In d o n e sian   Jou r n al of  Ele c tr i c a l  En g in e erin g   a n d  C om pu t er S c ien ce   Vol.  14, No.  1, April 2019,   pp.  258~266  ISSN: 2502- 4752,  DOI :   10.115 91/ijeecs. v 14. i 1 . pp258-266          258     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/ i j eec s   Edge enhancement of IBP reconstruc tion  by using sharp   i n finite  symmetrical exponential filter       A . R. A  N a z ren 1 ,   N gad i r an .   R 2 ,   S.N . Yaak o b 3   1 E m bedd ed Compu tin g   Res earch Cl u ster, U n i v ersity M alay s i a P e rlis  ( Un iM AP) ,   M a l a y s i a   2, 3 S c ho ol   o f  Com p u t er  a n d   C ommu ni cati on  En g i neerin g  o f   U niv e rsity  M a l a y s ia   P e r l i s (Un i MA P),   Ma la y s ia       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Sep  2 7 ,  2 018  Re vise d N ov  2 8 ,   201 8   A c c e pte d   D ec 2,  201 8      Th is   s tud y   c ont rib u t e s  t o   p ro v i de  a n   enh a n cem e n t   t echni qu e  f o r  im p r ovi ng  th e  Iterati v e  Back  P roj ecti o n   (IBP )   S up er  R es ol u t ion   tech niq u e  by  us in g  th e  S h arp   Inf i nit e   S ym m e tri cal  F ilt e r   ( SIS E F ) .  Th eo ret i call y ,  t h e  I BP   t echn i qu e  op erates  a s  m i n i m i ze r  the  erro r  r econs tru c ti on  iterat i v e ly  u nti l   it  r e f i ned  the  Hi gh   R es ol u tio n   (HR)  i m a g e .  H o wev e r,  d u e   t o  i t erat ive  m a n n er  a n d   lack   o f   edg e   g u i dan ce  du ring   t h e   b ack   p ro jecti o n   operatio n,  t h i s   t echn i qu e  has  su ff ered  f rom   pro d u ced  t he  r in gin g   a rtef act  o n   the  H R   i mag e   a p p earan ces .  Ad diti ona l l y,   t he   I BP   r eco nst r uct i o n   a l s o   d e m a nd s   f o r  l a rge  nu m b e r  i t erati on  f o r  accom p lis h ing   t h e  pred icti o n   H R  i m age.  T h i s   p r oblem   a ros e   w hen  th e   IBP   es tim ator  t end e d   to   o sci l l a t e   a t  th e  s a m e   s ol ut ion   f r equen t l y .   In  o rder   t o  ov ercom e   t hes e   c on st rai n ts,  th e  S I S E F   is  d ep lo y e d  as  r egul ato r   to  i m p rove   th e  IBP   estimat o r   w ith   pro v id es  a n   ac cu rate  e dg e   i n f o rm a tio n  f o r  en han c i n g   th e  edg e   i mag e   a nd   r ed uce  t h e  ri ng ing   art e facts. Fort unat e ly,  h ig h l y  p r ecisi on  o f   e d g e   in fo r m a t io n  pro v i d e d  by   S IS EF  c a p a b le   t o  re du c e   a m ou n t   of  est i mation process repetition .  K eyw ord s :   Iter ative   ba c k  pro je ct ion   IS E F   Ri ngi ng  a rt e f a c t s   Ed ge  e nha nc e m ent   S upe r r e solut i o n   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d   Scien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Ami r   N azren   Ab du l   Rahi m,     S c hoo l   o f  Com pute r  a nd C o mm unica t i on En gi neer in g,   Uni v ersi ti   M al ays i a P e rlis ( UniMAP ),  P a uh P u tra   Cam pus,  0260 0  A r au  P erlis,   Mal a ysia.   Em ail:  am i r nazr en@u n i ma p.edu. my       1.   I N TR OD U C TI O N   T O   S U PER   R E S O LU T I O N   E N H A N C EM EN T   Th e   are a   o f   thi s   s t u dy   i s  g e tt ing   a   lo t   of   i n t e r est s   fro m  re se a rc h e r  si nc e  th e  co nv e n t i o n a l   Sup e r  R e s o lu ti o n   ( S R )  t e ch n i que   s uffers  f r o m   im per f ec tio n  in  t he   H ig h   R e s olu t io n  (H R )   i ma ge  e s t i m ati o n.    In  C hia n g  et  a l   [1]  w o rks,   a n  im pro v em ent  of  I BP   i s  pr od u c e d   i n   t he   r esa m plin g  al g o ri t h m  by  inte gr at ing  the   ima g e  w a rpi n g   alg o ri th m   i n si de  t he  I BP   t ec hni que .  Mor e o v er ,  t h e y  pr op ose d   t he  i m p le me nt a t i o n  of  c ou p l in g   the  degra d at io n  m ode l  o f   i m a gi n g   s ys tem   i n to  i n t e g rati n g   r e sam p le  t o  pr o d uc e  be t t er  e stim at io n.   I n  Cohe n  e t   al  [ 2]  w ork,   a n  impr ove me n t   i s  su g g e s te d  thr o u g h   a p p l y i ng  P o l y p hase  f i l ter   t o   r e p la ce   t he   g e o m e tric   t rans- form ati o n  i n si de  t he   I tera tiv e   B ack  P ro j e ct ion   (IB P)  a nd   i mp rov ed   t he  i m a ge  r es o l ut io n.  F urt h erm o re ,   the   ed ge   e n h a n ce me nt  t e c h n i que   p ro pose d   b y  H y u n w o o  e t   a l  [3]  us i n g   an  A n i sot r op i c   D i f f u sion   t o  supp re ss  the n o i se  a n d  h ig h lig hte d   t he  e dge s of  i ma ge .    On  t op   o f  t h a t ,  t h e   im age  en h a ncem en t  is  d o n e  i n   Y a n   e t  al   [ 4]  w o rks.   T h e   c o m b i na t i on  of  P a p o u lis- G e r c hber g   e x t rapo lat i on  i n si de  t he   I BP   r ec o n struc tio n  is  p r o p o s e d   t o  e nha nce  th e   sp i r al  C om pu te d  To mog r a p hy   ( C T )  sl i ce  i m age .   B esi d es  t h a t ,   Q i n   s ug g e st ed   t h e   e f ficie n t  impr o v e m e n t   i n   t he   I BP   a lg o r it hm  thr o u g h   i mpr ove me nt  o f  the   first  i n i tial  gue ss  w h ic h  is   e st im a t ed  b y   w a ve l e t   l o ca l l y  a d a p ti ve  a l gor it hm   com p are d   t o  n o rm al  i n t e r p o la tio n  me th od   [ 5].   N e xt  L ian g   e t   a l   [ 6]  a lso  gave   i mpro ve me nt  i n   t h e   ed ge   detec t i o n   d u ri ng   c on duc ti ng   t he  i ni t i a l   i nter po l a t e d   i m a g e  v i a  a ppl y  Non - Lo c a l  IB P   f a st   a lg o r i t h m.   In  t he   B e n gt ss o n   e t  a l   [ 7]  p ro pose d   L *a *b  d o m a in  f or  i m p rov i ng  t h e  H u m a n  V i s u a l   S yst e m   in  t he   H R  im age .   Th is  t ech n i que   i s  capa b l e  to i m prove  t he  ou t pu t o f   H R  ima g e by  prese r v i ng  the   e d ge i nform a t i on.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ed ge  e n h a n ce m e nt  o f   IBP re con s tr uc tio n b y  u s i ng  sh ar p  i n f i ni te sym m e tric al  e x p o n en t i a l… (A.R. A   Nazren)  25 9 I n   o rde r   t o  r ecove r  t h e  H R   i ma ge,   Bare j a   e t   al  [ 8]  p r o p o s ed  a   c om b i na t i o n   o f  IBP   al gor it hm  w i t h  Ca nn y  E d ge   D etect or  a nd  e rror  d i ffe r enc e   i ma ge  t o  re co v e r   loss   of  f requ e n cy   i nf orm a tion.   