JP3834373B2

JP3834373B2 - ウォルシュ−アダマール変換による光学シーンの符号化方法および、この方法を実施する画像ピックアップ

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Publication number: JP3834373B2
Application number: JP06363697A
Authority: JP
Inventors: ヤン・ニ
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2017-03-17
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォルシュ−アダマール変換による光学シーンの符号化方法および、この方法を実施する画像ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、情報網およびマルチメディア技術は急速に発展した。従ってデータ圧縮は重要な焦点となった。特に画像圧縮の領域では数多くの符号化法が生まれた。用いられている方法の中で、直交変換による符号化は、画像品質は同じで線形予測符号化型の方法より高い圧縮率を得ることができる。さらに、直交変換による符号化システムは、線形予想システムよりもたとえば変換エラーに対してそれほど敏感ではない。
きわめて多くの変換が研究されてきたが、実際に用いられているのはそのうちの幾つかにすぎない。カルネン−ロエヴ変換は、理論上は最良の結果をもたらすが、実施が難しい。離散コサイン変換（ＤＣＴ）は、一定数の標準化によって確保されるカルネン−ロエヴ変換の適正近似値を構成し、実施が容易である。ウォルシュ−アダマール変換は、デジタル計算機にうまく適合する。
このウォルシュ−アダマール変換は、フーリエ変換と同様に、考慮された信号を直交ベースのベクトルの集合に関して分解することからなる。ウォルシュ−アダマール変換はさらに多次元信号に適用することができる。この変換は、フーリエ変換とは異なり、正弦曲線ではないベクトルの集合を用いて考慮された信号を分解する。
【０００３】
本発明は、ウォルシュ−アダマール変換を実施するモジュールを積分する方法および画像ピックアップを目的とし、変換される画像の画像素子すなわち画素に関する灰色度の値ではなく、ピックアップした光学シーンのウォルシュ−アダマール変換の係数の値を直接出力で供給するものである。
従来の画像ピックアップが実施する符号化法では、光学シーンをアナログ信号でピックアップし、これをピックアップ画像と呼び；ピックアップ画像をデジタル画像に変換し；デジタル画像素子全体の灰色度の値を読んで記憶し；デジタル画像にウォルシュ−アダマール変換などの変換を行い；変換された画像信号を部分的に抽出してピックアップ画像を再生する。この方法は、計算時間が非常に長く高価な一連の段階を含む。従って従来技術の画像ピックアップは、計算時間と解像度とを適切に確保するために、高速したがってコストの高い電子コンポーネントを使用しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの欠点を解消するために、本発明は、ウォルシュ−アダマール変換による光学シーンの符号化方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この方法によれば、
（ａ）それぞれＮ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）として実際の二次元光学シーンを示すＮ×Ｎ個の点の放射線測定（強度）パラメータを測定し、このときＮは厳密に正の整数、ｉおよびｊは０からＮ−１の整数であって該二次元を示し、
（ｂ）Ｎ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）にそれぞれ結合するＮ×Ｎ個の加重関数すなわちマスクを形成し、これらの関数は＋１または−１の値しか取らず、Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）と示され、ここでｎおよびｍは０からＮ−１に含まれる整数であり、各マスクは次の式すなわち：
Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）＝Ｗ（ｎ，ｉ）×Ｗ（ｍ，ｊ）
によって得られ、ここでＷ（ａ，ｂ）は、以下の式すなわち
【数７】

によって与えられるＮ個の点における一次元で順位ａのウォルシュ離散関数を示し、
ここで、
【数８】

ｒは整数、
ｂは０からＮ−１の整数、
ａは、次式のような整数すなわち：
【数９】

であり、ここでｐ（ａ）は、整数ａを二進法で書くための二進数の数であり、
Πは「積」の記号であり、
ｓｇｎは、ｘ≧０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝＋１，ｘ＜０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝−１によって決定される関数であり、
（ｃ）各対（ｎ，ｍ）に対して、対応する該Ｎ×Ｎ個のマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）によってＮ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）を直接加重し、加重電気信号を加算することによりＮ×Ｎ個のウォルシュ−アダマール変換係数Ｘ（ｎ，ｍ）を得、これらの係数はそれぞれ次式すなわち：
【数１０】

