信號變換、逆變換方法和圖象編碼、解碼裝置及方法、程序的製作方法

2023-06-23 09:26:46 2

專利名稱：信號變換、逆變換方法和圖象編碼、解碼裝置及方法、程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖象信號變換方法、圖象信號逆變換方法、圖象編碼裝置、圖象編碼方法、圖象編碼程序、圖象解碼裝置、圖象解碼方法以及圖象解碼程序。
背景技術：
以往，為了高效地進行靜止圖象或活動圖象數據的傳送或存儲而使用壓縮編碼技術。特別是在活動圖象的情況下，使用MPEG(MovingPicture Experts Group)1、2、4或H.261～H.264的方式，在靜止圖象時，使用JPEG(Joint Photographic Experts Group)或JPEG2000。
在這些編碼方式中，作為編碼對象的圖象分割成多個塊，使用離散餘弦變換(以下，稱作「DCT」)，把各塊自身或這些塊對應的預測信號與該塊的差分信號變換到頻域中。通過把變換的變換係數量子化，壓縮原圖象的信號的數據量。再現時，從壓縮的數據把各塊的信號逆量子化，進行逆離散餘弦變換(以下，稱作「IDCT」)，復原為象素區域的信號或差分信號。使用DCT的編碼記載在美國專利公報第5196946號中。
圖1是表示基於以往的技術的DCT處理的框圖。該例子相當於把4個象素變換到頻域中的情況。4個象素a0、a1、a2、a3分別從輸入端子101～104輸入。用加法器113把a0和a3相加，用減法器114求出a0和a3的差分。同樣，a1和a2由加法器115和減法器116處理。這些結果分別經由端子105～108發送給下一級。來自端子105和106的信號由加法器117和減法器118處理，來自端子107和108的信號由加法器119、減法器120、乘法器121和122處理。這樣取得的結果成為頻域的係數，經由端子109～112輸出。
圖2是表示基於以往的技術的IDCT處理的框圖。頻域的係數分別從輸入端子201～204輸入。來自端子201和202的係數由加法器213和減法器214處理，來自端子203和204的係數由加法器215、減法器216、乘法器221和222處理。這樣取得的信號經由端子205～208發送給下一級。來自端子205和208的信號由加法器217和減法器218處理，來自端子206和207的信號由加法器219和減法器220處理。頻域的係數逆變換為原來的象素a0、a1、a2、a3，分別從端子209～212輸出。
編碼裝置通過把圖象變換到頻域，能緊湊地表現輸入信號，所以能高效地進行編碼。
但是，以往的變換方法由於是用一種變換方式來變換作為變換對象的信號，所以難以實現超過作為變換對象的信號原有特性的能量集中。即當成為對象的信號間的相關(度)高時，能量的集中提高，能高效地進行編碼，但是當信號原來的相關(度)低時，基於DCT的係數在頻域(頻率區域)的寬廣範圍內擴展。其結果是難以高效地進行編碼。
一般來說，所拍攝的靜止圖象或活動圖象的信號相關(度)高，所以能使用DCT高效地進行編碼。而在取出由畫面內預測或畫面間預測而取得的預測信號和作為編碼對象的圖象信號的差分時，該差分信號的相關(度)不高。因此，難以使用DCT緊湊地表現該差分信號。

發明內容
鑑於上述問題的存在，本發明的目的在於即使在作為變換對象的信號的相關(度)不高時，也能使信號的能量集中並高效地顯示信號的圖象信號變換方法、圖象信號逆變換方法、圖象編碼裝置、圖象編碼方法、圖象編碼程序、圖象解碼裝置、圖象解碼方法、圖象解碼程序。
為了實現所述目的，本發明的圖象信號變換方法，由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本，包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行第一濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟。
根據本發明，通過對成為對象的信號進行規定的濾波，能實現超過信號原有特性的能量集中，具有能高效把信號編碼的效果。
須指出的是，本發明的圖象信號變換方法也能應用於後面描述的圖象編碼裝置中的變換處理、逆變換處理，此外對後面描述的圖象編碼裝置的變換處理、逆變換處理都能應用。
須指出的是，所述圖象信號變換方法還包括通過對所述第一變換樣本生成步驟中生成的第一變換樣本進行第二濾波處理來生成第二濾波數據，並通過對用於生成第二變換樣本的至少一個第二輸入樣本和所述生成的第二濾波數據進行第二運算處理來生成所述第二變換樣本的第二變換樣本生成步驟。
另外，所述圖象信號變換方法還包括通過對用於生成第二變換樣本的多個第二輸入樣本中的至少一個第二輸入樣本進行第二濾波處理來生成第二濾波數據，並通過對所述第二濾波數據的生成中不使用的其他第二輸入樣本和所述生成的第二濾波數據進行第二運算處理來生成所述第二變換樣本的第二變換樣本生成步驟。
本發明的圖象編碼裝置包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入部件；把由所述輸入部件輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割部件；對由所述區域分割部件分割的編碼區域通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測部件；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測部件生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換部件；對由所述變換部件變換的變換係數進行編碼的編碼部件。
須指出的是，在所述圖象編碼裝置中，所述變換部件在所述濾波處理中，選擇使用多種濾波器中所述變換對象信號的相關成為最高的濾波器，對用於識別該選擇的濾波器的識別信息進行編碼。
本發明的圖象解碼裝置包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入部件；根據由所述輸入部件輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼部件；根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼部件生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換部件。
須指出的是，在所述圖象解碼裝置中，所述壓縮數據包含用於識別所述濾波處理中使用的濾波器的濾波器識別信息，所述解碼部件對所述濾波器識別信息進行解碼，並使用與解碼後的濾波器識別信息對應的濾波器來進行所述濾波處理。
本發明的圖象編碼方法包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把所述輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割步驟；對由所述區域分割步驟分割的編碼區域，通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測步驟生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟；對由所述變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
本發明的圖象解碼方法包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼步驟生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟。
本發明的圖象編碼程序其特徵在於，用於使計算機執行以下步驟輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把所述輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域中的區域分割步驟；對由所述區域分割步驟分割的編碼區域，通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測步驟生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟；對由所述變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
