2次元方向性フィルタバンクの実現と画像の変換符号化への応用

• 研究課題/領域番号: 12J07215
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 吉田 太一 慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: フィルタバンク / コサイン変調 / 方向性フィルタバンク / 画像処理

研究概要

本年度は研究実施計画に基づき、昨年度に実現した方向を考慮した周波数変換を実現する2次元方向性フィルタバンクの周波数変調構造を基にした設計法の多分割への一般化を確立し、画像符号化およびノイズ除去への応用を実現した。
従来の設計法による2次元方向性フィルタバンクは、多様な周波数分割形状を実現しており良好な変換性能を達成しているが、構造上フィルタサイズを小さくできないために、変換の局所性が低く且つ変換に要する加算器や乗算器数が膨大であり非実用的である。そこで、低演算な方向性フィルタバンクを実現するために、周波数変調構造を基にした設計法を提案する。周波数変調構造は、1つのプロトタイプフィルタとそれを分割数分変調させる変調行列により構成され、変調行列の演算量は低く、フィルタサイズおよび変換に要する演算量はプロトタイプフィルタに依存し、1つのフィルタによる変換と同等にまで演算量を削減できる。
申請者はまず、昨年度実現した斜め方向への変調方式による設計法を多分割へ拡張した。提案法は、変調行列に周波数位相特性にのみ影響を与える項を加え、位相変調により不正成分が互いに打ち消しあう条件を導出した。これにより、入力信号と再構成信号の誤差を構造的に無くし、多分割の一般化された設計法を確立した。また画像符号化およびノイズ除去に応用し、従来法と比較してほぼ同等の画質を実現しつつ、加算器および乗算器数を概算で約80パーセント削減した。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Adaptive Reversible Data Hiding via Integer-to-Integer Subband Transform and Adaptive Generalized Difference Expansion Method (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, T. Suzuki, and M. Ikehara
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E97.A 号: 1 ページ: 384-392
  • DOI: 10.1587/transfun.E97.A.384
  • NAID: 130003385369
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Dimensional <i>M</i>-Channel Non-separable Filter Banks Based on Cosine Modulated Filter Banks with Diagonal Shifts (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, S. Kyochi, and M. Ikehara
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E96.A 号: 8 ページ: 1685-1694
  • DOI: 10.1587/transfun.E96.A.1685
  • NAID: 130003370704
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rate-dependent seam carving and its application to content-aware image coding (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Tanaka, Taichi Yoshida, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato, and Masaaki Ikehara
  • 雑誌名: APSIPA Trans. Signal lnf. Process 巻: 2(オンラインアクセスのみなので存在しない)
  • 査読あり
• [学会発表] Image Super-Resolution Method Based on Non-Local Means and Self Similarity (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, T. Murakami, and M. Ikehara
  • 学会等名: IEEE Int. Symp. Intell. Signal Process. Commun. Syst.
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] Colorization based on piecewise autoregressive model (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, T. Ueno, T. Yoshida, and M. Ikehara
  • 学会等名: Asilomar Conf. Signals Syst. Comput.
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, USA
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] Image denoising by adaptive directional lifting-based discrete wavelet transform and quantization (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Furuhashi, A. Oota, T. Yoshi da, and M. Ikehara
  • 学会等名: Asilomar Conf. Signals Syst. Comput.
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, USA
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] Adaptive reversible data hiding in frequency domain via integer-to-integer transform (2012)
  • 著者名/発表者名: Taichi Yoshida, Yusuke Okamura, Taizo Suzuki, and Masaaki lkehara
  • 学会等名: APSIPA ASC 2012
  • 発表場所: Hollywood, USA
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] Color image coding based on the colorization (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueno, Taichi Yoshida, and Masaaki Ikehara
  • 学会等名: APSIPA ASC 2012
  • 発表場所: Hollywood, USA
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] Wavelet-based content-aware image coding with rate-dependent seam carving (2012)
  • 著者名/発表者名: Taichi Yoshida, Yuichi Tanaka, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato and Masaaki Ikehara
  • 学会等名: IEEE ICIP
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] A directional filter bank based on cosine modulated filter banks (2012)
  • 著者名/発表者名: Taichi Yoshida, and Masaaki Ikehara
  • 学会等名: IEICE/ECTI/IEEK ITC-CSCC 2012
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2012-07-17