TWI335147B - Image encoding method and decoding method, source encoding method and decoding method, apparatuses therefor, programs therefor, and storage media for storing the programs - Google Patents

Description

1335147 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於：將表开古甘以厂 X . , . v A % 1 肘衣不呵斯（Gauss)性整數信號的圖像 …η且錢率地it行編碼的目像信號編 由該圖像信號編碼方法所產生之編碟資料予以㈣的^ 4屬碼方法；將高斯性整數信號簡單且有效率地進行編 石馬的資訊源編碼方法及其m藉由該資訊源編碼方法 所=生之編碼資料予以解碼的資訊源解碼方法及其裝置； 用只現該資訊源編碼方法的資訊源編碼程式及記錄有該程 式之電腦可讀取之記錄媒體；以及用實現該資訊源解碼方 法的貧訊源解碼程式及記錄有該程式之電腦可讀取之 媒體。 ° 本申請案係根據2006年11月14日申請的日本特願 2006-307512號主張優先權，並在本文中援用其内 【先前技術】 ^ • 高斯性信號係發生機率按照常態分布（亦稱為高斯分 布）的信號，該常態分布係在數學、工學各領域中所出現之 極為重要的分布。 在此作為編碼對象所提出的高斯性信號係設成信號值 為整數者。此外，以不失一般性的假設而言，信號平均值 為 0 且設為 iid(independent and identically distributed :獨立且相同地分布）。 已知有許多的整數信號編碼方式，在該等方式中，

Go 1 omb碼係可將按照指數分布（亦稱為拉普拉斯分布 319723 5 1335147 (Laplacian distributi〇n)或幾何分布。若無特別指明， 係指兩側指數分布）的信號有效率地編碼，而且不需要供編 碼、解碼之用的表格，處理極為簡單之可瞬間解碼的碼， 已廣為使用。此外，具有可將任意大的整數輸入值予以編 碼的特性。 '

Golomb碼係藉由取！以上之整數值的G〇1〇mb碼參數 (稱為g) ’使其碼之表現改變。 〆 第20圖所示之表格係相對於整數z = 〇, 10的

Golomb 碼（Golomb 碼參數 g=1，…，6)。在 G〇i〇mb 碼中， 係具有「在各碼參數g中，當被編碼整數z的值增加g的 值時’編碼長度即增加1」的關係。 由於隨著Golomb碼參數g增加，碼長度的增加變得較 為平緩’因此在平緩分布的編碼係傾向於加大G〇i〇mb碼參 數g，相反地，隨著Go;lomb碼參數g減少，碼長度的增加 則會變4較為陡峻，因此，在〇集中的陡峻分布的編碼係 鲁傾向於減小Go 1 〇mb碼參數g。 在此，以技照指數分布的信號而言，在圖像信號中， 有，時間空間上相鄰接的像素間的亮度差或像素亮度°值的 正交轉換係數等，在進行該編碼時有時使用G〇1〇mb碼。 另方面，Huffman碼係為使用碼表（c〇de e)， 可瞬間解碼’而且係平均碼量為所有可變長度碼中為最短 的碼（緊密碼（compact c〇de))，而算術碼係藉由與可變長 焉不同的方式’可將悝常的彳§號源壓縮至（有時超過緊密 碼的）理論界限的碼。 ^

319723 6 1335147 在下述所示之專利文獻i中，已記載-種藉由類神經 網路（neura丨network)將圖像的特徵量按照二元搜尋樹法 (binary search tree)予以向量量子化的發明，該發明係 .-種利用動態霍夫曼（Huf fman)編碼而將圖像進行編碼的 .技術。 在第2】圖0、分散Μ之常態分布及指數 分布的頻度分布。縱軸為頻度機率，4了使分布的兩邊緣 =瞭=，以對數來表示。如上所示，在縱對數曲線圖中， 吊恶为布為拋物線，指數分布為三角形。 ^上所示之左右對稱的整數分布f為了進行編碼，必 須將各值轉換成〇以上的整數 倉資1及㈣… 中係經常使用分離成正 負貝訊及絕對值㈣而Μ表現时法 為單純的轉換等。 X如卜所不之較 a、轉換後的值設為b 該轉換係當將轉換前的值設為 時，即形成： b= 2a-l 當 a> 〇 時 b= -2a 當 〇 時 者，藉由該轉換’例如作為a的_3、—2、 係作為b而分別轉換成6、4、2、〇、丨、' ~ 、0、卜2、3 當將Goiomb碼用在高斯性 3、5。 低於Huffman碼或首術踩 儿 '、、妈時’編碼效率遠 乂斤侖碼的編碼效率。 碼所假設的信號發生機率 匕係起因於Gο 1 〇mb 故所發生的本質上的問題。、 數分布而非常態分布之 在如Golomb碼所子τ $ 不不需要碼表的碼中，存在有 7 319723 1335147 .Fibonacci 碼 ' Elias 碼、Exp-Golomb 碼等各種碼，但是 假設信號發生機率係按照常態分布的碼並不存在。 下述所示之非專利文獻1中，在其第8頁中敘述 ."Contrarily to what happens for geometric and double-sided geometric distributions, there is no simple, instantaneous code for the normal d i s 1: r i b u t i ο n. ”，亦即「與指數分布及兩側指數分布的情 形不同，供常態分布用之簡單且可瞬間解碼的碼並不存 •在」’如其所示’假設信號發生機率按照常態分布的碼並不 存在。 因此，在高斯性信號的編碼中，當以「編碼效率」為 優先時，在以往係使用此丨仏仙碼或算術碼等。 然而，在此會發生以下問題： 在術碼中，編碼器、解碼器均需要設置對Golomb 碼並不需要的頻度表。 . flDan碼中，編碼器、解碼器均需要設置對

