Super resolução single image utilizando redes extreme learning machine

dc.contributor.advisor1Salles, Evandro Ottoni Teatini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000282873045
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5893731382102675
dc.contributor.authorCosmo, Daniel Luis
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-6084-9175
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3367376442050624
dc.contributor.referee1Mascarenhas, Nelson Delfino D Avila
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8241-2409
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0557976975338451
dc.contributor.referee2Seibel Junior, Hilario
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-0099-6760
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8155773475663050
dc.contributor.referee3Komati, Karin Satie
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5677-4724
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9860697624155451
dc.contributor.referee4Rauber, Thomas Walter
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000263806584
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0462549482032704
dc.date.accessioned2024-05-29T22:11:57Z
dc.date.available2024-05-29T22:11:57Z
dc.date.issued2019-10-04
dc.description.abstractSuper-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
dc.description.resumoMétodos 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 literatura
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/13657
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectSuper resolução
dc.subjectK-means clustering
dc.subjectExtreme learning machines
dc.subjectMachine learning
dc.subjectSuper resolution
dc.subjectOrientação do gradiente
dc.subjectClusterização k-means
dc.subjectExtreme learning machine
dc.subjectAprendizado de máquina
dc.subjectSuper resolução
dc.subjectGradient orientation
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleSuper resolução single image utilizando redes extreme learning machine
dc.typedoctoralThesis

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