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信号処理方法及び装置 コモンズ

国内特許コード P110003849
整理番号 A222P34
掲載日 2011年7月1日
出願番号 特願2006-510722
登録番号 特許第4500307号
出願日 平成17年3月3日(2005.3.3)
登録日 平成22年4月23日(2010.4.23)
国際出願番号 JP2005003625
国際公開番号 WO2005086356
国際出願日 平成17年3月3日(2005.3.3)
国際公開日 平成17年9月15日(2005.9.15)
優先権データ
  • 特願2004-058704 (2004.3.3) JP
  • 特願2004-058712 (2004.3.3) JP
  • 特願2004-132535 (2004.4.28) JP
発明者
  • 寅市 和男
  • 片岸 一起
  • 中村 浩二
  • 諸岡 泰男
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 信号処理方法及び装置 コモンズ
発明の概要

信号の性質に合わせた関数を用いることによって高品質の信号を得る新規の信号処理装置が提供される。信号処理装置は、入力信号を標本化して標本値を出力する標本化回路2と、相互に異なるパラメータmの複数の標本化関数を発生する複数の関数発生器3と、入力信号と複数の標本化関数の各々との内積演算を行なって内積演算値を出力するパラメータm毎の複数の内積演算器4と、標本値と複数の内積演算器が出力する内積演算値との差分からなる複数の誤差の内、最小の誤差を与えるパラメータmを判定し、そのパラメータm信号を出力する判定器8とを具備する。そして、上記標本値の列からなる離散信号と上記パラメータm信号とを出力する。

従来技術、競合技術の概要


近年、デジタル信号技術の進展に伴い、映像(動画像)、画像又は音声を対象にした、通信、放送、記録媒体[CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)]、医用画像、印刷等の分野がマルチメディア産業或いはIT(Information Technology)として著しい発展を遂げている。映像や画像、音声に対するデジタル信号技術の一翼を担うのが情報量を低減する圧縮符号化であるが、その信号理論として、代表的にはシャノンの標本化定理があり、更に新しくはウェーブレット変換理論等がある(非特許文献1参照)。また、例えば音楽のCDでは、圧縮を伴わないリニアPCM(Pulse Code Modulation)が用いられるが、信号理論は同様にシャノンの標本化定理である。



また、例えばA4版程度の大きさに描かれた文字図形等の原画をデータ化しておき、同原画データをプリンタやカッティングプロッタ等に出力することによって看板やポスター、垂れ幕等の大型の表示物を作成する装置が開示されている(例えば特許文献1参照)。



更に、微分可能回数によって分類した複数の関数に基づいて発生させた複数の離散的なデータ列を生成し、入力データに対して並行して上述した複数の離散的なデータ列との間の相関演算を行なった後に、その相関演算の結果に基づいて入力データに含まれる特異点を求めることにより、対称信号の属するクラス(m)を特定するデータ処理方法が特許文献2に開示されている。