T he  i m p ro ve me nt   is  c o n ti n u ed  i n  N a yak  e t   a l   [9],   by  pr op os in g  a  hy bri d   t ec hn iqu e  bet w e e n   I BP  t ech ni q u e   a n d   Cu c koo   op tim izer   t o  e nha nce   the  i n i t ial  g u ess  a nd  H R   o u t p u t   i m a ge .  In  P e jm an  e t  a l   w o r k  [1 0],   t h e   impr ove me nt   i n   t h e   IBP  a l go rit h m  i s   p ro po sed   t h ro ug h   app l y i ng   t h e   i nt e r po l a t i o n  of  L R  i m age s   b efor e  re giste r ed  i ns i d e  t h e   IBP   alg o ri thm.   A no t h e r   w ork   in   C here f  e t   a l  [1 1]  i nt r o d u c ed  e d g e  e nha ncem ent   b y   u sin g   t h e   A n i so t r op ic  Di f f u s io n   t e c h n i qu e   t o   p rese rv e  an y po s s ib le   e dg e   i m a g e. In   M e i  et   a l  [12 ] w o rks, imple m e ntat i o n o f  a da pt i v e   P e rona  M a l i k   a s e dge pr e ser v a tio n  i s   d one i n   S R  re c ons t r uc ti on.   The   e n ha ncem ent   w o rks   in   t he  I BP   i s  c o ntin ue d  w i t h   r ed uc in g  t h e   r i n g i ng  ar t e fac t s   b y   ap pl y i ng  a   varia n t   a n d  lo ca l   var i ance   v a r ian t   b a s ed  o n  ada p t i ve  a na l y sis  [ 13].  M o re ov e r ,   the   q u a l i t y   o f  visua l   o u t put   re co n s t r u c t i on  i m a g e   i s   i mp rov e d   t h rough   a pp lyi n g   the   sp arse   l i ne a r   r egre ssion  a nd  IBP .   A ddit i o n a l l y ,  modi fic a t i on   i n  G a ussia n   h i g h  pa ss  f i l t er  i s  do ne   t o  refine   t he   i n itia l  gues s   [ 1 4 ].  F ur th e r m o re,   the   a ccu r acy  o f  rec ons t r uc tio n   c a n   be   i nc re ase d   w hen   t h e  re sidua l   error   is  e nha nce d   b y   i m plem e n t i ng   t he   A n i so trop ic  D i ffus i on  w i t h   t he  h e l p  of  I BP   e st ima t o r   t o  pro d u c e   f ine   H R   i ma ge  w it h  e d ge  p r e serva tio n  t e c h ni q u e   [15] .   In   M ak wan a   e t  al   [ 16 ]  p r opo se d   a  co mb i n a t io n  of   I B P   a lgori t h m  w it h  Ca nny  e d ge  d e t e c t or  a nd   G a b or  f i l t e r  for  im prov in g   t h e  e rror  m i ni m i za t i on  d u rin g   b a c k   p roj e c t i o n  ope r a t i o n .  B e s i d e s  t h a t ,  N a y a k  e t   a l  [ 1 7 ]   pro v i d e d   t he   e dg e   im age   i m pr ovem e n t   i n  the   I B P   tec h n i que   b y  usi ng  the   P - S p l i ne  a n d   M u C S O -QP S O   alg o ri t h m.   T he   P -S pli n e   pro v i d e s   s h ar p  e dge   i nform a ti on   a nd   M u C SO-QPSO  o p t i m ized   t h e     est i ma t i o n  m etho d.  The  Itera t i v e  B a c k   P rojec t i o n  tec h n i q u e  ha s  a b il i t y   to  m i n imiz e   t he  r ec o n s t ruc tion  error  ef f i c i ently  in   iter a t i v e   m a nner.   T h i s  erro r   rec onstruc ti o n   i s  back   p r o je c t i n g   t o   H R   g r i d  t o   c or rec tin g  the   ne x t   e st i m a t i o n   ima g e.  A lth o u gh  th is  t e c h n i que  i m p ro ve s  the  im ag e  i n ten s it y  w i t h  r e m ovin g   t he  b l u r  effec t .   H o w e ver ,    t h e  i t e rat i v e   r o u t i n e  t e nd s  to   p rod u ce  th e  ri ngi ng   a rt ef act s  a l on g  t h e  edge s  bec a u s e   o f   b ack   p r o j e cti n g  is   w itho u t   a n y   e d g e  g u i d a n ce .  In  t he  p r e sen t   w ork,   t h i s  st ud y  pr op ose s   t he   e dge  e nha nce m ent  tec h niq u e   i ns i d e  t h e   It era t i v e   Ba c k   P ro j e c t i on  t e chni qu e.  T hi s  ed g e   e nh an ce me n t   tec h ni que   i s  c o mb in ed  b e t w een  t h e   I BP   rec ons t r uc tio n   an d  S h ar p  In fi n i t e   S ymm e trica l   E x p one n t ial   F i lte r  (S IS EF ) .   T he  S ISEF  f unction  a s   s har p   edge s  de tec t i o n  a n d  the n   p r e serve s   t he  p o s s i b l e  e dge s   de t e c t e d   by  re- h i g hl i g h t s  the   e dge s  i n side   t he   e s ti mat i on   p roc e ss .  C o in c i d e ,  t h e  i n fo rmat i o n   suppl i e s  w o rk s   as   e dge  g ui dance   dur ing  t h e  bac k   p ro jec t i o n  t o   avo i d  a c ross  e dge  p ro jec t i o n   th us  t he  r in g i ng  e f fec t s  ca n  be  r e m ove d.   T hi s  sha r p  e d ge   d e t ec te d  ca p a ble  t o   enha nc e  t h e  re con s truc t i o n   H R  est i ma tio n   with  r ed uce   th e   err o r  rec ons t r uct i on  a n d   pr eservin g   t h e   l ost   fre que nc y  inf o rma t i o n  w ith  r ob us t   t o w a rd  r ing i ng  effect s a nd ra pi d   e s ti ma t i on  p ro ce ss.      2.   RESEARCH  M ETH O D    2.1.    I t erat i ve  B ac k   Pr oj ect ion   The  m a in  i dea   of  t he  I ter a ti ve   B ac k  P r ojec ti on  (IBP )   t ec h n i q u e   is  t o  rec o ns t r uct  t h e  H i g h   R es o l u t ion   (HR )   i mag e   f ro m  ob se rvin g  th e   mult ip l e   d e g ra d e d   i npu t  i m a g es.  T he  e st ima tio n  d one   b y  pro j ec ti ng   b a c k  t h e   di ffe re nce   be tw een  s imu l a t e d   L ow   R es ol u t i o n  (LR) i m a g e s  and t h e   o bse r ved  L R   i ma ge s  [1 8].  The  est i ma ti o n   kee p s  co nt i nue d  u n t i l   t he   H R   im age   ge ne rat e d  w h ich  ha s  sam e   L R  ima g es  w it h  o b se rv ed  L R   i m age s   a fter   pass in g   t h e  sa m e   b l u r r i ng  a n d   d o w n   s am p l i ng  proce s s.   B a s ica l l y   the   IBP   m e tho d   c a n   b e  di v i de d  i n to  t w o   pha ses.   I n  t h e   firs t   p h ase,   i t   ge nera t e s  the   si m u late d  ima g e   a n d  t h en  p ro jecte d   b ac k   the   err o r  fro m   th e   di ffe re nce   be t w ee n  sim u l a te d  an d  o b se rved  L R  im a g e s   t o  re co ns tr uct  t h e   H R   e stim at ion  [ 19].     The  co nstr uct i o n  o f   s im u l a t e d  the  L R  ima g es     can  b e  form ul a t e d  in 1.        (1)     Th is  s im ula t e d   L R   im age    ha s   n u m b er      o f  im age  a nd  the   pi xel  i n te nsit y  of  L R  i m age s   d e r ive d   from   t he  H R  im age    a fte r   g et  i n f lue n ced   by  t h e   de gra d a t ion  fu nc ti o n .  