本發明的圖象解碼程序其特徵在於，用於使計算機執行以下步驟輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼步驟生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟。
為了實現本發明的目的，本發明的圖象信號變換方法，按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)輸入樣本生成2N個變換樣本，包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟。
根據本發明，通過對成為對象的信號進行規定的加權處理，用適合於原有特性的變換規定變換信號。因此，能提高能量的集中度，能高效把信號編碼。
本發明的圖象信號逆變換方法按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)變換樣本生成2N個輸出樣本，包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟。
本發明的圖象信號變換方法也能對圖象編碼裝置的變換處理應用。即圖象編碼裝置包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入部件；把由該輸入部件輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割部件；對由該區域分割部件分割的編碼區域進行畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把該差分信號作為變換對象信號來生成的預測部件；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測部件生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換部件；對由該變換部件變換的變換係數進行編碼的編碼部件。
須指出的是，在所述圖象編碼裝置中，希望所述變換部件在所述中間值生成步驟和所述變換係數生成步驟中，從多個加權係數中選擇所述變換對象信號的能量集中度為最高的加權係數，並對該加杈係數的識別信息進行編碼。
另外，本發明的圖象編碼方法包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把該輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割步驟；對由該區域分割步驟分割的編碼區域進行畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把所述預測步驟中生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟；對由該變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
同樣，本發明的圖象信號逆變換方法也能對圖象解碼裝置中的逆變換處理應用。圖象解碼裝置包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入部件；根據由所述輸入部件輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼部件；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把由所述解碼部件生成的復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換部件。
須指出的是，在所述圖象解碼裝置中，希望所述壓縮數據包括所述中間值生成步驟或所述輸出值生成步驟中使用的加權係數的識別信息，所述解碼部件對所述識別信息進行解碼，並使用與該識別信息對應的加杈係數來進行所述中間值生成步驟或所述輸出值生成步驟的處理。
另外，本發明的圖象解碼方法包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把由所述解碼部件生成的復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟。
本發明的編碼技術也能應用於程序。即編碼程序其特徵在於，用於使計算機執行以下處理輸入作為編碼對象的輸入圖象的處理；把該輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的處理；對該分割的編碼區域，進行畫面內預測或畫面間預測，求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號生成的處理；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加杈係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把所述生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的處理；對該變換的變換係數進行編碼的處理。
同樣，本發明的解碼程序其特徵在於，用於使計算機執行以下處理輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的處理；從該輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的處理；根據按照規定的變換規則，從2N個(N為自然數)變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對(n為1以上2N-1以下的自然數)變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對(m為1以上2N-1以下的自然數)中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把所述復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的處理。


下面簡要說明附圖。
圖1是表示基於以往技術的離散餘弦變換處理的框圖。
圖2是表示基於以往技術的逆離散餘弦變換處理的框圖。
圖3是執行實施例1的圖象信號變換處理的第一實現方法的圖象信號變換裝置的框圖。
圖4是進行與圖3的變換處理對應的逆變換處理的圖象信號逆變換裝置的框圖。
圖5是表示成為實施例1的圖象信號變換處理對象的圖象信號的模式圖。
圖6是執行實施例1的圖象信號變換處理的第二實現方法的圖象信號變換裝置的框圖。
圖7是進行與圖6的變換處理對應的逆變換處理的圖象信號逆變換裝置的框圖。
圖8是表示實施例1、2的圖象編碼裝置的框圖。
圖9是表示實施例1的圖象編碼方法的流程圖。
圖10是在概念上表示實施例1的圖象編碼程序的結構的圖。
圖11是表示實施例1、2的圖象解碼裝置的框圖。
圖12是表示實施例1的圖象解碼方法的流程圖。
圖13是在概念上表示實施例1、2的圖象解碼程序的結構的圖。
圖14是表示用於執行記錄媒體上記錄的程序的計算機硬體結構的圖。
圖15是用於執行記錄媒體上存儲的程序的計算機的立體圖。
圖16是實施例2的圖象信號變換裝置的框圖。
圖17是實施例2的圖象信號逆變換裝置的框圖。
圖18是表示用於進行變換和逆變換的以往的矩陣的一例的圖。
圖19是表示用於進行變換和逆變換的本發明的矩陣的一例的圖。
圖20是表示實施例2的圖象編碼方法的流程圖。
圖21是表示實施例2的圖象解碼方法的流程圖。
圖22是在概念上表示實施例2的圖象編碼程序的圖。
具體實施例方式
實施例1下面參照圖3～圖15說明本發明實施例1。
圖3表示執行基於實施例1的圖象信號變換裝置的第一實現方法的圖象信號變換裝置300的框圖。圖象信號變換裝置300具有輸入端子301～304；連接端子305～308；輸出端子309～312；減法器317、322、327、334；加法器321、326、333、338；濾波器318、319、323、324、329、330、335、336；乘法器320、325、328、331、332、337。這些減法器、加法器以及乘法器相當於執行權利要求書中記載的第一計處理或第二運算處理的結構。
關於按以上構成的圖象信號變換裝置300，以下描述其動作。該圖象信號變換裝置300把由圖5所示的4×4象素構成的圖象信號501作為輸入。圖5的各格子與1象素對應。另外，以下說明以4象素構成的一列信號即圖5的象素502～505作為輸入的1維變換，但是可以對圖5的各行進行相同的處理。對各列進行後面描述的變換處理，還可以對其結果以行單位處理。
