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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Learning Based Probability Modeling for Efficient Image Coding

Research Project

Project/Area Number 17K00247
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

松田 一朗  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70287473)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords画像符号化 / 可逆符号化 / 学習型確率推定モデル / テンプレートマッチング / 適応予測
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、画像データを劣化させることなく効率的に圧縮する高能率符号化手法を開発した。従来の画像符号化手法では、画像信号の冗長度削減とエントロピー符号化の処理が独立に扱われていたため、特に非定常な性質を有する画像において符号化効率が低下するという問題があった。これに対し筆者らは、従来の冗長度削減処理を非定常性も内包する確率生成モデルの学習問題と捉え、直接エントロピー符号器を駆動するアルゴリズムを提唱している。このアルゴリズムは、様々な映像データを効率的に圧縮するための統一的な手順を提供するものであり、多様化する映像情報メディアの蓄積・伝送手段として幅広く応用が可能であると考えられる。
3年間の研究期間中は、それぞれテンプレートマッチングと確率モデルの最適化手順を核とする基本符号化アルゴリズムの確立、適応予測の導入による符号化効率の改善、カラー静止画像や動画像といった映像フォーマットの特性に着目した基本アルゴリズムの拡張を重点テーマとして精力的に研究を遂行し、概ね計画通りの進捗を得た。その結果、モノクローム静止画像、カラー静止画像、モノクローム動画像のいずれについても世界最高水準の符号化効率を達成することができた。
これらの研究成果は、査読付き学術論文3編、査読付き国際会議論文9編を含む多数の学会発表を通して内外に公表済みである。また、本研究課題の中核となる研究成果についてはその内容が高く評価され、2件の学術賞受賞に結実している。

  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Accuracy Enhancement in Intra- and Inter-Frame Example Search for Lossless Video Coding2020

    • Author(s)
      Nemoto Koji、Kameda Yusuke、Matsuda Ichiro、Itoh Susumu、Unno Kyohei、Naito Sei
    • Journal Title

      roceedings of the 23rd International Workshop on Advanced Image Technology 2020 (IWAIT 2020)

      Volume: - Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lossless Coding of HDR Color Images in a Floating Point Format Using Block-Adaptive Prediction with Exponent Equalization2020

    • Author(s)
      Kamataki Yuya、Matsuda Ichiro、Kameda Yusuke、Itoh Susumu
    • Journal Title

      roceedings of the 23rd International Workshop on Advanced Image Technology 2020 (IWAIT 2020)

      Volume: - Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lossless Video Coding Based on Probability Model Optimization Utilizing Example Search and Adaptive Prediction2020

    • Author(s)
      Unno Kyohei、Nemoto Koji、Kameda Yusuke、Matsuda Ichiro、Itoh Susumu、Naito Sei
    • Journal Title

      Proceedings of 2020 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP 2020)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lossless Color Image Coding Based on Probability Model Optimization Utilizing Example Search and Adaptive Prediction2020

    • Author(s)
      Unno Kyohei、Kameda Yusuke、Matsuda Ichiro、Itoh Susumu、Naito Sei
    • Journal Title

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lossless Image Coding Exploiting Local and Non-local Information via Probability Model Optimization2019

    • Author(s)
      Unno Kyohei、Kameda Yusuke、Matsuda Ichiro、Itoh Susumu、Naito Sei
    • Journal Title

      Proceedings of 26th European Signal Processing Conference (EUSIPCO-2019)

      Volume: - Pages: 1~5

    • DOI

      10.23919/EUSIPCO.2019.8903128

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 適応予測と事例探索を併用した確率モデル最適化に基づく静止画像の可逆符号化方式2019

    • Author(s)
      海野 恭平、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、内藤 整
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J102-D Pages: 619~627

    • DOI

      10.14923/transinfj.2019IEP0003

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 一般化ガウス関数を用いた確率モデリングによる画像の可逆符号化2020

    • Author(s)
      山之口 輝、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平、内藤 整
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] SSIMを指標とする符号化歪除去フィルタの設計に関する検討2020

    • Author(s)
      小川 広大、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平、内藤 整
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] 画素毎に生起確率を推定するCNNに基づく画像のエントロピー符号化2019

    • Author(s)
      亀田 裕介、長谷川 誠、松田 一朗、伊東 晋
    • Organizer
      第22回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2019)
  • [Presentation] 動画像の可逆符号化を目的とした事例探索とその信頼性判定に基づく確率モデリング2019

    • Author(s)
      根本 倖次、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平、内藤 整
    • Organizer
      2019年映像情報メディア学会年次大会
  • [Presentation] 指数揃え処理と色信号間予測を用いた浮動小数点形式HDR画像の可逆符号化2019

    • Author(s)
      鎌滝 雄哉、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋
    • Organizer
      2019年映像情報メディア学会年次大会
  • [Presentation] マイクロレンズ領域の分割と統合に基づいたLight Field Cameraデータの可逆予測符号化2019

    • Author(s)
      中木 寛之、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋
    • Organizer
      2019年映像情報メディア学会年次大会
  • [Presentation] 適応予測と事例探索を併用した確率モデル最適化に基づく可逆符号化方式のカラー画像へ の拡張2019

    • Author(s)
      海野 恭平、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、内藤 整
    • Organizer
      第34回画像符号化シンポジウム(PCSJ 2019)
  • [Presentation] 非整数画素精度の事例探索と確率モデル最適化に基づく動画像の可逆符号化2019

    • Author(s)
      根本 倖次、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平
    • Organizer
      第34回画像符号化シンポジウム(PCSJ 2019)
  • [Presentation] 画素値の生起確率を近傍情報から推定するDCNNに基づいた画像の算術符号化2019

    • Author(s)
      亀田 裕介、長谷川 誠、海野 恭平、松田 一朗、伊東 晋
    • Organizer
      第34回画像符号化シンポジウム(PCSJ 2019)
  • [Presentation] 事例探索と確率モデルの最適化に基づく静止画像の準可逆符号化2019

    • Author(s)
      辻 流平、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平、内藤 整
    • Organizer
      2019年映像情報メディア学会冬季大会
  • [Presentation] ヒストグラムが疎な画像の効率的な可逆符号化を目的とする確率モデリングの検討2019

    • Author(s)
      遠藤 啓朗、亀田 裕介、松田 一朗、伊東 晋、海野 恭平、内藤 整
    • Organizer
      2019年映像情報メディア学会冬季大会

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Published: 2021-01-27  

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