JP2005311629A - 係数データの生成装置および生成方法、情報信号の処理装置および処理方法、並びにプログラムおよびそれを記録した媒体 - Google Patents

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Tsugihiko Haga
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Abstract

【課題】第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に当該第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして、常に最適なものを得る。
【解決手段】教師信号STに対して水平、垂直の間引き処理を行って、生徒信号SSを生成する。第2の情報信号に対応した教師信号ST及び第1の情報信号に対応した生徒信号SSから、複数の学習データを取得する。類似度判定部114は、学習データの夫々に対応して、その生徒信号部分の、第2の情報信号における注目位置に対応した第1の情報信号部分に対する類似度Rを取得する。複数の学習データおよび類似度Rを用いて、類似度Rをパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データwijを求める。係数データ算出部118は、この係数種データwij及び最も類似していることを示す類似度Rの値を用い、上述の生成式に基づいて、推定式の係数データWiを求める。
【選択図】 図6


Description

この発明は、第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成する装置および方法、その係数データを用いて第1の情報信号を第2の情報信号に変換する装置および方法、並びにそれらの方法をコンピュータに実行させるためのプログラムおよびそのプログラムを記録した媒体に関する。
詳しくは、この発明は、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データを、第2の情報信号に対応した教師信号および第1の情報信号に対応した生徒信号とから取得される複数の学習データ、およびその複数の学習データの生徒信号部分の、第2の情報信号における注目位置に対応した第1の情報信号部分に対する類似度を用いて、推定式の係数データを生成するための、類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求め、この係数種データおよび最も類似していることを示す類似度の値を用い、生成式に基づいて、求めることによって、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして常に最適なものを得ることができ、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
近年において、画像信号や音声信号の解像度あるいはサンプリング周波数などを向上させる技術が種々提案されている。例えば、標準あるいは低解像度に相当する標準テレビジョン信号から、高解像度のいわゆるHDTV信号にアップコンバージョンを行う場合や、サブサンプル補間を行う場合には、従来の補間処理による手法よりも、クラス分類適応処理による手法の方が、性能的に良好な結果が得られることが知られている。
このクラス分類適応処理は、標準あるいは低解像度に相当する標準テレビジョン信号(SD信号)を高解像度の信号(HD信号)に変換する場合に、HD信号の注目画素位置の画素データが属するクラスを検出し、このクラスに対応した推定式の係数データを用い、当該推定式に基づいて、SD信号の複数の画素データから、HD信号の注目画素位置の画素データを生成するものである。そして、このクラス分類を伴う変換処理で使用される推定式の係数データは、クラス毎に最小二乗法等の学習によって決定される。
例えば、特許文献1には、係数データを生成するための、解像度などを調整するためのパラメータを含む生成式の係数データである係数種データが、クラス毎に、最小二乗法等の学習によって予め決定されており、これらの係数種データおよびパラメータの値を用い、生成式に基づいて、クラス分類を伴う変換処理で使用される推定式の係数データを得ること、が記載されている。
特開2002−218414号公報
上述したように、HD信号における注目画素位置の画素データを求めるための推定式の係数データは、従来、当該HD信号における注目画素位置の画素データが属するクラスに対応し、そのクラスに属する画素データを平均的に高い精度で求めることができるものであり、当該HD信号における注目画素位置の画素データを求めるための推定式の係数データとしては、必ずしも最適なものではなかった。
この発明の目的は、第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に当該第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして常に最適なものを得、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることにある。
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成する装置であって、第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択手段と、第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択手段と、この第2のデータ選択手段で選択された複数の情報データの、第1のデータ選択手段で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定手段と、生徒信号に基づいて、教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択手段と、教師信号における各注目位置の情報データ、この各注目位置に対応して第3のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよびこの各注目位置に対応して類似度判定手段で取得された類似度を用いて、推定式の係数データを生成するための、類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出手段と、この第1の算出手段で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す類似度の値を用い、生成式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを求める第2の算出手段とを備えるものである。
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成する方法であって、第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、この第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、生徒信号に基づいて、教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、教師信号における各注目位置の情報データ、この各注目位置に対応して第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよびこの各注目位置に対応して類似度判定工程で取得された類似度を用いて、推定式の係数データを生成するための、類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、この第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す類似度の値を用い、生成式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを求める第2の算出工程とを備えるものである。
