KR100647022B1 - 부호화 장치 및 부호화 방법, 복호 장치 및 복호 방법, 정보 처리 장치 및 정보 처리 방법 및 제공 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하는 부호화 장치로서, 상기 제 1 및 제 2 정보를 수신하는 수신 수단과, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 부호화 수단을 구비하는 상기 부호화 장치를 개시하고 있다.

상관성, 유사성, 부호화, 복호화, 라인 벡터

Description

부호화 장치 및 부호화 방법, 복호 장치 및 복호 방법, 정보 처리 장치 및 정보 처리 방법 및 제공 매체{Coding apparatus and coding Method, Decoding apparatus and Decoding Method, Information processing apparatus and Information processing method and providing medium}

도 1은 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템의 한 실시 형태의 구성예를 나타내는 블록도.

도 2는 부호화 대상의 화상을 나타내는 도면.

도 3은 상관성을 이용한 부호화/복호를 설명하기 위한 도면.

도 4는 연관성을 이용한 부호화/복호를 설명하기 위한 도면.

도 5는 유사성을 이용한 부호화/복호를 설명하기 위한 도면.

도 6은 유사성을 이용한 부호화/복호를 설명하기 위한 도면.

도 7은 라인 벡터를 설명하기 위한 도면.

도 8은 상관성 및 연속성을 이용한 부호화/복호를 설명하기 위한 도면.

도 9는 라인 벡터 공간을 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 화상 데이터베이스 2 : 부가 정보 데이터베이스

3 : 매입 부호화기 6 : 매입 복호기

본 발명은, 화상이나, 음성, 텍스트 그 밖의 정보의 부호화 장치 및 부호화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복호를 위해 오버헤드없이 복호 가능한 부호화 데이터를 제공하며, 또한 오버 헤드가 없는 부호화 데이터를 복호하는 정보 처리 장치 및 정보 재생 방법 등에 관한 것이다.

예를 들면 화상 또는 음성, 텍스트, 그 밖의 정보를 부호화하는 방법으로서는 종래부터 각종 수법이 제안되어 있다.

그러나, 종래의 부호화 방법에 의해 얻어지는 부호화 데이터에는 기본적으로 그 복호를 위하여 어떠한 오버 헤드가 포함된다. 따라서, 부호화 데이터는 그 오버 헤드만큼 데이터량이 많아져 압축율이 열화된다.

본 발명은 이와 같은 상황에 비추어 이루어진 것으로, 복호를 위한 오버헤드없이 복호 가능한 부호화 데이터를 제공하며, 또한, 오버 헤드가 없는 부호화 데이터를 복호할 수가 있도록 하는 것이다.

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본 발명에 기재된 부호화 장치는 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하는 부호화 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 부호화 방법은 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 복호 장치는 부호화 데이터를 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 복호 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 복호 방법은 부호화 데이터를 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 정보 처리 장치는 부호화 장치가 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하여 부호화 데이터를 출력하는 부호화 수단을 가지며, 복호 장치가 부호화 데이터를 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 복호 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 정보 처리 방법은 부호화 장치에서 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하여 부호화 데이터를 출력하고, 복호 장치에서 부호화 데이터를 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 기재된 제공 매체는 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화한 부호화 데이터를 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 1은, 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템(시스템이란, 복수의 장치가 논리적으로 집합된 것을 말하며, 각 구성 장치가 동일 케이스 안에 있는지 여부는 상관없다)의 한 실시 형태의 구성예를 나타내고 있다.

이 화상 전송 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호 장치(20)로 구성되어 있고, 부호화 장치(10)는 부호화 대상으로서의, 예를 들면 화상(제 1 정보)을 부호화하여 부호화 데이터를 출력하고, 복호 장치(20)는 그 부호화 데이터를 원래의 화상으로 복호하도록 되어 있다.

즉, 화상 데이터 베이스(1)는 부호화해야 할 화상(예를 들면 디지털 화상)을 기억하고 있다. 그리고 화상 데이터 베이스(1)에서는 그곳에 기억되어 있는 화상이 판독되어 매입 부호화기(3)에 공급된다.

또한, 부가 정보 데이터 베이스(2)는 부호화 대상의 화상에 매입해야 할 정보로서의 부가 정보(제 2 정보)의 디지털 데이터를 기억하고 있다. 그리고 부가 정보 데이터 베이스(2)로부터도 그곳에 기억되어 있는 부가 정보가 판독되어 매입 부호화기(3)에 제공된다.

