「理論限界を超える高精細化を実現」、4Kテレビ向け超解像で工学院が新提案

「理論限界を超える高精細化を実現」、4Kテレビ向け超解像で工学院が新提案
http://eetimes.jp/ee/articles/1212/19/news019.html
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一体、「ナイキスト周波数を超える高精細成分を再生する」とは、どういうことだろうか？
ナイキスト周波数とは、アナログ画像をデジタル画像に変換する工程で標本化を施す際、サンプリング周波数（標本化間隔の逆数で、解像度に相当する）の1/2に相当する周波数である。
元のアナログ画像の周波数成分のうち、ナイキスト周波数を超える成分は、再生時に元の信号として忠実に再現できない。
これは標本化定理としてよく知られている。
逆に、もしナイキスト周波数を超える成分を何らかの手法で再生できれば、サンプリング周波数を高めたのと同じ効果が得られるわけだ。

合志教授の研究グループは、拡大後の映像信号に簡単な非線形信号処理を施すことで、ナイキスト周波数を超える成分を再生できることを確認した。
具体的には、映像信号を2系統に分割し、一方の低域成分をカットした上で3乗し、さらに強度を調整した後、一定値以下に収まるようにリミッタをかける。
その上で、分割したもう一方と足し合わせるという処理だ。
この処理の出力信号には、入力の映像信号には含まれないナイキスト周波数を超える成分が含まれる。
映像の被写体をカメラで捉えた元々のアナログ画像に無い情報を作り出せるわけではないが、デジタル映像の拡大後の解像度を高める効果が得られるという。
なお、この非線形信号処理の詳細については、論文で既に発表済みである（関連論文）。

合志教授によれば、この非線形信号処理はごく簡単な回路やソフトウェアで実装することが可能だ。
実際に、今回のデモで用いた信号処理ユニットの試作機では数世代前の比較的古いFPGAを用いてこの処理を実装しており、
仮に同じ処理をソフトウェアで記述すればC言語で数百行といった規模に収まるという。
これに対し、旧来方式である再構成型超解像では、複雑な処理が必要なので「1万行クラスになる」（同教授）と説明する。

うん

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黄色と赤の花は綺麗だけど中央の緑の葉っぱがみてて不安になる