JPH10271505A - 信号処理装置、符号化回路および復号回路 - Google Patents

信号処理装置、符号化回路および復号回路

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JPH10271505A
JPH10271505A JP7124597A JP7124597A JPH10271505A JP H10271505 A JPH10271505 A JP H10271505A JP 7124597 A JP7124597 A JP 7124597A JP 7124597 A JP7124597 A JP 7124597A JP H10271505 A JPH10271505 A JP H10271505A
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image
vector
circuit
signal sequence
block
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JP7124597A
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Kenji Kurosu
健二 黒須
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力原信号列に対して直交変換を用いて近似
する信号列近似において近似精度を向上させる。 【解決手段】ブロック分割回路12は画像信号11から画像
を正方形の領域にブロック分割する。平均ベクトル計算
回路13は分割されたブロック画像の画像ベクトルの平均
値を求める。共分散行列計算回路14は画像平均ベクトル
とブロック画像ベクトルとから共分散行列を求める。固
有ベクトル計算回路15は共分散行列の固有ベクトルを求
める。内積計算回路16はブロック画像ベクトルと画像平
均ベクトルとの差分ベクトルを求め差分ベクトルと固有
ベクトルとの内積を求める。データ記憶回路17は画像平
均ベクトルとブロックごとの内積値と固有ベクトルとを
記憶し画像出力要求信号1aを与えられるとデータを出力
する。画像近似回路18は平均ベクトル、ブロックごとの
内積値、固有ベクトルの値より少数の固有ベクトルを用
い画像を近似する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号処理装置、符
号化回路および復号回路に関し、たとえば、入力原信号
列に対して直交変換を用いて近似する信号列近似に適用
し得る。
【0002】
【従来の技術】画像の直交変換の一つとしてKL(Karhun
en・Loeve:カルーネン・レーベ)変換が知られている。
このKL変換の特徴は、既成の直交関数系を用いるのでは
なく、入力された画像に最適な直交関数系を作成し、少
数の項だけで入力画像を近似できる点である。このKL変
換を用いて少ない基底数で画像を近似した例として、文
献、佐藤 信他「対象に限定された画像空間の形成とそ
の画像合成への応用」、1992年画像符号化シンポジウム
(PCSJ92)、第 177頁〜第 180頁がある。
【0003】次に、簡単に具体的な従来の技術を説明す
る。たとえば、図2において、高さM画素、幅N画素の
入力画像をKL変換では、S×S画素のブロックに分解す
る。分解された画像のブロックにおいて、ブロック中の
画素をベクトルの要素としてとらえ、ブロックを画像ベ
クトルとして扱う。一例として、図3では、一つのブロ
ックのサイズを4×4として、ブロック内の画素の値X
1、X2、....、X16 を画像ベクトルXの要素としてい
る。
【0004】次に、入力画像全体のブロックに対して画
像ベクトルXの平均、画像平均ベクトルμを次の式(1)
によって求める。
【0005】
【数1】 μ=1/A・ΣXi ....(1) なお、i=1〜Aである。ここで、Aは入力画像中のブ
ロックの数であり、Xiは各ブロックの画像ベクトルであ
る。
【0006】次に、入力画像から共分散Cxを次の式(2)
によって求める。
【0007】
【数2】 Cx= {Σ(Xi-μ) (Xi-μ)t}・1/A ....(2) なお、i=1〜Aである。
【0008】共分散行列Cxの固有値、固有ベクトルをそ
れぞれλk 、Ψk (k=1、2、3、....、S2)とする。
ここで、固有ベクトルΨk は、大きさが1で互いに直交
するベクトルである。この固有ベクトルΨk を用いて入
力画像の各画像ブロックXと、画像平均ベクトルとの差
分ベクトルXd (=X- μ) は、次の式(3) によって表すこ
とができる。
【0009】
【数3】 Xd=ΣCkΨk Ck=ΨktXd ....(3) なお、k=1 からS2である。ここで、Sは画像を分解する