매입 부호화기(3)(수신 수단)(부호화 수단)에서는 화상 데이터 베이스(1)에서의 화상 및 부가 정보 데이터 베이스(2)에서의 부가 정보가 수신된다. 또한 매입 부호화기(3)는 화상 데이터 베이스(1)에서의 화상이 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호할 수 있도록 그 화상을 부가 정보 데이터 베이스(2)에서의 부가 정보에 따라 부호화하여 출력한다. 즉, 매입 부호화기(3)는 화상이 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 화상에 부가 정보를 매입함으로써 그 화상을 부호화하여 부호화 데이터를 출력한다. 매입 부호화기(3)가 출력하는 부호화 데이터는 예를 들면 광자기디스크, 자기 디스크, 광디스크, 자기 테이프, 상변화 디스크 등으로 이루어지는 기록 매체(4)에 기록되거나, 혹은, 또는 예를 들어 지상파, 위성 회선, CATV(Cable Television)망, 인터넷, 공중 회선 등으로 이루어지는 전송 매체(5)를 통하여 전송되며, 복호 장치(20)에 제공된다.

복호 장치(20)는 매입 복호기(6)(수신 수단)(복호 수단)로 구성되고, 그곳에서는 기록 매체(4) 또는 전송 매체(5)를 통하여 제공되는 부호화 데이터가 수신된다. 또한 매입 복호기(6)는 그 부호화 데이터를 화상이 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 원 화상 및 부가 정보로 복호한다. 복호된 화상은 예를 들면 도시하지 않는 모니터에 공급되어 표시된다. 또 복호된 부가 정보는 예를 들면 소정의 처리를 행하는데 사용된다.

이어서, 도 1의 매입 부호화기(3)에서의 부호화 및 매입 복호기(6)에서의 복호 원리에 대하여 설명한다.

일반적으로 정보라는 것은 에너지(엔트로피)의 기울기(보편성)를 가지며, 이 기울기가 정보(가치 있는 정보)로서 인식된다. 즉 예를 들면 어떤 풍경을 촬영하여 얻어지는 화상이 그와 같은 풍경의 화상이라고 인식되는 것은 화상(화상을 구성하는 각 화소의 화소값 등)이 그 풍경에 대응된 에너지의 기울기를 갖기 때문이고, 에너지의 기울기가 없는 화상은 잡음 등에 불과하여 정보로서의 이용 가치는 없다.

따라서, 가치 있는 정보에 대하여 어떠한 조작을 하여 그 정보가 갖는 본래의 에너지 기울기를, 말하자면 파괴된 경우에도 그 파괴된 에너지의 기울기를 원래대로 되돌리는 것으로 어떠한 조작이 가해진 정보도 원래의 정보로 되돌릴 수 있다. 즉 정보를 부호화하여 얻어지는 부호화 데이터는 그 정보가 갖는 본래의 에너지 기울기를 이용하여 원래의 정보로 복호할 수가 있다.

여기에서 정보가 갖는 에너지(기울기)를 나타내는 것으로서는 예를 들면 상관성, 연속성, 유사성 등이 있다.

정보의 상관성이란, 그 정보의 구성 요소(예를 들어 화상이면 그 화상을 구성하는 화소 및 라인 등)끼리의 상관(예를 들면, 자기 상관 및 어느 구성 요소와 다른 구성 요소와의 거리 등)을 의미한다.

즉, 예를 들면 지금 도 2에 도시된 바와 같이 H라인으로 이루어지는 화상이 있는 경우에 그 위에서 첫 번째 줄의 라인(제 1라인)과 다른 라인과의 상관은 일반적으로 도 3(A)에 나타내는 바와 같이 제 1 라인과의 거리가 가까운 라인(도 2에서의 화면의 윗 라인)만큼 커지고, 제 1 라인과의 거리가 먼 라인(도 2에서의 화면의 아랫 라인)만큼 작아진다(제 1 라인에서 가까울수록 상관이 커지고, 멀수록 상관이 작아진다는 상관의 기울기가 있다).

그래서 지금 도 2의 화상에서 제 1 라인에서 가까운 제 M 라인과 제 1 라인에서 먼 제 N 라인을 교체하고(1<M<N≤H), 그 교체 후의 화상에 대하여 제 1 라인과 다른 라인과의 상관을 계산하면, 그것은 예를 들면 도 3(B)에 나타내는 바와 같이 된다.

즉, 교체 후의 화상에서는 제 1 라인에서 가까운 제 M라인(교체 전의 제 N라인)과의 상관이 작아지고, 제 1 라인에서 먼 제 N 라인(교체 전의 제 M 라인)과의 상관이 커진다.

