JPH09139676A - Data conversion method and device - Google Patents

Data conversion method and device

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JPH09139676A
JPH09139676A JP23024796A JP23024796A JPH09139676A JP H09139676 A JPH09139676 A JP H09139676A JP 23024796 A JP23024796 A JP 23024796A JP 23024796 A JP23024796 A JP 23024796A JP H09139676 A JPH09139676 A JP H09139676A
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signal
wavelet
compressed
conversion
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裕彦 風戸
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain higher reliability even in the case of expansion without much change from original data. SOLUTION: A correction signal generating section 5b of the converter uses an original signal V0 , an inverse conversion signal VI0 and a permissible error (e) to compare the original signal and n-th data of the inverse conversion signal. When the absolute value of the error is not in excess of the permissible error (e), the n-th data of the correction signal are set to 0, and when the absolute value of the error is in excess of the permissible error (e), the n-th data of the correction signal are replaced with n-th data of the original signal. The correction signal generating section 5b generates correction signals VX0 :VX0 (n) consisting of N-sets of data by conducting the processing above from n=1 to n=N.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、画像データや音
声データ、または、プロセスデータや圧力,電圧などの
計測データをデータ圧縮・伸張するデータ変換装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data converter for compressing / expanding image data, audio data, process data, and measurement data such as pressure and voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】非可逆なデータ圧縮技術は、主に冗長な
データを直接削除する直接圧縮法と、直交変換などによ
って特徴の抽出などを行う変換圧縮法に大別される。こ
の中で、許容誤差の設定が可能なデータ圧縮法は、直接
圧縮法に類別されるものがほとんどである。直接圧縮法
に類別されるものの中で、許容誤差の設定が可能なデー
タ圧縮方法としては、零次予測型圧縮方法,一次予測型
圧縮方法,零次補間型圧縮方法,一次補間型圧縮方法な
どがある。これらの手法は、いずれもデータ全体を直線
近似することに基づいている。
2. Description of the Related Art Irreversible data compression techniques are roughly classified into a direct compression method for directly deleting redundant data and a conversion compression method for extracting features by orthogonal transformation. Of these, most of the data compression methods for which the allowable error can be set are classified into the direct compression method. Among the direct compression methods, the data compression methods for which the allowable error can be set include the zero-order prediction type compression method, the first-order prediction type compression method, the zero-order interpolation type compression method, and the first-order interpolation type compression method. There is. All of these methods are based on linear approximation of the entire data.

【0003】上述した手法の中では、一次補間型圧縮法
が、最も圧縮率が高い。以下、この一次補間型圧縮法に
ついて、概略を説明する。まず、ある時刻tnでのデー
タをXnとし、出発点X0を必要な点として保存する。
ついで、出発点X0から、その次の点X1より許容範囲
eだけ上下の点へ2本の直線を引き、これらをU1,L
1とする。同様に、出発点X0から、その2つ次の点X
2より許容範囲eだけ上下の点へ2本の直線U2,L2
を引く。
Among the above-mentioned methods, the linear interpolation type compression method has the highest compression rate. The outline of the linear interpolation type compression method will be described below. First, the data at a certain time tn is set as Xn, and the starting point X0 is stored as a required point.
Next, draw two straight lines from the starting point X0 to points above and below the next point X1 by the allowable range e, and draw these U1 and L
Let it be 1. Similarly, from the starting point X0 to the second next point X
Two straight lines U2, L2 to the upper and lower points by the allowable range e from 2
pull.

【0004】ここで、直線U2,L2で挟まれる領域
と、直線U1,L1で挟まれる領域とで重なる部分が無
い場合、点X1は必要なデータとして保存し、このX1
を新たな出発点とし、上述と同様のことを行う。一方、
その重なる部分がある場合、点X1は余分なデータとみ
なして削除し、今度は、出発点X0から、点X3より許
容範囲eだけ上下の点へ2本の直線を引き、これらをU
3,L3とする。
Here, if there is no overlapping portion between the area sandwiched by the straight lines U2 and L2 and the area sandwiched by the straight lines U1 and L1, the point X1 is saved as necessary data, and this X1 is stored.
With the new starting point, do the same as above. on the other hand,
If there is an overlapping part, the point X1 is regarded as extra data and deleted, and this time, two straight lines are drawn from the starting point X0 to a point above and below the allowable range e from the point X3 by U.
3, L3.

【0005】そして、直線U3,L3で挟まれる領域
と、直線U2,L2および直線U1,L1で挟まれる領
域とで重なる部分が有る場合、点X2は余分なデータと
みなして削除し、無い場合は、点X2は必要なデータと
して保存する。以上示したことと同様に、出発点Xmか
ら、点Xnより許容範囲eだけ上下の点へ2本の直線U
n,Lnを引き、この2つの直線で挟まれる領域と、k
=m+1〜n−1の全てにおいて、2本の直線Uk,L
kで挟まれる領域とで重なる部分がある場合、点Xn−
1を余分なデータとみなして削除する。
When there is a portion where the region sandwiched by the straight lines U3 and L3 and the region sandwiched between the straight lines U2 and L2 and the straight lines U1 and L1 overlap, the point X2 is regarded as extra data and deleted. Stores the point X2 as necessary data. Similarly to the above, two straight lines U are provided from the starting point Xm to points above and below the point Xn by the allowable range e.
n and Ln are subtracted, and the area between these two straight lines and k
= M + 1 to n−1, two straight lines Uk and L
If there is a portion that overlaps the area sandwiched by k, the point Xn-
1 is regarded as extra data and deleted.

【0006】また、上述の手法のほかに、ウエーブレッ
ト変換を用いたデータ圧縮技術がある。ウエーブレット
変換は、その性質により、連続ウエーブレット変換、離
散ウエーブレット変換に分類される。その、離散ウエー
ブレット変換は、逆変換が一意に決まるかどうかによ
り、直交ウエーブレット変換と非直交ウエーブレット変
換に分類される。
In addition to the above-mentioned method, there is a data compression technique using wavelet transform. The wavelet transform is classified into a continuous wavelet transform and a discrete wavelet transform according to its property. The discrete wavelet transform is classified into an orthogonal wavelet transform and a non-orthogonal wavelet transform depending on whether or not the inverse transform is uniquely determined.

【0007】データ圧縮に用いられるウエーブレット変
換は、直交ウエーブレット変換なので、以下に、直交ウ
エーブレット変換について説明する。時間領域上にある
信号を、V0:V0(n){n=1,2,・・・,N}と
する。直交ウエーブレット順変換は以下の数1で表され
る。
Since the wavelet transform used for data compression is an orthogonal wavelet transform, the orthogonal wavelet transform will be described below. The signal on the time domain is V 0 : V 0 (n) {n = 1, 2, ..., N}. The orthogonal wavelet forward transform is expressed by the following equation 1.

【0008】[0008]

【数1】 (Equation 1)

【0009】この変換式により、信号V0 から信号
1:V1(n){n=1,2,〜N/2}とW1:W
1(n){n=1,2,〜N/2}が得られ、同様に、
j:Vj(n){n=1,2,〜N/2j }から、V
j+1:Vj+1(n){n=1,2,〜N/2j+1 }とW
j+1:Wj+1(n){n=1,2,〜N/2j+1 }が得ら
れる。また、直交ウエーブレット逆変換は、以下の数2
で表される。
According to this conversion formula, from the signal V 0 to the signal V 1 : V 1 (n) {n = 1, 2, ... N / 2} and W 1 : W
1 (n) {n = 1,2, ... N / 2} is obtained, and similarly,
From V j : V j (n) {n = 1, 2, ~ N / 2 j }, V j
j + 1 : V j + 1 (n) {n = 1, 2, ~ N / 2 j + 1 } and W
j + 1 : W j + 1 (n) {n = 1, 2, ... N / 2 j + 1 } is obtained. In addition, the orthogonal wavelet inverse transformation is given by
It is represented by

【0010】[0010]

【数2】 (Equation 2)

【0011】したがって、逆変換によってもとの時間領
域の信号V0 を得るには、ウエーブレット順変換によっ
て得られた信号Vj とW1〜Wj{jは自然数}が必要と
なる。時間領域の信号V0 のデータ数Nが2j で割り切
れる場合、Vj とW1〜Wjのデータ数の和はNとなり、
0 と等しくなる。
Therefore, in order to obtain the original signal V 0 in the time domain by the inverse transform, the signals V j and W 1 to W j {j is a natural number} obtained by the wavelet forward transform are required. When the data number N of the signal V 0 in the time domain is divisible by 2 j , the sum of the data numbers of V j and W 1 to W j is N,
It becomes equal to V 0 .

【0012】以上のことにより、直交ウエーブレット変
換とは、時間領域上の信号V0 を、複数の時間周波数領
域上の信号Vj とW1〜Wjに分解する変換といえる。ま
た、Vj はもとの信号にローパスフィルタを通したよう
な信号となるので、平滑化信号と呼ばれ、W1〜Wjはバ
ンドパスフィルターを通したような信号となるので、詳
細信号と呼ばれる。ウエーブレット変換を利用したデー
タ圧縮は、以下の手順で行われる。
From the above, the orthogonal wavelet transform can be said to be a transform that decomposes the signal V 0 in the time domain into a plurality of signals V j in the time frequency domain and W 1 to W j . Further, since V j is a signal which is obtained by passing the original signal through a low pass filter, it is called a smoothed signal, and W 1 to W j are signals which are passed by a band pass filter, and thus are detailed signals. Called. Data compression using wavelet conversion is performed by the following procedure.

【0013】もとのデータを信号V0:V0(n){n
=1,2,・・・,N}とおき、V0に直交ウエーブレ
ット順変換をj回繰り返し行い、平滑化信号Vj と複数
の詳細信号W1〜Wjを得る。 平滑化信号Vj と詳細信号W1〜Wjのそれぞれにおい
て量子化を行い、それぞれの信号における振幅の小さな
データを削除していく。 量子化された平滑化信号Vj と量子化された詳細信号
1〜Wjの組み合わせを圧縮データとする。 データの伸張は圧縮データに対し、直交ウエーブレッ
ト逆変換を施すことによりなされる。
The original data is converted into the signal V 0 : V 0 (n) {n
= 1, 2, ..., N}, the orthogonal wavelet forward conversion is repeated j times for V 0 to obtain the smoothed signal V j and a plurality of detailed signals W 1 to W j . Quantization is performed on each of the smoothed signal V j and the detailed signals W 1 to W j , and data with small amplitude in each signal is deleted. A combination of the quantized smoothed signal V j and the quantized detailed signals W 1 to W j is used as compressed data. Decompression of data is performed by subjecting compressed data to inverse inverse wavelet transform.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の手法に
よる、許容誤差の設定が行えるデータ圧縮・伸張技術で
は、対象となる信号を直線で近似するため、圧縮したデ
ータから伸張したデータにはもとの信号にはなかった不
連続点が生じる。この不具合は、対象となる信号が滑ら
かな場合に顕著に現れる。したがって、この手法で伸張
された信号は、連続性や周波数特性が原信号のものとは
異なってしまい、信号の連続性を見る異常診断や、信号
の周波数解析などには用いることができなかった。
In the data compression / decompression technique capable of setting the allowable error by the above-mentioned conventional method, the target signal is approximated by a straight line. The discontinuity which was not in the signal of and occurs. This problem is noticeable when the target signal is smooth. Therefore, the signal expanded by this method has different continuity and frequency characteristics from those of the original signal, and could not be used for abnormality diagnosis to see the continuity of the signal or frequency analysis of the signal. .

