多色照明を用いた反射率画像の推定とデータセットの構築

• 研究課題/領域番号: 15K06076
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 北九州市立大学
• 研究代表者: 奥田 正浩 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (10336943)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 画像復元 / 画像分離 / 反射率推定 / ハイパースペクトル画像 / 高ダイナミックレンジ画像 / Unmixing / 環境色除去 / スパースモデリング / 反射率画像 / 固有画像分解 / Local Linear Model

研究成果の概要

①フラッシュを用いて撮影した画像と用いずに通常撮影した画像２枚を用いて、画像を反射率画像と陰影画像に分離する手法を考案した。主観評価、客観評価ともに結果従来の手法と比較して性能が上回ることを示した。また本手法を発展させてフラッシュを用いた画像と高ISO感度で撮影した画像を統合することにより、暗部のボケを低減する手法を提案した。Local Linear Model を用いた画像統合問題を定式化し、凸最適化手法を用いて効果的に解を求めることに成功した。
②各画素の分光スペクトル情報を用いて高速に反射率画像を求める手法を提案した．
３年間の対外発表成果は学術雑誌９報，学会発表２９件であった．

研究成果

• [国際共同研究] Brescia University(Italy)
• [国際共同研究] Brescia University(Italy)
• [雑誌論文] Joint Sparsity and Order Optimization Based on ADMM with Non-Uniform Group Hard Thresholding (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuoka, Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, Masahiro Okuda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers 巻: 65 号: 5 ページ: 1602-1613
  • DOI: 10.1109/tcsi.2017.2763969
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Joint Local Abundance Sparse Unmixing for Hyperspectral Images (2017)
  • 著者名/発表者名: Rizkinia Mia、Okuda Masahiro
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 9 号: 12 ページ: 1224-1224
  • DOI: 10.3390/rs9121224
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 局所特徴に基づく正則化を用いた画像処理と最適化の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 白井 啓一郎、馬場 達也、小野 峻佑、奥田 正浩
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review 巻: 11 号: 1 ページ: 40-53
  • DOI: 10.1587/essfr.11.1_40
  • NAID: 130006903456
  • ISSN: 1882-0875
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Computationally Efficient Reflectance Estimation for Hyperspectral Images (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Okabe, Msahiro Okuda
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E100.D 号: 9 ページ: 2253-2256
  • DOI: 10.1587/transinf.2017EDL8051
  • NAID: 130006038496
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Spectral Component Decomposition for Multi-channel Image Denoising (2016)
  • 著者名/発表者名: Mia Rizkinia, Tatsuya Baba, Keiichiro Shirai, Masahiro Okuda
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Image Processing 巻: Vol.25, Issue:7 号: 7 ページ: 3208-3218
  • DOI: 10.1109/tip.2016.2561320
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Misaligned Image Integration with Local Linear Model (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Baba, Ryo Matsuoka, Keiichiro Shirai, Masahiro Okuda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Image Processing 巻: 25 号: 5 ページ: 2035-2044
  • DOI: 10.1109/tip.2016.2535329
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Weight Optimization for Multiple Image Integration and Its Applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuoka, Tomohiro Yamauchi, Tatsuya Baba, Masahiro Okuda
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99.D 号: 1 ページ: 228-235
  • DOI: 10.1587/transinf.2015EDP7192
  • NAID: 130005116201
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 露光アンダー/オーバーと焦点ボケを同時にもつ多重露光画像の統合手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡 諒, 石橋 治樹, 馬場 達也, 奥田 正浩
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌(D) 巻: Vol.J99-D, No.10 ページ: 1080-1088
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] White Balancing by Using Multiple Images via Intrinsic Image Decomposition (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuoka, Tatsuya Baba, Masahiro Okuda
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E98.D 号: 8 ページ: 1562-1570
  • DOI: 10.1587/transinf.2015EDP7070
  • NAID: 130005090413
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 画像の周波数スペクトルに対する混合ノルム最小化とパタンノイズの分離法への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 白井啓一郎, 小野峻佑, 奥田正浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会 画像工学研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2017-02-20
• [学会発表] 強い色かぶりをもつ水中画像の鮮鋭化に関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 馬場達也, 京地清介, 奥田正浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会 信号処理研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2017-01-19
• [学会発表] Frequency spectrum regularization for pattern noise removal based on image decomposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiichiro Shirai, Shunsuke Ono, and Masahiro Okuda
  • 学会等名: Euro. Signal Process. Conf. (EUSIPCO)
  • 国際学会