によって与えられ、ピックアップされた光学シーンを示す。
【０００６】
本発明はまた、上記の符号化法を実施する画像ピックアップを提案するものであり、このピックアップは、
−Ｎ列およびＮ桁のマトリクスとして構成されたＭ×Ｎ個の光検出手段を含み、０≦ｉ≦Ｎ−１、０≦ｊ≦Ｎ−１のときｉ列ｊ桁の光学シーンから受信した光信号Ｌ（ｉ，ｊ）を電気信号ｘ（ｉ，ｊ）に変換し、
−０≦ｒ≦ｐ（ｎ）−１のとき列ｒによって番号付けされるｐ（ｎ）個の第一ウォルシュ関数発生手段を含み、それぞれが以下すなわち、
入力でビットＫｒ，ｎを受け取り、０≦ｉ≦Ｎ−１のとき全てのｉに対してｆ（ｒ，ｎ，ｉ）の値を計算し、ｆ（ｒ，ｎ，ｉ）＝＋１の場合は出力でビット「０」を供給し、ｆ（ｒ，ｎ，ｉ）＝−１の場合は出力でビット「１」を供給する計算手段と、
並列に配置されたＮ個の排他的論理和操作装置を含み、列ｒ≧０のＮ個の各操作装置の第一入力は該計算手段に接続され、列ｒ≧１のＮ個の各操作装置の第二入力は列ｒ−１のＮ個の各排他的論理和操作装置の対応する出力にそれぞれ接続され、列ｒ＝０のＮ個の各操作装置の第二入力ｒ＝０は初期化論理レベル「０」によって供給され、
列ｒ＝ｐ（ｎ）−１のＮ個の排他的論理和操作装置は、０≦ｉ≦Ｎ−１のとき全てのｉに対してＮ個のウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化するＮ個のビット、すなわちＷ（ｎ，ｉ）＝＋１の場合は０、Ｗ（ｎ，ｉ）＝−１の場合は＋１を出力で供給し、
−第一記憶手段を含み、そのＮ個の入力は、列ｐ（ｎ）−１の第一発生手段のＮ個の出力にそれぞれ接続されて０≦ｉ≦Ｎ−１のとき全てのｉに対してＷ（ｎ，ｉ）の値を記憶し、
−０≦ｒ≦ｐ（ｍ）−１のとき列ｒによって番号付けされるｐ（ｍ）個の第二ウォルシュ関数発生手段を含み、それぞれが以下すなわち、
入力でビットＫ_r,mを受け取り、０≦ｊ≦Ｎ−１のとき全てのｊに対してｆ（ｒ，ｍ，ｊ）の値を計算し、ｆ（ｒ，ｍ，ｊ）＝＋１の場合は出力でビット「０」を供給し、ｆ（ｒ，ｍ，ｊ）＝−１の場合は出力でビット「１」を供給する計算手段と、
並列に配置されたＮ個の排他的論理和操作装置を含み、列ｒ≧０のＮ個の各操作装置の第一入力は該計算手段の出力に接続され、列ｒ≧１のＮ個の各操作装置の第二入力は列ｒ−１のＮ個の各操作装置の対応する出力に接続され、列ｒ＝０のＮ個の各操作装置の第二入力は初期化論理レベル「０」によって供給され、
列ｒ＝ｐ（ｍ）−１のＮ個の排他的論理和操作装置は、０≦ｊ≦Ｎ−１のとき全てのｊに対してＮ個のウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化するＮ個のビット、すなわちＷ（ｍ，ｊ）＝＋１の場合は０、Ｗ（ｍ，ｊ）＝−１の場合は＋１を出力で供給し、
−第二記憶手段を含み、そのＮ個の入力は、列ｐ（ｍ）−１の第二発生手段のＮ個の出力にそれぞれ接続されて０≦ｊ≦Ｎ−１のとき全てのｊに対してＷ（ｍ，ｊ）の値を記憶し、
−Ｎ×Ｎ個のソリッド状態の素子は、第一記憶手段のＮ個の出力の一つおよび第二記憶手段のＮ個の出力の一つにそれぞれ接続され、Ｎ×Ｎ個のソリッド状態の素子は、Ｎ×Ｎ個のウォルシュ−アダマールマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）の一つを符号化する二進変数値をそれぞれ計算し、Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）を符号化する二進変数の論理レベルに応じて従来の正負方向に対応する電流ｘ（ｉ，ｊ）を割り当て、キルヒホフの法則に従ってこのように得られた電流の総和を求めることにより、０≦ｎ≦Ｎ−１、０≦ｍ≦Ｎ−１のとき、ピックアップした光学シーンのＮ×Ｎ個のウォルシュ−アダマール変換係数Ｘ（ｎ，ｍ）を出力で供給する。
上記の特徴ならびに他の特徴は、限定的ではなく例として挙げられた本発明の特定の実施例および変化例の、以下の記載を読めば明らかになろう。説明は、添付図面に関して行われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例による画像ピックアップの総合構造は、図１に概略的に示されている。