Galomb碼並不需要的碼表或頻度表。 值的二無：外處理的情形下’兩者均無法進行任意輸入 碼’亦即必須贱得知輸人值的範圍。 •:者的處理量均比碼多，尤其算術碼較多。 進行-般所示之非專利文獻2中，已提出—種可 的提案。2源之瞬間解瑪的咐… 但是構成複雜，：= 大：之整，入值的編碼、解碼， 目車乂於比常悲分布更為陡峻的指數 319723 8 1335147 分布更加陡峻的分布為對象的問題。 此外，在高斯性信號的編碼中，當以「編媽處理的簡 易度」為優先時，在以往，係如非專利文獻1之記載所示， .採用犧牲編碼效率而進行Golomb編碼的方法。但是，在該 .方法中會有必須將Go 1 omb碼參數最適化的問題。 (專利文獻1)日本特開2001-5967號公報 (非專利文獻 1) P Boldi，S Vigna : “Compressed perfect embedded skip lists for quick inverted-index • lookups” ， Proceedings of String Processing and Information Retrieval, 12th International Conference, pp. 1-15, 2005 (非專利文獻 2) S Xue, Y Xu, B Oelmann : “Hybrid Golomb codes for a group of quantised GG sources” , IEE Proceedings, Vision Image and Signal Processing, Vol. 150, No. 4, pp. 256-260, 2003 _【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 雖然已廣泛尋求將按照常態分布的一般性圖像或聲音 等各種信號源有效率地編碼的通用碼（universal code)， 但是如非專利文獻_1之記載所示，假設信號發生機率按照 常態分布的碼並不存在。 因此，可考慮採用使用Golomb碼而將高斯性信號進行 編瑪的方法。 如前所述，Golomb碼係可將按照指數分布的信號有效 9 319723 率地編碼，而且不需要供編碼、 單且可瞬間解碼的碼，此外，=的f ’處理極為簡 值予以編碼的特性。 °字任思大的整數輸入

然而，因為Golomb碼係假設指數八右沾於A •率，故當用在高斯性信號的編碼時刀、j發生機

Huff剛碼或算術碼的編顧率。騎㈣會运低於 因而’在以往當將高斯性信 _職碼或算術碼。 “進仃編碼時’係使用 當使用Η仙an碼或算術喝時 對Golomb碼並不需要的頻度 曰虿乂又置 值之範圍的㈣、^ °、、賴縣得知輸入 考慮到如上所示的問題 種HybHd Golomb碼的提荦。秋而J文獻2中係提出一 問題，並且有以相較於比常態分=法有構成複雜的 為陡峻的分布為對象的問題。 -4的指數分布更 此外’在非專利文獻1 形下，以編碼處理的簡易性头考慮編碼效率的情 適化而使用如_碼。铁而優^^將―參數最 丑U㈣an碼或算術碼的問題，並且 弓效羊低於 最適化的問題。 肩將Golomb碼參數 本發明係鑑於上述楂抑二m 可將高斯性整數信號簡%=:進行其二在提供-種 穎的貧訊源編碼、解碼技術。 ”，、解碼的新 (用以解決課題之手段） 319723 (:S ) 1335147 Π]本發明之資訊源編碼裝置 為了實現將高斯性整數信號簡單且有效率地進行編 碼本發明之貧訊源編碼裝置係構成為具備：（Α)將編碼對 .象之高斯性整數信號之信號值系列予讀人的輸入手段； (Β)將輸入手段所輸入的信號值系列所包含的信號值依其 輪入順序設為各2個的整數值對的整數值對轉換手段· 將，數值對轉換手段所轉換之整數值對的各對視為2次元 =上的格點’藉由施行愈接近原點之格點愈映射成較小 段==1次元映射而獲得。以上的整數值的映射手 : 使用按照指數分布之資訊源的編碼所使用的 碼，㈣射手段所獲得的整數值進行編碼的編碼手 布之構成時，編射段會有❹祕按照指數分 數值進行編碼之情形，此將映射手段所獲得的整 數，传呈有為了可自動设定Golomb碼參 歎係具有·（〇用以計算輪 >的分散計算手段；以及（ii)$ \斤=之^虎值之分散 =::r—二 數信號的圖像信號作:::::裝::可將表示高斯性整 編石馬裝置將具有作為圖像信號編本發明之資訊源 藉由以上各處理手段作二的功硓。 源編碼方法係為亦可利用電，所貫現之本發明之資訊 式係記錄在適當的電腦可:式予以實現者，該電腦程 〇貝取的記錄媒體中來提供，或者 5 319723 1335147 透過網路來提供’而在實施本發明時予以安裝（instaU)， 並在CPU等控制手段上進行動作，藉此實現本發明。 [2]本發明之資訊源解碼裝置 .心為了貫現將本發明之#訊源編碼裝置所產生的編碼資 ，囍二Γ碼，本發明之資訊源解碼裝置係構成為具備：⑴ =將：發明之資訊源編碼裝置所產生的整數值的編碼資 =進精碼，而料整數值進行解碼的解碼手段；⑻對於 裝解:的整數值，藉由施行本發明之資訊源編瑪 二_之於2次疋―1次元映射之逆映射的i次元 對予射’而將已成為該整數值之映射來源的整數值 敕數值复原手段；以及⑹將構成復原手段所復原之 王數值對的整數值依其順序予以輸出的輸出手段。 當㈣該構成時，在本發明之#訊源編碼裝置使用 而產生整數值之編料料時，料手段係藉由將 正數值的編石馬資料谁名^ ρ 士眭丄 解碼而將整數值進行解碼。 與編二象=::::'編碼裝置係具借··當決㈣ GOIOrab"^ 解為用在 rΘ本發明之資訊源編碼裝置將表示高斯性整數 之資訊源解碼裝置將且二ί而產生編瑪資料時’本發明 源解段進行動作所實現之本發明之資訊 係方為可利用電腦程式予以實現者，該電腦程