また、この発明に係るプログラムは上述した係数データ生成方法をコンピュータに実行させるためのものである。また、この発明に係るコンピュータ読み取り可能な媒体は、そのプログラムを記録したものである。
この発明においては、第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に当該第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データが生成される。ここで、情報信号は、例えば画像信号、音声信号等である。情報信号が画像信号であるとき情報データは各画素に対応した画素データを意味し、また情報信号が音声信号であるとき情報データはサンプルデータを意味している。
第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データ(第1の比較タップのデータ)が選択される。
第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データ(第2の比較タップのデータ)が選択される。例えば、教師信号は記憶手段に格納されており、生徒信号はこの記憶手段に格納されている教師信号に基づいて生成される。また例えば、教師信号として第1の情報信号が用いられ、生徒信号はこの第1の情報信号に基づいて生成される。
生徒信号から選択された第2の比較タップのデータの、第1の情報信号から選択された第1の比較タップのデータに対する類似度が取得される。例えば、第1、第2の比較タップのデータに基づいて差分二乗和が求められ、この差分二乗和が類似度とされる。また例えば、第1、第2の比較タップのデータに基づいて相互相関係数が求められ、この相互相関係数が類似度とされる。
生徒信号に基づいて、教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データ(予測タップ)が選択される。そして、教師信号における各注目位置の情報データ、この各注目位置に対応した予測タップのデータおよびこの各注目位置に対応した類似度が用いられ、推定式の係数データを生成するための、類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データが求められる。
例えば、教師信号における各注目位置の情報データ、この各注目位置に対応した予測タップのデータおよびこの各注目位置に対応した類似度が用いられて、係数種データを求めるための正規方程式が生成されると共に、この正規方程式が解かれて係数種データが求められる。
また例えば、この係数種データを求めるための対象となる、教師信号における各注目位置は、類似度の値が、最も類似していることを示す値に対して所定範囲内に存在する注目位置からなるものとされる。これにより、後述するように最も類似していることを示す類似度の値を用いて係数データを求める場合の係数種データの精度を高めることができる。
そして、上述したように求められた係数種データおよび最も類似していることを示す類似度の値が用いられ、上述の生成式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データが求められる。
上述したように、教師信号として第1の情報信号を用いることで、係数種データは、その生徒信号部分が注目位置に対応した第1の情報信号部分に似通った、つまり類似度の高い学習データが多く使用されて求められたものとなり、当該注目位置の情報データを得るための係数データをより高い精度で求めることが可能となる。
このように求められる係数データは、当該第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして常に最適なものとなり、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることが可能となる。
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する装置であって、第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と、データ選択手段で選択された複数の情報データおよび係数データ生成手段で生成された係数データを用い、推定式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出手段とを備え、係数データ生成手段は、上述した係数データ生成装置と同様の構成とされるものである。
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する方法であって、第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択工程と、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成工程と、データ選択工程で選択された複数の情報データおよび係数データ生成工程で生成された係数データを用い、推定式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出工程とを備え、係数データ生成工程は、上述した係数データ生成方法と同様の工程を有するものとされる。
また、この発明に係るプログラムは上述した情報信号処理方法をコンピュータに実行させるためのものである。また、この発明に係るコンピュータ読み取り可能な媒体は、そのプログラムを記録したものである。
この発明においては、第1の情報信号が、第2の情報信号に変換される。すなわち、第1の情報信号に基づいて、第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データ(予測タップのデータ)が選択される。また、上述した係数データ生成装置または係数データ生成方法と同様にして、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データが生成される。そして、予測タップのデータおよび係数データが用いられ、推定式に基づいて、第2の情報信号における注目位置の情報データが求められる。この場合、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして常に最適なものが用いられるため、当該第2の情報信号における注目位置の情報データが良好に得られ、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることが可能となる。
この発明によれば、第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に当該第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データを、第2の情報信号に対応した教師信号および第1の情報信号に対応した生徒信号とから取得される複数の学習データおよびその複数の学習データの生徒信号部分の、第2の情報信号における注目位置に対応した第1の情報信号部分に対する類似度を用いて、推定式の係数データを生成するための、類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求め、この係数種データおよび最も類似していることを示す類似度の値を用い、生成式に基づいて、求めるものであり、第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための推定式の係数データとして常に最適なものを得ることができ、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることができる。