The  de grad a t i o n  fu nc ti o n   is  a   com b i n a t i o n  of  b l u r  ke rnel  f unc t i on    a nd  tr ans l at ion  w r appi n g   f u n c tio n    inf l ue nce d   b efo r e   ge t t in g  t h e   dow n sam p l i ng   by the  dec i m a t i o n  o pera t o r   .    In  t he  r e c onstr uct i on  o f   I BP  p r o cess,  t h i s  techn i que  s tar t s  w i t h  com p u t i n g  the  in i t ia l  gu ess   H R   ima g e  via  ap pl ies  the  ave r age   me th o d .   Then ,  the   i m agi ng  proc ess   d e t ermine s  the  set  of  s imu l ate d   L R   i m a g e   .   H o w e v e r,  t h e   i n i tia l  g u ess i n g   p roc e ss  m a y  pr ov ide   m a ny  so l u t i on s  tha n   o ne  a c c u rate   s olu t i o n.   The  se le c t i o n  of  a ccur a te  t he   i nit i a l   gue ss  me tho d   c o u l d   dri v i n g  t h e   a l g o ri t h m   to   d e t er m i ne  a n  u n i q ue ,  faster   and  sm o o th  s o l u t i o n.   A   goo d   selec t i on  o f   a n  ini t ial  gues s   me tho d  w a s  sug g es te d  b y   Ira ni  i s  t h e  ave r a g e   me tho d   o f  t h e   attr ib u t es of i n form ati o n   from   r egistere d L R  ima g es o bse r v e d [1 8] suc h i n  the  2 .    0 1 ∑ 1   1  ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   258 –  2 66  26 0 I f  t h e  i n i t i a l  g u e s s   H R  i m a g e   0   i s  ma t c hing  e n o u gh  w ith  t h e   r e f e r ence   i ma ge,   t h e n   t he   s i m ula t e d  ima g es     sho u l d   be   i den t ica l   w it h  the   obse r ved  ima g e s     a nd  no  mor e   c orr ecti on  is   requ ire d .  I f   t he   d i f fere nce  im ages  a rise  b e t we en    a nd  ,   then  t he  i m p ro ve m e nt  t he  i n itia l   g u e s s  by  bac k   pro j ec ti ng  t h e   e rror  w i th  c o m bi n i n g   t he   c urr e nt  i nform a tio n  in  the  H R   g r i d.   T h i s  ste p   i s  yie l di ng  a n   i m p r ov emen t   to  t h e  n ext   HR  ima g e   1   s uc h e xpr essed  in  t he  3.      1   1 ∑  1  ( 3 )     Whe r e         (4)     Th is  p roc e dur e  ke e p s   repea tin g  i n   iter a tive   ma nne r  un t i l   it  m e e ts  t he   l oc al   m i n i m um   e rror.   The  err o r fu nc t i o n   can  b e  desc ribe d  as in  5.        ∑     ( 5 )     2.2.    Th e   In finite  S ymmet r ical  E xp on en tia l   F i l t er  (IS E F)  The  Inf i ni te  S y m m e trica l   E x p o n e n t i a l   F il te r  or  S hen  Cas t a n   E d g e  D e t e c t o r  i s   a n   o p t i m a l  s m o o t h i n g   fi l t e r   w ith  a   v ery  sim p l e   r e c ursi ve  a lg or i t hm .  The   co re   c onc ep t   o f  th is  f il t e r  is   i mple me n tin g  t h e   di ffe re nt ia tio n  of  o p tim al  e x p one n t i a l.  I t  gi v e s  a  good impa ct  d u r i ng  e dge dete c t ion  w h e n   i t   ha s  l e ss  r e s pon ds   to   n o i se   a n d   g i v e  prec i s io n  i n   e dge   l oca l iza tio n.  G ene r al l y ,  t h e   p r ob l e m  fac i ng   o f   La pl a c i a n  Ga u s si a n   f ilt e r   dur in g  t h e   e d ge  d e t e c tio n  w h ic h  i t   h as  c on tra d ic t i o n   b etw e e n   t h e   n o ise   inse ns ib i lit y  a nd  t h e  pr ec isio n   loca l i za ti o n .  Thus  t o  o v erc o me   t his  pro b le m ,   t he  I S E F   prop ose d   the   l i ne a r   f ilter   ba se d  on   one  s te p  mode l  an d   mult i e dge  de t e c tio n.   Th is  o pt ima l   s m oot h i n g   f ilte r  is  a   s ym m e tric  e x p o n e n tial   in  i n f ini t e   l a rg e   wi ndo w  si ze   a n d   ve ry  si m p le  r ec ursi ve  a l gori t hm .  The   d i ffe r enc e   betw ee n  i n pu t   a nd  o u t p ut  o f  th is  r e c ursi ve  f il t e r  has  the   c a pab i lit y   to   d e t ec t   the  e dge s  w i th   l es s  sens i tiv it y  t o   n o i se  a n d   h ig h   pre c i si on  i n   l oca l i z at i o n.   T he   I S E F   fi l t er   h a s   pro pose d   t w o   m etho ds   f o r   e dge   d e t e c t i o n  eithe r   c a n   b e   u s ed  t he   ma xi ma  o f   t h e   g r ad i e n t   ( GEF)  o r  t h e  ze ro   crossi n g   o f  sec o n d   d irec tio na l   D e r i va tive   a l ong   t he   G r a die n t  (S D E F ) .   T h e   IS EF   f i l t e r  pro duce d   t he   G EF   a n d   SDE F   f ro m  t h e  fi rs t   and   se co nd   d e r i v a t iv es  o f   t h e  o p erato r   f o r   sy mmet ri c   e xpo n e nt i a l  fi lt e r s  resp e c ti v e ly .  Ini t i a lly,   the  no r m a l iz ed sym me tric e xp one nt i a l   fi l t e r  in  o n e d im en si ona l   (1D )  is wr i tte n   i n   6 .         ( 6 )     W h ere          (7)     The  exp one n t i a l  i s   a   s ym me t r ical  f u n ct i on  w h i c h  is  can  b e   div i d e d   i n t o  the  righ t   side  f u n ct i on    and  t h e  l e ft  s id e  func t i o n    .   T hus  t he  s e c o n d   d eri v at i v e  of  e xp o n en t i al  f un cti on  for   the  SDE F  alon g  the   x   axi s  c an de s cri b e  i n   8 .      ,     , ∗ ,  ( 8 )     Whe r e  in  t he  d iscre t e f o rm  of SD EF  is wr i tte n  in   9 .      ,   , ∗ 1 ∗ 2 ∗ 1 2 , ∗ 1 ∗ 2  ( 9 )     The  e qua t i o n   ab o v e   a l so  c an  b e  use d   t o   ca l c u l a t e  t h e  grad ie nt   a lo n g   t he  y   a xi s  di r e c t i o n.   F o r   inst a n ce,  thi s equa tio n sc hem e  c an  b e il l u stra ted i n  t he  p r oce ss flow   F ig ure  1.    2.3.  Pr e vi ou s Wor k s  in   E d g e  En h a n cem e n t Tec h n i q u e   The  ed ge  e n h anc e m e n t   t e c h n i que   p ro vi des  ad d iti ona l  c o rre ct ion  i n f orm a tio n   d u ri ng  th e   rec ons t r uc tio n   com p ut a t ion   base d  on   t he   g uide d  e d g e   i nfor ma t i o n   d etec te d.  T he   i nfor ma t i o n   o f  e d ge  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ed ge  e n h a n ce m e nt  o f   IBP re con s tr uc tio n b y  u s i ng  sh ar p  i n f i ni te sym m e tric al  e x p o n en t i a l… (A.R. A   Nazren)  26 1 detec t e d ,  t h e n   i s  use d   t o   stre ng t h en   b ac k  t h e  l o st  e dge   i nform a ti on.  A d d iti ona l l y ,  t h i s   p roce ss  pro v i d e s  an   edge   g u i de d  t o   t he   I BP   t ec hn i que   d urin g   t h e   ba ck   p r o je cti ng  to   HR  g rid   si ze   t o  av oi d   a   ri ngi ng  e f fe ct  di st urba nce.   