JP2003124815A - 部分選択変換装置、部分選択変換方法及び部分選択変換プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 情報量の削減と信号処理の高精密度とを同時
に達成する。 【解決手段】 信号変換回路１０は、解析対象となる全
ての入力データに対して圧縮処理を行う。次に、信号処
理解析装置３０の判定回路４０は、信号変換回路１０よ
り出力された圧縮率の高いデータに対して、重要性の高
い領域又は圧縮率を低くすべき領域の抽出を行う。さら
に、信号処理解析装置３０は、領域の抽出結果をコマン
ドとして信号変換回路１０に出力する。さらに、信号変
換回路１０は、再度読み込んだ画像データに対し、信号
処理解析装置３０で抽出された領域について、コマンド
により、部分的に圧縮率の低いデータを出力する。最後
に、信号処理解析装置３０は、出力されたデータを用い
てテンプレート・マッチングによる認識作業を行い、所
望の抽出された領域が所望の圧縮率となっていると認識
すると、その結果を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部分選択変換装
置、部分選択変換方法及び部分選択変換プログラムに係
り、特に、画像認識の前処理手法のひとつであるウェー
ブレット変換等の変換による信号処理及び解析を行う部
分選択変換装置、部分選択変換方法及び部分選択変換プ
ログラムに関する。さらに、本発明は、画像認識が２次
元の信号処理であるのと同様に、１次元の信号処理であ
る音声認識にも関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーブレット理論に基づく信号処理技
術は、短時間フーリエ変換とマッチド・フィルター技術
とが融合して発展したものであり、数学的な変換式が定
義され多くの利用分野で使用されている。実現の仕方は
プログラムにより変換式を記述し、ＤＳＰ（digital si
gnal processor）やマイクロ・プロセッサで実行する方
法がもっとも安易である。従来の信号処理は、全画面領
域や信号領域を一括して圧縮し、かつ、一括して伸張す
るものであり、信号伝播の負荷を減らす目的で利用され
ていた。しかし、これらの方式では、特徴抽出を行い即
座に判断処理などの高度な信号処理と制御を組み合わせ
た複雑な処理を実時間で行うには不十分である場合が想
定される。

【０００３】また、ウェーブレット変換をプロセッサや
ＤＳＰ上のプログラムにより実行する方法では、命令を
逐次的に実行することでウェーブレット変換を実現して
いた。このため、処理時間が膨大にかかるために実時間
での処理が困難である場合が想定される。また、特定の
変換だけにではなく、変換した信号を用いて複雑な信号
処理も同時に行うため、プロセッサに大きな負荷がかか
っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、画像認識、画
像処理等の信号処理などでは、情報量が多いと処理の負
担が多くなり実時間での精密な信号処理が困難である場
合が想定される。他方、信号圧縮すれば、画像認識等の
信号処理時の負担が軽減されるが、反面、情報量が減る
ために不十分な信号処理しか出来なくなる場合が想定さ
れる。ソフトウェアによる様々な画像認識システムで
は、coarse-to-fineテンプレート・マッチングにより、
場所決めをコーステンプレートで行う方法が一般的であ
る(Mohammad Gharavi-Alkhansari，”A Fast Globally
Optimal Al-gorithm forTemplate Maching Using Low-R
esolution Pruning，”in IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE
PROCESSING，Vol．10，No．4，April，2001．)（高野
茂，新島耕一，“Haarウェーブレットを用いた高速カラ
ー画像検索システム，”九州大学大学院システム情報科
学研究科報告，Vol2，No2，pp．229-234，September 19
97．）。しかしながら、この方法では、コーステンプレ
ートで得た場所がファインテンプレートで得られる場所
と必ずしも一致しない場合が想定される。そのため、順
次精度を上げていく必要があり、計算量が大きくなる。

【０００５】また、不要な対象を精度を高めていく途中
で削除する方法も提案されている(Mohammad Gharavi-Al
khansari,"A Fast Globally Optimal Al-gorithm for T
emplate Maching Using Low-Resolution Pruning," in
IEEE TRANSACTIONS ON IMAGEPROCESSING, Vol.10, No.
4, April, 2001.)。しかしながら、この方法では、マッ
チングの計算量が２４〜１２００倍も減らすことが出来
るが、データ圧縮のオーバーヘッドがあると報告されて
いる。

【０００６】さらに、画像認識の前処理方法としては、
フーリエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換
などの各種変換処理が挙げられる。ウェーブレット変換
を使って画像データマイニングを行うソフトウェアで
は、全てのデータをウェーブレット係数とし、大きい順
に上位６０個の係数を比較する事で、良好な結果を得た
と報告されている（Charles E. Jacobs, Adam Finkelst
ein, David H. Salesin,"Fast Multiresolution Image
Querying," in Proceedings of SIGGRA-PH 95,August,
1995.）。しかしながら、この方法では、ウェーブレッ
ト変換を使用するため計算量が多くなってしまう。

【０００７】本発明の目的のひとつは、以上の点に鑑
み、情報量の削減と信号処理の高精密度化とを同時に達
成する部分選択変換装置、部分選択変換方法及び部分選
択変換プログラムを提供することにある。また、本発明
の他の目的は、画像認識、画像処理、音声認識、音声処
理等の高度な処理を実時間で高速に処理できる部分選択
変換装置、部分選択変換方法及び部分選択変換プログラ
ムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ここで、本発明に関連す
る技術について説明する。また、本発明に関する説明は
画像認識を例にして説明するが、時間軸に沿った１次元
データである音声認識に対しても同様の説明であるので
省略する。本発明では、主に圧縮・伸張を行うのが目的
であった従来型のウェーブレット変換チップを、入力画
像の部分選択的な圧縮を行い画像認識システムの前処理
に使用することにした。このウェーブレット変換チップ
により大量のデータ圧縮を行い、認識ソフトにより複雑
なデータ解析を行う。この際、どのような入力画像に対
しても同様の圧縮を行う手法では、それぞれの画像の特
徴を抽出するのに負荷が大きくなる。そこで、１つの入
力画像に対して多段階でウェーブレット変換を行い、領
域ごとに圧縮レベルを変えて、個々の領域に適したデー
タを出力することで、認識ソフトにおける適切な特徴抽
出と負荷の軽減を同時に行う。また、このウェーブレッ
ト変換チップを画像認識システムに組み込むことで、ハ
−ドウェアの高速性とソフトウェアの柔軟性とを兼ね備
え、負荷分散と同時に機能を分散したソフトウェア及び
ハードウェア混載画像認識システムの実現を可能とし
た。

【０００９】また、本発明では、信号圧縮を専用の回路
で行う上で、不要な領域は大きく圧縮し、解析が必要な
部分領域は圧縮を制限することにより、信号解析を行う
データ量を圧縮すると同時に信号の劣化を防止し、さら
に、画像認識等の高度な処理を実時間で高速に処理でき
るようにした。

