JP2006313524A - Data storage device, data retrieval device, data reproduction device, data retrieval program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To associate content data with the address where the content data is stored in data storage. <P>SOLUTION: A memory system 1 comprises a convolution arithmetic section 22 for convoluting a first data row inputted through an input part 10 in a first real number value by function operation based on a chaos dynamical system function, and a controller 20 that associates the first real number value with a data storage position of a storage section 30 and stores the associated data associated with the first data row at the data storage position. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像データ、音声データ、音楽データ等のコンテンツデータまたはそのリンク情報等を記録するデータ記憶装置、このデータ記憶装置を用いるデータ検索装置およびデータ再生装置、データ検索プログラムに関するものである。   The present invention relates to a data storage device that records content data such as image data, audio data, music data, or link information thereof, a data search device and a data playback device that use this data storage device, and a data search program.

従来、半導体メモリや各種の記録媒体から構成されるとともに、データを記憶するデータ記憶装置ないしデータベースが利用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a data storage device or database for storing data has been used as well as a semiconductor memory and various recording media.

特にデータ記憶装置として半導体メモリを用いるものが広く知られている。このような半導体メモリは、通常、固有のメモリアドレスによって指定される記憶単位としてのメモリセル、このメモリセルの集合からなる広大な記憶領域としてのメモリ空間を有している。   In particular, a data storage device using a semiconductor memory is widely known. Such a semiconductor memory usually has a memory cell as a storage unit designated by a unique memory address, and a memory space as a vast storage area composed of a set of the memory cells.

上記のメモリセルないしメモリ空間について、半導体メモリの一種であるDRAM(Dynamic Random Access Memory)を例に挙げて説明する。DRAMは、その内部に規格に応じた所定のビット数に応じた数のコンデンサを内蔵している。そして、DRAMは、各コンデンサに電荷を蓄えることによって、各コンデンサに1ビットのデータを記憶し、各コンデンサに蓄積した電荷が時間と共に減衰しないように、定期的な増幅を行うことによってその記憶内容を保持している。このようなDRAMでは、上記の各コンデンサが記憶単位としてのメモリセルに相当するものであって、これら各メモリセルおよびそのメモリ空間上の位置は固有の番号(メモリアドレス)によって指定される。   The above-described memory cell or memory space will be described by taking a DRAM (Dynamic Random Access Memory) as a kind of semiconductor memory as an example. The DRAM has therein a number of capacitors corresponding to a predetermined number of bits according to the standard. The DRAM stores charge in each capacitor, thereby storing 1-bit data in each capacitor, and periodically amplifies the charge so that the charge accumulated in each capacitor does not decay with time. Holding. In such a DRAM, each capacitor described above corresponds to a memory cell as a storage unit, and each memory cell and its position in the memory space are designated by a unique number (memory address).

このようなメモリに記憶されたデータを利用して、入力された画像データや音声データをパターン認識処理する場合、認識すべき画像データや音声データを、既にメモリに記憶されている複数の画像データや音声データ(既知パターンデータ)とを対比することによって、認識対象データがいずれの既知パターンデータと一致ないし近似するかを判定することになる。   When pattern recognition processing is performed on input image data and audio data using data stored in such a memory, the image data and audio data to be recognized are a plurality of image data already stored in the memory. And the speech data (known pattern data) are compared to determine which known pattern data matches or approximates the recognition target data.

例えば、二次元画像の画像データをパターン認識処理する場合、通常、次の手順が採用される。まず、認識対象となる二次元画像の画像データから、その二次元画像に含まれるパターンを特徴づける特徴量、すなわち、画像の色や形状をあらわす情報や画像に含まれる線分の長さ、傾き、太さなどをあらわす情報を好ましくは複数抽出する。同様に、既知パターンデータとしてメモリに記憶されている各画像データについても上記の特徴量を抽出する。そして、認識対象データと既知パターンデータとの間で、各特徴量ないしこれらの組み合わせを対比することによって、複数の既知パターンデータの中から認識対象データと最も特徴量の近い既知パターンデータを特定し、特定された既知パターンデータが認識対象データの認識結果とされる。
特開平5−144276(1993年6月11日公開)
For example, when pattern recognition processing is performed on image data of a two-dimensional image, the following procedure is usually adopted. First, from the image data of the 2D image to be recognized, the feature quantity that characterizes the pattern included in the 2D image, that is, the information indicating the color and shape of the image, the length and inclination of the line segment included in the image Preferably, a plurality of pieces of information representing the thickness and the like are extracted. Similarly, the above-described feature amount is extracted for each image data stored in the memory as known pattern data. Then, by comparing each feature amount or a combination thereof between the recognition target data and the known pattern data, the known pattern data having the closest feature amount to the recognition target data is identified from among a plurality of known pattern data. The identified known pattern data is used as the recognition result of the recognition target data.
JP 5-144276 (released on June 11, 1993)

しかしながら、このような従来のメモリ構成では、その記憶データを用いてパターン認識処理を行う場合、高効率化、高速化に限界が生じることになる。   However, in such a conventional memory configuration, when pattern recognition processing is performed using the stored data, there is a limit to increase in efficiency and speed.

なぜなら、前述のような従来のメモリにデータ列を記憶する場合、このデータ列の内容は順次メモリセルに格納されていくことになるので、一般に、各メモリセルの記憶内容は、そのメモリアドレスとは無関係である。すなわち、画像データや音声データなどのデータ列を半導体メモリに格納する場合、メモリアドレスと各メモリセルの記憶内容との間には相関関係が存在しない。   This is because, when storing a data string in the conventional memory as described above, the contents of this data string are sequentially stored in the memory cells. Is irrelevant. That is, when a data string such as image data or audio data is stored in a semiconductor memory, there is no correlation between the memory address and the stored contents of each memory cell.

したがって、従来のメモリを用いてパターン認識処理を行う場合、メモリに記憶された既知パターンデータの内容を知るために、メモリの記憶内容を読み出し開始位置から順次読み出すことによって、全ての既知パターンデータを読み出すことが必要となる。それゆえ、読み出すべきデータ量およびメモリ空間は膨大なものとなるので、前述のような特徴量群の抽出やその対比、最適類似度を有するデータの特定などの各処理と相まって、コンピュータの処理負担が重く、パターン認識処理に長時間を要する原因となっている。特にパターン認識の対象が画像データのように大きな情報量を有する場合、メモリから読み出すべきデータ量およびメモリ空間は膨大となるので、この問題は一層深刻なものとなる。   Therefore, when performing pattern recognition processing using a conventional memory, in order to know the contents of the known pattern data stored in the memory, all the known pattern data is read by sequentially reading the memory contents from the reading start position. It is necessary to read. Therefore, the amount of data to be read out and the memory space are enormous, so that the processing load on the computer is coupled with each processing such as the extraction of the feature amount group and the comparison thereof, and the identification of the data having the optimum similarity as described above. Is heavy, and this causes a long time for pattern recognition processing. In particular, when the object of pattern recognition has a large amount of information such as image data, the amount of data to be read from the memory and the memory space become enormous, and this problem becomes more serious.

また、このようなパターン認識処理の認識精度を向上させるためには、メモリに記憶しておくパターンデータの数を増やしたり、認識対象データおよびパターンデータから抽出する特徴量のデータを増やしたりすることが有益であるが、このようなデータの増加は、パターン認識処理の処理時間の増大に拍車をかけることになる。   In addition, in order to improve the recognition accuracy of such pattern recognition processing, the number of pattern data stored in the memory is increased, or the feature amount data extracted from the recognition target data and the pattern data is increased. However, such an increase in data spurs an increase in the processing time of the pattern recognition process.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像データ、音声データ、音楽データ等のコンテンツデータまたはそのリンク情報等を記録するデータ記憶装置、このデータ記憶装置を用いるデータ検索装置およびデータ再生装置、データ検索プログラムを実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a data storage device for recording content data such as image data, audio data, music data, or link information thereof, and the data storage device. A data search device, a data reproduction device, and a data search program to be used are realized.

本発明に係るデータ記憶装置は、上記課題を解決するために、データを記憶する記憶部と、外部から入力された第1のデータ列をカオス力学系関数に基づく関数演算によって第1の実数値に畳み込む第1の畳み込み演算部と、上記第1の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、上記第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータを上記データ格納位置に格納する格納制御部とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a data storage device according to the present invention uses a storage unit for storing data and a first data string input from the outside by a function calculation based on a chaotic dynamical system function. A first convolution operation unit that convolves with the first storage unit, and storage control that associates the first real value with a data storage position of the storage unit and stores association data associated with the first data string at the data storage position. It is characterized by providing a part.

また、本発明に係るデータ記憶装置は、上記課題を解決するために、外部から入力された第1のデータ列をカオス力学系関数に基づく関数演算によって第1の実数値に畳み込む第1の畳み込み演算部と、上記第1の実数値を記憶部のデータ格納位置に対応づけ、上記第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータを上記データ格納位置に格納する格納制御部とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the data storage device according to the present invention convolves the first data string input from the outside with the first real value by function calculation based on the chaotic dynamical system function. A calculation unit, and a storage control unit that associates the first real value with a data storage position of the storage unit and stores association data associated with the first data string at the data storage position. It is said.

上記の構成において、第1のデータ列には、画像データ、動画データ(映像データ)、音声データ、音楽データ等、その形式やデータのあらわすコンテンツ等の種別を問わず、1ビットないし複数ビットのデジタル情報で表現される全てのデータ列が含まれる。
ここで、カオス力学系関数の種類は、特に限定されるものではなく、後述の三角山関数、ロジステック関数、二次関数等を採用することができる。1ビットデータ列の畳み込み演算のためのカオス力学系関数としては任意の単峰関数を選ぶことができる。
In the above configuration, the first data string includes 1-bit or multiple-bit data regardless of the type of content such as image data, moving image data (video data), audio data, music data, or the format or content represented by the data. All data strings expressed in digital information are included.
Here, the type of chaotic dynamical system function is not particularly limited, and a triangular mountain function, a logistic function, a quadratic function, etc. described later can be employed. An arbitrary unimodal function can be selected as the chaotic dynamical system function for the convolution operation of the 1-bit data string.

上記の構成によれば、第1の畳み込み演算部の機能によって第1のデータ列はカオス力学系関数に基づく関数演算に基づいて変換され、第1の実数値に畳み込まれる。そして、格納制御部の機能によって、上記第1の実数値は記憶部のデータ格納位置に対応づけられ
、第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータが、第1の実数値に対応づけられた記憶部のデータ格納位置に格納される。
According to said structure, a 1st data sequence is converted based on the function calculation based on a chaotic dynamical system function by the function of a 1st convolution operation part, and is convolved with a 1st real value. Then, by the function of the storage control unit, the first real value is associated with the data storage position of the storage unit, and the association data associated with the first data string is associated with the first real value. It is stored in the data storage position of the storage unit.

ここで、第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータとは、第1のデータ列に関連づけられた記銘情報やリンク情報の他、上記第1のデータ列の変換データ、および第1のデータ列そのものを含むものである。   Here, the association data associated with the first data string includes the memorized information and link information associated with the first data string, the converted data of the first data string, and the first data. It contains the sequence itself.

上記の構成によれば、第1のデータ列のデータ内容に対応した第1の実数値が算出されるとともに、この第1の実数値の値に基づいて、第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータを格納すべき記憶部のデータ格納位置が特定される。   According to the above configuration, the first real value corresponding to the data content of the first data string is calculated and associated with the first data string based on the value of the first real value. The data storage position of the storage unit in which the association data is to be stored is specified.

したがって、記憶部における関連づけデータの格納位置は第1のデータ列のデータ内容に応じて決められることになるので、記憶部に格納されるデータの内容とその格納位置は間接的に対応付けられたものとなる。それゆえ、無関係な記憶領域を読み出す必要がなく、所望の格納データに迅速なアクセスを行うことが可能となるので、高速かつ的確なデータ読み出しを実現することができる。   Accordingly, since the storage position of the association data in the storage unit is determined according to the data content of the first data string, the content of the data stored in the storage unit and the storage position thereof are indirectly associated with each other. It will be a thing. Therefore, there is no need to read an irrelevant storage area, and it is possible to quickly access desired stored data, so that high-speed and accurate data reading can be realized.

本発明に係るデータ記憶装置は、上記の構成において、上記第1の実数値は0より大きく1未満の範囲内であることも好ましい。   In the data storage device according to the present invention, in the above configuration, it is also preferable that the first real value is greater than 0 and less than 1.

上記の構成によれば、上記の作用効果に加えて、第1の実数値の取り扱いないし第1の実数値と記憶部のデータ格納位置との対応づけが容易になるので、この対応付けに基づくデータ格納、およびその後のデータアクセスを高速かつ簡便なものとすることができる。
本発明に係るデータ記憶装置は、上記課題を解決するために、上記第1のデータは複数ビットで構成されることも好ましい。
According to the above configuration, in addition to the above-described effects, the handling of the first real value or the correspondence between the first real value and the data storage position of the storage unit is facilitated. Data storage and subsequent data access can be made fast and simple.
In the data storage device according to the present invention, it is preferable that the first data is composed of a plurality of bits in order to solve the above problem.

上記の構成によれば、上記の作用効果に加えて、単数または複数のカオス力学系関数に基づく関数演算によって、複数ビットで構成される第1のデータ列に基づく第1の実数値の算出ないしこの第1の実数値の値に基づくデータ格納位置の特定を的確に行うことが可能となる。   According to said structure, in addition to said effect, calculation of the 1st real value based on the 1st data sequence comprised by several bits by the function calculation based on a single or several chaotic dynamical system function thru | or It becomes possible to accurately specify the data storage position based on the value of the first real value.

本発明に係るデータ記憶装置は、上記の構成において、上記記憶部に上記第1のデータ列が格納されることも好ましい。   In the data storage device according to the present invention, in the above configuration, it is also preferable that the first data string is stored in the storage unit.

上記の構成によれば、上記の作用効果に加えて、関連づけデータとは別に、または関連づけデータの一態様として、第1のデータ列が記憶装置に記憶されるため、アクセス時の利便性を向上させることができる。   According to the above configuration, in addition to the above-described effects, the first data string is stored in the storage device separately from the association data or as an aspect of the association data, thereby improving convenience during access. Can be made.

本発明に係るデータ記憶装置は、上記の構成において、上記記憶部は半導体メモリからなっており、上記格納制御部は、上記第1の実数値を上記半導体メモリのメモリアドレスに対応づけることも好ましい。   In the data storage device according to the present invention, in the above configuration, the storage unit is preferably a semiconductor memory, and the storage control unit preferably associates the first real value with a memory address of the semiconductor memory. .

上記の構成によれば、メモリデバイスとして広く用いられている半導体メモリを利用しながら、記憶内容とそのメモリアドレスとを関連づけるデータ記憶装置を実現することができる。   According to the above configuration, it is possible to realize a data storage device that associates the storage contents with the memory address while using a semiconductor memory widely used as a memory device.

本発明に係るデータ検索装置は、上記課題を解決するために、前記データ記憶装置を用いるデータ検索装置であって、外部から入力された第2のデータ列を上記カオス力学系関数に基づく関数演算によって第2の実数値に畳み込む第2の畳み込み演算部と、上記第2の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、該データ格納位置に格納されたデータに基づいて、上記第2のデータ列に対応するデータを特定する検索制御部とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the data search device according to the present invention is a data search device using the data storage device, wherein a function operation based on the chaotic dynamical system function is performed on the second data string input from the outside. A second convolution operation unit that convolves the second real value with the second real value, and associates the second real value with the data storage position of the storage unit, and based on the data stored in the data storage position, the second And a search control unit for specifying data corresponding to the data string.

上記の構成によれば、第2の畳み込み演算部の機能によって、外部から入力された第2のデータ列が、第1の実数値に畳み込んだときと同じカオス力学系関数に基づく関数演算によって第2の実数値に畳み込まれる。   According to the above configuration, by the function of the second convolution operation unit, the second data string input from the outside is obtained by the function operation based on the same chaotic dynamical system function as that when the first real value is convolved. Folded to the second real value.

そして、検索制御部の機能によって、第2の実数値が記憶部のデータ格納位置に対応づけられ、そのデータ格納位置に格納されたデータが読み出される。前述のとおり、前記データ記憶装置では、記憶部に格納されるデータの内容とその格納位置は間接的に対応付けられたものとなっているので、検索制御部の機能によって、上記データ格納位置から読み出されたデータは、第2のデータ列に対応するものとなっている。   Then, by the function of the search control unit, the second real value is associated with the data storage position of the storage unit, and the data stored in the data storage position is read out. As described above, in the data storage device, the content of data stored in the storage unit and the storage position thereof are indirectly associated with each other. The read data corresponds to the second data string.

したがって、メモリ内の被検索データを全て読み出すことなしに、第2のデータ列に対応するデータを直接的に特定することができるので、極めて高速かつ的確なデータ検索を実現することができる。   Therefore, the data corresponding to the second data string can be directly specified without reading all the data to be searched in the memory, so that an extremely fast and accurate data search can be realized.

なお、検索制御部は、第2の実数値を記憶部のデータ格納位置に対応づける際に、第2の実数値そのものではなく、第2の実数値の近傍値を記憶部のデータ格納位置に対応づけてもよい。この構成によれば、第2のデータ列と同一のデータ列だけでなく、第2のデータ列と類似するデータ列も検索対象とすることができる。   The search control unit, when associating the second real value with the data storage position of the storage unit, sets the neighborhood value of the second real value as the data storage position of the storage unit, not the second real value itself. You may associate. According to this configuration, not only the same data string as the second data string but also a data string similar to the second data string can be searched.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、上記第1のデータ列および第2のデータ列を画像データとすることも好ましい。本発明に係るデータ検索装置によれば、画像データのような大きな情報量を有するデータを検索する場合であっても、高速かつ的確なデータ検索を実現することができる。   In the data search device according to the present invention, in the above configuration, the first data string and the second data string are preferably image data. According to the data search device of the present invention, high-speed and accurate data search can be realized even when searching for data having a large amount of information such as image data.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、上記第1のデータ列および第2のデータ列は、画像データの少なくとも一部の画像領域から抽出された特徴を示す特徴量を含むことも好ましい。   In the data search device according to the present invention, in the above configuration, the first data string and the second data string may include a feature amount indicating a feature extracted from at least a part of the image area of the image data. preferable.

