次世代高品質画像通信システムの研究

• 研究課題/領域番号: 04044063
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 辻井 重男 東京工業大学, 工学部, 教授 (50020350)
• 研究分担者: FORD G.E. カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 助教授 ; REED T.R. カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 助手 ; 小野 定康 NTT伝送システム研究所, 伝送処理研究部, 主幹研究員 ; ALGAZI V.R. カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 教授 ; 江島 俊朗 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (00124553) ; 小谷 一孔 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (20225452) ; 長谷川 伸 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (60017308) ; 矢口 博久 (谷口 博久) 千葉大学, 工学部, 助教授 (30134844) ; 富永 英義 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20063688) ; 原島 博 東京大学, 工学部, 教授 (60011201) ; 田崎 三郎 愛媛大学, 工学部, 教授 (00036394) ; 安田 靖彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40013106) ; 宮原 誠 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00115122) ; 酒井 善則 東京工業大学, 像情報工学研究施設, 教授 (70196054) ; G E Ford カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 助教授 ; T R Reed カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 助手 ; V R Algazi カリフォルニア大学デービス校, 電気情報工学科, 教授
• 研究期間 (年度): 1992 – 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円); 1993年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 1992年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
• キーワード: 計量評価尺度 / 画像符号化 / メディア構造化 / スケーラブル符号化 / 色空間 / マルチメディア / 高精細画像 / メディア同期 / 均等色空間 / マルチメディアネットワーク / マルチメディアメール / 画品質評価 / カラー画像 / デバイスインディペンデント符号化

研究概要

今年度は(1)画像の計量評価尺度の研究、(2)色空間の研究、(3)メディア構造化の研究、(4)画像符号化、(5)マルチメディア処理、(6)超高精細画像の6点を中心に研究を行った。
(1)計量評価尺度の研究については、前年度までに研究したPicture Quality Scaleをカラー画像に適用する方法について研究した。符号化方式を対象として、RGB及びYIQ空間の符号化/復号画像と原画像の差分をHVC空間に変換して、適当な数値演算を用いてHVC空間の差分から客観的画像品質(PQS)を求める方式を求めた。実験の結果、本手法の評価結果と主観評価値は極めて近い値をとり、本方式が符号化方式の評価法として有効なことが明かになった。なお、本手法は日米の研究者が共同研究を行なったものであり、連名での論文発表も行なっている。(2)色空間は、高品質画像符号化の基礎ともなるものであり、極めて重要な要素である。また人間の視覚より、各空間における色は原色の和で表現できることも知られている。これを等色とよぶが、今年度はハードコピー、表示デバイス等の種々の表示メディアを対象として、これらでの等色の個人差について検討を行なった。求めたデータは、画像符号化の基礎数値として使用される。
(3)メディア構造化は、画像を内部の構造を意識しつつディジタル化する手法であり、単に冗調度圧縮だけでなく、画像の検索/編集に極めて有効とされている。メディア構造化を行なうためには、映像の領域分割、すなわち映像から必要な部分を自動的に取り出す方法の開発が必要となる。本年度は、研究者の一人が昨年度から研究を開始しているSampled Active Contour Modelを用いる方法の研究を更に進めた。これは、対象画像の周囲に輪郭を描くと、輪郭の各点が引力、張力に従って収縮して対象物体を抽出する方法であり、従来提案されているSNAKESに比べて、収縮時間が1/10以下になる、雑音除去の効果がある、等の長所がある。本手法の実験を行い有効性を確かめるとともに、動き物体の抽出を効率よく行なうため、速度推定法の併用も試みた。またこの過程で、従来提案されていた動き推定法の改善を行なうとともに、それらの位置付けを明確にすることができた。(4)画像符号化についてはスケーラブル符号と2値画像符号化について研究を行なった。スケーラブル符号化は階層構造を持った符号化であり、1つの画像情報から複数の解像度の画像が取り出せることを特徴としており、画像符号化の国際標準(MPEG)を検討するにあたっても重要な要素となっている。本年度は空間的にはサブサンプルとリニアフィルタリングを繰り返すことにより、異なる解像度を得る符号化方式を提案した。また、時間方向の解像度に階層構成をもたすために、MPEGの考え方に従い、フレーム内符号化画像、前方予測差分符号化画像、前後方向予測差分符号化画像を併用する方式を検討した。2値画像符号化については、エントロピー非保存の近似形高圧縮符号化方式の提案を行い、検討を進めた。(5)マルチメディア処理については、キャンパス内でマルチメディアを用いて共同作業を行なう方式についての研究が日米双方の協力により進められた。これは、ビデオコンファレンス、文書作成等のマルチメディアアプリケーションを統合したシステムの構築を目指したものであり、自らの研究のツールを作りながら研究を進めている。また、マルチメディアの同期を複数バッファを用いて行なう方式を提案して、その実験も行なった。これは、分散してネットワークを介して接続されるマルチメディアの同期に適していることが明かになった。(6)超高精細画像については、現在進めている2000x2000の画像処理システムのネットワークとの統合についての研究を更に進めた。本方式は医療情報用として極めて有望と考えられている。
以上の研究は日米双方の研究者が国際会議等で会い討論を行い、また電子メールで情報交換を行いながら進めてきたが、1994年1月26日に全体会合を行い、進捗状況の報告会を行った。

