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センサ融合とクロストーク除去によるハイパースペクトル画像計測の高感度化

研究課題

研究課題/領域番号 16K12457
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 知覚情報処理
研究機関東京工業大学

研究代表者

熊澤 逸夫  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (70186469)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードマルチスペクトルカメラ / ハイパースペクトル / ディープラーニング / 逆問題 / マイクロプリズムアレイ / センサー融合 / マルチスペクトル画像センサ / クロストーク除去 / 凸射影法 / 不良設定問題 / 幾何光学的校正 / センサ融合 / デコンボリューション / 分光
研究成果の概要

従来光学系でスペクトルを帯域別に分離しようとしていたマルチスペクトル画像センサの原理を見直し、光学系を画期的に簡単化して、そのため生じる帯域間や画素間のクロストークを後段の信号処理によって取り除くことを試みた。通常のカメラの光学系にプリズムやマイクロプリズムを挿入したモノクロカメラとカラーカメラのセンサ融合を行いマルチスペクトル画像計測するためのカメラシステムを試作し、このセンサ融合カメラシステムを用いて計測した画像データから、上記クロストークを除去する凸最適化を用いる数値計算的手法を開発し、さらにディープニューラルネット(U-net)を用いてクロストークを除去することを試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年工場自動化の製品検査工程、植物工場における植物の生育状態診断、医療画像診断、航空機やドローンによる農場や植生の監視等、様々な場面でマルチスペクトルカメラが重要な役割を果たすようになった。しかしながら現状のマルチスペクトルカメラは高度な光学系を使用しているため高価で重く、一度に計測できるのが線上の範囲となるため二次元の画像の計測に時間を要することが、利用上の制約になっていた。本課題では、光学系を画期的に簡単化してコストを下げ、軽く、二次元の画像を短時間に計測できるようにし、光学系が単純なために生じる低下する画質を高度な数値処理やディープラーニングで改善する技術を開発する。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Robust and effective hyperspectral pansharpening using spatio-spectral total variation2018

    • 著者名/発表者名
      Saori Takeyama, Shunsuke Ono, Itsuo Kumazawa
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1603-1607

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Image Restoration with Multiple Hard Constraints on Data-Fidelity to Blurred/Noisy Image Pair2017

    • 著者名/発表者名
      武山 彩織 , 小野 峻佑 , 熊澤 逸夫
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E100.D 号: 9 ページ: 1953-1961

    • DOI

      10.1587/transinf.2016PCP0003

    • NAID

      130006038514

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ハイパースペクトルイメージングのための圧縮pansharpening の検討2019

    • 著者名/発表者名
      武山彩織 , 小野峻佑 , 熊澤逸夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガウシアンノイズを考慮した ハイパースペクトル画像とマルチスペクトル画像の合成法2018

    • 著者名/発表者名
      武山彩織 , 小野峻佑 , 熊澤逸夫
    • 学会等名
      第33回信号処理シンポジウム予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hyperspectral Pansharpening Using Noisy Panchromatic Image2018

    • 著者名/発表者名
      Saori Takeyama, Shunsuke Ono, Itsuo kumazawa
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hyperspectral Image Restoration and Pansharpening2018

    • 著者名/発表者名
      Saori Takeyama, Shunsuke Ono, Itsuo kumazawa
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイパースペクトル画像の混合ノイズ除去におけるパラメータ設定に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      武山彩織 , 小野峻佑 , 熊澤逸夫
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Text Detection and Recognition on traffic panel in roadside imagery2017

    • 著者名/発表者名
      Sarwar Khan, Somying Thainimit, Sanparith Marukatat, Itsuo Kumazawa
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 発表場所
      Bangsaen Heritage Hotel, Chonburi Beach, THAILAND
    • 年月日
      2017-05-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RGB-D Classification using Feature Selection on the Combination of Different Features2017

    • 著者名/発表者名
      Wasif Khan, Ekachai Phaisangittisagul, Luqman Ali1c, Duangrat Gansawat, Itsuo Kumazawa
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 発表場所
      Bangsaen Heritage Hotel, Chonburi Beach, THAILAND
    • 年月日
      2017-05-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Multi-resolution Image Land Cover Mapping Using Deep Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Watsana Bupphawat, Teerasit Kasetkasem, Preesan Rakwatin, Itsuo Kumazawa, Thitiporn Chanwimaluang
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 発表場所
      Bangsaen Heritage Hotel, Chonburi Beach, THAILAND
    • 年月日
      2017-05-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間-波長方向の正則化を用いたノイズにロバストなHyperspectral Pansharpning2017

    • 著者名/発表者名
      武山彩織 , 小野峻佑 , 熊澤逸夫
    • 学会等名
      第32回信号処理シンポジウム予稿集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] パンクロマティック画像に含まれるガウシアンノイズを考慮したhyperspectral pansharpeningに関する手法2017

    • 著者名/発表者名
      武山彩織 , 小野峻佑 , 熊澤逸夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ANN Approach for Predicting Economic Trends based on Electric Energy Consumption during Natural Disaster Period2017

    • 著者名/発表者名
      Akanit Kwangkaew , Virach Sornlertlamvanich , Itsuo Kumazawa , Siriya Skolthanarat
    • 学会等名
      Proceedings of 11th International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Multi-resolution Image Land Cover Mapping Using Deep Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Watsana Bupphawat , Teerasit Kasetkasem , Preesan Rakwatin , Itsuo Kumazawa , Thitiporn Chanwimaluang
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RGB-D Classification using Feature Selection on the Combination of Different Features2017

    • 著者名/発表者名
      Wasif Khan , Ekachai Phaisangittisagul , Luqman Ali1c , Duangrat Gansawat , Itsuo Kumazawa
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Text Detection and Recognition on traffic panel in roadside imagery2017

    • 著者名/発表者名
      Sarwar Khan , Somying Thainimit , Sanparith Marukatat , Itsuo Kumazawa
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Information and Communication Technology for Embedded Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ANN Approach for Predicting Economic Trends based on Electric Energy Consumption during Natural Disaster Period2016

    • 著者名/発表者名
      Akanit Kwangkaew, Virach Sornlertlamvanich, Itsuo Kumazawa, and Siriya Skolthanarat
    • 学会等名
      2016 11th International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems
    • 発表場所
      Yogyakarta Indonesia
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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