ブロックの1辺の長さである。また、固有ベクトルΨk
は、固有値の絶対値が大きい順に対応しているものとす
る。Ckが表す意味は、差分ベクトルXdと固有ベクトルΨ
k との内積である。
【0010】上述の式(3) においては、すべての固有ベ
クトルΨk (k=1、2、3、....、S2)を基底として用
いることによって、Xdと完全に一致した画像が得られ
る。しかしながら、一般には全部の固有ベクトルを用い
ずに少数項の固有ベクトルを用いれば、入力画像に近い
近似画像が得られる。具体的には、次の式(4) で表すよ
うにして対応する固有値の絶対値の大きい順にq項(q≦
S2) の固有ベクトルを用いて、1ブロックの画像ベクト
ルXiをXi’で近似している。
【0011】
【数4】 Xi’=ΣCkΨk +μ ....(4) なお、k=1〜q であり、q は、S2よりも小さいか、また
はほぼ等しい。
【0012】限定されたq 個の固有ベクトルだけを用い
るという条件のもとで、上述の式(4) での近似画像と原
画像との平均二乗誤差(MSE: Mean Square root Error)
ε2は、最小になることが知られている。上述の式(4)
を使用して画像ベクトルXiをXi’で近似したときの画像
全体の平均二乗誤差ε2 は、次の式(5) のように表され
る。
【0013】
【数5】 ε2 =Σλk ....(5) なお、k= q+1〜S2である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】固有値の絶対値の大き
い固有ベクトルからKL変換に用いることによって、限定
された少数項の固有ベクトルだけで画像を表現するとき
に、画像全体の平均二乗誤差の面からは最良の近似結果
が得られるが、KL変換のブロック単位で見ると入力画像
との平均二乗誤差が大きいブロックが見られる。
【0015】たとえば、3次元の画像ベクトルを一つの
固有ベクトルだけで表現する場合を説明する。基底とし
て用いる共分散行列の固有ベクトルを固有値の大きい順
にΨ1 、Ψ2 、Ψ3 で近似する画像ベクトルを、図4に
示すように、Xd=X1Ψ1+X2Ψ2+X3Ψ3 (|X1|<|X2|
<|X3|)とする。この3つの固有ベクトルのうち、固
有値の最も大きいΨ1 だけを用いて差分ベクトルXdを近
似する場合、上述の式(3) において、
【0016】
【数6】C1=Ψ1tXd=X1 KL変換によって近似結果Xd1'は、
【0017】
【数7】Xd1'=X1Ψ1 となる。
【0018】このときの入力画像ベクトルとの二乗誤差
e12 は、
【0019】
【数8】e12 =| Xd-Xd1'|2 =X22+X32 となる。
【0020】ここで、Xdを固有ベクトルΨ3 を用いて近
似した場合の近似結果Xd2'は、
【0021】
【数9】Xd2'=X3Ψ3 となる。この場合の入力画像ベクトルとの二乗誤差e22
は、
【0022】
【数10】e22 =| Xd −Xd2'|=X12+X22 となる。
【0023】ここで、|X1|<|X2|<|X3|の関係が
あるので、e12<e22 となり、固有ベクトル1つを用いて
画像ベクトルを近似する場合、図4の画像ベクトルの場
合は、固有値が一番大きい固有ベクトルΨ1 ではなく、
入力画像ベクトルとの内積が一番大きい固有ベクトルΨ
3 を用いて近似するほうが入力画像との二乗誤差が小さ
くなることは容易に推測できる。
【0024】従来のKL変換では、基底として用いる固有
ベクトルの組み合わせを限定した場合、画像全体での平
均二乗誤差が最小となる基底の組み合わせを見つけ、ブ
ロック単位で変換を行っていた。しかしながら、このよ
うな方法では、ブロック単位で見ると、固定された基底
の組み合わせがそのブロックの画像ベクトルをKL変換す
るには最適とはいえず、入力画像との二乗誤差が大きく
なることがある。
【0025】このようなことから、入力原信号列に対し
て直交変換を用いて近似する信号列近似において、さら
に近似精度を向上させることができる信号処理装置、符
号化回路および復号回路の実現が要請されている。
【0026】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、入力
原信号列をブロックに分割し、このブロックに対して直
交変換符号化を行う符号化回路と、符号化信号から復号
し前記原信号列を再生する復号回路とからなる信号処理
装置において、以下のような特徴的な構成で上述の課題
を解決する。
【0027】すなわち、本発明は、符号化回路に、入力
原信号列(たとえば、画像信号列、音声信号列、2次元
信号列など)の基底に対する原信号列方向の成分を求め
る信号列方向成分検出手段を備え、復号回路に、信号列
