超高精細動画像向け画像圧縮ＬＳＩ構成法の研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23300018
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 池永 剛 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90367178)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 動画像符号化 / 信号処理 / 電子デバイス・集積回路 / マルチメディア情報処理 / 情報システム

研究概要

HEVC符号化アルゴリズムの低演算量化、ハードウェア化を目的として、昨年度までに検討を行っていた動き予測、適応型補間フィルタ、直交変換・量子化等の検討を発展させ、2013年1年に発表されたHEVCの最終標準仕様を踏まえた取り組みを引き続き行った。得に、昨年度から検討に着手したイントラ予測に加え、符号化と雑音に伴う信号波形歪を補正する新しいツールとして加わった、サンプル・アダプティブ・オフセット（SAO）に注力した。イントラ予測では、画素勾配解析やモード改善などにより、43%の演算量削減を可能にした。SAOは、クラス結合手法、事前決定手法、ブロック境界予測手法などを提案した。クラス結合手法は類似処理を結合することで処理時間を削減，事前決定手法は検索範囲を縮小することで処理時間を削減している。一方、ブロック境界予測手法はDeblocking Filterとのデータ依存問題を解決することでループ内フィルタ全体の並列化が可能にしている。これらの提案手法を組み合わせることで、SAO 処理時間は最大平均 31.27%削減でき、BD-bitrate が平均 0.17％削減できることを確認した。ハードウェア実装に直接関わる成果としては、画像コーデック向けの３DスタックフェーズチャージRAMを考案し、52-57%の消費電力削減の見通しを得た。
また、将来のTV会議システム応用につながる、Scalable Video Extension(SVC)の検討を行い、各種動画像圧縮フォーマット間の低演算量トランスコーダアルゴリズムの成果を発信した。さらに、動画像圧縮を含む各種映像システムプロダクト差別化のキーとなる、実時間特徴抽出のハードウェアエンジン、空間的・時間的情報および連結性を考慮したKOI (Keypoint of Interest)抽出アルゴリズム、低演算量物体追跡アルゴリズムなどを実現し、成果発信を行った。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A Mode Mapping and Optimized MV Conjunction Based H.264/SVC to H.264/AVC Transcoder with Medium-Grain Quality Scalability for Videoconferencing (2014)
  • 著者名/発表者名: Lei Sun, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga
  • 雑誌名: IEICE Trans. Fundamentals 巻: Vol. E97-A, No. 2 ページ: 501-509
  • DOI: 10.1587/transfun.E97.A.501
• [雑誌論文] Low-Complexity Hybrid-Domain H.264/SVC to H.264/AVC Spatial Transcoding with Drift Compensation for Videoconferencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Lei Sun, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga
  • 雑誌名: IEICE Trans. Fundamentals 巻: Vol. E96-A, No. 11 ページ: 2142-2153
  • DOI: 10.1587/transfun.E96.A.2142
• [雑誌論文] A Drift-Constrained Frequency-Domain Ultra-Low-Delay H.264/SVC to H.264/AVC Transcoder with Medium-Grain Quality Scalability for Videoconferencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Lei Sun, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga
  • 雑誌名: IEICE Trans. Fundamentals 巻: Vol. E96-A, No. 6 ページ: 1253-1263
  • DOI: 10.1587/transfun.E96.A.1253
• [雑誌論文] Content-Aware Write Reduction Mechanism of 3D Stacked Phase-Change RAM Based Frame Store in H.264 Video Codec System (2013)
  • 著者名/発表者名: Sanchuan Guo, Zhenyu Liu, Guohong Li, Takeshi Ikenaga, Dongsheng Wang
  • 雑誌名: IEICE Trans. Fundamentals 巻: Vol. E96-A, No. 6 ページ: 1273-1282
  • DOI: 10.1587/transfun.E96.A.1273
• [雑誌論文] Low Complexity Keypoint Extraction Based on SIFT Descriptor and Its Hardware Implementation for Full-HD 60 fps Video (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Suzuki, Takeshi Ikenaga
  • 雑誌名: IEICE Trans. Fundamentals 巻: Vol. E96-A, No. 6 ページ: 1376-1383
  • DOI: 10.1587/transfun.E96.A.1376
• [学会発表] 車載機器向けHCIのための動き特徴量と追跡を用いた手輪郭補正と指の長さの2段階閾値に基づくクリック動作検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北尾 雄一朗, 池永 剛
  • 学会等名: 電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140313-20140314
• [学会発表] 自転車特有の角度変化と上下振動を考慮した予測・尤度モデルを用いたパーティクルフィルタによる後方確認支援向け車両追跡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三上洋平, 生駒哲一, 池永 剛
  • 学会等名: 電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140313-20140314