この発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、第1の実施の形態としての画像信号処理装置100の構成を示している。この画像信号処理装置100は、525i信号というSD(Standard Definition)信号である画像信号Vaを、1050i信号というHD(High Definition)信号である画像信号Vbに変換する。ここで、画像信号Vaは第1の情報信号を構成し、画像信号Vbは第2の情報信号を構成している。525i信号は、1フレームのライン数が525本である、インタレース方式の画像信号である。1050i信号は、1フレームのライン数が1050本である、インタレース方式の画像信号である。
図2は、SD信号(525i信号)およびHD信号(1050i信号)のあるフレーム(F)の画素位置関係を示すものであり、奇数(o)フィールドの画素位置を実線で示し、偶数(e)フィールドの画素位置を破線で示している。大きなドットがSD信号の画素(SD画素)であり、小さいドットがHD信号の画素(HD画素)である。図2から分かるように、HD信号の画素データとしては、SD信号のラインに近い位置のラインデータL1,L1′と、SD信号のラインから遠い位置のラインデータL2,L2′とが存在する。ここで、L1,L2は奇数フィールドのラインデータ、L1′,L2′は偶数フィールドのラインデータである。また、HD信号の各ラインの画素数は、SD信号の各ラインの画素数の2倍である。
図1に戻って、画像信号処理装置100は、入力端子101と、予測タップ選択部102と、比較タップ選択部103とを有している。入力端子101は、画像信号Vaを入力するための端子である。タップ選択部102,103は、それぞれ、入力端子101に入力される画像信号Vaに基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データを、予測タップ、比較タップのデータとして選択的に抽出する。
図3は、予測タップのデータとして抽出される複数の画素データのパターン例を示している。この例では、予測タップのデータとして11個の画素データx1〜x11が抽出される。ここで、図3は奇数フィールドの例を示しており、y1〜y4は画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データであり、画素データx6の位置が中心予測タップ位置である。この場合、予測タップは、奇数フィールドだけでなく、偶数フィールドにもタップが張られている。
図4は、比較タップのデータとして抽出される複数の画素データのパターン例を示している。この例では、比較タップのデータとして5個の画素データxc1〜xc5が抽出される。ここで、図4は奇数フィールドの例を示しており、y1〜y4は画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データであり、画素データxc3の位置が中心比較タップ位置である。この場合、比較タップは、奇数フィールドのみに張られている。
また、画像信号処理装置100は、記憶手段としての教師画像メモリ104と、係数データ生成部105とを有している。教師画像メモリ104は、上述した画像信号Vbに対応したHD信号(1050i信号)である教師信号STを格納するメモリである。係数データ生成部105は、比較タップ選択部103で抽出された比較タップのデータとしての複数の画素データxciおよび教師画像メモリ104に格納されている教師信号STを用いて、後述する推定予測演算部106で使用される、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データを求めるための、(1)式の推定式の係数データWi(i=1〜n)を生成する。この係数データWiは、画像信号Va(525i信号)を画像信号Vb(1050i信号)に変換するための情報である。
Figure 2005311629
上述の図2に示すように、SD信号(525i信号)をHD信号(1050i信号)に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、SD信号の1画素に対応してHD信号の4画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおけるHD信号を構成する2×2の単位画素ブロックUB内の4画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
図5は、奇数、偶数フィールドにおけるHD信号を構成する2×2の単位画素ブロックUB内の4画素における中心予測タップからの位相ずれを示している。奇数フィールドの場合、単位画素ブロックUB内の4画素HD1〜HD4の位置は、それぞれ、中心予測タップSD0の位置から、水平方向にk1〜k4、垂直方向にm1〜m4だけずれている。偶数フィールドの場合、単位画素ブロックUB内の4画素HD1′〜HD4′の位置は、それぞれ、中心予測タップSD0′の位置から、水平方向にk1′〜k4′、垂直方向にm1′〜m4′だけずれている。
そのため、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、画像信号Vbにおける注目画素位置には4画素(HD1〜HD4またはHD1′〜HD4′)が存在する。したがって、上述したように係数データ生成部105で生成される係数データWiは、当該4画素の画素データy1〜y4をそれぞれ求めるための、4画素分の係数データWiからなっている。
係数データ生成部105は、この推定式の係数データWiを、類似度Rをパラメータとして含む(2)式の生成式に基づいて求める。類似度Rの詳細については、後述する。
Wi=wi0+wi1R+wi22+wi33 ・・・(2)
この係数データWiの生成方法について説明する。
まず、(2)式の生成式の係数データである係数種データwijを求める。ここで、(3)式のように、tj(j=0〜3)を定義する。
0=1,t1=R,t2=R2,t3=R3 ・・・(3)
この(3)式を用いると、(2)式は、(4)式のように書き換えられる。
Figure 2005311629
最終的に、学習によって未定係数wijを求める。すなわち、画像信号Vaに対応した生徒信号SSと画像信号Vbに対応した教師信号STとを用いて、二乗誤差を最小にする係数値を決定する。いわゆる、最小二乗法による解法である。
学習数をm、k(1≦k≦m)番目の学習データにおける残差をek、二乗誤差の総和をEとすると、(1)式および(2)式を用いて、Eは(5)式で表される。ここで、xikは生徒信号のi番目の予測タップ位置におけるk番目の画素データ、ykはそれに対応するk番目の教師信号の画素データを表している。
Figure 2005311629
最小二乗法による解法では、(5)式のwijによる偏微分が0になるようなwijを求める。これは、(6)式で示される。
Figure 2005311629
以下、(7)式、(8)式のように、Xipjq,Yipを定義すると、(6)式は、(9)式のように、行列を用いて書き換えられる。
Figure 2005311629
Figure 2005311629
この(9)式が、係数種データwijを算出するための正規方程式である。この正規方程式を、掃き出し法(Gauss-Jordanの消去法)等を用いて解き、係数種データwijを求める。
次に、この係数種データij、および最も類似していることを示す類似度Rの値を用い、(2)式の生成式に基づいて、係数データWiを求める。
