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2023 年度 実績報告書

8K高精細画像センシング向け超低遅延動画像符号化方式に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H04181
研究機関日本大学

研究代表者

松村 哲哉  日本大学, 工学部, 教授 (50713129)

研究分担者 今村 幸祐  金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (00324096)
金本 俊幾  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30782750)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード低遅延 / 動画像 / 符号化 / 動き予測 / 直交変換 / 物体検出
研究実績の概要

令和5年度も引き続き超低遅延動画像符号化方式におけるアルゴリズム開発に注力した。ハードウェアの実装に関しては基礎検討のみを実施した。アルゴリズム開発はライン単位の符号化器をベースに、高画質化および圧縮率の改善を目的として、5つの観点から新規アルゴリズムを提案し実装し検証した。また、将来超低遅延符号化機能との連携が望まれる深層学習を用いた物体検出についても検討した。
1)1次元DCTをベースとした直行変換に加え1次元DST(離散サイン変換)を適応的に選択できるように構成し圧縮率改善を行った。
2)フレーム間動き予測手法として、画面分割型適応省メモリフレーム間予測方式を提案した。この提案は必要な圧縮に対してフレームメモリ容量を選択的に設定可能なスケーラビリティを提供している。この方式は1/2~1/32のフレームメモリ容量にて、圧縮率向上に効果があることが判明した。また、フレームメモリの削減を目的としたFMC(フレームメモリ圧縮)手法の基礎検討も実施した。加えて深層学習を用いたフレーム内/フレーム間予測について深層学習のネットワーク構造を提案し実装及び検証を行った。
3)符号化部に対して新規にコンテキスト型適応VLC(CAVLC)を適用し、従来MPEG-2ベースのVLCを用いた符号化手法に比較して圧縮率を検証した。その結果、新規CAVLC方式は圧縮率として約2%の改善が得られることを確認した。
4)可変ブロックサイズ手法を提案し実装した。符号化対象ブロックサイズ(CB)を16画素x1ライン~128画素x1ラインまで画素の特徴量によって選択可能な手法を実装し、約2%の効果を確認した。
5)ライン単位の適応レート制御について実装し検証した。現時点でレート制御におけるバッファ量や制御パラメータの選択など課題があるが基本動作を確認できている。単位や粒度についての基礎検証を継続中である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Deep Learning based Hierarchical Object Detection System Adopting a Depth Correction Scheme for High-Resolution Aerial Images Towards Realization of Autonomous UAV Flight2024

    • 著者名/発表者名
      Yusei Horikawa, Renpei Yoshida, Seiji Mochizuki, Tetsuya Matsumura
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: Vol.12 No.1 ページ: 85-92

    • DOI

      10.3169/mta.12.85

    • 査読あり
  • [学会発表] 空撮画像における小型物体検出性能の改善2024

    • 著者名/発表者名
      堀川 雄生, 松村 哲哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会(広島)
  • [学会発表] 超低遅延動画像符号化方式におけるConvLSTM1Dを用いたイントラ予測2024

    • 著者名/発表者名
      山口真衣, 栗原春香, 松村哲哉
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2024
  • [学会発表] 超低遅延動画像符号化方式における可変ブロックサイズ適用による符号化効率の改善2024

    • 著者名/発表者名
      山川真依, 山口真衣, 加藤剛士, 桑原悠, 松村哲哉
    • 学会等名
      令和5年度 第7回情報処理学会東北支部研究会(弘前大学)
  • [学会発表] 超低遅延動画像符号化方式におけるメモリ容量を選択可能なフレームメモリ圧縮を用いたインター予測2024

    • 著者名/発表者名
      山口真衣, 松村哲哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学(IE)研究会
  • [学会発表] YOLO及びSemantic Segmentationによる農作物検査ラインにおけ る異常検知2024

    • 著者名/発表者名
      北澤慶悟, 堀川雄生, 吉田錬平, 松村哲哉
    • 学会等名
      令和 6 年東北地区若手研究者研究発表会
  • [学会発表] YOLO及びGANによる農作物検査ラインにおける異常検知手法2024

    • 著者名/発表者名
      丸森玲旺, 堀川雄生, 吉田錬平, 松村哲哉
    • 学会等名
      令和 6 年東北地区若手研究者研究発表会
  • [学会発表] 階層型物体検出手法における再構成画像の生成及び再推論に関する検討2024

    • 著者名/発表者名
      杉内凌河, 堀川雄生, 吉田錬平, 松村哲哉
    • 学会等名
      令和 6 年東北地区若手研究者研究発表会
  • [学会発表] 高精細空撮画像におけるクラスタの特定及び推論に関する検討2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木大那, 堀川雄生, 吉田錬平, 松村哲哉
    • 学会等名
      令和 6 年東北地区若手研究者研究発表会
  • [学会発表] Clustering Re-Inference Algorithm for Deep Learning-Based Hierarchical Object Detection System2023

    • 著者名/発表者名
      Yusei Horikawa; Renpei Yoshida; Seiji Mochizuki; Tetsuya Matsumura
    • 学会等名
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] CGTI-Net: Deep-Learning-Based Object Detection Network for High-Resolution Aerial Images2023

    • 著者名/発表者名
      Yusei Horikawa; Seiji Mochizuki; Kousuke Imamura; Tetsuya Matsumura
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Internet of Things and Intelligence Systems (IoTaIS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-Low-Latency Video Coding with Reduced Frame Memory Structure for 4K/8K High-Resolution Video2023

    • 著者名/発表者名
      Mai Yamaguchi; Mai Yamakawa; Seiji Mochizuki; Kousuke Imamura; Toshiki Kanamoto; Tetsuya Matsumura
    • 学会等名
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた階層型物体検出手法における近傍探索型領域抽出アルゴリズム2023

    • 著者名/発表者名
      吉田錬平, 杉内凌河, 堀川雄生, 松村哲哉
    • 学会等名
      2023電気関連学会関西支部連合大会
  • [学会発表] UAV自律飛行に向けたクラスタ推論によるCoarse-to-Fine Netの提案2023

    • 著者名/発表者名
      堀川雄生, 松村哲哉
    • 学会等名
      2023電気関連学会東北支部連合大会
  • [学会発表] 省フレームメモリ構造とラインベースCAVLC を用いた4K/8K 高精細画像向け超低遅延動画像符号化方式2023

    • 著者名/発表者名
      山口真衣, 山川真依, 望月誠二, 西川尚, 今村幸祐, 松村哲哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学(IE)研究会
  • [学会発表] 超低遅延動画像符号化における Depthwise Separable Convolution を用いたフレーム間予測2023

    • 著者名/発表者名
      西川尚, 今村幸祐, 松村哲哉, 山口真衣
    • 学会等名
      令和5年度電子情報通信学会ソサイエティ大会

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公開日: 2024-12-25  

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