决的问题
确实，根据如图10所示那样构成的现有的最优滤波图像生成装置 200,不需进行在如图8所示那样构成的最优滤波图像生成装置100中 需要的反复处理，就能够生成最优滤波图像数据。
但是，在如图10所示那样构成的现有的最优滤波图像生成装置200 中，进行编码后，根据通过该编码得到的编码信息决定最优带宽。
在利用这样的编码信息的方法中，频带限制处理和编码处理不可分 开，即使在仅想进行使用最优带宽的前置滤波处理的情况下，也必须进 行编码处理，在前置滤波处理后进行编码处理的情况下，需要进行2次 编码处理，在图像尺寸较大的情况下，存在特别需要处理时间的问题。
从这些方面出发，作为前置滤波使用的带宽的最优化，比起使用码 量等编码信息的方法，优选能够简化处理，并且能够利用作为客观的图 像质量评价基准的PSNR等的任意控制的方法。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种新的图像处 理技术，该图像处理技术通过使得能够不进行编码处理地自动地对图像 进行适当的滤波处理，能够以简化后的处理实现影像的所有的帧成为在 主观上为高质量并且具有同等的客观的图像质量评价值的图像的适当 的滤波处理。
为了实现该目的，本发明的图像处理装置构成为，具备(l)第 一带宽决定单元，根据输入的原图像数据的图像尺寸决定第一带宽； (2)第一滤波系数数组(array)计算单元，对第一滤波系数数组进行 计算，该第一滤波系数数组实现以第一带宽决定单元决定的第一带宽进 行频带限制的情况下的频率特性；(3)第一滤波图像数据生成单元， 使用第 一滤波系数数组计算单元计算出的第 一滤波系数数组对原图像 数据进行滤波处理，生成第一滤波图像数据；(4)分配系数计算单元， 导出第 一滤波图像数据生成单元生成的第 一滤波图像数据的客观的图 像质量评价值，并根据该图像质量评价值对用于决定最优带宽的分配系数进行计算；(5)最优带宽决定单元，通过参照对分配系数和最优带 宽的对应关系进行计算的最优带宽决定表，决定与分配系数计算单元计 算出的分配系数对应的最优带宽；(6)最优滤波系数数组计算单元， 对最优滤波系数数组进行计算，该最优滤波系数数组实现以最优带宽决 定单元决定的最优带宽进行频带限制的情况下的频率特性；和(7)最 优滤波图像数据生成单元，使用最优滤波系数数组计算单元计算出的最 优滤波系数数组对原图像数据进行滤波处理，生成最优滤波图像数据。 在采用该结构时，有准备记载图像尺寸与第一带宽的对应关系的第 一带宽决定表的情况，在此情况下，第一带宽决定单元通过参照该第一 带宽决定表进行处理，以便决定与原图像数据的图像尺寸对应的第 一 带 宽。
此外，有使图像尺寸和目标的客观的图像质量评价值相对应地准备 最优带宽决定表的情况，在此情况下，最优带宽决定单元选择原图像数 据的图像尺寸与被指定目标的客观的图像质量评价值对应的最优带宽 决定表，通过参照该选择的最优带宽决定表进行处理，以便决定与分配 系数计算单元计算出的分配系数对应的最优带宽。
通过以上的各处理单元进行动作而实现的本发明的图像处理方法 以计算机程序也能够实现，该计算机程序被记录在适当的计算机能够读 取的记录介质中并被提供，或经由网络被提供，在实施本发明时被安装、 并在CPU等控制单元上运行，由此能够实现本发明。
在以上述方式实现的本发明的图像处理装置中，当输入原图像数据 时，通过参照例如第一带宽决定表，决定与原图像数据的图像尺寸对应 的第一带宽。
接着，对实现频率特性的第一滤波系数数组进行计算，使用该计算 出的第 一滤波系数数组对原图像数据进行滤波处理，生成第 一滤波图像 数据，其中，该频率特性是以决定的第一带宽进行频带限制的情况下的
