JP4742614B2 - データ変換装置および方法、データ逆変換装置および方法、情報処理システム、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

データ変換装置および方法、データ逆変換装置および方法、情報処理システム、記録媒体、並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は、データ変換装置および方法、データ逆変換装置および方法、情報処理システムおよび方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、画像が表示されなくなったり、回路規模の増大を招いたりといった不都合を発生させることなく、２回目以降の符号化や復号では画像データを著しく劣化させることで、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止することができるようにした、データ変換装置および方法、データ逆変換装置および方法、情報処理システムおよび方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
図１は、従来の画像表示システムの構成例を示している。この画像表示システムは、再生装置１と表示装置２とから構成されている。
再生装置１は、復号部１１とD/A変換部１２とから構成されている。復号部１１は、図示せぬ光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号し、その結果得られるデジタル画像信号Vdg0をD/A変換部１２に供給する。D/A変換部１２は、このデジタル画像信号Vdg0をD/A（Digital-to-Analog）変換し、その結果得られるアナログ画像信号Vanを外部に出力する。即ち、アナログ画像信号Vanは、再生装置１から出力されて表示装置２に供給される。
表示装置２は、例えばCRT(Cathode-Ray Tube)ディスプレイやLCD(Liquid Crystal Display)等で構成され、再生装置１から供給されたアナログ画像信号Vanに対応する画像を表示する。
また、従来、図１に示されるような、A/D変換部２１、符号化部２２、および記録部２３から構成される符号化装置３が存在する。この符号化装置３と、再生装置１から出力されたアナログ画像信号Vanとを利用することで、不正コピーが行われるおそれがある。
即ち、再生装置１から出力されたアナログ画像信号Vanが符号化装置３に入力されてしまうと、A/D変換部２１は、そのアナログ画像信号VanをA/D（Analog-to-Digital）変換し、その結果得られるデジタル画像信号Vdg’を符号化部２２に供給する。符号化部２２は、そのデジタル画像信号Vdg’を符号化し、その結果得られる符号化デジタル画像信号Vcd’を記録部２３に供給する。記録部２３は、その符号化デジタル画像信号Vcd’を、図示せぬ光ディスク等の記録媒体に記録する。このようにして、不正コピーが行われてしまう。
そこで、特許文献１には、このようなアナログ画像信号Vanを利用した不正コピーを防止するために、著作権保護がなされているアナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力するか、或いはその出力を禁止する、といった手法が開示されている。
また、特許文献２には、再生側と記録側とのうちのいずれか一方もしくは両方の圧縮復号部に雑音情報発生部を設け、１回の処理では画像再生時に識別できない程度の雑音情報をデジタル画像信号に埋め込むことにより、コピー自体は可能とするが、複数回コピーを繰り返すと画像が著しく劣化し、これによって実質的にコピーの回数を制限する、といった手法が開示されている。
しかしながら、特許文献１の手法では、上述したように、再生装置１から出力されたアナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力するか或いはその出力を禁止するので、不正コピーの防止自体は図れるが、一方、表示装置２に正常な画像が表示されなくなるという問題点を有している。
また、特許文献２の手法では、再生側または記録側に、雑音情報発生部とこれを埋め込むための回路を搭載することが必須となり、回路規模が増大してしまうという問題点を有している。
即ち、特許文献１や特許文献２等の手法では、アナログ画像信号Vanを利用した不正コピーの防止自体は図られるが、その副作用として、表示装置２に適切な画像が表示されなくなったり、回路規模の増大を招いたりといった不都合が発生してしまう、という問題点が存在する。
そこで、画像が表示されなくなることや回路規模の増大を招くこと等の不都合を発生することなく、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止する手法が、本出願人により提案されている（例えば、特許文献３参照）。
そこで、画像が表示されなくなることや回路規模の増大を招くこと等の不都合を発生することなく、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止する手法が、本出願人により提案されている（例えば、特許文献３参照）。
即ち、特許文献３の手法とは、アナログ画像信号をA/D変換することにより得られるデジタル画像信号の位相ズレに着目し、そのデジタル画像信号に対して位相ズレに着目した符号化を行うことによってコピー前の画像の質を落とさずに、良好な質を維持したままでのコピーを不可能とし、これによりアナログ画像信号を利用した不正コピーを防止する、という手法である。
特開２００１−２４５２７０号公報 特開平１０−２８９５２２号公報 特開２００４−２８９６８５号公報
このように、特許文献３の手法を適用することで、不正コピーを防止することが可能になった。しかしながら、デジタルコンテンツの流通が一般的になっている近年においては、特許文献３の他にも、不正コピーを防止するための別の手法の提案が要請されている。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画像が表示されなくなったり、回路規模の増大を招いたりといった不都合を発生させることなく、２回目以降の符号化や復号では画像データを著しく劣化させることで、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止するようにするものであって、特許文献３の手法とは異なる手法を提案するものである。
本発明の第１の側面のデータ変換装置は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの、所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化手段と、分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化手段により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析手段と、前記分析手段により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換手段とを備え、前記ベクトル化手段が前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルを生成した場合、前記変換手段は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化することを特徴とする。
データに対してアナログ歪みを生じさせるアナログ歪み生成手段をさらに設け、前記アナログ歪み生成手段によりアナログノイズが付加されたデータが、前記入力データとして前記分割手段に入力されるようにすることができる。
N個の前記コンポーネントデータは、対応する画素についての赤の輝度レベルを示す第１の画素データと、対応する前記画素についての緑の輝度レベルを示す第２の画素データと、対応する前記画素についての青の輝度レベルを示す第３の画素データとを含むようにすることができる。
本発明の第１の側面のデータ変換方法は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換装置のデータ変換方法であって、前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップとを含み、前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化することを特徴とする。
本発明の第１の側面の記録媒体は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換処理を制御するコンピュータに、前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップとを含み、前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の第１の側面のプログラムは、１画素につき複数のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換処理を制御するコンピュータに、前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップとを含み、前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する処理を実行させるためのプログラムである。
本発明の第１の側面においては、入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上のブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象のブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値をブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルが生成される第１のベクトル生成手法、ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルが生成される第２のベクトル生成手法、または、画素のN個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルが画素毎に生成される第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象のブロックについて生成された第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象のブロックの各画素のコンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象のブロックの第１のベクトルが、基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化される。第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象のブロックについての、N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の第１のベクトルは、生成された基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている。
本発明の第２の側面のデータ逆変換装置は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力されるデータ逆変換装置であって、前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離手段と、前記分離手段により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換手段とを備え、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されていることを特徴とする。
前記元データはアナログ歪みが生じているものにすることができる。
N個の前記コンポーネントデータは、対応する画素についての赤の輝度レベルを示す第１の画素データと、対応する前記画素についての緑の輝度レベルを示す第２の画素データと、対応する前記画素についての青の輝度レベルを示す第３の画素データとを含むようにすることができる。
本発明の第２の側面のデータ逆変換方法は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力されるデータ逆変換装置のデータ逆変換方法であって、前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップとを含を含み、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されていることを特徴とする。
本発明の第２の側面の記録媒体は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力される装置を制御するコンピュータに、前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップとを含み、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の第２の側面のプログラムは、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力される装置を制御するコンピュータに、前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップとを含み、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている処理を実行させるためのプログラムである。
本発明の第２の側面においては、入力データから、１以上の符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた基底のそれぞれとに分離され、入力データから分離された１以上の符号化データのそれぞれが処理対象に１つずつ順次設定され、処理対象の符号化データが復号され、その結果得られるデータ群を構成する第２のベクトルのそれぞれが、処理対象の符号化データに対応付けられた基底を利用して、第１のベクトルのそれぞれに逆変換される。第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象のブロックについての、N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の第１のベクトルは、生成された基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている。
本発明の第３の側面の情報処理システムは、画像データの表現形式を変換する変換部と、前記画像データの、前記変換部により変換された表現形式を逆変換する逆変換部とを構成要素として含む情報処理システムにおいて、前記変換部は、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの、所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化手段と、分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化手段により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析手段と、前記分析手段により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換手段とを有し、前記ベクトル化手段が前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルを生成した場合、前記変換手段は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化することを特徴とする。