画像データから抽出される特徴量とは、画像データが示す画像の特徴ないし特性を示す各種の値をいう。例えば、特徴量を、各種の画像センサの出力値によって得ることができる。このような特徴量の具体例としては、線分抽出センサ、明度センサ、色センサ、HSV(「色相(Hue)」「彩度(Saturation)」「明度(Value)」)センサの各出力などを挙げることができる。これらセンサは、画像データの全体に作用させることもできるし、画像データの一部に作用させることもできる。   The feature amount extracted from the image data refers to various values indicating the characteristics or characteristics of the image indicated by the image data. For example, the feature amount can be obtained from output values of various image sensors. Specific examples of such feature quantities include line segment extraction sensors, lightness sensors, color sensors, and HSV (“Hue”, “Saturation”, “Value”) sensor outputs. Can be mentioned. These sensors can operate on the entire image data, or can operate on a part of the image data.

上記の構成によれば、画像データをそのまま上記第1ないし第2のデータ列として用いる場合と比較して、第1ないし第2のデータ列のデータ量を小さくすることができる。それゆえ、データ検索の処理負担を小さなものとして、より高速なデータ検索を実現することが可能となる。   According to said structure, compared with the case where image data is used as said 1st thru | or 2nd data sequence as it is, the data amount of the 1st thru | or 2nd data sequence can be made small. Therefore, it is possible to realize a higher-speed data search while reducing the processing load of the data search.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列は、上記特徴量を複数含むとともに、上記第1の畳み込み演算部および/または第2の畳み込み演算部は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量が、より後の演算対象となるように、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列を実数値に畳み込むことが好ましい。   In the data search device according to the present invention, in the configuration described above, the first data sequence and / or the second data sequence includes a plurality of the feature quantities, the first convolution operation unit, and / or the second data sequence. The convolution operation unit of the first data string and / or the function data extracted from the image data of a wider image area in the function calculation based on the chaotic dynamical system function is a later calculation target. Alternatively, it is preferable to convolve the second data string with a real value.

例えば、上記第1のデータ列(第2のデータ列)が、所定の画像データにおいて、画像全体の領域から抽出された特徴量、4分の1の画像領域から抽出された特徴量、16分の1の画像領域から抽出された特徴量を含む場合を考える。この場合、第1の畳み込み演算部(第2の畳み込み演算部)は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量がより後の演算対象となるように、16分の1の画像領域から抽出された特徴量・4分の1の画像領域から抽出された特徴量・画像全体の領域から抽出された特徴量の順番に畳み込み演算を実行する。   For example, if the first data string (second data string) is predetermined image data, the feature amount extracted from the entire image region, the feature amount extracted from the quarter image region, 16 minutes Consider a case in which a feature amount extracted from one image area is included. In this case, the first convolution operation unit (second convolution operation unit) is a function operation based on the chaotic dynamical system function, and the feature amount extracted from the image data of a wider image area is a later operation object. Thus, the convolution calculation is executed in the order of the feature amount extracted from the 1 / 16th image region, the feature amount extracted from the 1/4 image region, and the feature amount extracted from the entire image region. .

より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量がより後の演算対象となるようにするための具体的手法としては各種のものが考えられる。一例としては、第1の畳み込み演算部(第2の畳み込み演算部)が、上記の畳み込み演算をより狭い画像領域の画像データから抽出された特徴量から順番に、階層(レイヤー)的に演算処理していく手法が考えられる。 さらに、上記第1のデータ列(第2のデータ列)において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量が前に位置するように、複数の特徴量を配列しておき、これらデータ列の後ろ側から畳み込み演算を実行してもよい。   Various methods are conceivable as specific methods for causing the feature amount extracted from the image data of a wider image area to be a later calculation target. As an example, the first convolution operation unit (second convolution operation unit) performs the above convolution operation in a hierarchical manner (layer) in order from the feature amount extracted from the image data of a narrower image region. A method to do this is conceivable. Further, in the first data string (second data string), a plurality of feature quantities are arranged so that the feature quantities extracted from the image data of a wider image area are located in front, and these data A convolution operation may be performed from the back of the column.

上記の構成によれば、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量ほど後に演算処理されるので、畳み込み値により強く反映されることになる。他方、より広い画像領域の画像データから抽出した特徴量ほど、画像データ全体としての画像の特徴ないし特性をより忠実に反映しているものと考えられる。   According to the above configuration, in the function calculation based on the chaotic dynamical system function, the feature amount extracted from the image data of a wider image area is processed later, so that it is strongly reflected by the convolution value. On the other hand, it is considered that the feature amount extracted from the image data of a wider image area more faithfully reflects the characteristics or characteristics of the image as the entire image data.

これにより、上記の作用効果に加えて、画像データを実数値に畳み込むときの精度を向上させて、より的確な画像データの検索を実現することができる。   Thereby, in addition to the above-described effects, it is possible to improve the accuracy when the image data is convoluted with real values, thereby realizing more accurate image data search.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列は、上記特徴量として、画像データの少なくとも一部の符号化処理によって得られた複数次数の周波数成分を含むとともに、上記第1の畳み込み演算部および/または第2の畳み込み演算部は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分が、より後の演算対象となるように、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列を実数値に畳み込むことが好ましい。   In the data search device according to the present invention, in the configuration described above, the first data sequence and / or the second data sequence may be obtained by encoding at least a part of image data as the feature amount. The first convolution operation unit and / or the second convolution operation unit includes a frequency component of the order, and a lower frequency component is a later operation object in the function operation based on the chaotic dynamical system function. Thus, it is preferable to convolve the first data sequence and / or the second data sequence with real values.

上記の構成において、画像データの符号化処理の具体例としては、フーリエ変換やコサイン変換などのアフィン変換、各種の直交変換が挙げられる。これら変換においては、例えば、ゼロ次成分は直流分すなわち画像の平均の明るさ、一次成分は基本周波数成分、2次成分は倍周期成分、・・・というように、低次から高次の周波数成分が得られる。   In the above configuration, specific examples of the image data encoding process include affine transformations such as Fourier transformation and cosine transformation, and various orthogonal transformations. In these conversions, for example, the zero-order component is the direct current component, that is, the average brightness of the image, the primary component is the fundamental frequency component, the second-order component is the double period component, and so on. Ingredients are obtained.

上記の構成において、第1の畳み込み演算部(第2の畳み込み演算部)は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分が、より後の演算対象となるように、実数値の畳み込む処理を実行する。   In the above configuration, the first convolution operation unit (second convolution operation unit) is a real value so that a lower frequency component becomes a later operation object in the function operation based on the chaotic dynamical system function. Execute the process of convolution.

より低い周波数成分がより後の演算対象となるようにするための具体的手法としては、例えば、上記第1のデータ列(第2のデータ列)において、より低い周波数成分が前に位置するように、各次数の周波数成分を配列しておき、これらデータ列の後ろ側から畳み込み演算を実行する手法などが挙げられる。   As a specific method for causing the lower frequency component to be a later calculation target, for example, in the first data string (second data string), the lower frequency component is positioned in front. In addition, there is a method of arranging frequency components of respective orders and executing a convolution operation from the back side of these data strings.

上記の構成によれば、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分ほど後に演算処理されるので、畳み込み値により強く反映されることになる。一般に、人間の視覚特性上、より低次の周波数成分ほど画像の観察者により強い印象を与えることが知られている。   According to said structure, in a function calculation based on the said chaotic dynamical system function, since a lower frequency component is processed later, it is reflected more strongly by a convolution value. In general, it is known that a lower-order frequency component gives a stronger impression to an observer of an image due to human visual characteristics.

これにより、上記の作用効果に加えて、人間の視覚特性に適合する的確な画像データの検索を実現することができる。   Thereby, in addition to the above-described effects, it is possible to realize a search for accurate image data suitable for human visual characteristics.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、上記第1のデータ列と第2のデータ列との少なくとも一方は、同じ配列が繰り返されていることが好ましい。   In the data search device according to the present invention, in the above configuration, it is preferable that the same arrangement is repeated in at least one of the first data string and the second data string.

本発明のカオス力学系関数に基づく関数演算によれば、入力されたデータ列に対して固有の実数値を収束対応させることができる。しかしながら、上記データ列は有限の桁数を有しており、データ列の桁数が少ないほど上記収束の程度にバラツキが生じる。これは、入力されたデータ列の桁数が少ないほど、カオス力学系関数の出力が初期値の影響を強く受けるからである。   According to the function calculation based on the chaotic dynamical system function of the present invention, an inherent real value can be made to converge with respect to the input data string. However, the data string has a finite number of digits, and the smaller the number of digits in the data string, the more uneven the convergence occurs. This is because the smaller the number of digits in the input data string, the stronger the output of the chaotic dynamical system function is affected by the initial value.

上記の構成によれば、同配列の繰り返しによって、上記カオス力学系関数に基づく関数演算の対象となるデータ列は、その情報を変化させることなく、その桁数を増加させることができる。したがって、上記の構成によれば、初期値にかかわらず、カオス力学系関数に基づく関数演算によって得られる実数値を安定したものとすることができる。例えば、第1のデータ列の関数演算と第2のデータ列の関数演算とに用いた初期値が異なっている場合でも、これら関数演算によって得られる実数値を安定したものとすることができる。   According to said structure, the data sequence used as the object of the function calculation based on the said chaotic dynamical system function can increase the number of digits, without changing the information by repetition of the same arrangement | sequence. Therefore, according to the above configuration, it is possible to stabilize the real value obtained by the function calculation based on the chaotic dynamical system function regardless of the initial value. For example, even when the initial values used for the function calculation of the first data string and the function calculation of the second data string are different, the real values obtained by these function calculations can be stabilized.

これにより、上記の作用効果に加えて、カオス力学系関数に基づく関数演算に用いる初期値にかかわらず、上記実数値に基づいてなされるデータ検索の精度を向上させることが可能となる。   As a result, in addition to the above-described effects, it is possible to improve the accuracy of data retrieval performed based on the real value, regardless of the initial value used for the function calculation based on the chaotic dynamical system function.

本発明に係るデータ検索装置は、上記の構成において、キーワードの入力を受け付けるキーワード入力部と、画像内容を示す文字列情報と関連づけられた辞書画像データを複数格納する辞書画像データ格納部と、上記辞書画像データ格納部に格納された複数の辞書画像データの中から、上記キーワード入力部にて受け付けられたキーワードと類似または一致する文字列情報と関連づけられた一の辞書画像データを特定する辞書画像特定部とを備え、上記第2の畳み込み演算部は、上記辞書画像特定部にて特定された一の辞書画像データを、上記第2のデータ列として第2の実数値に畳み込むとともに、上記検索制御部は、上記第2の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、該データ格納位置に格納されたデータに基づいて、上記キーワードに対応する画像データを特定することが好ましい。   In the above configuration, the data search device according to the present invention includes a keyword input unit that receives an input of a keyword, a dictionary image data storage unit that stores a plurality of dictionary image data associated with character string information indicating image contents, A dictionary image for specifying one dictionary image data associated with character string information similar or coincident with the keyword received by the keyword input unit from among a plurality of dictionary image data stored in the dictionary image data storage unit The second convolution operation unit convolves one dictionary image data specified by the dictionary image specifying unit with the second real value as the second data string, and the search The control unit associates the second real value with the data storage position of the storage unit, and based on the data stored in the data storage position, the key. It is preferable to identify the image data corresponding to the word.

上記の構成によれば、上記辞書画像データ格納部に格納された複数の辞書画像データの中から、キーワード入力部にて受け付けられたキーワードと類似または一致する文字列情報と関連づけられた一の辞書画像データが特定される。そして、第2の畳み込み演算部にて、特定された辞書画像データが上記第2のデータ列として第2の実数値に畳み込まれ、検索制御部にて、第2の実数値に基づいて、上記キーワードに対応する画像データが特定される。   According to the above configuration, one dictionary associated with character string information similar or coincident with the keyword received by the keyword input unit from among the plurality of dictionary image data stored in the dictionary image data storage unit Image data is identified. Then, the specified dictionary image data is convolved with the second real value as the second data string in the second convolution operation unit, and based on the second real value in the search control unit, Image data corresponding to the keyword is specified.

ここで、辞書画像データと関連づけられる文字列情報の態様は特に限定されないが、その具体例として、辞書画像データに関連づけられたキャプション情報、ファイル名情報、辞書画像データ(例えばJPEGデータ)のヘッダ領域に含まれる文字列情報などが挙げられる。   Here, the mode of the character string information associated with the dictionary image data is not particularly limited. As specific examples thereof, caption information associated with the dictionary image data, file name information, and a header area of dictionary image data (for example, JPEG data). Character string information included in the.

上記の構成によれば、キーワードに基づいて辞書画像データを特定する第1の検索がなされた後、特定された辞書画像データに基づいて類似画像を特定する第2の検索がなされることになる。したがって、第2の検索において検索対象となる画像データに、これら画像内容を示す文字列情報が対応付けられていない場合であっても、第2の検索において上記キーワードに関連する画像データを特定することができる。   According to the above configuration, after the first search specifying the dictionary image data based on the keyword is performed, the second search specifying the similar image is performed based on the specified dictionary image data. . Therefore, even when the image data to be searched in the second search is not associated with the character string information indicating the image contents, the image data related to the keyword is specified in the second search. be able to.

それゆえ、検索対象となる画像データにテキスト情報などのメタ情報が付与されていない場合であっても、テキスト情報などのメタ情報が付与されている辞書画像を準備しておくだけで、キーワードに基づく上記画像データの検索を実現することができる。   Therefore, even if meta information such as text information is not added to the image data to be searched, it is necessary to prepare a dictionary image with meta information such as text information as a keyword. The search of the image data based on the above can be realized.

これにより、最終的な検索対象となる画像データの数が多い場合であっても、これら画像データにテキスト情報などのメタ情報を付与することなく、比較的少ない辞書画像データとその関連づけ情報に基づく画像検索が可能となるので、キーワードによる画像検索を高速に実現することが可能となる。   As a result, even if the number of image data to be finally searched is large, it is based on relatively small dictionary image data and associated information without adding meta information such as text information to these image data. Since an image search is possible, an image search using a keyword can be realized at high speed.

本発明に係るデータ検索装置は、前記データ記憶装置を用いるデータ再生装置であって、上記第1の実数値に、上記カオス力学系関数の逆関数に基づく逆関数演算を施すことによって、上記第1のデータ列を再生するデータ再生部を備えることを特徴としている。   A data search device according to the present invention is a data reproducing device using the data storage device, and performs the inverse function operation based on the inverse function of the chaotic dynamical system function on the first real value, thereby It is characterized by comprising a data reproduction unit for reproducing one data string.

上記の構成によれば、データ再生部の機能によって、第1の実数値に基づいて、カオス力学系関数の逆関数に基づく逆関数演算が行われ、この逆関数演算によって、第1のデータ列を再生することができる。すなわち、第1のデータ列の情報量を失わず、完全に第1の実数値に変換することができるというカオス力学系関数に基づく関数演算の特性を最大限に活用することによって、第1の実数値のみに基づいて、第1のデータ列を正確に再生することが可能となる。   According to the above configuration, the function of the data reproducing unit performs the inverse function calculation based on the inverse function of the chaotic dynamical system function based on the first real value, and the first data string is obtained by the inverse function calculation. Can be played. That is, by making the most of the characteristic of the function operation based on the chaotic dynamical system function that can be completely converted to the first real value without losing the information amount of the first data string, The first data string can be accurately reproduced based only on the real value.

本発明に係るデータ検索プログラムは、コンピュータを、前記データ検索装置における、第1の畳み込み演算部、格納制御部、第2の畳み込み演算部、および検索制御部として機能させることを特徴としている。   A data search program according to the present invention causes a computer to function as a first convolution operation unit, a storage control unit, a second convolution operation unit, and a search control unit in the data search device.

上記の構成によれば、コンピュータにデータ検索プログラムを読み取り実行させることによって、前記データ検索装置と同一の作用効果を得ることができる。   According to said structure, the same effect as the said data search device can be acquired by making a computer read and execute a data search program.

本発明に係るデータ記憶装置によれば、以上のように、無関係な記憶領域を読み出す必要なしに、所望の格納データにアクセスを行うことが可能となるので、高速かつ的確なデータ読み出しを実現することができる。   According to the data storage device of the present invention, as described above, it is possible to access desired stored data without having to read out an irrelevant storage area, thereby realizing high-speed and accurate data reading. be able to.

また、本発明に係るデータ検索装置によれば、以上のように、メモリ内の被検索データを全て読み出すことなしに、検索データに対応するデータを直接的に特定することができるので、高速かつ的確なデータ検索を実現することができるという作用効果を奏することができる。   In addition, according to the data search device of the present invention, as described above, the data corresponding to the search data can be directly specified without reading all the search target data in the memory. It is possible to achieve an effect that an accurate data search can be realized.

(実施の形態1)
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
(Embodiment 1)
An embodiment of the present invention is described below with reference to the drawings.

〔1.システム構成〕
図1に基づいて、本発明に係るデータ記憶装置の一実施形態を用いるメモリシステムの構成について説明する。
[1. System configuration〕
Based on FIG. 1, the configuration of a memory system using an embodiment of a data storage device according to the present invention will be described.

メモリシステム1は、外部から入力されたデータ列(第1のデータ列,第2のデータ列)を入力するインターフェースとなる入力部10、メモリシステム1全体の演算ないしデータの入出力動作を司るコンピュータからなる制御部20、および半導体メモリからなる記憶部30から構成されている。   The memory system 1 includes an input unit 10 serving as an interface for inputting a data string (first data string, second data string) input from the outside, and a computer that controls operations of the entire memory system 1 or data input / output operations. The control unit 20 is composed of a storage unit 30 composed of a semiconductor memory.

そして、制御部20(格納制御部)は、入力部10を通じて入力されたデータ列をカオス力学系関数(後述)に基づいて変換するための変換テーブル21と、この変換テーブル21に基づいて上記データ列を実数値に畳み込む演算を実行する畳み込み演算部22(第1の畳み込み演算部,第2の畳み込み演算部)と、記憶部30に対しデータの書き込み制御および読み出し制御を実行するためのR/W制御部23とを備えている。   The control unit 20 (storage control unit) converts the data string input through the input unit 10 based on a chaotic dynamical system function (described later), and the data based on the conversion table 21. A convolution operation unit 22 (first convolution operation unit and second convolution operation unit) that performs an operation of convolving a column into a real value, and an R / for executing data write control and read control on the storage unit 30 And a W control unit 23.

また、記憶部30は、実数アドレスメモリ31(後述)となる記憶領域を備えている。   The storage unit 30 also includes a storage area that becomes a real address memory 31 (described later).

〔2.動作の流れ〕
メモリシステム1は、入力部10を通じて入力される画像データ、動画データ(映像データ)、音声データ、音楽データ等、その形式やデータのあらわすコンテンツ等の種別を問わず、1ビットないし複数ビットのデジタル情報で表現される全てのデータ列を取り扱って、各種演算を実行し、記憶部30に記憶することができる。
[2. (Operation flow)
The memory system 1 is a 1-bit or multi-bit digital data regardless of the type of image data, moving image data (video data), audio data, music data, etc. input through the input unit 10 or the type of content or the content represented by the data. All data sequences represented by information can be handled, various operations can be executed, and stored in the storage unit 30.