【非特許文献1】オーム社発行電気通信情報学会編集「電子情報通信ハンドブック」第4群、第394頁~第396頁及び第415頁

【特許文献1】特開平7-239679号公報

【特許文献2】特開平2001-51979号公報

産業上の利用分野


本発明は、映像(動画像)、画像又は音声等の時間的に変化する信号、或いは計測や制御で用いられる時間的に変化する信号から標本化によって離散信号を生成する信号処理装置及び方法に関する。更に、本発明は、文字図形や写真、印刷等の画像、動画を含む映像、音声、或いは計測結果等から信号を生成して再生する技術に係り、特に信号の状態が変化する変化点を抽出する信号処理装置及び方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 連続した入力信号をデジタルの離散信号に変換して出力する信号処理装置における信号処理方法であって、
上記信号処理装置は、
標本化手段と、
パラメータmで分類された複数のフルーエンシAD関数を個々に具備して出力する複数の関数発生手段と、
信号と関数との内積演算を行なう、上記複数の関数発生手段と同数の複数の内積演算手段と、
上記複数の内積演算手段と同数の複数の誤差演算手段と、
判定手段と、
出力手段と
を具備し、
上記標本化手段が、連続した入力信号を標本化して離散信号として標本値を出力し、
上記複数の内積演算手段が、上記連続した入力信号と上記複数の関数発生手段のそれぞれが出力するフルーエンシAD関数との内積演算を個々に行なって、それぞれの内積演算値を出力し、
上記複数の誤差演算手段が、上記標本値と上記内積演算値との間の誤差を個々に演算して出力し、
上記判定手段が、上記複数の誤差演算手段が出力する上記誤差を個々に判定して、上記誤差の値が最小となる内積演算値に対応するフルーエンシAD関数のパラメータmを選出し、
上記出力手段が、上記判定手段が選出したパラメータmと、上記標本値あるいは上記判定手段が選出したパラメータmの上記内積演算値とをデジタル出力信号として出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項2】 請求項1において、
上記判定手段は、
上記誤差の値のいずれもがあらかじめ与えられた許容値よりも大きい場合は、標本化が行なわれる標本点の前後において、パラメータmが切り替わる切替点または上記入力信号に対する微分が不可能な特異点の少なくとも一方を含む変化点が在ると判定し、
上記変化点を表す変化点信号を出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項3】 請求項1または2において、
上記誤差演算手段は、予め定められた区間における上記標本値と上記内積演算値との差の二乗和あるいは絶対値の和、あるいは絶対値の最大値を上記誤差として出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項4】 請求項1において、
上記パラメータmは、上記フルーエンシAD関数が(m-2)回のみ連続微分可能であることを表すパラメータであり、少なくともm=2、3、∞の3種である
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項5】 請求項1において、
上記出力手段は、上記デジタル出力信号を、記憶媒体あるいは通信手段に出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
上記連続した入力信号は、上記標本値を得る標本間隔よりも短い標本間隔の離散信号である
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項7】 入力されるデジタルの離散信号を連続信号に変換して出力する信号処理装置における信号処理方法であって、
上記信号処理装置は、
入力手段と、
パラメータmで分類された複数のフルーエンシDA関数を個々に具備して出力する複数の関数発生手段と、
選択手段と、
信号と関数との畳込積分を行なう演算手段と
を具備し、
上記入力手段が、予め定められたパラメータmと標本値である離散信号値とのデジタル信号を入力し、
上記選択手段が、上記複数の関数発生手段が出力する上記複数のフルーエンシDA関数の中から、上記予め定められたパラメータmを用いて上記予め定められたパラメータmにより特定されるフルーエンシDA関数を選択し、
上記演算手段が、上記選択されたフルーエンシDA関数と上記入力された離散信号値との畳込積分を行なうことによって連続信号を生成して出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項8】 請求項7において、
上記パラメータmは、上記フルーエンシDA関数が(m-2)回のみ連続微分可能であることを表すパラメータであり、少なくともm=2、3、∞の3種である
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項9】 請求項7において、
上記入力手段が入力するデジタル出力信号は、記憶媒体あるいは通信手段を経て上記入力手段に入力される
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項10】 請求項7乃至9において、
上記演算手段が、上記連続信号を上記入力手段に入力される上記離散信号値の離散間隔よりも短い間隔で補間生成されたデジタル信号として出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項11】 連続した入力信号をデジタルの離散信号に変換して出力する第1の信号処理装置と、上記デジタルの離散信号を入力し、当該離散信号を連続信号に変換して出力する第2の信号処理装置とにおける信号処理方法であって、
上記第1の信号処理装置は、
標本化手段と、
パラメータmで分類された複数のフルーエンシAD関数を個々に具備して出力する複数の関数発生手段と、
信号と関数との内積演算を行なう、上記複数の関数発生手段と同数の複数の内積演算手段と、
上記複数の内積演算手段と同数の複数の誤差演算手段と、
判定手段と、
出力手段と
を具備し、
上記第2の信号処理装置は、
入力手段と、
パラメータmで分類された複数のフルーエンシDA関数を個々に具備して出力する第2の複数の関数発生手段と、
選択手段と、
