リフティングウェーブレットの識別機能を活用した大規模信号・画像からの意味獲得

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15300048
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 新島 耕一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (30047881)
• 研究分担者: 高野 茂 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (70336064) ; 葛目 幸一 弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 教授 (80225151) ; 岡田 義広 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (70250488)
• キーワード: 双直交ウェーブレット / ダイアディックウェーブレット / リフティングスキー / 自由パラメータ / 学習 / 追跡 / ノイズ除去 / 個人認証

研究概要

離散ウェーブレットには双直交ウェーブレットとダイアディックウェーブレットがある。双直交ウェーブレットに対しては、Sweldensが自由パラメータを含むリフティングスキームを提唱し、それも双直交ウェーブレットになることを示した.我々は、画像の水平方向の高周波成分と垂直方向の高周波成分が等しいという条件の下で、自由パラメータを学習する方式を提案し、人間の顔の動画像から目だけを高速に追跡するシステムを開発した。
一方、ダイアディックウェーブレットに対しては、これまでリフティングスキームが考案されていなかった。本研究ではそれを考案し、ダイアディックウェーブレットになることを示した。そして、リフティングスキームに含まれる自由パラメータをモーメント条件から決める方法を提案し、ガウスノイズを除去することに成功した。また、リフティングスキームのフィルタからなるベクトルと特定画像ベクトルがなす角度が0となるような学習法を提案し、それを用いて顔画像の中の目、口、鼻を高速に検出するアルゴリズムを構築した。さらに、このアルゴリズムを用いて個人認証システムを開発した。
ダイアディックウェーブレットフィルタから双直交ウェーブレットフィルタを設計する研究も行った。ダイアディックウェーブレット変換を用いて画像を分解すると冗長な成分を含んだ回像が得られるが、双直交ウェーブレット変換を用いると冗長な成分は生成されない。したがって、双直交ウェーブレットフィルタを設計することは重要である。本研究では、リフティングダイアデイックウェーブレットフィルタの自由パラメータを利用して双直交ウェーブレットフィルタを設計する手法を開発した。
以上に述べた画像処理の研究のみならず、高速な3次元曲面生成アルゴリズムの研究も行った。
上記の研究は、本研究の目的である画像からの意味獲得のための準備として行った。

研究成果

• [文献書誌] Turghunjan Abdukirim, Koichi Niiiima, Shigeru Takano: "Design of biorthogonal wavelet filters using dyadic lifting scheme"Bulletin of Informatics and Cybernetics, Research Association of Statistical Sciences. (To appear). (2004)
• [文献書誌] Ryuichi Ikeura, Koichi Niijima, Shigeru Takano: "Fast object tracking by lifting wavelet filters"Proc.IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology (ISSPIT2003). (CDROM). (2003)
• [文献書誌] Shigeru Takano, Koichi Niijima, Koichi Kuzume: "Wavelet-based personal identification"Proc.IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology (ISSPIT2003). (CDROM). (2003)
• [文献書誌] Yoshihiro Okada, Yoshiaki Akazawa, Koichi Niijima: "Manipulation using magnet metaphor for 2D and 3D integrated toolkit systems"13th International Conference on Artificial Reality and Tele-existence (ICAT2003). 298-303 (2003)
• [文献書誌] Yoshiaki Akazawa, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "3D scene generation system and its intuitive interface"EUROSIS the 4th annual European GAME-ON Conference (GAME-ON2003) on Simulation and AI in Computer Games. 152-156 (2003)
• [文献書誌] Yoshiaki Akazawa, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Video based motion capture system as intuitive inter face for interactive 3D games"International Journal of Intelligent Games & Simulation (IJIGS). Vo1.2・No.2. 64-71 (2003)
• [文献書誌] Koji Chadou, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Real-time motion generation based on marionette metaphor using two analog joysticks"EUROSIS the 4th annual European GAME-ON Conference (GAME-ON2003) on Simulation and AI in Computer Games. 69-73 (2003)
• [文献書誌] Turghunjan Abdukirim, Koichi Niijima, Shigeru Takano: "Lifting dyadic wavelets and design of decomposition filters with short length"Proc.International Symposium on Information Science and Electrical Engineering 2003 (ISEE2003). 199-202 (2003)
• [文献書誌] Yoshiaki Akazawa, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Automatic 3D object placement for 3D scene generation"The European Simulation and Modeling Conference 2003 (ESMc2003). 316-318 (2003)
• [文献書誌] Shigeru Takano, Koichi Niijima, Turghunjan Abdukirim: "Fast face detection by lifting dyadic wavelet filters"Prcc.IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2003). 893-896 (2003)
• [文献書誌] Turghunjan Abdukirim, Koichi Niijima, Shigeru Takano: "Lifting dyadic wavelets for denoising"Prcc.3rd International Workshop on Spectral Methods and Multirate Signal Processing (SMMSP2003). 147-154 (2003)
• [文献書誌] Yoichi Tanaka, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Treecube : visualization tool for browsing 3D multimedia data"Proc.7th International Conference on Information Visualization 2003 (IV2003), IEEE Computer Society Press. 427-432 (2003)
• [文献書誌] Muhamad Hussain, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "A fast and memory-efficient method for lod modeling of polygonal models"Proc.International Conference on Geometric Modeling and Graphics 2003 (GMAG03), IEEE Computer Society Press. 137-142 (2003)
• [文献書誌] Muhamad Hussain, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Displaced subdivision meshes"Proc.IASTED Internatinal Conference on Modelling, Simulation and Optimization (MS003), ACTA Press. 214-219 (2003)
• [文献書誌] Yoichi Tanaka, Yoshihiro Okada, Koichi Niijima: "Treecube : 3D visualization tool for hierarchical information"13th European-Japanese Conference on Information Modeling and Knowledge Bases (13EJC). (2003)