マルチメディアコンテンツ振興協会御中


受付番号





申請者松岡肇印



マルチメディアコンテンツ制作支援・申請書


開発テーマのカテゴリー:

□コンテンツ制□自由部門
作□規定部門
(□公共サービス分野□教育分野□家庭分野)


□技術開発


□素材開発

開発テーマ名:
画像のオブジェクト化とベクトル量子化圧縮


連企業・団体名:


絡氏名:松岡肇

所属:(部署名、学部名)

役職:

当所在地:〒503大垣市加賀野4丁目1-7ソフトピアジャパンセンター904
現住所

窓TEL:0584-77-1252

FAX:0584-75-5874

E−Mail:datura@pag1u.net

 


[別添資料−3]


受付番号



マルチメディアコンテンツ制作支援・開発テーマ提案書


1.開発テーマのカテゴリー

□コンテンツ□自由部門
制作□規定部門(□公共サービス分野□教育分野□家庭分野)

□技術開発

□素材開発

2.テーマ名:画像のオブジェクト化とベクトル量子化圧縮

3.特筆すべき訴求点
たとえば、バラの花の絵を同心円状のグラデーションの一部分を切り取って張り合わせて描くこ
とができれば、インターネット上のトラフィックは大幅に改善されます。できるだけ少ないグラデー
ションで近似する問題は難問ですが可能です。
ただし、すべてをグラデーションで近似すればかえってサイズが増してしまうので、実際的では
なく、細部は、ベクトル量子化圧縮を併用します。ベクトル量子化圧縮は、JPEGやフラクタル圧
縮と比べてエッジ付近のにじみやノイズが出ないという特徴があります。

4.目的と目標及び社会的インパクト:
1種類の画像フォーマットで写真もイラストも文字も効率良く圧縮し、きれいに表示できる究極の
画像圧縮方式を開発することを最大の目的としています。さらに、圧縮するだけではなく、画像
をオブジェクト化する機能に注目して、カラーシミュレーションや、コラージュのツールとしても使
えるようにすることも目標に含まれています。オブジェクト化は、画像理解への前処理としての意
味も持つはずですし、MPEG4で空席になっているオブジェクト化の技術にもヒントになる可能性
も考えられます。

5.開発の概要:
減色やGIF画像の軽量化などに使えるので、基本的なベクトル量子化のルーチンをまず最初に
作ります。限界の圧縮率のためのコア部分は、以下の4つの機能を組み合わせることによって実
現します。1)オブジェクトに分解する機能、2)境界線をトレースし前後を判別し圧縮する機能、3)
ベクトル量子化圧縮自体の工夫、4)グラデーションによる近似。
これらの多くの場面では多次元空間を高速にクラスタリングする独自の技術が応用できます。画
質評価ソフトを作り、各段階で画質に影響を与えるパラメーターを一括制御できるようにします。
個々の機能を取り出して使えるアプリケーションも開発します。さらに、新しいフォーマットの画
像を作る以上それを表示するためのActiveXやNetscapePlugInも作る必要が生じます。


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6.開発テーマの概念図










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7.ベースとなる制作手法・技術
技術開発の場合:ベースとなる理論、技術
多次元データのクラスタリングを高速に行う技術。旧来のバケット法を使う場合と比べて減色の
場合では数百倍高速になっています。他にも地理的最適化問題、TSP、ベクトル量子化圧縮、
学習エンジンなどに応用可能です。
参考文献:
特許出願済み平7-182010
「計算幾何学と地理情報処理」伊理正夫監修
「パターン認識」大津展之、栗田多喜夫、関田巌著
「データ圧縮ハンドブック」M.ネルソン、J.L.ゲイリー著
「画像情報処理」安居院猛、中嶋正之著