係数データ生成部105についてさらに説明する。図6は、係数データ生成部105の構成を示している。この係数データ生成部105は、上述した係数データWiの生成方法に基づいて、係数データWiを生成する。
この係数データ生成装置105は、生徒画像生成部111を有している。この生徒画像生成部111は、教師画像メモリ104から読み出された教師信号STに対して、水平および垂直の間引き処理を行って、上述した画像信号Vaに対応した、SD信号(525i信号)である生徒信号SSを生成する。
また、係数データ生成装置105は、予測タップ選択部112と、比較タップ選択部113とを有している。これらタップ選択部112,113は、それぞれ、生徒画像生成部111で生成された生徒信号SSに基づいて、教師信号STにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データを、予測タップ、比較タップのデータとして選択的に抽出する。これらタップ選択部112,113は、それぞれ、上述したタップ選択部102,103に対応している。
また、係数データ生成部105は、類似度判定部114を有している。この類似度判定部114は、比較タップ選択部113で抽出された比較タップのデータとしての複数の画素データsciの、上述した比較タップ選択部103(図1参照)で抽出された比較タップのデータとしての複数の画素データxciに対する類似度Rを取得する。
例えば、類似度判定部114は、複数の画素データsciおよび複数の画素データxciに基づいて、(10)式に示すように、差分二乗和を求め、この差分二乗和を類似度Rとする。この(10)式において、比較タップのデータが、図4に示すように、5個の画素データからなる場合、n=5である。
Figure 2005311629
また例えば、類似度判定部114は、複数の画素データsciおよび複数の画素データxciに基づいて、(11)式に示すように、相互相関係数を求め、この相互相関係数を類似度Rとする。この(11)式において、比較タップのデータが、図4に示すように、5個の画素データからなる場合、n=5である。
Figure 2005311629
また、係数データ生成部105は、教師タップ選択部115を有している。この教師タップ選択部156は、教師信号STに基づいて、当該教師信号STにおける注目画素位置の画素データyを選択的に抽出する。
また、係数データ生成部105は、正規方程式生成部116を有している。この正規方程式生成部116は、教師タップ選択部115で抽出された、教師信号STにおける各注目画素位置の画素データyと、この各注目画素位置の画素データyにそれぞれ対応して予測タップ選択部112で選択的に抽出された、予測タップのデータとしての複数の画素データxiと、各注目画素位置の画素データyにそれぞれ対応して類似度判定部114で取得された類似度Rの値とから、(2)式の生成式の係数データである係数種データwijを得るための正規方程式((9)式参照)を生成する。
この場合、1個の画素データyとそれに対応する複数個の画素データxiとの組み合わせで1個の学習データが生成される。教師信号STとそれに対応した生徒信号SSとの間で、類似度の値を異にする多くの学習データが生成されていく。これにより、正規方程式生成部116では、多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。
またこの場合、正規方程式生成部116では、4画素(図5のHD1〜HD4またはHD1′〜HD4′参照)分の正規方程式が生成される。この場合、HD1〜HD4,HD1′〜HD4′に対応した正規方程式は、それぞれ、中心予測タップSD0,SD0′からのずれ値がHD1〜HD4,HD1′〜HD4′と同じ関係にある画素データyから構成される学習データのみを用いて生成される。
なお、正規方程式生成部116では、教師信号STの全ての注目画素位置に対応した学習データを用いて正規方程式を生成してもよいが、正規方程式を生成するための対象となる教師信号STの各注目画素位置を、類似度判定部114で取得される類似度Rの値が最も類似していることを示す値に対して所定範囲内に存在する注目画素位置からなるようにしてもよい。これにより、後述するように最も類似していることを示す類似度Rの値を用いて係数データWiを求める場合の係数種データwijの精度を高めることができる。
例えば、類似度Rを(10)式の差分二乗和として得る場合、最も類似していることを示す類似度Rの値が0であることから、この類似度Rの値が所定値以下となる注目画素位置のみを正規方程式を生成するための対象としてもよい。また例えば、類似度Rを(11)式の相互相関係数として得る場合、類似度Rは−1から1の値をとり、最も類似していることを示す類似度Rの値が1であることから、この類似度Rの値が0.5以上となる注目画素位置のみを正規方程式を生成するための対象としてもよい。
また、係数データ生成部105は、係数種データ算出部117と、係数データ算出部118とを有している。係数種データ算出部117は、正規方程式生成部116から正規方程式のデータの供給を受け、当該正規方程式を掃き出し法等によって解き、4画素分の係数種データwijを求める。係数データ算出部118は、係数種データ算出部117で求められた4画素分の係数種データwijおよび最も類似していることを示す類似度Rの値を用い、(2)式の生成式に基づいて、4画素分の係数データWiを求める。
図6に示す係数データ生成部105の動作を説明する。
生徒画像生成部111では、教師信号STに対して水平および垂直の間引き処理が行われて、生徒信号SSが生成される。比較タップ選択部113では、生徒信号SSに基づいて、教師信号STにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データsciが比較タップのデータとして選択的に抽出される。この複数の画素データsciは類似度判定部114に供給される。また、この類似度判定部114には、比較タップ選択部103(図1参照)で選択的に抽出された比較タップのデータとしての複数の画素データxciが供給される。
類似度判定部114では、複数の画素データsciの、複数の画素データxciに対する類似度Rが取得される。この場合、複数の画素データsciおよび複数の画素データxciに基づいて、例えば差分二乗和、相互相関関数等が求められ、それが類似度Rとされる((10)式、(11)式参照)。このように求められた類似度Rの値は、正規方程式生成部116に供給される。
予測タップ選択部112では、生徒信号SSに基づいて、教師信号STにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxiが予測タップのデータとして選択的に抽出される。この複数の画素データxiは、正規方程式生成部116に供給される。また、教師タップ選択部115では、教師信号STに基づいて、当該教師信号STにおける注目画素位置の画素データyが選択的に抽出される。この画素データyは、正規方程式生成部116に供給される。
正規方程式生成部116では、教師タップ選択部115で抽出された、教師信号STにおける各注目画素位置の画素データyと、この各注目画素位置の画素データyにそれぞれ対応して予測タップ選択部112で選択的に抽出された、予測タップのデータとしての複数の画素データxiと、各注目画素位置の画素データyにそれぞれ対応して類似度判定部114で取得された類似度Rの値とから、4画素(図5のHD1〜HD4またはHD1′〜HD4′参照)分の、係数種データwij((2)式参照)を得るための正規方程式((9)式参照)が生成される。
係数データ生成部105では、正規方程式生成部116から正規方程式のデータが供給され、当該正規方程式が掃き出し法等によって解かれ、4画素分の係数種データwijが求められる。この4画素分の係数種データwijは係数データ算出部118に供給される。係数データ算出部118では、4画素分の係数種データwijおよび最も類似していることを示す類似度Rの値が用いられ、(2)式の生成式に基づいて、4画素分の係数データWiが求められる。