【0015】これに対して、従来のウエーブレット変換
を用いたデータ圧縮では、圧縮・伸張されたデータは、
原信号にないような不連続点が生じることがない。しか
し、このウエーブレット変換はある決まった関数を用い
ることで展開するだけで、データそのものに手を加えら
れないため、このデータ圧縮では原信号に対する許容誤
差の設定ができない。このため、伸張データ点毎の信頼
性がなく、しきい値を用いた信号処理を行うことが困難
であるという問題があった。
On the other hand, in the conventional data compression using the wavelet transform, the compressed / decompressed data is
The discontinuity that does not exist in the original signal does not occur. However, since this wavelet transformation is expanded only by using a certain function and the data itself cannot be modified, the data compression cannot set the allowable error for the original signal. For this reason, there is a problem in that it is difficult to perform signal processing using a threshold value because the decompressed data points are not reliable.

【0016】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、ウエーブレット変換によ
るデータ圧縮で、圧縮したデータを伸張したときに、も
とのデータとあまり変わらず、より高い信頼性が得られ
るようにすることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and when the compressed data is decompressed by the data compression by the wavelet transform, the original data is not much different from the original data. The purpose is to obtain higher reliability.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明のデータ変換方
法は、原信号を所望の展開回数でウエーブレット変換し
て変換データを生成し、変換データをウエーブレット逆
変換した値と原信号との差が所望の許容誤差範囲となる
ように変換データを修正して原信号を圧縮した圧縮デー
タとして生成するようにした。このため、得られた圧縮
データを伸張した伸張データは、原信号より設定した許
容誤差以内となっている。また、変換データの中の平滑
化信号をウエーブレット逆変換した値と原信号との差が
所望の許容誤差を越えていた場合、平滑化信号の代わり
に原信号に戻した修正信号を生成し、展開回数と平滑化
信号と修正信号とからなるデータを原信号を圧縮した圧
縮データとして生成するようにした。この場合、得られ
た圧縮データは、平滑化信号と修正信号および展開回数
からなり、これらを用いて伸張した伸張データは、原信
号より設定した許容誤差以内となっている。一方、変換
データの中の平滑化信号と詳細信号より逆変換した値と
原信号との差が所望の許容誤差を超えない範囲で、平滑
化信号と詳細信号それぞれよりデータを間引いた抽出平
滑化信号と抽出詳細信号とを生成し、展開回数と抽出平
滑化信号と抽出詳細信号とからなるデータを原信号を圧
縮した圧縮データとして生成するようにした。このた
め、得られた圧縮データは、データを間引いた抽出平滑
化信号と抽出詳細信号および展開回数からなり、これら
を用いて伸張した伸張データは、原信号より設定した許
容誤差以内となっている。
According to the data conversion method of the present invention, the original signal is wavelet-converted with a desired number of expansions to generate converted data, and the converted data is inversely wavelet-converted to obtain the original signal. The converted data is modified so that the difference is within a desired allowable error range, and the original signal is compressed to generate compressed data. Therefore, the decompressed data obtained by decompressing the obtained compressed data is within the allowable error set from the original signal. Also, if the difference between the original signal and the value obtained by inverse wavelet conversion of the smoothed signal in the converted data exceeds the desired tolerance, a corrected signal that is restored to the original signal is generated instead of the smoothed signal. The data consisting of the number of expansions, the smoothed signal and the modified signal is generated as compressed data obtained by compressing the original signal. In this case, the obtained compressed data is composed of the smoothed signal, the corrected signal and the number of expansions, and the expanded data expanded using these is within the allowable error set from the original signal. On the other hand, in the range where the difference between the original signal and the value obtained by inversely transforming the smoothed signal and the detailed signal in the converted data does not exceed the desired tolerance, the extracted smoothed signal is obtained by thinning the data from the smoothed signal and the detailed signal The signal and the extraction detail signal are generated, and data including the number of expansions, the extraction smoothing signal, and the extraction detail signal is generated as compressed data obtained by compressing the original signal. Therefore, the obtained compressed data is composed of the extracted smoothed signal, the extracted detailed signal, and the number of expansions, and the expanded data expanded using these is within the allowable error set from the original signal. .

【0018】また、この発明のデータ変換装置は、原信
号を所望の展開回数でウエーブレット変換して変換デー
タを生成するウエーブレット変換部と、変換データをウ
エーブレット逆変換した値と原信号との差が所望の許容
誤差範囲となるように変換データを修正して原信号を圧
縮した圧縮データとして生成するデータ修正部とを備え
るようにした。このため、得られた圧縮データを伸張し
た伸張データは、原信号より設定した許容誤差以内とな
っている。また、そのデータ修正部は、変換データの中
の平滑化信号をウエーブレット逆変換した値と原信号と
の差が所望の許容誤差を越えていた場合、平滑化信号の
代わりに原信号に戻した修正信号を生成し、この修正信
号と平滑化信号および展開回数とからなるデータを圧縮
データとして生成するようにした。この場合、得られた
圧縮データは、平滑化信号と修正信号および展開回数か
らなり、これらを用いて伸張した伸張データは、原信号
より設定した許容誤差以内となっている。また、そのデ
ータ修正部は、変換データの中の平滑化信号と詳細信号
より逆変換した値と原信号との差が所望の許容誤差を超
えない範囲で、平滑化信号と詳細信号それぞれよりデー
タを間引いた抽出平滑化信号と抽出詳細信号とを生成
し、この抽出平滑化信号および抽出詳細信号と展開回数
とからなるデータを圧縮データとして生成するようにし
た。この場合、得られた圧縮データは、データを間引い
た抽出平滑化信号と抽出詳細信号および展開回数からな
り、これらを用いて伸張した伸張データは、原信号より
設定した許容誤差以内となっている。
Further, the data converter of the present invention includes a wavelet converter for wavelet-converting an original signal with a desired number of expansions to generate converted data, a value obtained by inverse wavelet-converting the converted data, and an original signal. And a data correction unit that corrects the converted data so that the difference between the two becomes within a desired allowable error range and generates the original signal as compressed data. Therefore, the decompressed data obtained by decompressing the obtained compressed data is within the allowable error set from the original signal. Further, the data correction unit restores the original signal instead of the smoothed signal when the difference between the original signal and the value obtained by inverse wavelet-transforming the smoothed signal in the converted data exceeds the desired tolerance. The modified signal is generated, and the data including the modified signal, the smoothed signal, and the number of expansions is generated as compressed data. In this case, the obtained compressed data is composed of the smoothed signal, the corrected signal and the number of expansions, and the expanded data expanded using these is within the allowable error set from the original signal. Further, the data correction unit uses the smoothed signal and the detailed signal, respectively, within a range in which the difference between the original signal and the value inversely transformed from the smoothed signal and the detailed signal in the converted data does not exceed the desired tolerance. The extracted smoothed signal and the extracted detailed signal are generated by thinning out, and the data including the extracted smoothed signal and the extracted detailed signal and the number of times of expansion are generated as compressed data. In this case, the obtained compressed data consists of the extracted smoothed signal, the extracted detailed signal, and the number of expansions, and the expanded data expanded using these is within the allowable error set from the original signal. .

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下この発明の1実施の形態を図
を参照して説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の1実施の形態におけ
るデータ変換装置をデータ圧縮装置として用いた場合の
構成を示す構成図である。同図において、1は原信号入
力部であり、圧縮対象をN個のデータからなる原信号V
0:V0(n){n=1,2,・・・,N}として入力す
る。2は許容誤差入力部であり、原信号と圧縮・伸張し
た信号との誤差の許容範囲を許容誤差eとして入力す
る。3は展開回数決定部であり、ウエーブレット変換の
展開回数Jを入力する。そして、4はウエーブレット変
換部であり、原信号V0 ,展開回数Jを用い、以下の数
3により平滑化信号VJ を求める。なお、式中kはフィ
ルタの項数である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration when a data conversion device according to an embodiment of the present invention is used as a data compression device. In the figure, reference numeral 1 denotes an original signal input section, which is an original signal V composed of N pieces of data to be compressed.
0 : Input as V 0 (n) {n = 1, 2, ..., N}. Reference numeral 2 denotes a permissible error input unit that inputs the permissible range of the error between the original signal and the compressed / decompressed signal as the permissible error e. Reference numeral 3 denotes an expansion number determination unit, which inputs the expansion number J of the wavelet transformation. A wavelet transform unit 4 obtains a smoothed signal V J using the original signal V 0 and the number of expansions J by the following Expression 3. In the equation, k is the number of filter terms.

【0020】[0020]

【数3】 (Equation 3)

【0021】そして、5はデータ修正部であり、平滑化
信号VJ ,原信号V0 ,許容誤差e,展開回数Jより、
N個のデータからなる修正信号VX0:VX0(n){n
=1,2,〜,N}および平滑化信号VJ と展開回数J
を出力する。このデータ修正部5は、ウエーブレット逆
変換部5aと修正信号生成部5bとから構成されてい
る。ここで、ウエーブレット逆変換部5aは、平滑化信
号VJ と展開回数Jにより、以下に示す数4によりN個
のデータからなる逆変換信号VI0:VI0(n){n=
1,2,〜,N}を出力する。
Reference numeral 5 denotes a data correction unit, which uses the smoothed signal V J , the original signal V 0 , the allowable error e, and the expansion number J,
Modified signal VX 0 : VX 0 (n) {n consisting of N pieces of data
= 1, 2, ..., N}, the smoothed signal V J, and the expansion count J
Is output. The data correction unit 5 includes a wavelet inverse transformation unit 5a and a correction signal generation unit 5b. Here, the wavelet inverse transform unit 5a uses the smoothed signal V J and the number of expansions J, and the inverse transform signal VI 0 : VI 0 (n) {n =
1, 2, ..., N} are output.