F urt h er mor e ,  the  e ffic i e n c y   o f  rec onst r uct i on   p roc ess  is  i n f lue n c e d   b y  the   pr ecisi o n   t he   e dg e   detec t i on  pr o v ide d .  Th is  h i g h  pr eci si o n   o f  l o c a l i z at i on  a nd  h i g h  rate   d etec ti o n   a re   i mpor t a nt   f e a t u res  to   incre a se  t he  r ate  o f   e d g e  de t e cti on  an d  at  t h e   s am e  t i m e ,   i t   h e lpe d   t o  i n cr ease   the  ra t e   o f  cor r ec t i o n   p r o c e ss.   Th is  s tud y   m ee ts  t w o   g o o d   t ec hn iq ue  h a v e  i m plem en ted   w i th  I B P   i n  edge   e nha nce m ent  te c h n i qu e   suc h   A n iso t rop i c  D i ffus io n a nd  ISEF fil te r.          F i gure   1.  IS E F  proce s s  fl ow       2 . 4 .  Pro p o se  I BP t ech nique  w ith   Sha rp ISE F  reg u l a t o r   Thi s   s tu dy   h a s   c on ce rn e d   o n  t h e   e d g e   d e t ecti o n   i s   p rovi d e d  by   t he   I S E F   me t h o d .   T h i s   S hen-Cas t a n   me tho d   h a s   s o m e  adva n t a g es   s uc h  as  y i e ld s  ed ge   d e t a i l   i n form ati o n   w i t h   l e ss  re spon ds  t o   noi s e   a nd  hi gh  prec isio n  e d ge  l oca liza tio n.   T hi s  s t u d y   a ls o  i n ter e s t s  t o   u se   e dge   d e t ec tio n  t h r o u gh  z e ro  c r o ssi ng   p r o v i d e d  b y   the  Sec o n d   D i r e c tiona l   D e r i v a tive   F i l lter  (SD E F).   This  f ilt er   i s  ba se d  on   e xp o n en t i a l   f unc t i o n   w hic h   g i v e s   bet t er  p e rform anc e   t ha n  t h e  Ga ussia n   b a s e d   f il ter.   H ence ,  this  t e ch n i q u e   c ou l d   p ro vi d e   m uch  be tter   e dge   p r e s erv i ng   [ 20].  Th e   hi gh   a c c u r a c y   in   S DEF  d e t e ct ion  sup p l i e s  m u c h  pos sib l e  a d di tio na l  i n f o r m a t i o n   espec i al ly  a b o u t   hi g h   f re que ncy   inform at i o n.   T h i s   pre c i sion   o n   i n form ati o n  he lps   the   est i m a t o r  to  m a k e   pred ic ti ons a nd   p rese rves the  w e a k a nd l o ss  o f  ed ges m o re  e ffic ie n t .     As  a forem e ntioned  earlier,   t he  I B P   m et hod   p erfo rmed   w e l l   in   m in imiz ing  t h e  resi dua l   er ror  dur i n g   the H R  est i m at io n. The es t i m ati o n  is d one  b y bac k  pr o jec t i ng t h e   di ff ere n c e   o f  ob se rv ed   i ma g e   a nd   s i m u l at ed   ima g e  t o   t he   H R  c o rre cti o n   proce s s.   T h i s   iter a t i ve   p r o c e ss  ke e p s  on   r e p ea ti ng   unt i l   n o   mo re   e rro r  co s t   fu nc ti o n   a rises   w itho u t   a n y   e dge   g ui da nc e.  C onse q uen t ly,  est i ma t e d  t h e   H R   b y  the   I B P   alg o ri thm   is  n ot  a b l e  to   f ull y   r ec o v e r   t he  l ost   ed ge   i nform a ti on.  T h u s,  t he  I S E F   me th o d   i s  the   be st  s o l uti o n  t o   i mpr o ve  t he   d e - bl urrin g  proc e s s  and  sharpe n t h e e dge  d e t a i l s .   This IS E F  imple m e n ta tio n c a n  b e  il l us tra t e d  a s  in t he F ig ure  2.  A c c o rdi n g   t o   t he   p r o p o se d  al gor ithm   i n   F i g ur e  3,   t he  i n i t i a l   g u ess  ge ts  t he  f irst   e n h anc e m e nt  f r o m   the   im p l e m e n te d  I S EF.   This  p r o c e ss  is  i m p orta nt  s i n ce  th e   o b ser ve d  L R   w il l  be  m a g n i fi e d   t o  t h e  H R   g ri d,  th us  s om e  in fo rm atio n  w i ll  b e   l ost   an d  b l ur ry  i m a ge   i s  ge nera t e d.  A lso,  t h i s  sta g e   g i ve s  impro v e m e n t  i n   t h e   qua l ity  o f  i n i t i a l  g u ess  ima g e   to  g e t   c lose   t o   the  p o ss i b le   t o  o p t i m um   e s t i m atio n.  A s  the   H R   i n itia l   g u e ss  has   go o d   qua l i t y ,   the   IBP   re co ns t r uct i o n   onl y  re qu i r es  f e w   e ff orts  for  en ha nc in g  proce ss.   B e s ide s   i nc rea s i n g   t h e   qua l ity  o f  H R   e stim ati o n,  t h i s  stage  a l s o   c o n tr ib u t e s   t o  sa ve  a  l o t  i f   r e s o u r c e s   i n  a  f a s t e r   w a y .  T h e   f i r s t  r e f i n e   proce s s  i n  t he  i ni t i a l  g uess c a n  be   e xpresse d  i n   1 0.      ∗   ( 1 0 )     Whe r e    i s  con s ta nt  f or   t he  s ta bi lit y  e q ua tio n.     i s  the   first  i n i tia l  g u ess  pr ojec te d  fr o m   t he   o b s er ved  L R   ima g es  b y   us i n g  t h e  a v era g e  me t h o d .   In  o rd er  t o  en hanc e  the   ,  the  S D EF   m etho d  i n   t he  I S E F   obse r ves  the  pri o ri  i nf orma tio n  i n it ial  gu ess  to  p r o d u c e   t he  g ra die n t   inform ati o n.  T his  gr adie n t   c o n ta i n s  a n   e dge   in form ation  w h ic h  is  t hen   fuse d  i n s i de   t h e   c urr e nt   e st im atio n  i m a ge .  Th is  a d d i tio n a l  e dge   i nf or ma tio n   pro v i d es r ecov e rin g   o f  the   w e aker  fr e que nc y  inform ati o n and  s t r eng t h e n s  bac k t h e  st r u c t ure  i m age .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                           I SS N :   250 2- 4 7 5 2   In do n e sia n   J  Elec Eng   &   C o mp  S ci,   Vo l. 1 4 ,  No . 1 ,   Ap r i l  2 0 1 9   :    258  –  2 6 6   26 2 B a si c a lly ,  t h e  resi du al   i nf o r ma t i o n   i s   g en era t e d   f ro m  th e  di ff e r e n c e  of   s i m ul a t ed   a nd   o b s e r v e d  LR  im ages  w h i c h   a r e   u sed  to  c or r e ct  t he  c ur r e nt  H R   es ti m a ti o n .   M e a nw h i le,   the  c o r r e ct io n  pr oc ess  c a n   b e   op t i mize d  w h e n   a dd i n g   the   e x tr a  e d ge  i n f or m a tio n .   I n   P at el  [ 2 1 ]   w or k,   t he  a dd it io na l  gr adie nt   i n f or m a tio n  is   dir e c tly  f use d   i ns ide  the  r e si d u al  i n f or m a ti o n .   H o w e ve r ,   t his  a pp ro ach   h as  s o m e   d i ff ere n ce s  sin c e   add i tio nal  in form atio n  ne e d s  a  s t ep  s iz e   or  w eig h ti n g   f act or  t o  en sur e   t h i s  c o m b ina tio n  co n v erge s   to  t h e   o p tima l   l oc a l   mi n i ma   f a s t e r .   