(57)【要約】【課題】複素画像データを対象として、伝送データ量を削減する画像データ伝送装置を得る。【解決手段】複素変換器６は、入力線１から実数部および虚数部からなる複素画像データを、振幅および位相からなる複素画像データに変換する。  位相統合器７は、変換された複素画像データの位相を、指定したビット長に正規化し、変換された複素画像データの振幅の指定したビット長分の下位ビットを、正規化された複素画像データの位相に置き換える。  送信機８は、置き換えられた複素画像データを伝送路３に送信する。  振幅の下位ビットを、正規化された位相に置き換えた複素画像データを送信することで、複素画像データを対象として、伝送データ量を削減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実数部および虚数部からなる複素画像データを、振幅および位相からなる複素画像データに変換する第一の画像データ変換手段と、
上記第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの位相を、予め設定されたビット長に正規化する位相正規化手段と、
上記第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの振幅の上記予め設定されたビット長分の下位ビットを、上記位相正規化手段により正規化された複素画像データの位相に置き換える画像データ置換手段と、
上記画像データ置換手段により置き換えられた複素画像データを送信する送信手段と、
からなる送信装置を備えた画像データ伝送装置。
【請求項２】
複素画像データを受信する第一の受信手段と、
上記第一の受信手段により受信された複素画像データの振幅から予め設定されたビット長分の下位ビットを位相として取り出し、該複素画像データを振幅と位相に分離する画像データ分離手段と、
上記画像データ分離手段により分離された振幅および位相からなる複素画像データを、実数部および虚数部からなる複素画像データに変換する第二の画像データ変換手段と、
からなる第一の受信装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像データ伝送装置。
【請求項３】
複素画像データを受信し、受信された複素画像データを振幅のみの画像データとして扱う第二の受信手段、
からなる第二の受信装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像データ伝送装置。
【請求項４】
複素画像データを受信する第一の受信手段と、
上記第一の受信手段により受信された複素画像データの振幅から予め設定されたビット長分の下位ビットを位相として取り出し、該複素画像データを振幅と位相に分離する画像データ分離手段と、
上記画像データ分離手段により分離された振幅および位相からなる複素画像データを、実数部および虚数部からなる複素画像データに変換する第二の画像データ変換手段と、
からなる第一の受信装置を一つ以上備え、
複素画像データを受信し、受信された複素画像データを振幅のみの画像データとして扱う第二の受信手段、
からなる第二の受信装置を一つ以上備え、
送信装置と上記第一および第二の受信装置とが、１対多のデータ伝送を行うことを特徴とする請求項１記載の画像データ伝送装置。
【請求項５】
画像データ置換手段により置き換えられた複素画像データに、データ圧縮を施して、送信手段に出力するデータ圧縮手段と、
第一の受信手段により受信された複素画像データに、データ解凍を施して、画像データ分離手段に出力するデータ解凍手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の画像データ伝送装置。
【請求項６】
データ圧縮手段は、
誤り制御を行う符号化機能が設けられ、
データ解凍手段は、
誤り制御を行う復号化機能が設けられたことを特徴とする請求項５記載の画像データ伝送装置。
【請求項７】
第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの振幅は、
浮動小数点形式からなり、上位ビットから下位ビットに振幅の符号、振幅の指数、振幅の仮数の順で設定されることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の画像データ伝送装置。
【請求項８】
第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの振幅を、対数変換する振幅対数変換手段を備え、
画像データ置換手段は、
上記振幅対数変換手段により対数変換された複素画像データの振幅の予め設定されたビット長分の下位ビットを、位相正規化手段により正規化された複素画像データの位相に置き換えることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の画像データ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複素画像データを対象としたデータ伝送を行う、画像データ伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、一般的な画像データを対象としたものであり、画像データを伝送する際、各画素の値を浮動小数点の仮数部と指数部に分割し、それぞれを独立に圧縮した後に伝送する。
そして、伝送後、データの解凍し、仮数部と指数部を合成することで画像データを復元する。
以上により、より少ないデータ量で、画像データを伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画像データ伝送装置は以上のように構成されているので、一般的な画像データを対象としたものであり、複素画像データを対象として、伝送データ量を削減することができない課題があった。