• [学会発表] クラス結合とブロック境界予測に基づいたHEVCのハードウェア向けSAOアルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 裴 振宇, 陳 高星, 劉 振宇, 池永 剛
  • 学会等名: 電子情報通信学会画像工学研究会
  • 発表場所: 大分、別府市
  • 年月日: 20140306-20140307
• [学会発表] Keypoint of Interest Based on Spatio-temporal Feature Considering Mutual Dependency and Camera Motion (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Suzuki, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: The Sixth International Conferences on Advances in Multimedia (MMEDIA 2014)
  • 発表場所: フランス、ニース
  • 年月日: 20140223-20140227
• [学会発表] クラス結合と事前決定に基づいたHEVCのサンプルアダプティブオフセットにおける低演算処理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 裴 振宇, 陳 高星, 池永 剛
  • 学会等名: 28回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: 山口、下関市
  • 年月日: 20131119-20131122
• [学会発表] 画像内の肌色ノイズ領域除去を目的とした動き情報と追跡処理を用いた手領域検出手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北尾 雄一朗, 池永 剛
  • 学会等名: 28回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: 山口、下関市
  • 年月日: 20131119-20131122
• [学会発表] Fast Mode and Depth Decision HEVC Intra Prediction Based on Edge Detection and Partitioning Reconfiguration (2013)
  • 著者名/発表者名: Gaoxing Chen, Lei Sun, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS 2013)
  • 発表場所: 沖縄、那覇市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] Keypoints of Interest Based on Spatio-Temporal Feature and MRF for Cloud Recognition System (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Suzuki, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: APSIPA Annual Summit and Conference (ASC 2013)
  • 発表場所: 台湾、高雄
  • 年月日: 20131029-20131101
• [学会発表] FAST INTRA PREDICTION FOR HEVC BASED ON PIXEL GRADIENT STATISTICS AND MODE REFINEMENT (2013)
  • 著者名/発表者名: Gaoxing Chen, Zhenyu Pei, Lei Sun, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: IEEE China Summit and International Conference on Signal and Information Processing (ChinaSIP 2013)
  • 発表場所: 中国、北京
  • 年月日: 20130706-20130710
• [学会発表] Hand Gesture Interface Using Fourier Descriptor Filter and SVM (2013)
  • 著者名/発表者名: Lei Gu, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: The 28th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC2013)
  • 発表場所: 台湾、台北
  • 年月日: 20130630-20130703
• [学会発表] Local-threshold 2D-tophat Cell Segmentation for the Two-photon Confocal Microscope Image (2013)
  • 著者名/発表者名: Xiaoyang Yuan, Lei Gu, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: IAPR International COnference on Machine Vision and Applications (MVA 2013)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20130520-20130523
• [学会発表] A Mode-Mapping and Optimized MV Conjunction Based MGS-Scalable SVC to AVC IPPP Transcoder (2013)
  • 著者名/発表者名: Lei Sun, Zhenyu Liu, and Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS 2013)
  • 発表場所: 中国、北京
  • 年月日: 20130519-20130523
• [学会発表] Fast HEVC Intra Mode Decision Using Matching Edge Detector and Kernel Density Estimation Alike Histogram Generation (2013)
  • 著者名/発表者名: Guang Chen, Zhenyu Liu, Takeshi Ikenaga, Dongsheng Wang
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS 2013)
  • 発表場所: 中国、北京
  • 年月日: 20130519-20130523
• [備考] 池永研究室研究テーマ
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/research-J.htm
• [備考] 池永研究室研究成果
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/publications-J.htm