【0022】[0022]

【数4】 (Equation 4)

【0023】また、修正信号生成部5bは、以下に示す
処理をn=1からn=Nまで行い、修正信号VX0 を作
成して出力する。まず、原信号V0 ,逆変換信号VI
0 ,許容誤差eを用いて、原信号と逆変換信号それぞれ
のn番目のデータ同士を比較する。そして、その誤差の
絶対値が許容誤差eを越えない場合、修正信号のn番目
のデータを0とおく(|VI0(n)−V0(n)|≦e
→VX0 (n)=0)。また、その誤差の絶対値が許容
誤差eを越えた場合、修正信号のn番目のデータを原信
号n番目のデータにする(|VI0(n)−V0(n)|
>e→VX0 (n)=V0 (n))。上述の処理の結
果、修正信号生成部5bは、N個のデータからなる修正
信号VX0:VX0(n){n=1,2,〜,N}を作成
して出力する。
The correction signal generator 5b also performs the following processing from n = 1 to n = N to generate and output the correction signal VX 0 . First, the original signal V 0 and the inverse conversion signal VI
0 and the allowable error e are used to compare the n-th data of each of the original signal and the inversely converted signal. If the absolute value of the error does not exceed the allowable error e, the nth data of the correction signal is set to 0 (| VI 0 (n) −V 0 (n) | ≦ e
→ VX 0 (n) = 0). When the absolute value of the error exceeds the allowable error e, the nth data of the corrected signal is set to the nth data of the original signal (| VI 0 (n) −V 0 (n) |
> E → VX 0 (n) = V 0 (n)). As a result of the above-described processing, the correction signal generation unit 5b creates and outputs a correction signal VX 0 : VX 0 (n) {n = 1, 2, ..., N} composed of N pieces of data.

【0024】以上示したように、この実施の形態1によ
れば、以下に示すことによって許容誤差の設定を可能と
した。まず、逆変換信号VI0 と原信号V0 との差が所
望とする許容誤差eに入っていない部分は、修正信号V
0 に原信号を設定する。そして、得られたN個の修正
信号VX0 と平滑化信号VJ および展開回数Jを圧縮デ
ータとするようにした。したがって、この実施の形態1
の場合、詳細信号は必要としない。
As described above, according to the first embodiment, the allowable error can be set as follows. First, a portion where the difference between the inverse conversion signal VI 0 and the original signal V 0 does not fall within the desired tolerance e is a corrected signal V
Set the original signal to X 0 . Then, the N correction signals VX 0 , the smoothed signal V J, and the number of expansions J thus obtained are used as compressed data. Therefore, the first embodiment
, No detail signal is required.

【0025】このため、データ修正部5より結果として
得られる圧縮信号である修正信号VX0:VX0(n)
{n=1,2,〜,N}と平滑化信号は、それらを合わ
せて元に戻したときに、原信号V0 より許容誤差e以上
異なることがない。すなわち、この実施の形態1によれ
ば、データを圧縮・伸張するときに、許容誤差を設定で
きることになる。なお、この実施の形態1では、上述し
たように詳細信号を考慮しないようにしている。圧縮対
象が低周波成分の割合が多い信号では、結果として圧縮
するのに詳細信号があまり必要でない場合が多い。この
ような信号に対しては、上述したように詳細信号を用い
ないようにすれば、計算時間も短くなり、あまり圧縮率
を下げることがない。
Therefore, the correction signals VX 0 : VX 0 (n) which are the compression signals obtained as a result from the data correction unit 5
The {n = 1, 2, ..., N} and the smoothed signal do not differ from the original signal V 0 by more than the allowable error e when they are put back together. That is, according to the first embodiment, the allowable error can be set when compressing / expanding data. In the first embodiment, the detailed signal is not taken into consideration as described above. When the signal to be compressed has a large proportion of low frequency components, the detailed signal is often not required to be compressed as a result. For such a signal, if the detailed signal is not used as described above, the calculation time is shortened and the compression rate is not lowered so much.

【0026】実施の形態2.図2は、この発明の第2の
実施の形態におけるデータ圧縮装置の構成を示す構成図
である。同図において、24はウエーブレット変換部で
あり、原信号V0 ,展開回数Jを用いて、以下の数5に
より平滑化信号VJ と複数の詳細信号W1〜WJを生成す
る。なお、式中kはフィルタの項数である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the data compression apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 24 is a wavelet transformation unit, which generates a smoothed signal V J and a plurality of detailed signals W 1 to W J by the following equation 5 using the original signal V 0 and the number of expansions J. In the equation, k is the number of filter terms.

【0027】[0027]

【数5】 (Equation 5)

【0028】また、25はデータ修正部であり、平滑化
信号VJ ,複数の詳細信号W1〜WJ,原信号V0 ,許容
誤差e,展開回数Jを用い、平滑化信号と複数の詳細信
号のうち許容誤差を満たした圧縮をするために有効なデ
ータを抽出して残したものを、抽出平滑化信号VXJ
と、複数の抽出詳細信号WX1〜WXJとして出力する。
他は図1と同様である。そして、このデータ修正部25
は、図2(b)に示すように、有効データ更新部25a
と、有効データ記憶部25bと、ウエーブレット逆変換
部25cと、許容誤差判断部25dと、出力部25eと
から構成されている。
Reference numeral 25 is a data correction section, which uses the smoothed signal V J , the plurality of detailed signals W 1 to W J , the original signal V 0 , the allowable error e, and the number of expansions J, and the smoothed signal and the plurality of signals. Extraction smoothing signal VX J is obtained by extracting and leaving effective data for performing compression satisfying the allowable error in the detailed signal.
And output as a plurality of extraction detail signals WX 1 to WX J.
Others are the same as FIG. Then, this data correction unit 25
Is a valid data updating unit 25a, as shown in FIG.
The effective data storage unit 25b, the wavelet inverse conversion unit 25c, the allowable error determination unit 25d, and the output unit 25e.

【0029】まず、有効データ更新部25aは、許容誤
差判断部25dからの制御信号を受けると、抽出平滑化
信号VXJ および複数の抽出詳細信号WX1〜WXJをウ
エーブレット逆変換部25cに入力した場合に得られる
逆変換信号VI0 と、原信号V0 との誤差が全て許容誤
差範囲内におさまるようなVXJ とWX1〜WXJとを作
成していく。ここでは、有効データ更新部25aは、初
期値をVXJ→VJ,WX1〜WXJ→0とし、W1〜WJ
全てのデータに対して、逆変換信号が許容誤差範囲内に
なるために重要と考えられる順に優先順位を付ける。そ
して、一回動作する毎に、W1〜WJ中のデータを1つず
つ順番にWX1〜WXJへ移行していく。優先順位の付け
方は、以下の通りである。
First, when the valid data updating unit 25a receives the control signal from the allowable error determining unit 25d, the extraction smoothing signal VX J and the plurality of extraction detail signals WX 1 to WX J are sent to the wavelet inverse conversion unit 25c. VX J and WX 1 to WX J are created so that all the errors between the inversely converted signal VI 0 obtained when input and the original signal V 0 are within the allowable error range. Here, the valid data updating unit 25a sets the initial values to VX J → V J , WX 1 to WX J → 0, and the inverse conversion signal is within the allowable error range for all the data of W 1 to W J. Prioritize in order of importance. Then, each time it operates once, the data in W 1 to W J are sequentially transferred to WX 1 to WX J one by one. The method of prioritizing is as follows.

【0030】まず、V0 (m)に対するWj (n)の重
みをwjn(m)とする。例えば、j=2のとき、後述す
る数8を利用して以下の数6に示すように重みを導き出
す。
First, let w jn (m) be the weight of W j (n) with respect to V 0 (m). For example, when j = 2, the weight is derived as shown in the following equation 6 by utilizing the equation 8 described later.

【0031】[0031]

【数6】 (Equation 6)

【0032】次いで、Wj (n)の優先順位を付ける評
価量として、以下の数7に示すxjnを定義する。
Next, x jn shown in the following Expression 7 is defined as an evaluation amount for prioritizing W j (n).

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】そして、xjmをj=1〜J,l=1〜Nに
わたって算出し、この値の大きい係数から優先度を与え
る。なお、xjn=|Wj (n)|を定義し、xjnをj=
1〜J,n=1〜Nにわたって算出し、この値の大きい
係数から優先度を与えるようにしても良い。
Then, x jm is calculated over j = 1 to J and l = 1 to N, and a priority is given from a coefficient having a larger value. Note that x jn = | W j (n) | is defined and x jn is j =
1 to J, n = 1 to N may be calculated, and the priority may be given from a coefficient having a larger value.

【0035】次に、有効データ記憶部25bは、有効デ
ータ更新部25aから得られたVXJ とWX1〜WXJ
記憶しておき、次に有効データ更新部25aが動作する
際に、これらを有効データ更新部25aに受け渡す。次
に、ウエーブレット逆変換部25cは、抽出平滑化信号
VXJ ,複数の抽出詳細信号WX1〜WXJ,および,展
開回数Jにより、以下の数8を用いて、N個のデータか
らなる逆変換信号VI0:VI0(n)を作成する。
Next, the effective data storage unit 25b, when stores the VX J and WX 1 ~WX J obtained from valid data updating unit 25a, the next effective data updating unit 25a is operated, these Is transferred to the valid data updating unit 25a. Next, the wavelet inverse transformation unit 25c is composed of N pieces of data using the following equation 8 according to the extraction smoothing signal VX J , the plurality of extraction detail signals WX 1 to WX J , and the number of expansions J. The inverse conversion signal VI 0 : VI 0 (n) is created.

【0036】[0036]

【数8】 (Equation 8)

【0037】そして、許容誤差判断部25dは、原信号
0 ,許容誤差e,変換信号VI0を用いて、原信号と
逆変換信号との誤差が全て許容範囲内におさまっている
場合、出力部25eを動作させるような制御信号を出力
する。一方、許容誤差範囲におさまっていない場合、有
効データ更新部25aが動作するような制御信号を出力
する。そして、出力部25eは、許容誤差判断部25d
から指令があると、抽出平滑化信号VXJ ,複数の抽出
詳細信号WX1〜WXJを出力する。
Then, the allowable error judgment unit 25d outputs the original signal V 0 , the allowable error e, and the converted signal VI 0 when all the errors between the original signal and the inverse converted signal are within the allowable range. A control signal for operating the section 25e is output. On the other hand, if it is not within the allowable error range, a control signal for operating the valid data updating unit 25a is output. The output unit 25e then includes the allowable error determination unit 25d.
When there is a command from the output, the extraction smoothing signal VX J and a plurality of extraction detail signals WX 1 to WX J are output.