【００１０】本発明の第１の解決手段によると、部分領
域毎に指定された圧縮レベルに変換するための変換命令
に従い、解析対象領域の入力信号を部分領域毎に圧縮し
て圧縮信号を生成する信号変換部と、前記信号変換部か
ら圧縮信号を入力し、前記信号変換部に該変換命令を与
えるための信号処理解析部とを備え、前記信号変換部
は、前記信号処理解析部からの変換命令に従い、入力さ
れた全領域又は所定領域の信号を最大限又は予め定めら
れた第１の圧縮レベルに圧縮し、対象領域の部分領域毎
の第１の圧縮信号を前記信号処理解析部に出力し、前記
信号処理解析部は、前記信号変換部からの部分領域毎の
第１の圧縮信号に基づき、第１の圧縮レベルと異なる第
２の圧縮レベルで圧縮すべき再変換の対象となる再変換
部分領域及び第２の圧縮レベルを求め、再変換命令を出
力し、前記信号変換部は、前記信号処理解析部からの再
変換命令に従い、指定された再変換部分領域を第２の圧
縮レベルで再変換して、第２の圧縮信号を出力すること
により、それぞれ所望の第１又は第２の圧縮レベルで圧
縮された部分領域の第１又は第２の圧縮信号を含む対象
領域の圧縮信号を出力するようにした部分選択変換装置
を提供する。

【００１１】本発明の第２の解決手段によると、部分領
域毎に指定された圧縮レベルに変換するための変換命令
に従い、解析対象領域の入力信号を部分領域毎に圧縮し
て圧縮信号を生成する信号変換部を用いた部分選択変換
方法であって、前記信号変換部に変換命令を与えるステ
ップと、前記信号変換部により、該変換命令に従い、入
力された全領域又は所定領域の信号を最大限又は予め定
められた第１の圧縮レベルに圧縮された、対象領域の部
分領域毎の第１の圧縮信号を入力するステップと、前記
信号変換部からの部分領域毎の第１の圧縮信号に基づ
き、第１の圧縮レベルと異なる第２の圧縮レベルで圧縮
すべき再変換の対象となる再変換部分領域及びその第２
の圧縮レベルを求め、再変換命令を出力するステップ
と、前記信号変換部により、該再変換命令に従い、指定
された再変換部分領域を第２の圧縮レベルで再変換され
た第２の圧縮信号を入力するステップと、所望の第１又
は第２の圧縮レベルでそれぞれ圧縮された部分領域の第
１又は第２の圧縮信号を含む対象領域の圧縮信号を出力
するステップとを含む部分選択変換方法及びプログラム
を提供する。

【００１２】本発明の特徴のひとつとしては、画像圧縮
等の信号圧縮を行う部分と、画像認識等の信号処理・解
析を行う部分とを繋ぎ、画像認識等の信号処理・解析部
分の処理結果を信号圧縮部分に命令やパラメータなどに
して戻して部分領域と圧縮レベルを指定する事で、情報
量の削減と信号処理の精密度とを同時に達成することが
できる。

【００１３】本発明の他の特徴としては、例えば、画像
認識システムの前処理での画像圧縮として、Ｈａａｒ関
数による離散Ｗａｖｅｌｅｔ変換チップを備え、さら
に、テンプレート・マッチングのソフトウェアにより領
域と圧縮率の程度を指定することで、部分領域毎に異な
る圧縮率を持った画像を得ることができる。この変換チ
ップにより大量のデータ圧縮を行い、認識ソフトによる
データ処理量を削減することで、特徴抽出の計算量が減
少し、認識作業が容易となる。また、ここでは画像認識
システムについてのみ説明したが、音声認識システムに
於いても同様である。

【００１４】

【発明の実施の形態】１．概要 まず、Ｈａａｒのウェーブレット変換を用いた画像処理
手法についての概要を説明する。本実施の形態では、Ｈ
ａａｒ関数を用いた離散ウェーブレット変換を使用して
ハードウェアによる多重解像度での圧縮処理を行う。Ｈ
ａａｒのスケーリング関数Φ_Ｈ（ｘ）とＨａａｒのウェ
ーブレット関数Ψ_Ｈ（ｘ）は次式（１）（２）のように
定義される（ｘは、座標値）。 Φ_Ｈ（ｘ）＝１，０≦ｘ＜１ ＝０，otherwise． （１） Ψ_Ｈ（ｘ）＝１，０≦ｘ＜１／２ ＝−１，１／２≦ｘ＜１ ＝０，otherwise． （２）

【００１５】図１は、Ｈａａｒ−Ｗａｖｅｌｅｔ変換に
よる平滑化とエッジ抽出の説明図である。ここで、二つ
の変換されたイメージは、異なる画像成分を取り出して
得ることが出来る。平滑化によるスケーリングイメージ
は、空間周波数の低周波成分、すなわち、２次元画像の
上下左右方向に隣り合った領域での画像変化が少ない画
像成分を優先的に取り出すフィルター（これをローパス
・フィルターという）より得られる。反対に、エッジ抽
出によるウェーブレットイメージは、画像の変化が大き
い図形成分を優先的に取り出すフィルター（これをハイ
パス・フィルターという）より得られる。例えば、スケ
ーリング関数Φ_Ｈ（ｘ）をローパス・フィルター、ウェ
ーブレット関数Ψ_Ｈ（ｘ）をハイパス・フィルターとし
て入力画像（オリジナルイメージ）の水平方向・垂直方
向の順に１次元変換を行うことで、圧縮された平滑化画
像（スケーリングイメージ）とエッジ抽出画像（ウェー
ブレットイメージ）が得られる。この例では、図示のよ
うに１／４に圧縮されている。

【００１６】図２は、多重解像度についての説明図であ
る。ここでは、一例として、ウェーブレット変換を１回
行うことを１レベル変換とし、ここで得られる元画像を
１／４に圧縮したスケーリングイメージとウェーブレッ
トイメージをレベル１とする。レベル１のスケーリング
イメージをさらに１レベル変換することで、元画像を１
／１６に圧縮したレベル２のスケーリングイメージとウ
ェーブレットイメージが得られる。レベル２のスケーリ
ングイメージをさらに１レベル変換することで、元画像
を１／６４に圧縮したレベル３のスケーリングイメージ
とウェーブレットイメージが得られる。このように、ウ
ェーブレット変換してできた低周波成分をさらに変換す
るという作業（多重解像度）を繰り返すことにより、様
々な圧縮レベルのデータを得ることができる。

