JPH11340836A - ビデオ又は音声信号のフラクタル符号化のための方法 - Google Patents
ビデオ又は音声信号のフラクタル符号化のための方法Info
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- JPH11340836A JPH11340836A JP10359429A JP35942998A JPH11340836A JP H11340836 A JPH11340836 A JP H11340836A JP 10359429 A JP10359429 A JP 10359429A JP 35942998 A JP35942998 A JP 35942998A JP H11340836 A JPH11340836 A JP H11340836A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は信号のフラクタル符号化のための方法
に関する。 【解決手段】本発明は、元の信号から伝送されるレンジ
ブロックｒのためにドメインブロックｄが調査され、そ
の結果、計算規則ｒ* ＝ｖ・ｄ＋ｂを使用した後、近似
されたレンジブロックｒ* が生成され、ｖ・ｄは線形関
数であり、ｂはオフセットベクトルであり、一般的にオ
フセットベクトルｂは異なる要素ｂ＝（ｂ 1 、ｂ2 、
…、ｂn ）を有し、そのオフセットベクトルｂは好まし
くは直交変換の重み付けされた直交基礎関数からなる。
に関する。 【解決手段】本発明は、元の信号から伝送されるレンジ
ブロックｒのためにドメインブロックｄが調査され、そ
の結果、計算規則ｒ* ＝ｖ・ｄ＋ｂを使用した後、近似
されたレンジブロックｒ* が生成され、ｖ・ｄは線形関
数であり、ｂはオフセットベクトルであり、一般的にオ
フセットベクトルｂは異なる要素ｂ＝（ｂ 1 、ｂ2 、
…、ｂn ）を有し、そのオフセットベクトルｂは好まし
くは直交変換の重み付けされた直交基礎関数からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号のフラクタル符
号化のための方法、特に、ビデオ又は音声信号に関す
る。
号化のための方法、特に、ビデオ又は音声信号に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】伝送される信号のいわゆる自己相似性
は、例えば、イメージのフラクタル符号化に用いられ、
その原理はJaquin, A.E.による記事: ”繰り返し縮小す
るイメージ変換のフラクタル理論に基くイメージ符号
化”、イメージ処理におけるＩＥＥＥトランザクショ
ン、Ｖｏｌ．１、Ｎｏ．１、１９９２年１月に説明され
ている。伝送される信号がビデオ信号である場合、イメ
ージの部分が、これらのイメージ部分が特定の方法で変
更されると、同じイメージの幾何学的に異なる点に位置
する他のイメージ部分により表され得るという事実が使
用される。伝送される信号が音声信号の場合、対応する
状況が適用され、音声信号の特定のセクションが、これ
らの信号セクションが特定の方法で操作される時、他の
信号セクションによりモデル化され得る。
は、例えば、イメージのフラクタル符号化に用いられ、
その原理はJaquin, A.E.による記事: ”繰り返し縮小す
るイメージ変換のフラクタル理論に基くイメージ符号
化”、イメージ処理におけるＩＥＥＥトランザクショ
ン、Ｖｏｌ．１、Ｎｏ．１、１９９２年１月に説明され
ている。伝送される信号がビデオ信号である場合、イメ
ージの部分が、これらのイメージ部分が特定の方法で変
更されると、同じイメージの幾何学的に異なる点に位置
する他のイメージ部分により表され得るという事実が使
用される。伝送される信号が音声信号の場合、対応する
状況が適用され、音声信号の特定のセクションが、これ
らの信号セクションが特定の方法で操作される時、他の
信号セクションによりモデル化され得る。
【０００３】この場合の手順は、伝送される信号セクシ
ョンを形成するためにいわゆるドメインブロックｄ、普
通はいわゆるレンジブロックｒを調査し、ドメインブロ
ックｄから近似のレンジブロックｒ* が特定の計算規則
により形成され、可能なだけレンジブロックｒをモデル
化する。この場合に使用される計算ルールは、
ョンを形成するためにいわゆるドメインブロックｄ、普
通はいわゆるレンジブロックｒを調査し、ドメインブロ
ックｄから近似のレンジブロックｒ* が特定の計算規則
により形成され、可能なだけレンジブロックｒをモデル
化する。この場合に使用される計算ルールは、
【０００４】
【数２】
【０００５】である。この場合、ｖ・ｄは線形マップで
あり、項ｂはオフセットを記述している。一般にこのよ
うなタイプにおいて詳細には、要素は一般的にはｖ・ｄ
だけ異なる”シフト”を経験する。データ削減の理由に
より、上記で引用されたJaquinによるドキュメントは、
同一の要素からなるオフセットベクトルがオフセットの
ために選択されるということを提案している。
あり、項ｂはオフセットを記述している。一般にこのよ
うなタイプにおいて詳細には、要素は一般的にはｖ・ｄ
だけ異なる”シフト”を経験する。データ削減の理由に