方向の成分が大きい基底から使用して復号を行わせる基
底決定手段を備える。
【0028】このような構成で、信号列方向の成分が大
きい基底から使用することで、使用する基底の数が限定
された場合でも、ブロックにより最適な基底の組み合わ
せで直交変換(たとえば、カルーネン・レーベ変換、離
散コサイン変換など)符号化を行うことができ、使用す
る基底の組み合わせを固定した従来の直交変換に比べ、
少ない情報量でより原信号列に忠実な信号列を再生する
ことができる。また、入力原信号列と基底との内積を求
めることで容易に入力原信号列方向の成分を求めること
ができる。
【0029】
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例を図面
を用いて説明する。本実施例においては、使用する基底
の数を制限してKL変換で画像を表現するときに、ブロッ
ク毎に原画像との二乗誤差を最小にするように構成す
る。そこで、基底の信号列方向の成分を求め、信号列方
向の成分の大きい基底から用いて信号列を近似するよう
に構成する。さらに、基底の信号列方向の成分を求める
ときに、信号列と基底との内積を求めて信号列を近似す
るように構成する。
【0030】第1の実施例:図1は、第1の実施例の画
像処理装置の機能構成図である。この図1において、本
画像処理装置は、入力デジタル画像信号11から画像を図
2に示すように、正方形の領域にブロック分割するブロ
ック分割回路12を備える。さらに、分割されたブロック
画像の画像ベクトルの平均値を求める平均ベクトル計算
回路13を備える。さらに、入力画像平均ベクトルとブロ
ックの画像ベクトルとから共分散行列を求める共分散行
列計算回路14を備える。さらに、共分散行列の固有ベク
トルを求める固有ベクトル計算回路15を備える。
【0031】さらに、本画像処理装置は、ブロックの画
像ベクトルと画像平均ベクトルとの差分ベクトルを求
め、この差分ベクトルと固有ベクトルとの内積を求める
内積計算回路16を備える。さらに、画像平均ベクトル
と、ブロックごとの内積値と、固有ベクトルとを記憶
し、画像の出力の要求を表す画像出力要求信号1aを与え
られると、記憶されているデータを出力するデータ記憶
回路17を備える。さらに、平均ベクトル、ブロックごと
の内積値、固有ベクトルの値より少数の固有ベクトルな
どを用いて画像を近似し、近似した画像信号を出力する
画像近似回路18を備える。
【0032】すなわち、ブロック分割回路12、平均ベク
トル計算回路13、共分散行列計算回路14、固有ベクトル
計算回路15、内積計算回路16、データ記憶回路17までが
画像符号化回路の構成に該当する。画像近似回路18は、
画像復号回路に該当する。
【0033】これらの画像符号化回路と画像復号回路と
からなる画像処理装置は、機能的には、図1のように構
成されるが、ハードウエア的な構成としては、コンピュ
ータ、具体的には、ワークステーションやパーソナルコ
ンピュータなどが備えるハードウエア構成で実現するこ
とができる。このようなハードウエア構成に上述のよう
な各機能を有するソフトウエアを備えることで実現する
ことができる。
【0034】第1の実施例の画像処理装置の動作:次
に、画像処理装置の動作を説明する。入力デジタル画像
信号11として、図2に示すように、高さM=24画素とし、
幅N=36画素とする。この入力デジタル画像信号11が供給
されると、ブロック分割回路12では、入力デジタル画像
信号11を4×4の大きさの正方形の領域に分割する。24
×36画素の画像では、図2に示すように、6×9のブロ
ックに分割される。分割されたブロック画像信号は、平
均ベクトル計算回路13と、共分散行列計算回路14と、内
積計算回路16とに与えられる。
【0035】平均ベクトル計算回路13では、上述の式
(1) に基づいて、ブロック分割回路12から供給されたブ
ロックに分割された画像をベクトルとして足し合わせ、
ブロックの個数で割ることによって画像平均ベクトルを
計算する。上述の図2に示すような画像では、上述の式
(1) のAは、A=6x9=54となる。求めた画像平均ベクトル
は、共分散行列回路14と、内積計算回路16と、データ記
憶回路17とに与えられる。
【0036】共分散行列回路14では、ブロック分割回路
12から与えられる入力されたすべてのブロックの画像ベ
クトルと、平均ベクトル計算回路13から入力された画像
平均ベクトルとを用いて、上述の式(2) から共分散行列
を計算し、この共分散行列のデータを固有ベクトル計算
回路15に与える。具体的には、それぞれのブロックの画
像ベクトルについて画像平均ベクトルを引いたベクト
ル、X-μを求めて、列ベクトル (X-μ) とその転置の
(X-μ)tの積の和を求め、ブロックの個数で割ったもの