319723 12 式係5己錄在適當的電腦可讀取的記錄媒體中來提供，或者 透過網路來提供，而在實施本發明時予以安裝⑸办⑴， 並在CPU等控制手段上進行動作，藉此實現本發明。 ·(發明之效果） ' 以上說明所示，很骒本發明，3肘雖然在數學、工 學等各種領域中出現，但以習知的Golomb碼等並無 t地編碼的高斯性整數信號簡單且有效率地進行編碼、朝 石馬〇 ^ 的編：二：Ϊ而言’藉由資訊源的放大’使可變長度喝 叙);又得改善。在本發明中所使用的整數值對—敕 數值的轉換處理，穿令I眘 正 疋貝訊源的二二人放大，從而根據本 發月，具有可改善編碼效率的優點。 【實施方式】 在本發明之貧訊源編碼方法令，係將以心、心、⑴、 a4' ····..的順序所輸人的高斯性整數信號，以U，a2)、 ^ m 的方式依其輸入順序轉換成各2個要素的整數值 對，且將該整數值對設為（X，y)。 之敕ίΓ對於該整數值對（x，y)’藉由施行愈接近制

格點愈映射錄小值的2次元—U W 以上的整數值z。 句獲仵0 ，j次元一1次元映射係愈接近原點之格點愈映射成 季义小值者，例如，以如笸 、町成 y)映射為整數值z。 之形式，將整數值對a 該映射處理係可藉由例如以下方式來進行。如第2圖 319723 13 1335147 所示，預先傷妥就整數值對與整數值的對應關係予以記憶 =表格⑽W ’以整數值對（χ，y)為鍵值（key)來參照該 表格，藉此獲得成為相對於整數值對（x，y)之映射鲈 -整數值Z。 、 … .在此，此時所準備的表袼係與使用HUffman碼或算術 碼時所需的頻度表不同，可不依存於編碼對象的資訊源， 而作為一般使用者來準備。 此外，該映射處理係可藉由以下方法來進行··以原點 的格點為起點，求取未處理（未列舉）的格點與原點之距離 的最小值’且按照規定的順序列舉該最小距離的格點，並 =整數值’藉由反覆進行以上步驟，獲得形成關於整數 值對（X，y)之映射結果的整數值z。 在此，若使用該方法，可在無須假設信號值的上下限 的情形下’使整數㈣（x，y)與整數值2賦予對應關係。 在本發明之資訊源編碼方法中’使用愈接近原點之格 愈映射成較小值的2次元—！次元映射的理由如下。 亦即，離原點距離L之格點的ζ值係與半徑L之圓周 =的‘格二點數，致相等，其係與圓周面積大致相等。由此形 Ζ’ 4 °而且’其為整體觀看的近似（實際格點數 大）在例如ζ =數百之程度（丨eve丨）上大致相等。 u格點的機率f原本係藉由常態分布而表示為“卜 Γ ‘)（其中a為常數）”，因此減“z^L2，，的關 布。以f〇CeXP(-az/7°”的方式形成有關2的指數分 319723 14 1335147 如上所述，在本發明之資訊源編碼方法中所使用之愈 接近原點之格點愈映射成較小值的2次元_^次元映射係 實現將高難錢_換成指數分布之㈣源的可逆映 射。 因此，在本發明之資訊源編碼方法中 數值對（X，y)施行該2次 f、工

士 ， 人兀1次兀映射而獲得整數值Z =，則使用Gol〇mb碼等按照指數分布之資訊源的編碼所使 用的瑪，將該整數數z進行編碼。 如&戶斤述’ Go 1 omb瑪係可创_此 $係了對扣照指數分布的信號有效 Ϊ理SI ::且不需要供編碼、解碼用的表格，係為 處極為間早且可瞬間解碼的碼，此外，具有可將任音大 的整數輸入值進行編碼的特性。 、w 因此’根據本發明之資 數信號簡單且有效地進行2源名碼方法，可對高斯性整 Ζ2、二:·在·本資訊源編碼方法令，藉由將以。 碼，利用本發明之資:^入之整數值的編碼資料進行解 α照編碼碼方法’可將經編碼的整數值 寸的輸入順序予以解碼。 此時，當本發明之資訊源編 生整數值之編媽資料時，n 4使用Goi_碼而產 解石馬來對整數值進行解i。'將該編碼資料進行Womb 訊源It::::該經解碼的整數值2施行本發明之資 ’々古所使用之屬於 的1次元—2次元咏私 、 **人元映射之逆映射 映射’將已成為該整數值之映射來源的 319723 15 1335147 正數值對（X，y)予以復原。 5二人元2次元映射係執行本發明之資 法所使用之2次元—卜ρ “ 乃〈貝綠編碼方 •現經解瑪的整數Γ二=二映射處理’此時’當出 .數值對a Ρ错㈣職定與其相對應的整 I:,該映射處理係與本發明之資訊源編财法所進 仃的映射處理相同，例 ）乃輯進 值對鮮所不’可預先備妥就整數

^ $對應關係予以記憶的表格，以整數值7 A 鍵值㈣來參照該表格，藉此獲得成 ; 射結果的整數值對（X，以進行。Η整數值Z之映 此外’該映射處理係可葬 的格點Α起點，七Ή 猎由乂下方法來進行：以原點 』為起點4取未列舉的格點與原點之

值，且按照規定的順序列裹 7取J 枯—丄进 J牛該取小距離的格點而分配整翁 ’猎由反覆進行以上步驟，獲 射結果的整數值對（x，y)。 丁了正数值z之映 數：，=Γ源解碼方法係將構成經復原之整 UXH數值x，y依該順序予以輸出。 B-扣依上所述根據本發明之資訊源解碼方藉由將按 照指數分布之資訊源的編 ㈢田將按 資料進行解碼，可對高敕用的碼予以編碼後的編碼 解碼。 ，丨 生正數信號簡單且有效率地進行 以下’=經過高斯性信號源的二次放大及一次元夸 ’而將同斯性6號源轉換成指數性信號源，且藉由星 有適於指數性信號源之性暂沾 八 貝的Golomb碼將其進行編碼的 319723 16 丄：>:>:)丄 4/ '實施形態，詳細說明本發明。 #、、β f第3圖中圖不具備本發明之資訊源編碼裝置1及資 訊源解碼裝置2之穿：詈禮忐 — 裝罝構成之一貫施形態例。

