Super resolução single image utilizando redes extreme learning machine
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
BR Doutorado em Engenharia Elétrica Centro Tecnológico UFES Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/13657 |
Resumo: | Super-resolution methods aim to increase the spatial resolution of an image while maintain ing the highest possible fidelity between the estimated image and the original source from which that image was taken. The need to increase the resolution of an image arises due to the process of image formation through image acquisition devices. These devices sample an image at fixed rates, depending on their internal hardware, and add blurring and noise effects to the sampled image. To circumvent the low sampling rate of the hardware of these devices, it is more advantageous to develop software solutions capable of increasing the resolution of the images after the capture, through super resolution algorithms. This work proposes a single-image super-resolution algorithm based on machine learning techniques, where an external database is used to learn a model that relates low and high-resolution images. The method is based on multiple regressors in the form of single-hidden-layer feed-forward neural networks trained by extreme learning machine, applied in subspaces of the training set generated by clustering techniques. Pre and post-processing reconstruction techniques and the training of reshaping masks are used to refine the result of reconstruc tion. The proposed method stands out for the low training time and the ability to be used in an ordinary computer, without GPUs and large amounts of RAM, while delivering results that compete with important works in the literature |
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Super resolução single image utilizando redes extreme learning machineSuper resoluçãoK-means clusteringExtreme learning machinesMachine learningSuper resolutionOrientação do gradienteClusterização k-meansExtreme learning machineAprendizado de máquinaSuper resoluçãoGradient orientationsubject.br-rjbnEngenharia ElétricaSuper-resolution methods aim to increase the spatial resolution of an image while maintain ing the highest possible fidelity between the estimated image and the original source from which that image was taken. The need to increase the resolution of an image arises due to the process of image formation through image acquisition devices. These devices sample an image at fixed rates, depending on their internal hardware, and add blurring and noise effects to the sampled image. To circumvent the low sampling rate of the hardware of these devices, it is more advantageous to develop software solutions capable of increasing the resolution of the images after the capture, through super resolution algorithms. This work proposes a single-image super-resolution algorithm based on machine learning techniques, where an external database is used to learn a model that relates low and high-resolution images. The method is based on multiple regressors in the form of single-hidden-layer feed-forward neural networks trained by extreme learning machine, applied in subspaces of the training set generated by clustering techniques. Pre and post-processing reconstruction techniques and the training of reshaping masks are used to refine the result of reconstruc tion. The proposed method stands out for the low training time and the ability to be used in an ordinary computer, without GPUs and large amounts of RAM, while delivering results that compete with important works in the literatureMétodos de super resolução têm como objetivo aumentar a resolução espacial de uma imagem qualquer, mantendo a maior fidelidade possível entre a imagem estimada e a fonte original da qual essa imagem foi retirada. A necessidade de se aumentar a resolução de uma imagem surge devido ao processo de formação da mesma, por dispositivos de aquisição de imagens. Esses dispositivos amostram uma imagem a taxas fixas, que dependem do seu hardware interno, além de adicionar borramento e ruído às mesmas. Para contornar a baixa taxa de amostragem do hardware desses dispositivos, é mais vantajoso desenvolver soluções de software capazes de aumentar a resolução das imagens depois da captura, através dos algoritmos de super resolução. Este trabalho propõe um algoritmo de super resolução single image baseado em técnicas de aprendizado de máquina, na qual um banco de dados externo é utilizado para o aprendizado de um modelo que relacione as imagens de baixa e alta resolução. A base do método são múltiplos regressores na forma de redes neurais de uma camada oculta treinadas pela técnica extreme learning machine, aplicadas em subespaços do conjunto de treinamento gerados por técnicas de clusterização. Técnicas de reconstrução pré e pós-processamento e o treinamento das máscaras de remontagem das imagens estimadas são utilizadas para aperfeiçoar a reconstrução das mesmas. O método proposto se destaca pelo baixo tempo de treinamento e a capacidade de ser utilizado em um computador comum, sem GPUs e grandes quantidades de memória RAM, enquanto entrega resultados que competem com trabalhos importantes da literaturaFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Espírito SantoBRDoutorado em Engenharia ElétricaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaSalles, Evandro Ottoni Teatinihttps://orcid.org/0000000282873045http://lattes.cnpq.br/5893731382102675https://orcid.org/0000-0002-6084-9175http://lattes.cnpq.br/3367376442050624Mascarenhas, Nelson Delfino D Avilahttps://orcid.org/0000-0002-8241-2409http://lattes.cnpq.br/0557976975338451Seibel Junior, Hilario https://orcid.org/0000-0003-0099-6760http://lattes.cnpq.br/8155773475663050Komati, Karin Satiehttps://orcid.org/0000-0001-5677-4724http://lattes.cnpq.br/9860697624155451Rauber, Thomas Walterhttps://orcid.org/0000000263806584http://lattes.cnpq.br/0462549482032704Cosmo, Daniel Luis2024-05-29T22:11:57Z2024-05-29T22:11:57Z2019-10-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13657porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-04-10T15:32:45Zoai:repositorio.ufes.br:10/13657Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-04-10T15:32:45Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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