圖5的象素a0(502)～a3(505)分別對輸入端子301～304輸入。從輸入端子304輸入的象素a3由稱作P1(318)的濾波器處理，把其結果從對輸入端子301輸入的象素a0減去。把這樣取得的信號發送給連接端子305的同時，發送給稱作U1(319)的濾波器，進行處理。把其結果與用乘法器320把象素a3變為2倍的結果相加(加法器321)。把這樣相加的結果發送給連接端子308。把由濾波器318、計算器317、濾波器319和計算器(320和321)構成的模塊作為基本變換模塊313，對輸入信號進行變換。當成為變換的對象的對象信號由2象素構成時，用上述的處理就結束，但是在本實施例中，把4個象素作為變換對象，所以同樣關於象素a1和a2，通過由濾波器323、計算器322和計算器324和計算器(325和326)構成的變換模塊314變換。在本實施例中，濾波器323和324分別與濾波器318和319不同，但是可以使用相同的濾波器。把從變換模塊313和314取得的數發送給據變換模塊315和變換模塊316，進行類似的處理。位於變換模塊315的濾波器329、計算器(328和327)、濾波器330、計算器(331、332、333)與變換模塊313或314不同，但是把一個輸入(來自連接端子306的輸入)信號進行濾波處理，從另一個輸入(來自連接端子305的輸入)信號減去，把減法結果進行濾波處理後，與來自連接端子306的輸入相加的基本過程相同。關於從連接端子307和308輸入的輸入信號，也相同。從端子309輸出直流成分，從其他端子(310～312)輸出高頻成分。
須指出的是，在圖3的變換模塊313中，基於濾波器318的濾波處理與權利要求書中記載的第一濾波處理對應，基於減法器317的減法與權利要求書中記載的第一運算處理對應，基於濾波器319的濾波處理與權利要求書中記載的第二濾波處理對應，基於加法器321的加法與權利要求書中記載的第二運算處理對應。另外，在變換模塊314中，基於濾波器323的濾波處理與權利要求書中記載的第一濾波處理對應，基於減法器322的減法與權利要求書中記載的第一運算處理對應，基於濾波器324的濾波處理與權利要求書中記載的第二濾波處理對應，基於加法器326的加法與權利要求書中記載的第二運算處理對應。圖3表示包含第一變換樣本生成步驟和第二變換樣本生成步驟雙方的變換處理例，但是可以是只包含第一變換樣本生成步驟的變換處理。但是，變換處理包含第一變換樣本生成步驟時，逆變換處理必須只包含進行處於與變換處理中的第一濾波處理成對的關係的濾波處理的第一變換樣本生成步驟。
下面參照圖4說明圖象信號的逆變換處理。圖4表示進行與圖3的變換處理對應的逆變換處理的圖象信號逆變換裝置400的框圖。如圖4所示，圖象信號逆變換裝置400具有輸入端子401～404；連接入端子405～408；輸出端子409～412；減法器419、423、428、433；加法器437、440、430、435；濾波器417、420、424、426、427、429、432、434；乘法器418、422、421、425、431、436。這些減法器、加法器以及乘法器相當於執行權利要求書中記載的第一運算處理或第二運算處理的結構。
圖4的圖象信號逆變換裝置400是進行與圖3的圖象信號變換裝置300相反的處理，把頻域的係數逆變換為象素區域的信號的裝置，在結構上由4個基本變換模塊413～416構成。在圖4中，把由圖3所示的變換處理取得的變換係數作為輸入，從輸入端子401～404輸入。對從輸入端子401輸入的係數進行濾波處理(417)，與從輸入端子402輸入的係數計算(用乘法器418和減法器419)。把減法的結果進行濾波處理(420)，與來自輸入端子401的輸入信號計算(乘法器421、422和加法器437)。同樣，從輸入端子403和404輸入的變換係數由變換模塊414處理。這樣取得的數據向連接端子405～408輸入，由變換模塊415和416處理。這樣能逆變換為象素區域的信號。圖4中的乘法器(422、425、431、436、438、439)為了變為與圖3的輸入信號相同的量級而決定的乘法係數。另外，使用的濾波器(417、420、424、426、427、429、432、434)與位於圖3的變換模塊中的濾波器對應，為了逆變換的結果與變換前的信號相同而決定各濾波器。
在本實施例中，變換模塊把減法的結果相加，但是也有把相加的結果減去的實施方法，可以設定乘法器的係數，從而保持變換器的輸入和逆變換器的輸出的能量。須指出的是，說明了4象素的輸入信號，但是關於N象素(N是任意的整數)的輸入信號，在以往的N×N的DCT變換裝置或IDCT變換裝置的計算器(加法和減法)之前，可以設置對應的濾波器，處理數據。
下面說明圖3和圖4中使用的濾波器。在此，使用2種濾波器。即能使用伴隨著相位移動的濾波器和不伴隨著相位移動的濾波器。作為不伴隨著相位移動的濾波器使用以成為濾波器處理的對象的象素為中心的奇數分支的濾波器。例如在圖5中，在a0(502)和a3(505)的計算(圖3的變換模塊313)中，使用以a3為中心的3分支的濾波器，對象素506、505、507進行濾波處理，生成信號。作為伴隨著相位移動的濾波器，使用偶數分支的濾波器，使用與想移動的相位匹配的濾波器。例如為了求出把圖5中的象素505向左移動半象素的濾波結果，可以求出象素505和506的平均。為了向右移動1/4象素，使用象素505和象素507的線性插補。伴隨著相位移動的濾波器在作為變換對象的信號中存在某種程度的偏移時時有效，特別是預測信號的精度低，在差分信號中殘留存在相關的信號成分時有效。不伴隨著相位移動的濾波器在包含很多隨機噪聲成分時有效。
說明本發明的變換模塊(圖3的313、314、315、316、圖4的413、414、415、416)中使用的2個濾波器的關係。位於變換模塊313的濾波器P1(318)和U1(319)處於成對的關係。即P1是低通濾波器時，U1為帶通濾波器，P1使相位向右移動時，U1使相位向左移動。根據P1的特性，可以不使用U1，或根據U1的特性，不使用P1。另外，根據特性，P1和U1但是相同。關於P2和U2、P3和U3、P4和U4，也是同樣的。
另外，本發明的圖象信號的變換和逆變換方法中使用的濾波處理有時需要位於超過對象塊的邊界的區域中的象素。特別是在變換位於塊的邊界的列或行時產生邊界值問題。此時，可以使用位於相鄰的塊區域中的象素值進行濾波處理，但是在本實施例中，重複使用位於邊界的象素值進行濾波處理。
圖6表示執行本發明一個實施例的圖象信號變換處理的第二實現方法的圖象信號變換裝置的框圖。該圖象信號變換裝置具有輸入端子601～604；連接端子605～608；輸出端子609～612；減法器614、616、618、620；加法器613、615、617、619；濾波器623、624、625、626、627、628、629、630；乘法器621、622。4個象素a0、a1、a2、a3分別從輸入端子601～604輸入。用濾波器624對從輸入端子604輸入的信號a3進行濾波處理(624)，用加法器613把a0和進行濾波處理的a3相加。用濾波器623對從輸入端子601輸入的信號a0進行濾波處理(623)，用減法器614求出進行濾波處理的a0和a3的差分。同樣，對a1和a2分別進行濾波處理，用加法器615和減法器616計算。這些結果分別經由端子605～608發送給下一級。來自端子605和606的信號分別由濾波器627和628處理，由加法器617和減法器618計算。來自端子607和608的信號分別由濾波器629和630處理，由加法器619、減法器620、乘法器621和622處理。這樣取得的結果成為頻域的係數，經由端子609～612輸出。
須指出的是，在圖6中，基於濾波器623的濾波處理與權利要求書中記載的第一濾波處理對應，基於減法器614的減法與權利要求書中記載的第一運算處理對應，基於濾波器624的濾波處理與權利要求書中記載的第二濾波處理對應，基於加法器613的加法與權利要求書中記載的第二運算處理對應。另外，基於濾波器625的濾波處理與權利要求書中記載的第一濾波處理對應，基於減法器616的減法與權利要求書中記載的第一運算處理對應，基於濾波器626的濾波處理與權利要求書中記載的第二濾波處理對應，基於加法器615的加法與權利要求書中記載的第二運算處理對應。圖6表示包含第一變換樣本生成步驟和第二變換樣本生成步驟雙方的變換處理例，但是可以是只包含第一變換樣本生成步驟的變換處理。但是，當變換處理只包含第一變換樣本生成步驟時，逆變換處理必須只包含進行處於與變換處理中的第一濾波處理成對的關係的濾波處理的第一變換樣本生成步驟。
