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Compressively sampled light field reconstruction using orthogonal frequency selection and refinement

Authors :
Philippe Guillotel
Guillaume Boisson
Fatma Hawary
Christine Guillemot
Analysis representation, compression and communication of visual data (Sirocco)
Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Technicolor [Cesson Sévigné]
Technicolor
European Research Council
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Source :
Signal Processing: Image Communication, Signal Processing: Image Communication, Elsevier, 2021, 92, pp.116087. ⟨10.1016/j.image.2020.116087⟩, Signal Processing: Image Communication, 2021, 92, pp.116087. ⟨10.1016/j.image.2020.116087⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Elsevier BV, 2021.

Abstract

International audience; This paper considers the compressive sensing framework as a way of overcoming the spatio-angular trade-off inherent to light field acquisition devices. We present a novel method to reconstruct a full 4D light field from a sparse set of data samples or measurements. The approach relies on the assumption that sparse models in the 4D Fourier domain can efficiently represent light fields. The proposed algorithm reconstructs light fields by selecting the frequencies of the Fourier basis functions that best approximate the available samples in 4D hyper-blocks. The performance of the reconstruction algorithm is further improved by enforcing orthogonality of the approximation residue at each iteration, i.e. for each selected basis function. Since sparsity is better preserved in the continuous Fourier domain, we propose to refine the selected frequencies by searching for neighboring non-integer frequency values. Experiments show that the proposed algorithm yields performance improvements of more than 1dB compared to state-of-the-art compressive light field reconstruction methods. The frequency refinement step also significantly enhances the visual quality of reconstruction results of our method by a 1.8dB average.

Details

ISSN :
09235965 and 18792677
Volume :
92
Database :
OpenAIRE
Journal :
Signal Processing: Image Communication
Accession number :
edsair.doi.dedup.....28b61772577bb274f336e0b19ed209d9