T h e   s uit a bl e   v a l u e  of   s t e p  si z e   i s   c r u ci al   c r i t e r i a  t o   e ns ur e  the   e s t i m a tio n  ac hie v e s   o p t i m um   HR  o u t pu t.  B e s ide s   t ha t,  it  als o   g ive s   i mpr o ve me n t   i n  the   n u m b e r   o f   r epe tit ion s   o n  of   t he   s ystem .    Th is  c alcu la t i o n   f or   s te p  size   c a n   b e   r e fer r ed  i n  11.     0  ‖   ‖   ( 11)     Wh ere     i s   t h e  Hessi an   f un ct io n   o f   m at ri x   of   f  a t   x  and   ‖ ∙ ‖   i s  the  s p ec tra l   o p e rator  norm   whic h  us ed  t o   fi n d   t he   l a r ges t   e ige n val u e  o f   f unc t i on  f.   T he  p ar am eter    i s  kn ow n  a s   t h e   s t e p  size   f or   g r a dien t  of  i m a ge   ed g e s c o mp ut ed .  In   o r d e r   t o   d e t e rmi n e  th e   opti m a l   r e s ul t ,   t hi s  op ti mal   re sidu a l   i nf or m a ti on  is  t he n  pr oj e c ted  ba c k   t o   H R   g r i d.   T h i s  sce n ar i o   c an  b e  de scr i be d  i n   m a t hem a t i c a l  a s   s uch  1 2 .          ∗  ∗   ( 12)     I n   P atel   w or k s ,   t h e  e n h a nce m e n t  of   t he  e dge s  is   t ake n   f r o m   t h e  d i f f e r enc e   o f   c om p u te d  i n it ial   gues s   a n d   c u rre nt  H R .   T h i s  d i ffer ence   p r o v i des  a  gu i d anc e   t o  the  e dge   i n t e n si ty  a nd  t h e   p r ec i s i on  i n   t he   e dge   loca liza tio n.   H owe v er,   the  p r ecis i o n   e dge   l oca liza tio n  ca n  be  i ncr ease d   by  s h r i nk i n g   the  w i d t h  e d g e s  to   b e c o me  s h a rp e r .  T h u s ,  t h e   accu ra c y   i n   ed g e   l o c a l i z a tio n   co nt rib u t es  t o   mo re  a cc u r at e  e s ti mat i o n ,   a s  wel l   a s  a n   i ncr e me n t   i n   t h e   qua l i t y  of  o u t pu t  an d  decr ease   t h e  n u mbe r   o f  iter a tio ns  f or  e st ima t i o n  pro cess.   The   shar pe r   e d ge   p r o c e ss  ca n   be  d o n e   by  su btr a c tin g  the   d i f f er e nce   edge      w i t h  e dge  d e t e c ted  f r o m   the  pr ev i ous  s t a te   H R   im age  .   Both  o f   de tect e d   e dges  a r e  de t e r m ine d   by  t h e  S D EF  m ethod  j u s t  b e f o r e   t h e   su bt rac tio n o p e ra ti on . Th is si t u a ti o n   c a n   b e  i llu st ra t e d   su ch  in   F i gu r e  2 .        (a)  (b )   ( c )     Fi g u re  2 .  Sh a r p e r   g r a d i e n t  i ma g e  ( a )   d i f f e r e n c e   e d g e  o f   H R  ( b )   edge  o f  p r i o r i   H R  ( c )   pr opose d   s har p   e dge       3.   RESULTS  A ND  A NAL YS IS   Thi s   s ect ion   pr e s e n t s   t h e   e xp e r i m e n t s   a nd  re su lt s   obt ai ne d   by   t he  p r o pos ed  c om b i n a t i o n   b e t w e e n   I B P   w i t h   S I S EF   e dge   e nha nc em ent  tec hni q u e.   T hes e   e xpe r i m e nts   u s e   the  M A TLA B   platfo rm  a s  exp e rimen t   simu lat o r .   T he se  e x p er im en ts   a ls o  use   the   s t a ndar d   i m a ge  f or m  I S I   a nd  D E S C A I   d a t a b a s e  w i t h   t he  s ta ndar d   im age  si z e   i s  25 6 x25 6  r e sol u t i on.   F i r st l y ,   th i s   e xper i m e nt  c r e a tes  a  se q u ence   f o u r   LR   i m a ges.   E a c h  of  L R   im ages  h as  s hif t e d   f r o m   or ig ina l   i m a ge  by  a   pi xe l  in  t he  v e r t i c a l   d ir e c t i o n .   T hen,   t he se   i m a ge s  a p plie d  e ffe c t   of  c a m e r a  PS F.   T he   e f f e c t s  i n v o l ve d  i n   t h i s  pr oc e ss  c ont a i n   o f   blur r y   a nd  dec i m a t i o n   o p e r at io n.   T h e n  th i s   sh if ted  L R   i m a ge   c o nvo lu te d  w ith  t he   G a u ssia n   l ow   p a ss  fi lt e r   o f   size   3 x 3   w it h  a   st anda r d   d e v i a ti on  of   3 .   The n   r esul t i n g   im age   w a s  dow n  sa mpli n g   b y  fa ct or   2   i n  e ach  d ir e ction .   T h e ref o re,   th e  same  o p e rat i on   w ith  t h e  di ffe rent   m o t io n   v e c t o r s  in   v e r t i c a l   a n d  ho ri zo nt al  d i r ec ti on s  i s   u sed   t o   p rodu c e   f ou r  LR   i ma g e s.    The   pr o pose d   t ec hni que   m e a sur e me n t   b a s ed  o n   t h e  h i g h es t  P S N R   r e c o rd ed .  B e sid e s  t h at ,  t h e  c o st  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Indonesia n   J  Elec Eng  &   C o m p  S ci   ISSN:  2502- 4752      Ed ge  enh a n ce m e nt o f  I BP re c o n s tr uc ti o n  b y   using  sh arp  inf i n i t e  sym m et ri c a l   ex po ne n t i a l …  ( A . R . A   N a zren)   26 3 c o mpu t a t io n  c o mple x i t y   m e a s ur em ent  is   u s e d  ba se d  o n   n u m ber   of  i ter a ti ons   c ons umi n g   f o r   f i n i s h in g  t h e  H R   e s t i m a tio n.   T h e   r e s ults  a n d   a nal y s i s  a r e  e q u i p p e d   t he   c om par i s o n  wit h   t he   C h e r e f   w o rk  [ 11 ]  and   Pa t e l   wo r k   [2 1]   a lo ng  t h e   w o r k .     3 . 1 .  Situ a tio n :   Bl u r ry  Effect  I n f o r ma tio n   P erf ect l y   K no w n   The  r e sul t   i n  T a ble 1  s h ow s  tha t   t he  c om b i n a t i o n   I BP   w ith pr o po se d t e ch n i q u e  S h ar p  I S EF   r e gul a t or   (SIS E F)  is   l ead i ng   f o r   m o s t  of   PSN R   resu lts .   B y  look in g  at  t h e   ave r age  re su l t ,  th i s   t ec h n iq ue   g i v es  a n   i m p r ov e m e n t  a b out   1 .7 5  dB   c o m p a re s  th a n   o r d in a r y   I B P   t e c hni qu e  an d  th is  r esu lt  i s   a   h ig her  q u a l i t y   im pro v em ent  i s   p r o v i de d  c o m p ar e  t o   o t h e r   t e c h n i q u es.  Thi s   m eans ,   the  SISE F   propos ed  t echnique  h as  t he   c a pab i l i t y   t o  pr o v ide   a  be t t e r   e dge  e n h a n c e m e nt.   Th is  e dge  d e t e ct or   e qu i ppe d  w i t h   h i g her   l o c a l iz ati o n  pr e c is i o n  a n d  l e ss  er r o r   de tect io n,   t her e f o r e   i n  mos t   c a s e s   o f   i m a g e   t e st e d   t hi s  p r opo sed   IS EF  h a s   p roduc ed   a   be tter   per f or m a nc e.     Bes i de s  t h at,   by  c o m p ar ing   w i t h   t he  P a t el  t e c h ni q u e.   T his  pr o p o sed  t e chni qu e  su cc es sf u lly   t o   incr ease   t h e PS NR  u p t o  0. 