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濃淡画像のハーフトーニングの最適化問題としての定式化と計算複雑度解析

研究課題

研究課題/領域番号 10680344
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

浅野 哲夫  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90113133)

研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードアルゴリズム / 最適化問題 / ハーフトーニング / ネットワークフロー / 計算機実験 / ディジタルハーフトーニング / 組合せ最適化 / 近似解法 / 計算複雑度 / グラフ理論 / コンピュータ・グラフィックス / コンピュータ グラフィックス
研究概要

本研究では,濃淡画像を白黒の2値で出力するための技術であるハーフトーニングを組み合わせ最適化問題として定式化するとともに,その本質的な計算複雑度の解析を行った.この種の技法は,ファクシミリやレーザプリンタのように黒点しか出力できない出力装置で濃淡画像を扱う際に不可欠であり,実用的な側面から様々な方法が提案されてきた.本研究では,出力の2値画像を評価するのに合理的と思われる数学的基準を設定して,その基準の下で最適な解を求める問題の本質的な計算複雑度を解析した.その結果,妥当な仮定の下では効率よく解くアルゴリズムは存在しないという結論を得ることができた.この結果は理論計算機科学の国際会議でも発表し,高い評価を得た.また,本研究では理論と応用の融合を目指すために,従来から提案されている手法を詳しく調査し,かつそれらの手法をプログラムの形に実現することによって提案手法との比較を行った.さらに,この問題が計算幾何学におけるディスクレパンシーの問題と密接に関連していることを発見し,最悪の場合の性能を保証することができるアルゴリズムを開発した.これとは全く別の方向の手法としてグラフ理論において長年研究されてきたネットワークフローの技術が応用できることを発見し,巨大なネットワーク問題を解くことにより緩和した基準の下では最適な解を多項式時間で求めることができることを証明し,実際にプログラミングをして計算機実験を行った.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] T.Asano,K.Obokata,T.Tokuyama: "On Detecting Digital Line Components in a Binary Image."Trans. of IEICE of Japan,. (採録決定).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.C.Nandy,T.Harayama,T.Asano: "Dynamically Maintaining the widest K-dense Corridor."Theoretical Computer Science . (採録決定).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,N.Katoh,T.Tokuyama: "A Unified Scheme for Detecting Fundamental Curves in Binary Edge Imaged"Computational Geometry Theory and Applications,. (採録決定).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,D.Z.Chen,N.Katoh,T.Tokuyama: "Efficient Algorithms for Optimization-Based Region Sogmentation"International Journal of Computational Geometry and Applications.. (採録決定).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,N.Kato,K.Kawashima: "A New Approximation Algorithm for Capacitated Vehicle Routing Problem on a Tree"Journal of Combinatorial Optimization. (採録決定).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,T.Matsui,T.Tokuyama: "Optical Roundings of Sequences of Matrices"Nordic Journal of Computing. 17,3. 241-256 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano: "Effective Use of Geometric Information for Clustering and Related Topics"IEICE Trans on Fundamentals. E83-D. 418-427 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano: "Digital Halftoning Algorithm Based on Random Space-Filling Curve"IEICE Trans. on Fundamentals. E82-A. 553-556 (1999)

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  • [文献書誌] 浅野,河村.: "ディジタル直線検出問題の計算量に関するアルゴリズム論的考察"電子情報通信学会論文誌. J83-D-I. 80-89 (2000)

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  • [文献書誌] 浅野,木村,嶋津: "画像の等高線表現とその応用"情報処理学会論文誌. 39. 3242-3251 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,T.Tokuyama: "Topological Walk Revisited"IEICE Trans. on Fundamentals. E81-A. 751-756 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今井,室田,浅野,茨木,小島: "離散構造とアルゴリズムV"近代科学社. 250 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano, K.Obokata, and T.Tokuyama: "On Detecting Digital Line Components in a Binary Image"Trans.of IEICE of Japan. (accepted.).