より、上記で引用されたJaquinによるドキュメントは、
同一の要素からなるオフセットベクトルがオフセットの
ために選択されるということを提案している。
【０００６】
【数３】
【０００７】ここでｂT はベクトルｂの転置である。式
１で使用されるドメインブロックベクトルｄは、この場
合は一般に、モデル化されるレンジブロックベクトルｒ
の次元よりも大きな次元の信号ブロックを元の信号から
切り出すことにより、元の信号から得られる。このより
大きな信号ブロックは、通常は幾何学的変換（ミラーリ
ング、回転等）を受け、更なる操作（アンダーサンプリ
ング及びフィルタリング等）により、レンジブロックベ
クトルｒの次元にサイズが縮小される。
１で使用されるドメインブロックベクトルｄは、この場
合は一般に、モデル化されるレンジブロックベクトルｒ
の次元よりも大きな次元の信号ブロックを元の信号から
切り出すことにより、元の信号から得られる。このより
大きな信号ブロックは、通常は幾何学的変換（ミラーリ
ング、回転等）を受け、更なる操作（アンダーサンプリ
ング及びフィルタリング等）により、レンジブロックベ
クトルｒの次元にサイズが縮小される。
【０００８】サーチ方法が、伝送される信号セクション
を最も良くモデル化するドメインブロックｄを決定する
ために使用される。この場合、次に示す式３による自乗
平均エラーが一般的にモデリングの質のための決定条件
として使用される。
を最も良くモデル化するドメインブロックｄを決定する
ために使用される。この場合、次に示す式３による自乗
平均エラーが一般的にモデリングの質のための決定条件
として使用される。
【０００９】
【数４】
【００１０】ここで、ｅ2 は自乗平均エラー、ｒi はＮ
要素からなるレンジブロックベクトルｒのｉ番目の要
素、そして、ｒ* i は近似のレンジブロックベクトルｒ
* のｉ番目の要素である。元の信号におけるドメインブ
ロックの位置から離れて、サーチ方法はまた、ゲインｖ
及びオフセットｂのための最適なパラメータは何か、及
び、必要であれば信号ブロックにどのような幾何的変換
が適用されるべきかということを決定するという目的を
有する。
要素からなるレンジブロックベクトルｒのｉ番目の要
素、そして、ｒ* i は近似のレンジブロックベクトルｒ
* のｉ番目の要素である。元の信号におけるドメインブ
ロックの位置から離れて、サーチ方法はまた、ゲインｖ
及びオフセットｂのための最適なパラメータは何か、及
び、必要であれば信号ブロックにどのような幾何的変換
が適用されるべきかということを決定するという目的を
有する。
【００１１】伝送される信号ブロックのためのフラクタ
ルコードは、見つけられた最適のパラメータからなり、
それらは、信号におけるドメインブロックの位置、この
ドメインブロックに適用される幾何的操作、ゲインｖ及
びオフセットｂである。これらのパラメータはコード化
され伝送される。受信機において、コード化の質により
比較的大きいか、又は比較的小さくなり得るエラーは別
として、信号セクションは、マッピング規則を複数回適
用することにより、いかなる所望の初期の信号にも再構
築し得る。すなわち、最初のステップでは、一度、ドメ
インブロックが縮小され、このレンジブロックが対応す
る関連の幾何的操作を受けると、近似された各レンジブ
ロックは、次の式４の規則を対応するドメインブロック
に適用することにより、ランダム初期信号から生成され
る。
ルコードは、見つけられた最適のパラメータからなり、
それらは、信号におけるドメインブロックの位置、この
ドメインブロックに適用される幾何的操作、ゲインｖ及
びオフセットｂである。これらのパラメータはコード化
され伝送される。受信機において、コード化の質により
比較的大きいか、又は比較的小さくなり得るエラーは別
として、信号セクションは、マッピング規則を複数回適
用することにより、いかなる所望の初期の信号にも再構
築し得る。すなわち、最初のステップでは、一度、ドメ
インブロックが縮小され、このレンジブロックが対応す
る関連の幾何的操作を受けると、近似された各レンジブ
ロックは、次の式４の規則を対応するドメインブロック
に適用することにより、ランダム初期信号から生成され
る。
【００１２】
【数５】
【００１３】ここで、ｄ0 は初期信号におけるドメイン
ブロックであり、 ｒ* 1 は第１の近似レンジブロック
である。マッピングルールが全てのレンジブロックに適
用される場合、元の信号への第１の近似は、近似された
レンジブロックを一緒に加えることにより、ランダム初
期信号から得られる。
ブロックであり、 ｒ* 1 は第１の近似レンジブロック
である。マッピングルールが全てのレンジブロックに適
用される場合、元の信号への第１の近似は、近似された
レンジブロックを一緒に加えることにより、ランダム初
期信号から得られる。
【００１４】第２のステップにおいて、再び一度、ドメ
インブロックが縮小され、このレンジブロックが対応す
る関連の幾何的操作を受けた後に、各近似されたレンジ
ブロックは、対応するドメインブロックに次の式５の規
則を適用することにより、第１の近似から生成される。
インブロックが縮小され、このレンジブロックが対応す
