• Title/Summary/Keyword: 학습 기반 초해상도 복원

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Deep Learning-based SISR (Single Image Super Resolution) Method using RDB (Residual Dense Block) and Wavelet Prediction Network (RDB 및 웨이블릿 예측 네트워크 기반 단일 영상을 위한 심층 학습기반 초해상도 기법)

  • Nguyen, Huu Dung;Kim, Eung-Tae
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2019.06a
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    • pp.5-8
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    • 2019
  • 단일 영상 초해상도 (Single Image Super-Resolution - SISR)기법은 카메라로 획득된 저해상도 영상에 필터 기반의 연산을 적용하여 좋은 화질의 고해상도 영상을 복원하는 과정이다. 최근에 심층 합성곱 신경망 학습의 발전에 따라 단일 영상 초해상도에 적용되는 심층 학습 기법들은 좋은 성과를 보여 주고 있다. 본 논문은 단일 영상 초해상도 성능을 개선하기 위해 웨이블릿 예측 네트워크를 효율적으로 적용하는 방법에 대해 연구하였으며, 저해상도 입력 영상의 특징을 잘 추출해내기 위해 네트워크 내부에 RDB를 적용하여 기존 방식보다 효율적으로 고해상도 영상 복원하는 기법을 제안한다. 모의실험을 통해 제안하는 방법이 기존 방법보다 화질은 약 PSNR 0.18dB만큼 우수하며 속도는 1.17배 빠른 것을 확인하였다.

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Fast Patch Retrieval for Example-based Super Resolution by Multi-phase Candidate Reduction (단계적 후보 축소에 의한 예제기반 초해상도 영상복원을 위한 고속 패치 검색)

  • Park, Gyu-Ro;Kim, In-Jung
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.37 no.4
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    • pp.264-272
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    • 2010
  • Example-based super resolution is a method to restore a high resolution image from low resolution images through training and retrieval of image patches. It is not only good in its performance but also available for a single frame low-resolution image. However, its time complexity is very high because it requires lots of comparisons to retrieve image patches in restoration process. In order to improve the restoration speed, an efficient patch retrieval algorithm is essential. In this paper, we applied various high-dimensional feature retrieval methods, available for the patch retrieval, to a practical example-based super resolution system and compared their speed. As well, we propose to apply the multi-phase candidate reduction approach to the patch retrieval process, which was successfully applied in character recognition fields but not used for the super resolution. In the experiments, LSH was the fastest among conventional methods. The multi-phase candidate reduction method, proposed in this paper, was even faster than LSH: For $1024{\times}1024$ images, it was 3.12 times faster than LSH.

Side scan sonar image super-resolution using an improved initialization structure (향상된 초기화 구조를 이용한 측면주사소나 영상 초해상도 영상복원)

  • Lee, Junyeop;Ku, Bon-hwa;Kim, Wan-Jin;Ko, Hanseok
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.40 no.2
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    • pp.121-129
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    • 2021
  • This paper deals with a super-resolution that improves the resolution of side scan sonar images using learning-based compressive sensing. Learning-based compressive sensing combined with deep learning and compressive sensing takes a structure of a feed-forward network and parameters are set automatically through learning. In particular, we propose a method that can effectively extract additional information required in the super-resolution process through various initialization methods. Representative experimental results show that the proposed method provides improved performance in terms of Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) and Structure Similarity Index Measure (SSIM) than conventional methods.

Local Block Learning based Super resolution for license plate (번호판 화질 개선을 위한 국부 블록 학습 기반의 초해상도 복원 알고리즘)

  • Shin, Hyun-Hak;Chung, Dae-Sung;Ku, Bon-Hwa;Ko, Han-Seok
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.16 no.6
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    • pp.71-77
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    • 2011
  • In this paper, we propose a learning based super resolution algorithm using local block for image enhancement of vehicle license plate. Local block is defined as the minimum measure of block size containing the associative information in the image. Proposed method essentially generates appropriate local block sets suitable for various imaging conditions. In particular, local block training set is first constructed as ordered pair between high resolution local block and low resolution local block. We then generate low resolution local block training set of various size and blur conditions for matching to all possible blur condition of vehicle license plates. Finally, we perform association and merging of information to reconstruct into enhanced form of image from training local block sets. Representative experiments demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.