本実施形態において、メモリシステム1は、図2に示すようなM行N列で2次元配列された1ビットデータ(0または1の情報)から構成される画像データを取り扱うものとして、その動作を説明する。図2に示すように、2次元配列からなる画像データは、その2次元配列上の座標に対応する各画素値pを、例えば(1,1)(1,2)(1,N)・・・(M,1)(M,2)・・・(M,N)の順番に、(p,p,・・・,p)と並べることによって、1次元配列のデータ列として取り扱うことができる(n=N×M)。 In the present embodiment, the memory system 1 is assumed to handle image data composed of 1-bit data (0 or 1 information) two-dimensionally arranged in M rows and N columns as shown in FIG. explain. As shown in FIG. 2, image data composed of a two-dimensional array has pixel values p i corresponding to coordinates on the two-dimensional array, for example, (1, 1) (1, 2) (1, N) · .. (M, 1) (M, 2) ... (M, N) in the order of (p 1 , p 2 , ..., p n ) as a one-dimensional array data string Can be handled (n = N × M).

なお、画像データや音声データをどのようなデータ列として取り扱うかについては、BMP、TIFF、JPEG、MPEG等、各種のファイルフォーマットによって取り決められているので、これらファイルフォーマットに準拠した形式のデータ列として取り扱ってもよい。   Note that the data strings to be handled as image data and audio data are determined by various file formats such as BMP, TIFF, JPEG, MPEG, and the like. May be handled.

メモリシステム1は、入力部10を通じて入力されたデータ列をこのような1次元配列のデジタルデータの状態として制御部20に送信する。そして、このデータ列(p,p,・・・,p)は、畳み込み演算部22の演算動作によって、変換テーブル21に基づいて実数値に畳み込まれる。 The memory system 1 transmits the data string input through the input unit 10 to the control unit 20 as the state of such one-dimensional array of digital data. The data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) is convolved with a real value based on the conversion table 21 by the operation of the convolution operation unit 22.

〔2−1.畳み込み演算〕
ここで、畳み込み演算部22による演算動作の詳細について説明する。
[2-1. (Convolution operation)
Here, the details of the calculation operation by the convolution calculation unit 22 will be described.

変換テーブル21には、あらかじめカオス力学系を表現する畳み込み関数(カオス力学系関数)が登録されている。   In the conversion table 21, a convolution function (chaos dynamic system function) that expresses a chaotic dynamic system is registered in advance.

この畳み込み関数の代表的なものとしては図3に示される三角山関数を挙げることができる。図3の三角山関数は、数学的にはy=0.5x(0≦y≦0.5)およびy=−0.5x+1(0.5<y≦1)として表現できる。図3に示されているとおり、この三角山関数は、所定のx座標に対して2つのy座標が対応する二価関数となっている。   A representative example of this convolution function is the triangular mountain function shown in FIG. 3 can be mathematically expressed as y = 0.5x (0 ≦ y ≦ 0.5) and y = −0.5x + 1 (0.5 <y ≦ 1). As shown in FIG. 3, this triangular mountain function is a bivalent function in which two y coordinates correspond to a predetermined x coordinate.

但し、変換テーブル21に登録しておくべき、カオス力学系関数は、上記の三角山関数に限られるものではなく、ロジステック関数、二次関数y=4x(1−x)など、カオス力学系に従う任意の単峰関数を用いることができる。また、変換テーブル21に、あらかじめ複数のカオス力学系関数を登録しておき、後述の畳み込み演算時にいずれかのカオス力学系関数を選択して、演算に用いてもよい。   However, the chaotic dynamical system function to be registered in the conversion table 21 is not limited to the above triangular mountain function, and follows a chaotic dynamical system such as a logistic function or a quadratic function y = 4x (1-x). Any unimodal function can be used. Alternatively, a plurality of chaotic dynamical system functions may be registered in advance in the conversion table 21, and one of the chaotic dynamical system functions may be selected and used for the calculation at the time of convolution calculation described later.

畳み込み演算部22は、まず、乱数生成演算等によって0<x<1(x≠0.5)となる任意の初期値xを定める。この初期値xに対する、上記の三角山関数(図3)上のx座標x=xに対応するy座標の値として、y=0.5を挟んだ異なる二つの値ylarge,ysmallが存在している(ylarge>ysmall)。 The convolution operation unit 22 first determines an arbitrary initial value x 0 that satisfies 0 <x 0 <1 (x 0 ≠ 0.5) by a random number generation operation or the like. As the value of the y coordinate corresponding to the x coordinate x = x 0 on the above triangular mountain function (FIG. 3) with respect to the initial value x 0 , two different values y large and y small sandwiching y = 0.5 Exists (y large > y small ).

そして、畳み込み演算部22は、入力部10を通じて順次入力されるデータ列(p,p,・・・,P)の各値が、0または1のいずれとなっているかによって、上記の三角山関数のx座標x=xに対応する二つのy座標ylarge,ysmallのうち(ylarge>ysmall)一方を選択する。 Then, the convolution operation unit 22 determines whether each value of the data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) sequentially input through the input unit 10 is 0 or 1 as described above. One of the two y coordinates y large and y small (y large > y small ) corresponding to the x coordinate x = x 0 of the triangular mountain function is selected.

具体的には、畳み込み演算部22は、まず上記データ列(第一のデータ列,第二のデータ列)の最初のデータ値pに着目し、pが0であれば上記二つのy値のうちy=0.5より小さなysmallを初期値yとして選択する一方、pが1であれば上記二つのy値のうちy=0.5より大きなylargeを初期値yとして選択する。 Specifically, the convolution operation unit 22 first focuses on the first data value p 1 of the data string (first data string, second data string), and if the p 1 is 0, the two y Among the values, y small smaller than y = 0.5 is selected as the initial value y 0 , while if p 1 is 1, y large larger than y = 0.5 among the two y values is the initial value y 0. Select as.

次に、畳み込み演算部22は、選択した初期値yを新たなx座標x=xとして、x座標xに対応する二つのy座標ylarge,ysmall(ylarge>ysmall)を求める。そして、上記データ列の2番目のデータ値pに着目し、pが0であれば上記二つのy値のうちy=0.5より小さなysmallをyとして選択する一方、pが1であれば上記二つのy値のうちy=0.5より大きなylargeをyとして選択する。 Next, the convolution unit 22 sets the selected initial value y 0 as a new x coordinate x = x 1 and sets two y coordinates y large , y small (y large > y small ) corresponding to the x coordinate x 1. Ask. Then, paying attention to the second data value p 2 of the data string, if p 2 is 0, y small smaller than y = 0.5 is selected as y 1 out of the two y values, while p 2 If y is 1, y large larger than y = 0.5 is selected as y 1 out of the two y values.

そして、畳み込み演算部22は、選択したyを新たなx座標x=xとして同様にyを選択し、このような逐次演算を、上記データ列(p,p,・・・,p)の全てのデータ値に順次着目しながらn回繰り返すことによって畳み込み値x(第1の実数値)を求める。 Then, the convolution calculator 22, similarly select y 2 a y 1 selected as a new x-coordinate x = x 2, such sequential operations, the data sequence (p 1, p 2, ··· , P n ) to obtain a convolution value x n (first real value) by repeating n times while paying attention to all data values sequentially.

このようにして得られた単一の実数値からなる畳み込み値xは、上記データ列(p,p,・・・,p)を完全に反映したものとなっており、後述するように、この畳み込み値xに基づいて、データ列(p,p,・・・,p)を完全に再生することができる。 The convolution value x n consisting of a single real value obtained in this way completely reflects the data string (p 1 , p 2 ,..., P n ), which will be described later. Thus, based on this convolution value x n , the data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) can be completely reproduced.

次に、制御部20が、上記の実数値からなる畳み込み値xを記憶部30のメモリアドレスとして取り扱うことによって、R/W制御部23を介して、記憶部30の実数アドレスメモリ31にデータを記憶させる動作について説明する。 Next, the control unit 20 treats the convolution value xn consisting of the above-described real value as a memory address of the storage unit 30, whereby data is transferred to the real number address memory 31 of the storage unit 30 via the R / W control unit 23. The operation for storing the will be described.

制御部20は、上記のデータ列(p,p,・・・,p)を完全に再生する単一の実数値からなる畳み込み値xを記憶部30のメモリアドレス情報として取り扱うことによって、R/W制御部23を介して、記憶部30の実数アドレスメモリ31にデータを記憶させる。 すなわち、制御部20は、上記の実数値からなる畳み込み値xを記憶部30のメモリアドレス(データ格納位置)に対応づけ、上記データ列(第1のデータ列)に関連づけられた関連づけデータを上記メモリアドレスに格納する。 The control unit 20 treats a convolution value x n composed of a single real value that completely reproduces the data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) as memory address information of the storage unit 30. Thus, the data is stored in the real address memory 31 of the storage unit 30 via the R / W control unit 23. That is, the control unit 20 associates the convolution value xn composed of the above real value with the memory address (data storage position) of the storage unit 30 and associates the association data associated with the data string (first data string). Store in the memory address.

まず、制御部20が、メモリ上にアドレスセルを生成する方法について説明する。以降、実数値からなる畳み込み値xを、記憶部30のアドレス情報として取り扱うという意味で「実数アドレスx」と称することにする。 First, a method in which the control unit 20 generates an address cell on the memory will be described. Hereinafter, a convolution value x n made up of a real value is referred to as “real number address x n ” in the sense that it is handled as address information in the storage unit 30.

図4に示されるように、記憶部30のテーブルには、記銘(シンボル)、パターンとして記銘に関連づけたデータ列(p,p,・・・,p)、コンテンツデータに対応する実数アドレスxが格納される。なお、図4の情報を全て、テーブル形式で格納してもよいが、図5、図6を参照して後述するように、実数アドレスxを格納してしまえば、必ずしもパターンデータをテーブル形式で格納しておく必要はなくなるので、記憶部30には、少なくとも実数アドレスxと実数アドレスxにリンク付けされた記銘のデータとを格納しておけばよい。 As shown in FIG. 4, the table of the storage unit 30 corresponds to inscriptions (symbols), data strings (p 1 , p 2 ,..., Pn ) associated with the inscriptions as patterns, and content data. The real number address xn to be stored is stored. All the information in FIG. 4 may be stored in the table format. However, as will be described later with reference to FIGS. 5 and 6, if the real address xn is stored, the pattern data is not necessarily stored in the table format. Therefore, at least the real number address xn and the memorized data linked to the real number address xn may be stored in the storage unit 30.

制御部20は、上記実数アドレスxの値に基づいて記憶部30の実数アドレスメモリ31の記憶構造を構築していく。 The control unit 20 constructs a storage structure of the real number address memory 31 of the storage unit 30 based on the value of the real number address xn .

図5に示すように、セルを単位として実数値を表現することによって実数アドレスメモリを構成することができる。図5のセル内情報を書き込んで行くことによって図6のような実数の桁位置に応じてセルのツリー構造が生成されメモリ構造が構築されてゆく。このようなメモリ構造は、0ないし1の実数直線アドレス上にパターンデータを並べたものとなるので、後述のように、データ検索において、検索対象データと一致するデータや近似するデータを高速検索する場合に有効という特徴を有する。   As shown in FIG. 5, a real address memory can be constructed by expressing real values in units of cells. By writing the in-cell information of FIG. 5, a cell tree structure is generated according to the real digit position as shown in FIG. 6, and a memory structure is constructed. In such a memory structure, pattern data are arranged on real linear addresses from 0 to 1, so that, as will be described later, in data retrieval, data that matches or approximates data to be retrieved is retrieved at high speed. In some cases, it is effective.

図5に示すとおり、実数アドレスメモリ31は、セル番号、上位桁(桁位置m−1)のセル番号、上位桁(桁位置m−1)における実数アドレスxの値、このセルが示す実数アドレスxの桁位置m(10−mの桁が桁位置mに対応する)、セル内数値0〜9および下記桁(桁位置m+1)のセル番号を含むセル構造で構成される。 As shown in FIG. 5, the real number address memory 31 includes the cell number, the cell number of the upper digit (digit position m-1), the value of the real number address xn in the upper digit (digit position m-1), and the real number indicated by this cell. The cell structure includes a digit position m of the address xn (10- m digit corresponds to the digit position m), numeric values 0 to 9 in the cell, and cell numbers of the following digits (digit position m + 1).

実数値を高速に検索するための構成例を示す。本構成は、後述するデータ検索において、検索対象データと一致するデータを検索する場合だけでなく、検索対象データと近似するデータを検索する場合にも有効な記憶構成である。   An example of a configuration for searching real values at high speed will be shown. This configuration is a storage configuration that is effective not only when searching for data that matches the search target data but also when searching for data that approximates the search target data in the data search described later.

図5において、セル番号0はトップセルと呼び、0から1の実数直線を10等分したもので、小数点以下第一桁を示す。0.0、0.1、0.2、・・・、0.9の各値の下には小数点第二桁のセルが生成されリンクが張られる。この例ではリンクはセル番号で行っている。図6の一本の数直線が一個のセルに対応する。図6では0.32857の例であるが各桁毎に一個づつのセルが順次生成されてリンクされてゆく。   In FIG. 5, cell number 0 is called a top cell, and a real number line from 0 to 1 is divided into 10 equal parts and indicates the first digit after the decimal point. Below each value of 0.0, 0.1, 0.2,..., 0.9, a cell having a second decimal point is generated and linked. In this example, the link is made by cell number. One number line in FIG. 6 corresponds to one cell. FIG. 6 shows an example of 0.32857, but one cell is sequentially generated for each digit and linked.

実数アドレスメモリ31は、実数アドレスxの桁数に応じて、順次、上記セル構造を繰り返し生成することによって構築されている。 The real number address memory 31 is constructed by repeatedly generating the cell structure sequentially in accordance with the number of digits of the real number address xn .

図6に基づいて、上記セル構造の生成について説明する。同図では、10−1の桁の各値に対して10−2の桁の数値0〜9に対応するセルが一個生成される。最大で10セルが生成される。そして、10−2の桁の一つの数値に対して10−3の桁の数値0〜9に対応するセルが一個生成される。このように一つのセルからはその下の桁に対して最大10個のセルが生成される。このように、実数アドレスxの桁数に応じ次々とアドレスセルが生成される様子を示している。 Based on FIG. 6, the generation of the cell structure will be described. In the figure, cells corresponding to 10 -2 The value of the digit 0-9 for each value of the 10 -1 digit is one generation. A maximum of 10 cells are generated. Then, one cell corresponding to the numeric value 0-9 of the 10 −3 digit is generated for one numeric value of the 10 −2 digit. In this way, a maximum of 10 cells are generated from one cell for the lower digits. In this manner, it is shown that address cells are generated one after another according to the number of digits of the real number address xn .

上記のセル生成について詳細に説明すれば次のとおりである。例えば、実数アドレスxの値が0.32857であるものとする。この場合、実数アドレスxにおける小数点以下の最初の桁の値は3である。 The cell generation will be described in detail as follows. For example, values of the real address x n is assumed to be 0.32857. In this case, the value of the first digit after the decimal point in the real number address xn is 3.

まず、セル番号0の小数第1桁のトップセルを生成する。図5に示すように、このセルの中のセル内数値3のところにContinueマークを書く。そして下位桁の数値2を覚えているセル番号Aを書き込んでおく。書き込んだセル番号Aは下位桁の小数第2桁の数値2を記憶したものでセル番号Aとして生成する。次にセル番号Aのセル内数値2のところにContinueマークを書き込むと同時に下位桁小数第3位の数値8を記憶するセル番号Bを書き込む。セル番号Bは小数第3桁の数値8を記憶したものである。   First, a top cell of the first decimal place with cell number 0 is generated. As shown in FIG. 5, a Continue mark is written at the value 3 in the cell. Then, the cell number A in which the lower digit number 2 is remembered is written. The written cell number A is a cell number A generated by storing the numerical value 2 of the second decimal place of the lower digit. Next, the cell number B for storing the numerical value 8 of the third decimal place is written at the same time as the continue mark is written at the value 2 in the cell of the cell number A. The cell number B stores the numerical value 8 of the third decimal place.

この手順を繰り返していけば、実数アドレスxがどれだけの桁数からなる場合であっても、必要なだけのセルを逐次生成することができる。実数アドレスxの桁数(精度)を1桁増やすと生成すべきセルの数は約10倍となる。本明細書では、実数アドレスxの1桁毎に対応するセルの生成単位をアドレスセルと称する。このように実数アドレスメモリ31を構築することによって、各アドレスセルが実数アドレスxのどの桁に対応する数値を記憶しているものかが明瞭となる。 By repeating this procedure, it is possible to generate as many cells as necessary regardless of how many digits the real address xn consists of. When the number of digits (accuracy) of the real number address xn is increased by one digit, the number of cells to be generated is about ten times. In this specification, a cell generation unit corresponding to each digit of the real address xn is referred to as an address cell. By constructing the real address memory 31 in this way, it becomes clear which address cell stores the numerical value corresponding to which digit of the real address xn .

このようにして、制御部20は、R/W制御部23を介して、記憶部30の記憶領域上に実数アドレスメモリ31の領域を確保していく。なお、記憶部30の記憶領域上に実数アドレスメモリ31の領域を確保していく際のアドレスポインターは、最新の生成セル番号に各セルのサイズ〔M(ワード)〕を乗じたものとなる。   In this way, the control unit 20 secures an area of the real address memory 31 on the storage area of the storage unit 30 via the R / W control unit 23. Note that the address pointer when the area of the real address memory 31 is secured on the storage area of the storage unit 30 is obtained by multiplying the latest generated cell number by the size [M (word)] of each cell.

そして、制御部20は、実数アドレスメモリ31において、アドレスセルの最後の桁に対応するセルには、終了マーク(Endマーク)を書き込む一方、最後以外の桁に対応するセルには、続きマーク(Contマーク)を書き込んでおく。そして、各セルには、各パターンデータに対応づけられたコンテンツデータを格納しているテーブルへのリンク情報を記入しておく。ただし、メモリセル内に既にリンク情報が生成されているときには、記銘先のリンク情報が異なるときだけ更なるリンク情報を追加しておく。また、同一のアドレスセルに対して、複数の記銘のリンク情報を記入してもよい。また、荒い精度での実数アドレスメモリ31の読み出しを行う場合には、求めた実数アドレスに対して記銘のリンク先が存在しない場合があるので、適切な読み出し結果を求めるために、より下記桁の桁位置に対応するアドレスセルを参照する構成とすることが好ましい。   Then, the control unit 20 writes an end mark (End mark) in the cell corresponding to the last digit of the address cell in the real address memory 31, while the continuation mark ( (Cont mark) is written. In each cell, link information to a table storing content data associated with each pattern data is entered. However, when link information has already been generated in the memory cell, additional link information is added only when the link information of the destination is different. Moreover, you may fill in the link information of several memorization with respect to the same address cell. In addition, when reading the real address memory 31 with rough accuracy, there is a case where the link destination of the memorization does not exist for the obtained real number address. It is preferable to refer to the address cell corresponding to the digit position.

