JP2002314428A - 信号符号化方法及び装置並びに復号方法及び装置 - Google Patents
信号符号化方法及び装置並びに復号方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、変換基底を用いて更に効率的
な符号化及び復号を行いうる方法及び装置を提供するこ
とである。 【解決手段】この課題は、符号化対象信号を変換規則に
従って変換して符号化する符号化方法において、その符
号化対象信号と相関のある信号を参照信号として取得す
る第一の処理ステップと、変換規則の基礎となる変換基
底をその取得された参照信号の特性に基づいて導出する
第二の処理ステップと、その導出された変換基底に基づ
いた変換規則に従って上記符号化対象信号を変換して符
号化する第三の処理ステップとを有する信号符号化方法
にて達成される。
な符号化及び復号を行いうる方法及び装置を提供するこ
とである。 【解決手段】この課題は、符号化対象信号を変換規則に
従って変換して符号化する符号化方法において、その符
号化対象信号と相関のある信号を参照信号として取得す
る第一の処理ステップと、変換規則の基礎となる変換基
底をその取得された参照信号の特性に基づいて導出する
第二の処理ステップと、その導出された変換基底に基づ
いた変換規則に従って上記符号化対象信号を変換して符
号化する第三の処理ステップとを有する信号符号化方法
にて達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号などの信
号系列を符号化及び復号を行う方法及び装置に係り、詳
しくは、ＤＣＴ等の変換基底を用いて信号系列の符号化
及び復号を行う方法及び装置に関する。
号系列を符号化及び復号を行う方法及び装置に係り、詳
しくは、ＤＣＴ等の変換基底を用いて信号系列の符号化
及び復号を行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、“MPEG:A Video Compres
sion Standard for Multimedia Applications”（Le Ga
ll, D.： Trans. ACM, 1991,April）に、MPEG-1符号化
方式に基づく画像符号化装置及び画像復号装置が開示さ
れる。この画像符号化装置は、図１に示しように構成さ
れ、また、その画像復号装置は、図２に示すように構成
される。
sion Standard for Multimedia Applications”（Le Ga
ll, D.： Trans. ACM, 1991,April）に、MPEG-1符号化
方式に基づく画像符号化装置及び画像復号装置が開示さ
れる。この画像符号化装置は、図１に示しように構成さ
れ、また、その画像復号装置は、図２に示すように構成
される。
【０００３】図1に示す画像符号化装置では、動き補償
フレーム間予測により時間方向に存在する冗長度を削減
し、DCT（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変
換）によりさらに空間方向に残る冗長度を削減すること
で映像信号の情報圧縮を行う。動き補償フレーム間予測
の仕組みを図３に、その動きベクトル検出によく用いら
れるブロックマッチング処理の概要を図４に、DCTの概
念を図５に、DCT係数の符号化の原理を図６にそれぞれ
示す。以下、これらの図を参照しながら、図１および図
２のそれぞれに示す画像符号化装置及び画像復号装置の
動作を説明する。
フレーム間予測により時間方向に存在する冗長度を削減
し、DCT（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変
換）によりさらに空間方向に残る冗長度を削減すること
で映像信号の情報圧縮を行う。動き補償フレーム間予測
の仕組みを図３に、その動きベクトル検出によく用いら
れるブロックマッチング処理の概要を図４に、DCTの概
念を図５に、DCT係数の符号化の原理を図６にそれぞれ
示す。以下、これらの図を参照しながら、図１および図
２のそれぞれに示す画像符号化装置及び画像復号装置の
動作を説明する。
【０００４】入力映像信号１はフレーム画像の時間系列
であり、以下、フレーム画像単位の信号を表すものとす
る。また、符号化の対象となるフレーム画像を、図３に
示す現フレームと呼ぶ。現フレームは、例えば、１６画
素×１６ラインに固定された正方矩形領域(マクロブロ
ックと呼ぶ)に分割され、その単位で以下の処理が行わ
れる。
であり、以下、フレーム画像単位の信号を表すものとす
る。また、符号化の対象となるフレーム画像を、図３に
示す現フレームと呼ぶ。現フレームは、例えば、１６画
素×１６ラインに固定された正方矩形領域(マクロブロ
ックと呼ぶ)に分割され、その単位で以下の処理が行わ
れる。
【０００５】現フレームのマクロブロックデータ（現マ
クロブロック）はまず動き検出部２に送られ、ここで、
動きベクトル５の検出が行われる。動きベクトル５は、
フレームメモリ３に格納されている過去の符号化済みフ
レーム画像４（以下、局所復号画像と呼ぶ）の所定の探
索領域を参照して、現マクロブロックと類似するパター
ンを見つけ出し、該パターンと現マクロブロックとの間
の空間的移動量に基づいて生成される。
クロブロック）はまず動き検出部２に送られ、ここで、
動きベクトル５の検出が行われる。動きベクトル５は、
フレームメモリ３に格納されている過去の符号化済みフ
レーム画像４（以下、局所復号画像と呼ぶ）の所定の探
索領域を参照して、現マクロブロックと類似するパター
ンを見つけ出し、該パターンと現マクロブロックとの間
の空間的移動量に基づいて生成される。
【０００６】上記局所復号画像は、過去のフレームだけ
に限定されるものではなく、未来のフレームを先に符号
化しておきフレームメモリに格納して使用することもで
きる。未来のフレームを使用すると、符号化順序の入れ
替えが生じて処理遅延が増えるものの、過去と未来の間
に生じた映像内容の変動を予測しやすくなり、時間冗長
度をさらに効果的に削減できるメリットがある。一般に
MPEG-1では、この過去、未来の両フレームを用いた両方
向予測（Bフレーム予測)と、前フレームのみを使用する
前方向予測(Pフレーム予測)と、フレーム間予測を行わ
ずにフレーム内だけで符号化を行うIフレームの3つの符
号化タイプを選択的に使用することができる。図３で
は、Pフレーム予測だけに限り、局所復号画像を前フレ
ームと記している。
に限定されるものではなく、未来のフレームを先に符号
化しておきフレームメモリに格納して使用することもで
きる。未来のフレームを使用すると、符号化順序の入れ
替えが生じて処理遅延が増えるものの、過去と未来の間
に生じた映像内容の変動を予測しやすくなり、時間冗長
度をさらに効果的に削減できるメリットがある。一般に
MPEG-1では、この過去、未来の両フレームを用いた両方
向予測（Bフレーム予測)と、前フレームのみを使用する
前方向予測(Pフレーム予測)と、フレーム間予測を行わ
ずにフレーム内だけで符号化を行うIフレームの3つの符
号化タイプを選択的に使用することができる。図３で
は、Pフレーム予測だけに限り、局所復号画像を前フレ
ームと記している。
【０００７】動きベクトル５は２次元の平行移動量で表
現される。動きベクトル５の検出方法としては一般に図
４に示すブロックマッチングの手法が用いられる。現マ
クロブロックの空間位置を中心とした動き探索範囲を設
け、前フレームの動き探索範囲内の画像データから、差
分二乗和もしくは差分絶対値和を最小とするブロックを
動き予測データとして求め、現マクロブロックと動き予
測データの位置変移量を動きベクトル５とする。現フレ
ーム内の全マクロブロックに対して動き予測データを求
め、それをフレーム画像として表したものが図３におけ
る動き予測フレームに該当する。動き補償フレーム間予
測では、図３のように動き予測フレームと現フレームと
の間の差分をとり、その残差信号(以下、予測残差信号
８と呼ぶ)をDCT符号化の対象とする。
現される。動きベクトル５の検出方法としては一般に図
４に示すブロックマッチングの手法が用いられる。現マ
クロブロックの空間位置を中心とした動き探索範囲を設
け、前フレームの動き探索範囲内の画像データから、差
分二乗和もしくは差分絶対値和を最小とするブロックを
動き予測データとして求め、現マクロブロックと動き予
測データの位置変移量を動きベクトル５とする。現フレ
ーム内の全マクロブロックに対して動き予測データを求
め、それをフレーム画像として表したものが図３におけ
る動き予測フレームに該当する。動き補償フレーム間予
測では、図３のように動き予測フレームと現フレームと
の間の差分をとり、その残差信号(以下、予測残差信号
８と呼ぶ)をDCT符号化の対象とする。
【０００８】具体的に各マクロブロックごとの動き予測
データ(以下、予測画像６)を取り出す処理は動き補償部
７が行う。即ち、この動き補償部７は、動きベクトル５
を用いてフレームメモリ３内の局所復号画像４から予測
画像６を生成する。
データ(以下、予測画像６)を取り出す処理は動き補償部
７が行う。即ち、この動き補償部７は、動きベクトル５
を用いてフレームメモリ３内の局所復号画像４から予測
画像６を生成する。
【０００９】予測残差信号８は、DCT部９によってDCT係
数データに変換される。DCTは図５に示すように、空間
画素ベクトルを固定の周波数成分を表現する正規直交基
底の組に変換する。空間画素ベクトルとして、通常８×
８画素のブロック（以下、DCTブロック）が採用され
る。DCTそのものは分離型変換処理であるため、実際上
はDCTブロックの水平、垂直の８次元行ベクトル、列ベ
クトルごとに変換が行われる。DCTは、空間領域に存在
する画素間相関を利用して、DCTブロック内の電力集中
度を局在化させる。電力集中度が高いほど変換効率がよ
く、自然画像信号に対しては、最適変換であるKL変換に
比べて遜色のない性能が得られる。特に自然画像ではDC
成分を主軸として低域に電力が集中して高域には電力が
ほとんどなくなる。このため、図６に示すように、その
量子化係数をDCTブロック内で低域から高域にむけてス
キャンし、ゼロランを多く含むようにすることで、エン
トロピー符号化の効果も含めて全体の符号化効率を高め
ている。
数データに変換される。DCTは図５に示すように、空間
画素ベクトルを固定の周波数成分を表現する正規直交基
底の組に変換する。空間画素ベクトルとして、通常８×
８画素のブロック（以下、DCTブロック）が採用され
る。DCTそのものは分離型変換処理であるため、実際上
はDCTブロックの水平、垂直の８次元行ベクトル、列ベ
クトルごとに変換が行われる。DCTは、空間領域に存在
する画素間相関を利用して、DCTブロック内の電力集中
度を局在化させる。電力集中度が高いほど変換効率がよ
く、自然画像信号に対しては、最適変換であるKL変換に
比べて遜色のない性能が得られる。特に自然画像ではDC
成分を主軸として低域に電力が集中して高域には電力が
ほとんどなくなる。このため、図６に示すように、その
量子化係数をDCTブロック内で低域から高域にむけてス
キャンし、ゼロランを多く含むようにすることで、エン
トロピー符号化の効果も含めて全体の符号化効率を高め
ている。
【００１０】DCT係数１０の量子化は量子化部１１で行
われ、量子化係数１２は可変長符号化部１３でスキャ
ン、ランレングス符号化されて圧縮ストリーム１４に多
重され伝送される。なお、動き検出部２で検出された動
きベクトル５は、画像復号装置において画像符号化装置
と同じ予測画像を生成するために必要となるため、各マ
クロブロックごとに圧縮ストリーム１４に多重され、伝
送される。
われ、量子化係数１２は可変長符号化部１３でスキャ
ン、ランレングス符号化されて圧縮ストリーム１４に多
重され伝送される。なお、動き検出部２で検出された動
きベクトル５は、画像復号装置において画像符号化装置
と同じ予測画像を生成するために必要となるため、各マ
クロブロックごとに圧縮ストリーム１４に多重され、伝
送される。
【００１１】また、量子化係数１２は、逆量子化部１
５、逆DCT部１６を経て局所復号され、その結果が予測
画像６と加算されて、画像復号装置側と同一の復号画像
１７が生成される。復号画像１７は、次フレームの予測
に用いるため、上記局所復号画像としてフレームメモリ
３に格納される。
５、逆DCT部１６を経て局所復号され、その結果が予測
画像６と加算されて、画像復号装置側と同一の復号画像
１７が生成される。復号画像１７は、次フレームの予測
に用いるため、上記局所復号画像としてフレームメモリ
３に格納される。
【００１２】次に、図２に示す画像復号装置の動作を説
明する。
明する。
【００１３】この画像復号装置では、圧縮ストリーム１
４を受信したのち、可変長復号部１８で各フレームの先
頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロック単
位に動きベクトル５、量子化DCT係数１２が復元され
る。動きベクトル５は動き補償部７に送られ、動き補償
部７は画像符号化装置の動作と同様、フレームメモリ１
９（フレームメモリ３と同じように使用される）から動
きベクトル５の分だけ動いた画像部分を予測画像６とし
て取り出す。量子化DCT係数１２は逆量子化部１５、逆D
CT部１６を経て復号された後、予測画像６と加算されて
最終的な復号画像１７となる。復号画像１７は所定の表
示タイミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生さ
れる。
４を受信したのち、可変長復号部１８で各フレームの先
頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロック単
位に動きベクトル５、量子化DCT係数１２が復元され
る。動きベクトル５は動き補償部７に送られ、動き補償
部７は画像符号化装置の動作と同様、フレームメモリ１
９（フレームメモリ３と同じように使用される）から動
きベクトル５の分だけ動いた画像部分を予測画像６とし
て取り出す。量子化DCT係数１２は逆量子化部１５、逆D
CT部１６を経て復号された後、予測画像６と加算されて
最終的な復号画像１７となる。復号画像１７は所定の表
示タイミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生さ
れる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述したような従来例
のように、先に復号の終わった信号（以下、適宜参照画
像または予測画像という）を参照して、その相関を利用
する符号化アルゴリズムがMPEG動画像符号化をはじめ、
ひろく一般に利用されている。従来例にて説明した理由
により、多くの場合変換基底としてDCTが用いられてい
る。このDCTは、事前確率分布が知られていない信号波
形の符号化に有効である。しかし、一般に、音声、画像
等のメディア信号は非定常で、時空間的に局所的な信号
の偏りを持っている。したがって、前述した従来例のよ
うに固定された変換基底では、信号を表現するための基
底の数（係数の数）が効果的に削減できず、圧縮に限界
があった。
のように、先に復号の終わった信号（以下、適宜参照画
像または予測画像という）を参照して、その相関を利用
する符号化アルゴリズムがMPEG動画像符号化をはじめ、
ひろく一般に利用されている。従来例にて説明した理由
により、多くの場合変換基底としてDCTが用いられてい
る。このDCTは、事前確率分布が知られていない信号波
形の符号化に有効である。しかし、一般に、音声、画像
等のメディア信号は非定常で、時空間的に局所的な信号
の偏りを持っている。したがって、前述した従来例のよ
うに固定された変換基底では、信号を表現するための基
底の数（係数の数）が効果的に削減できず、圧縮に限界
があった。
【００１５】そこで、本発明の課題は、変換基底を用い
て更に効率的な符号化及び復号を行いうる方法及び装置
を提供することである。
て更に効率的な符号化及び復号を行いうる方法及び装置
を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載されるように、符号化対
象信号を変換規則に従って変換して符号化する符号化方
法において、その符号化対象信号と相関のある信号を参
照信号として取得する第一の処理ステップと、変換規則
の基礎となる変換基底をその取得された参照信号の特性
に基づいて導出する第二の処理ステップと、その導出さ
れた変換基底に基づいた変換規則に従って上記符号化対
象信号を変換して符号化する第三の処理ステップとを有
するように構成される。
め、本発明は、請求項１に記載されるように、符号化対
象信号を変換規則に従って変換して符号化する符号化方
法において、その符号化対象信号と相関のある信号を参
照信号として取得する第一の処理ステップと、変換規則
の基礎となる変換基底をその取得された参照信号の特性
に基づいて導出する第二の処理ステップと、その導出さ
れた変換基底に基づいた変換規則に従って上記符号化対
象信号を変換して符号化する第三の処理ステップとを有
するように構成される。
【００１７】このような信号符号化方法では、参照信号
の特性に基づいて導出される変換基底にに基づいた変換
規則に従って符号化対象信号が変換される。この参照信
号は、符号化対象信号と相関があるので、その導出され
る変換基底は、符号化対象信号の性質にマッチしたもの
とすることが可能となる。
の特性に基づいて導出される変換基底にに基づいた変換
規則に従って符号化対象信号が変換される。この参照信
号は、符号化対象信号と相関があるので、その導出され
る変換基底は、符号化対象信号の性質にマッチしたもの
とすることが可能となる。
【００１８】上記符号化対象信号は、画像に関する情報
を表す画像信号のほか、音声信号などのメディア信号
や、他の任意の信号とすることができる。
を表す画像信号のほか、音声信号などのメディア信号
や、他の任意の信号とすることができる。
【００１９】符号化対象信号として画像信号を用いる場
合、入力原画像信号から動き補償予測の手法により得ら
れる予測残差信号をその符号化対象信号とすることがで
きる。また、符号化対象信号として画像信号を用いる場
合、入力画像信号から動き補償予測の手法により得られ
る予測画像信号を参照信号とすることができる。
合、入力原画像信号から動き補償予測の手法により得ら
れる予測残差信号をその符号化対象信号とすることがで
きる。また、符号化対象信号として画像信号を用いる場
合、入力画像信号から動き補償予測の手法により得られ
る予測画像信号を参照信号とすることができる。
【００２０】符号化側から変換基底に関する情報を復号
側に送らなくても、復号側において符号化に利用された
変換基底を再現できるという観点から本発明は、請求項
２に記載されるように、上記信号符号化方法において、
上記参照信号は、当該信号符号化方法にて符号化された
信号を復号する際に得られる信号と同一と見なし得る信
号となるように構成することができる。
側に送らなくても、復号側において符号化に利用された
変換基底を再現できるという観点から本発明は、請求項
２に記載されるように、上記信号符号化方法において、
上記参照信号は、当該信号符号化方法にて符号化された
信号を復号する際に得られる信号と同一と見なし得る信
号となるように構成することができる。
【００２１】上記変換基底は、請求項６に記載されるよ
うに、上記参照信号の特性に基づいて生成することがで
きる。また、請求項１１に記載されるように、その変換
基底は、予め定めた複数の変換基底から上記参照信号の
特性に基づいて選択することができる。
うに、上記参照信号の特性に基づいて生成することがで
きる。また、請求項１１に記載されるように、その変換
基底は、予め定めた複数の変換基底から上記参照信号の
特性に基づいて選択することができる。
【００２２】使用すべき変換基底を予め定めた複数の変
換基底から選択する場合、復号側が同じ複数の変換基底
そなえることで、復号側での処理が容易となる。この場
合、請求項１５に記載されるように、その選択された変
換基底を特定する情報を、上記符号化対象信号の符号化
と共に符号化するように構成することができる。この符
号化された変換基底を特定する情報を復号側に送ること
で、その変換基底を特定する情報に基づいて複数の変換
基底から符号化側で使用した変換基底を復号側で特定す
ることができる。
換基底から選択する場合、復号側が同じ複数の変換基底
そなえることで、復号側での処理が容易となる。この場
合、請求項１５に記載されるように、その選択された変
換基底を特定する情報を、上記符号化対象信号の符号化