、於如該圖所不’本發明之資訊源編碼裝置1係具備：用 2入作為編碼對象之高斯性整數信號之信號值系列的信 '卩1 〇，將L 5虎輸入部10所輸入的信號值依其輸入 順轉換成各2個的整數值對的整數值對轉換部11;對於 f數值對轉換部11所轉換的整數值對施行愈接近原點之 、。點念映射成較小值的2次元—2次元映射，藉此獲得〇 以上之整數值的2次元次元映射部12 ;以及使用 GWomb碼，將2次元—丨次元映射部12所獲得的整數值進 行編碍的Go 1 〇mb編碼部13。 .另一方面，本發明之資訊源解碼裝置2係構成為具 備·用以輸入本發明之資訊源編碼裝置丨所產生之整數值 的編碼資料的編碼資料輸入# 2 〇 ;藉由將、編碼資料輸入部 φ 20所輸入之整數值的編碼資料進行G〇i⑽匕解碼，而將該 整數值進行解碼的G〇1〇mb解碼部21 ;執行本發明之資訊 源編碼裝置1所具備之2次元〇 1次元映射部12的映射處 理，此時，若出現Golomb解碼部21所解碼的整數值時， f由特別指定與其相對應的整數值對，將成為G〇1〇nib解碼 邛21所解碼後之整數值之映射來源的整數值對予以復原 的1次元—2次元逆映射部22 ;以及將構成丨次元—2次 兀逆映射部22所復原之整數值對的整數值依其順序予以 輪出的依序輸出部23。

319723 17 1^^3147 ，4圖係圖示如第3圖所構成之本發明之資訊源 裝置1所執行之流程圖之一例。 接著，按照該流程圖，詳細說明本發明之資 ’展置1所執行的處理。 .將言明之資訊源編碼裝置1係在最初在步驟S101中， 入個=數信號的信號值按照從前頭㈣的順序逐次輸 接著，在步驟S102中，將以a a；：\：；a0：! 依該輸入順序轉換成各2個要素的整數值對，並將 該整數值對設為（x，y)。 值對i將 接著，在步驟S103中，對於該卷|r 、 _ 接近原點之格點命映射$ & 、° x’ y)施行愈 的2次元—1次元映射， 猎此獲侍〇以上的整數值z。 數二二步驟S1 〇4中，使用另外提供的碼參 1將今編d G〇i〇mb編褐’接著在步驟si〇5中， 將該編碼資料予以輸出。 接著’在步驟S106中，判宕β尤0 —丄| 數信號，若尚未完成，Λ ^否已完成輸入高斯性整 告結束。 兀成即再次返回步驟則1，若已完成即 在此’關於Golomb碼參數g俦钟盔 可在編碼前先調杳輸入俨_纟斗、°又’.，、裢供者，但亦 當訂定。 -翰入“虎的統計性質’再根據該結果適 若輸入信號的分散為，，則例如可藉纟. 18

S 319723 !335147 π σ g= 2 · l〇ge2 來丁疋Golomb碼參數g，旦其係經適當施行整數化成最近 整數。 如第20圖之說明所示，以G〇1〇mb碼進行編碼之情形 中，在進行平緩分布的編碼時，係傾向加大⑽心瑪參數 g ’ *進行在〇集中的陡峻分布的編碼時，則傾向減小 碼士參數g，因此當以如上所示的法則訂定㈤_ μ m有可自動地設㈣t參數的值的優點。 接著說明在步驟則3所執行的2次元—1次元映射。 侖垃在該2次元―1次元映射中，如在第1圖顯示其-例， j近原點之格點愈映射成較小的整數值z。因此，盘最 初對應的1次元―2次元逆映射係如第2圖所示。 的順相各點一般係存在複數個，但該等格點 轉的方式進行等，㈣旋 碼側亦可進行逆轉換的方式’以單義決定順序即1以在解 備如輸入值x、y的上下限值，但是若先準 進行二-欠= 格，則可僅藉由參照表格而簡單 一 人放大· 一次元系列化及其逆處理。 若以1實用上可假設輸人的上下限值的情财报多，例如 右从8bit圖像差分作缺盔。士 。， 例如 2 刀心5虎為對象纣，則可設為一255各又 時，將具有下列要素的表格： ，= (255-(-255) + 1 )2=5112=261，121。 另方面，當無法假設輸入的上下限時， — 々J糟由例 319723 r S ) 19 1335147 .如由第5圖所示之演算法所產生的虛擬碼，按照接近原點 的順序無限地列舉格點，而成立（χ，的無限對應。 • 關於該演算法容後詳述。 - 在此，第5圖中所示的l(x，y)係提供原點與點（x，〇 .的距離者，因此一般係使用歐基里德（EucUd)距離 1 (X，y)=(x2+y2)1/2 作為距離。此外，即使使用處理更為簡單的平方歐基里德 距離 ^ 1 (X， y)=X2+y2 ，賦予順序的結果並不會改變。 此外，距離函數I(x，y)不一定為等方性亦可，當輪 入咼斯資訊源並非嚴謹的iid(independent and identically distributed :獨立且相同地分布），而是有 相關性時，也可使用適當的常數α，而形成 1 (X，y) = xz+y2+ a xy 〇 • 在此，若x，y有正相關性，則a < 0 ;若有負相關性， 貝 |J α > 〇 〇 t:外亦可使用對應輸入信號對的二次元分布的形 狀，而為所謂1 (X，y)= | X | + | y | 的U n0rm’更一般而言，亦可使用下式所示的(各 "is .號要素的y次方）。 [數1] 1(X, | χ | r + | y | r 接著，說明為了驗證本發明的有效性所進行之實驗的 20 319723 1335147