频率特性。
接着，以使用PSNR作为客观的图像质量评价值的情况的例进行说 明，导出原图像数据和生成的第 一滤波图像数据的PSNR,根据该PSNR, 例如将对原图像数椐不进行频带限制的情况下得到的PSNR以该导出的 PSNR进行除法运算，由此计算出用于决定最优带宽的分配系数。
接着，选择与原图像数据的图像尺寸和被指定的目标PSNR对应的
8最优带宽决定表，通过参照该选择的最优带宽决定表，决定与计算出的 分配系数对应的最优带宽。
接着，对实现频率特性的最优滤波系数数组进行计算，使用该最优 滤波系数数组对原图像数据进行滤波处理，生成最优滤波图像数据，其 中，该频率特性是以决定的最优带宽进行频带限制的情况下的频率特 性。
发明的效果
这样，根据本发明，能够不进行编码处理地自动地进行将原图像变 换成具有规定的客观的图像质量评价值的图像的滤波处理。
由此，根据本发明，因为能够不进行编码处理而自动地进行适当的 滤波处理，将影像的全部帧变换为主观是高品质并且具有同等的客观的 图像质量评价值的图像，所以能够谋求频带限制处理的简化和高功能 化。


图1是本发明的最优滤波图像生成装置的一个实施方式的示例。
图2是第一带宽^定表的说明图。 图3是最优带宽决定表的说明图。 图4同样是最优带宽决定表的说明图。
图5是本实施方式的最优滤波图像生成装置所执行的处理流程。
图6是表示带宽和P SNR的对应关系的实验结果的说明图。
图7是进行频带限制的图像处理方法的说明图。
图8是通过进行循环式的频带限制而生成最优滤波图像数据的最优 滤波图像生成装置的装置结构图。
图9是通过进行循环式的频带限制而生成最优滤波图像数据的最优 滤波图像生成装置所执行的处理流程。
图IO现有的最优滤波图像生成装置的装置结构图。
图U是现有的最优滤波图像生成装置所执行的处理流程。
附图标记的说明
1 最优滤波图像生成装置
10第一带宽决定表n 最优带宽决定表
12 原图像数据输入部
13第一带宽决定部
14第一滤波系数数组计算部
15 第一滤波图像数据生成部
16 分配系数计算部
17最优带宽决定表选择部
18 最优带宽决定部
19 最优滤波系数数组计算部
20 最优滤波图像数据生成部
21 最优滤波图像数据输出部
具体实施例方式
以下，根据实施方式对本发明进行详细的说明。
图1是表示本发明的最优滤波图像生成装置1的一个实施方式的例 子的图。
本实施方式的最优滤波图像生成装置1,通过能够没有编码处理而 自动地对图像进行适当的滤波处理，从而能够以简化后的处理实现适当 的滤波处理，使影像的所有的帧成为在主观上为高质量并且具有同等的 PSNR的图像，为了使其实现，该最优滤波图像生成装置1具备第一 带宽决定表10 (实际上是存储第一带宽决定表的存储部)；最优带宽决 定表11 (实际上是存储最优带宽决定表的存储部)；原图像数据输入部 12;第一带宽决定部13;第一滤波系数数组计算部14;第一滤波图像 数据生成部15;分配系数计算部16;最优带宽决定表选择部17;最优 带宽决定部18;最优滤波系数数组计算部19;最优滤波图像数椐生成 部20;和最优滤波图像数据输出部21。
如图2所示，第一带宽决定表10对与图像尺寸对应的、在处理该 图像尺寸的图像数椐时使用第一带宽rl的值为怎样的值等的信息进行 管理。例如，对于具有4096x2048像素的图像尺寸的图像，第一带宽rl 的值变为Cl,对于具有1920x1080像素的图像尺寸的图像，第一带宽 rl的值变为C2,以这种方式管理图像尺寸与第一带宽rl的对应关系。
