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グラフ信号処理における高速デノイジングの基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K18076
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

杉本 憲治郎  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 講師(任期付) (00773483)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード画像処理 / 高速化 / バイラテラルフィルタ / ノンローカルミーンズフィルタ / ハイパースペクトル画像 / デノイジング / フィルタ / 位相信号処理 / グラフ / 高速フィルタ / グラフ信号処理
研究成果の概要

工学において広く活用される多様なデータ構造(高次元画像,ハイパースペクトル画像,点群,グラフ信号など)に対する,効率的なデノイジングアルゴリズムの構築に取り組んだ.特に計算量と精度の両立を理論性能と実性能の両面から分析し,様々なフィルタ手法を高度化した.
当該研究期間での研究業績は,国際ジャーナル論文1件,国際レター1件,学会発表22件(国際会議11件,招待講演2件を含む),受賞2件であった.国際会議発表の多くは当該分野で最も権威あるフラグシップ会議(ICIPとICASSP)に採択されただけでなく,ベストペーパーや若手奨励賞の受賞も含まれており,国内外で高い評価を得たと考えている.

研究成果の学術的意義や社会的意義

画像撮像デバイスの急速な発展に伴い,撮像データはますます複雑化している.これらに対するデノイジングなどの画像処理手法は通常多大な計算量を必要とし,それが高度な手法を導入する際の障壁となっている.我々はこういった高度な手法を現実的な時間で処理できる方法を,理論と実用(ソフトウェアやハードウェア)の両面から分析し,より広い対象への応用の実現に取り組んでいる.本テーマでの成果は,こういった多様なデータ構造に対する画像処理アルゴリズムの効率化の基礎を担う重要な処理であり,またその一部は現状で世界最高性能を達成している.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Dayton(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Dayton(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Dayton(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Color-compressive bilateral filter and nonlocal means for high-dimensional images2021

    • 著者名/発表者名
      Karam Christina, Sugimoto Kenjiro, Hirakawa Keigo
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Imaging

      巻: 30 号: 02 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1117/1.jei.30.2.023001

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimization of Sliding-DCT Based Gaussian Filtering for Hardware Accelerator2020

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Tomoki, Fukushima Norishige, Maeda Yoshihiro, Sugimoto Kenjiro, Kamata Sei-ichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing (VCIP2020)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/vcip49819.2020.9301775

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extending Compressive Bilateral Filtering For Arbitrary Range Kernel2020

    • 著者名/発表者名
      Sumiya Yuto、Fukushima Norishige、Sugimoto Kenjiro、Kamata Sei-ichiro
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Conf. Image Processing

      巻: 27 ページ: 1018-1022

    • DOI

      10.1109/icip40778.2020.9191123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Image Tiling For Clustering To Improve Stability Of Constant-Time Color Bilateral Filtering2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamura Takahisa, Fukushima Norishige, Waqas Muhammad, Sugimoto Kenjiro, Kamata Sei-ichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icip40778.2020.9191059

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Image tiling for clustering to improve stability of constant-time color bilateral filtering2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamura, N. Fukushima, W. Muhammad, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extending compressive bilateral filtering for arbitrary range kernel2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumiya, N. Fukushima, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constant-time Gaussian filtering for acceleration of structure similarity2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, N. Fukushima, Y. Maeda, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of International Conference on Image Processing and Robotics (ICIPRoB2020)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast convolutional distance transform2019

    • 著者名/発表者名
      C. Karam, K. Sugimoto and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Letters

      巻: 26 号: 6 ページ: 853-857

    • DOI

      10.1109/lsp.2019.2910466

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 200 FPS Constant-Time Bilateral Filter Using SVD and Tiling Strategy2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimotoy Kenjiro、Fukushimazy Norishige、Kamatay Sei-ichiro
    • 雑誌名

      Proc.IEEE International Conference on Image Processing

      巻: 26 ページ: 190-194

    • DOI

      10.1109/icip.2019.8802927

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 200 FPS constant-time bilateral filter using SVD and tiling strategy2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sugimoto, N. Fukushima and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2019)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Computational Scheduling of Box and Gaussian FIR Filtering for CPU Microarchitecture2018

    • 著者名/発表者名
      Norishige FUKUSHIMA, Yoshihiro MAEDA, Yuki KAWASAKI, Masahiro NAKAMURA, Tomoaki TSUMURA, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
    • 雑誌名

      Proc. Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2018)

      巻: - ページ: 875-879

    • DOI

      10.23919/apsipa.2018.8659674

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Gaussian filter with short window length using DCT-12018

    • 著者名/発表者名
      T. Yano, K. Sugimoto, Y. Kuroki and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC2018)

      巻: - ページ: 129-132

    • DOI

      10.23919/apsipa.2018.8659511

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-friendly Approximate Bilateral Filter for 3D Volume Data2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi YANO, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
    • 雑誌名

      IEEE Proceedings of 2018 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)