本発明の第３の側面においては、入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上のブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象のブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値をブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルが生成される第１のベクトル生成手法、ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルが生成される第２のベクトル生成手法、または、画素のN個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルが画素毎に生成される第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象のブロックについて生成された第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象のブロックの各画素のコンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象のブロックの第１のベクトルが、基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化される。第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象のブロックについての、N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の第１のベクトルは、生成された基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている。
本発明の第４の側面の情報処理システムは、画像データの表現形式を変換する変換部と、前記画像データの、前記変換部により変換された表現形式を逆変換する逆変換部とを構成要素として含む情報処理システムにおいて、前記変換部、または、前記変換部以外の装置により、１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として前記逆変換部に入力され、前記逆変換部は、前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離手段と、前記分離手段により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換手段とを有し、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されていることを特徴とする。
本発明の第４の側面においては、入力データから、１以上の符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた基底のそれぞれとに分離され、入力データから分離された１以上の符号化データのそれぞれが処理対象に１つずつ順次設定され、処理対象の符号化データが復号され、その結果得られるデータ群を構成する第２のベクトルのそれぞれが、処理対象の符号化データに対応付けられた基底を利用して、第１のベクトルのそれぞれに逆変換される。第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象のブロックについての、N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の第１のベクトルは、生成された基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている。
以上のごとく、本発明によれば、画像データの符号化や復号を行うことができる。特に、画像が表示されなくなったり、回路規模の増大を招いたりといった不都合を発生させることなく、２回目以降の符号化や復号では画像データを著しく劣化させることで、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止するようにすることができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。
本発明の第１の側面のデータ変換装置は、
１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの、所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割手段（例えば、図３の処理領域分割部８２）と、
前記分割手段により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化手段（例えば、図３のベクトル化部８３）と、
分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化手段により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析手段（例えば、図３の直交変換基底生成部８４）と、
前記分析手段により生成された前記基底を利用して、第１の座標系（例えば、図９の左側の軸r,g,bを有する座標系）で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系（例えば、図９の右側の第１主成分ｓ，第２主成分ｔ，第３主成分ｕの軸を有する座標系）で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換手段（例えば、図３の直交変換符号化部８５）と
を備え、
前記ベクトル化手段が前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルを生成した場合、
前記変換手段は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
ことを特徴とする。
データに対してアナログ歪みを生じさせるアナログ歪み生成手段（例えば、図２６のアナログ歪み生成部４５１）をさらに備え、
前記アナログ歪み生成手段によりアナログノイズが付加されたデータが、前記入力データとして前記分割手段に入力される。
N個の前記コンポーネントデータは、対応する画素についての赤の輝度レベルを示す第１の画素データ（例えば、図８のR画素値Xkr）と、対応する前記画素についての緑の輝度レベルを示す第２の画素データ（例えば、図８のG画素値Xkg）と、対応する前記画素についての青の輝度レベルを示す第３の画素データ（例えば、図８のb画素値Xkb）とを含む。
本発明の第２の側面のデータ逆変換装置は、
１画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
１以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータ（例えば、図３の符号化部５２により出力され、図１４の入力部１０１に入力される符号化デジタル画像信号Vcd）が、入力データのうちの少なくとも一部として入力されるデータ逆変換装置であって、
前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離手段（例えば、図１４のデータ分解部１０４）と、
前記分離手段により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換手段（例えば、図１４の逆直交変換復号部１０３）と
を備え、
前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
ことを特徴とする。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明が適用される画像処理システムの構成例を示している。
なお、図２の画像処理システムにおいて、図１の従来の画像表示システムと対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。ただし、再生装置１から出力されるアナログ画像信号の符号は、図１ではVanとされているが、図２ではVan1とされている。後述するD/A変換部５５から出力されるアナログ画像信号Van2と区別するためである。
図２の例では、画像処理システムは、再生装置１、表示装置２、および記録再生装置３１から構成されている。即ち、図１の従来の画像表示システムに対して記録再生装置３１を付加したシステムが、本発明が適用される画像処理システムの一実施の形態である。
なお、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1は、アナログ歪みを伴う信号である。ここでいうアナログ歪みとは、信号がD/A変換されるときにその信号に生じる歪み、即ち、その信号に乗るノイズをいう。従って、このアナログ歪みには、例えば、再生装置１のD/A変換部１２により信号がD/A変換されるときにその信号に生じる歪み、具体的には例えば、その信号から高周波成分が除去されることでその信号に生じる歪みや、その信号の位相がずれることでその信号に生じる歪み等が含まれる。なお、このアナログ歪みによる画像の劣化を評価する方法として、S/N(Signal-to-Noise)評価や、視覚評価（視覚的劣化の評価）等がある。また、このアナログ歪みは、自然に生じるものでも良いし、意図的に生じさせるようにしても良い（後述する図２６のアナログ歪み生成部４５１参照）。
図２の例では、記録再生装置３１は、符号化装置４１と復号装置４２とから構成されている。即ち、符号化装置４１が、本発明が適用されるデータ変換装置である符号化装置の一実施の形態であり、復号装置４２が、本発明が適用されるデータ逆変換装置である復号装置の一実施の形態である。なお、図２の例では、１台の符号化装置４１と1台の復号装置４２とから１台の記録再生装置３１が構成されているが、符号化装置４１と復号装置４２とを分離して画像処理システムを構成することも容易にできる。
図２の例では、符号化装置４１は、A/D変換部５１、符号化部５２、および記録部５３から構成されている。
A/D変換部５１は、再生装置１から出力されたアナログ画像信号Van1をA/D変換し、その結果得られるデジタル画像信号Vdg1を符号化部５２に供給する。符号化部５２は、そのデジタル画像信号Vdg1を符号化し、その結果得られる符号化デジタル画像信号Vcdを記録部５３に供給する。記録部５３は、その符号化デジタル画像信号Vcdを、図示せぬ光ディスク等の記録媒体に記録する。
また、図２の例では、復号部５４は、復号部５４、D/A変換部５５、および表示部５６から構成されている。
復号部５４は、符号化装置４１の符号化部５２から出力された符号化デジタル画像信号Vcdを復号し、その結果得られるデジタル画像信号Vdg2をD/A変換部５５に供給する。D/A変換部５５は、このデジタル画像信号Vdg2をD/A変換し、その結果得られるアナログ画像信号Van2を表示部５６に供給する。表示部５６は、例えばCRTディスプレイやLCD等で構成され、D/A変換部５５から供給されたアナログ画像信号Van2に対応する画像を表示する。
ここで注目すべき点は、図２の符号化装置４１の符号化部５２から出力される符号化デジタル画像信号Vcdが復号部５４により再度復号された際に得られるデジタル画像信号Vdg2は、従来の図１の符号化装置３の符号化部２２から出力される符号化デジタル画像信号Vcd’が再度復号された際に得られるデジタル画像信号とは異なり、再生装置１の復号部１１から出力されるデジタル画像信号Vdg0に比較して大幅に劣化しているという点である。換言すると、復号部５４により再度復号された際に得られるデジタル画像信号Vdg2が、再生装置１の復号部１１から出力されるデジタル画像信号Vdg0に比較して大幅に劣化するような符号化処理を、符号化部５２が実行する点である。
この点により、記録部５３で記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Vcdが再生されて得られる画像は、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像、即ち、表示装置２に表示される画像に比べて、その画質が大幅に劣化することになる。さらに、符号化装置４１または同様の符号化装置による符号化と、復号装置４２または同様の復号装置による復号が繰り返される度に、劣化の度合いは益々大きくなっていく。従って、図２の符号化装置４１では、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となる。即ち、不正コピーの防止が図られる。
また、図２の画像処理システムにおいては、上述したように、良好な画質を維持したままでのコピーを不可能とする処理が記録再生装置３１側で実行されるため、再生装置１から表示装置２に供給されるアナログ画像信号Van1には何等加工が施されず、その結果、表示装置２に表示される画像の画質を落とすことはない。即ち、図２の画像処理システムは、上述した特許文献１の発明が有する課題を解決することができる。
さらにまた、図２の画像処理システムでは、同図の構成から明らかなように、再生側と記録側との何れにも、雑音情報発生部やこれを埋め込むための回路等の特別な回路を搭載する必要がなく、回路規模も増大することはない。即ち、図２の画像処理システムは、上述した特許文献２の発明が有する課題を解決することができる。
換言すると、従来の課題を解決するためには、上述したように、復号部５４により再度復号された際に得られるデジタル画像信号Vdg2が、再生装置１の復号部１１から出力されるデジタル画像信号Vdg0に比較して大幅に劣化するような符号化処理を、符号化部５２が実行すればよい。即ち、符号化部５２は、このような符号化処理を実行できれば足り、その形態は特に限定されず、様々な実施の形態を取ることができる。また、符号化部５２の様々な実施の形態に応じて、復号部５４も様々な実施の形態を取ることができる。
そこで、以下、図３乃至図２１を参照して、主成分分析を伴う符号化処理を実行する符号化部５２と、それに対応する復号処理を実行する復号部５４とのそれぞれの一実施の形態を説明する。なお、主成分分析については後述する。
図３は、主成分分析を伴う符号化処理を実行する符号化部５２の構成例を示している。図３の例では、符号化部５２は、入力部８１乃至出力部８７から構成されている。
入力部８１は、図２のA/D変換部５１からのデジタル画像信号Vdg1を入力して、処理領域分割部８２に供給する。
処理領域分割部８２は、入力部８１から供給されたデジタル画像信号Vdg1を、幾つかのブロックに分割し、ベクトル化部８３に供給する。なお、以下、処理領域分割部８２により分割されるブロックを、処理領域と称する。
なお、処理領域（ブロック）の大きさは、特に限定されないのは言うまでもない。このことは、後述する他のブロック（小ブロック等）においても同様とされる。
ベクトル化部８３は、処理領域分割部８２から供給される各処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域からN次元で表される処理データをM個抽出し、抽出されたM個の処理データのそれぞれをベクトル化し、その結果得られるM個のN次元のベクトル（以下、処理ベクトルと称する）を、直交変換基底生成部８４と直交変換符号化部８５とに供給する。
直交変換基底生成部８４は、処理領域毎に、ベクトル化部８３から供給されたM個のN次元の処理ベクトルに対して主成分分析を施すことで、N個のN次元の正規直交基底を生成し、N個のN次元の正規直交基底の各成分値、即ち、N×N個の各成分値（以下、係数と称する）をデジタル信号Vcdpに含めて、直交変換符号化部８５と重畳部８６とに供給する。
詳細には例えば、直交変換基底生成部８４は、次のような処理を実行することができる。
即ち、直交変換基底生成部８４は、処理領域毎に、ベクトル化部８３から供給されたM個のN次元の処理ベクトルのそれぞれを列成分として有する行列D、即ち、N行M列の行列Dを生成する。そして、直交変換基底生成部８４は、この行列Dに対して特異値分解を施すことで、行列Dを次の式（１）を満たす成分行列U，Σ，Vのそれぞれに分解する。なお、式（１）において、成分行列UはN行N列の左特異行列を、成分行列VはＭ行Ｍ列の右特異行列を、成分行列ΣはN行M列の特異行列を、それぞれ示している。また、V~は成分行列Vの転置行列を示している。
D ＝ UΣV~ ・・・（１）
ここで、行列Dのランクをｒ（rは、N以下の整数値）とすると、成分行列Uの最初のr個の列成分（左特異ベクトル）のそれぞれが正規直交基底となり、左から順に重要な基底となる。なお、以下、成分行列Uの最初のr個の列成分（左特異ベクトル）、即ち、ｒ個の正規直交基底ベクトルのうちの左からf番目（fは、１乃至rのうちの何れかの整数値）のものを、第ｆ主成分と適宜称する。また、ここでは、説明の簡略上、行列DのランクをNとする。即ち、ここでは、N個の主成分が得られるとする。
そこで、直交変換基底生成部８４は、式（１）の成分行列Uを構成するN×N個の成分値を、即ち、N×N個の係数を、デジタル信号Vcdpに含めて直交変換符号化部８５と重畳部８６に供給する。
直交変換符号化部８５は、処理領域毎に、元のN次元の第１の座標系から、N個の主成分を軸とする第２の座標系に変換する軸変換処理を、ベクトル化部８３から供給されたM個のN次元の処理ベクトルのそれぞれに対して施す。詳細には例えば、直交変換符号化部８５は、次の式（２）を演算する。
