多次元信号復元のための事例に基づく非分離冗長重複変換の設計と実現

• 研究課題/領域番号: 26420347
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30295472)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014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: 冗長変換 / スパース表現 / ボリュームデータ復元 / 辞書学習 / GPGPU実装 / 確率的勾配降下法 / タイトフレーム / 画像処理 / 実時間実装 / 組込みビジョン

研究成果の概要

本研究では、冗長性、非分離性、重複性、対称性、局所性、タイト性を有する多次元変換を提案し、理論解析、設計、実現、および応用展開を行った。まず、既存の非分離重複直交変換を冗長構成に拡張し、その性質を明らかにした。また、事例に基づく学習設計法を提案し、有効性を示した。さらに、GPGPU／FPGA実装をとおして実時間処理の可能性を示した。他に、画像／ボリュームデータの復元処理に応用し提案法の有効性を確認した。複素画像復元処理への応用展開の準備として複素係数型への拡張も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Multidimensional Nonseparable Oversampled Lapped Transforms: Theory and Design (2017)
  • 著者名/発表者名: Shogo Muramatsu, Kosuke Furuya and Naotaka Yuki
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Signal Processing 巻: 65 号: 5 ページ: 1251-1264
  • DOI: 10.1109/tsp.2016.2633240
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Boundary Operation of 2D Non-separable Oversampled Lapped Transforms (2016)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Furuya, Shintaro Hara, Kenta Seino and Shogo Muramatsu
  • 雑誌名: APSIPA Transactions on Signal and Information Processing 巻: 5 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1017/atsip.2016.3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SURE-LET Poisson Denoising with Multiple Directional LOTs (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhiyu Chen and Shogo Muramatsu
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 8 ページ: 1820-1828
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.1820
  • NAID: 130005089911
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-Focus Image Fusion Based on Multiple Directional LOTs (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhiyu Chen and Shogo Muramatsu
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 11 ページ: 2360-2365
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.2360
  • NAID: 130005105521
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 冗長変換とその画像復元応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村松正吾
  • 雑誌名: 日本画像学会誌 巻: 53 号: 4 ページ: 290-300
  • DOI: 10.11370/isj.53.290
  • NAID: 130004678693
  • ISSN: 1344-4425, 1880-4675
  • 査読あり
• [学会発表] Adaptive Learning Rate Control for Nonseparable Oversampled Lapped Transform Design (2017)
  • 著者名/発表者名: Genki Fujii and Shogo Muramatsu
  • 学会等名: International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications
  • 発表場所: Busan, Koera
  • 年月日: 2017-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] 確率的勾配降下法による非分離冗長重複変換設計の学習率制御の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井元暉・村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信号処理研究会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県）
  • 年月日: 2017-05-25
• [学会発表] 複素非分離冗長重複変換を用いたレーダ画像ノイズ除去の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長山知司、村松正吾、山田寛喜、杉山裕一
  • 学会等名: 電子情報通信学会信号処理研究会
  • 発表場所: 沖縄産業支援センター（沖縄県）
  • 年月日: 2017-03-01
• [学会発表] Fast Convolution Technique for Non-separable Oversampled Lapped Transforms (2016)
  • 著者名/発表者名: Kota Horiuchi and Shogo Muramatsu
  • 学会等名: APSIPA Annual Summit and Conference 2016
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] 重複加算法による非分離冗長重複変換の組み込み実装 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今井 啓太，村松 正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学（新潟県）
  • 年月日: 2016-10-08
• [学会発表] Efficient Parameter Optimization for Example-based Design of Nonseparable Oversampled Lapped Transform (2016)
  • 著者名/発表者名: Shogo Muramatsu, Masaki Ishii and Zhiyu Chen
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing 2016
  • 発表場所: Phoenix, USA
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] 複素非分離冗長重複変換の設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長山知司，村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信号処理研究会
  • 発表場所: 千葉工業大学（千葉県）
  • 年月日: 2016-08-25
• [学会発表] Embedded Implementation Model of 2-D Non-separable Oversampled Lapped Transforms for Video Processing (2016)
  • 著者名/発表者名: Keita Imai and Shogo Muramatsu
  • 学会等名: International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications 2016