这里，因为以随着图像尺寸变大而第一带宽rl的值变小的方式进行设定，所以在图2所示的第一带宽rl的值Ci中，存在
0<C 1 <C2<C3<C4<C5<C6<C7<…...< 1 这样的关系。此外，在图2所示的第一带宽决定表10中，虽然表示一 种在各图像尺寸时的第一带宽rl的值的表结构，但是也可以具有在各图 像尺寸的范围中时的第一带宽rl的值的表结构。
如图3所示，最优带宽决定表11针对每个图像尺寸设定有多个目 标PSNR,且针对它们的各个组合准备有多个表。如图4所示，在各个 表、即在某图像尺寸的某目标PSNR中，与后述的分配系数X的值的范 围相对应，对与位于该范围中的分配系数X的值对应并被定义的最优带 宽r2 (用于实现目标PSNR的带宽)的值为怎样的值的信息进行管理。
例如，以对位于"X〈Ar，这个范围中的分配系数X,最优带宽r2的 值变为B,，对位于"A^X〈A2"这个范围的分配系数X，最优带宽r2的值 变为B2,对位于"A^X〈A3"这个范围的分配系数X，最优带宽r2的值变 为B3的方式，对分配系数X的范围与最优带宽r2的对应关系进行管理， 该最优带宽r2是用于实现目标PSNR的带宽。
这里，在Ai(i^ n-l)中，存在
0<Ai <A2<A3<......〈An-2〈An-!
这样的关系。
此外，因为以随着分配系数X变大而最优带宽r2的值变大的方式 进行设定，所以有
这样的关系。
原图像数据输入部12输入成为最优滤波图像数据的生成对象的原 图像数据B (1),并确定该输入的原图像数据B (1)的图像尺寸V。
第一带宽决定部13通过将原图像数椐输入部12所确定的图像尺寸 V为关键(key)而参照第一带宽决定表10,由此决定对应于该图像尺 寸V而被定义的第一带宽rl。
第一滤波系数数组计算部14对第一滤波系数数组进行计算，该第 一滤波系数数组实现以第一带宽决定部13决定的第一带宽rl进行频带 限制的情况下的频率特性。
第一滤波图像数据生成部15使用第一滤波系数数组计算部14计算 出的第一滤波系数数组对原图像数据B ( 1 )进行滤波处理，生成第一
i滤波图像数据B (rl )。
分配系数计算部16对原图像数据B ( 1 )与第一滤波图像数据生成 部15生成的第一滤波图像数据B(rl)进行比较，并对作为第一滤波图 像数椐B ( rl )的PSNR的P ( rl )进行测定，据此计算分配系数X。
最优带宽决定表选择部17从与图像尺寸和目标PSNR对应地准备 的多个最优带宽决定表ll中，选择与原图像数据输入部12确定的图像 尺寸V和用户赋予的目标PSNR对应的最优带宽决定表11，输出被分 配给选择的表的ID号码。
最优带宽决定部18以分配系数计算部16计算出的分配系数X为关 键，参照最优带宽决定表选择部17选择的(以上述ID号码表示的)最 优带宽决定表ll,由此决定最优带宽r2。
最优滤波系数数组计算部19对最优滤波系数数组进行计算，该最 优滤波系数数组实现以最优带宽决定部18决定的最优带宽r2进行频带 限制的情况下的频率特性。
最优滤波图像数据生成部20使用最优滤波系数数组计算部19计算 出的最优滤波系数数组对原图像数据B (1)进行滤波处理，生成最优 滤波图像数据B (r2)。
最优滤波图像数据输出部21输出最优滤波图像数据生成部20所生 成的最优滤波图像数据。
图5表示以上述方式构成的本实施方式的最优滤波图像生成装置1 所执行的处理流程的 一例。
接着，#>据该处理流程，对以上述方式构成的本实施方式的最优滤 波图像生成装置1所执行的处理进行详细的说明。