このピックアップ１は、光検出素子のマトリクス１０を含み、ピックアップする光学シーンから光を受け、受光した光を電気信号に変換する。図１では、光検出素子の一部だけを示した。光検出素子は特にフォトダイオードまたはフォトトランジスタである。
マトリクス１０が含む光検出素子の行と桁は同数である。Ｎが厳密に正の整数であり、ｉおよびｊが０からＮ−１の整数であるとき、Ｎ行Ｎ桁のマトリクスのたとえばｉ行ｊ桁に位置する光検出素子Ｐｉｊは、光束Ｌ（ｉ，ｊ）を受け、これを電気信号ｘ（ｉ，ｊ）に変換する。
マトリクス１０の光検出素子の列は、ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）の発生および記憶ブロック１２の入力に接続され、ここでｎは０からＮ−１に含まれる一個の整数である。ブロック１２の詳細な構造については詳述する。
【０００８】
同様に、マトリクス１０の光検出素子の桁はウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）の発生および記憶ブロック１４の入力に接続され、ここでｍは０からＮ−１に含まれる一個の整数である。ブロック１４の詳細な構成についても、同様に後述する。光検出素子のマトリクス１０と、ウォルシュ関数の発生および記憶ブロック１２，１４とは、モジュール１６の入力に接続されるが、このモジュールは、ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）およびＷ（ｍ，ｊ）の全体から計算される関数によって電気信号ｘ（ｉ，ｊ）を加重し、加重された信号の総和を求めるモジュールである。
加重および総和モジュール１６については後で詳しく述べる。このモジュールは、ピックアップした光学シーンを示すＮ×Ｎ個のウォルシュ−アダマール変換係数Ｘ（ｎ，ｍ）を出力で供給する。次に、これらの係数の定義および獲得法について説明する。
ピックアップする光学シーンは任意である。第一段階の間、光学シーンからの放射測定パラメータをＮ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）として測定する。
【０００９】
光学シーンの獲得がＮ×Ｎ個のフォトダイオードのマトリクス１０によって行われる実施例では、電気信号ｘ（ｉ，ｊ）は、ｉ行ｊ桁に位置づけられるフォトダイオードＰｉｊを通過する逆電流Ｉｄ（ｉ，ｊ）であって、Ｉｄ（ｉ，ｊ）＝Ｋ（ｉ，ｊ）ｘΦ（ｉ，ｊ）＋Ｉｎ（ｉ，ｊ）となり、ここでＫ（ｉ，ｊ）はフォトダイオードＰｉｊの光電変換係数、Φ（ｉ，ｊ）は光学シ−ンから出てフォトダイオードＰｉｊによってピックアップされる光束、Ｉｎ（ｉ，ｊ）は、フォトダイオードＰｉｊの固有漏洩電流を示し、この電流は暗電流と呼ばれる。
光学シーンの獲得がN×Ｎ個のフォトトランジスタのマトリクス１０によって行われる別の実施例では、電気信号ｘ（ｉ，ｊ）はコレクタ電流で、Ｋ（ｉ，ｊ）はフォトトランジスタＰｉｊの光電変換係数、Φ（ｉ，ｊ）は光学シ−ンから出てフォトトランジスタＰｉｊによってピックアップされる光束、Ｉｎ（ｉ，ｊ）は、フォトトランジスタの固有漏洩電流を示す。
【００１０】
第二段階の間、各信号ｘ（ｉ，ｊ）に対してウォルシュ−アダマールマスクといわれる加重関数Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）を発生し、ここでｎおよびｍは０からＮ−１の整数である。各マスクは＋１か−１になる。マスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）を得るため、まず第一にＮ個の点の順位ｎの一次元離散ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）を発生する。この関数は次式から発生する。
【数１１】