Super Resolution using Dictionary Data Mapping Method based on Loss Area Analysis (손실 영역 분석 기반의 학습데이터 매핑 기법을 이용한 초해상도 연구)

  • Han, Hyun-Ho;Lee, Sang-Hun
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.11 no.3
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    • pp.19-26
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    • 2020
  • In this paper, we propose a method to analyze the loss region of the dictionary-based super resolution result learned for image quality improvement and to map the learning data according to the analyzed loss region. In the conventional learned dictionary-based method, a result different from the feature configuration of the input image may be generated according to the learning image, and an unintended artifact may occur. The proposed method estimate loss information of low resolution images by analyzing the reconstructed contents to reduce inconsistent feature composition and unintended artifacts in the example-based super resolution process. By mapping the training data according to the final interpolation feature map, which improves the noise and pixel imbalance of the estimated loss information using a Gaussian-based kernel, it generates super resolution with improved noise, artifacts, and staircase compared to the existing super resolution. For the evaluation, the results of the existing super resolution generation algorithms and the proposed method are compared with the high-definition image, which is 4% better in the PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) and 3% in the SSIM (Structural SIMilarity Index).

A Survey on Deep Learning-based Image Downsampling (딥러닝 기반 영상 다운샘플링 기술 분석)

  • Chung, Jae Ryun;Jung, Seung-Won
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.235-236
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    • 2019
  • 본 논문에서는 초해상도, 압축 열화 제거 등 영상 화질 복원 연구에서 영상의 다운샘플링에 딥러닝을 적용한 연구들에 대해 소개한다. 첫 번째 연구는 두 개의 컨볼루셔널 신경망과 영상 압축 코덱을 이용하여 압축 영상의 화질을 향상시켰다. 두 번째 연구는 초해상도 문제를 해결함에 있어 다운샘플링 역시 딥러닝을 통해 학습하여 복원 영상의 화질을 향상시켰다. 두 연구를 통해 영상 화질 개선 문제 해결에 있어 적절한 딥러닝 학습 방법을 영상 다운샘플링에 적용하여 좋은 결과를 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

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Hardware Design of Super Resolution on Human Faces for Improving Face Recognition Performance of Intelligent Video Surveillance Systems (지능형 영상 보안 시스템의 얼굴 인식 성능 향상을 위한 얼굴 영역 초해상도 하드웨어 설계)

  • Kim, Cho-Rong;Jeong, Yong-Jin
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.48 no.9
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    • pp.22-30
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    • 2011
  • Recently, the rising demand for intelligent video surveillance system leads to high-performance face recognition systems. The solution for low-resolution images acquired by a long-distance camera is required to overcome the distance limits of the existing face recognition systems. For that reason, this paper proposes a hardware design of an image resolution enhancement algorithm for real-time intelligent video surveillance systems. The algorithm is synthesizing a high-resolution face image from an input low-resolution image, with the help of a large collection of other high-resolution face images, called training set. When we checked the performance of the algorithm at 32bit RISC micro-processor, the entire operation took about 25 sec, which is inappropriate for real-time target applications. Based on the result, we implemented the hardware module and verified it using Xilinx Virtex-4 and ARM9-based embedded processor(S3C2440A). The designed hardware can complete the whole operation within 33 msec, so it can deal with 30 frames per second. We expect that the proposed hardware could be one of the solutions not only for real-time processing at the embedded environment, but also for an easy integration with existing face recognition system.