図1に戻って、画像信号処理装置100は、推定予測演算部106と、後処理部107と、出力端子108とを有している。推定予測演算部106は、予測タップ選択部102で選択的に抽出された予測タップのデータとしての複数の画素データxiと、係数データ生成部105で生成された係数データWiとを用い、(1)式の推定式に基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データyを求める。
上述したように、SD信号(525i信号)をHD信号(1050i信号)に変換する際には、各フィールドにおいて、SD信号の1画素(図5のSD0またはSD0′)に対して、HD信号の4画素(図5のHD1〜HD4、またはHD1′〜HD4′)を得る必要がある。この推定予測演算部106は、画像信号Vbにおける注目画素位置に存在する単位画素ブロックUB毎に、画素データを求める。
すなわち、この推定予測演算部106には、予測タップ選択部102より単位画素ブロックUB内の4画素(注目画素)に対応した、予測タップのデータxiが供給され、また係数データ生成部105からその単位画素ブロックUB内の4画素に対応した4画素分の係数データWiが供給される。そして、この推定予測演算部106は、単位画素ブロックUBを構成する4画素の画素データy1〜y4を、それぞれ上述した(1)式の推定式で、個別に演算する。
後処理部107は、推定予測演算部106より順次出力される、単位画素ブロックUB内の4画素の画素データy1〜y4を線順次化し、1050i信号のフォーマットで出力する。出力端子108は、後処理部107から出力される画像信号Vb(1050i信号)を出力するための端子である。
次に、画像信号処理装置100の動作を説明する。
SD信号である画像信号Vaが入力端子101に入力される。比較タップ選択部103では、入力端子101に入力される画像信号Vaに基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxciが比較タップのデータとして選択的に抽出される。この複数の画素データxciは係数データ生成部105に供給される。
係数データ生成部105では、この複数の画素データxciおよび教師画像メモリ104に格納されている教師信号STが用いられ、推定予測演算部106で使用される、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データを求めるための、(1)式の推定式の係数データWi(i=1〜n)が生成される。この場合、画像信号Vbにおける注目画素位置に存在する単位画素ブロックUB内の4画素にそれぞれ対応した、4画素分の係数データWiが生成される。この係数データWiは推定予測演算部106に供給される。
予測タップ選択部102では、画像信号Vaに基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxiが、予測タップのデータとして選択的に抽出される。この複数の画素データxiは、推定予測演算部106に供給される。推定予測演算部106では、複数の画素データxiと、4画素分の係数データWiとから、画像信号Vbにおける注目画素位置に存在する単位画素ブロックUB内の4画素(注目画素)の画素データy1〜y4が、(1)式の推定式に基づいて、個別に演算される。
画像信号Vbにおける注目画素位置は順次移動していく。それに伴って推定予測演算部106より順次出力される、画像信号Vbを構成する各単位画素ブロックUB内の4画素の画素データy1〜y4は、後処理部107に供給される。この後処理部107では、推定予測演算部106より順次供給される単位画素ブロックUB内の4画素の画素データy1〜y4が線順次化され、1050i信号のフォーマットで出力される。つまり、後処理部107からは画像信号Vb(050i信号)が得られ、この画像信号Vbは出力端子108に出力される。
上述したように、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データy1〜y4を求めるための(1)式の推定式の係数データWiは、以下のように求められる。すなわち、まず画像信号Vbに対応した教師信号STおよび画像信号Vaに対応した生徒信号SSから取得される複数の学習データ、およびその複数の学習データの生徒信号SS部分の、画像信号Vbにおける注目画素位置に対応した画像信号Va部分に対する類似度Rが用いられ、推定式の係数データWiを生成するための、類似度Rをパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データwijが求められる。そして、この係数種データwijおよび最も類似していることを示す類似度Rの値が用いられ、(2)式の生成式に基づいて、当該係数データWiが求められる。
したがって、図1に示す画像信号処理装置100によれば、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データy1〜y4を求めるための推定式の係数データWiとして常に最適なものを得ることができ、推定予測演算部106で当該注目画素位置の画素データy1〜y4を良好に得ることができ、結果的に画像信号Vbによって得られる画像の画質が向上する。
次に、この発明の第2の実施の形態を説明する。図7は、第2の実施の形態としての画像信号処理装置100Aの構成を示している。この図7において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
この画像信号処理装置100Aは、図1に示す画像信号処理装置100における教師画像メモリ104を有していない。この画像信号処理装置100Aにおいては、入力端子101に入力される画像信号Vaが、教師信号STとして、係数データ生成部105に供給される。この画像信号処理装置100Aにおけるその他は、図1に示す画像信号処理装置100と同様に構成される。
この画像信号処理装置100Aにおける係数データ生成部105の生徒画像生成部111(図6参照)では、この教師信号STとしての画像信号Vaに対して、水平および垂直の間引き処理が行われて、生徒信号SSが生成される。これにより、係数データ生成部105では、図1の画像信号処理装置100で説明した教師信号STおよび生徒信号SSと同様の関係にある教師信号STおよび生徒信号SSを用いて、図1に示す画像信号処理装置100におけると同様に、係数データWiを生成できる。
この画像信号処理装置100Aによれば、教師信号STを格納しておく教師画像メモリ104を設ける必要がなく、安価かつ簡単に構成できる。また、この画像信号処理装置100Aによれば、画像信号Vaそのものを教師信号STとして使用するものであり、係数データ生成部105で、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データy1〜y4を得るための係数データWiに係る係数種データwijを、その生徒信号部分が当該注目画素位置に対応した画像信号Va部分に似通った、つまり類似度Rの高い学習データを多く使用して求めることができ、当該注目画素位置に対応した係数データWiをより高い精度で得ることができる。
なお、図1、図7の画像信号処理装置100,100Aにおける処理を、例えば図8に示すような画像信号処理装置500により、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図8に示す画像信号処理装置500について説明する。この画像信号処理装置500は、装置全体の動作を制御するCPU(Central Processing Unit)501と、このCPU501の制御プログラム等が格納されたROM(Read Only Memory)502と、CPU501の作業領域を構成するRAM(Random Access Memory)503とを有している。これらCPU501、ROM502およびRAM503は、それぞれバス504に接続されている。
