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視頻信號處理裝置的製作方法

2023-06-25 19:10:16 1

專利名稱:視頻信號處理裝置的製作方法
技術領域:
本發明涉及對已被編碼的動圖像數據進行解碼和再現的視頻信號處理裝置,尤其涉及包括有效視頻尺寸區域外的像素組的動圖像數據的圖像壓縮擴展。
背景技術:
近年來,通過MPEG(Moving Picture Experts Group運動圖像專家組)等圖像信息壓縮方法對已被編碼的動圖像數據進行再現的裝置的低價競爭愈演愈烈,並正在尋求系統成本的降低。為了謀求成本的降低,對編碼後的動圖像數據使用頻率變換等方式來削減數據量,由此削減存儲動圖像數據的幀存儲器的容量。
圖7是表示現有視頻信號處理裝置結構的圖。在圖7中,視頻信號處理部405具有可變長度編碼部401、運動補償部402、逆量化部403、以及IDCT(Inverter Discrete Cosine Transform逆離散餘弦變換)部404。圖像壓縮部407由DCT(Discrete Cosine Transform離散餘弦變換)部和IDCT部等構成。圖像擴展部408由DCT部和IDCT部等構成。
圖7的視頻信號處理裝置如下述那樣動作。首先,按照MPEG2等編碼後的編碼動圖像數據410輸入到視頻信號處理部405。視頻信號處理部405對編碼圖像數據410進行解碼處理,輸出動圖像數據411。接著,圖像壓縮部407對動圖像數據411進行壓縮處理,輸出壓縮動圖像數據413。動圖像數據411被按圖像壓縮部407中的DCT部的DCT尺寸劃分,依次被提供到圖像壓縮部407。從圖像壓縮部407輸出的壓縮動圖像數據413被存儲在幀存儲器409中。然後,從幀存儲器409讀出視頻信號處理部405所需要的壓縮動圖像數據414,由圖像擴展部408進行擴展處理。被擴展了的動圖像數據415被輸入到視頻信號處理部405(例如,參照專利文獻1)。
專利文獻1日本特開平9-247673號公報發明內容近年來的圖像信息壓縮技術中,包含MPEG方式的各種壓縮技術的開發不斷向前推進,動圖像數據的有效視頻尺寸也是多種多樣的。因此,還存在有效視頻尺寸無法被DCT尺寸等壓縮處理尺寸除盡的動圖像數據。
在存在這種動圖像數據的情況下,有時在包含有效視頻尺寸區域之外的像素組的情況下進行壓縮處理。即存在這樣的情況被分割成壓縮處理尺寸的動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該區域之外的區域。此時,有可能會導致壓縮處理後的動圖像數據的像質惡化。
為了避免這樣的問題,考慮按照有效視頻尺寸來任意變更DCT尺寸,從而實施壓縮處理的方法。但是,此時不僅DCT部的運算電路變大,而且用於控制電路的控制部分也將變得複雜,這成為電路規模增大的原因。
鑑於上述問題,本發明的目的在於在將各種各樣的有效視頻尺寸的動圖像數據作為輸入的視頻信號處理裝置中,不導致電路規模的大幅增大而抑制壓縮處理後的動圖像數據的像質的惡化。
本發明的視頻信號處理裝置,包括視頻信號處理部,對編碼動圖像數據進行解碼;圖像修正處理部,對從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據進行修正處理;圖像壓縮部,對由上述圖像修正處理部所修正的動圖像數據進行壓縮;以及圖像擴展部,對由上述圖像壓縮部所壓縮的動圖像數據進行擴展,當被分割成壓縮處理尺寸的上述動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,上述圖像修正處理部使用有效視頻尺寸區域內的像素對有效視頻尺寸區域外的像素進行修正。
根據本發明,在由圖像壓縮部對被解碼了的動圖像數據進行壓縮前,由圖像修正處理部對其進行修正處理。並且,該修正處理中,當被分割成壓縮處理尺寸的動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,對有效視頻尺寸區域外的像素進行使用了有效視頻尺寸區域內的像素的修正。由此,能夠提高有效視頻尺寸區域內的像素組和有效視頻尺寸區域外的像素組的相關性。因此,能夠大幅度地降低壓縮處理後的動圖像數據的像質惡化。另外,這種修正處理僅增加一點點電路規模就可實現。
本發明的視頻信號處理裝置,包括視頻信號處理部,對編碼動圖像數據進行解碼;圖像壓縮部,對從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據進行壓縮;圖像擴展部,對由上述圖像壓縮部所壓縮的動圖像數據進行擴展;以及圖像修正處理部,參照從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據,對從上述圖像擴展部輸出的動圖像數據進行修正處理,上述圖像修正處理部,當被分割成壓縮處理尺寸的從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,將有效視頻尺寸區域內的像素中鄰接與該有效視頻尺寸區域之外的區域的邊界的k(k為正整數)個像素保存在暫時保存存儲部,並且,對於從上述圖像擴展部輸出的動圖像數據進行修正,即用保存在上述暫時保存存儲部中的k個像素來置換該動圖像數據中對應於該k個像素的像素。
根據本發明,能夠在要壓縮被視頻信號處理部解碼後的動圖像數據時,進行修正處理,使壓縮處理後的動圖像數據的像質惡化大幅度地降低。另外,通過在壓縮處理前進行修正處理,不需要生成符合有效視頻尺寸區域的運算器,能夠抑制電路規模的增大。


圖1是表示本發明實施方式1~12的視頻信號處理裝置結構的框圖。
圖2是表示成為修正處理對象的行數據的示意圖。
圖3是表示壓縮擴展函數的圖。
圖4是表示取有效視頻尺寸區域m=4時的壓縮擴展矩陣的圖。
圖5是圖像修正部的結構例。
圖6表示本發明實施方式13的視頻信號處理裝置結構的框圖。
圖7是表示現有視頻信號處理裝置結構的框圖。
具體實施例方式
以下,參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
(實施方式1)圖1是表示本發明的實施方式1的視頻信號處理裝置的結構的框圖。在圖1中,105是對編碼動圖像數據DIN進行解碼的視頻信號處理部,106是對從視頻信號處理部105輸出的動圖像數據D1進行修正處理的圖像修正處理部,107是對由圖像修正處理部106所修正的動圖像數據D2進行壓縮的圖像壓縮部,108是對由圖像壓縮部107所壓縮的動圖像數據DC2進行擴展的圖像擴展部。視頻信號處理部105具有可變長度解碼部101、運動補償部102、逆量化部103、以及IDCT部104。另外,圖像壓縮部107和圖像擴展部108使用頻率變換來進行處理。圖像壓縮部107由DCT部和IDCT部等構成,圖像擴展部108由DCT部和IDCT部等構成。
由圖像壓縮部107所壓縮的動圖像數據DC1存儲在幀存儲器109中。並且,從幀存儲器109讀出視頻信號處理部105所需要的壓縮動圖像數據DC2,由圖像擴展部108所擴展的動圖像數據DE被提供給視頻信號處理部105。本實施方式的視頻信號處理裝置取為不包含幀存儲器109的結構,但也可以取為包含幀存儲器109的結構。