下面參照圖7說明圖象信號的逆變換處理。圖7表示進行與圖6的變換處理對應的逆變換處理的圖象信號變換裝置的框圖。頻域的係數分別從輸入端子701～704輸入。來自端子701和702的係數分別由濾波器723和724處理，由加法器713和減法器714計算。來自端子703和704的係數分別由濾波器725和726處理，由加法器715、減法器716、乘法器721和722計算。這樣取得的信號經由端子705～708發送給下一級。來自端子705和708的信號分別由濾波器727和728處理，由加法器717和減法器718計算，來自端子706和707的信號分別由濾波器729和730處理，由加法器719和減法器720計算。這樣把頻域的係數逆變換為原來的象素a0、a1、a2、a3，分別從端子709～712輸出。濾波器P1和U1、P2和U2、P3和U3、P4和U4的關係與圖6相同。它們的關係處於上述的成對關係。
下面，說明本發明實施例的使用圖象信號變換處理的圖象編碼裝置、方法、程序。圖8表示使用上述的圖象信號變換處理的圖象編碼裝置800的框圖。圖象編碼裝置800具有輸入端子801；塊分割器802；畫面內預測器803；畫面間預測器804；連接端子805、806、807、808、810；切換開關809；加法器811；幀存儲器812；變換器813；量子化器814；逆量子化器815；逆變換器816；加法器817；濾波器決定器818；熵編碼器819；輸出端子820。包含畫面內預測器803和畫面間預測器804的部件總稱為預測信號生成器821。
關於採用以上結構的圖象編碼裝置，以下描述其動作。從輸入端子801輸入構成動畫象的多個圖象，用塊分割器802分給為由N×M象素構成的塊。在本實施例中N＝M＝8，但是N和M可以不相等，可以8象素以外的分割。成為編碼的對象的塊經由線路L820a對畫面內預測器803和畫面間預測器804輸入。在畫面內預測器803中，輸入作為編碼對象的塊信號以及構成幀存儲器812中存儲的相同畫面的已經再現的圖象信號，生成與標準規格H.264相同的畫面預測信號。在畫面間預測器804中，輸入作為編碼對象的塊以及幀存儲器812中存儲的已經再現的不同畫面的信號，生成基於與標準規格H.264相同的移動檢測預測的畫面間預測信號。在本發明的編碼裝置中，準備從端子805什麼都不輸入的情況。即原信號原封不動地成為編碼對象。切換開關809從基於畫面內預測器803的預測信號、基於畫面間預測器804的預測信號和沒有預測信號的3種情況選擇編碼量最少的模式。把這樣決定的預測信號發送給加法器811，求出與作為編碼對象的塊的差分。把球出的差分信號發送給濾波器決定器818。濾波器決定器818使用多個濾波器，把差分信號用上述的圖象信號變換方法進行變換，推測變換係數的編碼量。
在本實施例中，把變換係數進行熵編碼，決定編碼量最少的濾波器，把識別該濾波器的標識符發送給變換器813。在變換器813中，使用由濾波器決定器818決定的濾波器進行變換。在本實施例中，把8×8象素的塊再用4×4象素的單位分割，只對各4×4塊的列進行濾波變換。把這樣取得的變換係數發送給量子化器814，進行量子化。把量子化的係數發送給熵編碼器819，進行可變長度編碼，從輸出端子820輸出。而量子化的係數由逆量子化器815進行逆量子化，使用由濾波器決定器決定的濾波器進行逆變換(逆變換器816)，把其結果在加法器817中與預測信號(經由線路L811)相加，作為再現信號生成，存儲到幀存儲器812種。關於由濾波器決定器818決定的濾波器的標識符經由線路L814發送給熵編碼器819，與其他數據一起從輸出端子820輸出。
圖9表示本發明實施例的使用圖象信號變換處理的圖象編碼方法的流程圖。首先輸入作為編碼對象的圖象(步驟902)。把該圖象用步驟903分割成由8×8象素構成的塊。接著，在步驟904中生成對於作為編碼對象的塊的預測信號。在本實施例中，從畫面內預測、畫面間預測或沒有預測等3個模式選擇。從這些預測信號中把誤差最少的信號作為預測信號。在步驟905中，求出預測信號和作為編碼對象的塊的差分，生成差分信號。接著在步驟906中，對差分信號使用多個濾波器用上述的方法進行變換處理，決定信號匯集得最緊湊的濾波器。按照這樣決定的濾波器，進行變換處理(907)。在步驟908中把各變換係數量子化，生成量子化變換係數。在步驟909中把量子化變換係數逆量子化，使用步驟906中決定的濾波器進行逆變換，生成再現係數(步驟910)。在步驟911中，把再現係數與步驟904中決定的預測信號相加，生成再現塊。最後把再現塊一次性存儲的同時，把量子化的變換係數或濾波器的標識符進行熵編碼，輸出(步驟912)。對全部塊以及全部圖象進行以上的流程。須指出的是，如果輸出決定變換時的濾波器(步驟906)是取得的變換係數，就沒必要重新進行變換處理，可以省略步驟907。另外，在本實施例中，作為濾波器，使用包含沒有相位移動、使相位移動1/8、2/8、3/8、4/8、-1/8、-2/8、-3/8、-4/8的9種濾波器。
下面，說明用於使計算機作為本發明的圖象編碼裝置工作的編碼程序。圖10是表示本發明實施例的使用圖象信號變換處理的圖象編碼程序P1012的結構和記錄媒體1012的圖。如圖10所示，圖象編碼程序P1012存儲在記錄媒體1012中，提供。作為記錄媒體1012，例示軟盤、CD-ROM、DVD、或ROM等記錄媒體、或半導體存儲器。
圖14是表示用於執行記錄媒體中記錄的程序的計算機硬體結構的圖，圖15是用於執行記錄媒體中記錄的程序的計算機的立體圖。作為計算機，包含具備CPU並且進行基於軟體的處理或控制的DVD播放器、機頂盒、行動電話等。
如圖14所示，計算機30具有軟盤驅動裝置、CD-ROM驅動裝置、DVD驅動裝置等讀取裝置12；操作係數常駐的作業用存儲器(RAM)14；存儲記錄媒體10中記錄的程序的存儲器16；稱作顯示器的顯示裝置18；輸入裝置即滑鼠20和鍵盤22；用於進行數據的交換的通信裝置24；控制程序的執行的CPU26。如果記錄媒體10插入讀取裝置12中，計算機30就能從讀取裝置12訪問記錄媒體10中存儲的圖象編碼程序P1012，通過該圖象編碼程序P1012能作為本發明的圖象編碼裝置工作。
如圖15所示，圖象編碼程序P1012可以作為重疊在載波上的計算機信號40通過網絡提供。此時，計算機30把由通信裝置24接收的圖象編碼程序P1012存儲到存儲器16中，能執行該圖象編碼程序P1012。
如圖10所示，圖象編碼程序P1012具有圖象輸入模塊1000、圖象塊化模塊1001、預測信號生成模塊1002、差分信號生成模塊1003、變換用濾波器決定模塊1004、變換模塊1005、量子化模塊1006、逆量子化模塊1007、逆變換模塊1008、加法模塊1009、存儲模塊1010、熵編碼模塊1011。圖象輸入模塊1000相當於圖8的輸入端子801，圖象塊化模塊1001相當於圖8的塊分割器802，預測信號生成模塊1002相當於圖8的預測信號生成器821，差分信號生成模塊1003相當於圖8的加法器811，變換用濾波器決定模塊1004相當於圖8的濾波器決定器818，變換模塊1005相當於圖8的變換器813，量子化模塊1006相當於圖8的量子化器814，逆量子化模塊1007相當於圖8的逆量子化器815，逆變換模塊1008相當於圖8的逆變換器816，加法模塊1009相當於圖8的加法器817，存儲模塊1010相當於圖8的熵編碼器819。
圖11表示本發明實施例的使用圖象信號的逆變換處理的圖象解碼裝置1110的框圖。圖象解碼裝置1110具有輸入端子1100、數據分析器1101、逆量子化器1102、逆變換器1103、加法器1104、預測信號生成器1105、幀存儲器1106、輸出端子1107。
在輸入端子1100，輸入對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測，通過編碼而生成的壓縮數據。用數據分析器1101分析壓縮數據，進行熵解碼處理的同時，抽出量子化的變換係數、關於量子化的信息、關於預測信號的生成的模式信息、表示逆變換處理中使用的濾波器的標識符。把量子化的變換係數以及關於量子化的信息經由線路L1102發送給量子化器1102，生成逆量子化的變換係數。逆量子化的變換係數經由線路L1105發送給逆變換器1103，表示逆變換處理中使用的濾波器的標識符經由線路L1104發送給逆變換器1103，在那裡使用指定的濾波器進行逆變換，生成逆變換信號。關於逆變換處理，如上所述。關於預測信號的生成的模式信息經由線路L1103發送給預測信號生成器1105，根據該信息，決定為畫面內預測，或畫面間預測，或沒有預測，生成預測信號。把這樣取得的逆變換信號以及預測信號由加法器1104相加，存儲在幀存儲器1106中的同時，為了顯示，經由輸出端子1107輸出。