また、画像信号処理装置500は、外部記憶装置としてのHDD(Hard Disk Drive)505と、光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等のリムーバブルな記憶媒体を取り扱うドライブ506とを有している。これらドライブ505,506は、それぞれバス504に接続されている。例えば、教師信号STは、HDD505に予め記憶されている。
また、画像信号処理装置500は、インターネット等の通信網507に有線または無線で接続する通信部508を有している。この通信部508は、インタフェース509を介してバス504に接続されている。
また、画像信号処理装置500は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機510からのリモコン信号RMを受信するリモコン信号受信回路511と、LCD(liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)等からなるディスプレイ513とを有している。受信回路511はインタフェース512を介してバス504に接続され、同様にディスプレイ513はインタフェース514を介してバス504に接続されている。
また、画像信号処理装置500は、SD信号である画像信号Vaを入力するための入力端子515と、HD信号である画像信号Vbを出力するための出力端子517とを有している。入力端子515はインタフェース516を介してバス504に接続され、同様に出力端子517はインタフェース518を介してバス504に接続される。
ここで、上述したようにROM502に制御プログラム等を予め格納しておく代わりに、これら制御プログラム等を例えばインターネットなどの通信網507より通信部508を介してダウンロードし、HDD505やRAM303に格納して使用することもできる。また、これら制御プログラム等をリムーバブルな記憶媒体で提供するようにしてもよい。
また、処理すべき画像信号Vaを入力端子515より入力する代わりに、予めHDD505に記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網507より通信部508を介してダウンロードしてもよい。また、処理後の画像信号Vbを出力端子517に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ513に供給して画像表示をしたり、さらにはHDD505に格納したり、通信部508を介してインターネットなどの通信網507に送出するようにしてもよい。
図9のフローチャートを参照して、図8に示す画像信号処理装置500における、画像信号Vaから画像信号Vbを得るための処理手順を説明する。
まず、ステップS10で、処理を開始し、ステップS11で、例えば入力端子515より装置内に1フレーム分または1フィールド分の画像信号Vaを入力する。このように入力される画像信号VaはRAM503に一時的に記憶される。なお、この画像信号Vaが装置内のHDD505に予め記録されている場合には、このHDD505から画像信号Vaを読み出し、それをRAM503に一時的に記憶する。
そして、ステップS12で、画像信号Vaの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップS13で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップS14に進む。
このステップS14では、画像信号Vaに基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxciを比較タップのデータとして取得し、ステップS15で、教師信号STおよび比較タップのデータxciを用いて、画像信号Vbにおける注目画素位置の画素データy1〜y4を求めるための、推定式((1)式参照)の係数データWiを生成する。
図10は、このステップS15における係数データ生成処理の処理手順を示している。
すなわち、ステップS20で、処理を開始し、ステップS21で、1フレーム分または1フィールド分の教師信号STを入力する。この場合、例えばHDD505に記憶されている教師信号STを読み出し、それをRAM503に一時的に記憶する。なお、教師信号STとして上述のステップS11で既に入力された画像信号Vaを使用する場合には、このステップS21における処理は省略される。
次に、ステップS22で、教師信号STの全フレームまたは全フィールドの処理が終了したか否かを判定する。処理が終了していないときは、ステップS23で、ステップS21で入力された教師信号STに対して、水平および垂直の間引き処理を行って、生徒信号SSを生成する。
次に、ステップS24で、生徒信号SSに基づいて、教師信号STにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データsciを比較タップのデータとして取得する。そして、ステップS25で、ステップS24で取得された複数の画素データsciの、上述したステップS14で取得された複数の画素データxciに対する類似度Rを算出する。例えば、画素データxci,sciを用いて、差分二乗和((10)式参照)を求め、それを類似度Rとする。また例えば、画素データxci,sciを用いて、相互相関係数((11)式参照)を求め、それを類似度Rとする。
次に、ステップS26で、類似度Rが条件を満たすか否かを判定する。すなわち、ステップS25で算出された類似度Rの値が、最も類似していることを示す値に対して所定範囲内に存在するか否かを判定する。例えば、類似度Rを差分二乗和として得る場合、最も類似していることを示す類似度Rの値が0であることから、類似度Rの値が所定値以下であるか否かを判定する。また例えば、類似度Rを相互相関係数として得る場合、類似度Rは−1から1の値をとり、最も類似していることを示す類似度Rの値が1であることから、この類似度Rの値が0.5以上となるか否かを判定する。
類似度Rが条件を満たすときは、ステップS27に進む。一方、類似度Rが条件を満たさないときは、ステップS24に戻り、教師信号STにおける次の注目画素位置についての処理に移る。このステップS26の処理は必ずしも必要ではないが、この処理を設けることで、後述するように最も類似していることを示す類似度Rの値を用いて係数データWiを求める場合における係数種データwijの精度を高めることができる。
ステップS27では、生徒信号SSに基づいて、教師信号STにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxiを予測タップのデータとして取得する。また、ステップS28で、教師信号STに基づいて、当該教師信号STにおける注目画素位置の画素データyを教師タップのデータとして取得する。
そして、ステップS29で、ステップS25で算出された類似度Rの値、ステップS27で取得された複数の画素データxi、ステップS28で取得された画素データyを用いて、(9)式に示す正規方程式を得るための足し込みをする((7)式、(8)式参照)。この場合、4画素(図5のHD1〜HD4またはHD1′〜HD4′参照)分の正規方程式が並行して生成されていく。