メモリシステム1では、コンテンツデータであるデータ列(p,p,・・・,p)の変換処理によって得られた実数アドレスxを記憶部30のアドレス情報として、上記データ列に関連づけられた関連づけデータを記憶するので、記憶部30における記憶内容とアドレスとが対応したコンテンツアドレサブルメモリを構成している。なお、人間の脳神経系の記憶機構も、このようなコンテンツアドレサブルメモリ構造を有しているものと考えられている。 In the memory system 1, the real number address x n obtained by the conversion process of the data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) that is the content data is associated with the data string as the address information of the storage unit 30. Since the associated data is stored, a content addressable memory in which the storage contents and the addresses in the storage unit 30 correspond to each other is configured. The memory mechanism of the human cranial nervous system is also considered to have such a content addressable memory structure.

図7は、メモリシステム1が、入力部10を通じて入力されたパターンデータに基づいて、実数アドレスメモリ31の読み込みを行う場合の動作を示す説明図である。この場合、メモリシステム1は、制御部20の機能により上記パターンデータに基づいてx=0〜1の実数アドレスxを生成し、この実数アドレスxに基づいて実数アドレスメモリ31のアドレスをポインティングする。制御部20は、このポインティング先の記憶領域からあらかじめ記憶された書き込み痕跡や記銘コードのリンク先がどこかを知ることができる。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation when the memory system 1 reads the real address memory 31 based on the pattern data input through the input unit 10. In this case, the memory system 1 generates a real number address x n of x n = 0 to 1 based on the pattern data by the function of the control unit 20, and sets the address of the real number address memory 31 based on the real number address x n. Point. The control unit 20 can know where the writing trace and the link destination of the recording code stored in advance are stored from the storage area of the pointing destination.

〔2−2.パターン認識方法〕
次に、図8を用いて、メモリシステム1(データ検索装置)に記憶されたデータを検索するパターン認識方法について説明する。
[2-2. Pattern recognition method)
Next, a pattern recognition method for searching for data stored in the memory system 1 (data search device) will be described with reference to FIG.

まず、検索対象となるパターンデータについて、複数の特徴抽出センサによる特徴量の抽出を行い、この特徴量を入力部10を通じて入力されたパターンデータ(多次元データ)として取り扱うことによって実数アドレスYを生成し、この実数アドレスYに基づいて実数アドレスメモリ31を構築しておく。 First, with respect to the pattern data to be searched, feature quantities are extracted by a plurality of feature extraction sensors, and the real addresses Y n are obtained by treating the feature quantities as pattern data (multidimensional data) input through the input unit 10. generated in advance to build a real address memory 31 on the basis of the real address Y n.

その後、認識対象となるパターンデータについて、上記と同一の特徴抽出センサによる特徴量の抽出を行い、この特徴量を入力部10を通じて入力されたパターンデータ(多次元データ)として取り扱うことによって実数アドレスY’を生成する。そして、この実数アドレスY’に基づいて実数アドレスメモリ31にアクセスし、上記実数アドレスY’が既に実数アドレスメモリに記憶されている実数アドレスYと一致した場合には、 実数アドレスメモリ31において実数アドレスYに対応する領域に記憶されたリンク情報に基づいて記銘を読みとることによって、認識対象パターンの認識結果として採用する。一方、上記実数アドレスY’が既に実数アドレスメモリに記憶されている実数アドレスYと一致しない場合には、この実数アドレスY’と最も近い実数アドレスに対応する実数アドレスメモリ31の記憶内容を読みとることによって、上記リンク情報ないし記銘を特定し、認識対象パターンの認識結果として採用する。 Thereafter, feature data is extracted from the pattern data to be recognized by the same feature extraction sensor as described above, and this feature value is treated as pattern data (multidimensional data) input through the input unit 10 to obtain a real address Y n 'is generated. Then, 'to access real address memory 31 on the basis of said real address Y n' The real address Y n if they match the real address Y n which is already stored in the real address memory, real address memory 31 by reading the memorization based on the link information stored in the region corresponding to the real address Y n in, is employed as the recognition result of the recognition target pattern. On the other hand, if the real address Y n ′ does not match the real address Y n already stored in the real address memory, the stored contents of the real address memory 31 corresponding to the real address closest to the real address Y ′ are stored. By reading, the link information or inscription is specified and adopted as the recognition result of the recognition target pattern.

すなわち、メモリシステム1は、外部から入力されたデータ列をカオス力学系関数に基づく関数演算によって第2の実数値に畳み込み、この第2の実数値を記憶部30のデータ格納位置に対応づけ、このデータ格納位置に格納されたデータに基づいて、上記第2のデータ列に対応するデータを特定する構成となっている。   That is, the memory system 1 convolves a data string input from the outside with a second real value by a function operation based on a chaotic dynamical system function, and associates the second real value with a data storage position in the storage unit 30. Based on the data stored in the data storage position, the data corresponding to the second data string is specified.

前述のとおり、メモリシステム1における記憶部30および実数アドレスメモリ31は、コンテンツデータとアドレスとが対応したコンテンツアドレサブルメモリとなっているので、パターン認識のために最適類似度の既知パターンデータを特定する場合であっても、膨大なメモリ空間内を検索する必要がない。それゆえ、メモリシステム1によれば、認識精度を向上させるため、膨大なデータを既知のパターンデータとして記録する場合であっても、認識対象パターンと類似度の高い既知のパターンデータを直接的に特定することができる。これにより、高速かつ的確な検索ないしパターン認識が可能となる。特に、メモリシステム1は、画像データのような大容量データの認識に好適に用いることができる。   As described above, the storage unit 30 and the real number address memory 31 in the memory system 1 are content addressable memories in which content data and addresses correspond to each other, so that known pattern data having an optimum similarity is specified for pattern recognition. Even in this case, there is no need to search in a huge memory space. Therefore, according to the memory system 1, in order to improve recognition accuracy, even when a large amount of data is recorded as known pattern data, the known pattern data having a high similarity to the recognition target pattern is directly used. Can be identified. As a result, high-speed and accurate search or pattern recognition is possible. In particular, the memory system 1 can be suitably used for recognizing a large amount of data such as image data.

なお、2次元画像から特徴量を抽出する場合には、図9に示すように、対象画像データを複数の視野領域(図9の視野1〜視野4)に分割し、各領域において特徴量を抽出する構成を採用すればより的確な特徴量の抽出ないしパターン認識が可能となる。また、同図に示すように、視野1(図9の最左上領域)を更に視野1−1〜視野1−4のように分割し、まず各視野1〜視野4の特徴量を抽出した後、更に各視野1−1〜視野1−4について特徴量を抽出する構成とすれば対象画像における局所的な特徴量をより的確に反映した特徴量の抽出ないしパターン認識が可能となる。   When extracting feature amounts from a two-dimensional image, as shown in FIG. 9, the target image data is divided into a plurality of field regions (fields 1 to 4 in FIG. 9), and the feature amounts in each region are extracted. If the configuration for extraction is adopted, more accurate feature amount extraction or pattern recognition becomes possible. Further, as shown in the figure, the visual field 1 (the upper left region in FIG. 9) is further divided into the visual fields 1-1 to 1-4, and first, the feature values of the respective visual fields 1 to 4 are extracted. Furthermore, if the feature amount is extracted for each of the visual fields 1-1 to 1-4, feature amount extraction or pattern recognition that more accurately reflects the local feature amount in the target image can be performed.

以上の説明では、メモリシステム1が、書き込みおよび読み出しの対象とするデータ列としてM行N列の1ビットデータ(0または1)からなる2次元画像データを例に挙げたが、メモリシステム1が対象とするデジタルデータは2次元等の画像データに限定されるものではない。   In the above description, the memory system 1 has exemplified the two-dimensional image data including 1-bit data (0 or 1) of M rows and N columns as a data column to be written and read. The target digital data is not limited to two-dimensional image data.

また、メモリシステム1は、離散データではなく、音声データのような時系列に沿った連続的なデータを書き込みおよび読み出しの対象とすることができる。時系列に沿った連続的なデータの書き込みおよび読み出しを行う場合には、データの入出力順に沿って所定のデータ量(サンプル数)毎に、順次実数アドレスを求め、この実数アドレスに対応するアドレスセルを生成することになる。   In addition, the memory system 1 can write and read continuous data along a time series such as audio data instead of discrete data. When writing and reading data continuously in chronological order, an address corresponding to this real address is obtained sequentially for each predetermined amount of data (number of samples) in the order of data input / output. A cell will be generated.

〔2−3.映像データアーカイブシステムへの応用〕
次に、図10を用いて、前述のパターン認識方法(データ検索方法)を応用した映像データアーカイブシステムの構成について説明する。図10に示した映像データアーカイブシステムの構成は、コンテンツデータとして、大容量の映像データをシステムに供給するためのCD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体およびその読み取り部、検索用データとして映像や画像等のサムネイルデータ(またはカットデータ)をシステムに入力する入力部、上記読み取り部によって供給された映像データおよび上記入力部から入力された検索用データの画像特徴量を抽出する特徴抽出センサ群(カット検出センサ、音声センサ、色検出センサ、ポジション検出センサ、形状検出センサ、動き検出センサ、テクスチャーセンサ、肌色情報等に基づいて顔画像を検出するための顔検出センサ)、これら各特徴抽出センサによって抽出された特徴量をカオス力学系の関数を用いて変換して実数アドレスを求める畳み込み演算部、記憶部から構成されている。
[2-3. Application to video data archive system)
Next, the configuration of a video data archive system to which the above-described pattern recognition method (data search method) is applied will be described with reference to FIG. The configuration of the video data archiving system shown in FIG. 10 is a recording medium such as a CD-ROM or DVD-ROM for supplying a large amount of video data to the system as content data and its reading unit, and video as search data. Extraction sensor group for extracting image feature quantities of input data for inputting thumbnail data (or cut data) such as images and images to the system, video data supplied by the reading unit, and search data input from the input unit (Cut detection sensor, voice sensor, color detection sensor, position detection sensor, shape detection sensor, motion detection sensor, texture sensor, face detection sensor for detecting a face image based on skin color information), each of these feature extraction sensors Converts the feature quantity extracted by using a function of chaotic dynamical system and real number Arithmetic unit convolution seek dresses, and a storage unit.

また、上記の記憶部は、上記読み取り部によって供給された映像データをWM(Windows Media)形式(登録商標)やMPEG2形式等でタイムスタンプ情報と共にデータベースとして蓄積する映像データアーカイブ領域、畳み込み演算部によって求められた実数アドレスに基づいて構築される実数アドレスメモリの各記憶領域を備えている。また、図10に示すとおり、上記の記憶部には、上記特徴抽出センサによって抽出された特徴量を記憶させてもよい。   In addition, the storage unit includes a video data archive area for storing the video data supplied by the reading unit as a database together with time stamp information in a WM (Windows Media) format (registered trademark), MPEG2 format, or the like, and a convolution operation unit. Each storage area of the real address memory constructed based on the obtained real number address is provided. As shown in FIG. 10, the storage unit may store the feature amount extracted by the feature extraction sensor.

次に、上記の映像アーカイブシステムの動作について説明する。   Next, the operation of the above video archive system will be described.

あらかじめ、検索対象とすべき映像ないし画像データを上記記録媒体およびその読み取り部から読み取り、読みとった映像ないし画像データを、タイムスタンプ情報を付加した状態で映像データアーカイブに記憶させる一方、各特徴抽出センサ群にも入力する。各特徴抽出センサ群は、それぞれの検出特性に基づいて入力された映像ないし画像データの特徴量を抽出し、これら特徴量に基づいて前述の実数アドレスを生成する。このとき、各特徴抽出センサ群の特徴量に基づいて独立に実数アドレスを生成してもよいが、生成する実数アドレスと映像ないし画像データとをより的確に関連づけるためには、上記特徴抽出センサからえられた特徴量を適宜組み合わせた状態の特徴量を求め、この組み合わせ特徴量に基づいて実数アドレスを生成することが好ましい。そして、生成された実数アドレスの値に基づいて、実数アドレスメモリのアドレスセルを生成する。   The video or image data to be searched in advance is read from the recording medium and its reading unit, and the read video or image data is stored in the video data archive with time stamp information added thereto, while each feature extraction sensor Enter the group as well. Each feature extraction sensor group extracts feature amounts of input video or image data based on the respective detection characteristics, and generates the above-described real address based on these feature amounts. At this time, the real number address may be generated independently based on the feature amount of each feature extraction sensor group. However, in order to more accurately associate the generated real number address with video or image data, the above feature extraction sensor is used. It is preferable to obtain a feature amount in a state where the obtained feature amounts are appropriately combined, and generate a real number address based on the combined feature amount. Then, based on the generated real address value, an address cell of the real address memory is generated.

そして、データ検索時には、まず入力部から検索用データとして映像や画像等のサムネ
イルデータ(またはカットデータ)が入力され、入力された検索用データが前述の書き込み時と同一の組み合わせに基づいて各特徴抽出センサ群に入力される。各特徴抽出センサ群は、それぞれの検出特性に基づいて入力された検索用データの特徴量を抽出し、これら特徴量に基づいて実数アドレスを生成する。そして、生成された実数アドレスの値に基づいて、実数アドレスメモリの記憶内容を読み出し、映像データアーカイブから読み出すべきパターンデータを特定する。ここで、映像データアーカイブに記憶されているコンテンツデータと実数アドレスメモリに記憶されているリンク情報とは、前記タイムスタンプ情報を介してリンクされている。
At the time of data search, first, thumbnail data (or cut data) such as video and images is input from the input unit as search data, and the input search data is based on the same combination as at the time of writing described above. Input to the extraction sensor group. Each feature extraction sensor group extracts feature amounts of input search data based on the respective detection characteristics, and generates a real number address based on these feature amounts. Then, based on the value of the generated real number address, the storage contents of the real number address memory are read, and the pattern data to be read from the video data archive is specified. Here, the content data stored in the video data archive and the link information stored in the real address memory are linked via the time stamp information.

上記の映像アーカイブシステムによれば、検索用データの特徴量に基づいて直接的にパターンデータを特定することができるとともに、上記パターンデータと上記映像データアーカイブに記憶されているオリジナルの映像ないし画像データとがタイムスタンプ情報を通じてリンクしているので、全記憶領域を検索することなく、極めて高速かつ的確な検索が可能となる。   According to the above video archive system, the pattern data can be directly specified based on the feature amount of the search data, and the original video or image data stored in the pattern data and the video data archive can be specified. Are linked through the time stamp information, so that an extremely fast and accurate search can be performed without searching the entire storage area.

〔3.実数アドレスに基づくデータ再生方法〕
本発明の更なる実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
[3. (Data reproduction method based on real address)
A further embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態では、メモリシステム1が実数アドレスメモリ31に記憶されたリンク情報に基づいて記銘を参照するのではなく、実数アドレスxに基づいて直接的に記憶されたデータを再生する方法について説明する。 In this embodiment, the memory system 1 does not refer to the memorization based on the link information stored in the real address memory 31, but reproduces the data stored directly based on the real address xn. explain.

図11に示す本実施形態に係るメモリシステム1の構成は、実施形態1の図1と同様であるが、実数アドレスxに基づいて直接的に記憶されたデータを再生する構成として更に再生部40の構成が付加されている。再生部40には、再生関数として、畳み込み演算部22の変換テーブル21に登録された関数と同じく三角山関数がテーブルデータとして登録されている。ただし、上記再生関数は、畳み込み演算部22に登録された関数においてx軸とy軸とを交換した逆関数となっている。図12に示される三角山関数は、数学的にはy=2x(0≦x≦0.5)およびy=−2x+2(0.5<x≦1)として表現される。 The configuration of the memory system 1 according to the present embodiment shown in FIG. 11 is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment. However, the playback unit is further configured to play back the data stored directly based on the real address xn. Forty configurations are added. Similar to the functions registered in the conversion table 21 of the convolution operation unit 22, a triangular mountain function is registered as table data in the reproduction unit 40 as table data. However, the reproduction function is an inverse function in which the x axis and the y axis are exchanged in the function registered in the convolution operation unit 22. The triangular mountain function shown in FIG. 12 is mathematically expressed as y = 2x (0 ≦ x ≦ 0.5) and y = −2x + 2 (0.5 <x ≦ 1).

まず、メモリシステム1の制御部20は、畳み込み演算部22から出力された実数アドレスxを再生部40に入力する。再生部40は、上記再生関数において、上記実数アドレスxに対応する点(X=x)のy座標をy値yとして求める。そして、実数アドレスxに対応するものとして得られたy値yを新たなX値xn−1とし、X座標xn−1に対応する点(X=xn−1)のy座標を次のX値xn−2として求める。 First, the control unit 20 of the memory system 1 inputs the real number address xn output from the convolution operation unit 22 to the reproduction unit 40. The reproduction unit 40 obtains the y coordinate of the point (X = x n ) corresponding to the real number address x n as the y value y 0 in the reproduction function. Then, the y value y 0 obtained as corresponding to the real address x n is set as a new X value x n−1, and the y coordinate of the point (X = x n−1 ) corresponding to the X coordinate x n−1. Is determined as the next X value xn-2 .

このような再帰演算を繰り返すことによって、再生部40は、単一の実数アドレスXに基づいて、前述のカオス力学系の数列x(i=1,2,・・・,n)を全て生成することができる。そして、再生部40は、上記カオス力学系の数列x(i=1,2,・・・,n)の各値x(i=1,2,・・・,n)に対して、x≦0.5ならば0の値をpに割り当てる一方、x>0.5ならば1の値をpに割り当てることによって、上記数列xに変換前する前のデータ列(p,p,・・・,p)を完全に再生することができる。 By repeating such a recursive operation, the reproducing unit 40, based on a single real address X n , all of the above-mentioned chaotic dynamical system sequence x i (i = 1, 2,..., N). Can be generated. The reproducing unit 40 then calculates the values x i (i = 1, 2,..., N) of the sequence x i (i = 1, 2,..., N) of the chaotic dynamical system. If x i ≦ 0.5, a value of 0 is assigned to p i , while if x i > 0.5, a value of 1 is assigned to p i , so that the data sequence before conversion to the above-described number sequence x i ( p 1 , p 2 ,..., p n ) can be completely reproduced.