Va ＝ U~ Vb ・・・（２）
なお、式（２）において、Vbは、N行１列の行列（列ベクトル）であり、ベクトル化部８３から供給されたM個のN次元の処理ベクトル、即ち、第１の座標系で表現される処理ベクトルのうちの所定の１つを示している。Vaは、N行１列の行列（列ベクトル）であり、第２の座標系で表現され直された処理ベクトルを示している。また、U~は、式（１）の成分行列Uの転置行列、即ち、直交変換基底生成部８４からデジタル信号Vcdpに含められて供給されるN×N個の各係数を各成分値とする行列Uの転置行列を示している。
即ち、直交変換符号化部８５は、処理領域毎に、ベクトル化部８３から供給されたM個の処理ベクトルVbのそれぞれを、M個の処理ベクトルVaのそれぞれに変換する。
そして、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域についての変換後のM個の処理ベクトルVaを１単位として、所定の符号化方式に従った符号化処理を実行し、その処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給する。
なお、ここでいう「所定の符号化方式」とは、特定の１つの符号化方式を指すのではなく、単に、様々な符号化方式のうちの直交変換符号化部８５に採用されている符号化方式を指す。即ち、直交変換符号化部８５は、様々な符号化方式を採用することができる。
例えば、直交変換符号化部８５は、変換後のM個の処理ベクトルVaのそれぞれについて、ｆ（fは、上述したように１乃至Nのうちの何れかの整数値）行目の成分値をそれぞれ抽出し、抽出されたM個の成分値のそれぞれを画素値として所定の順番に配置させることで、１つのデジタル画像信号（ブロック）を生成することができる。処理ベクトルVａの成分値のうちのｆ行目の成分値（列ベクトルの場合、上からf番目の成分値）とは、第ｆ主成分の軸の座標値（以下、第ｆ主成分値と称する）を示している。従って、このブロックは、とある１つの処理領域についての、変換後のM個の処理ベクトルVaのそれぞれの第ｆ主成分値を各画素値とするデジタル画像信号となる。そこで、以下、このようなブロックを第ｆ主成分ブロックと称する。
結局、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域に対して、N個の第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックを生成できることになる。
そこで、この場合、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックのそれぞれについて、処理対象の主成分ブロックを構成する各画素値（対応する各主成分値）を量子化することができる。この場合、例えば次のような量子化の手法を採用することができる。即ち、１つの主成分ブロックを構成する各画素値に対して除算される値として、第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックの全てについて同一の値を使用する、といった量子化の手法を採用することができる。或いは、高次の主成分ブロック（第ｆ主成分の番号ｆが若い主成分ブロック）を構成する各画素値に対して除算される値として、低次の主成分ブロックで利用される値よりも大きな値を使用する、といった量子化の手法を採用することもできる。
そして、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックのそれぞれについて、量子化後の各値に対して例えばハフマン符号などの符号割当処理を施し、それらの処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給することができる。
或いは例えば、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックのそれぞれに対して、ADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)方式の符号化処理を施し、その処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給することもできる。なお、ADRC方式については、図１２を参照して後述する。
なお、以上のような直交変換符号化部８５により実行される一連の処理を、直交変換符号化処理と称する。また、１つの処理領域に対して直交変換符号化処理が施される場合、上述したように、その処理領域について直交変換基底生成部８４により生成されたN個の正規直交基底、即ち、N個の第１主成分乃至第N主成分が利用される。以下、このような１つの処理領域についてのN個の第１主成分乃至第N主成分をまとめて、直交変換の基底と称する。
このようにして、直交変換符号化部８５による直交変換符号化処理の結果であるデジタル信号Vcdqは、重畳部８６に供給される。そこで、重畳部８６は、直交変換符号化部８５から供給されたデジタル信号Vcdqに対して、直交変換基底生成部８４から供給されたデジタル信号Vcdp（処理領域毎の直交変換の基底を示す係数群）を重畳し、その結果得られるデジタル信号を符号化デジタル画像信号Vcdとして出力部８７に供給する。
出力部８７は、この符号化デジタル画像信号Vcdを、図２の記録部５３や復号部５４に出力する。
以下、図４乃至図１２を参照して、図３の例の符号化部５２のうちの処理領域分割部８２乃至直交変換符号化部８５についてさらに説明する。
図４は、処理領域分割部８２の処理結果の一例を示している。即ち、本実施の形態では、処理領域分割部８２においては、デジタル画像信号Vdg1のうちの１つの有効画面の画像信号が、例えば図４に示されるように、水平方向に１６画素分で垂直方向に１６画素分の大きさの処理領域BLに分割される。なお、ここでも、水平方向にｈ画素分で垂直方向にｖ画素分の大きさを、（ｈ×ｖ）画素の大きさと称する。即ち、図４の例では、処理領域BLは、（１６×１６）画素の大きさとされている。また、図４において、○（丸印）は、デジタル画像信号Vdg1のうちの１つの有効画面の画像信号を構成する画素データを示している。なお、この○（丸印）のことは、後述する図５と図６においても同様とされている。
図５乃至図８は、ベクトル化部８３が図４の処理領域BLを用いて処理ベクトルVb（上述した式（２）参照）を生成する場合における、そのベクトル生成手法の３つの例を説明する図である。
はじめに、これらの３つのベクトル生成手法のうちの１つ目の手法（以下、第１のベクトル生成手法と称する）について説明する。
第１のベクトル生成手法において、はじめに、ベクトル化部８３は、１つの処理領域BLをさらにM個のブロック（以下、このようなブロックを小ブロックと称する）に分割する。次に、ベクトル化部８３は、分割されたM個の小ブロックのそれぞれについて、処理対象の小ブロックを構成するN個の画素データの各画素値をN個の成分のうちの所定の１つに代入することで、処理ベクトルVbを生成する。なお、各画素値のそれぞれの代入先となる成分は、特に限定されず任意でよい。
具体的には例えば本実施の形態では、図４に示される（１６×１６）画素の大きさの処理領域BLが処理領域分割部８２からベクトル化部８３に供給される。そこで、第１のベクトル生成手法がベクトル化部８３に適用されている場合には、ベクトル化部８３は、例えば、図５に示されるように、（１６×１６）画素の大きさの処理領域BLを、（４×４）画素の大きさの１６個の小ブロックBSに分割する。即ち、この場合、N＝M=１６になる。
次に、ベクトル化部８３は、例えば図６に示されるように、処理対象の小ブロックBSを構成する１６個の画素データの各画素値を、左上からクラスター順に抽出し、抽出された順番で上から順に配置させることで、１６次元の処理ベクトルVb（列ベクトル）を生成する。
なお、以下、図６の記載にあわせて、小ブロックBSを構成する各画素データのうちの、左上からクラスター順でk番目（kは、１乃至Nのうちの何れかの値。図６の例では、N=１６）の画素データの値をXkと記述する。また、ここでも、画素データとその値とを区別する必要がない場合、それらをまとめて画素値と称する。即ち、例えば図６の例の小ブロックBSは画素値X1乃至画素値X16から構成されている、と表現する。この場合、次の式（３）で示されるような１６次元の処理ベクトルVb（１６行１列の行列Vb）がベクトル化部８３により生成され、直交変換基底生成部８４と直行変換符号化部８５とに供給されることになる。
Figure 0004742614
 ・・・（３）
即ち、１つの処理領域BLについて、式（３）で示される１６次元の処理ベクトルVbが１６個だけベクトル化部８３により生成され、直交変換基底生成部８４と直行変換符号化部８５とに供給されることになる。
この場合、直交変換基底生成部８４は、上述した式（１）に従って、１６行１６列の成分行列Uを生成する。式では示さないが、この成分行列Uを構成する１６個の列成分のそれぞれが、第１主成分乃至第１６主成分のそれぞれを示す。即ち、この成分行列Uが、１つの処理領域BLについての直交変換の基底を示す行列となる。
そこで、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域BLについて、式（３）で示される（各画素値を軸とする第１の座標系で表現される）１６個の処理ベクトルVbのそれぞれを、上述した式（２）に従って、第１主成分乃至第１６主成分を軸とする第２の座標系で表現される処理ベクトルVａに変換する。即ち、第ｆ主成分値をXｆ’と記述すると、式（３）で示される１６個の１６次元の処理ベクトルVbのそれぞれは、次の式（４）で示される１６個の１６次元の処理ベクトルVaに変換される。
Figure 0004742614
 ・・・（４）
この場合、直交変換符号化部８５は、例えば、式（４）で示される変換後の１６個の処理ベクトルVaのｆ行目の成分値Xf’のそれぞれ、即ち、第ｆ主成分値Xf’のそれぞれを抽出し、抽出された１６個の第ｆ主成分値Xf’のそれぞれを各画素値として、図５の小ブロックBSの配置順で並べることで、（４×４）画素の大きさの第ｆ主成分ブロックを生成する。即ち、例えば、直交変換符号化部８５は、（４×４）画素の大きさの第１主成分ブロック乃至第１６主成分ブロックを生成する。そして、例えば、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロック乃至第１６主成分ブロックのそれぞれに対して、適当な符号化方式に従う符号化処理を個別に施し、それぞれの処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給する。
以上、３つのベクトル生成手法のうちの第１のベクトル生成手法について説明した。次に、３つのベクトル生成手法のうちの２つ目の生成手法（以下、第２のベクトル生成手法と称する）について説明する。
上述したように、第１のベクトル生成手法は、１つの画素について１種類の画素データ（画素値）のみを使用する手法である。これに対して、第２のベクトル生成手法は、１つの画素について複数種類の画素データ（画素値）を使用する手法である。
具体的には例えば、カラー画像に対応するデジタル画像信号は、赤(Red)の輝度レベルを示す信号（以下、R信号と称する）、緑(Green)の輝度レベルを示す信号（以下、G信号と称する）、および、青（以下、Blue）の輝度レベルを示す信号（以下、B信号と称する）からなるコンポーネント信号である場合がある。即ち、このデジタル画像信号を構成する１つの画素についての画素データは、その画素についての赤の輝度値（以下、R画素値と称する）を示す画素データ、その画素についての緑の輝度値（以下、G画素値と称する）を示す画素データ、および、その画素についての青の輝度値（以下、B画素値と称する）を示す画素データから構成される場合がある。
このような場合に、次のような第２のベクトル生成手法を適用することができる。
即ち、第２のベクトル生成手法において、はじめに、ベクトル化部８３は、１つの処理領域BLをさらにM個の小ブロックに分割する。ここで注意すべき点は、第１のベクトル生成手法で抽出された１つの小ブロックを構成する各画素データは、１つの画素値を示すデータであった（そのようにみなした）のに対して、第２のベクトル生成手法で抽出された１つの小ブロックを構成する各画素データは、R画素値、G画素値、およびB画素値を示すデータからなる点である。
換言すると、第１のベクトル生成手法では、例えば図６に示される１つの小ブロックBSが得られるところ、第２のベクトル生成手法では、図７に示される３つの小ブロックBSR，BSG，BSBがそれぞれ得られるとも言える。別言すると、カラー画像の小ブロックBSは、３つの小ブロックBSR，BSG，BSBから構成されているとも言える。
なお、図７において、小ブロックBSRは、R画素値を示す画素データだけで構成される（４×４）画素の大きさの小ブロックである。小ブロックBSGは、G画素値を示す画素データだけで構成される（４×４）画素の大きさの小ブロックである。小ブロックBSBは、B画素値を示す画素データだけで構成される（４×４）画素の大きさの小ブロックである。即ち、図７において、小ブロックBSRにおける○（丸印）は、R画素値を示す画素データを示し、小ブロックBSGにおける○（丸印）は、G画素値を示す画素データを示し、かつ、小ブロックBSBにおける○（丸印）は、B画素値を示す画素データを示している。
また、以下、図７の記載にあわせて、小ブロックBSRを構成する各R画素データのうちの、左上からクラスター順でk番目のR画素値をXkrと記述し、小ブロックBSGを構成する各G画素データのうちの、左上からクラスター順でｋ番目のG画素値をXkgと記述し、かつ、小ブロックBSBを構成する各B画素データのうちの、左上からクラスター順でｋ番目のB画素値をXkbと記述する。また、ここでも、画素データとその画素値とを区別する必要がない場合、それらをまとめて単に画素値と称する。即ち、例えば図７の例では、小ブロックBSRはR画素値X1r乃至R画素値X16rから構成され、小ブロックBSGはG画素値X1g乃至G画素値X16gから構成され、小ブロックBSBはB画素値X1b乃至B画素値X16bから構成されている、と表現されることになる。
なお、以上の図７のことは、後述する図８についても同様とされている。
この場合、第２のベクトル生成手法では、ベクトル化部８３は、例えば図７に示されるように、小ブロックBSR，BSG，BSBの単位を１つの処理対象として、処理対象の小ブロックBSRを構成する１６個のR画素値X1r乃至R画素値X16rをその順番（左上からクラスター順）に抽出する。次に、ベクトル化部８３は、処理対象の小ブロックBSGを構成する１６個のG画素値X1g乃至G画素値X16gをその順番（左上からクラスター順）に抽出する。その次に、ベクトル化部８３は、処理対象の小ブロックBSBを構成する１６個のB画素値X1b乃至B画素値X16bをその順番（左上からクラスター順）に抽出する。そして、ベクトル化部８３は、１６個のR画素値X1r乃至R画素値X16r、１６個のG画素値X1g乃至G画素値X16g、および、１６個のB画素値X1b乃至B画素値X16bを、その順番（抽出された順番）で上から順に配置させることで、４８次元の処理ベクトルVb（列ベクトル）を生成する。
即ち、次の式（５）で示されるような４８次元の処理ベクトルVb（４８行１列の行列Vb）がベクトル化部８３により生成され、直交変換基底生成部８４と直行変換符号化部８５とに供給されることになる。
Figure 0004742614
 ・・・（５）
即ち、図５に示される１つの処理領域BLについて、式（５）で示される４８次元の処理ベクトルVbが１６個だけベクトル化部８３により生成され、直交変換基底生成部８４と直行変換符号化部８５とに供給されることになる。
この場合、直交変換基底生成部８４は、上述した式（１）に従って、４８行４８列の成分行列Uを生成する。式では示さないが、この成分行列Uを構成する４８個の列成分のそれぞれが、第１主成分乃至第４８主成分のそれぞれを示す。即ち、この成分行列Uが、１つの処理領域BLについての直交変換の基底を示す行列となる。
そこで、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域BLについて、式（５）で示される（各R画素値，各G画素値、各B画素値を軸とする第１の座標系で表現される）１６個の処理ベクトルVbのそれぞれを、上述した式（２）に従って、第１主成分乃至第４８主成分を軸とする第２の座標系で表現される処理ベクトルVaに変換する。即ち、ここでも、第f主成分値をXf’と記述すると、式（５）で示される１６個の４８次元の処理ベクトルVbのそれぞれは、次の式（６）で示される１６個の４８次元の処理ベクトルVaのそれぞれに変換される。