Joint Training of Neural Image Compression and Super Resolution Model (신경망 이미지 부호화 모델과 초해상화 모델의 합동훈련)

  • Cho, Hyun Dong;Kim, YeongWoong;Cha, Junyeong;Kim, DongHyun;Lim, Sung Chang;Kim, Hui Yong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.1191-1194
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    • 2022
  • 인터넷의 발전으로 수많은 이미지와 비디오를 손쉽게 이용할 수 있게 되었다. 이미지와 비디오 데이터의 양이 기하급수적으로 증가함에 따라, JPEG, HEVC, VVC 등 이미지와 비디오를 효율적으로 저장하기 위한 부호화 기술들이 등장했다. 최근에는 인공신경망을 활용한 학습 기반 모델이 발전함에 따라, 이를 활용한 이미지 및 비디오 압축 기술에 관한 연구가 빠르게 진행되고 있다. NNIC (Neural Network based Image Coding)는 이러한 학습 가능한 인공신경망 기반 이미지 부호화 기술을 의미한다. 본 논문에서는 NNIC 모델과 인공신경망 기반의 초해상화(Super Resolution) 모델을 합동훈련하여 기존 NNIC 모델보다 더 높은 성능을 보일 수 있는 방법을 제시한다. 먼저 NNIC 인코더(Encoder)에 이미지를 입력하기 전 다운 스케일링(Down Scaling)으로 쌍삼차보간법을 사용하여 이미지의 화소를 줄인 후 부호화(Encoding)한다. NNIC 디코더(Decoder)를 통해 부호화된 이미지를 복호화(Decoding)하고 업 스케일링으로 초해상화를 통해 복호화된 이미지를 원본 이미지로 복원한다. 이때 NNIC 모델과 초해상화 모델을 합동훈련한다. 결과적으로 낮은 비트량에서 더 높은 성능을 볼 수 있는 가능성을 보았다. 또한 합동훈련을 함으로써 전체 성능의 향상을 보아 학습 시간을 늘리고, 압축 잡음을 위한 초해상화 모델을 사용한다면 기존의 NNIC 보다 나은 성능을 보일 수 있는 가능성을 시사한다.

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CUDA Optimization of Super-Resolution Algorithm using ELBP Classifier (ELBP 분류기를 이용한 초해상도 기법의 CUDA 최적화)

  • Choi, Ji Hoon;Song, Byung Cheol
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2016.06a
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    • pp.92-94
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    • 2016
  • 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 복원하기 위한 다양한 방법의 초해상도 기법이 존재한다. 다양한 기법들 중에서도 ELBP 분류기를 이용한 초해상도 기법[1]은 단일 영상 기반의 초해상도 기법으로 사전에 학습된 필터를 이용하여 고해상도 영상을 획득하는 기법이다. 그러나 해당 알고리즘을 일반적인 CPU 환경에서 수행할 경우 실시간으로 영상을 획득하는데 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 지역메모리를 이용한 GPU 환경에서의 최적화를 수행하여 ELBP 분류기를 이용한 초해상도 기법의 가속성을 보인다. 먼저, 알고리즘에 대하여 간단히 설명하고 CUDA 가속화 기법[2]을 차례로 적용했을 때 얻을 수 있는 가속 성능을 확인한다. 최종적으로 본 논문은 CPU 환경과 비교했을 때 5 배의 가속 효과를 얻을 수 있다.

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Example-based Super Resolution Text Image Reconstruction Using Image Observation Model (영상 관찰 모델을 이용한 예제기반 초해상도 텍스트 영상 복원)

  • Park, Gyu-Ro;Kim, In-Jung
    • The KIPS Transactions:PartB
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    • v.17B no.4
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    • pp.295-302
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    • 2010
  • Example-based super resolution(EBSR) is a method to reconstruct high-resolution images by learning patch-wise correspondence between high-resolution and low-resolution images. It can reconstruct a high-resolution from just a single low-resolution image. However, when it is applied to a text image whose font type and size are different from those of training images, it often produces lots of noise. The primary reason is that, in the patch matching step of the reconstruction process, input patches can be inappropriately matched to the high-resolution patches in the patch dictionary. In this paper, we propose a new patch matching method to overcome this problem. Using an image observation model, it preserves the correlation between the input and the output images. Therefore, it effectively suppresses spurious noise caused by inappropriately matched patches. This does not only improve the quality of the output image but also allows the system to use a huge dictionary containing a variety of font types and sizes, which significantly improves the adaptability to variation in font type and size. In experiments, the proposed method outperformed conventional methods in reconstruction of multi-font and multi-size images. Moreover, it improved recognition performance from 88.58% to 93.54%, which confirms the practical effect of the proposed method on recognition performance.