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초고해상도 영상 복원을 위한 Preconditioned Conjugate Gradient 최적화 기법
Preconditioned Conjugate Gradient Method for Super Resolution Image Reconstruction

이은성   (이화여자대학교 정보통신학과 멀티미디어 신호처리연구실UU0001056  ); 김정태   (이화여자대학교 정보통신학과 멀티미디어 신호처리연구실UU0001056  );
  • 초록

    본 논문에서는 초고해상도 영상을 복원하기 위한 최적화 기법으로 널리 사용되는 PCG(Preconditioned Conjugate Gradient) 기법을 위한 새로운 preconditioner를 제안하였다. 제안된 preconditioner는 기존의 블록 circulant preconditioner를 확장하여 roughness 벌칙 함수에 대해서 효과적인 수렴이 가능하도록 한 것으로써, 잡음에 민감한 기존 방법의 성능을 개선할 수 있는 것이다. 제안된 preconditioner의 성능을 확인하기 위한 실험과 시뮬레이션에서 제안된 PCG 방법은 기존 방법보다 우수한 수렴 속도를 보였다.


    We proposed a novel preconditioner based PCG(Preconditioned Conjugate Gradient) method for super resolution image reconstruction. Compared with the conventional block circulant type preconditioner, the proposed preconditioner can be more effectively applied for objective functions that include roughness penalty functions. The effectiveness of the proposed method was shown by simulations and experiments.


  • 주제어

    Super resolution .   PCG .   block circulant preconditioner .   block Toeplitz .   rougness penalty.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Willam H. Press, Brian P. Flanner, Saul A, Teukolsky, Willam T. Vettering, Numerical Recipes in C : The An of Scientific Computing., 2nd ed.: Cambridge University Press, 1992 
    2. P. Davis, (1979) Circulant Matrices, John Wileys and Sons, New York 
    3. Michal K. Ng and Nirmal K .Bose, 'Mathematical Analysis of Superre-solution Methodology.' , IEEE Signal processing imagazine, pp.62-74. May. 2003 
    4. J. A. Fessler, 'Grouped coordinate descent Algorithm for robust edge-preserving image restoration,' in Proc. SPIE 3071, Im. Recon. and Restor. II, pp.184-194, 1997 
    5. N. Nguyen, P. Milanfar,and G. Golub, 'A Computationally Efficient Superresolution Reconstruction Algorithm.' IEEE Trans. Image processing, Vol.10, pp.573-583, Apr.2001 
    6. S. C. Park, M. K. Park, and M. G. Kang, 'Super-Resolution Image Reconstruction : A Technical Overview,' IEEE Signal processing magazine, pp.21-36, May. 2003 
    7. R. Chan, M. Ng, R. Plemmons, 'Generalizatization of Strang's Preconditioner with Applications to Toeplitz Least Squares Problems,' Numer. Linear Algebra Appl. 3 (1996), pp.45-64 
    8. R. C. Hardie, K. J. Barnard, and E. F. Armstrong, 'Joint MAP Resigtratation and High-Resolution Image Estimation Image', IEEE Trans. Image Processing, Vol.6, pages 1621-1633, Dec. 1997 
    9. R. Chan and M. Ng, 'Conjugate gradient method for Toeplitz systems,' SIAM Rev., Vol.38, pp.427-482, Sept. 1996 

 저자의 다른 논문

  • 김정태 (1)

    1. 2004 "Constrained 최적화 기법을 이용한 Non-rigid 영상 등록" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 29 (c10): 1402~1413    

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