說明圖1那樣構成的視頻信號處理裝置的動作。
首先,編碼動圖像數據DIN輸入到視頻信號處理部105。視頻信號處理部105執行解碼處理。由視頻信號處理部105所解碼了的動圖像數據D1被分割成圖像壓縮部107中的壓縮處理尺寸,輸入到圖像修正處理部106。在此,設為分割成圖像壓縮部107的DCT部的DCT尺寸。圖像修正處理部106,當被分割成壓縮處理尺寸的動圖像數據D1包含有效視頻尺寸區域和該區域之外的區域時,對有效視頻尺寸區域外的像素使用有效視頻尺寸區域內的像素進行修正。通過該修正,能夠降低由壓縮擴展引起的動圖像數據的像質惡化。即,通過在進行圖像壓縮處理前實施圖像修正處理,能夠提高有效視頻尺寸區域內的像素組和有效視頻尺寸區域外的像素組的相關性。關於修正處理的具體內容將在後面說明。
由圖像修正處理部106所修正的動圖像數據D2被輸入到圖像壓縮部107。圖像壓縮部107執行壓縮處理,輸出壓縮動圖像數據DC1。通過這種壓縮處理能夠削減數據量。從圖像壓縮部107輸出的壓縮動圖像數據DC1存儲在幀存儲器109中。並且,從幀存儲器109讀出視頻信號處理部105所需要的壓縮動圖像數據DC2,輸入到圖像擴展部108中。圖像擴展部108執行擴展處理,輸出擴展動圖像數據DE。從圖像擴展部108輸出的擴展動圖像數據DE輸入到視頻信號處理部105,用於運動補償處理。
修正處理
圖像修正處理部106,以沿水平方向排列的、由有效視頻尺寸區域內的有效像素組和有效視頻尺寸區域外的修正對象像素組構成的行為單位來執行修正處理。在此,將行方向取為水平方向,但行中的像素排列不限於水平方向,也可以根據視頻信號處理裝置取為縱向等方向。
圖2是表示成為修正處理的對象的行數據的示意圖。如圖2所示,行數據211具有n個像素,由有效視頻尺寸區域內的有效像素組211a[X1X2...Xm]和有效視頻尺寸區域外的修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]構成。n與壓縮處理尺寸(水平方向)相同,為1以上的整數,m是有效像素組211a的像素數,為1以上的整數。
圖像修正處理部106,使用有效像素組211a[X1X2...Xm]來對修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]進行修正。由此,能夠大幅度地降低壓縮處理後的動圖像數據DC1的像質惡化。
在本實施方式中,具體而言,進行如下修正處理。即,將修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]分別置換為有效像素組211a[X1X2...Xm]中的最後像素Xm。通過這樣的修正處理,能夠避免使圖像頻率在有效視頻尺寸區域邊界產生變化,可得到能夠降低馬賽克噪音(BlockNoise)發生的效果。
在此,將壓縮尺寸n取為8,將有效像素組211a的像素數m取為4。此時,行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4]被進行修正,Z1~Z4分別被置換成X4,從而變為[X1X2X3X4X4X4X4X4]。
由修正處理帶來的像質改善的效果評價如下。
例如,將動圖像數據壓縮1/2而存儲在幀存儲器109中時,在輸出圖像的情況下,需要擴展2倍即擴展為與原來的動圖像數據等倍。另外,將視頻信號處理部105所需要的動圖像數據從幀存儲器109讀出時,需要將壓縮動圖像數據擴展為原來的像素單位。
因此,在本實施方式中,並不使用幀存儲器109上的像素值,而是使用壓縮後再次被擴展了的動圖像數據進行修正處理的評價。當圖像壓縮部107的壓縮函數取為f(x),圖像擴展部108的擴展函數取為g(x)時,用於計算壓縮擴展後的像素值的壓縮擴展函數h(x)能通過壓縮函數f(x)與擴展函數g(x)相乘來得到。能夠通過使用該壓縮擴展函數h(x)來評價由修正處理帶來的改善效果。
在本實施方式中,如圖3那樣定義壓縮擴展函數h(x)。此時,對於行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4],壓縮擴展後的像素Yi(i=1~8)能由下面的公式算出(其中n=8,m=4)。
Yi=(a1i×X1+a2i×X2+...+a8i×Z4)/100因為只對有效像素組211a[X1X2X3X4]進行評價即可,所以不需要僅是Y5~Y8的運算所需的係數aj5、aj6、aj7、aj8(j=1~8)。因此,在以後的評價中將採用圖4所示的壓縮擴展矩陣h(x)。
首先,假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0。例如,當行數據211=[70 85 120 150 0 0 0 0]時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 150150 150]。壓縮擴展後的數據成為[73 88 113 150 150 158147 151]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141 143 11 0 8 0]。其結果,對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,在本實施方式為[3 3-70],而以往為[-3 -6 21 -7]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。原本動圖像數據只提供正整數,壓縮動圖像數據和擴展動圖像數據也為正整數,但此處的精度比較直接使用了用圖像壓縮矩陣計算出的結果。
另外,假定修正對象像素組211b為255,例如行數據211=[70 85120 150 255 255 255 255]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 150 150 150]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[7 10 -27 6],而本實施方式為[3 3 -7 0]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為隨機值,例如行數據211=[7085 120 150 187 73 158 170]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 150 150 150]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[9 5 -8 13],而本實施方式為[3 3 -7 0]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定有效像素組211a的像素值上下變化,例如行數據211=[40 80 60 50 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[40 80 60 50 50 50 50 50]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[40 80 60 50]的誤差,以往為[-4 -10 14 -3],而在本實施方式為[-2 -7 5 0]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式2)本發明的實施方式2的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,通過有效像素組211a[X1X2...Xm]的對稱插值對修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]進行修正。