と共に符号化するように構成することができる。この符
号化された変換基底を特定する情報を復号側に送ること
で、その変換基底を特定する情報に基づいて複数の変換
基底から符号化側で使用した変換基底を復号側で特定す
ることができる。
【００２３】復号側で、符号化側で使用した変換基底を
容易に取得できるという観点から、本発明は、請求項１
７に記載されるように、上記のように導出された変換基
底を上記符号化対象信号と共に符号化することができ
る。この変換基底そのものが符号化されて復号側に送ら
れることにより、復号側では、符号化側で使用した変換
基底を容易に取得することができる。
容易に取得できるという観点から、本発明は、請求項１
７に記載されるように、上記のように導出された変換基
底を上記符号化対象信号と共に符号化することができ
る。この変換基底そのものが符号化されて復号側に送ら
れることにより、復号側では、符号化側で使用した変換
基底を容易に取得することができる。
【００２４】予め定めた複数の変換基底だけでは適正な
変換ができない場合に有効となるという観点から、本発
明は、請求項１８に記載されるように、上記参照信号の
特性に基づいて変換基底を生成し、予め定められた複数
の変換基底及び上記生成された変換基底の中から上記参
照信号の特性に基づいて使用すべき変換基底を選択する
ように構成することができる。
変換ができない場合に有効となるという観点から、本発
明は、請求項１８に記載されるように、上記参照信号の
特性に基づいて変換基底を生成し、予め定められた複数
の変換基底及び上記生成された変換基底の中から上記参
照信号の特性に基づいて使用すべき変換基底を選択する
ように構成することができる。
【００２５】適正な変換基底が複数の変換基底に含まれ
ていないという状況を極力低減するという観点から、本
発明は、請求項１９に記載されるように、上記生成され
た変換基底が使用すべき変換基底として選択された場合
に、その生成された変換基底を上記複数の変換基底に追
加するように構成することができる。
ていないという状況を極力低減するという観点から、本
発明は、請求項１９に記載されるように、上記生成され
た変換基底が使用すべき変換基底として選択された場合
に、その生成された変換基底を上記複数の変換基底に追
加するように構成することができる。
【００２６】上記複数の変換基底に含まれる無用な変換
基底の数の増加を抑えるという観点から、本発明は、請
求項２０に記載されるように、上記参照信号の特性と上
記複数の変換基底のそれぞれのとの関係から決められる
一の変換基底をその複数の変換基底から削除するように
構成することができる。
基底の数の増加を抑えるという観点から、本発明は、請
求項２０に記載されるように、上記参照信号の特性と上
記複数の変換基底のそれぞれのとの関係から決められる
一の変換基底をその複数の変換基底から削除するように
構成することができる。
【００２７】より適正な変換基底を使用することができ
るようになるという観点から、本発明は、請求項２３に
記載されるように、上記参照信号の特性に基づいて上記
複数の変換基底から一の変換基底を選択し、その選択さ
れた一の変換基底と上記生成された変換基底とを用いて
符号化対象信号を符号化し、その符号化結果に基づいて
その一の変換基底と上記生成された変換基底のいずれか
を選択するように構成することができる。
るようになるという観点から、本発明は、請求項２３に
記載されるように、上記参照信号の特性に基づいて上記
複数の変換基底から一の変換基底を選択し、その選択さ
れた一の変換基底と上記生成された変換基底とを用いて
符号化対象信号を符号化し、その符号化結果に基づいて
その一の変換基底と上記生成された変換基底のいずれか
を選択するように構成することができる。
【００２８】所謂「Matching Pursuits」のようなパタ
ーンマッチングの手法により符号化対象信号を変換する
ことができるようにするため、本発明は、請求項２９に
記載されるように、符号化対象信号の部分信号波形を特
定し、その部分信号波形を、変換基底となる波形ベクト
ルとの類似の度合いを表す類似度情報に変換し、その波
形ベクトルを特定する情報、上記類似度情報及び上記部
分信号波形の符号化対象信号内位置を符号化する信号符
号化方法であって、上記第二の処理ステップでは、上記
符号化対象信号の上記部分信号波形に対応した参照信号
の部分信号の特性に基づいて上記変換基底となる波形ベ
クトルを生成するように構成することができる。
ーンマッチングの手法により符号化対象信号を変換する
ことができるようにするため、本発明は、請求項２９に
記載されるように、符号化対象信号の部分信号波形を特
定し、その部分信号波形を、変換基底となる波形ベクト
ルとの類似の度合いを表す類似度情報に変換し、その波
形ベクトルを特定する情報、上記類似度情報及び上記部
分信号波形の符号化対象信号内位置を符号化する信号符
号化方法であって、上記第二の処理ステップでは、上記
符号化対象信号の上記部分信号波形に対応した参照信号
の部分信号の特性に基づいて上記変換基底となる波形ベ
クトルを生成するように構成することができる。
【００２９】上記課題を解決するため、本発明は、請求
項３３に記載されるように、符号化対象信号を変換規則
に従って変換して符号化する符号化装置において、その
符号化対象信号と相関のある信号を参照信号として取得
する第一の処理手段と、変換規則の基礎となる変換基底
をその取得された参照信号の特性に基づいて導出する第
二の処理手段と、その導出された変換基底に基づいた変
換規則に従って上記符号化対象信号を変換して符号化す
る第三の処理手段とを有するように構成される。
項３３に記載されるように、符号化対象信号を変換規則
に従って変換して符号化する符号化装置において、その
符号化対象信号と相関のある信号を参照信号として取得
する第一の処理手段と、変換規則の基礎となる変換基底
をその取得された参照信号の特性に基づいて導出する第
二の処理手段と、その導出された変換基底に基づいた変
換規則に従って上記符号化対象信号を変換して符号化す
る第三の処理手段とを有するように構成される。
【００３０】また、更に、上記課題を解決するため、本
発明は、請求項６２に記載されるように、符号化信号を
復号し、その復号により得られた信号を変換規則に従っ
て変換して信号の再生を行う信号復号方法において、上
記符号化信号を復号して得られた信号に基づいて変換規
則の基礎となる変換基底を導出する第一の処理ステップ
と、その導出された変換基底に基づいた変換規則に従っ
て上記復号により得られた信号を変換して信号の再生を
行う第二の処理ステップとを有するように構成される。
発明は、請求項６２に記載されるように、符号化信号を
復号し、その復号により得られた信号を変換規則に従っ
て変換して信号の再生を行う信号復号方法において、上
記符号化信号を復号して得られた信号に基づいて変換規
則の基礎となる変換基底を導出する第一の処理ステップ
と、その導出された変換基底に基づいた変換規則に従っ
て上記復号により得られた信号を変換して信号の再生を
行う第二の処理ステップとを有するように構成される。
【００３１】復号側で変換基底を生成するという観点か
ら、本発明は、請求項６３に記載されるように、上記信
号復号方法において、上記第一の処理ステップでは、上
記符号化信号を復号して得られた信号と相関のある信号
を参照信号として取得し、上記変換基底をその取得され
た参照信号の特性に基づいて生成するように構成するこ
とができる。
ら、本発明は、請求項６３に記載されるように、上記信
号復号方法において、上記第一の処理ステップでは、上
記符号化信号を復号して得られた信号と相関のある信号
を参照信号として取得し、上記変換基底をその取得され
た参照信号の特性に基づいて生成するように構成するこ
とができる。
【００３２】復号側での変換基底を得るための処理が容
易になるという観点から、本発明は、請求項７２に記載
されるように、上記信号復号方法において、上記第一の
処理ステップでは、符号化信号に基づいて予め定めた複
数の変換基底から上記第二の処理ステップにて使用され
るべき変換基底を選択するように構成することができ
る。
易になるという観点から、本発明は、請求項７２に記載
されるように、上記信号復号方法において、上記第一の
処理ステップでは、符号化信号に基づいて予め定めた複
数の変換基底から上記第二の処理ステップにて使用され
るべき変換基底を選択するように構成することができ
る。
【００３３】復号側での処理が更に容易になるという観
点から、本発明は、請求項７８に記載されるように、上
記信号復号方法において、上記第一の処理ステップで
は、符号化信号を復号して得られる変換基底を上記第二
の処理ステップに使用すべき変換基底として取得するよ
うに構成することができる。
点から、本発明は、請求項７８に記載されるように、上
記信号復号方法において、上記第一の処理ステップで
は、符号化信号を復号して得られる変換基底を上記第二
の処理ステップに使用すべき変換基底として取得するよ
うに構成することができる。
【００３４】また、本発明は、請求項７９に記載される
ように、上記信号復号方法において、上記第一の処理ス
テップでは、符号化信号を復号して得られる信号に上記
複数の変換基底に含まれない第一の変換基底が含まれて
いる場合、その第一の変換基底を第二の処理ステップに
て使用すべき変換基底として取得すると共に、上記複数
の変換基底にその第二の変換基底を追加するように構成
することができる。
ように、上記信号復号方法において、上記第一の処理ス
テップでは、符号化信号を復号して得られる信号に上記
複数の変換基底に含まれない第一の変換基底が含まれて
いる場合、その第一の変換基底を第二の処理ステップに
て使用すべき変換基底として取得すると共に、上記複数
の変換基底にその第二の変換基底を追加するように構成
することができる。
【００３５】このような信号復号方法において、複数の
変換基底に含まれる無用な変換基底の数の増加を防ぐと
いう観点から本発明は、請求項８０に記載されるよう
に、上記信号復号方法において、上記符号化信号を復号
して得られる信号に上記複数の変換基底のうちの第二の
変換基底を特定する情報が含まれている場合、上記第二
の変換基底を上記複数の変換基底から削除するように構
成することができる。
変換基底に含まれる無用な変換基底の数の増加を防ぐと
いう観点から本発明は、請求項８０に記載されるよう
に、上記信号復号方法において、上記符号化信号を復号
して得られる信号に上記複数の変換基底のうちの第二の
変換基底を特定する情報が含まれている場合、上記第二
の変換基底を上記複数の変換基底から削除するように構
成することができる。
【００３６】上記第二の変換基底を完全に上記第一の変
換基底に更新するという観点から、本発明は、請求項８
１に記載されるように、上記信号復号方法において、上
記第一の変換基底は、上記複数の変換基底において上記
第二の変換基底を特定していた情報にて特定されるよう
に構成することができる。
換基底に更新するという観点から、本発明は、請求項８
１に記載されるように、上記信号復号方法において、上
記第一の変換基底は、上記複数の変換基底において上記
第二の変換基底を特定していた情報にて特定されるよう
に構成することができる。
【００３７】所謂、「Matching Pursuits」などのパタ
ーンマッチングの手法を用いて符号化された信号を適性
に復号できるという観点から、本発明は、請求項８３に
記載されるように、上記信号復号方法において、符号化
信号を復号して得られる信号に、符号化対象信号の符号
化に際して所定の参照信号の部分信号の特性に基づいて
生成された変換基底となる波形ベクトルを用いたことを
表す情報、その波形ベクトルと符号化対象信号の部分信
号波形との類似度合いを表す類似度情報及びその部分信
号波形の符号化対象信号内位置が含まれている場合、上
記第一の処理ステップでは、上記符号化信号から得られ
る上記信号の符号化に際して用いられた所定の参照信号
に対応した参照信号の部分信号の特性に基づいて変換基
底となる波形ベクトルを生成し、上記第二の処理ステッ
プでは、その生成された波形ベクトルに基づいた変換規
則に従って上記類似度情報を変換して、上記符号化対象
信号内位置における部分信号波形を再生するように構成
することができる。
ーンマッチングの手法を用いて符号化された信号を適性
に復号できるという観点から、本発明は、請求項８３に
記載されるように、上記信号復号方法において、符号化
信号を復号して得られる信号に、符号化対象信号の符号
化に際して所定の参照信号の部分信号の特性に基づいて
生成された変換基底となる波形ベクトルを用いたことを
表す情報、その波形ベクトルと符号化対象信号の部分信
号波形との類似度合いを表す類似度情報及びその部分信
号波形の符号化対象信号内位置が含まれている場合、上
記第一の処理ステップでは、上記符号化信号から得られ
る上記信号の符号化に際して用いられた所定の参照信号
に対応した参照信号の部分信号の特性に基づいて変換基
底となる波形ベクトルを生成し、上記第二の処理ステッ
プでは、その生成された波形ベクトルに基づいた変換規
則に従って上記類似度情報を変換して、上記符号化対象
信号内位置における部分信号波形を再生するように構成
することができる。
【００３８】更に、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項８５に記載されるように、符号化信号を復号
し、その復号により得られた信号を変換規則に従って変
換して信号の再生を行う信号復号装置において、上記符
号化信号を復号して得られた信号に基づいて変換規則の
基礎となる変換基底を導出する第一の処理手段と、その
導出された変換基底に基づいた変換規則に従って上記復
号により得られた信号を変換して信号の再生を行う第二
の処理手段とを有するように構成される。
は、請求項８５に記載されるように、符号化信号を復号
し、その復号により得られた信号を変換規則に従って変
換して信号の再生を行う信号復号装置において、上記符
号化信号を復号して得られた信号に基づいて変換規則の
基礎となる変換基底を導出する第一の処理手段と、その
導出された変換基底に基づいた変換規則に従って上記復
号により得られた信号を変換して信号の再生を行う第二
の処理手段とを有するように構成される。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００４０】変換基底を画像のパターンに応じて変形
し、画像の局所的な信号分布に適応した基底を使用でき
るようにすれば、符号化すべき係数を効率的に削減で
き、符号化効率の改善が期待できる。基底の変形に使用
できる情報としては、付加情報として復号側に伝送する
必要がなく、かつ符号化対象信号のパターンを反映する
情報となる参照画像を考えることができる（図７）。
し、画像の局所的な信号分布に適応した基底を使用でき
るようにすれば、符号化すべき係数を効率的に削減で
き、符号化効率の改善が期待できる。基底の変形に使用
できる情報としては、付加情報として復号側に伝送する
必要がなく、かつ符号化対象信号のパターンを反映する
情報となる参照画像を考えることができる（図７）。
【００４１】図７に示すように、通常、動き補償フレー
ム間予測による予測残差信号には、動きモデルが適合し
ない物体境界などにおいて、元の画像もしくは参照画像
の波形パターンが残留する。特にエッジ部分（図７では
車の輪郭など）に電力集中することが多く、DCTの固定
の基底ではこういったパターンを表現するために多くの
基底係数が必要になる。したがって、図７に示したよう
に、参照画像のパターンからDCTの固定変換基底を変形
させ、新しい変換基底を生成する。すなわち、参照パタ
ーンが強いステップエッジを持つ場合に、DC成分の代わ
りにステップエッジをもっともよく表現する基底が主軸
として設定されるよう変換基底の生成を行う。この新た
に生成された変換基底をDCTの固定変換基底の代わりに
用いることにより、主軸がDCTのようにDC成分ではな
く、信号の局所的な周波数分布にしたがって設定され、
電力集中度が増すことになる。
ム間予測による予測残差信号には、動きモデルが適合し
ない物体境界などにおいて、元の画像もしくは参照画像
の波形パターンが残留する。特にエッジ部分（図７では
車の輪郭など）に電力集中することが多く、DCTの固定
の基底ではこういったパターンを表現するために多くの
基底係数が必要になる。したがって、図７に示したよう
に、参照画像のパターンからDCTの固定変換基底を変形
させ、新しい変換基底を生成する。すなわち、参照パタ
ーンが強いステップエッジを持つ場合に、DC成分の代わ
りにステップエッジをもっともよく表現する基底が主軸
として設定されるよう変換基底の生成を行う。この新た
に生成された変換基底をDCTの固定変換基底の代わりに
用いることにより、主軸がDCTのようにDC成分ではな
く、信号の局所的な周波数分布にしたがって設定され、
電力集中度が増すことになる。
【００４２】このように、本発明に係る実施の形態で
は、符号化対象信号（予測残差信号）のパターンをよく
反映する参照信号の相関を利用して、個々の符号化対象
信号の電力集中度を高める方向に基底の変形を行う手段
を備えるように画像符号化装置及び画像復号装置を構成
する。これにより、より少ない基底係数で信号を表現で
きるため、さらに圧縮率をあげることができる。
は、符号化対象信号（予測残差信号）のパターンをよく
反映する参照信号の相関を利用して、個々の符号化対象
信号の電力集中度を高める方向に基底の変形を行う手段
を備えるように画像符号化装置及び画像復号装置を構成
する。これにより、より少ない基底係数で信号を表現で
きるため、さらに圧縮率をあげることができる。
【００４３】次に、本発明の第一の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００４４】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図８に示すように構成され、また、画像復号装置
は、例えば、図９に示すように構成される。本実施の形
態では、動き補償フレーム間予測により時間方向に存在
する冗長度を削減し、動き補償予測の結果得られた該マ
クロブロックの予測画像の波形パターンを、主成分に該
当する基底でうまく捉えられるようにDCT基底を変形さ
せ、該変形基底を用いた変換符号化による情報圧縮を行
う。予測画像のパターンに応じて逐一基底変形演算を行
うため、演算量の負荷はかかるが、画像復号装置と共有
できる予測画像のデータを用いてその演算が行われるた
め、画像符号化装置は、画像復号装置に変換基底の変形
に関する付加情報を伝送する必要がない。
えば、図８に示すように構成され、また、画像復号装置
は、例えば、図９に示すように構成される。本実施の形
態では、動き補償フレーム間予測により時間方向に存在
する冗長度を削減し、動き補償予測の結果得られた該マ
クロブロックの予測画像の波形パターンを、主成分に該
当する基底でうまく捉えられるようにDCT基底を変形さ
せ、該変形基底を用いた変換符号化による情報圧縮を行
う。予測画像のパターンに応じて逐一基底変形演算を行
うため、演算量の負荷はかかるが、画像復号装置と共有
できる予測画像のデータを用いてその演算が行われるた
め、画像符号化装置は、画像復号装置に変換基底の変形
に関する付加情報を伝送する必要がない。
【００４５】図８に示す画像符号化装置において、動き
補償フレーム間予測の手順は従来例に述べた方法と同一
であり、その手順の概要は図３に、動きベクトル検出に
用いられるブロックマッチング処理の概要を図４にある
通りである。また、変形された基底で直交変換を行った
後、その係数の量子化、エントロピー符号化を行う手順
（図６参照）も従来例の通りとする。以下、これらの図
を参照しながら、画像符号化装置及び画像復号装置の動
作を説明する。
補償フレーム間予測の手順は従来例に述べた方法と同一
であり、その手順の概要は図３に、動きベクトル検出に
用いられるブロックマッチング処理の概要を図４にある
通りである。また、変形された基底で直交変換を行った
後、その係数の量子化、エントロピー符号化を行う手順
（図６参照）も従来例の通りとする。以下、これらの図
を参照しながら、画像符号化装置及び画像復号装置の動
作を説明する。
【００４６】図８において、入力映像信号１０１はフレ
ーム画像の時間系列であり、以下、フレーム画像単位の
信号を表すものとする（符号化対象となるフレーム画像
は、図３における現フレームに該当）。現フレームは、
マクロブロック単位で以下の手順で符号化される。現マ
クロブロックはまず動き検出部１０２に送られ、ここ
で、動きベクトル１０５の検出が行われる。動き補償部