圖12表示本發明實施例的使用圖象信號的逆變換處理的圖象解碼方法的流程圖。壓縮數據在步驟1202中輸入。接著在步驟1203中對壓縮數據進行熵解碼，抽出量子化的變換係數、關於量子化的信息、關於預測信號的生成的信息、濾波器的標識符。在步驟1204中，根據關於預測信號的生成的信息，生成預測信號。在步驟1205中，把量子化的變換係數逆量子化，在步驟1206中，按照由濾波器標識符指定的濾波器進行逆變換，生成逆變換信號。在步驟1207中，把預測信號和逆變換信號相加，生成再現塊的信號。再現塊信號在步驟1208中一次存儲。在全部數據處理完畢之前，重複該處理。
下面，說明用於使計算機作為本發明的圖象解碼裝置工作的圖象解碼程序。圖13表示本發明實施例的使用圖象信號變換處理的圖象解碼程序P1307的結構和記錄媒體1307。如圖13所示，圖象解碼程序P1307存儲在記錄媒體1307中，提供。通過該圖象解碼程序P1307，計算機能作為本發明的圖象解碼裝置工作。關於細節，如參照圖14和圖15所述那樣。
如圖13所示，圖象解碼程序P1307具有壓縮數據輸入模塊1300、熵解碼模塊1301、預測信號生成模塊1302、逆量子化模塊1303、逆變換模塊1304、加法模塊1305、存儲模塊1306。壓縮數據輸入模塊1300相當於圖11的輸入端子1100，熵解碼模塊1301相當於圖11的數據分析器1101，預測信號生成模塊1302相當於圖11的預測信號生成器1105，逆量子化模塊1303相當於圖11的逆量子化器1102，逆變換模塊1304相當於圖11的逆變換器1103，加法模塊1305相當於圖11的加法器1104，存儲模塊1306相當於圖11的幀存儲器1106。
這樣，在信號變換處理中，為了輸入信號的相關提高而進行濾波處理，進行變換，從而能取得更緊湊地表現信號，能高效對圖象信號進行編碼的效果。
實施例2下面參照

實施例2的圖象信號變換裝置。
圖16是表示本發明的圖象信號變換裝置的結構的圖。本實施例的圖象信號變換裝置300A具有輸入端子301～304；連接端子305～308；輸出端子309～312；減法器317、322、327、334；加法器321、326、333、338；加權器318A、323A、329A、335A；乘法器320、325、328、332、337。各構成要素通過總線連接為彼此能進行信號的輸入輸出。
圖象信號變換裝置300A把由圖5所示的4×4象素構成的圖象信號501作為輸入。在圖5中，各格子與1象素對應。以下說明以4象素構成的一列信號即圖5的象素502～505作為輸入的1維變換，但是可以對圖5的各行進行相同的處理。對各列進行後面描述的變換處理，還可以對其結果以行單位處理。
圖5的象素「a0」(502)～「a3」(505)分別對輸入端子301～304輸入。從輸入端子304輸入的象素「a3」由w1(318A)加權處理後，其結果從對輸入端子301輸入的象素「a0」減去。這樣取得的中間值對連接端子305輸入的同時，對加法器321輸出。
在加法器321中，把所述中間值與用乘法器320變為2倍的象素「a3」相加。這樣相加的中間值對連接端子308輸入。即圖象信號變換裝置300A把由加權器318A、計算器317、計算器320、321構成的模塊作為基本變換模塊313，變換輸入信號。
成為變換對象的對象信號由2象素構成時，用上述的處理就結束，但是在本實施例中，把4個象素作為變換對象，所以同樣關於象素「a1」和「a2」，也同樣由加權器323A、計算器322、計算器(325和326)構成的變換模塊314進行變換。在本實施例中，加權器323A通過與加權器318A不同的加權係數進行處理，但是可以使用相同的加權係數。
從變換模塊313、314取得的中間值對變換模塊315和變換模塊316輸出，進行類似的處理。位於變換模塊315的加權器329A、計算器(328、327)、計算器(332、333)與變換模塊313、314的不同。但是，對一個輸入(來自連接端子306的輸入)信號加權處理，從來自另一方輸入(來自連接端子305的輸入)信號減去，把減法的結果再與來自連接端子306的輸入信號相加的基本過程是同樣的。
關於從連接端子307、308輸入的中間值的信號，也同樣輸出從端子309～312變換的頻率成分的係數。圖16所示的加權係數w1～w4全部取「1」時，變為與圖1所示的變換同樣。即本發明的圖象信號變換方法一邊按照以往的變換方法的變換規則進行處理，一邊使加權係數w1～w4變化，從而能以適合於作為變換對象的信號的變換基底進行信號變換。
須指出的是，在圖16的變換模塊313中，位於加權器318A的加權係數w1與權利要求書中記載的「第n個加權係數」對應，基於減法器317的減法處理、基於乘法器320、加法器321的加法處理與權利要求書中記載的「第一變換運算」對應。另外，在變換模塊314中，基於加權器323A的加權係數w2與權利要求書中記載的「第n個加權係數」對應，基於減法器322的減法處理、基於乘法器320、加法器321的加法處理與「第一變換運算」對應。
在變換模塊315中，基於加權器329A的加權係數w3與權利要求書中記載的「第m個加權係數」對應，基於乘法器328、減法器327的減法處理、基於乘法器332、加法器333的加法處理與權利要求書中記載的「第二變換運算」對應。另外，在變換模塊316中，基於加權器335A的加權係數w4與權利要求書中記載的「第m個加權係數」對應，基於減法器334的減法處理、基於乘法器337、加法器338的加法處理與權利要求書中記載的「第二變換運算」對應。
下面，參照圖17說明圖象信號的逆變換處理。圖17是表示進行與基於圖象信號變換裝置300A的信號變換處理對應的逆變換處理的圖象信號逆變換裝置的結構的框圖。本實施例的圖象信號逆變換裝置400具有輸入端子401～404；連接入端子405～408；輸出端子409～412；減法器419、423、428、433；加法器437、440、430、435；加權器420A、426A、429A、434A、乘法器421、425、431、436。各構成要素通過總線連接為彼此能輸入輸出信號。
圖象信號逆變換裝置400進行與圖象信號變換裝置300A相反的處理。圖象信號逆變換裝置400是把頻域的係數逆變換為象素區域的信號的裝置，由4個基本變換模塊413～416構成。如圖17所示，圖象信號逆變換裝置400從輸入端子401～404輸入由上述的變換處理取得的變換係數。從輸入端子401輸入的係數用減法器減法器419與從輸入端子402輸入的係數計算(減法)。
把計算結果變為1/2倍(439)後，作為中間值對連接端子406輸出。同時把該減法結果用加權器420A以w3的係數加權，與來自輸入端子401的輸入信號計算。乘法器421、422和加法器437執行該運算處理。同樣，從輸入端子403、404輸入的變換係數由變換模塊414處理。取得的中間值對連接端子405～408輸出厚，由變換模塊415、416逆變換為象素區域的信號。圖17的乘法器422、425、431、436決定乘法係數，從而變為與圖16的輸入信號相同的量級。另外，圖17的加權器420A、426A、429A、434A與位於圖16所示的變換模塊313～316的加權器對應，為了逆變換的結果與變換前的信號相同而決定各加權係數。須指出的是，圖17的加權係數w1～w4全部取「1」的值時，變為與參照圖2說明的逆變換處理同樣。
在實施例2中，變換模塊把減法結果相加，但是也可以採用把相加的結果減去的實施方法。此時，圖象信號逆變換裝置可以設定乘法器的係數，從而保持變換器的輸入能量和逆變換器的輸出能量。另外，說明了4象素的輸入信號，但是關於N象素(N是任意的整數)的輸入信號，在以往的N×N的DCT變換裝置或IDCT變換裝置的計算器(加法和減法)之前，可以設置對應的加權，處理數據。
在此，說明圖象信號的變換和逆變換中使用的加權。在實施例2中，從19/16、18/16、17/16、…、5/16、4/16等合計16個係數選擇最提高成為處理對象的信號的能量集中度的係數。w1～w4等各係數取相同的值，但是可以使用不同的係數。另外，可以根據信號，把w3固定為「1」，作為此外的係數，可以使用上述的任意值。或者把w1～w3分別固定為「1」，只使w4可變。還可以使用16個係數以外的係數。
圖象信號逆變換裝置400通過用w1～w4的加權係數把輸入信號加權，實質上變更變換基底。關於有關的處理，參照圖18以及圖19進行說明。圖18是表示用於進行以往技術的變換和逆變換的矩陣的圖。矩陣1801是變換矩陣，矩陣1802是逆變換矩陣，矩陣1803是用於保存能量的標準矩陣。
