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2019 年度 実績報告書

指向性テンソル辞書に基づく高解像度映像スパース表現手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K14683
研究機関北九州市立大学

研究代表者

京地 清介  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (70634616)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード辞書学習 / 多層スパース表現 / オンライン学習 / 凸最適化 / エピグラフ変形
研究実績の概要

本研究では高解像度映像をスパースに表現するための多次元テンソル辞書を効率よく設計する手法を確立することを目的としている.多次元テンソル辞書を設計する際,その辞書の次元の高さから,最適化の対象となる辞書のパラメータ数は膨大になるため最適化は困難となる.従って,パラメータ数を効率よく削減するためのアルゴリズムが必要とされている.
平成30年度の研究では平成29年度に構成したコサインサイン変調フィルタバンクの辞書に線形結合を施して新たな辞書を生成する手法(二層スパース表現)を構成した.最終年度の平成31年度・令和元年度は,二層スパース表現を拡張した.具体的には,ベースとなるコサインサイン変調フィルタバンクに対して多層の線形結合施すことで,様々な高解像度映像をスパースに表現する方式(多層スパース表現)を構成した.
多層の線形結合係数は,大規模なデータセットからの学習によって決定する必要があり演算コストは膨大となる.更に各層の線形結合係数を効率良く決定するアルゴリズムがないため,新たに構成する必要がある.まず大規模データセットの学習に関しては確率的最適化によるオンライン辞書学習(テストデータからランダムに部分データセットを取り出しパラメータを更新する方法)を用いた.一方,各層の線形結合係数パラメータの効率的な学習アルゴリズムとして,エピグラフ変形を用いた多層ノルム関数最小化アルゴリズムを開発した.多層のパラメータを決定するために導入するノルム関数も多層の合成関数となるため,近接写像を閉形式で求めることは困難となる.本研究で新たに開発したエピグラフ変形は,一層一層のノルム関数をエピグラフ集合制約に変形することで,各々のエピグラフ射影さえ効率良く求めれば,全体の多層合成ノルム関数の最小化を解決することができることを示した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ニューヨーク大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ニューヨーク大学
  • [雑誌論文] Sound Event Detection Utilizing Graph Laplacian Regularization with Event Co-occurrence2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imoto, Seisuke Kyochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103-D ページ: 1~8

    • DOI

      10.1587/transinf.2019EDP7323

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variable Macropixel Spectral-Spatial Transforms With Intra- and Inter-Color Decorrelations for Arbitrary RGB CFA-Sampled Raw Images2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Taizo, Kyochi Seisuke
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Letters

      巻: 27 ページ: 466~470

    • DOI

      10.1109/LSP.2020.2977500

    • 査読あり
  • [学会発表] Epigraph reformulation for non-proximal mixed norms2020

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, and Ivan Selesnick
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] 色変換を用いた構造テンソル全変動量2020

    • 著者名/発表者名
      島村裕哉, 北口史織, 京地清介
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
  • [学会発表] 階層的クラスタリングに基づく局所色核ノルムと画像復元への応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野有杜, 山中和貴, 京地清介
    • 学会等名
      電子情報通信学会画像工学研究会
  • [学会発表] スパース・低ランクモデリングに基づく画像処理2019

    • 著者名/発表者名
      京地清介
    • 学会等名
      電子情報通信学会スマートインフォメディアシステム研究会
    • 招待講演
  • [備考] Kyochi Laboratory -Publications-

    • URL

      https://sites.google.com/site/s2kkyochi/publications-1?authuser=0

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公開日: 2021-01-27  

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