非可逆圧縮されたHDR画像のための低負荷かつ高精度な客観画質評価指標の開発
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21K11944
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Takushoku University |
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Principal Investigator |
渡邊 修 拓殖大学, 工学部, 教授 (30384697)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | HDR画像 / 画像圧縮 / JPEG / JPEG XT / JPEG 2000 / HTJ2K / JPEG XL / 画質評価 |
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| Outline of Research at the Start |
人間の視覚に近いダイナミックレンジを持つハイダイナミックレンジ(High Dynamic Range: HDR)画像は，豊かな階調表現や，広い色域などの特長により，近年普及が進んでいる．しかし，その客観的な画質評価指標についての報告が決して多くなく，特に，国際標準規格に基づいて圧縮された HDR 画像についてはほとんど報告がない．本研究ではHDR画像をサポートする画像圧縮の国際標準規格に基づいて非可逆圧縮された HDR 画像のための客観的な画質評価指標を開発する．対象とする規格は JPEG XT を中心とするが，その他にJPEG 2000, JPEG XSなどの規格についても検討を進める．
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| Outline of Annual Research Achievements |
高性能ディスプレイの普及に伴い，HDR画像の画質評価の重要性は増す一方で，HDR画像の圧縮方式にはJPEG XT以外の方式も用いられている．映画や動画配信サービスに代表されるエンターテイメントの領域では，4K UHD画像が主流であり，そのマスタフォーマットにはJPEG 2000方式が用いられている．2019年に，高速な処理の実現を目的とするJPEG 2000 Part 15(High-Throughput JPEG 2000, HTJ2K)が規格化され，JPEG 2000をこれまでのアプリケーション以外にも採用する動きが活発化している．また，Webアプリケーションの領域では，JPEG XLの採用が進んでいる．JPEG XLの主な特徴は，人間の視覚特性を考慮した高い符号化効率，種々の符号化ツールオプションによる符号化速度と符号化効率のバランシングなどが挙げられる．
前年度，JPEG 2000，特にHTJ2K符号化画像を対象にした画質評価指標を開発することを目的に追加し，成果を得ている．加えて本年度は，JPEG XLに関する調査および研究を行った．主な成果は以下のとおりである．
1. JPEG XL符号化された画像の知覚暗号化方式の開発
画質指標の開発の前に，JPEG XL符号化コードストリームのどの部分がどれだけ画質に寄与するのかを調査した．得られた知見を，画像スクランブルのための知覚暗号化方式に応用し，成果を発表した．
2. JPEG 2000符号化されたドキュメント画像からのセグメンテーションレスなテキスト抽出法の開発
JPEG 2000は公文書等のアーカイブに用いられている．文書画像からテキスト領域を抽出することは，電子データの活用促進の観点から，重要な課題の一つとなっている．JPEG 2000符号化された画像を完全に復号することなく，テキスト領域を抽出するための方法を提案した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HTJ2Kに関しては，前年度に着手したソフトウェアコーデックの開発を通じて，コーデックのハードウェア化を意識した場合において重要となる固定小数点演算と，非可逆圧縮時の量子化処理について，これらが最終的な画質に与える影響についての詳細な知見を得ている．
JPEG XLについても，知覚暗号化方式の開発を通じて，符号化コードストリームのどの部分がどれだけ画質に寄与するかの基礎的な知見を得ている．
これらの研究を遂行する課程で，圧縮された画像データを完全にデコードすることなしに目的の処理を行う「Compressed domain image processing」（圧縮領域での画像処理）に関する知見を積み重ねることができたと考えている．これを用いて，JPEG XT，JPEG 2000，およびJPEG XL方式に合わせた画質評価指標の開発にスムーズに取り掛かることができると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果によって，本研究の課題である，圧縮された画像を完全に復号することなく，高精度な画質評価を行うための指標の開発は，「圧縮領域における画像処理」という課題に帰着することが明らかになった．
画質評価指標の開発はもちろんのこと，「圧縮領域における画像処理」の魅力的な応用を，積極的に追加課題として加える方針である．
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