ただし、上述のとおり、再生部40は、カオス力学系の数列xをx,xn−1,xn−2,・・・,xの順に求めるので、通常、上記データ列の値p(i=1,2,・・・,n)を求める場合、変換前のデータ列p,p,・・・,pとは順序が逆のp,pn−1,pn−2,・・・,pの順に求められることに注意する必要がある。 However, as described above, the reproducing unit 40 obtains the numerical sequence x i of the chaotic dynamical system in the order of x n , x n−1 , x n−2 ,..., X 1. p i (i = 1,2, ··· , n) when obtaining the data sequence p 1 before conversion, p 2, · · ·, order than p n is reversed p n, p n-1, Note that p n−2 ,..., p 1 are obtained in this order.

したがって、コンテンツデータとして音楽データ等のように、時系列に沿った連続的なデータを再生する場合、実数アドレスxの求出ないし実数アドレスメモリの生成時とこの実数アドレスメモリに基づくパターンデータの再生時、すなわちデータ書き込み時とデータ再生時において同順番となるようにデータが再生されることが好ましい。 Therefore, when continuous data in time series such as music data is reproduced as content data, the real address x n is obtained or the real address memory is generated and the pattern data based on the real address memory is reproduced. It is preferable that the data is reproduced in the same order at the time of reproduction, that is, at the time of data writing and at the time of data reproduction.

このような場合、図13の構成を採用すれば、時系列に沿った連続的なデータを再生する場合であっても、データ書き込み時と同順番となるようにデータを再生することができる。同図の構成では、前述のメモリシステム1による再生出力を更なるメモリシステム1’に入力し、その入力を取り出すことによって、特徴抽出センサからの出力データをそのままの順序で再生するものとなっている。   In such a case, if the configuration of FIG. 13 is adopted, even if continuous data along the time series is reproduced, the data can be reproduced in the same order as when data is written. In the configuration shown in the figure, the reproduction output from the memory system 1 described above is input to a further memory system 1 ′ and the input is taken out to reproduce the output data from the feature extraction sensor in the same order. Yes.

すなわち、図13の構成では、基準時間(Sensor time)Tが1,2,・・・,nまで増加する間、特徴抽出センサから出力されるコンテンツデータの特徴量に基づいて実数アドレスを生成し、連続的に入力信号を畳み込んでいく。そして、基準時間(Sensor time)Tが所定時間nに達すると、そのT=nのときの実数アドレスを取り込んで、この実数アドレスに基づいてT=n,・・・,2,1の順序で上記コンテンツデータを再生する。   That is, in the configuration of FIG. 13, while the reference time (Sensor time) T increases to 1, 2,..., N, a real number address is generated based on the feature amount of the content data output from the feature extraction sensor. The input signal is continuously convolved. When the reference time (Sensor time) T reaches a predetermined time n, the real number address at the time T = n is fetched, and T = n,..., 2, 1 based on the real number address. The content data is reproduced.

そして、この再生データを更なるメモリシステムに入力し、この入力データに基づく実数アドレスを生成する。この実数アドレスに基づいて、コンテンツデータを再生すると、前回の再生時とは更に逆の順序、すなわち最初のデータ書き込み時と同じT=1,2,・・・,nの順序でデータを再生することが可能となる。   Then, the reproduction data is input to a further memory system, and a real number address based on the input data is generated. When the content data is reproduced based on this real number address, the data is reproduced in the reverse order of the previous reproduction, that is, in the same order as T = 1, 2,..., N when the first data is written. It becomes possible.

図14は、図13の構成を回路ブロックとして説明するものである。特徴抽出センサ(外界センサ)から入力された連続的な特徴量のデータは、2値化回路によって2値化された後、畳み込み回路V1に送信される。この畳み込み回路V1によって実数アドレスとして畳み込まれた特徴量のデータは所定のデータ量毎に第1の再生回路に送信される。第1の再生回路から出力された再生データは再び2値化回路に送信され、この2値化回路から出力された後、畳み込み回路V2に送信される。この畳み込み回路V2によって実数アドレスとして畳み込まれた再生データは所定のデータ量毎に第2の再生回路に送信される。第2の再生回路から出力された再生データは、特徴抽出センサ(外界センサ)から入力されたときと同じ順序で再生されているので、最後の2値化回路を通して連続的なデータ出力を行うことが可能となる。なお、第1の再生回路の動作と第2の再生回路の動作とは、SW信号発生器から出力されるスイッチング信号SW1およびこれを遅延回路で所定時間遅延させたスイッチング信号SW2によって同期されている。   FIG. 14 illustrates the configuration of FIG. 13 as a circuit block. Data of continuous feature values input from the feature extraction sensor (external sensor) is binarized by the binarization circuit and then transmitted to the convolution circuit V1. The feature amount data convolved as a real number address by the convolution circuit V1 is transmitted to the first reproduction circuit every predetermined amount of data. The reproduction data output from the first reproduction circuit is transmitted again to the binarization circuit, and is output from the binarization circuit and then transmitted to the convolution circuit V2. The reproduction data convolved as a real number address by the convolution circuit V2 is transmitted to the second reproduction circuit every predetermined amount of data. Since the reproduction data output from the second reproduction circuit is reproduced in the same order as that inputted from the feature extraction sensor (external sensor), continuous data output should be performed through the last binarization circuit. Is possible. Note that the operation of the first reproduction circuit and the operation of the second reproduction circuit are synchronized by the switching signal SW1 output from the SW signal generator and the switching signal SW2 obtained by delaying the same by a delay circuit. .

図15は、図14の回路構成における特徴抽出センサからの出力信号(S)に基づいて、畳み込み回路V1、実数アドレスメモリ、第1の再生回路、畳み込み回路V2、第2の再生回路を動作させるときのタイミングを示すタイミングチャートである。図15におけるシンボル化回路は、図14の回路構成における2値化回路に対応している。 15 operates the convolution circuit V1, the real address memory, the first reproduction circuit, the convolution circuit V2, and the second reproduction circuit based on the output signal (S n ) from the feature extraction sensor in the circuit configuration of FIG. It is a timing chart which shows the timing when making it. The symbolization circuit in FIG. 15 corresponds to the binarization circuit in the circuit configuration of FIG.

図16は、上記スイッチング信号SW1およびこれを遅延回路で所定時間遅延させたスイッチング信号SW2による同期の様子を示すタイミングチャートである。センサ回路出力の基準時間が所定期間分だけ増加して、畳み込み回路V1の出力が100となったときのタイミングで上記スイッチング信号SW1を生成すると、第1の再生回路では100,99,・・・と逆の順序で再生出力が行われるが、畳み込み回路V1、再生回路、および第1のシンボル化回路の動作時間を考慮した時間だけ、スイッチング信号SW1に遅延するスイッチング信号SW2を生成して、畳み込み回路V2の出力を取り込むことによって、第2の畳み込み再生によるデータ順序の再反転が正しい周期毎に行われる。   FIG. 16 is a timing chart showing a state of synchronization by the switching signal SW1 and the switching signal SW2 obtained by delaying the switching signal SW1 by a delay circuit. When the switching signal SW1 is generated at the timing when the reference time of the sensor circuit output is increased by a predetermined period and the output of the convolution circuit V1 becomes 100, the first reproduction circuit 100, 99,. Reproduction output is performed in the reverse order, but the switching signal SW2 delayed from the switching signal SW1 is generated by the time considering the operation time of the convolution circuit V1, the reproduction circuit, and the first symbolizing circuit, and convolution is performed. By taking in the output of the circuit V2, the re-inversion of the data order by the second convolution reproduction is performed every correct period.

なお、本実施形態のメモリシステム1は、コンテンツデータを単一かつ固有の実数値に対応付けて記録ないし再生を実行し、実数値の精度を変えることによって再生データの精度を制御できるので圧縮符号化への応用も可能である。   Note that the memory system 1 of the present embodiment can record or reproduce content data in association with a single and unique real value, and can control the accuracy of the reproduced data by changing the accuracy of the real value. It can also be applied to the development.

〔4.補足〕
以上、コンテンツデータとなるデータ列が1ビット情報である場合を例として本発明の実施例を説明したが、コンテンツデータとなるデータ列が1ビット情報ではなく、2ビット、3ビットなどの多ビット情報からなる場合、次のように、メモリシステム1における畳み込み関数および再生関数を変更することによって、コンテンツデータとなるデータ列が多ビット情報からなる場合にも、本発明に係るメモリシステム1を適用することができる。
[4. Supplement)
As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the case where the data string as the content data is 1-bit information as an example. However, the data string as the content data is not 1-bit information but multi-bit such as 2 bits or 3 bits. When it is composed of information, the memory system 1 according to the present invention is applied even when the data string that is the content data is composed of multi-bit information by changing the convolution function and the playback function in the memory system 1 as follows. can do.

すなわち、図17に示す双峰関数を畳み込み関数として採用すれば、2ビット(4値)のコンテンツデータに基づいて、実数アドレスの畳み込みを行うことができる。同図の双峰関数は、三角山関数を二つ並べた形状の4価関数となる。畳み込み演算部22は、前述の1ビットの場合と同様、乱数生成演算等によって0<x<1(x≠0.5)となる任意の初期値xを定める。そして、入力部10を通じて順次入力されるデータ列は2ビットのデータ列p=00,01,10,11の値をとるので、このデータ列pの値に応じて、上記初期値xに対し、上記の4価関数のy値y,y,y,yのうち、小さなものから順番に対応する初期値yを選択する。その後、データ列が1ビット情報からなる場合と同様の逐次演算を繰り返すことによって、畳み込み演算を実行する。 That is, if the bimodal function shown in FIG. 17 is adopted as a convolution function, convolution of a real number address can be performed based on 2-bit (4-value) content data. The bimodal function in the figure is a tetravalent function in which two triangular mountain functions are arranged. The convolution operation unit 22 determines an arbitrary initial value x 0 that satisfies 0 <x 0 <1 (x 0 ≠ 0.5) by a random number generation operation or the like, as in the case of 1 bit described above. Since the data string sequentially input through the input unit 10 takes the value of the 2-bit data string p i = 00, 01, 10, 11, the initial value x 0 depends on the value of the data string p i. On the other hand, among the y values y 1 , y 2 , y 3 , y 4 of the above tetravalent function, the initial value y 0 corresponding to the smallest one is selected. Thereafter, the convolution operation is executed by repeating the same sequential operation as in the case where the data string is composed of 1-bit information.

一方、実数アドレスに基づいてデータ再生を行う場合には、図18に示す上記双峰関数の逆関数を畳み込み関数として採用すれば、上記2ビット(4値)のコンテンツデータを完全に再現することができる。同図の再生関数は、上記4価関数のX軸とY軸とを入れ替えた一価関数となっている。そして、制御部20は、畳み込み演算部22から出力された実数アドレスxを再生部40に入力する。再生部40は、上記再生関数において、上記実数アドレスxに対応する点(X=x)のy座標をy値yとして求める。そして、実数アドレスxに対応するものとして得られたy値yを新たなX値xn−1とし、X座標xn−1に対応する点(X=xn−1)のy座標を次のX値xn−2として求める。 On the other hand, when data reproduction is performed based on a real number address, if the inverse function of the bimodal function shown in FIG. 18 is adopted as a convolution function, the 2-bit (4-value) content data can be completely reproduced. Can do. The reproduction function shown in the figure is a monovalent function in which the X axis and the Y axis of the above tetravalent function are interchanged. Then, the control unit 20 inputs the real number address xn output from the convolution operation unit 22 to the reproduction unit 40. The reproduction unit 40 obtains the y coordinate of the point (X = x n ) corresponding to the real number address x n as the y value y 0 in the reproduction function. Then, the y value y 0 obtained as corresponding to the real address x n is set as a new X value x n−1, and the y coordinate of the point (X = x n−1 ) corresponding to the X coordinate x n−1. Is determined as the next X value xn-2 .

このような再帰演算を繰り返すことによって、再生部40は、単一の実数アドレスXに基づいて、前述のカオス力学系の数列x(i=1,2,・・・,n)を全て生成することができる。そして、再生部40は、上記カオス力学系の数列x(i=1,2,・・・,n)の各値x(i=1,2,・・・,n)に対し、P=00(0<x≦0.25)、P=01(0.25<x≦0.5)、P=10(0.5<x≦0.75)、P=11(0.75<x<1)を割り当てることによって、上記数列xに変換前する前のデータ列を完全に再生することができる。 By repeating such a recursive operation, the reproducing unit 40, based on a single real address X n , all of the above-mentioned chaotic dynamical system sequence x i (i = 1, 2,..., N). Can be generated. Then, the reproducing unit 40 performs P for each value x i (i = 1, 2,..., N) of the sequence x i (i = 1, 2,..., N) of the chaotic dynamical system. i = 00 (0 <x i ≦ 0.25), P i = 01 (0.25 <x i ≦ 0.5), P i = 10 (0.5 <x i ≦ 0.75), P i By assigning = 11 (0.75 <x i <1), it is possible to completely reproduce the data string before being converted into the number sequence x i .

なお、kビット(kは3以上の整数)のコンテンツデータを畳み込みないし再生する場合には、k個の三角山関数を並べたk峰関数(2価の関数となる)を用いればよく、最も簡単には三角山関数を峰の数だけ並べたものを畳み込み関数として採用することができる。そして、再生関数としては、上記畳み込み関数のx座標とy座標とを入れ替えた逆関数を用いればよい。 In addition, when convolution or reproduction of content data of k bits (k is an integer of 3 or more), a k-peak function (which becomes a function of 2 k valence) in which k triangular mountain functions are arranged may be used. In the simplest case, a trigonometric mountain function arranged by the number of peaks can be used as a convolution function. And as a reproduction | regeneration function, what is necessary is just to use the inverse function which replaced x coordinate and y coordinate of the said convolution function.

上述の説明では、メモリシステム1に基づいて、本発明に係るデータ検索装置、およびそのパターン認識処理、データ再生装置に関して説明したが、本発明の適用範囲はこれに限るものではない。   In the above description, the data search device, the pattern recognition process, and the data reproduction device according to the present invention have been described based on the memory system 1, but the scope of the present invention is not limited to this.

また、メモリシステム1における上記データ検索方法およびデータ再生方法の各処理ステップは、CPU等から構成される制御部が、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記憶した記憶媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態の装置の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記憶媒体に記憶することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。   In each processing step of the data search method and the data reproduction method in the memory system 1, a control unit configured by a CPU or the like executes a program stored in a storage means such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM. It can be realized by controlling input means such as a keyboard, output means such as a display, or communication means such as an interface circuit. Therefore, the computer having these means can realize various functions and various processes of the apparatus of the present embodiment simply by reading the storage medium storing the program and executing the program. Further, by storing the above program in a removable storage medium, the above various functions and various processes can be realized on an arbitrary computer.

この記憶媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばROMのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取り装置が設けられ、そこに記憶媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。   The storage medium may be a program medium such as a memory (not shown) such as a ROM for processing by a microcomputer, or a program reader may be provided as an external storage device (not shown). It may be a program medium that can be read by inserting a storage medium therein.

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。   In any case, the stored program is preferably configured to be accessed and executed by the microprocessor. Furthermore, it is preferable that the program is read out, and the read program is downloaded to the program storage area of the microcomputer and the program is executed. It is assumed that the download program is stored in the main device in advance.

また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記憶媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやCD/MO/MD/DVD等のディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記憶媒体等がある。   The program medium is a storage medium configured to be separable from the main body, a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, or a disk such as a CD / MO / MD / DVD. Fixed disk, IC card (including memory card), etc., or semiconductor ROM such as mask ROM, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), flash ROM, etc. In particular, there are storage media that carry programs.

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記憶媒体であることが好ましい。   In addition, if the system configuration is capable of connecting to a communication network including the Internet, the storage medium is preferably a storage medium that fluidly carries the program so as to download the program from the communication network.

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記憶媒体からインストールされるものであることが好ましい。   Further, when the program is downloaded from the communication network as described above, it is preferable that the download program is stored in the main device in advance or installed from another storage medium.

(実施の形態3)
本発明の更なる実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
(Embodiment 3)
A further embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

マルチメディア時代の到来に応じて、画像資料や映像資料を大量にアーカイブとして保管する機会が増えており、アーカイブされた膨大な画像データの中から所望のデータを検索することが重要となってきている。例えば、手書文字の認識や指紋認識、あるいは花の写真を提示して植物図鑑データベースなどと比較して花の名を調べたり(画像同定問題)や、監視カメラデータや家庭で撮ったビデオなどの録画データのような、画像内容の情報が付与されていないフレームごとの画像データから、特定の画像(例えば富士山の画像や特定の人物像)が写っている画像を取り出したりする(類似画像検索)ための効果的な技術が切望されている。   With the advent of the multimedia era, opportunities to store large amounts of image and video materials as archives have increased, and it has become important to search for desired data from the vast amount of archived image data. Yes. For example, handwriting recognition, fingerprint recognition, or presenting a picture of a flower to look up the name of a flower compared to a plant pictorial database (image identification problem), surveillance camera data, video taken at home, etc. For example, an image in which a specific image (for example, an image of Mt. Fuji or a specific person image) is taken out from image data for each frame to which no image content information is attached, such as recorded video data (similar image search) ) Effective technology is eagerly desired.

このような場合、膨大な映像アーカイブデータの個々の画像データとの照合になり、画像データそのままでの比較では現実的な時間で処理することは不可能である。そこで、画像データの特徴量を抽出して比較する手法が一般的となっているが、全ての画像データの特徴量を計算し、これらを比較して最短距離の(最も類似する)画像データを求める処理は、処理量が膨大となる大規模データには適当ではない。   In such a case, a large amount of video archive data is collated with individual image data, and it is impossible to process in a realistic time when comparing image data as they are. Therefore, a method of extracting and comparing feature amounts of image data is generally used, but feature amounts of all image data are calculated, and these are compared to obtain the image data with the shortest distance (most similar). The requested processing is not appropriate for large-scale data that requires a large amount of processing.

この問題を解決する代表的な検索手法としては、画像データの画像内容を示すメタ情報に基づいて目的とする画像データを特定する手法が提案されている。   As a typical search method for solving this problem, a method for specifying target image data based on meta information indicating the image content of the image data has been proposed.

しかしながら、単に、メタ情報に基づいて目的とする画像データを特定する手法では、一般的に検索精度が悪いことが知られている。この手法において検索精度を改善するためには、メタ情報を増やすことが考えられるが、メタ情報を増加させると、メタ情報のマッチングのための時間ないし検索時間が増大したり、マッチングの評価ないし精度が悪ければ局所的なマッチングのためにかえって検索精度が悪化したりするという問題点が生じている。   However, it is known that the search accuracy is generally poor in a method of simply specifying target image data based on meta information. In order to improve the search accuracy in this method, it is conceivable to increase the meta information. However, if the meta information is increased, the time for meta information matching or the search time increases, or the evaluation or accuracy of matching. If it is bad, there is a problem that the search accuracy deteriorates due to local matching.