１０７は、動きベクトル１０５を用いてフレームメモリ
１０３中の局所復号画像１１７を参照して、各マクロブ
ロックの予測画像１０６を取り出す。
ーム画像の時間系列であり、以下、フレーム画像単位の
信号を表すものとする（符号化対象となるフレーム画像
は、図３における現フレームに該当）。現フレームは、
マクロブロック単位で以下の手順で符号化される。現マ
クロブロックはまず動き検出部１０２に送られ、ここ
で、動きベクトル１０５の検出が行われる。動き補償部
１０７は、動きベクトル１０５を用いてフレームメモリ
１０３中の局所復号画像１１７を参照して、各マクロブ
ロックの予測画像１０６を取り出す。
【００４７】現マクロブロックと予測画像１０６との差
分として予測残差信号１０８が得られ、これが適応変換
部１０９によって直交変換係数データ１１０に変換され
る。適応変換部１０９で用いられる変換基底１１９は、
変換基底演算部１１８において、使用される予測画像１
０６のパターンに応じて生成される。生成された変換基
底１１９は適応変換部１０９に送られ、直交変換に使用
される。変換基底演算部１１８の処理は後述する。
分として予測残差信号１０８が得られ、これが適応変換
部１０９によって直交変換係数データ１１０に変換され
る。適応変換部１０９で用いられる変換基底１１９は、
変換基底演算部１１８において、使用される予測画像１
０６のパターンに応じて生成される。生成された変換基
底１１９は適応変換部１０９に送られ、直交変換に使用
される。変換基底演算部１１８の処理は後述する。
【００４８】適応変換部１０９によって得られた直交変
換係数データ１１０は、量子化部１１１を経て、可変長
符号化部１１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム１１４に多重され伝送される。動きベク
トル１０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム１１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数１１２
は、逆量子化部１１５、逆適応変換部１１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像１０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像１１７が生成される。復号画
像１１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ１０３に局所復号画像として格納される。
換係数データ１１０は、量子化部１１１を経て、可変長
符号化部１１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム１１４に多重され伝送される。動きベク
トル１０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム１１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数１１２
は、逆量子化部１１５、逆適応変換部１１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像１０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像１１７が生成される。復号画
像１１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ１０３に局所復号画像として格納される。
【００４９】上記変換基底演算部１１８は、次のような
処理を行う。
処理を行う。
【００５０】変換基底演算部１１８は、入力される予測
画像１０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変換基底１１９
を求め、適応変換部１０９に対して出力する。まず、図
１０に示すように、予測画像１０６の各直交変換適用領
域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ｘH、ｘVが求
められる。これにより各領域の水平・垂直方向の主成分
が反映された波形パターンが得られる。図１０では、Ｎ
＝４の例を示しており、該ブロックの水平方向には鋭い
エッジが存在し、垂直方向は平坦な画像パターンである
と言うことができる。基底変形は、変換係数が主軸（変
換行列の第1行ベクトル、DCTの場合は直流成分）周辺に
集中するように、各平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVが主
軸の基底にマッチするよう、DCTの基底を変形する。具
体的には、水平・垂直のDCT変換基底に対し、主軸の基
底を重み付きの正規化平均輝度分布ベクトルで置き換
え、相関行列ＣH、ＣVを求め、その固有ベクトルφH,0
〜φH,N-1、φV,0〜φV,N-1を新しい変換基底１１９と
する。変換基底１１９は正規直交基底となる。
画像１０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変換基底１１９
を求め、適応変換部１０９に対して出力する。まず、図
１０に示すように、予測画像１０６の各直交変換適用領
域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ｘH、ｘVが求
められる。これにより各領域の水平・垂直方向の主成分
が反映された波形パターンが得られる。図１０では、Ｎ
＝４の例を示しており、該ブロックの水平方向には鋭い
エッジが存在し、垂直方向は平坦な画像パターンである
と言うことができる。基底変形は、変換係数が主軸（変
換行列の第1行ベクトル、DCTの場合は直流成分）周辺に
集中するように、各平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVが主
軸の基底にマッチするよう、DCTの基底を変形する。具
体的には、水平・垂直のDCT変換基底に対し、主軸の基
底を重み付きの正規化平均輝度分布ベクトルで置き換
え、相関行列ＣH、ＣVを求め、その固有ベクトルφH,0
〜φH,N-1、φV,0〜φV,N-1を新しい変換基底１１９と
する。変換基底１１９は正規直交基底となる。
【００５１】これにより、予測画像１０６の水平・垂直
の各平均輝度分布のパターンが直交変換の主軸に反映さ
れ、図７で示したような予測画像と符号化対象画像（予
測残差信号）との間にパターンの類似性がある場合、符
号化対象画像の直交変換係数の集中度を高めることがで
きる。その他の実現方法として、あらかじめ平均輝度分
布ベクトルとして現れ得る波形パターンのテンプレート
をいくつか用意しておき、平均輝度分布ベクトルとの内
積が最大となるパターンを選択して使用するようにして
もよい。
の各平均輝度分布のパターンが直交変換の主軸に反映さ
れ、図７で示したような予測画像と符号化対象画像（予
測残差信号）との間にパターンの類似性がある場合、符
号化対象画像の直交変換係数の集中度を高めることがで
きる。その他の実現方法として、あらかじめ平均輝度分
布ベクトルとして現れ得る波形パターンのテンプレート
をいくつか用意しておき、平均輝度分布ベクトルとの内
積が最大となるパターンを選択して使用するようにして
もよい。
【００５２】なお、逆適応変換部１１６では、変換基底
１１９の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像空
間上の信号に戻す。
１１９の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像空
間上の信号に戻す。
【００５３】図９に示す画像復号装置では、圧縮ストリ
ーム１１４を受信したのち、可変長復号部１２０で各フ
レームの先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロ
ブロック単位に動きベクトル１０５、量子化直交変換係
数１２１が復元される。動きベクトル１０５は動き補償
部１０７に送られ、動き補償部１０７は画像符号化装置
の動作と同様、フレームメモリ１２２（フレームメモリ
１０３と同じように使用される）から動きベクトル１０
５だけ動いた画像部分を予測画像１０６として取り出
す。量子化直交変換係数１２１は逆量子化部１１５、逆
適応変換部１１６を経て復号された後、予測画像１０６
と加算されて最終的な復号画像１１７となる。変換基底
演算部１１８は上で述べた手順で符号化側と同じ変換基
底１１９を算出、出力する。逆適応変換部１１６は、そ
の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像空間上の
信号に戻す。復号画像１１７は所定の表示タイミングで
表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
ーム１１４を受信したのち、可変長復号部１２０で各フ
レームの先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロ
ブロック単位に動きベクトル１０５、量子化直交変換係
数１２１が復元される。動きベクトル１０５は動き補償
部１０７に送られ、動き補償部１０７は画像符号化装置
の動作と同様、フレームメモリ１２２（フレームメモリ
１０３と同じように使用される）から動きベクトル１０
５だけ動いた画像部分を予測画像１０６として取り出
す。量子化直交変換係数１２１は逆量子化部１１５、逆
適応変換部１１６を経て復号された後、予測画像１０６
と加算されて最終的な復号画像１１７となる。変換基底
演算部１１８は上で述べた手順で符号化側と同じ変換基
底１１９を算出、出力する。逆適応変換部１１６は、そ
の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像空間上の
信号に戻す。復号画像１１７は所定の表示タイミングで
表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
【００５４】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００５５】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図１１に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図１２に示すように構成される。本実施
の形態では、動き補償フレーム間予測により時間方向に
存在する冗長度を削減し、動き補償予測の結果得られた
該マクロブロックの予測画像の波形パターンを、主成分
に該当する基底でうまく捉えられるようにDCT基底を変
形させ、該変形基底を用いた変換符号化による情報圧縮
を行う。あらかじめ画像の局所的な性質を考慮した変換
基底を数種類用意しておき、予測画像のパターンに応じ
てそれらを切り替えて使用する。画像符号化装置側と画
像復号装置側に同一の基底セットを設けておき、基底の
切替情報としてID情報のみを送受信する。画像復号装置
側ではID情報に基づいて基底を選択するだけであり、画
像復号装置側での基底演算を必要としない。
えば、図１１に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図１２に示すように構成される。本実施
の形態では、動き補償フレーム間予測により時間方向に
存在する冗長度を削減し、動き補償予測の結果得られた
該マクロブロックの予測画像の波形パターンを、主成分
に該当する基底でうまく捉えられるようにDCT基底を変
形させ、該変形基底を用いた変換符号化による情報圧縮
を行う。あらかじめ画像の局所的な性質を考慮した変換
基底を数種類用意しておき、予測画像のパターンに応じ
てそれらを切り替えて使用する。画像符号化装置側と画
像復号装置側に同一の基底セットを設けておき、基底の
切替情報としてID情報のみを送受信する。画像復号装置
側ではID情報に基づいて基底を選択するだけであり、画
像復号装置側での基底演算を必要としない。
【００５６】図１１に示す画像符号化装置において、動
き補償フレーム間予測の手順は従来例に述べた方法と同
一であり、その手順の概要は図３に、動きベクトル検出
に用いられるブロックマッチング処理の概要を図４にあ
る通りである。また、変形された基底で直交変換を行っ
た後、その係数の量子化、エントロピー符号化を行う手
順（図６）も従来例の通りとする。以下、これらの図を
参照しながら、画像符号化装置及び画像号装置の動作を
説明する。
き補償フレーム間予測の手順は従来例に述べた方法と同
一であり、その手順の概要は図３に、動きベクトル検出
に用いられるブロックマッチング処理の概要を図４にあ
る通りである。また、変形された基底で直交変換を行っ
た後、その係数の量子化、エントロピー符号化を行う手
順（図６）も従来例の通りとする。以下、これらの図を
参照しながら、画像符号化装置及び画像号装置の動作を
説明する。
【００５７】図１１において、入力映像信号２０１はフ
レーム画像の時間系列であり、以下、フレーム画像単位
の信号を表すものとする（符号化対象となるフレーム画
像は、図３における現フレームに該当）。現フレーム
は、マクロブロック単位で以下の手順で符号化される。
現マクロブロックはまず動き検出部２０２に送られ、こ
こで、動きベクトル２０５の検出が行われる。動き補償
部２０７は、動きベクトル２０５を用いてフレームメモ
リ２０３中の局所復号画像２１７を参照して、各マクロ
ブロックの予測画像２０６を取り出す。
レーム画像の時間系列であり、以下、フレーム画像単位
の信号を表すものとする（符号化対象となるフレーム画
像は、図３における現フレームに該当）。現フレーム
は、マクロブロック単位で以下の手順で符号化される。
現マクロブロックはまず動き検出部２０２に送られ、こ
こで、動きベクトル２０５の検出が行われる。動き補償
部２０７は、動きベクトル２０５を用いてフレームメモ
リ２０３中の局所復号画像２１７を参照して、各マクロ
ブロックの予測画像２０６を取り出す。
【００５８】現マクロブロックと予測画像２０６との差
分として予測残差信号２０８が得られ、これが適応変換
部２０９によって直交変換係数データ２１０に変換され
る。適応変換部２０９で用いられる変換基底２１９は、
変換基底演算部２１８において、使用される予測画像２
０６のパターンに応じて選択される。選択された変換基
底２１９は適応変換部２０９に送られ、直交変換に使用
される。また、直交変換処理単位ごとに変換基底２１９
のID情報２５０が圧縮ストリーム２１４に多重され、画
像復号装置側に伝送される。変換基底演算部２１８の処
理は後述する。
分として予測残差信号２０８が得られ、これが適応変換
部２０９によって直交変換係数データ２１０に変換され
る。適応変換部２０９で用いられる変換基底２１９は、
変換基底演算部２１８において、使用される予測画像２
０６のパターンに応じて選択される。選択された変換基
底２１９は適応変換部２０９に送られ、直交変換に使用
される。また、直交変換処理単位ごとに変換基底２１９
のID情報２５０が圧縮ストリーム２１４に多重され、画
像復号装置側に伝送される。変換基底演算部２１８の処
理は後述する。
【００５９】適応変換部２０９によって得られた直交変
換係数データ２１０は、量子化部２１１を経て、可変長
符号化部２１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム２１４に多重され伝送される。動きベク
トル２０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム２１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数２１２
は、逆量子化部２１５、逆適応変換部２１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像２０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像２１７が生成される。復号画
像２１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ２０３に局所復号画像として格納される。
換係数データ２１０は、量子化部２１１を経て、可変長
符号化部２１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム２１４に多重され伝送される。動きベク
トル２０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム２１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数２１２
は、逆量子化部２１５、逆適応変換部２１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像２０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像２１７が生成される。復号画
像２１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ２０３に局所復号画像として格納される。
【００６０】上記変換基底演算部２１８は、次のような
処理を行う。
処理を行う。
【００６１】変換基底演算部２１８は、入力される予測
画像２０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変形基底２１９
を求め、適応変換部２０９に対して出力する。まず、図
１０に示すように、予測画像２０６の各直交変換適用領
域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ｘH、ｘVが求
められる。これにより各領域の水平・垂直方向の主成分
が反映された波形パターンが得られる（図１０参照）。
変換基底演算部２１８には、典型的な平均輝度分布ベク
トルｘH、ｘVのパターンを主軸に反映させたK種類の正
規直交基底Ａi（ｉ＝0,1,…,K-1）が用意され、ｘH、ｘ
Vに対応していずれかの基底Ａiが選択される。Ａiとし
て用意される基底（Ｎ＝４）の例を図１３乃至図１９に
示す。
画像２０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変形基底２１９
を求め、適応変換部２０９に対して出力する。まず、図
１０に示すように、予測画像２０６の各直交変換適用領
域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ｘH、ｘVが求
められる。これにより各領域の水平・垂直方向の主成分
が反映された波形パターンが得られる（図１０参照）。
変換基底演算部２１８には、典型的な平均輝度分布ベク
トルｘH、ｘVのパターンを主軸に反映させたK種類の正
規直交基底Ａi（ｉ＝0,1,…,K-1）が用意され、ｘH、ｘ
Vに対応していずれかの基底Ａiが選択される。Ａiとし
て用意される基底（Ｎ＝４）の例を図１３乃至図１９に
示す。
【００６２】なお、図１３乃至図１９では、変換基底演
算部２１８に備えられた正規直交基底（順変換マトリク
ス）と共に、後述する画像復号装置の逆適用変換部２１
６で使用されるその変換基底の転置行列に対応した逆変
換マトリクスが示されている。
算部２１８に備えられた正規直交基底（順変換マトリク
ス）と共に、後述する画像復号装置の逆適用変換部２１
６で使用されるその変換基底の転置行列に対応した逆変
換マトリクスが示されている。
【００６３】図１３に示される基本となるDCT基底は主
軸基底が直流成分となっている。このDCT基底となる順
変換マトリクスと、逆変換マトリクスによって、次式で
表されるDCT変換及びその逆変換が行われる。
軸基底が直流成分となっている。このDCT基底となる順
変換マトリクスと、逆変換マトリクスによって、次式で
表されるDCT変換及びその逆変換が行われる。
【００６４】
【数１】 上記のようなDCT基底に対し、図１４に示すパターン1-1
及び図１５に示すパターン1-2は、なだらかに輝度が変
化するパターンとなる。また、図１６に示すパターン2-
1及び図１７に示すパターン2-2は、Ｎ×Ｎ画素ブロック
内で山や谷の形の画素値の起伏があるパターンである。
更に、図１８に示すパターン3-1及び図１９に示すパタ
ーン3-2では、急峻なエッジがあるパターンが主軸に反
映されている。上記変換基底演算部２１８における基底
選択の規範としては、平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVと
