JP2001309380A - 画像信号符号化装置／復号装置，画像信号符号化方法／復号方法および画像信号符号化／復号プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号化器および復号器が先験的情報を共有す
ることなく，かつ適応的な直交変換を適用して，符号効
率化を改善した符号化を行う。 【解決手段】 入力した画像信号から電力集中度が段階
的に変化する直交変換基底を生成し(11)，該直交変換基
底を用いて直交変換，量子化および符号化を行う(12)。
このとき，量子化・符号化によって生じる雑音電力を測
定し(13)，該雑音電力が所定の範囲内のもとで符号化に
用いる直交変換基底を伝送するための符号量と画像の発
生符号量との和が最小となる直交変換基底および量子化
のパラメータを探索して，符号化効率的に最良のものを
選択する(14)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，直交変換に基づく
画像信号符号化装置／復号装置，画像信号符号化方法／
復号方法および画像信号符号化／復号プログラム記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号またはフレーム間予測誤差信号
から冗長性を除くために，通常，信号には直交変換が施
される。一般に画像信号は， ・原画像信号とフレーム間予測誤差信号（動画像の場
合）， ・時間的変化（動画像の場合）， ・輝度信号と色差信号（カラー画像の場合）等， 様々な次元において変化する信号であり，しかもこれら
は互いに大きく統計的性質が異なっている。このため，
非適応的な直交変換では，冗長性の除去が必ずしも最適
ではなかった。

【０００３】変換後の電力集中度の高さ（冗長性の除去
度）において理論的に最適な直交変換は，カルーネンレ
ーベ変換（ＫＬＴ：Karhunen-Loeve Transform）と呼ば
れる変換である。このカルーネンレーベ変換（以下，Ｋ
ＬＴという）により，変換後の係数間の相関は完全に除
去されるが，変換基底が画像に依存するため，この変換
には，画像毎にその情報を伝送する必要がある，あるい
は高速変換算法がない等の難点がある。

【０００４】また，信号の相関を完全に除去するため
に，同一の統計的性質を持つ信号グループ毎に最適なＫ
ＬＴの変換情報を送ると，その付加情報のために逆に符
号量の増大を招いてしまうという問題があった。

【０００５】適応的に直交変換を選択し，かつ画像毎に
変換基底を直接伝送しないようにする試みとして大関ら
の方法（大関 他“ＫＬ変換を用いた適応変換符号化方
式”ＰＣＳＪ'87, 411, September 1987）等がある。し
かし，この方法では，幾通りもの変換基底に関する膨大
な先験的情報（コードブック）を符号化器／復号器が共
有しなければならず，装置規模が非現実的であること，
コードブック設計が困難で自由度が高いことが問題であ
った。

【０００６】また，離散余弦変換（ＤＣＴ）という変換
は，実用上平均的に最適に近い性能を持つことが知られ
ている。この変換には，高速変換算法が存在し，変換基
底が固定（余弦関数を使った式で表わされる）であるた
めに変換基底の情報の伝送も不要であるという性質があ
る。

【０００７】以上に挙げた理由等から，ＫＬＴは電力集
中度の点で最適であるにもかかわらず，現在広く用いら
れている高能率画像信号符号化国際標準（ＩＳＯ／ＩＥ
Ｃ１０９１８−１［ＪＰＥＧ］，同１３８１８−２［Ｍ
ＰＥＧ−２］，同１４４９６−２［ＭＰＥＧ−４］，Ｉ
ＴＵ勧告Ｈ．２６３）は，直交変換としてＤＣＴを固定
的に用いている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，コー
ドブックの生成やその符号化器／復号器での共有を行う
ことなしに，与えられた画像信号に関して適応的な直交
変換を生成・選択・適用し，固定的変換であるＤＣＴ等
を用いるよりも符号化効率を改善させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では，ＫＬＴのも
つ電力集中度の最適さを段階的に減じた変換基底を複数
用意し，結果として直交変換に必要となる情報量を段階
的に減じ，それらの中で符号化効率的に最良のものを選
択する。