【0038】以上示したように、この実施の形態2で
は、ウエーブレット変換により得られる詳細信号(抽出
詳細信号WX1〜WXJ)も圧縮データとして用いるよう
にした。すなわち、この実施の形態2では、許容誤差判
断部25dにより、抽出平滑化信号VXJ と複数の抽出
詳細信号WX1〜WXJを用いて逆変換して得る逆変換信
号VI0 が、全て許容誤差e内に入るように抽出平滑化
信号VXJ と複数の抽出詳細信号WX1〜WXJを選び、
これらを圧縮データとして用いるようにした。この結
果、設定した許容誤差範囲となるようにデータ圧縮がで
きるようになり、加えてより圧縮率を高くできる。ま
た、この実施の形態2では、係数に優先順位を付けるよ
うにしているが、これは圧縮に必要な係数をより高速で
抽出するために必要となるものである。
As described above, in the second embodiment, the detailed signals (extracted detailed signals WX 1 to WX J ) obtained by the wavelet transform are also used as compressed data. That is, in the second embodiment, the allowable error determining unit 25d allows all the inverse conversion signals VI 0 obtained by inverse conversion using the extraction smoothed signal VX J and the plurality of extraction detail signals WX 1 to WX J. The extracted smoothed signal VX J and the plurality of extracted detailed signals WX 1 to WX J are selected so as to be within the error e,
These are used as compressed data. As a result, the data can be compressed within the set allowable error range, and the compression rate can be further increased. In the second embodiment, the coefficients are prioritized, but this is necessary for extracting the coefficients required for compression at a higher speed.

【0039】実施の形態3.図3(a),(b)は、こ
の発明の第3の実施の形態におけるデータ変換装置の構
成を示す構成図である。同図において、31a,31b
は圧縮データ入力部、32はウエーブレット逆変換部、
33aは伸張信号生成部、33bはウエーブレット逆変
換・伸張信号生成部である。図3(a)は上記実施の形
態1に対応し、実施の形態1により得られた圧縮データ
を伸張するものである。また、図3(b)は、上記実施
の形態2に対応し、実施の形態3により得られた圧縮デ
ータを伸張するものである。
Embodiment 3 3 (a) and 3 (b) are configuration diagrams showing the configuration of the data conversion apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, 31a, 31b
Is a compressed data input section, 32 is a wavelet inverse transformation section,
Reference numeral 33a is a decompression signal generation unit, and 33b is a wavelet inverse transformation / decompression signal generation unit. FIG. 3A corresponds to the above-described first embodiment, and expands the compressed data obtained in the first embodiment. Further, FIG. 3B corresponds to the above-described second embodiment and expands the compressed data obtained in the third embodiment.

【0040】まず、図3(a)に示すデータ変換装置の
動作について説明する。圧縮データ入力部31aは、修
正信号VX0 、平滑化信号VJ 、展開回数Jを入力す
る。また、ウエーブレット逆変換部32は、平滑化信号
J ,展開回数Jを用いて、上記数8を用いて、N個の
データからなる逆変換信号VI0:VI0(n)を作成す
る。なお、この場合、平滑化信号VJ は、全ての要素が
抽出された抽出平滑化信号VXJ と見なしている。
First, the operation of the data converter shown in FIG. 3A will be described. The compressed data input unit 31a inputs the correction signal VX 0 , the smoothing signal V J , and the expansion count J. Further, the wavelet inverse transform section 32 uses the smoothed signal V J and the expansion count J to create the inverse transform signal VI 0 : VI 0 (n) consisting of N pieces of data by using the above equation 8. . In this case, the smoothed signal V J is regarded as the extracted smoothed signal VX J in which all the elements are extracted.

【0041】そして、伸張信号生成部33aは、修正信
号VX0 と逆変換信号VI0 を用いて、修正信号VX0
のn番目のデータが0の場合、出力する伸張信号VR0
のn番目のデータを逆変換信号のn番目のデータとする
(VX0 (n)=0→VR0(n)=VI0(n))。ま
た、伸張信号生成部33aは、修正信号VX0 のn番目
のデータが0でない場合、出力する伸張信号VR0 のn
番目のデータを修正信号VX0 のn番目のデータとする
(VX0 (n)≠0→VR0(n)=VX0(n))。そ
して、伸張信号生成部33aは、これらをn=1からn
=Nについて行い、N個のデータからなる伸張信号VR
0:VR0(n){n=1,2,〜,N}を作成する。
Then, the expansion signal generator 33a uses the modification signal VX 0 and the inverse conversion signal VI 0 to modify the modification signal VX 0.
If the n-th data of 0 is 0, the expanded signal VR 0 to be output
The n-th data of is the n-th data of the inverse conversion signal (VX 0 (n) = 0 → VR 0 (n) = VI 0 (n)). Further, expansion signal generating unit 33a, when the n-th data correction signal VX 0 is not 0, n of the extension signal VR 0 to be output
The nth data is the nth data of the correction signal VX 0 (VX 0 (n) ≠ 0 → VR 0 (n) = VX 0 (n)). Then, the decompression signal generation unit 33a outputs these from n = 1 to n.
= Expansion signal VR consisting of N data
0 : VR 0 (n) {n = 1, 2, ..., N} is created.

【0042】次に、図3(b)に示すデータ変換装置の
動作について説明する。圧縮データ入力部31bは、抽
出平滑化信号VXJ ,複数の詳細信号WX1〜WXJ,展
開回数Jを入力する。また、ウエーブレット逆変換・伸
張信号生成部33bは、その入力された抽出平滑化信号
VXJ ,複数の詳細信号WX1〜WXJ,展開回数Jを、
上記数8を用いて逆ウエーブレット変換することで、N
個のデータからなる伸張信号VR0(n):VR0(n)
{n=1,2,〜,N}を作成する。以上示したよう
に、この実施の形態3によれば、上記実施の形態1,2
において圧縮された信号を伸張することができる。
Next, the operation of the data converter shown in FIG. 3B will be described. The compressed data input unit 31b inputs the extracted smoothed signal VX J , the plurality of detailed signals WX 1 to WX J , and the expansion count J. Further, the wavelet inverse transform / expansion signal generation unit 33b outputs the input extracted smoothed signal VX J , the plurality of detailed signals WX 1 to WX J , and the expansion count J,
By performing the inverse wavelet transform using the above equation 8, N
Expanded signal VR 0 (n): VR 0 (n) composed of individual pieces of data
Create {n = 1, 2, ..., N}. As described above, according to the third embodiment, the first and second embodiments
The signal compressed at can be decompressed.

【0043】なお、上記数式におけるフィルタの数値
(k=8)としては、以下の表1に示すものが例として
上げられる。
As the numerical value (k = 8) of the filter in the above formula, those shown in Table 1 below can be cited as an example.

【0044】実施の形態4.図4は、この発明の第4の
実施の形態におけるデータ圧縮装置の構成を示す構成図
である。同図において、41は原信号入力部であり、N
個のデータからなる原信号V0:V0(n){n=1,
2,〜,N}とした圧縮信号を入力する。42は許容誤
差入力部であり、原信号V0 と圧縮・伸張した信号との
誤差許容範囲を許容誤差eとして入力する。43は展開
回数分配部であり、ウエーブレット変換の展開回数の組
み合わせを決定して出力する。そして、44はウエーブ
レット変換部であり、原信号入力部41が入力した原信
号V0 と展開回数分配部43が決定した展開回数Jを用
いて、以下の数9により平滑化信号VJ を作成する。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, 41 is an original signal input section,
Original signal V 0 : V 0 (n) {n = 1,
The compressed signal of 2, ..., N} is input. A permissible error input unit 42 inputs the permissible error range between the original signal V 0 and the compressed / expanded signal as the permissible error e. Reference numeral 43 denotes an expansion number distribution unit, which determines and outputs a combination of the expansion numbers of the wavelet transform. Reference numeral 44 is a wavelet transform unit, which uses the original signal V 0 input by the original signal input unit 41 and the expansion count J determined by the expansion count distribution unit 43 to generate a smoothed signal V J by the following Expression 9. create.

【0045】[0045]

【数9】 (Equation 9)

【0046】また、45はデータ修正部であり、平滑化
信号VJ ,原信号V0 ,許容誤差e,および,展開回数
Jを用いて、N個のデータからなる修正信号VX0:V
0(n){n=1,2,〜,N}を出力する。これ
ら、ウエーブレット変換部44とデータ修正部45でデ
ータ変換部40を構成しており、このデータ変換部40
は複数配置されている。そして、46は圧縮データ数比
較部である。この圧縮データ数比較部46は、それぞれ
のデータ変換部40から出力された平滑化信号VJ と修
正信号VX0 のデータ数の和をそれぞれの展開回数Jに
ついて算出,比較し、最もデータ数の少ないときの展開
回数J、および、そのときの平滑化信号VJ と修正信号
VX0 を出力する。
Reference numeral 45 is a data correction unit, which uses the smoothed signal V J , the original signal V 0 , the allowable error e, and the number of expansions J to make a correction signal VX 0 : V composed of N pieces of data.
X 0 (n) {n = 1, 2, ..., N} is output. The wavelet converter 44 and the data corrector 45 constitute a data converter 40. The data converter 40
Are arranged in plural. Reference numeral 46 is a compressed data number comparison unit. The compressed data number comparison unit 46 calculates and compares the sum of the data numbers of the smoothed signal V J and the modified signal VX 0 output from each data conversion unit 40 for each expansion number J, and compares the sum of the data numbers to obtain the most data number. The number of expansions J when the number is small, and the smoothing signal V J and the correction signal VX 0 at that time are output.

【0047】また、図4(b)に示すように、データ修
正部45は、ウエーブレット逆変換部45aと修正信号
生成部45bとから構成されている。ウエーブレット逆
変換部45aは、平滑化信号VJ と展開回数Jを用い、
以下の数10により、N個のデータからなる逆変換信号
VI0:VI0(n){n=1,2,〜,N}を出力す
る。
Further, as shown in FIG. 4B, the data correction section 45 is composed of a wavelet inverse conversion section 45a and a correction signal generation section 45b. The wavelet inverse transformation unit 45a uses the smoothed signal V J and the expansion count J,
The following equation 10 outputs the inverse conversion signal VI 0 : VI 0 (n) {n = 1, 2, ..., N} composed of N pieces of data.

