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2015 年度 実施状況報告書

確率的凸最適化アルゴリズムによる画像処理・伝送に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06078
研究機関千葉工業大学

研究代表者

宮田 高道  千葉工業大学, 工学部, 教授 (90431999)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード画像復元 / 凸最適化 / 確率的最適化
研究実績の概要

平成27年度は,おもに機械学習の分野でひろく用いられてきた確率的凸最適化アルゴリズムを,画像処理の分野へと応用することを検討した.一般に機械学習における数理最適化では,比較的小さい次元のベクトルからなるパラメータを,大量の事例データから推定することが多い.これに対して画像処理では,観測画像の次元と同程度の,あるいはより大きな次元の推定画像を得ようとすることが多く,この見かけ上の差異から,画像処理における確率的凸最適化アルゴリズムの利用は一般的とはいえなかった.
本年度は画像の(非均一な)ぼけの除去,および圧縮サンプリングからの画像復元に,画像復元に確率的凸最適化アルゴリズムを適用することを検討した.これらの画像復元には,一般に反復を必要とするアルゴリズムが用いられており,その際に観測過程に含まれる行列(ぼけ復元の場合はぼけ行列,圧縮サンプリングの場合はランダムな観測行列)の演算が必要となり,このことが全体の計算量を増大させる原因となっていた.提案した手法では,確率的凸最適化の一種であるSDCA-ADMMを適用することにより,復元性能を損なうこと無く,計算量の大幅な削減に成功した.そのほか,確率的凸最適化適用可能と思われる種々の画像処理・復元アルゴリズムを検討した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「研究実績の概要」でも述べたように,本年度は画像の(非均一な)ぼけの除去,および圧縮サンプリングからの画像復元に確率的凸最適化アルゴリズムを適用することを検討した.その研究成果は,国内のシンポジウムで発表した他,国際会議(IEEE ICASSP)でも採録されるなど,広く国内外へむけて報告された.その他,確率的凸最適化適用可能と思われる種々の画像処理・復元アルゴリズムを検討した.

今後の研究の推進方策

交付申請書の研究実施計画に従い,平成28年度は高解像度の画像や,より複雑な画像復元問題においても確率的凸最適化アルゴリズムの適用を検討する.提案する確率的凸最適化による画像処理,復元アルゴリズムでは,既存の画像処理・復元のアルゴリズムにおいて,計算量の増大を避けるために行われていたいくつかの仮定を適用する必要がなくなるため,そのことによる性能向上などが期待できる.

次年度使用額が生じた理由

採録された国際会議に予定があわず参加できなかったことにより,旅費および学会参加費が予定より抑えられたこと.また論文投稿のタイミングのため投稿費がかからなかったことなどにより当初計画との差異が発生した.

次年度使用額の使用計画

国際会議への参加費,旅費および論文投稿費などの成果発表費用として使用する予定である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Constrained Weighted Least Square Filter for Chrominance Recovery of High Resolution Compressed Image2015

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Miyata, Tomonobu Yoshino, Sei Naito
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E98-A ページ: 1718-1726

    • 査読あり
  • [学会発表] Weighted Tensor Nuclear Norm Minimization for Color Image Denoising2016

    • 著者名/発表者名
      Kaito Hosono, Shunsuke Ono, Takamichi Miyata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Phoenix, USA
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] mage restoration using a stochastic variant of the alternating direction method of multipliers2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Ono, Masao Yamagishi, Takamichi Miyata, and Itsuo Kumazawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-03-20 – 2016-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 学習による輝度画像の自動 colorization の基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      大矢 剛史,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] Weighted Nuclear Norm Minimization の色画像ノイズ除去への拡張に関する一検討2015

    • 著者名/発表者名
      細野 海人,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] グラフベース変換を利用した色差画像符号化の基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤 雄太,森田 裕佑,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] 超解像処理を施した自然画像の視覚的質感改善の基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      台 明,塩野 恭平,阿部 萌斗,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] 最適化を用いた動画像の制約つきブレ除去の基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      宇治 護,満田 寛紀,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] 撮影支援を目的とした画像の美的評価値の向上に関する基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 達馬,内田 和哉,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] ベンフォードフーリエ係数による Non-aligned 複数回 JPEG 圧縮の検出に関する基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      樋口 貴広,菊地 貴裕,宮田 高道
    • 学会等名
      PCSJ/IMPS 2015
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [学会発表] Inter-Channel Relation based Vectorial Total Variation for Color Image Recovery2015

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Miyata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Quebec city, Canada
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-27
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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