【００１０】図１は，本発明の概要を説明する図であ
る。画像信号符号化装置１は，画像信号（フレーム間予
測誤差信号を含む。以下同様）を直交変換・量子化し符
号化する装置であり，画像信号復号装置２は，画像信号
符号化装置１が符号化したデータを復号し，復号画像信
号を生成する装置である。

【００１１】画像信号符号化装置１は，電力集中度が段
階的に変化する直交変換基底生成手段１１と，歪み量測
定手段１３を有する直交変換・量子化・符号化手段１２
と，発生符号量制御手段１４と，伝送する符号化データ
を出力する出力手段１５とを備える。直交変換基底生成
手段１１は，発生符号量制御手段１４が生成するパラメ
ータを用いて入力画像信号から直交変換基底を生成す
る。直交変換・量子化・符号化手段１２は，生成された
直交変換基底を用いて入力画像信号についての直交変
換，量子化および符号化を行う。この際に，歪み量測定
手段１３は，復号画像に含まれることになる雑音電力
（歪み量）を測定する。発生符号量制御手段１４は，直
交変換基底生成手段１１および直交変換・量子化・符号
化手段１２が用いるパラメータを生成し，雑音電力が所
定の範囲内のもとで符号化に用いる直交変換基底を伝送
するための符号量と画像の発生符号量との和を最小にす
るパラメータを探索する。最終的に総符号量が最小とな
るパラメータを決定して，それを用いて符号化した符号
化データを出力手段１５を介して出力する。

【００１２】画像信号復号装置２は，分離手段２１と，
逆直交変換基底生成手段２２と，符号解読・逆量子化・
逆直交変換手段２３を備える。分離手段２１は，画像信
号符号化装置１が符号化した符号化データを受信し，直
交変換に関する情報と画像の符号化データとに分離す
る。逆直交変換基底生成手段２２は，分離手段２１が分
離した直交変換に関する情報から画像信号符号化装置１
で用いた直交変換に対応する逆直交変換基底を生成す
る。符号解読・逆量子化・逆直交変換手段２３は，逆直
交変換基底生成手段２２が生成した逆直交変換基底を用
いて，符号化データの符号解読，逆量子化および逆直交
変換を行い，復号画像信号を出力する。

【００１３】本発明は，ハードウェア回路によって実現
することができるとともに，画像符号化／復号用のソフ
トウェアプログラムをコンピュータに実行させることに
よって実現することもできる。本発明をコンピュータに
よって実現するためのプログラムは，コンピュータが読
み取り可能な可搬媒体メモリ，半導体メモリ，ハードデ
ィスクなどの適当な記録媒体に格納することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】〔行列の対角化〕初めに，自己相
関行列の対角化およびそれと直交変換行列の関係につい
て説明する。

【００１５】図２は，行列の対角化を説明する図であ
る。図２に示すように，与えられたＮ×Ｎ次実対称行列
（要素が全て実数である対称行列）Ａに対し， Ｐ^t ＝Ｐ^-1およびＰＡＰ^-1＝Λ を満たすＮ×Ｎ次正方行列Ｐが存在する。ただし，Ｐ^t
はＰを転置（行と列を交換）した行列を表し，Ｐ^-1はＰ
の逆行列を表す。Λは，対角部分にしか非零要素がない
行列（対角行列）である。この作業を一般に「対角化」
と呼ぶ。

【００１６】自己相関行列や，次の〔ＫＬＴ行列の段階
的伝送〕の項で述べるように，自己相関行列の一部を伝
送した行列は実対称行列であるので，上記式を満たす正
方行列Ｐが存在する。このＰが符号化で用いる直交変換
行列であり，それを転置したＰ^t （＝Ｐ^-1）が復号で用
いる逆直交変換行列である。ただし，直交変換前後で電
力が変化しないようにＰの各行ベクトルないしＰ^t の各
列ベクトルを単位長に正規化してから変換に用いてもよ
い。

【００１７】〔ＫＬＴ行列の段階的伝送〕図３は，本発
明で用いる自己相関行列の説明図である。

【００１８】Ｎ×Ｎの自己相関行列に対応するＫＬＴ変
換基底の全情報を送る場合には，図３（Ａ）に示すよう
に，自己相関行列の対角成分（行番号と列番号が等しい
部分）を除く３角形の領域（Ｎ（Ｎ−１）／２個の行列
要素）を伝送する。