7 5 8  dB   t h a n  Pa t e l  tech n i q u e.   F u r therm or e ,  by   r e fer r ing  in   F i g ur e  3,   t h i s  S I SEF   ha s   su c c e s sf ull y   i nc re as ed   t h e   p re ci si on   a nd   accu ra cy   o f  ed ge   p ri o r i   i n for m a t io n  fr om  t he  c o nve n tio n a l   I S EF   m e tho d   i n  P a t e l  work.  Thus,   th is  c o n tr ibu t i on  hel p s  t h e  I B P   e s t i m a t o r   p redi ct s   t h e   H R   c on st ru c tio n  mo re   pr e c ise l y   a nd  ac cur a t e l y .   A d di t i o n a lly,   F i g u r e   4   h a s   s ho w n   t he   S I S EF   h as  s uc cess f ul l y   r e d uce d   t he   r in gi n g   a r tefa c t s ar ou n d   t he  e d g es  o f   t h e  H R  ima ge  c om par e d w i th  t he  o r d i na r y   I BP  tec hn i q ue .   P e r haps,   t h i s  sit u at i o n   he lps t o   i nc rea s e the  ap pe ara n ce  of H R   i m age .   D e spi t e  of   t he   g oo d  per f o r m a n ce,   t hi s  t ech ni q u e  has  di ff i c ul t y   d u r i ng   h a n dli n g   th e  crit i cal   i ma ge   suc h   t he  i m a g e   c on ta in s  a  l o t  of   h ig h  fr eq ue nc y  i n f o r m a t i o n.   F o r  e x amp l e,  t h e   M and r il l   imag e   c o nt ai ns  a   l ot   of  h i g h  fre que ncy  inform at ion  suc h   h a i r   a r ou n d   t he  m a n d r ill  fac e.  T his  d i sa d v a ntag e  ro se  w h e n   th e  SISEF   de t e c t or   onl y  t r ac es  t he   e d g es   i n  hor iz o n ta l  a nd  ve r t i c al  d ir ec ti o n   o n l y.  H enc e ,   in  s o m e   di rec tion  th i s   d et ec t o r   fa i l e d   t o  pr o v i de  d eta i ls  h ig h  fr eque nc y  in f o r m atio n.             F i gur e   3.   T he  I BP   w i t h  lor e n t zian  I S E F   r e gul a t or   p r o c e ss  f l ow   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   258 –  2 66  26 4   (a)     (b)    F i gur e 4.  Ri ngi ng  artefac t s ( a )  IBP  ou t p ut c o n t a mi na te d  w ith  t h e r i ng i ng a r tefa c t s (b)   prop ose d   t ech n i q u e   h a s  r e duce d  the  r in gi n g  a rtefa c t s       Ta bl e 1 .  P S N R   f o r M u l t i   Ki nds o f In p u t   Imag e       T he  I B P   t ec hniqu e  w ith  I B P  Pa te l  C h e r e f   C A NNY  SISE F  L E N A   27. 730  28. 651   28. 034   28. 018   28. 952   C A M E R A M A N  26. 477  27. 220   27. 319   26. 758   27. 224   M A NDR IL  23. 284  23. 464   23. 486   23. 336   23. 273   PE PP ER  25. 941  27. 956   29. 023   26. 391   30. 253   C L O W N  24. 560  26. 673   27. 932   25. 067   28. 784   JE T P LAN E   26. 020  27. 177   27. 571   26. 353   27. 648   BR A I N   28. 041  30. 131   31. 319   28. 699   32. 533   SH IP  28. 923  29. 494   29. 714   29. 188   29. 435   U S A F   22. 670  22. 183   22. 624   22. 656   22. 183   BR ID GE  23. 982  24. 648   24. 824   24. 178   24. 890       O n  t he  o t h e r  h and,  i n s o me  c a s es t he  tech n i que  p ro p o se d b y   C he r ef a ls o p r ovide s  t h e hi g h es t q u a l i t y .  Th is  t e c h ni qu e   perform ed  w ell  d u ri n g   h an d l i ng  d i ff ic ult  im age  s uc h  M a ndri l l   and  U S A F   i m a ge .   The  A n i s o t r o p i c   D i ffusi on  in  C here f  w o rks   has  t h e   c a p ab il i t y  to  s e e k  t h e   e d g e  i n   m a n y  d i r e c t i o n s  ( n o r t h ,   s o u t h ,  w e s t ,  a n d  e a s t ) .   T h u s ,   t h i s  m e t h o d   h a s   t h e  c a p a b i l i t y   t o   p r o v i de   t he  d e t a il  e dge   i nfor ma t i on  a n d  g i ve   a   prom i s in g  r e su l t   i n  the   d i ffic ul t  im age.   M o r eove r,  t hi s  e d ge  d e tect or  h a s   g o od  r a te  d e t ect i on  a nd  mi nim u m   respo nds  t ow a r d re duc ti o n  ed g e s .   Thus,   th i s   t e c h n i q u e  i s   a m o ng  t h e be st  e dge  e n h a n c e m ent tec h n i que .   The  G a uss i a n   b ase d   f i l t e r   d e s i gn  s u ch  a s  Ca nn y  te c h niq u e s   o n l y  pro v i d es  a   lit t l e   im p r o v em ent.     Th is  c on d i t i on   h a ppe ns  w h e n   the  G a uss i a n   b ased   f il ter   has  a  c o n tra d ic tio n  fu nc t i o n   b etw e e n   p r o vi din g   smoo th  f u n c t i on  a n d  pr ecise   l oca liz a tio n.   F urther more ,  the  Can n y   e d g e  d e t e c t o r   c a n  p r o v i d e  a  v e r y   s h a r p   edge   i m a ge,   bu t  the   in te nsi t y   e dge   d e t ec t e d  i s   s ma l l .   N o r m a l l y ,   t h i s  t ype   o f  fil t er  h as  l es s  pr eci se  l oca l i z a tio n  th an  I SEF f i lter.      3.2.   N u m b e r   of  I ter a tion s    In  t er ms  o f  the   com p uta t i o na l  com p le x ity,  the   IBP  w i th  e dge   e n h a n c e m e nt   t ec h n i q ue  m e a surem e nt   is  b ased  o n  th e  numbe r  of  i tera t i o n   a lgor it hm   f or  acc ompl is hin g   t he  e s t i m at i o n.  T he   m a i n  i d e a s  for   th i s   impro v e m e n t d e pe n d s o n   t he ac c ura c y of  e d g e  i n for m a t i o n   prov i d e d. Th i s   con d i tio n he l p s the o p tim i z er to o l s   ma ke  a   d e c i s i on  d u ri n g   c os t  c o m p u t a tio n.   T he  a c c ura t e   ad di tio na l   inf o rma t ion   a voi ds   t he   e st i m a t ion   too l   f o r   pred ic ti ng  the   sa me   s ol u t i on  freque n t l y .  A s   a   r e s ult,  t hi s  e dge   e n h a n c e m ent  t r ansfor m s   t he   I BP   t e c hn i que  mor e   e ffi c i e n t   i n pre d i c tin g a nd l i gh t   com p u t a t i ona l.     G r a t e f u lly,   t h e  pro pose d  te c h n i que  c a p ab le  t o bo os t   up t h e G r ad ie n t  Desce n t  per form ance  be tter   t h a n   prev io us.  I n   a dd i tio nal   t h is  t e c h n i q u e  c a n   s pee d   up  the   cos t   c o mp ut a t i o n a l  unt il   7 0 %   f a s t e r  f r om  t h e   con v e n t i ona l  G r adien t   D esc e nt  m e t ho d.   T hi s  situa t io n  pr ove d  tha t   t h e  edge   e nha nce m e n t  tec h n i q u e   a ssi s t s  t o   op tim ize the   e s t i m a t i o n  pr oc e ss  d u ri ng   s e e k i n g   t h e fi na l  H R  im a ge . The   a c c u r a te es t i m a tio n fu nc t i o n  de p en ds  on   t he  p re cis i o n   o f   ed ge  d e t e c tor  p r o v ide s   t he   h i gh  l o c a l i z a ti o n   an d  high  ra t e   e d g e   d et ec t i on .  