따라서, 도 3(B)에서는 제 1 라인에서 가까울수록 상관이 커지고, 멀수록 상관이 작아진다는 상관의 기울기가 파괴되어 있다. 그러나 화상에 대해서는 일반적으로 제 1 라인에서 가까울수록 상관이 커지고, 멀수록 상관이 작아진다는 상관의 기울기를 이용함으로써, 파괴된 상관의 기울기를 원래대로 되돌릴 수가 있다. 즉, 도 3(B)에서, 제 1 라인에서 가까운 제 M 라인과의 상관이 작고, 제 1 라인에서 먼 제 N 라인과의 상관이 큰 것은 화상이 갖는 본래의 상관의 기울기에서 보면 명확하게 부자연스러우며(이상하여), 제 M 라인과 제 N 라인은 교체해야 한다. 그리고 도 3(B)에서의 제 M 라인과 제 N 라인을 바꿈으로서 도 3(A)에 나타내는 바와 같은 상관, 즉 원래의 화상을 복호할 수가 있다.

여기에서 도 2 및 도 3에서 설명한 경우에서는 라인의 교체가 화상의 부호화를 행하게 된다. 또 그 부호화시에 매입 부호화기(3)에서는 예를 들면 몇 라인째를 이동하는가 및 어느 라인끼리를 교체하는가 등이 부가 정보에 따라 결정되게 된다. 한편 매입 복호기(6)에서는 부호화 후의 화상, 즉 라인이 교체된 화상을 그 상관을 이용하여 라인을 원래 위치로 교체함으로써 원래의 화상으로 되돌리는 것이 그 원래의 화상을 복호하는 것이 된다. 나아가, 상기 복호시에 매입 복호기(6)에서 예를 들면 몇 라인째를 이동했는지 및 어느 라인끼리를 교체했는지 등을 검출하는 것이 화상에 매입된 부가 정보를 복호하는 것이 된다.

또한, 부호화는 라인을 교체하는 것 외에, 예를 들면 소정의 위치에 있는 화 소의 화소값의, 예를 들면 최상위 비트를 부가 정보에 따라 반전하는 것 등에 의해 행할 수도 있다. 이 경우, 화소값의 최상위 비트를 화소간의 상관을 이용하여 원래로 되돌리는 것이 원래의 화상을 복호하는 것이 되고, 그 복호시에 어느 화소의 화소값의 최상위 비트가 반전되었는지를 검출하는 것이 부가 정보를 복호하는 것이 된다.

이어서, 연속성에 대하여 말하자면 예를 들면 화상의 어느 1라인에 대해서는 일반적으로 도 4(A)에 나타내는 바와 같은 주파수의 변화가 연속되어 있는(주파수가 원활하게 변화된다) 신호 파형이 관찰된다. 즉 1라인의 주파수에 주목하면 일반적으로 그 변화 방법은 연속되어 있다.

그래서 지금 도 4(A)에 나타낸 주파수의 변화가 연속되어 있는 신호 파형의 일부를, 예를 들면 도 4(B)에 나타내는 바와 같이 주파수가 극단적으로 낮은 것으로 교체한다.

이 경우, 주파수의 변화가 연속되어 있다는 연속성이 파괴된다. 그러나 신호 파형에 대해서는 일반적으로 주파수의 변화가 연속되어 있다는 연속성을 이용함으로써 파괴된 연속성을 원래로 되돌릴 수가 있다. 즉, 도 4(B)에서 신호 파형의 일부 주파수가 다른 부분의 주파수와 비교하여 급격히 낮아져 있는 것은 신호 파형이 갖는 본래의 연속성에서 보면 명확히 부자연스러워, 주파수가 극단적으로 낮은 부분은 다른 부분의 주파수와 마찬가지 주파수의 신호 파형으로 교체해야 한다. 그리고 그와 같은 교체를 행함으로써 도 4(B)에 나타낸 신호 파형에서 도 4(A)에 나타낸 신호 파형 즉, 원래의 신호 파형을 복호할 수가 있다.

여기에서, 도 4에서 설명한 경우에서는 신호 파형의 일부에 대하여 주파수를 크게 변화시키는 것(주파수가 크게 다른 것으로 교체하는 것)이 화상의 부호화를 행하는 것이 된다. 또 그 부호화시에 매입 부호화기(3)에서는 예를 들면 신호 파형의 어느 부분의 주파수를 크게 변화시키는지 및 주파수를 어느 정도 크게 변화시키는지 등이 부가 정보에 따라 결정되게 된다. 한편, 매입 복호기(6)에서는 부호화 후의 신호, 즉 크게 다른 주파수를 일부에 갖는 신호 파형을 그 연속성을 이용하여 원래의 신호 파형으로 되돌리는 것이 그 원래의 신호 파형을 복호하는 것이 된다. 나아가 그 복호시에 매입 복호기(6)에서, 예를 들면 신호 파형의 어느 부분의 주파수가 크게 변화되어 있었는지 및 주파수가 어느 정도 크게 변화되어있었는지 등을 검출하는 것이 매입된 부가 정보를 복호하는 것이 된다.