如果比較圖18和圖19，通過w1～w4，變更以往的變換和逆變換的矩陣的基底，但是w1～w4的各值為1時，成為以往的變換和逆變換。即圖象信號逆變換裝置400通過變更w1～w4的值，能調整變換基底，所以能進行適合於作為變換對象的信號的變換。
下面說明使用上述的圖象信號變換處理的圖象編碼裝置、方法、程序。圖8是表示本實施例的圖象編碼裝置800的結構的圖。如圖8所示，圖象編碼裝置800具有輸入端子801；塊分割器802；畫面內預測器803；畫面間預測器804；連接端子805、806、807、808、810；切換開關809；加法器811；幀存儲器812；變換器813；量子化器814；逆量子化器815；逆變換器816；加法器817；加權器818；熵編碼器819；輸出端子820。各構成要素通過總線連接為能彼此輸入輸出信號。下面把包含畫面內預測器803和畫面間預測器804的部件總稱為預測信號生成器821。
如果從輸入端子801輸入構成動畫象的多個圖象，就通過塊分割器802分割成由N×M象素構成的塊。在本實施例中，N＝M＝8，但是N和M可以不相等，也可以是8象素以外的分割。成為編碼的對象的塊經由線路L820a對畫面內預測器803和畫面間預測器804輸入。
在畫面內預測器803中，輸入作為編碼對象的塊信號以及構成幀存儲器812中存儲的相同畫面的已經再現的圖象信號，生成與標準規格H.264相同的畫面預測信號。在畫面間預測器804中，輸入作為編碼對象的塊以及幀存儲器812中存儲的已經再現的不同畫面的信號，使用與標準規格H.264同樣的移動檢測預測，生成畫面間預測信號。
圖象編碼裝置800假定從端子805什麼也沒輸入時，即以原信號原封不動地作為編碼對象時。切換開關809選擇基於畫面內預測器803的預測信號、基於畫面間預測器804的預測信號、沒有預測信號等3個模式中編碼量最少的模式。把決定的預測信號對加法器811輸入後，計算與作為編碼對象的塊的差分。當切換開關809與端子808連接時，來自端子805的輸入是「0」，所以加法器811的輸出成為編碼對象塊。差分信號對加權決定器818輸出。
加權決定器818使用多個加權係數對所述差分信號執行上述的圖象信號變換處理後，推測變換係數的編碼量。在本實施例中，加權決定器818對變換係數進行熵編碼，決定編碼量最少的加權，把識別該加權的標識符(與識別信息對應)對變換器813輸出。變換器813使用由加權決定器818決定的加權進行變換。變換器813用4×4象素單位分割8×8象素的塊，對各4×4塊進行加權變換。
須指出的是，可以把加權決定器818執行的處理嵌入變換器813，變換器813一邊進行多個加權變換，一邊決定最佳的加權變換的同時，生成變換係數。另外，在本實施例中，8×8塊中包含的4個4×4塊全部由相同的加權變換處理，但是變換器813也可以對各4×4塊進行分別不同的加權變換。
把這樣取得的變換係數對量子化器814輸出。把量子化的係數發送給熵編碼器819，進行可變長度編碼後，從輸出端子820輸出。而量子化的係數由逆量子化器815進行逆量子化，使用由加權決定器818決定的加權，由逆變換器816進行逆變換。結果，在加法器817中，與經由線路L811的預測信號相加，生成再現信號。把生成的再現信號存儲在幀存儲器812中。關於由加權決定器818決定的加權係數的標識符經由線路L814對熵編碼器819輸入後，與其它數據一起從輸出端子820輸出。
下面，參照圖20，說明本發明的圖象編碼裝置的動作、構成圖象編碼方法的各步驟。圖20是用於說明圖象編碼裝置800執行的圖象編碼處理的程序流程圖。如果輸入作為編碼對象的圖象(S1)，則該圖象分割成由8×8象素構成的塊(S2)。在S3中，生成對於作為編碼對象的塊的預測信號。在本實施例中，作為預測信號的生成方法，選擇「畫面內預測」、「畫面間預測」、「沒有預測」等3個模式。在用這些方法決定的預測信號的候補中，把誤差最少的信號決定為預測信號。
在S4中，從預測信號和作為編碼對象的塊的差分生成差分信號。在S5中，對於分割成4×4樣本單位的差分信號，使用多個加權係數用上述的方法進行變換處理，決定把信號集中最緊湊地集中的加權係數。例如，當提高編碼量或圖象質量時，圖象編碼裝置800使加權係數w1～w3為「1」，並且關於加權係數w4，使用上述16個值的任意一個。而降低編碼量或圖象質量時，使加權係數w3為「1」，使加權係數w1、w2、w4為上述16個值的任意一個。
在S6中，執行與S5中決定的加權係數對應的變換處理。然後把各變換係數量子化，生成量子化變換係數(S7)。把所述量子化變換係數逆量子化後(S8)，使用S5中決定的加權係數進行逆變換。結果生成再現係數(S9)。把S10中生成的所述再現係數與S3中決定的預測信號相加。結果，生成再現塊。把再現塊暫時存儲在幀存儲器812中。與此同時，把所述量子化變換係數和加權係數的標識符進行熵編碼，輸出(S11)。
把S3～S11的一系列處理對由S2的分割處理生成的全部區域進行，(S12NO)，在關於全部區域處理完畢的時刻，圖象編碼處理結束。須指出的是，圖象編碼裝置800如果輸出S5中決定變換時的加權係數時取得的變換係數，就沒必要重新進行變換處理，能省略S6的處理。
說明使用上述的圖象信號逆變換處理的圖象解碼裝置、方法和程序。圖11是表示本實施例的圖象解碼裝置的結構的圖。如圖11所示，圖象解碼裝置1110具有輸入端子1100、數據分析器1101、逆量子化器1102、逆變換器1103、加法器1104、預測信號生成器1105、幀存儲器1106、輸出端子1107。各構成要素通過總線連接為彼此能進行信號的輸入輸出。
在輸入端子1100，輸入對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測，通過變換編碼而生成的壓縮數據。數據分析器1101分析壓縮數據，進行熵解碼處理。另外，抽出量子化的變換係數、關於量子化的信息、關於預測信號的生成的模式信息、逆變換處理中使用的加權係數的標識符(與識別信息對應)。
所述量子化的變換係數、關於量子化的信息經由線路L1102對逆量子化器1102輸入，生成逆量子化的變換係數。在逆變換器1103，逆量子化的變換係數經由線路L1105輸入，並且逆變換處理中使用的加權係數的標識符經由線路L1104輸入。然後使用指定的加權係數進行逆變換，生成逆變換信號。
如果關於預測信號的生成的模式信息經由線路L1103輸入，預測信號生成器1105就參照該信息，從畫面內預測、畫面間預測、沒有預測中選擇最佳的模式，生成預測信號。加法器1104把經由線路L1106輸入的逆變換信號和經由線路L1107輸入的預測信號相加。幀存儲器1106存儲所述加法的結果，輸出端子1107顯示它。
下面參照圖21說明本發明的圖象解碼裝置的動作、構成圖象譯方法的各步驟。圖21是用於說明圖象解碼裝置1110執行的圖象解碼處理的各步驟的程序流程圖。如果輸入壓縮數據(T1)，就進行熵解碼，把量子化的變換係數、關於量子化的信息、關於預測信號的生成的模式信息、加權係數的標識符從所述壓縮數據抽出(T2)。在T3中，根據所述關於預測信號的生成的模式信息，生成預測信號。
在T4中，把量子化的變換係數逆量子化，在T5中，按照由加權係數標識符指定的加權係數，進行逆變換處理。結果生成逆變換信號。在T6中，把T3中生成的預測信號和T5中生成的逆變換信號箱加，生成再現塊信號。該再現塊信號在T7中暫時存儲到幀存儲器1106中。關於T1中輸入的全部壓縮數據執行T2～T7的一系列處理(T8NO)，在關於全部數據的處理結束的時刻，圖象解碼處理結束。
在此，本發明的圖象編碼技術能作為用於使計算機作為圖象編碼裝置800工作的圖象編碼程序來實現。圖22是表示本發明的圖象編碼程序P1012的結構圖。圖象編碼程序P1012記錄在記錄媒體1012中。記錄媒體1012例如是軟盤、CD-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)或半導體存儲器。
如圖22所示，圖象編碼程序P1012把圖象輸入模塊1000、圖象塊化模塊1001、預測信號生成模塊1002、差分信號生成模塊1003、變換用加權決定模塊1004A、變換模塊1005、量子化模塊1006、逆量子化模塊1007、逆變換模塊1008、加法模塊1009、熵編碼模塊1011作為構成單位而包含。通過執行各模塊而實現的功能分別與上述的圖象編碼裝置800(參照圖8)的輸入端子801、塊分割器802、預測信號生成器821、加法器811、加權決定器818、變換器813、量子化器814、逆量子化器815、逆變換器816、加法器817、熵編碼器819的各功能分別同樣。另外，圖象編碼程序P1012還具有存儲模塊1010，通過執行存儲模塊1010而存儲的數據與存儲在幀存儲器812中的數據同樣。