ここで、
【数１２】

ｒは整数、ｎは次式のような整数である。
【数１３】

ここでｐ（ｎ）は二進法で整数ｎを書くための二進数の数、Πは「積」の記号、ｓｇｎは、ｘ≧０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝＋１，ｘ＜０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝−１によって決定される関数である。図２は、限定的ではなく例として、Ｎ個の点における一次元アナログウォルシュ関数の最初の８個を時間ｔの関数として示し、すなわちＷ（０，ｔ）、Ｗ（１，ｔ），…Ｗ（７，ｔ）である。
【００１１】
依然としてこの第二段階の間、Ｎ個の点における順位ｍの一次元離散ウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）を同様に発生する。この関数は、前述のものと同様に次の式から発生し、
【数１４】

ここで、
【数１５】

ｍは次式のような整数である。
【数１６】
Ｋｒ、ｍ∈｛０，１｝のときｎ＝．．．式（略）

ここでｐ（ｍ）は二進法で整数ｍを書くための二進数の数である。
また次式により各マスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）が得られる。
Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）＝Ｗ（ｎ，ｉ）×Ｗ（ｍ，ｊ）
白黒画像表現に従えば、マスクの値＋１を「黒」（最も高い灰色度）に、マスクの値−１を「白」（最も低い灰色度）に関係づけると、黒部分と白部分とからなる格子縞模様によって各マスクを示すことができる。図３は、例としてＮ＝４のときの１６個の格子縞の加重マスクを示してある。各マスクの下に、対応する対（ｎ，ｍ）を示した。
【００１２】
本発明の実施例による方法の第三段階では、各対（ｎ，ｍ）に対して、対応するＮ×Ｎ個のマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）によってＮ×Ｎ個の電気信号を直接加重し、このように加重した電気信号を加算することによりＮ×Ｎ個のウォルシュ−アダマール変換係数が得られ、これはそれぞれ次式すなわち：
【数１７】

で表され、ピックアップされた光学シーンを示す。
次にこの方法の第二および第三段階について、特定実施例の範囲内で詳しく説明する。十進数ｓｇｎ、ｆ、ＷおよびＭｎｍを得る式によれば、これらのすべての値は＋１または−１だけを取ることは明らかである。以下に記載する特定の実施例では、対応する十進数が＋１に値する場合は論理レベル「０」、対応する十進数が−１に値する場合は論理レベル「１」を有する二進変数によってこれらの値を全て符号化する。その結果、符号化十進数のうちの二個を掛けると排他的論理和操作で表現される。
【００１３】
前述の第二段階の間、０≦ｉ≦Ｎ−１，０≦ｊ≦Ｎ−１のとき各対（ｉ，ｊ）に対して次の段階を実行する。
十進数Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化する二進変数値を得るために反復を行うが、それによれば連続して
−Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化する二進変数を論理レベル「０」で初期化し；
−該整数ｒを値０で初期化し；
−ｒの各値に対して、Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化する現在の二進変数と、上記の式で予め得られた十進数ｆ（ｒ，ｎ，ｉ）を符号化する二進変数との間で排他的論理和操作を行い、Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化する二進変数を、排他的論理和操作後に得られた論理レベルで再実行し、次にｒを１で増分し；
反復は、整数ｒが上記で定義した値ｐ（ｎ）に達すると停止する。このときＷ（ｎ，ｉ）を符号化する二進変数の値が得られる。
【００１４】
Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化する二進変数の値を得るためには、同様の反復を連続して行う：
−Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化する二進変数を論理レベル「０」で初期化し；
−整数ｒを０で初期化し；
−ｒの各値に対して、Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化する現在の二進変数と、上記の式で予め得られた十進数ｆ（ｒ，ｍ，ｊ）を符号化する二進変数との間で排他的論理和操作を行い、排他的論理和操作後に得られた論理レベルでＷ（ｍ，ｊ）を符号化する二進変数を再実行し、次にｒを１で増分し；
反復は、整数ｒが上記で定義した値ｐ（ｍ）に達すると停止する。このときＷ（ｍ，ｊ）を符号化する二進変数の値が得られる。
Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）を符号化する二進変数値を得るために、Ｗ（ｎ，ｉ）およびＷ（ｍ，ｊ）をそれぞれ符号化する二進変数の間で排他的論理和操作を行う。
上記の第三段階の間、特定の実施例では、マスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）によって電気信号ｘ（ｉ，ｊ）の加重を行い、電流の正の総成分Ｃ＋と負の総成分Ｃ−とを決定することにより、加重された電気信号の総和を求める。正の総成分Ｃ＋は、キルヒホフの法則によれば、加重関数として＋１に値するマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）を有する全電流ｘ（ｉ，ｊ）の厳密に正の和であり、負の総成分Ｃ−は、キルヒホフの法則によれば、加重関数として−１に値するマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）を有する全電流ｘ（ｉ，ｊ）の厳密に負の和である。
【００１５】
このため、０≦ｎ≦Ｎ−１、０≦ｍ≦Ｎ−１のとき各対（ｎ，ｍ）に対して
−整数ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を二個の集合Ｉ＋、Ｉ−にまとめ、整数ｊ（０≦ｊ≦Ｎ−１）を二個の集合Ｊ＋、Ｊ−まとめることにより、
【数１８】