隹弟 ^ ^ 圖中顯示非常接近對實際圖像進行處理戶 佧之高斯性信號之信號源的頻度分布。縱轴係機率的對 數。由圖可知，該信號源的頻度分布係呈拋物線狀分 亦即按照常態分布。 二在第7圖中顯示以（x，〇的2數值對形態依序取出拿 信號源的信號，且將其頻度分布以3次it顯示。相同地: 縱軸係機率的對數。曲線圖係呈將拋物料錢轉後的勒 轉拋物線面。 在第8圖中顯示該旋轉拋物線面的等高線。雖可觀察 出些微的正相關性’但大致呈同心圓狀。 在縱對數曲線圖中，指數分布係如第21圖所示呈三角 形，但藉由前述之 2a-l 當 a> 0 b= -2a 當 aS Ο φ的轉換而將信號形成單侧分布者係呈右下斜直線。 在第9圖中係以與第6圖相同的縱對數曲線圖來顯示 按照本發明對（X，y)施行2次元—1次元映射而轉換成i 次元值z者的頻度分布。 由該圖可知，曲線圖係呈大致右下斜直線，亦即極為 符合指數分布。因此，可期待藉由Gol〇mb碼獲得有效率的 編碼。 茲顯示實際的編碼結果。所使用的資訊源的樣本數 13, 509, 440個’由烟（Entropy)所求之資訊量為 319723 21 1335147 6U35,731 [bi小其為理論值 大於該值。 仕只際、扁碼中，碼量一定 對該資訊源施行本發明之2 ,分 .碼參數g=7的㈤_码表料=映射’且以 .认503, 7〇仙⑴，可以0 73% 效成為 進行編碼。 曰力I·爲碼效率〇.9927) 以供比較之用的習知法而言，當對 特別的映射而進行Golomb編碼時 Μ源未施灯 碼提供最小值，且須要68,89δ b、 g—1的G〇l〇mb 0.9294。 S，893[bl小編喝效率為 對於其他4種資料，進行相同實 在第10圖中顯示所得編 如41至如45中，^放羊的比較。在該圖中，在 編碼效率最低亦達成二 94.⑴習知方法為m約差7s；(PDint發)明平均為 依上述方式，可對採用依第4圖的产 整數信號進行編碼之構成的本發明^ ===性 編碼處理的有效性進行驗證。 育訊I、扁碼裝置1的 在第11圖中圖示如第3圖所構 碼裝置2所執狀流程_。成之本發明之該源解 接著，依該流程圖詳細說明本發明之 2所執行的處理。 貝訊源解碼装置 由本= = = ::裝置2係首先在步驟中，將 爲碼裳置1所產生的編碼資料（整數值2 319723 22 從前頭開始的順序，逐次輸入i個要 ，在乂驟S202令，使用Goioinb碼參數g將所輸 的碼進行解碼，而獲得〇以上的整數值z。 =著’在步驟S2G3中，藉由施行i次元—2次元 Z將^值2映射於整數值對（χ，y)，接著在步驟職 '，?'Χ，Υ的順序輸出該整數值對（X，y)〇 行太私Μ S2G3中執行的1次元—2次元映射係執 1 丁料明之:錢源編碼裝置1所使用之2次元—i次元映 士的映射處理，此時，當出現所解碼的整數值Z時，即藉 特別指定與其㈣應的整數值對（X，y)來進行。 接著，在步驟S205中，判定G〇1〇ml^f的輸入 =，當尚未完成時，係返回步驟⑽，當已完成時即告 、签吉束。 (實施例） 理的實施例'在第4圖之流程圖的步驟sl〇3中=3 理的實施例、在第η圖之流程圖的步驟S2〇3中所執行: 處理的實施例、及在第u圖之流程圖的步驟咖4中所執 行之處理的實施例。 [1]在第4圖之流程圖的步驟sl〇2中所執行之處理的 貫施例 在第12圖中圖示在第4圖之流程圖的步驟si〇2中所 •行之處理的詳細流程圖。 319723 23 1335147 入的Si02中’當接受在步驟si〇1的處理中所輪 所」首整數信號的信號值時，如第】2目的流程圖 ::二先在：驟伽輸入其中之前頭的信號值X且儲存 存於記憶體y。 輸入另-方信號值y且儲 、，接著，在步驟S303中，由記憶體χ 亚且由記憶心中讀取信號值y，且 &X’ 值對(X，7)予以輸出。 彳X，y作為整數 圖，斯::驟別2中’藉由執行第12圖的流程 圖進订將同斯性整數信號的信號系列 各2個予以輸出的處理。 L號值、力束成 實施2]在第4圖之流㈣的步驟S1G3中所執行之處理的 S10二：：圖〜第16圖中圖示在第4圖之流程圖的步驟 中所執仃之處理的詳細流程圖。 法所，行藉由施行由第5圖所示的演算 在等^ 欠元映射而將整數值對（X y)映射 在整數值W處理，且進行將該整數值出、= 亦即’如第13圖的流程圖所干，首出的處理。 當輪入成為映射對象的整數值二:先 中，將格點記憶記憶體Ζ清空，並且將變數步驟S402 接著，在步驟_中，執始化為0。 處理所定義的 《4圖所示流程圖的

