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カーネル法と部分空間法を利用した時空間パターン分類器の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 16700213
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Sensitivity informatics/Soft computing
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

堀尾 恵一  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 助手 (70363413)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords時空間パターン / パターン分類 / 自己組織化 / 部分空間法 / カーネル法 / 時間伸縮 / フィードバック / ジェスチャー / 自己組織化マップ / 非線形部分空間 / 顔画像認識 / データの重要度 / バッチ型学習 / エピソード
Research Abstract

本年度は,自己組織化マップの識別能力向上を図るために,データ集合内での非線形距離測度系構築に関して研究を行った.具体的には,カーネル法と部分空間法を適用してデータの分布を近似する方法,データ集合の分布をグラフで近似して距離系構築を行う方法を提案した.
カーネル法では,カーネル関数と呼ばれる関数を用いて,パターン空間をより高次の空間内で再表現する.これにより元々の空間では分類できなかったパターン集合が,再表現された空間では分類可能なものとなる.また,部分空間法では,代表ベクトルの代わりに複数の基底ベクトルで張られる部分空間を利用することにより,パターンの変形に頑健な分類を実現する.カーネル法と部分空間法を融合することで元々の空間における非線形な部分空間が形成できる.実問題では,同じクラスに属するデータの分布が,線形部分空間上に分布することは少なく,非線形な部分空間手法は非常に有効である.
また,カーネル法では,カーネル関数の設計法が確立されていない問題があるので,データ分布をグラフにより近似し,グラフ上の距離に基づいた非線形距離を採用する手法を提案した.この手法は,データ分布や構造が未知の場合でも,データ間の局所的な距離を適切に反映したグラフを利用することで,データ空間内に適切な非線形距離系が構築される.人工データを利用して,学習性能などの基礎的なシミュレーションを行い,その有効性を示した.
昨年度提案したフィードバック自己組織化マップの改良版と,上記の非線形距離に基づく自己組織化マップを融合する研究を現在進めている.これまでの基礎的なシミュレーションでは,両者の特長を損なうことなく時空間パターンの識別を実現しているので,頑健な時空間認識器の可能性を示していると考えられる.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (14 results)

  • [Journal Article] Handwritten Character Recognition Based on Relative Position of Local Features Extracted by Self-Organizing Maps2007

    • Author(s)
      K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      Int. J. of Innovative Computing, Information and Control (In Press)

    • NAID

      120002441529

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    • Author(s)
      H.Tamukoh, K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express 4・2

      Pages: 60-65

    • NAID

      130000088423

    • Related Report
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  • [Journal Article] The Self-Organizing Relationship (SOR) Network Employing Fuzzy Inference Based Heuristic Evaluation2006

    • Author(s)
      T.Koga, K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      Neural Networks 19

      Pages: 299-311

    • NAID

      10018044207

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  • [Journal Article] Self-Organizing Map with Input Data Represented as Graph2006

    • Author(s)
      T.Yamakawa, K.Horio, M.Hoshino
    • Journal Title

      Proc. of Int. Conf. on Neural Information Processing (ICONIP2006) 1

      Pages: 907-914

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  • [Journal Article] Nonlinear Adaptive Manifold Self-Organizing Map and Its Application to Pose Invariant Face Recognition2005

    • Author(s)
      Hideaki Kawano, Keiichi Horio, Takeshi Yamakawa
    • Journal Title

      IEE of Japan 125-C・6

      Pages: 948-955

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  • [Journal Article] Batch Learning of the Self-Organizing Relationship(SOR) Network2005

    • Author(s)
      Takeshi Yamakawa, Keiichi Horio, Satoshi Sonoh
    • Journal Title

      Neural Information Processing-Letters and Reviews 8・3

      Pages: 31-38

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  • [Journal Article] Reproduction Strategy Based on Self-Organizing Map for Genetic Algorithms2005

    • Author(s)
      Ryosuke Kubota, Keiichi Horio, Takeshi Yamakawa
    • Journal Title

      Int.J.of Innovative Computing, Information and Control 1・4

      Pages: 595-607

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      T.Furukawa, S.Sonoh, K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      Proc.of Workshop of Self-Organizing Maps (WSOM' 05) 1・1

      Pages: 413-420

    • NAID

      120006664853

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    • Author(s)
      Ryosuke Kubota, Keiichi Horio, Takeshi Yamakawa
    • Journal Title

      Proc.of Workshop of Self-Organizing Maps (WSOM' 05) 1・1

      Pages: 211-218

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      H.Kawano, K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      IEEJ Trans. on Electronics, Information and Systems 125C・1

      Pages: 149-150

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      H.Kawano, K.Horio, T.Yamakawa
    • Journal Title

      IEEJ Trans.on Electronics, Information and Systems (In Press)

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      H.Kawano, T.Yamakawa, K.Horio
    • Journal Title

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    • Journal Title

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  • [Journal Article] カーネル法を適用した適応部分空間自己組織化マップ2004

    • Author(s)
      河野英昭, 堀尾恵一, 山川烈
    • Journal Title

      第5回自己組織化マップ研究会講演論文集 1・1

      Pages: 59-62

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      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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