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2018 年度 実施状況報告書

動的モード分解に基づくHDR動画像生成技術の確立と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K18073
研究機関香川大学

研究代表者

松岡 諒  香川大学, 創造工学部, 助教 (40780391)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード高ダイナミックレンジ画像 / スパースコーディング / 凸最適化 / 画像復元
研究実績の概要

「動的モード分解法(DMD 法) とスパースコーディングに基づき高効率で実用的な画像統合型HDRカメラ技術」とその応用の検討を行った。本年度は、フレーム毎に露光時間を変えて撮影した多重露光動画像からHDR動画像を生成するためにスパースコーディング及び凸最適化に基づく拡張DMD法の定式化を進め、実際に撮影した車載カメラ映像に適用し、その有効性を確認した。また、提案するスパースコーディング技術をスパースFIRフィルタ設計に応用し、既存手法を上回る高性能でよりスパースなフィルタの設計を実現した。平行して、車載カメラ撮影で問題となるガラス越しの撮影で生じる映り込みの除去や、HDR画像を低ダイナミックレンジディスプレイで表示するためのローカルトーンマッピングによる擬似エッジやハローアーティファクトの除去手法の開発を進めた。前者では、真の背景と映り込みの曖昧さを軽減するためにRGB画像に加えて距離情報(デプスマップ:D)を補足情報としたRGB-D画像を用いた新たな映り込み除去手法を提案した。後者では、画像平滑化の際に用いる「勾配の数と入力画像との類似度に基づく最小化問題」に入力画像に基づく新たな勾配制約を導入し、アーティファクトにロバストな勾配制約付き画像平滑化手法を提案した。さらに、夜間やトンネルなどの暗所撮影で問題となる高感度ノイズによる画質劣化を改善するために、混合ノイズにロバストな多重露光画像統合手法を提案した。本手法では、ランダムノイズに加えインパルスノイズを同時に除去することができる。

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

当初の計画通り、設計フェーズ(平成30年度)「多重露光動画像のための拡張DMD法」のアルゴリズム開発に関しておおむね計画通りに進捗している。また、関連する成果に関しては、回路とシステムに関するトップカンファレンスであるIEEE ISCAS2018や同分野の難関国際学術論文誌であるIEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papersに掲載済みである。また、画像復元への応用に関する成果は、画像処理分野最大の国際会議であるIEEE ICIP2018に二件掲載済みである。

今後の研究の推進方策

平成30年度に定式化した拡張DMD法を多様なシーン(朝、昼、夜、市街、市内、晴天、曇天、雨天) に適用し、その復元精度を同時に撮影したHDR 動画像と定性的/定量的に比較・評価することで、本手法の有効性を解析する。また、関連する既存手法との比較実験、及び高速化のための効率的な再構成アルゴリズムの検討を行い、提案技術の有効性と性能限界について明らかにする。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Joint Sparsity and Order Optimization Based on ADMM With Non-Uniform Group Hard Thresholding2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsuoka, Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, Masahiro Okuda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers

      巻: 65 ページ: 1602-1613

    • DOI

      10.1109/TCSI.2017.2763969

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Multiscale Structure Tensor Total Variation for Image Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Watanabe, Ryo Matsuoka, Shunsuke Ono, Masahiro Okuda
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] 'High Dynamic Range Image Generation Based on Convolutional Weight Optimization Robust to Mixed Noise Removal2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsuoka, Shunsuke Ono, Masahiro Okuda
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association, Annual Summit and Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Reflection Removal Using RGB-D Images2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Shibata, Yuji Akai, Ryo Matsuoka
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] L0 Smoothing Based on Gradient Constraints," IEEE International Conference on Image Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Akai, Toshihiro Shibata, Ryo Matsuoka, Masahiro Okuda
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint Sparsity and Order Optimization based on ADMM with Non-uniform Group Hard Thresholding2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsuoka, Seisuke Kyochi, Shunsuke Ono, Masahiro Okuda
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] 深度マップを用いた映り込み除去に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      柴田峻敬, 赤井優志, 松岡 諒
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 勾配レンジ制約に基づくロバスト画像平滑化2018

    • 著者名/発表者名
      赤井優志, 柴田峻敬, 松岡 諒, 奥田正浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究者HP

    • URL

      https://sites.google.com/site/phdmatsuokadx

  • [備考] 業績紹介HP(研究者作成)

    • URL

      https://sites.google.com/site/phdmatsuokadx/achievements

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公開日: 2019-12-27  

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