이어서, 유사성에 대하여 설명하면, 예를 들면 풍경을 촬영한 화상 등에 대해서는 그 확대 화상을 프랙탈(fractal)(자기 유사성)을 이용하여 생성할 수 있다는 것이 알려져 있다. 즉, 예를 들면 도 5(A)에 나타내는 바와 같은 바다를 촬영한 화상을 프랙탈을 이용하여 확대하면, 원래의 화상과 같은 특성을 갖는 화상(확대 화상)을 얻을 수가 있으며, 따라서, 풍경 등을 촬영한 화상은 유사성을 갖는다.

그래서, 지금 도 5(A)에 나타낸 바다를 촬영한 화상의 일부를, 예를 들면 도 5(B)에 나타내는 바와 같이 숲을 촬영한 화상의 일부(도 5(B)에서 사선을 그은 부분)로 교체한다.

이 경우, 도 5(B)에서, 숲을 촬영한 화상으로 교체된 부분에 대해서는 바다를 촬영한 화상의 유사성이 파괴된다. 그러나, 바다를 촬영한 화상에 대해서는 일 반적으로 그 어떤 부분을 확대하여도 바다를 촬영한 화상과 마찬가지의 특성을 갖는 화상이 얻어진다는 유사성을 이용함으로써 파괴된 유사성을 원래대로 되돌릴 수가 있다. 즉 도 5(B)에서 바다를 촬영한 화상의 일부가 숲을 촬영한 화상으로 되어 있는 것은 바다를 촬영한 화상이 갖는 본래의 유사성에서 보면 명확히 부자연스러워, 숲을 촬영한 화상으로 되어 있는 부분은 그 주변의 바다 화상과 같은 특성을 갖는 화상으로 교체해야 한다. 그리고 그와 같은 교체를 행함으로써 도 5(B)에 나타낸 화상에서 도 5(A)로 나타낸 바다만의 화상, 즉 원래의 화상을 복호할 수가 있다.

여기에서, 도 5에서 설명한 경우에 있어서는 바다 화상의 일부를 숲의 화상으로 교체하는 것이 화상의 부호화를 행하는 것이 된다. 또 그 부호화시에 매입 부호화기(3)에서는, 예를 들면 바다 화상의 어느 부분(화면상의 위치)을 숲의 화상으로 교체하는가 등이 부가 정보에 따라서 결정되게 된다. 한편, 매입 복호기(6)에서는 부호화 후의 신호, 즉 일부에 숲의 화상을 갖는 바다의 화상을 그 유사성을 이용하여 원래의 바다만의 화상으로 되돌리는 것이 그 원래의 화상을 복호하게 된다. 나아가, 그 복호시에 매입 복호기(6)에서, 예를 들면 바다의 화상의 어느 부분이 숲의 화상으로 교체되어 있었는지 등을 검출하는 것이 매입된 부가 정보를 복호하는 것이 된다.

이어서, 도 6을 참조하여 유사성에 대하여 더 설명한다.

지금, 예를 들면 도 6(A)에 나타낸 바와 같은 프랙탈 화상을 부호화 대상으로 하여 부호화를 행하고자 한 경우, 매입 부호화기(3)에서는 부가 정보에 대응하여 프랙탈 화상의 일부가 그 프랙탈 화상과는 서로 유사하지 않는 화상으로 교체함으로써 프랙탈 화상의 부호화가 이루어진다. 즉 매입 부호화기(3)에서는 도 6(A)에 나타낸 수목의 잎의 형상을 한 프랙탈 화상의 일부가, 예를 들면 도 6(B)에 나타낸 바와 같이 삼각형으로 교체된다. 또한 도 6에서는 도 6(B)에서 D1 및 D2로 나타내는 부분이 삼각형으로 되어 있다. 또한 매입 부호화기(3)에서는 예를 들면 삼각형으로 교체되는 프랙탈 화상의 위치 및 프랙탈 화상과 교체하는 삼각형의 크기, 수 등이 부가 정보에 따라서 결정된다.

이 경우, 매입 복호기(6)에서는, 예를 들면 다음과 같이 하여 프랙탈 화상과 부가 정보가 복호된다. 즉, 예를 들면 도 6(B)에서, 점선의 사각형으로 둘러싸여 있는 부분에 대해서는 삼각형과의 교체를 행하지 않는 것으로 해 두고, 매입 복호기(6)에서는 그 점선의 사각형으로 둘러싸여 있는 부분을 교사(敎師) 화상으로 하여, 그 교사 화상과 서로 유사하지 않는 부분(여기에서는 삼각형)이 검색된다. 또한 매입 복호기(6)는 교사 화상과 서로 유사하지 않는 부분인 삼각형을, 교사 화상에 포함되는, 프랙탈 화상의 기준 도형에서 생성되는 화상(프랙탈 화상)으로 교체하여 원래의 프랙탈 화상(도 6(A))을 복호한다. 그리고 검색된 삼각형의 위치 및 크기, 수 등을 바탕으로 하여 매입된 부가 정보를 복호한다.