る関連の幾何的操作を受けた後に、各近似されたレンジ
ブロックは、対応するドメインブロックに次の式５の規
則を適用することにより、第１の近似から生成される。
【００１５】
【数６】
【００１６】ここで、ｄ1 は第１の近似レンジブロック
であり、ｒ* 2 は第２の近似レンジブロックである。元
の信号への第２の近似がこのようにして得られる。この
手順は、元の信号の良い再構築を得るために必要なだけ
繰り返される。概して、これは元のイメージのための１
０〜２０の繰り返しを含む。
であり、ｒ* 2 は第２の近似レンジブロックである。元
の信号への第２の近似がこのようにして得られる。この
手順は、元の信号の良い再構築を得るために必要なだけ
繰り返される。概して、これは元のイメージのための１
０〜２０の繰り返しを含む。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】式１を使用する音声信
号のフラクタル符号化への調査は、式２による仮定にお
いて、レンジブロックの十分に良いモデルは、非常に小
さなレンジブロックが選択される場合にのみ、得られる
ということを示した。しかしながら、小さなレンジブロ
ックはデータ削減がほとんどないことを意味する。デー
タ削減に関連するより好ましい解決策は、オフセットベ
クトル及び大きなレンジブロックのような要素に対して
等しくない値を使用することで得られる。
号のフラクタル符号化への調査は、式２による仮定にお
いて、レンジブロックの十分に良いモデルは、非常に小
さなレンジブロックが選択される場合にのみ、得られる
ということを示した。しかしながら、小さなレンジブロ
ックはデータ削減がほとんどないことを意味する。デー
タ削減に関連するより好ましい解決策は、オフセットベ
クトル及び大きなレンジブロックのような要素に対して
等しくない値を使用することで得られる。
【００１８】更に、イメージ符号化におけるフラクタル
符号化の使用は、互いに近い周期的な構造を有するある
イメージの場合において、エラーなしでは再生されない
構造となり得る。フラクタル符号化が音声符号化のため
に使用される場合、同様に周期的信号は、その方法を使
用して、これらの信号が非常に不十分にしか再生され得
ないという結果を導く。これは、フラクタル符号化はい
つもドメインブロックの大きさの削減を含むという事実
の結果である。周期的信号の場合において、この大きさ
における削減は、使用される圧縮により変えられる信号
周期を導く。ドメインブロックを含む信号の通過が、圧
縮の結果、レンジブロックと同一の周期を有する信号に
結果としてなる信号要素を含まない場合、対応するレン
ジブロックは非常に不十分にしか再生され得ない。
符号化の使用は、互いに近い周期的な構造を有するある
イメージの場合において、エラーなしでは再生されない
構造となり得る。フラクタル符号化が音声符号化のため
に使用される場合、同様に周期的信号は、その方法を使
用して、これらの信号が非常に不十分にしか再生され得
ないという結果を導く。これは、フラクタル符号化はい
つもドメインブロックの大きさの削減を含むという事実
の結果である。周期的信号の場合において、この大きさ
における削減は、使用される圧縮により変えられる信号
周期を導く。ドメインブロックを含む信号の通過が、圧
縮の結果、レンジブロックと同一の周期を有する信号に
結果としてなる信号要素を含まない場合、対応するレン
ジブロックは非常に不十分にしか再生され得ない。
【００１９】従って、本発明は、ビデオ又は音声信号の
フラクタル信号符号化のための方法を提供する目的に基
いており、多くのデータ削減及び周期的構造のより良い
再生を可能とする。
フラクタル信号符号化のための方法を提供する目的に基
いており、多くのデータ削減及び周期的構造のより良い
再生を可能とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１の主題により目
的が達成される。本発明の好ましい改善は従属項の主題
である。本発明によれば、フラクタル符号化のために好
ましいオフセットベクトルｂが使用され、オフセットベ
クトルｂは直交変換の重み付けされた直交基礎関数から
形成されている。より好ましいオフセットベクトルｂ
は、例えばフーリエ余弦変換（ＤＣＴ）のようなうまく
選択された変換の助けによりスペクトル的にモデル化さ
れるブロックを分析することにより、及び、その選択さ
れた変換の重み付けがより小さい多数の基礎ベクトルの
合計によりオフセットベクトルｂを表現する結果を使用
することにより、見つけられ得る。その方法は、フーリ
エ余弦変換（ＤＣＴ）の使用に限定されず、離散的フー
リエ変換ＤＦＴのような他の直交変換を使用することが
可能であり、音声符号化において同様に使用される。
的が達成される。本発明の好ましい改善は従属項の主題
である。本発明によれば、フラクタル符号化のために好
ましいオフセットベクトルｂが使用され、オフセットベ
クトルｂは直交変換の重み付けされた直交基礎関数から
形成されている。より好ましいオフセットベクトルｂ
は、例えばフーリエ余弦変換（ＤＣＴ）のようなうまく
選択された変換の助けによりスペクトル的にモデル化さ
