[发明专利]数字信号变换方法和装置、变换矩阵产生方法和装置及提供介质

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号变换方法及装置、变换矩阵产生方法和装置及提供介质，用于对通过诸如DCT(离散余弦变换)的正交变换获得的频域内的数字信号进行分辨率变换和基变换。

背景技术

一般地讲，已知诸如DCT(离散余弦变换)编码的正交变换编码作为用于对静态图像数据和动态图像数据进行有效压缩编码的编码系统。在处理这种其中已经进行正交变换的数字信号时，有时必须改变分辨率或变换基。

例如，在将第一正交变换数字信号(作为家用数字视频格式的一例具有720×480像素的分辨率)变换到称作MPEG 1格式的第二正交变换数字信号(具有352×240像素的分辨率)的情况下，对第一信号进行逆正交变换，以恢复时基上的信号，然后进行诸如插值和细化(thinning)的变换处理，从而再次进行正交变换。以这种方式，通常的情况是对正交变换的数字信号进行一次逆变换，以恢复原始信号，再通过各种变换操作进行处理，然后再次进行正交变换。

与此同时，通常对于正交变换和逆正交变换需要大量的计算，并且在如上所述地进行分辨率变换的情况下，除了分辨率变换处理之外，还需进行正交变换和逆正交变换。因此，不能实现高效处理。此外，由于计算量的增加而累积误差，因此，存在信号变劣的问题。

本发明公开

鉴于本技术领域中的上述状况，本发明的目的在于提供可进行诸如分辨率变换的变换处理、并且处理简单及信号变劣较低的数字信号变换方法及装置、变换矩阵产生方法和装置及提供介质。

为了解决上述问题，根据本发明，产生用于逆正交变换的逆正交变换矩阵Ts^-1和用于正交变换的正交变换矩阵Td，并且使用所产生的逆正交变换矩阵Ts^-1和正交变换矩阵Td来产生变换矩阵D。然后，通过使用变换矩阵D，在正交变换域中对正交变换域的输入数字信号进行变换处理，从而获得正交变换域的输出数字信号。

输入数字信号是通过使用对应于逆正交变换矩阵Ts^-1的正交变换矩阵Ts对时域的原始信号进行正交变换而获得的数字信号，而通过使用对应于正交变换矩阵Td的逆正交变换矩阵Td^-1对输出数字信号进行译码，以便变换成时域或空间域的信号。

最好，对其长度为k的每个变换块，通过使用基长度为k的正交变换矩阵Ts_(k)而对原始信号进行正交变换，以产生输入数字信号，并且将由输入数字信号的相邻m个块组成的其长度为L(=k×m)的连续信号变换成长度为N的一个块。

变换矩阵D是这样产生的，即，在对角线轴上排列m个逆正交变换矩阵Ts_(k)^-1的单元，以产生L阶正方矩阵A，然后取出基长度为L的正交变换矩阵Td_(L)的N个低频基矢量单元，以产生由N行L列构成的矩阵B，并使用下面的公式：

D=α·B·A

其中，α是用于标量值或矢量值的电平校正的系数。

因此，可在正交变换域内将输入数字信号缩小到N/L。具体地讲，当N=L时，变换矩阵D变成用于对变换基进行变换的变换矩阵。如果正交变换矩阵Ts和Td彼此不同，则进行基于正交变换系统的变换。

此外，通过使用n维数字信号作为输入数字信号，然后对每维使用变换矩阵D而在正交变换域内进行变换处理，可获得n维输出数字信号。在这种情况下，如果变换倍率对各个维有所变化，则可对各个维产生变换矩阵，并且可通过使用这些变换矩阵采用对不同的维有所不同的倍率来进行变换处理。

当在正交变换域内进行分辨率扩展处理时，正交变换输入数字信号的变换块按原样使用，并通过将变换块补充预定值而变换成其长度为原始块长度m倍的块，以便获得正交变换域的输出数字信号。

另外，根据本发明，产生连接矩阵和选择矩阵，其中该连接矩阵用于连接至少一个具有预定数目的正交变换域的输入数字信号样本的块，以形成元块，并用于进行逆正交变换，该选择矩阵用于从该元块中取出一部分作为处理对象。然后，产生用于对所选择的部分进行所需信号处理的处理矩阵，并产生其功能为对所处理的信号进行正交变换并将该信号分割成至少一个块的分割矩阵。通过使用连接矩阵、选择矩阵、处理矩阵和分割矩阵来产生用于对正交变换域的信号进行变换处理的变换矩阵。该变换矩阵应用于每个元块的正交变换输入数字信号，以获得输出数字信号。

附图简述

图1是用于解释本发明第一实施例的数字信号变换方法的示意图；