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2022 年度 実績報告書

大局的エントロピー予測によるデータ圧縮の最適化技法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04152
研究機関筑波大学

研究代表者

山際 伸一  筑波大学, システム情報系, 准教授 (10574725)

研究分担者 河原 吉伸  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (00514796)
和田 耕一  筑波大学, システム情報系, 名誉教授 (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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードデータ圧縮
研究実績の概要

本年度は、昨年度からの研究項目であるデータストリームの局所エントロピーの数値化技法と局所エントロピーを圧縮の制御情報から数値化する技法に関するアルゴリズム開発を継続した。昨年度に大枠を確立したアルゴリズムの性能に注目して有効性検証を行うことを中心に作業を進めた。加えて、本研究課題でこれまでに開発を続けてきたASE Codingのソフトウェアでの高速化技法に関しても着手した。データストリームを連続的に圧縮・回答するASE Codingの並列化は非常に困難であったが、ストリームをチャンクに切り、複数の圧縮器、解凍器で並列に処理することで、並列度に応じて処理性能が向上することを示し、さらに、その成果を国際会議で発表した。
また、ハードウェア化に関しても追加の実験データ採取を行った。単一バンクの場合のフィードバックによる技法の有効性に関して、パラメタの意味合いを圧縮効率の特性から解明することに焦点を当て、複数のデータセットを用いて、パラメタ毎の特性の解明を試みた。複数の分野からのデータ(センサーや画像といった特徴の異なるデータ)の圧縮実験を行ったが、この手法に関しては最善の方法が発見できず、未だ、研究が継続している。
さらに、本年度の最後に本研究課題を総括した。本研究課題は、先行研究のストリームデータ圧縮技術であるLCA-DLTによる2つのシンボルから1つのシンボルへのロスレス圧縮・解凍を実現できたがどうしても50%を越える圧縮効果を得られることができなかった。しかし、本研究課題によって、データストリームのリアルタイムのエントロピーを把握できる新しいロスレス圧縮手法を発見でき、ストリーム中の圧縮シンボルを1ビットにまで削減可能な方式を開発することができた。さらに、そのアルゴリズムはハードウェアに親和性が高く、高速に動作することを実験を通して証明できた。以上から、本研究課題の目的を達成できたといえる。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Performance Enhancement of Stream-Based Decompression Process by Notifying Compression Buffer Size2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Taiki、Yamagiwa Shinichi、Marumo Koichi
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC) 2023

      巻: 1 ページ: 491-494

    • DOI

      10.1109/iscc58397.2023.10218261

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Parallelization Technique for Stream-based Lossless Data Compression2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Taiki、Yamagiwa Shinichi、Wada Koichi
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Big Data 2023

      巻: 1 ページ: 2667-2672

    • DOI

      10.1109/BigData59044.2023.10386184

    • 査読あり
  • [学会発表] Performance Enhancement of Stream-Based Decompression Process by Notifying Compression Buffer Size2023

    • 著者名/発表者名
      Taiki Kato, Shinichi Yamagiwa
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC) 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Parallelization Technique for Stream-based Lossless Data Compression2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Taiki、Yamagiwa Shinichi、Wada Koichi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Big Data 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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