が上述の式(2) の共分散行列となる。
【0037】固有ベクトル計算回路15では、共分散行列
から入力された行列について、固有値と固有ベクトルと
を求め、この固有値と固有ベクトルとを内積計算回路16
と、データ記憶回路17とに与える。実際の固有値、固有
ベクトルの計算においては、たとえば、Jacobi法などを
使用して求めることができる。
【0038】内積計算回路16では、ブロック分割回路12
から入力された画像ベクトルのそれぞれについて、平均
ベクトル計算回路13から入力された画像平均ベクトルと
の差分ベクトルXd (=X-μ) を求め、この差分ベクトル
と固有ベクトル計算回路15から入力された固有ベクトル
との内積を計算し、この内積値を絶対値が大きい順にソ
ートし、内積の値とその内積に対応する固有ベクトルを
表す信号とをデータ記憶回路17に与える。
【0039】データ記憶回路17では、画像出力要求信号
1aが与えられると、記憶しておいた固有ベクトル、画像
平均ベクトル、ブロック毎に絶対値が大きい内積値を数
個とその内積値に対応する固有ベクトルを表す信号を画
像近似回路18へ与える。
【0040】画像近似回路18では、上述の式(4) に基づ
いて、データ記憶回路17から入力される固有ベクトル、
画像平均ベクトル、内積値、それらの内積値に対応する
固有ベクトルを表すデータより、ブロック毎に近似画像
を生成し、この近似画像信号19を出力する。
【0041】たとえば、この画像近似回路18で、上述の
図3の画像ベクトルを4×4のサイズのブロックを4つ
の基底を使用して処理する場合を説明する。そこで、こ
の画像近似回路18では、ブロック毎にデータ記憶回路17
から入力される16個の内積値Ck(k=1、2、3、....、
16)の内、絶対値が大きいもの4つを選び、対応する4
つの固有ベクトルを内積値の値だけ実数倍し、それらの
ベクトルの和を求める。そこで、あるブロックで内積値
を絶対値が大きい順にC2、C6、C8、C12 とすると、画像
近似回路18は、次の式(6) によって差分ベクトルXdの近
似ベクトルXd'を計算する。
【0042】
【数11】 Xd'=C2Ψ2+C6Ψ6+C8Ψ8 +C12Ψ12 C2 =Ψ2'Xd、 C6=Ψ6'Xd、 C8 =Ψ8'Xd、 C12=Ψ12'Xd ....(6) この式のXd' は、ブロックの画像ベクトルX と、画像平
均ベクトルμとの差分ベクトルXdを近似した結果である
ので、画像近似回路18は、Xd' に画像平均ベクトルμを
加え、この結果を出力する。
【0043】本発明の第1の実施例の効果:以上の本発
明の第1の実施例によれば、ブロック毎に画像ベクトル
とすべての固有ベクトルとの内積値を計算し、内積値の
絶対値が大きい固有ベクトルから基底として用いる。こ
れによって使用する基底の数が限定された場合、ブロッ
クによって最適な基底の組み合わせでKL変換ができる。
作用する基底の組み合わせを固定した従来のKL変換に比
べ、入力画像との二乗誤差が小さい画像を得ることがで
きる。
【0044】第2の実施例:図5は、第2の実施例の画
像処理システムの機能構成図である。この図5におい
て、本画像処理システムは、画像符号化装置1で原画像
Pを符号化し、離れた場所に符号化の結果を伝送して、
画像再生装置2で近似画像P'を再生するシステムであ
る。そこで、本実施例の画像処理システムにおいて、画
像符号化装置1は、地点Aに設置し、画像再生装置2は
地点Bに設置されている。画像符号化装置1と、画像再
生装置2との間は、通信回線3で接続されている。この
通信回線3は、たとえば、アナログ電話回線やISDN回線
などである。
【0045】地点Aに設置されている画像符号化装置1
は、原画像Pを正方形の領域に分割するブロック分割回
路21を備える。さらに、画像分割ブロックの画像平均べ
クトルを計算する平均ベクトル計算回路22を備える。さ
らに、画像分割ブロックと画像平均ベクトルとから共分
散行列を計算する共分散行列計算回路23を備える。さら
に、共分散行列から固有ベクトルを求める固有ベクトル
計算回路24を備える。さらに、画像分割ブロックごとの
画像ベクトルから画像平均ベクトルを引いた差分ベクト
ルを求め、この差分ベクトルと固有ベクトルとの内積を
求める内積計算回路25を備える。さらに、内積計算回路
25で求めた内積値の中で、絶対値が大きい数個と、それ
に対応する固有ベクトルを表す信号、画像平均ベクト
ル、固有ベクトルを通信回線3へ出力するデータ出力回
路26を備える。
【0046】地点Bに設置されている画像再生装置2
は、通信回線3から供給される内積値の中で絶対値が大
きい数個と、それに対応する固有ベクトルを表す信号、
画像平均ベクトル、固有ベクトルなどを受信し、原画像
Pに近似した近似画像P'を再生する。