【0048】[0048]

【数10】 (Equation 10)

【0049】一方、修正信号生成部45bでは、まず、
原信号V0 と逆変換信号VI0 とのそれぞれのn番目の
データ同士の誤差の絶対値が、許容誤差eに納まってい
るかどうかを判定する。この判定で、その誤差の絶対値
が許容誤差eを超えない場合、出力する修正信号VX0
のn番目のデータを0とおく(|VI0(n)−V
0(n)|≦e→VX0 (n)=0)。一方、その誤差
の絶対値が許容誤差eを超えた場合、修正信号VX0
n番目のデータを原信号V0 のn番目のデータとする
(|VI0(n)−V0(n)|<e→VX0 (n)=V
0 (n))。そして、以上の処理をn=1からn=Nま
で行い、N個のデータからなる修正信号VX0:VX
0(n){n=1,2,〜,N}を出力する。
On the other hand, in the modified signal generator 45b, first,
It is determined whether or not the absolute value of the error between the n-th data of the original signal V 0 and the inverse conversion signal VI 0 is within the allowable error e. In this determination, if the absolute value of the error does not exceed the allowable error e, the correction signal VX 0 to be output.
The n-th data of is set to 0 (| VI 0 (n) -V
0 (n) | ≦ e → VX 0 (n) = 0). On the other hand, when the absolute value of the error exceeds the allowable error e, the nth data of the modified signal VX 0 is set as the nth data of the original signal V 0 (| VI 0 (n) −V 0 (n) │ <e → VX 0 (n) = V
0 (n)). Then, the above processing is performed from n = 1 to n = N, and the correction signals VX 0 : VX composed of N pieces of data are obtained.
0 (n) {n = 1, 2, ..., N} is output.

【0050】すなわち、上述したように、この実施の形
態4においては、図1に示したウエーブレット変換部4
とデータ修正部5を、複数備えるようにしたものであ
る。そして、それぞれのウエーブレット変換部に所定の
展開回数を設定し、得られた圧縮データ数を比較するこ
とで、最も圧縮データ数の少ない展開回数と、そのとき
の圧縮データを得るようにしたものである。
That is, as described above, in the fourth embodiment, the wavelet converter 4 shown in FIG. 1 is used.
And a plurality of data correction units 5 are provided. Then, by setting a predetermined number of decompressions in each wavelet conversion unit and comparing the obtained number of compressed data, the number of decompression with the smallest number of compressed data and the compressed data at that time are obtained. Is.

【0051】前記実施の形態1〜2においては、ウエー
ブレット展開の回数を適切に決定しておく必要がある。
しかし、展開回数が多ければ良い圧縮結果が得られると
は限らない。最も圧縮率が高くなる展開回数は、予めわ
かっているわけではないので、展開回数が最適でない場
合は、圧縮率が十分に高くならない可能性が出てくる。
この実施の形態4においては、適当な展開回数の範囲も
しくは組み合わせを決めておくことにより、最も圧縮率
が高くなる展開回数を自動的に決定し、データを圧縮す
る。このため、ウエーブレット展開の展開回数を厳密に
決定する作業を省き、作業の効率化を図ることができ
る。また、計算時間を短くできる。
In the first and second embodiments, it is necessary to appropriately determine the number of wavelet expansions.
However, if the number of expansions is large, a good compression result may not always be obtained. The number of decompression that maximizes the compression rate is not known in advance, so if the number of decompression is not optimal, the compression rate may not be sufficiently high.
In the fourth embodiment, an appropriate expansion range or combination is determined in advance to automatically determine the expansion frequency with the highest compression rate and compress the data. Therefore, the work of strictly determining the number of wavelet expansions can be omitted, and the work efficiency can be improved. Also, the calculation time can be shortened.

【0052】実施の形態5.ところで、上記実施の形態
4においては、図1におけるウエーブレット変換部4と
データ修正部5を、複数備えるようにしたが、図2にお
けるウエーブレット変換部24とデータ修正部25を、
複数備えるようにしてもよい。このようにすることで、
上記実施の形態4に比較してより圧縮率を高くすること
ができる。
Embodiment 5 FIG. By the way, although the plurality of wavelet conversion units 4 and the data correction unit 5 in FIG. 1 are provided in the fourth embodiment, the wavelet conversion unit 24 and the data correction unit 25 in FIG.
You may make it equipped with two or more. By doing this,
The compression rate can be made higher than that in the fourth embodiment.

【0053】実施の形態6.図5は、この発明の第6の
実施の形態におけるデータ圧縮装置の構成を示す構成図
である。同図において、原信号入力部1,許容誤差入力
部2,ウエーブレット変換部4,データ修正部5は、図
1と同様であり説明を省略する。図5において、53は
最大展開回数設定部であり、データ圧縮をする際の、所
望とするウエーブレット変換の展開回数の最大値Jを入
力する。
Embodiment 6 FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the data compression apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, the original signal input unit 1, the allowable error input unit 2, the wavelet conversion unit 4, and the data correction unit 5 are the same as those in FIG. In FIG. 5, reference numeral 53 is a maximum decompression number setting unit for inputting the maximum value J of the decompression number of the desired wavelet conversion at the time of data compression.

【0054】また、55は圧縮データ記憶部であり、展
開回数d,平滑化信号Vd ,修正信号VX0(d)を展開回
数dでの圧縮データとし、様々な展開回数dでの圧縮デ
ータを記憶しておく。また、56は展開回数カウンタで
あり、初期値をd=1として逐次処理が一回実行される
毎にdを1つ増やして出力する。
Reference numeral 55 denotes a compressed data storage unit, which uses the decompression number d, the smoothed signal V d , and the correction signal VX 0 (d) as the compressed data at the decompression number d, and the compressed data at various decompression numbers d. Remember. Further, reference numeral 56 is a development counter, which increments d by 1 each time the sequential processing is performed once with an initial value of d = 1 and outputs.

【0055】そして、57は展開回数判断部であり、展
開回数カウンタ56から展開回数d,最大展開回数設定
部53から指定した最大値Jを用い、まず、dがJより
小さい場合は、この展開回数dをウエーブレット変換部
4に送る。一方、dがJと等しくなったときは、圧縮デ
ータ数比較部59へ動作開始指令の制御信号sを出す。
動作開始の指令を受けた圧縮データ数比較部59は、圧
縮データ記憶部55に格納されている平滑化信号Vd
修正信号VX0(d),展開回数dを用いて、VdとVX
0(d)のデータ数の和をそれぞれのdについて算出して比
較する。そして、圧縮データ数比較部59は、最もデー
タ数の少ないときの展開回数d,およびそのときの平滑
化信号Vdと修正信号VX0(d)を出力する。
Reference numeral 57 denotes an expansion number determination unit, which uses the expansion number d from the expansion number counter 56 and the maximum value J specified from the maximum expansion number setting unit 53. First, when d is smaller than J, this expansion is performed. The number of times d is sent to the wavelet converter 4. On the other hand, when d becomes equal to J, the control signal s of the operation start command is output to the compressed data number comparison unit 59.
The compressed data number comparison unit 59 that has received the operation start command receives the smoothed signal V d stored in the compressed data storage unit 55,
Using the correction signal VX 0 (d) and the number of expansions d, V d and VX
The sum of the data numbers of 0 (d) is calculated for each d and compared. Then, the compressed data number comparison unit 59 outputs the number of expansions d when the number of data is the smallest, and the smoothing signal Vd and the correction signal VX 0 (d) at that time.

【0056】そして、この実施の形態6においても、前
記実施の形態4と同様に、適当な展開回数の範囲もしく
は組み合わせを決めておくことにより、最も圧縮率が高
くなる展開回数を自動的に決定し、データを圧縮する。
このため、ウエーブレット展開の展開回数を厳密に決定
する作業を省き、作業の効率化を図ることができる。ま
た、この実施の形態6によれば、上記実施の形態4,5
に比較して装置構成を小さくできる。
Also in the sixth embodiment, similarly to the fourth embodiment, by determining an appropriate range or combination of the number of expansions, the number of expansions with the highest compression rate is automatically determined. And compress the data.
Therefore, the work of strictly determining the number of wavelet expansions can be omitted, and the work efficiency can be improved. In addition, according to the sixth embodiment, the fourth and fifth embodiments
The device configuration can be made smaller than that of.

【0057】実施の形態7.ところで、上記実施の形態
6においては、ウエーブレット変換して有効データ(修
正信号)を得るにあたって、図1で示した実施の形態1
と同様にしたが、これを図2に示した実施の形態2と同
様にしても良いことはいうまでもない。このようにする
ことで、この実施の形態7によれば、最適な展開次数に
よる詳細信号を考慮できるので、上記実施の形態6に比
較してより圧縮率を高くできる。
Embodiment 7 FIG. By the way, in the sixth embodiment, in obtaining the effective data (correction signal) by performing the wavelet conversion, the first embodiment shown in FIG.
However, it goes without saying that this may be the same as in the second embodiment shown in FIG. By doing so, according to the seventh embodiment, the detailed signal by the optimum expansion order can be taken into consideration, so that the compression rate can be made higher than in the sixth embodiment.

【0058】実施の形態8.また、有効データを得るに
あたって、上記実施の形態2,5,7においては、変換
結果全体と原信号により、変換結果全体のうち有効なデ
ータを抽出したものを用いるようにしたが、変換結果の
一部より有効なデータを抽出するようにしても良い。図
6は、この実施の形態8におけるデータ圧縮装置の構成
を示す構成図である。同図において、ウエーブレット変
換部4は図2と同様であり、また、原信号入力部1,許
容誤差入力部2,最大展開回数設定部53,展開回数カ
ウンタ56,展開回数判断部57,および,圧縮データ
数比較部59は、図5と同様であり説明を省略する。
Embodiment 8. Further, in obtaining the effective data, in the second, fifth, and seventh embodiments, the effective data extracted from the entire conversion result is used based on the entire conversion result and the original signal. You may make it extract more effective data than a part. FIG. 6 is a block diagram showing the structure of the data compression apparatus according to the eighth embodiment. In the figure, the wavelet conversion unit 4 is the same as that of FIG. 2, and the original signal input unit 1, the allowable error input unit 2, the maximum expansion number setting unit 53, the expansion number counter 56, the expansion number determination unit 57, and The compressed data number comparison unit 59 is the same as that shown in FIG.

【0059】図6において、61はデータ修正部であ
る。このデータ修正部61では、まず、平滑化信号V
d ,詳細信号Wd ,原信号V0 ,許容誤差e,展開回数
d,および,すでに圧縮データ記憶部62に格納されて
いる抽出詳細信号WX1〜WXd-1を入力とする。そし
て、データ修正部61は、平滑化信号Vd と詳細信号W
d のうち、許容誤差eを満たした圧縮をするために有効
なデータを抽出し、残したものをそれぞれ抽出平滑化信
号VXd ,抽出詳細信号WXd として出力する。一方、
圧縮データ記憶部62は、この残された抽出平滑化信号
VXd ,抽出詳細信号WXd と、展開回数dとを1つの
セットとして格納していく。
In FIG. 6, reference numeral 61 is a data correction unit. In the data correction unit 61, first, the smoothed signal V
d , the detailed signal W d , the original signal V 0 , the allowable error e, the expansion number d, and the extracted detailed signals WX 1 to WX d-1 already stored in the compressed data storage unit 62 are input. Then, the data correction unit 61 determines the smoothed signal V d and the detailed signal W.
Of d , effective data for compression that satisfies the allowable error e is extracted, and the remaining data is output as the extracted smoothed signal VX d and the extracted detailed signal WX d , respectively. on the other hand,
The compressed data storage unit 62 stores the remaining extracted smoothed signal VX d , extracted detailed signal WX d, and the number of expansions d as one set.

