2015 Fiscal Year Research-status Report
補間技術を用いた適応的高品位映像撮像技術に関する研究
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26870009
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
筒井 弘 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (30402803)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | フレーム補間 / 動領域抽出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の撮像デバイスでは(1)高解像度・通常フレームレート(2)低解像度・高フレームレート，といった撮影モードをユーザが設定できるようになっている．このような2種類の動画像が利用可能である場合，それらから補間技術により高品位映像(高解像度・高フレームレート)を生成可能であると考える．本年度は初年度に引き続き，いくつかの種類の動画像を用いてこのアプローチの有効性評価を継続するとともに，動領域抽出アルゴリズムにおける各種パラメタの検討とリアルタイムハードウェア実装に向けた検討を推進し，映像補間アルゴリズムの改善に関する検討を行うとともに，本研究課題に関する特許出願を行った．
市販のカメラにより得られた動画像を参照データとし，間引きにより(1)フレームレートを低くしたもの，(2)低解像度にしたもの，を入力データとして実験を行った．実験では，(1)のみのデータと，(1)と(2)を組み合わせたデータを，非圧縮データ量が同じとなるように用意し，両者からフレーム補間により生成した動画像が，参照データとどの程度一致するかを評価している．初年度の評価により提案アプローチの方が元の動画像に近い動画像を生成出来ることを確認しているが，本年度は特に前景・背景分離型フレーム補間の検討ならびにコスト最適化問題への定式化可能性検討を推進した．
また，映像中の動きの有無に応じた適応処理によりさらなる効率的な撮影が実現できると考え，動きのある領域(動領域)の抽出処理の検討を進めている．グローバルモーション補償と背景差分に基づく動領域抽出アルゴリズムの検討を引き続き行い，特にハードウェア実装によるリアルタイム処理を目指して，処理に縮小画像を用いるなどの計算量・使用メモリ量の削減検討，ならびにハードウェア実装の検討を行った．また，動画像特性に応じたパラメタの検討を行った．
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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
本年度は提案する映像撮像技術に関する基本的な考え方について特許出願を行っている，これは当初計画になかった部分である．研究実績は概要で述べたとおりであり，研究実績に基づき対外発表も行っている．ただし，ハードウェア化の前段階であるアルゴリズムの検討について，アルゴリズムそれ自身の検討にやや重点を置いて研究を進めたため，ハードウェア化ならびに実証のためのデモ環境構築については若干の遅れが否めないが，これについては最終年度に推進する予定である．以上全体を総括し，おおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には当初の計画に沿って研究を推進する．これまでのアルゴリズム検討結果をさらに詳細化するとともに，全体システム構成の検討を行い，実証のためのデモ環境構築を行う．ただしカメラからの取得データは一定フレームレート・解像度とし，撮像モード設定は前述のとおり間引き等により擬似的に行う．この疑似データ生成処理はハードウェアで行い，適応制御ハードウェアと実時間連携動作を可能とする．得られたデータはソフトウェアによる補間処理を行い，提案手法を用いることにより効率的に高品位映像撮像が可能となることを実証する．
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| Causes of Carryover |
デモに用いるFPGAボードの選定を進めていたが，価格・性能的に適切なFPGAボードが入手困難であり，選定に時間を要したため次年度使用額が生じることとなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記のとおり，デモに用いるFPGAボードとして価格・性能・インターフェースの面で適切なものが入手困難であったため，申請者所属の研究室で既に所有しているFPGAボードを用いて実証のためのデモ環境構築を行うこととした．その一方で，FPGAボードを効率的に利用することを目的として，シミュレーションならびにFPGA向け論理合成を行う専用の計算機を数台購入することとした．これらの計算機をクラスタ構成の並列計算環境とし，上記目的に利用する．
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