Figure 0004742614
 ・・・（６）
この場合、直交変換符号化部８５は、例えば、式（６）で示される変換後の１６個の処理ベクトルVaのｆ行目の成分値Xf’のそれぞれ、即ち、第ｆ主成分値Xf’のそれぞれを抽出し、抽出された１６個の第ｆ主成分値Xf’のそれぞれを各画素値として、図５の小ブロックBSの配置順で並べることで、（４×４）画素の大きさの第ｆ主成分ブロックを生成する。即ち、例えば、直交変換符号化部８５は、（４×４）画素の大きさの第１主成分ブロック乃至第４８主成分ブロックを生成する。そして、例えば、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロック乃至第４８主成分ブロックのそれぞれに対して、適当な符号化方式に従う符号化処理を個別に施し、それぞれの処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給する。
以上、３つのベクトル生成手法のうちの第１のベクトル生成手法と第２のベクトル生成手法について説明した。次に、３つのベクトル生成手法のうちの３つ目の生成手法（以下、第３のベクトル生成手法と称する）について説明する。
第３のベクトル生成手法とは、１つの画素について複数種類の画素データ（画素値）を使用する手法であって、画素毎に、複数種類の画素値のそれぞれを成分値とする処理ベクトルVbを生成する手法である。
例えば、画素毎に、R画素値、G画素値、およびB画素値のそれぞれをその順番で上から順に配置させることで、処理ベクトルVb（列ベクトル）を生成する手法が、第３のベクトル生成手法の一例である。換言すると、第３のベクトル生成手法とは、結局、１つの画素分の大きさの小ブロックに対して適用された第２のベクトル生成手法であるともいえる。
具体的には例えば、上述した図４の（４８×４８）画素の処理領域BLが、図３の処理領域分割部８２からベクトル化部８３に供給されてきたとする。この場合、この処理領域BLは、図８に示されるような、３つの大ブロックBLR，BLG，BLBから構成されているとも言える。
なお、図８において、大ブロックBLRは、R画素値だけで構成される（４８×４８）画素の大きさのブロックである。大ブロックBLGは、G画素値だけで構成される（４８×４８）画素の大きさのブロックである。大ブロックBLBは、B画素値だけで構成される（４８×４８）画素の大きさの大ブロックである。即ち、図８の例では、大ブロックBLRはR画素値X1r乃至R画素値X48rから構成され、大ブロックBLGはG画素値X1g乃至G画素値X48gから構成され、大ブロックBLBはB画素値X1b乃至B画素値X48bから構成されている。
この場合、第３のベクトル生成手法では、例えば、ベクトル化部８３は、（４８×４８）画素の大きさの処理領域BLR，BLG,BLBのそれぞれから、左上からクラスター順でｋ番目のR画素値Xkr、G画素値Xkg、および、B画素値Xkbのそれぞれをその順番で順次抽出し、その順番（抽出された順番）で上から順に配置させることで、次の式（７）で示されるような３次元の処理ベクトルVb（列ベクトル）を生成する。
Figure 0004742614
 ・・・（７）
即ち、図５に示される１つの処理領域BL（図８に示される大ブロックBLR，BLG，BLBからなる１つのブロック群）について、式（７）で示される３次元の処理ベクトルVbが、４８個だけ（処理領域BL内の画素数分だけ）ベクトル化部８３により生成され、直交変換基底生成部８４と直行変換符号化部８５とに供給されることになる。
この場合、直交変換基底生成部８４は、上述した式（１）に従って、３行３列の成分行列Uを生成する。即ち、次の式（８）で示される成分行列Uが生成される。
Figure 0004742614
 ・・・（８）
式（８）で示される成分行列Uを構成する３個の列成分のそれぞれが、第１主成分乃至第３主成分のそれぞれを示す。即ち、第１主成分をsと記述し、第２主成分をtと記述し、かつ、第３主成分をuと記述すると、第１主成分乃至第３主成分のそれぞれは、次の式（９）乃至式（１１）のそれぞれのように示される。
Figure 0004742614
 ・・・（９）
Figure 0004742614
 ・・・（１０）
Figure 0004742614
 ・・・（１１）
そこで、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域BLを構成する４８個の各画素のそれぞれを処理対象として注目すべき注目画素として順次設定し、式（８）で示される（R画素値,G画素値,B画素値を軸とする第１の座標系で表される）注目画素についての処理ベクトルVbのそれぞれを、上述した式（２）に従って、第１主成分乃至第３主成分の軸を有する第２の座標系で表現される注目画素についての処理ベクトルVaに変換する。その際、式（２）における成分行列Uの転置行列U~は、次の式（１２）で示される通りになる。
Figure 0004742614
 （１２）
具体的には例えば、処理領域BLの左上からクラスター順でｋ番目の画素が注目画素とされた場合、注目画素についての、第１主成分値をXksと記述し、第２主成分値をXktと記述し、かつ、第３主成分値をXkuと記述すると、上述した式（７）で示される注目画素についての処理ベクトルVbは、次の式（１３）で示される注目画素についての処理ベクトルVaに変換される。
Figure 0004742614
 （１３）
即ち、上述した式（７）で示される処理ベクトルVbとは、図９の左側に示される第１の座標系で表現されるベクトルである。なお、図９の左側に示される第１の座標系において、軸rはr画素値の軸を示しており、軸gはg画素値の軸を表しており、かつ、軸bはb画素値の軸を表している。これに対して、式（１３）で示される変換後の処理ベクトルVaとは、図９の右側に示される第２の座標系で表現されるベクトルである。なお、図９の右側に示される第２の座標系において、第１主成分sの軸は、上述した式（９）に示されるベクトルを基底とする軸であり、第２主成分ｔの軸は、上述した式（１０）に示されるベクトルを基底とする軸であり、かつ、第３主成分ｕの軸は、上述した式（１１）に示されるベクトルを基底とする軸である。
換言すると、処理領域BLの左上からクラスター順でｋ番目の画素が注目画素とされた場合、上述した式（７）で示される処理ベクトルVbとは、注目画素の色についての表現形態のひとつであって、図９の左側に示される第１の座標系で定義される空間上の点として表現される表現形態である、といえる。これに対して、式（１３）で示される変換後の処理ベクトルVaとは、注目画素の色についての表現形態の別のひとつであって、図９の右側に示される第２の座標系で定義される別の空間上の点として表現され直された表現形態である、といえる。
ここで、主成分分析について、上述した各式を用いた説明とは別の視点から説明し直すと次の通りになる。即ち、N次元空間にM個の点が分布している場合、これらのM個の点を最も効率的に記述できる直交した軸を生成する手法が、主成分分析であると言える。「これらのM個の点を最も効率的に記述できる直交した軸」が、上述した各主成分の軸である。
このような視点に立つと、主成分分析は、次の第１の工程乃至第４の工程によっても実現可能である。
即ち、第１の工程とは、N次元空間に分布しているM個の点の位置ベクトルの平均を取り、M個の点のそれぞれについて、その平均との差分ベクトルを算出する工程をいう。
第２の工程とは、差分ベクトルとの内積の自乗の総和を最大にするベクトルを求める工程をいう。この第２の工程により求められたベクトルは、N次元空間に分布しているM個の点の散らばり具合を最もよく表すベクトルである。即ち、この第２の工程により求められたベクトルが、上述した第１主成分である。
第３の工程とは、第１主成分に直交するベクトルの中で、差分ベクトルの内積の自乗の総和を最大にするベクトルを、それを第２主成分として求める工程をいう。
第４の工程とは、第３の工程と同様の処理を繰り返すことで、第３主成分乃至第N主成分のそれぞれを求める工程をいう。
従って、例えば、上述した図４の１つの「処理領域BLにおける４８個の画素の色の集団を表現する色空間」として、図９の左側に示される第１の座標系で定義される色空間（以下、RGB空間と称する）が存在すると捉えたとする。この場合、そのRGB空間に分布する４８個の画素の色のそれぞれを示す４８個の点（上述した式（７）で示される処理ベクトルVb）に対して主成分分析が施されることで、「処理領域BLにおける４８個の画素の色の集団を表現する色空間」のうちの最適な空間（以下、最適色空間と称する）として、図９の右側に示される第２の座標系で定義される色空間が求まることになる。そして、RGB空間に分布していた４８個の画素の色のそれぞれを示す４８個の点（式（７）で示される処理ベクトルVb）が、この最適色空間内に分布され直された結果得られる４８個の点が、上述した式（１３）で示される変換後の処理ベクトルVaで表されることになる。
なお、このような視点に立つと、第１のベクトル生成手法により生成される上述した式（３）で示される処理ベクトルVbとは、次のようなベクトルを指す。即ち、図５の１つの「処理領域BL内の１６個の小ブロックBSを表現する空間」として、１つの小ブロックBSを構成する画素値X1乃至画素値X16のそれぞれを軸とする第１の空間（以下、小ブロック空間と称する）が存在すると捉えたとする。この場合、その小ブロック空間に分布する１６個の点が、式（３）で示される処理ベクトルVbで表されることになる。従って、小ブロック空間に分布する１６個の点に対して主成分分析が施されることで、「処理領域BL内の１６個の小ブロックBSを表現する空間」のうちの最適な空間（以下、最適小ブロック空間と称する）として、上述した第１主成分乃至第１６主成分を軸とする第２の座標系で定義される空間が求まることになる。そして、小ブロック空間に分布していた１６個の点（式（３）で示される処理ベクトルVb）が、この最適小ブロック空間内に分布され直された結果得られる１６個の点が、上述した式（４）で示される変換後の処理ベクトルVaで表されることになる。
以上説明したように、直交変換符号化部８５は、１つの処理領域BLについて、上述した式（１３）で示される変換後の４８個の処理ベクトルVa、即ち、「処理領域BLにおける４８個の画素の色の集団を表現する色空間」で表現され直された４８個の処理ベクトルVaを生成する。
この場合、直行変換符号化部８５は、例えば、図１０に示される第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および、第３主成分ブロックBLuを生成する。
即ち、直交変換符号化部８５は、これらの４８個の処理ベクトルVbの１行目の成分値Xksのそれぞれ、即ち、第１主成分値Xksのそれぞれを抽出し、抽出された４８個の第１主成分値Xksを、図４の１つの処理領域BLの画素位置と対応する位置（左上からラスター順にk番目の位置）で並べることで、（１６×１６）画素の大きさの第１主成分ブロックBLsを生成する。
同様に、直交変換符号化部８５は、これらの４８個の処理ベクトルVbの２行目の成分値Xktのそれぞれ、即ち、第２主成分値Xktのそれぞれを抽出し、抽出された４８個の第２主成分値Xktを、処理領域BLの画素位置と対応する位置（左上からラスター順にk番目の位置）で並べることで、（１６×１６）画素の大きさの第２主成分ブロックBLtを生成する。
また、直交変換符号化部８５は、これらの４８個の処理ベクトルVbの３行目の成分値Xkuのそれぞれ、即ち、第３主成分値Xkuのそれぞれを抽出し、抽出された４８個の第３主成分値Xkuを、処理領域BLの画素位置と対応する位置（左上からラスター順にk番目の位置）で並べることで、（１６×１６）画素の大きさの第３主成分ブロックBLuを生成する。
そして、例えば、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および第３主成分ブロックBLuのそれぞれに対して、適当な符号化方式に従う符号化処理を個別に施し、それぞれの処理結果をデジタル信号Vcdqに含めて重畳部８６に供給する。即ち、以下、第１主成分ブロックBLsに対する符号化処理の結果を第１主成分符号と称し、第２主成分ブロックBLtに対する符号化処理の結果を第２主成分符号と称し、かつ、第３主成分ブロックBLuに対する符号化処理の結果を第３主成分符号と称するとすると、図１１に示されるようなデジタル信号Vcdq（１つの処理領域BL分）が直交変換符号化部８５により生成されて、重畳部８６に供給されることになる。
なお、上述したように、直交変換符号化部８５が実行する符号化処理の符号化方式は、この場合も特に限定されず、例えばADRC方式を採用することもできる。そこで、以下、図１２を参照して、ADRC方式の概略について説明する。
図１２の左側の図は、所定のブロックについての画素値（信号レベル）の分布を示している。この図において、図中左から右に向かう方向の軸は、水平方向の軸とされており、図中左斜め手前から右斜め奥に向かう方向の軸は、垂直方向の軸とされており、かつ、図中下から上に向かう方向の軸は画素値の軸とされている。
また、図１２の右側の図は、左側の図に示されるブロックに含まれる各画素値を、水平方向または垂直方向にラスター順に並べたグラフを示す図である。このグラフにおいて、図中左から右に向かう方向の軸は、水平方向または垂直方向の軸とされており、図中下から上に向かう方向の軸は画素値の軸とされている。また、この図において、○（丸印）は１つの画素を示している。即ち、図１２の例では、このブロックは、水平方向または垂直方向に８画素分の画素データ（画素値）が並んで構成されている。
この場合、水平方向または垂直方向に連続して並ぶ８個の画素の画素値のうちの、最大値がMAXと記述され、最小値がMINと記述されるとすると、図１２に示されるように、DR=MAX-MIN+1がダイナミックレンジとして定義され、各画素値を、元の量子化ビット数（例えば、８ビット）よりも少ないビット数（図１２の例では１ビット）に再量子化する、といった符号化方式がADRC方式である。
具体的には例えば、図１２の例のような１ビットに再量子化するADRC方式では、各画素の画素値が、１つの閾値（図１２の例では、ダイナミックレンジDRの２等分線に対応する値）と比較され、閾値以上の場合「１」のコードが割り当てられ、閾値未満の場合「０」のコードが割り当てられる。
具体的には例えば、図１２の右側の図では、図中左から８番目までの画素のうちの、図中左から１番目乃至４番目の画素の画素値は閾値以上である一方、図中左から５番目乃至８番目の画素の画素値は閾値未満である。従って、このような場合、図１２に示されるように、図中左から８番目までの８個の画素の各画素値のそれぞれは、1，1，1，1，0，0，0，0に置き換えられる。同様に、図中左から９番目乃至１６番目までの画素のうちの、図中左から９番目乃至１２番目の画素の画素値は閾値未満である一方、図中左から１３番目乃至１６番目の画素の画素値は閾値以上である。従って、このような場合、図１２に示されるように、図中左から９番目乃至１６番目までの８個の画素の各画素値のそれぞれは、0，0，0，0，1，1，1，1に置き換えられる。
ここで、注目すべき点は、ADRC方式は、そのダイナミックレンジDRに適応した可変長の符号を出力できるという性質、即ち、ダイナミックレンジDRの大きさに応じて量子化ビット数を選択できるという性質を有している点である。ダイナミックレンジDRが小さいほど少ないビット数で再量子化することで、量子化ひずみの増大を抑えつつ、画素値の冗長度のみを除去して、更にデータ量を少なくすることができるようにするためである。
そこで、直交変換符号化部８５は、上述した図１０や図１１に示されるような、第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および第３主成分ブロックBLuのそれぞれに対して、ADRC方式の符号化処理を個別に施す場合、ADRC方式の上述した性質を利用することで、第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および第３主成分ブロックBLuのそれぞれの量子化ビット数を変えることができる。即ち、主成分分析では、第１主成分にパワーが一番集中し、次に第２主成分にパワーが集中し、第３成分にパワーが一番集中しないという性質が存在することから、ダイナミックレンジDRの大きさは、第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および第３主成分ブロックBLuの順に小さくなっていくことがほとんどである。そこで、直交変換符号化部８５は、第１主成分ブロックBLsの量子化ビット数を一番大きくし（例えば３ビットにして）、第２主成分ブロックBLtの量子化ビット数を次に大きくし（例えば２ビットにして）、第３主成分ブロックBLuの量子化ビット数を一番小さくする（例えば１ビットにする）ことができる。