【0060】以下、データ修正部61のより詳細な説明
をする。このデータ修正部61は、図6(b)に示すよ
うに、有効データ更新部61a,有効データ記憶部61
b,ウエーブレット逆変換部61c,許容誤差判断部6
1d,および,出力部61eから構成されている。ま
ず、有効データ更新部61aは、逆変換信号VI0 と原
信号V0 との誤差が全て許容範囲内におさまるように、
VXd とWXd を生成していく。この、逆変換信号VI
0 は、有効データ更新部61aが出力する抽出平滑化信
号VXd と複数の抽出詳細信号WX1〜WXdを、ウエー
ブレット逆変換部61cに入力した場合に得られる。
The data correction section 61 will be described in more detail below. As shown in FIG. 6B, the data correction unit 61 includes a valid data updating unit 61a and a valid data storage unit 61.
b, wavelet inverse transformation unit 61c, allowable error determination unit 6
1d and an output unit 61e. First, the valid data updating unit 61a adjusts all errors between the inverse conversion signal VI 0 and the original signal V 0 within an allowable range.
VX d and WX d are generated. This inverse conversion signal VI
0 is obtained when the extracted smoothed signal VX d and the plurality of extracted detailed signals WX 1 to WX d output by the valid data updating unit 61 a are input to the wavelet inverse transformation unit 61 c .

【0061】有効データ更新部61aにおいては、ま
ず、初期値をVXd→Vd,WXd →0とし、Wd 中の全
てのデータに対して逆変換信号VI0 が許容範囲内にお
さまるように、重要と考えられる順に優先順位を付け
る。そして、1回動作する毎に、Wd 中のデータを1つ
ずつ順番にWXd に移していく。ここで、その優先順位
は、前述したように、図2に示した有効データ更新部2
5aと同様に付けていく。
In the valid data updating unit 61a, first, the initial values are set to VX d → V d and WX d → 0 so that the inverse conversion signal VI 0 falls within the allowable range for all the data in W d. Prioritize in order of importance. Then, each time the operation is performed, the data in W d are sequentially transferred to WX d one by one. Here, the priority order is, as described above, the valid data updating unit 2 shown in FIG.
Attach it in the same way as 5a.

【0062】また、有効データ記憶部61bでは、有効
データ更新部61aからの出力を記憶しておき、次に有
効データ更新部61aが動作するときに、この記憶して
あるデータを有効データ更新部61aに与える。次に、
ウエーブレット逆変換部61cは、平滑化信号VXd
複数の詳細信号WX1〜WXd,および,展開回数によ
り、以下の数11を用いて、N個のデータからなる逆変
換信号VI0:VI0(n){n=1,2,〜,N}を作
成する。
The valid data storage unit 61b stores the output from the valid data updating unit 61a, and when the valid data updating unit 61a operates next time, the stored data is stored in the valid data updating unit 61a. 61a. next,
The wavelet inverse transform unit 61c is configured to smooth the smoothed signals VX d ,
Inverse conversion signal VI 0 : VI 0 (n) {n = 1, 2, ..., Consisting of N pieces of data by using a plurality of detailed signals WX 1 to WX d and the number of expansions, using the following equation 11. N} is created.

【0063】[0063]

【数11】 [Equation 11]

【0064】許容誤差判断部61dは、原信号V0 と逆
変換信号VI0 との誤差を判定し、これが許容誤差eの
範囲におさまっていない場合、有効データ更新部61a
を動作させる制御信号を出力する。以上のことにより、
原信号V0 と逆変換信号VI0 との誤差が全て許容誤差
eに納まるまで、有効データ更新部61aが、Wd 中の
データを1つずつ順番にWXd に移していくことにな
る。そして、許容誤差判断部61dは、原信号V0 と逆
変換信号VI0 との誤差が全て許容誤差eにおさまって
いる場合、出力部61eを動作させるような制御信号を
出力する。この結果、出力部61eは、抽出平滑化信号
VXd と複数の抽出詳細信号WX1〜WXdを出力する。
The permissible error judgment unit 61d judges the error between the original signal V 0 and the inverse conversion signal VI 0, and when this is not within the range of the permissible error e, the valid data updating unit 61a.
And outputs a control signal for operating the. By the above,
Until all the errors between the original signal V 0 and the inverse conversion signal VI 0 fall within the allowable error e, the valid data updating unit 61a sequentially moves the data in W d one by one to WX d . Then, the permissible error determination unit 61d outputs a control signal for operating the output unit 61e when the errors between the original signal V 0 and the inverse conversion signal VI 0 are all within the permissible error e. As a result, the output unit 61e outputs the extracted smoothed signal VX d and the plurality of extracted detailed signals WX 1 to WX d .

【0065】この出力された信号を用い、上記実施の形
態7と同様に、圧縮データ数比較部59は、圧縮データ
記憶部62に格納されている抽出平滑化信号VXd と複
数の抽出詳細信号WX1〜WXdを用いて、VXd とWX
1〜WXdのデータ数の和をそれぞれのdについて算出し
て比較する。そして、圧縮データ数比較部59は、最も
データ数の少ないときの展開回数,およびそのときの平
滑化信号と修正信号を出力する。すなわち、この実施の
形態8によれば、展開回数Jのとき、平滑化信号と詳細
信号から抽出平滑化信号と抽出詳細信号を求め、これに
展開回数J−1までに求めた抽出詳細信号を加えたもの
を展開回数Jの時の圧縮データとするようにした。この
ため、この実施の形態8では、各展開回数において逐次
有効なデータを選んでいくので、上記実施の形態7に比
較して計算速度が速くなる。
Using this output signal, the compressed data number comparison unit 59 uses the extracted smoothed signal VX d and the plurality of extracted detailed signals stored in the compressed data storage unit 62, as in the seventh embodiment. using the WX 1 ~WX d, VX d and WX
The sum of the data numbers 1 to WX d is calculated for each d and compared. Then, the compressed data number comparison unit 59 outputs the number of expansions when the number of data is the smallest, and the smoothing signal and the correction signal at that time. That is, according to the eighth embodiment, when the number of expansions is J, the extracted smoothed signal and the extracted detailed signal are obtained from the smoothed signal and the detailed signal, and the extracted detailed signal obtained up to the number of expansions J−1 is obtained. The added data is used as compressed data when the expansion count is J. For this reason, in the eighth embodiment, since the valid data is successively selected for each number of expansions, the calculation speed is higher than that in the seventh embodiment.

【0066】実施の形態9.図7は、この発明の第9の
実施の形態におけるデータ圧縮装置の構成を示す構成図
である。同図において、原信号入力部1,許容誤差入力
部2,ウエーブレット変換部4,データ修正部5は、図
1と同様であり説明を省略する。
Embodiment 9 FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of a data compression device according to the ninth embodiment of the present invention. In the figure, the original signal input unit 1, the allowable error input unit 2, the wavelet conversion unit 4, and the data correction unit 5 are the same as those in FIG.

【0067】図7において、71は圧縮データ更新部で
あり、展開回数dのときにデータ修正部5が出力した修
正信号VX0(d)と、ウエーブレット変換部4が出力した
平滑化信号Vd とを最新の圧縮データとして格納し、前
回の圧縮データであるVd-1とVX0(d-1)を出力する。
また、72は展開回数カウンタであり、初期値をd=1
としてこれを出力し、以下に説明するデータ数判断部7
5が1回動作する毎に、dの値を1つ増やして出力す
る。
In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a compressed data updating unit, which is a correction signal VX 0 (d) output by the data correction unit 5 when the number of expansions is d and a smoothed signal V output by the wavelet conversion unit 4. It stores d and the latest compressed data and outputs Vd -1 and VX 0 (d-1) which are the previous compressed data.
Reference numeral 72 is a development counter, which has an initial value of d = 1.
This is output as the data number determination unit 7 described below.
Each time 5 operates once, the value of d is incremented by 1 and output.

【0068】また、73はデータ数カウンタであり、展
開回数dにおいて、平滑化信号Vdと修正信号VX0(d)
のデータ数の和を計算し、これを圧縮データ数DLd
して出力する。また、74はデータ数記憶部であり、展
開回数dにおいて、データ数カウンタ74より今回の圧
縮データ数DLd を得て、これを記憶しておき、代わり
に前回の圧縮データDLd-1 を出力する。
Reference numeral 73 denotes a data number counter, which smoothes the signal V d and corrects the signal VX 0 (d) at the expansion number d.
Then, the sum of the data numbers of is calculated, and this is output as the compressed data number DL d . A data number storage unit 74 obtains the current compressed data number DL d from the data number counter 74 at the decompression number d and stores this, and instead stores the previous compressed data DL d-1 . Output.

【0069】そして、データ数判断部75は、展開回数
dにおける今回の圧縮データ数DLd と前回の圧縮デー
タDLd-1 を比較して、DLd がDLd-1 より多い場
合、更新された展開回数d+1をウエーブレット変換部
4に送り、それ以外の場合、圧縮データ出力部76に制
御信号sを出力して動作させる。そして、圧縮データ出
力部76が、データ判断部75から動作指令を受けるこ
とにより、圧縮データ更新部71から出力された前回の
圧縮データと、展開回数カウンタ72が出力した前回の
展開回数が出力される。
[0069] Then, the data count judgment unit 75 compares the compressed data DL d-1 of this compressed data count DL d the previous in development times d, if DL d is larger than DL d-1, is updated The expanded number of times d + 1 is sent to the wavelet conversion unit 4, and in other cases, the control signal s is output to the compressed data output unit 76 for operation. When the compressed data output unit 76 receives the operation command from the data determination unit 75, the previous compressed data output from the compressed data updating unit 71 and the previous expansion count output from the expansion count counter 72 are output. It

【0070】そして、この実施の形態9においは、展開
回数を決めておくことなしに、最も圧縮率が高くなる展
開回数を自動的に決定し、データを圧縮する。すなわ
ち、上述したように、圧縮率が悪くなるまで展開回数を
増やしながら、圧縮を続けていくようにしたものであ
る。したがって、最大展開回数を設定することなく、原
信号と許容誤差を入力するだけで最適な展開次数による
圧縮データを得ることができる。このため、ウエーブレ
ット展開の展開回数を厳密に決定する作業を省き、作業
の効率化を図ることができる。
In the ninth embodiment, the number of expansions that maximizes the compression rate is automatically determined without compressing the number of expansions, and the data is compressed. That is, as described above, the compression is continued while increasing the number of expansions until the compression ratio becomes poor. Therefore, it is possible to obtain the compressed data with the optimum expansion order only by inputting the original signal and the allowable error without setting the maximum expansion number. Therefore, the work of strictly determining the number of wavelet expansions can be omitted, and the work efficiency can be improved.