そこで、本実施形態では、画像データの特徴量(形センサや色センサから出力される多次元データ)をビット列で表し、このビット列を前述のカオス力学系の関数を用いた変換によって実数値(0−1)に畳み込み、さらには、この実数値をインデックスデータとして採用することによって、膨大な画像データであっても、高速で検索できるメモリシステム1(データ検索装置)を提案する。   Therefore, in the present embodiment, the feature amount of image data (multidimensional data output from the shape sensor or the color sensor) is represented by a bit string, and this bit string is converted into a real value (0) by conversion using the function of the chaotic dynamical system described above. The memory system 1 (data search device) that can search even a large amount of image data at high speed is proposed by convolution to -1) and further using this real value as index data.

〔1.システム構成〕
本実施形態のメモリシステム1(データ検索装置)の基本的構成は、図1と同じであるので、その説明は省略する。ただし、本実施形態では、インデックス情報を格納するという意味を強調するために、実数アドレスメモリ31を実数インデックスメモリ31と称することにする。また、記憶部30は、実数インデックスメモリ31のほか、供給された映像データをWM形式や各種のMPEG形式等でタイムスタンプ情報と共にデータベースとして蓄積する映像データアーカイブ領域32を備えている。このメモリシステム1は、ICカードなどの各種メモリデバイスに実装することができる。
[1. System configuration〕
The basic configuration of the memory system 1 (data search apparatus) according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. However, in the present embodiment, the real address memory 31 is referred to as a real index memory 31 in order to emphasize the meaning of storing index information. In addition to the real number index memory 31, the storage unit 30 includes a video data archive area 32 that stores the supplied video data as a database together with time stamp information in the WM format or various MPEG formats. The memory system 1 can be mounted on various memory devices such as an IC card.

〔2.動作の流れ〕
図19は、本実施形態のメモリシステム1が、画像データの検索に先立って、あらかじめ映像データおよびそのインデックスデータを記憶部30に格納するときの動作を説明する概念図である。
[2. (Operation flow)
FIG. 19 is a conceptual diagram for explaining the operation when the memory system 1 of the present embodiment stores the video data and its index data in advance in the storage unit 30 prior to the search of the image data.

本実施形態のメモリシステム1は、入力部10を通じて入力される静止画ないし動画のデータ(WM,MPEG,JPEGなど。以下「映像データ」と総称する)から、コマ画像を取り込み処理(映像キャプチャー)した後、取り込まれた画像データを基準化したサイズ(例えば64×64画素サイズ)のサムネイル画像データを作成する。このとき、画像が変形しないよう、原画像データの縦横の縮尺比を変えずに画像データを切り出すなどして、サムネイル画像データを作成することが好ましい。   The memory system 1 of the present embodiment captures a frame image from still image or moving image data (WM, MPEG, JPEG, etc .; hereinafter collectively referred to as “video data”) input through the input unit 10 (video capture). After that, thumbnail image data having a size (for example, 64 × 64 pixel size) obtained by standardizing the captured image data is created. At this time, it is preferable to create thumbnail image data by cutting out the image data without changing the vertical / horizontal scale ratio of the original image data so that the image is not deformed.

このサムネイル画像データから、特徴抽出センサ群(カット検出センサ、音声センサ、色検出センサ、ポジション検出センサ、形状検出センサ、動き検出センサ、テクスチャーセンサ、肌色情報等に基づいて顔画像を検出するための顔検出センサ)によって、画像の特徴量(特徴ベクトル)を抽出する。これら特徴抽出センサの種類や組み合わせは任意であって、例えば、画像のパターン認識であれば、形状検出センサを重視したり、色検出センサを重視したりすることができる。   From this thumbnail image data, a feature extraction sensor group (cut detection sensor, audio sensor, color detection sensor, position detection sensor, shape detection sensor, motion detection sensor, texture sensor, skin color information, etc. for detecting face images) A feature amount (feature vector) of the image is extracted by a face detection sensor. The types and combinations of these feature extraction sensors are arbitrary. For example, in the case of image pattern recognition, the shape detection sensor can be emphasized or the color detection sensor can be emphasized.

そして、これら各特徴抽出センサによって抽出された特徴量(特徴ベクトル)を、変換テーブル21ないし畳み込み演算部22の演算動作によって、前述のカオス力学系の関数を用いて変換して実数値に畳み込み、この実数値(実数インデックス)をインデックスデータとして、この値に基づいて、実数インデックスメモリ31のアドレスセルを生成し、記憶部30内の実数インデックスメモリ31に、映像データアーカイブ領域32に格納された元映像データへのリンク情報を格納する。実数インデックスメモリ31のアドレスセルを生成するときには、インデックスデータによる高速検索が可能となるように、デシマルツリー構造を採用することが好ましい。なお、デシマルツリー構造を採用する場合には、適宜、二進数の実数値3ビットに十進数の一桁を割り当てる桁数演算を行う。   Then, the feature quantity (feature vector) extracted by each of these feature extraction sensors is converted using the above-described chaotic dynamical system function by the calculation operation of the conversion table 21 or the convolution calculation unit 22, and convolved into a real value. Using this real number (real number index) as index data, an address cell of the real number index memory 31 is generated based on this value, and the real number index memory 31 in the storage unit 30 stores the original data stored in the video data archive area 32. Stores link information to video data. When generating address cells of the real number index memory 31, it is preferable to adopt a decimal tree structure so that high-speed search using index data is possible. In addition, when adopting the decimal tree structure, the number of digits operation for assigning one decimal digit to the binary real number 3 bits is appropriately performed.

メモリシステム1は、入力部10を通じて入力されたデータ列をこのような1次元配列のデジタルデータの状態として制御部20に送信する。そして、このデータ列(p,p,・・・,p)は、畳み込み演算部22の演算動作によって、変換テーブル21に基づいて実数値に畳み込まれる。 The memory system 1 transmits the data string input through the input unit 10 to the control unit 20 as the state of such one-dimensional array of digital data. The data string (p 1 , p 2 ,..., P n ) is convolved with a real value based on the conversion table 21 by the operation of the convolution operation unit 22.

メモリシステム1は、各特徴抽出センサ群の特徴量に基づいて独立に実数インデックスを生成してもよいし、生成する実数インデックスと映像ないし画像データとをより的確に関連づけるために、上記特徴抽出センサからえられた特徴量を適宜組み合わせた状態の特徴量を求め、この組み合わせ特徴量に基づいて特徴ベクトルないし実数インデックスを生成してもよい。なお、特徴量ベクトルについては後に詳述する。   The memory system 1 may independently generate a real number index based on the feature amount of each feature extraction sensor group, or in order to more accurately associate the generated real number index with video or image data, the feature extraction sensor. It is also possible to obtain a feature amount in a state in which the obtained feature amounts are appropriately combined and generate a feature vector or a real number index based on the combined feature amount. The feature vector will be described later in detail.

図20は、上記処理の流れをブロック図にて示したものである。すなわち、同図においては、検索対象としてメモリに登録しておくべき画像データ(ID=1〜nnnn)から3つの特徴量(S1〜S3)を抽出し、これら特徴量を実数値(実数インデックス)に変換している。そして、この実数値(実数インデックス)に基づいて、特徴量(S1〜S3)ごとに、上記の画像データ(ID=1〜nnnn)のリンク情報を、実数インデックスメモリ31のメモリ領域にデシマルツリー構造にて書き込んでいる。同図において、例えば、特徴量(S1)は特徴抽出センサによって抽出した線分の位置、特徴量(S2)は明度センサによって抽出した明度、特徴量(S3)は色相センサによって抽出した色相である。   FIG. 20 is a block diagram showing the flow of the above processing. That is, in the figure, three feature amounts (S1 to S3) are extracted from image data (ID = 1 to nnnn) to be registered in a memory as a search target, and these feature amounts are real numbers (real number indexes). Has been converted. Based on the real value (real number index), the link information of the image data (ID = 1 to nnnn) is stored in the memory area of the real number index memory 31 for each feature amount (S1 to S3) in a decimal tree structure. It is written in. In the figure, for example, the feature quantity (S1) is the position of the line segment extracted by the feature extraction sensor, the feature quantity (S2) is the brightness extracted by the brightness sensor, and the feature quantity (S3) is the hue extracted by the hue sensor. .

図21は、本実施形態のメモリシステム1が、あらかじめ記憶部30に格納された映像データおよびそのインデックスデータに基づいて、画像データを検索するときの動作を説明する概念図である。   FIG. 21 is a conceptual diagram illustrating an operation when the memory system 1 of the present embodiment searches for image data based on video data stored in the storage unit 30 and index data thereof.

まず入力部から検索用の画像データとして質問画像や未知画像が入力されると、入力された画像データを基準化したサイズ(例えば64×64画素サイズ)のサムネイル画像データに加工する。このとき、画像が変形しないよう、質問画像や未知画像の画像データの縦横の縮尺比を変えずに切り出すなどすることが好ましい。   First, when a query image or an unknown image is input as search image data from the input unit, the input image data is processed into thumbnail image data of a standardized size (for example, 64 × 64 pixel size). At this time, it is preferable to cut out the image data of the query image and the unknown image without changing the vertical / horizontal scale ratio so that the image is not deformed.

このサムネイル画像データから、前述の特徴抽出センサ群によって画像の特徴量(特徴ベクトル)を抽出する。これら特徴抽出センサの種類や組み合わせはインデックスデータの作成時(インデックスデータの書き込み時)と同一のものを用いる。   An image feature amount (feature vector) is extracted from the thumbnail image data by the above-described feature extraction sensor group. The types and combinations of these feature extraction sensors are the same as those used when index data is created (when index data is written).

そして、これら各特徴抽出センサによって抽出された特徴量(特徴ベクトル)を、変換テーブル21ないし畳み込み演算部22の演算動作によって、前述のカオス力学系の関数を用いて変換して実数値に畳み込み、実数インデックスメモリ31から、畳み込まれた実数値(実数インデックス)に最も近いアドレスセルを読み出す。そして、アドレスセルから読み出したリンク情報に基づいて、映像データアーカイブ領域32に格納された元映像データにアクセスする。ここで、映像データアーカイブ領域32に記憶されているコンテンツデータと実数インデックスメモリ31に記憶されているリンク情報とは、タイムスタンプ情報を介してリンクされている。   Then, the feature quantity (feature vector) extracted by each of these feature extraction sensors is converted using the above-described chaotic dynamical system function by the calculation operation of the conversion table 21 or the convolution calculation unit 22, and convolved into a real value. The address cell closest to the convolved real value (real number index) is read from the real number index memory 31. Then, based on the link information read from the address cell, the original video data stored in the video data archive area 32 is accessed. Here, the content data stored in the video data archive area 32 and the link information stored in the real number index memory 31 are linked via time stamp information.

図22は、上記処理の流れをブロック図にて示したものである。すなわち、同図においては、質問画像として所定のIDを有する画像データが提示されると、その3つの特徴量(S1〜S3)を抽出し、これら特徴量を実数値(実数インデックス)に変換している。そして、この実数値(実数インデックス)に基づいて、特徴量(S1〜S3)ごとに、実数インデックスメモリ31のアドレスセルを読み出す。そして、読み出したリンク情報に基づいて、映像データアーカイブ領域32に格納された元映像データにアクセスしている。   FIG. 22 is a block diagram showing the process flow. That is, in the figure, when image data having a predetermined ID is presented as a question image, the three feature amounts (S1 to S3) are extracted, and these feature amounts are converted into real values (real number indexes). ing. Then, based on the real value (real number index), the address cell of the real number index memory 31 is read for each feature amount (S1 to S3). Then, the original video data stored in the video data archive area 32 is accessed based on the read link information.

なお、本実施形態のメモリシステム1は、特徴量(S1〜S3)によって、アクセスすべき元映像データが異なる場合には、アクセスしたすべての元映像データを質問画像に対する複数の検索結果(候補データ)として回答する。   Note that the memory system 1 of the present embodiment, when the original video data to be accessed differs depending on the feature quantities (S1 to S3), the search results (candidate data) for all of the accessed original video data for the query image. ).

本実施形態のメモリシステム1によれば、検索用データの特徴量に基づいて直接的にパターンデータを特定することができるとともに、上記パターンデータと上記映像データアーカイブに記憶されているオリジナルの映像ないし画像データとがタイムスタンプ情報を通じてリンクしているので、全記憶領域を検索することなく、極めて高速かつ的確な検索が可能となる。特に、メモリシステム1は、図23に例示されるように、デシマルツリー構造にて、実数インデックスメモリ31のアドレスセルを生成する(または読み出す)ので、特徴量に基づいて得られた実数値(実数インデックス)による高速検索が可能となっている。同図は、特徴量に基づいて得られた実数値(実数インデックス)が0.6238であるときのアドレスセルの生成ないし記憶の様子を示している。   According to the memory system 1 of the present embodiment, the pattern data can be directly specified based on the feature amount of the search data, and the original video or the video stored in the pattern data and the video data archive can be specified. Since the image data is linked through the time stamp information, an extremely fast and accurate search is possible without searching the entire storage area. In particular, as illustrated in FIG. 23, the memory system 1 generates (or reads out) address cells of the real number index memory 31 in a decimal tree structure, so that a real value (real number) obtained based on the feature amount is generated. Fast search by index) is possible. This figure shows how address cells are generated or stored when the real value (real number index) obtained based on the feature amount is 0.6238.

このようなデシマルツリー構造によって実数値(実数インデックス)を記憶すれば、バイナリーツリー構造によって特徴量をビット列のまま記憶する場合と比較して、利用者がインタラクティブにツリー構造をたどる場合であっても、より直感的に理解しやすいという利点がある。このことは、デシマルツリー構造による実数値(実数インデックス)の記憶構造が、生物系の記憶再生モデルに類似することを示唆していると考えられる。   If a real value (real number index) is stored by such a decimal tree structure, even if the user interactively follows the tree structure as compared with the case where the feature value is stored as a bit string by the binary tree structure. There is an advantage that it is easier to understand more intuitively. This is considered to suggest that the storage structure of real values (real number indexes) by the decimal tree structure is similar to the memory regeneration model of biological systems.

〔3.特徴ベクトル〕
本実施形態のメモリシステム1は、前述のように、画像データの少なくとも一部の画像領域から抽出された特徴を示す特徴量を含むとともに、この特徴量のビット列(特徴ベクトル)に基づいて、実数値(実数インデックス)を算出している。
[3. (Feature vector)
As described above, the memory system 1 of the present embodiment includes a feature amount indicating a feature extracted from at least a part of an image area of image data, and based on a bit string (feature vector) of the feature amount, A numerical value (real number index) is calculated.

すなわち、図24に例示されるように、文字パターンの画像データに線分抽出センサを適用したり、写真の画像データにHSV(「色相(Hue)」「彩度(Saturation)」「明度(Value)」)センサを適用したりすることによって、画像データの特徴量のビット列(特徴ベクトル)を出力し、この特徴ベクトルに基づいて、実数値Rを算出している。HSVセンサについては、複数のセンサ(1ビット出力)を組み合わせて多値表現を可能とすることが好ましい。また、HSVセンサにおいて、彩度の値が低く検出されたときには、色相を検出しないようにすることも好ましい。彩度の値が低い場合には、色相の検出ないし判定精度が不十分となる傾向があるからである。   That is, as illustrated in FIG. 24, a line segment extraction sensor is applied to image data of a character pattern, or HSV (“Hue”, “Saturation”, “Value” ) ") By applying a sensor, a bit string (feature vector) of a feature amount of image data is output, and a real value R is calculated based on the feature vector. As for the HSV sensor, it is preferable to allow a multi-value expression by combining a plurality of sensors (1 bit output). In the HSV sensor, it is also preferable not to detect the hue when the saturation value is detected to be low. This is because when the saturation value is low, the hue detection or determination accuracy tends to be insufficient.

これらセンサは、画像データの全体に作用させることもできるし、画像データの一部に作用させることもできる。   These sensors can operate on the entire image data, or can operate on a part of the image data.

本実施形態のメモリシステム1によれば、画像データそのものから直接実数値を算出する場合と比較して、カオス力学系の関数による畳み込み演算にて処理すべきデータ量が小さくなっている。それゆえ、データ検索の処理負担を小さなものとして、より高速なデータ検索を実現することが可能となっている。   According to the memory system 1 of the present embodiment, the amount of data to be processed by the convolution calculation by the function of the chaotic dynamical system is small as compared with the case where the real value is directly calculated from the image data itself. Therefore, it is possible to realize a higher-speed data search while reducing the processing load of the data search.

〔3−1.特徴ベクトルの配列1〕
本実施形態のメモリシステム1は、カオス力学系の関数による畳み込み演算にて処理すべき画像データの特徴ベクトルは、複数の特徴量を含んでおり、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量が、より後の演算対象となるように、特徴ベクトルを実数値に畳み込む構成としている。
[3-1. Feature vector array 1]
In the memory system 1 of the present embodiment, the feature vector of the image data to be processed by the convolution operation by the function of the chaotic dynamical system includes a plurality of feature amounts, and in the function calculation based on the chaotic dynamical system function, The feature vector is convolved with a real value so that the feature amount extracted from the image data of a wide image area becomes a later calculation target.

具体的には、図25に示されるように、本実施形態のメモリシステム1は、レイヤー1、レイヤー2、レイヤー3の3段階にて画像データを段階的に分割しながら、画像データの特徴量を階層的に抽出する構成となっている。ここで、レイヤー1は画像データの全体から特徴量を抽出する操作、レイヤー2は画像データの4分の1の画像領域から特徴量を抽出する操作、レイヤー3は画像データの16分の1の画像領域から特徴量を抽出する操作を指している。階層的に特徴量を抽出する手法は特に限定されるものではなく、線分抽出センサや、色相抽出センサなど種々の特徴抽出センサを利用することができる。   Specifically, as shown in FIG. 25, the memory system 1 according to the present embodiment divides the image data in three stages of layer 1, layer 2, and layer 3, while stepwise dividing the image data. Is extracted hierarchically. Here, layer 1 is an operation for extracting a feature amount from the entire image data, layer 2 is an operation for extracting a feature amount from a quarter of the image area of the image data, and layer 3 is an operation of 1/16 of the image data. This refers to an operation for extracting a feature amount from an image area. The technique for extracting feature quantities hierarchically is not particularly limited, and various feature extraction sensors such as a line segment extraction sensor and a hue extraction sensor can be used.