【００１７】つぎに、入力画像（オリジナルイメージ）
に対するシミュレーション結果を示す。図３は、シミュ
レーション結果を示す図（１）である。なお、このシミ
ュレーションは、図３（ａ）に示す入力画像（元画像）
に対する本実施の形態における部分選択変換装置の動作
を確認するためのものである。ここでは、ソフトウェア
から出力された画像データにコマンド及びパラメータを
付加し、入力とした（コマンド及びパラメータについて
は後述する）。また、出力されたデータを、わかりやす
いようにソフトウェアにより画素の大きさを変えて表示
させた。ここで、図３（ｃ）に示す画像は、コマンドに
よりスケーリングイメージを指定し、パラメータにより
各部分領域の圧縮レベルを図３（ｂ）のように割り当て
た場合の出力画像である。

【００１８】図４は、シミュレーション結果を示す図
（２）である。なお、図３と同様に、このシミュレーシ
ョンは、図４（ａ）に示す入力画像（元画像）に対する
本実施の形態における部分選択変換装置の動作を確認す
るものである。

【００１９】２．ハードウェア及びソフトウェア 図５は、本実施の形態に関する部分選択変換装置の構成
図である。部分選択変換装置１００は、例えば、信号変
換回路１０と、信号処理解析装置３０とを備える。信号
変換回路１０は、入力処理回路２０、ウェーブレット変
換チップ５０を備える。信号処理解析装置３０は、判定
回路４０を備える。なお、信号処理解析装置３０は、後
述するテンプレートを記憶した記憶部を含む。

【００２０】図６は、部分選択変換装置１００の動作の
説明図である。なお、ここでは、信号変換回路１０と信
号処理解析装置３０との間の動作を概略的に説明するた
め、特に、信号変換回路１０に含まれるウェーブレット
変換チップ５０と、判定回路４０の機能のひとつである
テンプレート・マッチングとを示す。

【００２１】信号変換回路１０は、部分選択変換装置
（画像認識システム）１００上で使用する。まず、信号
変換回路１０は、解析対象となる全ての入力データ
（）に対して圧縮処理を行う。次に、信号処理解析装
置３０の判定回路４０は、信号変換回路１０より出力さ
れた圧縮率の高いデータ（）に対して、テンプレート
・マッチング、マニュアルによる指定等により重要性の
高い領域又は圧縮率を低くすべき領域の抽出を行う。さ
らに、信号処理解析装置３０は、領域の抽出結果をコマ
ンド（）として信号変換回路１０に出力する。さら
に、信号変換回路１０は、再度読み込んだ画像データに
対し、信号処理解析装置３０で抽出された領域につい
て、コマンド（）により、部分的に圧縮率の低いデー
タ（）を出力する。最後に、信号処理解析装置３０
は、出力されたデータ（）を用いてテンプレート・マ
ッチングによる認識作業を行い、所望の抽出された領域
が所望の圧縮率となっていると認識すると、その結果
（）を出力する。なお、判定回路４０はウェーブレッ
ト変換チップ５０により出力されたデータ（）をその
まま出力してもよいし、出力データ（）をウェーブレ
ット変換チップ５０から直接出力するようにしてもよ
い。

【００２２】図７は、部分選択変換装置１００の動作に
ついてのフローチャートである。まず、信号変換回路１
０に解析対象となる全領域の画像についての入力信号列
が入力される（Ｓ１０１）。なお、入力信号列は、適宜
のメモリに記憶され、そこから読み出すようにしてもよ
いし、ＣＣＤカメラ等の入力装置から処理の際に入力さ
れるようにしてもよい。信号変換回路１０は、全領域又
は所定領域の信号を最大限又は予め定められたレベルに
圧縮する（Ｓ１０２）。入力処理回路２０は、解析対象
の全領域を部分領域毎の処理に分け、部分領域の位置を
識別する部分領域信号とその入力信号の変換出力とを部
分領域毎に信号処理解析装置３０に出力する。信号処理
解析装置３０は、重要性の高い又は圧縮率を低くすべき
解析対象領域の切り出しを行う（Ｓ１０３）。すなわ
ち、信号処理解析装置３０は、判定回路４０により部分
領域毎に変換された変換出力を解析し、詳細な画像を再
入力させる部分領域を選別する。ここで、部分領域を選
別するための手段は、判定回路４０が自動的に選別する
方法と、操作者がマニュアルで適宜の入力装置により指
定する方法等がある。前者の方法では、解析手法により
異なるが、たとえば、記憶してあるテンプレートなどの
記憶情報との一致度を計算して順序つける手段、部分領
域の全ウェーブレット係数の絶対値の和により部分領域
を順序つける手段等がある。また、後者による方法は、
例えば、操作者がディスプレイを見ながら図示されない
適宜の入力装置（キーボード、ポインティングデバイス
等）により、所定の領域を指定するようにすればよい。
なお、これらの選別の手段は処理の負担度に応じて適時
選択すればよい。

【００２３】信号処理解析装置３０は、判定回路４０又
は入力装置からの指令による抽出（選択）結果に基づ
き、各部分領域に対して再度、圧縮レベルを指定する。
このとき、信号処理解析装置３０は、全部分領域に対し
て再度圧縮レベルを指定してもよいし、抽出された部分
領域のみに再度圧縮レベルを決定してもよい（Ｓ１０
５）。信号変換回路１０は、ステップＳ１０５で決定さ
れた圧縮レベルと部分領域の位置に応じて、再変換が必
要な領域を再変換する（Ｓ１０７）。その際、信号処理
解析装置３０は、再変換を必要としない部分領域の圧縮
データを適宜の記憶部に保持するようにしてもよい。な
お、信号処理解析装置３０は、全領域について各圧縮レ
ベルに従い再変換してもよい。信号変換回路１０は、入
力信号列を再度メモリから読み出し又は入力装置から入
力して、それを再変換して、信号処理解析装置３０に再
度送出する。こうして、詳細な画像領域に指定された部
分領域は前より圧縮レベルが下がり、元入力に近い画像
が求められる。信号処理解析装置３０は、領域毎に異な
る又は所望の変換レベル（圧縮レベル）を持った部分領
域からなる解析対象となる全領域の出力データを全画像
領域の圧縮・変換結果として出力する（Ｓ１０９）。

【００２４】以下に判定回路４０について説明する。判
定回路４０は、信号処理解析装置３０の中に、一つの機
能ブロックとしてあり、解析結果に基づいて命令を発生
させる。まず、テンプレートによる部分領域の選別につ
いて説明する。テンプレートによる場合、判定回路４０
は、例えば、比較回路や一致回路を有し、所望の画像に
関する信号値をベクトル化してテンプレートとして予め
記憶部に記憶して用意しておく。例えば、顔に関して
は、目、鼻等の圧縮率を低くする（重要性の高い）領域
として定めた場合、その画像と所望レベルを表すテンプ
レートを所定数予め用意して記憶部に記憶する。すなわ
ち、同一の対象、例えば、顔に関しても、異なる圧縮レ
ベルに対応した顔テンプレートを作り用意しておく。例
えば、ブロック形状の画像領域として顔画像をテンプレ
ートとして用意する。

