JP6336638B2 - 信号間の変換を推定するための信号処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
[00040]最小二乗技法
[00041]最小二乗技法は、線形変換の初期推測を前提として最小二乗誤差(すなわち、最尤推定値)を生じる線形変換を推定する。演算は乗算及び加算からなり、ハードウェアに都合がよい。
この段階では、変換された周波数座標は、信号の初期変換及び元の(すなわち変換されていない)周波数座標を使用して計算される。
このステップでは、周波数振幅平面において変換された周波数の小さな近傍のあたりのピーク値を探索することによって、変換された周波数ごとにより適切な位置を求める。このステップの最後において、より適切なピーク位置がこの周波数について見つけられた場合は、各変換された周波数の座標が更新される。このプロセスで計算された最適周波数座標によって、単一線形変換では、もはや同時に求めることができない位置がもたらされる。
このステップでは、更新された線形変換が、最小二乗公式を使用して更新された座標から計算される。この更新された変換が、次の反復のための初期推測として使用される。最小二乗技法は、元の座標と変換された座標の間の二乗誤差を最小限にする変換を提供する。特に、最小二乗技法は、位置誤差の合計を最小二乗誤差の観点で最小限にする変換を提供する。誤差からの新しい変換の計算は、以下のように実装される。
[00052]DLSは、被疑信号と参照信号との間の線形変換を決定するための最小二乗技法の効率的な適用である。本発明の特定の実装形態は、画像に適用され、特に、被疑画像が、透かし入り画像であり、参照信号が、透かし入り画像に埋め込まれていると想定される透かし信号である。この場合、課題は、既知である元の参照信号と、被疑信号に埋め込まれていると想定されるその対応物との間の線形変換を決定することである。
[00062]座標更新プロセスは、対象となる変換された位置(周波数)を囲む小さな近傍のあたりのピーク(又は角部若しくは特徴などの所望の特性)の局所探索を含む。
[00067]本発明の位相推定手法は、位相を計算し抽出するために追加の高速フーリエ変換(FFT)が続く画像の逆変換を行うのではなく、変換された信号のFFTから位相を計算するため、有利である。位相推定は、参照信号が被疑信号内で受けた線形変換を使用する。この線形変換を計算する1つの方法として直接最小二乗を示したが、マッチドフィルタ(例えば、線形変換を近似するためのフーリエメリン相関)を使用するなどして線形変換を計算する他の方法がある。
[00086]図1を再度参照すると、位相推定に続くプロセスが、変換された参照信号の位相のこの推定値を使用して、参照信号と被疑信号との間の平行移動を決定している。この段階で平行移動を計算する代替的手法がある。本発明の手法は、変換された参照信号と被疑信号との位相表現の間の位相相関を行うことである(これは逆FFT演算を必要とする)。次に、位相偏移と呼ばれる代替的手法について説明する。
[00088]位相偏移は、一般に2つの画像又は信号の間の平行移動を推定する代替的手法である。位相変換手法と比較して、位相偏移は、逆FTT動作を必要としない。
[00096]位相偏移が、任意の実数値の平行移動オフセットについて計算されうる。これは、位相相関手法を用いる整数値の平行移動推定ではなく、サブサンプル平行移動推定を行う。
[00099]基本的位相偏移の定式は、周波数におけるパターンを活用するために修正してもよい。1次元(水平又は垂直)の座標値の線形結合がゼロである周波数のセットにより、直交次元での1D位相偏移の定式がもたらされる。概念的には、これにより、2D空間の2D正弦曲線のセットの乗算である直交次元での仮想1D信号がもたらされる。仮想1D信号の周波数は、直交次元の周波数の合計によって与えられる。次いで、平行移動を、2D位相偏移のコストのごく一部のコストで、1D位相偏移の定式を用いて、各次元で独立して推定することができる。加えて、最小位相偏移メトリックの探索は、1Dに沿っており(すなわち、1次元データセット上であり)、計算コスト全体を更に減少させる。