信号と関数との畳込積分を行なう畳込積分演算手段と
を具備し、
上記標本化手段が、連続した入力信号を標本化して離散信号として標本値を出力し、
上記複数の内積演算手段が、上記連続した入力信号と上記複数の関数発生手段のそれぞれが出力するフルーエンシAD関数との内積演算を個々に行なって、それぞれの内積演算値を出力し、
上記複数の誤差演算手段が、上記標本値と上記内積演算値との間の誤差を個々に演算して出力し、
上記判定手段が、上記複数の誤差演算手段が出力する上記誤差を個々に判定して、上記誤差の値が最小となる内積演算値に対応するフルーエンシAD関数のパラメータmを選定し、
上記出力手段が、上記判定手段が選定したパラメータmと、上記標本値あるいは上記判定手段が選定したパラメータmの上記内積演算値とをデジタル出力信号として出力し、
上記入力手段が、上記デジタル出力信号を入力し、
上記選択手段が、上記第2の複数の関数発生手段が出力する上記複数のフルーエンシDA関数の中から、上記入力手段に入力された上記デジタル出力信号におけるパラメータmを用いて当該パラメータmにより特定されるフルーエンシDA関数を選択し、
上記畳込積分演算手段が、上記選択されたフルーエンシDA関数と入力された上記デジタル出力信号における上記標本値あるいは上記内積演算値との畳込積分によって連続信号を生成して出力する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項12】 請求項11において、
上記パラメータmは、上記フルーエンシAD関数及びフルーエンシDA関数が(m-2)回のみ連続微分可能であることを表すパラメータであり、少なくともm=2、3、∞の3種である
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項13】 請求項11において、
上記フルーエンシAD関数と上記フルーエンシDA関数とは、パラメータm毎に直交関係にある
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項14】 請求項11において、
上記入力手段に入力される上記連続した入力信号は、上記標本値を得る標本間隔よりも短い標本間隔で標本化され、符号化された離散信号であり、
上記畳込積分演算手段から出力された上記連続信号は、上記標本値を得る標本間隔よりも短い標本間隔で補間生成されたデジタル信号である
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項15】 請求項11において、
上記出力手段が出力する上記デジタル出力信号は、記憶媒体あるいは通信手段を介して上記入力手段に入力される
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項16】 パラメータmで分類された複数のフルーエンシAD関数を個々に具備して出力する複数の関数発生器と、
連続した入力信号を標本化して離散信号として標本値を出力する標本化回路と、
上記連続した入力信号と上記複数の関数発生器のそれぞれが出力するフルーエンシAD関数との内積演算を個々に行なってそれぞれの内積演算値を出力する、上記複数の関数発生器と同数の複数の内積演算器と、
上記複数の内積演算器が出力する上記内積演算値と上記標本値との間の誤差を個々に演算して出力する上記複数の内積演算器と同数の複数の誤差演算器と、
上記複数の誤差演算器が出力する誤差を個々に判定し、その値が最小となる内積演算値に対応するフルーエンシAD関数のパラメータmを選出する判定器と、
上記判定器が選定したパラメータmと、上記標本値あるいは上記判定器が選定したパラメータmの上記内積演算値とをデジタル出力信号として出力する出力装置と
を備えていることを特徴とする信号処理装置。
【請求項17】 パラメータmで分類された複数のフルーエンシDA関数を個々に具備して出力する複数の関数発生器と、
予め定められたパラメータmと標本値である離散信号値とのデジタル信号を入力する入力装置と、
上記複数の関数発生器が出力する上記複数のフルーエンシDA関数の中から、上記予め定められたパラメータmを用いて上記予め定められたパラメータmにより特定されるフルーエンシDA関数を選択する関数選択器と、
上記選択されたフルーエンシDA関数と上記入力装置に入力された上記離散信号値との畳込積分を行なって連続信号を生成して出力する演算器と
を備えていることを特徴とする信号処理装置。
【請求項18】 連続した入力信号をデジタルの離散信号に変換して出力する信号処理装置の信号処理方法であって、
上記信号処理装置は、パラメータmで分類される複数のフルーエンシAD関数を発生して出力する関数発生手段を具備し、
上記信号処理装置が、
連続した入力信号を標本化して離散信号として標本値を生成するステップと
上記連続した入力信号と上記関数発生手段が出力する上記複数のフルーエンシAD関数とでそれぞれ内積演算を行なってフルーエンシAD関数毎に演算値を生成して出力するステップと
上記入力信号の標本値と上記演算値との誤差をそれぞれ演算して出力するステップと、
上記誤差をそれぞれ判定して最小誤差を与えるフルーエンシAD関数に対応したパラメータmを選定するステップと
上記標本値と上記選定されたパラメータmを示す信号とを合わせてデジタル信号として出力するステップと
を実行することを特徴とする信号処理方法。
【請求項19】 入力されるデジタルの離散信号を連続信号に変換して出力する信号処理装置の信号処理方法であって、
上記信号処理装置は、パラメータmで分類される複数のフルーエンシDA関数を発生して出力する関数発生手段を具備し、
上記信号処理装置が、
標本値である離散信号と特定のパラメータmを示す信号とを入力するステップと
上記関数発生手段が出力する上記複数のフルーエンシDA関数の中から上記特定のパラメータmにより定まるフルーエンシDA関数を選択するステップと、
上記選択されたフルーエンシDA関数と上記標本値との畳込積分により、上記離散信号を連続信号に変換して出力するステップと
を実行することを特徴とする信号処理方法。
産業区分
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 情報社会を支える新しい高性能情報処理技術 領域
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