【００１９】また，ＫＬＴ変換基底の情報の一部を送る
場合には，例えば図３（Ｂ）に伝送領域として示すよう
に，対角成分の近くから斜めｎ本（１≦ｎ≦Ｎ−１）の
台形の領域を伝送する。このｎを「伝送領域パラメー
タ」と呼ぶことにする。

【００２０】伝送しない行列要素については，例えば値
を全て０であるとしてもよいし，例えば対角成分からの
距離の指数関数に反比例するよう，伝送済みの部分の値
を外挿してもよい。伝送すべき行列要素の個数は（２Ｎ
−ｎ−１）ｎ／２個となる。ｎ＝Ｎ−１のとき，伝送さ
れる基底は最適なＫＬＴとなり，それよりｎが小さくな
るにつれ，伝送すべき情報量は減るが，最適性は徐々に
下がっていく。

【００２１】変換基底は，伝送された値からなる自己相
関行列を対角化することにより得られる。符号化器およ
び復号器はともにこれを用いる。このようにして，ＫＬ
Ｔおよびそれよりも段階的に最適度の下がった変換を
（Ｎ−１）段階表現することができる。

【００２２】なお，図４に，直交変換の各手法における
変換に要する情報と画像の符号量の関係を示す。ＫＬＴ
では，画像の符号量は最小になるが，変換に要する情報
は大きくなる。一方，ＤＣＴでは，変換に要する情報は
必要ないが，画像の符号量は中程度となる。これに対
し，本発明で用いる直交変換の手法を近似ＫＬＴと呼ぶ
ことにすると，近似ＫＬＴでは，変換に要する情報が中
程度であり，画像の符号量はＤＣＴより小さくすること
ができる。

【００２３】図５に，復号画像の歪み（原画像からの
差）が一定である場合において，直交変換の電力集中度
の違いによる，総符号量の違いを定性的に示す。直交変
換の電力集中度が高いほど，変換情報の伝送に必要な符
号量（オーバーへッド）は増加するが，画像信号の符号
量は減少する。したがって，総符号量が最小になるよう
な直交変換（図中の「最適点」）が存在する。

【００２４】ＫＬＴの基底は，画像信号から得られる自
己相関行列を対角化する行列の基底である。したがっ
て，ＫＬＴの基底を伝送することと自己相関行列を伝送
することは等価である。また，ＫＬＴの基底行列と逆Ｋ
ＬＴの基底行列は，互いに転置の関係にある。

【００２５】本発明では，この自己相関行列の情報の一
部あるいは全部を伝送する。自己相関行列は，対角成分
の値が全て１の対称行列である。行列の行（列）サイズ
は，画像信号を切り取るブロックの一辺と一致する。

【００２６】〔作用〕本発明によれば，復号画像の歪み
が一定である場合には，ＤＣＴに基づく既存の符号化符
号量よりも総符号量を同じか少なくすることができる。
言い換えれば，総符号量が一定の場合に，ＤＣＴに基づ
く既存の符号化符号量よりも復号画像の歪みを同じか少
なくすることができる。

【００２７】以下に，本発明の具体的な実施の形態を説
明する。

【００２８】〔画像信号符号化装置〕本発明の一実施形
態に係る画像信号符号化装置を，モノクロ静止画像符号
化装置を例として説明する。もちろん本発明は，モノク
ロ静止画像の符号化に限られるわけではない。図６に本
装置のブロック構成図を示す。直交変換のブロックサイ
ズを縦Ｎ，横Ｍ（ともに固定）とする。

【００２９】入力された画像信号１０１は，ブロック分
割器１０２において縦および横方向にそれぞれＮおよび
Ｍ画素単位に分割され，横方向自己相関行列計算器１０
３および縦方向自己相関行列計算器１０４に入力され，
横および縦方向の自己相関行列Ｃ_h （Ｍ×Ｍ行列），Ｃ
_v （Ｎ×Ｎ行列）が出力される。