【０００５】
本発明は、複素画像データを対象として、伝送データ量を削減する画像データ伝送装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像データ伝送装置は、実数部および虚数部からなる複素画像データを、振幅および位相からなる複素画像データに変換する第一の画像データ変換手段と、第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの位相を、予め設定されたビット長に正規化する位相正規化手段と、第一の画像データ変換手段により変換された複素画像データの振幅の予め設定されたビット長分の下位ビットを、位相正規化手段により正規化された複素画像データの位相に置き換える画像データ置換手段と、画像データ置換手段により置き換えられた複素画像データを送信する送信手段と、からなる送信装置を備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振幅の下位ビットを、正規化された位相に置き換えた複素画像データを送信することで、複素画像データを対象として、伝送データ量を削減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による画像データ伝送装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による位相統合器の出力データ書式を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２による画像データ伝送装置を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３による画像データ伝送装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４による位相統合器の出力データ書式を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態５による位相統合器の出力データ書式を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による画像データ伝送装置を示す構成図である。
図において、画像データ伝送装置は、以下の２つで構成される。
送信装置２は、入力線１から複素画像データを入力し、データ変換すると共に、データを置換することによりデータ量を削減した複素画像データを伝送路３に送信する。
受信装置（第一の受信装置）４は、伝送路３から複素画像データを受信し、データを分離すると共に、データ変換し、疑似復元した複素画像データを出力線５から出力する。
【００１０】
送信装置２は、さらに、以下の３つで構成される。
複素変換器（第一の画像データ変換手段）６は、実数部および虚数部からなる複素画像データを、振幅および位相からなる複素画像データに変換する。
位相統合器（位相正規化手段、画像データ置換手段）７は、複素画像データの位相を、指定したビット長に正規化し、複素画像データの振幅の下位ビットを、正規化された位相に置き換える。
送信機（送信手段）８は、置き換えられた複素画像データを伝送路３に送信する。
【００１１】
また、受信装置４は、以下の３つで構成される。
受信機（第一の受信手段）９は、伝送路３から複素画像データを受信する。
位相分離器（画像データ分離手段）１０は、複素画像データの振幅から指定したビット長分の下位ビットを位相として取り出し、複素画像データを振幅と位相に分離する。
複素変換器（第二の画像データ変換手段）１１は、振幅および位相からなる複素画像データを、実数部および虚数部からなる複素画像データに変換する。
【００１２】
以下、図１を参照しながら、各部の動作について説明する。
まず、画像データ伝送装置の送信側の動作を説明する。
この対象は、送信装置２であり、次のように動作する。
複素変換器６は、入力線１より実数部および虚数部からなる複素画像データを受け取る。
複素変換器６は、受け取った複素画像データを振幅および位相に変換する。
位相統合器７は、複素変換器６から、振幅および位相からなる複素画像データを受け取る。
位相統合器７は、まず、受け取った位相を指定したビット長に正規化する。
位相統合器７は、受け取った振幅の下位ビットを正規化した位相に置き換える。
位相統合器７は、下位ビットを位相で置き換えた振幅だけを複素画像データとして、送信機８へ送る。
送信器８は、位相統合器７から受け取った複素画像データを伝送路３に送り出す。
以上が、画像データ伝送装置の送信側の動作である。
ここで、伝送路３は、有線・無線を問わない。
【００１３】
次に、画像データ伝送装置の受信側の動作を説明する。
この対象は、受信装置３であり、次のように動作する。
受信機９は、伝送路３から複素画像データを受け取る。
位相分離器１０は、複素画像データの振幅から指定したビット長分の下位ビットを位相として取り出し、位相を取り出した振幅の下位ビットを“０”埋めする。
複素変換器１１は、位相分離器１０から受け取った振幅および位相からなる複素画像データを、実数部および虚数部からなる複素画像データに変換して出力線５に送り出す。
以上が、画像データ伝送装置の受信側の動作である。
【００１４】
ここで、位相統合器７の動作について補足する。
図２は、位相統合器７の出力データ書式を示したものである。
以下、図２を参照しながら、位相統合器７の動作を説明する。
位相統合器７は、受け取った位相を、指定したビット長（例えば１０ビット）で正規化する。