网仏_ 序A接者在步驟S4〇4中，勃并，、，贫1C Θ /不流程圖的處理所定義的程序B。 319723 24 1335147 在該程序B中，雖執行以第16圖所示 :二的=x，但在該程序χ中，係進行 ：: .且對(x°’y°)之映射結果的整二 ^出該整數值Z，進至步驟㈣5而結束處理。值 • 为一方面，當未滿足該條件時，則y 返回步驟S403，蕻I則未進仃任何輪出而 ，猎此進仃返回程序A的處理。 之該等程序Α、β、Χ，但若在此簡單說明 x<dmi二 中係關於以程序㈣設定的 y^rsy_in”，以未分配整數值的未列舉格 ，y)為處理對象，求出盘廣點 _"匕時，實現…：H 間之距離的最小值 數個。，現該最小值_的格點-般的情形係為複 在程序"，係按照規定的順序， 個該寺格點，且對此分配比前次大Μ整數值。适出1 接著=程序X中，當進行該分配時，判斷所輸入的 疋否呈現為格點(χ，y)1呈現為格點(χ，… ±決疋以對其所分配的整數值z係為映射結果，若未 在程序B中將dmin的值逐次增加1，藉此反覆進行 u匆理，直到呈現所輸入的（χ〇，y〇)為止。 接著，按照第！4圖的流程圖，說明程序八的處理。 在該程序At係進行以下處理：在x，y均為_^以 ^咖以下㈤ln為整數’藉由程序以次增加 圍㈣㈣（x，y)之中，以未縣者為處理對象’ ，離開原點的距離的最小值，且將其設為_。 319723 25 1335147 接著首在步驟_中，將整數值d譲初始化為0。 至drain為步，驟S5°2中’使X由-dmin至dmin ”由，in *⑽2至S508)逐次發生i組。 ㈣卿) •=著，在步驟中，判斷所發生的（x，y)是否已記 隱在格點記憶記憶體z中， 若# 已。己丨心訏’即進至步驟S508， ==時’則進至步驟咖4，對於變數 ^驟的處理所求出的格點（x，y)與原點之間的距離i 此時所使用的距離1(x，y)係使用例如 1 Cx, y) = x2-fy2 的函數。 接著，在步驟测中’比較0dmin的大小’當d =n:上時，直接進至步驟誠，當d未達_時， 乂驟S507，將dmin的值設定為d後 .驟S508。 丹進至步 、dmi=d’在步驟S5G8中，進行判斷x及y是^分別在 出現，即："的範圍内已完全出現所有組合，若尚未完全 =，即返回步驟S5G2的處理，若已完全出現，則結束作 為程序A的處理。 、 f者’按照第15圖的流程圖，說明程序β的處理。 以上/Λ程序β中係進打以下處理關於在X，y均在~dmin 内的格=以?1心係逐次增加1的整數）之2次元範圍 ，...（X，y)之中未列舉且 1(x，y) = dmin(drain:以程 26 319723 < s 1335147 序A所求出者）者，執行第16圖之流程圖所示之「程序叉」。 首先，在步騍S601中，將旗標found設定為〇。接著， ^ m S602 t > ^ X ^ -drain ± drain ' y ^ -drain ± drain ，.、、止以1間隔全部按照規定順序對於^迴圈叩）（删2 .至S609)逐次發生1組。 接者，在步驟S6G3中，判斷所發生的& W是否已記 :在格點記憶記憶體2中，若已記憶時，即進至步騾侧， :尚未記憶時’則進至步驟S6〇4，對於變數d，代 步驟祕的處理所求出的格點(x，y)與原點之間 U，y) 〇 此時所使用的距離Kx，y)係使用例如 1 Cx, y) = x2-fy2 的函數。 不相在步驟刪中，比較d#dmin，當 列進？牛r直接進至步驟咖9,當4與dmin相-致時， 丨則進至步驟S607，且執行程序χ。 町 者’在步驟S6G8中，對於格點記憶記憶體2重新吃 ==對(X，y)’使另外定義的整數z的值增加丨，‘ 將苡私f0und的值設定為i之後，進至步驟s6〇g。 接著^在步驟s_中，判斷是否分別在ϋη 時，=的辄圍内已完全出現所有、组合，若尚未完全出現 ^即返回步驟S602的處理，若已完全出現，目彳、# s 刪，進行判斷旗標found的值是否等於〇。八步驟 按照該步驟的判斷處理，當判斷出旗標found 319723 27 的值不等於。時，即返回步驟s，的處理，當 found 的傕笼热 n D士 ® 值專於〇蚪，則進至步騾S61i，將如“的值辦 ，且結束作為程序β的處理。 曰σ .，著：按照第Μ圖的流程圖，說明程序處理。 • 該耘序X _係進行以下處理：當作為映射對象所於 二的值分別與在目前迴圈中傳送的χ及y的值 T p輸出與其相對應的1次元映射值z。 判斷中’判斷是否x=xo且y=y〇,當 所分配之整數值進至步驟702’且將(x，y) S703,纟Up 射結果料輸出，錢至步騾 出並非為 =::1， 回程序B的_S6Q8—/^，則、结束程序x的處理（亦即返 第4圖之产r 執订第13圖至第16圖的流程圖，在 1次元映射而將整數值 且進行將該整數值z予 S203中所執行之處理的 圖所=;::Γ 03中’係進行藉由施行由第 團所不之次异法所實現之2次元 對（X，y)映射成整數值ζ的處理 以輸出的處理。 [3 ]在第11圖之流程圖的步肩 實施例 在第17圖至第18圖中 _中所執行之處理的詳細流程圖弟11圖之流程圖的步舉 算法由施行由第5圖所示-