【0071】実施の形態10 ところで、上記実施の形態9において、ウエーブレット
変換部とデータ修正部の構成を、図2に示した実施の形
態2と同様にしても良く、また、図6に示した実施の形
態8と同様にしても良い。このようにすることで、最終
的に得られる圧縮データは最適な展開回数(次数)によ
る詳細信号を考慮したものとなるので、上記実施の形態
9に比較して、より圧縮率を高くすることができる。
Tenth Embodiment By the way, in the ninth embodiment, the wavelet conversion unit and the data correction unit may have the same configurations as those of the second embodiment shown in FIG. 2 or shown in FIG. The same as in the eighth embodiment. By doing so, the finally obtained compressed data takes into consideration the detailed signal by the optimum number of expansions (degrees), so the compression rate should be made higher than in the ninth embodiment. You can

【0072】[0072]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
圧縮・伸張したデータは、データ解析,制御,異常診断
・検出など、様々な用途に用いられるが、以下では異常
検出の場合を例に挙げて説明する。ここでは、溶鉱炉を
用いるある製造プロセスにおける異常検出を例に取る。
この製造プロセスでは、溶鉱炉内の温度が急激に変化す
る現象が現れ出すと、欠陥品を生産し始めるという問題
がある。この欠陥品を生産する割合をより少なくするた
めに、溶鉱炉内の温度変化の異常を迅速に検知する必要
がある。
Embodiments of the present invention will be described below.
The compressed / decompressed data is used for various purposes such as data analysis, control, abnormality diagnosis / detection, and the like, but the case of abnormality detection will be described below as an example. Here, anomaly detection in a certain manufacturing process using a blast furnace is taken as an example.
This manufacturing process has a problem that when a phenomenon in which the temperature in the blast furnace rapidly changes appears, defective products are started to be produced. In order to reduce the rate of producing this defective product, it is necessary to quickly detect an abnormality in temperature change in the blast furnace.

【0073】図8は、この溶鉱炉内の温度を1995年
某月1日0時0分から同月5日23時59分まで、1分
間隔で計測した7200個のデータを示す特性図であ
る。溶鉱炉内の温度変化の異常をより早く検知するため
には、実際に過去の履歴データから特徴を解析する。過
去の履歴データとは、溶鉱炉内の温度と計測時のプロセ
スの状態(異常もしくは正常)から構成されるものであ
る。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing 7200 data obtained by measuring the temperature in the blast furnace at 1-minute intervals from 00:00 on the 1st day of 1995 to 23:59 on the 5th day of the same month. In order to detect the temperature change abnormality in the blast furnace earlier, the characteristics are actually analyzed from past historical data. The past history data is composed of the temperature in the blast furnace and the process state (abnormal or normal) at the time of measurement.

【0074】すなわち、図8に示したようなデータを大
量に保持し、以下に示すようにこの特徴を解析する。
「1分間の温度変化」を温度速度と定義すると、ある時
刻tから、この時刻より10分前までの温度速度の平均
と、時刻tからこの時刻より10分後までの温度速度の
平均の差が、0.1(℃/分)以上であると、プロセス
は異常な状態に陥っている。」そして、図8のデータは
1分間隔で計測したものであり、これを一階微分するこ
とにより、図9(a)に示すように、温度速度を表すデ
ータが得られる。なお、この計測期間中は、プロセスに
異常が現れなかった。
That is, a large amount of data as shown in FIG. 8 is held, and this feature is analyzed as shown below.
When "1 minute temperature change" is defined as the temperature speed, the difference between the average temperature speed from a certain time t to 10 minutes before this time and the average temperature speed from the time t to 10 minutes after this time. However, if it is 0.1 (° C./min) or more, the process is in an abnormal state. The data in FIG. 8 is measured at 1-minute intervals, and by first-order differentiating the data, data representing the temperature velocity is obtained as shown in FIG. 9 (a). No abnormalities appeared in the process during this measurement period.

【0075】この一階微分したデータにおいて、前後1
0個の平均の差をとると、図9(b)に示すデータが得
られ、これが温度速度の前後10分間の平均の差を表す
ことになる。図9(b)から明らかなように、上述した
解析結果と、このデータを照らし合わせても、結論には
矛盾していないことがわかる。
In this first-order differentiated data, before and after 1
By taking the difference of 0 averages, the data shown in FIG. 9B is obtained, and this represents the difference of the averages of the temperature velocity before and after 10 minutes. As is clear from FIG. 9B, it is found that the conclusion is not inconsistent even when the above-mentioned analysis result is compared with this data.

【0076】しかし、通常では、上述した図8に示した
ようなデータを大量に保持しておくことは、装置を構成
する上であまり好ましくない。データを大量に保持する
ためには、記憶部をそれだけ多く用意しておかなければ
ならず、装置にコストがかかるなど、問題点が多い。こ
のため、上述した図8に示したデータは、圧縮して保持
しておき、解析するときにこれを伸張して用いるように
するのが通常である。
However, in general, it is not preferable to hold a large amount of data as shown in FIG. 8 described above in order to configure the device. In order to hold a large amount of data, it is necessary to prepare as many storage units as that, and there are many problems such as the cost of the device. For this reason, it is usual that the above-mentioned data shown in FIG. 8 is compressed and held, and is expanded and used at the time of analysis.

【0077】ここで、図8のデータを従来の手法により
許容誤差を3%としてデータ圧縮し、これを伸張する
と、図10(a)に示すようになる。そして、この図1
0(a)の伸張データをもとに、上述と同様に、温度速
度の前後10分の平均の差に対応するデータを得ると、
図10(b)に示すようになる。これでは、上述した、
図8のデータからの解析結果とは矛盾が生じている。こ
れは、従来の圧縮・伸張では、もとの信号にない性質を
含んでしまい、ここではもとの信号にない急激な変化が
現れているからである。
Here, the data shown in FIG. 8 is compressed by the conventional method with a permissible error of 3%, and is expanded, as shown in FIG. 10 (a). And this FIG.
If data corresponding to the average difference of 10 minutes before and after the temperature velocity is obtained based on the extension data of 0 (a), as described above,
It becomes as shown in FIG. In this,
There is a contradiction with the analysis result from the data in FIG. This is because the conventional compression / expansion includes a property that the original signal does not have, and a sudden change that does not exist in the original signal appears here.

【0078】これに対して、この発明におけるデータ圧
縮装置により許容誤差を3%として圧縮・伸張したデー
タは、図11(a)に示すように、図8のもとのデータ
とほとんど変わりなく伸張される。これは、平均誤差
1.62%、圧縮率154倍である。そして、この図1
1(a)に示すデータの一階微分の前後10個ずつの平
均の差をとると図11(b)に示す通りとなり、上述し
た図8のデータによる結論とは矛盾が生じていない。す
なわち、この発明は、信号の不連続性を見る異常診断に
おける、もとのデータの圧縮・伸張に有効である。
On the other hand, as shown in FIG. 11A, the data compressed / decompressed with the allowable error of 3% by the data compression device according to the present invention is almost the same as the original data of FIG. To be done. This has an average error of 1.62% and a compression ratio of 154 times. And this FIG.
The difference between the averages of 10 data before and after the first derivative of the data shown in 1 (a) is shown in FIG. 11 (b), which is consistent with the conclusion based on the data shown in FIG. That is, the present invention is effective for compression / expansion of original data in abnormality diagnosis for observing signal discontinuity.

【0079】図12は、この発明によるデータ圧縮装置
によりデータを圧縮・伸張した結果を示すデータであ
り、図12(a)は展開回数が2であり、平均誤差は
0.003%で圧縮率が1.99倍であった。なお、ど
ちらも許容誤差は3%とした。また、図12(b)は展
開回数が9であり、平均誤差は0.343%であり、圧
縮率は147倍であった。
FIG. 12 is data showing the result of compressing / expanding data by the data compressing apparatus according to the present invention. FIG. 12 (a) shows the number of expansions of 2, the average error is 0.003% and the compression ratio is 0.003%. Was 1.99 times. In both cases, the allowable error was 3%. In FIG. 12B, the number of expansions was 9, the average error was 0.343%, and the compression rate was 147 times.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ウエーブレット変換したデータを一度逆ウエーブレ
ット変換して、もとのデータより許容誤差以内におさま
っていることを判断するようにした。このため、データ
を変換する上で、許容誤差を設定できることになり、例
えば、圧縮・伸張したデータが、もとのデータとの誤差
が許容範囲内にあることが保証され、より高い信頼性が
得られるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, the wavelet-converted data is inversely wavelet-converted once, and it is determined that the original data is within the allowable error. . Therefore, it is possible to set the allowable error in converting the data, and for example, it is guaranteed that the error between the compressed and expanded data and the original data is within the allowable range, and higher reliability is obtained. It has the effect of being obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の1実施の形態におけるデータ変換
装置をデータ圧縮装置として用いた場合の構成を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration when a data conversion device according to an embodiment of the present invention is used as a data compression device.

【図2】 この発明の第2の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の第3の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の第4の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の第6の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の第8の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の第9の実施の形態におけるデータ
圧縮装置の構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a data compression device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図8】 溶鉱炉内の温度を、1分間隔で計測したデー
タを示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing data obtained by measuring the temperature in the blast furnace at 1-minute intervals.

【図9】 図8のデータを一階微分したことで得られる
特性図である。
9 is a characteristic diagram obtained by first-order differentiating the data in FIG.

【図10】 図8のデータを従来の手法によりデータ圧
縮し、これを伸張した結果を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a result of compressing the data of FIG. 8 by a conventional method and expanding the data.

【図11】 この発明により圧縮・伸張したデータを示
す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing data compressed / decompressed according to the present invention.