これにより、位相は、約０．３５度刻みの値に正規化される。
位相統合器７は、振幅の下位ビットを、正規化した位相で上書きする。
振幅が単精度浮動小数点形式の場合、上書き後の形式は、図２のようになる。
図２の各部は、次の通り。
２１は、振幅の符号（Ｓ）を示すビット。
２２は、振幅の指数（Ｅ）を示すビット列。単精度浮動小数点では８ビット。
２３は、振幅の仮数を示すビット列。単精度浮動小数点の仮数（Ｆ）は２３ビットだが、本書式例では１３ビット。
２４は、位相を示すビット列。本書式例では１０ビット。
このように、位相統合器７は、本来、２３ビットで表現する仮数の下位ビットに位相を埋め込んだデータを出力する。
【００１５】
また、位相分離器１０は、位相統合器７と逆の動作をする。
以下、図２を参照しながら、位相分離器７の動作を説明する。
位相分離器１０は、図２の２４の位相を取り出し、これを単精度浮動小数点形式に戻す。
位相分離器１０は、図２の２４の領域、１０ビットを“０”で埋める。
以上により、位相分離器１０は、単精度浮動小数点の振幅および位相を出力する。
なお、位相は、単精度浮動小数点に変換せずに、そのまま複素変換器１１に渡しても良い。
【００１６】
これにより、伝送路３の複素画像データが、振幅と位相のそれぞれについて、図２の単精度浮動小数点形式で伝送される画像データ伝送装置に対して、本実施の形態１の画像データ伝送装置は、振幅（位相は上書き）についてのみ、図２の単精度浮動小数点形式で伝送され、伝送するデータ量が半分に削減される。
よって、入力線１から単精度浮動小数点の実数部と虚数部からなる複素画像データを受け取る場合、伝送路３を伝送するデータ量を半分にした上で、出力線５から単精度浮動小数点の実数部と虚数部からなる複素画像データを送り出すことができる。
ただし、出力線５から得られる複素画像データは、入力線１の複素画像データと同一ではない。
なお、送信装置２の入力、および受信装置の出力における複素画像データの形式として、実数部および虚数部の形式ではなく、振幅および位相の形式で受け渡しを行っても良い。
また、浮動小数点形式ではなく、固定小数点形式での受け渡しも可能である。
【００１７】
以上により、本実施の形態１の画像データ伝送装置では、振幅の下位ビットを、正規化された位相に置き換えた複素画像データを送信することで、複素画像データを対象として、伝送データ量を削減することができる。
また、伝送データ量が削減された複素画像データを、受信装置４において扱うことができる。
さらに、位相に置き換えられる振幅の指定したビット長分の下位ビットは、振幅の仮数の下位ビットとなるので、振幅の値にあまり影響を与えずに済ますことができる。
【００１８】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による画像データ伝送装置を示す構成図である。
図において、受信装置（第二の受信装置）１２は、複素画像データに対応したものではなく、一般的な画像データに対応したものであり、振幅のみの疑似復元した画像データを出力線５から出力する。
また、受信装置１２において、受信機（第二の受信手段）１３は、伝送路３から複素画像データを受信し、受信された複素画像データを振幅のみの画像データとして扱う。
その他の構成については、図１と同様である。
【００１９】
実施の形態１では、受信側も複素画像データに対応した装置を受信装置として利用していたが、複素画像に対応しない装置も受信装置として利用することができる。
本実施の形態２における受信機１３は、伝送路３から複素画像データを受信し、受信された複素画像データを振幅のみの画像データとして扱い、振幅のみの疑似復元した画像データを出力する。
【００２０】
これにより、複素画像データに対応してない機器も、この画像データ伝送装置の一部として組み込むことができる。
この時、送信側は、受信側が複素画像データに対応するか、しないかに関わらず、どちらの機器に対しても、１度に同じデータを送信することが可能になる。
【００２１】
また、図１や図３では、送信装置２と受信装置４、あるいは送信装置２と受信装置１２を、１対１でデータ伝送を行うようにした。
その他の形態として、１対多でデータ伝送を行うようにしても良い。
さらに、受信装置は、図１に示した受信装置４と、図３に示した受信装置１２が混在してもいても良い。
【００２２】
以上により、本実施の形態２の画像データ伝送装置では、伝送データ量が削減された複素画像データを、複素画像データに対応していない一般的な受信装置１２において扱うことができる。
また、複素画像データに対応した受信装置４と、複素画像データに対応していない一般的な受信装置１２とが混在した１対多のデータ伝送を行うことができる。
【００２３】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による画像データ伝送装置を示す構成図である。
図において、圧縮器（データ圧縮手段）１４は、位相統合器７により置き換えられた複素画像データに、データ圧縮を施して、送信機８に出力する。
解凍器（データ解凍手段）１５は、受信機１３により受信された複素画像データに、データ解凍を施して出力する。
その他の構成については、図３と同様である。
【００２４】
本実施の形態３では、画像データの圧縮・解凍を行うことで、伝送データ量をさらに削減することができる。
また、圧縮器１４に符号化機能を、解凍器１５に復号化機能を加えることで、伝送時の誤り検出や誤り訂正などの誤り制御を行い、データ伝送の信頼性を向上させることもできる。
なお、本実施の形態３では、実施の形態２（図３）に示した構成に、圧縮器１４および解凍器１５を加えた構成について説明したが、実施の形態１（図１）に示した構成に、圧縮器１４および解凍器１５を加えても良く、同様な効果が得られる。