なお、直交変換符号化部８５が実行する符号化処理の符号化方式は特に限定されないと上述したが、以上説明したように主成分分析では第１主成分にパワーが集中するという性質が存在することから、第１主成分ブロックBLsの情報を残すような符号化方式、具体的には例えば上述したADRC方式を採用すると好適である。
以上、図３の例の符号化部５２の構成について説明した。次に、図１３のフローチャートを参照して、図３の例の符号化部５２の符号化処理例について説明する。
ステップＳ４１において、入力部８１は、デジタル画像信号Vdg1を、例えば１フレーム分だけ入力する。１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1が、入力部８１から処理領域分割部８２に供給されると、処理はステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２において、処理領域分割部８２は、１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1を分割化する。即ち、１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1から複数の処理領域が分割される。１フレーム分の複数の処理領域のそれぞれが、処理領域分割部８２からベクトル化部８３に供給されると、処理はステップＳ４３に進む。
ステップＳ４３において、ベクトル化部８３は、ステップＳ４２の処理で１フレーム分の画像信号Vdg1からら分割された各処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域からN次元で表される処理データをM個抽出し、抽出されたM個の処理データのそれぞれをベクトル化する。ステップＳ４３の処理の結果、１つの処理領域につきM個の処理ベクトルVb（上述した式（２）参照）が得られ、直交変換基底生成部８４と直交変換符号化部８５とにそれぞれ供給されると、処理はステップＳ４４に進む。
ステップＳ４４において、直交変換基底生成部８４は、ステップＳ４２の処理で１フレーム分の画像信号Vdg1から分割された各処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域についての直交変換の基底、即ち、第１主成分乃至第N主成分を適応的に生成する。ステップＳ４４の処理の結果、処理領域毎の直交変換の基底が得られ、それぞれデジタル信号Vcdpに含められて、直交変換符号化部８５と重畳部８６とに供給されると、即ち、１フレーム分のデジタル信号Vcdpが直交変換符号化部８５と重畳部８６とに供給されると、処理はステップＳ４５に進む。
ステップＳ４５において、直交変換符号化部８５は、ステップＳ４２の処理で１フレーム分の画像信号Vdg1から分割された各処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域の直交変換の基底を用いて、処理対象の処理領域についてのM個のN次元の処理ベクトルVbに対して直交変換符号化処理を施す。
ステップＳ４５の処理で、１フレーム分の直交変換符号化処理の結果が得られると、その結果がデジタル信号Vcdqに含められて、直交変換符号化部８５から重畳部８６に供給される。これにより、処理はステップＳ４６に進む。
ステップＳ４６において、重畳部８６は、ステップＳ４５の処理結果として直交変換符号化部８５から出力された１フレーム分のデジタル信号Vcdqに対して、ステップＳ４４の処理結果として直交変換基底生成部８４から出力された１フレーム分のデジタル信号Vcdpを重畳することで、符号化デジタル画像信号Vcdを生成する。
この符号化デジタル画像信号Vcdが重畳部８６から出力部８７に提供されると、処理はステップＳ４７に進む。ステップＳ４７において、出力部８７は、この符号化デジタル画像信号Vcdを外部に出力する。
ステップＳ４８において、符号化部５２は、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。
全フレームに対する処理がまだ終了していない場合、ステップＳ４８においてNOであると判定されて、処理はステップＳ４１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、次の１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1が、ステップＳ４１の処理で入力され、ステップＳ４２乃至Ｓ４６の処理で上述した符号化処理が施され、その結果、次の１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが得られ、この符号化デジタル画像信号VcdがステップＳ４７の処理で出力される。
このようなステップＳ４１乃至Ｓ４８のループ処理が全フレームに対して施され、最後のフレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが出力されると、次のステップＳ４８においてYESであると判定されて、図１３の例の符号化処理は終了となる。
以上、図１３を参照して、図３の例の符号化部５２の符号化処理の例について説明した。
次に、図１４乃至図１７を参照して、図３の例の符号化部５２に対応する復号部５４の一実施の形態について説明する。
図１４は、図３の例の符号化部５２に対応する復号部５４の構成例を示している。図１４の例では、復号部５４は、入力部１０１乃至出力部１０５から構成されている。
入力部１０１は、図３の例の符号化部５２から出力された符号化デジタル画像信号Vcdを入力して、データ分解部１０２に供給する。
データ分解部１０２は、この符号化デジタル画像信号Vcdを、図３の直交変換基底生成部８４の出力であるデジタル信号Vcdpと、図３の直交変換符号化部８５の出力であるデジタル信号Vcdqとに分解し、デジタル信号Vcdpとデジタル信号Vcdqとを逆直交変換復号部１０３に供給する。
逆直交変換復号部１０３は、デジタル信号Vcdqに対して、図３の直交変換符号化部８５で採用されている符号化方式に対応する復号方式の復号処理（逆量子化処理等）を施す。この復号処理により、処理領域毎に、例えば上述した第１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックが得られることになる。具体的には例えば、図１１のデジタル信号Vcdqがデータ分解部１０２から供給されてきた場合、逆直交変換復号部１０３は、図１５に示されるように、第１主成分符号から第１主成分ブロックBLsを、第２主成分符号から第２主成分ブロックBLtを、および、第３主成分符号から第３主成分ブロックBLuを、それぞれ生成（復元）する。
次に、逆直交変換復号部１０３は、処理領域毎に、M個の画素分の大きさをそれぞれ有する１主成分ブロック乃至第N主成分ブロックから、上述した式（２）で示される処理ベクトルVa、即ち、第１主成分乃至第N主成分を軸とする上述した第２の座標系で定義される空間で表現される処理ベクトルVaを、M個生成（復元）する。
次に、逆直交変換復号部１０３は、処理領域毎に、第２の座標系から、元のN次元の第１の座標系（各画素値等を軸とする上述した第１の座標系）に逆変換する逆軸変換処理を、M個の処理ベクトルVaのそれぞれに対して施す。詳細には例えば、逆直交変換復号部１０３は、次の式（１４）を演算することで、処理領域毎に、M個の処理ベクトルVaのそれぞれから、M個の処理ベクトルVbのそれぞれを生成（復元）する。
Vb ＝ （U~）-1 Va ・・・（１４）
なお、式（１４）において、（U~）-1は、上述した式（１）の成分行列Uの転置行列U~の逆行列を示している。この成分行列Uは、データ分解部１０２から供給されるデジタル信号Vcdpに含まれるN×N個の各係数を各成分値とする行列である。即ち、逆直交変換復号部１０３は、データ分解部１０２から供給されたデジタル信号Vcdpを利用することで、行列（U~）-1を生成することができる。
そして、逆直交変換復号部１０３は、処理領域毎に、M個の処理ベクトルVbのそれぞれを、ブロック分解部１０４に提供する。
なお、以下、逆直交変換復号部１０３の上述した一連の処理を、逆直交変換復号処理と称する。
ブロック分解部１０４は、逆直交変換復号部１０３から供給された処理領域毎のM個の処理ベクトルVbのそれぞれから、各処理領域を生成し（復元し）、各処理領域を分割前の位置に配置し、その結果得られる１フレーム分のデジタル画像信号を、１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdの復号信号である１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2として、出力部１０５に供給する。
具体的には例えば、逆直交変換復号部１０３の逆直交変換復号処理中に、上述した図１５に示される第１主成分ブロックBLs、第２主成分ブロックBLt、および、第３主成分ブロックBLuが生成（復元）された場合には、図１６に示されるように、上述した図８と同様の大ブロックBLR（R画素値から構成されるブロックBLR）、大ブロックBLG（G画素値から構成されるブロックBLG）、および、大ブロックBLB（B画素値から構成されるブロックBLB）からなる処理領域BLが、ブロック分解部１０４により複数個生成（復元）される。そして、ブロック分解部１０４により、複数の処理領域BLが分割前の位置、即ち、図４に示される位置に配置され、その結果得られる１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2が、ブロック分解部１０４から出力部１０５に供給される。
出力部１０５は、このデジタル画像信号Vdg2を図２のD/A変換部５５に出力する。
以上、図１４の例の復号部５４の構成について説明した。次に、図１７のフローチャートを参照して、図１４の例の復号部５４の復号処理例について説明する。
ステップＳ６１において、入力部１０１は、符号化デジタル画像信号Vcdを、例えば１フレーム分だけ入力する。１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが、入力部１０１からデータ分解部１０２に供給されると、処理はステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２において、データ分解部１０２は、１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdを、１フレーム分のデジタル信号Vcdpと１フレーム分のデジタル信号Vcdqとに分解する。１フレーム分のデジタル信号Vcdqと１フレーム分のデジタル信号Vcdpとが逆直交変換復号部１０３に供給されると、処理はステップＳ６３に進む。
ステップＳ６３において、逆直交変換復号部１０３は、１フレーム分のデジタル信号Vcdpを利用して、１フレーム分のデジタル信号Vcdqに対して逆直交変換復号処理を施す。ステップＳ６３の処理結果がブロック分解部１０４に供給されると、処理はステップＳ６４に進む。
ステップＳ６４において、ブロック分解部１０４は、上述したように、ステップＳ６３の逆直交変換復号処理の結果を利用して、１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2を生成する。このデジタル画像信号Vdg2が、ブロック分解部１０４から出力部１０５に供給されると、処理はステップＳ６５に進む。
ステップＳ６５において、出力部１０５は、１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2を外部に出力する。
ステップＳ６６において、復号部５４は、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。
全フレームに対する処理がまだ終了していない場合、ステップＳ６６においてNOであると判定されて、処理はステップＳ６１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、次の１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが、ステップＳ６１の処理で入力され、ステップＳ６２乃至Ｓ６４の処理で上述した復号処理が施され、その結果、次の１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2が得られ、このデジタル画像信号Vdg2がステップＳ６５の処理で出力される。
このようなステップＳ６１乃至Ｓ６６のループ処理が全フレームに対して施され、最後のフレーム分のデジタル画像信号Vdg2が出力されると、次のステップＳ６６においてYESであると判定されて、図１７の例の復号処理は終了となる。
以上、図１７を参照して、図１４の例の復号部５４の復号処理の例について説明した。
以上説明したように、図２の再生装置１から出力されるアナログ歪みを伴うアナログ画像信号Van1は、A/D変換部５１に供給されてA/D変換され、その結果、デジタル画像信号Vdg1として、図３の例の符号化部５２に供給される。
すると、図３の例の符号化部５２は、デジタル画像信号Vdg1を複数の処理領域に分割する。次に、図３の例の符号化部５２は、複数の処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域からM個のN次元の処理ベクトルVb（上述した式（２）参照）を生成する。次に、図３の例の符号化部５２は、複数の処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域についてのM個の処理ベクトルVbを利用して、処理対象の処理領域についての適応的な直交変換の基底を生成する。次に、図３の例の符号化部５２は、複数の処理領域のそれぞれについて、処理対象の処理領域についての直交変換の基底を利用して、処理対象の処理領域に対して直交変換符号化処理を個別に施す。そして、図３の例の符号化部５２は、直交変換符号化処理の結果を示すデジタル信号Vcdqと、対応する直交変換の基底を示すデジタル信号Vcdqとからなるデジタル信号を、符号化デジタル画像信号Vcdとして出力する。
図３の例の符号化部５２から出力された符号化デジタル画像信号Vcdは、図２の記録部５３に供給される。記録部５３は、この符号化デジタル画像信号Vcdを光ディスク等の記録媒体に記録する。このようにして、記録部５３において、アナログ画像信号Van1に基づくコピーが行われる。
再生装置１から出力されたアナログ画像信号Van1が１回目の符号化と復号とを経た信号である場合、記録部５３により記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Vcdが、図１４の例の復号部５４を有する別の装置（図示せず）により復号された結果得られるデジタル画像信号は、２回目の符号化と復号を経た信号となる。この場合、２回目の符号化と復号を経たデジタル画像信号は、再生装置１の復号部１１から出力されたデジタル画像信号Vdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。
なぜならば、アナログ画像信号Van1は、上述したようにアナログ歪みを伴うものであるからである。
即ち、例えばアナログ画像信号Van1が、上述した信号の位相ずれにより生じるアナログ歪みを伴う場合、A/D変換部５１がそのアナログ画像信号Van1をデジタル信号に変換する際に生じるサンプリング位相の揺らぎのために、図３の例の符号化部５２によりデジタル画像信号Vdg1から分割された複数の処理領域の各位置が、１回目の符号化と復号における位置に対してずれる。
そのため、図３の例の符号化部５２において、複数の処理領域のそれぞれについて、
１回目の符号化で使用された直交変換の基底とは異なる直交変換の基底（各主成分）が生成され、かつ、そのうちの処理対象の処理領域についての直交変換基底を利用して、処理対象の処理領域についての処理ベクトルVbに対して直交変換符号化処理が施されるため、１回目の符号化において発生した量子化歪みとは異なる新たな量子化歪みがさらに発生し、結果として大きな歪となる。
以上のことから、図３の例の符号化部５２から出力されて、図２の記録部５３により記録媒体に記録されたた符号化デジタル画像信号Vcdが再生され、その結果得られる画像は、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像、即ち、表示装置２に表示される画像に比べて、大幅に劣化した画質になる。