【図12】 この発明により圧縮・伸張したデータを示
す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing data compressed / decompressed according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…原信号入力部、2…許容誤差入力部、3…展開回数
決定部、4…ウエーブレット変換部、5…データ修正
部、5a…ウエーブレット逆変換部、5b…修正信号生
成部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Original signal input part, 2 ... Permissible error input part, 3 ... Expansion number determination part, 4 ... Wavelet conversion part, 5 ... Data correction part, 5a ... Wavelet inverse conversion part, 5b ... Correction signal generation part.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原信号を所望の展開回数でウエーブレッ
ト変換して変換データを生成し、 前記変換データをウエーブレット逆変換した値と前記原
信号との差が所望の許容誤差範囲となるように前記変換
データを修正して前記原信号を圧縮した圧縮データとし
て生成することを特徴とするデータ変換方法。
1. An original signal is wavelet-transformed a desired number of times to generate transformed data, and a difference between a value obtained by inverse wavelet-transforming the transformed data and the original signal is within a desired allowable error range. A method of converting data, characterized in that the converted data is modified to generate compressed data obtained by compressing the original signal.
【請求項2】 請求項1記載のデータ変換方法におい
て、 前記変換データの中の平滑化信号をウエーブレット逆変
換した値と前記原信号との差が所望の許容誤差を越えて
いた場合、前記平滑化信号の代わりに原信号に戻した修
正信号を生成し、 前記展開回数と平滑化信号と修正信号とからなるデータ
を前記原信号を圧縮した圧縮データとして生成すること
を特徴とするデータ変換方法。
2. The data conversion method according to claim 1, wherein when a difference between a value obtained by inverse wavelet-transforming the smoothed signal in the converted data and the original signal exceeds a desired tolerance, A data conversion characterized by generating a modified signal returned to the original signal instead of the smoothed signal, and generating data consisting of the number of expansions, the smoothed signal and the modified signal as compressed data obtained by compressing the original signal. Method.
【請求項3】 請求項1記載のデータ変換方法におい
て、 前記変換データの中の平滑化信号と詳細信号より逆変換
した値と前記原信号との差が所望の許容誤差を超えない
範囲で、前記平滑化信号と詳細信号それぞれよりデータ
を間引いた抽出平滑化信号と抽出詳細信号とを生成し、 前記展開回数と抽出平滑化信号と抽出詳細信号とからな
るデータを前記原信号を圧縮した圧縮データとして生成
することを特徴とするデータ変換方法。
3. The data conversion method according to claim 1, wherein the difference between the original signal and the value obtained by inversely converting the smoothed signal and the detailed signal in the converted data does not exceed a desired tolerance. The extracted smoothed signal and the extracted detailed signal are generated by thinning out the data from the smoothed signal and the detailed signal, respectively, and the data consisting of the number of expansions, the extracted smoothed signal and the extracted detailed signal is compressed by compressing the original signal. A data conversion method characterized by generating as data.
【請求項4】 請求項2または3記載のデータ変換方法
において、 複数の展開回数で前記圧縮データを生成し、 得られた複数の圧縮データの中で圧縮データ数の少ない
展開回数のときの圧縮データを選択することを特徴とす
るデータ変換方法。
4. The data conversion method according to claim 2 or 3, wherein the compressed data is generated with a plurality of decompression times, and compression is performed when the number of decompression times is the smallest among the obtained plurality of compressed data. A data conversion method characterized by selecting data.
【請求項5】 請求項2または3記載のデータ変換方法
において、 複数の展開回数で同時に前記圧縮データを生成し、 得られた複数の圧縮データの中で圧縮データ数の少ない
展開回数のときの圧縮データを選択することを特徴とす
るデータ変換方法。
5. The data conversion method according to claim 2 or 3, wherein the compressed data is simultaneously generated with a plurality of decompression times, and the decompression number with a small number of compressed data among the obtained plurality of compressed data is used. A data conversion method characterized by selecting compressed data.
【請求項6】 請求項2または3記載のデータ変換方法
において、 所定数ずつ展開回数を増加させて圧縮データを生成し、
前回設定された展開回数により得られた圧縮データよ
り、今回設定された展開回数により得られた圧縮データ
の圧縮データ数が多い場合、前回設定された展開回数の
ときの圧縮データを選択することを特徴とするデータ変
換方法。
6. The data conversion method according to claim 2, wherein compressed data is generated by increasing the number of expansions by a predetermined number,
If the number of compressed data obtained by the expansion number set this time is greater than the compressed data obtained by the previously set expansion number, select the compressed data at the previously set expansion number. Characteristic data conversion method.
【請求項7】 請求項2記載のデータ変換方法におい
て、 前記平滑化信号と前記展開回数とを用いてウエーブレッ
ト逆変換して逆変換信号を生成し、 前記逆変換信号と修正信号とにより伸張信号を生成する
ことを特徴とするデータ変換方法。
7. The data conversion method according to claim 2, wherein the smoothed signal and the number of times of expansion are used to inversely transform the wavelet to generate an inverse transformed signal, and the inverse transformed signal and the modified signal are expanded. A data conversion method characterized by generating a signal.
【請求項8】 請求項2記載のデータ変換方法におい
て、 前記抽出平滑化信号と抽出詳細信号とを用いてウエーブ
レット逆変換することで伸張信号を生成することを特徴
とするデータ変換方法。
8. The data conversion method according to claim 2, wherein an expanded signal is generated by performing inverse wavelet conversion using the extracted smoothed signal and the extracted detail signal.
【請求項9】 原信号を所望の展開回数でウエーブレッ
ト変換して変換データを生成するウエーブレット変換部
と、 前記変換データをウエーブレット逆変換した値と前記原
信号との差が所望の許容誤差範囲となるように変換デー
タを修正して原信号を圧縮した圧縮データとして生成す
るデータ修正部とを備えることを特徴とするデータ変換
装置。
9. A wavelet transform section for wavelet transforming an original signal with a desired number of expansions to generate transformed data, and a difference between a value obtained by inverse wavelet transforming the transformed data and the original signal is a desired tolerance. A data conversion device, comprising: a data correction unit that corrects conversion data so as to be within an error range and generates original data as compressed data that is compressed.
【請求項10】 請求項9記載のデータ変換装置におい
て、 前記データ修正部は、前記変換データの中の平滑化信号
をウエーブレット逆変換した値と前記原信号との差が所
望の許容誤差を越えていた場合、前記平滑化信号の代わ
りに原信号に戻した修正信号を生成し、この修正信号と
前記平滑化信号および展開回数とからなるデータを圧縮
データとして生成することを特徴とするデータ変換装
置。
10. The data conversion apparatus according to claim 9, wherein the data correction unit determines a desired tolerance by a difference between a value obtained by inverse wavelet-transforming a smoothed signal in the conversion data and the original signal. If it exceeds, a correction signal returned to the original signal is generated instead of the smoothed signal, and data including the correction signal, the smoothed signal, and the number of expansions is generated as compressed data. Converter.
【請求項11】 請求項9記載のデータ変換装置におい
て、 前記データ修正部は、前記変換データの中の平滑化信号
と詳細信号より逆変換した値と前記原信号との差が所望
の許容誤差を超えない範囲で、前記平滑化信号と詳細信
号それぞれよりデータを間引いた抽出平滑化信号と抽出
詳細信号とを生成し、この抽出平滑化信号および抽出詳
細信号と前記展開回数とからなるデータを圧縮データと
して生成することを特徴とするデータ変換装置。
11. The data conversion apparatus according to claim 9, wherein the data correction unit has a desired tolerance for a difference between a value obtained by inversely converting a smoothed signal and a detailed signal in the converted data and the original signal. Within the range not exceeding, the extracted smoothed signal and the extracted detailed signal are generated by thinning out the data from the smoothed signal and the detailed signal, respectively, and the data including the extracted smoothed signal and the extracted detailed signal and the number of times of expansion are generated. A data conversion device characterized by being generated as compressed data.
【請求項12】 請求項10または11記載のデータ変
換装置において、 前記ウエーブレット変換部とデータ修正部とを複数組備
え、 前記ウエーブレット変換部それぞれで用いるウエーブレ
ット変換の展開回数の組み合わせを決定する展開回数分
配部と、 前記データ修正部より得られた圧縮データの中で最も圧
縮データ数の少ないものを選択して出力する圧縮データ
数比較部とを備えたことを特徴とするデータ変換装置。
12. The data conversion device according to claim 10, further comprising a plurality of sets of the wavelet conversion section and the data correction section, and determining a combination of wavelet conversion expansion times used in each of the wavelet conversion sections. A data conversion device, comprising: a decompression number distribution unit, and a compressed data number comparison unit that selects and outputs the compressed data having the smallest number of compressed data from the data correction unit. .
【請求項13】 請求項10または11記載のデータ変
換装置において、 所定の最大展開回数の範囲内で前記ウエーブレット変換
部へ複数の展開回数を設定する最大展開回数設定部と、 前記複数の展開回数においてそれぞれ得られた圧縮デー
タの中で、最も圧縮データ数の少ないものを選択して出
力する判断部とを備えたことを特徴とするデータ変換装
置。
13. The data conversion apparatus according to claim 10, wherein a maximum expansion number setting unit that sets a plurality of expansion times to the wavelet conversion unit within a predetermined maximum expansion number range, and the plurality of expansions. A data conversion device, comprising: a determination unit that selects and outputs the compressed data having the smallest number of compressed data among the compressed data obtained each time.
【請求項14】 請求項10または11記載のデータ変
換装置において、 所定数ずつ増加させていく複数の展開回数を前記ウエー
ブレット変換部へ設定する展開回数カウンタと、 今回設定された展開回数により得られた圧縮データが、
前回設定された展開回数により得られた圧縮データより
その圧縮データ数が多い場合、前回設定された展開回数
による圧縮データを選択して出力する判断部とを備えた
ことを特徴とするデータ変換装置。
14. The data conversion device according to claim 10, wherein the expansion number counter that sets a plurality of expansion numbers, which are increased by a predetermined number, to the wavelet conversion unit and the expansion number set this time are obtained. Compressed data is
When the number of compressed data obtained by the previously set decompression number is larger than that of the compressed data, the data conversion device is provided with a determination unit for selecting and outputting the compressed data having the previously set decompression number. .
【請求項15】 請求項10記載のデータ変換装置にお
いて、 前記平滑化信号と前記展開回数とを用いてウエーブレッ
ト逆変換して逆変換信号を生成するウエーブレット逆変
換部と、 前記逆変換信号と修正信号とにより伸張信号を生成して
出力する伸張信号生成部とを備えたことを特徴とするデ
ータ変換装置。
15. The data conversion apparatus according to claim 10, wherein the wavelet inverse conversion unit generates an inverse conversion signal by performing an inverse wavelet conversion using the smoothed signal and the number of expansions, and the inverse conversion signal. And a decompression signal generation unit for generating and outputting a decompression signal by the correction signal and the correction signal.
【請求項16】 請求項11記載のデータ変換装置にお
いて、 前記抽出平滑化信号と抽出詳細信号とを用いてウエーブ
レット逆変換することで伸張信号を生成して出力する伸
張信号生成部を備えたことを特徴とするデータ変換装
置。
16. The data conversion apparatus according to claim 11, further comprising a decompression signal generation unit for generating and outputting a decompression signal by performing inverse wavelet conversion using the extracted smoothed signal and the extracted detail signal. A data conversion device characterized by the above.
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