NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM

The subject of the study is the noise characteristics in real images obtained by mobile devices. The goal is to create a demo mobile application in Android platform, which realizes real-time estimation of noise characteristics in such images. Tasks: to investigate the accuracy of noise characteristi...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Ростислав Вікторович Цехмистро, Вікторія Валеріївна Абрамова, Андрій Сергійович Рубель, Михайло Леонтійович Усс, Галина Анатоліївна Проскура, Олексій Сергійович Рубель
Format: Article
Language:English
Published: National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute» 2019-06-01
Series:Радіоелектронні і комп'ютерні системи
Subjects:
Online Access:http://nti.khai.edu/ojs/index.php/reks/article/view/760
id doaj-5c2a27896de142d2a0f91535e5db58b2
record_format Article
spelling doaj-5c2a27896de142d2a0f91535e5db58b22020-11-25T02:19:50ZengNational Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute»Радіоелектронні і комп'ютерні системи1814-42252663-20122019-06-0102607010.32620/reks.2019.2.05803NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORMРостислав Вікторович Цехмистро0Вікторія Валеріївна Абрамова1Андрій Сергійович Рубель2Михайло Леонтійович Усс3Галина Анатоліївна Проскура4Олексій Сергійович Рубель5Національний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківНаціональний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківНаціональний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківНаціональний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківНаціональний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківНаціональний Аерокосмічний Університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський Авіаційний Інститут», ХарківThe subject of the study is the noise characteristics in real images obtained by mobile devices. The goal is to create a demo mobile application in Android platform, which realizes real-time estimation of noise characteristics in such images. Tasks: to investigate the accuracy of noise characteristics estimation by NoiseNet neural network on test images from the Tampere17 database; to conduct a preliminary study of the type, intensity and correlation characteristics of the noise in images obtained by mobile devices; to investigate the possibility of using NoiseNet to assess the noise characteristics in these images. The following results were obtained. Analyzing the noise characteristics in test images from the Tampere17 database, distorted by white Gaussian noise, it was shown that in general, the NoiseNet neural network demonstrates a rather high estimation accuracy (the relative error of evaluation does not exceed 0.2). However, for some images, in particular, highly textured, the value of relative error can be several times higher. The noise characteristics of images taken in various conditions by cameras embedded in mobile devices from various manufacturers were studied. It is shown that the noise in such images is signal-dependent and is often characterized by a high degree of spatial correlation. At the same time, the degree of spatial correlation of noise largely depends on lighting conditions of photo taking and is higher for images obtained in dim light. Since the NoiseNet neural network is not designed to work with spatially correlated noise, for its applying the images were preprocessed to eliminate the spatial correlation of noise. The ready-to-use NoiseNet neural network and the Android demo application for testing are available on the GitHub resource: https://github.com/radiuss/NoiseNet.http://nti.khai.edu/ojs/index.php/reks/article/view/760згорткові нейронні мережавтоматичне оцінювання характеристик завадмобільна платформаоцінка якості зображеньобробка реальних зображень
collection DOAJ
language English
format Article
sources DOAJ
author Ростислав Вікторович Цехмистро
Вікторія Валеріївна Абрамова
Андрій Сергійович Рубель
Михайло Леонтійович Усс
Галина Анатоліївна Проскура
Олексій Сергійович Рубель
spellingShingle Ростислав Вікторович Цехмистро
Вікторія Валеріївна Абрамова
Андрій Сергійович Рубель
Михайло Леонтійович Усс
Галина Анатоліївна Проскура
Олексій Сергійович Рубель
NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
Радіоелектронні і комп'ютерні системи
згорткові нейронні мереж
автоматичне оцінювання характеристик завад
мобільна платформа
оцінка якості зображень
обробка реальних зображень
author_facet Ростислав Вікторович Цехмистро
Вікторія Валеріївна Абрамова
Андрій Сергійович Рубель
Михайло Леонтійович Усс
Галина Анатоліївна Проскура
Олексій Сергійович Рубель
author_sort Ростислав Вікторович Цехмистро
title NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
title_short NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
title_full NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
title_fullStr NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
title_full_unstemmed NOISE CHARACTERISTICS ESTIMATION IN REAL-WORLD IMAGES USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK IN MOBILE PLATFORM
title_sort noise characteristics estimation in real-world images using convolutional neural network in mobile platform
publisher National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute»
series Радіоелектронні і комп'ютерні системи
issn 1814-4225
2663-2012
publishDate 2019-06-01
description The subject of the study is the noise characteristics in real images obtained by mobile devices. The goal is to create a demo mobile application in Android platform, which realizes real-time estimation of noise characteristics in such images. Tasks: to investigate the accuracy of noise characteristics estimation by NoiseNet neural network on test images from the Tampere17 database; to conduct a preliminary study of the type, intensity and correlation characteristics of the noise in images obtained by mobile devices; to investigate the possibility of using NoiseNet to assess the noise characteristics in these images. The following results were obtained. Analyzing the noise characteristics in test images from the Tampere17 database, distorted by white Gaussian noise, it was shown that in general, the NoiseNet neural network demonstrates a rather high estimation accuracy (the relative error of evaluation does not exceed 0.2). However, for some images, in particular, highly textured, the value of relative error can be several times higher. The noise characteristics of images taken in various conditions by cameras embedded in mobile devices from various manufacturers were studied. It is shown that the noise in such images is signal-dependent and is often characterized by a high degree of spatial correlation. At the same time, the degree of spatial correlation of noise largely depends on lighting conditions of photo taking and is higher for images obtained in dim light. Since the NoiseNet neural network is not designed to work with spatially correlated noise, for its applying the images were preprocessed to eliminate the spatial correlation of noise. The ready-to-use NoiseNet neural network and the Android demo application for testing are available on the GitHub resource: https://github.com/radiuss/NoiseNet.
topic згорткові нейронні мереж
автоматичне оцінювання характеристик завад
мобільна платформа
оцінка якості зображень
обробка реальних зображень
url http://nti.khai.edu/ojs/index.php/reks/article/view/760
work_keys_str_mv AT rostislavvíktorovičcehmistro noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
AT víktoríâvaleríívnaabramova noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
AT andríjsergíjovičrubelʹ noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
AT mihajloleontíjovičuss noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
AT galinaanatolíívnaproskura noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
AT oleksíjsergíjovičrubelʹ noisecharacteristicsestimationinrealworldimagesusingconvolutionalneuralnetworkinmobileplatform
_version_ 1724874080627195904