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Development of a lossless compression method applicable to orthophotos and point cloud data

Research Project

Project/Area Number 21K11972
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionShizuoka Institute of Science and Technology (2023)
Maizuru National College of Technology (2021-2022)

Principal Investigator

Ashizawa Keita  静岡理工科大学, 情報学部, 教授 (70548073)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords画像処理 / 情報圧縮 / 可逆圧縮 / 連長符号化 / 画像符号化 / ランレングス符号 / 基底選択 / 信号処理 / 広色域標準静止画像 / ロスレス圧縮 / 画像
Outline of Research at the Start

近年、ドローンで撮影した写真から生成されるオルソ画像やレーザ計測機器による3次元点群データ、さらには8K映像などの高品質で大容量な信号が蓄積され始めている。現状、多くの場合において優先度の低い成分を間引くという非可逆的アプローチによりファイルサイズの圧縮が試みられている。しかしながら、一歩引いて考察すると、高品質な信号から情報を欠落させるという状況は本末転倒であることに気がつく。
そこで、本研究では、申請者がこれまで画像信号の非可逆圧縮アルゴリズムの開発に取り組んできた知見を基に、新たに観測可能となった信号の可逆圧縮方式のプラットフォームの整備を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We studied on information compression of new types of images that we see more and more in our daily life, such as aerial photography by drones, point cloud data obtained by surveying, and ultra-high-resolution images. At first, we looked for statistical properties common to each image signal, but we could not find them. We then shifted our research focus to the coding part, which is a common process. By looking at the signal sequence from a different perspective than before, we succeeded in developing a new method, which we named slice run-length. As a result, we were able to confirm a significant information compression effect for all test images in which we conducted experiments, compared to a method using the Runlength coding.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の視覚的に不必要な成分を取捨選択する非可逆圧縮方式は、画像の品質とデータ量のトレードオフが基本となる。しかし高品質な画像に対し、圧縮のためとはいえ情報を捨てることは本末転倒な状況といえる。そこで本申請課題では、空撮画像や点群データなどの新たに登場した画像と、何も情報を捨てない可逆方式による画像圧縮に注目した。本課題において、画像の信号解析を丁寧に行ったことで、符号化部における連長符号化を置き換える方式のアイデアを得た。スライス連長符号と名付けた提案アルゴリズムは、既存の画像圧縮方式に組み入れることも可能であるため、多くの方式の効率向上に寄与できるものと考えている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Directional lifting wavelet transform for image edge analysis2024

    • Author(s)
      Fujinoki Kensuke、Ashizawa Keita
    • Journal Title

      Signal Processing

      Volume: 216 Pages: 109188-109188

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2023.109188

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A new pre-coding approach for MPROT based image compression2023

    • Author(s)
      Keita Ashizawa, Katsu Yamatani
    • Organizer
      The 42nd JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kensuke Fujinoki, Keita Ashizawa2023

    • Author(s)
      Edge enhancement with directional wavelet transform
    • Organizer
      The 42nd JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Keita Ashizawa, Katsu Yamatani2023

    • Author(s)
      Improvement of Coding Procedures for Haar Transform-based Lossy Image Compression
    • Organizer
      The 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 離散ウェーブレット変換係数の線形量子化の拡張と圧縮画像への効果について2023

    • Author(s)
      山本昂汰, 芦澤恵太, 鈴木俊夫, 石渡恵美子
    • Organizer
      日本応用数理学会 第20回研究部会連合発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 遷移域を有する階段関数によるDWT係数量子化とその圧縮画像への影響2023

    • Author(s)
      山本昂汰, 芦澤恵太, 鈴木俊夫, 石渡恵美子
    • Organizer
      画像電子学会第307回研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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