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指向性テンソル辞書に基づく高解像度映像スパース表現手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K14683
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
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

京地 清介  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (70634616)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードテンソル辞書 / スパース表現 / 高解像度映像 / 信号圧縮 / 信号復元 / 凸最適化 / 辞書学習 / 多層スパース表現 / オンライン学習 / エピグラフ変形 / 指向性テンソル辞書 / コサインサイン変調フィルタバンク / 最適化 / 構造テンソル全変動量 / 多重解像度コサインサイン変調指向性フレーム / 情報通信工学 / 映像圧縮 / スパースコーディング / テンソル / 辞書
研究成果の概要

本研究では指向性テンソル辞書に基づく高解像度映像スパース表現手法を確立した.大規模テンソルデータである高精細・マルチスペクトル・多視点映像を(信号圧縮・復元に向けて)スパースに表現するには,大規模なテンソル辞書が必要となる.しかしテンソル辞書学習はその多次元性により,非常に計算負荷が高いため,テンソル辞書の各次元が大規模になると学習は困難になる.本研究では,濃淡画像の各画素の方向相関(縦横斜めの方向への高い相関)が映像でも成り立つことに着目し,まず指向性(特定方向への分布形状)要素を有した非学習型大規模テンソル辞書を設計し,高解像度映像のスパース表現を行うアルゴリズムを開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

高解像度映像スパース表現のための大規模テンソル辞書を非学習型辞書の多層線形結合によって生成するコンセプトは非常にユニークであり,またその効果を確認することができた.また本研究で開発したエピグラフ変形による各層のパラメータ学習手法は,近年活発に研究が進められている深層ニューラルネットワーク(DNN)のパラメータ学習に応用できると考えられる.DNNの性質はブラックボックスになっている部分が多く,これまで経験的な試行錯誤によって開発が進められてきたが,エピグラフ変形を架け橋として,理論が整備されている凸最適化工学の知見を活用しながら,更に高度なDNNを構築できると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ニューヨーク大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Sound Event Detection Utilizing Graph Laplacian Regularization with Event Co-Occurrence2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imoto, Seisuke Kyochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D 号: 9 ページ: 1971-1977

    • DOI

      10.1587/transinf.2019EDP7323

    • NAID

      130007894620

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2020-09-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variable Macropixel Spectral-Spatial Transforms With Intra- and Inter-Color Decorrelations for Arbitrary RGB CFA-Sampled Raw Images2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Taizo, Kyochi Seisuke
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Letters

      巻: 27 ページ: 466-470

    • DOI

      10.1109/lsp.2020.2977500

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Image boundary extension with mean value for cosine-sine modulated lapped/block transforms2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Ishibashi, Taizo Suzuki, Seisuke Kyochi, and Hiroyuki Kudo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology

      巻: - 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcsvt.2017.2771461

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Joint Sparsity and Order Optimization Based on ADMM with Non-Uniform Group Hard Thresholding2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Epigraph reformulation for non-proximal mixed norms2020

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, and Ivan Selesnick
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 色変換を用いた構造テンソル全変動量2020

    • 著者名/発表者名
      島村裕哉, 北口史織, 京地清介
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 階層的クラスタリングに基づく局所色核ノルムと画像復元への応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野有杜, 山中和貴, 京地清介
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スパース・低ランクモデリングに基づく画像処理2019

    • 著者名/発表者名
      京地清介
    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiscale Structure Tensor Total Variation for Image Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Makoto、Matsuoka Ryo、Kyochi Seisuke、Ono Shunsuke、Okuda Masahiro
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固有基底変換を用いた高速かつロバストな水中画像補正2018

    • 著者名/発表者名
      千々和 憂希, 京地 清介, 馬場 達也, 奥田 正浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会信号処理研究会第33回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Color affine subspace pursuit for color artifact removal2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yamanaka, Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, and Keiichiro Shirai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universal approach for DCT-based constant-time Gaussian filter with moment preservation2018

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Sugimoto, Seisuke Kyochi, and Sei-ichiro Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフケプストラムに基づく音響シーン分析2018

    • 著者名/発表者名
      井本桂右, 京地清介
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コサイン・サイン変調フィルタバンクを用いた多重解像度指向性フレームの設計2018

    • 著者名/発表者名
      小崎祥吾, 野村優介, 京地清介, 鈴木大三
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間-スペクトル全変動正則化と二次色変換に基づく偽色抑制2018

    • 著者名/発表者名
      友清飛海, 千々和憂希, 京地清介, 白井啓一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiscale directional transforms based on cosine-sine modulated filter banks for sparse directional image representation2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nomura, Ryutaro Ogawa, Seisuke Kyochi, Taizo Suzuki
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC), 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image enhancement method for underwater images based on discrete cosine eigenbasis transformation2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Baba, Keishu Nakamura, Seisuke Kyochi, and Masahiro Okuda
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチスケール構造テンソル全変動量に基づく画像復元2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺誠, 京地清介, 小野峻佑
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 局所色核ノルムに基づく色アフィン部分空間追跡,"2017

    • 著者名/発表者名
      山中和貴, 京地清介, 小野峻佑, 白井啓一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会信号処理研究会第32回信号処理シンポジウム,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Kyochi Laboratory -Publications-

    • URL

      https://sites.google.com/site/s2kkyochi/publications-1?authuser=0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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