科目名 情報圧縮特論
単位数 2.0
担当者 知能工学専攻 教授 髙橋 健一
履修時期 後期
履修対象 1、2年次
概要 コンピュータとデジタルネットワークの急速な発展により、データ、音声、静止画、動画像等さまざまなメディアが利用できるようになった。コンピュータの記憶装置の大容量化、ネットワークの高速化とともに小容量なデータの圧縮符号化の重要性は以前ほどではなくなってきているが、豊富な情報を含む静止画像や動画像などの大容量のデータの圧縮符号化は重要な位置を占めている。講義では、まずデータ圧縮の基礎理論である情報量、エントロピーを復習し、続いて、エントロピー符号化からテキスト、音声、静止画像、動画像に対する圧縮符号化方式を学ぶ。
科目の到達目標 データ圧縮の基本的な考え方や代表的なメディアに対するデータ圧縮符号化アルゴリズムを習得し、演習問題に応用できるようになることを目標とする。講義においては、演習および確認テストを実施することで理解度を高める。
受講要件 学部における情報理論、ディジタル信号処理、画像処理に関する講義を受講していることが望ましい。
事前・事後学修の内容 事前に配布するプリントを事前に読んで、わからない点は授業で解決できるようにしておく。
また、翌週に小テストを実施するため、毎回の授業後には事後学修をすること。

講義内容 1 データ圧縮の概要
2 情報量とエントロピー
3 接頭符号化、ハフマン符号化
4 算術符号化
5 ランレングス符号化とファクシミリ画像の符号化
6 テキストデータの符号化(LZ符号化)
7 テキストデータの符号化(LZ78符号化の改良であるLZW符号化)
8 音声の符号化(電話品質、DPCM符号化)
9 音声の符号化(オーディオ、圧縮例)
10 1次元離散コサイン変換(DCT)
11 静止画像の符号化(JPEG、2次元離散コサイン変換)
12 静止画像の符号化(JPEG2000、圧縮例など)
13 動画像の符号化(MPEG1,2)
14 動画像の符号化(MPEG4, H.264/AVC, H.265/HEVC)
15 動画像の符号化(その他の動画層符号化, 圧縮例の表示など)
評価方法 毎回の授業で実施する確認テストにより、情報量、エントロピー、各種メディアに対する圧縮符号化方式の概要、原理、基礎的な理論の理解、具体的な課題への適用などについて達成度に応じて評価する。
秀、優、良、可、不可の基準は、講義概要記載のとおりとする。
教科書等 教科書:適宜プリントを配布
参考書:大久保榮監修,「H.265/HEVC教科書」,インプレスジャパン(2013).
    大久保榮監修,「H.264/AVC教科書」,インプレスR&D(2009).
    K.R.Rao and J.J.Hwang, "Techniques and standards for image, video, and audio coding,"     Prentice-Hall(1996).
David Salomon, "Data compression," Springer(1997).
    昌達K's,「圧縮アルゴリズム」(ソフトバンクパブリッシング)(2003).
担当者プロフィール パターン情報の知識処理に関した研究を行っている。
授業内容や課題などに関する、学生の個別学習相談を随時受け付けています。教員の所在は、学内サイネージ等に掲示されていますので、確認の上、研究室を訪ねてみてください。
備考 【教職】中・高専修(数学)