本实施方式的最优滤波图像生成装置1在有最优滤波图像数据的生 成要求时，如图5的处理流程所示那样，首先，最初在步骤SIO,输入 成为最优滤波图像数据的生成对象的原图像数据B (1),并确定该输 入的原图像数据B ( 1 )的图像尺寸V。
接着，在步骤S11中，以该确定的图像尺寸V为关键，参照第一带 宽决定表0，由此决定对应于该图像尺寸V被定义的第一带宽rl。
这里，在本实施方式的最优滤波图像生成装置1所处理的原图像数 据B ( 1 )的图像尺寸V被限定为预先决定的固定的尺寸的情况下，没 有必要准备第一带宽决定表10，决定对应于该固定的尺寸被预先定义的
12第一带宽rl。
接着，在步骤S12中，对第一滤波系数数组进行计算，该第一滤波 系数数组实现以该决定的第一带宽rl进行频带限制的情况下的频率特 性。
接着，在步骤S13中，使用该计算出的第一滤波系数数组对原图像 数据B (1)进行滤波处理，生成第一滤波图像数据B (rl)。
接着，在步骤S14中，对原图像数据B (1 )与该生成的第一滤波 图像数椐B(rl )进行比较，并对作为第一滤波图像数据B(rl )的PSNR 的P (rl )进行测定，据此计算分配系数X。
例如，使用P (rl),根据以下的计算式，
X=51.2/P (rl ) ......式(1 )
计算分配系数X。
图6表示在将具有1920xl080像素的图像尺寸的5种图像1~5作为 实验图像数据而使用，对这些图像1~5的亮度成分以滤波器系数数组进 行滤波处理时的带宽r与PSNR的值P (r)的对应关系的实验结果，其 中，该滤波系数数组实现在水平方向和垂直方向上相等的带宽r (0.3<r<l )的频率特性。
从该实验结果可知，上述的式(1 )中出现的"51.2，，这个值表示在不 对原图像数据进行频带限制的情况下获得的PSNR的值。
接着，在步骤S15中，从与图像尺寸V和目标PSNR对应地准备的 多个最优带宽决定表ll中，选择与原图像数椐输入部12所确定的图像 尺寸V和由用户赋予的目标PSNR对应的最优带宽决定表11。
这里，在本实施方式的最优滤波图像生成装置1所处理的原图像数 据B ( 1 )的图像尺寸V被限定为预先决定的固定的尺寸的情况下，没 有必要与图像尺寸和目标PSNR对应地准备最优带宽决定表11，而是准 备与目标PSNR对应的多个最优带宽决定表11。
此外，在本实施方式的最优滤波图像生成装置1所处理的原图像数 椐B(l)的图像尺寸V被限定为预先决定的固定的尺寸，并且本实施 方式的最优滤波图像生成装置1所处理的目标PSNR被限定为预先决定 的固定的值的情况下，没有必要与图像尺寸和目标PSNR对应地准备最 优带宽决定表11,而是准备与该目标PSNR对应的一个最优带宽决定表 11。接着，在步骤S16中，以计算出的分配系数X为关键，并参照选择 的最优带宽决定表ll，由此决定最优带宽r2。
接着，在步骤S17中，对最优滤波系数数组进行计算，该最优滤波 系数数组实现以该决定的最优带宽r2进行频带限制的情况下的频率特 性。
接着，在步骤S18中，使用该计算出的最优滤波系数数组对原图像 数据B ( 1 )进行滤波处理，生成实现目标PSNR的最优滤波图像数据B (r2)。
接着，在步骤S19中，输出该生成的最优滤波图像数据B (r2)， 结束处理。
这样，本实施方式的最优滤波图像生成装置1,以仅对原图像数据 B ( 1 )进行2次滤波处理就能够生成实现目标PSNR的最优滤波图像数 据B (r2)的方式进行处理。
接着，以具有图6所示的特性的图像1 5为具体例，对以上说明的 处理具体地进行说明。
当按照上述的步骤S10的处理，将1920xl080像素确定为原图像数 据B (1 )的图像尺寸V时，按照上述的步骤Sll的处理，通过参照具 有图2所示那样的数据结构的第一带宽决定表10，从而决定C2作为第 一带宽rl的值。