【００３０】パラメータ発生器１０５は，ｍを０からＭ
−１まで，ｎを０からＮ−１まで，変換係数の量子化ス
テップＱを適宜変化させたパラメータを生成する。

【００３１】部分対角化器１０６は，自己相関行列Ｃ_h
の対角成分からｍより離れた行列要素を０とした行列を
対角化する際に導出される対角化行列Ｋ_hmを出力する。
同様に部分対角化器１０７は，自己相関行列Ｃ_v の対角
成分からｎより離れた行列要素を０とした行列を対角化
する際に導出される対角化行列Ｋ_vnを出力する。ここ
で，Ｋ_h0，Ｋ_v0は，特にそれぞれＭ次元ＤＣＴ，Ｎ次元
ＤＣＴを表すものとする。

【００３２】スイッチ１０８へ入力される出力選択情報
１０９は，符号化開始時にはオフを選択しておくものと
する。

【００３３】直交変換・量子化・符号化器１１１は，上
記のＫ_vn，Ｋ_hmを用いて，ブロック分割器１０２より得
られる画像ブロック信号に直交変換を施し，得られた直
交変換係数について量子化ステップＱにより量子化を行
い，量子化値をエントロピ符号化する。この符号に加
え，直交変換に必要な情報（後述）も符号化し，符号１
１２をスイッチ１０８へ出力する。また，この符号量
（ビット数）１１３もパラメータ発生器１０５へ出力す
る。

【００３４】直交変換・量子化・符号化器１１１は，さ
らに該画像ブロックの全直交変換係数の量子化前後の誤
差を測定し，その誤差の二乗和を歪み量１１４として出
力する。用いている変換が正規直交変換であるため，こ
の歪み量１１４は，原画像と符号画像の誤差二乗和と一
致する。

【００３５】パラメータ発生器１０５は，出力ｍ，ｎ，
Ｑのフィードバックとして歪み量１１４と符号量（ビッ
ト数）１１３を得るが，これがｍ，ｎについて指定され
た歪み量許容範囲に収まるようＱを修正する。歪みがほ
ぼ一定のもと，符号量が最小となるパラメータの組合せ
を探索し，ｍ，ｎ，Ｑの最適組合せが求まったら出力選
択情報１０９を出力してスイッチ１０８をオンにし，最
適組合せにて符号化した符号化データ１１５を出力す
る。

【００３６】〔直交変換の伝送に必要な符号量〕Ｎ次元
ＫＬＴを伝送領域パラメータｎで情報削減した変換の情
報の伝送に必要な符号量Ｏ（Ｎ，ｎ）については，例え
ば以下のように算出される。Ｎは固定（伝送不要）であ
り，ｎおよびそれに対応する自己相関行列の行列要素を
伝送するとすると，符号量Ｏ（Ｎ，ｎ）は以下のように
求まる。

【００３７】 Ｏ（Ｎ，ｎ）＝↑ｌｏｇ₂ Ｎ↑＋３２（２Ｎ−ｎ−１）ｎ／２ （式１） ここで，「↑…↑」は整数への切り上げを表す。第１項
は，ｎの値の伝送に必要な情報量（Ｎ＝８のとき３ビッ
ト），第２項は，１個のＩＥＥＥ７５４単精度浮動小数
点（Ｃ言語のｆｌｏａｔ型に相当する）に必要なビット
数（＝３２）に，伝送すべき自己相関行列の要素数
（（２Ｎ−ｎ−１）ｎ／２）を乗じたものである。

【００３８】また，ｎ＝０の場合は，特別にＮ次元ＤＣ
Ｔによる直交変換を表すものとする。このとき自己相関
行列の行列要素の伝送は不要となるが，Ｏ（Ｎ，０）＝
↑ｌｏｇ₂ Ｎ↑となるため，上記（式１）はこの場合も
含んだ表現となっている。

【００３９】図７は，画像符号化処理のフローチャート
である。ステップＳ１では，入力した画像信号を，縦お
よび横方向にそれぞれＮおよびＭ画素単位に分割する。
ステップＳ２では，分割したブロックについて縦方向お
よび横方向の各々の自己相関行列を計算する。