れるブロックを分析することにより、及び、その選択さ
れた変換の重み付けがより小さい多数の基礎ベクトルの
合計によりオフセットベクトルｂを表現する結果を使用
することにより、見つけられ得る。その方法は、フーリ
エ余弦変換（ＤＣＴ）の使用に限定されず、離散的フー
リエ変換ＤＦＴのような他の直交変換を使用することが
可能であり、音声符号化において同様に使用される。
【００２１】直交基礎ベクトルは周期的信号要素を再生
するために有利に使用され得る。更に、本発明による方
法の１つの利点は、再生の目的における信号再構築は、
従来の繰り返しプロセスを使用する良く知られた方法で
（すなわち複雑さを増加させることなく）実行され得る
ことである。ソフトな境界を有するウィンドウを使用す
るブロックウィンドウは、フラクタル符合化のための更
なる有利な方法を示しており、音声信号の符号化におけ
るいわゆるブロッキング効果を避けるために特に有利で
あることがわかっている。そのようなブロッキング効果
は、再生された信号の中のブロック境界における値の急
な変化により起こされる。
するために有利に使用され得る。更に、本発明による方
法の１つの利点は、再生の目的における信号再構築は、
従来の繰り返しプロセスを使用する良く知られた方法で
（すなわち複雑さを増加させることなく）実行され得る
ことである。ソフトな境界を有するウィンドウを使用す
るブロックウィンドウは、フラクタル符合化のための更
なる有利な方法を示しており、音声信号の符号化におけ
るいわゆるブロッキング効果を避けるために特に有利で
あることがわかっている。そのようなブロッキング効果
は、再生された信号の中のブロック境界における値の急
な変化により起こされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による方法の詳細な
説明をする。フラクタル符号化の従来の使用は、式１を
使用することにより、レンジブロックをモデル化するた
めにドメインブロックを使用することを含む。この式で
使用され、その全てのブロックエリアに渡り一定である
オフセットｂは、本発明により、次の式６に示されるよ
うに、異なるコンポーネントを有するベクトルｂにより
置き換えられる。
説明をする。フラクタル符号化の従来の使用は、式１を
使用することにより、レンジブロックをモデル化するた
めにドメインブロックを使用することを含む。この式で
使用され、その全てのブロックエリアに渡り一定である
オフセットｂは、本発明により、次の式６に示されるよ
うに、異なるコンポーネントを有するベクトルｂにより
置き換えられる。
【００２３】
【数７】
【００２４】ここで、ｒ* はレンジブロックｒのモデル
であり、ｄはドメインブロックであり（幾何的操作を使
用することが必要な場合）、ｖはゲインであり、ｂは重
み付けされた直交基礎関数から得られるオフセットベク
トルである。このベクトルｂは、次の式７により、重み
付けされた直交基礎関数からなることを意図されてい
る。ここで説明される方法で使用される直交基礎関数
は、例えば、余弦変換の基礎関数であり得る。どの基礎
関数がいくつ使用されるかの決定は、アプリケーション
に依存してなされなければならず、ここで説明された基
本的な手順には影響を与えない。ベクトルｂのベクトル
コンポーネントｂi は、次の式７により説明され得る。
であり、ｄはドメインブロックであり（幾何的操作を使
用することが必要な場合）、ｖはゲインであり、ｂは重
み付けされた直交基礎関数から得られるオフセットベク
トルである。このベクトルｂは、次の式７により、重み
付けされた直交基礎関数からなることを意図されてい
る。ここで説明される方法で使用される直交基礎関数
は、例えば、余弦変換の基礎関数であり得る。どの基礎
関数がいくつ使用されるかの決定は、アプリケーション
に依存してなされなければならず、ここで説明された基
本的な手順には影響を与えない。ベクトルｂのベクトル
コンポーネントｂi は、次の式７により説明され得る。
【００２５】
【数８】
【００２６】ここで、ｂi はＮ個の値を有するベクトル
ｂのｉ番目のエレメントであり、ｔi,m はＮ個の値を有
する基礎ベクトルｔm のｉ番目のエレメントであり、ａ
m はｍ番目の基礎ベクトルｔm の重み付けファクタであ
る。この場合、式７は直交変換の増大する周波数インデ
ックスを有する第１のＭ個の基礎ベクトルを使用してい
る。この選択は、純粋に任意であり、例としてのみの使
用を意図している。レンジブロックベクトルｒはＮ個の
要素からなり、使用される基礎ベクトルｔm は直交変換
の基礎ベクトルであることがまた仮定されており、Ｎ個
の要素を持つ元のベクトルの完全な表現のためにちょう
どＮ個の基礎ベクトルを必要とする。
ｂのｉ番目のエレメントであり、ｔi,m はＮ個の値を有
する基礎ベクトルｔm のｉ番目のエレメントであり、ａ
m はｍ番目の基礎ベクトルｔm の重み付けファクタであ
る。この場合、式７は直交変換の増大する周波数インデ
ックスを有する第１のＭ個の基礎ベクトルを使用してい
る。この選択は、純粋に任意であり、例としてのみの使
用を意図している。レンジブロックベクトルｒはＮ個の
要素からなり、使用される基礎ベクトルｔm は直交変換
