ウェーブレット変換の拡張とその画像処理への応用

小波变换的推广及其在图像处理中的应用

基本信息

批准号：
22K03417
负责人：
皆本晃弥
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，従来のウェーブレット変換に別のスキームや変換等を組み合わせ，ウェーブレット変換を拡張し，画像から数学的に解釈可能な特徴量を抽出し，電子透かし法，早期がん検出法，画像改ざん検知法などの開発を通じて，ウェーブレット解析に対する新たな知見・応用を得ることを目的としている．　初年度は，主に以下のような３つの成果が得られた．一つ目は内視鏡画像からの早期大腸がんの検出法の開発である．本手法は，Dual-Tree Complex Wavelet Packet Transformと主成分分析を組み合わせたもので，既存の深層学習手法とは異なり，データが少ない場合でも有効であり，92%の精度でがんと正常領域を識別できた．また，本手法で利用する特徴量は局所解釈可能なものであるため，検出結果の理由を説明できる．二つ目は電子透かし法の開発である．電子透かしは，デジタルデータ（例えば画像や音声，動画など）に見えない形で情報を埋め込む技術で，デジタルコンテンツの不正なコピー，改ざん，盗用などに対して追跡や証拠提供が可能となる．本手法は，2重ツリー複素離散ウェーブレット変換と量子化を組み合わせたもので，幾何学的な攻撃やノイズの混入に対して強いという特徴がある．三つ目は顕微鏡画像から染色石綿を検出する手法の開発である．本手法は，ダイアディックウェーブレット変換とサポートベクターマシンを組み合わせたもので、高い精度で石綿像を分類できることを確認した．今後，アスベストを含む建材処理が増えることから，解体現場ですぐにアスベストの存在を判定できる道筋が見えたことは重要である．これらの成果は，ウェーブレット解析の可能性をさらに広げ，解釈可能性を有した新たな画像処理技術開発につながるものと期待される．

在本研究中，我们将传统的小波变换与其他方案和变换相结合，扩展小波变换，从图像中提取数学上可解释的特征，并将其应用于电子水印、早期癌症检测和图像篡改，目的是获得新的。通过开发检测方法来了解小波分析的知识和应用。第一年，取得了以下三项主要成果。第一个是开发一种通过内窥镜图像检测早期结直肠癌的方法。该方法结合了双树复小波包变换和主成分分析，与现有的深度学习方法不同，即使在数据很少的情况下也很有效，并且可以以 92% 的准确率区分癌症和正常区域。它。此外，由于该方法中使用的特征可以在本地进行解释，因此可以解释检测结果的原因。二是数字水印方法的发展。数字水印是一种将信息无形地嵌入数字数据（例如图像、音频、视频等）中的技术，可以跟踪数字内容并提供证据，防止未经授权的复制、伪造和剽窃。该方法结合了双树复离散小波变换和量化，具有对几何攻击和噪声污染具有鲁棒性的特点。第三步是开发一种从显微图像中检测染色石棉的方法。该方法结合了二进小波变换和支持向量机，我们证实它可以高精度地对石棉图像进行分类。未来，含有石棉的建筑材料的加工将会增加，因此我们现在拥有一种快速确定拆除现场是否存在石棉的方法非常重要。这些结果有望进一步扩展小波分析的可能性，并导致具有可解释性的新图像处理技术的发展。

项目成果

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专利数量（0）

Watermarking Method Using Dual-Tree Complex Discrete Wavelet Transform and Quantization

DOI：
10.1109/icwapr56446.2022.9947102
发表时间：
2022-09
期刊：
2022 International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition (ICWAPR)
影响因子：
0
作者：
Masayuki Shimoshimbara;Ken Muraoka;Teruya Minamoto
通讯作者：
Masayuki Shimoshimbara;Ken Muraoka;Teruya Minamoto

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