次に、ステップS30で、ステップS21で入力された1フレーム分または1フィールド分の教師信号STの画素データの全領域において学習処理が終了したか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップS21に戻って、次の1フレーム分または1フィールド分の教師信号STの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、学習処理を終了していないときは、ステップS24に戻って、教師信号STにおける次の注目画素位置についての処理に移る。
また、ステップS22で、教師信号STの全フレームまたは全フィールドの処理が終了しているときは、ステップS31に進む。このステップS31では、上述のステップS29の足し込み処理によって生成された、正規方程式を解いて、4画素分の係数種データwijを算出する。そして、ステップS32で、ステップS31で求められた4画素分の係数種データwijおよび最も類似していることを示す類似度Rの値を用いて、生成式((2)式参照)に基づいて、4画素分の係数データWiを算出し、その後ステップS33で、処理を終了する。
図9に戻って、ステップS15の処理の後に、ステップS16に進む。このステップS16では、画像信号Vaに基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の周辺に位置する複数の画素データxiを予測タップのデータとして取得する。そして、ステップS17で、ステップS15で生成された係数データWi、およびステップS16で取得された複数の画素データxiを使用して、(1)式の推定式に基づいて、画像信号Vbにおける注目画素位置の単位画素ブロックUB内に存在する4画素の画素データy1〜y4を生成する。
次に、ステップS18で、ステップS11で入力された1フレーム分または1フィールド分の画像信号Vaの画素データの全領域において画像信号Vbの画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップS11に戻り、次の1フレーム分または1フィールド分の画像信号Vaの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップS14に戻って、教師信号STにおける、次の注目画素位置についての処理に移る。
このように、図9に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力された画像信号Vaの画素データを処理して、画像信号Vbの画素データを得ることができる。
なお、上述実施の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
この発明は、第1の情報信号を第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データとして常に最適なものを得ることができ、第2の情報信号によって得られる出力の質の向上を図ることができるものであり、例えばSD信号をHD信号に変換する用途に適用できる。
第1の実施の形態としての画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。 SD信号(525i信号)とHD信号(1050i信号)の画素位置関係を示す図である。 予測タップのパターン例を示す図である。 比較タップのパターン例を示す図である。 HD信号の単位画素ブロック内の4画素の中心予測タップからの位相ずれを示す図である。 係数データ生成部の構成を示すブロック図である。 第2の実施の形態としての画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。 ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。 画像信号処理の処理手順を示すフローチャートである。 係数データ生成処理の処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
100,100A・・・画像信号処理装置、101・・・入力端子、102・・・予測タップ選択部、103・・・比較タップ選択部、104・・・教師画像メモリ、105・・・係数データ生成部、106・・・推定予測演算部、107・・・後処理部、108・・・出力端子、111・・・生徒画像生成部、112・・・予測タップ選択部、113・・・比較タップ選択部、114・・・類似度判定部、115・・・教師タップ選択部、116・・・正規方程式生成部、117・・・係数種データ算出部、118・・・係数データ算出部、500・・・画像信号処理装置

Claims (14)

  1. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成する装置であって、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択手段と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択手段と、
    上記第2のデータ選択手段で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択手段で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定手段と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択手段と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定手段で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出手段と、
    上記第1の算出手段で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出手段と
    を備えることを特徴とする係数データ生成装置。
  2. 上記第1の算出手段は、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定手段で取得された類似度を用いて、上記係数種データを求める正規方程式を生成する正規方程式生成部と、
    上記正規方程式生成部で生成された正規方程式を解いて、上記係数種データを求める係数種データ算出部とを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  3. 上記第1の算出手段で対象となる、上記教師信号における各注目位置は、
    上記類似度判定手段で取得される類似度の値が上記最も類似していることを示す値に対して所定範囲内に存在する注目位置からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  4. 上記類似度判定手段は、
    上記第2のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記第1のデータ選択手段で選択された複数の情報データに基づいて差分二乗和を求め、該差分二乗和を上記類似度とする
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  5. 上記類似度判定手段は、
    上記第2のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記第1のデータ選択手段で選択された複数の情報データに基づいて相互相関係数を求め、該相互相関係数を上記類似度とする
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  6. 上記教師信号を格納する記憶手段と、
    上記記憶手段に格納されている上記教師信号に基づいて上記生徒信号を生成する生徒信号生成手段とをさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  7. 上記教師信号として上記第1の情報信号を用い、