の基礎ベクトルであることがまた仮定されており、Ｎ個
の要素を持つ元のベクトルの完全な表現のためにちょう
どＮ個の基礎ベクトルを必要とする。
【００２７】式３による自乗平均エラーは最適なドメイ
ンブロックをサーチするために使用される。所定のレン
ジブロックベクトルｒ及び所定のドメインブロックベク
トルｄの自乗平均エラーを最小にすることにより、次に
示すように、ゲインｖ及び直交基礎ベクトルｔm の係数
ａm の最適な値が得られる。
ンブロックをサーチするために使用される。所定のレン
ジブロックベクトルｒ及び所定のドメインブロックベク
トルｄの自乗平均エラーを最小にすることにより、次に
示すように、ゲインｖ及び直交基礎ベクトルｔm の係数
ａm の最適な値が得られる。
【００２８】
【数９】
【００２９】ここで、
【００３０】
【数１０】
【００３１】
【数１１】
【００３２】
【数１２】
【００３３】
【数１３】
【００３４】
【数１４】
【００３５】この場合、式１１及び式１３におけるＲk
及びＤk はそれぞれ、ドメインブロックベクトルｄのレ
ンジブロックベクトルｒT 、及び、基礎ベクトルｔk の
ベクトル積であり、すなわち、基礎ベクトルに割り当て
られ得る変換が、それぞれレンジブロックベクトルｒ及
びドメインブロックベクトルｄに適用される時のｋ番目
のスペクトル的係数である。
及びＤk はそれぞれ、ドメインブロックベクトルｄのレ
ンジブロックベクトルｒT 、及び、基礎ベクトルｔk の
ベクトル積であり、すなわち、基礎ベクトルに割り当て
られ得る変換が、それぞれレンジブロックベクトルｒ及
びドメインブロックベクトルｄに適用される時のｋ番目
のスペクトル的係数である。
【００３６】Ｒi * 及びＤi * は、Ｍ＋１からＮのスペ
クトル的係数が、レンジブロックベクトルｒ及びドメイ
ンブロックベクトルｄのそれぞれを再生するために使用
される場合のみ得られるベクトルのｉ番目の要素であ
る。これは、ゲインｖが、レンジブロックベクトルｒ及
びドメインブロックベクトルｄの残りの要素のみを使用
して式８により算出されるということを意味する。その
残りの要素は、ベクトルｂの中に含まれないスペクトル
的コンポーネントのみを含む。本実施例では、ベクトル
ｂは、式７による周波数インデックス０からＭを有する
スペクトル的コンポーネントを含み、残りの要素はＭ＋
１からＮのスペクトル的コンポーネントのみを含む。
クトル的係数が、レンジブロックベクトルｒ及びドメイ
ンブロックベクトルｄのそれぞれを再生するために使用
される場合のみ得られるベクトルのｉ番目の要素であ
る。これは、ゲインｖが、レンジブロックベクトルｒ及
びドメインブロックベクトルｄの残りの要素のみを使用
して式８により算出されるということを意味する。その
残りの要素は、ベクトルｂの中に含まれないスペクトル
的コンポーネントのみを含む。本実施例では、ベクトル
ｂは、式７による周波数インデックス０からＭを有する
スペクトル的コンポーネントを含み、残りの要素はＭ＋
１からＮのスペクトル的コンポーネントのみを含む。
【００３７】ベクトルｂのｍ番目の係数ａm は、レンジ
ブロックの対応するスペクトル的係数Ｒm 及びドメイン
ブロックのＤm の助けをもって、ゲインｖの助けをもっ
て式８に従い得られる。上述した関係は、上述した方法
が変換符号化及びフラクタル符号化の間のリンクを生成
するということを明確にする。式８と式９の由来は「発
明の実施の形態」の終わりに記載したＡｎｎｅｘ．１に
含まれる。
ブロックの対応するスペクトル的係数Ｒm 及びドメイン
ブロックのＤm の助けをもって、ゲインｖの助けをもっ
て式８に従い得られる。上述した関係は、上述した方法
が変換符号化及びフラクタル符号化の間のリンクを生成
するということを明確にする。式８と式９の由来は「発
明の実施の形態」の終わりに記載したＡｎｎｅｘ．１に
含まれる。
【００３８】Ａｎｎｅｘ．１の次に記載したＡｎｎｅ
ｘ. ２は１次元のフーリエ余弦変換（ＤＣＴ）の例を含
む。以下の文章は、ソフトな境界を有するウィンドウ関
数を使用する、上述した本発明の方法の拡張を説明して
いる。本発明においてフラクタル符号化を使用すること
により、矩形のウィンドウの助けにより、元の信号から
切り出される対応する信号セクションによりレンジ及び
ドメインブロックが生成される。この手順は、再構築に
おいて発生するいわゆるブロック効果をもたらし得る。
これは、ここでソフトな境界を有するウィンドウ関数を
使用することにより克服され得る。ウィンドウ関数が使
用されることが意図される場合、レンジブロックは重な
らなければならない。ウィンドウ関数を使用するための
２つの異なるオプションがある。
ｘ. ２は１次元のフーリエ余弦変換（ＤＣＴ）の例を含
む。以下の文章は、ソフトな境界を有するウィンドウ関
数を使用する、上述した本発明の方法の拡張を説明して
いる。本発明においてフラクタル符号化を使用すること
により、矩形のウィンドウの助けにより、元の信号から
切り出される対応する信号セクションによりレンジ及び
ドメインブロックが生成される。この手順は、再構築に
おいて発生するいわゆるブロック効果をもたらし得る。
これは、ここでソフトな境界を有するウィンドウ関数を