在此,對稱插值是指以有效像素組211a和修正對稱像素組211b的邊界為中心,對修正對象像素組211b進行修正,使得有效像素組211a和修正對象像素組211b對稱。通過這樣的修正處理,能夠在有效視頻尺寸區域內外使圖像頻率特性和像素平均值近似,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據像質惡化的效果。
與實施方式1同樣,當取n=8,m=4時,行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4]通過修正,Z1~Z4分別被置換成X4~X1,從而變為[X1X2X3X4X4X3X2X1]。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
首先,假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[70 85 120 150 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 12085 70]。壓縮擴展後的數據成為[70 89 116 154 147 101 8272]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141 143 11 0 8 0]。其結果,相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,在本實施方式為
,而以往為[-3 -6 21 -7]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為255,例如行數據211=[70 85120 150 255 255 255 255]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 120 85 70]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[7 10 -27 6],而在本實施方式為
。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為隨機值,例如行數據211=[70 85 120 150 187 73 158 170]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 150 120 85 70]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120150]的誤差,以往為[9 5 -8 13],而本實施方式為
。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定有效像素組211a的像素值上下變化,例如行數據211=[40 80 60 50 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[40 80 60 50 50 60 80 40]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[40 80 60 50]的誤差,以往為[-4 -10 14 -3],而在本實施方式為[1 -12 7 1]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式3)本發明的實施方式3的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,通過使用有效像素組中的邊界附近的像素的差量來考慮像素值的變化方向。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,首先,使用有效像素組211a的最後2個像素Xm-1、Xm將修正對象像素組211b中鄰接有效像素組的像素Z1修正為(2Xm-Xm-1)。即Z1=2Xm-Xm-1=Xm+(Xm-Xm-1),考慮了像素值的變化方向。然後,通過以修正後的像素Z1為中心的有效像素組211a[X1X2...Xm]的對稱插值,來對修正對象像素組211b的其餘像素[Z2...Zn-m]進行修正。此處的對稱插值是指以像素Z1為中心對修正對象像素組211b的其餘像素進行修正,使得有效像素組211a和修正對象像素組211b對稱。通過這樣的修正處理,能夠在有效視頻尺寸區域邊界進行考慮了動圖像數據的圖像頻率變化方向的修正。另外,能夠在有效視頻尺寸區域內外使圖像頻率特性和像素平均值近似。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
與實施方式1同樣,當取n=8,m=4時,行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4]通過修正,Z1被置換成(2×X4-X3),Z2~Z4分別被置換成X4~X2,從而變為[X1X2X3X4(2×X4-X3)X4X3X2]。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