主軸基底ベクトルの内積が最大になるＡiを選択する、
などがある。
及び図１５に示すパターン1-2は、なだらかに輝度が変
化するパターンとなる。また、図１６に示すパターン2-
1及び図１７に示すパターン2-2は、Ｎ×Ｎ画素ブロック
内で山や谷の形の画素値の起伏があるパターンである。
更に、図１８に示すパターン3-1及び図１９に示すパタ
ーン3-2では、急峻なエッジがあるパターンが主軸に反
映されている。上記変換基底演算部２１８における基底
選択の規範としては、平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVと
主軸基底ベクトルの内積が最大になるＡiを選択する、
などがある。
【００６５】予測画像と符号化対象画像（予測残差信
号）との間にパターンの類似性がある場合、上記の手順
によって予測画像のパターンに対する電力集中度の高い
基底を選択的に用いることにより、符号化対象画像の直
交変換係数の集中度を高めることができる。さらに、ID
情報２５０自体は、画像の性質によって選択頻度に偏り
が生じるため、可変長符号化部２１３において適切なハ
フマン符号割当や、算術符号などのエントロピー符号化
を用いることでID情報の伝送ビットを削減することが可
能である。
号）との間にパターンの類似性がある場合、上記の手順
によって予測画像のパターンに対する電力集中度の高い
基底を選択的に用いることにより、符号化対象画像の直
交変換係数の集中度を高めることができる。さらに、ID
情報２５０自体は、画像の性質によって選択頻度に偏り
が生じるため、可変長符号化部２１３において適切なハ
フマン符号割当や、算術符号などのエントロピー符号化
を用いることでID情報の伝送ビットを削減することが可
能である。
【００６６】図１２に示す画像復号装置は次のように動
作する。
作する。
【００６７】この画像復号装置では、圧縮ストリーム２
１４が受信されると、可変長復号部２２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードが検出され、以後、マクロブロ
ック単位に、個々の直交変換単位に使用した変換基底ID
情報２５０、動きベクトル２０５、量子化直交変換係数
２２１が復元される。動きベクトル２０５は動き補償部
２０７に送られ、動き補償部２０７は画像符号化装置の
動作と同様、フレームメモリ２２２（フレームメモリ２
０３と同じように使用される）から動きベクトル２０５
の分だけ動いた画像部分を予測画像２０６として取り出
す。量子化直交変換係数２２１は逆量子化部２１５、逆
適応変換部２１６を経て復号された後、予測画像２０６
と加算されて最終的な復号画像２１７となる。
１４が受信されると、可変長復号部２２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードが検出され、以後、マクロブロ
ック単位に、個々の直交変換単位に使用した変換基底ID
情報２５０、動きベクトル２０５、量子化直交変換係数
２２１が復元される。動きベクトル２０５は動き補償部
２０７に送られ、動き補償部２０７は画像符号化装置の
動作と同様、フレームメモリ２２２（フレームメモリ２
０３と同じように使用される）から動きベクトル２０５
の分だけ動いた画像部分を予測画像２０６として取り出
す。量子化直交変換係数２２１は逆量子化部２１５、逆
適応変換部２１６を経て復号された後、予測画像２０６
と加算されて最終的な復号画像２１７となる。
【００６８】変換基底蓄積部２５１には、画像符号化装
置側と同じ基底セットＡi（図１３乃至図１９参照）が
格納されており、変換基底ID情報２５０に基づいて変換
基底２１９が選択され、その選択された変換基底２１９
が逆適応変換部２１６に送られる。逆適応変換部２１６
は、選択された変換基底Ａiの転置行列を用いて変換係
数を逆変換して画像空間上の信号に戻す。復号画像２１
７は所定の表示タイミングで表示デバイスへ出力され、
映像が再生される。
置側と同じ基底セットＡi（図１３乃至図１９参照）が
格納されており、変換基底ID情報２５０に基づいて変換
基底２１９が選択され、その選択された変換基底２１９
が逆適応変換部２１６に送られる。逆適応変換部２１６
は、選択された変換基底Ａiの転置行列を用いて変換係
数を逆変換して画像空間上の信号に戻す。復号画像２１
７は所定の表示タイミングで表示デバイスへ出力され、
映像が再生される。
【００６９】上記第二の実施の形態の変形例として、変
換基底Ａi（ｉ＝０,1,…、K-1）のいずれを使ったかを
識別するID情報２５０そのものを伝送せず、変換基底の
基準となるDCT基底を使うか、変換基底Ａiのうちのいず
れかを使うかの選択を示すフラグ情報のみを伝送するよ
うに構成してもよい。この場合、画像符号化装置は、例
えば、図２０に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２１に示すように構成される。
換基底Ａi（ｉ＝０,1,…、K-1）のいずれを使ったかを
識別するID情報２５０そのものを伝送せず、変換基底の
基準となるDCT基底を使うか、変換基底Ａiのうちのいず
れかを使うかの選択を示すフラグ情報のみを伝送するよ
うに構成してもよい。この場合、画像符号化装置は、例
えば、図２０に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２１に示すように構成される。
【００７０】図２０に示す画像符号化装置では、基底演
算部２１８Aは、図１３乃至図１９に示すような典型的
な画像パターンを反映したK種類の正規直交基底Ａi（ｉ
＝０,1,…、K-1）を備える。そして、この基底演算部２
１８Ａは、入力される予測画像２０６を直交変換適用領
域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、Ｎ＝４、８など）に分割し、
各直交変換適用領域ごとに変換基底Ａiの中からもっと
も適した適応変換基底を選択する。基底Ａiの選択の方
法は、たとえば上述のように、予測画像２０６の各直交
変換適用領域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ベ
クトルｘH、ｘVを求め、これらの平均輝度分布ベクトル
と主軸基底ベクトルとの内積が最大となるＡiを選択す
る、などの方法がある。
算部２１８Aは、図１３乃至図１９に示すような典型的
な画像パターンを反映したK種類の正規直交基底Ａi（ｉ
＝０,1,…、K-1）を備える。そして、この基底演算部２
１８Ａは、入力される予測画像２０６を直交変換適用領
域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、Ｎ＝４、８など）に分割し、
各直交変換適用領域ごとに変換基底Ａiの中からもっと
も適した適応変換基底を選択する。基底Ａiの選択の方
法は、たとえば上述のように、予測画像２０６の各直交
変換適用領域に対し、水平・垂直方向の平均輝度分布ベ
クトルｘH、ｘVを求め、これらの平均輝度分布ベクトル
と主軸基底ベクトルとの内積が最大となるＡiを選択す
る、などの方法がある。
【００７１】次いで、DCT基底と、予測画像２０６に適
応して得られた上記適応変換基底のうち符号化効率のよ
いほうを選択して変換基底２１９として出力する。符号
化効率の比較としては、両変換基底のうち、符号化歪み
と符号量の線形和であらわされるレート歪みコストを最
小とするほうを選択する、などの規範が考えられる。変
換基底演算部２１８Aは、DCT基底を選択したか、変換基
底演算部２１８Aで決定された基底を選択したかを示す
フラグ情報２５０Aを圧縮ストリームに多重して復号装
置へ伝送する。
応して得られた上記適応変換基底のうち符号化効率のよ
いほうを選択して変換基底２１９として出力する。符号
化効率の比較としては、両変換基底のうち、符号化歪み
と符号量の線形和であらわされるレート歪みコストを最
小とするほうを選択する、などの規範が考えられる。変
換基底演算部２１８Aは、DCT基底を選択したか、変換基
底演算部２１８Aで決定された基底を選択したかを示す
フラグ情報２５０Aを圧縮ストリームに多重して復号装
置へ伝送する。
【００７２】こうして得られた変換基底２１９は適応変
換部２０９Aに送られ、変換符号化に用いられる。
換部２０９Aに送られ、変換符号化に用いられる。
【００７３】図２１に示す画像復号装置では、圧縮スト
リームから上記フラグ情報２５０Aが取り出され、変換
基底演算部２１８Bに入力される。変換基底演算部２１
８Bは、DCT以外の基底が使われたことを認識した場合
は、画像符号化装置と全く同じ判断基準で変換基底Ａi
を特定し、DCT基底が使われたことを認識した場合は、D
CT基底を、変換基底２１９として出力する。
リームから上記フラグ情報２５０Aが取り出され、変換
基底演算部２１８Bに入力される。変換基底演算部２１
８Bは、DCT以外の基底が使われたことを認識した場合
は、画像符号化装置と全く同じ判断基準で変換基底Ａi
を特定し、DCT基底が使われたことを認識した場合は、D
CT基底を、変換基底２１９として出力する。
【００７４】画像復号装置は、画像符号化装置とまった
く同じ予測画像２０６を使用できる。変換基底Ａiの特
定については、上記画像符号化装置の説明で述べたもの
と同じ判断基準を使うとすれば、予測画像２０６の各直
交変換適用領域に対し水平・垂直方向の平均輝度分布ベ
クトルｘH、ｘVを求め、これらの平均輝度分布ベクトル
と主軸基底ベクトルとの内積が最大となる変換基底Ａi
を選択すればよい。こうして得られた変換基底２１９が
逆適応変換部２１６で使用され、変換係数が逆変換され
て画像空間上の信号に戻される。
く同じ予測画像２０６を使用できる。変換基底Ａiの特
定については、上記画像符号化装置の説明で述べたもの
と同じ判断基準を使うとすれば、予測画像２０６の各直
交変換適用領域に対し水平・垂直方向の平均輝度分布ベ
クトルｘH、ｘVを求め、これらの平均輝度分布ベクトル
と主軸基底ベクトルとの内積が最大となる変換基底Ａi
を選択すればよい。こうして得られた変換基底２１９が
逆適応変換部２１６で使用され、変換係数が逆変換され
て画像空間上の信号に戻される。
【００７５】一般に画像信号は非定常な信号であるた
め、基底セットＡiの種類が豊富になるほど適応直交変
換の効率を向上させることができる。上述したような画
像符号化装置及び画像復号装置によれば、画像のパター
ンに適応した基底セットＡiの種類を豊富にしても、そ
の特定に必要な付加情報を増やすことなく効率的な符号
化を行うことができる。
め、基底セットＡiの種類が豊富になるほど適応直交変
換の効率を向上させることができる。上述したような画
像符号化装置及び画像復号装置によれば、画像のパター
ンに適応した基底セットＡiの種類を豊富にしても、そ
の特定に必要な付加情報を増やすことなく効率的な符号
化を行うことができる。
【００７６】更に、上述した第二の実施の形態の他の変
形例として、変換基底の基準となるDCT基底を使うか、
変換基底ＡIを使うかを表すフラグ情報を送るのではな
く、それらを、参照画像の領域の活性度（例えば、輝度
分散値や輝度最大値と最小値の差分絶対値）に応じて、
受信側で自動判別させる形態も考えられる。活性度が高
ければ、符号化側では変換基底ＩＤ情報を送信し、それ
が低ければ、変換基底ＩＤ情報を送らず、デフォルトの
DCT基底を使うものとする。受信側では、参照画像領域
の活性度が所定の値より高ければ、変換基底が指定され
るものとして、その変換基底ＩＤ情報を受け取って復号
する。
形例として、変換基底の基準となるDCT基底を使うか、
変換基底ＡIを使うかを表すフラグ情報を送るのではな
く、それらを、参照画像の領域の活性度（例えば、輝度
分散値や輝度最大値と最小値の差分絶対値）に応じて、
受信側で自動判別させる形態も考えられる。活性度が高
ければ、符号化側では変換基底ＩＤ情報を送信し、それ
が低ければ、変換基底ＩＤ情報を送らず、デフォルトの
DCT基底を使うものとする。受信側では、参照画像領域
の活性度が所定の値より高ければ、変換基底が指定され
るものとして、その変換基底ＩＤ情報を受け取って復号
する。
【００７７】次に、本発明の第三の実施の形態を説明す
る。
る。
【００７８】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図２２に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２３に示すように構成される。本実施
の形態では、画像符号化装置側で求めた変換基底そのも
のを符号化データとして画像復号装置側に伝送し、画像
復号装置側では基底演算を行わなくて済むように構成し
たものである。
えば、図２２に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２３に示すように構成される。本実施
の形態では、画像符号化装置側で求めた変換基底そのも
のを符号化データとして画像復号装置側に伝送し、画像
復号装置側では基底演算を行わなくて済むように構成し
たものである。
【００７９】図２２に示す画像符号化装置において、入
力映像信号３０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
３０２に送られ、ここで、動きベクトル３０５の検出が
行われる。動き補償部３０７は、動きベクトル３０５を
用いてフレームメモリ３０３中の局所復号画像３１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像３０６を取り出
す。
力映像信号３０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
３０２に送られ、ここで、動きベクトル３０５の検出が
行われる。動き補償部３０７は、動きベクトル３０５を
用いてフレームメモリ３０３中の局所復号画像３１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像３０６を取り出
す。
【００８０】現マクロブロックと予測画像３０６との差
分として予測残差信号３０８が得られ、これが適応変換
部３０９によって直交変換係数データ３１０に変換され
る。適応変換部３０９で用いられる変換基底３１９は、
変換基底演算部３１８において、使用される予測画像３
０６のパターンに応じて生成される。また、同じ変換基
底を復号側で用いるため、変換基底３１９の各基底ベク
トルは符号化されて圧縮ストリーム３１４に多重され
る。また、変換基底３１９は適応変換部３０９に送ら
れ、直交変換に使用される。変換基底演算部３１８の処
理は、前述した第一の実施の形態における変換基底演算
部１１８と全く同一である。
分として予測残差信号３０８が得られ、これが適応変換
部３０９によって直交変換係数データ３１０に変換され
る。適応変換部３０９で用いられる変換基底３１９は、
変換基底演算部３１８において、使用される予測画像３
０６のパターンに応じて生成される。また、同じ変換基
底を復号側で用いるため、変換基底３１９の各基底ベク
トルは符号化されて圧縮ストリーム３１４に多重され
る。また、変換基底３１９は適応変換部３０９に送ら
れ、直交変換に使用される。変換基底演算部３１８の処
理は、前述した第一の実施の形態における変換基底演算
部１１８と全く同一である。
【００８１】適応変換部３０９によって得られた直交変
換係数データ３１０は、量子化部３１１を経て、可変長
符号化部３１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム３１４に多重され伝送される。動きベク
トル３０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム３１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数３１２
は、逆量子化部３１５、逆適応変換部３１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像３０６と加算されて、画
像復号装置側と同一の復号画像３１７が生成される。復
号画像３１７は次フレームの予測に用いるため、フレー
ムメモリ３０３に局所復号画像として格納される。
換係数データ３１０は、量子化部３１１を経て、可変長
符号化部３１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム３１４に多重され伝送される。動きベク
トル３０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム３１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数３１２
は、逆量子化部３１５、逆適応変換部３１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像３０６と加算されて、画
像復号装置側と同一の復号画像３１７が生成される。復
号画像３１７は次フレームの予測に用いるため、フレー
ムメモリ３０３に局所復号画像として格納される。
【００８２】図２３に示す画像復号装置では、圧縮スト
リーム３１４が受信されると、可変長復号部３２０で各
フレームの先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マク
ロブロック単位に、個々の直交変換単位に使用した変換
基底３１９、動きベクトル３０５、量子化直交変換係数
３２１が復元される。動きベクトル３０５は動き補償部
３０７に送られ、動き補償部３０７は、符号化装置の動
作と同様、フレームメモリ３２２（フレームメモリ３０
３と同じように使用される）から動きベクトル３０５の
分だけ動いた画像部分を予測画像３０６として取り出
す。量子化直交変換係数３２１は逆量子化部３１５、逆
適応変換部３１６を経て復号された後、予測画像３０６
と加算されて最終的な復号画像３１７となる。逆適応変
換部３１６は、変換基底３１９の転置行列を用いて変換
係数を逆変換して画像空間上の信号に戻す。復号画像３
１７は所定の表示タイミングで表示デバイスへ出力さ
れ、映像が再生される。
リーム３１４が受信されると、可変長復号部３２０で各
フレームの先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マク
ロブロック単位に、個々の直交変換単位に使用した変換
基底３１９、動きベクトル３０５、量子化直交変換係数
３２１が復元される。動きベクトル３０５は動き補償部
３０７に送られ、動き補償部３０７は、符号化装置の動
作と同様、フレームメモリ３２２（フレームメモリ３０
３と同じように使用される）から動きベクトル３０５の
分だけ動いた画像部分を予測画像３０６として取り出
す。量子化直交変換係数３２１は逆量子化部３１５、逆
適応変換部３１６を経て復号された後、予測画像３０６
と加算されて最終的な復号画像３１７となる。逆適応変
換部３１６は、変換基底３１９の転置行列を用いて変換
係数を逆変換して画像空間上の信号に戻す。復号画像３
１７は所定の表示タイミングで表示デバイスへ出力さ
れ、映像が再生される。
【００８３】更に、本発明の第四の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００８４】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図２４に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２５に示すように構成される。
えば、図２４に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２５に示すように構成される。
【００８５】本実施の形態では、前述した第二の実施の
形態と同様に、基底セットＡi（ｉ＝0,1,…,K-1）を用
いて変換基底を適応的に選択することによる変換符号化
を行うのに加えて、その変換基底Ａiを動的に更新する
仕組みを備える。これにより、固定の基底セットで十分
に対応できない画像パターンが現れた際に、さらに符号
化効率を改善することができる。
形態と同様に、基底セットＡi（ｉ＝0,1,…,K-1）を用
いて変換基底を適応的に選択することによる変換符号化
を行うのに加えて、その変換基底Ａiを動的に更新する
仕組みを備える。これにより、固定の基底セットで十分
に対応できない画像パターンが現れた際に、さらに符号
化効率を改善することができる。
【００８６】図２４に示す画像符号化装置において、入