【００２５】判定回路４０では、記憶部からテンプレー
トを読み出し、マッチングをとることで、領域の抽出を
行うことができる。さらに、詳しくは、判定回路４０
は、例えば、２次元の画像ブロックでは、画素が２次元
に並んでおり、その画素を一次元に並べてベクトル化す
る。ベクトル化する前に、２次元の画像ブロックをいく
つかの圧縮レベルにまで圧縮しておく。すると、圧縮す
る毎に隣り合った画素の平均がとられ、画像が荒くな
り、異なる粗さのテンプレートが得られる。また、部分
領域毎に信号解析が不要か必要かは、判定回路４０の適
宜のデータベースに記憶されたテンプレートと部分領域
の信号と一致するかどうかを計算することで、判定す
る。そのために、部分領域の信号もベクトル化する。こ
の一致するかどうかの計算は、例えば、１）二つのベク
トルの内積を取る。２）ベクトルの差をとる。３）ベク
トルの成分を１、０に量子化してからＥＸＯＲ（排他的
論理和）をとる、等がある。

【００２６】また、判定回路４０は、次のように圧縮レ
ベルを求めることができる。圧縮レベルを求めるには、
異なる圧縮レベルのテンプレートと比較して、どのテン
プレートのどの圧縮レベルと最も一致するかを計算をし
て検出し、そのテンプレートの圧縮レベルを得る。判定
回路４０は、部分領域毎にパラメータで定めた圧縮レベ
ルについての命令を信号変換回路１０に出力する。

【００２７】つぎに、部分領域の全ウェーブレット係数
の絶対値の和により部分領域を順序つける手段について
説明する。まず、入力画像Ｉ（X，Y）を、上述の数式
（１）（２）で定義されたＨａａｒのスケーリング関数
Φ_Ｈ（ｘ）とＨａａｒのウェーブレット関数Ψ_Ｈ（ｘ）
とで展開すると、 Ｉ（X，Y）＝Σ_ｘ，ｙ｛Ｗ^Φ _Ｘ，ＹΦ_Ｈ（X）Φ_Ｈ（Y）
＋Ｗ^Ψ _Ｘ，ＹΨ_Ｈ（X）Ψ_Ｈ（Y）｝ となる。このＷ^Φ _Ｘ，Ｙ、Ｗ^Ψ _Ｘ，Ｙをスケーリング係
数、ウェーブレット係数と言う。ここで、あるレベルＬ
−１のΦ_Ｈ ^Ｌ−１（ｘ）とΨ_Ｈ ^Ｌ−１（ｘ）とに関し
て、次式によりレベル変換（圧縮操作）を行う。 Φ^Ｌ（X_Ｍ）＝１／２（Φ^Ｌ−１（X_Ｍ−１）＋Φ^Ｌ−１（X_Ｍ＋１）） （３） Ψ^Ｌ（X_Ｍ）＝１／２（Ψ^Ｌ−１（X_Ｍ−１）−Ψ^Ｌ−１（X_Ｍ＋１）） （４）

【００２８】すると、次式のように、Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ、Ｗ^Ψ
_Ｘ，Ｙにも同様な変換が得られ、Ｗ ^Φ _Ｘ，Ｙ ^Ｌ、Ｗ^Ψ
_Ｘ，Ｙ ^Ｌとなる。この係数は座標（X，Y）の各画素毎に
定まる。 Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ ^Ｌ（Ｘ_Ｍ）＝１／２（Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ ^Ｌ−１（Ｘ_Ｍ−１）＋Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ ^{Ｌ −１} （Ｘ_Ｍ＋１）） （５） Ｗ^Ψ _Ｘ，Ｙ ^Ｌ（Ｘ_Ｍ）＝１／２（Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ ^Ｌ−１（Ｘ_Ｍ−１）−Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ ^{Ｌ −１} （Ｘ_Ｍ＋１）） （６）

【００２９】入力画像Ｉと同様にテンプレートに対して
も事前に展開を行う。例えば、顔画像テンプレートＴ_Ｆ
では、顔画像が含まれているブロック形状の画像領域Ｉ
_Ｆ中をレベルＬのＨａａｒのスケーリング関数Φ
_Ｈ ^L（ｘ）とＨａａｒのウェーブレット関数Ψ_Ｈ ^L（ｘ）
とで展開しその展開係数Ｗ^Φ _Ｘ，Ｙ、Ｗ^Ψ _Ｘ，Ｙを求め
る。一致処理を高速化する場合には、この係数を係数値
順に並べて、値、あるいは、絶対値の大きい順に必要な
数だけ取り出して、テンプレートベクトルＷ（Ｉ_Ｆ）を
作成する。

【００３０】つぎに、部分領域Ｉ内の全画素に対してこ
の係数の絶対値を求めて和をとり、部分領域の和Ｗ
（Ｉ）とする。Ｗ（Ｉ）を大きい順に並べて、テンプレ
ートと比較するのに意味がある比較候補として部分領域
Ｉ_ｋを選択する。こうすることで、画像の空間変化が少
ない背景に関係する部分領域Ｉ_Ｈは取り除くことが出来
る。Ｗ（Ｉ_ｋ）が大きい領域はどれかのテンプレートと
マッチングする可能性が大きいので、全テンプレートと
の一致計算を行う。

【００３１】一致計算としてベクトルの内積を使用する
場合には、一致度Ｄは、 Ｄ（Ｗ（Ｉ_ｋ），Ｗ（Ｉ_Ｆ））＝ΣＷ_ｉ（Ｉ_ｋ）Ｗ
_ｉ（Ｉ_Ｆ） で与えられる。この一致計算結果の値Ｄに従ってテンプ
レートを並べる。これにより、該当するテンプレートを
求めることができる。

【００３２】図８は、信号変換回路１０の構成図であ
る。信号変換回路１０は、例えば、入力処理回路２０と
ウェーブレット変換チップ５０と出力選択部１９を備え
る。ウェーブレット変換チップ５０は、水平方向の２レ
ベル変換を行うウェーブレット変換部（ＷＴ Ｒｏｗ Ｌ
２）１１と、垂直方向の２レベル変換を行うウェーブレ
ット変換部（ＷＴ Ｃｏｌｕｍｎ Ｌ２）１３と、水平方
向の１レベル変換を行うウェーブレット変換部（ＷＴ
Ｒｏｗ Ｌ１）１５と、垂直方向の１レベル変換を行う
ウェーブレット変換部（ＷＴ Ｃｏｌｕｍｎ Ｌ１）１７
とを備える。ウェーブレット変換部１１、１３、１５、
１７は、逐次的に圧縮が可能である。なお、ウェーブレ
ット変換部１１、１３、１５、１７は、加算器と減算器
を含み、上式（３）〜（６）により逐次的にスケーリン
グを行うことができる。