这里，如果将C2的值作为0.5时，按照上述的步骤S12 步骤S14 的处理，使用实现以rl-0.5进行频带限制的情况下的频率特性的第一滤 波系数数组，关于具有图6所示的特性的图像N5生成第一滤波图像数 据B (0.5),对作为该第一滤波图像数椐B (0.5)的PSNR的P (0.5) 进行测定。
根据该测定，从图6可知，针对图像1测得P (0.5) =34.5,针对图 像2测得P ( 0.5 ) =42.3,针对图像3测得P ( 0.5 ) =40.6,针对图像4 测得P ( 0.5 ) =42.7,针对图像5测得P ( 0.5 ) =45.3。
以下，按照上述的步骤S14的处理，使用"X-51.2/P (rl )"这个计 算式，针对图像1计算出分配系数X爿.48,针对图像2计算出分配系数 X=1.21,针对图像3计算出分配系数X-1.26,针对图像4计算出分配系 数XH.20,针对图像5计算出分配系数X二1.13。
接着，按照上述的步骤S16的处理，以这样计算出的分配系数X为关键，参照具有图4所示那样的数据结构的最优带宽决定表11,由此， 作为最优带宽r2的值，决定与分配系数X的大小相应的值Bi。 这时，如上所迷，最优带宽决定表ll具有
0<A! <A2<A3<......《n—2《n-j
0<B! <B2<B3<......<Bn-2<Bn_，<Bn<l
这样的数据结构，以下，分配系数X越大的原图像数据B ( 1 ),被决 定的最优带宽r2的值越大，分配系数X越小的原图像数据B (1)，被 决定的最优带宽r2的值越小。
即，分配系数X大的原图像数据B (1)从下述
X=51.2/P (rl )
计算式可知，意味着P (rl)的值较小(即，信号水平较低)，以后， 为了实现目标PSNR,需要增大最优带宽r2的值(即，放松频带限制)； 另一方面，分配系数X较小的原图像数据B ( 1 )意味着P (rl )的值较 大，以后，为了实现目标PSNR,需要减小最优带宽r2的值。
考虑以上情况，最优带宽决定表11为了实现分配系数X越大的 原图像数据B(l)，被决定的最优带宽r2的值越大，分配系数X越小 的原图像数据B ( 1 ),被决定的最优带宽r2的值越小，而具有以下数 据结构
0<A<A2<A3<……<An-2<An_i
(KB! <B2<B3<......〈Bn-2〈Bn-^Bn〈。
这样决定的最优带宽r2为能够生成最优滤波图像数据B (r2)的带 宽，其中，该最优滤波图像数据B (r2)能够实现目标PSNR,以下， 按照上述的步骤S16 步骤S17的处理，对最优滤波系数数组进行计算， 并使用其对原图像数据B( 1 )进行滤波处理，由此，生成实现目标PSNR 的最优滤波图像数椐B (r2)，其中，该最优滤波系数数组实现以最优 带宽r2进行频带限制的情况下的频率特性。
这样，在本实施方式的最优滤波图像生成装置1中，首先，最初根 据原图像数据的图像尺寸决定暂定的带宽，根据其生成暂定的滤波图像 数据并测定PSNR，接着，根据该测定到的PSNR对分配系数这个无维 (dimensionless)的参数进行计算。然后，使用规定的PSNR的值，以 计算出的分配系数为关键，参照以具有数椐变换结构的方式被设定的最 优带宽决定表11,其中，该数据变换结构是分配系数越大的原图像数据，被决定的最优带宽的值越大的数据变换结构，由此决定实现目标PSNR 的最优带宽，并根据其实现生成原图像数据的最优滤波图像数据。
按照此结构，根据本实施方式的最优滤波图像生成装置1，仅对原 图像数据进行2次滤波处理，就能够生成实现目标PSNR的最优滤波图 像数据