力映像信号４０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
４０２に送られ、ここで、動きベクトル４０５の検出が
行われる。動き補償部４０７は、動きベクトル４０５を
用いてフレームメモリ４０３中の局所復号画像４１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像４０６を取り出
す。
力映像信号４０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
４０２に送られ、ここで、動きベクトル４０５の検出が
行われる。動き補償部４０７は、動きベクトル４０５を
用いてフレームメモリ４０３中の局所復号画像４１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像４０６を取り出
す。
【００８７】現マクロブロックと予測画像４０６との差
分として予測残差信号４０８が得られ、これが適応変換
部４０９によって直交変換係数データ４１０に変換され
る。適応変換部４０９で用いられる変換基底４１９は、
変換基底演算部４１８において、使用される予測画像４
０６のパターンに応じて選択される。選択された変換基
底４１９は適応変換部４０９に送られ、直交変換に使用
される。また、直交変換処理単位ごとに変換基底４１９
のID情報４５０が圧縮ストリーム４１４に多重され、画
像復号装置側に伝送される。
分として予測残差信号４０８が得られ、これが適応変換
部４０９によって直交変換係数データ４１０に変換され
る。適応変換部４０９で用いられる変換基底４１９は、
変換基底演算部４１８において、使用される予測画像４
０６のパターンに応じて選択される。選択された変換基
底４１９は適応変換部４０９に送られ、直交変換に使用
される。また、直交変換処理単位ごとに変換基底４１９
のID情報４５０が圧縮ストリーム４１４に多重され、画
像復号装置側に伝送される。
【００８８】さらに、変換基底演算部４１８において、
その時点での基底セットＡiに含まれない別の変換基底
が生成された場合、その変換基底そのものもID情報４５
０とともに可変長符号化部４１３を経て圧縮ストリーム
４１４に多重され、伝送される。この際、伝送されるID
情報４５０とは、同時に伝送される変換基底で置き換え
られる基底のID情報を意味する。変換基底演算部４１８
の処理は後述する。
その時点での基底セットＡiに含まれない別の変換基底
が生成された場合、その変換基底そのものもID情報４５
０とともに可変長符号化部４１３を経て圧縮ストリーム
４１４に多重され、伝送される。この際、伝送されるID
情報４５０とは、同時に伝送される変換基底で置き換え
られる基底のID情報を意味する。変換基底演算部４１８
の処理は後述する。
【００８９】適応変換部４０９によって得られた直交変
換係数データ４１０は、量子化部４１１を経て、可変長
符号化部４１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム４１４に多重され伝送される。動きベク
トル４０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム４１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数４１２
は、逆量子化部４１５、逆適応変換部４１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像４０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像４１７が生成される。復号画
像４１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ４０３に局所復号画像として格納される。
換係数データ４１０は、量子化部４１１を経て、可変長
符号化部４１３でスキャン、ランレングス符号化されて
圧縮ストリーム４１４に多重され伝送される。動きベク
トル４０５もマクロブロックごとに圧縮ストリーム４１
４に多重され、伝送される。また、量子化係数４１２
は、逆量子化部４１５、逆適応変換部４１６を経て局所
復号され、その結果が予測画像４０６と加算されて、復
号装置側と同一の復号画像４１７が生成される。復号画
像４１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメ
モリ４０３に局所復号画像として格納される。
【００９０】変換基底演算部４１８は、次のような処理
を行う。
を行う。
【００９１】変換基底演算部４１８は、入力される予測
画像４０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変形基底４１９
を求め、適応変換部４０９に対して出力する。まず、予
測画像４０６の各直交変換適用領域に対し、水平・垂直
方向の平均輝度分布ｘH、ｘVを求める。これにより各領
域の水平・垂直方向の主成分が反映された波形パターン
が得られる（図１０参照）。変換基底演算部４１８に
は、典型的な平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVのパターン
を主軸に反映させたK種類の正規直交基底Ａi（ｉ＝0,1,
…,K-1）が用意され、ｘH、ｘVに対応していずれかの基
底Ａiが選択される。Ａiとして用意される基底（N=4）
の例は、図１３乃至図１９に示すようなものがある。個
々の例の説明は実施例２に詳しいので省略する。
画像４０６を直交変換適用領域（Ｎ×Ｎ画素ブロック、
Ｎ＝４、８など）に分割し、その単位で変形基底４１９
を求め、適応変換部４０９に対して出力する。まず、予
測画像４０６の各直交変換適用領域に対し、水平・垂直
方向の平均輝度分布ｘH、ｘVを求める。これにより各領
域の水平・垂直方向の主成分が反映された波形パターン
が得られる（図１０参照）。変換基底演算部４１８に
は、典型的な平均輝度分布ベクトルｘH、ｘVのパターン
を主軸に反映させたK種類の正規直交基底Ａi（ｉ＝0,1,
…,K-1）が用意され、ｘH、ｘVに対応していずれかの基
底Ａiが選択される。Ａiとして用意される基底（N=4）
の例は、図１３乃至図１９に示すようなものがある。個
々の例の説明は実施例２に詳しいので省略する。
【００９２】また、第一の実施の形態で述べたようなｘ
H、ｘVに基づく基底演算が実施され、その結果得られる
基底をＡ’とする。変換基底演算部４１８では、Ａ
i（ｉ＝0,1,…,K-1）およびＡ’の中から平均輝度分布
ベクトルｘH、ｘVと主軸基底ベクトルの内積が最大にな
る基底を選択する。Ａ’が選択される場合、最も内積値
（類似度情報）の小さかった基底がＡ’で置き換えられ
る。ただし、Ａ’が選択される場合は基底そのものを伝
送するため符号量のオーバヘッドが生じることから、そ
れを配慮するために、Ａiの中だけで選択した基底と
Ａ’の両方で変換符号化を行い、レート・歪みのバラン
スがよいほうを選択したり、あらかじめＡiの中だけで
選択が行われやすい様に内積値（類似度情報）にオフセ
ットをかけるなどの操作を行う。
H、ｘVに基づく基底演算が実施され、その結果得られる
基底をＡ’とする。変換基底演算部４１８では、Ａ
i（ｉ＝0,1,…,K-1）およびＡ’の中から平均輝度分布
ベクトルｘH、ｘVと主軸基底ベクトルの内積が最大にな
る基底を選択する。Ａ’が選択される場合、最も内積値
（類似度情報）の小さかった基底がＡ’で置き換えられ
る。ただし、Ａ’が選択される場合は基底そのものを伝
送するため符号量のオーバヘッドが生じることから、そ
れを配慮するために、Ａiの中だけで選択した基底と
Ａ’の両方で変換符号化を行い、レート・歪みのバラン
スがよいほうを選択したり、あらかじめＡiの中だけで
選択が行われやすい様に内積値（類似度情報）にオフセ
ットをかけるなどの操作を行う。
【００９３】予測画像と符号化対象画像（予測残差信
号）との間にパターンの類似性がある場合、上記の手順
によって予測画像のパターンに対する電力集中度の高い
基底を選択的に用いることにより、符号化対象画像の直
交変換係数の集中度を高めることができる。ID情報４５
０自体は、画像の性質によって選択頻度に偏りが生じる
ため、可変長符号化部４１３において適切なハフマン符
号割当や、算術符号などのエントロピー符号化を用いる
ことでID情報の伝送ビットを削減することが可能であ
る。また、Ａ’で置き換えられる基底は、ID情報４５０
により画像復号装置側で一意に決定されるので、Ａ’と
置き換えられる基底との間で差異のある基底ベクトルだ
けを伝送するなどの工夫により、基底伝送のオーバヘッ
ドを少なくすることもできる。
号）との間にパターンの類似性がある場合、上記の手順
によって予測画像のパターンに対する電力集中度の高い
基底を選択的に用いることにより、符号化対象画像の直
交変換係数の集中度を高めることができる。ID情報４５
０自体は、画像の性質によって選択頻度に偏りが生じる
ため、可変長符号化部４１３において適切なハフマン符
号割当や、算術符号などのエントロピー符号化を用いる
ことでID情報の伝送ビットを削減することが可能であ
る。また、Ａ’で置き換えられる基底は、ID情報４５０
により画像復号装置側で一意に決定されるので、Ａ’と
置き換えられる基底との間で差異のある基底ベクトルだ
けを伝送するなどの工夫により、基底伝送のオーバヘッ
ドを少なくすることもできる。
【００９４】図２５に示す画像復号装置は次のように動
作する。
作する。
【００９５】この画像復号装置では、圧縮ストリーム４
１４が受信されると、可変長復号部４２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、個々の直交変換単位に使用した変換基底ID情
報４５０、基底を更新する場合の変換基底４１９、動き
ベクトル４０５、量子化直交変換係数４２１が復元され
る。動きベクトル４０５は動き補償部４０７に送られ、
動き補償部４０７は符号化装置の動作と同様、フレーム
メモリ４２２（フレームメモリ４０３と同じように使用
される）から動きベクトル４０５だけ動いた画像部分を
予測画像４０６として取り出す。量子化直交変換係数４
２１は逆量子化部４１５、逆適応変換部４１６を経て復
号された後、予測画像４０６と加算されて最終的な復号
画像４１７となる。
１４が受信されると、可変長復号部４２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、個々の直交変換単位に使用した変換基底ID情
報４５０、基底を更新する場合の変換基底４１９、動き
ベクトル４０５、量子化直交変換係数４２１が復元され
る。動きベクトル４０５は動き補償部４０７に送られ、
動き補償部４０７は符号化装置の動作と同様、フレーム
メモリ４２２（フレームメモリ４０３と同じように使用
される）から動きベクトル４０５だけ動いた画像部分を
予測画像４０６として取り出す。量子化直交変換係数４
２１は逆量子化部４１５、逆適応変換部４１６を経て復
号された後、予測画像４０６と加算されて最終的な復号
画像４１７となる。
【００９６】変換基底蓄積部４１８では、変換基底ID情
報４５０に基づいて画像符号化装置側と同じ基底セット
Ａiの中から対応する基底４１９が選択され、その選択
された基底４１９が逆適応変換部４１６に送られる。た
だし、変換基底４１９が符号化データとして送られてき
た場合は、基底セットＡiの中のID情報４５０で示され
る基底と置きかえられ、それがそのまま逆適応変換部４
１６に送られる。また、逆適応変換部４１６は、選択さ
れた基底の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像
空間上の信号に戻す。復号画像４１７は所定の表示タイ
ミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
報４５０に基づいて画像符号化装置側と同じ基底セット
Ａiの中から対応する基底４１９が選択され、その選択
された基底４１９が逆適応変換部４１６に送られる。た
だし、変換基底４１９が符号化データとして送られてき
た場合は、基底セットＡiの中のID情報４５０で示され
る基底と置きかえられ、それがそのまま逆適応変換部４
１６に送られる。また、逆適応変換部４１６は、選択さ
れた基底の転置行列を用いて変換係数を逆変換して画像
空間上の信号に戻す。復号画像４１７は所定の表示タイ
ミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
【００９７】次に、本発明の第五の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００９８】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図２６に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２７に示すように構成される。本実施
の形態では、動き補償フレーム間予測による予測画像と
符号化対象画像（現マクロブロック）との相関が高いこ
とを利用し、予測画像に対して最適な直交変換基底を求
め、それを直接、符号化対象信号に適用する。すなわ
ち、予測残差信号ではなく、フレーム内信号を直接直交
変換する。これにより、現マクロブロックの信号に対す
る変換係数は、主軸近辺に集中的に分布するため、フレ
ーム内信号であっても効率よく係数の符号化を行うこと
ができる。また、予測画像は画像符号化装置と画像復号
装置で共通の信号であるので、双方で同じ手順で直交変
換基底を生成することができるため、基底のデータを伝
送する必要がない。
えば、図２６に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２７に示すように構成される。本実施
の形態では、動き補償フレーム間予測による予測画像と
符号化対象画像（現マクロブロック）との相関が高いこ
とを利用し、予測画像に対して最適な直交変換基底を求
め、それを直接、符号化対象信号に適用する。すなわ
ち、予測残差信号ではなく、フレーム内信号を直接直交
変換する。これにより、現マクロブロックの信号に対す
る変換係数は、主軸近辺に集中的に分布するため、フレ
ーム内信号であっても効率よく係数の符号化を行うこと
ができる。また、予測画像は画像符号化装置と画像復号
装置で共通の信号であるので、双方で同じ手順で直交変
換基底を生成することができるため、基底のデータを伝
送する必要がない。
【００９９】図２６に示す画像符号化装置において、入
力映像信号５０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
５０２に送られ、ここで、動きベクトル５０５の検出が
行われる。動き補償部５０７は、動きベクトル５０５を
用いてフレームメモリ５０３中の局所復号画像５１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像５０６を取り出
す。
力映像信号５０１はフレーム画像の時間系列であり、以
下、フレーム画像単位の信号を表すものとする（符号化
対象となるフレーム画像は、図３における現フレームに
該当）。現フレームは、マクロブロック単位で以下の手
順で符号化される。現マクロブロックはまず動き検出部
５０２に送られ、ここで、動きベクトル５０５の検出が
行われる。動き補償部５０７は、動きベクトル５０５を
用いてフレームメモリ５０３中の局所復号画像５１７を
参照して、各マクロブロックの予測画像５０６を取り出
す。
【０１００】ここで、これまでの各実施の形態と異な
り、現マクロブロックから予測画像５０６を差し引く処
理は実施せず、予測画像５０６は変換基底演算部５１８
に送られ、現マクロブロックの変換符号化に用いられる
変換基底５１９の生成に用いられる。
り、現マクロブロックから予測画像５０６を差し引く処
理は実施せず、予測画像５０６は変換基底演算部５１８
に送られ、現マクロブロックの変換符号化に用いられる
変換基底５１９の生成に用いられる。
【０１０１】変換基底演算部５１８では、予測画像５０
６をソースとするKL（カルーネン・レーベ）変換基底の
生成処理を行う。KL変換は、定常確率過程に従う信号に
対し、電力集中度の観点で最適な正規直交変換を与え
る。従って、画像信号のように非定常な信号に対しては
個々の変換単位についてそれぞれKL変換基底を求め、画
像復号装置で同じ基底が使用できるように伝送する必要
がある。本実施の形態では、予測画像に対してKL変換を
求めることにより、画像復号装置側に変換基底を伝送し
なくて済む構成としている。一般に、予測画像５０６
は、動き補償フレーム間予測アルゴリズムに基づいて、
現マクロブロックと類似するパターンとして抽出され
る。つまり、予測画像５０６の信号分布は現マクロブロ
ックと極めてよく似ている確率が高い。この観点から、
予測画像のKL変換により、現マクロブロックの変換係数
もDCTを用いるよりも電力集中度を高められる、すなわ
ち少ない基底係数で信号を表現できると考えられる。
６をソースとするKL（カルーネン・レーベ）変換基底の
生成処理を行う。KL変換は、定常確率過程に従う信号に
対し、電力集中度の観点で最適な正規直交変換を与え
る。従って、画像信号のように非定常な信号に対しては
個々の変換単位についてそれぞれKL変換基底を求め、画
像復号装置で同じ基底が使用できるように伝送する必要
がある。本実施の形態では、予測画像に対してKL変換を
求めることにより、画像復号装置側に変換基底を伝送し
なくて済む構成としている。一般に、予測画像５０６
は、動き補償フレーム間予測アルゴリズムに基づいて、
現マクロブロックと類似するパターンとして抽出され
る。つまり、予測画像５０６の信号分布は現マクロブロ
ックと極めてよく似ている確率が高い。この観点から、
予測画像のKL変換により、現マクロブロックの変換係数
もDCTを用いるよりも電力集中度を高められる、すなわ
ち少ない基底係数で信号を表現できると考えられる。
【０１０２】現マクロブロックは、適応変換部５０９に
おいて、予測画像５０６のKL変換基底を用いて直交変換
係数データ５１０に変換される。直交変換係数データ５
１０は、量子化部５１１を経て、可変長符号化部５１３
でスキャン、ランレングス符号化されて圧縮ストリーム
５１４に多重され伝送される。動きベクトル５０５もマ
クロブロックごとに圧縮ストリーム５１４に多重され、
伝送される。また、量子化係数５１２は、逆量子化部５
１５、逆適応変換部５１６を経て局所復号され、復号装
置側と同一の復号画像５１７が生成される。復号画像５
１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメモリ
５０３に格納される。
おいて、予測画像５０６のKL変換基底を用いて直交変換
係数データ５１０に変換される。直交変換係数データ５
１０は、量子化部５１１を経て、可変長符号化部５１３
でスキャン、ランレングス符号化されて圧縮ストリーム
５１４に多重され伝送される。動きベクトル５０５もマ
クロブロックごとに圧縮ストリーム５１４に多重され、
伝送される。また、量子化係数５１２は、逆量子化部５
１５、逆適応変換部５１６を経て局所復号され、復号装
置側と同一の復号画像５１７が生成される。復号画像５
１７は次フレームの予測に用いるため、フレームメモリ
５０３に格納される。
【０１０３】図２７に示す画像復号装置は次のように動
作する。
作する。
【０１０４】この画像復号装置では、圧縮ストリーム５
１４が受信されると、可変長復号部５２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、動きベクトル５０５、量子化直交変換係数５
２１が復元される。動きベクトル５０５は動き補償部５
０７に送られ、動き補償部５０７は符号化装置の動作と
同様、フレームメモリ５２２（フレームメモリ５０３と
同じように使用される）から動きベクトル５０５だけ動
いた画像部分を予測画像５０６として取り出す。
１４が受信されると、可変長復号部５２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、動きベクトル５０５、量子化直交変換係数５
２１が復元される。動きベクトル５０５は動き補償部５
０７に送られ、動き補償部５０７は符号化装置の動作と
同様、フレームメモリ５２２（フレームメモリ５０３と
同じように使用される）から動きベクトル５０５だけ動
いた画像部分を予測画像５０６として取り出す。
【０１０５】量子化直交変換係数５２１は逆量子化部５
１５、逆適応変換部５１６を経て復号され、復号画像５
１７となる。変換基底演算部５１８では、符号化装置側
と同様、予測画像５０６をソースとするKL変換基底を求