【００４０】ステップＳ３では，後述するステップＳ７
で生成したパラメータｍ（０≦ｍ≦Ｍ−１），ｎ（０≦
ｎ≦Ｎ−１）を用いて，まず横方向自己相関行列につい
ては，対角成分から見て右上および左下の両方向に向か
って，各々対角成分から離れる方向へ斜めｍ本ずつの成
分を選択し，それ以外の成分については，値を０とする
かまたは対角成分からの距離の指数関数に反比例するよ
うにｍ本の成分の値を外挿し，また，横方向自己相関行
列については，対角成分から見て右上および左下の両方
向に向かって，各々対角成分から離れる方向へ斜めｎ本
ずつの成分を選択し，それ以外の成分については，値を
０とするかまたは対角成分からの距離の指数関数に反比
例するようにｎ本の成分の値を外挿する。その結果の行
列を対角化する対角化行列を求める。

【００４１】ステップＳ４では，ステップＳ３において
部分対角化した際に導出される対角化行列を用いて直交
変換を行い，ステップＳ５では，後述するステップＳ７
で生成した量子化ステップＱにより直交変換係数の量子
化を行うとともに，全直交変換係数の量子化前後の誤差
の二乗和から歪み量を算出する。ステップＳ８で量子化
値を可変長符号化（エントロピ符号化）する。

【００４２】ステップＳ７では，量子化の際に算出され
た歪み量と，可変長符号化により発生した符号量とを得
て，これをもとに歪み量がｍ，ｎについて指定された歪
み量許容範囲に収まるよう量子化ステップＱを修正す
る。こうして，歪みがほぼ一定のもと，符号量が最小と
なるパラメータの組合せを探索し，ｍ，ｎ，Ｑの最適組
合せが求まるまで，ステップＳ３〜Ｓ７を繰り返す。最
適組合せが求まったならば（ステップＳ８），ステップ
Ｓ９へ進み，ｍ，ｎ，Ｑの最適組合せにて符号化した符
号化データを出力する。

【００４３】〔画像信号復号装置〕本発明の一実施形態
に係る画像信号復号装置を，モノクロ静止画像復号装置
を例として説明する。図８に本装置のブロック構成図を
示す。直交変換のブロックサイズを縦Ｎ，横Ｍ（ともに
固定）とする。

【００４４】入力端子から入力された伝送データ２０１
は分離器２０２により，直交変換行列変換に必要な情報
２０３（図３（Ｂ）の部分伝送領域パラメータｎおよび
行列要素，横方向自己相関行列についても同様に部分伝
送領域パラメータｍおよび行列要素）および符号化デー
タ２０４に分離される。

【００４５】ｎ，ｍ等の情報２０３は，縦方向と横方向
に関して別々に，部分対角化・転置器２０５により，対
称行列への伝送行列要素値配置／非伝送行列要素への０
値代入／対角化／転置なる処理を施され，逆変換行列Ｋ
_vn ^-1，Ｋ_hm ^-1２０６として出力される。ここで特に，Ｋ
_h0 ^-1はＭ次元逆ＤＣＴ，Ｋ_v0 ^-1はＮ次元逆ＤＣＴを表す
ものとする。

【００４６】一方，符号化データ２０４は符号解読・逆
量子化器２０７により，直交変換係数２０８として出力
される。

【００４７】逆直交変換器２０９は，逆変換行列
Ｋ_vn ^-1，Ｋ_hm ^-1２０６で与えられた逆直交変換行列によ
り，直交変換係数２０８を逆直交変換し，出力端子へ復
号画像信号２１０を出力する。

【００４８】図９は，画像復号処理のフローチャートで
ある。ステップＳ１１では，伝送データを受信し，直交
変換に関する情報（ｍ，ｎ，行列要素）と符号化データ
とに分離する。ステップＳ１２では，直交変換に関する
情報をもとに，縦方向と横方向に関して別々に部分対角
化を行う。すなわち，対角成分の値を全て１とし，また
伝送されてきた行列要素を元の自己相関行列における位
置と同じ位置，および対角成分から見て対称の位置に配
置し，それ以外の成分については，値を０とするかまた
は対角成分からの距離の指数関数に反比例するように値
を設定し，その行列を対角化する対角化行列を求める。
ステップＳ１３では，ステップＳ１２において部分対角
化した際に導出される対角化行列を転置し，逆直交変換
行列を生成する。