とし、
−キルヒホフの法則を適用して、ｉおよびｊがそれぞれ集合Ｉ＋、Ｊ＋に含まれる電流ｘ（ｉ，ｊ）と、ｉおよびｊがそれぞれ集合Ｉ−、Ｊ−に含まれる電流ｘ（ｉ，ｊ）とを加算し、以下のような電流の正の総成分と、
【数１９】

以下のような負の総成分Ｃ−とを得：
【数２０】

−電流Ｃ−をＣ＋から引き、これにより求めるウォルシュ−アダマール変換係数Ｘ（ｎ，ｍ）＝Ｃ＋−Ｃ−を供給する。
【００１６】
図４は、任意の対（ｎ，ｍ）に対して上記の段階を示す回路図であり、光検出素子Ｐｉｊからの電流は、正の総成分Ｃ＋と負の総成分Ｃ−との二つに分かれている。
０≦ｉ≦Ｎ−１、０≦ｊ≦Ｎ−１のとき各対（ｉ，ｊ）に対して対応するマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）は、負の総成分Ｃ−への分布線４０側あるいは正の総成分Ｃ＋の分布線４２側に、電流ｘ（ｉ，ｊ）の切り替えを制御する。電流ｘ（ｉ，ｊ）は光検出素子Ｐｉｊから送られ、これは電流ｘ（ｉ，ｊ）を発生する接地された電流発生器として概略的に示した。
図４における切り替え位置の選択は任意である。
線４０側に切り替えられた電流全体を互いに加算して成分Ｃ−を得、線４２側に切り替えられた電流全体を互いに加算して成分Ｃ＋を得る。Ｃ＋−Ｃ−の後段の段階は図４には示されていないが、ここに記載する方法を実施する画像ピックアップの内部または外部で、たとえば単一操作増幅器によって実施することができる。
【００１７】
図１に関して既に総合的に記載した画像ピックアップは上記の方法を実施する。次に、ブロック１２および１４とピックアップのモジュール１６について、特定の実施例の中で詳細に説明する。
図５は、順位ｎで一次元のＮ個の離散ウォルシュ関数すなわち０からＮ−１の全てのｉに対してＷ（ｎ，ｉ）である関数を、それぞれ符号化するＮ個の二進値の発生および記憶ブロック１２を概略的に示す。
図５が示すように、ブロック１２が含む同一構造のｐ（ｎ）個のウォルシュ関数発生モジュール５２₀，…，５２_r-1，５２_r，…，５２_p(n)-1は、直列接続され、それぞれがＮ個の並列入力とＮ個の並列出力を有する。ｐ（ｎ）個のモジュールの構造は同じであるため、任意に選択したモジュール５２_rだけについて詳しく説明する。
【００１８】
このモジュールは、Ｎ個の並列入力を有する計算ユニット５３を含み、これらの入力それぞれで該Ｋ_r,nビットを受け、上記の式により０からＮ−１の全てのｉに対してｆ（ｒ，ｎ，ｉ）を符号化する二進値すなわちｆ（ｒ，ｎ，ｉ）＝＋１の場合は積が「０」、ｆ（ｒ，ｎ，ｉ）＝−１の場合は積が「１」を計算し、Ｎ個の並列出力Ｓ_r,0，…，Ｓ_r、N-1にＮ個の結果ビットを供給する。図５に示されたユニット５３の素子Ｃ₀，…，Ｃ_N-1は、上述のようにｆ（ｒ，ｎ，ｉ）の値を供給する操作ｓｇｎ［ｃｏｓ（Ｋ_r,n．２^r．π．ｉ／Ｎ］を行うユニット５３の演算論理部を示す。
モジュール５２_rはさらに、Ｎ個の排他的論理和操作装置Ｅ_r,0，…，Ｅ_r,N-1を含む。これらの各操作装置の第一入力は、計算ユニット５３の出力Ｓ_r,0，…，Ｓ_r,N-1にそれぞれ接続される。各排他的論理和操作装置Ｅ_r,0，…，Ｅ_r,N-1の第二入力は、モジュール５２_r-1の排他的論理和操作装置Ｅ_r-1,0，…，Ｅ_r-1,N-1の出力にそれぞれ接続されるが、直列の基部に接続されるモジュール５２₀の場合は除き、これは排他的論理操作装置の各第二入力が初期化論理レベル「０」によって供給されるためである。
【００１９】
