STM画像の符号化に関する研究

STM图像编码研究

• 批准号: 11750345
• 负责人: 黒木 祥光
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kagoshima National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750345/
• 关键词: 画像符号化; STM画像; JPEG; 予測符号化; DCT; 可逆符号化; 適応予測

近年,ディジタル画像は計測機器等の発展により,様々な計測データの解析に用いられつつある.本研究では,計測データの一種である半導体表面のSTM(Scanning Tunneling Microscopy)画像の符号化に関する検討を行う.静止画像符号化の国際標準JPEG(Joint Photographic experts Group)は自然画像を対象とし,画素値は緩やかに変化すると仮定している.しかし,STM画像は通常の画像と統計的性質が異なるため,JPEGでは圧縮効率の低下が予測される.昨年度,JPEGの非可逆モードに使用されているDCT(Discrete Cosine Transform)係数の分布を近似する関数として,STM画像の場合,正規分布が適切との結果を得た.しかし,一般の画像に用いられるラプラス分布との差は僅かであるため,DCT係数の分布はラプラス分布で近似されるとの仮定の下,JPEG非可逆モードにおける統計モデルの再構築を行った.提案したモデルはJPEGに比べ状態数が2/3程度にも関わらず,JPEGと同等以上の符号化効率を得ることが出来た.続いて,予測符号化における予測器の選定に関する検討を行った.JPEGの可逆モードでは,符号化すべき画素に隣接する3つの画素を用いた線形予測を行っている.最新の可逆符号化の国際標準JPEG-LSにおいても,予測関数を動的に変化する点が異なるものの,JPEGと同様の画素を用いた,より単純な線形予測を採用している.ここで使用される予測器は処理の簡素化を考慮し,加減算とシフト演算のみで実行可能なものである.報告者はこれら予測器の最適性に疑問を感じ,予測自乗誤差を最小化する観点から理論的考察の結果,JPEGと異なる予測器を提案した.提案した予測器をブロック適応予測に使用した場合,JPEG以上に自乗誤差を低減することが出来た.なお,提案した統計モデルおよび予測係数の優位性はSTM画像のみでなく,任意の画像においても見られた.

In recent years, the development of ディジタ <s:1> image mapping ディジタ measurement machines and others has been carried out in によ によ, the 々な measurement デ タ タ タ, and the analysis of に uses られ られ ある ある ある ある. In this study, で で, the デ デ タ タ タ <s:1> is measured by <s:1> a である semiconductor surface <s:1> STM(Scanning Tunneling Microscopy) image <s:1> symbolization に is related to する検 and を fields う. Still image symbolization: International standard JPEG(Joint Photographic experts Group) は natural portrait を like と seaborne し, picture element numerical は slow や か に variations change す る と 仮 set し て い る. し か し, STM pictures は portraits usually の と statistical properties of が different な る た め, JPEG で は 圧 low shrinkage rate of unseen の が be さ れ る. Last year,JPEG <s:1> non-reversible モ モ ドに ドに used されて る るDCT(Discrete Cosine) Transform) distribution coefficient の を approximate す る masato number と し て, STM pictures の occasions, normal distribution が appropriate と を た. の results し か し, general の portraits に い ら れ る ラ プ ラ ス distribution と の poor は only か で あ る た め, distribution of DCT coefficients の は ラ プ ラ ス distribution で approximate さ れ る と の 仮 under the の JPEG non reversible モ ー Youdaoplaceholder0 count モデ モデ った <s:1> reconstruct を rows った. Proposal し た モ デ ル は JPEG に than べ state number が two-thirds degree に も masato わ ら ず, JPEG と equivalent の を symbolic sharper rate have る こ と が た. 続 い て, be symbolic に お け る to sensor の selected に masato す る 検 line for を っ た. JPEG の reversible モ ー ド で は, symbolic す べ き pixels に 隣 meet す る 3 つ の pixels を with い た linear line to measure を っ て い る. Latest の reversible symbolic の international standard JPEG - LS に お い て も, masato to test several を moving に variations change す る point が different な る も の の, JPEG と with others の pixels を with い た, よ り 単 pure な を linear to test using し て い る. こ こ で use さ れ る to sensor は 処 Richard の invigorative を consider し, add and subtract calculate と シ フ ト calculus の み で may be line な も Youdaoplaceholder0. Reporter は こ れ ら to sensor the optimal sex の に doubt を じ feeling, to measure the を 乗 error minimization す る 観 point か ら examination の results of the theory of JPEG と different な る proposals to the sensors を し た. Proposal し た to sensor を ブ ロ ッ に ク optimum 応 to test using し た occasions, more than JPEG に を low since 乗 error reduction す る こ と が た. な お, proposal し た statistical モ デ ル お よ び to measure coefficient の primacy は STM pictures の み で な く, arbitrary の portrait に お い て も see ら れ た.

项目成果

黒木祥光,上繁義史,太田諦二: "QM-coderを用いたDCT係数の符号化"画像符号化シンポジウム第14回シンポジウム資料. 23-24 (1999)

Yoshimitsu Kuroki、Yoshifumi Kamishige、Taiji Ota：“使用 QM 编码器对 DCT 系数进行编码”图像编码研讨会第 14 届研讨会材料。

黒木祥光,上繁義史,太田諦二: "予測符号化における予測関数の選定"画像符号化シンポジウム第15回シンポジウム資料. 117-118 (2000)

Yoshimitsu Kuroki、Yoshifumi Kamishige、Taiji Ota：“预测编码中预测函数的选择”图像编码研讨会第 15 届研讨会材料 117-118 (2000)。

黒木祥光,上繁義史,太田諦二: "超高精細画像におけるDCT係数の分布とQM-coderを用いた符号化に関する検討"情報処理学会研究報告. 99巻・82号. 7-12 (1999)

Yoshimitsu Kuroki、Yoshifumi Kamishige、Taiji Ota：“超高清图像中 DCT 系数的分布和使用 QM 编码器的编码研究”日本信息处理学会研究报告，第 99 卷，第 7-12 期。 1999）

黒木祥光,上繁義史,太田諦二: "超高精細画像におけるDCT係数の分布"平成11年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 555 (1999)

Yoshimitsu Kuroki、Yoshifumi Kamishige、Taiji Ota：“超高清图像中 DCT 系数的分布”1999 年电气工程学会九州分会会议记录 555（1999）。

上牧瀬誠,北園圭基,黒木祥光,上繁義史: "STM画像における適応予測"1999年映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集. 92 (1999)

Makoto Kamise、Keiki Kitazono、Yoshimitsu Kuroki、Yoshifumi Kamishige：“STM 图像中的自适应预测”1999 年图像信息和电视工程师学会冬季会议记录 92 (1999)。