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画像復元処理における局所領域ごとの逆問題解法および特異値分解の高効率計算法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K11351
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関信州大学

研究代表者

白井 啓一郎  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (00447723)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード特異値分解 / 縮退処理 / カラー画像処理 / スパースモデリング / カラーライン特徴 / テンソル分解 / 摂動論 / 高速化 / 画像処理 / 局所領域
研究成果の概要

画像信号処理において現れる「小規模ではあるが,膨大な量の特異値分解」を短時間で効率良く計算する方法について開発し,その成果を国内研究会および国際ジャーナルにおいて発表した.ある画素で得られた特異値分解結果を,周辺の画素において利用する方法である.本手法をノイズ除去法(ASTV: Arranged Structure Tensor Total Variation)に適用した場合,元々の実行時間を100%として,本手法を用いて計算効率化および並列計算を行う場合の実行時間は5%まで短縮された.多目的に用いられるGuided Image Filterへの適用においても,20%までの短縮を達成した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

画像信号処理において,特異値分解は,画像中で繰り返されるパターンや,カラー画像の各色間の相関を考慮する際に用いられ,これらの保護や強調を目的とする際に,その計算過程に現れる.2010年から2015年頃に提案された画像処理法において用いられ,処理精度の向上に貢献したが,膨大な計算量,及び,分単位の処理時間を必要とする致命的な欠点があった.本手法を用いることで,その処理時間を大幅に短縮できるようになり,処理時間の面で実用には向かないと判断された手法を再利用できる可能性がある.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Pixel-wise parallel calculation for depth from focus with adaptive focus measure2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Matsubara, Keiichiro Shirai, Yuya Ito, Kiyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Multidimensional Systems and Signal Processing

      巻: 33 号: 1 ページ: 121-142

    • DOI

      10.1007/s11045-021-00794-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient pixel-wise SVD required for image processing using the color line feature2021

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Shirai, Yuya Ito, Hidetoshi Miyao, Minoru Maruyama
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 79449-79460

    • DOI

      10.1109/access.2021.3083895

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 画像の局所領域ごとの特異値分解における初期値の伝播法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 勇弥,白井 啓一郎,宮尾 秀俊,丸山 稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信号処理研究専門委員会 信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像の画素ごとの特異値分解における初期値伝播法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 勇弥,白井 啓一郎,宮尾 秀俊,丸山 稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の色や成分を扱う画像処理における画素ごとの特異値分解の計算効率化2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 勇弥, 白井 啓一郎, 宮尾 秀俊, 丸山 稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会 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] カラーライン特徴を用いた画像処理における画素ごとの特異値分解の計算効率化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 勇弥, 白井 啓一郎, 宮尾 秀俊, 丸山 稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の色や成分を扱う画像処理における画素ごとの特異値分解の計算効率化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 勇弥, 白井 啓一郎, 宮尾 秀俊, 丸山 稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会 回路とシステムワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] カラーライン特徴を用いる画像処理のための画素ごとの効率的な特異値分解方法

    • URL

      http://wwell.cs.shinshu-u.ac.jp/~keiichi/projects/pixwisesvd/index_j.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] ポアソン分布に基づく輝度偏差を用いた適用的合焦評価による Depth from Focus 法

    • URL

      http://wwell.cs.shinshu-u.ac.jp/~keiichi/projects/sff/index_j.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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