另外，本發明的圖象解碼技術也能作為用於使計算機作為圖11所示的圖象解碼裝置1110工作的圖象解碼程序實現。本發明的圖象解碼程序P1307能採用圖13所示的結構。圖象解碼程序P1307記錄在記錄媒體1307中。記錄媒體1307例如是軟盤(註冊商標)、CD-ROM、DVD、或半導體存儲器。
圖象解碼程序P1307如圖13所示，把壓縮數據輸入模塊1300、熵解碼模塊1301、預測信號生成模塊1302、逆量子化模塊1303、逆變換模塊1304、加法模塊1305作為構成單位包含。通過執行各模塊而實現的功能分別與上述的圖象解碼裝置1110的輸入端子1100、數據分析器1101、預測信號生成器1105、逆量子化器1102、逆變換器1103、加法器1104具有的各功能分別同樣。另外，圖象解碼程序P1307還具有存儲模塊1306，通過執行存儲模塊1306而存儲的數據與存儲在幀存儲器1106中的數據同樣。
圖14是表示用於執行記錄媒體10中記錄的程序的計算機30的硬體結構的圖。記錄媒體10相當於所述記錄媒體1012、1307。如圖14所示，計算機30具有以FDD(Flexible Disk Drive)、CD-ROM驅動裝置、DVD驅動裝置為主的數據讀取裝置12；用於使OS常駐的作業用存儲器(RAMRandom Access Memory)14；存儲從記錄媒體10讀出的程序的存儲器16；作為顯示裝置的顯示器18；作為輸入裝置的滑鼠20以及鍵盤22；用於進行數據的收發的通信裝置24；統一控制程序的執行的CPU26。
如果記錄媒體10插入讀取裝置12中，計算機30就通過讀取裝置12能訪問記錄媒體10中記錄的圖象編碼程序、圖象解碼程序。計算機30通過CPU26執行圖象編碼程序，作為上述的圖象編碼裝置800工作。同樣，計算機30通過CPU26執行圖象解碼程序，能作為上述的圖象解碼裝置1110工作。
圖15是用於執行記錄媒體10中記錄的程序的計算機30的外觀立體圖。計算機30並不局限於PC(Personal Computer)，包含具備CPU並且進行基於軟體的處理或控制的DVD播放器、機頂盒、行動電話等。
如圖15所示，圖象編碼程序或圖象解碼程序可以作為重疊在載波熵的數據信號40經由網絡提供(下載)。此時，計算機30通過通信裝置24(圖14)接收圖象編碼程序或圖象解碼程序，存儲到存儲器16(圖14)中後，執行這些程序。
綜上所述，根據實施例2的圖象編碼解碼技術(裝置、方法和程序)，在信號變換處理時進行加權變換處理以使輸入信號的相關(度)提高。據此，就能更緊湊地表現信號，高效對圖象信號進行編碼。
權利要求
1.一種圖象信號變換方法，由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本，包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行第一濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟。
2.根據權利要求1所述的圖象信號變換方法，還包括通過對所述第一變換樣本生成步驟中生成的第一變換樣本進行第二濾波處理來生成第二濾波數據，並通過對用於生成第二變換樣本的至少一個第二輸入樣本和所述生成的第二濾波數據進行第二運算處理來生成所述第二變換樣本的第二變換樣本生成步驟。
3.根據權利要求1所述的圖象信號變換方法，還包括通過對用於生成第二變換樣本的多個第二輸入樣本中的至少一個第二輸入樣本進行第二濾波處理來生成第二濾波數據，並通過對所述第二濾波數據的生成中不使用的其他第二輸入樣本和所述生成的第二濾波數據進行第二運算處理來生成所述第二變換樣本的第二變換樣本生成步驟。
4.一種圖象編碼裝置，包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入部件；把由所述輸入部件輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割部件；對由所述區域分割部件分割的編碼區域，通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測部件；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測部件生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換部件；和對由所述變換部件變換的變換係數進行編碼的編碼部件。
5.根據權利要求4所述的圖象編碼裝置，其特徵在於，所述變換部件在所述濾波處理中，選擇使用多種濾波器中的所述變換對象信號的相關成為最高的濾波器，並對用於識別該選擇的濾波器的識別信息進行編碼。
6.一種圖象解碼裝置，包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入部件；根據由所述輸入部件輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼部件；和根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼部件生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換部件。
7.根據權利要求6所述的圖象解碼裝置，其特徵在於，所述壓縮數據包含用於識別所述濾波處理中使用的濾波器的濾波器識別信息；所述解碼部件對所述濾波器識別信息進行解碼，並使用與解碼後的濾波器識別信息對應的濾波器來進行所述濾波處理。
8.一種圖象編碼方法，包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把所述輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割步驟；對由所述區域分割步驟分割的編碼區域，通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測步驟生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟；和對由所述變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
9.一種圖象解碼方法，包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；和根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼步驟生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟。
10.一種圖象編碼程序，用於使計算機執行以下步驟輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把所述輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域中的區域分割步驟；對由所述區域分割步驟分割的編碼區域，通過畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測步驟生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟；和對由所述變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
11.一種圖象解碼程序，用於使計算機執行以下步驟輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；和根據由多個輸入樣本生成一個以上變換樣本的圖象信號變換方法，即包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本進行濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對所述第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本和所述生成的第一濾波數據進行第一運算處理來生成所述第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述解碼步驟生成的復原變換係數作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟。