使用することにより克服され得る。ウィンドウ関数が使
用されることが意図される場合、レンジブロックは重な
らなければならない。ウィンドウ関数を使用するための
２つの異なるオプションがある。
【００３９】ａ）再構築のためのソフトな境界を有する
機能 ウィンドウ関数は再構築のために使用される。すなわ
ち、矩形ウィンドウ関数は、最適なドメインブロックを
定義するために送信機においてまだ使用される。しかし
ながら、レンジブロックは、受信機において使用される
ソフトな境界を有するウィンドウ関数に従いオーバーラ
ップしなければならない。ドメインブロックはまた、矩
形ウィンドウの助けにより、元の信号から切り出され
る。隣接するレンジブロックが互いにソフトにマージす
るように、ソフトな境界を有するウィンドウ関数は受信
機における再構築のためだけに使用される。オーバーラ
ップは、ユニティ（unity ）と等しくない値を有するウ
ィンドウ関数により重み付けされたレンジブロックのそ
れらのエッジエリアがオーバーラップするように、オー
バーラップは選択されなければならない。信号再構築の
ための隣接レンジブロックのオーバーラッピング付加の
ために、再構築のために使用されるウィンドウ関数は、
オーバーラッピングエリアにおけるユニティに加えられ
なければならない。例えば、０％から５０％のレンジブ
ロックオーバーラップレベルが便宜上使用される。
機能 ウィンドウ関数は再構築のために使用される。すなわ
ち、矩形ウィンドウ関数は、最適なドメインブロックを
定義するために送信機においてまだ使用される。しかし
ながら、レンジブロックは、受信機において使用される
ソフトな境界を有するウィンドウ関数に従いオーバーラ
ップしなければならない。ドメインブロックはまた、矩
形ウィンドウの助けにより、元の信号から切り出され
る。隣接するレンジブロックが互いにソフトにマージす
るように、ソフトな境界を有するウィンドウ関数は受信
機における再構築のためだけに使用される。オーバーラ
ップは、ユニティ（unity ）と等しくない値を有するウ
ィンドウ関数により重み付けされたレンジブロックのそ
れらのエッジエリアがオーバーラップするように、オー
バーラップは選択されなければならない。信号再構築の
ための隣接レンジブロックのオーバーラッピング付加の
ために、再構築のために使用されるウィンドウ関数は、
オーバーラッピングエリアにおけるユニティに加えられ
なければならない。例えば、０％から５０％のレンジブ
ロックオーバーラップレベルが便宜上使用される。
【００４０】ｂ）送信機及び受信機においてソフトな境
界をもつウィンドウ関数 ａ）の場合に加えて、ソフトな境界を有するウィンドウ
関数はまた、送信機におけるフラクタルコードのサーチ
において使用され得る。ここで使用されるウィンドウ関
数は、受信機での再構築のために使用されるウィンドウ
関数の特徴とは異なる特徴を有し得る。送信機において
使用されるウィンドウ関数はまた、ａ）における制限を
含まない。すなわち、オーバーラップエリアにおいてユ
ニティに加えられる。ウィンドウ関数は、例えば、フラ
クタル符号化を使用するときに、生成される再生の質が
特に良いように便宜上選択され得る。次に示す図は、使
用され得るウィンドウ関数の例の概要を示す。
界をもつウィンドウ関数 ａ）の場合に加えて、ソフトな境界を有するウィンドウ
関数はまた、送信機におけるフラクタルコードのサーチ
において使用され得る。ここで使用されるウィンドウ関
数は、受信機での再構築のために使用されるウィンドウ
関数の特徴とは異なる特徴を有し得る。送信機において
使用されるウィンドウ関数はまた、ａ）における制限を
含まない。すなわち、オーバーラップエリアにおいてユ
ニティに加えられる。ウィンドウ関数は、例えば、フラ
クタル符号化を使用するときに、生成される再生の質が
特に良いように便宜上選択され得る。次に示す図は、使
用され得るウィンドウ関数の例の概要を示す。
【００４１】図１は、送信機側（図１の上半分）ではウ
ィンドウが使用されず、受信機側（図１の下半分）のみ
でウィンドウ関数が使用される場合を示し、オーバーラ
ッピング領域が”１”を形成するように補足されなけれ
ばならない。図１の上半分は、方形波関数により、互い
に重なり合うレンジブロック１、２、３及び４に分割さ
れた信号Ｓを示す。図１の下半分は、対応するウィンド
ウ関数を有するレンジブロック５、６、７及び８と共に
再構築された信号Ｓ* を示し、オーバーラッピング領域
において加算されて”１”になる。
ィンドウが使用されず、受信機側（図１の下半分）のみ
でウィンドウ関数が使用される場合を示し、オーバーラ
ッピング領域が”１”を形成するように補足されなけれ
ばならない。図１の上半分は、方形波関数により、互い
に重なり合うレンジブロック１、２、３及び４に分割さ
れた信号Ｓを示す。図１の下半分は、対応するウィンド
ウ関数を有するレンジブロック５、６、７及び８と共に
再構築された信号Ｓ* を示し、オーバーラッピング領域
において加算されて”１”になる。
【００４２】図２は、ｂの場合の概略を示し、図２の上
半分は、送信機側における、送信される関数Ｓのソフト
な境界を有するレンジブロック１、２、３及び４を示