具体的には例えば、上述した第３のベクトル化手法が適用された符号化方式、即ち、各画素の色（R画素値、G画素値、およびB画素値）に対して主成分分析が施される符号化方式が利用された場合の具体例（実画像）が図１８と図１９とに示されている。図１８は、１回目の符号化と復号を経て得られた実画像、即ち、再生装置１から実際に出力されたアナログ画像信号Van1に対応する実画像の例を示している。これに対して、図１９は、２回目の符号化と復号を経て得られた実画像、即ち、図３の例の符号化部５２から実際に出力されて、図２の記録部５３により記録媒体に実際に記録されたた符号化デジタル画像信号Vcdが実際に再生され、その結果得られた実画像の例を示している。
ただし、図１８と図１９とに示される画像は、とある画像全体のうちの一部分が拡大表示された画像であって、実際にはカラーであった画像が白黒変換された結果を示している。また、図１８と図１９において、各画像内の左方に示される各グラフは、それらの右方に示される矢印の方向に沿って連続して並ぶ各画素のR画素値、G画素値、および、B画素値を示している。即ち、各グラフにおいて、横軸は矢印方向の画素位置を示しており、縦軸は画素値（輝度レベル）を示しており、また、波形RはR画素値の波形を、波形GはG画素値の波形を、波形BはB画素値の波形を、それぞれ示している。特に、図１８においては、画素gbについてのR画素値、G画素値、およびB画素値のそれぞれが、Xbr，Xbg，Xbbのそれぞれとして示されている。また、図１９においては、図１８の画素gbと同一位置の画素gaについてのR画素値、G画素値、およびB画素値のそれぞれが、Xar，Xag，Xabのそれぞれとして示されている。
図１８と図１９とを比較するに、図１８に示される画像のうちの画素gb周辺の何も無かった部分が、２回目の符号化と復号を経ることによって、図１９に示される画像のうちの画素ga周辺に示されるように、色のずれたブロック歪みが発生した部分になってしまうことがわかる。
また、例えば、上述した第３のベクトル化手法が適用された符号化方式、即ち、各画素の色（R画素値、G画素値、およびB画素値）に対して主成分分析が施される符号化方式が利用された場合における具体例（模式図）が図２０と図２１に示されている。図２０は、１回目の符号化と復号を経て得られる画像、即ち、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像を示す模式図である。図２１は、２回目の符号化と復号を経て得られる画像、即ち、図３の例の符号化部５２から出力されて、図２の記録部５３により記録媒体に記録されたた符号化デジタル画像信号Vcdが再生され、その結果得られる画像を示す模式図である。
ただし、図２０と図２１とに示される画像も、とある画像全体のうちの一部分が拡大表示された画像であって、カラー画像が白黒変換された結果を示している。また、図２０においては、１回目の符号化で利用された処理領域BL1が、点線の四角形で示されている。これに対して、図２１においては、２回目の符号化で利用された処理領域BL2が、点線の四角形で示されている。
図２０と図２１とを比較するに、図２０に示される画像からは、それぞれの処理領域BL1が最適化されて符号化されたことがわかる。これに対して、図２１に示される画像からは、アナログの位相ずれにより、２回目の符号化では、１回目の符号化で最適化されたブロック（処理領域BL1に対応するブロック）が混在したものが処理領域BL2として利用され、その結果、ブロック状の色ずれが発生し、視覚的に厳しい画像になっていることがわかる。
さらに、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1が２回目以降の符号化と復号とを経た信号である場合、図３の例の符号化部５２で符号化されて、さらに復号されて得られるデジタル画像信号は、３回目以降の符号化と復号とを経たものとなり、より一層劣化したものとなる。
従って、３回目以降の符号化と復号とを経た符号化デジタル画像信号が記録部５３により記録媒体に記録され、その後、その符号化デジタル画像信号が再生された場合、その結果得られる画像は、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像、即ち、表示装置２に表示される画像に比べて、さらに一段と大幅に劣化した画質になる。よって、この符号化装置４１では、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となる。即ち、不正コピーの防止が図られる。
同様の理由で、図１４の例の復号部５４を有する復号装置４２においても、その表示部５６に表示される画像、即ち、D/A変換部５５から出力されるアナログ信号Van2に対応する画像は、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像、即ち、表示装置２に表示される画像に比べて、大幅に劣化した画質になる。さらに、この画質の劣化の度合いは、符号化と復号とを繰り返す度に大きくなっていく。
また、図３の例の符号化部５２と図１４の例の復号部５４とを含む図２の画像処理システムにおいては、良好な画質を維持したままでのコピーを不可能とする処理が、図３の例の符号化部５２と図１４の例の復号部５４とを含む記録再生装置３１側で実行されるため、再生装置１から表示装置２に供給されるアナログ画像信号Van1には何等加工が施されず、その結果、表示装置２に表示される画像の画質を落とすことはない。即ち、図３の例の符号化部５２と図１４の例の復号部５４とを含む図２の画像処理システムは、上述した特許文献１の発明が有する課題を解決することができる。
さらにまた、図３の例の符号化部５２と図１４の例の復号部５４とを含む図２の画像処理システムでは、同図の構成から明らかなように、再生側と記録側との何れにも、雑音情報発生部やこれを埋め込むための回路等の特別な回路を搭載する必要がなく、回路規模も増大することはない。即ち、図３の例の符号化部５２と図１４の例の復号部５４とを含む図２の画像処理システムは、上述した特許文献２の発明が有する課題を解決することができる。
なお、アナログ信号Van1にアナログ歪みがない場合には、２回目以降の符号化においても、直前の回と同位置の処理領域が利用され、その結果、直前の回の符号化で生成された直交変換の基底（主成分）が、２回目以降においてもほぼ同様なものになるため、２回目以降の符号化における量子化歪みは極めて少なく、通常の品質での再生が可能となる。
以上、図３乃至図２１を参照して、本発明が適用される図２の符号化部５２と復号部５４とのそれぞれの一実施の形態を説明した。
ただし、上述したように、本発明が適用される図２の符号化部５２は、上述した図１３の例に限定されず、様々な形態を取ることが可能である。同様に、本発明が適用される図２の復号部５４は、上述した図１４の例に限定されず、様々な形態を取ることが可能である。
換言すると、本発明が適用される図２の符号化部５２は、例えば図２２の機能的構成を有していれば足り、図２２の機能的構成を実現するための実施の形態は特に限定されない。即ち、その様々な実施の形態のうちのひとつが、上述した図３のそれぞれの例の符号化部５２である。このように、図２２は、本発明が適用される図２の符号化部５２のより一般的な機能的構成例（図３の例の上位概念の構成例）を示している。また、図２３のフローチャートは、図２２の機能的構成を有する符号化部５２が実行する符号化処理の一例を示している。
同様に、本発明が適用される図２の復号部５４は、図２４の機能的構成を有していれば足り、図２４の機能的構成を実現するための実施の形態は特に限定されない。即ち、その様々な実施の形態のうちのひとつが、上述した図１４の例の復号部５４である。このように、図２４は、本発明が適用される図２の復号部５４のより一般的な機能的構成例（図１４の例の上位概念の構成例）を示している。また、図２４のフローチャートは、図２３の機能的構成を有する復号部５４が実行する復号処理の一例を示している。
以下、図２２乃至図２４を参照して、本発明が適用される図２の符号化部５２と復号部５４とについてさらに説明する。
図２２の例では、符号化部５２は、設定部４０１、分析部４０２、変換部４０３、および、重畳部４０４から構成されている。
設定部４０１は、入力データであるデジタル画像信号Vdg1から、N次元で表される処理データを設定し、M個の処理データを分析単位として設定し、入力データをその分析単位で区分することで、M個の処理データからなるデータ群を1以上生成する。そして、設定部４０１は、１以上のデータ群を、分析部４０２と変換部４０３とに供給する。
なお、設定部４０１において、後述する変換情報を図２４の例の復調部５４側で生成するために必要な情報（以下、変換情報生成用情報と称する）が、生成または使用された場合、必要に応じて、その変換情報生成用情報はデジタル信号Vbとして重畳部４０４に供給される。さらにまた、設定部４０１において、復号処理に利用されるその他の情報を図２４の例の復調部５４側で生成するために必要な情報（以下、復号情報生成用情報と称する）が、生成または使用された場合、必要に応じて、その復号情報生成用情報はデジタル信号Vbとして重畳部４０４に供給される。
例えば、図３の例の符号化部５２では、設定部４０１は、処理領域分割部８２とベクトル化部８３とから構成されている。即ち、図３の例の符号化部５２では、ベクトル化部８３により生成されるN次元の処理ベクトルが、処理データとして採用されている。そして、１つの処理領域から生成されたM個の処理ベクトルが、分析単位として採用されている。換言すると、処理領域分割部８２によりデジタル画像信号Vdg1から分割された処理領域が分析単位として採用されていると捉えることもできる。
図２２の分析部４０２は、設定部４０１から供給される１以上のデータ群のそれぞれを順次処理対象に設定し、処理対象のデータ群を分析することで、処理対象のデータ群の表現形式を変換するための変換情報を処理対象毎に個別に生成し、変換部４０３に供給する。
なお、変換情報自身、または、それに対応する変換情報生成用情報は、必要に応じて、デジタル信号Vbとして、分析部４０２から重畳部４０４に供給される。さらにまた、復号情報生成用情報が、分析部４０２により生成または利用された場合、必要に応じて、デジタル信号Vbとして、分析部４０２から重畳部４０４に供給される。
例えば、図３の例の符号化部５２では、分析部４０２は、直交変換基底生成部８４から構成されている。即ち、図３の例の符号化部５２では、直交変換基底生成部８４により生成される処理領域毎の直交変換の基底（第１乃至第N主成分）が、変換情報として採用されている。なお、図３の例の符号化部５２では、直交変換基底生成部８４から出力されたデジタル信号Vcdpが、変換情報自身である図２２のデジタル信号Vbのひとつとして採用されている。
図２２の変換部４０３は、設定部４０１から供給される１以上のデータ群のそれぞれについて、分析部４０２から供給された変換情報のうちの処理対象のデータ群についての変換情報を利用して、処理対象のデータ群を構成するM個の処理データのそれぞれの表現形式を変換する。そして、変換部４０３は、それぞれ表現形式が変換された１以上のデータ群を、デジタル信号Vaとして重畳部４０４に供給する。
このように、変換情報とは、処理データの表現形式のうちの、変換部４０３による変換前の第１の表現形式と、変換部４０３による変換後の第２の表現形式との間の関係を示すまたは規定する情報である、といえる。
なお、ここで言う表現形式の変換とは、上述した軸変換等による表現形式の変換の他、所定の符号化方式による符号化（量子化等）を含めてもよいし、含めなくてもよい。前者の場合、符号化部５２は、データの表現形式を変換するデータ変換装置またはその一部であると言える。また、後者の場合、変換部４０３は、それぞれ表現形式が変換された１以上のデータ群を符号化し、その結果得られる信号をデジタル信号Vaとして重畳部４０４に供給することになる。
例えば、図３の例の符号化部５２では、変換部４０３は直交変換符号化部８５から構成されている。即ち、図３の例の符号化部５２では、直交変換符号化部８５から出力されたデジタル信号Vcdqが、図２２のデジタル信号Vaとして採用されている。
重畳部４０４は、変換部４０３から供給されたデジタル信号Vaに対して、設定部４０１と分析部４０２とのうちの少なくとも一方から供給されたデジタル信号Vb（変換情報、変換情報生成用情報、および復号情報生成用情報のうちの少なくとも１つ）を重畳し、その結果得られるデジタル信号を符号化デジタル画像信号Vcdとして、図２の記録部５３や復号部５４に出力する。
例えば、図３の例の符号化部５２では、重畳部４０４は重畳部８６から構成されている。
以上、図２２を参照して、図２の符号化部５２の機能的構成について説明した。
次に、図２３のフローチャートを参照して、図２２の機能的構成を有する符号化部５２の符号化処理例について説明する。
ステップＳ２０１において、設定部４０１は、デジタル画像信号Vdg1を、例えば１フレーム分だけ入力する。
ステップＳ２０２において、設定部４０１は、１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1から、処理データと分析単位との設定を行う。そして、１フレーム分の複数の処理データが分析単位で区分され、その結果得られるM個の処理データからなる１以上のデータ群、即ち、１フレーム分の１以上のデータ群が、設定部４０１から分析部４０２と変換部４０３とに供給されると、処理はステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０３において、分析部４０２は、分析単位毎に変換情報を１フレーム分だけ生成する。即ち、分析部４０２は、１フレーム分の１以上のデータ群のそれぞれについての変換情報を生成する。１フレーム分の分析単位毎の変換情報が、分析部４０２から変換部４０３に供給されると、処理はステップＳ２０４に進む。
ステップＳ２０４において、変換部４０３は、１フレーム分の分析単位毎の変換情報を利用して、１フレーム分の画像信号Vdg1の表現形式を分析単位毎に変換する。即ち、変換部４０３は、１フレーム分の１以上のデータ群のそれぞれについて、処理対象のデータ群についての変換情報を利用して、処理対象のデータ群の表現形式を変換する。このステップＳ２０４の処理の結果として１フレーム分のデジタル信号Vaが得られ、このデジタル信号Vaが変換部４０３から重畳部４０４に供給されると、処理はステップＳ２０５に進む。
ステップＳ２０５において、重畳部４０４は、変換部４０３から供給された１フレーム分のデジタル信号Vaに対して、設定部４０１と分析部４０２とのうちの少なくとも一方から供給されたデジタル信号Vbを重畳することで、符号化デジタル画像信号Vcdを生成する。
ステップＳ２０６において、重畳部４０４は、この符号化デジタル画像信号Vcdを外部に出力する。
ステップＳ２０７において、符号化部５２は、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。
全フレームに対する処理がまだ終了していない場合、ステップＳ２０７においてNOであると判定されて、処理はステップＳ２０１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、次の１フレーム分のデジタル画像信号Vdg1が、ステップＳ２０１の処理で入力され、ステップＳ２０２乃至Ｓ２０５の処理で上述した符号化処理が施され、その結果、次の１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが得られ、この符号化デジタル画像信号VcdがステップＳ２０６の処理で出力される。
このようなステップＳ２０１乃至Ｓ２０７のループ処理が全フレームに対して施され、最後のフレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが出力されると、次のステップＳ２０７においてYESであると判定されて、図２３の例の符号化処理は終了となる。
以上、図２３を参照して、図２２の機能的構成を有する符号化部５２の符号化処理の例について説明した。
次に、図２４と図２５を参照して、図２２の機能的構成を有する符号化部５２に対応する復号部５４の機能的構成例について説明する。
図２４の例では、復号部５４は、データ分解部４１１乃至復号画像生成部４１４から構成されている。ただし、後述するように、分析部４１２は、必要に応じて省略可能である。
データ分解部４１１には、図２２の機能的構成を有する符号化部５２から出力された符号化デジタル画像信号Vcdが供給される。
データ分解部４１１は、この符号化デジタル画像信号Vcdを、図２２の変換部４０３の出力であるデジタル信号Vaと、図２２の設定部４０１と分析部４０２とのうちの少なくとも一方の出力であるデジタル信号Vbとに分解する。