そして、本実施形態のメモリシステム1は、カオス力学系関数に基づく関数演算において、レイヤー3にて抽出された特徴量、レイヤー2にて抽出された特徴量、レイヤー1にて抽出された特徴量の順番に畳み込み演算を実行する。このような順番で畳み込み演算を実行するために、単一の特徴ベクトル内に、レイヤー1にて抽出された特徴量、レイヤー2にて抽出された特徴量、レイヤー3にて抽出された特徴量を、この順に配列しておき、この特徴ベクトルの後ろ側から畳み込み演算を実行してもよい。   Then, the memory system 1 of the present embodiment uses the feature amount extracted in the layer 3, the feature amount extracted in the layer 2, and the feature amount extracted in the layer 1 in the function calculation based on the chaotic dynamical system function. Convolution operations are executed in the order of. In order to execute the convolution operation in this order, the feature quantity extracted in layer 1, the feature quantity extracted in layer 2, and the feature quantity extracted in layer 3 in a single feature vector May be arranged in this order, and the convolution operation may be executed from the back side of the feature vector.

これにより、本実施形態のメモリシステム1は、カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量ほど後に演算処理されるので、畳み込み値により強く反映されることになる。画像データを実数値に畳み込むときの精度を向上させて、より的確な画像データの検索を実現することができる。   Thereby, in the function calculation based on the chaotic dynamical system function, the memory system 1 of the present embodiment is more strongly reflected by the convolution value because the feature amount extracted from the image data of a wider image area is processed later. It will be. The accuracy of convolution of image data with real values can be improved, and more accurate image data search can be realized.

図26は、線分抽出センサの適用例を示す図である。同図において、縦方向センサH1が画像データの画素が縦、すなわち紙面上下方向に所定画素数以上が揃った状態で配列されているか否かを検出するセンサである。同図では、縦方向センサH1が縦方向の6画素分を検出している様子を示している。縦方向センサH1は、画像データを順次走査していくことによって、画像データの全領域において縦方向の線分領域が存在するか否かを検出する。縦方向センサH1は、画像データを走査した結果、縦方向の線分領域の存在比率が所定のしきい値以上であれば出力をオン状態とする一方、画像データを走査した結果、縦方向の線分領域の存在比率が所定のしきい値未満であれば出力をオフ状態とする。   FIG. 26 is a diagram illustrating an application example of the line segment extraction sensor. In the figure, a vertical sensor H1 is a sensor that detects whether or not the pixels of the image data are arranged in the vertical direction, that is, in a state where a predetermined number of pixels or more are aligned in the vertical direction on the paper. The figure shows a state in which the vertical sensor H1 detects six pixels in the vertical direction. The vertical direction sensor H1 detects whether or not a vertical line segment area exists in the entire area of the image data by sequentially scanning the image data. The vertical sensor H1 turns on the output if the presence ratio of the vertical line segment area is equal to or greater than a predetermined threshold as a result of scanning the image data, while the vertical sensor H1 scans the image data. If the existing ratio of the line segment region is less than a predetermined threshold value, the output is turned off.

横方向センサH2、斜めセンサH3・H4の動作も、縦方向センサH1と同様であって、それぞれ画像データの画素が各方向に、所定画素数以上が揃った状態で配列されているか否かを検出するものである。横方向センサH2、斜めセンサH3・H4についても、画像データを順次走査していくことによって、画像データの全領域において所定方向の線分領域が存在するか否かを検出する。   The operations of the horizontal sensor H2 and the oblique sensors H3 and H4 are the same as those of the vertical sensor H1, and whether or not the pixels of the image data are arranged in a state where a predetermined number of pixels or more are arranged in each direction. It is to detect. The horizontal sensor H2 and the oblique sensors H3 and H4 also detect whether or not a line segment area in a predetermined direction exists in the entire area of the image data by sequentially scanning the image data.

図27は、画像データが所定の線分画像を有する場合に、縦方向センサH1、横方向センサH2、斜めセンサH3・H4の各出力がどのようになるかを示したものである。同図において、各センサの出力がオフの状態を「0」であらわす一方、オンの状態を「1」であらわしている。同図によれば、画像データが縦方向の線分画像を有する場合には、縦方向センサH1の出力がオン状態「1」となる一方、画像データが縦方向の線分画像を有していない場合には、縦方向センサH1の出力がオフ状態「0」となるなど、画像データにおける線分画像の方向に応じて、縦方向センサH1、横方向センサH2、斜めセンサH3・H4の各出力が変化する様子が示されている。   FIG. 27 shows the output of the vertical sensor H1, the horizontal sensor H2, and the oblique sensors H3 and H4 when the image data has a predetermined line segment image. In the same figure, the output of each sensor is represented as “0” while the output is represented as “1”. According to the figure, when the image data has a line segment image in the vertical direction, the output of the vertical direction sensor H1 is turned on, while the image data has a line segment image in the vertical direction. If not, the output of the vertical direction sensor H1, each of the vertical direction sensor H1, the horizontal direction sensor H2, and the oblique sensors H3 and H4, depending on the direction of the line segment image in the image data, such as the off state “0”. It shows how the output changes.

これら線分抽出センサH1〜H4の4ビット出力を、前述の各階層(レイヤー1、レイヤー2、レイヤー3)における画像データの特徴量抽出として用いることができる。ここで、階層ごとに画像の分割をだんだん細かくするので、各階層をレイヤーと称している。レイヤー2は4分割、レイヤー3は16分割する。これにより画像をより精密に検出できるようになる
〔3−2.特徴ベクトルの配列2〕
本実施形態のメモリシステム1は、カオス力学系の関数による畳み込み演算にて処理すべき画像データの特徴ベクトルが、特徴量として、画像データの少なくとも一部の符号化処理によって得られた複数次数の周波数成分を含む場合には、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分が、より後の演算対象となるように、特徴ベクトルを実数値に畳み込む構成としている。
The 4-bit output of these line segment extraction sensors H1 to H4 can be used as feature quantity extraction of image data in each of the aforementioned layers (layer 1, layer 2, layer 3). Here, since the image division is gradually made finer for each hierarchy, each hierarchy is called a layer. Layer 2 is divided into 4 and layer 3 is divided into 16. As a result, the image can be detected more precisely [3-2. Feature vector array 2]
In the memory system 1 of the present embodiment, a feature vector of image data to be processed by a convolution operation using a function of a chaotic dynamical system has a plurality of orders obtained by encoding processing of at least a part of the image data as a feature amount. When the frequency component is included, the feature vector is convolved with the real value so that the lower frequency component becomes a later calculation target in the function calculation based on the chaotic dynamical system function.

ここで、画像データの符号化処理の具体例としては、フーリエ変換やコサイン変換などのアフィン変換、各種の直交変換が挙げられる。これら変換においては、例えば、ゼロ次成分は直流分すなわち画像の平均の明るさ、一次成分は基本周波数成分、2次成分は倍周期成分、・・・というように、低次から高次の周波数成分が得られる。   Here, specific examples of the image data encoding process include affine transformation such as Fourier transformation and cosine transformation, and various orthogonal transformations. In these conversions, for example, the zero-order component is the direct current component, that is, the average brightness of the image, the primary component is the fundamental frequency component, the second-order component is the double period component, and so on. Ingredients are obtained.

本実施形態のメモリシステム1は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分が、より後の演算対象となるように、実数値の畳み込む処理を実行する。より低い周波数成分がより後の演算対象となるようにするための具体的手法としては、例えば、上記第1のデータ列(第2のデータ列)において、より低い周波数成分が前に位置するように、各次数の周波数成分を配列しておき、これらデータ列の後ろ側から畳み込み演算を実行する手法などが挙げられる。   The memory system 1 according to the present embodiment performs a real value convolution process so that a lower frequency component becomes a later calculation target in the function calculation based on the chaotic dynamical system function. As a specific method for causing the lower frequency component to be a later calculation target, for example, in the first data string (second data string), the lower frequency component is positioned in front. In addition, there is a method of arranging frequency components of respective orders and executing a convolution operation from the back side of these data strings.

このように、本実施形態のメモリシステム1によれば、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分ほど後に演算処理されるので、畳み込み値により強く反映されることになる。一般に、人間の視覚特性上、より低次の周波数成分ほど画像の観察者により強い印象を与えることが知られている。すなわち、低次の周波数成分は、画像をローパスフィルターを通したように、全体を粗っぽく眺めたときの画像の特徴を示し、高次の周波数成分はハイパスフィルターを通したように、細部を観察したときの画像の特徴を示している。   As described above, according to the memory system 1 of the present embodiment, in the function calculation based on the chaotic dynamical system function, the lower frequency component is processed later, so that it is strongly reflected by the convolution value. In general, it is known that a lower-order frequency component gives a stronger impression to an observer of an image due to human visual characteristics. In other words, the low-order frequency component shows the characteristics of the image when the image is viewed roughly as if the image was passed through a low-pass filter, and the high-order frequency component is fine as if it was passed through a high-pass filter. It shows the characteristics of the image when observed.

したがって、本実施形態のメモリシステム1によれば、人間の視覚特性に適合する的確な画像データの検索を実現することができる。   Therefore, according to the memory system 1 of the present embodiment, it is possible to realize an accurate image data search suitable for human visual characteristics.

なお、このような周波数成分の配列順は、3−1欄にて述べた階層順の特徴量配列と組み合わせて採用することができる。例えば、レイヤー1の画像データをコサイン変換して得られた係数(周波数成分)がA(C0,C1,C2,C3)であって、レイヤー2の画像データをコサイン変換して得られた係数(周波数成分)がB1(C0,C1,C2,C3),B2(C0,C1,C2,C3),B3(C0,C1,C2,C3),B4(C0,C1,C2,C3)であれば、特徴ベクトルを〔A(C0,C1,C2,C3),B1(C0,C1,C2,C3),B2(C0,C1,C2,C3),B3(C0,C1,C2,C3),B4(C0,C1,C2,C3)・・・〕のように配列することができる。   Such an arrangement order of frequency components can be adopted in combination with the feature quantity arrangement in the hierarchical order described in the column 3-1. For example, the coefficient (frequency component) obtained by cosine transform of the image data of layer 1 is A (C0, C1, C2, C3), and the coefficient (cosine transform of the image data of layer 2 ( If the frequency component is B1 (C0, C1, C2, C3), B2 (C0, C1, C2, C3), B3 (C0, C1, C2, C3), B4 (C0, C1, C2, C3) , Feature vectors [A (C0, C1, C2, C3), B1 (C0, C1, C2, C3), B2 (C0, C1, C2, C3), B3 (C0, C1, C2, C3), B4 (C0, C1, C2, C3) ...] can be arranged.

なお、以上では、人間の視覚特性上、より低次の周波数成分ほど画像の観察者により強い印象を与えることに基づいて周波数成分の演算順番を定める手法について説明したが、他にも、動物の視覚特性上、より重視される特徴量が上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より後に演算処理となるように、関数演算の順番や特徴ベクトルの配列を定めてもよい。   In the above, the method of determining the calculation order of the frequency components based on giving a stronger impression to the observer of the image as the lower frequency components are given in terms of human visual characteristics. The order of function calculations and the arrangement of feature vectors may be determined so that feature values that are more important in terms of visual characteristics are later calculated in the function calculation based on the chaotic dynamical system function.

たとえば、〔C0(A),C1(A),C2(A),C3(A),C0(B1,B2,B3,B4),C1(B1,B2,B3,B4),C2(B1,B2,B3,B4),C3(B1,B2,B3,B4)〕のように、各レイヤーにおいて、低次から高次の周波数成分を並べて配列することもできる。   For example, [C0 (A), C1 (A), C2 (A), C3 (A), C0 (B1, B2, B3, B4), C1 (B1, B2, B3, B4), C2 (B1, B2 , B3, B4), C3 (B1, B2, B3, B4)], it is also possible to arrange the frequency components from the lower order to the higher order in each layer.

〔3−3.特徴ベクトルの配列3〕
本実施形態のメモリシステム1は、特徴ベクトルにおいて、同じ配列を繰り返して配列する。例えば、特徴ベクトルのビット列をVとすると、V=〔abcdefg・・・z abcdefg・・・z abcdefg・・・z〕のように、同じ特徴量〔abcdefg・・・z〕の配列を繰り返して、例えば32ビットないし64ビット程度の長いビット列としている。
[3-3. Feature vector array 3]
The memory system 1 of the present embodiment repeatedly arranges the same arrangement in the feature vector. For example, if the bit string of the feature vector is V, the array of the same feature quantity [abcdefg... Z] is repeated as V = [abcdefg... Z abcdefg... Z abcdefg. For example, a long bit string of about 32 bits to 64 bits is used.

特徴ベクトルの配列に、このような周期的な繰り返し構造を採用するのは、次の理由による。   The reason why such a periodic repeating structure is adopted for the feature vector array is as follows.

前述のカオス力学系関数に基づく関数演算によれば、入力されたデータ列に対して固有の実数値を収束対応させることができる。しかしながら、実際に入力するデータ列は有限の桁数を有しており、データ列の桁数が少ないほど収束の程度にバラツキが生じる。これは、入力されたデータ列の桁数が少ないほど、カオス力学系関数の出力が初期値の影響を強く受けるからである。   According to the function calculation based on the chaotic dynamical system function described above, it is possible to make the corresponding real value converge with the input data string. However, the data string that is actually input has a finite number of digits, and the smaller the number of digits in the data string, the more uneven the convergence. This is because the smaller the number of digits in the input data string, the stronger the output of the chaotic dynamical system function is affected by the initial value.

そこで、本実施形態のメモリシステム1は、同配列の繰り返しによって、特徴ベクトルの情報を変化させることなく、その桁数を増加させている。これにより、初期値にかかわらず、カオス力学系関数に基づく関数演算によって得られる実数値を安定させて、この実数値に基づいてなされるデータ検索の精度を向上させることが可能となる。   Therefore, the memory system 1 of the present embodiment increases the number of digits without changing the feature vector information by repeating the same arrangement. As a result, it is possible to stabilize the real value obtained by the function calculation based on the chaotic dynamical system function regardless of the initial value, and to improve the accuracy of the data search performed based on the real value.

なお、このような周波数成分の配列順は、3−1欄にて述べた階層順の特徴量配列、3−2欄にて述べた次数順の周波数成分配列と組み合わせて採用することができる、例えば、これら配列順に基づいて得られた特徴ベクトルをさらに繰り返し配列することによって、例えば64ビット程度の長いビット列にすればよい。   Note that such an arrangement order of frequency components can be adopted in combination with the feature quantity arrangement in the hierarchical order described in the column 3-1, and the frequency component arrangement in the order described in the column 3-2. For example, the feature vectors obtained based on these arrangement orders may be further arranged repeatedly to make a long bit string of about 64 bits, for example.

〔4.キーワード検索〕
本実施形態のメモリシステム1の構成を発展させれば、キーワードとなるテキスト情報を入力することによって、メタ情報が付与されていない膨大な画像データの中から上記のキーワードに関連する画像データを迅速かつ的確に検索することが可能となる。
[4. Keyword search〕
If the configuration of the memory system 1 of the present embodiment is developed, image data related to the keyword can be quickly retrieved from a huge amount of image data to which no meta information is added by inputting text information as a keyword. It becomes possible to search accurately and accurately.

すなわち、本実施形態のメモリシステム1に構成を付加することによって、検索用キーワードの入力を受け付ける入力部10と、画像内容を示す文字列情報と関連づけられた辞書画像データを複数格納する記憶部30の辞書画像データベース(辞書画像データ格納部)と、辞書画像データベースに格納された複数の辞書画像データの中から、入力部10にて受け付けられたキーワードと類似または一致する文字列情報と関連づけられた一の辞書画像データを特定するための制御部20の辞書画像特定部とを備え、制御部20の辞書画像特定部にて特定された一の辞書画像データを、変換テーブル21ないし畳み込み演算部22に入力することによって、実数値(実数インデックス)に畳み込むとともに、制御部20は、この実数値(実数インデックス)を記憶部30のデータ格納位置に対応づけ、このデータ格納位置に格納されたデータに基づいて、検索用キーワードに対応する画像データを特定する構成とすることができる。   That is, by adding a configuration to the memory system 1 of the present embodiment, an input unit 10 that receives input of search keywords, and a storage unit 30 that stores a plurality of dictionary image data associated with character string information indicating image contents. The dictionary image database (dictionary image data storage unit) and a plurality of dictionary image data stored in the dictionary image database are associated with character string information similar or coincident with the keyword received by the input unit 10 A dictionary image specifying unit of the control unit 20 for specifying one dictionary image data, and converting the one dictionary image data specified by the dictionary image specifying unit of the control unit 20 into the conversion table 21 or the convolution calculating unit 22. , The control unit 20 convolves the real number (real number index) with the real number (real number in). Correspondence to the data storage position in the storage unit 30 the box), the data storage on the basis of the data stored in the position can be configured to identify image data corresponding to the search keywords.

このような構成によれば、辞書画像データベースに格納された複数の辞書画像データの中から、入力部10にて受け付けられたキーワードと類似または一致する文字列情報と関連づけられた一の辞書画像データが特定される。そして、特定された辞書画像データが実数値(実数インデックス)に畳み込まれ、制御部20にて、検索用キーワードに対応する画像データが特定される。   According to such a configuration, one dictionary image data associated with character string information similar or coincident with the keyword received by the input unit 10 from among a plurality of dictionary image data stored in the dictionary image database. Is identified. Then, the specified dictionary image data is convolved with a real value (real number index), and the control unit 20 specifies image data corresponding to the search keyword.

ここで、辞書画像データと関連づけられる文字列情報の態様は特に限定されないが、その具体例として、辞書画像データに関連づけられたキャプション情報、ファイル名情報、辞書画像データ(例えばJPEGデータ)のヘッダ領域に含まれる文字列情報などが挙げられる。   Here, the mode of the character string information associated with the dictionary image data is not particularly limited. As specific examples thereof, caption information associated with the dictionary image data, file name information, and a header area of dictionary image data (for example, JPEG data). Character string information included in the.

上記の構成によれば、キーワードに基づいて辞書画像データを特定する第1の検索がなされた後、特定された辞書画像データに基づいて類似画像を特定する第2の検索がなされることになる。したがって、第2の検索において検索対象となる画像データに、これら画像内容を示す文字列情報が対応付けられていない場合であっても、第2の検索において上記キーワードに関連する画像データを特定することができる。   According to the above configuration, after the first search specifying the dictionary image data based on the keyword is performed, the second search specifying the similar image is performed based on the specified dictionary image data. . Therefore, even when the image data to be searched in the second search is not associated with the character string information indicating the image contents, the image data related to the keyword is specified in the second search. be able to.

それゆえ、テキスト情報などのメタ情報が付与されていないビデオの録画データなどを検索したい場合に、所定量の辞書画像データベースを準備しておくだけで、「太陽」や「富士山」などのキーワードに基づく画像データの検索を実現することができる。   Therefore, if you want to search video recording data that has not been given meta information such as text information, just prepare a predetermined amount of dictionary image database and search for keywords such as “Sun” and “Mt. Fuji”. The search of the image data based on it is realizable.

