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2017 年度 実績報告書

多次元画像のスパースフーリエ変換と深層学習の高速化

研究課題

研究課題/領域番号 16K16092
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), 次席研究員(研究院助教) (00773483)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードフーリエ変換 / 深層学習 / 定数時間フィルタ
研究実績の概要

フーリエ変換は工学における重要な基礎技術の一つである。特に信号処理では、信号の周波数成分を活用したアルゴリズム設計が一般的であり、フーリエ変換はその方法論の根幹をなす。フーリエ変換の一つの課題がO(NlogN)の計算量(Nは信号長)であるが、これを信号のスペクトルスパース性に着目して削減した手法がスパースフーリエ変換であり、その計算量はO(KlogN)である(Kはスペクトルの非ゼロ成分の数)。スパース性の特徴は現実の多くの信号が満たすと考えられている。例えば画像圧縮では、JPEG/MPEG/H.264など、視覚的に影響の少ない画像中の高周波周波数成分を積極的に削減することでデータ量の圧縮を実現している。本テーマの主な目的はスパースフーリエ変換の性能改善とそれに関する基礎技術・応用技術の確立である。
当該年度は、スパースフーリエ変換の内部で用いられる基礎技術の性能改善に注力した。昨年度の進捗報告において、応用面での性能改善には依然として基礎性能の大幅な改善が必要であると結論づけていた。これを踏まえ、基礎技術の一部であるフィルタ処理に着目し、特に線形フィルタと非線形フィルタの両方を対象にその高速化や定数時間フィルタの性能改善に取り組んだ。線形フィルタとしてはガウシアンフィルタを中心に、非線形フィルタとしてはバイラテラルフィルタやガイデッドフィルタを中心に高度化した。
具体的な成果として、ジャーナル論文1件、国際会議論文4件、国内会議論文4件(うち受賞1件)を挙げた。国際会議論文はいずれも信号処理分野で世界的に最も権威あるフラグシップ会議に採択されており、また国内シンポジウムでベストポスタ賞も頂き、国内外から高い評価を得ていると考えている。その他、成果発表が縁で米Dayton大学との新たな国際共同研究もはじまり、上記のうち国際会議1件はこの成果である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] University of Dayton(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Dayton
  • [雑誌論文] Nuclei detection based on secant normal voting with skipping ranges in stained histopathological images2018

    • 著者名/発表者名
      X.T. Lim, K. Sugimoto and S. Kamata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101-D(2) ページ: 523-530

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7326

    • 査読あり
  • [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)
    • 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
  • [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)
    • 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)
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異値分解を用いた効率的な定数時間バイラテラルフィルタ2017

    • 著者名/発表者名
      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
  • [学会発表] レンジカーネルの対称性に基づく効率的な定数時間バイラテラルフィルタ2017

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎, 白井 啓一郎, 福嶋 慶繁, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム
  • [学会発表] Complex coefficient representation for IIR bilateral filter2017

    • 著者名/発表者名
      N. Fukushima, K. Sugimoto and S. Kamata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 離散コサイン変換に基づく定数時間ガウシアンフィルタの包括的性能解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲治郎, 京地 清介, 鎌田 清一郎
    • 学会等名
      信学技報IE

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-07  

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