Thi s   a ccu rac y   edge  detec t i o n   hel p s t h e   estim ator to pred ic t furt her   s t e p  to   g et tin g   cl ose   t h e o p t i m al  resu l t.  T ab le   2  s ho ws  t he  numbe r of Ite rati o n s                Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ed ge  e n h a n ce m e nt  o f   IBP re con s tr uc tio n b y  u s i ng  sh ar p  i n f i ni te sym m e tric al  e x p o n en t i a l… (A.R. A   Nazren)  26 5 Tab l e  2.  N umbe r of Iter a tions       T he   I B P   t e c hniqu e   wit h   IB P  P a tel  C h e r e f   C A NNY  S I S E F   LE NA   8 9  4 6   4 5  7 2   3 0  C A M E R A MAN  82   4 6   44   6 7   27   M A N D R I L  117   6 5   58   9 9   35   PE PP ER  116   6 2   57   9 6   31   C L O W N  114   6 3   57   9 4   39   J E T P L A NE   9 2  4 7   4 8  7 6   3 5  BR A I N   91   5 1   44   7 3   22   S H I P   7 8  4 1   4 1  6 3   2 5  U S AF   4 4  2 7   3 0  3 7   2 5  B R I D G E   9 8  5 6   5 0  8 1   3 4      A n o t her  ke y   poi n t   f or  s pe e d   up  t h e  e s t i m a tio n  de pen d s  on  the  ac c u r a t e  r a t e   o f  s t e p   s i z e  f o r  t h e   g r a d i e n t .  In   r ea l i t y ,  th e   g r a d i e n t   v alu e   d et ect ed  v ari e s  l a rg e   in t e n s ity   a mo u n t ,   t hu s   the   e s ti ma t i on   n ev e r   b e  con v er g i ng   a ft e r   r ece ivin g th e   lar g e   am o unt   o f d a ta.  T h is  s itua t i o n   c a n  be   ha nd le d by  se t s   t he su ita b l e   r a te for  s t e p  s i z e .  T h e  s e l e c t i o n  o f   s t e p  s i z e   i s   i m p o r t a n t  t o   e n s u r e  e s t i m a t o r  r e c e ive s   a n  o p tim um  i nf orm a tio n  w i t h   less  c o m p ut a t i ona l  c o st.   In  t his  e xperim e nt   a l l   t ec hn i que   e xam i ne s  prov id e d   s am e  o p t i m um   s tep   siz e   e x pect   the  t e c h n i q u e  pro pose d   by  P a tel.   T hus,   t h is   e stim ati on  e f fi cien c y   t o t a l ly  d e p e n ds  on  t h e   per f orm a nce   of  e d g e  d e t e c t o r  p e r f o r m a n c e .   T h e   r e s u l t   i n  T a b l e  4 . 4  s h o w n ,   t h e   S h a r p   IS EF  e dge  d e t ec tor   is  t he   b e s t  reg u la t o r   dur in g  perfo r m ing   t h e  es t i m a t io n  proc es s  sinc e  t h i s   t e c h n i que   p r o v i de s  l e sse r   iter a t i o n   c om pare   t he  o t h er   regu la tor  tec h n i q u e.   A dd iti o n al ly,   the   pro p o se d  te c h n i q u e   an d  t he   P ate l   t ec hn i que   u se   s am e  edge   d e t ec tor .   H o w e ve r,  t he   s u i ta b l e  ste p   s iz e  ra te   g i v es  a n  a d van t a g e  of  p ro p o s e d   t ec hn iq ues  t o   b e c ome   lig ht   c ost  com p le x i t y   u p to 4 0%  f as ter .       4.   CONCL U S ION    Th is  s tu dy  prop ose d   a   p rec i se   e d g e  e n ha nce m e n t   r e g u l ator  t o  i m p r o v e  t h e  I B P  r e c o n s t r u c t i o n   tech n i q u e   pr o b l e m   b y  us i n g  t h e   S h a r p   IS EF  r egu l ar i z a t ion.   N or ma l l y,  t he   I BP   r ec onstru c tio n  te c h n i qu e   ha s   suffe r ed  f rom   pro duce d   t he   r in gi n g   a rtefa c ts  on  H R   e s tim ati o n  a nd  i t   a l so  r e q ui r e d   a  l a rge  num ber  o f   i t erat ion s   t o   acco mp li sh   t h e   e st i m a t ion .   M o r e o v e r,  t h i s  t e ch niq ue  l ea k  of  c a p ab i lit y  to  p rese rve  t h e  lo st  h ig h   fre que nc y  in fo rm atio n  due   t o  bl urry  e ffe c t .  H o w e ver,   t he  S ha rp  I S E F  h a s  a  s o l u t i o n   t o  c u r e   t h e   I B P   rec ons t r uc tio n  pro b le m  w i t h   p ro vid i n g   p re c i se  e d g e   e nha nce m ent   w i t h   l i ght   c o s t   com p u t a tio n.   T he   S harp  IS EF   m etho d  ha s  hig h l y  pre c is i o n  l o ca l i z a t ion  a n d  less  e r ror  r a t e   d e t e c t i o n .   T h u s  t h e s e   a d v a nt ag es  h el p  th e  est i ma t o r   t o  c om pute  the   cor r ec tio n  process  more  a ccur a te and f as ter.       ACKNOW LEDG E MEN T S   The   au t hor  w o u ld  l i k e   t o   a c k no w l e d ge  t he  s upp or t   from   t he  F un da me nta l   R e s ea rch   Gran t   Sch e me   (F RG S )   under   a  gra n t   n u m b er  o f  FRGS / 1/2 017 / I CT05/ UNIM A P-/02/ 2   from  the  M i n i str y  of  High er  E d uc a tio n M a la ysi a .   The  aut h or  w ou ld  like   to  e x p res s   g rati t ude  t o   t h e   M i n i str y   o f   H i gher  E duca t i o n   Ma lays ia a n d  U ni ver s i t y  Mal a ysia  P e r lis  f or  f ac ili tie s prov i d ed   i n  t h is  w ork.       REFE RENCES    [1]   M . -C.  Chi a ng   a nd  T .   E .  Bo u lt,  “ Efficien t  imag e  warpi n g   and   s u p e r-resol u t i on ,”  A pplica t i o n s   of Com put er Vision,   19 96 .  WA CV ’9 6 . ,   Pr oceedi n g s  3rd  IEEE  W o r k shop  on .   pp.   5 6– 61 ,   19 96 .  [2]   B.  C o h en   a n d   I .  D i ns tei n ,  “P ol y p has e   b ack -pro jecti o n   fi lt eri ng  fo r  im age  res o l u tion   en han cemen t,”  IE E  P r o c .   -   Visio n ,  I m ag e ,   S i gn al  Proc e s s. ,   vol .  14 7,   n o .   4 ,   p .   31 8,   200 0.   [3]   Hy un woo   Kim ,   J eo ng-H u n   Jan g ,   an d  Ki -S ang  H o n g ,   “ E d g e - en han c ing   super-resoluti on  usi n g  anis o t ropic   diff usion , ”  in  Proceedi n g s  20 01  In ter n a t i onal Confer ence on  Ima g e Pr ocess i n g   (Cat . No .0 1CH 3 7 2 05 ) ,  20 01,   v o l .  2 ,   p p.  1 30 –1 33 .   [4]   Z .  Y a n ,   Y .  L u ,  a n d  H .   Y a n ,  “ R e d u c i n g  T h e   S p i r a l   C T  S l i c e   T h i c k n ess   Usin g   S up er  R esol ut io n , ”  20 10  IEEE   In te rn at io na l Co nfe r e n c e  o n  Ima g e   Proc e ssin g .  pp.   5 9 3–5 96 ,  2 010.   [5]   F .   Q in,  “ A n   improv ed  s u p er  r eso l u t io n   recon s tru c ti on   m et hod   b as ed  o n  ini tial  value  estima t ion,”  20 10 3 r d In t .   Co ng r. I m ag e  Si gn al  Pro c e s s . ,  p p .   8 26 –82 9,   2 0 1 0 .   [6]   X .  L i a n g  a n d  Z .   