【0047】画像処理システムの動作:次に、図5の画
像処理システムの動作を説明する。先ず、画像符号化装
置1のブロック分割回路21には原画像Pが入力され、こ
の原画像Pが正方形の領域に分割され、画像分割ブロッ
クが平均ベクトル計算回路22と共分散行列計算回路23と
内積計算回路25とに与えられる。平均ベクトル計算回路
22では、入力された分割ブロックから画像平均ベクトル
が求められ、共分散行列計算回路23と内積計算回路25と
データ出力回路26とに与えられる。共分散行列計算回路
23では、ブロック分割回路21から入力される画像分割ブ
ロックごとの画像ベクトルと画像平均ベクトルとから共
分散行列が求められて固有ベクトル計算回路24に与えら
れる。
【0048】固有ベクトル計算回路24では、共分散行列
計算回路23から入力される共分散行列から固有値と固有
ベクトルとが求められて内積計算回路25とデータ出力回
路26とに与えられる。内積計算回路25では、ブロック分
割回路21から入力された画像分割ブロックの画像ベクト
ルに対して固有ベクトル計算回路24から入力されたすべ
ての固有ベクトルとの内積値が求められ、この内積値の
絶対値が大きい順にソートされ、このソート結果がデー
タ出力回路26に与えられる。
【0049】データ出力回路26では、画像1フレームに
つき、その画像から求められた共分散行列の固有ベクト
ルと画像平均ベクトルと、ブロック毎に絶対値が大きい
順に数個の内積値とその内積値に対応する固有ベクトル
を表す信号とが通信回線3へ出力される。たとえば、ブ
ロックのサイズが4×4のとき、16次元の固有ベクトル
が16個求められ、ブロック毎に固有ベクトルとの内積値
が16個求められる。データ出力回路26では、16個の内積
値の中で絶対値が大きい数個のデータが出力される。
【0050】地点Bの画像再生装置2の画像近似回路27
では、通信回線3から供給された数個の内積値とそれに
対応する固有ベクトルをかけて、それらの和のベクトル
を計算し、これに画像平均ベクトルを加えてブロック毎
の画像を生成し、近似画像P'が再生される。
【0051】本発明の第2の実施例の効果:以上の本発
明の第2の実施例によれば、原画像Pの情報を離れた地
点Bに伝送するため、KL変換を用いて原画像Pの固有ベ
クトルを求め、この固有ベクトルと画像のブロック毎の
内積値とを計算し、ブロック毎に内積値の一部を離れた
地点Bの画像再生装置2に伝送し近似画像P'を再生する
ことができる。具体的には、近似画像P'を地点Bの画像
再生装置2で再生するために、すべてのブロックに共通
な固有ベクトルと、1ブロックについて数個の内積値と
その内積値に対応する固有ベクトルを表す信号とを伝送
すれば地点Bの画像再生装置2で近似画像P'を得ること
ができる。このため、離れた地点AおよびBの間で、少
ないデータ量で1枚の画像を伝送するために有効であ
り、画像データを高速に離れた地点に伝送することがで
きるようになる。
【0052】第3の実施例:図6は、第3の実施例の画
像処理装置の機能構成図である。この図6において、画
像処理装置は、入力された画像を一定の大きさの領域に
分割するブロック分割回路33と、分割されたブロックの
画像ベクトルと直交変換の基底との内積を計算し、内積
の値と対応する基底を表す信号を出力する内積計算回路
33と、画像出力要求信号34が与えられると、ブロック毎
に記憶された内積の中から絶対値が大きい数個とそれに
対応する基底を示す信号を出力するデータ記憶回路35
と、ブロック毎に入力された数個の内積値とそれに対応
する直交変換の基底を掛け合わせ、それらの和を計算
し、近似画像を出力する画像近似回路36とから構成され
ている。
【0053】画像処理装置の動作:次に、図6の画像処
理装置を直交変換として、離散コサイン変換(Discrete
Cosine Transform) に適用した場合の動作を説明する。
先ず、入力画像信号は、ブロック分割回路32で一定の大
きさの領域に分割され、この分割ブロックは内積計算回
路33に与えられる。内積計算回路33では、分割されたブ
ロックの画像ベクトルと予め記憶されている離散コサイ
ン変換の基底との内積が計算され、内積の値と対応する
基底を表す信号がデータ記憶回路35に与えられる。ここ
で、縦M画素、横N画素のブロックについて離散コサイ
ン変換の基底ΩUV (U=1、2、....、M-1 ,V=0、1、
2、....、N-1)は、次の式(7) で表すことができる。
【0054】
【数12】 ΩUV(m,n) = 2c(u)c(v)/(MN)1/2・cosA・cosB A= (2m+1)uπ/2M B= (2n+1)vπ/2N ....(7) となる。
【0055】ここで、ΩUV(m,n) (m =1、2、....、M-
