JP7265114B2 - 予測画像取得装置、原信号取得装置、予測画像取得方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(概要)
圧縮センシングを用いる符号化において、符号化装置は、符号化対象のデータ(原信号)に対して圧縮センシングのサンプリング(以下「圧縮サンプリング」という。)を実行することによって、観測信号を生成する。符号化装置は、観測信号に対して量子化処理を実行する。符号化装置は、量子化された観測信号に対してエントロピー符号化を実行することによって、観測信号の符号データを生成する。原信号は、画像信号に限られない。以下では、符号化装置は、圧縮センシングを用いる符号化の一例として、原画像の量子化及びエントロピー符号化を実行することよって、画像の符号データを生成する。画像は、2次元の動画像と、2次元の静止画像と、3次元の動画像と、3次元の静止画像と、医療用等の透視画像と、グラフとのうちのいずれでもよい。
図1は、符号化装置100の構成例を示す図である。符号化装置100は、圧縮センシングを用いる符号化処理を実行する装置である。符号化装置100は、動画像入力部101と、圧縮サンプリング部102と、量子化部103と、エントロピー符号化部104とを備える。
図3は、復号装置200の構成例を示す図である。圧縮センシングを用いる復号処理を実行する装置である。復号装置200は、符号データ入力部201と、エントロピー復号部202と、逆量子化部203と、参照画像メモリ204と、予測画像取得装置205とを備える。予測画像取得装置205は、予測画像候補生成部206と、予測画像選択部207と、係数ベクトル生成部208と、予測画像合成部209とを備える。復号装置200は、圧縮サンプリング部210と、減算部211と、予測残差復元部212と、加算部213とを更に備える。
(A)予測信号を生成可能である(自己相関性がある、又は、相関の高い他の信号を予測可能である)。
(B)2個の予測信号の(要素単位での)線形補間によって、更に高精度の合成予測信号を生成することが可能である。
(C)補間係数ベクトルがスパースであることが仮定される。
(D)合成された予測信号と原信号との差がスパースであることが仮定される。
符号化又は復号の対象は、例えば、多チャンネル等の音響信号、ニューラルネットワークの内部信号若しくは出力信号、又は、多変量解析等の対象となるビッグデータでもよい。
Claims (7)
- 復号対象の画像である原画像から得られた信号であり、かつ、前記原画像よりも低次元な信号である観測信号と、前記原画像との相関が高い第1の予測画像と、前記原画像との相関が高い第2の予測画像と、を関連付けることで合成予測画像を得る予測画像取得装置であって、
前記原画像における第1領域との相関が高い領域を前記第1の予測画像が含むように、且つ、前記原画像における第1領域の相補領域である第2領域との相関が高い領域を前記第2の予測画像が含むように定められた目的関数に基づいて、前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを選択する予測画像選択部と、
前記第1の予測画像と、前記第2の予測画像と、前記観測信号とから、前記合成予測画像の画素ごとに設定される補間係数を得る補間係数取得部と、
前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを、画素ごとに前記補間係数を用いて合成することで前記合成予測画像を得る合成予測画像取得部とを備え、
前記観測信号を構成する画素は、前記原画像の線形和で表現されており、
前記目的関数は、前記第1領域で前記第1の予測画像が前記原画像に類似し、且つ、前記第2領域で前記第2の予測画像が前記原画像に類似するほど、小さい値を示し、
前記予測画像選択部は、前記目的関数を最小化する前記第1の予測画像及び前記第2の予測画像を、予測画像候補から選択する、
予測画像取得装置。 - 前記補間係数取得部は、前記原画像を用いる代わりに、前記第1の予測画像と、前記第2の予測画像と、前記観測信号とから、L1正則化の解法を用いて、前記補間係数を得る、
請求項1に記載の予測画像取得装置。 - 前記補間係数は、予め定められた変換基底に基づいて、スパース性が高くなるよう設定されている、
請求項1又は請求項2に記載の予測画像取得装置。 - 前記補間係数は、前記第1の予測画像の画素と前記第2の予測画像の画素とのいずれを前記合成予測画像の画素とするかを、画素ごとに表す実数である、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の予測画像取得装置。 - 復号対象の信号である原信号から得られた信号であり、かつ、前記原信号よりも低次元な信号である観測信号と、前記原信号との相関が高い第1の予測信号と、前記原信号との相関が高い第2の予測信号と、を関連付けることで合成予測信号を得る予測信号取得装置を備える原信号取得装置であって、
