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High precision blind image deconvolution based on image feature extraction

Research Project

Project/Area Number 18J13014
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

藤澤 貴典  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords画像補正 / 信号処理 / ブレ除去 / 深層学習 / 画像再構成問題 / 超解像 / ぶれ除去 / シフト量推定
Outline of Annual Research Achievements

申請者は,ぶれ除去を含む画像劣化問題を一般化し,画像に発生する劣化を画像再構成問題によって復元する手法を取り上げた.本研究では超解像の事前情報を解消し,高速な処理を実現した.またぶれ除去問題において特徴抽出を活用した高精度な処理と,共役勾配法を用いた高速な処理を両立させた.これらの技術は一般の画像再構成問題にも応用可能であり,今後の画像処理技術を発展させる大きな発見であるといえる.
また,申請者はぶれ除去技術を深層学習を用いて実現する手法の開発を行った.畳み込みニューラルネットワークを用いた深層学習は,計算環境の進歩に伴い,物体識別の分野に始まり,画像処理の多くの分野において高い性能を持ち,注目されている.深層学習技術の画像信号処理への応用例としては,ノイズ除去,超解像,画像生成などがある.
深層学習に基づく画像のぶれ除去においては,画像に発生するぶれの種類が多岐にわたり,またその特性が未知である点が問題となる.画像のぶれは,焦点ぼけ,モーションぶれの組み合わせによって発生しており,それぞれのぶれの程度は写真によって大きく変化する.また,同一写真内においても,被写体の遠近による焦点ぼけの大小,3次元回転によるモーションぶれの場所依存性が発生する.これらの多様な種類のぼけを単一のネットワークによる統一的な処理で実現するのは非常に困難である.
申請者は深層学習に基づくぶれ画像の処理方式として,2つの方式を提案した.1つ目の方式は,ぶれ軌跡を既知としつつ,ぶれ画像をDeep Image Priorを用いて再構成を行うもので,深層学習ネットが画像の特徴的な部分を優先的に学習する性質を用いて,事前学習が不要な画像再構成手法を提案した.もう1つの方式では,非線形最適化によるブレ除去と深層学習によるリンギング除去を組み合わせ,入力ブレ軌跡の多様性の影響を抑えた画像補正を実現した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] High-Accuracy Image Rotation and Scale Estimation using Radon Transform and Sub-pixel Shift Estimation2019

    • Author(s)
      Fujisawa Takanori、Ikehara Masaaki
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 7 Pages: 22719-22728

    • DOI

      10.1109/access.2019.2899390

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Non-blind image deconvolution based on "ringing" removal using convolutional neural network2020

    • Author(s)
      Takahiro Kudo, Takanori Fujisawa, and Masaaki Ikehara
    • Organizer
      IS&T International Symposium on Electronic Imaging
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Accuracy Image Rotation and Scale Estimation Using Radon Transform and Sub-pixel Shift Estimation2019

    • Author(s)
      Takanori Fujisawa and Masaaki Ikehara
    • Organizer
      The 44th IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-Pitch Estimation using NHF with Multi-Dictionary Distinguishing Attack and Reverberation of Sounds2019

    • Author(s)
      Takanori Fujisawa, Sora Harada, and Masaaki Ikehara
    • Organizer
      Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Image Prior を用いたぶれ画像の補正2019

    • Author(s)
      藤沢 貴典, 池原 雅章
    • Organizer
      画像工学研究会(IE)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Deep Image Prior を用いたぶれ画像の補正2019

    • Author(s)
      藤沢 貴典
    • Organizer
      画像工学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] High-Accuracy Image Rotation and Scale Estimation using Radon Transform and Sub-pixel Shift Estimation2018

    • Author(s)
      Takanori Fujisawa
    • Organizer
      Vietnam-Japan Joint Workshop on Ambient Intelligence and Sensor Networks
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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