또한 상술한 경우에서는 매입 복호기(6)에서 교사 화상에 포함되는 프랙탈 화상의 기준 도형을 검출할 필요가 있는데, 이것은 예를 들면 다음과 같이 하여 이루어진다. 즉 도 6(B)의 화상 중, 교사 화상과 그 이외의 부분과의 유사성, 및 교사 화상의 자기 유사성을 바탕으로 하여 도 6(B)의 화상을 대상으로 프랙탈 화상의 기준 도형이 검색되고, 교사 화상 이외의 부분을 가장 효율성 있게 나타낼 수 있는 도형이 기준 도형으로서 검출된다.

또 여기에서는 매입 복호기(6)에서 원래의 프랙탈 화상의 생성 규칙이 인식되어 있고, 그 생성 규칙을 바탕으로 하여 삼각형과 교체하는 화상이 기준 도형을 사용하여 생성된다. 즉 매입 복호기(6)에서는 삼각형과 교체하는 화상을 생성하기 위한 기준 도형의 크기 및 위치, 회전량 등이 생성 규칙을 바탕으로 하여 특정되고, 그 특정된 기준 도형의 크기 및 위치, 회전량 등에 따라 기준 도형이 조작되어 삼각형과 교체하는 화상(프랙탈 화상)이 생성된다.

이상과 같이, 매입 부호화기(3)에서, 부호화 대상의 화상이 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 그 화상을 부가 정보에 따라 부호화하여 부호화 데이터를 출력하도록 했으므로 매입 복호기(6)에서는 그 부호화 데이터를 화상이 갖는 에너지의 기울기를 이용함으로써 복호를 위한 오버헤드없이 원래의 화상 및 부가 정보로 복호할 수가 있다.

또, 부호화 대상의 화상에는 부가 정보가 매입됨으로써 그 화상은 원래의 화상과 다른 상태가 되므로 부호화 대상의 화상에 대해서는 오버헤드없는 암호화를 실현할 수가 있다.

또한 완전 가역의 전자 투영을 실현할 수가 있다. 즉 종래의 전자 투영에서는 예를 들면 화질에 그다지 영향이 없는 화소값의 하위 비트가 전자 투영과 대응되는 값으로 변경되어 있었으나, 이 경우, 그 하위 비트를 원래의 값으로 되돌리는 것은 이루어지지 않는다. 따라서, 복호 화상의 화질은 전자 투영으로서의 하위 비 트의 변경에 의해 매우 열화된다. 이에 대하여 부호화 데이터를 원래의 화상이 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호하는 경우에는 원래의 화상 및 부가 정보를 얻을 수가 있으며, 따라서, 부가 정보를 전자 투영으로서 사용함으로써 전자 투영에 기인하여 복호 화상의 화질이 열화되는 일은 없다.

또, 매입된 부가 정보는 부호화 데이터로부터 화상을 복호하는 것으로 취출할 수가 있으므로, 화상의 부호화 결과와 함께 오버헤드없이 사이드 인포메이션을 제공할 수가 있다. 바꾸어 말하면 부가 정보를 취출하기 위한 오버헤드없이 그 부가 정보를 화상에 매입할 수 있으므로, 그 매입의 결과 얻어지는 부호화 데이터는 부가 정보만큼 압축(매입 압축)되어 있다고 할 수가 있다. 따라서, 예를 들면 어느 화상의 절반을 부호화 대상으로 함과 동시에 나머지 절반을 부가 정보로 하면 부호화 대상인 절반의 화상에 나머지 절반의 화상을 매입할 수 있으므로, 이 경우 화상은 1/2로 압축되게 된다.

또한 부호화 데이터는 원래의 화상이 갖는 에너지의 기울기라고 하는 이른바 통계량을 이용하여 복호되기 때문에 오류에 대한 내성이 강해진다. 즉 로버스트성이 높은 부호화인 로버스트 부호화(통계적 부호화)를 실현할 수가 있다.