し、図２の下半分は、信号Ｓ* の再構築のための、対応
する方法でソフトな境界を有するオーバーラップしてい
るウィンドウ関数が与えられたレンジブロック５、６、
７及び８を示す。
半分は、送信機側における、送信される関数Ｓのソフト
な境界を有するレンジブロック１、２、３及び４を示
し、図２の下半分は、信号Ｓ* の再構築のための、対応
する方法でソフトな境界を有するオーバーラップしてい
るウィンドウ関数が与えられたレンジブロック５、６、
７及び８を示す。
【００４３】Ａｎｎｅｘ １：式８及び式９の由来
【００４４】
【数１５】
【００４５】であり、自乗平均エラーは次の式により与
えられる。
えられる。
【００４６】
【数１６】
【００４７】最適なパラメータｖ及びａm は、まず第１
に、係数ａk の中の１つを基にして部分的な導関数を形
成し、これを０と等しくすることにより決定される。微
分及び再編成の後、次のような式が得られる。
に、係数ａk の中の１つを基にして部分的な導関数を形
成し、これを０と等しくすることにより決定される。微
分及び再編成の後、次のような式が得られる。
【００４８】
【数１７】
【００４９】ここで、
【００５０】
【数１８】
【００５１】と、次の関係を用い、
【００５２】
【数１９】
【００５３】式８において（ａ４）から、
【００５４】
【数２０】
【００５５】という結果となり、（ａ９）を用いて、
（ａ３）は次のように再構築される。
（ａ３）は次のように再構築される。
【００５６】
【数２１】
【００５７】ベクトルｒの各ｉ番目の要素の完全な再構
築は、重み付けされたＮ個の基礎ベクトルから、次の式
より得られる。
築は、重み付けされたＮ個の基礎ベクトルから、次の式
より得られる。
【００５８】
【数２２】
【００５９】式（ａ１０）における２つの同一の項は次
のように記述できる。
のように記述できる。
【００６０】
【数２３】
【００６１】これらは、それぞれのｉ番目の要素により
与えられたＭ＋１からＮのインデックスを有する重み付
けされた基礎ベクトルｔm からのベクトルｒ及びｄの部
分的再構築である。自乗平均エラーは次のように記述さ
れ得る。
与えられたＭ＋１からＮのインデックスを有する重み付
けされた基礎ベクトルｔm からのベクトルｒ及びｄの部
分的再構築である。自乗平均エラーは次のように記述さ
れ得る。
【００６２】
【数２４】
【００６３】ｖを決定するために、式（ａ１４）からの
ｅ2 の部分的導関数は、０に設定され、結果として式８
になる。すなわち、
ｅ2 の部分的導関数は、０に設定され、結果として式８
になる。すなわち、
【００６４】
【数２５】
【００６５】Ａｎｎｅｘ．２：フーリエ余弦変換（ＤＣ
Ｔ）の例 フーリエ余弦変換（ＤＣＴ）のための一次式は、
Ｔ）の例 フーリエ余弦変換（ＤＣＴ）のための一次式は、
【００６６】
【数２６】
【００６７】であり、ここで、ｋ＝０、１、．．．、Ｎ
−１、である。この場合、ｘ（ｍ）は入力ベクトルコン
ポーネントであり、Ｘ（ｋ）は、Ｎ個のコンポーネント
を有する対応するベクトルブロックの、結果として生じ
る出力ベクトルコンポーネントである。
−１、である。この場合、ｘ（ｍ）は入力ベクトルコン
ポーネントであり、Ｘ（ｋ）は、Ｎ個のコンポーネント
を有する対応するベクトルブロックの、結果として生じ
る出力ベクトルコンポーネントである。
【図１】ａの場合における送信機及び受信機のウィンド
ウ関数の位置の概略を示す図である。
ウ関数の位置の概略を示す図である。
【図２】ｂの場合における送信機及び受信機のウィンド
ウ関数の位置の概略を示す図である。
ウ関数の位置の概略を示す図である。
１〜４ レンジブロック ５〜８ ウィンドウを有するレンジブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ファオペル ドイツ連邦共和国，45359 エッセン，レ ッゲヴィーシュトラーセ 23
Claims (9)
- 【請求項１】 信号のフラクタル符号化のための方法で
あって、ドメインブロックｄは、元の信号から送信され
るレンジブロックｒのために検査され、その結果、ｖは
線形関数、ｂはオフセットベクトルである計算規則ｒ*
＝ｖ・ｄ＋ｂを使用した後に、近似されたレンジブロッ
クｒ* が生成され、 オフセットベクトルｂは一般的に異なる要素ｂ＝
（ｂ1 、ｂ2 、．．．、ｂn）を有することを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 前記オフセットベクトルｂは、直交変換
の重み付けされた直交基礎関数ｔm からなることを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記直交変換はフーリエ余弦変換ＤＣＴ
であることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 自乗平均エラーｅ2 は最適なドメインブ
ロックｄを決定するために使用され、その場合、線形関
数ｖ及び直交基礎ベクトルｔm の係数ａm のための最適
な値は、 【数１】 であることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。 - 【請求項５】 送信されるレンジブロック（１、２、
