圧縮センシングによる低コストマルチスペクトルイメージングシステムの研究

• 研究課題/領域番号: 15K20899
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知覚情報処理; 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 篠田 一馬 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50639200)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: マルチスペクトル / フィルタアレイ / デモザイク / 圧縮センシング / 画像 / ハイパースペクトル / 病理画像 / カラーフィルタ / 色補間 / 圧縮 / センシング

研究成果の概要

本研究では，単一ショット撮影によるマルチスペクトル画像撮影の品質向上のため，フィルタアレイおよび色補間アルゴリズムを圧縮センシングに基づき同時最適化する手法を検討した．撮影過程を線形モデルで表現し，その逆問題をL1ノルム最小化問題に帰着することで，フィルタアレイの配置と感度を設計し，病理画像において画像復元手法の有効性を検証した．結果，従来手法と比較して，提案法は復元誤差を最大4倍程度まで削減することが確認された．

研究成果

• [雑誌論文] Joint optimization of multispectral filter arrays and demosaicking for pathological images (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Maru Kawase, Madoka Hasegawa, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, Naoki Kobayashi
  • 雑誌名: IIEEJ Transactions on Image Electronics and Visual Computing 巻: 印刷中
  • NAID: 130007511680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feature analysis of cell nuclear chromatin distribution in support of cervical cytology (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideki Komagata, Takaya Ichimura, Yasuka Ohnuki, Masahiro Ishikawa, Kazuma Shinoda, Naoki Kobayashi, Atsushi Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Medical Imaging 巻: 4 号: 04 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.jmi.4.4.047501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multispectral filter array design without training images (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Yudai Yanagi, Yoshio Hayasaki, Madoka Hasegawa
  • 雑誌名: Optical Review 巻: 24 号: 4 ページ: 554-571
  • DOI: 10.1007/s10043-017-0349-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 観測波長とフィルタ配置を考慮したマルチスペクトルフィルタアレイの最適化手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳悠大, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫, 石川雅浩, 駒形英樹, 小林直樹
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌D 情報・システム 巻: J99-D 号: 8 ページ: 794-804
  • DOI: 10.14923/transinfj.2015JDT0006
  • ISSN: 1880-4535, 1881-0225
  • 年月日: 2016-08-01
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Demosaicking for multispectral images based on vectorial total variation (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Shinoda, T. Hamasaki, M. Kawase, M. Hasegawa, and S. Kato
  • 雑誌名: Optical Review 巻: 23 号: 4 ページ: 559-570
  • DOI: 10.1007/s10043-016-0221-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Efficient Wavelet-Based ROI Coding for Multiple Regions (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Naoki Kobayashi, Ayako Katoh, Hideki Komagata, Masahiro Ishikawa, Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Tokiya Abe, Akinori Hashiguchi, and Michiie Sakamoto
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 4 ページ: 1006-1020
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.1006
  • NAID: 130005060898
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multispectral image reconstruction from watermarked RGB image (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Aya Watanabe, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato
  • 雑誌名: Optical Review 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 469-476
  • DOI: 10.1007/s10043-015-0082-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Single-shot multispectral imaging for medical application (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda
  • 学会等名: International Young Researchers' Workshop on Multimodal Medical Engineering
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3D reconstruction of pancreatic ducts and collagen fibers from pathological images of pancreas serial sections (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideki Komagata, Masahiro Ishikawa, Kazuma Shinoda, Naoki Kobayashi, Chika Iwamoto, Kenoki Ohuchida, and Makoto Hashizume
  • 学会等名: Image Electronics and Visual Computing Workshop
  • 発表場所: Da Nang, Vietnam
  • 年月日: 2017-02-28
  • 国際学会
• [学会発表] Optimal spectral sensitivity of multispectral filter array for pathological images (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Maru Kawase, Madoka Hasegawa, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, and Naoki Kobayashi
  • 学会等名: mage Electronics and Visual Computing Workshop
  • 発表場所: Da Nang, Vietnam
  • 年月日: 2017-02-28
  • 国際学会
• [学会発表] Tissue classification of liver pathological tissue specimens image using spectral features (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi Hashimoto, Masahiro Ishikawa, Kazuma Shinoda, Madoka Hasegawa, Hideki Komagata, Naoki Kobayashi, Naoki Mochidome, Yoshinao Oda, Chika Iwamoto, Kenoki Ohuchida, and Makoto Hashizume
  • 学会等名: SPIE Medical imaging
  • 発表場所: Orlando, U.S.
  • 年月日: 2017-02-11
  • 国際学会
• [学会発表] 圧縮耐性と不可視成分の復元精度を考慮したRGB画像へのスペクトル情報埋め込み (2017)
  • 著者名/発表者名: 番沢 和茂, 篠田 一馬, 長谷川 まどか
  • 学会等名: 映情学技報
• [学会発表] スペクトル情報と色補正を用いた肝病理標本画像の組織分類 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本 江美, 石川 雅浩, 篠田 一馬, 長谷川 まどか, 駒形 英樹, 小林 直樹, 持留 直樹, 岩本 千佳, 大内田 研宙, 小田 義直, 橋爪 誠
  • 学会等名: 第36回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] エイリアスを考慮したマルチスペクトルフィルタアレイの最適設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川瀬満丸, 篠田一馬, 長谷川まどか
  • 学会等名: 第11回関東学生研究論文講演会
  • 発表場所: 栃木