め、変換基底５１９として出力する。逆適応変換部５１
６は、変換基底５１９に基づいて変換係数を逆変換して
画像空間上の信号に戻す。復号画像５１７は所定の表示
タイミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生され
る。
１５、逆適応変換部５１６を経て復号され、復号画像５
１７となる。変換基底演算部５１８では、符号化装置側
と同様、予測画像５０６をソースとするKL変換基底を求
め、変換基底５１９として出力する。逆適応変換部５１
６は、変換基底５１９に基づいて変換係数を逆変換して
画像空間上の信号に戻す。復号画像５１７は所定の表示
タイミングで表示デバイスへ出力され、映像が再生され
る。
【０１０６】更に、本発明の第六の実施の形態を説明す
る。
る。
【０１０７】本実施の形態に係る画像符号化装置は、例
えば、図２８に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２９に示すように構成される。本実施
の形態は、「Matching Pursuits」（パターンマッチン
グ）と呼ばれる技術を応用した圧縮符号化方式による映
像符号化・復号を行い、前述の各実施の形態で述べてき
たような、予測画像の信号パターンを反映させた適応基
底を導入する装置に関するものである。「Matching Pur
suits」に基づけば、符号化対象の画像信号fは、あらか
じめ用意される過完備（over-complete）な基底セット
ｇkを用いて、下式数２のよう表現できる。
えば、図２８に示すように構成され、また、画像復号装
置は、例えば、図２９に示すように構成される。本実施
の形態は、「Matching Pursuits」（パターンマッチン
グ）と呼ばれる技術を応用した圧縮符号化方式による映
像符号化・復号を行い、前述の各実施の形態で述べてき
たような、予測画像の信号パターンを反映させた適応基
底を導入する装置に関するものである。「Matching Pur
suits」に基づけば、符号化対象の画像信号fは、あらか
じめ用意される過完備（over-complete）な基底セット
ｇkを用いて、下式数２のよう表現できる。
【０１０８】
【数２】 ここで、ｎは基底探索ステップ数、Ｒnｆは第ｎ探索ス
テップ目において基底探索対象になる信号（以下、第ｎ
段の部分信号波形と呼ぶ）、ｇknはＲnｆとの内積を最
大とする基底である。Ｒmｆは第ｍ探索ステップ目で探
索対象となる残差成分である。すなわち、ステップｎを
増やすほど、信号ｆの表現精度が向上する。第ｎ＋１探
索ステップ目の基底探索対象信号は、
テップ目において基底探索対象になる信号（以下、第ｎ
段の部分信号波形と呼ぶ）、ｇknはＲnｆとの内積を最
大とする基底である。Ｒmｆは第ｍ探索ステップ目で探
索対象となる残差成分である。すなわち、ステップｎを
増やすほど、信号ｆの表現精度が向上する。第ｎ＋１探
索ステップ目の基底探索対象信号は、
【０１０９】
【数３】 となる。これは、信号ｆの表現に使用する基底の数が増
えるほど信号をよく表現できることを意味する。Ｒnｆ
は、画像内の任意の位置を中心とする所定の窓範囲内で
定義される信号波形である。符号化される情報は、各探
索ステップについて、ｇを示すインデックス（ｇkは符
号化側、復号側で共通にしてあり、そのインデックス情
報だけを交換することで基底を特定できる）、内積値
（類似度情報）
えるほど信号をよく表現できることを意味する。Ｒnｆ
は、画像内の任意の位置を中心とする所定の窓範囲内で
定義される信号波形である。符号化される情報は、各探
索ステップについて、ｇを示すインデックス（ｇkは符
号化側、復号側で共通にしてあり、そのインデックス情
報だけを交換することで基底を特定できる）、内積値
（類似度情報）
【０１１０】
【数４】 部分信号波形Ｒnｆの画面内位置情報ｐ＝（ｘk，ｙk）
である。
である。
【０１１１】この画像信号表現および符号化方法によれ
ば、符号化する基底の数を増やす、すなわち探索ステッ
プ数を増やすほど符号量が増加し、ひずみが小さくな
る。
ば、符号化する基底の数を増やす、すなわち探索ステッ
プ数を増やすほど符号量が増加し、ひずみが小さくな
る。
【０１１２】図２８に示す画像符号化装置において、入
力映像信号はフレーム画像の時間系列であり、以下、フ
レーム画像単位の信号を表すものとする（符号化対象と
なるフレーム画像は、図３における現フレームに該
当）。現フレームは、以下の手順で符号化される。ま
ず、現フレームは動き検出部６０２に送られ前記の実施
例におけるマクロブロックの単位で、動きベクトル６０
５の検出が行われる。動き補償部６０７は、動きベクト
ル６０５を用いてフレームメモリ６０３中の局所復号画
像６０４を参照して、現フレームの予測画像６０６を取
り出す。予測画像６０６と現フレーム（入力映像信号６
０１）との差分として、予測残差信号６０８が得られ
る。
力映像信号はフレーム画像の時間系列であり、以下、フ
レーム画像単位の信号を表すものとする（符号化対象と
なるフレーム画像は、図３における現フレームに該
当）。現フレームは、以下の手順で符号化される。ま
ず、現フレームは動き検出部６０２に送られ前記の実施
例におけるマクロブロックの単位で、動きベクトル６０
５の検出が行われる。動き補償部６０７は、動きベクト
ル６０５を用いてフレームメモリ６０３中の局所復号画
像６０４を参照して、現フレームの予測画像６０６を取
り出す。予測画像６０６と現フレーム（入力映像信号６
０１）との差分として、予測残差信号６０８が得られ
る。
【０１１３】続いて、基底探索部６０９において、予測
残差信号６０８に対して上述の「Matching Pursuits」
のアルゴリズムに基づいて基底パラメータ（以下、アト
ムという)６１０が生成される。基底セットｇkは基底コ
ードブック６１９に格納される。「Matching Pursuit
s」アルゴリズムの性質上、初期の探索ステップで部分
信号波形をできるだけ正確に表現できる基底を見つける
ことができれば、より少ないアトム、すなわち少ない符
号量で部分信号波形を表現できる。また、はじめから過
完備の基底ｇkを使用するため、ｇkに含まれるベクトル
に対して１次独立の条件を満たす波形パターンであれば
任意のノルム１のベクトルを新しい基底として使用でき
る。
残差信号６０８に対して上述の「Matching Pursuits」
のアルゴリズムに基づいて基底パラメータ（以下、アト
ムという)６１０が生成される。基底セットｇkは基底コ
ードブック６１９に格納される。「Matching Pursuit
s」アルゴリズムの性質上、初期の探索ステップで部分
信号波形をできるだけ正確に表現できる基底を見つける
ことができれば、より少ないアトム、すなわち少ない符
号量で部分信号波形を表現できる。また、はじめから過
完備の基底ｇkを使用するため、ｇkに含まれるベクトル
に対して１次独立の条件を満たす波形パターンであれば
任意のノルム１のベクトルを新しい基底として使用でき
る。
【０１１４】したがって、本実施例では、予測画像６０
６に含まれる画像信号の波形パターンを新しい基底とし
て用いることができるように構成した。上述のように、
物体の輪郭領域で動き補償予測がはずれるような場合
に、予測残差信号に予測画像と似たエッジパターンが現
れることが考えられるなど、予測画像信号のパターンは
予測残差信号と相関が高いことがある。そこで、予測画
像自体から基底を生成しておくことにより、使用できる
基底の候補が増え、予測残差信号を効率よく表現でき
る。
６に含まれる画像信号の波形パターンを新しい基底とし
て用いることができるように構成した。上述のように、
物体の輪郭領域で動き補償予測がはずれるような場合
に、予測残差信号に予測画像と似たエッジパターンが現
れることが考えられるなど、予測画像信号のパターンは
予測残差信号と相関が高いことがある。そこで、予測画
像自体から基底を生成しておくことにより、使用できる
基底の候補が増え、予測残差信号を効率よく表現でき
る。
【０１１５】具体的には、基底演算部６１８において、
予測画像６０６を入力として以下のように新しい基底候
補ｈj６５２を生成する。
予測画像６０６を入力として以下のように新しい基底候
補ｈj６５２を生成する。
【０１１６】
【数５】 ここで、Ｐjは部分予測画像から生成される波形ベクト
ル、｜Ｐj｜はＰjのノルムである。ただし、ここで部分
予測画像とは、予測画像６０６内で、基底探索対象の部
分信号波形と、同一空間位置にある部分信号波形を意味
する。部分予測画像の画面内位置は、符号化されるアト
ムの位置情報と同じであるため、画像復号装置側では部
分予測画像の位置を特定するための付加情報を必要とし
ない。Ｐjとしてはたとえば、以下のようなものが考え
られる。
ル、｜Ｐj｜はＰjのノルムである。ただし、ここで部分
予測画像とは、予測画像６０６内で、基底探索対象の部
分信号波形と、同一空間位置にある部分信号波形を意味
する。部分予測画像の画面内位置は、符号化されるアト
ムの位置情報と同じであるため、画像復号装置側では部
分予測画像の位置を特定するための付加情報を必要とし
ない。Ｐjとしてはたとえば、以下のようなものが考え
られる。
【０１１７】１）部分予測画像からDC成分を差し引いた
波形パターン ２）部分予測画像からエッジ成分を抽出した波形パター
ン(水平方向、または垂直方向にSobelオペレータを施す
などによって抽出) ３）部分予測画像自身と、そこから1/4画素だけ水平に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ４）部分予測画像自身と、そこから1/4 画素だけ垂直に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ５）部分予測画像自身と、そこから1/2画素だけ水平に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ６）部分予測画像自身と、そこから1/2 画素だけ垂直に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ７）部分予測画像に平滑化をかけた波形パターン これらの部分予測画像をベースとするＰjを使って、
［数５］の式により新しい基底セットｈjを生成する。
ｈjは、予測画像６０６に含まれる信号のみを用いて生
成されるため、基底ベクトルそのものを伝送する必要は
なく、ｇkのかわりにｈjのインデックスを伝送するだけ
でよい。つまり、伝送する符号量をふやすことなく基底
の候補を増加させることが可能となる。
波形パターン ２）部分予測画像からエッジ成分を抽出した波形パター
ン(水平方向、または垂直方向にSobelオペレータを施す
などによって抽出) ３）部分予測画像自身と、そこから1/4画素だけ水平に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ４）部分予測画像自身と、そこから1/4 画素だけ垂直に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ５）部分予測画像自身と、そこから1/2画素だけ水平に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ６）部分予測画像自身と、そこから1/2 画素だけ垂直に
ずらしたパターンとの差分波形パターン ７）部分予測画像に平滑化をかけた波形パターン これらの部分予測画像をベースとするＰjを使って、
［数５］の式により新しい基底セットｈjを生成する。
ｈjは、予測画像６０６に含まれる信号のみを用いて生
成されるため、基底ベクトルそのものを伝送する必要は
なく、ｇkのかわりにｈjのインデックスを伝送するだけ
でよい。つまり、伝送する符号量をふやすことなく基底
の候補を増加させることが可能となる。
【０１１８】ただし、ｇkを使用するか、ｈjを使用する
かを識別するためのフラグ情報６５０が符号化されるこ
とがある。
かを識別するためのフラグ情報６５０が符号化されるこ
とがある。
【０１１９】また、図には示していないが、ある部分信
号波形に対して定まるｈjを、他の任意の部分信号波形
に対して共通的に使用したい場合には、その基底をｇk
の中であまり使用されていない基底と置き換えるように
構成することもできる。 以上の手順によって、基底探
索部６０９において、フラグ情報６５０に加え、ｇkま
たはｈjのインデックス、部分信号波形と基底の内積
値、部分信号波形の位置からなるアトムパラメータ６１
０が基底符号化部６１１へ出力される。基底符号化部６
１１はこれらのアトムパラメータの量子化などの処理を
行い、その符号化データを可変長符号化部６１３へ渡す
とともに、基底復号部６１６へ入力する。基底復号部６
１６は、フラグ情報６５０とスイッチ６５１とによって
切り替えられたｇkまたはｈjの中から符号化された基底
パターンを用いて画像信号を復元する。次いで予測画像
６０６と加算され、局所復号画像６１７が生成され、次
のフレームの動き補償予測に用いられるため、フレーム
メモリ６０３に格納される。
号波形に対して定まるｈjを、他の任意の部分信号波形
に対して共通的に使用したい場合には、その基底をｇk
の中であまり使用されていない基底と置き換えるように
構成することもできる。 以上の手順によって、基底探
索部６０９において、フラグ情報６５０に加え、ｇkま
たはｈjのインデックス、部分信号波形と基底の内積
値、部分信号波形の位置からなるアトムパラメータ６１
０が基底符号化部６１１へ出力される。基底符号化部６
１１はこれらのアトムパラメータの量子化などの処理を
行い、その符号化データを可変長符号化部６１３へ渡す
とともに、基底復号部６１６へ入力する。基底復号部６
１６は、フラグ情報６５０とスイッチ６５１とによって
切り替えられたｇkまたはｈjの中から符号化された基底
パターンを用いて画像信号を復元する。次いで予測画像
６０６と加算され、局所復号画像６１７が生成され、次
のフレームの動き補償予測に用いられるため、フレーム
メモリ６０３に格納される。
【０１２０】次に図２９に示す画像復号装置は、次のよ
うに動作する。
うに動作する。
【０１２１】この画像復号装置では、圧縮ストリーム６
１４が受信されると、可変長復号部６２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、動きベクトル６０５、アトムパラメータ６２
１が復元される。動きベクトル６０５は動き補償部６０
７に送られ、動き補償部６０７は符号化装置の動作と同
様、フレームメモリ６２２（フレームメモリ６０３と同
じように使用される）から動きベクトル６０５だけ動い
た画像部分を予測画像６０６として取り出す。
１４が受信されると、可変長復号部６２０で各フレーム
の先頭を表す同期ワードを検出し、以後、マクロブロッ
ク単位に、動きベクトル６０５、アトムパラメータ６２
１が復元される。動きベクトル６０５は動き補償部６０
７に送られ、動き補償部６０７は符号化装置の動作と同
様、フレームメモリ６２２（フレームメモリ６０３と同
じように使用される）から動きベクトル６０５だけ動い
た画像部分を予測画像６０６として取り出す。
【０１２２】アトムパラメータ６２１は基底復号部６１
６で復号される。この際、フラグ情報６５０に基づい
て、もとから用意されている基底コードブックｇk６１
９を使用するか、予測画像６０６から生成した基底ｈj
を使用するかをスイッチ６５１で切り替えて、復号に使
用する基底を決定する。ｈjを使用する場合は、基底演
算部６１８において符号化側と同じルールで予測画像６
０６からｈjを生成する。
６で復号される。この際、フラグ情報６５０に基づい
て、もとから用意されている基底コードブックｇk６１
９を使用するか、予測画像６０６から生成した基底ｈj
を使用するかをスイッチ６５１で切り替えて、復号に使
用する基底を決定する。ｈjを使用する場合は、基底演
算部６１８において符号化側と同じルールで予測画像６
０６からｈjを生成する。
【０１２３】基底復号部６１６の出力は予測画像６０６
と加算され、復号画像６１７となり、これは以降のフレ
ームの動き補償に用いられるため、フレームメモリ６２
２に格納される。復号画像６１７は所定の表示タイミン
グで表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
と加算され、復号画像６１７となり、これは以降のフレ
ームの動き補償に用いられるため、フレームメモリ６２
２に格納される。復号画像６１７は所定の表示タイミン
グで表示デバイスへ出力され、映像が再生される。
【０１２４】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項に係る本
発明によれば、請求項１乃至１０７記載の本願発明によ
れば、符号化対象信号の性質にマッチした変換基底を用
いて変換及び符号化ができると共に、その符号化信号を
復号した後に同様の変換基底を用いて変換できるように
なる。その結果、変換基底を用いて信号の符号化及び復
号する際に、更に効率的な符号化及び復号を行うことが
できるようになる。
発明によれば、請求項１乃至１０７記載の本願発明によ
れば、符号化対象信号の性質にマッチした変換基底を用
いて変換及び符号化ができると共に、その符号化信号を
復号した後に同様の変換基底を用いて変換できるように
なる。その結果、変換基底を用いて信号の符号化及び復
号する際に、更に効率的な符号化及び復号を行うことが
できるようになる。
【図１】DCTの技術を用いて符号化を行う従来の画像符
号化装置の一例を示すブロック図である。
号化装置の一例を示すブロック図である。
【図２】DCTの技術を用いて復号を行う画像復号装置の
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
【図３】動き補償フレーム間予測の仕組みを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】動きベクトル検出に用いられるブロックマッチ
ング処理の概要を説明するための図である。
ング処理の概要を説明するための図である。
【図５】DCTの概念を説明するためのずである。
【図６】DCT係数の符号化の原理を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態における符号化の原理を説
明する図である。
明する図である。
【図８】本発明の第一の実施の形態に係る画像符号化装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図９】本発明の第一の実施の形態に係る画像復号装置
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】予測画像の直交変換適用領域における輝度分
布の一例を示す図である。
布の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態に係る画像符号化
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態に係る画像復号装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図１３】DTC変換基底及びその処理式を表す図であ
る。
る。
【図１４】変換基底の一例を示す図である（その１）。
【図１５】変換基底の一例を示す図である（その２）。
【図１６】変換基底の一例を示す図である（その３）。
【図１７】変換基底の一例を示す図である（その４）。
【図１８】変換基底の一例を示す図である（その５）。
【図１９】変換基底の一例を示す図である（その６）。
【図２０】本発明の第二の実施の形態に係る画像符号化
装置の変形例を示す図である。
装置の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の第二の実施の形態に係る画像復号装
置の変形例を示す図である。
置の変形例を示す図である。
【図２２】本発明の第三の実施の形態に係る画像符号化
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図２３】本発明の第三の実施の形態に係る画像復号装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２４】本発明の第四の実施の形態に係る画像符号化
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図２５】本発明の第四の実施の形態に係る画像復号装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２６】本発明の第五の実施の形態に係る画像符号化
