再構成型超解像による劣化復元 : 複数枚超解像,1枚超解像,2次元コード超解像(Digital Harmonyを支えるプロセッサとDSP,画像処理の最先端)
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概要
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近年,テレビやデジタルカメラの画素数を増やしたいという要求から,動画もしくは静止画を画像処理によって高解像化する超解像技術への関心が高い.我々はこれまでにいくつかの超解像手法を開発してきており,それらに共通するのは,再構成処理によって画像の劣化を復元している点にある.ここでの再構成処理とは,処理結果となる超解像画像の企画案を目的変数として,画像の劣化過程を基に作成されたエネルギー関数を最小化する手法である.具体的には,超解像画像に劣化を加えたものと入力画像との相違を誤差項,超解像画像自身に関する制約を正則化項として,両者の加重和を最小化することで最大事後確率(MAP)推定を行う.超解像における劣化は,主に画像のぼけとダウンサンプリングを仮定するため,主要な効果はMAP推定によるぼけ除去であると言える.本発表では,複数枚超解像,1枚超解像,2次元コード超解像の3種類の超解像処理を取り上げる.複数枚超解像は,動画や連写された静止画を対象として,複数の入力画像におけるサンプリング点のずれを利用することで,微細な構造も復元可能な手法である.異なる動き毎にサブピクセル精度の精密な位置合わせが必要であり,入力画像のデータ量も多くなることから,処理の高速化が重要となる.近似計算,実装最適化などの工夫について述べる.複数枚超解像は,オフラインでの処理が可能なビデオアーカイブなどへの適用では非常に有効であるものの,ハイビジョン映像を実時間で処理するには入力データの多さがネックとなる.そこで,画像の解像感を復元する前処理を適用することで,実時間で超解像処理が可能な1枚超解像技術を開発し,超解像専用LSIとして製品化している.また,対象を特化することで性能を大幅に向上させる試みとして,2次元コードであるQRコード専用の超解像処理を関発した.QRコード固有の制約を再構成処理に取り込む手法とその効果について述べる.
- 2010-09-28
著者
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仙田 修司
NEC共通基盤ソフトウエア研究所
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仙田 修司
NEC情報・メディアプロセッシング研究所
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池谷 彰彦
NEC情報・メディアプロセッシング研究所
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柴田 剛志
NEC情報・メディアプロセッシング研究所
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池谷 彰彦
日本電気株式会社
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仙田 修司
日本電気株式会社
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