• [学会発表] Robust Multispectral Data Hiding in RGB Image Using Digital Watermarking (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazushige Banzawa, Kazuma Shinoda, Madoka Hasegawa
  • 学会等名: Color and Imaging Conference
  • 発表場所: San Diego, U.S.
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] 教師画像を必要としないマルチスペクトルフィルタアレイの設計手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳悠大, 篠田一馬, 長谷川まどか
  • 学会等名: 映像情報メディア学会年次大会
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2016-08-31
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを用いたりんごの非破壊糖度推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 尾花紫織, 篠田一馬, 長谷川まどか, 山本裕紹, 柏嵜 勝
  • 学会等名: 映像情報メディア学会年次大会
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2016-08-31
• [学会発表] Demosaicking Method for Multispectral Images Based on Spatial Gradient and Inter-channel Correlation (2016)
  • 著者名/発表者名: Shu Ogawa, Kazuma Shinoda, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, and Naoki Kobayashi
  • 学会等名: International Symposium on Multispectral Colour Science
  • 発表場所: Trois-Rivieres, Canada
  • 年月日: 2016-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] Demosaicking Method for Multispectral Images Based on Spatial Gradient and Inter-channel Correlation (2016)
  • 著者名/発表者名: Shu Ogawa, Kazuma Shinoda, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, Naoki Kobayashi
  • 学会等名: International Symposium on Multispectral Colour Science
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 2016-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] マルチスペクトル画像による色素量補正を用いたHE染色肝病理画像中の構造認識 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川雅浩, 橋本江美, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫, 駒形英樹, 小林直樹
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 分光反射率推定のためのMSFA最適化に関する基礎検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川瀬満丸, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] マルチスペクトル画像を使用した肝病理組織標本の組織分類の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本江美, 石川雅浩, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫, 駒形英樹, 小林直樹
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 圧縮耐性を持つ電子透かしを用いたRGB画像へのスペクトル情報埋め込みに関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 番沢和茂, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫
  • 学会等名: マルチメディア情報ハイディング・エンリッチメント研究会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2016-03-02
• [学会発表] Optimal transparent wavelength and arrangement for multispectral filter array (2016)
  • 著者名/発表者名: Yudai Yanagi, Kazuma Shinoda, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, Naoki Kobayashi
  • 学会等名: IS&T International Symposium on Electronic Imaging
  • 発表場所: San Francisco, U.S.
  • 年月日: 2016-02-14
  • 国際学会
• [学会発表] ワンショットマルチスペクトル画像撮影のためのフィルタアレイ設計および病理診断支援への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川瀬満丸, 橋本江美, 篠田一馬
  • 学会等名: 第6回宇都宮大学オプトバイオシンポジウム
  • 発表場所: 栃木
• [学会発表] RGB画像へのスペクトル情報埋め込みのための圧縮耐性を考慮した情報ハイディング (2016)
  • 著者名/発表者名: 番沢和茂, 篠田一馬, 長谷川まどか
  • 学会等名: 日本色彩学会視覚情報基礎研究会第29回研究発表会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Multispectral filter array and demosaicking for pathological images (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Shu Ogawa, Yudai Yanagi, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato, Masahiro Ishikawa, Hideki Komagata, Naoki Kobayashi
  • 学会等名: Asia-Pacific Signal and Information Association
  • 発表場所: Kowloon, Hong Kong
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 観測波長と配置を考慮したマルチスペクトルフィルタアレイの設計手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳悠大, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫, 石川雅浩, 駒形英樹, 小林直樹
  • 学会等名: 第14回情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 空間方向の勾配及びバンド間の相関を考慮したマルチスペクトル画像のデモザイキング手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川衆, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫, 石川雅浩, 駒形英樹, 小林直樹
  • 学会等名: 第14回情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Vectorial Total Variationを用いたマルチスペクトル画像のデモザイキングに関する一検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜崎泰輔, 川瀬満丸, 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫
  • 学会等名: 映像情報メディア学会研究会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] 情報ハイディング技術を用いたRGB画像へのスペクトル情報の埋め込み (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠田一馬, 長谷川まどか, 加藤茂夫
  • 学会等名: 日本色彩学会視覚情報基礎研究会第21回研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-06-20
• [学会発表] Multispectral image estimation from RGB image based on digital watermarking (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Shinoda, Aya Watanabe, Madoka Hasegawa, Shigeo Kato
  • 学会等名: Association Internationale de la Couleur
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-05-19
  • 国際学会
• [備考] 篠田研究室（業績一覧）
  • URL: http://www.is.utsunomiya-u.ac.jp/icl/index.php?Member%2FKazumaShinoda
• [備考] 篠田研究室（業績一覧）
  • URL: http://williams.is.utsunomiya-u.ac.jp/pukiwiki/index.php?info_shinoda_e
• [備考] 宇都宮大学情報工学科 教員紹介
  • URL: http://www.eng.utsunomiya-u.ac.jp/intro_is2/129.html
• [産業財産権] フィルタ、画像撮影装置および画像撮影システム (2016)
  • 発明者名: 篠田 一馬
  • 権利者名: 宇都宮大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-175460
  • 出願年月日: 2016-09-08
• [産業財産権] 画像データ処理装置及びプログラム (2016)
  • 発明者名: 篠田一馬，番沢和茂，長谷川まどか
  • 権利者名: 宇都宮大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-073754
  • 出願年月日: 2016-03-31