2016 Fiscal Year Research-status Report
インパルス性雑音除去のための閾値算出法と高速な並列処理型アルゴリズムに関する研究
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16K00260
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| Research Institution | Nagano National College of Technology |
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Principal Investigator |
宮嵜 敬 長野工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10141889)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | インパルス性雑音 / 雑音除去 / スイッチングメジアンフィルタ / 閾値 / エッジフィルタ / 画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の平成28年度において実施した内容に関して、提案をしているインパルス性雑音を除去するための多方向走査平均処理スイッチング・メジアンフィルタの改善手法として、自動算出法を組込んだマルチコア型イッチング・メジアンフィルタ（手法Ⅰ）の開発を目標に以下の３項目を実施した。まず、本手法の閾値と雑音を除去した後の画質の関係では最適閾値を有する特徴があり、各画像内のエッジの特徴と相関関係があることが明らかになっている。そこで、項目Ⅰとしてこの相関関係をさらに詳細に分析した。次に項目Ⅱとして、エッジ強度の算出する領域についての検討を行った。さらに項目Ⅲでは、この参照領域から求められるエッジ強度から閾値を算出する方法を検討した。
一つ目の項目では、画像を分割して各領域における最適閾値を求め、この分割画像内のエッジ強度と相関を調べたところ、空間周波数的にみて周波数が高いほど閾値の値は高めになることが判明した。また、画像の分割サイズに対して、サイズが小さいほうがより最適値を算出しやすい傾向があることが分かった。二つ目のエッジ強度を算出する領域の形状について、正方形、ひし形および円形で調べたところ、注目画素を中心とした円形領域に関してのエッジ強度が最も最適閾値との関連が深いことが判明した。三つ目として、注目画素のエッジ強度を求めたのち，多方向スイッチング・メジアンフィルタの閾値の計算を行う。画像分割型多方向スイッチング・メジアンフィルタに準じて基準閾値注目画素のエッジ強度とエッジの加重の積を加え、注目画素の閾値とすることした。注目画素ごとの周辺画素のエッジ強度に比例した閾値となることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度に計画していた多方向スイッチング・メジアンフィルタにおいて復元画質大きな影響を与える閾値に関して、自動的に算出する方法を開発することを主目的として、注目画素の周辺画素のエッジ強度から具体的に算出する方法を概ね開発することができた。しかしながら、雑音除去性能として最適な閾値と比較するとまだの画質低下があるため改良を加えていく必要がある。現段階の成果として、画像分割多方向スイッチング・メジアンフィルタによる画質よりも向上した結果が得られた。さらに、最終目標であるアルゴリズムの並列化について、マルチコアCPUおよびGPUを活用した手法を作成しその処理速度の性能を調査することを始められた。以上から、若干計画が年度を前後する項目も含まれているが、十分に目的を達成できていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度以降では、現段階までに開発したしきい値の自動化と並列処理アルゴリズムに関して、次のような方策を考えている。閾値の自動化では、自動的に算出した閾値と最適閾値との間にはまだ差があるため、この差をできるだけ小さくするために画像の特徴分析をする必要があると考えている。並列処理に関しては、GPUを用いた並列化においてスレッド数と処理時間の関係を明確にすることで、本手法の処理速度に関する他手法と比較したときの有効性を明らかにする。さらに、この並列処理アルゴリズムにしきい値の自動決定の方法を取り入れたアルゴリズムを完成させる。また、並列処理アルゴリズムでは、実用性の評価として高解像度ディジタルカメラで撮影した高解像度の大量の画像に対して評価試験を行ないながら、速度の改善を行なう予定である。これまでの研究において得られた成果について国際会議ならびに学会で発表していく予定である。
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| Causes of Carryover |
当初、購入を予定していた物品の価格が下がった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究成果が多岐にわたり得られたので、学会発表の旅費に充当する予定である。
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