首先,假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[70 85 120 150 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,Z1=2×150-120=180,則行數據211被修正為[70 85 120 150 180 150 120 85]。壓縮擴展後的數據成為[72 88 112 156 172 164 112 90]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141143 11 0 8 0]。其結果,相對於有效像素組211a[70 85 120150]的誤差,在本實施方式為[2 3-8 6],而以往為[-3 -6 21-7]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為255,例如行數據211=[70 85120 150 255 255 255 255]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 180 150 120 85]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[7 10 -27 6],而在本實施方式為[2 3 -8 6]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為隨機值,例如行數據211=[7085 120 150 187 73 158 170]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 180 150 120 85]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[9 5 -8 13],而本實施方式為[2 3 -8 6]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定有效像素組211a的像素值上下變化,例如行數據211=[40 80 60 50 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[40 80 60 50 40 50 60 80]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[40 80 60 50]的誤差,以往為[-4 -10 14 -3],而在本實施方式為[-2 -6 4 -2]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式4)本發明的實施方式4的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,通過以有效像素組211a的最後像素Xm為中心的有效像素組211a[X1X2...Xm]的對稱插值,來對修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]進行修正。通過這樣的修正處理,能夠在有效視頻尺寸區域內外使圖像頻率特性和像素平均值近似,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
與實施方式1同樣,當取n=8,m=4時,行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4],通過修正變為[X1X2X3X4X3X2X1X2]。
首先,假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[70 85 120 150 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 120 85 7085]。壓縮擴展後的數據成為[69 87 121 151 118 88 70 85]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141 143 11 0 8 0]。其結果,相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,在本實施方式為[-1 2 1 1],而以往為[-3 -6 21 -7]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為255,例如行數據211=[70 85120 150 255 255 255 255]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 120 85 70 85]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[7 10 -27 6],而在本實施方式為[-1 2 11]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定修正對象像素組211b為隨機值,例如行數據211=[7085 120 150 187 73 158 170]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 120 85 70 85]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,以往為[9 5 -8 13],而本實施方式為[-1 2 1 1]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
另外,假定有效像素組211a的像素值上下變化,例如行數據211=[40 80 60 50 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[40 80 60 50 50 60 80 40]。在這種情況下,壓縮擴展後的數據相對於有效像素組211a[40 80 60 50]的誤差,以往為[-4 -10 14 -3],而本實施方式為[-5 1 -2 -4]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式5)本發明的實施方式5的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,首先,將修正對象像素組211b中鄰接有效像素組的像素Z1修正為通過使用有效像素組211a的最後k個像素(k為3以上的整數)的函數而運算出的值。然後,通過以修正後的像素Z1為中心的有效像素組211a[X1X2...Xm]的對稱插值,來對修正對象像素組211b的其餘像素[Z2...Zn-m]進行修正。
上述函數取為對有效像素組211a的最後像素分別加上將像素間的差量乘以係數後得到的值的函數。此時,係數最好是離要修正的像素Z1越遠就越小的值。由此,能夠使離要修正的像素Z1近的像素間的變化量的權重大,使離得遠的像素間的變化量的權重小。通過這樣的修正處理,能夠考慮有效視頻尺寸區域內的圖像頻率特性而對修正對象像素組的最前面的像素進行修正。另外,通過有效像素組的對稱插值,能進行考慮了整體的圖像頻率特性和像素平均值的修正。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