• [学会発表] Hyperspectral image restoration based on spatio-spectral structure tensor regularization (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Kurihara, Shunsuke Ono, Keiichiro Shirai, and Masahiro Okuda
  • 学会等名: Hyperspectral image restoration based on spatio-spectral structure tensor regularization
  • 国際学会
• [学会発表] Image Enhancement Method for Underwater Images based on Discrete Cosine Eigenbasis Transformation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Baba, Keishu Nakamura, Seisuke Kyochi, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
  • 国際学会
• [学会発表] Improved Eigenvalue Shrinkage using Weighted Chebyshev Polynomial Approximation (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaki Onuki, Yuichi Tanaka, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP)
  • 国際学会
• [学会発表] 'Hyperspectral reflectance estimation based on singular value thresholding (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Okabe, Masahiro Okuda
  • 学会等名: ITC-CSCC
  • 国際学会
• [学会発表] Simple Thresholding for Reflectance Estimation of Hyperspectral Images (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Okabe, Masahiro Okuda
  • 学会等名: SIP Symposium
  • 発表場所: 関西大学（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] 空間-波長構造テンソルに基づくハイパースペクトル画像のための正則化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 栗原 竜司, 小野 峻佑, 白井 啓一郎, 奥田 正浩
  • 学会等名: SIP Symposium
  • 発表場所: 関西大学（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] 画像の局所領域がもつ特徴を利用した画像復元法と最適化の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白井啓一郎， 馬場達也， 小野峻佑， 奥田正浩
  • 学会等名: 日本オペレーションズリサーチ学会 RAMPシンポジウム
  • 発表場所: 新潟大学（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] Vectorial total variation based on arranged structure tensor for multichannel image restoration (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Ono, Keiichiro Shirai, and Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP)
  • 発表場所: Shanghai International Convention Center, Shanhai, China
  • 年月日: 2016-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] An automatic yearbook style photo generation method using color grading and guide image filtering based facial skin color correction (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Baba, Yusuke Tatesumi, Keiichiro Shirai, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IAPR Asian Conference on Pattern Recognition
  • 発表場所: ALOFT KUALA LUMPUR SENTRAL HOTEL, Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Reflectance Estimation Using Multiple Exposure Images (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Shirahashi, Ryo Matsuoka, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE Global Conference on Consumer Electronics
  • 発表場所: Osaka International Conference, Center, Osaka city, Osaka Pref., Japan
  • 年月日: 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] Regularization Approach for Bayer Reconstruction in Lossy Image Coding by Inverse Demosaicing (2015)
  • 著者名/発表者名: Masao Yamagishi, Seisuke Kyochi, Keiichiro Shirai, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing
  • 発表場所: Quebec City Convention Centre, Quebec, Canada
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] Multiple Exposure Integration for Restoring All In-Focus Images (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuoka, Tatsuya Baba, Masahiro Okuda
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing
  • 発表場所: Quebec City Convention Centre, Quebec, Canada
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] Reflectance Estimation and White Balancing Using Multiple Images (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuoka, Tatsuya Baba, Masahiro Okuda,
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing
  • 発表場所: Quebec City Convention Centre, Quebec, Canada
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] 固有画像分解とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥田正浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会スマートインフォメディアシステム研究会
  • 発表場所: アルカス、佐世保、長崎
  • 年月日: 2015-06-08
  • 招待講演
• [図書] High Dynamic Range Video (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Gurri, M. Okuda
  • 総ページ数: 630
  • 出版者: Elsevier
• [図書] HDR Image Watermarking (High Dynamic Range Video のBook Chapter 22を担当 ) (2016)
  • 著者名/発表者名: Fabrizio Guerrini, Masahiro Okuda, Nicola Adami, Ricardo Leonardi
  • 総ページ数: 630
  • 出版者: Elsevier
• [備考] 奥田研究室
  • URL: http://vig.is.env.kitakyu-u.ac.jp/publications/
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://vig.is.env.kitakyu-u.ac.jp/
• [備考] 奥田研究室
  • URL: http://vig.is.env.kitakyu-u.ac.jp/Japanese/j_index.html