      巻: 1 ページ: 2054-2058

    • DOI

      10.23919/apsipa.2018.8659773

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-constant time bilateral filter for high dimensional images2018

    • 著者名/発表者名
      C. Karam, K. Sugimoto and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2018)

      巻: - ページ: 3244-3248

    • DOI

      10.1109/icip.2018.8451545

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Universal approach for DCT-based constant-time Gaussian filter with moment preservation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sugimoto, S. Kyochi and S. Kamata
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2018)

      巻: - ページ: 1498-1502

    • DOI

      10.1109/icassp.2018.8461679

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guided Image Filtering with Arbitrary Window Function2018

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Norishige、Sugimoto Kenjiro、Kamata Sei-Ichiro
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2018)

      巻: - ページ: 1523-1527

    • DOI

      10.1109/icassp.2018.8462016

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optimization of Sliding-DCT Based Gaussian Filtering for Hardware Accelerator2020

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Tomoki, Fukushima Norishige, Maeda Yoshihiro, Sugimoto Kenjiro, Kamata Sei-ichiro
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing (VCIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extending Compressive Bilateral Filtering For Arbitrary Range Kernel2020

    • 著者名/発表者名
      Sumiya Yuto, Fukushima Norishige, Sugimoto Kenjiro, Kamata Sei-ichiro
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Tiling For Clustering To Improve Stability Of Constant-Time Color Bilateral Filtering2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamura Takahisa, Fukushima Norishige, Waqas Muhammad, Sugimoto Kenjiro, Kamata Sei-ichiro
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 定数時間GFによるSSIMの高速計算2020

    • 著者名/発表者名
      李 思語,福嶋 慶繁,佐々木 大寛,杉本 憲治郎,鎌田 清一郎
    • 学会等名
      情報学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 定数時間GFを用いたSSIM計算の高速化2020

    • 著者名/発表者名
      李 思語,福嶋 慶繁,佐々木 大寛,杉本 憲治郎,鎌田 清一郎
    • 学会等名
      画像符号化・映像メディア処理シンポジウム (PCSJ/IMPS)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複素スティーラブルピラミッドの位相抽出の効率化による高速な motion magnification2020

    • 著者名/発表者名
      溝上 智仁, 杉本 憲治郎, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] [招待講演]計算機性能を引き出す画像処理プログラミング2020

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信号処理研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Image tiling for clustering to improve stability of constant-time color bilateral filtering2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamura, N. Fukushima, W. Muhammad, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extending compressive bilateral filtering for arbitrary range kernel2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumiya, N. Fukushima, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constant-time Gaussian filtering for acceleration of structure similarity2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, N. Fukushima, Y. Maeda, K. Sugimoto, and S. Kamata
    • 学会等名
      International Conference on Image Processing and Robotics (ICIPRoB2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] [招待講演]定数時間フィルタによる高速画像処理2020

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信号処理研究会(SIP)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 200 FPS constant-time bilateral filter using SVD and tiling strategy2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sugimoto, N. Fukushima and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スライディングDCTによる定数時間ガウシアンフィルタの高精度計算2019

    • 著者名/発表者名
      大塚 友貴, 福嶋 慶繁, 杉本 憲治郎, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 画像工学研究会(IE)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スライディング変換を用いた定数時間ガボールフィルタ2019

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      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] ガウシアンの周辺化を用いた非等方ガウシアンフィルタのカーネル分解2019

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎, 佐々木 大寛, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      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] 直交多項式展開を用いた高速ガウス変換2019

    • 著者名/発表者名
      矢野 貴大, 杉本 憲治郎, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      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] 領域に応じたレンジカーネル最適化による定数時間バイラテラルフィルタ2019

    • 著者名/発表者名
      宮村 挙寿, 杉本 憲治郎, 福嶋 慶繁, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 画像工学研究会(IE)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient Computational Scheduling of Box and Gaussian FIR Filtering for CPU Microarchitecture2018

    • 著者名/発表者名
      N. Fukushima, Y. Maeda, Y. Kawasaki, M. Nakamura, T. Tsumura, K. Sugimoto and S. Kamata
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of Gaussian filter with short window length using DCT-12018

    • 著者名/発表者名
      T. Yano, K. Sugimoto, Y. Kuroki and S. Kamata
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPU-friendly approximate bilateral filter for 3D volume data2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yano, K. Sugimoto and S. Kamata
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-constant time bilateral filter for high dimensional images2018

    • 著者名/発表者名
      C. Karam, K. Sugimoto and K. Hirakawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2018)
    • 関連する報告書
      2018 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
      K. Sugimoto, S. Kyochi and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guided image filtering with arbitrary window function2018

    • 著者名/発表者名
      N. Fukushima, K. Sugimoto and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPU処理に適した三次元画像の高速近似バイラテラルフィルタ2018

    • 著者名/発表者名
      矢野 光一, 杉本 憲治郎, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      画像センシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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