【００３３】また、入力処理回路２０は、例えば、コマ
ンド部２１と、データセット部２３とを備える。この入
力処理回路２０のコマンド部２１は、信号処理解析装置
３０から入力された命令（部分領域信号と、その部分領
域に対応するコマンド及びパラメータ）コマンド及びパ
ラメータのデコードを行い、データセット部２３及び出
力選択部１９に指示を出力する。コマンド部２１の出力
信号により、例えば、全解析対象領域中の各部分領域を
指定し、各領域毎に変換の種類（スケーリングデータ又
はウェーブレットデータ等）と、変換の度合いである圧
縮レベル（レベル１、２、３等）とが指定される。デー
タセット部２３は、例えば、データセット部２３への入
力データ（オリジナルデータ）もしくは出力選択部１９
よりフィードバックしてきたデータを、コマンド部２１
からの部分領域信号、コマンド及びパラメータ等の指示
に従い、それぞれのウェーブレット変換部１１、１３、
１５、１７に転送する。データセット部２３は、例え
ば、出力選択部１９により戻された圧縮データをコマン
ド部２１より出力されたコマンドに従い所定の圧縮レベ
ルまで圧縮するために、この圧縮データを適切なウェー
ブレット変換部１１、１３、１５、１７に再度出力する
ことができる。

【００３４】出力選択部１９は、例えば、コマンド及び
パラメータによる領域ごとに、ウェーブレット変換部１
１、１３、１５、１７でそれぞれ変換された圧縮データ
の中からいずれかを出力データとして選択し、また、必
要に応じてそれをさらに圧縮・変換するためにデータセ
ット部２３に戻す。こうして、出力選択部１９は、全て
のウェーブレット変換結果のデータを、コマンド部２１
からの指示により、部分領域ごとにスケーリングデータ
又はウェーブレットデータを選択的に出力し、また、領
域ごとに異なる圧縮率のデータを出力することが可能と
なる。

【００３５】また、ウェーブレット変換部１１、１３、
１５、１７において、１レベル変換ブロックであるウェ
ーブレット変換部１５、１７の他に２レベル変換ブロッ
クであるウェーブレット変換部１１、１３を設けること
により、１回の処理でデータを大量に圧縮することがで
きるため、処理速度の向上につながる。なお、信号変換
回路１０は、適宜構成することが可能であって、例え
ば、コマンド部２１からウェーブレット変換部１１、１
３、１５、１７及び出力選択部１９を指定してもよく、
また、出力選択部１９で選択してもよい。また、本実施
の形態では、特にウェーブレット変換について説明して
いるが、これに限らず、各種圧縮処理、変換処理を採用
してそれに応じた変換チップを設けるようにしてもよ
い。

【００３６】３．画像圧縮例と有効性 図９は、部分選択的な画像圧縮についての説明図（１）
である。ここで、部分領域毎に指定された圧縮レベル命
令について説明すると、コマンドによりスケーリングデ
ータの出力かウェーブレットデータの出力かを選択し、
パラメータにより領域ごとに変換レベルを指定する。コ
マンドは、例えば、次の通りである。 ０：スケーリングデータの出力、 １：ウェーブレットデータの出力 パラメータは、例えば、次の通りである。 １：レベル１データの出力、 ２：レベル２データの出力、 ３：レベル３データの出力 このようなコマンド「０」又は「１」に対して、例え
ば、２５６×２５６画素の入力画像を図９（ａ）のよう
に６４ブロックに分割し、各々のブロックにパラメータ
を割り当てる。図９（ｂ）は、コマンド「０」で、全て
の領域でパラメータ「１」とした場合の画像である。

【００３７】図１０は、部分選択的な画像圧縮について
の説明図（２）である。図１０（ａ）は、コマンド
「０」で、全ての領域でパラメータ「２」とした場合の
画像である。図１０（ｂ）は、コマンド「０」で、全て
の領域でパラメータ「３」とした場合の画像である。

【００３８】図１１は、部分選択的な画像圧縮について
の説明図（３）である。図１１（ｂ）は、コマンドを
「０」で、パラメータを図１１（ａ）のように割り当て
た場合の出力画像の例である。

【００３９】図１２は、部分選択的な画像圧縮について
の説明図（４）である。図１２（ｂ）は、コマンドを
「０」で、パラメータを図１２（ａ）のように割り当て
た場合の出力画像の例である。

【００４０】図１３は、部分選択機能の有効性を示す説
明図である。具体的には、図９（ａ）のような２５６×
２５６画素の画像を入力とした場合の１レベル変換・２
レベル変換・３レベル変換と、図１１（ｂ）、図１２
（ｂ）で示したような多重解像度による部分選択的な変
換を行った場合のデータ量の比較を示す。レベル３での
認識が困難な領域が存在する場合に、画像全体のデータ
量をレベル２に上げるとピクセル数は４０９６画素、さ
らにレベル１にデータ量を上げると１６３８４画素とな
るため、レベルを１つ下げる毎にデータ量は４倍になっ
てしまい、ソフトウェアにかかる負荷の増加量が大き
い。そこで、３−２で示したように多重解像度による部
分選択的な変換を行うことで、画像の一部分のデータ量
のみをレベル２及びレベル１に上げる事が可能となる。
レベル２とレベル３が混在した出力データ数は１１６８
画素となり、画像全体をレベル２とした場合に比べて２
９２８画素のデータ削減が行える。また、レベル１とレ
ベル３が混在した出力データ数は１７４４画素となり、
画像全体をレベル１とした場合と比べると、１４６４０
画素のデータ削減が行える事になる。

【００４１】このように領域ごとに適した画像圧縮を行
うことで細かくデータ量を上げることが出来るため、ソ
フトウェアにかかる負荷の増加量を大幅に軽減出来る。
また、入力画像ごとに適した圧縮表現が可能であるため
に、少量のデータでの特徴抽出が行える。そのため、ソ
フトウェアによる的確な認識作業が容易に行える。

【００４２】４．実験例及び比較 ４−１．設計例 以下に設計例を示すが、この回路設計例は一例に過ぎ
ず、本発明はこれに限定されない。まず、回路の仕様に
ついて説明すると、８ビットグレイスケール２５６×２
５６画素の画像データとコマンド及びパラメータを１ワ
ード３２ビットメモリから読み出し、２レベル変換・１
レベル変換の順にウェーブレット変換し、コマンド及び
パラメータによる出力データの選択を行い１ワード３２
ビットメモリに格納する回路を設計した。なお、パラメ
ータにより変換レベルを指定できる最小ブロックは３２
×３２画素とした。コマンド及びパラメータはメモリの
０〜４アドレスに格納しておく。出力データは最小ブロ
ックごとに格納する。

