Is data compression ratio controlled by a cognitive entropy reduction?

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K19773
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 山際 伸一 筑波大学, システム情報系, 准教授 (10574725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 耕一 筑波大学, システム情報系, 教授 (30175145) ; 坂本 比呂志 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50315123)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Keywords: データ圧縮

Outline of Annual Research Achievements

エントロピー劣化の方法として、ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)を用いた映像のフレーム画像のデータ量を、その画像品質を選択しながら縮小することでデータ圧縮するロッシー圧縮方式を開発できた。しかし、その方法は、圧縮率を固定的にしか指定できないため、ネットワークのような、必ずしも一定の伝送帯域を保証することが出来ない不安定な通信媒体に対しては適用することが難しい。そこで、その圧縮率を伝送路の帯域の動的な変化に応じて、適応的に圧縮するパラメタを変化させることで、不安定なデータ通信路に対しても応用が可能なアルゴリズムの開発を行った。このような不安定な伝送路のモデルを策定し、ソフトウェアでのエミュレーションを行うための実験基盤を整えた。さらに、基本的なアルゴリズムまでは開発することができ、その暫定的な実験において、ADPCMによるデータ劣化によって、さらにロスレス圧縮が可能であることもわかった。ADPCMにより圧縮するプロセスはストリームを処理することができるため、そのロスレス圧縮もストリームデータ圧縮が可能であれば、極小の遅延での映像圧縮システムの開発が可能であることがわかった。そこで、それらの基本的な部分について、エミュレーション環境の実装に必要なソフトウェアモジュールの開発までは完了した。エミュレーション環境を使った実験の計画を策定し、その結果について期待値を設定し、本研究の全体成果として得られる優位点についてまとめた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナウィルス感染症の拡大により、緊急事態宣言が発出された影響により、関係機関との連携とソフトウェア開発のスケジュールが遅れた。さらに、成果をまとめて、論文を投稿するまでを目指したが、実験結果の取得がソフトウェア開発の遅れにより不可能であったため、全体のスケジュールがやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

開発した手法のソフトウェア実装はもう少しで完成できるため、その完了に続いて、実験用の映像データを準備し、さらに伝送路のエミュレーション環境を整えた上で実験を行い、論文化を行う事を計画している。作業の推進のために研究補助者を雇用することで、全体計画の軌道修正を行っている。

Causes of Carryover

論文投稿（オープンアクセス）への投稿を計画していたが、実験が間に合わず、投稿が遅れている。その論文出版費用として、期間延長をし、次年度に使用する。