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図２７】本発明の第五の実施の形態に係る画像復号装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２８】本発明の第六の実施の形態に係る画像符号化
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図２９】本発明の第六の実施の形態に係る画像復号装
置を示す図である。
置を示す図である。
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２ 動
き検出部 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３ フ
レームメモリ １０７，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７ 動
き補償部 １０９，２０９，２０９Ａ，３０９，４０９，５０９，
６０９ 適応変換部 １１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１ 量
子化部 １１３，２１３，３１３，４１３，５１３，６１３ 可
変長符号化部 １１５，２１５，３１５，４１５，５１５ 逆量子化部 １１６，２１６，３１６，４１６，５１６ 逆適応変換
部 １１８，２１８，２１８Ａ，２１８Ｂ，３１８，４１
８，５１８変換基底演算部 １２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ 可
変長復号部 １２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２ フ
レームメモリ ２５１ 変換基底蓄積部 ６１６ 基底復号部 ６１８ 基底演算部 ６１９ 基底コードブック
き検出部 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３ フ
レームメモリ １０７，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７ 動
き補償部 １０９，２０９，２０９Ａ，３０９，４０９，５０９，
６０９ 適応変換部 １１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１ 量
子化部 １１３，２１３，３１３，４１３，５１３，６１３ 可
変長符号化部 １１５，２１５，３１５，４１５，５１５ 逆量子化部 １１６，２１６，３１６，４１６，５１６ 逆適応変換
部 １１８，２１８，２１８Ａ，２１８Ｂ，３１８，４１
８，５１８変換基底演算部 １２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ 可
変長復号部 １２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２ フ
レームメモリ ２５１ 変換基底蓄積部 ６１６ 基底復号部 ６１８ 基底演算部 ６１９ 基底コードブック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 俊一 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5C059 KK25 MA00 MA05 MA14 MA21 MA23 MC11 MC38 ME01 NN01 NN21 PP04 RC12 TA33 TB07 TC02 TD09 TD16 UA02 UA05 5J064 AA02 BA01 BA09 BA16 BB03 BB12 BC01 BC08 BC16 BC27
Claims (107)
- 【請求項１】符号化対象信号を変換規則に従って変換し
て符号化する符号化方法において、 その符号化対象信号と相関のある信号を参照信号として
取得する第一の処理ステップと、 変換規則の基礎となる変換基底をその取得された参照信
号の特性に基づいて導出する第二の処理ステップと、 その導出された変換基底に基づいた変換規則に従って上
記符号化対象信号を変換して符号化する第三の処理ステ
ップとを有する信号符号化方法。 - 【請求項２】請求項１記載の信号符号化方法において、 上記参照信号は、当該信号符号化方法にて符号化された
信号を復号する際に得られる信号と同一と見なし得る信
号となる信号符号化方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の信号符号化方法に
おいて、 上記符号化対象信号は、画像に関する情報を表す画像信
号となる信号符号化方法。 - 【請求項４】請求項３記載の信号符号化方法において、 上記符号化対象信号となる画像信号は、入力原画像信号
から動き補償予測の手法により得られる予測残差信号と
なる信号符号化方法。 - 【請求項５】請求項３または４記載の信号符号化方法に
おいて、 上記参照信号は、入力原画像信号から動き補償予測の手
法により得られる予測画像信号となる信号符号化方法。 - 【請求項６】請求項１乃至５いずれか記載の信号符号化
方法において、 上記第二の処理ステップでは、上記参照信号の特性に基
づいて変換基底を生成する信号符号化方法。 - 【請求項７】請求項６記載の信号符号化方法において、 上記第二の処理ステップでは、上記参照信号の信号値分
布特性に基づいて予め定められた基準の変換基底を変形
することにより新たな変換基底を生成する信号符号化方
法。 - 【請求項８】請求項３乃至５いずれか記載の信号符号化
方法において、 上記第二の処理ステップでは、その画像信号と相関のあ
る参照信号の輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を
変形することにより新たな変換基底を生成する信号符号
化方法。 - 【請求項９】請求項８記載の信号符号化方法において、 上記第二の処理ステップでは、上記参照信号の輝度分布
特性とDCT変換基底との関係を求め、 その関係に基づいてDCT変換基底を変形して新たな変換
基底を生成する信号符号化方法。 - 【請求項１０】請求項９記載の信号符号化方法におい
て、 上記第二の処理ステップでは、参照信号の輝度分布特性
として現れ得る複数の波形パターンを予め定め、 上記参照信号の輝度分布特性との類似関係に従って波形
パターンを上記複数の波形パターンから選択し、 その選択された波形パターンとDCT変換基底との関係に
基づいてDCT変換基底を変形して新たな変換基底を生成
する信号符号化方法。 - 【請求項１１】請求項１乃至５いずれか記載の信号符号
化方法において、 上記第二の処理ステップでは、予め定めた複数の変換基
底から上記参照信号の特性に基づいて第三の処理ステッ
プで使用すべき変換基底を選択する信号符号化方法。 - 【請求項１２】請求項１１記載の信号符号化方法におい
て、 上記第二の処理ステップでは、予め定めた複数の変換基
底のそれぞれと、上記参照信号の信号値分布特性との関
係を求め、 上記参照信号の信号値分布特性との関係が所定の基準を
満たす変換基底を選択する信号符号化方法。 - 【請求項１３】請求項３乃至５いずれか記載の信号符号
化方法において、 上記第二の処理ステップでは、予め定めた複数の変換基
底のそれぞれについて、その特徴を表す基底ベクトル
と、その画像信号と相関のある参照信号の輝度分布特性
との類似関係を求め、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が所定の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を第三の処
理ステップで使用すべき変換基底として上記複数の変換
基底から選択する信号符号化方法。 - 【請求項１４】請求項１３記載の信号符号化方法におい
て、 上記複数の変換基底はDCT基底を含み、 上記第二の処理ステップでは、DCT基底以外の複数の変
換基底から上記類似関係に基づいて選択された変換基底
とDCT基底のうち符号化効率の良いほうを選択する信号
符号化方法。 - 【請求項１５】請求項１１乃至１４いずれか記載の信号
符号化方法において、 上記第二の処理ステップにて選択された変換基底を特定
する情報を、上記符号化対象信号の符号化と共に符号化
する信号符号化方法。 - 【請求項１６】請求項１４記載の記載の信号符号化方法
において、 DCT基底が選択されたか否かを表すフラグ情報を上記符
号化対象信号と共に符号化する信号符号化方法。 - 【請求項１７】請求項１乃至１４いずれか記載の信号符
号化方法において、 上記第二の処理ステップで導出された変換基底を上記符
号化対象信号と共に符号化する信号符号化方法。 - 【請求項１８】請求項１乃至５いずれか記載の信号符号
化方法において、 上記第二の処理ステップでは、上記参照信号の特性に基
づいて変換基底を生成し、 予め定められた複数の変換基底及び上記生成された変換
基底の中から上記参照信号の特性に基づいて第三の処理
ステップで使用すべき変換基底を選択する信号符号化方
法。 - 【請求項１９】請求項１８記載の信号符号化方法におい
て、 上記生成された変換基底が第三の処理ステップで使用す
べき変換基底として選択された場合に、その生成された
変換基底を上記複数の変換基底に追加する信号符号化方
法。 - 【請求項２０】請求項１９記載の信号符号化方法におい
て、 上記参照信号の特性と上記複数の変換基底のそれぞれの
との関係から決められる一の変換基底をその複数の変換
基底から削除する信号符号化方法。 - 【請求項２１】請求項３乃至５いずれか記載の信号符号
化方法において、 上記第二の処理ステップでは、上記画像信号と相関のあ
る参照信号の輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を
変形することにより新たな変換基底を生成し、 予め定められた複数の変換基底及びその生成された変換
基底のそれぞれについて、その特徴を表す基底ベクトル
と、その参照信号の輝度分布特性との類似関係を求め、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が第一の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を第三の処
理ステップで使用すべき変換基底として上記複数の変換
基底及び上記生成された変換基底の中から選択する信号
符号化方法。 - 【請求項２２】請求項２１記載の信号符号化方法におい
て、 上記生成された変換基底が第三の処理ステップで使用す
べき変換基底として選択された場合に、その生成された
変換基底を上記複数の変換基底に追加し、 上記参照信号の輝度分布特性との類似関係が第二の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を上記複数
の変換基底から削除する信号符号化方法。 - 【請求項２３】請求項１８乃至２２いずれか記載の信号
符号化方法において、 上記参照信号の特性に基づいて上記複数の変換基底から
一の変換基底を選択し、 その選択された一の変換基底と上記生成された変換基底
とを用いて符号化対象信号を符号化し、その符号化結果
に基づいてその一の変換基底と上記生成された変換基底
のいずれかを選択する信号符号化方法。 - 【請求項２４】請求項１８乃至２２いずれか記載の信号
符号化方法において、 上記複数の変換基底と上記生成された変換基底から第三
の処理ステップで使用すべき変換基底を選択するに際
し、上記複数の変換基底に属する変換基底を優先的に選
択する信号符号化方法。 - 【請求項２５】請求項１８乃至２４いずれか記載の信号
符号化方法において、 上記生成された変換基底が選択された場合に、その変換
基底を上記符号化対象信号と共に符号化する信号符号化
方法。 - 【請求項２６】請求項１９または２２記載の信号符号化
方法において、 上記生成された変換基底及び上記複数の変換基底から削
除された変換基底を特定する情報を上記符号化対象信号
と共に符号化する信号符号化方法。 - 【請求項２７】請求項３記載の信号符号化方法におい
て、 上記参照信号は、入力される原画信号から動き補償予測
の手法により得られる予測画像信号となり、 上記符号化対象信号となる画像信号は、上記入力される
原画信号となる信号符号化方法。 - 【請求項２８】請求項２７記載の信号符号化方法におい
て、 上記第二の処理ステップでは、参照信号となる予測画像
をソースとするカーネン・ルーべ変換基底を第三の処理
ステップにて使用すべき変換基底として生成する信号符
号化方法。 - 【請求項２９】請求項１乃至５いずれか記載の信号符号
化方法において、 符号化対象信号の部分信号波形を特定し、その部分信号
波形を、変換基底となる波形ベクトルとの類似の度合い
を表す類似度情報に変換し、その波形ベクトルを特定す
る情報、上記類似度情報及び上記部分信号波形の符号化
対象信号内位置を符号化する信号符号化方法であって、 上記第二の処理ステップでは、上記符号化対象信号の上
記部分信号波形に対応した参照信号の部分信号の特性に
基づいて上記変換基底となる波形ベクトルを生成する信
号符号化方法。 - 【請求項３０】請求項２９記載の信号符号化方法におい
て、 予め定められた波形ベクトル群に含まれる各波形ベクト
ル及び上記生成された波形ベクトルのそれぞれと上記部
分信号波形との類似関係に基づいて変換基底として用い
られる一の波形ベクトルを選択する信号符号化方法。 - 【請求項３１】請求項２９記載の信号符号化方法におい
て、 上記類似度情報は、上記部分信号波形と波形ベクトルと
の内積値に基づいた情報となる信号符号化方法。 - 【請求項３２】請求項２９乃至３１いずれか記載の信号
符号化方法において、 上記符号化すべき波形ベクトルを特定する情報は、上記
波形ベクトル群に含まれる波形ベクトルと上記生成され
た波形ベクトルのいずれが選択されたかを表すフラグ情
報を含む信号符号化方法。 - 【請求項３３】符号化対象信号を変換規則に従って変換
して符号化する符号化装置において、 その符号化対象信号と相関のある信号を参照信号として
取得する第一の処理手段と、 変換規則の基礎となる変換基底をその取得された参照信
号の特性に基づいて導出する第二の処理手段と、 その導出された変換基底に基づいた変換規則に従って上
記符号化対象信号を変換して符号化する第三の処理手段
とを有する信号符号化装置。 - 【請求項３４】請求項３３記載の信号符号化装置におい
て、 上記参照信号は、当該信号符号化装置にて符号化された
信号を復号する信号復号装置にて得られる信号と同一と
見なし得る信号となる信号符号化装置。 - 【請求項３５】請求項３３または３４記載の信号符号化
装置において、 上記符号化対象信号は、画像に関する情報を表す画像信
号となる信号符号化装置。 - 【請求項３６】請求項３５記載の信号符号化装置におい
て、 上記符号化対象信号となる画像信号は、入力原画像信号
から動き補償予測の手法により得られる予測残差信号と
なる信号符号化装置。 - 【請求項３７】請求項３５または３６記載の信号符号化
装置において、 上記参照信号は、入力原画像信号から動き補償予測の手
法により得られる予測画像信号となる信号符号化装置。 - 【請求項３８】請求項３３乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、上記参照信号の特性に基づいて
変換基底を生成する基底生成手段を有する信号符号化装
置。 - 【請求項３９】請求項３８記載の信号符号化装置におい
て、 上記変換基底生成手段は、上記参照信号の信号値分布特
性に基づいて予め定められた基準の変換基底を変形する
ことにより新たな変換基底を生成するようにした信号符
号化装置。 - 【請求項４０】請求項３５乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、その画像信号と相関のある参照
信号の輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を変形す
ることにより新たな変換基底を生成する手段を有する信
号符号化装置。 - 【請求項４１】請求項３３乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、予め定めた複数の変換基底から
上記参照信号の特性に基づいて第三の処理手段で使用す
べき変換基底を選択する基底選択手段を有する信号符号
化装置。 - 【請求項４２】請求項４１記載の信号符号化装置におい
て、 上記基底選択手段は、予め定めた複数の変換基底のそれ
ぞれと、上記参照信号の信号値分布特性との関係を求
め、 上記参照信号の信号値分布特性との関係が所定の基準を
満たす変換基底を選択するようにした信号符号化装置。 - 【請求項４３】請求項３５乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、予め定めた複数の変換基底のそ
れぞれについて、その特徴を表す基底ベクトルと、その
画像信号と相関のある参照信号の輝度分布特性との類似
関係を求め、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が所定の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を第三の処
理手段で使用すべき変換基底として上記複数の変換基底
から選択する基底選択手段を有する信号符号化装置。 - 【請求項４４】請求項４３記載の信号符号化装置におい
て、 上記複数の変換基底はDCT基底を含み、 上記基底選択手段は、DCT基底以外の複数の変換基底か
ら上記類似関係に基づいて選択された変換基底とDCT基
底のうち符号化効率の良いほうを選択するようにした信
号符号化装置。 - 【請求項４５】請求項４１乃至４４いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段にて選択された変換基底を特定する
情報を、上記符号化対象信号の符号化と共に符号化する
ようにした信号符号化装置。 - 【請求項４６】請求項４４記載の記載の信号符号化装置
において、 DCT基底が選択されたか否かを表すフラグ情報を上記符
号化対象信号と共に符号化するようにした信号符号化装
置。 - 【請求項４７】請求項３３乃至４４いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段で導出された変換基底を上記符号化
対象信号と共に符号化するようにした信号符号化装置。 - 【請求項４８】請求項３３乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、上記参照信号の特性に基づいて
変換基底を生成する基底生成手段と、 予め定められた複数の変換基底及び上記生成された変換
基底の中から上記参照信号の特性に基づいて第三の処理
手段で使用すべき変換基底を選択する基底選択手段とを
有する信号符号化装置。 - 【請求項４９】請求項４８記載の信号符号化装置におい
て、 上記生成された変換基底が第三の処理手段で使用すべき
変換基底として選択された場合に、その生成された変換
基底を上記複数の変換基底に追加するようにした信号符
号化装置。 - 【請求項５０】請求項４９記載の信号符号化装置におい
て、 上記参照信号の特性と上記複数の変換基底のそれぞれの
との関係から決められる一の変換基底をその複数の変換
基底から削除するようにした信号符号化装置。 - 【請求項５１】請求項３５乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記第二の処理手段は、上記画像信号と相関のある参照
信号の輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を変形す
ることにより新たな変換基底を生成する基底生成手段
と、 予め定められた複数の変換基底及びその生成された変換
基底のそれぞれについて、その特徴を表す基底ベクトル
と、その参照信号の輝度分布特性との類似関係を求め、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が第一の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を第三の処
理手段で使用すべき変換基底として上記複数の変換基底
及び上記生成された変換基底の中から選択する基底選択
手段とを有する信号符号化装置。 - 【請求項５２】請求項４８乃至５１いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記基底選択手段は、上記参照信号の特性に基づいて上