  • 発表場所: 沖縄市町村自治会館（沖縄県）
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-focus Pixel-based Image Fusion in Dual Domain (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhiyu Chen and Shogo Muramatsu
  • 学会等名: IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing 2016
  • 発表場所: 上海（中華人民共和国）
  • 年月日: 2016-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] 3-D OCT Data Denoising with Non-separable Oversampled Lapped Transform (2015)
  • 著者名/発表者名: Shogo Muramatsu, Samuel Choi and Takumi Kawamura
  • 学会等名: APSIPA Annual Summit and Conference 2015
  • 発表場所: 香港（中華人民共和国）
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 非分離冗長重複変換の事例学習設計における効果的辞書更新 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村松正吾，石井雅基
  • 学会等名: 第30回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: スパリゾートハワイアンズ（福島県）
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] 多次元非分離冗長重複変換のFFT領域並列高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀内洸汰，村松正吾
  • 学会等名: 第30回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: スパリゾートハワイアンズ（福島県）
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] ピンホールカメラを用いた平板金属加工検査システムのための学習辞書による画像ボケ除去 (2015)
  • 著者名/発表者名: 押木友裕，村松正吾，鈴木孝昌，村田光由，追立俊朗
  • 学会等名: 第30回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: スパリゾートハワイアンズ（福島県）
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] ピンホールカメラを用いた平板金属加工検査システムとボケ除去に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 押木友裕，村松正吾，鈴木孝昌，村田光由，追立俊朗
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 新潟工科大学（新潟県）
  • 年月日: 2015-10-03
• [学会発表] 非分離冗長重複変換の事例学習における目的関数勾配利用の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井雅基 ，村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 新潟工科大学（新潟県）
  • 年月日: 2015-10-03
• [学会発表] 部分的間引き非分離冗長重複変換によるOCTデータノイズ除去 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村拓海，村松正吾，崔森悦
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 新潟工科大学（新潟県）
  • 年月日: 2015-10-03
• [学会発表] 周波数領域実装による非分離冗長重複変換の並列高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀内洸汰，村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 新潟工科大学（新潟県）
  • 年月日: 2015-10-03
• [学会発表] 三次元OCTデータノイズ除去への非分離冗長重複変換応用の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村拓海，若杉 翔，陳 智雨，村松正吾，崔 森悦
  • 学会等名: 電子情報通信学会信号処理研究会
  • 発表場所: 三重大学（三重県）
  • 年月日: 2015-05-14 – 2015-05-15
• [学会発表] MSISTに基づく非分離冗長重複変換を利用した画像復元 (2015)
  • 著者名/発表者名: 若杉 翔, 村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信号処理研究会
  • 発表場所: 南の美ら花ホテルミヤヒラ（沖縄県）
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-03
• [学会発表] 冗長変換とその画像復元応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村松正吾
  • 学会等名: 日本画像学会第２６回フリートーキング"Imaging Today"
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] ボリュームデータスパース表現のための三次元非分離冗長重複変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村松正吾，古屋幸祐，結城尚貴
  • 学会等名: 第29回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: ビナリオ嵯峨嵐山（京都府）
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] 事例学習による非分離冗長重複変換を利用した画像ノイズ除去 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金昌吉，村松正吾
  • 学会等名: 電子情報通信学会信越支部大会
  • 発表場所: 信州大学長野（工学）キャンパス（長野県）
  • 年月日: 2014-10-04
• [学会発表] 非分離冗長重複変換を利用した顔画像に基づく辞書学習 (2014)
  • 著者名/発表者名: 結城尚貴，金昌吉，村松正吾
  • 学会等名: 映像情報メディア学会メディア工学研究会
  • 発表場所: 作並温泉（宮城県）
  • 年月日: 2014-08-19 – 2014-08-20
• [学会発表] 組込みビジョンに向けた非分離冗長重複変換の実装に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古屋幸祐，情野健太，村松正吾
  • 学会等名: 映像情報メディア学会メディア工学研究会
  • 発表場所: 作並温泉（宮城県）
  • 年月日: 2014-08-19 – 2014-08-20
• [学会発表] Structured Dictionary Learning with 2-D Non-separable Oversampled Lapped Transform (2014)
  • 著者名/発表者名: Shogo Muramatsu
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 2014-05-04 – 2014-05-09
• [備考] 多次元信号・画像処理研究室 - 研究プロジェクト
  • URL: http://msiplab.eng.niigata-u.ac.jp/projects
• [備考] MathWorks社SaivDr Package ホームページ
  • URL: http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/45084-saivdr-package
• [備考] GitHub - SaivDr Package for MATLAB/Simulink ホームページ
  • URL: https://github.com/shodimaggio/SaivDr
• [備考] 非分離冗長重複変換(NSOLT)ホームページ
  • URL: http://klab.eng.niigata-u.ac.jp/index.php?NSOLT
• [備考] 非分離冗長重複変換（NSOLT）ホームページ
  • URL: http://klab.eng.niigata-u.ac.jp/index.php?NSOLT