【００４９】一方，ステップＳ１４では，伝送データか
ら分離した符号化データの符号を解読し，ステップＳ１
５において逆量子化を行い直交変換係数を算出する。ス
テップＳ１６では，ステップＳ１２およびステップＳ１
３により求めた逆直交変換行列を用いて，直交変換係数
の逆直交変換を行い，ステップＳ１７では，逆直交変換
の結果を復号画像信号として出力する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
入力画像の統計特性に応じた直交変換を，そのための付
加情報量も考慮しつつ適応的に選択することにより，従
来のＤＣＴ等の固定直交変換を用いた符号化方式と同等
もしくはより高い画像符号化効率が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明する図である。

【図２】行列の対角化を説明する図である。

【図３】本発明で用いる自己相関行列の説明図である。

【図４】各直交変換手法における変換に要する情報と画
像の符号量の関係を説明するための図である。

【図５】直交変換の最適性を段階的に変化させた場合の
符号総量の変化を示した概念図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る画像信号符号化装置
のブロック構成図である。

【図７】画像符号化処理のフローチャートである。

【図８】本発明の一実施形態に係る画像信号復号装置の
ブロック構成図である。

【図９】画像復号処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 画像信号符号化装置 １１ 電力集中度が段階的に変化する直交変換基底生
成手段 １２ 直交変換・量子化・符号化手段 １３ 歪み量測定手段 １４ 発生符号量制御手段 １５ 出力手段 ２ 画像信号復号装置 ２１ 分離手段 ２２ 逆直交変換基底生成手段 ２３ 符号解読・逆量子化・逆直交変換手段 １０１ 画像信号 １０２ ブロック分割器 １０３ 横方向自己相関行列計算器 １０４ 縦方向自己相関行列計算器 １０５ パラメータ発生器 １０６，１０７ 部分対角化器 １０８ スイッチ １０９ 出力選択情報 １１１ 直交変換・量子化・符号化器 １１２ 符号 １１３ 符号量（ビット数） １１４ 歪み量 １１５ 符号化データ ２０１ 伝送データ ２０２ 分離器 ２０３ 情報（ｎ，ｍ，行列要素） ２０４ 符号化データ ２０５ 部分対角化・転置器 ２０６ 逆変換行列 ２０７ 符号解読・逆量子化器 ２０８ 直交変換係数 ２０９ 逆直交変換器 ２１０ 復号画像信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 MA05 MA21 MC11 ME01 RC12 RC14 SS20 SS26 TA33 TA46 TC08 TD06 TD12 UA02 UA05 UA38 UA39 5J064 AA02 AA03 BA16 BB13 BC25 BC29 BD02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号またはフレーム間予測誤差信号
   を直交変換・量子化し符号化する装置において，電力集
   中度が段階的に変化する直交変換基底を生成する手段
   と，復号画像に含まれることになる雑音電力を測定する
   手段と，該雑音電力が所定の範囲内のもとで符号化に用
   いる直交変換基底を伝送するための符号量と画像の発生
   符号量との和を最小にする手段とを有することを特徴と
   する画像信号符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像信号符号化装置にお
   いて，前記直交変換はカルーネンレーベ変換であり，前
   記直交変換基底を生成する手段は，自己相関行列の情報
   の一部からなる疑似自己相関行列を生成し，かつ自己相
   関行列がＮ×Ｎの要素からなるとき，目標とする電力集
   中度に応じて１≦ｎ≦Ｎ−１の範囲で決定されたｎをも
   とに，前記自己相関行列の各要素のうち，対角成分から
   見て右上および左下の両方向に向かって，各々対角成分
   から離れる方向へ斜めｎ本ずつの成分を選択し，それ以
   外の成分については，値を０とするかまたは対角成分か
   らの距離の指数関数に反比例するように前記ｎ本の成分
   の値を外挿し，前記直交変換基底行列として，前記生成
   された疑似自己相関行列を対角化する際導出される対角
   化行列を用いることを特徴とする画像信号符号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の画像信号