直列の頂部に接続されるモジュール５２_p(n)-1 において、Ｎ個の排他的論理和操作装置の出力は、０≦ｉ≦Ｎ−１のときＮ個のウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）をそれぞれ符号化するＮビットを供給し、すなわちＷ（ｎ，ｉ）＝＋１の場合にはビット０，Ｗ（ｎ，ｉ）＝−１の場合にはビット１を供給する。モジュール５２_p(n)-1のＮ個の排他的論理和操作装置の出力は、たとえばＲＯＭによって従来の適切な第一デジタルメモリ（図示されていない）のＮ個の入力にそれぞれ接続され、ＲＯＭは、Ｗ（ｎ，０），…，Ｗ（ｎ，Ｎ−１）をそれぞれ符号化するＮ個のビットを記憶する。
図６は図５と同じ図である。したがって簡潔に記載するに留める。この図は、順位ｍで一次元のＮ個の離散ウォルシュ関数すなわち０からＮ−１の全てのｊに対するＷ（ｍ，ｊ）をそれぞれ符号化するＮ個の二進値の発生および記憶ブロック１４を概略的に示す。
【００２０】
ブロック１４は、構造が同じｐ（ｍ）個のウォルシュ関数発生モジュール５４₀，…，５４_r-1，５４_r，…，５４_p(m)-1を含み、このモジュールは直列に配置されるとともに図５のモジュール５２₀，…，５２_r-1，５２_r，…，５２_p(n)-1と同様に相互接続され、それらと同じ構造を有する。前述のモジュール５２_rと同様に、モジュール５４_rは、該ビットＫ_r,mを入力で受ける計算ユニット５５を含み、０からＮ−１の全てのｊに対してｆ（ｒ，ｍ，ｊ）を符号化する二進値を計算する。
モジュール５２₀と同様に、モジュール５４₀の各排他的論理和操作装置の第二入力は、初期化論理レベル「０」によって供給される。
モジュール５２_p(n)-1と同様に、モジュール５４_p(m)-1のＮ個の排他的論理和操作装置は、従来の適切な第二デジタルメモリ（図示されていない）、たとえばＲＯＭのＮ個の入力に、それぞれＷ（ｍ，０）…，Ｗ（ｍ，Ｎ−１）を符号化するＮビットを供給する。
【００２１】
図７は、図１によって既に示された本発明の画像ピックアップの総合構造の一部を示すもので、特にウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）の発生および記憶ブロック１２と、ウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）の発生および記憶ブロック１４とを示す。図７はまた拡大図で、特定の実施例において、二個の一次元離散ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）およびＷ（ｍ，ｊ）から二次元のウォルシュ−アダマールマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）を発生する電子回路を示す。
この電子回路は、ブロック１２の出力線とブロック１４の出力線との交点に配置される。Ｎ×Ｎ個の同一電子回路は、かくしてブロック１４のＮ個の出力線のＮ×Ｎ個の交点に配置される。特定の実施例において、電子回路は排他的論理和操作装置６０を含み、その第一入力は考慮された交点に至るブロック１２の出力線に接続され、その第二入力は、この同じ交点に至るブロック１４の出力線に接続される。従って操作装置６０は、対（ｉ，ｊ）の所定値に対してＷ（ｎ，ｉ）を符号化する二進値とＷ（ｍ，ｊ）を符号化する二進値との間で排他的論理和操作を行い、マスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）を符号化する二進値を出力で供給する。図４で説明したように、マスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）はその場合、電流ｘ（ｉ，ｊ）の切り替えを制御し、加重和に以下の係数すなわちウォルシュ−アダマール変換係数を供給する。
【数２１】