【００４３】つぎに、部分選択変換装置１００とホスト
コンピュータとのデータ転送について説明する。図１４
は、ホストコンピュータとのデータの転送を行うメモリ
へのアクセスを示す図である。ホストコンピュータ１２
とのデータの転送を行うメモリ（メモリ１）１４、メモ
リ（メモリ２）１６へのアクセスを図示のようなメモリ
構造で設計した。ここでは、メモリ１とメモリ２の２つ
を用いて、コマンド・元画像データの部分選択変換装置
１００への転送をメモリ１で、部分選択変換装置１００
からの変換データの受け渡しをメモリ２でそれぞれ行え
るように設計した。また、メモリは全て５２４，２８８
ワード×３２ビットＳＲＡＭを使用する事を想定して設
計した。

【００４４】図１５は、メモリアクセスのタイミングチ
ャートを示す図である。なお、このタイミングチャート
は、上述のように２つのメモリにアクセスする場合を示
している。具体的には、ｒｅａｄ（ｗｒｉｔｅ）がＨＩ
ＧＨの時、ｒｅａｄ＿ａｄｄｒ（ｗｒｉｔｅ＿ａｄｄ
ｒ）をｍｅｍ＿ａｄｄｒ＿ｒｄ（ｍｅｍ＿ａｄｄｒ＿ｗ
ｒ）として出力する。ｍｅｍ＿ｒｄがＬＯＷの時、メモ
リ１のｍｅｍ＿ａｄｄｒ＿ｒｄの領域からｒｅａｄ＿ｄ
ａｔａを読み出す。また、ｍｅｍ＿ｗｒがＬＯＷの時、
メモリ２のｍｅｍ＿ａｄｄｒ＿ｗｒの領域へｗｒｉｔｅ
＿ｄａｔａを書き込む。また、メモリを２つに分割する
事でデータの読み出しと書き込みが同時に行えるため、
ｒｅａｄの立ち上がりから次のｒｅａｄの立ち上がりま
でのクロック数を６サイクルとして設計した。なお、処
理に要するクロック数は、１０２４４２ｃｙｃｌｅｓ／
画面となった。一方、入力データ・出力データを全て１
メモリアクセスで行うと、データの読み出しと書き込み
が同時に行えないために、処理に要するクロック数は、
２５３９４３ｃｙｃｌｅｓ／画面となってしまう。した
がって、上述のように２メモリアクセスで設計すること
で約２．５倍のスピードでデータのアクセスが行える。

【００４５】図１６は、論理合成を行った場合の回路規
模・動作速度及びＨＤＬ記述量を示す図である。以上の
ような構造で設計したウェーブレット変換チップ１０の
論理合成を、ザイリンクス社製の論理合成ソフトＦＯＵ
ＮＤＡＴＩＯＮ Ｖｅｒ．３．３ｉを用いて行った。な
お、ここでは、ＦＰＧＡ「ｓｐａｒｔａｎII２ｓ１５０
−５ＦＧ４５６」を選択して論理合成を行った場合の回
路規模・動作速度及びＨＤＬ記述量を示した。

【００４６】４−２．ソフトウェアとの比較 ２５６×２５６画素の画像においてウェーブレット変換
を行うソフトウェアを比較のために作成した。ソフトウ
ェアでのウェーブレット変換は標準的な２次元２ウェー
ブレット変換であり、１次元１ウェーブレット変換でＸ
方向とＹ方向の変換を行うものである。また、ウェーブ
レット変換部分は、２重ｆｏｒループ６つ、約７０行で
構成されている。なお、９６×９６画素を１２×１２画
素と変換するのに２．０ｍｓ、２５６×２５６画素を３
２×３２画素では１８ｍｓ、５１２×５１２画素を６４
×６４画素では７６ｍｓとなる。

【００４７】また、２５６×２５６画素においてウェー
ブレット変換チップと同様に部分選択的な変換を行うた
めに、３２×３２画素を１ブロックとして、６４ブロッ
ク読み込むと４０ｍｓとなる（ここでは、６００ＭＨｚ
ＣＰＵ＋１２８ｋキャッシュ）。ウェーブレット変換チ
ップ１０は、図１６で示した通り１．９２ｍｓで動作す
るので、変換部分においては２０倍のスピードで動作す
ることがわかる。

【００４８】４−３．データ転送における部分選択機能
の有効性 図１７は、データ転送を含んだ処理時間を示す図であ
る。ところで、部分選択変換装置１００による変換が高
速であっても、認識処理プログラムは、ホストコンピュ
ータ１２上で実行されるために、部分選択変換装置１０
０とホストコンピュータ１２とのデータ転送速度を考慮
する必要がある。そこで、データ転送時間を測定するた
めに、市販のＦＰＧＡを搭載したＰＣＩボード（ＦＰＧ
Ａ「ｓｐａｒｔａｎII２ｓ１５０−５ＦＧ４５６」）を
使用し、３３ＭＨｚのＰＣＩバスで測定した結果、デー
タ転送速度は１１２ｎｓ（ｒｅａｄ）／ｂｙｔｅ、８６
ｎｓ（ｗｒｉｔｅ）／ｂｙｔｅであった。

【００４９】そこで、コマンド及びパラメータを２０ｂ
ｙｔｅ（コマンド：４ｂｙｔｅ、パラメータ：１６ｂｙ
ｔｅ）とし、２５６×２５６画素を３レベル変換した場
合のデータ転送時間は８６×（（２５６×２５６）＋２
０）＋１１２×（３２×３２）＝５．７５ｍｓとなる。
これとウェーブレット変換チップの変換時間を足して処
理時間は１．９２＋５．７５＝７．６７ｍｓとなる。図
１７には、図１３のように変換した場合のデータ転送時
間を含んだ処理速度を示している。例えば、レベル３か
らレベル１に解像度を上げると１．７２ｍｓの処理時間
が増加してしまうのに対し、レベル１とレベル３が混載
したデータにすることにより、０．０９ｍｓだけの増加
量に抑えることができる。

【００５０】このように、部分選択変換装置１００自体
の処理時間は少ないが、解像度が上がるとデータ量が増
えるために、データ転送時間が大きくなる。したがっ
て、部分選択的に解像度を上げることで部分的なデータ
量の増加でとどめ、全体のデータ量を大きく減らせる。
その結果、データ転送時間の増加を極力抑えることが可
能となる。

【００５１】４−４．ウェーブレット変換チップの評価 図１８は、２０４８×２０４８、２５６×２５６画素の
画像の領域指定を示す図である。まず、具体例として、
２０４８×２０４８画素の入力画像を場合では、４チッ
プを並列動作させる事で全ての領域においてレベル３ま
で圧縮し、画素数を２５６×２５６画素にする。これに
要する時間は２×４×４＝３２ｍｓである。さらに、こ
の出力データを次段の１チップにフォワード入力するこ
とで３２×３２画素までデータを圧縮することができる
（２ｍｓ）。ここまでに要する時間は３２＋２＝３４ｍ
ｓである。この圧縮率の高い画像において図１８（ａ）
のように元画像に対して２５６×２５６画素の重要性の
高い４領域をソフトウェアが抽出する（Ｘｍｓ）。