또, 부호화 데이터는 원래의 화상이 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호되기 때문에 그 에너지의 기울기에 특징이 있을수록, 즉 예를 들면 화상에 대해서는 그 액티비티가 높을수록 또는 용장성이 낮을수록 많은 부가 정보를 매입할 수가 있다. 여기에서, 상술한 바와 같이 부가 정보의 매입 결과 얻어지는 부호화 데이터는 부가 정보만큼 압축되어 있다고 할 수가 있으나, 이 압축이라는 관점에서 보면 부호화 대상의 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 그 정보를 부가 정보에 따라 부호화하는 방식(매입 부호화 방식)에서는 화상의 액티비티가 높을수록 또는 화상의 용장성이 낮을수록 압축율이 높아진다. 이 점, 매입 부호화 방식은 종래의 부호화 방식과 크게 다르다(종래의 부호화 방식에서는 화상의 액티비티가 높을수록 또는 화상의 용장성이 낮을수록 압축율은 낮아진다).

또한, 예를 들면 상술한 바와 같이, 화상을 부호화 대상으로 하는 한편, 부가 정보로서 화상과는 다른 미디어의, 예를 들면 음성을 사용하도록 함으로써 음성을 키이(key)로 하여 화상의 제공을 행하는 것이 가능해진다. 즉 부호화 장치(10)측에서, 예를 들면 계약자가 말한 음성 "열려라 참깨" 등을 부가 정보로서 화상에 매입해 두고, 복호 장치(20)측에서는 사용자에게 음성 "열려라 참깨"를 말하게 하여, 그 음성과 화상에 매입된 음성을 사용하여 화자 인식을 행하도록 한다. 그래서, 화자 인식 결과, 사용자가 계약자인 경우에만 자동적으로 화상을 제시하도록 하는 것이 가능해진다. 또한 이 경우, 부가 정보로서의 음성은 이른바 특징 파라미터가 아니라, 음성 파형 그 자체를 사용하는 것이 가능하다.

또, 예를 들면 음성을 부호화 대상으로 하는 한편, 부가 정보로서 음성과는 다른 미디어의, 예를 들면 화상을 사용하도록 함으로써, 화상을 키이로 하여 음성의 제공을 하는 것(예를 들면 얼굴 인식 음성 응답)이 가능해진다. 즉 부호화 장치(10)측에서 예를 들면 사용자에 대한 응답으로서의 음성에, 그 사용자의 얼굴 화상을 매입하고, 복호 장치(20)측에서는 사용자의 얼굴을 촬영하여 그 결과 얻어지는 화상과 매칭되는 얼굴 화상이 매입되어 있는 음성을 출력하도록 함으로써 사용자마다 다른 음성 응답을 행하는 음성 응답 시스템을 실현할 수 있게 된다.

또한 음성에 음성을 매입하거나, 화상에 화상을 매입하거나 하는, 어느 미디어 정보에 그것과 동일 미디어의 정보를 매입하도록 하는 것도 가능하다. 또는 화상에 계약자의 음성과 얼굴 화상을 매입해 두면 사용자의 음성과 얼굴 화상이 화상에 매입되어 있는 것과 일치할 때만 그 화상을 제시하도록 하는 이른바 이중 키이 시스템 등의 실현도 가능해진다.

또, 예를 들면 텔레비전 방송 신호를 구성하는 이른바 동기된 화상과 음성 중 어느 한쪽에, 다른 쪽을 매입하는 것도 가능하며, 이 경우 다른 미디어의 정보끼리를 통합한 이른바 통합 부호화를 실현할 수가 있다.

또한, 매입 부호화 방식에서는 상술한 바와 같이 정보에는 그 에너지의 기울기에 특징이 있을수록 많은 부가 정보를 매입할 수가 있다. 따라서, 두 가지 정보에 대해서는 에너지의 기울기에 특징이 있는 쪽을 적응적으로 선택하고, 그 선택된 쪽에 다른 쪽을 매입하도록 함으로써 전체 데이터량을 제어하는 것이 가능해진다. 즉, 두 가지 정보끼리 사이에서, 다른 쪽의 정보량을 말하자면 흡수하는 것이 가능해진다. 그리고, 이와 같이 전체의 데이터량을 제어할 수 있는 결과, 전송로의 전송 대역 및 사용 상황, 그 밖의 전송 환경에 있었던 데이터량에 의한 정보 전송(환경 대응 네트워크 전송)이 가능해진다.

또, 예를 들면 화상에 그 화상을 축소한 화상을 매입함으로써(또는 음성에 그 음성을 추출한 것을 매입함으로써), 데이터량을 증가하지 않고, 이른바 계층 부호화를 실현할 수가 있다.

또한, 예를 들면 화상에 그 화상을 검색하기 위한 키이가 되는 화상을 매입해 둠으로써 그 키이가 되는 화상을 바탕으로 하여 화상의 검색을 행하는 데이터 베이스를 실현하는 것이 가능해진다.