在此,取n=8,m=5,k=3。即,通過使用了有效像素組211a的最後3個像素[X3X4X5]的函數,來對像素Z1進行修正。另外,把要乘以像素間的差量的係數按離像素Z1從近到遠的順序取為3/4、1/4。即修正為Z1=X5+(X5-X4)×3/4+(X4-X3)×1/4。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[80 90 100120 110 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[80 90 100 120 110 108 110 120]。壓縮擴展後的數據成為[81 88 98 120 118 45 110 121]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,成為[76 82 106 131 88 23 -178]。其結果,對於有效像素組211a[80 90 100 120 110]的誤差,在本實施方式中為[1 -2 -2 0 1],而以往為[-4 -8 6 11-23]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
乘以像素間的差量的係數並不限於3/4、1/4。另外,用於函數所使用的像素個數k也不限於3個。
如圖5所示,圖像修正處理部106也可以具有保存上述函數的係數的寄存器106a。通過這樣的結構,可以將設定為3/4、1/4的係數任意地進行變更,例如變更為2/3、1/3。由此,按照動圖像數據的特徵,能夠確定以怎樣的程度考慮有效像素的變化比率,因此能夠執行更合適的修正處理。
(實施方式6)本發明的實施方式6的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,依次使用有效像素組211a[X1X2...Xm]置換修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]。通過這樣的修正處理,能夠抑制有效視頻尺寸區域邊界附近的頻率變化和像素平均值的較大變動,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
與實施方式1同樣,當取n=8,m=4時,行數據211[X1X2X3X4Z1Z2Z3Z4],通過修正Z1~Z4分別被置換為X1~X4,行數據211變為[X1X2X3X4X1X2X3X4]。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[70 85 120 150 0 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[70 85 120 150 70 85 120150]。壓縮擴展後的數據成為[74 84 121 143 78 81 124146]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141 143 11 0 8 0]。其結果,相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,在本實施方式為[4 -1 1-7],而以往為[-3 -6 21 -7]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式7)本發明的實施方式7的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,如圖5所示,圖像修正處理部106具有寄存器106a。並且,該寄存器106a保存用於對修正對象像素組211b進行修正的修正值。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,將修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]修正為保存在寄存器106a中的修正值。通過根據動圖像數據的特徵設定修正值,能夠使圖像頻率的高低和像素平均值發生變化。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
在此,取n=8,m=5時,在寄存器106a中保存修正值
。此時,行數據211[X1X2X3X4X5Z1Z2Z3],通過修正Z1~Z3分別被置換為0、0、255,從而行數據211變為[X1X2X3X4X50 0 255]。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定有效像素組211a中高頻成分變大,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[100 150 90 120 80 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[100 150 90 120 80 0 0255]。壓縮擴展後的數據成為[99 148 99 106 94 -33 7249]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[99 121 120 117 68 19 -19 10]。其結果,相對於有效像素組211a[100 150 90 120 80]的誤差,在本實施方式為[-1-2 9-14 14],而以往為[-1 -29 30 -3 -13]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式8)本發明的實施方式8的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,如圖5所示,圖像修正處理部106具有寄存器106a。並且,該寄存器106a保存在用於對修正對象像素組211b進行修正的運算中使用的修正值。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,首先,對有效像素組211a[X1X2...Xm]計算像素平均值XAVE。然後,將修正對象像素組211b[Z1Z2...Zn-m]修正為把保存在寄存器106a中的修正值加上像素平均值XAVE後得到的值。通過這樣的修正處理,以有效像素組的像素平均值為基準進行修正,因此,能夠將修正對象像素組修正為接近於像素平均值的值。因此,可得到能夠在壓縮擴展時降低像質惡化的效果。
在此,取n=8,m=5時,在寄存器106a中保存修正值[-10 2010]。此時,行數據211[X1X2X3X4X5Z1Z2Z3],通過修正變為[X1X2X3X4X5XAVE-10 XAVE+20 XAVE+10]。其中,XAVE=(X1+X2+X3+X4+X5)/5。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[120 110 140130 125 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,被修正為[120 110 140 130 125 115 145 135]。壓縮擴展後的數據成為[118 112 128 144 115 46 141 138]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[110 111 134156 95 23 -15 8]。