【００５２】次に、ここで抽出した４領域を並列動作さ
せている４チップが読み込み、レベル３のデータを出力
する（２ｍｓ）。このデータの中から図１８（ｂ）のよ
うにさらに元画像に対して３２×３２画素の重要性の高
いいくつかの領域をソフトウェアが抽出し、コマンド及
びパラメータを入力する（Ｘｍｓ）。

【００５３】最後に、指定された領域をレベル２または
レベル１として出力する（２ｍｓ）。そのデータにより
認識作業を行う（Ｘｍｓ）。ここまでに要する時間はＸ
＋２＋Ｘ＋２＋Ｘ＝（４＋３Ｘ）ｍｓである。全ての処
理でかかった時間は、データ転送の時間を除くと３４＋
（４＋３Ｘ）＝（３８＋３Ｘ）ｍｓである。入力データ
の転送時間は８６×（２０４８×２０４８）＝３６０．
７１ｍｓである。

【００５４】このようなデータ量の多い画像をソフトウ
ェアにより扱う場合には、処理速度は非常に遅くなって
しまう。そこで、ここで示したようにチップによる並列
処理を行うことで処理速度を飛躍的に向上することがで
きる。

【００５５】５．出力データの応用 つぎに、部分選択変換装置１００から出力されたデータ
の使用方法を示す。一般的に画像の中には木・自動車・
人物などのいくつかの対象物が存在している。それらの
対象物を解像度の低い画像データの中から抽出する。さ
らに、部分的に解像度を上げることができるので、それ
らの対象物の解像度を少し上げて、その中から人物のみ
を抽出する。人物であることが認識できれば、目・鼻・
口などの領域の解像度をさらに上げ、それ以外の領域を
高圧縮のままにして再度出力することで個人の特定が可
能である。このようにして、画像の解析を順次行ってい
くことで少ないデータ量で高い精度の認識が行える。ま
た、周辺のデータを高圧縮データとして出力しておくこ
とにより、動画像における周辺の監視が常時行える。

【００５６】また、本実施の形態では、画像認識システ
ムの前処理をＨａａｒ離散ウェーブレット変換を使用
し、ハードウェアで行うことの設計方法と有効性につい
て述べた。２５６×２５６画素の入力画像において、ソ
フトウェアに比べて約２０倍のスピードで動作するとい
う性能比が得られた。今後、ＡＳＩＣ化することによる
動作速度の向上、データ転送速度の向上ならびに、この
チップに特化した認識アルゴリズムの開発によりさらな
る高速化が期待できる。

【００５７】このように、本実施の形態における部分選
択変換装置１００によれば、解析に不要な部分の領域は
高圧縮されて、情報量が減り、詳細な解析が必要な部分
は低圧縮されて、信号に含まれる情報が保存される。従
って、後段での信号処理解析装置３０へ送る情報量が大
幅に減るため、信号や信号に含まれる情報の解析が容易
である。また、同時に、情報量が減ったために高速な処
理が可能になり、実時間画像認識や音声認識が可能とな
る。さらに、信号変換回路１０により実時間での圧縮が
可能であり、高速で動く被写体を注視し、その部分だけ
を切り出して動くものが何かを判定する事が可能にな
る。

【００５８】また、部分選択変換装置１００では、逐次
的に部分領域毎に圧縮レベルを変更する事が可能なた
め、解析結果により、再変換を行い詳細かつ複雑な解析
アルゴリズムを作る事が可能である。具体的には、ま
ず、人全体の領域を選別して圧縮レベルを下げて、再入
力し、人の顔領域をさらに選別し、顔部分の領域の圧縮
レベルをさらに下げて人物を特定するなどのアルゴリズ
ムが可能になる。なお、このアルゴリズムでは何度も圧
縮操作を続けるが、これを従来のソフトウェアだけで行
うと圧縮処理に多くの時間が必要になり非現実的な計算
時間がかかる。しかしながら、ウェーブレット変換チッ
プを備えた信号変換回路１０を使用すれば、全体の処理
時間の増加は無視できる程度である。このように、部分
選択変換装置１００では、従来では考えられなかったア
ルゴリズムが容易に実現できるものとなる。なお、上述
の部分選択変換装置１００では、ウェーブレット変換を
用いて画像処理を行ったが、これに限られず、例えば、
短時間フーリエ変換等のその他の変換処理を用いて画像
処理を行ってもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明によると、以上説明した通り、情
報量の削減と信号処理の高精密度化とを同時に達成する
ことができる。また、本発明によると、画像認識、画像
処理等の高度な処理を実時間で高速に処理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｈａａｒ−Ｗａｖｅｌｅｔ変換による平滑化と
エッジ抽出の説明図。