[000133]具体的な実装形態を参照して本技術の原理を説明し例示したが、本技術は、多くの他の異なる形態で実装可能であることが理解されよう。明細書を過度に長くせずに包括的な開示を行うために、出願人は、上記に参照した特許及び特許出願を参照により組み込む。
Claims (18)
- 変換された信号の位相の推定値を計算する方法であって、
離散参照信号を表す特徴位置のセットを用意するステップと、
被疑信号を受け取るステップと、
前記参照信号に変換を適用して、変換された位置のセットを用意するステップと、
点広がり関数を使用して、前記変換された位置のあたりの近傍の離散サンプル位置において前記被疑信号から位相をサンプリングし、前記変換された位置に対応する位置における前記被疑信号の位相の推定値を用意するステップと、
を含む方法。 - 前記被疑信号が画像信号を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記被疑信号が、画像センサからサンプリングされた画像信号を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記参照信号が信号成分のセットを含み、前記特徴位置が前記信号成分の位置である、請求項1に記載の方法。
- 前記信号成分が周波数成分であり、前記特徴位置が前記周波数成分の周波数位置である、請求項4に記載の方法。
- 前記被疑信号が、前記参照信号のバージョンを含み、前記点広がり関数が、前記被疑信号内の前記参照信号の前記バージョンの位相を決定するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記位相が、前記被疑信号内の前記参照信号の前記バージョンと前記参照信号との間の変換を決定するために使用される、請求項6に記載の方法。
- 前記参照信号が、前記被疑信号に埋め込まれたデジタル透かし信号に対応し、前記位相が、前記被疑信号内の前記デジタル透かし信号を検出するために使用される、請求項6に記載の方法。
- 命令が格納されたコンピュータ可読媒体であって、前記命令が、1つ又は複数のプロセッサによって実行されたとき、変換された信号の位相の推定値を計算する方法を実施し、前記方法が、
離散参照信号を表す特徴位置のセットを用意するステップと、
被疑信号を受け取るステップと、
前記参照信号に変換を適用して、変換された位置のセットを用意するステップと、
点広がり関数を使用して、前記変換された位置のあたりの近傍の離散サンプル位置において前記被疑信号から位相をサンプリングし、前記変換された位置に対応する位置における前記被疑信号の位相の推定値を用意するステップと、
を含む方法。 - 被疑信号の位相を格納するためのメモリと、
参照信号の座標を、変換された座標位置に変換するための変換モジュールと、
変換された座標位置のあたりの位置において前記メモリから前記被疑信号の選択された位相を読み取り、点広がり関数を前記選択された位相に適用して推定位相を提供するための点広がり関数モジュールと、
を備える回路。 - 前記被疑信号が画像信号を含む、請求項10に記載の回路。
- 前記被疑信号が、画像センサからサンプリングされた画像信号を含む、請求項11に記載の回路。
- 前記参照信号が信号成分のセットを含み、前記座標が前記信号成分の位置である、請求項10に記載の回路。
- 前記信号成分が周波数成分であり、前記座標が前記周波数成分の周波数位置を含む、請求項13に記載の回路。
- 前記被疑信号が、前記参照信号のバージョンを含み、前記点広がり関数が、前記被疑信号内の前記参照信号の前記バージョンの位相を決定するために使用される、請求項10に記載の回路。
- 前記位相が、前記被疑信号内の前記参照信号の前記バージョンと前記参照信号との間の変換を決定するために使用される、請求項15に記載の回路。
- 前記参照信号が、前記被疑信号に埋め込まれたデジタル透かし信号に対応し、前記位相が、前記被疑信号内の前記デジタル透かし信号を検出するために使用される、請求項15に記載の回路。
- 前記点広がり関数モジュールは、点広がり関数テーブルと、前記点広がり関数を前記選択された位相に適用するための積演算子及び和演算子と、を備える、請求項10に記載の回路。
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