8.開発テーマに関する実績:
(1)直接関わる開発の内容と成果
減色ソフト「pag1テトラヘドロン」でFSP95開発支援ツール部門賞を受賞しました。高画質なの
で、パソコンのゲームやマルチメディアCD-ROMの他、体感型アーケードゲームや、PSSSなど
のゲーム機用のCD-ROMでもこのソフトで作った画像が使われています。「ベクトル化」の前処
理として使われる減色ルーチンは、僕のものがたぶん世界最高の画質です。「ベクトル量子化
圧縮」は減色の次元を上げたものといえます。(データ量x次元)に比例するだけなので、高速
に処理できます。次元を上げるほど圧縮率が極限に近づくので有利です。「オブジェクト化」の
方法は、色空間を分割する独自なものです。ここでも前処理としての減色画質の差が影響しま
す。「グラデーション近似」の部分は、微少領域ごとの特徴量に基づいたクラスタリングを行うこと
によって高速化が可能になります。
(2)関連した開発の内容と成果
テレビ朝日のスポーツ番組用のテロッパーソフトを作っていた1985年頃に、日本語フォントをベ
クトル化したことがあります。

9.開発成果物
■本体の画像圧縮アプリケーション
開発時間が限られているので、Windows版のみですし、音声や映像についても今回は扱いませ
ん。独自フォーマットでの高い圧縮率を実現します。
プログラムは、画像をオブジェクト化し、ベクトルデータとして扱えるようにする部分と、ラスターデ
ータを圧縮する部分から構成されます。ラスターデータを扱うプログラムは、なめらかなグラデー
ション部分を扱うためのグラデーションで近似する部分と、細部をノイズなしに圧縮するためのベ
クトル量子化圧縮の部分とからなります。4つの機能のうちの一部の機能だけを使って、カラー
シミュレーション、イラスト化、コラージュの機能も実現します。
アルゴリズムは、多次元データのクラスタリングを高速に行う技術の応用です。実績のある減色
の場合からベクトルの次元を上げるとそのままベクトル量子化圧縮になりますし、微少領域の特
徴量に対して用いることで、グラデーションによる近似を現実的な時間で実現可能になります。
ヘルプファイルはhtml形式のものをつくり、インターネット上で、すべての機能の説明を読めるよ
うにします。
■部品として使えるようにActiveXやPlugInを作ります。
ただし、すべての機能ではなく、需要がはっきりしている部分についてだけ作ります。
単純なベクトル量子化圧縮や減色を行うActiveXと、Photoshop用PlugIn。また、新画像フォーマ
ットをブラウザで表示するためのActiveXと、Netscape用PlugIn。
■市場性はありませんが副次的な画質評価ツールもオンラインで公開します。
■また、表にはでませんが、課金のためのサーバーとクライアントのプログラムも開発します。

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10.開発の内容と構成:
1)目標達成のためのサブテーマ
■画像圧縮プログラム
本体プログラムのコア部分は4つの機能からなります。
A)オブジェクト化。色空間を独自の方法によって分割して実現。
B)ベクトル化。境界線をトレースし前後を判別し圧縮する
C)グラデーションによる近似
D)ベクトル量子化圧縮自体の圧縮率を上げる工夫をする
■ActiveXやPlugIn、その他
E)減色と、GIFファイルを軽量化するためのベクトル量子化の部分のPhotoshop用PlugIn
F)E)のActiveX版
G)新フォーマットを、Webブラウザで表示できるようにNetscapeNavigator用のPlugIn
H)G)のActiveX版
I)画質評価ツール大勢の被験者を雇って画質評価の実験を行うことは不可能なので、視覚
のモデルを作って画質の評価を行い、それに合わせてプログラムを最適化します。
J)課金の仕組み。インターネット上の匿名掲示板でシェアウェアキーを売買する輩が出現して、
シェアウェアという流通形式には限界があるので、プログラムを使用する度にインターネットに
自動的にアクセスして使用料金を支払うのに近い仕組みを独自に用意して、本体プログラムに
組み込みます。

2)サブテーマ間の関係、及び実施手順
■画像圧縮プログラムにおいて、元画像は、A)によって領域分けされ、圧縮率が高くなるように
一部は、B)でベクトルデータとして圧縮し、一部はラスターデータとして次に渡します。ラスター
データを圧縮する部分がは、C)とD)から構成されていて、C)ではラスターデータの低域部分を
圧縮し、D)では残りの高域部分を圧縮します。
期限が短いので、本体部分は4人のプログラマに分割して、並列して開発を行い個々の機能
を独立して使えるようにした上で、最終的に1つのアプリケーションにまとめます。
■PlugIn部分は外注で、E)F)は最初に、そして、G)H)は、本体プログラムがほぼ完成した後か
ら。実現します。
I)は、様々なオプションの組み合わせを試す段階で必要になるので、初期の段階で作ります。
J)は後半で間に合います。その間にインターネット上での課金の仕組みが変化している可能性
もあります。