1 ,n=0、1、2、....、N-1)は、基底ΩUVの行番号
m、列番号nの要素で、 c(k)=1/√2 (k=0 のとき), =1 (k=0 でない
とき) である。
【0056】S×Sの大きさのブロックに分割した画像
Pのあるブロックの画像をΨとし、Ψの要素をΨ(m,n)
とする。このとき上述の式(7) において、M=S 、N=S で
あり、Ψと基底ΩUVとの内積CUV は、次の式(8) のよう
になる。
【0057】
【数13】 C UV=Ψ・ΩUV=ΣΣΨ(m,n) ΩUV(m,n) ....(8) なお、m= 0〜M-1 ,N= 0〜N-1 である。内積計算回路33
では、前記式(8) に基づいてブロック毎の画像ベクトル
と離散コサイン変換の各基底との内積値が計算されてこ
の結果がデータ記憶回路35に与えられる。
【0058】このデータ記憶回路35では、画像出力要求
信号34が与えられると、ブロック毎に記憶された内積の
中から絶対値が大きい数個とそれに対応する基底を示す
信号が画像近似回路36に与えられる。この画像近似回路
36では、ブロック毎に入力された数個の内積値とそれに
対応する予め記憶された離散コサイン変換の基底を掛け
合わせ、それらの和が計算され、計算結果が出力され
る。
【0059】たとえば、ブロックのサイズを8×8と
し、あるブロックにおいてブロックの内積値CUV (u=
0、1、2、....、7,v=0、1、2、....、7)が、
絶対値が大きい順にC11 、C22 、C44 、C73 、....の関
係があり、画像近似回路36で用いる基底の数が4個のと
き、画像近似回路36では次の式(9) のようにしてこのブ
ロックの近似画像Ψ' が求められる。
【0060】
【数14】 Ψ' = C11Ω11+C23Ω23+C44Ω44+C73Ω73 ....(9) となる。
【0061】本発明の第3の実施例の効果:以上の本発
明の第3の実施例によれば、画像をブロックに分割し、
各ブロックで離散コサイン変換の基底との内積値を計算
し、この内積値の絶対値が大きい基底を近似画像の生成
に用いることによって、少ない情報量でより原画像に近
い近似画像が得られる。また、ブロックのサイズによっ
て決まる予め記憶された離散コサイン変換の基底を用い
るので、画像によって基底を計算する必要がない。ま
た、基底の情報を構成要素間で伝達する必要がないの
で、回路構成を簡単にすることができる。
【0062】他の実施の形態:なお、上述の説明は、画
像の処理の実施例であったが、画像以外の2次元情報や
音声信号に対しても有効に適用することができる。ま
た、上述の実施例においては、直交変換として、離散コ
サイン変換を用いていたが、他の直交変換でも上述の実
施例の構成を適用することができる。たとえば、フーリ
エ変換、アダマール(Hadamard)変換、ハール(Haar)変
換、スラント(slant) 変換、LOT (Lapped Orthogonal T
ransform) などにも適用することができる。
【0063】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、入力原信号
列をブロックに分割し、このブロックに対して直交変換
符号化を行う符号化回路が、入力原信号列の基底に対す
る原信号列方向の成分を求め、復号回路が、原信号列方
向の成分が大きい基底から使用して復号を行うことで、
入力原信号列に対して直交変換を用いて近似する信号列
の近似において、さらに近似精度を向上させることがで
きる。つまり、使用する基底の数が限定された場合で
も、ブロックにより最適な基底の組み合わせで直交変換
を行うことができ、使用する基底の組み合わせを固定す
る従来の変換と比べ、入力原信号列との誤差を低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の画像処理装置の機能構
成図である。
【図2】従来例の入力画像をブロック分割することを説
明するための図である。
【図3】従来例の画像ベクトルの説明図である。
【図4】従来例のKL変換で近似誤差の大きい画像ベクト
ルの説明図である。
【図5】本発明の第2の実施例の画像処理システムの構
成図である。
【図6】本発明の第3の実施例の画像処理装置の機能構
成図である。
【符号の説明】
1a 画像出力要求信号 11 入力デジタル画像信号 12 ブロック分割回路 13 平均ベクトル計算回路 14 共分散行列計算回路 15 固有ベクトル計算回路 16 内積計算回路 17 データ記憶回路 18 画像近似回路 19 出力画像信号

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力原信号列をブロックに分割し、この