이어서, 도 1의 매입 복호기(6)에서는 매입 부호화기(3)에서의 부호화 데이터를 화상의 상관성, 연속성, 또는 유사성 중의 복수를 이용하여 복호하고, 또 매입 부호화기(3)에서는 그와 같은 복호를 행할 수 있도록 화상의 부호화를 행하는 것이 가능하다.

즉, 매입 부호화기(3)에는 예를 들면 도 7에 나타내는 H라인으로 이루어지는 화상을 부호화 대상으로 하고, 제 1 라인은 고정하여 제 2 내지 제 H라인을 부가 정보에 따라 교체함으로써 부호화를 행하게 할 수가 있다.

이 경우에, 도 7의 화상의 각 라인에 대하여 그 라인을 구성하는 화소의 화소값을 요소로 하는 벡터(이하, 적절히 라인 벡터라 함) v를 사용하여 그 라인 벡터끼리의 거리를 상관으로서 정의하고, 그 상관만을 이용하여 부호화 데이터의 복호를 행하는 것으로 하면 매입 복호기(6)에서는 우선 부호화 데이터에서 제 1 라인(제 1 라인은 상술한 바와 같이 고정)의 라인 벡터와 가장 거리가 가까운 라인 벡터가 검출되고, 그 라인 벡터에 대응하는 라인이 제 2 라인이 된다. 또한 매입 복호기(6)에서는 부호화 데이터로부터 제 2 라인의 라인 벡터와 가장 거리가 가까운 라인 벡터가 검출되고, 그 라인 벡터에 대응하는 라인이 제 3 라인이 된다. 이하 마찬가지로 하여 부호화 데이터에서 제 H 라인까지가 검출되며, 이에 따라 원래의 화상이 복호됨과 동시에 제 2 내지 제 H 라인이 어떻게 교체되어 있었는지가 매입된 부가 정보로서 복호된다.

한편, 도 7의 화상의 제 h 라인(h=1,2…, H)의 라인 벡터를 vh로 나타내고, 라인 벡터 v1,v2…, VH가 라인 벡터 공간 내에 그리는 궤적이 예를 들면 도 8에 가는 점선으로 나타내는 것과 같다고 하자.

이 경우, 상술한 바와 같이, 제 1 라인에서 가장 거리가 가까운 라인 벡터를 순차 검출해 가면 도 8에 두꺼운 점선으로 나타내는 궤적이 그려진다. 즉, v1, v2, v13, v3, v14, v15, v4, v5, v6…이라는 순서로 라인 벡터가 검출되어 간다. 따라서, 상관(여기에서는 라인 벡터끼리의 거리)만으로는 라인 벡터는 올바른 순서로 검출되지 않으며, 그 결과, 화상 및 부가 정보도 올바르게 복호할 수 없게 된다.

그래서, 제 1 라인의 라인 벡터 v1과 가장 거리가 가까운 라인 벡터를 검출하여 그 라인 벡터에 대응되는 라인을 제 2 라인으로 한 다음은 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 2 라인의 라인 벡터 v2와 제 1 라인 의 라인 벡터 v1과의 차이 벡터 △v12를 구한다. 그리고 라인 벡터 v2에 그 차이 벡터 △v12를 가산한 벡터에 의해 표시되는 점 P12와 가장 가까운 라인 벡터를 검출하고, 그 라인 벡터에 대응하는 라인을 제 3 라인으로 한다.

또한 제 4 라인에 대해서는 제 3 라인의 라인 벡터 v3과 제 2 라인의 라인 벡터 v2와의 차이 벡터를 구하여, 그 차이 벡터를 라인 벡터 v3에 가산한 벡터에 의해 표시되는 점과 가장 가까운 라인 벡터를 검출하고, 그 라인 벡터에 대응하는 라인을 제 4 라인으로 한다. 이하, 마찬가지로 하여 제 H라인까지를 구해가도록 한다.

이상과 같이 제 h 라인과 제 h+1 라인 사이의 상관성뿐만 아니라, 제 h 라인의 라인 벡터 vh와, 제 h+1 라인의 라인 벡터 vh+1 사이의 연속성, 즉 여기에서는 차이 벡터 vh+1-vh까지도 이용함으로써 도 8에서 가는 점선으로 표시한 궤적이 그려지는 것과 같은 순서로 라인 벡터가 검출되고, 그 결과, 화상 및 부가 정보를 올바르게 복호할 수가 있다.

또한, 본 발명의 부호화 대상은 화상에 한정되는 것이 아니라. 예를 들면 음성 및 문자 등이어도 좋다. 또 부호화 대상의 정보에 매입하는 부가 정보도 특별히 한정되는 것은 아니다(예를 들면 상술한 바와 같이, 정보의 일부분에 그 정보의 다른 부분을 매입하도록 하는 것도 가능하다).