【図２】多重解像度についての説明図。

【図３】シミュレーション結果を示す図（１）。

【図４】シミュレーション結果を示す図（２）。

【図５】本実施の形態に関する部分選択変換装置の構成
図。

【図６】部分選択変換装置１００の動作の説明図。

【図７】部分選択変換装置１００の動作についてのフロ
ーチャート。

【図８】信号変換回路１０の構成図。

【図９】部分選択的な画像圧縮についての説明図
（１）。

【図１０】部分選択的な画像圧縮についての説明図
（２）。

【図１１】部分選択的な画像圧縮についての説明図
（３）。

【図１２】部分選択的な画像圧縮についての説明図
（４）。

【図１３】部分選択機能の有効性を示す説明図。

【図１４】ホストコンピュータとのデータの転送を行う
メモリへのアクセスを示す図。

【図１５】メモリアクセスのタイミングチャートを示す
図。

【図１６】論理合成を行った場合の回路規模・動作速度
及びＨＤＬ記述量を示す図。

【図１７】データ転送を含んだ処理時間を示す図。

【図１８】２０４８×２０４８、２５６×２５６画素の
画像の領域指定を示す図。

【符号の説明】

１０ 信号変換回路 １１、１３、１５、１７ ウェーブレット変換部 １９ 出力選択部 ２０ 入力処理回路 ２１ コマンド部 ２３ データセット部 ３０ 信号処理解析装置 ４０ 判定回路 １００ 部分選択変換装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０６Ｔ 7/00 ３００ Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ ５Ｌ０９６ (72)発明者 伊藤 光 神奈川県鎌倉市植木19−２ Ａ−906 Ｆターム(参考） 5B056 BB11 5B057 AA20 CA12 CC02 CE09 CG05 CH05 DA17 DB02 DC16 DC33 5C059 KK14 KK15 KK50 MA21 MA24 SS20 TA17 TB08 TC18 TD12 UA02 UA38 UA39 5C078 AA04 BA53 CA27 CA31 DA01 5J064 AA03 BA16 BC08 BC11 BC14 BC25 5L096 EA35 JA09 KA07 MA03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部分領域毎に指定された圧縮レベルに変換
   するための変換命令に従い、解析対象領域の入力信号を
   部分領域毎に圧縮して圧縮信号を生成する信号変換部
   と、 前記信号変換部から圧縮信号を入力し、前記信号変換部
   に該変換命令を与えるための信号処理解析部とを備え、 前記信号変換部は、前記信号処理解析部からの変換命令
   に従い、入力された全領域又は所定領域の信号を最大限
   又は予め定められた第１の圧縮レベルに圧縮し、対象領
   域の部分領域毎の第１の圧縮信号を前記信号処理解析部
   に出力し、 前記信号処理解析部は、前記信号変換部からの部分領域
   毎の第１の圧縮信号に基づき、第１の圧縮レベルと異な
   る第２の圧縮レベルで圧縮すべき再変換の対象となる再
   変換部分領域及び第２の圧縮レベルを求め、再変換命令
   を出力し、 前記信号変換部は、前記信号処理解析部からの再変換命
   令に従い、指定された再変換部分領域を第２の圧縮レベ
   ルで再変換して、第２の圧縮信号を出力することによ
   り、 それぞれ所望の第１又は第２の圧縮レベルで圧縮された
   部分領域の第１又は第２の圧縮信号を含む対象領域の圧
   縮信号を出力するようにした部分選択変換装置。
2. 【請求項２】前記信号処理解析部は、さらに、所望の部
   分領域が所定された圧縮レベルに圧縮されているか否か
   に応じて、再変換又は圧縮信号の出力を行なうことを特
   徴する請求項１に記載の部分選択変換装置。
3. 【請求項３】前記信号処理解析部は、第１の圧縮レベル
   で圧縮された圧縮信号を記憶部に記憶し、 前記信号変換部は、再変換命令に従い再変換部分領域の
   み再変換し、第２の圧縮信号を出力し、 前記信号処理解析部は、第１の圧縮信号を記憶部から読
   み出し、第１の圧縮信号と前記信号変換部からの第２の
   圧縮信号とを統合して出力することを特徴する請求項１
   に記載の部分選択変換装置。
4. 【請求項４】第２の圧縮レベルで圧縮すべき領域につい
   ての画像と圧縮レベルを対応つけたテンプレートを記憶
   する記憶部をさらに備え、 前記信号処理解析部は、前記記憶部から読み出したテン
   プレートと、前記信号変換部からの圧縮信号とを比較し
   て、再変換の対象となる再変換部分領域を求めることを
   特徴する請求項１乃至３のいずれかに記載の部分選択変
   換装置。
5. 【請求項５】前記信号処理解析部は、 部分領域内の全画素に対して、スケーリング係数及び／
   又はウェーブレット係数について係数の絶対値を求めて
   和をとり、その和の大きさに基づいて、部分領域のテン
   プレートの候補についての順序付けを行い、該当するテ
   ンプレートを求めることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載の部分選択変換装置。
6. 【請求項６】再変換部分領域を指定するための入力部を
   さらに備え、 前記信号処理解析部は、前記入力部により指定された再
   変換部分領域及び第２の圧縮レベルに基づき、再変換命
   令を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の部分選択変換装置。
7. 【請求項７】前記信号変換部は、再変換命令に従い、対
   象領域全体を第２の圧縮レベルで変換して、第２の圧縮
   信号を出力することを特徴する請求項１乃至６のいずれ
   かに記載の部分選択変換装置。
8. 【請求項８】前記信号変換回路は、短時間フーリエ変換
   又はウェーブレット変換による信号変換を行い圧縮信号
   を得ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
   載の部分選択変換装置。
9. 【請求項９】前記信号変換回路は、 漸次的に複数の圧縮レベルに変換するための複数の変換
   部と、 前記信号処理解析部からの命令に従い、いずれかの前記
   変換部からの圧縮信号を選択して出力する出力選択部
   と、 前記信号処理解析部からの命令に従い、入力信号又は出
   力選択部から戻された圧縮信号をいずれかの前記変換部
   に振り分ける入力処理回路とを備えた請求項１乃至８の
   いずれかに記載の部分選択変換装置。
10. 【請求項１０】前記信号変換回路は、前記信号解析部の
    入力部と接続され、パイプライン処理を行うことを特徴
    とする請求項１乃至９のいずれかに記載の部分選択変換
    装置。
11. 【請求項１１】部分領域毎に指定された圧縮レベルに変
    換するための変換命令に従い、解析対象領域の入力信号
    を部分領域毎に圧縮して圧縮信号を生成する信号変換部
    を用いた部分選択変換方法であって、 前記信号変換部に変換命令を与えるステップと、 前記信号変換部により、該変換命令に従い、入力された
    全領域又は所定領域の信号を最大限又は予め定められた
    第１の圧縮レベルに圧縮された、対象領域の部分領域毎
    の第１の圧縮信号を入力するステップと、 前記信号変換部からの部分領域毎の第１の圧縮信号に基
    づき、第１の圧縮レベルと異なる第２の圧縮レベルで圧
    縮すべき再変換の対象となる再変換部分領域及びその第
    ２の圧縮レベルを求め、再変換命令を出力するステップ
    と、 前記信号変換部により、該再変換命令に従い、指定され
    た再変換部分領域を第２の圧縮レベルで再変換された第
    ２の圧縮信号を入力するステップと、 所望の第１又は第２の圧縮レベルでそれぞれ圧縮された
    部分領域の第１又は第２の圧縮信号を含む対象領域の圧
    縮信号を出力するステップとを含む部分選択変換方法。
12. 【請求項１２】部分領域毎に指定された圧縮レベルに変
    換するための変換命令に従い、解析対象領域の入力信号
    を部分領域毎に圧縮して圧縮信号を生成する信号変換部
    を用いた部分選択変換プログラムであって、 前記信号変換部に変換命令を与えるステップと、 前記信号変換部により、該変換命令に従い、入力された
    全領域又は所定領域の信号を最大限又は予め定められた
    第１の圧縮レベルに圧縮された、対象領域の部分領域毎
    の第１の圧縮信号を入力するステップと、 前記信号変換部からの部分領域毎の第１の圧縮信号に基
    づき、第１の圧縮レベルと異なる第２の圧縮レベルで圧
    縮すべき再変換の対象となる再変換部分領域及びその第
    ２の圧縮レベルを求め、再変換命令を出力するステップ
    と、 前記信号変換部により、該再変換命令に従い、指定され
    た再変換部分領域を第２の圧縮レベルで再変換された第
    ２の圧縮信号を入力するステップと、 所望の第１又は第２の圧縮レベルでそれぞれ圧縮された
    部分領域の第１又は第２の圧縮信号を含む対象領域の圧
    縮信号を出力するステップとを含む部分選択変換プログ
    ラム。