此后，使用本实施方式的最优滤波图像生成装置1,能够没有编码 处理而自动地进行适当的滤波处理，以使影像的所有的帧成为在主观上 为高质量并且具有同等的客观的图像质量评价值的图像。
以上，虽然根据图示的实施方式的例子对本发明进行了说明，但本 发明并不限定于此。
例如，在本实施方式的例子中，虽然对使用PSNR作为图像数据的 客观的图像质量评价值的结构进行了表示，但也可以使用PSNR以外的 客观的图像质量评价值。
此外，在本实施方式的例子中，虽然作为例子表示了 1920xl080像 素的图像尺寸，但也可以如图2所示那样，预先制作准备第一带宽决定 表IO,其中，该第一带宽决定表IO管理与各种各样的图像尺寸(所谓 的4kx2k, HD， SD, VGA, CIF， QCIF等任意的)对应的第一带宽rl, 由此能够将本发明的方法应用于任意尺寸的图像。
此外，在本实施方式的例子中虽然没有特别地进行详细的说明，但 是通过预先制作准备与各种各样的目标PSNR对应的最优带宽决定表 11，能够使用本发明的方法进行能够进行任意的图像质量控制的图像处 理。
此外，在本实施方式的例子中，虽然关于第一带宽rl和最优带宽 r2在水平方向和垂直方向上使带宽为相同的宽度，但是在水平方向和垂 直方向上带宽不同的情况下也能够发挥同样的效果。之所以使带宽在水 平方向和垂直方向上不同，是为了积极地利用以下现象因为在铅直方 向上有引力，所以使得在自然远景影像和货车(truck)影像等中，与水平 方向相比垂直方向上的亮度变化较大。
此外，在本实施方式的例子中，虽然没有特别地提及数字滤波的抽 头数(number of taps),但是应用在各种各样的抽头数的数字滤波中， 能够发挥同样的效果。并且，实现指定的频带限制的数字滤波的设计方 法没有特別的限制，例如，通过对期望的频率特性的形式进行逆z变换，能够求取具有该频率特性的数字滤波的系数数组并设计而进行利用。
此外，在本实施方式的示例中，在式(1 )中虽然使用51.2这个值， 它依赖于所使用的数字滤波器的特性，在使用不同的数字滤波器的情况 下，进行适当的变更。
此外，在本实施方式的例子中，通过仅对亮度成分进行频带处理而 进行了说明，但也能够对色差成分施加频带处理，在此情况下，能够进 一步提高编码时的编码效率。
产业上的可利用性
本发明能够以简化后的处理实现将原图像变换成具有规定的客观 的图像质量评价值的图像的滤波处理。根据该结构，能够以简化后的处 理实现适当的滤波处理，将影像的所有的帧变换成在主观上为高质量并 且具有相等的客观的图像质量评价值的图像。
1权利要求
1. 一种图像处理方法，具备根据输入的原图像数据的图像尺寸决定第一带宽的步骤；对第一滤波系数数组进行计算的步骤，其中，该第一滤波系数数组实现以所述第一带宽进行频带限制的情况下的频率特性；使用所述第一滤波系数数组对所述原图像数据进行滤波处理，生成第一滤波图像数据的步骤；导出所述第一滤波图像数据的客观的图像质量评价值，并基于该图像质量评价值对用于最优带宽的决定的分配系数进行计算的步骤；通过参照对所述分配系数和所述最优带宽的对应关系进行设定的最优带宽决定表，决定与所述计算出的分配系数对应的最优带宽的步骤；对最优滤波系数数组进行计算的步骤，其中，该最优滤波系数数组实现以所述决定了的最优带宽进行频带限制的情况下的频率特性；以及使用所述最优滤波系数数组对所述原图像数据进行滤波处理，生成最优滤波图像数据的步骤。
2. 根据权利要求1所述的图像处理方法，其中， 在决定所述第一带宽的步骤中，通过参照对图像尺寸和所述第一带宽的对应关系进行记述的第 一带宽决定表，决定与所述原图像数据的图 像尺寸对应的所述第一带宽。