上述したように、デジタル信号Vbには、変換情報自身およびそれに対応する変換情報生成用情報、並びに復号情報生成用情報のうちの少なくとも１つが含まれている。そこで、データ分解部４１１は、デジタル信号Vbに変換情報が含まれている場合、その変換情報を逆変換部４１３に供給する。これに対して、データ分解部４１１は、デジタル信号Vbに変換情報生成用情報が含まれている場合、その変換情報生成用情報を分析部４１２に供給する。また、データ分解部４１１は、デジタル信号Vbに復号情報生成用情報が含まれている場合、その復号情報生成用情報を、分析部４１２乃至復号画像生成部４１４のうちの少なくとも１つに供給する。
例えば、図１４の例の復号部５４では、データ分解部４１１はデータ分解部１０２から構成されている。
分析部４１２は、変換情報生成用情報であるデジタル信号Vbがデータ分解部４１１から供給された場合、その変換情報生成用情報を利用することで、分析単位毎の変換情報（図２２の分析部４０２の出力に対応する各変換情報）をそれぞれ生成し、逆変換部４１３に供給する。即ち、分析部４１２は、１以上のデータ群のそれぞれについての変換情報を生成し、逆変換部４１３に供給する。
なお、図１４の例の復号部５４では、デジタル信号Vbに変換情報生成用情報が含まれていないので、即ち、デジタル信号Vbには変換情報そのものであるデジタル信号Vcdpが含まれているので、分析部４１２は省略されている。
逆変換部４１３は、データ分解部４１１からデジタル信号Vbとして供給された分析単位毎の変換情報、または、分析部４１２から供給された分析単位毎の変換情報を利用して、データ分解部４１１から供給されたデジタル信号Vaの表現形式を元に戻す。即ち、逆変換部４１３は、表現形式が変換された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）のそれぞれについて、処理対象のデータ群についての変換情報を利用して、表現形式が変換された処理対象のデータ群の表現形式を元に戻す。そして、逆変換部４１３は、表現形式が元に戻された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）を、復号画像生成部４１４に供給する。
なお、ここで言う表現形式を元に戻すとは、上述した逆軸変換等により表現形式を元に戻す他、図２２の変換部４０３に採用されている符号化方式に対応する復号方式の復号（逆量子化等）も含めてもよいし、含めなくてもよい。前者の場合、復号部５４は、データの表現形式を逆変換するデータ逆変換装置またはその一部分である、といえる。また、後者の場合、逆変換部４１３は、、データ分解部４１１から供給されたデジタル信号Vaを復号し、その結果得られる信号の表現形式を元に戻すことになる。
例えば、図１４の例の復号部５４では、逆変換部４１３は逆直交変換復号部１０３から構成されている。
復号画像生成部４１４は、逆変換部４１３により表現形式が元に戻された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）を利用して、データ分解部４１１に入力された符号化デジタル画像信号Vcdの復号信号であるデジタル画像信号Vdg2を生成し、図２のD/A変換部５５等に供給する。
例えば、図１４の例の復号部５４では、復号画像生成部４１４はブロック分解部１０４から構成されている。
なお、以上説明した分析部４１２乃至復号画像生成部４１４は、復号情報生成用情報であるデジタル信号Vbが供給された場合、必要に応じて、その復号情報生成用情報を利用して上述した各種処理を実行する。
以上、図２４の機能的構成を有する復号部５４の構成について説明した。次に、図２５のフローチャートを参照して、図２４の機能的構成を有する復号部５４の復号処理例について説明する。
ステップＳ２２１において、データ分解部４１１は、符号化デジタル画像信号Vcdを、例えば１フレーム分だけ入力する。
ステップＳ２２２において、データ分解部４１１は、１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdを、１フレーム分のデジタル信号Vaと１フレーム分のデジタル信号Vbとに分解する。
ステップＳ２２３において、データ分解部４１１は、変換情報が分解されたか否かを判定する。
ステップＳ２２２の処理で符号化デジタル画像信号Vcdから分解されたデジタル信号Vbに、１フレーム分の分析単位毎の変換情報が含まれている場合、ステップＳ２２３において変換情報が分解されたと判定されて、ステップＳ２２４の処理は実行されずに処理はステップＳ２２５に進む。その際、１フレーム分の分析単位毎の変換情報であるデジタル信号Vbは、データ分解部４１１から逆変換部４１３に提供される。
これに対して、ステップＳ２２２の処理で符号化デジタル画像信号Vcdから分解されたデジタル信号Vbに、変換情報が含まれておれず、１フレーム分の分析単位毎の変換情報生成用情報が含まれている場合、ステップＳ２２３において変換情報が分解されていないと判定されて、１フレーム分の分析単位毎の変換情報生成用情報であるデジタル信号Vbは、データ分解部４１１から分析部４１２に提供される。これにより、処理はステップＳ２２４に進む。
ステップＳ２２４において、分析部４１２は、１フレーム分の分析単位毎の変換情報生成用情報のそれぞれを利用して、１フレーム分の分析単位毎の変換情報を生成する。１フレーム分の分析単位毎の変換情報が、分析部４１２から逆変換部４１３に提供されると、処理はステップＳ２２５に進む。
ステップ２２５において、逆変換部４１３は、データ分解部４１１または分析部４１２から提供された１フレーム分の分析単位毎の変換情報を利用して、１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdの表現形式を分析単位毎に元に戻す。即ち、ステップＳ２２５の処理とは、図２３のステップＳ２０４の変換処理の逆処理（逆変換処理）であるとも言える。
符号化デジタル画像信号Vcdの表現形式が分析単位毎に元に戻されるとは、上述したように、表現形式が元に戻された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）が得られることを言う。従って、ステップＳ２２５の処理の結果、表現形式が元に戻された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）が、逆変換部４１３から復号画像生成部４１４に提供される。これにより、処理はステップＳ２２６に進む。
ステップＳ２２６において、復号画像生成部４１４は、表現形式が元に戻された分析単位毎の処理データ（１以上のデータ群）から、ステップＳ２２１の処理で入力された１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdの復号信号である１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2を生成する。
ステップＳ２２７において、復号画像生成部４１４は、この１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2を出力する。
ステップＳ２２８において、復号部５４は、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。
全フレームに対する処理がまだ終了していない場合、ステップＳ２２８においてNOであると判定されて、処理はステップＳ２２１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、次の１フレーム分の符号化デジタル画像信号Vcdが、ステップＳ２２１の処理で入力され、ステップＳ２２２乃至Ｓ２２６の処理で上述した復号処理が施され、その結果、次の１フレーム分のデジタル画像信号Vdg2が得られ、このデジタル画像信号Vdg2がステップＳ２２７の処理で出力される。
このようなステップＳ２２１乃至Ｓ２２８のループ処理が全フレームに対して施され、最後のフレーム分のデジタル画像信号Vdg2が出力されると、次のステップＳ２２８においてYESであると判定されて、図２５の例の復号処理は終了となる。
以上、図２５を参照して、図２４の機能的構成を有する復号部５４の復号処理の例について説明した。
即ち、以上、図３乃至図２５を参照して、図２の符号化部５２とそれに対応する復号部５４との詳細について説明した。
ところで、本発明が適用される画像処理システムは、図２の例に限定されず、様々な実施の形態を取ることができる。即ち、本発明が適用される画像処理システムは、例えば、上述した図２２の機能的構成を有する符号化部５２と、上述した図２４の機能的構成を有する復号部５４とを含む構成であれば、その構成は特に限定されない。具体的には例えば、本発明が適用される画像処理システムは、図２６に示されるように構成することもできる。
即ち、図２６は、本発明が適用される画像処理システムの構成例を示している。
なお、図２６の例の画像処理システムにおいて、図２の例の画像処理システムと対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
図２６と図２とを比較するに、図２６の例の符号化装置４１は、図２の例の符号化装置４１に対して、アナログ歪み生成部４５１がさらに含むように構成されている。
アナログ歪み生成部４５１は、その名称の通り、再生装置１から出力されたアナログ画像信号Van1に対してアナログ歪みを積極的に生じさせる（アナログノイズを強制的に付加する）。そして、アナログ歪み生成部４５１は、アナログノイズが強制的に付加されたアナログ画像信号Van1をA/D変換部５１に供給する。
なお、アナログ歪み生成部４５１の配置位置は、図５８の例に限定されず、任意の位置でよい。例えば、復号装置４２のD/A変換部５５の後段や、再生装置１のD/A変換部１２の後段に、アナログ歪み生成部４５１を配置させてもよい。
図２６の例の画像処理システムにおけるその他の構成は、図２の例の画像処理システムにおける対応する構成と基本的に同様である。従って、図２６の例の画像処理システムの動作は、アナログ歪み生成部４５１によりアナログ歪みがアナログ画像信号Van1に対して強制的に付加されることを除いて、図２の例の画像処理システムの動作と基本的に同様である。従って、その説明については省略する。
ところで、上述した一連の処理（或いはそのうちの一部分の処理）は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。
この場合、図２または図２６の画像処理システムのうちの、符号化装置４１や復号装置４２の全体若しくはその一部分（例えば、符号化部５２や復号部５４等）は、例えば、図２７に示される構成のコンピュータで構成することができる。
図２７において、CPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記録されているプログラム、または記憶部５０８からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５０５も接続されている。
入出力インタフェース５０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５０６、ディスプレイなどよりなる出力部５０７、ハードディスクなどより構成される記憶部５０８、および、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部５０９が接続されている。通信部５０９は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。
入出力インタフェース５０５にはまた、必要に応じてドライブ５１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記録媒体５１１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５０８にインストールされる。
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
このようなプログラムを含む記録媒体は、図２７に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記録媒体（パッケージメディア）５１１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、上述したように、本明細書において、システムとは、複数の処理装置や処理部により構成される装置全体を表すものである。
また、符号化または復号の対象は、上述した例では画像信号とされたが、特に画像信号に限定されず、その他の任意の信号であってもよい。
さらにまた、上述した各種画像処理の単位は、上述した例ではフレームとされたが、基本的にアクセスユニットであればよい。ここで言うアクセスユニットとは、フレームのような画像全体若しくはそれを構成する画像データのみならず、画像の一部分（例えばフィールド）若しくは画像データといった画像の単位を言う。
従来の画像表示システムの構成例を示すブロック図である。 本発明が適用される画像処理システムの構成例を示すブロック図である。 図２の画像処理システムのうちの符号化部５２の構成例を示すブロック図である。 図３の処理領域分割部８２の処理例を説明する図である。 図３のベクトル化部８３の処理例を説明する図である。 図３のベクトル化部８３の処理例を説明する図である。 図３のベクトル化部８３の処理例を説明する図である。 図３のベクトル化部８３の処理例を説明する図である。 図３の直交変換基底生成部８４と直交変換符号化部８５との処理例を説明する図である。 図３の直交変換基底生成部８４と直交変換符号化部８５との処理例を説明する図である。 図３の直交変換基底生成部８４と直交変換符号化部８５との処理例を説明する図である。 図３の直交変換符号化部８５に適用可能な符号化方式の一例であるADRC方式の説明をする図である。 図３の例の符号化部５２の符号化処理例を説明するフローチャートである。 図２の画像処理システムのうちの、図３の例の符号化部５２に対応する復号部５４の構成例を示すブロック図である。 図１４の逆直交変換復号部１０３の処理例を説明する図である。 図１４のブロック分解部１０４の処理例を説明する図である。 図１４の例の復号部５４の復号処理例を説明するフローチャートである。 １回目の符号化と復号を経て得られた実画像、即ち、再生装置１から実際に出力されたアナログ画像信号Van1に対応する実画像の例を示す図である。 ２回目の符号化と復号を経て得られた実画像、即ち、図３の例の符号化部５２から実際に出力されて、図２の記録部５３により記録媒体に実際に記録されたた符号化デジタル画像信号Vcdが実際に再生され、その結果得られた実画像の例を示す図である。 １回目の符号化と復号を経て得られる画像、即ち、再生装置１から出力されるアナログ画像信号Van1に対応する画像を示す模式図である。 ２回目の符号化と復号を経て得られる画像、即ち、図３の例の符号化部５２から出力されて、図２の記録部５３により記録媒体に記録されたた符号化デジタル画像信号Vcdが再生され、その結果得られる画像を示す模式図である。る。 図２の画像処理システムのうちの符号化部５２の機能的構成例を示す機能ブロック図である。 図２２の機能的構成の符号化部５２の符号化処理例を説明するフローチャートである。 図２の画像処理システムのうちの、図２２の機能的構成の符号化部５２に対応する復号部５４の機能的構成例を示す機能ブロック図である。 図２４の機能的構成の復号部５４の復号処理例を説明するフローチャートである。 本発明が適用される画像処理システムの図２とは異なる構成例を示すブロック図である。 本発明が適用される符号化装置または復号装置の少なくとも一部分のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
符号の説明
１ 再生装置， ２ 表示部， １１ 復号部， １２ D/A変換部， ３１ 記録再生装置， ４１ 符号化装置， ４２ 復号装置， ５１ A/D変換部， ５２ 符号化部， ５３ 記録部， ５４ 復号部， ５５ D/A変換部， ５６ 表示部， ８１ 入力部， ８２ 処理領域分割部，８３ ベクトル化部, ８４ 直交変換基底生成部， ８５ 直交変換符号化部, ８６ 重畳部, ８７ 出力部， １０１ 入力部， １０２ データ分解部， １０３ 逆直交変換復号部， １０４ ブロック分解部， １０５ 出力部， ４０１ 設定部４０１ 分析部， ４０３ 変換部， ４０４ 重畳部， ４１１ データ分解部， ４１２ 分析部， ４１３ 逆変換部， ４１４ 復号画像生成部， ４５１ アナログ歪み生成部， ５０１ ＣＰＵ， ５０２ ＲＯＭ， ５０３ ＲＡＭ， ５０８ 記憶部， ５１１ リムーバブル記録媒体

Claims (14)

  1. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの、所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割手段と、