    ブロックに対して直交変換符号化を行う符号化回路と、 符号化信号から復号し、前記原信号列を再生する復号回
    路とを含む信号処理装置において、 前記符号化回路は、前記入力原信号列の基底に対する原
    信号列方向の成分を求める信号列方向成分検出手段を含
    み、 前記復号回路は、前記原信号列方向の成分が大きい基底
    から使用して前記復号を行わせる基底決定手段を含むこ
    とを特徴とする信号処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記入
    力原信号列は、画像信号列、音声信号列および2次元信
    号列などの信号列のうちのいずれかであることを特徴と
    する信号処理装置。
  3. 【請求項3】 入力原信号列をブロックに分割し、この
    ブロックに対して直交変換符号化を行い、符号化信号を
    出力する符号化回路において、該回路は、前記入力原信
    号列の基底に対する原信号列方向の成分を求める信号列
    方向成分検出手段を含むことを特徴とする符号化回路。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の回路において、前記直
    交変換は、カルーネン・レーベ変換、および離散コサイ
    ン変換などのうちのいずれかであることを特徴とする符
    号化回路。
  5. 【請求項5】 請求項3または4に記載の回路におい
    て、前記信号列方向成分検出手段は、前記入力原信号列
    方向の成分を求めるために、前記入力原信号列と基底と
    の内積を求めることを特徴とする符号化回路。
  6. 【請求項6】 請求項3、4または5に記載の回路にお
    いて、前記信号列方向成分検出手段は、 前記入力原信号列をブロック化し、ブロック信号ベクト
    ルとするブロック化部と、 該ブロック信号ベクトルの平均ベクトルを求める平均ベ
    クトル演算部と、 該平均ベクトルと前記ブロック信号ベクトルとから共分
    散行列を求める共分散行列生成部と、 該共分散行列の固有ベクトルを求める固有ベクトル演算
    部と、 前記ブロック信号ベクトルと前記平均ベクトルとの差分
    ベクトルを求め、該差分ベクトルと前記固有ベクトルと
    の内積を求める内積演算部と、 ブロック毎に絶対値が大きい内積値を数個とこれらの内
    積値に対応する固有ベクトルを表す信号を出力するデー
    タ出力部とを含むことを特徴とする符号化回路。
  7. 【請求項7】 請求項3、4または5に記載の回路にお
    いて、前記信号列方向成分検出手段は、 前記入力原信号列をブロック化し、ブロック信号ベクト
    ルとするブロック化部と、 該ブロック信号ベクトルと直交変換の基底との内積を行
    い、ブロック毎の内積値のうち絶対値が大きい数個とそ
    れらに対応する基底を表す信号とを出力する内積演算部
    とを含むことを特徴とする符号化回路。
  8. 【請求項8】 請求項3ないし7のいずれかに記載の符
    号化回路からの前記符号化信号を復号し、前記原信号列
    を再生する復号回路において、該復号回路は、前記符号
    化信号として、前記原信号列方向の成分が大きい基底か
    ら使用して前記復号を行わせる基底決定手段を含むこと
    を特徴とする復号回路。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320711A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Sony Corp データ処理装置およびデータ処理方法、並びに記録媒体
JP2002051344A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Sony Corp デジタル画像信号処理装置および方法
JP2006238070A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Sony Corp 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
JP2010530184A (ja) * 2007-06-15 2010-09-02 クゥアルコム・インコーポレイテッド ビデオブロック予測モードの適応形符号化
US8571104B2 (en) 2007-06-15 2013-10-29 Qualcomm, Incorporated Adaptive coefficient scanning in video coding
