歪み有り情報圧縮の高速符号化アルゴリズムの開発と理論解析

失真信息压缩高速编码算法的开发与理论分析

基本信息

批准号：
15700141
负责人：
三村和史
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hiroshima City University (2004)Kobe City College of Technology (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

有歪圧縮とは、データの復元が不完全である代わりに高い圧縮性能を実現することを目的とした情報圧縮である。許容する歪に対してどの程度まで情報が圧縮できるかという限界をレート歪特性といい、レート歪特性の限界は理論的に示されている。平成16年度の研究において、階層的ニューラルネットワークの一種である木構造3層パーセプトロンを用いた有歪圧縮方法を提案した。木構造3層パーセプトロンとして、中間素子の出力の積で出力素子の出力を決めるパリティマシンと、中間素子の出力の多数決で出力素子の出力を決めるコミティマシンについて性能評価を行なった。その結果、中間素子数が2以上のパリティマシンを用いた有歪圧縮方法は、理論限界を達成することが明らかにした。理論限界を達成する有歪圧縮方法は申請者の発見したパリティマシンを用いた方法のほかに、非単調パーセプトロンを用いた方法や、疎行列を用いた方法など既に複数の方法が発見されている。これらは全て同じレート歪特性を持っているにもかかわらず、異なった符号化特性を持つ。この差異の原因を解明すれば、系統的な高速符号化法の開発に寄与できると期待されるため、符号化特性を系統的に調べることは極めて重要となる。パリティマシンによる有歪圧縮方法は、圧縮符号の分布をひとつのパラメータによって制御可能である。これは、非単調パーセプトロンを用いた方法と、疎行列を用いた方法の持つ特徴と同様の特徴を特殊な場合として含む方法となっている。このため、圧縮符号の分布に対する符号化特性の影響を系統的に調べることが申請者の提案によって可能となった。また、符号化特性の解析で重要となる経路積分法の適用についても研究を行い、経路積分法によって系の定常状態を得る理論的方法を開発した。圧縮符号の分布やコスト関数を通じた有歪圧縮の幾何学的な理解や、より高効率な符号化法の開発などが今後の課題である。

压缩变形是信息压缩，旨在实现高压缩性能而不是不完整的数据恢复。相对于可接受的应变可以压缩多少信息的限制称为速率应变特征，理论上指示了速率应变特征的极限。在2004年的一项研究中，我们提出了一种使用三层树结构的感知器（一种分层神经网络）的应变压缩方法。对平等机器进行了性能评估，该计算机通过中间元素的输出的产物和委员会机器来确定输出元件的输出，该委员会通过中间元素输出的多数投票来确定输出元素的输出。结果，已经揭示了使用具有两个或多个中间元素的奇偶校验机的应变压缩方法可以达到理论上的限制。除了使用申请人发现的奇偶校验机的方法外，已经发现了几种方法，包括使用非单调感知器的方法和使用稀疏矩阵的方法。它们都具有相同的速率失真特性，但仍具有不同的编码特性。预计如果理解了这种差异的原因，它将有助于系统的高速编码方法的发展，因此系统地检查编码特征非常重要。平均机器的变形压缩方法允许分布压缩代码由单个参数控制。该方法包括类似于非单调感知器和使用稀疏矩阵的方法的特殊情况。因此，申请人的建议使系统地检查编码特性对压缩代码分布的影响是可能的。我们还研究了路径积分方法的应用，该方法在编码特性的分析中很重要，并开发了一种理论方法，可以使用路径积分方法获得系统的稳态。未来的挑战包括通过分布压缩代码和成本函数的分配以及开发更有效的编码方法来几何理解失真压缩。