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グラフ信号処理に基づく非局所性フィルタリングを利用した画像復元手法

Research Project

Project/Area Number 15J08568
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

小貫 真希  東京農工大学, 大学院生物システム応用科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords特異値分解 / チェビシェフ多項式近似 / 低ランク近似 / グラフ信号処理 / 多項式近似 / 近似誤差 / 重み付き二乗誤差 / 画像処理 / 平均二乗誤差の不偏推定 / 平滑化
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,グラフ信号処理におけるグラフ周波数領域上のフィルタリングの計算の効率化について主に研究を行った.グラフ信号処理におけるグラフ周波数領域上でのフィルタリングでは,大規模疎行列の固有値の縮退が必要であり,その計算には膨大な計算時間を要する.昨年度までに,応用数学で発展してきた多項式理論を応用することで,その固有値の縮退に要する時間を削減した.しかし,行列の固有値の縮退のみを考慮するのでは不十分である.なぜならば,与えられた行列が非対称行列の場合は,その固有値が複素数となる場合があるからである.一般に複素数を考慮した計算は複雑になる場合が多いため,非対称行列に対しては固有値の縮退を使用した処理は好ましくない.その問題を解決するために行列の特異値の縮退が用いられる.与えられた行列の特異値は全て実数になることが知られており,計算を行うことが非常に容易になる.しかし,行列の固有値の縮退と同様に,特異値の縮退には膨大な計算時間を要する.本年度は,多項式近似理論を応用し特異値分解の計算の効率化を主に行った.その理論と実験結果をまとめた論文が信号処理系のトップジャーナルに位置するIEEE Transactions on Signal Processingに採録されており,月間論文ダウンロード数も度々上位に上がるほどのインパクトであった.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] 香港中文大学(香港)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fast Singular Value Shrinkage With Chebyshev Polynomial Approximation Based on Signal Sparsity2017

    • Author(s)
      Onuki Masaki、Ono Shunsuke、Shirai Keiichiro、Tanaka Yuichi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Signal Processing

      Volume: 65 Issue: 22 Pages: 6083-6096

    • DOI

      10.1109/tsp.2017.2745444

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-blind deconvolution of point cloud attributes in graph spectral domain2017

    • Author(s)
      K. Yamamoto, M. Onuki, Y. Tanaka
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E100-A Pages: 1751-1759

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Graph signal denoising via trilateral filter on graph spectral domain2016

    • Author(s)
      Masaki Onuki, Shunsuke Ono, Masao Yamagishi, Yuichi Tanaka
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 137-148

    • DOI

      10.1109/tsipn.2016.2532464

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] チェビシェフ多項式近似を使用した極分解による特異値分解の高速化2018

    • Author(s)
      小貫真希,田中雄一
    • Organizer
      電子情報通信学会信号処理研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Improved eigenvalue shrinkage using weighted Chebyshev polynomial approximation2017

    • Author(s)
      M. Onuki, Y. Tanaka, M. Okuda
    • Organizer
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • Place of Presentation
      New Orleans, LA, USA
    • Year and Date
      2017-03-05
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重み付きチェビシェフ多項式近似による固有値の縮退法2017

    • Author(s)
      小貫真希,田中雄一,奥田正浩
    • Organizer
      第32回信号処理シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] スペクトルクラスタリングのための低ランク/スパース分解を用いたグラフ学習2017

    • Author(s)
      金田大寿,小貫真希,田中雄一
    • Organizer
      電子情報通信学会信号処理研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Mesh-based image retargeting with spectral graph filtering2016

    • Author(s)
      Y. Tanaka, S. Yagyu, A. Sakiyama, M. Onuki
    • Organizer
      Asia Pacific Signal and Information Processing Association (APSIPA)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2016-12-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] L1-regularized optimization of undersampled prefilters for image coding2016

    • Author(s)
      M. Onuki, Y. Tanaka
    • Organizer
      Picture Coding Symposium (PCS)
    • Place of Presentation
      Nuremberg, Germany
    • Year and Date
      2016-12-04
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラフスペクトルフィルタリングを用いたメッシュ変形による画像リターゲティング2016

    • Author(s)
      柳生佐保,田中雄一,崎山亮恵,小貫真希
    • Organizer
      第31回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      関西大学100周年記念会館(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-11-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Deblurring of point cloud attributes in graph spectral domain2016

    • Author(s)
      K. Yamamoto, M. Onuki, Y. Tanaka
    • Organizer
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • Place of Presentation
      Phoenix, AZ, USA
    • Year and Date
      2016-09-25
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Image colorization based on ADMM with fast singular value thresholding by Chebyshev polynomial approximation2016

    • Author(s)
      M. Onuki, S. Ono, K. Shirai, and Y. Tanaka
    • Organizer
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2016-03-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラフスペクトラル領域における非正規化バイラテラルフィルタとその画像処理への応用2016

    • Author(s)
      永松隆汰,小貫真希,崎山亮恵,飯塚雄基,田中雄一
    • Organizer
      電子情報通信学会信号処理研究会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(大阪府大阪市北区茶屋町)
    • Year and Date
      2016-01-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフスペクトル領域での点群データに対するぼけ除去2016

    • Author(s)
      山本郁,小貫真希,田中雄一
    • Organizer
      電子情報通信学会画像工学研究会
    • Place of Presentation
      沖縄セルラー電話(沖縄県那覇市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Globalized BM3D using fast eigenvalue filtering2015

    • Author(s)
      K. Suwabe, M. Onuki, Y. Iizuka, and Y. Tanaka
    • Organizer
      IEEE Global Conference on Signal and Information Processing (GlobalSIP)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, USA
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チェビシェフ多項式近似による画像ノイズ除去フィルタの固有値フィルタリング2015

    • Author(s)
      小貫真希,小野峻佑,白井啓一朗,田中雄一
    • Organizer
      第30回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      スパリゾートハワイアンズ(福島県いわき市常磐藤原町)
    • Year and Date
      2015-11-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] チェビシェフ多項式近似を利用したBM3Dの繰り返し処理による固有値フィルタリング2015

    • Author(s)
      諏訪部光紀,小貫真希,飯塚雄基,田中雄一
    • Organizer
      第30回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      スパリゾートハワイアンズ(福島県いわき市常磐藤原町
    • Year and Date
      2015-11-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-local/local image filters using fast eigenvalue filtering2015

    • Author(s)
      M. Onuki, S. Ono, K. Shirai, and Y. Tanaka
    • Organizer
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • Place of Presentation
      Quebec City, Canada
    • Year and Date
      2015-09-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      http://onk.msp-lab.org/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] Masaki Onuki

    • URL

      http://onk.msp-lab.org/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] Projects

    • URL

      http://onk.msp-lab.org/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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