12.一種圖象信號變換方法，按照規定的變換規則，從2N個輸入樣本生成2N個變換樣本，其中N為自然數，該方法包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟，其中n為1以上2N-1以下的自然數；和把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟，其中m為1以上2N-1以下的自然數。
13.一種圖象信號逆變換方法，按照規定的變換規則，從2N個變換樣本生成2N個輸出樣本，其中N為自然數，該方法包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟，其中n為1以上2N-1以下的自然數；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟，其中m為1以上2N-1以下的自然數。
14.一種圖象編碼裝置，包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入部件；把由該輸入部件輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割部件；對由該區域分割部件分割的編碼區域進行畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把該差分信號作為變換對象信號來生成的預測部件；根據按照規定的變換規則而從2N個輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；和把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把由所述預測部件生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換部件，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數；和對由該變換部件變換的變換係數進行編碼的編碼部件。
15.根據權利要求14所述的圖象編碼裝置，其特徵在於，所述變換部件在所述中間值生成步驟和所述變換係數生成步驟中，從多個加權係數中選擇所述變換對象信號的能量集中度為最高的加權係數，並對該加權係數的識別信息進行編碼。
16.一種圖象解碼裝置，包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入部件；根據由所述輸入部件輸入的壓縮數據來復原與各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼部件；和根據按照規定的變換規則而從2N個變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；和把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把由所述解碼部件生成的復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換部件，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數。
17.根據權利要求16所述的圖象解碼裝置，其特徵在於，所述壓縮數據包括所述中間值生成步驟或所述輸出值生成步驟中使用的加權係數的識別信息；所述解碼部件對所述識別信息進行解碼，並使用與該識別信息對應的加權係數來進行所述中間值生成步驟或所述輸出值生成步驟的處理。
18.一種圖象編碼方法，包括輸入作為編碼對象的輸入圖象的輸入步驟；把該輸入步驟中輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的區域分割步驟；對由該區域分割步驟分割的編碼區域進行畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的預測步驟；根據按照規定的變換規則而從2N個輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；和把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把所述預測步驟中生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的變換步驟，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數；和對由該變換步驟變換的變換係數進行編碼的編碼步驟。
19.一種圖象解碼方法，包括輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的輸入步驟；根據由所述輸入步驟輸入的壓縮數據來復原與各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的解碼步驟；和根據按照規定的變換規則而從2N個變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；和把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把由所述解碼步驟生成的復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的逆變換步驟，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數。
20.一種圖象編碼程序，其特徵在於，用於使計算機執行以下處理輸入作為編碼對象的輸入圖象的處理；把該輸入的輸入圖象分割成多個編碼區域的處理；對該分割的編碼區域進行畫面內預測或畫面間預測來求出差分信號，並把求出的差分信號作為變換對象信號來生成的處理；根據按照規定的變換規則而從2N個輸入樣本生成2N個變換樣本的圖象信號變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對的輸入樣本中的一個輸入樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對變換樣本的變換係數生成步驟的圖象信號變換方法，把所述生成的變換對象信號作為輸入樣本來生成變換樣本，並把所生成的變換樣本作為變換係數，從而把所述變換對象信號變換為所述變換係數的處理，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數；和對該變換的變換係數進行編碼的處理。
21.一種解碼程序，其特徵在於，用於使計算機執行以下處理輸入通過對分割成多個區域的圖象進行畫面內預測或畫面間預測後進行變換編碼而生成的壓縮數據的處理；從該輸入的壓縮數據來復原與所述各區域對應的變換係數，並把所取得的變換係數作為復原變換係數來生成的處理；和根據按照規定的變換規則而從2N個變換樣本生成2N個輸出樣本的圖象信號逆變換方法，即包括用第n個加權係數對按照所述變換規則決定的第n對變換樣本中的一個變換樣本進行加權後，進行第一變換運算，並生成第n對中間值的中間值生成步驟；把由該中間值生成步驟生成的2N個中間值作為輸入，用第m個加權係數對按照所述變換規則決定的第m對中間值中的一個中間值進行加權後，進行第二變換運算，並生成第m對輸出樣本的輸出值生成步驟的圖象信號逆變換方法，把所述復原變換係數作為變換樣本來生成輸出樣本，並把該輸出樣本作為逆變換數據，從而把所述復原變換係數變換為所述逆變換數據的處理，其中，N為自然數，n為1以上2N-1以下的自然數，m為1以上2N-1以下的自然數。
全文摘要
一種圖象信號變換方法，由多個輸入樣本生成一個以上的變換樣本，包括通過對用於生成第一變換樣本的多個第一輸入樣本中至少一個第一輸入樣本(來自端子的輸入樣本)進行基於濾波器的第一濾波處理來生成第一濾波數據，並通過對第一濾波數據的生成中不使用的其他第一輸入樣本(來自其他端子的輸入樣本)和所生成的第一濾波數據進行第一運算處理(基於減法器的處理)來生成第一變換樣本的第一變換樣本生成步驟。
文檔編號H04N7/32GK1801938SQ20061000571
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月6日 優先權日2005年1月7日
發明者文仲丞, 陳朝慶 申請人:株式會社Ntt都科摩