이상과 같이, 본 발명의 부호화 장치 및 부호화 방법에 의하면, 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 제 1 정보가 제 2 정보에 따라 부호화된다. 따라서, 오버헤드없이 제 1 및 제 2 정보를 복호하는 것이 가능해진다.

본 발명의 복호 장치 및 복호 방법에 의하면, 부호화 데이터가 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호된다. 따라서, 오버헤드없이 제 1 및 제 2 정보를 복호하는 것이 가능해진다.

본 발명의 정보 처리 장치 및 정보 처리 방법에 의하면 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 제 1 정보가 제 2 정보에 따라 부호화되어 부호화 데이터가 출력된다. 그리고, 그 부호화 데이터가 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 제 1 및 제 2 정보로 복호된다. 따라서, 오버헤드없이 제 1 및 제 2 정보를 복호하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제공 매체에 의하면, 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화한 부호화 데이터가 제공된다. 따라서, 오버헤드없이 복호 가능한 부호화 데이터의 제공이 가능해진다.

Claims (20)

1. 제 1 정보를 제 2 정보에 따라서 부호화하는 부호화 장치에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 정보를 수신하는 수신 수단과,

   상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 부호화 수단을 포함하는, 부호화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부호화 수단은 상기 제 1 정보의 상관성, 연속성 또는 유사성(相似性)중에서 하나 이상을 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1과 제 2 정보는 동일 또는 다른 미디어의 정보인 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 정보는 화상인 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
5. 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하는 부호화 방법에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 정보를 수신하는 단계와,

   상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 단계를 포함하는, 부호화 방법.
6. 제 1 정보에 제 2 정보를 매입하고, 제 1 정보를 제 2 정보에 따라서 부호화한 부호화 데이터를 복호하는 복호 장치에 있어서,

   상기 부호화 데이터를 수신하는 수신 수단과,

   상기 부호화 데이터를, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여, 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 복호 수단을 포함하는, 복호 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 복호 수단은 상기 제 1 정보의 상관성, 연속성 또는 유사성 중에서 하나 이상을 이용하여, 상기 부호화 데이터를 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 정보는 동일 또는 다른 미디어의 정보인 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 정보는 화상인 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
10. 제 1 정보에 제 2 정보를 매입하고, 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화한 부호화 데이터를 복호하는 복호 방법에 있어서,

    상기 부호화 데이터를 수신하는 단계와,

    상기 부호화 데이터를, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여, 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 단계를 포함하는, 복호 방법.
11. 제 1 정보에 제 2 정보를 매입하고, 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하여 부호화 데이터를 출력하는 부호화 장치와, 상기 부호화 데이터를 복호하는 복호 장치를 포함하는 정보 처리 장치에 있어서,

    상기 부호화 장치는 상기 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여 복호를 행할 수가 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하고, 부호화 데이터를 출력하는 부호화 수단을 포함하고,

    상기 복호 장치는 상기 부호화 데이터를, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지의 기울기를 이용하여, 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 복호 수단을 포함하는, 정보 처리 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 부호화 수단은 상기 제 1 정보의 상관성, 연속성 또는 유사성 중에서 하나 이상을 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 복호 수단은 상기 제 1 정보의 상관성, 연속성 또는 유사성 중에서 하나 이상을 이용하여, 상기 부호화 데이터를 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 정보는 동일 또는 다른 미디어의 정보인 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
15. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 정보는 화상인 것을 특징으로 하는, 정보 처리 장치.
16. 제 1 정보에 제 2 정보를 매입하고, 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화하여, 부호화 데이터를 출력하는 부호화 장치와, 상기 부호화 데이터를 복호하는 복호 장치를 포함하는 정보 처리 장치의 정보 처리 방법에 있어서,

    상기 부호화 장치에서, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하여 부호화 데이터를 출력하는 단계와,

    상기 복호 장치에서, 상기 부호화 데이터를, 상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여, 상기 제 1 및 제 2 정보로 복호하는 단계를 포함하는, 정보 처리 방법.
17. 제 1 정보를 제 2 정보에 따라 부호화한 부호화 데이터를 제공하는 제공 매체에 있어서,

    상기 제 1 정보가 갖는 에너지 기울기를 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라서 부호화한 상기 부호화 데이터를 제공하는, 제공 매체.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 부호화 데이터는 상기 제 1 정보의 상관성, 연속성 또는 유사성 중에서 하나 이상을 이용하여 복호를 행할 수 있도록, 상기 제 1 정보를 상기 제 2 정보에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는, 제공 매체.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 정보는 동일 또는 다른 미디어의 정보인 것을 특징으로 하는, 제공 매체.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 정보는 화상인 것을 특징으로 하는, 제공 매체.

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