3)開発環境の概要
■画像圧縮プログラムと画質評価ツール、課金部分については、OSは、WindowsNTもしくは9
5で、言語は、BorlandC++Builderです。画像圧縮プログラムでは、さらに、FlashPixなどのフ
ォーマットに対応するために、LEADTOOLSを使います。
■PlugIn部分は、外注します。ActiveXは、VC++PhotoshopPlugInは、MacとPhotoshopのSD
KNetscapeNavigatorのPlugInは、そのSDKという風にそれぞれ様々な開発環境が必要です。

4)成果が稼働するための環境条件
■画像圧縮プログラムと、画質評価ツールは、Windows95もしくはWindowsNT用を作ります。画
像圧縮プログラムでは、画像以外の作業領域として少なくとも16MB程度は使うと思うので、OS
や画像を入れて、48MB以上のメモリーの搭載が必要になります。
■E)は、Windows95/NTで、必要なメモリーは、32MB程度。F)は、PhotoshopのPlugInの制約の
ために余分にワークエリアが必要でMacで、64MB以上の実メモリー。G)、H)については、展開
だけなので、Windows95やWebブラウザが走る標準的な環境で大丈夫です。


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11.開発成果の普及方策:
当初は、オンラインで配布し、使った頻度に応じて後払いするソフトとして普及させ
ます。減色ソフトの顧客のデザイナーを中心として、支持者を広げていきます。雑誌
などにも紹介されることも期待します。インターネットのWebページ上でも、オンライ
ンマニュアルを読めるようにし、また、ダウンロードも可能にします。CD-ROMの開発
に使用したツールとして、readmeなどに記入してもらう様に条件付けることで、雪だ
るま式にユーザーが増えるようにします。後は、イベントに出展することくらいで
す。広告費は売り上げに依存するので、出せるかどうかわかりません。
3年後にもなれば、ハードウェアの環境が大幅に変化してしまいソフトの意味が変わ
ってしまうと思うので、誰でも部品として使えるように、ロイヤリティー無しの部品
ソフトとして販売する形に切り替えます。

12.関連プロジェクトへの応募状況:
応募していません。

締め切りがきつくて、他機種への移植部分の大部分や、音声や映像の圧縮部分を削除してし
まったので、MMCAのに落ちた場合、それらの仕様を復元して、次回のIPAのに応募したいと
思いますが、そもそもIPAのは、個人での応募は無理かもしれません。


13.スケジュール:








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14.実施体制:
(1)開発リーダー松岡肇
ActiveX担当澤功祐(有限会社オーバーライズ)
PhotoshopPlugIn古籏一浩(OpenSpace)


(2)開発体制図













(3)関係と役割分担
ドキュメントや品質テストに関しては、減色ソフトpag1テトラヘドロンのユーザーの中に何人か見
当がついているのでそこに外注します。ActiveXやPlugInに関しては、澤さんや古籏さんに外
注します。本体の画像圧縮プログラムの作成は松岡肇が担当しますが、一人で全部作ってい
たら1年では間に合わないのでアルバイトを雇います。婚約者が京大で研究員をしていて、毎
週大垣と京都を往復しているので、ついでに、京都にも開発拠点を作って、京大生のアルバイ
トを4人雇うことが出来れば好都合なのですが、京都に限らず、インターネット上で広告を出し
て、募集することになるかもしれません。
(4)海外協力に関する事項
海外協力の予定はありません。MacromediaFlash用のグラデーション付きのベクトルデータへ
の変換ツールという位置を得られれば良いのですがまだ打診していません。LZW圧縮のシェ
アウェアでの使用に関してUnisysとのライセンス契約を結んでいますが、これから結び直すこと
になると契約料が値上がりしていて、ちょっと大変です。

15.予算額


97年度 98年度計
人件費 8820 8780
外注費5000 9000
パソコン7台レンタル 116 0840
開発拠点の家賃 1500 500
光熱費 250 250
OCNの料金 480 280
通信費 240 140
ソフトウェア 1200 200
書籍費 500 400
19150 20390 39540


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 (C)MATSUOKA , Hajime

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