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2017 年度 実施状況報告書

画素毎の動き推定を用いた動き補償予測による高能率な動画像符号化方式

研究課題

研究課題/領域番号 16K00250
研究機関東京理科大学

研究代表者

伊東 晋  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (00147513)

研究分担者 亀田 裕介  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 講師 (50711553)
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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード動画像符号化 / 動き推定 / 動き補償予測 / 動きベクトル / オプティカルフロー / データ圧縮 / 高速計算 / 加速度推定
研究実績の概要

動画像符号化方式は、放送、通信、ストレージなどの様々な分野の基盤技術であり、さらなる進化が求められている。そこで、圧縮率の高い次世代動画像符号化方式(Future Video Coding) の実現のための技術基盤を確立するため、画素毎の動き推定に基づく動き補償予測の研究を下記2項目について発展させた。
3. 画素毎の動ベクトルのデータ構造の局所化と漸化式反復計算のベクトル演算化
4. 複数フレーム間の画素毎の動き推定の統合による画素毎の加速度ベクトル推定
画素毎の動きベクトル推定は、フレーム間対応画素の誤差と動きベクトルの正則化項からなるコスト関数を最小にするための画素毎の漸化式を反復計算することで算出できる。画素毎の動ベクトル推定は復号器側では1 回で済むが、符号化の際には最適化のため動き推定を繰り返す必要があり、計算の高速化が必要である。漸化式の反復計算のためにより効率的な並列計算方法やデータアクセス法の構築について研究を実施し、推定精度の大幅な劣化無しに従来よりも高速に計算することができた。
従来の画素毎の動き推定に基づく2 段階補償予測では、過去の再生画像の動きから等速直線運動を仮定して1 段目の動き補償予測を行っている。そのため、加速度成分については2 段目のブロックマッチングによる動ベクトルを送信することで補償されており、1 段目の動き補償予測で加速度成分まで予測することで、動き補償予測の精度を向上できる。本研究では、過去複数フレームの画素毎の動き推定を用いることで、その対応画素での動きの時間的変化量から加速度成分を推定し、これを1 段目の動き補償予測に統合する手法を提案した。これにより動き補償予測全体の性能向上を図ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度は上述した2項目を実施する計画であり、おおむね順調に成果が得られている。また、次年度の計画も先行して実施し始めている。

今後の研究の推進方策

計画通り、これまで得られた成果をまとめつつ、研究項目1~4の成果の統合を実施していく。

次年度使用額が生じた理由

航空運賃を想定より安くすることができたためである。次年度使用額は少額であり、計画に合わせて消耗品や会議参加費等に使用する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 双方向の動きの対応および奥行き値に基づくオプティカルフロー推定の画素適応重み制御2018

    • 著者名/発表者名
      今関 智樹,亀田 裕介,石川 知一, 松田 一朗,伊東 晋
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117 ページ: 111--115

  • [雑誌論文] Lossless Coding of Light Field Camera Data Captured with a Micro-lens Array and a Color Filter2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Miyazawa, Yusuke Kameda, Tomokazu Ishikawa, Ichiro Matsuda, Susumu Itoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT 2018)

      巻: - ページ: 1--4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Product Quantization of Reference Frames for Fast Motion Detection at a Decoder Side2018

    • 著者名/発表者名
      Idomu Fujita, Tomokazu Ishikawa, Yusuke Kameda, Ichiro Matsuda, Susumu Itoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT 2018)

      巻: - ページ: 1--4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lossless Image Coding Based on Probability Modeling Using Template Matching and Linear Prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Toru Sumi, Yuta Inamura, Yusuke Kameda, Tomokazu Ishikawa, Ichiro Matsuda, Susumu Itoh
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES

      巻: E100.A ページ: 2351--2354

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2351

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pixel-Wise Interframe Prediction based on Dense Three-Dimensional Motion Estimation for Depth Map Coding2017

    • 著者名/発表者名
      Shota KASAI, Yusuke KAMEDA, Tomokazu ISHIKAWA, Ichiro MATSUDA, Susumu ITOH
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS

      巻: E100.D ページ: 2039--2043

    • DOI

      10.1587/transinf.2016PCL0007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 加速度を考慮した画素毎の動き補償に基づいた動画像の可逆符号化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      遠藤啓朗,亀田裕介,石川知一,松田一朗,伊東晋
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] オプティカルフローを用いたオクルージョン検出に関する基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      望月哲朗,亀田裕介,石川知一,松田一朗,伊東晋
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] フレーム間の事例探索に基づいた動画像の可逆符号化2018

    • 著者名/発表者名
      根本倖次,石川知一,亀田裕介,松田一朗,伊東晋
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 多重解像度処理における領域の対応関係に基づいたオプティカルフロー推定のデータ項の画素適応重み制御2017

    • 著者名/発表者名
      今関智樹,亀田裕介,石川知一,松田一朗,伊東 晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会冬季大会
  • [学会発表] シーンフロー推定に基づく奥行きマップ符号化のための動き・奥行き補償2017

    • 著者名/発表者名
      笠井翔太,亀田裕介,石川知一,松田一朗,伊東 晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会冬季大会
  • [学会発表] 符号化済み領域における画素毎の動き検出処理を利用した動画像の可逆符号化に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      岸 浩志,亀田 裕介,石川 知一, 松田 一朗,伊東 晋
    • 学会等名
      第32回画像符号化シンポジウム(PCSJ 2017)・第22回映像メディア処理シンポジウム(IMPS 2017)
  • [学会発表] 多視点映像符号化のための画素毎の動き補償予測に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      樋口 真一郎,石川 知一, 亀田 裕介,松田 一朗,伊東 晋
    • 学会等名
      第32回画像符号化シンポジウム(PCSJ 2017)・第22回映像メディア処理シンポジウム(IMPS 2017)
  • [学会発表] 直積量子化を用いたテンプレートマッチングの高速化と動き補償予測への応用2017

    • 著者名/発表者名
      藤田 挑, 石川知一, 亀田裕介, 松田一朗, 伊東晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会年次大会
  • [学会発表] 画素毎とブロック毎の動き補償予測を併用したRGB4:4:4カラー動画像の可逆符号化2017

    • 著者名/発表者名
      山路康平, 安藤諒佑, 亀田裕介, 石川知一, 松田一朗, 伊東晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会年次大会
  • [学会発表] 画素毎とブロック毎の動き検出に基づいた両方向予測の検討2017

    • 著者名/発表者名
      堀浩史郎, 亀田裕介, 石川知一, 松田一朗, 伊東晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会年次大会
  • [学会発表] 輝度勾配の時間不変性も考慮したオプティカルフロー推定の検討2017

    • 著者名/発表者名
      山内晶洋, 石川知一, 亀田裕介, 松田一朗, 伊東晋
    • 学会等名
      2017年映像情報メディア学会年次大会
  • [学会発表] オプティカルフローとシーンフローの推定に基づく高能率映像符号化2017

    • 著者名/発表者名
      亀田裕介
    • 学会等名
      情報処理学会 第97回オーディオビジュアル複合情報処理(AVM)研究発表会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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