G a n ,  “ I m p r o v e d  N o n - l o c a l  I t e r a t i v e  B a c k - P r o j e c t io n  M e th od   f o r   I m a ge  S u p er- R eso l utio n, ”  20 11   Si xth  In t.  Conf.  Ima g e G r ap h . ,  pp.   1 76 –1 81,   2 0 1 1 .   [7]   T.  B e n gt sson ,  I.  Y .   H.  G u,  M .   Vi be rg ,  a n d  K.  L in dströ m ,  “Re g u l a rized  o pt i m izati o n  f o r  jo int  supe r-res o lut i on  a nd  hi gh   d ynam i c  ra n g e  im age  recon s tru c ti on  in   a   p ercep tu a l ly   u nif o rm   d om ai n , ”  2012 IEEE  Int e rnat ional  Confer ence  on  Aco u stics, S p eech  an d S i g nal  P r oces s i ng   ( I CAS S P) .   p p .   1 097 – 1 10 0,   2 01 2.  [8]   M .  N . Bareja, “An  E ff ecti v e It erat i v e Back  P roject io n b a sed Sin g l e  Imag e S u p e r Reso lu tio n  App roach ,” 20 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   258 –  2 66  26 6 [9]   R.  N ay ak,  S .   M o n al is a,  a nd   D .  P a t r a,  “ S p atial  sup e r  resol u t i o n   b a sed  i m age  rec o n s t r ucti on   u sing  HIBP , ”   i n  2 013  An nu al  IEEE  India  Confer ence  ( I NDICO N ) ,  20 1 3 ,   p p.  1–6 .  [10]   P .   R asti,   H.  D em ire l ,  and   G.  A nb arjaf a ri,  “ I m a ge  r eso l u t i on  enh anc e m e nt   b y   us ing   interp olatio n  fo ll ow ed  b y  it erativ e  b ack  p roj ecti o n , ”  20 1 3  21 st Sign al Pr oc e s sing  an d Co mmun ic a t io n s   App l ic a tion s   Co nfe r e n c e  ( S IU ) .    p p . 1– 4 , 2 01 3.   [11]   Y. Cheref   and   D. Yo u sfi, “ Imag e  recon s t r uct i on   w ith   b e tter  e dge   e n h a nce m e n t u s in g  su p e r re so lu ti on   a lg ori t hm ,”   i n   2014 Int e rnational  Con f ere n ce on  M u ltimed i a  C o m p ut ing and Syst ems (ICMCS ) ,   2 0 1 4 ,   pp .   2 83– 28 8.  [12]   J.  M e i ,  H.  G ao,  B .   M aiseli,  a nd   O .  Elisha,  “Edg e  preservat i on  i m a ge  e nl argem e nt   a n d   e nh ance m e nt   m et ho d  ba s e d   on   t h e   a daptiv e  P e ron a –M ali k   n on-l i n ear  d iff u si on   m od el, ”   IE T Imag e Pr ocess. ,  v o l .   8 ,   no .  12 ,     pp .   7 53– 76 0,  2014.   [13]   X.   Y an g,   Y .   Zh an g,   D .   Zh ou,   a nd   R .   Yan g ,   “An  im pro v ed   i t e rati ve   b a c k   p ro jec t io n   a l go rith m  b a se d   on   r in ging   artif acts   sup p ressi on,”  Neur ocom pu ti ng ,   vol.   1 6 2 ,  pp.   1 7 1–1 79,   2 0 1 5.   [14]   M .   N awaz,   R .   Xie,  L .  Zh ang,   M .  A s f a n dyar,   a n d   M .  Hu s s ain ,   “ Imag e  sup e r  resol u t i o n   b y   spars e   l inear  r egress io n  and   i t erat ive  ba ck   p roj ecti on, ”  2 0 1 6  IEEE In t e rna t i o n a l S y mp o s i u m   o n   Br oadba nd   M u l t i m e d i a  Sys t ems and  Br oa dcasti ng ( B M S B) . p p.  1– 6 , 2 01 6.  [15]   A .  R .   A .   N a z r e n ,   S .  N .   Y a a k o b ,   R .  N g a d i r a n ,   M .   B .  H i s h a m ,  a n d   N .  M .   W a f i ,   “ I m provi ng  iterative  back  p roject ion   su per  res o luti on  m o d e l  v i a  anis otro p i c  diff u s ion   edg e   e nh an cem e nt , ”   i n   2 0 1 6  In tern a t io nal Confer ence o n   Ro bo tics ,  A u t o mati on an d S c ien ces  ( I CO RAS) ,   20 16 , pp . 1 –4 .   [16]   R.  R .  Mak w an a  and   N.   D .  M e hta,   Em erging  Trends  i n   E l ectric a l,   El ectro n i c an d  Comm unica tio ns  En g i neer ing ,  vo l.  416 ,  n o .  1.  C h a m :  S p r in ger In ternat io nal  P u b lishi ng,   2 017.   [17]   R .  N a y a k  a n d  D .   P a t r a ,   “ A n  e d g e  p r e s e r v i n g   I B P   b a s e d   s u p e r   r e s o luti on  im age  reco nst r uct i o n   u sin g   P -s p l ine  an d  MuCSO-QPSO al g orithm,”  M i cr o s ys t. Tech no l. ,  v o l.   2 3,  n o.  3,   pp . 55 3 – 5 6 9 , Mar.   2 0 1 7 .   [18]   M .   Irani ,  M .   Ira n i ,  S.   P e l eg ,  and   S .   P e l eg ,  “M otio n  A n al ysis  f o r  Im age  E n h a nce m ent:Reso l uti on,  O ccl usio n,  a n d   Tran sparen cy,”  J .  Vi s .   Co mm un . Ima g e R e pr esent. ,   vol.  4 ,   p p.  3 2 4 –3 35 ,   1 993 .  [19]   S .   R at ho re  a n d   Y .  Hars halat h a ,   “ Iterativ e  Bac k -P ro ject ion   Alg o r i t hm  B ased   S i g n a l  P r o cessin g   A p p roach   T o  Enh a nc e   An   I m a ge  Re s olut io n , ”   I n t .  J. En g.  R e s .  Ap pl . ,  vo l.   2 ,   no.  6 ,   pp.   1 449 –1 454,   2 01 2.  [20]   S .   C as tan,  J .  Z h ao ,  an d  J.  S hen ,   “ N e w  ed ge  d et ect io n  met h o d s   b a s e d   o n   e xp one n t i a l  fil t e r , ”   i n  [19 9 0 ]  Pro c eedi ngs .  10 th  In t e rna t i onal  Conferen ce on  Patt ern  Reco gn iti o n ,   1 99 0,  v o l .   i ,   n o.  X ,  p p .  709–7 11 .   [21]   P .   S .  A.  P a t el  S hrey as  A .,   “ N ovel  Iterat ive  Back   P ro jecti o n   App roach ,”  IOSR  J.   Comp ut.  En g. ,   vol .   11 ,   no.   1 ,   pp .  65 –6 9,   2 01 3       B I OGRAPHIES  O F AUTHO RS         F i rs t  Auth or  r eceiv e d  the  B.  E n g i n eerin g  (Hon s)  i n  Co m puter  E ng ineeri n g   f r om   U ni versity  M a l a ysi a   P erlis   ( Un iM AP),   M alay si a  and   P h .D.   deg r ee  i n   t h e   C om p u t er  E ngi neerin g  f r o m   Un iv e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s ,   M a la y s ia .         S eco nd  Au th or  r ec ei ved   t h e  B.  E n g i n eerin g  (Ho n s )   i n   Co m m u n i cati on   a nd   C o m put e r   E n g i neeri n g   f r o m   U n i vers it y  Keban g saan   M ala y si a  (UKM),   M alay si a .  and   t h e  M . S.   d eg ree  in  Co mp ut er  f rom  Un iv ersity  K eb ang s aan  M ala y s i a  (UKM ),   i n  2 0 0 6 ,  an d  P h .D.  d e gree  in  Co mm u n i cati o n s , S e n s o r s an d Sign al P roces s i ng  f ro m   N e wcastle U n i v ersity,  UK.         T h i r d   Aut h o r   r eceiv e d  th e  B.E n g .   i n  El ectri c a l - El ectronics   ( H o n s)  f rom  Uni v er sity  T eknologi   M a l a ysi a   ( UTM)  a nd   M .S .  d e g r ees  b y   re s e arc h   i n   Co m p u t er  E ng in ee ri ng   f ro m   U n i v er s i t y   M a l a ysi a   P erlis  ( Un iM AP )  th e   P h . D .   degree  in   t he  C o m puter  S y s t e m   E n gi n e e r i n g   f r om   U n i v ersi ty  S outh  Au st ralia,  Au s t r alia.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.