【００２２】
図８の電子回路図は、ＮＭＯＳトランジスタ回路網からなる複合スイッチ７０を示し、これは前述の排他的論理和操作を同時に行い、マスク全体の加重和に係数を供給する。
複合スイッチ７０は、４個のＮＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の第一グループを含む。トランジスタＴ１からＴ４のゲートはウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）の発生および記憶ブロック１２に含まれるメモリの出力に接続される。トランジスタＴ１およびＴ２のゲートは、Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化する二進値を受け取り、トランジスタＴ３およびＴ４のゲートはこの値の論理的な逆数Ｗ（ｎ，ｉ）を受け取るが、これは該メモリの対応出力に逆転器を配置することにより極めて簡単に実施される。複合スイッチ７０はまた、４個のＮＭＯＳトランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８の第二グループを含む。トランジスタＴ５からＴ８のゲートは、ウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）を発生および記憶するブロック１４に含まれるメモリの出力に接続される。トランジスタＴ５およびＴ６のゲートは、Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化する二進値を受け取り、トランジスタＴ７およびＴ８のゲートは、この値の論理的な逆数すなわちＷ（ｍ，ｊ）を受け取り、逆転は上記と同様に行われる。
【００２３】
トランジスタＴ５からＴ８のドレインは、図８に示された光検出素子Ｐｉｊの出力に接続されるが、光検出素子は、特定の実施例ではフォトダイオードである。かくしてトランジスタＴ５からＴ８のドレインは、電流ｘ（ｉ，ｊ）によって供給される。
トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８のソースは、トランジスタＴ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４のドレインにそれぞれ接続される。
トランジスタＴ１およびＴ３のソースは、電流（ｘ，ｊ）が従来の正の方向を割り当てられるスイッチ７０の出力「プラス」を構成し、トランジスタＴ２およびＴ４のソースは、電流ｘ（ｉ，ｊ）が従来の負の方向を割り当てられるスイッチ７０の出力「マイナス」を構成する。
上記のスイッチと同じＮ×Ｎ個の同一複合スイッチは、ブロック１４の出力にそれぞれ接続される。これらのＮ×Ｎ個のスイッチ全体は、図１の説明で述べた加重および総和モジュール１６を形成する。
【００２４】
特定の実施例では、画像ピックアップはＶＬＳＩ回路を含み、この回路は、上記の手段をまとめてリアルタイムで上記の操作を行う。
本発明は、排他的ではないが、特に移動体無線通信分野に有効に適用され、というのも携帯装置は、たとえばＧＳＭ（Groupe Special Mobile 特定移動体群）規格によるテレビ電話技術のように、できるだけエネルギー消費が少なく、極めて小型であることが求められるからである。しかしながら本発明は、他の領域とりわけ光学的な遠隔監視およびテレビの分野で用いることが可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像ピックアップの総合構造を示す図である。
【図２】ウォルシュ−アダマール関数の最初の８個を示すグラフ全体である。
【図３】４×４個の画素の正方形の画像の変換に関するウォルシュ−アダマール加重の１６個のマスクを示す。
【図４】特定の実施例において、電流の総和によりウォルシュ−アダマール変換係数の計算段階を象徴的に示す回路図である。
【図５】特定の実施例において、一次元離散ウォルシュ関数を発生する直列接続された電子コンポーネント回路網を示す象徴的な図である。
【図６】特定の実施例において、一次元離散ウォルシュ関数を発生する直列接続された電子コンポーネント回路網を示す象徴的な図である。
【図７】特定の実施例において、二個の一次元離散ウォルシュ関数から二次元ウォルシュ−アダマールマスクを発生する電子回路を一部拡大して示す図である。
【図８】ウォルシュ−アダマールマスクとマスク全体の加重和への分布を形成するＮＭＯＳトランジスタ回路網からなる複合スイッチを示す回路図である。
【符号の説明】
１…ピックアップ、
１０…マトリクス、
１２，１４…記憶ブロック、
１６…加重および総和モジュール