其結果,相對於有效像素組211a[120 110140 130 125]的誤差,本實施方式為[-2 2 -12 14 -10],而以往為[-10 1 -6 26 -30]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式9)本發明的實施方式9的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,將要進行修正的所屬行的前兩行的數據用於修正。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,將修正對象像素組211b的各個像素修正為(2Xl-Xl-1)與(2Xp-Xp-1)的平均值。在此,Xl-1、Xl是同一行的前2個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素。(2Xl-Xl-1)是考慮了前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xp-Xp-1)是考慮了斜上方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值。通過這樣的修正處理,使用按兩個方向計算出的修正值對修正對象像素組的各像素進行修正,因此,能夠使修正精度提高。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展所帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[115 125 130130 120 0 0 0]。另外,將前一行的行數據取為[115 130 135135 130 0 0 0],將前兩行的行數據取為[120 130 135 140130 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,行數據211被修正為[115 125 130 130 120 115 113 110]。壓縮擴展後的數據成為[112 122 127 137 117 120 112 113]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[107118 134 149 93 24 -18 10]。其結果,相對於有效像素組211a[115 125 130 130 120]的誤差,本實施方式為[-3 -3-3 7 -3],而以往為[-8 -8 4 19 -27]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式10)本發明的實施方式10的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,將要進行修正的所屬行的前兩行和後兩行的數據用於修正。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,將修正對象像素組211b的各個像素修正為(2Xl-Xl-1)、(2Xp-Xp-1)、(2Xq-Xq-1)的平均值。在此,Xl-1、Xl是同一行的前2個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素,Xq是後一行前一列的像素,Xq-1是後兩行前兩列的像素。(2Xl-Xl-1)是考慮了前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xp-Xp-1)是考慮了斜上方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xq-Xq-1)是考慮了斜下方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值。通過這樣的修正處理,使用按三個方向計算出的修正值對修正對象像素組的各像素進行修正,因此,能夠使修正精度提高。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展所帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[115 125 130130 120 0 0 0]。另外,將前一行的行數據取為[115 130 135135 130 0 0 0],將前兩行的行數據取為[120 130 135 140130 0 0 0],將後一行的行數據取為[110 125 125 120 1100 0 0],將後兩行的行數據取為[110 120 115 110 115 0 00]。此時,通過本實施方式的修正處理,行數據211被修正為[115 125130 130 120 112 106 99]。壓縮擴展後的數據成為[111 122128 137 116 117 105 102]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[107 118 134 149 9324 -18 10]。其結果,相對於有效像素組211a[115 125 130130 120]的誤差,本實施方式為[-4 -3 -2 7 -4],而以往為[-8 -8 4 19 -27]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式11)本發明的實施方式11的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,將要進行修正的所屬行的前兩行的數據用於修正。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,將修正對象像素組211b中鄰接有效像素組211a的像素Z1修正為(2Xm-Xm-1)與(2Xp-Xp-1)的平均值。在此,Xm、Xm-1是有效像素組211a的最後兩個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素。(2Xm-Xm-1)是考慮了前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xp-Xp-1)是考慮了斜上方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值。並且,通過以修正後的像素Z1為中心的有效像素組211a的對稱插值,對修正對象像素組211b中剩餘的像素進行修正。通過這樣的修正處理,使用按兩個方向計算出的修正值對修正對象像素組中鄰接有效像素組的像素進行修正,因此,能夠使修正精度提高。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展所帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[115 125 130130 120 0 0 0]。另外,將前一行的行數據取為[115 130 135135 130 0 0 0],將前兩行的行數據取為[120 130 135 140130 0 0 0]。此時,通過本實施方式的修正處理,行數據211被修正為[115 125 130 130 120 115 120 130]。壓縮擴展後的數據成為[112 123 126 136 118 120 119 132]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[107118 134 149 93 24 -18 10]。其結果,相對於有效像素組211a[115 125 130 130 120]的誤差,本實施方式為[-3 -2-4 6 -2],而以往為[-8 -8 4 19 -27]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式12)本發明的實施方式12的視頻信號處理裝置的結構與實施方式1相同。不過,圖像修正處理部106的修正處理的內容與實施方式1不同。在本實施方式中,將要進行修正的所屬行的前兩行和後兩行的數據用於修正。
