ファジィ関係方程式に基づいた動画像圧縮およびその大量動画像運用への応用

基于模糊关系方程的视频压缩及其在海量视频运算中的应用

基本信息

批准号：
15700181
负责人：
延原肇
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700181/
关键词：
ファジィ関係方程式ファジィ関係画像圧縮ウェーブレットマックスプラス代数画像処理画像圧縮・再構成形式概念解析データベースファジィ代数非一様符号化ファジィ・エントロピー静・動画像圧縮ファジィ理論予測符号化

项目摘要

平成17年度の主な研究成果は、平成15および16年度に開発・改良したファジィ関係方程式に基づいた動画像圧縮プロトタイプシステムの工学面および理論面からの一般化である。工学面での一般化では、動画像圧縮で利用する色空間としてRGB色空間に加えYUV色空間を採用している。YUV色空間の場合、UV色空間の情報をY空間に比べ大幅に間引くことができるため、RGB色空間に比べ、同程度の画像品質を維持しながら高圧縮率を実現できる。本研究では、YUV色空間に基づいた動画像圧縮のための符号器設計アルゴリズムを提案し、さらに標準動画像データベースを対象にした圧縮実験を通して、提案アルゴリズムの有効性を確認している。理論面での一般化として、ファジィ関係方程式を取り扱うベースであるファジィ代数を、マックスプラス代数に拡張している。マックスプラス代数は、1)ハードウェアに対する親和性が高く2)量子化誤差が発生しない、3)画像圧縮においてエッジを優先的に保存できる、とう特徴を持つ。本研究では、このマックスプラス代数に基づきウェーブレット変換を定式化し、さらにこれに基づく動画像圧縮・再構成法を提案している。マックスプラス代数に基づくウェーブレット変換は、エッジを優先的に保存するため、エッジを多く含む動画像圧縮の差分フレームに適用することで、高品質・高圧縮が実現できる。標準動画像データベースを対象にした動画像圧縮実験を通して、マックスプラス代数に基づくウェーブレット変換の有効性を確認している。以上を要するに、本年度はファジィ関係方程式に基づいた動画像圧縮法の工学面および理論面からの一般化を行い、特にマックスプラス代数を採用することによってハードウェア化への親和性向上・大量動画像運用への展開を行っており、当初の目標を十分に満たしているといえる。

2005年的主要研究成果是从工程和理论方面对2003年和2006年开发和改进的基于模糊关系方程的视频压缩原型系统进行了推广。在一般工程方面，除了RGB色彩空间之外，还采用YUV色彩空间作为视频压缩所使用的色彩空间。在YUV颜色空间的情况下，UV颜色空间中的信息相比Y空间可以显着稀疏，因此与RGB颜色空间相比，可以在保持相同图像质量的情况下实现更高的压缩率。在本研究中，我们提出了一种基于YUV颜色空间的视频压缩编码器设计算法，并通过在标准视频数据库上进行压缩实验进一步证实了该算法的有效性。作为从理论角度的推广，作为处理模糊关系方程的基础的模糊代数被扩展到最大加代数。 Maxplus代数具有以下特点：1）与硬件高度兼容，2）不产生量化误差，3）在图像压缩时可以优先保留边缘。在本研究中，我们基于该最大加代数制定了小波变换，并进一步提出了基于此的视频压缩/重建方法。基于最大加代数的小波变换优先保留边缘，因此将其应用于包含许多边缘的差分帧进行视频压缩可以实现高质量和高压缩。通过在标准视频数据库上进行视频压缩实验，验证了基于maxplus代数的小波变换的有效性。综上所述，今年我们将从工程和理论方面推广基于模糊关系方程的视频压缩方法，特别是采用max-plus代数，提高与硬件的兼容性，提高处理能力。项目已经投入运营，可以说已经完全达到了最初的目标。