Claims

光学シーンの符号化方法であって、この方法によれば、
（ａ）実際の二次元光学シーンを示すＮ×Ｎ点の放射線値を、それぞれＮ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）として測定し、このときＮは厳密に正の整数、ｉおよびｊは０からＮ−１の整数であって該二次元を示し、
（ｂ）Ｎ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）にそれぞれ結合するＮ×Ｎ個のマスクを形成し、これらのマスクは、＋１または−１の値しか取らず、Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）と示され、ここでｎおよびｍは０からＮ−１に含まれる整数であり、各マスクは次の式すなわち：
Ｍｎｍ（ｉ，ｊ）＝Ｗ（ｎ，ｉ）×Ｗ（ｍ，ｊ）によって得られる加重関数であり、ここでＷ（ａ，ｂ）は、以下の式すなわち

によって与えられるＮ個の点における一次元で順位ａのウォルシュ離散関数を示し、
ここで、

ｒは整数、
ｂは０からＮ−１の整数、
ａは次式のような整数すなわち：

であり、ここでｐ（ａ）は、整数ａを二進法で書くための二進数の数であり、
Πは「積」の記号であり、
ｓｇｎは、ｘ≧０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝＋１，ｘ＜０の場合ｓｇｎ（ｘ）＝−１によって決定される関数であり、
（ｃ）各対（ｎ，ｍ）に対して、対応する該Ｎ×Ｎ個のマスクＭｎｍ（ｉ，ｊ）によってＮ×Ｎ個の電気信号ｘ（ｉ，ｊ）を直接加重し、加重電気信号を加算することによりＮ×Ｎ個のウォルシュ−アダマール変換係数Ｘ（ｎ，ｍ）を得、これらの係数はそれぞれ次式すなわち：

によって与えられ、ピックアップされた光学シーンを示す方法。
十進数ｓｇｎ、ｆ、ｗ、Ｍｎｍの値それぞれが、対応する十進数が−１である場合は論理レベル「０」を有する二進変数として符号化され、段階（ｂ）は、各対（ｉ，ｊ）に対して０≦ｉ≦Ｎ−１、０≦ｊ≦Ｎ−１のとき以下の段階を含み、
−ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化した結果の二進変数を論理レベル「０」にリセットし、
−ｒを０に初期化し、
−ｒの各値に対して、Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化した結果の現在の二進変数と、十進変数ｆ（ｒ，ｎ，ｉ）を符号化した結果の二進変数との間で排他的論理和操作を行い、ウォルシュ関数Ｗ（ｎ，ｉ）を符号化した結果の二進変数を、排他的論理和処理の後に得られる論理値へと更新し、次にｒ＝ｐ（ｎ）になるまでｒを１で増分し、
整数ｒが上で定義したｐ（ｎ）の値に達するまでその処理を繰り返し、それによってＷ（ｎ，ｉ）を符号化した結果の二進変数が得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
さらに、Ｗ（ｍ，ｊ）を得るのに、
−ウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化した結果の二進変数を論理レベル「０」に設定し、
−整数ｒを０に設定し、
−ｒの各値に対して、Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化した結果の現在の二進変数と、予め得られる十進絶対値ｆ（ｒ，ｍ，ｊ）との間で排他的論理和処理が行われ、ウォルシュ関数Ｗ（ｍ，ｊ）を符号化した結果の二進変数はこの排他的論理和処理の後で得られる論理値に更新され、ｒは１ずつ増分され整数ｒがｐ（ｍ）の値になった時に停止処理が停止することを特徴とする請求項２記載の方法。
上記の電気信号は電流であり、上記の（ｃ）は以下を含み、０≦ｎ≦Ｎ−１、０≦ｍ≦Ｎ−１の時、各組（ｎ，ｍ）に対して、
−０≦ｉ≦Ｎ−１の整数ｉを２つのＩ＋とＩ−の組に分配し、０≦ｊ≦Ｎ−１の整数ｊを２つのＪ＋とＪ−の組にまとめられる、すなわち、

−ｉとｊとがそれぞれＩ＋とＪ＋とに含まれるような電流ｘ（ｉ，ｊ）を加え、ｉとｊとがそれぞれＩ−とＪ−とに含まれるような電流ｘ（ｉ，ｊ）を加え、
それにより電流の全体の正と負の構成要素を得るような、次式が得られ、

−電流Ｃ＋から電流Ｃ−を引き算し、それによってウォルシュ−アダマール変換の係数Ｘ（ｎ，ｍ）＝Ｃ＋−Ｃ−を供給することを特徴とする請求項１記載の方法。