    上記第1の情報信号に基づいて上記生徒信号を生成する生徒信号生成手段をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の係数データ生成装置。
  8. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成する方法であって、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程と
    を備えることを特徴とする係数データ生成方法。
  9. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成するために、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程と
    を備える係数データ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
  10. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを生成するために、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程と
    を備える係数データ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  11. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する装置であって、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、
    上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と、
    上記データ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記係数データ生成手段で生成された係数データを用い、上記推定式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出手段とを備え、
    上記係数データ生成手段は、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択手段と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択手段と、
    上記第2のデータ選択手段で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択手段で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定手段と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択手段と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定手段で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出手段と、
    上記第1の算出手段で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出手段とを有する
    ことを特徴とする情報信号処理装置。
  12. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換する方法であって、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択工程と、
    上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成工程と、
    上記データ選択工程で選択された複数の情報データおよび上記係数データ生成工程で生成された係数データを用い、上記推定式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出工程とを備え、
    上記係数データ生成工程は、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程とを有する
    ことを特徴とする情報信号処理方法。
  13. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換するために、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択工程と、
    上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成工程と、
    上記データ選択工程で選択された複数の情報データおよび上記係数データ生成工程で生成された係数データを用い、上記推定式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出工程とを備え、
    上記係数データ生成工程は、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程とを有する
    情報信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
  14. 複数の情報データからなる第1の情報信号を、複数の情報データからなる第2の情報信号に変換するために、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択工程と、
    上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、推定式の係数データを生成する係数データ生成工程と、
    上記データ選択工程で選択された複数の情報データおよび上記係数データ生成工程で生成された係数データを用い、上記推定式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求める算出工程とを備え、
    上記係数データ生成工程は、
    上記第1の情報信号に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第1のデータ選択工程と、
    上記第1の情報信号に対応した生徒信号に基づいて、上記第2の情報信号に対応した教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第2のデータ選択工程と、
    上記第2のデータ選択工程で選択された複数の情報データの、上記第1のデータ選択工程で選択された複数の情報データに対する類似度を取得する類似度判定工程と、
    上記生徒信号に基づいて、上記教師信号における注目位置の周辺に位置する複数の情報データを選択する第3のデータ選択工程と、
    上記教師信号における各注目位置の情報データ、該各注目位置に対応して上記第3のデータ選択工程で選択された複数の情報データおよび該各注目位置に対応して上記類似度判定工程で取得された類似度を用いて、上記推定式の係数データを生成するための、上記類似度をパラメータとして含む生成式の係数データである係数種データを求める第1の算出工程と、
    上記第1の算出工程で求められた係数種データおよび最も類似していることを示す上記類似度の値を用い、上記生成式に基づいて、上記第2の情報信号における注目位置の情報データを求めるための、上記推定式の係数データを求める第2の算出工程とを有する
    情報信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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