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Fast image denoising to enhance textures in dark areas for environmental monitoring

Research Project

Project/Area Number 21K11934
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

Iwahashi Masahiro  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (30251854)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原川 良介  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20787022)
峯脇 さやか  弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (20435473)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords信号処理 / 画像処理 / デノイジング / ビッグデータ / 自動診断システム
Outline of Research at the Start

河川監視カメラやドライブレコーダー等のモニタリング映像による様々な自動診断システムが開発されている.汎用的なカメラ映像では,夜間や日陰等の暗い画像領域(暗領域)では模様が見えにくく,降雨時の流水の様子,車両ナンバーや人影などの確認が困難となる.ガンマ補正などのトーンマッピング(TM)を施すことで,明るい画像に変換できる.しかし,カメラ内のCCDで発生するノイズをTMが増幅するため,暗領域模様の視認性が著しく低下する.本研究では,研究代表者らのノイズバイアス補正法を深化させることで,暗領域模様の顕在化に特化した環境モニタリングのための超高速デノイジング技術を実現する.

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to develop the noise bias compensation method and establish a high-speed denoising method that can reveal patterns in dark areas. We succeeded in “establishing a theory to correct noise bias without prior knowledge,” “estimating a noise generation model using big data on the Internet,” and “constructing a method for automatic diagnosis systems such as river disaster prevention and road maintenance.” As a result, we achieved our initial objectives of this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水害の対策としてモニタリングカメラが河川に設置されたり,道路メンテナンスや交通事故の対策としてドライブレコーダーが積極的に活用されるなど,映像モニタリングによる自動診断のニーズが急増している.しかしながら,高価な暗視カメラを使えない汎用的なモニタリングカメラの映像では,夜間や日陰等の暗い画像領域(暗領域)では模様が見えにくく,降雨時の流水の様子や,路面標示や車両ナンバー,人影などの識別が困難となる.本研究によって,このような問題を解決できるノイズバイアス法の深化に成功した.さらに,様々な分野の自動診断システムに資するデータ解析法への拡張に成功した.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Malaya(マレーシア)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] The Islamia University of Bahawalpur(パキスタン)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] LCNME: Label Correction Using Network Prediction Based on Memorization Effects for Cross-Modal Retrieval With Noisy Labels2024

    • Author(s)
      Okamura Daiki、Harakawa Ryosuke、Iwahashi Masahiro
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 590-602

    • DOI

      10.1109/tcsvt.2023.3286546

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Systematic Literature Review (SLR) on Autonomous Path Planning of Unmanned Aerial Vehicles2023

    • Author(s)
      ul Husnain Anees、Mokhtar Norrima、Mohamed Shah Noraisyah、Dahari Mahidzal、Iwahashi Masahiro
    • Journal Title

      Drones

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 118-118

    • DOI

      10.3390/drones7020118

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Video Prediction Based on Multi-Resolution Echo State Networks for a Jar Test2023

    • Author(s)
      Sato Ryoga、Harakawa Ryosuke、Iwahashi Masahiro
    • Organizer
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigating the Impact of the Snow Removal Process by Introducing Image Processing into Interrupted Time Series Analysis2023

    • Author(s)
      Herath Oshadhi、Motoya Kazunobu、Harakawa Ryosuke、Kamiishi Isao、Nakayama Tadachika、Iwahashi Masahiro
    • Organizer
      International Conference on Research for Transport and Logistics Industry
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 油脂酵母の多焦点画像に生じる明度変化を活用した領域抽出に関する検討2023

    • Author(s)
      植田聖也、高橋優花、原川良介、中村彰宏、志田洋介、小笠原渉、岩橋政宏
    • Organizer
      映像情報メディア学会技術報告
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ARTTV法に基づく乱流火炎の三次元再構成の高精度化―完全燃焼と不完全燃焼の分離による試み―2023

    • Author(s)
      風間皓陽、原川良介、岩橋政宏
    • Organizer
      信号処理シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 顕微鏡画像を用いた油脂酵母の代謝生成物領域の抽出に関する検討2023

    • Author(s)
      今井雄貴、植田聖也、高橋優花、原川良介、中村彰宏、志田洋介、小笠原渉、岩橋政宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 多解像度Echo State Networkによるジャーテスト映像予測2023

    • Author(s)
      佐藤凌雅、原川良介、岩橋政宏
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] LCN: Label Correction Based on Network Prediction for Cross-Modal Retrieval with Noisy Labels2022

    • Author(s)
      Okamura Daiki、Harakawa Ryosuke、Iwahashi Masahiro
    • Organizer
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クロスモーダル検索のためのノイジーラベルに頑健なネットワーク予測に基づくラベル修正2022

    • Author(s)
      岡村大樹、原川良介、岩橋政宏
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 雪害対策のためのHawkes過程を用いたイベントの予測モデルに関する検討2022

    • Author(s)
      山田航平、原川良介、岩橋政宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Learning from Noisy Labeled Samples Using Prediction Norm for Image Classification2021

    • Author(s)
      Okamura Daiki、Harakawa Ryosuke、Iwahashi Masahiro
    • Organizer
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-View Variational Autoencoder for Robust Classification against Irrelevant Data2021

    • Author(s)
      Nishikawa Daichi、Harakawa Ryosuke、Iwahashi Masahiro
    • Organizer
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多焦点画像合成を用いた油脂面積及び油脂量の推定2021

    • Author(s)
      植田 聖也、井谷 綾花、原川 良介、小笠原 渉、岩橋 政宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 輪郭適応型正則化による乱流火炎の断層像再構成2021

    • Author(s)
      三浦 能亜、原川 良介、門脇 敏、岩橋政宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 画像分類のための予測ノルムを用いたノイジーラベルデータに頑健なCNN2021

    • Author(s)
      岡村 大樹、原川 良介、岩橋 政宏
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 長岡技術科学大学 画像・メディア工学研究室

    • URL

      https://tech.nagaokaut.ac.jp/

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      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 長岡技術科学大学 画像・メディア工学研究室

    • URL

      https://tech.nagaokaut.ac.jp/

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      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 長岡技術科学大学 画像・メディア工学研究室 (岩橋研究室)

    • URL

      https://tech.nagaokaut.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 長岡技術科学大学 研究者総覧

    • URL

      https://souran.nagaokaut.ac.jp/view?l=ja&u=53

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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