３、４）は送信機において重なり合い、受信機において
ソフトな境界を有するウィンドウ関数（５、６、７、
８）を再構築するために使用されることを特徴とする請
求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記レンジブロックの重なりのレベルは
０から５０％の間が使用されることを特徴とする請求項
５記載の方法。 - 【請求項７】 隣接レンジブロックの重なり合いのエリ
アにおけるウィンドウ関数は１以下の値を有することを
特徴とする請求項５又は６に記載の方法。 - 【請求項８】 隣接レンジブロックの重なり合いのエリ
アにおけるウィンドウ関数は、ユニティ１の重み付け値
を形成するための信号の再構築において互いに補足し合
わなければならないことを特徴とする請求項７に記載の
方法。 - 【請求項９】 送信側において、重なり合うレンジブロ
ックは、ソフトな境界を有するウィンドウ関数により重
み付けされることを特徴とする請求項５ないし７のうち
いずれか１項に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| DE19757045:3 | 1997-12-20 | ||
| DE19757045A DE19757045A1 (de) | 1997-12-20 | 1997-12-20 | Verfahren zur fraktalen Codierung von Bild- oder Audiosignalen |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11340836A true JPH11340836A (ja) | 1999-12-10 |
| JP4240616B2 JP4240616B2 (ja) | 2009-03-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35942998A Expired - Fee Related JP4240616B2 (ja) | 1997-12-20 | 1998-12-17 | ビデオ又は音声信号のフラクタル符号化のための方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0924646A3 (ja) |
| JP (1) | JP4240616B2 (ja) |
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| KR20070046752A (ko) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 신호 처리 방법 및 장치 |
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| CN101350197B (zh) * | 2007-07-16 | 2011-05-11 | 华为技术有限公司 | 立体声音频编/解码方法及编/解码器 |
| CN101174411B (zh) * | 2007-11-02 | 2011-07-20 | 炬力集成电路设计有限公司 | 对音频信号进行编码、解码和传输的方法以及传输系统 |
| CN103077723B (zh) * | 2013-01-04 | 2015-07-08 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 音频传输系统 |
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- 1997-12-20 DE DE19757045A patent/DE19757045A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-12-07 EP EP98123029A patent/EP0924646A3/en not_active Withdrawn
- 1998-12-17 JP JP35942998A patent/JP4240616B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-18 US US09/215,486 patent/US6272258B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-20 CN CN98126130A patent/CN1122369C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| DE19757045A1 (de) | 1999-06-24 |
| CN1230823A (zh) | 1999-10-06 |
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| US6272258B1 (en) | 2001-08-07 |
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