形態学に適応したJPEG2000符号化

２０００年以来，画像圧縮アルゴリズムEBCOT（ウェーブレット図のブロック分割と符号化）に基づいて，JPEG2000(Joint Photographic Experts Group 2000)標準に発展されている。JPEG2000は，JPEG委員会が設定した次世代のカラー静止画像を情報圧縮符号化の国際標準規格として， 従来のJPEG(離散コサイン変換DCT(Discrete Cosine　Transform)に基づく非可逆符号化標準)と比較して，高画質を実現しており，すべての圧縮率において，PSNR（符号化による画像の劣化の尺度）はJPEGよりもJPEG2000のほうが優れておる。 JPEG2000では，DCT（余弦波）の代わりに，DWT(Discrete Wavelet Transform)で空間的局在性のあるさざなみを用い，さらに波のセットとしても高周波数成分に比較的多くの波を割り当てることによって，ゆったりとした変化だけでなく急激な変化にも柔軟に対応ができる。そのため，JPEGの特性上に避けられなかったブロック歪み（格子状ノイズ）やモスキートノイズ（水面の波紋状のノイズ）が発生しないなどの特長が持つ，その他さまざまなアプリケーションに対応した機能も含まれており，現在，画像圧縮研究分野で最も注目されている技術である。中核技術となるEBCOTアルゴリズムはウェーブレット係数の逐次量子化技術を用いる上，４つのエントロピー符号化方式を活用して，ビットプレーン単位で符号化を行われる。ウェーブレット係数の２進数形で符号化する後に，MQ-Coderと呼ばれる算数符号を用いて，レート制御技術も加えたことで，さらに制御可能の高質な画像圧縮が行える。しかし，元画像のウェーブレット変換後，エネルギーは低周波バンドに集まるため，ウェーブレット係数の分布から見ると，画像復元に影響が大きい重要係数は低周波バンドLLに属すケースが普遍である一方，LH，HL，HHなど高周波バンドには変換レベルの上昇に従って，ゼロ或いはゼロに近い係数値が多く存在になることが分かります。JPEG2000は各サブバンドともなく，サブバンドに分割されたウェーブレット係数をコードブロックごとに分割して，コードブロックは独立に符号化されることで，重要係数に対する効率高い符号化ができるものの，重要係数に含まない或いは少ないコードブロックに応用される場合には効率が下がることがあり得る。そのため，形態学に基づいたMRWD(Morphological Representation of Wavelet Date)アルゴリズムから，重要係数だけのところを洗い出す，改良後のEBCOT符号化を実施し，MQ算数符号化を行い，レート制御後，最終の圧縮データを得られる方法を提案する。実験結果より提案法の有効性を示す。