前記原信号における第1領域との相関が高い領域を前記第1の予測信号が含むように、且つ、前記原信号における第1領域の相補領域である第2領域との相関が高い領域を前記第2の予測信号が含むように定められた目的関数に基づいて、前記第1の予測信号と前記第2の予測信号とを選択する予測信号選択部と、
前記第1の予測信号と、前記第2の予測信号と、前記観測信号とから、前記合成予測信号の要素ごとに設定される補間係数を得る補間係数取得部と、
前記第1の予測信号と前記第2の予測信号とを、要素ごとに前記補間係数を用いて合成することで前記合成予測信号を得る合成予測信号取得部と、
前記合成予測信号を用いて前記原信号を再構成する再構成部とを備え、
前記観測信号を構成する要素は、前記原信号の線形和で表現されており、
前記目的関数は、前記第1領域で前記第1の予測信号が前記原信号に類似し、且つ、前記第2領域で前記第2の予測信号が前記原信号に類似するほど、小さい値を示し、
前記予測信号選択部は、前記目的関数を最小化する前記第1の予測信号及び前記第2の予測信号を、予測信号候補から選択する、
原信号取得装置。 - 復号対象の画像である原画像から得られた信号であり、かつ、前記原画像よりも低次元な信号である観測信号と、前記原画像との相関が高い第1の予測画像と、前記原画像との相関が高い第2の予測画像と、を関連付けることで合成予測画像を得る予測画像取得装置が実行する予測画像取得方法であって、
前記原画像における第1領域との相関が高い領域を前記第1の予測画像が含むように、且つ、前記原画像における第1領域の相補領域である第2領域との相関が高い領域を前記第2の予測画像が含むように定められた目的関数に基づいて、前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを選択するステップと、
前記第1の予測画像と、前記第2の予測画像と、前記観測信号とから、前記合成予測画像の画素ごとに設定される補間係数を得るステップと、
前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを、画素ごとに前記補間係数を用いて合成することで前記合成予測画像を得るステップとを有し、
前記観測信号を構成する画素は、前記原画像の線形和で表現されており、
前記目的関数は、前記第1領域で前記第1の予測画像が前記原画像に類似し、且つ、前記第2領域で前記第2の予測画像が前記原画像に類似するほど、小さい値を示し、
前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを選択するステップは、前記目的関数を最小化する前記第1の予測画像及び前記第2の予測画像を、予測画像候補から選択することを含む、
予測画像取得方法。 - 復号対象の画像である原画像から得られた信号であり、かつ、前記原画像よりも低次元な信号である観測信号と、前記原画像との相関が高い第1の予測画像と、前記原画像との相関が高い第2の予測画像と、を関連付けることで合成予測画像を得る予測画像取得装置のコンピュータに、
前記原画像における第1領域との相関が高い領域を前記第1の予測画像が含むように、且つ、前記原画像における第1領域の相補領域である第2領域との相関が高い領域を前記第2の予測画像が含むように定められた目的関数に基づいて、前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを選択する手順と、
前記第1の予測画像と、前記第2の予測画像と、前記観測信号とから、前記合成予測画像の画素ごとに設定される補間係数を得る手順と、
前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを、画素ごとに前記補間係数を用いて合成することで前記合成予測画像を得る手順とを実行させ、
前記観測信号を構成する画素は、前記原画像の線形和で表現されており、
前記目的関数は、前記第1領域で前記第1の予測画像が前記原画像に類似し、且つ、前記第2領域で前記第2の予測画像が前記原画像に類似するほど、小さい値を示し、
前記第1の予測画像と前記第2の予測画像とを選択する手順は、前記目的関数を最小化する前記第1の予測画像及び前記第2の予測画像を、予測画像候補から選択することを含む、
プログラム。
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TRAMEL, Eric W. et al.,Video Compressed Sensing with Multihypothesis,Proceedings of 2011 Data Compression Conference,2011年03月29日,pp.193-202 |
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