研究成果

• [文献書誌] 村松賢一: "構造化情報を利用した画像検索法" テレビジョン学会誌. 47. 1229-1236 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] クンラポン ユ-ニパン: "スティックモデルを用いた手振りの認識" 電子情報通信学会誌D-II. J77. 51-60 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Saprangsit Mruetusatorn: "A Resolution Conversion Method Employing the Impulse Respose of Image Devices" SPIE Proceedings of High-Definition Video. 1976. 285-292 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 橋本昌寛: "Sampled Active Contour Modelによる輪郭抽出法" 1993年画像符号化シンポジウム. 33-34 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Jinhui Chao: "Unsupervised Learning of 3D Objects Conserving Global Topological Order" IEICE Trans.Fundamentals. E76-A. 749-753 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kulpong Yunibhand: "Hand Gesture Recognition using a Stick Figure Model" SPIE Proceedings of Visual Communications and Image Processing '93. 2094. 1231-1236 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kenichi Muramatsu: "Image Retrieval Method Based on Structural Description of Image" The Journal of the Institute of Television Engineers. 47. 1229-1236 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kulpong Yunibhand: "Hand Gesture Recognition Using Stick Figure Model" The Transactions of the IEICE D-II. J77-D-II. 51-60 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Saprangsit Mruetusatorn: "A Resolution Conversion Method Employing the Impulse Response of Image Devices" SPIE Proceedings of High-Definition Video. 1976. 285-292 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Masahiro Hashimoto: "Object Extraction Method using Sampled Active Contour Model" Proceedings of Picture Coding Symposium. 33-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Jinhui Chao: "Unsupervised Learning of 3D Objects Conserving Global Topological Order" IEICE Trans. Fundamentals. E76-A. 749-753 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kulpong Yunibhand: "Hand Gesture Recognition using a Stick Figure Model" SPIE Proceedings of Visual Communications and Image Processing '93. 2094. 1231-1236 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 宮尾 秀俊: "楽譜に規則に基づいた印刷ピアノ楽譜の記号認識" 電子情報通信学会論文誌 D-II. J75. 1848-1855 (1992)
• [文献書誌] Ralph ALGAZI: "Comparison of Image Coding Technique with Picture Quality Scale" Proc.SPIE Tecnical Program on Photomic Instrumentation Conference. (1992)
• [文献書誌] Kulpong YUNIBHAND: "視覚言語処理システムにおける手の認識法" 電子情報通信学会論文誌 D-II. J75. 1489-1497 (1992)
• [文献書誌] Saprangsit MRUETUSATORN: "Conversion of Resolution for High Quality Visual Communication" IEICE Trans. Information & Systems. 76. 251-258 (1993)
• [文献書誌] 満保 雅浩: "Communication Protocols with Untraceability of Sender and Receiver" Systems and Computers in Japan. 23. 11-18 (1992)
• [文献書誌] 趙 晋輝: "Realization on Geometric Illusions in Human Vision with Artificial Neural Networks" Proc.of IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems. 148-151 (1992)