記複数の変換基底から一の変換基底を選択する第一の手
段と、 その選択された一の変換基底と上記生成された変換基底
とを用いて符号化対象信号を符号化し、その符号化結果
に基づいてその一の変換基底と上記生成された変換基底
のいずれかを選択する第二の手段とを有する信号符号化
装置。 - 【請求項５３】請求項４８乃至５１いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記基底選択手段は、上記複数の変換基底と上記生成さ
れた変換基底から第三の処理手段で使用すべき変換基底
を選択するに際し、上記複数の変換基底に属する変換基
底を優先的に選択するようにした信号符号化装置。 - 【請求項５４】請求項４８乃至５３いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記生成された変換基底が選択された場合に、その変換
基底を上記符号化対象信号と共に符号化するようにした
信号符号化装置。 - 【請求項５５】請求項４９記載の信号符号化装置におい
て、 上記生成された変換基底及び上記複数の変換基底から削
除された変換基底を特定する情報を上記符号化対象信号
と共に符号化する信号符号化方法。 - 【請求項５６】請求項３５記載の信号符号化装置におい
て、 上記参照信号は、入力される原画信号から動き補償予測
の手法により得られる予測画像信号となり、 上記符号化対象信号となる画像信号は、上記入力される
原画信号となる信号符号化装置。 - 【請求項５７】請求項５６記載の信号符号化装置におい
て、 上記第二の処理手段は、参照信号となる予想画像をソー
スとするカーネン・ルーべ変換基底を第三の処理手段に
て使用すべき変換基底として生成するようにした信号符
号化装置。 - 【請求項５８】請求項３３乃至３７いずれか記載の信号
符号化装置において、 符号化対象信号の部分信号波形を特定し、その部分信号
波形を、変換基底となる波形ベクトルとの類似の度合い
を表す類似度情報に変換し、その波形ベクトルを特定す
る情報、上記類似度情報及び上記部分信号波形の波形対
象信号内位置を符号化する信号符号化装置であって、 上記第二の処理手段は、上記符号化対象信号の上記部分
信号波形に対応した参照信号の部分信号の特性に基づい
て上記変換基底となる波形ベクトルを生成する基底生成
手段を有する信号符号化装置。 - 【請求項５９】請求項５８記載の信号符号化装置におい
て、 予め定められた波形ベクトル群に含まれる各波形ベクト
ル及び上記生成された波形ベクトルのそれぞれと上記部
分信号波形との類似関係に基づいて変換基底として用い
られる一の波形ベクトルを選択するようにした信号符号
化装置。 - 【請求項６０】請求項５８記載の信号符号化装置におい
て、 上記類似度情報は、上記部分信号波形と波形ベクトルと
の内積値に基づいた情報となる信号符号化装置。 - 【請求項６１】請求項５８乃至６０いずれか記載の信号
符号化装置において、 上記符号化すべき波形ベクトルを特定する情報は、上記
波形ベクトル群に含まれる波形ベクトルと上記生成され
た波形ベクトルのいずれが選択されたかを表すフラグ情
報を含む信号符号化装置。 - 【請求項６２】符号化信号を復号し、その復号により得
られた信号を変換規則に従って変換して信号の再生を行
う信号復号方法において、 上記符号化信号を復号して得られた信号に基づいて変換
規則の基礎となる変換基底を導出する第一の処理ステッ
プと、 その導出された変換基底に基づいた変換規則に従って上
記復号により得られた信号を変換して信号の再生を行う
第二の処理ステップとを有する信号復号方法。 - 【請求項６３】請求項６２記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、上記符号化信号を復号し
て得られた信号と相関のある信号を参照信号として取得
し、 上記変換基底をその取得された参照信号の特性に基づい
て生成する信号復号方法。 - 【請求項６４】請求項６３記載の信号復号方法におい
て、 上記参照信号は、上記符号化信号が符号化される前の符
号化対象信号と相関のある信号と同一と見なし得る信号
となる信号復号方法。 - 【請求項６５】請求項６２乃至６４いずれか記載の信号
復号方法において、 上記符号化信号は、画像に関する情報を符号化した符号
化画像信号となる信号復号方法。 - 【請求項６６】請求項６５記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号となる符号化画像信号は、画像信号から
動き補償予測の手法により得られた予測残差信号を符号
化した符号化予測残差信号となる信号復号方法。 - 【請求項６７】請求項６５または６６記載の信号復号方
法において、 上記参照信号は、符号化画像信号を復号して得られた画
像信号から動き補償予測の手法により得られる予測画像
信号となる信号復号方法。 - 【請求項６８】請求項６３記載の信号復号方法にいおい
て、 上記第一の処理ステップでは、上記参照信号の信号値分
布特性に基づいて予め定められた基準の変換基底を変形
することにより新たな変換基底を生成する信号復号方
法。 - 【請求項６９】請求項６８記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号は、画像に関する符号化画像信号とな
り、 上記第一の処理ステップでは、上記参照信号の信号値分
布特性となる輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を
変形することにより新たな変換基底を生成する信号復号
方法。 - 【請求項７０】請求項６９記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、上記参照信号の輝度分布
特性とDCT変換基底との関係を求め、 その関係に基づいてDCT変換規定を変形して新たな変換
基底を生成する信号復号方法。 - 【請求項７１】請求項７０記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、参照信号の輝度分布特性
として現れ得る複数の波形パターンを予め定め、 上記参照信号の輝度分布特性との類似関係に従って波形
パターンを上記複数の波形パターンから選択し、 その選択された波形パターンとDCT変換基底との関係に
基づいてDCT変換基底を変形して新たな変換基底を生成
する信号復号方法。 - 【請求項７２】請求項６２記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、符号化信号に基づいて予
め定めた複数の変換基底から上記第二の処理ステップに
て使用されるべき変換基底を選択する信号復号方法。 - 【請求項７３】請求項７２記載の信号復号方法におい
て、 符号化信号を復号して得られる変換基底を特定する情報
にて特定される当該変換基底を上記複数の変換基底から
選択する信号復号方法。 - 【請求項７４】請求項７２記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、上記複数の変換基底のそ
れぞれと、上記参照信号の信号値分布特性との関係を求
め、 上記参照信号の信号分布特性との関係が所定の基準を満
たす変換基底を選択する信号復号方法。 - 【請求項７５】請求項７４記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号が画像に関する符号化画像信号であり、 上記第一の処理ステップでは、上記複数の変換基底のそ
れぞれについて、その特徴を表す基底ベクトルと、上記
参照信号の信号値分布特性となる輝度分布特性との類似
関係を求め、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が所定の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を上記複数
の変換基底から選択する信号復号方法。 - 【請求項７６】請求項７５記載の信号復号方法におい
て、 上記複数の変換基底はDCT基底を含み、 上記第一の処理ステップでは、符号化画像信号を復号し
て得られるDCT基底及びそれ以外の複数の変換基底のい
ずれかを表すフラグ情報に基づいて第二の処理ステップ
にて使用すべき変換基底を選択する信号復号方法。 - 【請求項７７】請求項７６記載の信号復号方法におい
て、 上記フラグ情報がDCT基底以外の複数の変換基底を表す
場合、 上記参照信号の輝度分布特性との類似関係に基づいて上
記DCT基底以外の複数の変換基底から一の変換基底を選
択する信号復号方法。 - 【請求項７８】請求項６２記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の処理ステップでは、符号化信号を復号して得
られる変換基底を上記第二の処理ステップに使用すべき
変換基底として取得する信号復号方法。 - 【請求項７９】請求項７２または７３記載の信号復号方
法において、 上記第一の処理ステップでは、符号化信号を復号して得
られる信号に上記複数の変換基底に含まれない第一の変
換基底が含まれている場合、その第一の変換基底を第二
の処理ステップにて使用すべき変換基底として取得する
と共に、上記複数の変換基底にその第二の変換基底を追
加する信号復号方法。 - 【請求項８０】請求項８１記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号を復号して得られる信号に上記複数の変
換基底のうちの第二の変換基底を特定する情報が含まれ
ている場合、上記第二の変換基底を上記複数の変換基底
から削除する信号復号方法。 - 【請求項８１】請求項８０記載の信号復号方法におい
て、 上記第一の変換基底は、上記複数の変換基底において上
記第二の変換基底を特定していた情報にて特定されるよ
うにする信号復号方法。 - 【請求項８２】請求項６２記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号は、原画像を符号化して得られる符号化
原画像信号となると共に、 上記参照信号は、その符号化原画信号から動き補償予測
の手法にて得られる予測画像信号となり、 上記第一の処理ステップでは、参照信号となる予測画像
信号をソースとするカーネル・ルーべ変換基底を第二の
処理ステップにて使用すべき変換基底として生成する信
号復号方法。 - 【請求項８３】請求項６２記載の信号復号方法におい
て、 符号化信号を復号して得られる信号に、符号化対象信号
の符号化に際して所定の参照信号の部分信号の特性に基
づいて生成された変換基底となる波形ベクトルを用いた
ことを表す情報、その波形ベクトルと符号化対象信号の
部分信号波形との類似度合いを表す類似度情報及びその
部分信号波形の符号化対象信号内位置が含まれている場
合、 上記第一の処理ステップでは、上記符号化信号から得ら
れる上記信号の符号化に際して用いられた所定の参照信
号に対応した参照信号の部分信号の特性に基づいて変換
基底となる波形ベクトルを生成し、 上記第二の処理ステップでは、その生成された波形ベク
トルに基づいた変換規則に従って上記類似度情報を変換
して、上記符号化対象信号内位置における部分信号波形
を再生する信号復号方法。 - 【請求項８４】請求項８３記載の信号復号方法におい
て、 上記符号化信号を復号して得られる信号に、符号化対象
信号の符号化に際して所定の参照信号の部分信号の特性
に基づいて生成された変換基底となる波形ベクトル及び
予め定められた波形ベクトル群のいずれかを用いたこと
を表すフラグ情報と共に、そのフラグ情報が波形ベクト
ル群を用いたことを表す場合に、その波形ベクトル群の
うちの使用された波形ベクトルを特定する情報を含み、
上記第一の処理ステップでは、上記フラグ情報が上記波
形ベクトル群を用いたことを表す場合、その使用された
波形ベクトルを特定する情報にて特定される波形ベクト
ルを上記複数の波形ベクトル群から選択し、上記第二の
処理ステップでは、その選択された波形ベクトルに基づ
いた変換規則に従って上記類似度情報を変換して、上記
符号化対象信号内位置における部分信号波形を再生する
信号復号方法。 - 【請求項８５】符号化信号を復号し、その復号により得
られた信号を変換規則に従って変換して信号の再生を行
う信号復号装置において、上記符号化信号を復号して得
られた信号に基づいて変換規則の基礎となる変換基底を
導出する第一の処理手段と、その導出された変換基底に
基づいた変換規則に従って上記復号により得られた信号
を変換して信号の再生を行う第二の処理手段とを有する
信号復号装置。 - 【請求項８６】請求項８５記載の信号復号装置におい
て、上記第一の処理手段は、上記符号化信号を復号して
得られた信号と相関のある信号を参照信号として取得す
る手段と、上記変換基底をその取得された参照信号の特
性に基づいて生成する基底生成手段とを有する信号復号
装置。 - 【請求項８７】請求項８６記載の信号復号装置におい
て、上記参照信号は、上記符号化信号が符号化される前
の符号化対象信号と相関のある信号と同一と見なし得る
信号となる信号復号装置。 - 【請求項８８】請求項８５乃至８７いずれか記載の信号
復号装置において、上記符号化信号は、画像に関する情
報を符号化した符号化画像信号となる信号復号装置。 - 【請求項８９】請求項８８記載の信号復号装置におい
て、上記符号化信号となる符号化画像信号は、画像信号
から動き補償予測の手法により得られた予測残差信号を
符号化した符号化予測残差信号となる信号復号装置。 - 【請求項９０】請求項８８または８９記載の信号復号装
置において、 上記参照信号は、符号化画像信号を復号して得られた画
像信号から動き補償予測の手法により得られる予測画像
信号となる信号復号装置。 - 【請求項９１】請求項８５記載の信号復号装置にいおい
て、 上記基底生成手段は、上記参照信号の信号値分布特性に
基づいて予め定められた基準の変換基底を変形すること
により新たな変換基底を生成するようにした信号復号装
置。 - 【請求項９２】請求項９１記載の信号復号装置におい
て、 上記符号化信号は、画像に関する符号化画像信号とな
り、 上記基底生成手段は、上記参照信号の信号値分布特性と
なる輝度分布特性に基づいて、DCT変換基底を変形する
ことにより新たな変換基底を生成するようにした信号復
号装置。 - 【請求項９３】請求項９２記載の信号復号装置におい
て、 上記基底生成手段は、上記参照信号の輝度分布特性とDC
T変換基底との関係を求める手段を有し、 その関係に基づいてDCT変換規定を変形して新たな変換
基底を生成するようにした信号復号装置。 - 【請求項９４】請求項９３記載の信号復号装置におい
て、 上記基底生成手段は、参照信号の輝度分布特性として現
れ得る複数の波形パターンを予め定めてあり、 上記参照信号の輝度分布特性との類似関係に従って波形
パターンを上記複数の波形パターンから選択する手段を
有し、 その選択された波形パターンとDCT変換基底との関係に
基づいてDCT変換基底を変形して新たな変換基底を生成
するようにした信号復号装置。 - 【請求項９５】請求項８５記載の信号復号装置におい
て、 上記第一の処理手段は、符号化信号に基づいて予め定め
た複数の変換基底から上記第二の処理手段にて使用され
るべき変換基底を選択する基底選択手段を有する信号復
号装置。 - 【請求項９６】請求項９５記載の信号復号装置におい
て、 上記基底選択手段は、符号化信号を復号して得られる変
換基底を特定する情報にて特定される当該変換基底を上
記複数の変換基底から選択するようにした信号復号装
置。 - 【請求項９７】請求項９５記載の信号復号装置におい
て、 上記基底選択手段は、上記複数の変換基底のそれぞれ
と、上記参照信号の信号値分布特性との関係を求める手
段を有し、 上記参照信号の信号分布特性との関係が所定の基準を満
たす変換基底を選択するようにした信号復号装置。 - 【請求項９８】請求項９７記載の信号復号装置におい
て、 上記符号化信号が画像に関する符号化画像信号であり、 上記基底選択手段は、上記複数の変換基底のそれぞれに
ついて、その特徴を表す基底ベクトルと、上記参照信号
の信号値分布特性となる輝度分布特性との類似関係を求
める手段を有し、 その参照信号の輝度分布特性との類似関係が所定の基準
を満たす上記基底ベクトルを有する変換基底を上記複数
の変換基底から選択するようにした信号復号装置。 - 【請求項９９】請求項９８記載の信号復号装置におい
て、 上記複数の変換基底はDCT基底を含み、 上記基底選択手段は、符号化画像信号を復号して得られ
るDCT基底及びそれ以外の複数の変換基底のいずれかを
表すフラグ情報に基づいて第二の処理手段にて使用すべ
き変換基底を選択するようにした信号復号装置。 - 【請求項１００】請求項９９記載の信号復号装置におい
て、 上記フラグ情報がDCT基底以外の複数の変換基底を表す
場合、 上記基底選択手段は、上記参照信号の輝度分布特性との
類似関係に基づいて上記DCT基底以外の複数の変換基底
から一の変換基底を選択するようにした信号復号装置。 - 【請求項１０１】請求項８５記載の信号復号装置におい
て、 上記第一の処理手段は、符号化信号を復号して得られる
変換基底を上記第二の処理ステップに使用すべき変換基
底として取得する基底取得手段を有する信号復号装置。 - 【請求項１０２】請求項９５または９６記載の信号復号
装置において、 上記第一の処理手段は、符号化信号を復号して得られる
信号に上記複数の変換基底に含まれない第一の変換基底
が含まれている場合、その第一の変換基底を第二の処理
ステップにて使用すべき変換基底として取得する手段
と、上記複数の変換基底にその第二の変換基底を追加す
る手段を有する信号復号装置。 - 【請求項１０３】請求項１０２記載の信号復号装置にお
いて、 上記符号化信号を復号して得られる信号に上記複数の変
換基底のうちの第二の変換基底を特定する情報が含まれ
ている場合、上記第二の変換基底を上記複数の変換基底
から削除する手段を有する信号復号装置。 - 【請求項１０４】請求項１０３記載の信号復号装置にお
いて、 上記第一の変換基底は、上記複数の変換基底において上
記第二の変換基底を特定していた情報にて特定されるよ
うにした信号復号装置。 - 【請求項１０５】請求項８５記載の信号復号装置におい
て、 上記符号化信号は、原画像を符号化して得られる符号化
原画像信号となると共に、 上記参照信号は、その符号化原画信号から動き補償予測
の手法にて得られる予測画像信号となり、 上記第一の処理手段は、参照信号となる予測画像信号を
ソースとするカーネル・ルーべ変換基底を第二の処理ス
テップにて使用すべき変換基底として生成する基底生成
手段を有する信号復号装置。 - 【請求項１０６】請求項８５記載の信号復号装置におい
て、 符号化信号を復号して得られる信号に、符号化対象信号
の符号化に際して所定の参照信号の部分信号の特性に基
づいて生成された変換基底となる波形ベクトルを用いた
ことを表す情報、その波形ベクトルと符号化対象信号の
部分信号波形との類似度合いを表す類似度情報及びその
部分信号波形の符号化対象信号内位置が含まれている場
合、 上記第一の処理手段は、上記符号化信号から得られる上
記信号の符号化に際して用いられた所定の参照信号に対
応した参照信号の部分信号の特性に基づいて変換基底と
なる波形ベクトルを生成する波形ベクトル生成手段を有
し、 上記第二の処理手段は、その生成された波形ベクトルに
基づいた変換規則に従って上記類似度情報を変換して、
上記符号化対象信号内位置における部分信号波形を再生
するようにした信号復号装置。 - 【請求項１０７】請求項１０６記載の信号復号装置にお
いて、 上記符号化信号を復号して得られる信号に、符号化対象
信号の符号化に際して所定の参照信号の部分信号の特性
に基づいて生成された変換基底となる波形ベクトル及び
予め定められた波形ベクトル群のいずれかを用いたこと
を表すフラグ情報と共に、そのフラグ情報が波形ベクト
ル群を用いたことを表す場合に、その波形ベクトル群の
うちの使用された波形ベクトルを特定する情報を含み、 上記第一の処理手段は、上記フラグ情報が上記波形ベク
トル群を用いたことを表す場合、その使用された波形ベ
クトルを特定する情報にて特定される波形ベクトルを上
記複数の波形ベクトル群から選択する波形ベクトル選択
手段を有し、 上記第二の処理手段は、その選択された波形ベクトルに
基づいた変換規則に従って上記類似度情報を変換して、
上記符号化対象信号内位置における部分信号波形を再生
するようにした信号復号装置。
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