3. 根据权利要求1所述的图像处理方法，其中， 在决定所述最优带宽的步骤中，在与图像尺寸和目标的客观的图像质量评价值对应地准备所迷最优带宽决定表的情况下，从其中选择与所 述原图像数据的图像尺寸和被指定的目标的客观的图像质量评价值对 应的最优带宽决定表，通过参照该选择的最优带宽决定表，决定与所迷 计算出的分配系数对应的最优带宽。
4. 根据权利要求1所述的图像处理方法，其中， 在计算所述分配系数的步骤中，使在不对所述原图像数据进行频带限制的情况下获得的客观的图像质量评价值，除以所迷导出的客观的图 像质量评价值，从而计算所述分配系数。
5. —种图像处理装置，具备根据输入的原图像数据的图像尺寸决定第一带宽的单元；对第一滤波系数数组进行计算的单元，其中，该第一滤波系数数组实现以所述第一带宽进行频带限制的情况下的频率特性；使用所述第 一滤波系数数组对所述原图像数据进行滤波处理，生成第一滤波图像数据的单元；导出所述第 一滤波图像数据的客观的图像质量评价值，并基于该图像质量评价值对用于最优带宽的决定的分配系数进行计算的单元；通过参照对所述分配系数和所述最优带宽的对应关系进行设定的最优带宽决定表，决定与所述计算出的分配系数对应的最优带宽的单元；对最优滤波系数数组进行计算的单元，其中，该最优滤波系数数组 实现以所述决定了的最优带宽进行频带限制的情况下的频率特性；以及使用所述最优滤波系数数组对所述原图像数据进行滤波处理，生成 最优滤波图像数据的单元。
6. 根据权利要求5所述的图像处理装置，其中， 对所述第一带宽进行决定的单元，通过参照对图像尺寸和所迷第一带宽的对应关系进行记述的第 一带宽决定表，决定与所述原图像数据的 图像尺寸对应的所述第一带宽。
7. 根椐权利要求5所述的图像处理装置，其中， 对所述最优带宽进行决定的单元，在与图像尺寸和目标的客观的图像质量评价值对应地准备所迷最优带宽决定表的情况下，从其中选择与 所述原图像数椐的图像尺寸和被指定的目标的客观的图像质量评价值 对应的最优带宽决定表，通过参照该选择的最优带宽决定表，决定与所 述计算出的分配系数对应的最优带宽。
8，根据权利要求5所迷的图像处理装置，其中，对所述分配系数进行计算的单元，使在不对所述原图像数据进行频 带限制的情况下获得的客观的图像质量评价值，除以所述导出的客观的 图像质量评价值，从而计算所述分配系数。
9. 一种图像处理用程序，用于使计算机执行用于实现权利要求1 所述的图像处理方法的处理。
10. —种计算机能够读取的记录介质，记录有图像处理用程序，该 图像处理用程序用于使计算机执行用于实现权利要求1所迷的图像处理 方法的处理。
全文摘要
一种图像处理方法，根据原图像数据的图像尺寸决定第一带宽，由此对滤波系数数组进行计算，实现在进行频带限制的情况下的频率特性，由此，对上述原图像数据进行滤波处理，生成第一滤波图像数据，导出该图像数据的客观的图像质量评价值，并根据其对用于决定最优带宽的分配系数进行计算，通过参照设定上述分配系数和上述最优带宽的对应关系的表，决定与上述分配系数对应的最优带宽，由此，对最优滤波系数数组进行计算，实现在进行频带限制的情况下的频率特性，由此，对上述原图像数据进行滤波处理，生成最优滤波图像数据。
文档编号G06T5/20GK101479764SQ200780023748
公开日2009年7月8日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年7月3日
发明者三反崎晓经, 上仓一人 申请人:日本电信电话株式会社