    前記分割手段により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化手段と、
    分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化手段により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析手段と、
    前記分析手段により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換手段と
    を備え、
    前記ベクトル化手段が前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルを生成した場合、
    前記変換手段は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
    ことを特徴とするデータ変換装置。
  2. データに対してアナログ歪みを生じさせるアナログ歪み生成手段をさらに備え、
    前記アナログ歪み生成手段によりアナログノイズが付加されたデータが、前記入力データとして前記分割手段に入力される
    ことを特徴とする請求項１に記載のデータ変換装置。
  3. N個の前記コンポーネントデータは、対応する画素についての赤の輝度レベルを示す第１の画素データと、対応する前記画素についての緑の輝度レベルを示す第２の画素データと、対応する前記画素についての青の輝度レベルを示す第３の画素データとを含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のデータ変換装置。
  4. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換装置のデータ変換方法であって、
    前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、
    前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、
    分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、
    前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップと
    を含み、
    前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、
    前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
    ことを特徴とするデータ変換方法。
  5. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換処理を制御するコンピュータに、
    前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、
    前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、
    分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、
    前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップと
    を含み、
    前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、
    前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
    処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  6. １画素につき複数のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの少なくとも一部の表現形式を変換するデータ変換処理を制御するコンピュータに、
    前記入力データのうちの所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割ステップと、
    前記分割ステップの処理により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化ステップと、
    分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化ステップの処理により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析ステップと、
    前記分析ステップの処理により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換ステップと
    を含み、
    前記ベクトル化ステップにおいて、前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成された場合、
    前記変換ステップの処理は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
    処理を実行させるためのプログラム。
  7. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
    分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
    分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
    生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
    １以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力されるデータ逆変換装置であって、
    前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離手段と、
    前記分離手段により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換手段と
    を備え、
    前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
    ことを特徴とするデータ逆変換装置。
  8. 前記元データにはアナログ歪みが生じている
    ことを特徴とする請求項７に記載のデータ逆変換装置。
  9. N個の前記コンポーネントデータは、対応する画素についての赤の輝度レベルを示す第１の画素データと、対応する前記画素についての緑の輝度レベルを示す第２の画素データと、対応する前記画素についての青の輝度レベルを示す第３の画素データとを含む
    ことを特徴とする請求項７に記載のデータ逆変換装置。
  10. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
    分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
    分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
    生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
    １以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力されるデータ逆変換装置のデータ逆変換方法であって、
    前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、
    前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップと
    を含み、
    前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
    ことを特徴とするデータ逆変換方法。
  11. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
    分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
    分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
    生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
    １以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力される装置を制御するコンピュータに、
    前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、
    前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップと
    を含み、
    前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
    処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  12. １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
    分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
    分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
    生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
    １以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として入力される装置を制御するコンピュータに、
    前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離ステップと、
    前記分離ステップの処理により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換ステップと
    を含み、
    前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
    処理を実行させるためのプログラム。
  13. 画像データの表現形式を変換する変換部と、前記画像データの、前記変換部により変換された表現形式を逆変換する逆変換部とを構成要素として含む情報処理システムにおいて、
    前記変換部は、
    １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上のアクセスユニットから構成される入力データのうちの、所定の１つのアクセスユニットを処理対象に設定し、処理対象の前記アクセスユニットを１以上のブロックに分割する分割手段と、
    前記分割手段により分割された１以上の前記ブロックのそれぞれを分析対象に１つずつ順次設定し、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルを生成するベクトル化手段と、
    分析対象の前記ブロックについて前記ベクトル化手段により生成された前記第１のベクトルを対象とする主成分分析を行うことで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底を分析対象毎に個別に生成する分析手段と、
    前記分析手段により生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルを、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換し、前記第２のベクトルからなるデータ群を所定の単位毎に符号化する変換手段と
    を有し、
    前記ベクトル化手段が前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルを生成した場合、
    前記変換手段は、分析対象の前記ブロックについて、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルを、前記分析手段により生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換し、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群を、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により、主成分毎に符号化する
    ことを特徴とする情報処理システム。
  14. 画像データの表現形式を変換する変換部と、前記画像データの、前記変換部により変換された表現形式を逆変換する逆変換部とを構成要素として含む情報処理システムにおいて、
    前記変換部、または、前記変換部以外の装置により、
    １画素につきN個（Nは２以上の整数値）のコンポーネントデータを有する１以上の第１のアクセスユニットから構成される元データのうちの、所定の１つの第１のアクセスユニットが処理対象に設定され、処理対象の前記第１のアクセスユニットが１以上のブロックに分割され、
    分割された１以上の前記ブロックのそれぞれが分析対象に１つずつ順次設定され、分析対象の前記ブロックに対応するM個（Mは１以上の整数値）の画素毎に、N種類のコンポーネントデータのうちの所定の１種類のコンポーネントデータの値を前記ブロックのM個の画素全てについて順に配列させたものを各成分値として有するM次元の第１ベクトルを生成する第１のベクトル生成手法、前記ブロックのM個の画素全てのN個のコンポーネントデータの値をコンポーネントデータの種類ごとに順に配列させたものを各成分値として有するM×N次元の第１ベクトルを生成する第２のベクトル生成手法、または、画素の前記N個のコンポーネントデータの値を各成分値として有するN次元の第１のベクトルを画素毎に生成する第３のベクトル生成手法のいずれか１つのベクトル生成手法により、第１のベクトルが生成され、
    分析対象の前記ブロックについて前記第１のベクトルを対象とする主成分分析が行われることで、分析対象の前記ブロックの各画素の前記コンポーネントデータの表現形式を変換するための基底が分析対象毎に個別に生成され、
    生成された前記基底を利用して、第１の座標系で表現される分析対象の前記ブロックの前記第１のベクトルが、前記基底を軸とする第２の座標系で表現される第２のベクトルに変換され、さらに前記第２のベクトルからなるデータ群が所定の単位毎に符号化され、その結果、１以上の前記ブロックのそれぞれに対応する１以上の符号化データのそれぞれが得られ、
    １以上の前記符号化データのそれぞれに対して、それぞれの生成に利用された前記基底が対応付けられて重畳されたデータが、入力データのうちの少なくとも一部として前記逆変換部に入力され、
    前記逆変換部は、
    前記入力データから、１以上の前記符号化データのそれぞれと、それぞれに対応付けられた前記基底のそれぞれとを分離する分離手段と、
    前記分離手段により前記入力データから分離された１以上の前記符号化データのそれぞれを処理対象に１つずつ順次設定し、処理対象の前記符号化データを復号し、その結果得られる前記データ群を構成する前記第２のベクトルのそれぞれを、処理対象の前記符号化データに対応付けられた前記基底を利用して、前記第１のベクトルのそれぞれに逆変換する逆変換手段と
    を有し、
    前記第３のベクトル生成手法により第１のベクトルが生成されていた場合、分析対象の前記ブロックについての、前記N個のコンポーネントデータのそれぞれを軸とする第１の座標系で表現されるM個の前記第１のベクトルは、生成された前記基底を軸とする第２の座標系で表現されるM個の第２のベクトルに変換され、M個の前記第２のベクトルからなるデータ群が、第１主成分の量子化ビット数がその他の主成分と比べて一番大きくなるように各主成分の量子化ビット数が設定されたADRC方式により主成分毎に符号化されている
    ことを特徴とする情報処理システム。
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