具體而言,圖像修正處理部106進行如下的修正處理。即,將修正對象像素組211b中鄰接有效像素組211a的像素Z1修正為(2Xm-Xm-1)、(2Xp-Xp-1)、(2Xq-Xq-1)的平均值。在此處,Xm、Xm-1是有效像素組211a的最後2個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素,Xq是後一行前一列的像素,Xq-1是後兩行前兩列的像素。(2Xm-Xm-1)是考慮了前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xp-Xp-1)是考慮了斜上方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值,(2Xq-Xq-1)是考慮了斜下方向的前面緊鄰的像素值的變化方向的修正值。並且,通過以修正後的像素Z1為中心的有效像素組211a的對稱插值,對修正對象像素組211b中剩餘的像素進行修正。通過這樣的修正處理,使用按三個方向計算出的修正值對修正對象像素組中鄰接有效像素組的像素進行修正,因此,能夠使修正精度提高。因此,可得到能夠降低由壓縮擴展所帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
對本實施方式中的修正處理帶來的像質改善的效果進行評價。
假定修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[115 125 130130 120 0 0 0]。另外,將前一行的行數據取為[115 130 135135 130 0 0 0],將前兩行的行數據取為[120 130 135 140130 0 0 0],將後一行的行數據取為[110 125 125 120 1100 0 0],將後兩行的行數據取為[110 120 115 110 115 0 00]。此時,通過本實施方式的修正處理,行數據211被修正為[115 125130 130 120 112 120 130]。壓縮擴展後的數據成為[113 123126 137 117 118 118 132]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[107 118 134 149 9324 -18 10]。其結果,相對於有效像素組211a[115 125 130130 120]的誤差,本實施方式為[-2 -2 -4 7 -3],而以往為[-8 -8 4 19 -27]。即,能夠確認本實施方式帶來的像質改善結果。
(實施方式13)圖6是本發明的實施方式13的視頻信號處理裝置的結構的框圖。在圖6中,對與圖1相同的構成要素附加相同的標號,在此省略其詳細說明。
在圖6中,圖像修正處理部120對從圖像擴展部108輸出的動圖像數據DE進行修正處理,修正後的動圖像數據DE2輸出到視頻信號處理部105。此時,參照從視頻信號處理部105輸出的動圖像數據D1。圖像修正處理部120具有暫時保存存儲部120a。
具體而言,圖像修正處理部120進行如下處理。即,圖像修正處理部120,當分為壓縮處理尺寸的動圖像數據D1包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,將有效視頻尺寸區域內的像素中鄰接與該有效視頻尺寸區域之外的區域的邊界的k個像素(k為正整數)保存在暫時保存存儲部120a。並且,對於從圖像擴展部108輸出的動圖像數據DE,進行用保存在暫時保存存儲部120a中的k個像素來置換與此對應的像素的修正。通過這樣的修正,在有效視頻尺寸區域的邊界上使用壓縮擴展前的像素,因而可以得到能降低由壓縮擴展所帶來的動圖像數據的像質惡化的效果。
圖像修正處理部120如圖2所示的行數據那樣,以由沿水平方向排列的、有效視頻尺寸區域內的有效像素組和有效視頻尺寸區域外的修正對象像素組構成的行為單位來執行修正處理。在此,以行方向為水平方向,但行中像素的排列不限於水平方向,也可以根據視頻信號處理裝置取為縱向等方向。
在此,取n=8、m=4、k=1。並且,假定有效像素組211a單調增加,修正對象像素組211b為0,例如行數據211=[70 85 120150 0 0 0 0]。此時,在圖像修正處理部120的暫時保存存儲部120a保存有150(=X4),壓縮擴展後的數據為[67 80 141 143 10-16 9 -6],在該數據中,將143(=X4)置換為保存在暫時保存存儲部120a中的150。通過這種修正,成為[67 80 141 150 10-16 9 -6]。另一方面,如以往那樣不進行修正處理的情況下,壓縮擴展後的數據為[67 79 141 143 11 0 8 0]。其結果,相對於有效像素組211a[70 85 120 150]的誤差,本實施方式為[-3 -6 21 0],而以往為[-3 -6 21 -7]。即,能夠確認修正有效像素組的最後像素帶來的像質改善結果。
在以上的例子中,進行置換的像素取為1個像素,但不限於此,例如也可以根據視頻信號處理裝置進行2個像素以上的置換。
工業上利用的可能性根據本發明,對於各種各樣的有效視頻尺寸的動圖像數據,能夠不導致電路規模的大幅增大而抑制壓縮處理後的動圖像數據的像質惡化,因此,例如將其作為節省存儲器尺寸來進行解碼處理的視頻信號處理裝置等是有用的。
權利要求
1.一種視頻信號處理裝置,其特徵在於,包括視頻信號處理部,對編碼動圖像數據進行解碼;圖像修正處理部,對從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據進行修正處理;圖像壓縮部,對由上述圖像修正處理部所修正的動圖像數據進行壓縮;以及圖像擴展部,對由上述圖像壓縮部所壓縮的動圖像數據進行擴展,當被分割成壓縮處理尺寸的上述動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,上述圖像修正處理部使用有效視頻尺寸區域內的像素對有效視頻尺寸區域外的像素進行修正。