US10306229B2 (en) 2015-01-26 2019-05-28 Qualcomm Incorporated Enhanced multiple transforms for prediction residual
US10623774B2 (en) 2016-03-22 2020-04-14 Qualcomm Incorporated Constrained block-level optimization and signaling for video coding tools
US11323748B2 (en) 2018-12-19 2022-05-03 Qualcomm Incorporated Tree-based transform unit (TU) partition for video coding

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320711A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Sony Corp データ処理装置およびデータ処理方法、並びに記録媒体
JP4538698B2 (ja) * 2000-05-09 2010-09-08 ソニー株式会社 データ処理装置およびデータ処理方法、並びに記録媒体
JP2002051344A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Sony Corp デジタル画像信号処理装置および方法
US7925019B2 (en) 2005-02-25 2011-04-12 Sony Corporation Method and apparatus for converting data, method and apparatus for inverse converting data, and recording medium
JP2006238070A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Sony Corp 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
US8428133B2 (en) 2007-06-15 2013-04-23 Qualcomm Incorporated Adaptive coding of video block prediction mode
JP2010530184A (ja) * 2007-06-15 2010-09-02 クゥアルコム・インコーポレイテッド ビデオブロック予測モードの適応形符号化
US8488668B2 (en) 2007-06-15 2013-07-16 Qualcomm Incorporated Adaptive coefficient scanning for video coding
US8520732B2 (en) 2007-06-15 2013-08-27 Qualcomm Incorporated Adaptive coding of video block prediction mode
US8571104B2 (en) 2007-06-15 2013-10-29 Qualcomm, Incorporated Adaptive coefficient scanning in video coding
US8619853B2 (en) 2007-06-15 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Separable directional transforms
US9578331B2 (en) 2007-06-15 2017-02-21 Qualcomm Incorporated Separable directional transforms
US10306229B2 (en) 2015-01-26 2019-05-28 Qualcomm Incorporated Enhanced multiple transforms for prediction residual
US10623774B2 (en) 2016-03-22 2020-04-14 Qualcomm Incorporated Constrained block-level optimization and signaling for video coding tools
US11323748B2 (en) 2018-12-19 2022-05-03 Qualcomm Incorporated Tree-based transform unit (TU) partition for video coding

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