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  • [文献書誌] S.C.Nandy, T.Harayama, and T.Asano: "Dynamically Maintaining the Widest k-dense Corridor"Theoretical Computer Science. (accepted.).

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  • [文献書誌] T.Asano, N.Katoh, and T.Tokuyama: "A Unified Scheme for Detecting Fundamental Curves in Binary Edge Images"Computational Geometry : Theory and Applications. (accepted.).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano, D.Z.Chen, N.Katoh, and T.Tokuyama: "Efficient Algorithms for Optimization- Based Region Segmentation"International J.of Computational Geometry and Applications. (accepted.).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano, N.Katoh, and K.Kawashima: "A New Approximation Algorithm for the Capacitated Vehicle Routing Problem on a Tree"Journal of Combinatorial Optimization. (accepted.).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano, T.Matsui, and T.Tokuyama: "Optimal Roundings of Sequences and Matrices"Nordic Journal of Computing. Vol.7, No.3. 241-256 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano: "Effective Use of Geometric Information for Clustering and Related Topics"IEICE Trans.on Fundamentals. Vol.E83-D, No.3. 418-427 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano: "Digital Halftoning Algorithm Based on Random Space-Filling Curve"IEICE Trans.on Fundamentals. Vol.E82-A, No.3. 553-556 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano and Y.Kawamura: "Algorithmic Considerations on the Computational Complexities of Digital Line Extraction Problem (in Japanese)"Trans.of IEICE of Japan. Vol.J83-D-I, No.1. 80-89 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano, S,Kimura, and S.Shimazu: "Contour Representation of an Image with Applications (in Japanese)"Trans.of IPS of Japan. 39, 12. 3242-3251 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano and T.Tokuyama: "Topological Walk Revisited"IEICE Trans.on Fundamentals. vol.E81-A, 5. 751-756 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asano,K.Obokata,T.Tokuyama: "On Detecting Digital Line Components in a Binary Image"Trans.of IEICE of Japan. (accepted).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.C.Nandy,T.Harayama,T.Asano: "Dynamically Maintaining the Widest K-dense Corridor"Theoretical Computer Science. (accepted).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano,N.Katoh,K.Kawashima: "A New Approximation Algorithm for the Capacitated Vehicle Routing Problems on a Tree"Journal of Combinatorial Optimization. (accepted).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano,D,Z,Chen,N.Katoh,T,Tokuyama: "Algorithms for Optimization-Based Image Segmentation"Computational Geometry.Theory and Applications. (accepted).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano: "Effective Use of Geometric Information for Clustering and Related Topics"IEICE Trans.on Fundamentals. E83-D. 418-427 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano,T.Matsui,T.Tokuyama: "Optimal Roundings of Sequences and Matrices"Nordic Journal of Computing. 17・3. 241-256 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano: "Effective Use of Geometric Information for Clustering and Related Topics"IEICE Trans.on Fundamentals. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano: "Digital Halftoning Algorithm Based on Random Space-Filling Curve"IEICE Trans.on Fundamentals. E82-A,3. 553-556 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 浅野哲夫: "ディジタル直線検出問題の計算量に関するアルゴリズム論的考察"電子情報通信学会論文誌D. J83-D-I,1. 80-89 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano, T.Tokuyama: "Topological Walk Revisited" IEICE Trans on Fundamentals. E81-A,5. 751-756 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 浅野、木村、嶋津: "画像の等高線表現とその応用" 情報処理学会論文誌. 39,12. 3242-3251 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano: "Digital Halftoning Algorithm Based on Random Space-Filling Curve" IEICE Trans on Fundamentals. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asano, T.Ito, S.Kimura, N.Shimazu: "Repairing Flaws in a Picture Based on a Geometric Representation of a Digital Image" Lecture Notes in Computer Science. 1533. 149-158 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 今井、室田、浅野、茨木、小島: "離散構造とアルゴリズムV" 近代科学社, 250 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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