これにより、最終的な検索対象となる画像データの数が多い場合であっても、これら画像データにテキスト情報などのメタ情報を付与することなく、比較的少ない辞書画像データとその関連づけ情報に基づく画像検索が可能となるので、キーワードによる画像検索を高速に実現することが可能となる。   As a result, even if the number of image data to be finally searched is large, it is based on relatively small dictionary image data and associated information without adding meta information such as text information to these image data. Since an image search is possible, an image search using a keyword can be realized at high speed.

画像内容を示す文字列情報と関連づけられた辞書画像データを多数格納した辞書画像データベースは一種の知識画像集に相当するものである。このような辞書画像データベースに格納しておくことが好ましい画像のデータとしては、文字認識用データベース(例えば電子技術総合研究所の「ETL文字データベース」)、テレビ放送から取り込まれたビデオ画像のキャプチャーデータ、各種の図鑑データ(百科図鑑、動物図鑑、植物図鑑、鉱物図鑑など)、世界遺産などの名所画像を収録した写真データ、各種の記念写真データ、個人の顔写真データやそのバイオメトリックスデータ(指紋、静脈パターン)などが挙げられる。また、このような辞書画像データベースを、公知の画像検索システムを用いて自動生成する構成を採用することも好ましい。   A dictionary image database that stores a large number of dictionary image data associated with character string information indicating image contents corresponds to a kind of knowledge image collection. Image data that is preferably stored in such a dictionary image database includes a character recognition database (for example, “ETL character database” of the Electronic Technology Research Institute), and video image capture data captured from a television broadcast. , Various pictorial book data (encyclopedia, animal pictorial book, plant pictorial book, mineral picture book, etc.), photographic data that includes famous images such as World Heritage, various commemorative photo data, personal face photo data and biometrics data (fingerprint) , Vein pattern). It is also preferable to adopt a configuration in which such a dictionary image database is automatically generated using a known image search system.

図28を参照して、ビデオの録画データの中から富士山の画像データを検索する例に基づいて、メモリシステム1によるキーワード検索の手順を示せば、次のとおりである。   Referring to FIG. 28, a keyword search procedure by the memory system 1 based on an example of searching Mt. Fuji image data from video recording data is as follows.

辞書画像データベースは、富士山の画像と文字列情報とを対応付けた辞書画像データをあらかじめ含むものとする。また、辞書画像データベースの辞書画像データは、あらかじめその特徴量から実数インデックスRが得られているものとする。他方、検索対象データベースにおけるビデオの録画データについても、あらかじめその特徴量から実数インデックスRを得て、登録しておく。   The dictionary image database includes dictionary image data in which Mt. Fuji images are associated with character string information in advance. In addition, it is assumed that the real number index R is obtained beforehand from the feature amount of the dictionary image data in the dictionary image database. On the other hand, with respect to video recording data in the search target database, a real number index R is obtained from the feature amount in advance and registered.

利用者によって、検索用キーワードとして「富士山」が入力されると、メモリシステム1は、「富士山」に類似または一致する文字列情報を有する辞書画像を、辞書画像データベースの中から特定する。この特定には、公知のテキスト検索手法を用いることができる。なお、メモリシステム1は「富士山」に類似または一致する文字列情報を有する辞書画像を特定できなければ、検索対象となる画像が存在しない旨を利用者に回答する。   When the user inputs “Mt. Fuji” as a search keyword, the memory system 1 identifies a dictionary image having character string information similar or identical to “Mt. Fuji” from the dictionary image database. For this specification, a known text search method can be used. If the memory system 1 cannot identify a dictionary image having character string information similar or identical to “Mt. Fuji”, the memory system 1 replies to the user that there is no image to be searched.

メモリシステム1は「富士山」に類似または一致する文字列情報を有する辞書画像を特定したときには、その辞書画像データに対応する実数インデックスRを読み出す。続いて、この実数インデックスRに基づいて、検索対象データベースのインデックスメモリをアクセスして、実数インデックスRと類似または一致する実数インデックスRを有する録画データを辞書画像データベースから特定する。   When the memory system 1 specifies a dictionary image having character string information similar or coincident with “Mount Fuji”, the memory system 1 reads a real number index R corresponding to the dictionary image data. Subsequently, based on the real number index R, the index memory of the database to be searched is accessed, and the recording data having the real number index R similar or coincident with the real number index R is specified from the dictionary image database.

すなわち、メモリシステム1は、カオス力学系の関数による畳み込み演算を用いた類似画像検索の手法によって、辞書画像データベースの中から特定した辞書画像データ(「富士山」に類似または一致する文字列情報を有している)と、格納されたビデオの録画データの中から類似画像のデータを特定する。   That is, the memory system 1 has the dictionary image data (character string information similar or coincident with “Mt. Fuji”) identified from the dictionary image database by a similar image search method using a convolution operation by a chaotic dynamical system function. And the similar image data is specified from the stored video recording data.

このように、実数インデックスRに基づいて、辞書画像データベースと検索対象画像データベースとを対応付けることによって、キーワードによる画像検索を高速に実現することが可能となる。   As described above, by associating the dictionary image database with the search target image database based on the real number index R, it is possible to realize an image search using a keyword at high speed.

なお、このような検索手続は、メモリシステム1がすべて自動的に行ってもよいし、一部の作業を利用者との対話方式に基づいて、利用者の指示選択に応じながらインタラクティブに行ってもよい。   Such a search procedure may be automatically performed by the memory system 1 or may be partly performed interactively according to the user's instruction selection based on the interactive method with the user. Also good.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明に係るデータ記憶装置、データ検索装置、データ再生装置、データ検索プログラムは、各種コンテンツデータの記憶、検索、認識に有効であるうえ、データマイニング問題の解決用途にも利用できる。特に、データ検索については、文字画像や顔画像の検索のほか、バイオメトリックスデータ(指紋、静脈パターン)などの画像認識などに広く好適に利用できる。   The data storage device, data search device, data playback device, and data search program according to the present invention are effective for storing, searching, and recognizing various content data, and can also be used for solving data mining problems. In particular, the data search can be used widely and suitably for image recognition of biometric data (fingerprints, vein patterns), etc. in addition to searching for character images and face images.

また、本発明に係るデータ記憶装置、データ検索装置、データ再生装置、データ検索プログラムは、各種のメモリないしデータベース機器に実装が可能であり、例えば、ICカードやそのICチップなどにも適用できる。   In addition, the data storage device, data search device, data reproduction device, and data search program according to the present invention can be implemented in various memories or database devices, and can be applied to, for example, an IC card or an IC chip thereof.

本発明に係るデータ記憶装置の一実施形態を用いるメモリシステムの構成について示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a memory system using an embodiment of a data storage device according to the present invention. 上記メモリシステムが取り扱うM行N列で2次元配列された1ビットデータ(0または1)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 bit data (0 or 1) two-dimensionally arranged by the M row N column which the said memory system handles. 畳み込み関数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a convolution function. 記憶部に記憶されるデータを示すテーブルである。It is a table which shows the data memorize | stored in a memory | storage part. 実数アドレスメモリのセル構造を示すテーブルである。It is a table which shows the cell structure of real number address memory. 実数アドレスメモリのセル構造の生成に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the production | generation of the cell structure of real number memory. メモリシステムが、入力部を通じて入力されたパターンデータに基づいて、実数アドレスメモリの読み込みを行う場合の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement in case a memory system reads the real address memory based on the pattern data input through the input part. メモリシステムに記憶されたデータを検索するパターン認識方法(データ検索方法)に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the pattern recognition method (data search method) which searches the data memorize | stored in the memory system. 認識対象となる画像データの視野分割を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the visual field division | segmentation of the image data used as recognition object. 本発明に係るデータ検索方法を応用した映像データアーカイブシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the video data archive system to which the data search method based on this invention is applied. 本発明に係るデータ記憶装置の更なる実施形態を用いるメモリシステムの構成について示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a memory system using a further embodiment of the data storage device according to the present invention. 再生関数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a reproduction | regeneration function. 時系列に沿った連続的なデータを再生する場合であっても、データ書き込み時と同順番となるようにデータを再生する再生システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reproduction | regeneration system which reproduces | regenerates data so that it may become the same order as the time of data writing, even when continuous data along a time series is reproduced | regenerated. 図13の再生システムの回路構成を示す回路ブロックである。14 is a circuit block showing a circuit configuration of the reproduction system of FIG. 図14の回路構成における特徴抽出センサからの出力信号に基づいて、図14の回路構成を動作させるときのタイミングを示すタイミングチャートである。15 is a timing chart showing timing when the circuit configuration of FIG. 14 is operated based on an output signal from a feature extraction sensor in the circuit configuration of FIG. 各スイッチング信号による同期の様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the mode of the synchronization by each switching signal. 畳み込み関数の更なる例を示すグラフである。It is a graph which shows the further example of a convolution function. 再生関数の更なる例を示すグラフである。It is a graph which shows the further example of a reproduction | regeneration function. メモリシステムが、映像データおよびそのインデックスデータを記憶部に格納するときの動作を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining operation | movement when a memory system stores video data and its index data in a memory | storage part. メモリシステムが、映像データおよびそのインデックスデータを記憶部に格納するときの処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of a process when a memory system stores video data and its index data in a memory | storage part. メモリシステムが、あらかじめ格納された映像データおよびそのインデックスデータに基づいて、画像データを検索するときの動作を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining operation | movement when a memory system searches image data based on the video data stored beforehand, and its index data. メモリシステムが、あらかじめ格納された映像データおよびそのインデックスデータに基づいて、画像データを検索するときの処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of a process when a memory system searches image data based on the video data stored beforehand, and its index data. 実数インデックスメモリにおけるデシマルツリー構造のアドレスセルの生成ないし記憶の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the production | generation or storage of the address cell of the decimal tree structure in a real number index memory. 文字パターンの画像データへの線分抽出センサの適用と、写真の画像データへのHSVセンサの適用とを説明する図である。It is a figure explaining application of the line segment extraction sensor to image data of a character pattern, and application of an HSV sensor to image data of a photograph. メモリシステムが、画像データを段階的に分割しながら、その特徴量を階層的に抽出する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a memory system extracts the feature-value hierarchically, dividing | segmenting image data in steps. 線分抽出センサの適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of a line segment extraction sensor. 画像データが所定の線分画像を有する場合において、縦方向センサ、横方向センサ、斜めセンサの各出力を示す図である。When image data has a predetermined line segment image, it is a figure which shows each output of a vertical direction sensor, a horizontal direction sensor, and a diagonal sensor. メモリシステムによるキーワード検索の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the keyword search by a memory system.

符号の説明Explanation of symbols

1 メモリシステム(データ記憶装置、データ検索装置)
10 入力部
20 制御部(格納制御部、コンピュータ)
21 変換テーブル
22 畳み込み演算部
23 R/W制御部
30 記憶部
31 実数アドレスメモリ
40 再生部
1 Memory system (data storage device, data retrieval device)
10 Input unit 20 Control unit (storage control unit, computer)
21 Conversion Table 22 Convolution Operation Unit 23 R / W Control Unit 30 Storage Unit 31 Real Address Memory 40 Playback Unit

Claims (16)

データを記憶する記憶部と、
外部から入力された第1のデータ列をカオス力学系関数に基づく関数演算によって第1の実数値に畳み込む第1の畳み込み演算部と、
上記第1の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、上記第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータを上記データ格納位置に格納する格納制御部とを備えることを特徴とするデータ記憶装置。
A storage unit for storing data;
A first convolution operation unit that convolves a first data string input from the outside into a first real value by a function operation based on a chaotic dynamical system function;
A storage control unit that associates the first real value with a data storage position of the storage unit and stores association data associated with the first data string at the data storage position. Storage device.
上記カオス力学系関数は単峰関数であることを特徴とする請求項1に記載のデータ記憶装置。   The data storage device according to claim 1, wherein the chaotic dynamical system function is a unimodal function. 上記第1の実数値は0より大きく1未満の範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載のデータ記憶装置。   3. The data storage device according to claim 1, wherein the first real value is in a range greater than 0 and less than 1. 上記第1のデータは複数ビットで構成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。   4. The data storage device according to claim 1, wherein the first data is composed of a plurality of bits. 上記記憶部に上記第1のデータ列が格納されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。   5. The data storage device according to claim 1, wherein the first data string is stored in the storage unit. 6. 上記記憶部は半導体メモリからなっており、
上記制御部は、上記第1の実数値を上記半導体メモリのメモリアドレスに対応づけることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項のデータ記憶装置。
The storage unit is composed of a semiconductor memory,
6. The data storage device according to claim 1, wherein the control unit associates the first real value with a memory address of the semiconductor memory.
請求項1ないし6のいずれか1項のデータ記憶装置を用いるデータ検索装置であって、
外部から入力された第2のデータ列を上記カオス力学系関数に基づく関数演算によって第2の実数値に畳み込む第2の畳み込み演算部と、
上記第2の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、該データ格納位置に格納されたデータに基づいて、上記第2のデータ列に対応するデータを特定する検索制御部とを備えることを特徴とするデータ検索装置。
A data search device using the data storage device according to any one of claims 1 to 6,
A second convolution operation unit that convolutes a second data string input from the outside into a second real value by a function operation based on the chaotic dynamical system function;
A search control unit that associates the second real value with a data storage position of the storage unit and specifies data corresponding to the second data string based on the data stored in the data storage position; A data search apparatus characterized by that.
上記第1のデータ列および第2のデータ列は、画像データであることを特徴とする請求項7に記載のデータ検索装置。   8. The data search apparatus according to claim 7, wherein the first data string and the second data string are image data. 上記第1のデータ列および第2のデータ列は、画像データの少なくとも一部の画像領域から抽出された特徴を示す特徴量を含むことを特徴とする請求項7に記載のデータ検索装置。   8. The data search apparatus according to claim 7, wherein the first data string and the second data string include a feature amount indicating a feature extracted from at least a part of an image area of the image data. 上記第1のデータ列および/または第2のデータ列は、上記特徴量を複数含むとともに、
上記第1の畳み込み演算部および/または第2の畳み込み演算部は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より広い画像領域の画像データから抽出された特徴量が、より後の演算対象となるように、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列を実数値に畳み込むことを特徴とする請求項9に記載のデータ検索装置。
The first data sequence and / or the second data sequence includes a plurality of the feature quantities,
In the function calculation based on the chaotic dynamical system function, the first convolution calculation unit and / or the second convolution calculation unit is configured such that a feature amount extracted from image data of a wider image region is a later calculation target. The data search apparatus according to claim 9, wherein the first data string and / or the second data string are convolved with real values.
上記第1のデータ列および/または第2のデータ列は、上記特徴量として、画像データの少なくとも一部の符号化処理によって得られた複数次数の周波数成分を含むとともに、
上記第1の畳み込み演算部および/または第2の畳み込み演算部は、上記カオス力学系関数に基づく関数演算において、より低い周波数成分が、より後の演算対象となるように、上記第1のデータ列および/または第2のデータ列を実数値に畳み込むことを特徴とする請求項9または10に記載のデータ検索装置。
The first data sequence and / or the second data sequence includes, as the feature amount, frequency components of a plurality of orders obtained by encoding processing of at least a part of image data,
In the function calculation based on the chaotic dynamical system function, the first convolution calculation unit and / or the second convolution calculation unit is configured so that a lower frequency component is a later calculation target. The data search apparatus according to claim 9 or 10, wherein the column and / or the second data column is convolved with a real value.
上記第1のデータ列と第2のデータ列との少なくとも一方は、同じ配列が繰り返されていることを特徴とする請求項7ないし11のいずれか1項に記載のデータ検索装置。   12. The data search device according to claim 7, wherein at least one of the first data string and the second data string has the same arrangement repeated. キーワードの入力を受け付けるキーワード入力部と、
画像内容を示す文字列情報と関連づけられた辞書画像データを複数格納する辞書画像データ格納部と、
上記辞書画像データ格納部に格納された複数の辞書画像データの中から、上記キーワード入力部にて受け付けられたキーワードと類似または一致する文字列情報と関連づけられた一の辞書画像データを特定する辞書画像特定部とを備え、
上記第2の畳み込み演算部は、上記辞書画像特定部にて特定された一の辞書画像データを、上記第2のデータ列として第2の実数値に畳み込むとともに、
上記検索制御部は、上記第2の実数値を上記記憶部のデータ格納位置に対応づけ、該データ格納位置に格納されたデータに基づいて、上記キーワードに対応する画像データを特定することを特徴とする請求項7ないし12のいずれか1項に記載のデータ検索装置。
A keyword input unit that accepts keyword input;
A dictionary image data storage unit for storing a plurality of dictionary image data associated with character string information indicating image contents;
A dictionary for specifying one dictionary image data associated with character string information similar or coincident with the keyword received by the keyword input unit from among a plurality of dictionary image data stored in the dictionary image data storage unit An image specifying unit,
The second convolution operation unit convolves one dictionary image data specified by the dictionary image specifying unit into a second real value as the second data string,
The search control unit associates the second real value with a data storage position of the storage unit, and specifies image data corresponding to the keyword based on the data stored in the data storage position. The data search device according to any one of claims 7 to 12.
請求項1ないし6のいずれか1項のデータ記憶装置を用いるデータ再生装置であって、
上記第1の実数値に、上記カオス力学系関数の逆関数に基づく逆関数演算を施すことによって、上記第1のデータ列を再生するデータ再生部を備えることを特徴とするデータ再生装置。
A data reproducing device using the data storage device according to any one of claims 1 to 6,
A data reproduction apparatus comprising: a data reproduction unit that reproduces the first data string by performing an inverse function operation based on an inverse function of the chaotic dynamical system function on the first real value.
コンピュータを、
請求項7ないし12のいずれか1項に記載のデータ検索装置における、
上記第1の畳み込み演算部、上記格納制御部、上記第2の畳み込み演算部、および上記検索制御部として機能させることを特徴とするデータ検索プログラム。
Computer
In the data search device according to any one of claims 7 to 12,
A data search program that functions as the first convolution operation unit, the storage control unit, the second convolution operation unit, and the search control unit.
外部から入力された第1のデータ列をカオス力学系関数に基づく関数演算によって第1の実数値に畳み込む第1の畳み込み演算部と、
上記第1の実数値を記憶部のデータ格納位置に対応づけ、上記第1のデータ列に関連づけられた関連づけデータを上記データ格納位置に格納する格納制御部とを備えることを特徴とするデータ記憶装置。
A first convolution operation unit that convolves a first data string input from the outside into a first real value by a function operation based on a chaotic dynamical system function;
A data storage comprising: a storage control unit that associates the first real value with a data storage position of a storage unit and stores association data associated with the first data string at the data storage position. apparatus.
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