2.根據權利要求1所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部以行為單位進行修正處理,其中,該行由沿水平方向或縱向排列的、有效視頻尺寸區域內的有效像素組和有效視頻尺寸區域外的修正對象像素組構成。
3.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部將上述修正對象像素組置換為上述有效像素組中的最後像素。
4.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部通過以上述有效像素組和上述修正對稱像素組的邊界為中心的上述有效像素組的對稱插值來對上述修正對象像素組進行修正。
5.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部將上述修正對象像素組中鄰接上述有效像素組的像素修正為(2Xm-Xm-1),並通過以上述修正後的像素為中心的上述有效像素組的對稱插值來對上述修正對象像素組中剩餘的像素進行修正,其中Xm-1、Xm是上述有效像素組的最後2個像素。
6.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部通過以上述有效像素組的最後像素為中心的上述有效像素組的對稱插值來對上述修正對象像素組進行修正。
7.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部將上述修正對象像素組中鄰接上述有效像素組的像素修正為通過使用了上述有效像素組的最後k個像素的函數而計算出的值,並通過以上述修正後的像素為中心的對稱插值來對上述修正對象像素組中剩餘的像素進行修正,其中k為3以上的整數。
8.根據權利要求7所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部具有保存上述函數的係數的寄存器。
9.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部依次使用上述有效像素組來對上述修正對象像素組進行置換。
10.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部具有保存修正值的寄存器,並將上述修正對象像素組修正為保存在上述寄存器中的修正值。
11.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部具有保存修正值的寄存器,並且,計算上述有效像素組的像素平均值,且將上述修正對象像素組修正為將保存在上述寄存器中的修正值加上上述像素平均值後得到的值。
12.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部使用上述行的前兩行,將上述修正對象像素組的各個像素修正為(2Xl-Xl-1)與(2Xp-Xp-1)的平均值,其中,Xl-1、Xl是同一行的前兩個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素。
13.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部使用上述行的前兩行和後兩行,將上述修正對象像素組的各個像素修正為(2Xl-Xl-1)、(2Xp-Xp-1)和(2Xq-Xq-1)的平均值,其中,Xl-1、Xl是同一行的前兩個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素,Xq是後一行前一列的像素,Xq-1是後兩行前兩列的像素。
14.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部使用上述行的前兩行,將上述修正對象像素組中鄰接上述有效像素組的像素修正為(2Xm-Xm-1)與(2Xp-Xp-1)的平均值,並通過以上述修正後的像素為中心的對稱插值來對上述修正對象像素組中剩餘的像素進行修正,其中,Xm-1、Xm是上述有效像素組的最後2個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素。
15.根據權利要求2所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像修正處理部使用上述行的前兩行和後兩行,將上述修正對象像素組中鄰接上述有效像素組的像素修正為(2Xm-Xm-1)、(2Xp-Xp-1)和(2Xq-Xq-1)的平均值,並通過以上述修正後的像素為中心的對稱插值來對上述修正對象像素組中剩餘的像素進行修正,其中,Xm-1、Xm是上述有效像素組的最後兩個像素,Xp是前一行前一列的像素,Xp-1是前兩行前兩列的像素,Xq是後一行前一列的像素,Xq-1是後兩行前兩列的像素。
16.根據權利要求1所述的視頻信號處理裝置,其特徵在於上述圖像壓縮部和上述圖像擴展部使用頻率變換進行處理。
17.一種視頻信號處理裝置,其特徵在於,包括視頻信號處理部,對編碼動圖像數據進行解碼;圖像壓縮部,對從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據進行壓縮;圖像擴展部,對由上述圖像壓縮部所壓縮的動圖像數據進行擴展;以及圖像修正處理部,參照從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據,對從上述圖像擴展部輸出的動圖像數據進行修正處理,其中,當被分割成壓縮處理尺寸的從上述視頻信號處理部輸出的動圖像數據包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,上述圖像修正處理部將有效視頻尺寸區域內的像素中鄰接與該有效視頻尺寸區域之外的區域的邊界的k個像素保存在暫時保存存儲部中,並對從上述圖像擴展部輸出的動圖像數據進行修正,即用保存在上述暫時保存存儲部中的k個像素來置換與此對應的像素,其中k為正整數。
全文摘要
本發明提供一種視頻信號處理裝置,視頻信號處理部(105)對編碼動圖像數據(DIN)進行解碼。圖像修正處理部(106)對被解碼了的動圖像數據(D1)進行修正處理。圖像壓縮部(107)對由圖像修正處理部(106)所修正的動圖像數據(D2)進行壓縮。圖像修正處理部(106),當被分割成壓縮處理尺寸的動圖像數據(D1)包含有效視頻尺寸區域和該有效視頻尺寸區域之外的區域時,對有效視頻尺寸區域外的像素進行使用了有效視頻尺寸區域內的像素的修正。能不導致電路規模的大幅增大而抑制壓縮處理後的動圖像數據的像質惡化。
文檔編號H04N7/30GK101056410SQ20071009810
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月12日 優先權日2006年4月12日
發明者岸本武宏, 多田俊樹 申請人:松下電器產業株式會社

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