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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Photo Developing based on 5D Probabilistic Light Field

Research Project

Project/Area Number 18K19813
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

福嶋 慶繁  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80550508)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywordsコンピュテーショナルフォトグラフィ / ガウシアンフィルタ / バイラテラルフィルタ / ノンローカルミーンフィルタ / Bayer画像 / 定数時間ガウシアンフィルタ / エッジ保存平滑化フィルタ
Outline of Annual Research Achievements

今年度は,主に6つの項目について研究した.
まず,(1)画像処理の基礎的なフィルタであるガウシアンフィルタを定数時間で動作させるために短時間周波数変換を用いて高速に計算する方法を提案した.(2)さらに,ハードウェアを考慮して,演算回数が最小になるようにアルゴリズムを設計した.次に画質評価となるSSIMの計算を高速化・高精度化した.(3)SSIM演算自体の演算回数を削減するとともに,上記のガウシアンフィルタを使用することでさらなる高速化を図った.(4)そして,これらの記述を画像処理プログラミング言語であるHalideで効果的に記述できる方法を検討した.(5)また,バイラテラルフィルタや高次元ガウシアンフィルタとなるカラーのバイラテラルフィルタ,ノンローカルミーンフィルタの高速化の検討を行った.これらを高速化することで,写真現像時に必要なエッジ保存平滑化処理の高速化に成功している.また,内部で定数時間ガウシアンフィルタを用いることでさらなる高速化に成功した.(6)これらの成果を使って,スマートフォンからRAWとなるBayer画像を連射により撮影し, Bayer画像群から写真を現像する手法を提案した.仮のBayer画像を解いた画像を用いて位置合わせや動き推定を行い,位置合わせ情報を用いて複数枚Bayer画像を直接畳み込むことで現像を行った.Bayerから直接現像することで,従来のRGBに解いてから画像処理を行って現像するよりも偽色やノイズの拡散を抑えながらも従来よりも速く現像することが可能となった.また,内部で高速化された高次元ガウシアンフィルタを用いることで,さらなる高速化を達成した.

  • Research Products

    (20 results)

All 2021 2020 Other

All Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 画像処理の高性能計算2021

    • Author(s)
      福嶋慶繁
    • Organizer
      電子情報通信学会画像工学研究会(IE)
    • Invited
  • [Presentation] GPUにおけるバイラテラルフィルタのガウス分布重み計算の近似高速化2021

    • Author(s)
      小島史也,福嶋慶繁
    • Organizer
      電子情報通信学会東海支部卒業研究発表会
  • [Presentation] バイラテラルフィルタの数値計算精度2021

    • Author(s)
      近藤拓海,福嶋慶繁
    • Organizer
      電子情報通信学会東海支部卒業研究発表会
  • [Presentation] コンプレッシブバイラテラルフィルタの係数計算の高速化2021

    • Author(s)
      石川加寿也,福嶋慶繁
    • Organizer
      電子情報通信学会東海支部卒業研究発表会
  • [Presentation] 固有値分解による高次元ガウシアンフィルタの高速化2021

    • Author(s)
      大石創,福嶋慶繁
    • Organizer
      電子情報通信学会東海支部卒業研究発表会
  • [Presentation] Vectorized Implementation of K-means2021

    • Author(s)
      T. Otsuka and N. Fukushima
    • Organizer
      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Clustering-Based Acceleration for High-Dimensional Gaussian Filtering2021

    • Author(s)
      S. Oishi and N. Fukushima
    • Organizer
      International Conference on Signal Processing and Multimedia Applications (SIGMAP)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Halideによる効率的な再帰型ガウシアンフィルタの記述2020

    • Author(s)
      高木博康, 福嶋慶繁
    • Organizer
      情報学ワークショップ Workshop on Informatics 2020 (WiNF 2020)
  • [Presentation] 可分化によるバイラテラルフィルタの高速化2020

    • Author(s)
      間瀬和哉,福嶋慶繁
    • Organizer
      情報学ワークショップ Workshop on Informatics 2020 (WiNF 2020)
  • [Presentation] 定数時間GFによるSSIMの高速計算2020

    • Author(s)
      李思語,福嶋慶繁,佐々木大寛,杉本憲治郎,鎌田清一郎
    • Organizer
      情報学ワークショップ Workshop on Informatics 2020 (WiNF 2020)
  • [Presentation] 定数時間アルゴリズムによるローカルラプラシアンフィルタの高速化2020

    • Author(s)
      角谷勇仁,大塚友貴,前田慶博,福嶋慶繁
    • Organizer
      画像符号化シンポジウム(PCSJ)/映像メディア処理シンポジウム(IMPS)
  • [Presentation] バイラテラルフィルタの可分化による高速化2020

    • Author(s)
      間瀬和哉,福嶋慶繁
    • Organizer
      画像符号化シンポジウム(PCSJ)/映像メディア処理シンポジウム(IMPS)
  • [Presentation] フーリエ級数展開によるローカルラプラシアンフィルタの高速化2020

    • Author(s)
      角谷勇仁,大塚友貴,前田慶博,福嶋慶繁
    • Organizer
      電気電子情報関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 定数時間GFを用いたSSIM計算の高速化2020

    • Author(s)
      李思語,福嶋慶繁,佐々木大寛,杉本憲治郎,鎌田清一郎
    • Organizer
      画像符号化シンポジウム(PCSJ)/映像メディア処理シンポジウム(IMPS)
  • [Presentation] Halideを用いた再帰型ガウシアンフィルタの効率的な記述2020

    • Author(s)
      高木博康, 福嶋慶繁
    • Organizer
      画像符号化シンポジウム(PCSJ)/映像メディア処理シンポジウム(IMPS)
  • [Presentation] Optimization of Sliding-DCT Based Gaussian Filtering for Hardware Accelerator2020

    • Author(s)
      T. Otsuka, N. Fukushima, Y. Maeda, K. Sugimoto and S. Kamata
    • Organizer
      IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing (VCIP)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Efficient Description with Halide for IIR Gaussian Filter2020

    • Author(s)
      H. Takagi and N. Fukushima
    • Organizer
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Image Features Descriptions for Diagnosis of Leaf Diseases2020

    • Author(s)
      M. Waqas and N. Fukushima
    • Organizer
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 距離・画像センサの基礎と最先端2020

    • Author(s)
      伊東 敏夫 (著), 福嶋 慶繁 (著), 鈴木 真二 (著), 高瀬 竜一 (著), 植芝 俊夫 (著), 堂前 幸康 (著), 木寺 正平 (著), & 25 その他
    • Total Pages
      228
    • Publisher
      S&T出版
    • ISBN
      978-4-907002-83-1
  • [Remarks] OpenCP

    • URL

      https://github.com/norishigefukushima/OpenCP

URL: 

Published: 2021-12-27  

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