【００２５】
以上により、本実施の形態３の画像データ伝送装置では、複素画像データにデータ圧縮を施してから送信することで、さらに、伝送データ量を削減することができる。
また、受信された複素画像データにデータ解凍を施す機能を備えたことで、データ圧縮を施された複素画像データを、受信装置において扱うことができる。
さらに、伝送時の誤り検出や誤り訂正などの誤り制御を行い、データ伝送の信頼性を向上させることもできる。
【００２６】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４による位相統合器の出力データ書式を示す模式図である。
実施の形態１では、図２に示したように、データ伝送時のデータ書式を、３２ビットの単精度浮動小数点とした。
本実施の形態４では、データ伝送時のデータ書式を、１６ビットの単精度浮動小数点とする。
図５の各部は、次の通り。
２６は、振幅の符号（Ｓ）を示すビット。
２７は、振幅の指数（Ｅ）を示すビット列。単精度浮動小数点では４ビット。
２８は、振幅の仮数を示すビット列。単精度浮動小数点の仮数（Ｆ）は１１ビットだが、本書式例では３ビット。
２９は、位相を示すビット列。本書式例では８ビット。
このように、位相統合器７は、本来、１１ビットで表現する仮数の下位ビットに位相を埋め込んだデータを出力する。
よって、本実施の形態４では、最終的に得られる複素画像データの精度は、劣化するものの、伝送時のデータ量を、さらに半減させることができる。
【００２７】
なお、位相と振幅の割合やビット数は、送信装置２と受信装置４で合わせてあれば、例示した比率やビット数以外の形式をとっても良い。
また、各画素の値を、以下のように正規化することで、情報の欠落を抑えることもできる。
さらに、正規化に用いた係数を伝送することで、正規化前の値を復元することができる（ただし、正規化前の値と同一ではない）。
・振幅の上限、下限を定め、その範囲から外れた値を上限、下限まで丸める。
・画像の中で最大振幅となる画素が、半精度浮動小数点で表現可能な最大値となるように正規化する。
【００２８】
以上により、本実施の形態４の画像データ伝送装置では、データ伝送時のデータ書式を、３２ビットではなく、１６ビットの単精度浮動小数点としたので、伝送時のデータ量を、さらに半減させることができる。
【００２９】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５による位相統合器の出力データ書式を示す模式図である。
実施の形態４（図５）では、浮動小数点形式に基づいているが、図６のような対数書式を取ることもできる。
図６の各領域は、以下の通り。
３１は、対数変換した振幅を示すビット列。図は８ビット。
３２は、位相を示すビット列。図は８ビット。
【００３０】
このように、位相統合器（振幅対数変換手段）７は、複素変換器６により変換された複素画像データの振幅を、１６ビットに対数変換する。
位相統合器７は、複素画像データの位相を指定したビット長（ここでは、８ビット）に正規化する。
位相統合器７は、１６ビットに対数変換された振幅の下位ビット（ここでは、８ビット）を正規化した位相に置き換える。
位相統合器７は、下位ビットを位相で置き換えた振幅だけを複素画像データとして、送信機８へ送る。
【００３１】
また、各画素の値を、以下のように正規化することで、情報の欠落を抑えることもできる。
さらに、正規化に用いた係数を伝送することで、正規化前の値を復元することができる（ただし、正規化前の値と同一ではない）。
・振幅の上限、下限を定め、その範囲から外れた値を上限・下限まで丸める。
・画像の中で最大振幅となる画素が、ビット列のオール“１”で表現される値に正規化する。
【００３２】
また、最上位ビットが“０”となるように正規化することで、受信側の対応機器を増やすことができる。
例えば、図６の書式に対応した機器では、本来の精度で複素画像データを取得できるが、この書式に対応しない機器でも、同じ複素画像データを取得し、これを複素画像データとして利用することができる。
例えば、実施の形態４で示した機器では、書式が異なるため、若干精度が落ちる（歪む）が、同じデータを取得して、これを複素画像データとして利用することができる。
同様に、複素画像データに対応してないものも、振幅のみの画像データとして、利用することができる。
なお、対数の底は、２を基本とするが、２以外の値でも良い。
【００３３】
以上により、本実施の形態５の画像データ伝送装置では、複素画像データの振幅を対数変換することで、伝送データ量を、さらに削減することができる。
【００３４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  入力線、２  送信装置、３  伝送路、４  受信装置（第一の受信装置）、５  出力線、６  複素変換器（第一の画像データ変換手段）、７  位相統合器（位相正規化手段、画像データ置換手段、振幅対数変換手段）、８  送信機（送信手段）、９  受信機（第一の受信手段）、１０  位相分離器（画像データ分離手段）、１１  複素変換器（第二の画像データ変換手段）、１２  受信装置（第二の受信装置）、１３    受信機（第二の受信手段）、１４  圧縮器（データ圧縮手段）、１５  解凍器（データ解凍手段）、２１，２６  ビット、２２〜２４，２７〜２９，３１，３２  ビット列。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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