   符号化装置により符号化されたデータを復号する画像信
   号復号装置であって，伝送された直交変換に関する情報
   を受信する手段と，それを用いて前記画像信号符号化装
   置で用いた直交変換に対応する逆直交変換基底を生成す
   る手段とを有することを特徴とする画像信号復号装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像信号復号装置におい
   て，前記受信した直交変換に関する情報は，自己相関情
   報の一部あるいは全部と符号化画像情報からなり，その
   自己相関情報は，自己相関行列がＮ×Ｎの成分からなる
   とき，その対角成分から見て右上または左下のいずれか
   の方向に向かって，対角成分から離れる方向へ斜めｎ本
   （１≦ｎ≦Ｎ−１）の成分であり，前記逆直交変換基底
   行列は，疑似自己相関行列を対角化する際導出される対
   角化行列を転置したものであり，前記逆直交変換基底を
   生成する手段は，前記疑似自己相関行列の生成にあたっ
   て，Ｎ×Ｎ行列の対角成分の値を全て１とし，また，前
   記自己相関情報の各成分を自己相関行列に置かれていた
   位置と同じ位置，および対角成分から見て対称の位置に
   配置し，それ以外の成分については，値を０とするか，
   または対角成分からの距離の指数関数に反比例するよう
   に前記ｎ本の成分の値を外挿することを特徴とする画像
   信号復号装置。
5. 【請求項５】 画像信号またはフレーム間予測誤差信号
   を直交変換・量子化し符号化する方法において，与えら
   れたパラメータに基づき，入力した画像信号またはフレ
   ーム間予測誤差信号から電力集中度が段階的に変化する
   直交変換基底を生成し，該直交変換基底を用いて，前記
   画像信号またはフレーム間予測誤差信号についての直交
   変換，量子化および符号化を行い，復号画像に含まれる
   ことになる雑音電力を測定し，該雑音電力が所定の範囲
   内のもとで符号化に用いる直交変換基底を伝送するため
   の符号量と画像の発生符号量との和を最小にする前記パ
   ラメータを探索し，前記符号量の和が最小となるパラメ
   ータを用いて生成した直交変換基底による直交変換，量
   子化および符号化の結果を出力符号化データとすること
   を特徴とする画像信号符号化方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の画像信号符号化方法によ
   り符号化されたデータを復号する画像信号復号方法であ
   って，伝送された直交変換に関する情報を受信し，それ
   を用いて前記画像信号符号化方法で用いた直交変換に対
   応する逆直交変換基底を生成し，入力した符号化データ
   についての符号解読，逆量子化および逆直交変換により
   復号画像信号を生成することを特徴とする画像信号復号
   方法。
7. 【請求項７】 コンピュータによって，画像信号または
   フレーム間予測誤差信号を直交変換・量子化し符号化す
   るためのプログラムを記録した記録媒体であって，与え
   られたパラメータに基づき，入力した画像信号またはフ
   レーム間予測誤差信号から電力集中度が段階的に変化す
   る直交変換基底を生成し，該直交変換基底を用いて，前
   記画像信号またはフレーム間予測誤差信号についての直
   交変換，量子化および符号化を行い，復号画像に含まれ
   ることになる雑音電力を測定し，該雑音電力が所定の範
   囲内のもとで符号化に用いる直交変換基底を伝送するた
   めの符号量と画像の発生符号量との和を最小にする前記
   パラメータを探索し，前記符号量の和が最小となるパラ
   メータを用いて生成した直交変換基底による直交変換，
   量子化および符号化の結果を出力符号化データとする処
   理を，コンピュータに実行させるためのプログラムを記
   録したことを特徴とする画像信号符号化プログラム記録
   媒体。
8. 【請求項８】 コンピュータによって，請求項５記載の
   画像信号符号化方法により符号化されたデータを復号す
   るためのプログラムを記録した記録媒体であって，伝送
   された直交変換に関する情報を受信し，それを用いて前
   記画像信号符号化方法で用いた直交変換に対応する逆直
   交変換基底を生成し，入力した符号化データについての
   符号解読，逆量子化および逆直交変換により復号画像信
   号を生成する処理を，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ことを特徴とする画像信号復号プ
   ログラム記録媒体。