&、射而將在步驟S202之處S 319723 28 1335147 令予以解碼的整數值z映射成整數 進行將該整數值對（x，y)予以輸出的處理/)的處理，且 .當輸17圖的流程圖所示，首先在步驟·”， 田輸入成為映射對象的整數 將格點記怜呓‘時7生处 U野接者在步帮S802中， 接菩:隐體Z清空，並且將變數“刀始化為0。 著在步驟S803中，執杆以當丨]国 處理予以定羞 弟14圖所示流程圖的 于以疋義的程序A，接著在步驟S804中，斜一、 圖所示流程圖的處理予以$羞 執行以第15 , 予疋義的程序β(但是，「妒皮v ^ 變更為以下說明的「程序χ，」）。 表序X」係 亦即，在該程序W，雖執行以第1δ 2予以定義的程序r，但在該程進：：圖的 ，某條件時，即求出成為整數值斷當 對& y)，且輪出該整數值對（x，y至射^果的整數值 束處理。 步驟S805而結 另方面，當未滿足該條件時，則夫推— 返回步驟湖，藉此進行返回程序任何輪出而 ^者，按照第18圖的流程圖，說明程 在該程序X，中麵㈣下處理：的處理。 :::亀與在目前迴圈中傳送 值相二象予以 出與其相對應的2次元映射值（χ，y)。 相專時，即輸 首先，在步驟S9〇1中，進行判 出Z==Z〇時’即進至步驟S902,且將二當判斷 “作為映射結果予以輪出 、、-。束1次元—2次元映射處理 進至步戰S903， 方面，當判斷出並非 29 319723 * " 為Z Z〇蛉，則結束程序x，的處理（亦即返回程戽R ^ π 驟S608)。 、丨、序β的步 如上所不，藉由執行第17目工 第11圖之流程圖的步驟咖3中，進行藉由在 所示之演算法所實現之】卜 ' 仃由第5圖 映射成整數值對（χ仏；^人元映射而將整數值ζ 予以輸㈣處理。處理，且進行將該純值對（Μ) 實施^在第U圖之流程圖的步驟讓中所執行之處理的 執行圖之流程圖的步驟伽中所 整數驟=〇4中1當接受以步驟S2°3的處理所得之 、X，y時，如第丨9圖的流程圖所示，首先在步廠 中將其h頭的信號值x儲放在記憶體X，並 的k號值y儲放在記憶體y。 、 接=，在步驟S1GG2中，由記憶體χ中讀出前頭的作 並予以輸出’接著在步驟侧3中，由記憶體“ 項出另一方的信號值y並予以輸出。 =上所示’在步驟_中，藉由執行第】9 二構成块射結果之整數值對的整數值^ 叔…、該順序予以輸出的處理。 (產業上利用可能性） ^發㈣將高斯性整數信號作為編碼•料對象者， θ肖貫現將高斯性信號源轉換成指數分布之信號源的 319723 30 可逆映射㈣成，可㈣f錢學或1學等 但在習知的Goiomb碼等中，無法有效率地編码 ^生整數信號簡單且有效率地予以編石馬、解石馬。..·、、向斯 •【圖式簡單說明】 -第1圖係顯示在本發明中所執行之2次 射之一例圖。 丁乏j -人兀次元映 第2圖係就整數值對與整 袼的說明圖。 之對應關係所記憶之表 第3圖係本發明之資訊源編碼 之裝置構成之-實施形態例。 胃Λ轉石馬褒置 第4圖係上述實施形態 流程圖。 貝訊源編碼裝置所執行之 射之本發…執行…一元映 第6圖係為了驗證本發明 的說明圖。 旁欢性所進订之貫驗結果 第7圖同樣地係為了驗證本 驗結果的說明圖。. 月之有效性所進行之實 第8圖同樣地係為了驗 驗結果的說明圖。 Χ之有效性所進行之實 第9圖同樣地係為了驗镫 驗結果的說明圖。 χ月之有效性所進行之實 第10圖同樣地係為了驗證本 實驗結果的說明圖。 月之有效性所進行之 319723 31 1335147 第11圖係上述實施形態例之資訊源解碼裝置所執行 之流程圖。 . 第12圖係上述實施形態例之資訊源編碼裝置所執行 -之詳細流程圖。 . 第13圖係上述實施形態例之資訊源編碼裝置所執行 之詳細流程圖。 第14圖係上述實施形態例之資訊源編碼裝置所執行 之詳細流程圖。 •第15圖係上述實施形態例之資訊源編碼裝置所執行 之终細流程圖。 第16圖係上述實施形態例之資訊源編碼裝置所執行 之终細流程圖。 第Π圖係上述實施形態例之資訊源解碼裝置所執行 之洋細流程圖。 第18圖係上述實施形態例之資訊源解碼装置所執行 馨之詳細流程圖。 第19圖係上述實施形態例之資訊源解碼裝置所執行 之詳細流程圖。 第20圖係G〇l〇mb碼的說明圖。 第21圖係常態分布及指數分布之說明圖。 【主要元件符號說明】 1 資訊源編碼裝置 2 資訊源解碼裝置 10 信號輸入部 π 整數值對轉換部 2次元—1次元映射部 319723 32 12 1335147 編碼資料輸入部 13 Go 1 omb 編碼部 20 21 Go 1 omb解碼部 22 1次元-^2次元逆映射部 23 依序輸出部

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Claims (1)

1. 、申請專利範圍： 種圖像信號編碼方法’係將表示高斯性整數信號的圖 像信號進行編碼者，其特徵為具有： 輸入編碼對象之圖像信號之信號值系列的步驟； 將前述所輸入的信號值系列所包含的信號值依其 輪入順序設為各2個的整數值對的步驟； 將前述整數值對的各對視為2次元座標上的格 點，藉由施行愈接近原點之格點愈映射成較小值的2 次元次元映射而獲得〇以上的整數值的步驟；以及 一使用G〇l〇mb碼，將前述整數值進行編碼的步驟。 一種圖像信號解碼方法，係將表示編碼對象之高斯性整 數信號的圖像信號的信號值系列依其輸入順序設為各 2個的整數值對，將該整數值對的各對視為2次元座標 上的格點，藉由施行愈接近原點之格點愈映射成較小值 的2次元—1次元映射而獲得〇以上的整數值，且對於 ^由使用Golomb碼將該整數值進行編碼所產生的編碼 資料進行解碼者，其特徵為具有： 、藉由將剷述整數值的編碼資料進行1 〇此解碼， 將前述整數值進行解碼的步驟； ^對於前述經解碼的整數值施行屬於前述2次元—i 人兀映射之延映射的！次元一2次元映射，藉此將前述 正數值對予以復原的步驟；以及 將構成前述經復原的整數值對的整數值依其順序 予以輪出的步驟。 319723 34 1335147 3 .:種資訊源編碼方法，係將高斯性整數信號進行編碼 者’其特徵為具有： 冑入、扁碼對象之咼斯性整數信號之信號值系的 . 步驟； • 將前述所輸入的信號值系列所包含的信號值依其 雨入順序設為各2個的整數值對的步驟； 里$前述整數值對的各對視為2次元座標上的格 ^猎由施行愈接近原點之格點愈映射成較小值的2 元1_人元映射而獲得〇以上的整數值的步驟；以及 —使用按照指數分布之資訊源的編碼所使用的碼，將 别述整數值進行編碼的步驟。 4. 如申明專利乾圍帛3項之資訊源編碼方法，其中，在前 述進行編碼的步驟中，係使用Gol〇mb碼將前述整數值 進行編碼。 5. 如申請專利範圍第4項之資訊源編碼方法，其中，具有： • 計算前述所輸入之信號值之分散的步驟；以及 決定具有與前述所計算出之分散值成正比的值的 Go 1 omb碼的碼參數的步驟。 6. 如申請專利範圍第3項之資訊源編碼方法，其中，在庐 得前述整數值的步驟中，係藉由參照事先製成之記憶前 述整數值對與前述整數值之誠㈣的表格，來獲得形 成有關前述整數值對之映射結果的前述整數值。 / 7. 如申請專利範圍第3項之資訊源編碼方法，其中，在庐 得前述整數值的步驟中，係以原點的格點為起點，求^ 319723 35 1335147 未歹j舉之格點與原點之距離的最小值，且按照規定的順 序列牛該隶小距離的格點而分配整數值，藉由反覆進行 上述步驟，獲得形成有關前述整數值對之映射結果的前 ‘ 述整數值。 • 8· —種貝讯源解碼方法，係將編碼對象之高斯性整數信號 的佗唬值系列依其輸入順序設為各2個的整數 該整數值對的各對視為2次元座標上的格點，藉由施行 愈接近原點之格點愈映射成較小值的2次元―丨次元映 射而獲知G以上的整數值，且對於藉由使用按照指數分 布之資訊源的編碼所使用的碼將該整數值進行編石馬所 產生的編碼資料進行解碼者，其特徵為具有： 藉由將前述整數值的編碼資料進行解碼，而將前述 整數值進行解碼的步驟； 對於前述經解碼的整數值施行屬於前述2次元 = 逆映射的1次元一 2次元映射，藉此將前述 整數值對予以復原的步驟；以及 將構成剛；4，㈣原的整數值對的整數值依其順序 輸出的步驟。 9. =料利範圍第8項之資訊源解碼方法，其中，係使 使用0的Γ。碼作為按照前述指數分布之資訊源之編竭所 10. 如申凊：利範圍第9項之資訊源解碼方法，其中，具 述整數值的編碼資料的解碼中使 Golomb碼的G〇1〇rob碼參數， 319723 36 1335147 雖 ' 且將作為具有與前述信號值系列所含信號值的分 散成比例的值者所設定的Go I omb碼參數予以輸入的步 驟。 ’ -11.如申請專利範圍第8項之資訊源解碼方法，其中，在將 .如述整數值對予以復原的步驟中，係藉由參照預先製成 之用以記憶前述整數值對與前述整數值之對應關係的 表格，將形成有關前述整數值之逆映射結果之前述整數 值對予以復原。 • 12.如申請專利範圍第8項之資訊源解碼方法，其中，在將 前述整數值對予以復原的步驟中，以前述2次元〜i次 元映射而言，以原點的格點為起點，求取未列舉之格點 與原點之距離的最小值，按照規定的順序列舉該最小距 離的格點而分配整數值，藉由反覆進行以上步驟，當使 用獲得形成有關前述整數值對之映射結果的前述整數 值之映射時，係根據該映射結果，將形成有關前述整數 φ 值之逆映射結果的前述整數值對予以復原。 13·—種資訊源編碼裝置，係將高斯性整數信號進行編碼 者’其特徵為具有： 輸入編碼對象之高斯性整數信號之信號值系列的 手段； 將前述所輸入的信號值系列所包含的信號值依其 輸入順序設為各2個的整數值對的手段； 將别述整數值對的各對視為2次元座標上的格 點，藉由施行愈接近原點之格點愈映射成較小值的2 319723 37 1335147 次元—1次元映射而獲得〇以上的整數值的手段；以及 使用按照指數分布之資訊源的編碼所使用的碼，將 前述整數值進行編碼的手段。 -14.如申·請專利範圍第13項之資訊源編碼裝置，其·中，前 .述進行編碼的手段係使用G〇1〇mb碼將前述整數值進^ 編瑪。 15. -種貧訊源解碼裝置’储編碼對象之高靠整數作號 的信號值Μ依其輸人順序設為各2個的整數值對^ 該整數值對的各對視為2次元座標上的格點，藉由施行 愈接近原點之袼點愈映射成較小值的2次元—1次元映 仵G以上的整數值，且對於藉由使用按照指數分 所使用的碼將該整數值進行編碼所 產生的編碼-貝料進行解瑪者，其特徵為具有： 猎由將前述整數值的編碼 整數值進行解瑪的手段； 心丁解碼，而將别述 -欠元：::述：解碼的整數值施行作為前述2次元 映射之逆映射的i次元， 整數值對予以復原的手段；以及 _錯此將别述 輪出的手=比：设原的整數值對的整數值依其順序 16.如申請專利範圍 — 使用如_馬作=項之貧訊源解喝裳置，其中，係 所使用的碼。按照前述指數分布之資訊源之編碼 17. 種Η δίΐ源編竭卷今^ 不王式，係用以使雷腦拙〜 <电細執订用在實現申請 319723 38 1335147 專利範圍第3項之資訊源編碼方法的處理 18. —種電腦可讀取之記錄媒體，係記 & 用在實現申請專利範圍第3項 ^ Η吏電腦執行 理的資訊源編碼程式。 貝訊源編石馬方法的處 19. 種資訊源解碼程式，係用以使^ > 專利饮同笙δ s . 從电知執订用在實現申請 專〜“8項之魏_碼方㈣處理。 種電腦可讀取之記錄媒體 用在實現申請專__ 8 ^ ^ 使電腦執行 理的資訊源解雜式8項之貝訊源解瑪方法的處

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